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淺析貼片鉭電容的生產(chǎn)工藝與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

2022-06-14
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一、貼片鉭電容器的生產(chǎn)工藝

1、 鉭塊的成型與燒結(jié)

鉭粉的成型過(guò)程包括稱(chēng)料(量料)、裝膜、限制(上、下壓)、脫膜。選用主動(dòng)成型,模具的形狀決議了鉭塊的形狀,只需根據(jù)需求,裝好模具,再調(diào)整好限制密度所需求的壓強(qiáng),四步作業(yè)就能夠連續(xù)進(jìn)行。為了改善鉭粉的流動(dòng)性,使限制密度分布均勻,一般需求在鉭粉中添加恰當(dāng)?shù)恼澈蟿?

2、 無(wú)定形Ta2O5介質(zhì)氧化膜的構(gòu)成工藝

關(guān)于貼片鉭電容器而言,無(wú)定形Ta2O5介質(zhì)氧化膜的構(gòu)成工藝(又稱(chēng)賦能工藝)就是選用電化學(xué)辦法在鉭芯外表構(gòu)成一層厚度僅為幾十納米到幾百納米的Ta2O5介質(zhì)膜作為電容器的介質(zhì)層。這一步工藝是貼片鉭電容器生產(chǎn)中的核心工藝,也是貼片鉭電容器差異于其它電容器的顯著不同之處。

3、 浸漬電解質(zhì)和凝膠電解質(zhì)的制造

貼片鉭電容器的作業(yè)電解質(zhì)包括浸漬電解質(zhì)和凝膠電解質(zhì)兩種,其中又以浸漬電解質(zhì)為主,凝膠電解質(zhì)配方的酸度要與浸漬電解質(zhì)配方相對(duì)應(yīng)。為了使產(chǎn)品具有符合要求的電功能,對(duì)浸漬電解質(zhì)提出了一系列要求,例如:浸漬電解質(zhì)要具有良好的浸潤(rùn)性,在作業(yè)中能不斷供給修補(bǔ)介質(zhì)氧化膜的電化學(xué)才能,其電導(dǎo)率和黏度在規(guī)則的溫度規(guī)模內(nèi)的變化要小而平穩(wěn),飽滿蒸汽壓要低等等。為了滿意這一系列要求,咱們需經(jīng)過(guò)試驗(yàn)優(yōu)選出恰當(dāng)?shù)呐浞?。由于配置過(guò)程一般為放熱過(guò)程,故須將配好的電解質(zhì)進(jìn)行冷卻處理并拌和均勻以取得成分均一的電解質(zhì)。

4、 鉭芯的浸漬及凝膠電解質(zhì)注入

鉭芯的浸漬是將鉭芯浸入浸漬電解質(zhì)。鉭芯經(jīng)過(guò)氧化膜多孔性吸附效果吸著浸漬電解質(zhì)。需求注意的是在浸漬前必須烘干鉭芯中的水分,這種水分是指鉭芯吸附空氣中含有鹽分和塵土等雜質(zhì)的水。浸漬的辦法分為手工浸漬、真空浸漬和加壓浸漬三種。

注入凝膠電解質(zhì)前須用玻璃棒將冷卻的凝膠電解質(zhì)進(jìn)行拌和至具有流動(dòng)性,然后選用恰當(dāng)?shù)淖⑸溽樄艹槿”囟康哪z電解質(zhì)注入到銀殼內(nèi)部,最后將浸漬好的鉭芯裝入。這樣,鉭芯與銀外殼之間的空地便由凝膠電解質(zhì)填滿,然后在必定程度上起到密封和避免漏液的效果。

5、 裝配與封裝

關(guān)于全密封結(jié)構(gòu)的鉭電容器,是將陽(yáng)極鉭塊上的鉭絲穿過(guò)聚四氟乙烯和橡皮熱圈,然后把鉭芯在聚四氟乙烯下墊片的固定下裝配到注有凝膠電解質(zhì)的銀外殼之中。在銀外殼上與橡皮環(huán)等高的方位進(jìn)行壓槽固定,并穿置玻璃粉絕緣子,之后依次進(jìn)行卷邊、絕緣子與銀外殼間的邊焊、絕緣子上的鉭管與穿過(guò)其間鉭絲的高溫氬弧球焊和陽(yáng)極引線對(duì)焊。

6、 老到與檢測(cè)

裝配好的電容器需求進(jìn)行在必定的溫度環(huán)境下對(duì)電容器施加某一大于額外電壓的電壓,經(jīng)過(guò)必定時(shí)刻的老到,能夠修補(bǔ)前面工藝造成的氧化膜損傷,使電容器電功能趨于穩(wěn)定。對(duì)老到后的產(chǎn)品檢測(cè)其電功能,除掉具有顯著外觀缺點(diǎn),漏電流過(guò)大、耐壓強(qiáng)度低的產(chǎn)品,以進(jìn)步電容器的可靠性。


