专利名称：电解电容器的制作方法
技术领域：
本发明涉及电解电容器，该电解电容器具有极好的散热性能，适合用于电子器件和其它器件。在本公开中，术语“铝”指铝及其合金。
背景技术：
下面的描述阐明发明者对相关技术及其问题的认识，不应该理解为对在多数电解电容器中，电容器元件被容纳在具有底部的圆柱形外壳中，并且电极接线端与电容器元件相连。在这样的电解电容器中，当长期施加脉动电流或施加强电流时，在其中容纳的电容器元件产生热量。此外，当电解电容器的尺寸增加时，电容器元件的发热量进一步增加。由于发热，电容器元件的温度过度升高引起电容器的电特性降低，如介质耗散因数的增加或电容量的降低，并且还会缩短电容器的使用寿命。
为了解决上述问题，通常，期望一种能够抑制电容器元件温度升高的电解电容器。
例如，提出了一种电解电容器，其中金属集电极与其电容器元件的端面相连(参见日本未审查专利公开号P2000-77268(以下称“专利文件1”)，权利要求1)。还提出了另一种电解电容器。在此电解电容器中，在电容器元件的核心部分中布置导热管的吸热部分，并且散热鳍片或散热片与布置在电容器外测的导热管的放热部分接触(参见日本未审查专利公开号H11-329899(以下称“专利文件2”)，权利要求1和图1，日本未审查专利公开号H11-176697(以下称“专利文件3”)，权利要求1和2，图1)。
在电解电容器中，其中电容器元件被容纳在具有底部的圆柱形外壳中，还已知在外壳和电容器元件之间的间隙中填充硅油以提高散热性能(参见日本未审查专利公开号P2000-110479(以下称“专利文件4”)，权利要求1)。
然而，在上述专利文件1到3中公开的上述电解电容器中，要求制造具有电容器元件和/或内部结构不同于常规的电解电容器的电解电容器，这导致制造成本增加。
通常，作为外壳，使用合成树脂(聚合物)外壳或金属外壳(参见专利文件1的 段落)。然而，在应用合成树脂外壳的情况下，合成树脂外壳因为较差的导热性会妨碍散热。另一方面，在使用金属外壳的情况下，通常在金属外壳100的外测提供合成树脂套管101以建立热绝缘，如图3中所示(参见专利文件4)。然而，在此情况下，散热还受在金属外壳100和合成树脂套管101之间形成的薄空气层(热绝缘层)的妨碍。
在上述专利文件4中公开的电解电容器中，要求不改变电容器元件和/或内部结构的设计。就此意义来说，优选此电解电容器，但是散热不令人满意。特别地，最近几年，随着电解电容器用于反相器电路或AC伺服电动机驱动电路，例如用于电动汽车，燃料电池车辆，太阳能产生系统或工业能源，要求提供的电解电容器具有极好的散热和在施加大电流或高脉动电流时有效地散发产生的热量的能力。在上述专利文件4中公开的技术不会满足这样的要求。
这里描述的在其它文件中公开的各种特征，实施例，方法以及装置的优点和缺点没有限制本发明。实际上，本发明的某些特征可以克服某些缺点，而仍保留这里公开的一些或所有特征，实施例，方法以及装置。
发明内容
根据相关技术的上述和/或其它问题开发了本发明的优选实施例。本发明的优选实施例可以显著改善现有方法和/或装置。
在其它潜在优点中，一些实施例可以提供具有极好的散热和能够低成本制造的电解电容器。
在其它潜在优点中，一些实施例可以提供具有极好的散热和在施加大电流或高脉动电流时有效地散发产生的热量的能力的电解电容器。
根据本发明，将提供以下方面。
一种电解电容器，包括外壳；电容器元件，设置在所述外壳中；以及导热材料，具有1W/m·K或更大的导热率，其中所述导热材料布置在所述外壳和所述电容器元件之间以与所述外壳和所述电容器元件接触。
根据上述第[1]项的电解电容器，其中具有1W/m·K或更大的导热率的所述导热材料是在基质材料中散布选自铝颗粒，氮化铝颗粒，氮化硼颗粒和氧化锌颗粒的一种或多种颗粒的导热材料。
根据上述第[1]项的电解电容器，其中具有1W/m·K或更大的导热率的所述导热材料是在基质材料中散布铝颗粒的导热材料。
根据上述第[2]或[3]项的电解电容器，其中所述颗粒的平均颗粒直径是0.5到5μm。
根据上述第[2]或[3]项的电解电容器，其中在所述导热材料中的所述颗粒的含量是70质量％或更多。
根据上述第[2]或[3]项的电解电容器，其中所述基质材料是硅油和/或改性硅油。
根据上述第[2]或[3]项的电解电容器，其中所述基质材料是合成树脂。
根据上述第[7]项的电解电容器，其中所述合成树脂是聚烯烃。
根据上述第[8]项的电解电容器，其中所述聚烯烃是聚丙烯和/或聚乙烯。
根据上述第[1]-[3]项中任意一项的电解电容器，其中所述导热材料与所述电容器元件接触所述电容器元件的高度的30％或更多。
根据上述第[1]-[3]项中任意一项的电解电容器，其中所述外壳由铝构成。
根据上述第[1]-[3]项中任意一项的电解电容器，其中所述电解电容器是铝电解电容器。
根据上述第[1]-[3]项中任意一项的电解电容器，其中所述电容器元件包括阳极箔，阴极箔以及布置在所述阳极箔和所述阴极箔之间的隔离物。
