CN202373459U - 电解电容器及其电极极性检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示一种铝质电解电容器之导线材料的改良及侦测铝质电解电容器之导线极性的传感器装置，特别系指藉由使正、负极导线材质不同，以解决客户端使用铝质电解电容器而发生极性相反的问题。此卷绕式铝质电解电容器主要系由一含浸有导电性聚合物之电容器芯子所构成，此电容器芯子被密封于金属之壳体内，且此电容器芯子具有穿出壳体密封端之正、负极导线，透过上述的设计，可藉由正极或负极导线使用含有磁性成分之材质，利用磁性相吸的原理而将正极与负极导线做正确的区分。

Description

电解电容器及其电极极性检测装置

技术领域

本实用新型系有关一种铝电解电容器之导线材料的改良，尤指一种卷绕式铝质电解电容器之导线材料的改良及用以侦测铝质电解电容器之导线的正、负极极性之传感器装置。

背景技术

电容器基本上可提供做为供电和放电之使用，且电容器依其功能而通常被分成电解电容器和非电解电容器。电解电容器的使用就目前而言可说是已经相当普遍。然而，由于当前的电子产品皆朝向轻薄化、高频化、多功能化、及高可靠度进展，所以传统的液态电解电容器已无法满足需求，进而有朝向固态电解电容器，乃至铝质电解电容器发展之需求。此外，铝质电解电容器依其组件结构又可被分成卷绕式电解电容器和积层式电解电容器。

铝电解电容器技术发展演进，配合着3C电子产品的需求，逐渐朝向高容量、低阻抗、小型化、高频化、高稳定性、及环境兼容性等特色而迈进。习知之固态电解电容器系由芯子、铝壳和胶盖所组合而成，其中，芯子系藉由将正极箔和负极箔分别钉接于正、负极导线及电解纸来予以卷绕而成，再将芯子含浸于电解液中而形成固态电解质之后，藉由将铝壳和胶盖予以组立封装后完成。

更明确地说，习知之卷绕式铝质电解电容器系以经过蚀刻的高纯度铝箔做为阳极箔，且其表面为受到阳极氧化处理之薄膜而做为介电质层。在阳极膜与阴极膜之间为以薄纸或布膜所形成的隔离层，而其电解液则被该薄纸或布膜所吸附。此外，铝质电解电容器之隔离层为以各种纤维做为主要材料的不织布或隔离纸。

然而，在***齐，此时须仰赖套管或印刷的极性标示做为正、负极的判断。由于铝电解电容器在套管或印刷时有可能因为机器感应器故障或使用时因人工插件的人为疏忽而造成极性标示错误或插反！又因导线被切断后无法藉由导线的长短来判断其极性，很容易有正极导线或负极导线误置或误标示或者不易辨识的情况发生。

此外，在将铝质电解电容器安装于客户端之组件时，例如，将电解电容器安装于电路板时，因为采用人工插件的方式而很容易会有插错、导线极性相反的问题发生。

因此，为了克服上面所述之缺点，本实用新型乃针对习知之铝质电解电容器在本地组装或客户端安装过程中的缺失而做进一步的改良，乃提供一种藉由使正、负极导线的材质不同而加以改良之卷绕式铝质电解电容器，以解决客户端在使用铝质电解电容器时所发生之极性相反的问题。

发明内容

本实用新型之主要目的在于提供一种卷绕式铝质电解电容器之导线材料的改良结构，乃特别针对习知之铝质电解电容器容易产生极性相反的缺点来做进一步的改良，而设计出一种具有材质不同的正、负极导线之卷绕式铝质电解电容器。此外，本实用新型之另一目的在于提供一种用以侦测铝质电解电容器之导线的正、负极极性之传感器装置。

