一种耐大纹波电流的铝电解电容器的制作方法

1.本实用新型涉及电容器技术领域，具体涉及一种耐大纹波电流的铝电解电容器。


背景技术：

2.额定纹波电流值是铝电解电容器的一个重要参数，耐纹波电流能力越高的铝电解电容器在使用中温升越低，线路中滤波能力就越强，同等条件下使用寿命就越长。同时，现有各类型电源都有不断缩体并降本的需求，不断提高铝电解电容器耐纹波能力，可满足此类需要。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种耐大纹波电流的铝电解电容器，可大幅度提升铝电解电容器的耐纹波电流能力。
4.为实现上述目的，本实用新型提供一种耐大纹波电流的铝电解电容器，包括铝壳，所述铝壳内设有通过电解纸隔离的正极铝箔和负极铝箔，所述电解纸将隔离的所述正极铝箔和所述负极铝箔重叠卷绕形成芯子，所述正极铝箔为经磷酸化成处理的正极铝箔。
5.进一步地，所述芯子的上方设有盖板，所述盖板上设有引线端子，所述正极铝箔通过一根正极导箔条引出正极电极，所述正极导箔条与所述引线端子铆接的同时，还与所述引线端子焊接。
6.进一步地，所述正极导箔条与所述引线端子的焊接方式为超声波焊接。
7.进一步地，所述负极铝箔采用化成电压为2-7v的负极铝箔。
8.进一步地，在所述芯子的高度方向上，所述负极铝箔的上沿超出所述正极铝箔的上沿，且不超出所述电解纸的上沿，所述电解纸和所述负极铝箔的下沿均超出所述正极铝箔的下沿。
9.进一步地，所述负极铝箔的下沿超出所述电解纸的下沿，以与所述铝壳相接触。
10.进一步地，所述负极铝箔的上沿超出所述正极铝箔的上沿的距离为0.1-1.0mm，所述负极铝箔的下沿超出所述电解纸的下沿的距离为0.1-0.5mm。
11.进一步地，所述负极铝箔通过一根负极导箔条引出负极电极，所述负极导箔条与所述负极铝箔铆接，所述负极导箔条的铆接部位还铆接有至少一层垫箔。
12.进一步地，在所述芯子的高度方向上，所述负极导箔条的下沿超出所述电解纸的下沿，以与所述铝壳相接触。
13.进一步地，所述负极导箔条的下沿超出所述电解纸的下沿的距离0.1-0.5mm。
14.应用本实用新型的技术方案，通过对正负极铝箔选材设计，芯子卷绕结构、负极导箔条和负极铝箔铆接工艺的优化、正极导箔条和盖板铆接工艺的优化，大幅度提升铝电解电容器的耐纹波电流能力，纹波电流在常规产品的基础上提高25～50％。
附图说明
15.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
16.图1为本实用新型实施例的铝电解电容器的结构示意图；
17.图2为本实用新型实施例的芯子的结构示意图；
18.图3为本实用新型实施例的正极导箔条与盖板的二次加牢焊接的示意图；
19.其中：
20.1-铝壳；2-芯子；3-盖板；4-引线端子；21-正极铝箔；22-电解纸；23-负极铝箔；24-正极导箔条；25-负极导箔条；26-垫箔。
具体实施方式
21.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型，需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
22.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本技术所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
23.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
24.为了解决现有技术的铝电解电容器的耐纹波电流能力低的问题，本实用新型提供了一种耐大纹波电流的铝电解电容器
25.如图1至图3所示，本实施例的耐大纹波电流的铝电解电容器，包括铝壳1以及设置在铝壳1内的芯子2和盖板3，其中，芯子2包括通过电解纸22隔离的正极铝箔21和负极铝箔23，电解纸22将隔离的正极铝箔21和负极铝箔23重叠卷绕形成电容器的芯子2，盖板3位于芯子2的上方，其上间隔设有两个引线端子4，正极铝箔21通过一根正极导箔条24引出正极电极，负极铝箔23通过一根负极导箔条25引出负极电极，正极导箔条24与盖板3上的一个引线端子4铆接，负极导箔条25与一个引线端子4铆接。