一种电解电容器，包括外壳，由铝构成；以及电容器元件，设置在所述外壳中，其中所述外壳的外边缘表面覆盖有绝缘膜。
根据上述第[14]项的电解电容器，其中所述绝缘膜是氧化铝膜。
根据上述第[14]项的电解电容器，其中所述绝缘膜是氮化铝膜。
一种电解电容器，包括外壳，由铝构成；以及电容器元件，设置在所述外壳中，
其中所述外壳的外边缘表面覆盖有通过表面处理形成的阳极氧化膜。
一种电解电容器，包括外壳，由铝构成；以及电容器元件，设置在所述外壳中，其中所述外壳的外边缘表面覆盖有通过表面氮化处理形成的氮化铝膜。
根据上述第[14]-[18]项中任意一项的电解电容器，其中所述膜的厚度是1到20μm。
根据上述第[14]-[18]项中任意一项的电解电容器，还包括具有1W/m·K或更大的导热率的导热材料，所述导热材料布置在所述外壳和所述电容器元件之间以与所述外壳和所述电容器元件接触。
根据上述第[20]项的电解电容器，其中具有1W/m·K或更大的导热率的所述导热材料是在基质材料中散布选自铝颗粒，氮化铝颗粒，氮化硼颗粒和氧化锌颗粒的一种或多种颗粒的导热材料。
根据上述第[20]项的电解电容器，其中具有1W/m·K或更大的导热率的所述导热材料是在基质材料中散布铝颗粒的导热材料。
根据上述第[21]或[22]项的电解电容器，其中所述颗粒的平均颗粒直径是0.5到5μm。
根据上述第[21]或[22]项的电解电容器，其中在所述导热材料中的所述颗粒的含量是70质量％或更多。
根据上述第[21]或[22]项的电解电容器，其中所述基质材料是硅油和/或改性硅油。
根据上述第[21]或[22]项的电解电容器，其中所述基质材料是合成树脂。
根据上述第[26]项的电解电容器，其中所述合成树脂是聚烯烃。
根据上述第[27]项的电解电容器，其中所述聚烯烃是聚丙烯和/或聚乙烯。
根据上述第[20]-[22]项中任意一项的电解电容器，其中所述导热材料与所述电容器元件接触所述电容器元件的高度的30％或更多。
根据上述第[14]-[18]项中任意一项的电解电容器，其中所述电解电容器是铝电解电容器。
根据上述第[14]-[18]项中任意一项的电解电容器，其中所述电容器元件包括阳极箔，阴极箔以及布置在所述阳极箔和所述阴极箔之间的隔离物。
根据第[1]项所述的本发明，因为具有1W/m·K或更大的导热率的导热材料布置在外壳和电容器元件之间以使其与它们接触，所以在电容器元件中产生的热量可以通过导热材料有效地传到外壳上并且传到外界从而抑制电容器元件到达高温，导致延长电容器元件的使用寿命。另外，因为电解电容器散热极好，即使在施加强电流或高脉动电流时，电容器元件的温升也可以有效地被抑制。另外，因为可以通过在外壳和电容器元件之间简单地布置上述具体导热材料提高散热并且不改变电容器元件本身和/或内部结构的设计，所以可以在低成本下制造电解电容器。
根据第[2]项所述的本发明，因为导热材料是在基质材料中散布选自铝颗粒，氮化铝颗粒，氮化硼颗粒和氧化锌颗粒的一种或多种颗粒的导热材料，话句话说，因为在基质材料中散布上述具体化合物的导热材料的导热性极好，所以在电容器元件中产生的热量更有效地通过导热材料传到外壳上并且随后传到外界从而更有效地抑制电容器元件到达高温。
根据第[3]项所述的本发明，因为导热材料是在基质材料中散布铝颗粒的导热材料，所以在电容器元件中产生的热量更有效地通过导热材料传到外壳上并且随后传到外界从而更有效地抑制电容器元件到达高温。
根据第[4]项所述的本发明，因为颗粒的平均颗粒直径是0.5到5μm，可以进一步增强散热。
根据第[5]项所述的本发明，因为导热材料中的颗粒的含量是70质量％或更多，可以在低成本下进一步增强电解电容器的散热。
根据第[6]项所述的本发明，因为使用硅油(包括改性类型)作为基质材料，可以进一步增强电解电容器的散热。
根据第[7]项所述的本发明，因为使用合成树脂作为基质材料，可以在低成本下进一步增强电解电容器的散热。
根据第[8]项所述的本发明，因为合成树脂是聚烯烃，可以进一步增强电解电容器的散热。
根据第[9]项所述的本发明，因为上述聚烯烃是聚丙烯和/或聚乙烯，可以在低成本下制造电解电容器。另外因为基质材料包括非卤素，电解电容器对环境的破坏较小。
根据第[10]项所述的本发明，因为导热材料与电容器元件接触电容器元件的高度的30％或更多，可以获得足够好的散热。
根据第[11]项所述的本发明，因为外壳由铝构成，可以获得重量的减轻并且可以进一步增强电解电容器的散热。
根据第[12]项所述的本发明，可以提供具有极好的散热特性的电解电容器。
根据第[13]项所述的本发明，可以提供具有足够的电容量和极好的散热性能的电解电容器。
根据第[14]项所述的本发明，因为外壳由导热率极好的铝构成并且绝缘膜完整地覆盖外壳的外边缘表面，在这两者之间没有空气层形成，所以在电容器元件中产生的热量可以通过导热材料有效地传到外壳上并且随后传到外界从而抑制电容器元件到达高温，延长电容器元件的使用寿命。另外，因为电解电容器散热极好，即使在施加强电流或高脉动电流时，也可以有效地抑制电容器元件的温升。另外，因为在外壳的外边缘表面上形成绝缘膜，可以获得对外界的绝缘。另外，因为可以通过简单地在外壳的外表面上形成绝缘膜增强散热并且不要求改变电容器元件本身和/或其内部结构的设计，所以可以在低成本下制造电解电容器。
