混合型全鉭非固體電解質(zhì)鉭電容器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及鉭電容器領(lǐng)域，特別是涉及一種混合型全鉭非固體電解質(zhì)鉭電容器。
【背景技術(shù)】
[0002]全鉭非固體鉭電解電容器結(jié)構(gòu)與普通銀外殼非固體鉭電解電容器結(jié)構(gòu)基本相同，主要由鉭粉壓制成型后真空燒結(jié)的陽極鉭芯子、通過電化學(xué)反應(yīng)在該陽極鉭芯子表面及微孔中生成的Ta2O5介質(zhì)氧化膜、以及封裝在金屬外殼內(nèi)的陰極工作電解質(zhì)構(gòu)成。所不同的是全鉭非固體鉭電解電容器是用鉭外殼作為電容器的引出陰極，而普通非固體鉭電解電容器是用銀外殼作為引出陰極。全鉭電容器與銀外殼非固體電解質(zhì)鉭電容器相比，具有體積小、漏電流小、抗浪涌能力強(qiáng)、可靠性高等特點(diǎn)。目前，廣泛應(yīng)用于在航空、航天、兵器、船舶等領(lǐng)域。近年來，隨著軍用電子設(shè)備不斷向小體積、高可靠、國產(chǎn)化等方向的發(fā)展，對更小體積、更大容量的全鉭電容器的需求也越來越迫切。
[0003]為了減小鉭電容器的體積，提高其體積比容量，目前通常采用高比容的鉭粉來制作電容器；然而隨著鉭粉比容的提高，鉭粉的粒徑越來越小，擊穿電壓也會(huì)隨之降低。對于相同規(guī)格的鉭電容器，其額定電壓和電容量值相同時(shí)，也就限制了所采用鉭粉的最大比容值，從而限制了鉭電容器的最小體積。為了進(jìn)一步縮小鉭電容器的體積，許多廠家采取降低形成電壓，提高壓制密度，降低燒結(jié)溫度等措施；雖然在一定程度上可以縮小鉭電容器的體積，但同時(shí)又增加了生產(chǎn)過程的控制難度以及生產(chǎn)成本，相應(yīng)的可靠性也隨之降低。
[0004]傳統(tǒng)全鉭電容器由金屬鉭外殼、固定在該鉭外殼上的陰極引線、封裝在鉭外殼中的陽極鉭塊(包括通過電化學(xué)反應(yīng)在所述陽極鉭塊上的介質(zhì)層)、絕緣墊和陰極、固定在該陽極鉭塊上穿過所述鉭外殼引出的陽極引出線、填充在鉭外殼中的工作電解液；陰極為通過壓制燒結(jié)附著在鉭外殼內(nèi)壁上的鉭陰極環(huán)。這種全鉭電容器的缺點(diǎn)是:非固體電解質(zhì)鉭電容器的電容量C = 1/(1/CB +1/? )。其中，Cb為陽極鉭塊的電容量；CPJ!為陰極電容量。當(dāng)CK>>CB時(shí)，C?CB。因此，增大陰極電容量是非固體電解質(zhì)鉭電容器生產(chǎn)過程中必須解決的一個(gè)問題。而目前全鉭電容器采用陰極環(huán)增大陰極電容量，進(jìn)而增大全鉭電容器的電容量，以達(dá)到小體積、大容量的需求。但燒結(jié)陰極環(huán)雖然可以增大陰極電容量但會(huì)占據(jù)一定空間，使得陽極鉭芯子可利用空間減小，降低產(chǎn)品的容量體積比。近年來，隨著航空、航天、導(dǎo)彈、通訊及兵器等領(lǐng)域小型化、高可靠的飛速發(fā)展，對更小體積、更大容量全鉭電容器的需求越來越迫切。傳統(tǒng)全鉭電容器已無法滿足各領(lǐng)域飛速發(fā)展的需求。
[0005]另外，現(xiàn)有全鉭電容器采用38%硫酸作為工作電解液。這種38%的硫酸水溶液因流動(dòng)性好，在實(shí)際生產(chǎn)中容易出現(xiàn)電容量不穩(wěn)定，以及上酸甚至漏液的現(xiàn)象。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]基于上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，本實(shí)用新型提供一種混合型全鉭非固體電解質(zhì)鉭電容器，能解決目前采用陰極環(huán)增大陰極電容量來增大全鉭電容器的電容量，導(dǎo)致全鉭電容器體積增大，不能滿足某些場合使用的問題。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種混合型全鉭非固體電解質(zhì)鉭電容器，包括:
