一种铝电解电容器的制作方法

1.本实用新型涉及储能元件技术领域，具体而言，涉及一种铝电解电容器。


背景技术：

2.铝电解电容器广泛应用于大功率不间断电源(ups)、变频器中；这些产品的终端应用环境条件复杂，并且，在某些特定的应用场合，环境中不可避免地存在一些有害物质；譬如，钢铁脱硫、煤矿、化工厂、漂染厂、海边光伏、风电等应用环境中，含有大量的卤素以及硫等有害物质，这些有害物质以气体的形式存在，容易从铝电解电容器上的电容压力阀处渗入电容器内部，引发电容阳极腐蚀，造成电容/整机早期失效。


技术实现要素：

3.本实用新型解决的问题是有害气体易于渗入铝电解电容器内。
4.为解决上述问题，本实用新型提供一种铝电解电容器，包括端子板；
5.所述端子板上设置有泄压孔；
6.所述泄压孔内设置有压力阀；
7.所述端子板上还设置有用于对所述泄压孔进行遮挡的阻气结构。
8.可选地，所述阻气结构包括气体阻隔膜；所述气体阻隔膜覆盖于所述泄压孔的上方，且所述气体阻隔膜的面积大于所述泄压孔的横面积。
9.可选地，所述气体阻隔膜包括基膜层和粘附层；所述气体阻隔膜通过所述粘附层粘附于所述端子板上。
10.可选地，所述基膜层的材质选自聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯中的一种。
11.可选地，所述基膜层的厚度范围为0.02mm～0.50mm。
12.可选地，所述粘附层的材质选自聚氨酯、聚丙烯酸乳胶、改性聚乙烯醇、环氧树脂、有机硅中的一种。
13.可选地，所述粘附层的厚度范围为0.02mm～0.50mm。
14.可选地，所述阻气结构包括适于插接于所述泄压孔中的橡胶塞；所述橡胶塞位于所述压力阀的上方。
15.可选地，所述端子板上设置有胶塞安装部，所述胶塞安装部内设置有通孔，所述通孔与所述泄压孔相连通，且所述通孔与所述泄压孔的内径相同；所述橡胶塞适于与所述通孔相配合，以实现对所述泄压孔的遮挡。
16.可选地，所述通孔的内壁上设置有第一台阶结构；所述第一台阶结构的内径沿从下到上的方向依次增大；所述橡胶塞的外壁上设置有与所述第一台阶结构相适配第二台阶结构。
17.与现有技术相比，本实用新型提供的铝电解电容器具有如下优势：
18.本实用新型提供的铝电解电容器，通过在端子板上设置用于对泄压孔进行遮挡的
阻气结构，阻挡或减少有害气体从泄压孔处压力阀与端子板之间的间隙渗入电容器的腔体内，从而解决有害气体易于渗入铝电解电容器内的问题。
附图说明
19.图1为现有的铝电解电容器的结构简图；
20.图2为本实用新型中铝电解电容器的结构简图一；
21.图3为图2中a处的局部放大图；
22.图4为本实用新型中铝电解电容器的结构简图二；
23.图5为图4中b处的局部放大图；
24.图6为本实用新型中胶塞安装部的结构简图；
25.图7为本实用新型中橡胶塞的结构简图。
26.附图标记说明：
27.1-外壳；2-端子板；21-泄压孔；22-气体阻隔膜；221-基膜层； 222-粘附层；23-橡胶塞；231-第二台阶结构；24-胶塞安装部；241
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第一台阶结构；3-压力阀；4-芯包。
具体实施方式
28.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中表示，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制，基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
29.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“周向”、“径向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
30.此外，术语“第一”、“第二”仅用于简化描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性，或隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定为“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
31.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第一特征之“上”或之“下”，可以包括第一特征和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征的正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。
32.参见图1所示，铝电解电容器包括外壳1，位于外壳1上端的端子板2，通过外壳1与端子板2围合构成铝电解电容器的腔体，芯包4设置于该腔体内；为提高铝电解电容器使用过程中的安全性，通常在端子板2上设置有压力阀3；铝电解电容器使用过程中， 95％以上
的有害气体通过压力阀3与端子板2之间的间隙进入电容器内部。
33.本技术以卤素为例，对有害气体进入电容器内部后的电容阳极腐蚀机理进行说明。
34.氯以气体或卤代烃溶剂的形式，从压力阀3处渗透进入电容器内；在电容器内，氯通过分解反应释放出氯离子，反应过程如下式所示：
35.rcl h2o
→
roh 3h

