專(zhuān)利名稱(chēng)：一種高性能的鋁電解電容器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本創(chuàng)作涉及儲(chǔ)存電荷的鋁電解電容器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高性能的鋁電解電容器，其可用于大功率的電器設(shè)備，如:風(fēng)電變流器、高壓變頻器、直流補(bǔ)償以及儲(chǔ)能焊機(jī)
坐寸O
背景技術(shù)：
目前，傳統(tǒng)方式制造的鋁電解電容器由于卷繞技術(shù)與封裝技術(shù)的限制，已知最大單體尺寸為Φ IOOmmXH260mm，400VDC時(shí)最大電容量上限為22000UF。鋁電解電容器體積越大，散熱就成了一個(gè)必須面對(duì)的問(wèn)題，鋁電解電容器發(fā)熱是由于自身阻抗功率發(fā)熱和漏電電流引起電化學(xué)發(fā)熱。目前這兩個(gè)問(wèn)題在鋁電解電容器中實(shí)際存在。理論上一個(gè)功能完好的鋁電解電容器，壽命長(zhǎng)短直接的原因由于高溫使電極板電化學(xué)過(guò)程加快，縮短電極板極化時(shí)間?，F(xiàn)有技術(shù)中，所有大型鋁電解電容器制作都為圓柱體形貌，圓柱直徑過(guò)大時(shí)熱阻很大，散熱不科學(xué)，中心容易過(guò)熱造成電容的局部壽命熱衰竭，如中國(guó)專(zhuān)利第201020269753.X公開(kāi)的電容器，其設(shè)計(jì)成圓柱體形貌，包括有實(shí)心結(jié)構(gòu)的芯包以及包覆芯包的鋁殼，其散熱面積以及散熱功能不好，電容器發(fā)熱芯包膨脹容易發(fā)生危險(xiǎn)。發(fā)熱是電解電容器使用中不可忽視的因素，而現(xiàn)有技術(shù)中的圓柱體形貌鋁電解電容器散熱性差，圓柱式電容直徑越大越不安全，目前應(yīng)對(duì)的方法是通過(guò)提高正箔耐壓，改良電解液高溫穩(wěn)定性以進(jìn)行改善，然而，這些方法在一定上提高了產(chǎn)品的成本，并且效果并不理想。故，針對(duì)目前現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，亟需提供一方案，以解決現(xiàn)有鋁電解電容器散熱性不好的問(wèn)題，進(jìn)而提供一種性能好，安全可靠的高性能的鋁電解電容器。
發(fā)明內(nèi)容本創(chuàng)作實(shí)施例的目的在于提供一種高性能的鋁電解電容器，其可用于大功率的電器設(shè)備，性能好，安全可靠。本發(fā)明實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種高性能的鋁電解電容器，包括有電芯、電解液、外殼、蓋板、以及夾持電芯的電芯壓片；其中，所述電芯設(shè)計(jì)成扁平狀，其數(shù)量為復(fù)數(shù)個(gè)。進(jìn)一步地，所述電芯包括有正極箔片、鉚接于正極箔片上的正極耳、負(fù)極箔片、鉚接于負(fù)極箔片上的負(fù)極耳、以及電解紙。進(jìn)一步地，所述正極箔片為獨(dú)立的單片設(shè)計(jì)，其形狀與扁平電芯的機(jī)構(gòu)相適配，一個(gè)電芯包括有復(fù)數(shù)片獨(dú)立的正極箔片，該正極箔片采用多片疊層并獨(dú)立引出正極極耳。進(jìn)一步地，所述負(fù)極箔片以及電解紙均為長(zhǎng)條片狀設(shè)計(jì)，一個(gè)電芯僅包括有一長(zhǎng)條片負(fù)極箔片以及一層以上長(zhǎng)條片電解紙。進(jìn)一步地，所述電芯設(shè)計(jì)有I對(duì)以上電極引出條，電芯結(jié)構(gòu)采用平面疊層片式設(shè)計(jì)，該平面疊層片式系采用負(fù)極箔片與電解紙連續(xù)卷繞，而正極箔片則平行疊進(jìn)負(fù)極箔片與電解紙形成的連續(xù)包圍中。[0011]在本發(fā)明創(chuàng)作電芯結(jié)構(gòu)采用平面疊層片式化設(shè)計(jì)，疊片結(jié)構(gòu)采用負(fù)極箔片與電解紙連續(xù)卷繞，正極箔片則平行疊進(jìn)負(fù)極箔片與電解紙形成的連續(xù)包圍環(huán)境中，從而較傳統(tǒng)鋁電解電容器的性能高，安全可靠。