根据第[15]项所述的本发明，因为绝缘膜是氧化铝膜，可以确保对外界的绝缘。
根据第[16]项所述的本发明，因为绝缘膜是氮化铝膜，可以确保对外界的绝缘。
根据第[17]项所述的本发明，因为外壳由导热率极好的铝构成并且阳极氧化铝膜完整地覆盖外壳的外表面，在这两者之间没有空气层形成，所以在电容器元件中产生的热量可以通过外壳和阳极氧化铝膜有效地传到外界从而抑制电容器元件到达高温，延长电容器元件的使用寿命。另外，因为电解电容器散热极好，即使在施加强电流或高的脉动电流时，也可以有效地抑制电容器元件的温升。另外，因为绝缘膜由阳极氧化铝膜构成，可以获得对外界的绝缘。另外，通过使外壳的外边缘表面经受表面处理形成此阳极氧化铝膜，可以在外壳和阳极氧化铝膜之间获得足够的接合强度。结果，阳极氧化铝膜不会脱落，导致电解电容器极耐用。除上述外，因为可以通过简单地在外壳的外表面上形成阳极氧化铝膜增强散热并且不要求改变电容器元件本身和/或其内部结构的设计，所以可以在低成本下制造电解电容器。
根据第[18]项所述的本发明，因为外壳由导热率极好的铝构成并且氮化铝膜完整地覆盖外壳，在这两者之间没有空气层形成，所以在电容器元件中产生的热量可以通过外壳和氮化铝膜有效地传到外界从而抑制电容器元件到达高温，延长电容器元件的使用寿命。另外，因为电解电容器散热极好，即使在施加强电流或高脉动电流时，也可以有效地抑制电容器元件的温升。另外，因为绝缘膜由氮化铝膜构成，可以获得对外界的绝缘。另外，通过使外壳的外表面经受表面氮化处理形成此氮化铝膜，可以在外壳和氮化铝膜之间获得足够的接合强度。结果，氮化铝膜不会脱落，导致电解电容器极耐用。除上述外，因为可以通过简单地在外壳的外表面上形成氮化铝膜增强散热并且不要求改变电容器元件本身和/或其内部结构的设计，所以可以在低成本下制造电解电容器。
根据第[19]项所述的本发明，获得极好的散热和对外界足够的绝缘。
根据第[20]项所述的本发明，因为具有1W/m·K或更大的导热率的导热材料布置在外壳和电容器元件之间以使其与外壳和电容器元件接触，电容器元件中产生的热量可以通过导热材料有效地传到外界从而进一步增强散热性能。
根据第[21]项所述的本发明，因为导热材料是在基质材料中散布选自铝颗粒，氮化铝颗粒，氮化硼颗粒和氧化锌颗粒的一种或多种颗粒的导热材料，换句话说，因为在基质材料中散布上述具体化合物的导热材料的导热性极好，在电容器元件中产生的热量可以通过导热材料更有效地传到外壳上并且随后传到外界从而更有效地抑制电容器元件到达高温。
根据第[22]项所述的本发明，因为导热材料是在基质材料中散布铝颗粒的导热材料，在电容器元件中产生的热量可以通过导热材料更有效地传到外壳上并且随后传到外界从而更有效地抑制电容器元件到达高温。
根据第[23]项所述的本发明，因为颗粒的平均颗粒直径是0.5到5μm，所以可以进一步增强散热。
根据第[24]项所述的本发明，因为导热材料中的颗粒的含量是70质量％或更多，可以在低成本下进一步增强电解电容器的散热。
根据第[25]项所述的本发明，因为使用硅油(包括改性类型)作为基质材料，可以进一步增强解电容器的散热。
根据第[26]项所述的本发明，因为使用合成树脂作为基质材料，可以在低成本下进一步增强电解电容器的散热。
根据第[27]项所述的本发明，因为使用聚烯烃作为基质材料，可以进一步增强电解电容器的散热根据第[28]项所述的本发明，因为上述聚烯烃是聚丙烯和/或聚乙烯，可以在低成本下制造电解电容器。另外因为基质材料包括非卤素，电解电容器对环境的破坏较小。
根据第[29]项所述的本发明，因为导热材料与电容器元件接触电容器元件的高度的30％或更多，可以用少量的导热材料获得极好的散热。
根据第[30]项所述的本发明，可以提供具有极好的散热特性的电解电容器。
根据第[31]项所述的本发明，可以提供具有足够的容量和极好的散热性能的电解电容器。
通过结合附图的以下描述将进一步理解不同实施例的上面和/或其它方面，特征和/或优点。在使用时，不同实施例可以包括和/或不包括不同的方面，特征和/或优点。另外，在使用时，不同实施例可以接合其它实施例的一个或多个方面或特征。具体实施例的方面，特征和/或优点的描述不应该理解为对其它实施例或权利要求的限制。
在附图中，通过实例而不是限制的方式示出了本发明的优选实施例，其中图1是垂直截面图，示出了根据第一发明的电解电容器的实施例；图2是垂直截面图，示出了根据第二发明的电解电容器的实施例；以及图3是垂直截面图，示出了常规的电解电容器。
具体实施例方式
在接下来的段落中，通过实例而不是限制的方式示出了本发明的一些优选实施例。基于本公开应该明白，基于这些示出的实施例，本领域的技术人员可以进行各种其它修改。
