[发明专利]具有锆钛酸铅镧电介质的陶瓷卷绕电容器

说明书

一种陶瓷卷绕电容器(10)包括第一导电层(20)、电介质层(30)、第二导电层(40)以及保护涂层(50)。一种用于制造陶瓷卷绕电容器(10)的方法(200)包括以下步骤：给送(75)承载带(80)；沉积(90)牺牲层(95)、沉积(100)第一导电层(20)、沉积(110)电介质层(30)并且沉积(120)第二导电层(40)，以形成通过牺牲层(95)耦合至承载带(80)上的安排(140)；将安排(140)与承载带(80)和牺牲层(95)分开(130)以创建第一导电层(20)的暴露表面(25)；向第一导电层(20)的暴露表面(25)施加(150)保护涂层(50)；用保护涂层(50)来卷绕(170)安排(140)以形成陶瓷卷绕电容器(10)。

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.§119(e)要求于2016年4月18日提交的美 国临时专利申请号62/323,893的权益，所述申请的全部公开内容通过引用并入 本文。

政府许可权声明

这是由阿贡国家实验室(Argonne National Lab)和德尔福汽车系统 有限公司(Delphi Automotive System,LLC)共同开发的一项发明。美国政府 根据美国政府与代表阿贡国家实验室的UChicago Argonne,LLC之间的合同号 DE-AC02-06CH11357并且根据美国政府/能源部(阿贡国家实验室)与德尔福 汽车系统有限公司之间的子合同号4F-31041对本发明拥有一些权利。

技术领域

本公开总体上涉及一种陶瓷卷绕电容器、并且更具体地涉及一种具 有锆钛酸铅镧(PLZT)电介质材料的陶瓷卷绕电容器。

背景技术

众所周知，目前在电动汽车逆变器中使用的这类高压、薄膜卷绕电 容器需要较大的封装体积。驱动薄膜卷绕电容器的物理尺寸的主要特征是，在 其上施加电容性元件并随后卷绕的薄膜的厚度。在所述卷绕电容器的制造期 间，所述薄膜还起到衬底或承载带的作用。典型的承载带是具有大于50微米 (50μm)的厚度的聚合物材料、并且比构成或形成这些电容性元件的层厚许 多倍。当卷绕时，厚的承载带成为成品电容器的直径的最大贡献者。不利的是， 由于较薄的材料的成本增大，并且由于在制造过程中更容易发生薄膜破裂而导致设备的停用时间增加，所以使用较薄的承载带来制造薄膜卷绕电容器更昂 贵。当今的薄膜电容器的另一个缺点是，服务温度受到薄膜材料的限制，所述 温度可以低至85摄氏度(85℃)。

发明内容

在此描述了一种高压陶瓷卷绕电容器，所述高压陶瓷卷绕电容器可 以在最终组装中不包括承载带的情况下被卷绕、并且使用薄膜电容器制造方法 来制造。

根据一个实施例，提供了一种陶瓷卷绕电容器。所述陶瓷卷绕电容 器包括限定了暴露表面的第一导电层。所述陶瓷卷绕电容器还包括电介质层， 所述电介质层由锆钛酸铅镧(PLZT)形成，与所述第一导电层以同所述暴露 表面相反地直接接触。所述陶瓷卷绕电容器还包括第二导电层，所述第二导电 层与所述电介质层以同所述第一导电层相反地直接接触。所述陶瓷卷绕电容器 还包括与所述暴露表面直接接触的保护涂层。所述保护涂层的特征为小于10 微米的厚度，其中，所述第一导电层、电介质层、第二导电层、以及保护涂层形成电容性元件，并且所述电容性元件被卷绕以形成陶瓷卷绕电容器。