铝电解电容器芯包的卷绕方法及应用和铝电解电容器与流程

本发明涉及一种铝电解电容器的生产，具体地说是一种铝电解电容器芯包的卷绕方法及应用和铝电解电容器，特别是涉及一种铝电解电容器在≥1.15倍额定电压及≥1A的电流冲击时，不出现铝电解电容器内部短路打火、爆炸的铝电解电容器芯包的卷绕方法及应用和铝电解电容器。

背景技术：

铝电解电容器的芯包一般为将钉铆有正导针的阳极箔和钉铆有负导针的阴极箔夹着电解纸在钉卷机上卷绕而成，卷绕时，一般阴极箔较阳极箔先卷，阳极箔周边切口边缘被电解纸和阴极箔完全包住。此时，阳极箔周边切口边缘的毛刺有可能部分刺破电解纸，从而使阳极箔与阴极箔在超高电压（大于额定值的1.15倍）、大电流（≥1A）的冲击下出现短路打火甚至爆炸。

近年来，随着变频技术的发展，变频器、焊机及UPS电源设备等对大型铝电解电容器提出了小尺寸、耐超高电压、大电流冲击的要求，允许铝电解电容器在超高电压（大于额定值的1.7倍）、大电流（≥300A）冲击下失效，但是不允许有火星从整机冒出，不出现铝电解电容器内部短路打火、爆炸。

为此，可采用一是提高电解液闪火电压，二是提高铝箔耐压值，三是采用高密度，高厚度的电解纸等技术方案。但是，提高电解液闪火电压，相应会降低电解液的电导率，电容器初始电特性DF高。提高铝箔耐压，相应会降低铝箔比容，无法满足小尺寸要求，同时，增加原材料成本。采用高密度、高厚度电解纸，在产品尺寸极限的情况下，电容器容量设计过低，无法满足客户要求。

经试验发现，铝电解电容器在超高电压、大电流冲击下出现底部防爆阀异常打开，盖板引脚端子打火甚至爆炸的主要原因是芯包出现不同程度的短路击穿，特别是在芯包的箔边位置处存在明显打火痕迹，表明阳极箔、阴极箔的箔边毛刺在超高电压、大电流冲击下尖端放电造成短路击穿。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种铝电解电容器在≥1.15倍额定电压及≥1A的电流冲击时，不出现铝电解电容器内部短路打火、爆炸的铝电解电容器芯包的卷绕方法及应用和铝电解电容器。

本发明是采用如下技术方案实现其发明目的的，增加阳极箔与阴极箔箔边之间的距离，降低阳极箔与阴极箔毛刺在电场作用下尖端放电造成短路击穿的概率，进而避免铝电解电容器因承受超高电压、大电流发生短路打火、爆炸等缺陷的出现。

一种铝电解电容器芯包的卷绕方法，它包括将钉铆有正导针的阳极箔和钉铆有负导针的阴极箔夹着电解纸卷绕成芯包，卷绕时阳极箔的宽度比阴极箔的宽度至少宽1.0㎜，即阳极箔覆盖阴极箔，阳极箔与阴极箔相邻两边之间的差值至少分别为0.5㎜。

本发明阳极箔与阴极箔相邻两边之间的差值分别为0.5㎜～0.75㎜。

为避免阳极箔起卷部位出现折痕，减小卷芯处铝箔毛刺刺入电解纸的距离，本发明所述阳极箔卷绕时的起卷直径至少为5.2㎜。

本发明阳极箔卷绕时的起卷直径为5.8㎜～7㎜。

为增加卷芯处阳极箔与阴极箔上毛刺之间的距离，本发明所述阳极箔的长度比阴极箔的长度至少长4.0㎜，即阳极箔卷绕时的起卷位置与负极箔卷绕时的起卷位置之间的差值至少为2.0㎜。