依据本实用新型之一实施例，提供有一种卷绕式铝质电解电容器之导线材料的改良结构，其电容器芯子系藉由：首先制作阳极箔，而在该阳极箔的表面上形成介电层氧化膜，自该阳极箔的一端引出第一导线作为正极，且在该第一导线与该阳极箔之间设有一个具有较粗之外径的第一支撑部；再以金属铝来制作阴极箔，且自该阴极箔的一端引出第二导线作为负极，在该第二导线与该阴极箔之间设有一个具有较粗之外径的第二支撑部；以及，在该阳极箔与该阴极箔之间设置隔离层，而后将该隔离层和该阳极箔与该阴极箔一起卷绕来予以形成，将该卷绕之电容器芯子含浸于1～5％的己二酸铵化成溶液中，在40～60℃的温度下进行电化学处理10～30分钟，然后在120～260℃的温度下烘烤120～240分钟，以使该隔离层碳化，而后将经处理之该电容器芯子以20～35℃的温度，于常压下分别含浸于含有有机单体及氧化剂的溶液中5～10分钟，取出后于常压下，在40～150℃的温度下进行聚合反应历时1～6个小时，以形成高导电性有机聚合物，再将经处理之该电容器芯子装入于铝壳中，然后覆以胶盖，以使该胶盖完全覆盖于该电容器芯子的上方，藉由束压该胶盖在该铝壳之上端开口的部位，以使该铝壳之上端开口与该胶盖完全密合，再将密封剂材料涂施于该铝壳之上端开口来予以封合而被封装成铝质固态电解电容器，其后在105～150℃的温度下，历时0.5～3小时的老化处理，以制成该卷绕式铝质电解电容器，该卷绕式铝质电解电容器之特征在于：该第一导线和该第二导线的其中一者系由含有铁成分或含磁性材质之材料所做成，而该第一导线和该第二导线的另一者系由非铁或不具磁性材质之材料所做成。

依据本实用新型之另一实施例，提供有一种卷绕式铝质电解电容器之导线材料的改良结构，其电容器芯子系藉由：首先制作阳极箔，而在该阳极箔的表面上形成介电层氧化膜，自该阳极箔的一端引出第一导线作为正极，且在该第一导线与该阳极箔之间设有一个具有较粗之外径的第一支撑部；再以金属铝来制作阴极箔，且自该阴极箔的一端引出第二导线作为负极，在该第二导线与该阴极箔之间设有一个具有较粗之外径的第二支撑部；以及，在该阳极箔与该阴极箔之间设置隔离层，而后将该隔离层和该阳极箔与该阴极箔一起卷绕来予以形成，将该卷绕之电容器芯子进行真空含浸于液态电解液中，其后，再经过将含浸于电解液中之该电容器芯子装入于铝壳中，然后再覆以胶盖，以使该胶盖完全覆盖于该电容器芯子的上方，而后藉由束压该胶盖于该铝壳之上端开口的部位，以使该铝壳之上端开口与该胶盖完全密合，再对该铝壳之外部进行套上PET胶管来做极性标示，以制成该卷绕式铝质电解电容器，该卷绕式铝质电解电容器之特征在于：该第一导线和该第二导线的其中一者系由含有铁成分或含磁性材质之材料所做成，而该第一导线和该第二导线的另一者系由非铁或不具磁性材质之材料所做成。

在依据本实用新型之卷绕式铝质电解电容器之导线材料的改良结构中，含有铁成分之该材料为铁之合金或化合物。

在依据本实用新型之卷绕式铝质电解电容器之导线材料的改良结构中，含有磁性材质之该材料为例如四氧化三铁等之具有磁性的物质。

在依据本实用新型之卷绕式铝质电解电容器之导线材料的改良结构中，作为正极的该第一导线和作为负极的该第二导线可利用磁性相吸原理之传感器装置而很轻易地辨识该等导线经切脚之后的正、负极极性。

