一种改进型新能源电容器用金属化薄膜

摘要

本发明涉及一种改进型新能源电容器用金属化薄膜，包括绝缘基膜，绝缘基膜的正面设置有金属镀层，金属镀层包括与绝缘基膜正面相结合的混合镀层，所述混合镀层的表面覆盖有铝镀层。所述混合镀层包括多个呈阵列设置的正方形铜镀块，相邻铜镀块之间的间距相等，所述绝缘基膜的正面还设置有将所有铜镀块完全覆盖的锡镀层。所述改进型新能源电容器用金属化薄膜在过流时易发生自愈，安全性能好；采用该改进型新能源电容器用金属化薄膜制成的电容器，在长期使用后，其电容量下降幅度小，使用寿命长。

权利要求

1.一种改进型新能源电容器用金属化薄膜，包括绝缘基膜，所述绝缘基膜的正面设置有金属镀层，其特征在于：所述金属镀层包括与绝缘基膜正面相结合的混合镀层，所述混合镀层的表面覆盖有铝镀层；

所述混合镀层包括多个呈阵列设置的正方形铜镀块，相邻铜镀块之间的间距相等，所述绝缘基膜的正面还设置有将所有铜镀块完全覆盖的锡镀层；

通过在绝缘基膜正面涂覆有蜡模层，在蜡模层的表面预留有与铜镀块一一对应的正方形铜镀块预留区，然后通过化学镀铜的方式制成铜镀块；之后除去蜡模层，通过真空镀膜的方式制成锡镀层；最后，通过真空镀膜的方式制成铝镀层即得到成品；

所述锡镀层在真空镀膜机中的锡镀膜室进行真空镀膜作业，所述锡镀膜室内部的表压小于或等于-2×10-5mbar，锡镀膜室中锡蒸发坩埚内部的加热温度为825 850℃，锡镀膜室~中用来冷却绝缘基膜的冷却辊的冷却温度为-3 0℃；

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所述铝镀层在真空镀膜机中的铝镀膜室进行真空镀膜作业，所述铝镀膜室内部的表压小于或等于-2×10-5mbar，铝镀膜室中铝蒸发坩埚内部的加热温度为1000 1150℃，铝镀膜~室中用来冷却绝缘基膜的冷却辊的冷却温度为-3 0℃；

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所述绝缘基膜是聚乙酯薄膜、聚丙烯薄膜、聚苯乙烯薄膜、聚碳酸酯薄膜中的一种。

说明书

一种改进型新能源电容器用金属化薄膜

技术领域

[0001] 本发明涉及一种改进型新能源电容器用金属化薄膜，属于电容器技术领域。

背景技术

[0002] 随着常规能源的有限性以及环境问题的日益突出，新能源的利用正在被有效开发利用。而新能源汽车作为目前新能源项目的代表，正在被逐渐充分开发。在新能源技术领域中，金属化薄膜电容器常用作储能电器元器件。目前的薄膜电容器，如极板有效镀层厚度选择较薄(方阻大)，金属层容易自愈，电容器耐压可以适当提高，但损耗增大，载流能力降低，电容器会因发热导致早期失效；反之，若镀层较厚(方阻小)，载流能力可以提高；但发生自愈时需要的能量就大，自愈产生的热量会影响该点邻近层薄膜，导致相邻薄膜的介电强度下降，相继发生击穿自愈，最终导致多层介质的连续击穿，造成电容器自愈失败而短路。

[0003] 因此，先常使用金属化安全膜来替代传统金属化薄膜用于大容量的新能源技术领域中。金属化安全膜是通过真空镀膜将微型保险丝均匀分布在整个金属化电极上，也就是把整个金属化电极用很窄的绝缘间隙把电极分成很多形状相同、面积相等的极板单元，各个极板单元之间由微型保险丝相互联接。当电容器中任何一层极板单元内发生击穿时，瞬间大电流涌向击穿点，当电流达到微型保险丝动作阀值时，微型保险丝瞬间动作，击穿点周围的金属层也被迅速蒸发，形成一个绝缘区，使击穿点所在的极板单元与电容器极板整体脱离，由于自愈能量能控制在一个合适数值，自愈过程极短，也不会影响相邻层薄膜介电强度，可有效防止电容器的连续击穿自愈。

[0004] 但是，采用金属化安全膜制成的电容器，由于其不间断的自愈会导致电容器的容量会不断的下降，虽然每次下降幅度都非常低，但是时间长了，电容器的实际容量的下降幅度较大，因此新能源电容器的更换频次较高。例如，菱形金属化安全膜制成的电容器，通常在使用一年以后，其电容量的下降幅度超过5％，而新能源电容器的电容量下降幅度超过10％即报废，因此，新能源电容器在长期高负荷的运行过程中，通常2～3年即需要更换。

发明内容

[0005] 本发明针对现有技术存在的不足，提供了一种改进型新能源电容器用金属化薄膜，具体技术方案如下：

[0006] 一种改进型新能源电容器用金属化薄膜，包括绝缘基膜，所述绝缘基膜的正面设置有金属镀层，所述金属镀层包括与绝缘基膜正面相结合的混合镀层，所述混合镀层的表面覆盖有铝镀层。

[0007] 作为上述技术方案的改进，所述混合镀层包括多个呈阵列设置的正方形铜镀块，相邻铜镀块之间的间距相等，所述绝缘基膜的正面还设置有将所有铜镀块完全覆盖的锡镀层。

