[發明專利]高直流介電強度金屬化膜及其制備方法、電容器芯子

在審

• 申請號: 202010876676.2
• 申請日: 2020-08-27
• 公開（公告）號: CN111899978A
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 湯澤波;王余躍
• 申請（專利權）人: 安徽賽福電子有限公司
• 主分類號: H01G4/008
• 分類號: H01G4/008;H01G4/14;H01G4/232;H01G4/32;H01G4/33
• 代理公司: 合肥東信智谷知識產權代理事務所(普通合伙) 34143
• 代理人: 聶永旺

高直流介電強度金屬化膜及其制備方法、電容器芯子，包括聚丙烯薄膜層，所述聚丙烯薄膜層的表面設有多個基底金屬化鋁層，多個所述基底金屬化鋁層相互間隔設置，所述基底金屬化鋁層之間的間隔區域為無金屬中間屏蔽區；所述基底金屬化鋁層的邊緣處與聚丙烯薄膜層之間留有無金屬邊緣留邊區，所述金屬化鋅加厚層包括邊緣金屬鋅加厚層、中間金屬化鋅加厚層；S1、調節真空度：S2、放卷：S3、油屏蔽：S3、蒸鍍：S4、收卷成型：本發明該薄膜的直流介電強度可以達到550V/μm以上，制成的大脈沖直流電容器工作電壓高，儲能密度大，體積小。

技術領域

本發明屬于電容器技術領域，特別涉及高直流介電強度金屬化膜及其制備方法、電容器芯子。

背景技術

金屬化膜電容器是以有機薄膜作為電介質，金屬化層作為極板的電容器。為了獲得性能更優良，體積更小，儲能密度更高的電容器，需要提高金屬化膜的直流介電強度，這樣就能使同樣厚度金屬化膜電容器工作在更高的電壓，提高儲能密度，減小體積。

隨著我國高端科技的發展和重點科研項目的推進，需要研發一款應用于特定環境的充電時間75s，脈沖時間500μs，6次/天，間隔2小時，壽命達40000次的高電壓大脈沖直流電容器。根據電容器性能分析，該電容器單只芯子元件需采用5.5μm聚丙烯薄膜作為電介質，在金屬化層結構上采用了三內串結構。制成的電容器芯子元件需要在9kV下長期通電運行，需要的金屬化薄膜的直流介電強度為545VDC/μm；然而現有的金屬化薄膜還無法承受545VDC/μm的直流介電強度。

發明內容

本發明針對現有技術存在的不足，提供了高直流介電強度金屬化膜，具體技術方案如下：

高直流介電強度金屬化膜，包括聚丙烯薄膜層，所述聚丙烯薄膜層的表面設有多個基底金屬化鋁層，多個所述基底金屬化鋁層相互間隔設置，所述基底金屬化鋁層之間的間隔區域為無金屬中間屏蔽區；所述基底金屬化鋁層的邊緣處與聚丙烯薄膜層之間留有無金屬邊緣留邊區；

所述基底金屬化鋁層的表面設有金屬化鋅加厚層，所述金屬化鋅加厚層包括邊緣金屬鋅加厚層、中間金屬化鋅加厚層；所述邊緣金屬鋅加厚層、中間金屬化鋅加厚層均設于基底金屬化鋁層的表面，所述邊緣金屬鋅加厚層位于基底金屬化鋁層的表面邊緣處，所述中間金屬化鋅加厚層設于基底金屬化鋁層的表面中部；

所述基底金屬化鋁層的表面附著有逸散的鋅顆粒，在基底金屬化鋁層的總金屬原子含量中鋅顆粒占比不超過10％。

進一步的，所述邊緣金屬鋅加厚層、基底金屬化鋁層以及聚丙烯薄膜層所處外端均平齊設置，所述邊緣金屬鋅加厚層的截面呈直角梯形，所述邊緣金屬鋅加厚層的直角邊位于外端。

進一步的，所述聚丙烯薄膜層的厚度為5.5μm，所述聚丙烯薄膜層的寬度為150mm。

進一步的，所述邊緣金屬化鋅加厚層的寬度為9mm，中間金屬化鋅加厚層的寬度為14mm，無金屬中間屏蔽區的寬度為4mm，無金屬邊緣留邊區的寬度為5mm。

進一步的，所述邊緣金屬化鋅加厚層的厚度大于中間金屬化鋅加厚層的厚度。

進一步的，所述邊緣金屬化鋅加厚層的方阻為2～4Ω/□，所述中間金屬化鋅加厚層的方阻為4～6Ω/□，所述基底金屬化鋁層的方阻為60±5Ω/□。

高直流介電強度金屬化膜的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：

S1、調節真空度：調節鍍膜機內的高真空度倉的真空度至10^-2pa(10^-4mbar)量級；

S2、放卷：鍍膜機上的有機電介質薄膜放卷，使得有機電介質薄膜輸送至油屏蔽管上方；

S3、油屏蔽：油屏蔽管內的油液被加熱為蒸氣，油液蒸氣穿過油屏蔽板上的噴口，然后油液蒸氣向上附著至金屬化膜上的無金屬中間屏蔽區和無金屬邊緣留邊區；