26.正极箔是铝电解电容器的主要材料，其表面的三氧化二铝氧化膜构成铝电解电容器的绝缘介质材料，通常三氧化二铝氧化膜在电容器经过大纹波电流时会产生大量的热量。为降低热量，本实施例中，正极铝箔21采用经磷酸化成处理过的铝箔，具体为，将经过前级化成的箔片浸入一定浓度、温度的磷酸溶液中，浸泡一定时间后取出，用纯水冲洗干净，接着进行后级化成，具体工艺为现有技术，在此不再赘述。
27.这样，经磷酸化成处理过的铝箔，其为一种氧化膜高含磷的铝箔，扫描电镜显示其具有一层非晶质氧化膜，此种铝箔具有极强的耐大纹波电流能力，使用时产热量少。磷离子进入氧化膜外层后，可阻碍含氧物质(如水)迁移入内，即我们通常所说的防水合作用，区别于普通铝箔，其水合膜、结晶膜更少，非结晶膜多，有利于降低产品漏电流水平，氧化膜更致密，大幅度提高了耐大纹波电流的能力。
28.铝电解电容器在长期使用过程中，电解液中的氧离子会游离到正极导箔条24与盖
板3的缝隙中形成三氧化二铝绝缘物，使得电容器出现开路现象，为此，如图3所示，本实施例中，正极导箔条24与盖板3的引线端子4的连接处除了原有的机械压力铆接，还采用了超声波焊接进行二次加牢焊接，通过二次加牢焊接可有效避免上述情况的发生，确保电容器长期使用中耐大纹波电流能力。
29.本实施例中，负极铝箔23选用带有2-7v化成电压的铝箔，2-7v的化成电压会在负极箔表面生成一层极薄的三氧化二铝氧化物。铝电解电容器使用中在开关机的瞬间会有部分反向电压时间在电容器上，如果选用普通负极箔，这些反向电压就会导致负极箔表面生成三氧化二铝氧化物，从而使得负极箔比容大幅衰减，继而使得铝电解电容器整体容量衰减，导致电容器铝箔能力下降，选用带有2-7v化成电压的负极箔可以有效避免这种情况。
30.如图3所示，本实施例对芯子2的卷绕结构进行了特别设计，具体的，负极铝箔23采用了加宽处理，上下两端均宽于正极铝箔21，在芯子2的高度方向上，负极铝箔23的上沿超出正极铝箔21的上沿0.1-1.0mm，但不超出电解纸22的上沿，负极铝箔23的下沿超出正极铝箔21的下沿，并超出电解纸22的下沿0.1-0.5mm，使得负极铝箔23露出芯子2的下端，以与铝壳1的底面接触。可选的，正极铝箔21的上沿与电解纸22的上沿相距2.25～2.5mm，正极铝箔21的下沿与电解纸22的下沿相距2～2.25mm。
31.这种设计有两种益处，一是，负极铝箔23将正极铝箔21完全覆盖，可进一步降低铝电解电容器的损耗角正切值与esr。二是，负极铝箔23下端露出芯子2与铝壳1底部接触，可使得内部的热量快速传递到外部，进而降低温升。这两种情况都可以提升铝电解电容器的耐纹波电流的能力。
32.如图3所示，正极导箔条24与正极铝箔21铆接，负极导箔条25与负极铝箔23铆接，负极导箔条25与负极铝箔23的铆接处，增加一段与负极铝箔23相同材质但未经化成的铝箔作为垫箔26，这样，可使得负极导箔条25与负极铝箔23的接触面积增加2-5倍，可有效减少此处因大纹波电流导致的发热。
33.同时，负极导箔条25加长设计，下端超出电解纸22的下沿0.1～0.5mm(即与负极铝箔23的下沿平齐)，以与铝壳1的底面充分接触，可有效将铆接处热量转移到产品外部，有效降低铆接处局部温升，提高产品耐大纹波能力。
34.性能对比
35.目前常规的铝电解电容器耐纹波能力如表1所示：
36.表1
[0037] 电容规格温度/寿命(小时)尺寸(mm*mm)纹波电流(a，120hz，105℃)1450v560μf105℃/200035*501.852450v680μf105℃/200035*502.003450v820μf105℃/200035*602.704450v1000μf105℃/200035*703.50
[0038]
本实施例的耐大纹波电流的铝电解电容器耐纹波电流能力如表2所示：
[0039]
表2
[0040] 电容规格温度/寿命(小时)尺寸(mm*mm)纹波电流(a，120hz，105℃)1450v560μf105℃/200035*533.002450v680μf105℃/200035*583.20