本发明阳极箔卷绕时的起卷位置与负极箔卷绕时的起卷位置之间的差值为2.0㎜～3.0㎜。

一种如上所述铝电解电容器芯包的卷绕方法在铝电解电容器生产中的应用。

一种如上所述铝电解电容器芯包的卷绕方法生产的铝电解电容器，所述铝电解电容器在≥1.15倍额定电压及≥1A的电流冲击时，允许铝电解电容器防爆阀正常开启，不出现铝电解电容器内部短路打火、爆炸。

一种如上所述铝电解电容器芯包的卷绕方法生产的铝电解电容器，所述铝电解电容器在≥1.7倍额定电压及≥300A的电流冲击时，允许铝电解电容器防爆阀正常开启，不出现铝电解电容器内部短路打火、爆炸。

由于采用上述技术方案，本发明较好的实现了发明目的，方法可行，实施简单、方便，所制备的铝电解电容器在≥1.15倍额定电压及≥1A的电流冲击时，防爆阀正常开启，未出现内部短路及爆炸现象，可满足变频器、焊机、UPS电源设备对铝电解电容器的技术要求。

附图说明

图1是现有技术箔边的毛刺结构示意图；

图2是本发明箔边的毛刺的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

近年来，随着变频技术的发展，变频器、焊机及UPS电源设备等对大型铝电解电容器提出了小尺寸、耐超高电压、大电流冲击的要求，允许铝电解电容器在超高电压（大于额定值的1.7倍）、大电流（≥300A）冲击下失效，但是不允许有火星从整机冒出。但是，现有技术制备的铝电解电容器在如此超高电压、大电流冲击下，大多出现短路打火甚至爆炸。

究其原因，铝电解电容器的芯包在卷绕时，阳极箔与阴极箔一般为等宽，而阳极箔与阴极箔在分切的过程中，其箔边会留下极其微小的毛刺，有可能部分刺破电解纸，由图1可知，由于阳极箔毛刺4与阴极箔毛刺5之间的距离缩短，这样，大大降低了电解纸3的绝缘效果，提高了毛刺在电场作用下尖端放电造成短路击穿的概率。

实施例1：

由图2可知，一种铝电解电容器芯包的卷绕方法，它包括将钉铆有正导针的阳极箔1和钉铆有负导针的阴极箔2夹着电解纸3卷绕成芯包，卷绕时阳极箔1的宽度比阴极箔2的宽度至少宽1.0㎜，即阳极箔1覆盖阴极箔2，阳极箔1与阴极箔2相邻两边之间的差值至少分别为0.5㎜。

本发明阳极箔1与阴极箔2相邻两边之间的差值分别为0.5㎜～0.75㎜。本实施例为0.5㎜，即图2中所示的D值为0.5㎜。

一种如上所述铝电解电容器芯包的卷绕方法在铝电解电容器生产中的应用。

一种如上所述铝电解电容器芯包的卷绕方法生产的铝电解电容器，所述铝电解电容器在≥1.15倍额定电压及≥1A的电流冲击时，允许铝电解电容器防爆阀正常开启，不出现铝电解电容器内部短路打火、爆炸。

一种如上所述铝电解电容器芯包的卷绕方法生产的铝电解电容器，所述铝电解电容器在≥1.7倍额定电压及≥300A的电流冲击时，允许铝电解电容器防爆阀正常开启，不出现铝电解电容器内部短路打火、爆炸。

本实施例以制备420V390 30×45规格的铝电解电容器为例，将按要求制备的芯包经浸渍-铆盖-组立-老化-套管-检验等步骤，卷绕时，调节螺母或钮柄，使阳极箔1上、下箔边与阴极箔2上、下箔边的距离分别为0.5㎜，最后用胶带将芯包固定。选取合格的10个铝电解电容器在电压值485Vdc、电流值1A和720Vdc、电流值300A条件下分别测试，结果芯包内部正常，无短路打火痕迹及爆炸现象，也无外部端子短路打火、爆炸。

由图2可知，由于卷绕时，阳极箔1的宽度比阴极箔2的宽度要宽，增大了箔边阳极箔毛刺4与阴极箔毛刺5之间的距离，这样，大大降低了毛刺在电场作用下尖端放电造成短路击穿的概率。所制备的铝电解电容器可满足变频器、焊机、UPS电源设备对铝电解电容器的技术要求。

