CN1897180A - 复合绝缘纸铝电解高分子电容器生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合绝缘纸铝电解高分子电容器生产方法，该方法是把用于铝电解高分子电容器芯子卷绕的电解纸的材质和使用方法从以前的在阳极和阴极之间和芯子内侧各加入一张共二张木质纤维替换为阳极和阴极之间加入合成纤维材质电解纸，而芯子内侧加入以前使用的木质纤维电解纸，或者按相反的构造使用，通过这种使用不同材质的电解纸的复合式使用方法来充分利用合成纤维和木质纤维的长处，这种情况下，在后面工序中对卷好的芯子炭化时不仅木质纤维的抗高压特性发挥出来，而且合成纤维熔解黏着在阳极和阴极之间，以此为中心形成厚且紧密的导电高分子层，确保了阳极和阴极间有良好的导电路径，从而可以提高电容器的功率和得到良好的电阻特性。

Description

复合绝缘纸铝电解高分子电容器生产方法

技术领域

本发明涉及一种铝电解高分子电容器的生产方法，特别涉及一种复合绝缘纸铝电解高分子电容器生产方法。

背景技术

以前的铝电解高分子电容器芯子的结构如图1所示，是在阳极箔1和阴极箔2中间加入30～60μm厚的木质纤维电解纸3，在内侧也加入同样材质的电解纸3，各一层，共加入二层的条件进行卷绕(winding)，形成芯子。使用木质纤维电解纸3的目的在于，防止阳极和阴极在卷绕时由于机械设备的原因相互碰撞时发生短路(short circuit)和防止阳极和阴极之间各自形成的众多功能微细蚀孔结构的AL₂O₃酸化皮膜不受损伤和破坏。但是，电容为了使高分子电容器卷绕的芯子形成导电性高分子固体电解质层，卷绕好的芯子浸入导电性高分子溶液中使导电性高分子充分浸入两个电极，在阳极和阴极形成均匀的厚厚的导电性高分子层。然而，木质纤维的电解纸3上面的木质组织由于吸收了较大量的导电性高分子溶液，而在电极箔1、2上面却有极少量的导电性高分子因而导致电容器的损耗与电阻特性具有明显的下降。为了破坏木质纤维电解纸3的纤维组织，有必要在约200～300℃条件下进行约30～180分种的碳化热处理过程。使用这种木质纤维电解纸3的铝电解高分子电容器，由于碳化后的纤维组织虽然受到破坏，但是其电解纸3状态还保持原状态，因此在阳极与阴极有异材质的结构紧密的绝缘隔离带存在着。即使导电性高分子被芯子吸收，且阳极与阴极之间比碳化之前容易吸收，形成固体高分子电解层，相反地，由于电解纸3的吸收性能下降不能形成高分子层，这时，由于阳极与阴极之间导电性高分子层不够充足，阳极与阴极间的接触电阻和界面电阻偏高。这种现象能使电容器的耐压性能上升而作为高分子电容器核心特性的等效串联电阻(equivalent series resistance：ESR)减少的缺点。明明知道木质纤维具有这样的耐电压特性，为了提高电阻特性，电解纸3具备能够在阳极与阴极之间确实熔解黏着，起到能够传载导电高分子固体电解质层的功能，能够形成以电解纸3为中心的均匀厚度的高分子电解质层。为了排除木质纤维的这种本质缺陷，正在研究能否使用压克力纤维或者尼龙纤维等类似的合成纤维质为电解纸3的技术。即便是研究出来了以后，由于仍然使用了有绝缘性能的不同材质的电解纸3，即使耐电压特性得到提高但从结果上面可想而知，其等效串联电阻的下降仍在根本上受到限制。如图1所示，其中芯子结构具有(+)端子5、(-)端子6、耐高温胶带4。

发明内容

本发明的目的是要解决上述铝电解电容器生产过程中在阳极箔和阴极箔中间加入需碳化的木质纤维电解纸，阳极与阴极之间有异材质绝缘隔离带存在，导致阳极与阴极间的接触电阻和界面电阻偏高的问题，而提供一种可克服上述缺点的复合绝缘纸铝电解高分子电容器生产方法。

本发明之方法是把合成纤维电解纸加入阳极箔与阴极箔中间，同时木质纤维电解纸加入芯子的内侧后进行卷绕，再碳化，熔解热黏着阳极箔与阴极箔中间的合成纤维电解质使阳极与阴极的接触性能够最大化，使用高分子导电液传导热熔解的电解纸，不只阳极箔与阴极的微细蚀孔的内部构造，连热熔解的电解纸都充分形成高分子导电体固态电解质层，从而降低电容器的等效串联电阻，而芯子内侧的木质纤维电解纸碳化后虽然纤维组织受到了破坏，但由于仍然保持其形状，从结果看出，能够遏制阳极与阴极发生的短路的同时，也因此能够保持电容器的较高的耐电压特性。

