一种超高场强金属化聚丙烯薄膜结构的制作方法

1.本实用新型涉及一种超高场强金属化聚丙烯薄膜结构。


背景技术：

2.目前金属化聚丙烯薄膜的蒸镀工艺，采用边缘加厚蒸镀锌铝的结构方式，边缘加厚区1-4ω/
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，加厚区宽度一般是3-10mm之间，其余非加厚区蒸镀铝，方阻250
‑ꢀ
400ω/
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。蒸镀完成后采用抗氧化油真空涂覆技术提升镀层抗氧化能力，在6
×
10-4
的高真空环境中，在线对金属化镀层进行涂覆处理，从而达到抗氧化效果。
3.国内外对于高储能脉冲电容器，都是采用上述工艺进行生产，其常规镀法是采用边缘铝打底锌加厚,边缘加厚区方阻1-4ω/
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，加厚区宽度一般是3-10mm之间，其余非加厚区蒸镀铝，方阻150-250ω/
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之间，其中最高做到250-450ω/
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之间，但是，随着储能密度的高速发展，国内外薄膜蒸镀方面都是想着将其方阻做大，方阻越大，镀层越薄，当方阻镀到一定程度时保证蒸镀后的薄膜耐压无限接近聚丙烯基膜的耐压，但是由于储能脉冲电容器采用超高方阻，其电容器损耗过大，极大的降低了电容器金属电极的通流能力，放电电流过低，则放电功率太低，大大的限制了高储能脉冲电容器的应用。
4.其具体缺陷在于：一、电极方阻为超高方阻，电容器的损耗过大。按照100hz计算，电容器芯子的介质损耗一般在9% 左右。二、电极方阻为超高方阻，电容器的 esr 过大，从而导致电容器整体过流能力不行，整体导致了电容器发热严重，电容器的寿命短。（芯子发热量根据电压升高而发热，q=i2
×
esr
×
t，通过式中可以看出发热量与等效串联电阻成正比，而等效串联电阻与电容器芯子的介质损耗成正比）。
5.因此，有必要进一步改进。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的旨在提供一种超高场强金属化聚丙烯薄膜结构，以克服现有技术中的不足之处。
7.按此目的设计的一种超高场强金属化聚丙烯薄膜结构，包括聚丙烯薄膜，其特征在于：聚丙烯薄膜上设置有蒸镀铝层，蒸镀铝层上设置有金属加厚层，金属加厚层与蒸镀铝层之间设置有倾斜过渡层。
8.倾斜过渡层为蒸镀在蒸镀铝层表面的蒸镀锌，其一侧厚度与金属加厚层厚度相同、且二者相连，另一侧厚度呈直线逐渐减少、且与蒸镀铝层表面相连。
9.倾斜过渡层宽度为3-10mm，方阻值为 10-20ω/
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，其方阻值在厚度倾斜过程中逐步增大。
10.金属加厚层为蒸镀在蒸镀铝层表面的蒸镀锌，其方阻为1-4ω/
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，宽度为3-8mm。
11.蒸镀铝层分布在聚丙烯薄膜单面或双面、且其上还设置有留边。
12.蒸镀铝层分布在聚丙烯薄膜单面；金属加厚层和倾斜过渡层设置在蒸镀铝层中部位置和/或端部位置；留边设置在蒸镀铝层的中部位置和/或端部位置。
13.蒸镀铝层分布在聚丙烯薄膜上下双面；金属加厚层和倾斜过渡层设置在上下双面的蒸镀铝层一对角端部位置；留边分别设置在上下双面的蒸镀铝层另一对角端部位。
14.本实用新型通过上述结构的改良，在蒸镀铝层上设置有金属加厚层，同时在金属加厚层与蒸镀铝层之间设置有倾斜过渡层，不但减少电容器成品的损耗和esr，而且还能增强电容器成品的耐电流能力和脉冲寿命等级，同时也能降低产品体积，增加产品能量密度比。
15.综合而言，其具有结构简单合理，性能优异，易生产，易实现等特点，实用性强。
附图说明
16.图1为本实用新型第一实施例的结构示意图。
17.图2为本实用新型第二实施例的结构示意图。