3450v820μf105℃/200035*603.454450v1000μf105℃/200035*704.00
[0041]
从两个表格的对比中可以看出，本技术的铝电解电容器的额定纹波电流提高了25～50％，大幅度提升整机的稳定性及寿命，可用450v560μf/680μf替代常规450v820μf/1000μf产品，成本下降，缩小整机尺寸。
[0042]
从以上的描述中，可以看出，本技术通过对正负极铝箔选材设计，芯子卷绕结构、负极导箔条和负极铝箔铆接工艺、正极导箔条和盖板铆接工艺的优化，大幅度提升铝电解电容器的耐纹波电流能力。
[0043]
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
[0044]
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义
[0045]
此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
[0046]
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种耐大纹波电流的铝电解电容器，其特征在于：包括铝壳(1)，所述铝壳(1)内设有通过电解纸(22)隔离的正极铝箔(21)和负极铝箔(23)，所述电解纸(22)将隔离的所述正极铝箔(21)和所述负极铝箔(23)重叠卷绕形成芯子(2)，所述正极铝箔(21)为经磷酸化成处理的正极铝箔(21)。2.根据权利要求1所述的耐大纹波电流的铝电解电容器，其特征在于：所述芯子(2)的上方设有盖板(3)，所述盖板(3)上设有引线端子(4)，所述正极铝箔(21)通过一根正极导箔条(24)引出正极电极，所述正极导箔条(24)与所述引线端子(4)铆接的同时，还与所述引线端子(4)焊接。3.根据权利要求2所述的耐大纹波电流的铝电解电容器，其特征在于：所述正极导箔条(24)与所述引线端子(4)的焊接方式为超声波焊接。4.根据权利要求1所述的耐大纹波电流的铝电解电容器，其特征在于：所述负极铝箔(23)采用化成电压为2-7v的负极铝箔(23)。5.根据权利要求1所述的耐大纹波电流的铝电解电容器，其特征在于：在所述芯子(2)的高度方向上，所述负极铝箔(23)的上沿超出所述正极铝箔(21)的上沿，且不超出所述电解纸(22)的上沿，所述电解纸(22)和所述负极铝箔(23)的下沿均超出所述正极铝箔(21)的下沿。6.根据权利要求5所述的耐大纹波电流的铝电解电容器，其特征在于：所述负极铝箔(23)的下沿超出所述电解纸(22)的下沿，以与所述铝壳(1)相接触。7.根据权利要求6所述的耐大纹波电流的铝电解电容器，其特征在于：所述负极铝箔(23)的上沿超出所述正极铝箔(21)的上沿的距离为0.1-1.0mm，所述负极铝箔(23)的下沿超出所述电解纸(22)的下沿的距离为0.1-0.5mm。8.根据权利要求1所述的耐大纹波电流的铝电解电容器，其特征在于：所述负极铝箔(23)通过一根负极导箔条(25)引出负极电极，所述负极导箔条(25)与所述负极铝箔(23)铆接，所述负极导箔条(25)的铆接部位还铆接有至少一层垫箔(26)。9.根据权利要求8所述的耐大纹波电流的铝电解电容器，其特征在于：在所述芯子(2)的高度方向上，所述负极导箔条(25)的下沿超出所述电解纸(22)的下沿，以与所述铝壳(1)相接触。10.根据权利要求9所述的耐大纹波电流的铝电解电容器，其特征在于：所述负极导箔条(25)的下沿超出所述电解纸(22)的下沿的距离0.1-0.5mm。

技术总结
本实用新型提供了一种耐大纹波电流的铝电解电容器，包括铝壳，所述铝壳内设有通过电解纸隔离的正极铝箔和负极铝箔，所述电解纸将隔离的所述正极铝箔和所述负极铝箔重叠卷绕形成芯子，所述正极铝箔为经磷酸化成处理的正极铝箔。本实用新型通过对正负极铝箔选材设计，芯子卷绕结构、负极导箔条和负极铝箔铆接工艺的优化、正极导箔条和盖板铆接工艺的优化，大幅度提升铝电解电容器的耐纹波电流能力，纹波电流在常规产品的基础上提高25～50％。50％。50％。


技术研发人员：马义勋 林占康
受保护的技术使用者：珠海格力新元电子有限公司
技术研发日：2022.11.23
技术公布日：2023/9/1