依据本实用新型之又一实施例，提供有一种用以侦测卷绕式铝质电解电容器之导线的正、负极极性之传感器装置，包括：笔型主体外壳，具有指示灯配置于其顶部及感测头配置于其底部；笔型主体内壳，具有电池配置于其内部，且该电池的负极端系连接至该指示灯；铜片，系外置于该笔型主体外壳，且其一端系连接至该指示灯，而其另一端穿过该笔型主体外壳和该笔型主体内壳而形成一导通接点；压缩弹簧，系配置于该笔型主体内壳中，且其一端系附接于该笔型主体内壳的底部；防止弹簧掉落体，系组构成防止该压缩弹簧掉落出该笔型主体内壳；磁铁探棒，系配置成其一端贯穿该笔型主体内壳且贯通该压缩弹簧，并经由电线而被连接至该电池的正极端，且其一端系延伸于该防止弹簧掉落体内；及金属挡片，系设置于该磁铁探棒之连接该电线之该一端的末端部分，且配置成藉由该压缩弹簧的弹力而包持与该导通接点分离，其中，当该传感器装置之该感测头感应到含铁成分或含磁性材质之材料时，该磁铁探棒之未连接电线的该一端受到磁性相吸作用而往下移动而导致该金属挡片与该导通接点相接触，因而使得该金属挡片、该导通接点、该指示灯、该电池和该电线构成一电路回路而导通，藉以产生电流而致使该指示灯点亮，而当该传感器装置之该感测头感应到非铁成分或不含磁性材质之材料时，该磁铁探棒之未连接电线的该一端不会受到该磁性相吸作用而往下移动，反而是受到该压缩弹簧的弹力而致使该金属挡片与该导通接点保持原态而不相接触，使得该金属挡片、该导通接点、该指示灯、该电池和该电线无法构成一电路回路而导通，故未能产生电流，因而该指示灯不亮。

附图说明

为使能够进一步了解本实用新型之优点、特征及其它目的，兹附以图式而详细说明于下。

(一)图式部分：

第1图系显示依据本实用新型之卷绕式铝质电解电容器之电容器芯子的组合视图。

第2及3图系显示依据本实用新型之卷绕式铝质电解电容器于组装时的立体视图。

第4图系显示依据本实用新型之传感器装置当处于不导通时的立体视图。

第5图系显示依据本实用新型之传感器装置当处于导通时的立体视图。

(二)图号部分

2 铝壳

11  阳极箔

12  阳极

13  阴极箔

14  阴极

15  隔离层

16  电容器芯子

17  导针A部

18  导针B部

21  胶盖

40  笔型主体外壳

41  笔型主体内壳

42  电池

43  电线

44  指示灯

45  铜片

46  金属挡片

47  压缩弹簧

48  防止弹簧掉落体

49  磁铁探棒

50  感测头

51  导通接点

具体实施方式

依据本实用新型之实施例，现在将于下文中参照伴随之图形来做详细的说明。

第1图为显示依据本实用新型之卷绕式铝质电解电容器之电容器芯子的组合视图，且第2图及第3图分别为显示依据本实用新型之卷绕式铝质电解电容器于组装时的立体视图。

如第1图所示，依据本实用新型之一实施例之卷绕式铝质电解电容器的制造方法为：首先制作阳极箔11，而在阳极箔11的表面上形成介电层氧化膜，自阳极箔11的一端引出导线12作为阳极(正极)，且在导线12与阳极箔11之间设有一个具有较粗之外径的支撑部(导针A部)17；其次，以金属铝来制作阴极箔13，且自阴极箔13的一端引出导线14作为阴极(负极)，在导线14与阴极箔13之间同样设有一个具有较粗之外径的支撑部(导针B部)18；另外，在阳极箔11与阴极箔13之间设置隔离层15，而后，将隔离层15和阳极箔11与阴极箔13一起卷绕，藉以形成卷绕的电容器芯子16。

于制作固态电解电容器时，将电容器芯子16含浸于1～5％的己二酸铵化成溶液中，在40～60℃的温度下进行电化学处理10～30分钟，接着在120～260℃的温度下烘烤120～240分钟，以使隔离层碳化。然后，将经处理之电容器芯子16再以20～35℃的温度，于常压下分别含浸于含有有机单体及氧化剂的溶液中5～10分钟，取出后于常压下，在40～150℃的温度下进行聚合反应历时1～6个小时，以形成高导电性有机聚合物。