[0008]金屬鉭外殼，其內(nèi)設(shè)有絕緣墊；
[0009]全鉭玻璃粉絕緣子，封裝在所述金屬鉭外殼上；
[0010]具有介質(zhì)層的陽極鉭塊，設(shè)在所述金屬鉭外殼內(nèi)的所述絕緣墊上，通過所述絕緣墊與所述金屬鉭外殼之間絕緣；
[0011]陰極，為在所述金屬鉭外殼內(nèi)壁上涂覆的二氧化釕復(fù)合膜層；
[0012]工作電解液，填充在所述金屬鉭外殼內(nèi)的所述陽極鉭塊與陰極之間的空間內(nèi)；
[0013]陰極引出線，固定在所述金屬鉭外殼上，與該金屬鉭外殼電氣連接；
[0014]陽極引出線，固定在所述陽極鉭塊上并穿出至所述金屬鉭外殼和所述全鉭玻璃粉絕緣子外。
[0015]本實(shí)用新型的有益效果為:通過采用在金屬鉭外殼內(nèi)壁上涂覆的二氧化釕復(fù)合膜層作為陰極，一方面，在陰極形成超級電容器，電容量可達(dá)幾十毫法，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于陽極鉭芯子形成的電容量，可以代替陰極環(huán)增大陰極電容量的效果；另一方面，復(fù)合陰極涂層極薄，幾乎不會(huì)減小鉭外殼的內(nèi)部空間，大大提高了電容量的體積比容量，比厚度為Imm左右的陰極環(huán)，減小了占據(jù)鉭殼內(nèi)部部分空間，使得產(chǎn)品體積比容量不受陰極環(huán)的限制，該電容器在體積不變的前提下，產(chǎn)品電容量基本可以提高一倍左右。同時(shí)，產(chǎn)品內(nèi)部空間的增大避免了因采用高比容鉭粉、降低形成電壓等方式增大產(chǎn)品體積比電容量帶來的產(chǎn)品電性能及可靠性降低。
【附圖說明】
[0016]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。
[0017]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的混合型全鉭非固體電解質(zhì)鉭電容器的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0019]如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種混合型全鉭非固體電解質(zhì)鉭電容器，包括:
[0020]金屬鉭外殼3內(nèi)設(shè)有絕緣墊7 ；
[0021 ] 全鉭玻璃粉絕緣子2封裝在金屬鉭外殼3上；
[0022]具有介質(zhì)層的陽極鉭塊5設(shè)在金屬鉭外殼內(nèi)的絕緣墊7上，通過絕緣墊與金屬鉭外殼之間絕緣；
[0023]陰極4，為在金屬鉭外殼3內(nèi)壁上涂覆的二氧化釕復(fù)合膜層；這種陰極可在不增加體積的前提下，有效提升電容器的容量。
[0024]工作電解液6，填充在金屬鉭外殼3內(nèi)的陽極鉭塊5與陰極4之間的空間內(nèi)；優(yōu)選的，工作電解液采用加入膠體溶液的硫酸凝膠電解液。這種電解液穩(wěn)定性更好，提高了容量的穩(wěn)定性，并有效避免了產(chǎn)品漏液或者因上酸引起的漏電流增大。產(chǎn)品穩(wěn)定性及可靠性均得到了大幅度提升。
[0025]陰極引出線8，固定在金屬鉭外殼3上，與該金屬鉭外殼電氣連接；
[0026]陽極引出線1，固定在陽極鉭塊5上并穿出至金屬鉭外殼3和全鉭玻璃粉絕緣子2外。
[0027]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型的電容器作進(jìn)一步說明。
[0028]如圖1所示，該電容器包括:金屬鉭外殼3，固定在該金屬鉭外殼上的陰極引出線8，封裝在所述鉭外殼中的陽極鉭塊5 (包括通過電化學(xué)反應(yīng)在所述陽極鉭塊上的介質(zhì)層)、絕緣墊7和陰極4，陰極為在鉭外殼內(nèi)壁上涂覆的二氧化釕復(fù)合膜層，封裝在金屬鉭外殼上的全鉭玻璃粉絕緣子2，固定在陽極鉭塊上穿過所述全鉭玻璃粉絕緣子的陽極引出線1、填充在鉭外殼中的工作電解液6，工作電解液為加入膠體溶液的硫酸凝膠電解液。