根据本发明的电解电容器1可以是要求具有散热性能的任何电解电容器。例如，使用阀作用金属的电容器，陶瓷电容器，薄膜电容器以及苯乙烯电容器可以作为例子。其中，优选将本发明的电解电容器应用于使用阀作用金属的电容器，例如铝电解电容器，钽电解电容器，铌系列(包括氧化铌)电容器。上述阀作用金属指这样的金属，其中将要在金属上形成的氧化膜具有整流作用，或允许电流在一个方向而不允许电流在另一个方向的特征。
图1示出了根据第一发明的实施例的电解电容器1的截面图。电解电容器1是铝电解电容器，该电解电容器包括电容器元件2，容纳电容器元件2的具有底部的圆柱形外壳3，封闭外壳3的上部开口部分的电绝缘覆层6，穿过覆层6的一对电接线端7和7，每一个将电容器元件2连接到对应的电接线端7的下端部分的引线8和8。在外壳3和电容器元件2之间形成的间隙中，填充具有1W/m·K或更大的导热率的导热材料5以使其与外壳3和电容器元件2接触。在此电解电容器1中，在电容器元件2中产生的热量通过导热材料5有效地传到外壳3并且随后传到外界，从而抑制电容器元件2到达高温，导致电解电容器更长的使用寿命。另外，因为电解电容器1极好的散热，即使在施加强电流或高脉动电流的情况下，也能充分抑制电容器元件2的温度升高。
电容器元件2包括阳极箔(foil)和阴极箔，用布置在其间的隔离物分开。电容器元件2用电解溶液浸渍。
对于外壳3，优选使用金属外壳，更优选铝外壳。在使用铝外壳的情况下，可以减轻电解电容器1的重量，还可以提高其散热性能。
当导热材料5具有1W/m·K或更大的导热率时，优选使用在基质材料中散布选自铝颗粒，氮化铝颗粒，氮化硼颗粒和氧化锌颗粒的一种或多种颗粒的导热材料。在此情况下，电容器元件2中产生的热量可以更有效地通过导热材料5传到外壳3并且随后传到外界，从而更有效地抑制电容器元件2到达高温。其中，对于导热材料5，特别优选使用在基质材料中散布铝颗粒的导热材料。在此情况下，可以更有效地抑制电容器元件2到达高温。
颗粒的平均颗粒直径优选落入从0.5到5μm的范围内。如果它小于0.5μm，不优选，因为颗粒在基质材料中容易粘着。另一方面，如果它超过5μm，因为下面的原因不优选。颗粒在基质材料中散布的稳定性降低，这有时会引起颗粒在基质材料中容易沉淀。从而使电容器元件2中产生的热量很难传到外壳3。特别地，优选颗粒的平均颗粒直径优选落入从1到4μm的范围内。
在导热材料5中颗粒的含量优选设定在70质量％或更多。如果它小于70质量％，不优选，因为有可能不能获得极好的散热性能。颗粒的含量的上限是90质量％或更少。如果超过90质量％，流动性变差，导致较差的导热率，从而不优选含量超过90质量％。
虽然基质材料没有限制为具体的一个，优选使用，如烷基改性硅油或环氧改性硅油的改性硅油以及硅油。其中，更优选使用改性硅油。在此情况下，由于基质材料的热对流，导热将有效地增强，这进一步增强了电解电容器的散热。
对于基质材料，除了上面示例的化合物外，可以使用各种合成树脂，例如脂族树脂(聚烯烃等)，不饱和聚酯树脂，丙烯酸树脂，位变丙烯酸树脂(meta-acrylic resin)，乙烯基酯树脂，环氧树脂或硅树脂。上述合成树脂可以是低分子量树脂，还可以是高分子量树脂。另外合成树脂还可以是任何类油树脂，类橡胶树脂以及固体树脂。在这些合成树脂中，优选聚烯烃。更优选的树脂是聚丙烯和聚乙烯。
在第一发明中，在外壳3和电容器元件2之间的间隙中填充导热材料5。导热材料5的填充高度优选为电容器元件2的高度的30％或更多。换句话说，优选导热材料5与电容器元件2接触电容器元件2的高度的30％或更多。此结构确保充分散热。
图2示出了根据第二发明的实施例的电解电容器1的截面图。此电解电容器1是铝电解电容器，该电解电容器包括电容器元件2，容纳电容器元件2的具有底部的圆柱形外壳3，在外壳3的外边缘表面上形成的绝缘膜4，封闭外壳3的上部开口部分的电绝缘覆层6，穿过覆层6的一对电接线端7和7，每一个将电容器元件2连接到对应的电接线端7的下端部分的引线8和8。绝缘膜4完整地覆盖外壳3的外边缘表面而在其之间没有空气层。电容器元件2包括阳极箔和阴极箔，用布置在其间的隔离物分开。电容器元件2用电解溶液浸渍。
在电解电容器1中，因为外壳3由导热率极好的铝制成并且绝缘膜4完整地覆盖外壳3而在其之间没有空气层，电容器元件2中产生的热量将通过外壳3和绝缘膜4有效地释放到外界。这抑制电容器元件2到达高温。另外，因为绝缘膜4在外壳3的外边缘表面上形成，可以确保与外界绝缘。
另外，在此实施例中，构成电解电容器以便在外壳3和电容器元件2之间形成的间隙中填充具有1W/m·K或更大导热率的导热材料5，以使其与它们接触，在电容器元件2中产生的热量通过导热材料5有效地传到外壳3。从而电解电容器1的散热得到了进一步的增强。
在第二发明中，因为下面的原因绝缘膜4的厚度优选设定为从1到20μm。如果厚度小于1μm，当其它物体与绝缘膜接触时绝缘膜4脱落，引起绝缘失败。另一方面，如果它超过20μm，绝缘膜4本身起热阻作用，降低散热。特别地，优选设定绝缘膜4的厚度为3到10μm。