其后，于组装时，参照第2图及第3图，先将电容器芯子16装入于铝壳2中，然后再覆以胶盖21，以使胶盖21完全覆盖于电容器芯子16的上方，而后藉由挤型机械来束压胶盖于铝壳2之上端开口的部位，以使铝壳2之上端开口与胶盖21完全密合来予以封合而完成封装之电解电容器，然后在105～150℃的温度下，历时0.5～3小时的老化处理，以制成卷绕式铝质固态电解电容器。

依据本实用新型之另一实施例，在制作液态电解电容器时，将电容器芯子16进行真空含浸于液态电解液中，其后，再经过将含浸于电解液中之电容器芯子16装入于铝壳2中，然后再覆以胶盖21，以使胶盖21完全覆盖于电容器芯子16的上方，而后藉由挤型机械来束压胶盖于铝壳2之上端开口的部位，以使铝壳2之上端开口与胶盖21完全密合，再对铝壳2之外部进行套上PET胶管来做极性标示，以制成卷绕式铝质液态电解电容器。

习知上，上述之用做为电解电容器之阳极(正极)的导线12和用做为阴极(负极)的导线14，其材料通常采用铜包钢镀锡、铜包钢镀银、铜镀锡、或铜镀银的材质。然而，在施加胶盖21来予以密封时，由于极性标示设备(例如，套管机或奈印机等等)的侦测器因人为调整疏失而有可能判别错误，所以当在铝壳2上标记出正、负极时，常常会发生误标示或无法正确地辨识电解电容器之正、负极的情况。甚且，此种错误往往也无法经由测试来加以防止或避免。

此外，当将铝质电解电容器应用到客户端而采用人工插件方式来进行安装作业程序时，也很容易有极性相反的现象发生。

依据本实用新型之上述实施例，使用含有铁成分(例如，含铁之合金或化合物)或具磁性之材料(例如，四氧化三铁等)做为铝质电解电容器之阳极(正极)和阴极(负极)的其中一极之导线的材质，而另一极之导线的材质则采用非铁或不具磁性之材料。经由此种设计，可藉由使用含有磁性成分之材料来制作铝质电解电容器之阳极(正极)或阴极(负极)导线，更可利用磁吸铁或磁性相吸的原理，以便将铝质电解电容器之阳极(正极)或阴极(负极)导线做出正确的区别。

也就是说，本发明之特征在于：举例而言，电容器芯子16连接之正极导线采用含铁成分或含磁性材质之材料，而负极导线使用含铜材质之材料，藉由此两种导线材料之性质的差异，利用磁性相吸原理之侦测设备或传感器装置，可以很轻易地辨识导线经切脚之后的正、负极。替换地，亦可采用正极导线使用含铜材质之材料，而负极导线则使用含铁成分或含磁性材质之材料的方式来制作铝质电解电容器。

更且，此种以含铁成分或含磁性材质之材料做成的正极(或负极)导线来取代习知之导线的正、负极皆为相同材质之改良，藉由正、负极导线材质的不同，可以协助客户端进行正、负极性筛选，进而避免客户因电解电容器之导线的极性相反问题所造成的损失。

因此，与习知的电解电容器相较之下，依据本实用新型之卷绕式铝质电解电容器，系利用正、负极导线材质的不同，以解决客户端使用铝质电解电容器所发生之极性相反的问题。也就是说，正极导线使用铜包钢镀锡或铜包钢镀银材料而负极导线使用铜镀锡或铜镀银材料，利用磁性相吸原理来区分电容器之正负极。因此，依据本实用新型之铝质电解电容器的改良构造，其构成乃为前所未有之创新，其既未见于任何刊物，而且在市面上亦未见有任何类似的产品。

再者，依据本实用新型之又一实施例之用以侦测铝质电解电容器之导线的正、负极极性之传感器装置，将于下文中参照第4及5图来做详细的说明。

第4图为显示依据本实用新型之用以侦测铝质电解电容器之导线的正、负极极性之传感器装置当处于不导通时的正面视图，且第5图为显示依据本实用新型之用以侦测铝质电解电容器之导线的正、负极极性之传感器装置当处于导通时的正面视图。