鉭電容


二、貼片鉭電容器的結(jié)構(gòu)特色

相關(guān)于其他類(lèi)型的電容器,貼片鉭電容器的結(jié)構(gòu)有三個(gè)顯著特征:

1、貼片鉭電容器的作業(yè)介質(zhì)是在鉭芯外表上所生成的一層極薄的Ta2O5膜,此層介質(zhì)氧化膜和金屬鉭結(jié)合成一個(gè)全體,不能獨(dú)自存在。

2、 貼片鉭電容器的陽(yáng)極是電容器中生成介質(zhì)氧化膜的金屬鉭,使電容器接入電路中應(yīng)用時(shí)的正極。

3、 貼片鉭電容器的實(shí)踐陰極是作業(yè)電解質(zhì),包括浸漬電解質(zhì)(液體)和凝膠電解質(zhì)(凝膠)。為了使陰極能夠與外部相連接,又以另一金屬外殼與電解質(zhì)相觸摸,這是液體鉭電解電容器接入電路時(shí)的負(fù)極,僅起引出陰極的效果。

三、貼片鉭電容器的結(jié)構(gòu)

1、 鉭芯和介質(zhì)氧化膜

鉭芯是液體鉭電容器的陽(yáng)極,是由鉭粉經(jīng)過(guò)限制燒結(jié)等工藝制成的圓柱體。在此圓柱體的一端圓心處引出一根鉭絲,用以接入電路的正極。燒結(jié)時(shí)的開(kāi)孔率很大程度上影響著鉭電容器的電容量及損耗。

鉭芯外表上經(jīng)過(guò)賦能構(gòu)成厚度大約為幾十到幾百納米的Ta2O5氧化膜層,該氧化膜層以無(wú)定型態(tài)存在,使得鉭芯外表有大量的蜂窩狀空地。這層氧化膜是電解電容器的心臟部分,它的質(zhì)量關(guān)系到電容器功能的優(yōu)劣,特別是漏電流的巨細(xì)。

2、銀外殼

貼片鉭電容器一般選用高純度銀外殼作為電容器引出陰極,是電容器接入電路時(shí)的負(fù)極。未經(jīng)處理的銀外殼內(nèi)外表積小,使得電容量不易被引出,因而要增大陰極外表積。解決這個(gè)問(wèn)題能夠經(jīng)過(guò)化學(xué)或者電化學(xué)腐蝕的辦法,如硫酸、硝酸等,可是這些腐蝕劑氧化性過(guò)強(qiáng),腐蝕速度過(guò)快,效果難以控制,有可能使殼口被腐蝕,然后影響電容器的密封性。另一種辦法是在銀外殼內(nèi)壁用電鍍或電化學(xué)鍍的辦法沉積一層海綿狀的鉑黑層,可是鉑黑層存在易脫落的問(wèn)題。現(xiàn)在一般選用全鉭全密封結(jié)構(gòu),并在銀外殼內(nèi)壁沉積一層具有多孔隙的碳來(lái)添加陰極有用面積。

3、作業(yè)電解質(zhì)

作業(yè)電解質(zhì)是貼片鉭電容器的實(shí)踐陰極,它與陽(yáng)極鉭塊外表的Ta2O5介質(zhì)膜層及銀外殼的內(nèi)壁充分觸摸,其物理與化學(xué)性質(zhì)對(duì)電容器的電功能有著重要的影響。液體鉭電解電容器的作業(yè)電解質(zhì)包括浸漬電解質(zhì)和凝膠電解質(zhì)兩部分。一部分是浸漬電解質(zhì),用于浸漬鉭芯,使電解質(zhì)溶液能夠滲入多孔隙的陽(yáng)極鉭塊里,以引出最大的電容量。它需求具有良好的浸潤(rùn)性,在作業(yè)中能不斷供給修補(bǔ)介質(zhì)氧化膜的電化學(xué)才能,并且其電導(dǎo)率和黏度在規(guī)則的溫度規(guī)模內(nèi)的變化要小而平穩(wěn),沸點(diǎn)和冰點(diǎn)在作業(yè)溫度規(guī)模之外,較高的閃火電壓和較低的飽滿蒸汽壓。另一部分是凝膠電解質(zhì),冷卻后為凝膠狀,具有搖勻性,填充在鉭芯與銀外殼之間,起到兩者之間的聯(lián)系效果并能夠避免電容器漏液。
貼片鉭電容器的功能優(yōu)異,是在所有電解電容器中具有漏電流最小,單位體積的CV乘積最大的產(chǎn)品。盡管鉭原料稀缺,但選用了高比容鉭粉后本錢(qián)降低,再加上生產(chǎn)工藝的改善,使液體鉭電解電容器得到迅速發(fā)展,使用規(guī)模愈加廣泛。
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