虽然绝缘膜4没有限制为具体的一个，优选氧化铝膜或氮化铝膜用作绝缘膜4。在氧化铝膜或氮化铝膜的情况下，可以获得可靠的绝缘。除了以上，通过在外壳3上施加具有绝缘性能的涂料形成的覆层也可以用作绝缘膜4。另外，这样的绝缘覆层可以完整地层积在氧化铝膜或氮化铝膜上。
通过使铝外壳3的外表面经受表面处理(例如阳极氧化)，在外壳3上可以完整地形成上述氧化铝膜4而不介入空气层。在通过表面处理形成氧化铝膜4的情况下，可以获得外壳3和氧化铝膜4之间足够的接合强度。
通过使铝外壳3的外表面经受表面氮化处理(例如在氮气气氛中热处理)，在外壳3上可以完整地形成上述氮化铝膜4而不介入空气层。在通过表面处理形成氮化铝膜4的情况下，可以获得外壳3和氮化铝膜4之间足够的接合强度。
在此实施例中，虽然在铝外壳3的整个外边缘表面上形成绝缘膜4，但是本发明并不仅限于这样的结构。例如，有可能使用如下结构，在外壳3的外边缘表面的一部分上形成绝缘膜4。然而，从增强散热的观点看，优选在外壳3的整个外边缘表面上形成绝缘膜4。
在第二发明中，当导热材料5具有1W/m·K或更大的导热率时，可以用如第一发明中的相同材料作为例子。也就是说，当导热材料5具有1W/m·K或更大的导热率时，优选使用在基质材料中散布选自铝颗粒，氮化铝颗粒，氮化硼颗粒和氧化锌颗粒的一种或多种颗粒的导热材料。在此情况下，电容器元件2中产生的热量可以更有效地通过导热材料5传到外壳3并且随后传到外界，从而更有效地抑制电容器元件2到达高温。其中，对于导热材料5，特别优选使用在基质材料中散布铝颗粒的导热材料。在此情况下，可以更有效地抑制电容器元件2到达高温。
颗粒的平均颗粒直径优选落入从0.5到5μm的范围内。优选颗粒直径落入此范围内的原因与在第一发明中的原因相同。特别地，优选颗粒的平均颗粒直径优选落入从1到4μm的范围内。在导热材料5中颗粒的含量优选70质量％或更多。如果它小于70质量％，不优选，因为有可能不能获得极好的散热性能。颗粒的含量的上限是90质量％或更少。如果超过90质量％，流动性变差导致较差的导热率，从而不优选含量超过90质量％。
虽然基质材料没有限制为具体的一个，优选使用例如，如烷基改性硅油或环氧改性硅油的改性硅油以及硅油。其中，更优选使用改性硅油。在此情况下，由于基质材料的热对流，导热将有效地增强，这进一步增强了电解电容器1的散热。
对于基质材料，除了上面示例的化合物外，可以使用各种合成树脂，例如脂族树脂(聚烯烃等)，不饱和聚酯树脂，丙烯酸树脂，位变丙烯酸树脂，乙烯基酯树脂，环氧树脂或硅树脂。上述合成树脂可以是低分子量树脂，还可以是高分子量树脂。另外合成树脂还可以是任何类油树脂，类橡胶树脂以及固体树脂。在这些合成树脂中，优选聚烯烃。更优选的树脂是聚丙烯和聚乙烯。
在第二发明中，在外壳3和电容器元件2之间填充导热材料5的情况下，导热材料5的填充高度优选为电容器元件2的高度的30％或更多。换句话说，优选导热材料5与电容器元件2接触电容器元件2的高度的30％或更多。此结构确保有效的散热。
根据本发明的电解电容器不仅限于上述实施例，并且可以是其任意的变型。例如，在上述实施例中，虽然在电解电容器的上部提供了一对电接线端7和7，但是它也可以是在电解电容器的上部提供了一个电接线端而在电解电容器的下部提供另一个。
本发明的具体实例将在下面进行说明。
<实例1>
制备如图1中示出的电解电容器。外壳3由氯乙烯树脂构成。对于导热材料5，使用在基质材料中散布80质量％的铝颗粒(平均颗粒直径为2.5μm)的导热材料。此导热材料填充到电容器元件2的高度的80％的位置。
<实例2>
采用与实例1中的方法相同的方法获得电解电容器，除了平均颗粒直径为1.0μm的铝颗粒用作上述铝颗粒。
<实例3>
采用与实例1中的方法相同的方法获得电解电容器，除了平均颗粒直径为3.0μm的铝颗粒用作上述铝颗粒。
<实例4>
采用与实例1中的方法相同的方法获得电解电容器，除了平均颗粒直径为4.0μm的铝颗粒用作上述铝颗粒。
<实例5>
采用与实例1中的方法相同的方法获得电解电容器，除了铝颗粒的含量设定为70质量％。
<实例6>
采用与实例1中的方法相同的方法获得电解电容器，除了铝颗粒的含量设定为85质量％。
<实例7>
采用与实例1中的方法相同的方法获得电解电容器，除了铝颗粒的含量设定为90质量％。
<实例8>
采用与实例1中的方法相同的方法获得电解电容器，除了使用平均颗粒直径为1.5μm的氮化铝颗粒作为上述颗粒替代平均颗粒直径为2.5μm的铝颗粒。
<实例9>
采用与实例1中的方法相同的方法获得电解电容器，除了使用平均颗粒直径为2.0μm的氮化硼颗粒作为上述颗粒替代平均颗粒直径为2.5μm的铝颗粒。
<实例10>
采用与实例1中的方法相同的方法获得电解电容器，除了使用平均颗粒直径为2.0μm的氧化锌颗粒作为上述颗粒替代平均颗粒直径为2.5μm的铝颗粒。
<实例11>
采用与实例1中的方法相同的方法获得电解电容器，除了使用硅油替代上述改性硅油。
<实例12>
采用与实例1中的方法相同的方法获得电解电容器，除了使用聚丙烯替代上述改性硅油。
<实例13>