圖1是傳統(tǒng)帶狀電極與卷繞芯包示意圖。圖2是本實(shí)用型高性能的鋁電解電容器示意圖。圖3是本實(shí)用型高性能的鋁電解電容器的電芯圖示。圖4是本實(shí)用新型高性能的鋁電解電容器的電芯卷繞示意圖。圖5是本實(shí)用新型高性能的鋁電解電容器的帕狀疊片及電極示意圖。
具體實(shí)施方式
為了使本創(chuàng)作的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本創(chuàng)作進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。參照?qǐng)D2-圖4所示，本創(chuàng)作高性能的鋁電解電容器100包括有電芯1、電解液(未圖示)、外殼2以及蓋板3;其中，還包括有夾持電芯的電芯壓片(未圖示)；所述電芯I設(shè)計(jì)成扁平狀，其數(shù)量為復(fù)數(shù)個(gè)；所述電芯壓片由彈性鋼片制成。所述電芯I包括有正極箔片10、鉚接于正極箔片10上的正極耳100、負(fù)極箔片11、鉚接于負(fù)極箔片11上的負(fù)極耳110、以及電解紙12。其中，正極箔片10為獨(dú)立的單片設(shè)計(jì)，其形狀與扁平電芯I的結(jié)構(gòu)相適配，一個(gè)電芯I包括有復(fù)數(shù)片獨(dú)立的正極箔片10 ;而負(fù)極箔片11以及電解紙12均為長(zhǎng)條片狀設(shè)計(jì)，一個(gè)電芯I僅包括有一長(zhǎng)條片負(fù)極箔片11以及一長(zhǎng)條片電解紙12。正極箔片10采用多片疊層并獨(dú)立引出正極耳100，這樣使得電荷路徑低阻抗化，發(fā)熱降低。其中，負(fù)極箔片11與電解紙12為不中斷的連續(xù)繞制，正極箔片10則是鉚接好正極耳100后置入電解紙12的夾層之中，S卩:在連續(xù)卷繞過(guò)程中，當(dāng)電解紙12與負(fù)極箔片11繞過(guò)后，在水平線方向時(shí)，放置上一片鉚好正極耳100的正極箔片10 ;當(dāng)電解紙12與負(fù)極箔片11繞過(guò)一圈再次在水平線方向時(shí)，再放置上一片鉚好正極耳100的正極箔片10，如此不停繞制，當(dāng)疊入設(shè)計(jì)數(shù)量的鉚好正極耳的正極箔片10后，電解紙12與負(fù)極箔片11繼續(xù)卷繞一定長(zhǎng)度后，實(shí)施捆包短路刷選處理，這樣一個(gè)流程就制作成完整的一個(gè)電芯I。電芯I制作好后經(jīng)過(guò)干燥處理，對(duì)干燥處理好的電芯投入電解液注入設(shè)施注入若干電解液處理，電芯I注入電解液后經(jīng)過(guò)裝配、封裝、電極賦能、測(cè)試處理后即可具有獨(dú)立的儲(chǔ)存電荷功倉(cāng)泛。電芯I最少有I對(duì)以上極耳，在有明確正負(fù)極的情況下，正極箔片10設(shè)計(jì)入片數(shù)為一片以上，入片總數(shù)上不封頂。本發(fā)明實(shí)施例為10對(duì)極耳，正極入片數(shù)為10片，負(fù)箔和電解紙為連續(xù)性卷繞而成。本發(fā)明實(shí)施例中，按10對(duì)極耳，入片數(shù)10片來(lái)計(jì)，實(shí)際單個(gè)電芯厚度為3 5_。本發(fā)明實(shí)施例中，電芯設(shè)計(jì)有I對(duì)以上電極引出條、有正極性要求時(shí)每層正電極疊片單獨(dú)引出，電芯結(jié)構(gòu)采用平面疊層片式化設(shè)計(jì)，疊片結(jié)構(gòu)采用負(fù)極箔片與電解紙連續(xù)卷繞，正極箔片則平行疊進(jìn)負(fù)極箔片與電解紙形成的連續(xù)包圍環(huán)境中，從而較傳統(tǒng)鋁電解電容器的性能高，同時(shí)簡(jiǎn)化了制造過(guò)程，并能采用自動(dòng)化卷繞入片設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)。參照?qǐng)D5所示，本創(chuàng)作正極箔片10呈帕狀比傳統(tǒng)長(zhǎng)帶狀電極(如圖1)具有更小的電流路徑、電極板方阻更小，其中箭頭方向?yàn)殡娏髀窂?。蓄電核心采用I個(gè)以上數(shù)量的電芯單元設(shè)計(jì)、電荷進(jìn)出路徑低阻抗化，10對(duì)以上正負(fù)電極引出條、且每層正電極疊片單獨(dú)引出，卷繞結(jié)構(gòu)上采用扁平化設(shè)計(jì)，疊片結(jié)構(gòu)采用負(fù)極箔片與電解紙連續(xù)卷繞，正極箔片10則平行疊進(jìn)負(fù)箔11與電解紙12形成的連續(xù)包圍圈之中，較傳統(tǒng)鋁電解電容器的性能高，同時(shí)簡(jiǎn)化制造過(guò)程，并能采用自動(dòng)化卷繞設(shè)備生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)。