如第4图所示，依据本实用新型之用以侦测铝质电解电容器之导线的正、负极极性之传感器装置主要系由笔型主体外壳40、笔型主体内壳41、电池42、电线43、指示灯44、铜片45、金属挡片46、压缩弹簧47、防止弹簧掉落体48、磁铁探棒49、及感测头50等所组成。在依据本实用新型之传感器装置中，指示灯44系设于笔型主体外壳40的顶部，电池42系置于笔型主体内壳41中，电池42的负极端系连接至指示灯44，而电池42的正极端则经由电线43而被连接至磁铁探棒49的一端，金属挡片46亦置于笔型主体内壳41中，且设于磁铁探棒49之连接电线43之一端的末端部分，压缩弹簧47也置于笔型主体内壳41中，且其一端系附接于笔型主体内壳41的底部，磁铁探棒49系自其未连接电线43之另一端而贯穿压缩弹簧47，铜片45系外置于笔型主体外壳40，且其一端系连接至指示灯44，而其另一端穿过笔型主体外壳40和笔型主体内壳41而形成一导通接点51。

于操作时，如第5图所示，当传感器装置之感测头50感应到含铁成分或含磁性材质之材料时，磁铁探棒49之未连接电线43的一端受到磁性相吸作用而往下移动，其导致金属挡片46与导通接点51相接触，而使得由金属挡片46、导通接点51、指示灯44、电池42和电线43所构成之电路回路导通，藉以产生电流I而致使指示灯44点亮。相反地，参照第4图，当传感器装置之感测头50感应到非铁成分或不含磁性材质之材料时，磁铁探棒49之未连接电线43的一端不会受到磁性相吸作用而往下移动，反而是受到压缩弹簧47的弹力而保持原状，也就是说，传感器装置之磁铁探棒49并不作用，此时，因为金属挡片46与导通接点51并未接触，是以金属挡片46、导通接点51、指示灯44、电池42和电线43无法构成一电路回路而导通，故未能产生电流，所以，指示灯44不亮。

因此，藉由依据本实用新型之传感器装置的使用，可以准确地判定依据本实用新型之铝质电解电容器之导线的正、负极之极性。

综上所述，其仅为本实用新型之最佳具体实施例，惟本实用新型之构造特征并不局限于此，任何为熟悉该项技艺者在本实用新型的领域之内，可轻易推思及完成之变化或修改，皆应该被涵盖在下述本实用新型之申请专利范围的范畴之内。

故由前述本实用新型之实施例的说明可知，本实用新型系有关一种新颖的卷绕式铝质电解电容器，可有效地解决习知之铝质电解电容器所衍生出的各种缺点，特别是正、负极导线之极性相反的问题，确实为一兼具新颖性及进步性之设计，应可符合新型专利之中请要件，爰依法提出申请。

Claims (9)

1.一种卷绕式铝质电解电容器，其特征在于，

电容器芯子系由阳极箔、自该阳极箔的一端引出之用作电容器正极的第一导线、第一支撑部、阴极箔、自该阴极箔的一端引出之用作为电容器负极的第二导线、第二支撑部、以及设置在该阳极箔与该阴极箔之间的隔离层所组成，并且将该隔离层和该阳极箔与该阴极箔一起卷绕而被形成，

将该卷绕之电容器芯子进行含浸、电化学处理及烘烤等制程，以使该隔离层碳化，而后将经处理之该电容器素子于常压下分别含浸于含有有机单体及氧化剂的溶液中，且取出后于常压下进行聚合反应，以形成高导电性有机聚合物，

再将该经处理之电容器芯子装入于铝壳中，然后覆以胶盖，藉由束压该胶盖以使该电容器芯子被密封于该铝壳中而形成铝质固态电解电容器，其后进行老化处理，以制成该卷绕式铝质电解电容器，

其中，该卷绕式铝质电解电容器之该第一导线和该第二导线的其中一者系由含有铁成分或含磁性材质之材料所做成，而该第一导线和该第二导线的另一者系由非铁或不具磁性材质之材料所做成。

