[發明專利]一種高壓儲能電容器的金屬化薄膜芯子及其制備方法

在審

• 申請號: 202110304613.4
• 申請日: 2021-03-23
• 公開（公告）號: CN113066666A
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 劉斌;李貴生;杜野;黃春燕;黃小華
• 申請（專利權）人: 無錫中匯汽車電子科技有限公司
• 主分類號: H01G4/33
• 分類號: H01G4/33;H01G4/32;H01G4/005;H01G4/18;H01G4/38
• 代理公司: 北京挺立專利事務所(普通合伙) 11265
• 代理人: 余瑩

本發明提供一種高壓儲能電容器的金屬化薄膜芯子及其制備方法，所述芯子為表面包裹有兩層具有留絕緣邊的金屬化聚丙烯薄膜以卷邊錯位的方式包裹的芯棒，所述芯子還具有噴金層；所述金屬化聚丙烯薄膜縱由上到下包括金屬化電極層和聚丙烯介質層，所述聚丙烯介質層膜橫向上包括加厚區、過渡區、活動區和留邊區，鍍層厚度以斜坡式依次遞減。本發明提供的制備方法和制備得到的金屬薄膜化芯子，采用較薄的金屬化聚丙烯薄膜做電極和介質材料，因金屬化鍍層不存在串聯結構，即不存在尖端放電和局部放電，同時因較薄的膜承受的額定電壓比較低，不會形成高壓電離，解決了較厚金屬化聚丙烯薄膜介電強度過高的問題。

技術領域

本發明屬于薄膜芯子電容器技術領域，具體涉及一種高壓儲能電容器的金屬化薄膜芯子及其制備方法。

背景技術

金屬化薄膜電容器因耐電壓高、耐沖擊電流大、使用壽命長等特點被應用于軍事、醫療、汽車、工業等很多領域。其中高壓儲能，高壓脈沖放電場合的金屬化薄膜電容器，性能要求具有10KA-100KA的脈沖電流放電能力及uS級的放電時間，產品的設計要求很高。

高壓儲能，高壓脈沖薄膜電容器的設計目前主要有2種方法，第1種方法是采用高方阻厚度較厚的金屬化聚丙烯薄膜做電極和介質材料，第2種方法是采用高方阻厚度較薄的內部串聯金屬化聚丙烯薄膜做電極和介質材料。采用這2種方法卷繞的芯子，需要耐受5KV-50KV的額定電壓，對于電容器制造過程中的賦能、耐電壓測試設備有高壓或超高壓的要求，需要特種設備和特種作業。

發明內容

本發明針對上述缺陷，提供一種高壓儲能電容器的金屬薄膜化芯子及其制備方法，旨在解決現有技術中制備得到的電容器的芯子內部串聯蒸鍍膜局部放電，較厚金屬化聚丙烯薄膜介電強度過高和賦能、耐電壓測試設備有高壓或超高壓的要求，需要特種設備和特種作業的問題。

本發明提供如下技術方案：一種高壓儲能電容器的金屬化薄膜芯子，所述芯子為表面包裹有兩層具有留絕緣邊的金屬化聚丙烯薄膜以卷邊錯位的方式包裹的芯棒，所述芯子還具有噴金層；所述金屬化聚丙烯薄膜縱由上到下包括金屬化電極層和聚丙烯介質層，所述聚丙烯介質層膜橫向上包括加厚區、過渡區、活動區和留邊區，鍍層厚度以斜坡式依次遞減。

進一步地，所述加厚區的方阻值為5-10Ω/□。

進一步地，所述過渡區的方阻值為10-40Ω/□。

進一步地，所述活動區的方阻值為40-90Ω/□。

進一步地，所述留邊區是無蒸鍍層區。

進一步地，所述留邊區的寬度根據電容器單只芯子的額定電壓確定，留邊寬度越大，隔離電壓越高。

進一步地，所述金屬化聚丙烯薄膜卷邊錯位的寬度為1.5-2.5mm。

本發明還提供上述高壓儲能電容器的金屬化薄膜芯子的制備方法，包括以下步驟：

S1：將兩層所述金屬化薄膜進行卷邊錯位地交疊，所述卷邊錯位為將兩層所述留邊區朝向所述芯棒的上部和下部不同方向；

S2：將兩層所述金屬化薄膜用所述芯棒包裹卷繞；

S3：經過所述S2的卷繞，經過熱壓或冷壓工藝得到圓柱體或橢圓柱體的芯子。

進一步地，所述S3步驟得到的芯子的兩層所述金屬化薄膜的卷繞外徑為50-150mm。

本發明的有益效果為：

1、賦能、耐電壓測試設備有高壓或超高壓的要求，需要特種設備和特種作業問題。本發明提供的高壓儲能電容器的金屬薄膜化芯子的制備方法制備得到的單個芯子設計的額定電壓1000V，在電容器制造、測試和試驗過程中電壓2000V，采用本發明提供的制備方法制備得到的金屬薄膜化內部芯子串聯的芯子組電容器的常規設備即能滿足電壓要求，同時操作過程無特高壓，不需要特種作業。