電解電容器及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及儲能器件制造領(lǐng)域，特別是涉及一種電解電容器及制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 電容器的容量主要受陽極箱容量影響，對于高壓電解電容器而言，由于陽極箱比 容較陰極箱比容小很多，因而電容器的容量接近于陽極箱的容量，但對于低壓電解電容器 而言，其陽極箱比容可以做的很高，例如可以達到220 μ F/cm2,接近陰極箱比容，這種情況 下陰極箱比容就對電容器的容量影響就比較顯著。目前，陰極箱的比容最高達到600 μ F/ cm2左右，由于由于機械強度和腐蝕技術(shù)的限制，通過腐蝕工藝想進一步大幅提高陰極箱比 容顯得尤其困難，且傳統(tǒng)高比容負(fù)箱在腐蝕時帶來的SO 42和CL難清洗干凈的問題，影響電 解電容的可靠性。因此，欲制得一種超縮體低壓電解電容，找到一種超高比容的陰極材料就 顯得尤為重要。
[0003]目前國內(nèi)外廠商電解電容器中涉及陰極箱研究的較少，且電解電容器的壽命也是 超縮體電容需攻克的難題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 為了克服上述缺陷，本發(fā)明提供一種電解電容器及其制備方法，在保證陰極箱機 械強度和容量易引出的條件下，進一步減小體積，大幅提高陰極箱比容，且制備工藝簡單， 環(huán)保、可靠。
[0005] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為： 一種電解電容器，包括：含有閥或鉭、鈮、鋁、鈦、鋯、釩的金屬或金屬化合物的陽極；形 成于所述陽極表面的電介質(zhì)層；形成于所述電介質(zhì)層之上的電解質(zhì)層；形成于所述電解質(zhì) 層之上的陰極，所述陰極表面通過電氣化學(xué)形成有有機金屬Ti02膜。
[0006] 本發(fā)明的進一步改進在于：所述陰極材料為鈦箱，進一步簡化加工工藝，同時可進 一步提尚陰極性能和可靠性。
[0007] 本發(fā)明的進一步改進在于：所述形成的Ti02膜厚度為0. 8-1. 5 μ m，這樣在陰極機 械強度、容量引出等性能下，最大程度的提高陰極箱比容和產(chǎn)品的可靠性，同時可以盡量減 小電解電容器的體積。
[0008] 本發(fā)明的進一步改進在于：所述形成的Ti02膜厚度優(yōu)選為I. 0 μ m。
[0009] 本發(fā)明的進一步改進在于：所述電介質(zhì)層為閥金屬氧化膜，從而提高電解電容器 的整體性能。
[0010] 一種制備電解電容器的方法，包括以下步驟： a) 在陰極表面形成有機金屬Ti02膜；在含有閥或鉭、鈮、鋁、鈦、鋯、釩的金屬或金屬化 合物的陽極上形成閥金屬氧化膜的電介質(zhì)層； b) 將陽極、陰極和隔離紙裁切成所需要的寬度； c) 使用釘接機將正負(fù)導(dǎo)針分別釘接在正負(fù)箱片上，將釘接后的箱片與隔離紙卷繞成芯 包； d) 將卷成的芯包進行烘干處理； e) 采用電解液含浸，之后通過熱處理烤干后芯包； f) 裝配、老化。
[0011] 本發(fā)明的進一步改進在于：所述陰極材料為鈦箱。
[0012] 本發(fā)明的進一步改進在于：所述形成的有機金屬Ti02膜厚度為0. 8-1. 5 μ m。
[0013] 本發(fā)明提供的電解電容器，用一種復(fù)合結(jié)構(gòu)的有機陰極箱替代傳統(tǒng)采用腐蝕工藝 的陰極箱，由于有機金屬Ti02膜的存在，提供了超高比表面積，在保證體積小，陰極箱機械 強度和容量易引出的條件下，大幅提高陰極箱比容，這為陽極箱提供了更多的空間，充分迎 合電解電容小型化、大容量的發(fā)展趨勢。而Ti02具有優(yōu)異的物理化學(xué)性能和較好的耐溫性 能，高頻時阻抗低，承受電路中反向電壓高，長期使用時皮膜劣化程度低，可承受瞬間電流， 不會發(fā)生阻流皮膜，大大延長了產(chǎn)品的使用壽命。同時本發(fā)明涉及的制備方法解決了傳統(tǒng) 高比容負(fù)箱在腐蝕時帶來的SO 42和CL難清洗干凈的問題，且制備工藝較傳統(tǒng)電容器簡單、 環(huán)保。
【附圖說明】
[0014] 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0015] 實施例1 :如圖1所示，本發(fā)明涉及一種電解電容器，包括：含有閥金屬的陽極1 ; 通過化學(xué)方法形成于所述陽極表面的閥金屬氧化膜的電介質(zhì)層3 ;形成于所述電介質(zhì)層之 上的電解質(zhì)層5 ;形成于所述電解質(zhì)層之上的陰極2,所述陰極表面通過電氣化學(xué)形成有有 機金屬Ti02膜4,其中所述陰極材料為鈦箱；形成的Ti02膜厚度為I. 0 μ m。所述陰極設(shè)有 負(fù)極引腳7,所述陽極設(shè)有正極引腳6。
[0016] -種制備電解電容器的方法，包括以下步驟： a) 以鈦箱為基礎(chǔ)材料形成陰極，在陰極表面形成厚度為I. 0 μπι的有機金屬Ti02膜； 在含有閥金屬的陽極上形成閥金屬氧化膜的電介質(zhì)層； b) 將陽極、陰極和隔離紙裁切成所需要的寬度； c) 使用釘接機將正負(fù)導(dǎo)針分別釘接在正負(fù)箱片上，將釘接后的箱片與隔離紙卷繞成芯 包； d) 將卷成的芯包進行烘干處理； e) 采用電解液含浸，之后通過熱處理烤干后芯包； f) 裝配、老化。