2.如权利要求1之卷绕式铝质电解电容器，其特征在于，含有铁成分之该材料为铁之合金或化合物。

3.如权利要求1之卷绕式铝质电解电容器，其特征在于，含有磁性材质之该材料为例如四氧化三铁等之具有磁性的物质。

4.如权利要求1至3项中任一项之卷绕式铝质电解电容器，其特征在于，用作为电容器正极的该第一导线和用作为电容器负极的该第二导线可利用磁性相吸原理之传感器装置而很轻易地辨识该等导线经切脚之后的正、负极极性。

5.一种卷绕式铝质电解电容器，其特征在于，

电容器芯子系由阳极箔、自该阳极箔的一端引出之用作为电容器正极的第一导线、第一支撑部、阴极箔、自该阴极箔的一端引出之用作为电容器负极的第二导线、第二支撑部、以及设置在该阳极箔与该 阴极箔之间的隔离层所组成，并且将该隔离层和该阳极箔与该阴极箔一起卷绕而被形成，

将该卷绕之电容器芯子进行真空含浸于液态电解液中，其后，再经过将含浸于电解液中之该电容器芯子装入于铝壳中，然后再覆以胶盖，而后藉由束压该胶盖以使该电容器芯子被密封于该铝壳中，再对该铝壳之外部进行套上PET胶管来做出极性标示，以制成该卷绕式铝质电解电容器，

其中，该卷绕式铝质电解电容器之该第一导线和该第二导线的其中一者系由含有铁成分或含磁性材质之材料所做成，而该第一导线和该第二导线的另一者系由非铁或不具磁性材质之材料所做成。

6.如权利要求5之卷绕式铝质电解电容器，其特征在于，含有铁成分之该材料为铁之合金或化合物。

7.如权利要求5之卷绕式铝质电解电容器，其特征在于，含有磁性材质之该材料为例如四氧化三铁等之具有磁性的物质。

8.如权利要求5至7中任一项之卷绕式铝质电解电容器，其特征在于，用作为电容器正极的该第一导线和用作为电容器负极的该第二导线可利用磁性相吸原理之传感器装置而很轻易地辨识该等导线经切脚之后的正、负极极性。

9.一种用以侦测如权利要求1至8项中任一项之卷绕式铝质电解电容器之导线的正、负极极性之传感器装置，该传感器装置之特征在于包括：

笔型主体外壳，具有指示灯配置于其顶部及感测头配置于其底部；

笔型主体内壳，具有电池配置于其内部，且该电池的负极端系连接至该指示灯；

铜片，系外置于该笔型主体外壳，且其一端系连接至该指示灯，而其另一端穿过该笔型主体外壳和该笔型主体内壳而形成一导通接点；

压缩弹簧，系配置于该笔型主体内壳中，且其一端系附接于该笔型主体内壳的底部； 

防止弹簧掉落体，系组构成防止该压缩弹簧掉落出该笔型主体内壳；

磁铁探棒，系配置成其一端贯穿该笔型主体内壳且贯通该压缩弹簧，并经由电线而被连接至该电池的正极端，且其一端系延伸于该防止弹簧掉落体内；及

金属挡片，系设置于该磁铁探棒之连接该电线之该一端的末端部分，且配置成藉由该压缩弹簧的弹力而包持与该导通接点分离，

其中，当该传感器装置之该感测头感应到含铁成分或含磁性材质之材料时，该磁铁探棒之未连接电线的该一端受到磁性相吸作用而往下移动而导致该金属挡片与该导通接点相接触，因而使得该金属挡片、该导通接点、该指示灯、该电池和该电线构成一电路回路而导通，藉以产生电流而致使该指示灯点亮，而当该传感器装置之该感测头感应到非铁成分或不含磁性材质之材料时，该磁铁探棒之未连接电线的该一端不会受到该磁性相吸作用而往下移动，反而是受到该压缩弹簧的弹力而致使该金属挡片与该导通接点保持原态而不相接触，使得该金属挡片、该导通接点、该指示灯、该电池和该电线无法构成一电路回路而导通，故未能产生电流，因而该指示灯不亮。 

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