3cl-；
36.氯离子带有负电荷，当电容通电时，氯离子往正极移动，因此，腐蚀只发生在正极(正极箔和正极引线条)；氯离子渗透进入正极氧化膜的缺陷处，接触到金属铝，在电位的作用下发生电化学反应：
37.al 3cl-→
alcl3 3e；
38.电解液中存在少量的水，与三氯化铝反应释放出氯离子：
39.alcl3 3h2o
→
al(oh)3 3h

3cl-；
40.反应释放出来的氯离子会继续与铝反应，同时生成的氢离子增加了酸度，会导致介质氧化膜的裂化分解；施加更高的电压和温度会加速腐蚀反应；其他卤素的腐蚀反应机理与上述过程类似，本技术不再赘述。
41.为解决有害气体易于渗入铝电解电容器内的问题，本技术提供一种铝电解电容器，参见图2～图7所示，该铝电解电容器包括端子板2，该端子板2位于外壳1的上方，与外壳1围合构成用于容纳芯包4的腔体；端子板2上设置有泄压孔21，该泄压孔21与容纳芯包4的腔体相通；泄压孔21内设置有压力阀3，本技术优选该压力阀3为硅橡胶压力阀；铝电解电容器工作过程中，若电容器内部压力过大，压力阀3破裂，使得腔体内的压力通过泄压孔21得以释放，提高安全性。
42.为在保证铝电解电容器安全性的基础上，解决有害气体易于渗入铝电解电容器内的问题，本技术进一步在端子板2上还设置有用于对泄压孔21进行遮挡的阻气结构，以便于通过该阻气结构阻挡或减少有害气体从泄压孔21处压力阀3与端子板2之间的间隙渗入电容器的腔体内。
43.需要说明的是，为保证铝电解电容器的安全性，本技术中阻气结构的设置，应不能影响压力阀3的工作；该阻气结构在压力阀未发生破裂时，对泄压孔21进行遮挡；压力阀3产生爆破破裂时，该阻气结构应取消对泄压孔21的遮挡作用，以使电容器腔体内的气体能够顺利释放，保证安全。
44.本实用新型提供的铝电解电容器，通过在端子板2上设置用于对泄压孔21进行遮挡的阻气结构，阻挡或减少有害气体从泄压孔 21处压力阀3与端子板2之间的间隙渗入电容器的腔体内，从而解决有害气体易于渗入铝电解电容器内的问题。
45.本技术中阻气结构的一种实现方式为，参见图2、图3所示，阻气结构包括气体阻隔膜22；该气体阻隔膜22覆盖于泄压孔21的上方，且气体阻隔膜22的面积大于泄压孔21的横面积，以便于通过该气体阻隔膜22将泄压孔21处压力阀3与端子板2之间的间隙进行遮挡，减少有害气体从间隙处渗入。
46.该气体阻隔膜22在压力阀3未发生破裂时，覆盖于泄压孔 21处；压力阀3发生破裂时，在腔体内高压气体的作用下，从泄压孔21处脱离，以使电容器的腔体与外界通过泄压孔21相通，保证电容器内部的压力能够得以释放，保证安全性。
47.本技术优选气体阻隔膜22包括基膜层221和粘附层222；气体阻隔膜22通过粘附层222粘附于端子板2上。
48.具体的，本技术优选基膜层221的材质选自聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯中的一种，以使气体阻隔膜22不仅具有低渗透性的特点，同时还具有耐高温、抗老化的特性，以便于使得铝电解电容器在恶劣环境下长期工作时，基膜层221不易于发生老化破坏，从而能够阻挡有害气体渗入电容器内。
49.本技术进一步优选基膜层221的厚度范围为0.02mm～0.50mm，避免有害气体渗入电容器腔体内。
50.本技术优选粘附层222的材质选自聚氨酯、聚丙烯酸乳胶、改性聚乙烯醇、环氧树脂、有机硅中的一种，以保证气体阻隔膜22具有较好的粘性，从而使得铝电解电容器在工作环境下，保持气体阻隔膜22不脱落，并且，在压力阀3发生破裂时，在高温高压作用下，粘附层222能够熔融，基膜层221与端子板2分离，从而使得高温电解液蒸汽能够通过泄压孔21进行泄放，保证安全性。
51.本技术优选粘附层222的厚度范围为0.02mm～0.50mm。
52.参见图4～图7所示，本技术提供的阻气结构的另一种实现方式为，阻气结构包括适于插接于泄压孔21中的橡胶塞23；橡胶塞 23位于压力阀3的上方。
53.本技术优选橡胶塞23的材质选自丁基橡胶、乙丙橡胶、丁腈橡胶中的一种；利用这些橡胶透气性较差的特点，来减少渗入电容器腔体内的有害气体量。
