本發(fā)明屬于電容器的技術(shù)領(lǐng)域,特別是涉及一種鋁電解電容器。
背景技術(shù):
如圖1所示,在現(xiàn)有的鋁電解電容器中,正、負(fù)極箔片和電解紙直接連接,然后用引出線引出,在現(xiàn)有的電容器中,在實(shí)際的電解電容器中,陽(yáng)極儲(chǔ)存的電量是比陰極大的。
如圖2所示,圖中,Ca電容量是由陽(yáng)極氧化膜與含浸電解液的電解紙組成的;Ra可以看作是陽(yáng)極氧化膜的絕緣電阻;Cc電容量是由陰極氧化膜與含浸電解液的電解紙組成的,Rc可以看作是陰極氧化膜的絕緣電阻(Rc也包括電解液與電解紙的復(fù)合電阻)。
在給圖2的電路施加直流電壓V時(shí),Ca、Cc的兩端電壓分別為Va和Vc,則有V=Va+Vc,并且Va/Vc=Ra/Rc。
另外,在理想情況下,Va/Vc=Ra/Rc=Cc/Ca,這時(shí)陽(yáng)極和陰極儲(chǔ)存的電量相等,但是,陽(yáng)極氧化膜是經(jīng)過特別氧化處理的,Ra值非常高,而陰極氧化膜很薄,Rc值很小,因此,Ra/Rc比值極大,如果這時(shí)想讓Cc/Ca也獲得與Ra/Rc相同的比值,則Cc值必須非常非常大,在現(xiàn)有的電容器中,都是滿足下列公式:
Ra/Rc>Cc/Ca,也就是:Va/Vc>Cc/Ca,化成:Va*Ca>Vc*Cc。
因?yàn)椋篞a=Va*Ca;Qc=Vc*Cc,就得到:Qa>Qc。
這說明了在實(shí)際的電解電容器中,陽(yáng)極儲(chǔ)存的電量是比陰極大。
因此,實(shí)際的電容器儲(chǔ)存電量就如圖3所示:
這時(shí),如將充電電壓為V伏(注:對(duì)閃光燈電容器,V值是直流電壓;對(duì)大紋波電流應(yīng)用的電容器,V值是紋波電壓峰值)的電容器兩端短接后(極度放電),如圖4所示,就形成了兩個(gè)容量Ca和Cc的并聯(lián)形式:
其兩端間的電壓由于放電形成了Vc’,放電只在儲(chǔ)電荷相對(duì)小的Qc上所進(jìn)行,而Qa-Qc是不放電而殘留的電荷。
因此,殘留電壓Vc’就由Ca+Cc和Qa-Qc所決定,公式如下:
公式1:
從上面公式看,放電時(shí),施加在陰極氧化膜上的電壓(Vc’)可能會(huì)很高(相對(duì)于約1V的天然氧化膜耐壓),這會(huì)引起負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),使電容器內(nèi)部產(chǎn)生氣體等不良現(xiàn)象。因此,在電容器放電時(shí),為了不發(fā)生氧化反應(yīng),陰極Cc上的耐壓V’必須滿足下面的公式2:
公式2:
因?yàn)閂=Va+Vc,公式2可進(jìn)一步化為公式3:
公式3:
在放電時(shí),即使在陰極上施加了電壓Vc’,也不會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng),為了滿足這種要求,可采用比容很高(Cc容量大)的陰極箔或預(yù)先在陰極箔、引出線上形成較高的化成電壓(Vc大)。但即使?jié)M足這樣的條件,最后還是會(huì)發(fā)生電壓跳火,原因在于:在電容器施加特大紋波電流或短時(shí)間電壓差很大的充放電時(shí),因?yàn)殡娙萜髫?fù)極的引線板或引線條上的電容量(單位面積容量)非常低,根據(jù)公式3,引線板或引線條上的Vc’將非常高,即放電時(shí),就會(huì)在引線板或引線條上產(chǎn)生高壓。這高壓對(duì)于負(fù)極來說是反向的,并帶有脈沖性。一段時(shí)間以后,負(fù)極上會(huì)逐漸生成氧化膜,電容器內(nèi)部氣體越來越多,電解液中的吸氫劑不斷吸收。結(jié)果有兩種狀況:一是開始時(shí)的紋波電流特大,使得Vc’電壓很高,氧化反應(yīng)激烈很快發(fā)生電壓跳火;二是紋波電流比正常要大得多,在Vc’電壓下逐漸生成氧化膜,而且隨著時(shí)間的延長(zhǎng),負(fù)極的容量Cc不斷下降,Vc’電壓不斷上升,到達(dá)某個(gè)臨界點(diǎn)后發(fā)生電壓跳火。
