本發(fā)明涉及薄膜電容器制造領(lǐng)域,具體為一種應(yīng)用于薄膜電容器的繞卷方法。
背景技術(shù):
隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,各種電力變換、交流傳動、儲能電源等對大容量電容器的需求不斷增加,由于鋁電解電容在性能、可靠性和壽命方面都存在許多不足,而金屬化薄膜電容替代鋁電解電容的趨勢越來越明顯,尤其是在節(jié)能和新能源領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展迅猛,這一最新動態(tài)無疑為當(dāng)前薄膜電容器行業(yè)的發(fā)展提供了新的契機,但同時在材料技術(shù)及制備工藝上也提出了許多新的難題,可以說是挑戰(zhàn)與機遇并存。而在眾多的挑戰(zhàn)與困難當(dāng)中,如何找到一種適用于超薄膜的新型電容卷繞技術(shù),是一項尤為迫切但又有著很高難度的關(guān)鍵技術(shù)。
卷繞是薄膜電容器生產(chǎn)工藝中的第一道工序,也是最重要的工序??梢哉f卷繞性能決定了電容成品性能的好壞。電容器卷繞會采用自動卷繞設(shè)備,現(xiàn)在市場上的卷繞機存在有各種不同的品牌(包括國外及國內(nèi)的),但其采用的卷繞結(jié)構(gòu)方式及控制系統(tǒng)基本大同小異。薄膜電容技術(shù)發(fā)展至今,尤其隨著薄膜材料技術(shù)的發(fā)展,超薄小型化,高能量密度,高方阻技術(shù)成為電容器設(shè)計的趨勢與方向,其原來通用的卷繞技術(shù)已不適用超薄化金屬化膜的卷繞要求。
當(dāng)前原有的卷繞技術(shù)見圖1所示:
芯子內(nèi)層薄膜兩極板絕緣隔離方式:薄膜電清洗鍍層;
芯子內(nèi)圈支撐薄膜層:金屬化薄膜電清洗鍍層后烙鐵燙封;
芯子內(nèi)層薄膜兩極板絕緣隔離方式:薄膜電清洗鍍層;
芯子外圈包裹保護層:金屬化薄膜清洗鍍層后烙鐵燙封;
適用卷繞材料厚度:薄膜材料厚度3.8μm以上。
隨著電力電子技術(shù)發(fā)展,尤其在新能源領(lǐng)域(光伏,風(fēng)電,電動汽車等),對元器件的小型化、高可靠性要求越來突出,薄膜電容器的發(fā)展趨勢尤其說明這一點,隨著高方阻技術(shù)及超薄材料的發(fā)展成熟,現(xiàn)在能市場化使用的薄膜厚度在2.5μm至3.5μm,未來3~5年可以到達2μm,而按現(xiàn)行舊的卷繞技術(shù)明顯不適用,甚至?xí)斐梢恍┵|(zhì)量不穩(wěn)定的隱患:
1)超薄的金屬化膜一般采用高方阻技術(shù),由于鍍層很薄,電清洗的方式受到一定限制,效果往往不理想,造成損耗增大甚至絕緣不良的隱患;
2)電清洗過程不可避免對薄膜介質(zhì)造成一定損傷,薄膜較厚時不明顯甚至不會在電容性能上體現(xiàn),但3.5μm厚以下的薄膜會有影響;
3)由于薄膜太薄,在內(nèi)圈燙封時薄膜收縮嚴(yán)重,內(nèi)部成型效果差,容易打皺。薄膜內(nèi)圈打皺的話基本產(chǎn)品耐壓及壽命都會造成很大影響。
4)同樣由于薄膜太薄,在外圈燙封時也收縮嚴(yán)重,容易燙傷電容介質(zhì),同時對電容芯子的包裹保護的效果不理想。
可見現(xiàn)行的卷繞技術(shù)明顯不適用3.8μm以下更薄的薄膜(主要介質(zhì)材料包括PP,PET,PPS),甚至?xí)﹄娙萜餍阅茉斐刹环€(wěn)定的影響,與現(xiàn)在對元器件的小型化、高可靠性要求的發(fā)展趨勢是不相匹配的。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
為了解決上述問題,本發(fā)明提供了一種應(yīng)用于薄膜電容器的繞卷方法,其不會對超薄化的金屬薄膜的繞卷造成損傷,保證薄膜電容器性能的穩(wěn)定可靠。
其技術(shù)方案是這樣的:一種應(yīng)用于薄膜電容器的繞卷方法,其特征在于,其包括以下步驟:
(1)芯子內(nèi)層插入無鍍層的內(nèi)襯薄膜,烙鐵燙封在內(nèi)襯薄膜上;
(2)上下兩層金屬化薄膜錯開卷繞,增加爬電距離;
(3)芯子外圈插入無鍍層的外包光膜,烙鐵燙封在外包光膜上。
采用本發(fā)明的方法后,取消了原有的電清洗工藝,避免了電清洗造成的不良隱患,同時取消了內(nèi)封工藝,采用無鍍層的內(nèi)襯薄膜插入方式,外層芯子也采用插入外包光膜形式,保證了薄膜電容器性能的穩(wěn)定可靠,在繞卷過程中也不會損傷。
附圖說明
圖1為現(xiàn)有繞卷技術(shù)示意圖;
圖2為本發(fā)明繞卷技術(shù)示意圖;
圖3為繞卷結(jié)構(gòu)狀態(tài)示意圖。
具體實施方式
見圖2,圖3所示,一種應(yīng)用于薄膜電容器的繞卷方法,其包括以下步驟:
(1)芯子內(nèi)層插入無鍍層的內(nèi)襯薄膜,烙鐵燙封在內(nèi)襯薄膜上;
(2)上下兩層金屬化薄膜錯開卷繞,增加爬電距離;
(3)芯子外圈插入無鍍層的外包光膜,烙鐵燙封在外包光膜上。
適用卷繞材料厚度:薄膜材料厚度2.5μm甚至更薄的薄膜卷繞
本發(fā)明實現(xiàn)了以下技術(shù)效果:
1)改變傳統(tǒng)的金屬化薄膜卷繞工藝設(shè)計思路,取消電清洗工藝,這樣避免了電清洗造成的不良隱患
2)同時取消內(nèi)封工藝,突破性地采用插入內(nèi)襯薄膜(無鍍層)方式,同時金屬化薄膜錯開卷繞,增加爬電距離,解決了內(nèi)層薄膜兩極板絕緣隔離問題,同時可作為內(nèi)層支撐,避免薄膜燙傷打皺問題,使芯子內(nèi)圓效果理想;
3)外層芯子也采用插入外包光膜形式,解決了薄膜兩極板絕緣隔離問題,同時包裹保護效果更佳穩(wěn)定。
4)插入的內(nèi)襯及外包膜厚度較厚,同時沒有鍍層,解決了超薄化薄膜容易燙傷及打皺的問題;
5)以內(nèi)襯膜作內(nèi)層支撐,以外包膜做包裹保護,超薄金屬化膜僅作為電容器功能部分實現(xiàn),電容器整體設(shè)計更加穩(wěn)定可靠。