54.具体的，本技术优选压力阀3的材质为透气性较好的硅橡胶，利用硅橡胶抗老化以及透气性好的特点，一方面延长压力阀3的使用寿命，另一方面便于使得电容器腔体内部反应产生的氢气从腔体内透出；在此基础上，为减少有害气体的渗入量，将位于压力阀 3上方的橡胶塞23的材质选择透气性较差的普通橡胶，从而有利于在保证铝电解电容器正常工作的基础上，减少有害气体的渗人量。
55.基于橡胶材质具有一定弹性的特点，本技术优选橡胶塞23的外径略大于泄压孔21的内径，在将橡胶塞23插入泄压孔21时，对橡胶塞23进行挤压，使得橡胶塞23的外径略小于泄压孔21的内径，从而能够将橡胶塞23插入泄压孔21内；将橡胶塞23置于泄压孔 21中后，橡胶塞23回弹，橡胶塞23与泄压孔21之间构成过盈配合，从而实现对泄压孔21的封堵，当压力阀3未破裂时，通过设置于压力阀3外侧的橡胶塞23来减少渗入电容器腔体内的有害气体，当压力阀3发生破裂时，在压力作用下，橡胶塞23与泄压孔21脱离，以使电容器的腔体与外界通过泄压孔21相通，保证电容器内部的压力能够得以释放，保证安全性。
56.为便于对橡胶塞23进行安装，本技术优选端子板2上设置有胶塞安装部24，该胶塞安装部24为端子板2上向电容器外侧延伸的凸起部，胶塞安装部24内设置有通孔，该通孔与泄压孔21相连通，且通孔与泄压孔21的内径相同；橡胶塞23适于与通孔相配合，以实现对泄压孔21的遮挡。
57.为进一步减少有害气体向电容器内的渗入量，本技术优选通孔的内壁上设置有第一台阶结构241；第一台阶结构241的内径沿从下到上的方向依次增大；橡胶塞23的外壁上设置有与第一台阶结构 241相适配第二台阶结构231；将橡胶塞23安装于胶塞安装部24中时，第一台阶结构241与第二台阶结构231相契合，延长与有害气体渗入电容器内部的路径，从而进一步减少渗入电容器内部的有害气体。
58.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。
59.实施例1
60.以图2所示的铝电解电容器为例，进行防渗透性试验。
61.设置于泄压孔21上方的气体阻隔膜22中，基膜层221的材质为pet，厚度为0.03mm；粘附层222的材质为聚丙烯酸乳胶，厚度为0.025mm。
62.在空铝壳内注入100geg，将试验样品用盖板封口；在封口橡胶面及端子树脂界面涂上环氧树脂；将试验样品放入密闭试验槽中，放入挥发性的洗板水(氯含量33％)放置24h；24h后取出试验样品，用离子色谱仪分析铝壳内eg中的氯离子含量。
63.为提高试验结果的准确性，按照上述方式制作两个样品，分别记为1#与2#；具体检测结果详见表1所示。
64.实施例2
65.本实施例与实施例1的区别为，基膜层221的材质为pp，厚度为0.04mm；粘附层222的材质为聚乙烯醇，厚度为0.02mm；其余与实施例1相同。
66.为提高试验结果的准确性，按照上述方式制作两个样品，分别记为1#与2#；具体检测结果详见表1所示。
67.实施例3
68.本实施例与实施例1的区别为，基膜层221的材质为pe，厚度为0.05mm；粘附层222的材质为聚乙烯醇，厚度为0.03mm；其余与实施例1相同。
69.为提高试验结果的准确性，按照上述方式制作两个样品，分别记为1#与2#；具体检测结果详见表1所示。
70.对比例1
71.本对比例以图1所示的铝电解电容器为例，进行防渗透性试验；防渗透性试验过程与实施例1相同。
72.为提高试验结果的准确性，按照上述方式制作两个样品，分别记为1#与2#；具体检测结果详见表1所示。
73.表1
74.[0075][0076]
从上表中数据看出，在压力阀3上方设置气体阻隔膜22后，有害物渗入量减少了74％～98.0％，实施例1耐渗入效果最为明显。
[0077]
虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员，在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本实用新型的保护范围。