采用与实例5中的方法相同的方法获得电解电容器，除了使用聚丙烯替代上述改性硅油。
<实例14>
采用与实例7中的方法相同的方法获得电解电容器，除了使用聚丙烯替代上述改性硅油。
<实例15>
采用与实例8中的方法相同的方法获得电解电容器，除了使用聚丙烯替代上述改性硅油。
<实例16>
采用与实例9中的方法相同的方法获得电解电容器，除了使用聚丙烯替代上述改性硅油。
<实例17>
采用与实例10中的方法相同的方法获得电解电容器，除了使用聚丙烯替代上述改性硅油。
<实例18>
采用与实例1中的方法相同的方法获得电解电容器，除了使用聚乙烯替代上述改性硅油。
<对比实例1>
采用与实例1中的方法相同的方法获得电解电容器，除了使用改性硅油(不包括铝颗粒)用作导热材料。
<对比实例2>
采用与实例1中的方法相同的方法获得电解电容器，除了使用聚丙烯(不包括铝颗粒)用作导热材料。
至于如上述方法获得的电解电容器，按照后面的评估方法评估其散热性能。在表1到3中示出了结果。
<散热性能评估方法>
向每个电容器元件施加5A的脉动电流以产生热量，电解电容器布置在35℃的环境温度的条件下，并且测量此时该电容器元件的温度(最大温升)。通过使用热电偶温度计测量电容器元件的温度。
表1
表2
表3
从表1到3可以明显看出，根据本发明的实例1到18的电解电容器具有极好的散热性能，并且有效地抑制了由于电容器元件中产生的热量的温升。相比较，对比实例1和2的电解电容器的散热性能不足，并且由于电容器元件中产生的热量的温升较大。
<实例19>
制造图2中示出的电解电容器。在制造电容器时，将硅油(不包括颗粒)用作导热材料5，并且使用由铝制成的外壳3。外壳3在15％的硫酸浓度，20℃的液体温度，以及1.5A/dm2的电流密度的条件下经受表面处理(阳极氧化)从而在外壳3的外边缘表面上形成5μm厚的氧化铝膜4。在电容器元件2和外壳3之间填充导热材料以使其与电容器元件2接触电容器元件的高度的80％。
<实例20>
采用与实例19中的方法相同的方法获得电解电容器，除了将要形成的氧化铝膜的厚度设定为10μm。
<实例21>
采用与实例19中的方法相同的方法获得电解电容器，除了将要形成的氧化铝膜的厚度设定为15μm。
<实例22>
制造图2中示出的电解电容器。在制造电容器时，将硅油(不包括颗粒)用作导热材料5，并且使用由铝制成的外壳3。外壳3在450℃的氮化温度下保持8小时的条件下经受表面氮化处理(在氮气气氛中热处理)从而在外壳3的外边缘表面上形成3μm厚的氮化铝膜4。在电容器元件2和外壳3之间填充导热材料以使其与电容器元件2接触电容器元件的高度的80％。
<实例23>
采用与实例19中的方法相同的方法获得电解电容器，除了将要形成的氮化铝膜的厚度设定为8μm。
<实例24>
采用与实例19中的方法相同的方法获得电解电容器，除了将要形成的氮化铝膜的厚度设定为13μm。
<实例25>
采用与实例19中的方法相同的方法获得电解电容器，除了将在环氧改性硅油中散布具有2.5μm的平均颗粒直径的铝颗粒的导热材料用作在外壳和电容器元件之间填充以与它们接触的导热材料。在导热材料中铝颗粒的含量为80质量％。填充导热材料以使其与电容器元件接触电容器元件的高度的80％。
<实例26>
采用与实例25中的方法相同的方法获得电解电容器，除了将在环氧改性硅油中散布具有1.5μm的平均颗粒直径的氮化铝颗粒(氮化铝颗粒的含量为80质量％)的导热材料用作导热材料。
<实例27>
采用与实例25中的方法相同的方法获得电解电容器，除了将在环氧改性硅油中散布具有2.0μm的平均颗粒直径的氮化硼颗粒(氮化硼颗粒的含量为80质量％)的导热材料用作导热材料。
<实例28>
采用与实例25中的方法相同的方法获得电解电容器，除了将在环氧改性硅油中散布具有2.0μm的平均颗粒直径的氧化锌颗粒(氧化锌颗粒的含量为90质量％)的导热材料用作导热材料。
<实例29>
采用与实例25中的方法相同的方法获得电解电容器，除了使用硅油替代改性硅油。
<实例30>
采用与实例22中的方法相同的方法获得电解电容器，除了将在环氧改性硅油中散布具有2.5μm的平均颗粒直径的铝颗粒的导热材料用作导热材料，填充在外壳和电容器元件之间以与它们接触。环氧改性硅油的含量为80质量％。另外，填充导热材料以使其与电容器元件接触导热材料的高度的80％。
<实例31>
采用与实例30中的方法相同的方法获得电解电容器，除了将在环氧改性硅油中散布具有1.5μm的平均颗粒直径的氮化铝颗粒(氮化铝颗粒的含量为80质量％)的导热材料用作导热材料。
<实例32>
采用与实例30中的方法相同的方法获得电解电容器，除了将在环氧改性硅油中散布具有2.0μm的平均颗粒直径的氮化硼颗粒(氮化硼颗粒的含量为80质量％)的导热材料用作导热材料。
<实例33>
采用与实例30中的方法相同的方法获得电解电容器，除了将在环氧改性硅油中散布具有2.0μm的平均颗粒直径的氧化锌颗粒(氧化锌颗粒的含量为90质量％)的导热材料用作导热材料。
<实例34>