18.图3为本实用新型第三实施例的结构示意图。
19.图4-图9为不同应用例结构示意图。
具体实施方式
20.下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述。
21.第一实施例
22.参见图1，本超高场强金属化聚丙烯薄膜结构，包括聚丙烯薄膜1，聚丙烯薄膜1上设置有蒸镀铝层2，蒸镀铝层2上设置有金属加厚层3，金属加厚层3与蒸镀铝层2之间设置有倾斜过渡层4。
23.本实施例在蒸镀铝层2上设置有金属加厚层3，同时在金属加厚层3与蒸镀铝层2之间设置有倾斜过渡层4，不但减少电容器成品的损耗和esr，而且还能增强电容器成品的耐电流能力和脉冲寿命等级，同时也能降低产品体积，增加产品能量密度比。
24.倾斜过渡层4为蒸镀在蒸镀铝层2表面的蒸镀锌，其一侧厚度与金属加厚层3厚度相同、且二者相连，另一侧厚度呈直线逐渐减少、且与蒸镀铝层2表面相连。
25.本实施例的金属加厚层3和倾斜过渡层4一起构成加厚区，其加厚区宽度l2。
26.金属加厚层3为蒸镀在蒸镀铝层2表面的蒸镀锌，其方阻为1-4ω/
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，宽度l1为3-8mm，其为非加厚区。
27.倾斜过渡层4宽度l2-l1，为3-10mm，方阻值为 10-20ω/
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，其方阻值在厚度倾斜过程中逐步增大。
28.蒸镀铝层2分布在聚丙烯薄膜1单面，其宽度l3比加厚区宽度l2大，同时蒸镀铝层2上还设置有留边5。聚丙烯薄膜1厚度为t。
29.上述结构可以用于制作电容芯子，其包括上下两个聚丙烯薄膜1，其中位于上方的聚丙烯薄膜1的宽度w1大于位于下方的聚丙烯薄膜1的宽度w2。
30.位于上方的聚丙烯薄膜1上表面左右端部均设置有金属加厚层3和倾斜过渡层4，上表面中间位置设置有留边5；其中，左右端部的倾斜过渡层4分别朝中间位置的留边5倾斜。
31.位于下方的聚丙烯薄膜1上表面左右端部均设置有留边5，上表面中间位置设置有金属加厚层3和两个倾斜过渡层4；其中，两个倾斜过渡层4分别朝左右端部的留边5倾斜。
32.位于上方的聚丙烯薄膜1的中间位置的留边5宽度b大于位于下方的聚丙烯薄膜1左右端部的留边5宽度b/2，且二者的宽度比是2：1。
33.将位于上方的聚丙烯薄膜1与位于下方的聚丙烯薄膜1中心对齐、且进行卷绕，最后即可制成内串电容芯子。
34.如图4、图6所示，可以用于制作高储能脉冲电容器，其电容芯子设置有若干个、且位于外壳内部。
35.如图6、图7所示，可以用于制作医疗用品，其电容芯子设置在保护壳内。
36.如图8、图9所示，可以用于制作直流支撑电容器，其电容芯子设置在外壳内部。
37.按照100hz计算，非加厚区方阻在60
‑ꢀ
100ω/
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（方阻平均值在80ω/
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左右），电容器芯子的介质损耗100hz计算一般在0.1%之内，耐压场强可以达到600v/um。非加厚区方阻在100
‑ꢀ
250ω/
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（方阻平均值在170ω/
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左右），电容器芯子的介质损耗100hz计算一般在0.3%之内，耐压场强可以达到680v/um以上。非加厚区方阻在220
‑ꢀ
350ω/
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（方阻平均值在270ω/
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左右），电容器芯子的介质损耗100hz计算一般在0.5%之内，耐压场强可以达到790v/um以上。
38.从上述可以，本结构不但减少电容器成品的损耗和esr，同时还能增强电容器成品的耐电流能力和脉冲寿命等级，实用性强。
