CN106783176A - 铝电解电容器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种铝电解电容器，包括外壳、内壳、封口材料和芯包，封口材料装入内壳形成密封，内壳与外壳配套装配，芯包设置于内壳内部，芯包包括电解纸、正极箔片、负极箔片、正极引出线和负极引出线，正极箔片的一侧和负极箔片的一侧分别与电解纸连接，正极引出线固定在正极箔片的另一侧，负极引出线固定在负极箔片的另一侧，负极引出线的表面形成有扩面增容的微孔、并形成氧化膜。本发明避免了电容器在使用时发生跳火击穿，从而明显提高电容器应用的稳定性，增加使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于电容器的技术领域，特别是涉及一种铝电解电容器。
背景技术
如图1所示，在现有的铝电解电容器中，正、负极箔片和电解纸直接连接，然后用引出线引出，在现有的电容器中，在实际的电解电容器中，阳极储存的电量是比阴极大的。
如图2所示，图中，Ca电容量是由阳极氧化膜与含浸电解液的电解纸组成的；Ra可以看作是阳极氧化膜的绝缘电阻；Cc电容量是由阴极氧化膜与含浸电解液的电解纸组成的，Rc可以看作是阴极氧化膜的绝缘电阻(Rc也包括电解液与电解纸的复合电阻)。
在给图2的电路施加直流电压V时，Ca、Cc的两端电压分别为Va和Vc，则有V＝Va+Vc，并且Va/Vc＝Ra/Rc。
另外，在理想情况下，Va/Vc＝Ra/Rc＝Cc/Ca，这时阳极和阴极储存的电量相等，但是，阳极氧化膜是经过特别氧化处理的，Ra值非常高，而阴极氧化膜很薄，Rc值很小，因此，Ra/Rc比值极大，如果这时想让Cc/Ca也获得与Ra/Rc相同的比值，则Cc值必须非常非常大，在现有的电容器中，都是满足下列公式：
Ra/Rc＞Cc/Ca，也就是：Va/Vc＞Cc/Ca，化成：Va*Ca＞Vc*Cc。
因为：Qa＝Va*Ca；Qc＝Vc*Cc，就得到：Qa＞Qc。
这说明了在实际的电解电容器中，阳极储存的电量是比阴极大。
因此，实际的电容器储存电量就如图3所示：
这时，如将充电电压为V伏(注：对闪光灯电容器，V值是直流电压；对大纹波电流应用的电容器，V值是纹波电压峰值)的电容器两端短接后(极度放电)，如图4所示，就形成了两个容量Ca和Cc的并联形式：
其两端间的电压由于放电形成了Vc’，放电只在储电荷相对小的Qc上所进行，而Qa-Qc是不放电而残留的电荷。
因此，残留电压Vc’就由Ca+Cc和Qa-Qc所决定，公式如下：
公式1：
从上面公式看，放电时，施加在阴极氧化膜上的电压(Vc’)可能会很高(相对于约1V的天然氧化膜耐压)，这会引起负极发生氧化反应，使电容器内部产生气体等不良现象。因此，在电容器放电时，为了不发生氧化反应，阴极Cc上的耐压V’必须满足下面的公式2：
公式2：
因为V＝Va+Vc，公式2可进一步化为公式3：
公式3：
在放电时，即使在阴极上施加了电压Vc’，也不会发生氧化反应，为了满足这种要求，可采用比容很高(Cc容量大)的阴极箔或预先在阴极箔、引出线上形成较高的化成电压(Vc大)。但即使满足这样的条件，最后还是会发生电压跳火，原因在于:在电容器施加特大纹波电流或短时间电压差很大的充放电时，因为电容器负极的引线板或引线条上的电容量(单位面积容量)非常低，根据公式3，引线板或引线条上的Vc’将非常高，即放电时，就会在引线板或引线条上产生高压。这高压对于负极来说是反向的，并带有脉冲性。一段时间以后，负极上会逐渐生成氧化膜，电容器内部气体越来越多，电解液中的吸氢剂不断吸收。结果有两种状况：一是开始时的纹波电流特大，使得Vc’电压很高，氧化反应激烈很快发生电压跳火；二是纹波电流比正常要大得多，在Vc’电压下逐渐生成氧化膜，而且随着时间的延长，负极的容量Cc不断下降，Vc’电压不断上升，到达某个临界点后发生电压跳火。
目前已有的技术方案为负极引出条上增加连接增容装置，这种方法虽然能够解决负极跳火，但是会增加生产设备的复杂性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种铝电解电容器，在不增加现有设备复杂性的前提下，避免电容器在使用时发生跳火击穿。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种铝电解电容器，包括外壳、内壳、封口材料和芯包，所述封口材料装入内壳形成密封，所述内壳与外壳配套装配，所述芯包设置于内壳内部，所述芯包包括电解纸、正极箔片、负极箔片、正极引出线和负极引出线，所述正极箔片的一侧和负极箔片的一侧分别与电解纸连接，所述正极引出线固定在正极箔片的另一侧，所述负极引出线固定在负极箔片的另一侧，所述负极引出线的表面形成有扩面增容的微孔、并形成氧化膜。
