湿式铝电解电容器的水分影响及控制
来源:用户上传
作者:
摘 要：随着我国经济飞速发展，我国的电解电容器生产企业也在越来越完善，在企业生产过程中对电解电容器的质量控制以及在电解电容器的生产过程中水分的管控，直接影响着产品质量和产品的使用寿命，所以在生产过程中水会对电解电容器产生很重要的影响，那么在生产过程中对水分的控制是一个值得深思的问题。
关键词：湿式铝电解电容器;水分;吸水量;生产过程;水分控制
中图分类号：TM535 文献标志码：A
0 引言
在目前国际市场中电解电容器的供应链也越来越成熟，在国际市场中的生产供应也集中在了国内，日本、韩国、台湾等地区，但是在电解电容器的生产过程中，还存在许多值得研究的控制点，象生产过程中的水分控制，需要对电解电容器的水分进行控制。控制电解电容器的水分就需要首先（须从）控制芯包的储存环境、烘干条件以及电解液的管理等三方面来进行研究实验与讨论，象芯包储存环境在不同天气情况下对全天各时段的空气湿度进行监控，得出结论并给出合理的控制方案。在芯包的烘干过程中应对传统烘干技术进行改进，缩短烘干时间，提升工作效率，增加产能，才能为我国的经济发展贡献更大的力量。
1 分析电解电容中芯子的水分变化
在铝电解电容器的生产过程中，电解电容器中水分的变化主要还需要分析其组成结构，电解电容器中水分含量的多少主要是指其封装后电解电容器内芯子的水份含量，所以分析电解电容器中水分含量的多少，就需要对封装过程中芯子浸渍的前后及电糊配置等方面进行试验观察处理，在不同的温度下去讨论含水量变化。在测试其内部含水量时需要采用水分干燥容器与称量工具，只有如此才能最大限度地降低芯子与空气的接触，导致测量结果不准确。
1.1 电解电容器芯子的浸渍前处理
进行该项试验操作时，需要在电解电容器装配前保证芯子充分干燥，保证芯子充分干燥后再使用，在芯子浸渍后需快速进行装配，如此严格的操作流程是为了减少电解电容器的芯子，减少暴露在空气中吸收水分的时间，减少芯子水分的吸收有利于提高产品的品質与质量。芯子的含水量多少对电解电容器产品使用时的温度特征及耐久性会产生很大的影响，水分过少也会影响芯子的使用性能，否则会导致性能降低。在现有的试验中，应将水含量控制在合理的范围内，以10%以下为宜（无论是水系产品、高水系产品还是非水系产品，都不能因为芯包的含水量而改变电解液的水分含量比例，所以要严格控制芯包以及环境带入的水分）。对于一些稳定性高的电容器来讲，水含量少为好，氧是由溶液中的水提供的。水分不足将影响铝膜形成或修补。试验前，在烘箱内将芯子放烘1 h，再在干燥瓶内冷却至室温。相对湿度控制在95%下（环境湿度我们都控制在60%以下）。对于吸水量与时间的关系如下，电容器的芯子吸水到一定程度后，吸水速度将出现明显地下降，最终逐渐趋于稳定。由于芯子的体积增大，其吸水量趋于充足，其吸水的速度也会有明显的下降。在常温条件下，随着空气中相对湿度的变化，芯子的吸水量并不会完全随着湿度的变化而变化。在常温空气湿度为，80%时，芯子的吸水量不会产生明显变化，而在空气中湿度为90%～100%时，芯子的吸水量会骤然增大。在90%时，在温度不断变化下的情况，芯子吸水量随温度的升高而增加。吸水量增加，芯子变化较为显著，芯子的体积在不断变大的情况下，吸水量也将随之增大，但不宜出现饱和的状态，反之，芯子体积小，吸水量将大大降低，吸水容易出现饱和。基于上述的变化规律，观察芯子浸渍前时间下，芯子的湿度控制。在春、夏季节，相对湿度变化较为明显，保持在75%以下。
1.2 芯子除水处理
芯子在65 ℃恒温条件下，去掉95%的水分，芯子在这样的条件下掉75 %水分。恒温下，芯子水分将会大部分除尽。在85℃条件下，并且处于恒温的状态下，去掉芯子内的水分。除水量与时间在温度下的影响较为明显，除水效果大大提高，考虑到实际的环境，工厂的芯子堆放于一个容器之内，大体积的芯子，除水速度较慢。考虑到干燥的芯子吸水速度越快，迅速放入容器内，除去大量的水分。