[0008] 作为上述技术方案的改进，通过在绝缘基膜正面涂覆有蜡模层，在蜡模层的表面预留有与铜镀块一一对应的正方形铜镀块预留区，然后通过化学镀铜的方式制成铜镀块；之后除去蜡模层，通过真空镀膜的方式制成锡镀层；最后，通过真空镀膜的方式制成铝镀层即得到成品。

[0009] 作为上述技术方案的改进，所述锡镀层在真空镀膜机中的锡镀膜室进行真空镀膜作业，所述锡镀膜室内部的表压小于或等于-2×10-5mbar，锡镀膜室中锡蒸发坩埚内部的加热温度为825～850℃，锡镀膜室中用来冷却绝缘基膜的冷却辊的冷却温度为-3～0℃。

[0010] 作为上述技术方案的改进，所述铝镀层在真空镀膜机中的铝镀膜室进行真空镀膜作业，所述铝镀膜室内部的表压小于或等于-2×10-5mbar，铝镀膜室中铝蒸发坩埚内部的加热温度为1000～1150℃，铝镀膜室中用来冷却绝缘基膜的冷却辊的冷却温度为-3～0℃。

[0011] 作为上述技术方案的改进，所述绝缘基膜是聚乙酯薄膜、聚丙烯薄膜、聚苯乙烯薄膜、聚碳酸酯薄膜中的一种。

[0012] 本发明的有益效果：

[0013] 所述改进型新能源电容器用金属化薄膜在过流时易发生自愈，安全性能好；采用该改进型新能源电容器用金属化薄膜制成的电容器，在长期使用后，其电容量下降幅度小，使用寿命长。

附图说明

[0014] 图1为本发明所述改进型新能源电容器用金属化薄膜的结构示意图；

[0015] 图2为本发明所述绝缘基膜与蜡模层的连接示意图；

[0016] 图3为本发明所述绝缘基膜与铜镀块的连接示意图；

[0017] 图4为本发明所述绝缘基膜与混合镀层的连接示意图。

具体实施方式

[0018] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

[0019] 如图1所示，所述改进型新能源电容器用金属化薄膜，包括绝缘基膜10，所述绝缘基膜10的正面设置有金属镀层，所述金属镀层包括与绝缘基膜10正面相结合的混合镀层20，所述混合镀层20的表面覆盖有铝镀层30。所述混合镀层20包括多个呈阵列设置的正方形铜镀块21，相邻铜镀块21之间的间距相等，所述绝缘基膜10的正面还设置有将所有铜镀块21完全覆盖的锡镀层22。

[0020] 所述改进型新能源电容器用金属化薄膜的制作方法如下：

[0021] 1)、通过在绝缘基膜10正面涂覆有蜡模层50，如图2所示，在蜡模层50的表面预留有与铜镀块21一一对应的正方形铜镀块预留区51，然后通过化学镀铜的方式制成铜镀块21。其中，所述绝缘基膜10是聚乙酯薄膜、聚丙烯薄膜、聚苯乙烯薄膜、聚碳酸酯薄膜中的一种。

[0022] 2)、除去蜡模层50，如图3所示；通过真空镀膜的方式制成锡镀层22，如图1、4所示；所述锡镀层22在真空镀膜机中的锡镀膜室进行真空镀膜作业，所述锡镀膜室内部的表压小于或等于-2×10-5mbar，锡镀膜室中锡蒸发坩埚内部的加热温度为825～850℃，锡镀膜室中用来冷却绝缘基膜的冷却辊的冷却温度为-3～0℃。

[0023] 3)、通过真空镀膜的方式制成铝镀层30即得到成品。所述铝镀层30在真空镀膜机中的铝镀膜室进行真空镀膜作业，所述铝镀膜室内部的表压小于或等于-2×10-5mbar，铝镀膜室中铝蒸发坩埚内部的加热温度为1000～1150℃，铝镀膜室中用来冷却绝缘基膜的冷却辊的冷却温度为-3～0℃。

[0024] 在上述实施例中，铜镀块21与锡镀层22结合构成混合镀层20，铝镀层30的表面能够形成致密的氧化铝薄膜保护层能够阻止锡镀层22被氧化。在混合镀层20中，铜的导电性能优于锡，铜镀块21的方阻要小于锡镀层22，因此，铜镀块21能够承受更大的电流密度。一旦当铜镀块21处的电流密度过大，根据尖端放电原理，铜镀块21的四个拐角处的电流密度最大，发热量也最大，从而导致铜镀块21的四个拐角处的锡先通过蒸发来自愈。由于锡的沸点只比铝的沸点低147℃，因此锡镀层22与铝镀层30的自愈几乎同步。相对于铝、锌、镁等金属来说，由于锡的熔点非常低，锡的熔点为231.9℃，因此，在自愈发生前，过大的电流产生的热量导致发生自愈的铜镀块21附近的锡镀层22被熔化，液态锡会将发生自愈的铜镀块21附近的空白区域给重新填满，从而使得发生自愈的铜镀块21能够重新接入混合镀层20，从而能够有效减缓电容器电容量的降低幅度，有利于提高电容器的使用寿命。采用所述改进型新能源电容器用金属化薄膜制成的改进型新能源电容器，在使用一年以后，其电容器下降幅度不超过2.8％；而在同等电容量的前提下，采用菱形金属化安全膜制成的电容器，在使用一年以后，其电容量的下降幅度超过5％。

[0025] 采用化学镀铜的方式制成铜镀块21，其与绝缘基膜的结合力比通过真空镀膜的方式好，这有助于提高金属镀层与绝缘基膜之间的结合力。

[0026] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。