[0029]本實(shí)用新型實(shí)施例的電容器，用金屬鉭外殼內(nèi)壁涂覆二氧化釕復(fù)合膜層陰極材料代替陰極環(huán)后。一方面，涂覆復(fù)合陰極材料后，在陰極形成超級電容器，電容量可達(dá)幾十毫法，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于陽極鉭芯子形成的電容量，可以代替陰極環(huán)增大陰極電容量的效果；另一方面，陰極環(huán)的厚度為Imm左右，占據(jù)了鉭殼內(nèi)部部分空間，使得產(chǎn)品體積比容量受到較大的限制，而復(fù)合陰極涂層極薄，幾乎不會(huì)減小鉭外殼的內(nèi)部空間，大大提高了電容量的體積比容量。以外殼直徑為Φ5為例，外殼內(nèi)徑為4.5mm，而陰極環(huán)內(nèi)徑為3.5mm。采用本技術(shù)方案，由二氧化釕復(fù)合陰極代替陰極環(huán)后，內(nèi)部空間增大了 65%。產(chǎn)品內(nèi)部空間的增大，對于增大產(chǎn)品的體積比容量極其有利。采取該技術(shù)方案后，在體積不變的前提下，產(chǎn)品電容量基本可以提高一倍左右。同時(shí)，產(chǎn)品內(nèi)部空間的增大避免了因采用高比容鉭粉、降低形成電壓等方式增大產(chǎn)品體積比電容量帶來的產(chǎn)品電性能及可靠性降低。
[0030]此外，該電容器中工作電解液采用加入膠體溶液并經(jīng)過適當(dāng)配比形成的凝膠電解液，電解液穩(wěn)定性更好，提高了容量的穩(wěn)定性，并有效避免了產(chǎn)品漏液或者因上酸引起的漏電流增大。產(chǎn)品穩(wěn)定性及可靠性均得到了大幅度提升。
[0031]以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的【具體實(shí)施方式】，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種混合型全鉭非固體電解質(zhì)鉭電容器，其特征在于，包括: 金屬鉭外殼，其內(nèi)設(shè)有絕緣墊； 全鉭玻璃粉絕緣子，封裝在所述金屬鉭外殼上； 具有介質(zhì)層的陽極鉭塊，設(shè)在所述金屬鉭外殼內(nèi)的所述絕緣墊上，通過所述絕緣墊與所述金屬鉭外殼之間絕緣； 陰極，為在所述金屬鉭外殼內(nèi)壁上涂覆的二氧化釕復(fù)合膜層； 工作電解液，填充在所述金屬鉭外殼內(nèi)的所述陽極鉭塊與陰極之間的空間內(nèi)； 陰極引出線，固定在所述金屬鉭外殼上，與該金屬鉭外殼電氣連接； 陽極引出線，固定在所述陽極鉭塊上并穿出至所述金屬鉭外殼和所述全鉭玻璃粉絕緣子外。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種混合型全鉭非固體電解質(zhì)鉭電容器，包括：金屬鉭外殼，其內(nèi)設(shè)有絕緣墊；全鉭玻璃粉絕緣子，封裝在金屬鉭外殼上；具有介質(zhì)層的陽極鉭塊，設(shè)在金屬鉭外殼內(nèi)的絕緣墊上，通過絕緣墊與金屬鉭外殼之間絕緣；陰極，為在金屬鉭外殼內(nèi)壁上涂覆的二氧化釕復(fù)合膜層；工作電解液，填充在金屬鉭外殼內(nèi)的陽極鉭塊與陰極之間的空間內(nèi)；陰極引出線，固定在金屬鉭外殼上，與該金屬鉭外殼電氣連接；陽極引出線，固定在陽極鉭塊上并穿出至金屬鉭外殼和全鉭玻璃粉絕緣子外。該電容器在體積不變的前提下，電容量基本可以提高一倍左右。同時(shí)，內(nèi)部空間的增大避免了因采用高比容鉭粉、降低形成電壓等方式增大體積比電容量帶來的產(chǎn)品電性能及可靠性降低。
【IPC分類】H01G11/82, H01G11/54, H01G11/30
【公開號】CN204927060
【申請?zhí)枴緾N201520417642
【發(fā)明人】路曉燕, 伏鑫
【申請人】北京七一八友益電子有限責(zé)任公司
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年6月16日