[0017] 經(jīng)實物檢測對比如下： 根據(jù)傳統(tǒng)制備方法進行制備，負(fù)箱采用傳統(tǒng)腐蝕陰極箱，可以制得規(guī)格為16V470 μ F、 尺寸最小為Φ8_Χ 11. 5mm的傳統(tǒng)低壓鋁電解電容器。
[0018] 對制得的傳統(tǒng)腐蝕陰極箱電解電容器進行性能測試，測試結(jié)果見表1 :
按照本發(fā)明提供的結(jié)構(gòu)和制備步驟進行制備，采用有機金屬TIO2材料復(fù)合形成負(fù)極 箱，可以制得規(guī)格為16V470 μ F、尺寸可縮小至Φ6. 3mmX9mm、壽命可達到5000小時的有機 金屬陰極箱低壓電解電容器。
[0019] 對制得本發(fā)明涉及的電解電容器進行性能測試，測試結(jié)果見表2 :
對比實施例1與實施例2,涉及的電解電容器規(guī)格同為16V470 μ F，而尺寸為 Φ 6. 3mmX 9mm，在保證電氣性能參數(shù)同傳統(tǒng)鋁電解電容的前提下，有效的將產(chǎn)品體積縮小 了 50%〇
[0020] 本發(fā)明將有機復(fù)合結(jié)構(gòu)的陰極箱替代傳統(tǒng)腐蝕陰極箱，傳統(tǒng)腐蝕陰極鋁箱表面為 天然的或人工形成的Al 2O3膜，基體材料為鋁箱，而有機復(fù)合結(jié)構(gòu)的陰極箱為表面通過電氣 化學(xué)形成的1 μπι左右的TIO2皮膜，基體材料則為鈦箱。
[0021] 本發(fā)明可有效減小陰極箱的體積，減少產(chǎn)品的體積，但由于Ti02膜的存在，提供 了超高比表面積，從而大幅提高了陰極箱比容，這為陽極箱提供了更多的發(fā)展空間。
[0022] 本發(fā)明工藝簡單、環(huán)保，無需增加額外設(shè)備，節(jié)約制造成本，易于實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
[0023] 以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的實施方式，并不能因此而理解為對本發(fā)明專利 范圍的限制，凡是利用本發(fā)明說明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接 運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種電解電容器，其特征在于：包括：含有閥或鉭、鈮、鋁、鈦、鋯、釩的金屬或金屬化 合物的陽極；形成于所述陽極表面的電介質(zhì)層；形成于所述電介質(zhì)層之上的電解質(zhì)層；形 成于所述電解質(zhì)層之上的陰極，所述陰極表面通過電氣化學(xué)形成有有機金屬Ti02膜。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解電容器，其特征在于：所述陰極材料為鈦箱。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解電容器，其特征在于：所述形成的Ti02膜厚度為 0. 8-1. 5μm〇4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解電容器，其特征在于：所述形成的Ti02膜厚度為 1. 0μm〇5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解電容器，其特征在于：所述電介質(zhì)層為閥金屬氧化膜。6. -種制備電解電容器的方法，其特征在于：包括以下步驟： a) 在陰極表面形成有機金屬Ti02膜；在含有閥或鉭、鈮、鋁、鈦、鋯、釩的金屬或金屬化 合物的陽極上形成閥金屬氧化膜的電介質(zhì)層； b) 將陽極、陰極和隔離紙裁切成所需要的寬度； c) 使用釘接機將正負(fù)導(dǎo)針分別釘接在正負(fù)箱片上，將釘接后的箱片與隔離紙卷繞成芯 包； d) 將卷成的芯包進行烘干處理； e) 采用電解液含浸，之后通過熱處理烤干后芯包； f) 裝配、老化。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電解電容器，其特征在于：所述陰極材料為鈦箱。8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電解電容器，其特征在于：所述形成的有機金屬Ti02膜厚度 為 0· 8-1. 5μπι。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電解電容器及其制備方法，包括：含有閥或鉭、鈮、鋁、鈦、鋯、釩的金屬或金屬化合物的陽極；形成于所述陽極表面的電介質(zhì)層；形成于所述電介質(zhì)層之上的電解質(zhì)層；形成于所述電解質(zhì)層之上的陰極，所述陰極表面通過電氣化學(xué)形成有有機金屬TiO2膜。本發(fā)明在保證陰極箔機械強度和容量易引出的條件下，進一步減小體積，大幅提高陰極箔比容，且制備工藝簡單，環(huán)保、可靠。
【IPC分類】H01G9/042
【公開號】CN105355434
【申請?zhí)枴緾N201510861959
【發(fā)明人】顏奇旭, 王坤亮, 朱勝利
【申請人】常州華威電子有限公司
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年12月1日