采用与实例30中的方法相同的方法获得电解电容器，除了使用硅油替代改性硅油。
<实例35>
采用与实例25中的方法相同的方法获得电解电容器，除了将在聚丙烯中散布具有2.5μm的平均颗粒直径的铝颗粒(铝颗粒的含量为80质量％)的导热材料用作导热材料。
<实例36>
采用与实例25中的方法相同的方法获得电解电容器，除了将在聚丙烯中散布具有2.5μm的平均颗粒直径的铝颗粒(铝颗粒的含量为70质量％)的导热材料用作导热材料。
<实例37>
采用与实例25中的方法相同的方法获得电解电容器，除了将在聚丙烯中散布具有2.5μm的平均颗粒直径的铝颗粒(铝颗粒的含量为90质量％)的导热材料用作导热材料。
<实例38>
采用与实例25中的方法相同的方法获得电解电容器，除了将在聚丙烯环氧中散布具有1.5μm的平均颗粒直径的氮化铝颗粒(氮化铝颗粒的含量为80质量％)的导热材料用作导热材料。
<实例39>
采用与实例25中的方法相同的方法获得电解电容器，除了将在聚丙烯环氧中散布具有2.0μm的平均颗粒直径的氮化硼颗粒(氮化铝颗粒的含量为80质量％)的导热材料用作导热材料。
<实例40>
采用与实例25中的方法相同的方法获得电解电容器，除了将在聚丙烯中散布具有2.0μm的平均颗粒直径的氧化锌颗粒(氧化锌颗粒的含量为80质量％)的导热材料用作导热材料。
<实例41>
采用与实例25中的方法相同的方法获得电解电容器，除了将在聚乙烯中散布具有2.5μm的平均颗粒直径的铝颗粒(铝颗粒的含量为80质量％)的导热材料用作导热材料。
<实例42>
采用与实例30中的方法相同的方法获得电解电容器，除了将在聚丙烯中散布具有2.5μm的平均颗粒直径的铝颗粒(铝颗粒的含量为80质量％)的导热材料用作导热材料。
<实例43>
采用与实例30中的方法相同的方法获得电解电容器，除了将在聚丙烯中散布具有2.5μm的平均颗粒直径的铝颗粒(铝颗粒的含量为70质量％)的导热材料用作导热材料。
<实例44>
采用与实例30中的方法相同的方法获得电解电容器，除了将在聚丙烯中散布具有2.5μm的平均颗粒直径的铝颗粒(铝颗粒的含量为90质量％)的导热材料用作导热材料。
<实例45>
采用与实例30中的方法相同的方法获得电解电容器，除了将在聚丙烯中散布具有1.5μm的平均颗粒直径的氮化铝颗粒(氮化铝颗粒的含量为80质量％)的导热材料用作导热材料。
<实例46>
采用与实例30中的方法相同的方法获得电解电容器，除了将在聚丙烯中散布具有2.0μm的平均颗粒直径的氮化硼颗粒(氮化硼颗粒的含量为80质量％)的导热材料用作导热材料。
<实例47>
采用与实例30中的方法相同的方法获得电解电容器，除了将在聚丙烯中散布具有2.0μm的平均颗粒直径的氧化锌颗粒(氧化锌颗粒的含量为80质量％)的导热材料用作导热材料。
<实例48>
采用与实例30中的方法相同的方法获得电解电容器，除了将在聚乙烯中散布具有2.5μm的平均颗粒直径的铝颗粒(铝颗粒的含量为80质量％)的导热材料用作导热材料。
<对比实例3>
制造了图3中示出的电解电容器。在制造电容器时，将硅油(不包括颗粒)用作导热材料5，并且使用由铝制成的外壳100。在外壳100的外面，安装由氯乙烯树脂制造的套管101。
至于如上述方法获得的电解电容器，按照上述散热性能评估方法评估其散热性能。在表4到8中示出了结果。
表4
表5
表6
表7
从表4到8可以明显看出，根据本发明的实例19到48的电解电容器有极好的散热性能，并且有效地抑制了由于电容器元件中产生的热量的温升。在对比实例25到48的电解电容器中，其中导热材料具有1W/m·K或更大的导热率，更有效地抑制了由于电容器元件中产生的热量的温升。相比较，对比实例3的电解电容器的散热性能不足，并且由于电容器元件中产生的热量的温升较大。
工业应用根据本发明的电解电容器有极好的散热性能和较长的使用寿命，从而优选在例如电子器件中利用。
虽然本发明可以体现为多种不同形式，为了理解本发明这里描述了许多示意性实施例，本公开被认为是提供本发明的原理的实例，并且这样的实例没有将本发明限制为这里描述和/或这里示出的优选实施例。
虽然这里描述了本发明的示意性实施例，但是本发明没有限制为这里描述的各种优选实施例，而是包括任何和所有实施例，其具有等效元件，修改，省略，组合(例如，贯串各种实施例的各个方面的组合)，改变和/或替换，如那些本领域的技术人员基于本发明意识到的。权利要求中的限制被理解为广泛地基于权利要求中使用的语言并且没有限制为在本说明书中或本申请的执行期间描述的实例，这些实例被理解为是非唯一的。例如，在本公开中，术语“优选”是非唯一的，意思是“优选，但不仅限于”。在本公开中或本申请的执行期间，仅在如下情况下使用方法加功能或步骤加功能限制，其中对于特定权利要求的限制，在所述限制中存在所有后面的条件a)“用于...的方法”或“用于...的步骤”是表达上地叙述；b)对应的功能是表达上地叙述；以及c)没有叙述结构，材料或支持所述结构的作用。在本公开中或本申请的执行期间，术语“本发明”或“发明”指非具体的，通常的参考并且可能用于参考在本公开中的一个或更多方面。术语本发明或发明不应该不恰当地解释作临界状态的鉴定，不应该不恰当地解释作应用于所有方面或实施例(即，它应该理解为本发明具有多个方面和实施例)，并且不应该不恰当地解释作限制本申请或权利要求的范围。在本公开中或本申请的执行期间，术语“实施例”可以用于描述任何方面，特征，工艺或步骤，其任意组合和/或其任意部分等。在一些实例中，各种实施例可以包括重叠特征。在本公开中或本申请的执行期间，可以应用后面的缩略语“e.g.”指“例如”；以及“NB”指“好好注意。”