其中，電芯數(shù)量、體積的大小、外形隨容量、耐壓高低、環(huán)境的具體條件可進(jìn)行具體量化設(shè)計(jì)。目前傳統(tǒng)方式制造的電容器由于卷繞技術(shù)與封裝技術(shù)的限制，最大單體尺寸為Φ 100mm X H260mm，例如400VDC最大容量上限為22000UF。而本創(chuàng)作采用疊層電容結(jié)構(gòu)，疊層電容容量由疊層的大小與多少?zèng)Q定有效容值大小，只要將材料面積足夠大、疊層數(shù)無(wú)限疊層，即可以使單體電容器容量無(wú)上限，滿(mǎn)足一切大容量應(yīng)用場(chǎng)合，技術(shù)實(shí)現(xiàn)沒(méi)有上限。本創(chuàng)作鋁電解電容器結(jié)構(gòu)與扁片電芯相一致，其基本型貌為扁平狀，電極端子為螺栓連接方式，電容橫切面為橢圓環(huán)型或者為大R角的規(guī)則多邊型。扁平化有利于蓄電單元低熱阻阻抗，電容器的熱點(diǎn)為中心線位置，散熱路徑為中心向外傳導(dǎo)散熱，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)，同容量的兩種電容，扁平式結(jié)構(gòu)電容器與傳統(tǒng)的圓柱狀鋁電解電容器相比，圓柱狀的電容器熱阻路徑較扁平體結(jié)構(gòu)電容的熱阻大一倍以上，在電容器高度不變，截面積不變，散熱結(jié)構(gòu)展開(kāi)為長(zhǎng)條狀時(shí)，圓柱狀的電容器的熱路徑成倍的減小。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種高性能的鋁電解電容器，包括有電芯、電解液、外殼以及蓋板，其特征在于:還包括有夾持電芯的電芯壓片；其中，所述電芯設(shè)計(jì)成扁平狀，其數(shù)量為復(fù)數(shù)個(gè)。
2.如權(quán)利要求1所述的高性能的鋁電解電容器，其特征在于:所述電芯包括有正極箔片、鉚接于正極箔片上的正極耳、負(fù)極箔片、鉚接于負(fù)極箔片上的負(fù)極耳、以及電解紙。
3.如權(quán)利要求2所述的高性能的鋁電解電容器，其特征在于:所述正極箔片為獨(dú)立的單片設(shè)計(jì)，其形狀與扁平電芯的機(jī)構(gòu)相適配，一個(gè)電芯包括有復(fù)數(shù)片獨(dú)立的正極箔片，該正極箔片采用多片疊層并獨(dú)立引出正極極耳。
4.如權(quán)利要求3所述的高性能的鋁電解電容器，其特征在于:所述負(fù)極箔片以及電解紙均為長(zhǎng)條片狀設(shè)計(jì)，一個(gè)電芯僅包括有一長(zhǎng)條片負(fù)極箔片以及一層以上長(zhǎng)條片電解紙。
5.如權(quán)利要求2所述的高性能的鋁電解電容器，其特征在于:所述電芯設(shè)計(jì)有I對(duì)以上電極引出條，電芯結(jié)構(gòu)采用平面疊層片式設(shè)計(jì)，該平面疊層片式系采用負(fù)極箔片與電解紙連續(xù)卷繞，而正極箔片則平行疊進(jìn)負(fù)極箔片與電解紙形成的連續(xù)包圍中。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種高性能的鋁電解電容器，包括有電芯、電解液、外殼、蓋板、以及夾持電芯的電芯壓片；其中，所述電芯設(shè)計(jì)成扁平狀，其數(shù)量為復(fù)數(shù)個(gè)。本實(shí)用新型電芯結(jié)構(gòu)采用平面疊層片式化設(shè)計(jì)，疊片結(jié)構(gòu)采用負(fù)極箔片與電解紙連續(xù)卷繞，正極箔片則平行疊進(jìn)負(fù)極箔片與電解紙形成的連續(xù)包圍環(huán)境中，從而較傳統(tǒng)鋁電解電容器的性能高，安全可靠。
文檔編號(hào)H01G9/26GK203070935SQ201220560058
公開(kāi)日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2012年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月29日
發(fā)明者尹志華, 李良 申請(qǐng)人:深圳江浩電子有限公司