一种电容器及其制造方法与流程

本发明涉及电子器件领域，尤其是一种电容器及其制造方法。

背景技术：

目前电容器在电子产品、电力运输及通讯设施等技术领域应用广泛，随着科技水平的发展，电容器凭借其自身良好的储能性能和适用性，成为推动上述行业领域更新换代不可或缺的电子元件。现有技术中，电容器常常在高温高压的极端环境下工作，此时如果电容器内电容芯子产生的热量不能及时散出，会造成电容器内的温度和电压急剧升高，严重的会导致电容器爆炸，损坏电路、电子产品等。

因此，目前迫切需求一种可提高电容芯子散热效果、降低电容器内部温度的电容器。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明目的是提供一种可提高电容芯子散热效果的电容器及其制造方法。

为解决上述技术问题,本发明实施例一方面提供电容器，包括壳体和电容芯子，所述电容芯子封装在所述壳体内，所述电容芯子的底部与所述壳体之间具有导热材料层，所述导热材料层与所述电容芯子的底部和壳体接触，所述导热材料层包括导热硅胶或导热硅脂。

优选地，所述导热材料层是导热硅胶片或者涂覆在所述壳体底部的内表面上的导热硅脂或导热硅胶。

优选地，所述电容器为电解电容器，所述电容芯子包括卷绕成柱状的隔离纸及夹持于所述隔离纸中的电极，所述导热材料层部分渗入所述隔离纸的底部。

优选地，所述电容芯子的侧面与所述壳体之间也具有所述导热材料层。

优选地，所述导热材料层中含有石墨烯。

优选地，所述石墨烯在所述导热材料层中的重量百分比为0.1％-5％。

优选地，所述导热材料层满足如下条件中的一种或多种：

所述导热材料层中含有重量份比大于等于40％的金属氧化物填料；

所述导热材料层在室温下固化时间为48小时以内；

所述导热材料层的密度为0.9g/ml-3g/ml；

所述导热材料层固化后邵氏硬度为30-80；

所述导热材料层的阻燃等级为v0，体积电阻率大于1e13；

所述导热材料层与电容芯子粘接力为0-100psi；

所述导热材料层的厚度与所述电容器的高度之比为0.2％-5％；

所述导热材料层固化后延伸率为0-200％；

所述导热材料层储能模量为1e3-1e6。

本发明实施例另一方面提供一种电容器的制造方法，其包括以下步骤：

制作电容芯子和壳体；

在所述壳体的底部填充导热材料层，所述导热材料层包括导热硅胶或导热硅脂；

将所述电容芯子装入所述壳体中并密封，所述电容芯子底部与所述导热材料层接触。

优选地，在所述壳体的底部填充导热材料层时，将预成型的导热硅胶片置于所述壳体底部的内表面上，或者在所述壳体底部的内表面上涂覆导热硅脂或导热硅胶。

优选地，所述电容器为电解电容器，所述电容芯子包括卷绕成柱状的隔离纸及夹持于所述隔离纸中的电极，所述导热材料层部分渗入所述隔离纸的底部。

本发明提供的电容器及其制造方法，所述电容芯子的底部与所述壳体之间具有导热材料层，所述导热材料层包括导热硅胶或导热硅脂，通过所述导热材料层传递电容芯子产生的热量至壳体，进而降低电容器内的温度，延长电容器的使用寿命。

附图说明

图1是本发明实施例提供的电容器的结构示意图。

图2是图1中电容芯子的结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优异效果，将在下面结合具体实施例以及附图做进一步的说明。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明所述技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

请参考图1-2，本发明实施例一方面提供一种电容器，包括壳体1、电容芯子2以及导热材料层3。壳体1为具有一开口的筒状体，壳体1可由导热率高的金属制成，如铝、铜。电容芯子2封装在壳体1内，电容芯子2的底部与壳体1之间具有导热材料层3，导热材料层3与电容芯子2的底部和壳体2接触，用于将电容芯子1产生的热量传导至壳体2。导热材料层3包括导热硅胶或导热硅脂，具有导热能力强、不导电的特征，而且具有一定的黏性，因此可以与电容芯子1的底部以及壳体2更好地接触，也即接触面积大，能更好地将电容芯子1产生的热量传导至壳体2。电容器工作时，电容芯子2内部产生的大量热量充斥在电容芯子2表面，导热材料层3与电容芯子2底部及壳体1的底部内侧接触，电容芯子2产生的热量通过导热材料层3传导至壳体1处，壳体1与外界空气接触实现散热，从而降低电容芯子2的温度。与没有上述导热材料层3的电容器相比，加入了导热材料层3的电容器在正常工作时电容器的温度可以降低2℃以上。

在一些实施例中，导热材料层3可以是涂覆在壳体1底部的内表面上的导热硅脂或导热硅胶，由于导热硅脂和导热硅胶均具有一定的黏性，因此导热硅脂或导热硅胶粘接在电容芯子2的底部和壳体1底部的内表面，与电容芯子2的底部具有较大的接触面积。

