一种固体电解质铝电解电容器的化成设备的制作方法

本发明涉及电解电容器技术领域，特别涉及一种固体电解质铝电解电容器的化成设备。

背景技术：

固体电解电容器相比较普通的液体电解电容器，其电性能很突出，具有等效串联电阻（esr）低、耐纹波电流高、使用寿命长、性能稳定等优点。随着电子产品的不断升级换代，其功能及性能的不断提高，对电容器的高频特性要求也越来越高，人们做出不同的安装方式来实现不同的安装要求，同时还通过各种途径来降低固体电解电容器的等效串联电阻（esr），以满足电容器的高频特性。

目前，固体电解质铝电解电容器的化成设备包括依次进行的卷绕形成芯包的步骤，碳化步骤，对芯包进行化成修复处理的化成步骤，含浸单体步骤，含浸氧化剂步骤，加热聚合步骤，封装步骤以及老化步骤，其中化成步骤也是十分的重要，其化成的结果直接影响电容器的esr值。

然而，在现有技术中，其采用的化成步骤包括：将多个芯包紧密排列在传载架上并形成多个芯包排，并使各芯包排内的各个芯包上的正极引出片排成一排，然后用夹板将所述一排正极引出片的自由端夹住，最后将载架放入装有化成液的化成槽内，夹板连接电源正极，加电进行化成，所述夹板包括由酚醛树脂构成的一对夹板本体和设置于一对夹板本体的内表面上用于夹持正极引出片的铝带。

根据上述的化成方法，在实际操作中发现：这种将化成液通过传递框或化成槽相连接成为负极的化成方式有个致命的问题，就是正极箔接上电压后，虽然是与负极箔之间隔有电解纸，但由于化成液有一定的电阻值，在液体中有一定的压降，这样负极箔必然会承担一定的电压值，由于负极的耐压很低，承受电压后，表面的功能层会有一定程度的损坏，特别是正负箔有毛刺后，施加在负极箔上的电压更高，负极箔破坏更加严重。破坏的结果会表现为esr串联等效电阻升高，而且esr值的大小波动较大，产品均一性不好，不良率较高。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种改进的固体电解质铝电解电容器的化成设备，其不仅能够降低电容器的串联等效电阻，而且同批次电容器的esr值的大小波动幅度小，产品的均一性好，不良率下降。

为解决以上技术问题，本发明采取的一种技术方案是：

一种固体电解质铝电解电容器的化成设备，该固体电解质铝电解电容器包括铝壳、设置于铝壳内的芯包、设置在芯包顶部且与铝壳密封连接的胶盖、正极端子、负极端子，芯包包括正极箔、负极箔、设置在正极箔与负极箔之间的电解纸以及聚合物电解质，其中正极端子连接到正极箔的一端部，负极箔超出正极箔和电解纸而外露，化成设备包括具有开口朝上设置且能够盛装化成液和放置多个芯包的化成槽、化成电源，其中化成槽为金属盒，芯包自外露部分放置在金属盒中，化成设备还包括用于将正极端子与化成电源正极相连通的夹具、用于将金属盒与化成电源负极相连通的连接件，其中夹具包括本体、用于将多个芯包的正极端子的上端部与本体相连通的连接部、以及用于将本体与化成电源正极相连通的导线，化成时，同时对所述夹具和所述金属盒通电。

优选地，芯包竖立放置在金属盒内，正极端子位于芯包的顶部并朝上设置。

优选地，化成时，化成槽内的化成液液位与芯包的上边沿齐平。

优选地，化成液为磷酸系化成液、硼酸系化成液或己二酸铵系化成液。

根据本发明的一个具体实施和优选方面，多个芯包划分成多个芯包排，且每相邻的两个芯包排上的芯包相错开设置。

根据本发明的又一个具体实施和优选方面，夹具与芯包排一一对应设置，本体为沿着芯包排长度方向延伸的导电连接条。

优选地，连接部包括位于导电连接条上且能够夹持在正极端子顶部的夹头，其中导电连接条与化成电源的正极相连通，夹头能够上下升降的设置在导电连接条上。

进一步的，夹具还包括固定设在导电连接条上的卷绕盘；一端部与导电连接条连接、另一端部与夹头连接且缠绕在卷绕盘上的引线；设置在导电连接条上供引线穿出的导向模块；以及用于驱动卷绕盘绕自身轴线转动而收放引线的驱动机构，当卷绕盘放线时，夹头逐渐下落；当卷绕盘收线时，所述的夹头逐渐抬升。通过夹头的上下移动调节满足不同大小芯包（如高度）的化成，同时，可随时自化成槽内抬升起芯包，以便于检测观察的需要。

