[發明專利]耐濕熱電容器用金屬化薄膜

在審

• 申請號: 201911326802.0
• 申請日: 2019-12-20
• 公開（公告）號: CN113012937A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 王珂;桂宗彥;荒井崇
• 申請（專利權）人: 東麗先端材料研究開發（中國）有限公司
• 主分類號: H01G4/18
• 分類號: H01G4/18;H01G4/008;H01G4/224;H01G4/33;H01G4/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種耐濕熱電容器用金屬化薄膜，當卷繞成0.47μF的電容器芯子后，2hr時測定壓縮強度在0?0.25MPa范圍內。該金屬化薄膜具有經過成分調控的保護層，保護層中包含硅、氧、或碳元素中的一種或多種，其中氧元素的相對原子百分含量大于20％，保護層中的⁷⁶SiO₃^?基團數量與⁷⁵SiO₂CH₃^?基團數量的比值(TOF?SMIS譜)≥0.02，硅元素的面密度在0.02?0.25μg/cm²之間。該金屬化薄膜制成的電容器具有良好的耐濕熱性能。

技術領域

本發明涉及金屬化薄膜領域，包括一種新型金屬化薄膜的組成結構，該金屬化薄膜制成的薄膜電容器具有良好的耐濕熱性能。

背景技術

薄膜電容器應用于家電、電動汽車和充電設備領域，起到緩解電流沖擊以及交變電路的濾波作用。原理是將電荷儲存在相互絕緣對置的兩個金屬薄層中；其中，金屬薄層設置在聚合物薄膜的表面上，連同聚合物薄膜卷繞起來，形成金屬層、聚合物層相間的層疊結構，因為每一層厚度很薄，因此薄膜電容器能夠提供足夠大的表面來儲存電荷。

沒有制造缺陷的薄膜電容器在使用過程中也會發生失效。失效原因主要是金屬層氧化導致電阻升高，在電容器負荷交變電流的情形下金屬層大量發熱，導致電容器變形、熔穿甚至爆炸。現今電子設備高能化、電動汽車的普及下，對薄膜電容器的性能穩定性逐漸提高，長時間、極端條件下穩定工作成為目前電容器性能的必然要求。

蒸鍍油層可以用來制造耐濕熱電容器薄膜，油層用量小、成本低，是當今較為普遍的耐濕熱電容器薄膜的生產方法。油層覆蓋在金屬層的表面，因為油層疏水性好于金屬，能夠阻止水汽直接接觸金屬表面，防止金屬氧化。蒸鍍油層的方法也有不足。油層是液體，且具有團聚和轉移的特性，導致油層在金屬層表面的形態不穩定，金屬層裸露的部分容易受到濕氣的侵蝕(申請號：PCT/CN2019/083601)。油層的穩定性是制約薄膜電容器耐濕熱性能的因素之一。

發明內容

針對基于一般電容器薄膜耐濕熱性能不穩定的問題，本發明提出了一種新的耐濕熱金屬化薄膜組成結構。該方案成本低，且能改善金屬化薄膜的耐濕熱性能。

本發明的技術方案如下：

一種耐濕熱電容器用金屬化薄膜，當金屬化薄膜卷繞成0.47μF的電容器芯子后，2hr時測定壓縮強度在0-0.25MPa范圍內。

由于對基本耐濕熱性能的要求，優選所述金屬化薄膜包含絕緣介質層、金屬層、以及保護層。

壓縮強度是本發明所使用的保護層的表觀特性之一，當該值大于0.25MPa時，說明金屬化薄膜的金屬面一側與配對金屬化膜的絕緣層一側之間相互作用大，即表面能差異大，根源是金屬面沒有被保護層充分的覆蓋，金屬的存在增大了金屬化膜表面的表面能，在這種情況下，濕氣通過侵入金屬層的裸露位點，使金屬化膜耐濕熱性下降。由于需要維持壓縮強度在相對較低的水平，以防止層間空隙、褶皺、滑動困難的發生，絕緣介質層要求較薄的厚度、較好的力學強度和較高的耐壓性能，優選所述絕緣介質層包含聚丙烯；其厚度≤10μm。

由于要求壓縮強度具有較好的經時穩定性，需要層與層之間的界面成分相對穩定，因此金屬層要求有防腐蝕、易加工的特性，優選所述金屬層包含鋁或鋅中的一種或多種。