[发明专利]新型纳米铝电解电容器

说明书

技术领域

本发明涉及电容制造技术，尤其涉及一种具有较长寿命和优良散热性能的新型纳米铝电解电容器。

背景技术

铝电解电容器是各种电子产品中不可替代的基础元件，广泛应用在电动汽车、工业节能产品、光伏逆变器等领域。近年电子元器件集成化与高速处理化技术的迅猛发展，全球市场对电容产品性能提出更高要求。长寿命、耐高温、耐高频纹波电流是铝电解电容器的发展趋势。

传统的铝电解电容器通常包括如下部件：用于保护芯包且起固定作用的圆筒形铝壳、收容于所述铝壳内的阳极、起阴极引出作用的阴极箔、电解液、用于贮存电解液并隔绝阴、阳极箔的电解纸、起连接引出作用的引出条、靠近铝壳顶端起密封安装作用的盖板、起连接引出条和盖板作用的铝垫圈、起绝缘作用的套管和绝缘垫片等。其中，所述阳极通常为铝金属箔材质，其经过腐蚀、赋能形成氧化膜作为工作介质；所述电解液为实际阴极，起修补氧化膜作用。

这类传统的铝电解电容器存在一些缺陷，例如：阴极箔上的热量无法有效导出导致散热性较差，电解液的配制和添加剂选用不佳导致使用寿命的下降，具体来说：

电容器在工作时内阻产生热量，随着外部电压电流的增大，电容器内部热量急剧升高，长时间使用后会影响电容使用寿命，严重时会造成电容损坏。而传统卷绕工艺中，阴极箔与电解纸露出高度基本一致，由于电解纸的导热性较差，积聚在阴极箔上的热量不能有效导出，导致散热性较差。

另外，一般的电解液通常含有氨或胺等，易发生酰胺化反应而生成化合物，致使电解液的电导率经长期使用后大大降低，造成电解电容等效串联电阻（ESR）显著增大，降低了纹波电流特性和使用寿命。

电解电容工作电解液是离子导体，电解液的电导率是决定电容器损耗的主要因素之一，电导率越高，损耗越小。影响电导率的因素很多，其中离子淌度越高，电导率也越高。离子淌度是由添加剂吸附电荷的能力决定的，由于目前使用的添加剂加工粒度在微米级，因此其吸附效率不高，致使电容器的损耗较大。

由上可知，传统的铝电解电容器无论在生产工艺、工作电解液配制和添加剂选用等方面都存在着许多缺陷，严重制约了产品的使用寿命、耐热度、耐高频纹波电流、闪火电压等性能。因此，确有必要提供一种新型的电容器来解决上述技术问题。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种新型纳米铝电解电容器，其能改善散热性并提高使用寿命。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种新型纳米铝电解电容器，包括圆筒形的芯包、自芯包一端引出的两根导针、连接导针并自导针引出的两根引线、及套设于芯包外围的圆筒形铝壳，所述芯包包括：阳极箔、阴极箔及夹设于所述阴极箔和阳极箔之间的电解纸，所述阴极箔的顶端高出所述电解纸，所述电解纸上附有内含羧基成分的电解液，所述电解液内还含有纳米级Al₂O₃。

作为本技术方案的进一步改进，所述阴极箔顶端高出所述电解纸为2-3mm。 

作为本技术方案的进一步改进，所述羧基成分的化学式为：

，

该化学式中R1，R2为烷基。

作为本技术方案的进一步改进，所述纳米级Al₂O₃的含量是5-10%。

作为本技术方案的进一步改进，所述羧基成分的含量是8-10% 。

作为本技术方案的进一步改进，所述阳极箔、电解纸、阴极箔、电解纸分别由内向外依次设置形成四层结构，所述四层结构通过卷绕工艺进行卷绕形成所述圆筒形芯包，所述阳极箔位于芯包最内侧。

与现有技术相比，本发明所述新型纳米铝电解电容器通过将阴极箔露出电解纸一定的距离，增加了阴极箔的散热面积，改善了散热性，同时利用电解液内的羧基成分抑制酯化反应和酰化反应，从而抑制电解电容器的ESR增大。

附图说明

图1为本发明所述新型纳米铝电解电容器的剖面视图。

图2为本发明所述新型纳米铝电解电容器芯包卷绕时示意图。

图3为本发明所述新型纳米铝电解电容器阴、阳极箔和电解纸结构的剖面视图。

具体实施方式

请参阅图1及图2所示，本发明提供一种新型纳米铝电解电容器及其制备方法，用于解决传统技术中存在的诸多不足，其改良了生产工艺、工作电解液配制、电解液添加剂，来改善铝电解电容器的性能。