根据本发明的又一个具体实施和优选方面，电解纸由三层无纺布构成，其中上层和下层分别为厚度10~30μm的涤纶纺粘无纺布；中间层为厚度10~40μm的pet无纺布，构成所述涤纶纺粘无纺布的涤纶纤维的平均直径为10~20μm，构成所述pet无纺布的pet纤维的平均直径为0.5~2.0μm。

优选地，胶盖的材质为硫化丁基橡胶或聚对苯二甲酸乙二酯。

优选地，铝壳的外壁上覆设有厚度为5μm~150μm的绝缘层或者包覆有聚对苯二甲酸乙二酯材质或聚乙烯材质的胶管。

进一步的，绝缘层的材质为涤纶、环氧树脂或聚乙烯树脂。

由于上述技术方案的采用，本发明与现有技术相比具有以下优点：

本发明的化成设备，不仅能够降低电容器的串联等效电阻，而且同批次电容器的esr值的大小波动幅度小，产品的均一性好，不良低。

附图说明

图1为本发明的固体电解铝电容器的结构示意图；

图2为本发明的固体电解铝电容器的芯包的结构示意图；

图3为本发明的电解纸的结构示意图；

图4为本发明的化成设备结构示意图；

图5为图4中夹具的放大示意图；

图6为现有常用的化成设备结构示意图；

其中：1、正极端子；2、负极端子；3、胶盖；4、铝壳；5、负极导电片；6、绝缘层；7、芯包；71、正极箔；72、负极箔；73、电解纸；c1、上层；c2、中间层；c3、下层；74、聚合物电解质；a、化成槽（金属盒）；8、夹具；80、导电连接条（本体）；81、连接部；810、夹头；82、卷绕盘；83、引线；84、导向模块；d、化成电源；e、连接件（导电）；9、铁条。

具体实施方式

本发明旨在通过对电容器的制造方法进行改进，以实现电容器产品小型化以及降低产品的串联等效（esr），提高产品的抗纹波能力。

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

参阅图1至图5，本实施例提供一种电容器，其包括正极端子1、负极端子2、胶盖3、铝壳4、负极导电片5以及芯包7。芯包7由正极箔71、负极箔72、电解纸73以及聚合物电解质74构成。正极端子1连接到正极箔71的一端部，负极箔72超出正极箔71和电解纸73而外露，当构成电容器时，外露部分连接负极导电片5。胶盖3和铝壳4分别设置在芯包7的顶部和四周，铝壳4与负极导电片5连接，铝壳4底部连接负极端子2，铝壳4外覆盖有绝缘层6。

本例中，电解纸73，其由三层无纺布复合而成，其中上层c1和下层c3分别为厚度约20μm的涤纶纺粘无纺布；中间层c2为厚度25μm的pet无纺布，构成涤纶纺粘无纺布的涤纶纤维的平均直径为10~20μm，构成pet无纺布的pet纤维的平均直径为0.5~2.0μm。

本实施例所涉及的化成设备（结合附图4和5），其包括具有开口朝上设置、且能够盛装化成液和放置多个芯包7的化成槽a；化成电源d；用于将正极端子1与化成电源d正极相连通的夹具8、用于将化成槽a与化成电源d的负极相连通的连接件e。

具体的，化成槽a为金属盒，芯包7自外露部分f放置在金属盒a中，化成时，同时对芯包的正极箔71和负极箔72通电。

夹具8包括本体80、用于将多个芯包的正极端子1的上端部与本体80相连通的连接部81、以及用于将本体80与化成电源d正极相连通的导线82，化成时，同时对夹具8和金属盒a通电。

本例中，芯包7竖立放置在金属盒a内，正极端子1位于芯包7的顶部并朝上设置。

进一步的，多个芯包7划分成多个芯包排，且每相邻的两个芯包排上的芯包7相错开设置。使得整个金属盒a内能够放置多组芯包排。当化成时，化成槽a内的化成液液位与芯包7的上边沿齐平。

