电解电容器及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及储能器件制造领域，特别是涉及一种电解电容器及制备方法。
【背景技术】
[0002] 电容器的容量主要受阳极箱容量影响，对于高压电解电容器而言，由于阳极箱比 容较阴极箱比容小很多，因而电容器的容量接近于阳极箱的容量，但对于低压电解电容器 而言，其阳极箱比容可以做的很高，例如可以达到220 μ F/cm2,接近阴极箱比容，这种情况 下阴极箱比容就对电容器的容量影响就比较显著。目前，阴极箱的比容最高达到600 μ F/ cm2左右，由于由于机械强度和腐蚀技术的限制，通过腐蚀工艺想进一步大幅提高阴极箱比 容显得尤其困难，且传统高比容负箱在腐蚀时带来的SO 42和CL难清洗干净的问题，影响电 解电容的可靠性。因此，欲制得一种超缩体低压电解电容，找到一种超高比容的阴极材料就 显得尤为重要。
[0003]目前国内外厂商电解电容器中涉及阴极箱研究的较少，且电解电容器的寿命也是 超缩体电容需攻克的难题。
【发明内容】
[0004] 为了克服上述缺陷，本发明提供一种电解电容器及其制备方法，在保证阴极箱机 械强度和容量易引出的条件下，进一步减小体积，大幅提高阴极箱比容，且制备工艺简单， 环保、可靠。
[0005] 为了实现上述目的，本发明的技术方案为： 一种电解电容器，包括：含有阀或钽、铌、铝、钛、锆、钒的金属或金属化合物的阳极；形 成于所述阳极表面的电介质层；形成于所述电介质层之上的电解质层；形成于所述电解质 层之上的阴极，所述阴极表面通过电气化学形成有有机金属Ti02膜。
[0006] 本发明的进一步改进在于：所述阴极材料为钛箱，进一步简化加工工艺，同时可进 一步提尚阴极性能和可靠性。
[0007] 本发明的进一步改进在于：所述形成的Ti02膜厚度为0. 8-1. 5 μ m，这样在阴极机 械强度、容量引出等性能下，最大程度的提高阴极箱比容和产品的可靠性，同时可以尽量减 小电解电容器的体积。
[0008] 本发明的进一步改进在于：所述形成的Ti02膜厚度优选为I. 0 μ m。
[0009] 本发明的进一步改进在于：所述电介质层为阀金属氧化膜，从而提高电解电容器 的整体性能。
[0010] 一种制备电解电容器的方法，包括以下步骤： a) 在阴极表面形成有机金属Ti02膜；在含有阀或钽、铌、铝、钛、锆、钒的金属或金属化 合物的阳极上形成阀金属氧化膜的电介质层； b) 将阳极、阴极和隔离纸裁切成所需要的宽度； c) 使用钉接机将正负导针分别钉接在正负箱片上，将钉接后的箱片与隔离纸卷绕成芯 包； d) 将卷成的芯包进行烘干处理； e) 采用电解液含浸，之后通过热处理烤干后芯包； f) 装配、老化。
[0011] 本发明的进一步改进在于：所述阴极材料为钛箱。
[0012] 本发明的进一步改进在于：所述形成的有机金属Ti02膜厚度为0. 8-1. 5 μ m。
[0013] 本发明提供的电解电容器，用一种复合结构的有机阴极箱替代传统采用腐蚀工艺 的阴极箱，由于有机金属Ti02膜的存在，提供了超高比表面积，在保证体积小，阴极箱机械 强度和容量易引出的条件下，大幅提高阴极箱比容，这为阳极箱提供了更多的空间，充分迎 合电解电容小型化、大容量的发展趋势。而Ti02具有优异的物理化学性能和较好的耐温性 能，高频时阻抗低，承受电路中反向电压高，长期使用时皮膜劣化程度低，可承受瞬间电流， 不会发生阻流皮膜，大大延长了产品的使用寿命。同时本发明涉及的制备方法解决了传统 高比容负箱在腐蚀时带来的SO 42和CL难清洗干净的问题，且制备工艺较传统电容器简单、 环保。
【附图说明】
[0014] 图1为本发明的结构示意图。
【具体实施方式】
[0015] 实施例1 :如图1所示，本发明涉及一种电解电容器，包括：含有阀金属的阳极1 ; 通过化学方法形成于所述阳极表面的阀金属氧化膜的电介质层3 ;形成于所述电介质层之 上的电解质层5 ;形成于所述电解质层之上的阴极2,所述阴极表面通过电气化学形成有有 机金属Ti02膜4,其中所述阴极材料为钛箱；形成的Ti02膜厚度为I. 0 μ m。所述阴极设有 负极引脚7,所述阳极设有正极引脚6。