在另外一些实施例中，特别是在精密电容器中，导热材料层3可以预成型为导热硅胶片来填充电容芯子2的底部与壳体1的底部之间的间隙，导热硅胶片大致呈薄片状，其厚度可为0.2mm-10mm，优选为0.5mm-5mm。导热硅胶片也具有一定的黏性，可粘接在电容芯子2的底部和壳体1的底部内侧。由于导热材料层3预成型为导热硅胶片，因此组装电容器时效率更高。

在其他实施例中，导热材料层3还可以进一步涂覆在电容芯子2侧面与壳体1内壁之间的空隙，导热材料层3可以包覆电容芯子2，使电容芯子2的热量可以更好地传导至壳体1。

在优选实施例中，导热材料层3满足如下条件中的一种或多种：

导热材料层3中含有重量份比大于等于40％的金属氧化物填料；

导热材料层3在室温下固化时间为48小时以内；

导热材料层3的密度为0.9g/ml-3g/ml；

导热材料层3固化后邵氏硬度为30-80；

导热材料层3的阻燃等级为v0，体积电阻率大于1e13；

导热材料层3与电容芯子粘接力为0-100psi；

导热材料层3的厚度与电容器的高度之比为0.2％-5％

导热材料层3的固化后延伸率为0-200％；

导热材料层3的储能模量为1e3-1e6。

请参考图1-2，电容器可以为电解电容器，电容芯子2包括卷绕成柱状的隔离纸22及夹持于隔离纸22中的电极21，电极21一端夹持在隔离纸22中，另一端穿过壳体1并露出。隔离纸22中可以含有电解质。由于电容芯子2是卷绕制作而成，在制作过程中会出现隔离纸22卷绕发生错位的情况，使电容芯子2的底部不够整齐，导热材料层3部分渗入隔离纸22的底部，即导热材料层3粘接隔离纸22底部，与隔离纸22的底部充分接触，从而提高了导热效果。另外，导热材料层3不会与隔离纸22或壳体1发生化学反应，因此不会影响电解电容器的其他电学性能等。

为了提高导热材料层3的导热效率，导热材料层3的成分中包含石墨烯。优选地，石墨烯在导热材料层3中的重量百分比为0.1％-5％，石墨烯可提高导热材料层3的导热率，有利于电容器的散热降温。

壳体1与电容芯子2之间的间隙进行真空处理，形成真空环境，减少空气等不良热导体的干扰。

请参考图1，壳体1的开口处设有包括密封层4，密封层4由橡胶材料制作而成，密封层4与电容芯子2和壳体1相连接，用于封存电容芯子2于壳体1内，防止电容芯子2内的材料发生泄漏。

请参考图2，电容芯子2包含两个电极21，即正、负电极(未标出)，正、负电极互不接触，处于避让状态，电极21从电容芯子2向外引出，在一些实施例中，较长的电极21为正电极。电容芯子2由两张电极板23和至少两张隔离纸22卷绕形成，隔离纸22夹持在两张电极板23之间，用于隔离两张电极板23，正、负电极分别连接两张电极板23，与正电极连接的电极板23为正电极板(未标出)，与负电极连接的电极板23为负电极板(未标出)。隔离纸22由电解质构成，电解质可以由硼酸、氨水、乙二醇等组成，电极板23可由铝箔制作而成。

本发明另一方面提供了一种电容器的制造方法，包括以下步骤：

(1)制作电容芯子2和壳体1；

(2)在壳体的底部填充导热材料层3，导热材料层3包括导热硅胶或导热硅脂；

(3)将电容芯子2装入壳体1中并密封，电容芯子2底部与导热材料层3接触。

在一些实施例中，导热材料层3可封装成导热硅胶片来填充电容芯子2的底部与壳体1之间的间隙，导热硅胶片大致呈薄片状。在壳体1的底部填充导热材料层3时，可以将预成型的导热硅胶片置于壳体1底部的内表面上。这样可以提升组装电容器的效率。

在另外一些实施例中，可以在壳体1的底部的内表面上涂覆导热硅脂或导热硅胶来形成导热材料层3。

请参考图1-2，电容器为电解电容器，电容芯子2包括卷绕成柱状的隔离纸22及夹持于隔离纸22中的电极21，导热材料层3部分渗入隔离纸22的底部。由于电容芯子2是卷绕制作而成，在制作过程中会出现隔离纸22卷绕发生错位的情况，使电容芯子2的底部不够整齐，导热材料层3部分渗入隔离纸22的底部，与隔离纸22的底部充分接触，从而提高了导热效果。

本发明实施例提供的电容器，电容芯子的底部与壳体之间具有导热材料层，导热材料层包括导热硅胶或导热硅脂，通过导热材料层传递电容芯子产生的热量至壳体，进而降低电容器内的温度，延长电容器的使用寿命。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图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。