权利要求
1.一种电解电容器，包括外壳；电容器元件，设置在所述外壳中；以及导热材料，具有1W/m·K或更大的导热率，其中所述导热材料布置在所述外壳和所述电容器元件之间以与所述外壳和所述电容器元件接触。
2.根据权利要求1的电解电容器，其中具有1W/m·K或更大的导热率的所述导热材料是在基质材料中散布选自铝颗粒，氮化铝颗粒，氮化硼颗粒和氧化锌颗粒的一种或多种颗粒的导热材料。
3.根据权利要求1的电解电容器，其中具有1W/m·K或更大的导热率的所述导热材料是在基质材料中散布铝颗粒的导热材料。
4.根据权利要求2或3的电解电容器，其中所述颗粒的平均颗粒直径是0.5到5μm。
5.根据权利要求2或3的电解电容器，其中在所述导热材料中的所述颗粒的含量是70质量％或更多。
6.根据权利要求2或3的电解电容器，其中所述基质材料是硅油和/或改性硅油。
7.根据权利要求2或3的电解电容器，其中使用合成树脂作为所述基质材料。
8.根据权利要求7的电解电容器，其中所述合成树脂是聚烯烃。
9.根据权利要求8的电解电容器，其中所述聚烯烃是聚丙烯和/或聚乙烯。
10.根据权利要求1到3中任意一项的电解电容器，其中所述导热材料与所述电容器元件接触所述电容器元件的高度的30％或更多。
11.根据权利要求1到3中任意一项的电解电容器，其中所述外壳由铝构成。
12.根据权利要求1到3中任意一项的电解电容器，其中所述电解电容器是铝电解电容器。
13.根据权利要求1到3中任意一项的电解电容器，其中所述电容器元件包括阳极箔，阴极箔以及布置在所述阳极箔和所述阴极箔之间的隔离物。
14.一种电解电容器，包括外壳，由铝构成；以及电容器元件，设置在所述外壳中，其中所述外壳的外边缘表面覆盖有绝缘膜。
15.根据权利要求14的电解电容器，其中所述绝缘膜是氧化铝膜。
16.根据权利要求14的电解电容器，其中所述绝缘膜是氮化铝膜。
17.一种电解电容器，包括外壳，由铝构成；以及电容器元件，设置在所述外壳中，其中所述外壳的外边缘表面覆盖有通过表面处理形成的阳极氧化膜。
18.一种电解电容器，包括外壳，由铝构成；以及电容器元件，设置在所述外壳中，其中所述外壳的外边缘表面覆盖有通过表面氮化处理形成的氮化铝膜。
19.根据权利要求14到18中任意一项的电解电容器，其中所述膜的厚度是1到20μm。
20.根据权利要求14到18中任意一项的电解电容器，还包括具有1W/m·K或更大的导热率的导热材料，所述导热材料布置在所述外壳和所述电容器元件之间以与所述外壳和所述电容器元件接触。
21.根据权利要求20的电解电容器，其中具有1W/m·K或更大的导热率的所述导热材料是在基质材料中散布选自铝颗粒，氮化铝颗粒，氮化硼颗粒和氧化锌颗粒的一种或多种颗粒的导热材料。
22.根据权利要求20的电解电容器，其中具有1W/m·K或更大的导热率的所述导热材料是在基质材料中散布铝颗粒的导热材料。
23.根据权利要求21或22的电解电容器，其中所述颗粒的平均颗粒直径是0.5到5μm。
24.根据权利要求21或22的电解电容器，其中在所述导热材料中的所述颗粒的含量是70质量％或更多。
25.根据权利要求21或22的电解电容器，其中所述基质材料由硅油和/或改性硅油构成。
26.根据权利要求21或22的电解电容器，其中使用合成树脂作为所述基质材料。
27.根据权利要求26的电解电容器，其中所述合成树脂是聚烯烃。
28.根据权利要求27的电解电容器，其中所述聚烯烃是聚丙烯和/或聚乙烯。
29.根据权利要求20到22中任意一项的电解电容器，其中所述导热材料与所述电容器元件接触所述电容器元件的高度的30％或更多。
30.根据权利要求14到18中任意一项的电解电容器，其中所述电解电容器是铝电解电容器。
31.根据权利要求14到18中任意一项的电解电容器，其中所述电容器元件包括阳极箔，阴极箔以及布置在所述阳极箔和所述阴极箔之间的隔离物。
全文摘要
在电解电容器1中，电容器元件2设置在外壳3中，具有1W/m·K或更大的导热率的导热材料5布置在外壳3和电容器元件2之间以使其与它们接触。可选地，在电解电容器1中，电容器元件2设置在由铝构成的外壳3中，外壳3的外边缘表面覆盖有绝缘膜4。
文档编号H01G9/00GK1871677SQ200480031579
公开日2006年11月29日 申请日期2004年10月28日 优先权日2003年10月29日
发明者武幸一郎 申请人:昭和电工株式会社