目前已有的技術(shù)方案為負(fù)極引出條上增加連接增容裝置,這種方法雖然能夠解決負(fù)極跳火,但是會(huì)增加生產(chǎn)設(shè)備的復(fù)雜性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種鋁電解電容器,在不增加現(xiàn)有設(shè)備復(fù)雜性的前提下,避免電容器在使用時(shí)發(fā)生跳火擊穿。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種鋁電解電容器,包括外殼、內(nèi)殼、封口材料和芯包,所述封口材料裝入內(nèi)殼形成密封,所述內(nèi)殼與外殼配套裝配,所述芯包設(shè)置于內(nèi)殼內(nèi)部,所述芯包包括電解紙、正極箔片、負(fù)極箔片、正極引出線和負(fù)極引出線,所述正極箔片的一側(cè)和負(fù)極箔片的一側(cè)分別與電解紙連接,所述正極引出線固定在正極箔片的另一側(cè),所述負(fù)極引出線固定在負(fù)極箔片的另一側(cè),所述負(fù)極引出線的表面形成有擴(kuò)面增容的微孔、并形成氧化膜。
作為本發(fā)明一種優(yōu)選的實(shí)施方式,所述負(fù)極引出線的表面經(jīng)過純化學(xué)腐蝕形成微孔。
作為本發(fā)明另一種優(yōu)選的實(shí)施方式,所述負(fù)極引出線的表面經(jīng)過電化學(xué)腐蝕形成微孔。
作為本發(fā)明另一種優(yōu)選的實(shí)施方式,所述負(fù)極引出線經(jīng)過化成處理在表面形成一層氧化膜。
作為本發(fā)明另一種優(yōu)選的實(shí)施方式,所述正極箔片和負(fù)極箔片通過鉚接后卷貼在電解紙上。
作為本發(fā)明另一種優(yōu)選的實(shí)施方式,所述正極箔片和負(fù)極箔片通過冷壓焊接后卷貼在電解紙上。
作為本發(fā)明另一種優(yōu)選的實(shí)施方式,所述正極引出線和負(fù)極引出線為引線板或引線條。
作為本發(fā)明另一種優(yōu)選的實(shí)施方式,所述正極引出線和負(fù)極引出線通過冷壓焊接分別與正極箔片和負(fù)極箔片連接。
有益效果
本發(fā)明通過對(duì)負(fù)極引出線進(jìn)行擴(kuò)面增容處理形成表面的微孔,并通過化成處理在表面形成氧化膜,從而達(dá)到更強(qiáng)耐電壓的效果,避免發(fā)生跳火擊穿,從而明顯提高電容器應(yīng)用的穩(wěn)定性,增加使用壽命。
附圖說明
圖1為現(xiàn)有電容器芯包的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。
圖2為電容器充放電時(shí)等效電路圖。
圖3為電容器實(shí)際儲(chǔ)存的電量圖。
圖4為兩個(gè)容量Ca和Cc的并聯(lián)形式圖。
圖5為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6為本發(fā)明芯包的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例,進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解,這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解,在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改,這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
如圖4和圖5所示的一種鋁電解電容器,包括外殼1、內(nèi)殼2、封口材料3和芯包4。封口材料3裝入內(nèi)殼2形成密封,內(nèi)殼2與外殼1配套裝配,芯包4設(shè)置于內(nèi)殼2內(nèi)部。
芯包4包括電解紙401、正極箔片402、負(fù)極箔片403、正極引出線404和負(fù)極引出線405。正極箔片402的一側(cè)和負(fù)極箔片403的一側(cè)分別與電解紙401連接,正極箔片402和負(fù)極箔片403通過鉚接或者冷壓焊接后卷貼在電解紙401上。正極引出線404固定在正極箔片402的另一側(cè),負(fù)極引出線405固定在負(fù)極箔片403的另一側(cè),正極引出線404和負(fù)極引出線405為引線板或引線條,正極引出線404和負(fù)極引出線405通過冷壓焊接分別與正極箔片402和負(fù)極箔片403連接。
負(fù)極引出線405的表面經(jīng)過純化學(xué)腐蝕或者電化學(xué)腐蝕形成擴(kuò)面增容的微細(xì)孔洞,從而增加了表面積。負(fù)極引出條405的表面經(jīng)過擴(kuò)面增容后,通過化成處理,使其表面形成一層氧化膜,具有耐電壓能力。通過上面的改進(jìn)從而避免發(fā)生跳火擊穿,從而明顯提高電容器應(yīng)用的穩(wěn)定性,增加使用壽命。