本例中，夹具8与芯包排一一对应设置，本体80为沿着芯包排长度方向延伸的导电连接条。

连接部81包括位于导电连接条80上且能够夹持在正极端子1顶部的夹头810，其中导电连接条80与化成电源d的正极相连通，夹头810能够上下升降的设置在导电连接条80上。

进一步的，夹具8还包括固定设在导电连接条80上的卷绕盘82；一端部与导电连接条80连接、另一端部与夹头810连接且缠绕在卷绕盘82上的引线83；设置在导电连接条80上供引线83穿出的导向模块84；以及用于驱动卷绕盘82绕自身轴线转动而收放引线83的驱动机构，当卷绕盘82放线时，夹头810逐渐下落；当卷绕盘82收线时，所述的夹头810逐渐抬升。通过夹头810的上下移动调节满足不同大小芯包（如高度）的化成，同时，可随时自化成槽内抬升起芯包，以便于检测观察的需要。

至于驱动卷绕盘b12的转动方式，为常规设计，在此不对驱动机构的具体原理和结构进行阐述了，只是，申请人言明一点，位于一根导电连接条b10上的多个卷绕盘b12可以同步转动，也可以是相对独立的方式进行驱动。

同时，当化成时，化成液为磷酸系化成液、硼酸系化成液或己二酸铵系化成液。

本例中，胶盖的材质为硫化丁基橡胶或聚对苯二甲酸乙二酯。

铝壳的外壁上覆设有厚度为5μm~150μm的绝缘层或者包覆有聚对苯二甲酸乙二酯材质或聚乙烯材质的胶管。

进一步的，绝缘层的材质为涤纶、环氧树脂或聚乙烯树脂。

本实施例具体实施过程如下：

将芯包竖立放置在金属盒内，正极端子朝上、负极箔的外露部分朝下的架设在金属盒内，然后通过上述的夹具将芯包的正极端子与化成电源的正极电连接，将金属盒与化成电源的负极电连接，然后向金属盒内添加化成液，且使得化成液的液位与芯包的上沿齐平，然后放入化成液中浸渍10分钟，接着通电，在化成电压为50v的条件下，化成25分钟，即可完成化成修复处理。

此外，根据上述的实施方式，本申请中通过一组对比的方式，用数据进一步证明本实施的优势。

具体的，以一种规格为25v820μf电容器产品为例，选取化成电压为51v的化成箔作为正极箔，裁切宽度为17mm；电解纸的裁切宽度为19mm；选取适当的负极箔，裁切宽度为19mm，并采用上述的电解纸，通过钉卷机将正极端子铆在正极箔和负极箔上，在二者中间夹以电解纸，用钉卷机卷绕成芯包。接着相同条件和其他步骤完全相同的前提下，采用本实施例中所涉及的化成步骤后，所得的电容器产品在100khz频率下esr测定值的测试结果中（在同批次300pcs中任意抽取10pcs进行测试），等效串联电阻（esr）值分别为：6.4、6.3、6.3、6.4、6.2、6.4、6.6、6.3、6.3、6.2，其中最大值为6.6，最小值为6.2，平均值为6.34。

而按常规的化成设备（结合图6），其主要将芯包竖立放置在化成槽内，然后通过铁条9将芯包的正极端子焊接，接着将铁条9与化成电源的正极电连通，然后向金属盒内添加化成液，且使得化成液的液位与芯包的上沿齐平，然后放入化成液中浸渍10分钟，接着通电，在化成电压为50v的条件下，化成25分钟，即可完成化成修复处理。最后得的电容器产品在100khz频率下esr测定值的测试结果中（在同批次300pcs中任意抽取10pcs进行测试），等效串联电阻（esr）值分别为：7.0、7.1、6.9、7.2、9.1、7.2、6.7、7.0、7.1、7.2，其中最大值为9.1，最小值为6.7，平均值为7.1。

因此，采用本实施例中所用的化成设备后，其所生产的电容器产品与常用的化成设备所生产的电容器产品相比，本实施生产电容器产品的esr测试值更小，同时值大小的变动幅度也小，产品的均一性更好。

最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。