[发明专利]一种高端大型铝电解电容器及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铝电解电容器及其制备方法，尤其涉及一种高端大型铝电解电容器及其制备方法。

背景技术

随着科学技术日新月异地发展，目前汽车电子、程控交换器、变频控制器以及UPS不间断电源等整机行业对螺栓型铝电解电容器的要求已是愈来愈高。由于上述整机行业特点是电路比较复杂，使用环境苛刻，因此需要铝电解电容器具备耐高温、长寿命、大容量以及耐大纹波电流冲击的特性。现有技术螺栓型铝电解电容器采用的工作电解液体系比较单一，工作电解液高温物化性能不稳定，易发生热分解、酰胺化以及酯化等反应，采用常规设计，导致电容器稳定性不高，使用寿命短，耐稳波电流能力差。现有技术产品主要是在工作一段时间后，易出现如下早期失效：

(1)当电容器长期在电路中工作时，阳极引出条以及阳极铝箔易发生腐蚀，甚至阳极引出条全部被腐蚀断，使产品处于开路状态而失效。

(2)产品高温稳定性差，当市电发生波动或长时间连续工作时，易出现闪火、击穿，引起短路爆炸，甚至着火，引起安全事故。

(3)产品耐纹波电流能力不够，使用一段时间后内部压力急剧升高，导致产品底部鼓胀或防爆塞打开，造成电解液被蒸化掉而使芯子干涸。

(4)由于电解液耐高温性不够，产品电容量易衰减以及损耗回升较快，导致ESR增加，电容器内部温升变大，促使产品提前失效。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种安全可靠、长寿命、耐高温的高端大型铝电解电容器及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种高端大型铝电解电容器，包括电容器芯体、封装电容器芯体的铝壳和铝壳顶端开口处的盖板，以及连接芯体与盖板的正负引出条，所述电容芯体是由正负箔片和在正负箔片之间起间隔作用的电解纸叠加后，卷绕而成，所述芯体下部与铝壳内壁的间隙处紧填有固定剂。所述的盖板上设有防爆阀。所述正负引出条是两对以上的多对引出条，最多的引出条可以是10对。所述芯体下端的负箔片延伸露出芯体本体，且与铝壳底端接触。

与现有技术相比，芯体下部与铝壳内壁的间隙处紧填有固定剂，该固定剂牢牢稳固芯体，以保证芯体在受任何机械或化学反应的冲击下，芯体在壳体中都不发生任何位移。当电容器受到极端的电压或其他使其内压迅速升高的因素冲击下，盖板防爆阀迅速打开，迅速降低电容器内部的压力，有效防止了电容器整体爆炸后损坏相邻电路或电器，危及人的安全。芯体下端的负箔片延伸露出芯体，且与铝壳底端接触，当电容在高温下工作时，由于电容器内部通过的纹波电流大，导致电容器本身产生较高的温升，负箔片能迅速将该热能传导到壳体上，将电容器内部的热传导出去，进一步使得该结构的大型铝电解电容器安全可靠、长寿命、耐高温。

本发明还提供了上述高端大型铝电解电容器的制备方法，包括卷绕、含浸、盖板铆接、老化步骤，其特征在于：所述含浸电解液的重量百分组成为：主溶剂39.2～81.4wt％、辅助溶剂8～26wt％、溶质7～22wt％、改性添加剂3～11wt％、消氢剂0.4～1.2wt％以及防水合剂0.2～0.6wt％；所述的主溶剂是乙二醇；辅助溶剂是γ-丁内酯、四氢糠醇的一种或两种；溶质是壬二酸铵、苯甲酸铵、1.7-癸二酸铵中的一种或几种混合物。

进一步：为防止上述高端大型铝电解电容器在高温下发生热分解、酯化以及酰胺化反应，需在电解液中添加适量有改性添加剂，该改性添加剂是机羧酸，使该有机羧酸与电解液中溶质组成缓冲体系，提高其高温稳定性，有机羧酸是壬二酸、苯甲酸以及癸二酸中的一种或几种混合物。为防止阳极腐蚀，所述的改性添加剂还包括季戊四醇、磷钨酸以及磷檬酸中一种或两种以上混合物。所述的消氢剂是对硝基苯甲酸、对硝基苯酚中的一种或两种，防水合剂是亚磷酸、次亚磷酸铵中的一种或两种。

在上述电解液的制备方法中，将主溶剂、辅助溶剂加热至70-90℃后加入溶质，继续加热至110-135℃，再加入添加剂、消氢剂、防水合剂，使之完全溶解后自然冷却。该工作电解液适应于额定电压为160-250V的高端大型铝电解电容器。这种电解液耐高温、高闪火电压、抗腐蚀性强以及具有高温稳定性，使得高端电容器本身更加安全可靠。

本发明还提供了上述高端大型铝电解电容器的另外一种制备方法，包括卷绕、含浸、盖板铆接、老化步骤，所述含浸电解液的重量百分组成为：主溶剂45～81wt％、纯净水8～25wt％、溶质10～25wt％、改性添加剂1～5wt％；所述的主溶剂是乙二醇、N-甲基吡咯烷酮中的一种或两种；溶质是己二酸铵、苯甲酸铵、邻苯二甲酸、丁二酸铵中的一种或几种。纯净水能提高电解液的电导率，降低产品ESR值。