作为本发明一种优选的实施方式，所述负极引出线的表面经过纯化学腐蚀形成微孔。
作为本发明另一种优选的实施方式，所述负极引出线的表面经过电化学腐蚀形成微孔。
作为本发明另一种优选的实施方式，所述负极引出线经过化成处理在表面形成一层氧化膜。
作为本发明另一种优选的实施方式，所述正极箔片和负极箔片通过铆接后卷贴在电解纸上。
作为本发明另一种优选的实施方式，所述正极箔片和负极箔片通过冷压焊接后卷贴在电解纸上。
作为本发明另一种优选的实施方式，所述正极引出线和负极引出线为引线板或引线条。
作为本发明另一种优选的实施方式，所述正极引出线和负极引出线通过冷压焊接分别与正极箔片和负极箔片连接。
有益效果
本发明通过对负极引出线进行扩面增容处理形成表面的微孔，并通过化成处理在表面形成氧化膜，从而达到更强耐电压的效果，避免发生跳火击穿，从而明显提高电容器应用的稳定性，增加使用寿命。
附图说明
图1为现有电容器芯包的内部结构图。
图2为电容器充放电时等效电路图。
图3为电容器实际储存的电量图。
图4为两个容量Ca和Cc的并联形式图。
图5为本发明的结构示意图。
图6为本发明芯包的内部结构图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
如图4和图5所示的一种铝电解电容器，包括外壳1、内壳2、封口材料3和芯包4。封口材料3装入内壳2形成密封，内壳2与外壳1配套装配，芯包4设置于内壳2内部。
芯包4包括电解纸401、正极箔片402、负极箔片403、正极引出线404和负极引出线405。正极箔片402的一侧和负极箔片403的一侧分别与电解纸401连接，正极箔片402和负极箔片403通过铆接或者冷压焊接后卷贴在电解纸401上。正极引出线404固定在正极箔片402的另一侧，负极引出线405固定在负极箔片403的另一侧，正极引出线404和负极引出线405为引线板或引线条，正极引出线404和负极引出线405通过冷压焊接分别与正极箔片402和负极箔片403连接。
负极引出线405的表面经过纯化学腐蚀或者电化学腐蚀形成扩面增容的微细孔洞，从而增加了表面积。负极引出条405的表面经过扩面增容后，通过化成处理，使其表面形成一层氧化膜，具有耐电压能力。通过上面的改进从而避免发生跳火击穿，从而明显提高电容器应用的稳定性，增加使用寿命。
Claims (8)
1.一种铝电解电容器，包括外壳(1)、内壳(2)、封口材料(3)和芯包(4)，所述封口材料(3)装入内壳(2)形成密封，所述内壳(2)与外壳(1)配套装配，所述芯包(4)设置于内壳(2)内部，所述芯包(4)包括电解纸(401)、正极箔片(402)、负极箔片(403)、正极引出线(404)和负极引出线(405)，所述正极箔片(402)的一侧和负极箔片(403)的一侧分别与电解纸(401)连接，所述正极引出线(404)固定在正极箔片(402)的另一侧，所述负极引出线(405)固定在负极箔片(403)的另一侧，其特征在于：所述负极引出线(405)的表面形成有扩面增容的微孔、并形成氧化膜。
2.根据权利要求1所述的一种铝电解电容器，其特征在于：所述负极引出线(405)的表面经过纯化学腐蚀形成微孔。
3.根据权利要求1所述的一种铝电解电容器，其特征在于：所述负极引出线(405)的表面经过电化学腐蚀形成微孔。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种铝电解电容器，其特征在于：所述负极引出线(405)经过化成处理在表面形成一层氧化膜。
5.根据权利要求1所述的一种铝电解电容器，其特征在于：所述正极箔片(402)和负极箔片(403)通过铆接后卷贴在电解纸(401)上。
6.根据权利要求1所述的一种铝电解电容器，其特征在于：所述正极箔片(402)和负极箔片(403)通过冷压焊接后卷贴在电解纸(401)上。
7.根据权利要求1所述的一种铝电解电容器，其特征在于：所述正极引出线(404)和负极引出线(405)为引线板或引线条。
8.根据权利要求1所述的一种铝电解电容器，其特征在于：所述正极引出线(404)和负极引出线(405)通过冷压焊接分别与正极箔片(402)和负极箔片(403)连接。
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