39.第二实施例
40.参见图2，本超高场强金属化聚丙烯薄膜结构，其不同于第一实施例之处在于：用于制作电容芯子的聚丙烯薄膜1设置有两个，其中位于上方的聚丙烯薄膜1的宽度与位于下方的聚丙烯薄膜1的宽度相同、且二者均为w。
41.位于上方的聚丙烯薄膜1上表面左端部均设置有金属加厚层3和倾斜过渡层4，上表面右端设置有留边5；其中，左端部的倾斜过渡层4朝右端的留边5倾斜。
42.位于下方的聚丙烯薄膜1上表面右端部均设置有金属加厚层3和倾斜过渡层4，上表面左端设置有留边5；其中，右端部的倾斜过渡层4朝左端的留边5倾斜。
43.位于上方的聚丙烯薄膜1的右端留边5宽度与位于下方的聚丙烯薄膜1的左端留边5宽度相同、且二者均为b。
44.将位于上方的聚丙烯薄膜1与位于下方的聚丙烯薄膜1左右对齐、且进行卷绕，最后即可制成内串电容芯子。
45.其它未述部分同第一实施例。
46.第三实施例
47.参见图3，本超高场强金属化聚丙烯薄膜结构，其不同于第一实施例之处在于：用于制作电容芯子的聚丙烯薄膜1设置有两个，其中位于上方的聚丙烯薄膜1的宽度与位于下方的聚丙烯薄膜1的宽度相同、且二者均为w。
48.位于上方的聚丙烯薄膜1上表面左端部均设置有金属加厚层3和倾斜过渡层4，上表面右端设置有留边5；其中，左端部的倾斜过渡层4朝右端的留边5倾斜。
49.位于上方的聚丙烯薄膜1下表面右端部均设置有金属加厚层3和倾斜过渡层4，下表面左端设置有留边5；其中，右端部的倾斜过渡层4朝左端的留边5倾斜。
50.位于下方的聚丙烯薄膜1上表面右端部均设置有金属加厚层3和倾斜过渡层4，上表面左端设置有留边5；其中，右端部的倾斜过渡层4朝左端的留边5倾斜。
51.位于下方的聚丙烯薄膜1下表面左端部均设置有金属加厚层3和倾斜过渡层4，下表面右端设置有留边5；其中，左端部的倾斜过渡层4朝右端的留边5倾斜。
52.上述的各个金属加厚层3宽度相同，各个倾斜过渡层4宽度相同，各个留边5宽度相同。
53.将位于上方的聚丙烯薄膜1与位于下方的聚丙烯薄膜1重叠在一起后卷绕如图3所示镀层与镀层之间重合，错边0.8-1.0mm卷绕两张薄膜重叠卷绕，加厚区边缘形成电极层，此方式卷绕镀层重合，蒸镀层加厚，相当于两个聚丙烯薄膜1之间卡了一张铝箔，增加了电容器本身的过流能力，增加了电容芯子的散热能力，电容器芯子内部发热可以通过双面蒸镀薄膜镀层重叠后快速将其热量带出。
54.本实施例按照100hz计算，非加厚区方阻在60
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100ω/
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（方阻平均值在80ω/
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左右），电容器芯子的介质损耗100hz计算一般在0.1%之内，耐压场强可以达到600v/um。非加厚区方阻在100
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250ω/
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（方阻平均值在170ω/
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左右），电容器芯子的介质损耗100hz计算一般在0.3%之内，耐压场强可以达到750v/um以上。非加厚区方阻在220
‑ꢀ
350ω/
□
（方阻平均值在270ω/
□
左右），电容器芯子的介质损耗100hz计算一般在0.5%之内，耐压场强可以达到800v/um以上。
55.其它未述部分同第一实施例。
56.上述为本实用新型的优选方案，显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本领域的技术人员应该了解本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内，本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。