实施例2：

本实施例选取合格的500V330 30×50规格的铝电解电容器10个，在电压值575Vdc、电流值1A和850Vdc、电流值300A条件下分别测试，结果芯包内部正常，无短路打火痕迹及爆炸现象，也无外部端子短路打火、爆炸。

余同实施例1。

实施例3：

为避免阳极箔1起卷部位出现折痕，减小卷芯处铝箔毛刺刺入电解纸3的距离，本发明所述阳极箔1卷绕时的起卷直径至少为5.2㎜。

本发明阳极箔1卷绕时的起卷直径为5.8㎜～7㎜。本实施例为5.8㎜。

本实施例以制备420V390 30×45规格的铝电解电容器为例，将按要求制备的芯包经浸渍-铆盖-组立-老化-套管-检验等步骤，卷绕时，增加电解纸3的首卷长度，使铝箔起卷直径为5.8㎜。选取合格的10个铝电解电容器在电压值485Vdc、电流值1A和720Vdc、电流值300A条件下分别测试，结果芯包内部正常，无短路打火痕迹及爆炸现象，也无外部端子短路打火、爆炸。

本实施例加大阳极箔1卷绕时的起卷直径，一方面减小了铝箔毛刺刺入电解纸的距离，降低毛刺在电场作用下尖端放电造成短路击穿的概率；另一方面，也避免了阳极箔1起卷部位（约起卷0㎜开始至50㎜位置）出现光学显微镜下可观察到的折痕，进而避免电容器因承受高电压、大电流在卷芯部位发生短路击穿、爆炸等缺陷的出现。

余同实施例1。

实施例4：

本实施例选取合格的500V330 30×50规格的铝电解电容器10个，在电压值575Vdc、电流值1A和850Vdc、电流值300A条件下分别测试，结果芯包内部正常，无短路打火痕迹及爆炸现象，也无外部端子短路打火、爆炸。

余同实施例1、3。

实施例5：

为增加卷芯处阳极箔与阴极箔上毛刺之间的距离，本发明所述阳极箔的长度比阴极箔的长度至少长4.0㎜，即阳极箔卷绕时的起卷位置与负极箔卷绕时的起卷位置之间的差值至少为2.0㎜。

本发明阳极箔1卷绕时的起卷位置与负极箔2卷绕时的起卷位置之间的差值为2.0㎜～3.0㎜。本实施例为2.0㎜。

本实施例以制备420V390 30×45规格的铝电解电容器为例，将按要求制备的芯包经浸渍-铆盖-组立-老化-套管-检验等步骤，卷绕时，增加电解纸3的首卷长度，使铝箔起卷直径为5.8㎜；在初卷阶段通过调节马达行程完成阳极箔1与阴极箔2不相等的长度，即阴阳极箔1、阴极箔2送箔长度不一致；在尾卷阶段通过错开阳极箔1切箔刀与阴极箔2切箔刀，使阳极箔1与阴极箔2不在同一竖直位置剪断；保证阳极箔1的长度比阴极箔2的长度长，最后用胶带将芯包固定。选取合格的10个铝电解电容器在电压值485Vdc、电流值1A和720Vdc、电流值300A条件下分别测试，结果芯包内部正常，无短路打火痕迹及爆炸现象，也无外部端子短路打火、爆炸。

本实施例阳极箔1的长度比阴极箔2的长度长，增大了芯包卷芯处阳极箔毛刺4与阴极箔毛刺5之间的距离，这样，也大大降低了毛刺在电场作用下尖端放电造成短路击穿的概率。

实施例6：

本实施例选取合格的500V330 30×50规格的铝电解电容器10个，在电压值575Vdc、电流值1A和850Vdc、电流值300A条件下分别测试，结果芯包内部正常，无短路打火痕迹及爆炸现象，也无外部端子短路打火、爆炸。

余同实施例1、5。