本发明之方法维持了电容器的耐电压特性，又能提高等效串联电阻特性。

本发明的有益效果：

如若只选用木质纤维的电解纸或者合成纤维的电解纸时，木质纤维虽然价格低廉但必须有碳化工艺，但选用合成纤维时虽然价格贵一些，但是不需要有碳化工艺的长处，但这两种材料在降低等效串联电阻方面均有局限性。所以，阳极箔与阴极箔之间加入尼龙或压克力材质的合成纤维，芯子的内侧加入木质纤维电解纸经过碳化过程来提高高分子导体的电解质，通过合成纤维碳化后再经热熔解黏着来发挥来电解纸的高分子导体作用来完成高分子聚合的核功能。以此为基础，不仅在众多微细蚀孔结构的阳极与阴极，在电解纸上也会形成充分的高分子导电电解质层。由于阳极与阴极间形成厚厚的均匀的导电体路径，阳极与阴极之间的接触阻抗(contactresistance)与表面阻抗(interfacial resistance)得到明显下降，所以电容器的等效串联电阻也得到下降。另外，由于电阻降低，所以损耗特性得到了提高。况且，内侧使用了木质纤维电解纸，可形成具有绝缘功能的分离板，使用合成纤维时会发生耐电压下降的现象，而由于使用了木质纤维，因此能获得与只使用木质纤维电解纸时一样的电压。

附图说明

图1为以前铝电解高分子电容器卷绕的芯子结构示意图。

图2为本发明之方法生产流程示意图。

图3为本发明之铝电解高分子电容器卷绕的芯子结构示意图。

图4为碳化后的木质纤维电解纸表面放大100倍的照片。

图5为合成纤维材质电解纸表面放大100倍的照片。

具体实施方式

如图3所示，本发明是在阳极箔1和阴极箔2之间加入30～60μm厚度的合成纤维材质的电解纸7如压克力纤维或尼龙纤维等，芯子内侧加入30～60μm同样厚度的木质纤维的电解纸3重迭卷绕而成。然后，按图2所示工艺过程继续执行后面工序。碳化工艺在200～300℃的温度下做30～180分钟的热处理来完成。加入阳极箔1与阴极箔2之间的合成纤维电解纸7热熔解后黏着到各电极箔1、2上面导致阳极箔1与阴极箔2更紧密地粘贴，而内侧的木质纤维经过碳化后仍然保持受到破坏后的纤维组织。高分子导电液碳化后的芯子浸渍使高分子导电液能够充分地被吸收后100～200℃温度条件下固化，挥发高分子导电液的溶媒，使其重迭便于形成高分子导体的固态电解质层。这时，熔解到阳极箔1与阴极箔2之间的合成纤维材质电解纸7作为高分子导体的导电发挥作用，高分子的重迭核心发挥作用，不只众多微细蚀孔的阳极与阴极，连电解纸7上面也形成了充足的高分子导电层，随着阳极与阴极间形成厚厚的均匀的导电层，因此阳极与阴极间的接触阻抗(contact resistance)与表面阻抗(interfacial resistance)得到明显的降低从而降低电容器的等效串联电阻。另外，由于电阻降低了，所以损耗特性得到了提高。况且，内侧使用了木质纤维电解纸3，可形成具有绝缘功能的分离板，使用合成纤维时会发生耐电压下降的现象，而由于使用了木质纤维，因此能获得与只使用木质纤维电解纸时一样的电压。

碳化后的木质纤维电解纸3与合成纤维材质电解纸7表面放大100倍后的对比照片分别如图4、图5所示。

请参阅图2所示，本发明之生产工序依序是：卷绕、转移、碳化、高分子导电体聚合、装配、浸渍、插片与打印包装。

Claims (3)

1、一种复合绝缘纸铝电解高分子电容器生产方法，该方法是在电容器卷绕的芯子的阳极箔和阴极箔之间加入合成纤维材质电解纸，芯子内侧加入木质纤维电解纸，或者，阳极与阴极间加入木质纤维电解纸，内侧加入合成纤维电解纸进行复合卷绕。

2、根据权利要求1所述的一种复合绝缘纸铝电解高分子电容器生产方法，其特征在于：所述的合成纤维材质电解纸是尼龙纤维电解纸或压克力纤维电解纸。

3、根据权利要求1所述的一种复合绝缘纸铝电解高分子电容器生产方法，其特征在于：所述的合成纤维材质电解纸、木质纤维电解纸复合卷绕铝电解高分子电容器芯子后，在200～300℃温度范围内加热碳化30～180分钟。

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