1.3 电解电容器芯子的浸渍后处理
在电解电容器生产过程中，芯子在浸渍电解糊后，不可避免的一定会吸收空气中的水分，但是由于所使用的电解糊溶剂不同，也就使芯子的吸水速度有快有慢。分别将其浸入电解电容器芯子放置与常温室内，在Rh值为95%的条件下进行芯子吸水性试验。随着芯子吸水性试验的进行，芯子的吸水量也会逐渐增强且速度加快，随着吸水试验的进行后期吸水速度也会逐渐减缓，但是芯子的含水量仍会十分巨大。如电解糊溶剂为含有乙二醇系溶剂时，芯子浸渍后，24 h共吸水量达到了23 mg，其他电解糊溶剂浸渍后的芯子的吸水量也能够达到20 mg，在与干燥的芯子进行吸水量对比时，浸渍后的芯子吸水量是干燥芯子的吸水量的4倍以上，由于电解糊所使用的溶剂性质大都相同，所以生产商在进行电解电容芯子装配的环节中，需要采取相应的处理措施，已达到控制浸渍后芯子的吸水量，另一方面是保证车间生产时车间中空气湿度与温度，并需使车间温度小于30 ℃，湿度小于75%。
2 电解电容器芯子中的水分对产品的电性能的影响
电解电容在使用过程中影响其电性能的有铝箔、隔纸和装配过程中质量的控制等因素，电解电容中水分的大小只是其中的影响因素之一，在电解电容生产过程中其他因素满足要求时，芯子的含水量允许在规定值内有一定量的变化。
2.1 电解电容温度的特性
当电解电容中芯子的含水量与乙二醇比达到35%时，其凝固点在5 ℃。但是在使用乙二醇溶剂配置电糊时，其高温性能不能够满足其要求，电解电容阻抗比在以乙二醇为主溶剂配置电糊时，应比其他类型电糊配置时多加8%的水分，在分别装配成电容器。在进行阻抗比试验时，非电糊阻抗比小于电糊阻抗比的均值，但是电糊的阻抗比并不能够满足试验检测的要求。减少阻抗比的方式与方法有很多，象增加电解电容的电离常数比较大的电解质，或者加入能够降低电解电糊凝固温度点的材料物质。
2.2 电解电容的耐久性
在电解电容生产后，其产品质量的耐久度，在排除水分因素外的其他因素后，选用含水量不同的电解电容器进行耐久性比对试验。使用含水量相差值在6 %的电解糊分别进行电容器浸渍，从中随机抽取，在+85 ℃条件下进行电解电容的耐久性比对试验，在试验后通过含水量大的电解电糊浸渍后的电容器，其容量的变化率大于含水量小的电解电糊浸渍后的电解电容器，电解电糊浸渍后的电容器其中含水量的大小会影响电容器的产品耐久性。
3 结论
目前我国的电解电容器生产企业产品技术已经处于国际领先的行列，并且在国际同业中占据了很重要的出口比例，但是在实际生产过程中还需要加强产品质量管理，只有加强对电解电容器生产过程中的管理，才能更好地保证产品质量，为我国的经济发展贡献更大的效益，在实际生产运行过程中不断加强对产品的水分控制，严格执行每道工序过程。只有控制好每一道工序才能更好地提升客户满意度，不断改进减少成本不必要的浪费，推进流程生产速度并提升产品质量，为企业创造更多的经济利益。
参考文献
[1]段玉晶，陈平文.自然条件的变化对铝电解电容器质量的影响[J].电子元件与材料，2009（5）：36-40.
[2]陈国光.电解电容器[M].西安：西安交通大学出版社，2012.
[3]于明宇，曾昭平.电容器生产中对容量的实用测控方法[J].电子元件与材料，2009（6）：75-80.
[4]李明明，肖立容.电容量的控制[J].电力电容器，2009（3）：30-36.
[5]李生楠，季锐.浅析液态铝电解电容器的失效机理及可靠性[J].季锐，电子元件与材料，2012（9）：12-18.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/8/view-14943938.htm