[0016] -种制备电解电容器的方法，包括以下步骤： a) 以钛箱为基础材料形成阴极，在阴极表面形成厚度为I. 0 μπι的有机金属Ti02膜； 在含有阀金属的阳极上形成阀金属氧化膜的电介质层； b) 将阳极、阴极和隔离纸裁切成所需要的宽度； c) 使用钉接机将正负导针分别钉接在正负箱片上，将钉接后的箱片与隔离纸卷绕成芯 包； d) 将卷成的芯包进行烘干处理； e) 采用电解液含浸，之后通过热处理烤干后芯包； f) 装配、老化。
[0017] 经实物检测对比如下： 根据传统制备方法进行制备，负箱采用传统腐蚀阴极箱，可以制得规格为16V470 μ F、 尺寸最小为Φ8_Χ 11. 5mm的传统低压铝电解电容器。
[0018] 对制得的传统腐蚀阴极箱电解电容器进行性能测试，测试结果见表1 :
按照本发明提供的结构和制备步骤进行制备，采用有机金属TIO2材料复合形成负极 箱，可以制得规格为16V470 μ F、尺寸可缩小至Φ6. 3mmX9mm、寿命可达到5000小时的有机 金属阴极箱低压电解电容器。
[0019] 对制得本发明涉及的电解电容器进行性能测试，测试结果见表2 :
对比实施例1与实施例2,涉及的电解电容器规格同为16V470 μ F，而尺寸为 Φ 6. 3mmX 9mm，在保证电气性能参数同传统铝电解电容的前提下，有效的将产品体积缩小 了 50%〇
[0020] 本发明将有机复合结构的阴极箱替代传统腐蚀阴极箱，传统腐蚀阴极铝箱表面为 天然的或人工形成的Al 2O3膜，基体材料为铝箱，而有机复合结构的阴极箱为表面通过电气 化学形成的1 μπι左右的TIO2皮膜，基体材料则为钛箱。
[0021] 本发明可有效减小阴极箱的体积，减少产品的体积，但由于Ti02膜的存在，提供 了超高比表面积，从而大幅提高了阴极箱比容，这为阳极箱提供了更多的发展空间。
[0022] 本发明工艺简单、环保，无需增加额外设备，节约制造成本，易于实现产业化。
[0023] 以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，并不能因此而理解为对本发明专利 范围的限制，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接 运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【主权项】
1. 一种电解电容器，其特征在于：包括：含有阀或钽、铌、铝、钛、锆、钒的金属或金属化 合物的阳极；形成于所述阳极表面的电介质层；形成于所述电介质层之上的电解质层；形 成于所述电解质层之上的阴极，所述阴极表面通过电气化学形成有有机金属Ti02膜。2. 根据权利要求1所述的电解电容器，其特征在于：所述阴极材料为钛箱。3. 根据权利要求1所述的电解电容器，其特征在于：所述形成的Ti02膜厚度为 0. 8-1. 5μm〇4. 根据权利要求1所述的电解电容器，其特征在于：所述形成的Ti02膜厚度为 1. 0μm〇5. 根据权利要求1所述的电解电容器，其特征在于：所述电介质层为阀金属氧化膜。6. -种制备电解电容器的方法，其特征在于：包括以下步骤： a) 在阴极表面形成有机金属Ti02膜；在含有阀或钽、铌、铝、钛、锆、钒的金属或金属化 合物的阳极上形成阀金属氧化膜的电介质层； b) 将阳极、阴极和隔离纸裁切成所需要的宽度； c) 使用钉接机将正负导针分别钉接在正负箱片上，将钉接后的箱片与隔离纸卷绕成芯 包； d) 将卷成的芯包进行烘干处理； e) 采用电解液含浸，之后通过热处理烤干后芯包； f) 装配、老化。7. 根据权利要求6所述的电解电容器，其特征在于：所述阴极材料为钛箱。8. 根据权利要求6所述的电解电容器，其特征在于：所述形成的有机金属Ti02膜厚度 为 0· 8-1. 5μπι。
【专利摘要】本发明涉及一种电解电容器及其制备方法，包括：含有阀或钽、铌、铝、钛、锆、钒的金属或金属化合物的阳极；形成于所述阳极表面的电介质层；形成于所述电介质层之上的电解质层；形成于所述电解质层之上的阴极，所述阴极表面通过电气化学形成有有机金属TiO2膜。本发明在保证阴极箔机械强度和容量易引出的条件下，进一步减小体积，大幅提高阴极箔比容，且制备工艺简单，环保、可靠。
【IPC分类】H01G9/042
【公开号】CN105355434
【申请号】CN201510861959
【发明人】颜奇旭, 王坤亮, 朱胜利
【申请人】常州华威电子有限公司
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年12月1日