多陽極固體電解電容器組件制造技術

本發明專利技術提供了一種在極端條件下穩定的電容器組件。這種電容器組件能夠實現高電容，而且在極端條件下仍然具有熱穩定性和機械穩定性。通過將多個獨立的電容器元件與電容器組件的外殼連接，即使電容較高，也可以實現良好的機械穩定性。并不打算受理論限制，我們認為，采用多個電容器元件，增大了電容器元件與外殼連接的表面積。此外，這樣做使電容器元件可以在更大面積上分散使用期間產生的振動力，從而降低了剝離的可能性。電容器元件還封閉和密封在存在含惰性氣體的氣體氛圍的外殼內，從而限制供應給電容器元件固體電解質的氧氣量和水分量。通過組合上述特點，這種電容器組件能夠在極端條件下更好地工作。

【技術實現步驟摘要】
多陽極固體電解電容器組件本申請是申請號為201210096346.7、專利技術名稱為“多陽極固體電解電容器組件”的分案申請。
本專利技術涉及一種在極端條件下穩定的電容器組件，更具體地說，本專利技術涉及一種多陽極固體電解電容器組件。
技術介紹
由于電解電容器(如鉭電容器)的體積效率、可靠性和工藝兼容性，其在電路設計中的應用日益增長。例如，已經開發的一類電容器是固體電解電容器，包括陽極(如鉭)、在陽極上形成的介質氧化物膜(如五氧化二鉭(Ta2O5))、固體電解質層及陰極。固體電解質層可由導電聚合物形成，如Sakata等人的美國專利US5,457,862、Sakata等人的美國專利US5,473,503、Sakata等人的美國專利US5,729,428和Kudoh等人的美國專利US5,812,367中所述。然而，遺憾的是，由于此類固體電解質在高溫時存在從摻雜狀態向不摻雜狀態轉變的傾向或從不摻雜狀態向摻雜狀態轉變的傾向，其高溫穩定性較差。為了解決這些問題和其它問題，人們已經開發了密封的電容器，以限制使用期間氧氣與導電聚合物接觸。例如，Rawal等人公開的美國專利US2009/0244812描述了一種電容器組件，包括導電聚合物電容器，所述電容器封閉和密封在含惰性氣體的陶瓷外殼內。所述外殼包括焊接到基礎結構側壁上的蓋子。據Rawal等所述，陶瓷外殼限制供應給導電聚合物的氧氣量和水分量，因此，降低了在高溫環境中氧化的可能性，從而提高了電容器組件的熱穩定性。然而，不管實現的好處如何，問題卻依然存在。例如，高電容應用通常需要較大的陽極來實現要求的電容。然而，由于其尺寸較大，電容器元件的機械穩定性較差，尤其是在極端條件下(例如，超過大約175℃的高溫與/或超過大約35伏特的高電壓)時，導致剝離及電氣性能較差。因此，目前需要一種能夠實現較高電容且在極端條件下仍然保持穩定的電容器。
技術實現思路
在本專利技術的一個實施例中，公開了一種電容器組件。所述組件包括定義了一內部空腔的外殼，所述內部空腔內存在包含惰性氣體的氣體氛圍。所述組件還包括與第二電容器元件并列相鄰的第一電容器元件，其中所述第一電容器元件和第二電容器元件位于內部空腔內，并與外殼連接。每個電容器元件包括由陽極氧化的燒結多孔體形成的陽極及覆蓋在所述陽極上的固體電解質。所述電容器組件進一步包括從陽極多孔體側向延伸的陽極引線，其中所述引線位于外殼的內部空腔內。一陽極端子與每個電容器元件的陽極引線電連接，一陰極端子與每個電容器元件的固體電解質電連接。本專利技術的其它特點和方面將在下文進行更詳細的說明。附圖說明本專利技術的完整和具體說明，包括對于本領域技術人員而言的最佳實施例，結合附圖和附圖標記在具體實施方式中作進一步描述，在附圖中，同一附圖標記表示相同或者相似部件。附圖說明如下：圖1是本專利技術電容器組件的一個實施例的前視圖；圖2是圖1所示電容器組件去掉了蓋子和密封元件后的前視圖；圖3是圖1和圖2所示電容器組件沿線3-3的剖視圖。具體實施方式對于本領域技術人員來說，下面的內容僅作為本專利技術的具體實施例，并不是對本專利技術保護范圍的限制，保護范圍在示范性結構中得到體現。一般說來，本專利技術涉及一種能夠實現高電容并且在極端條件下仍然具有熱穩定性和機械穩定性的電容器組件。雖然所述組件的電容可能根據應用而有所不同，但是，在工作頻率120Hz和溫度大約23℃±大約2℃時測定的電容可以是大約200μF至大約10,000μF，在一些實施例中，是大約500μF至大約8,000μF，在一些實施例中，是大約1,000μF至大約6,000μF，在一些實施例中，是大約2,000μF至大約5,000μF。即使電容如此之高，但是，通過將幾個獨立的電容器元件與電容器組件的外殼連接，仍然可以實現良好的機械穩定性。并不打算受理論限制，我們認為，采用多個電容器元件，增大了電容器元件與外殼連接的表面積。此外，這樣做使電容器元件可以在更大面積上分散使用期間產生的振動力，從而降低了剝離的可能性。電容器元件還封閉和密封在存在含惰性氣體的氣氛的外殼內，從而限制供應給電容器元件固體電解質的氧氣量和水分量。通過組合上述特點，所述電容器組件能夠在極端條件下更好地工作。下面將更為詳細地說明本專利技術的各種實施例。I.電容器元件如上所述，電容器組件包括并列放置的多個電容器。通常可以采用任何數量的電容器元件。例如，電容器組件可能包括2至8個電容器元件(如2、3或4個)，在一些實施例中，包括2至4個電容器元件，在一些實施例中，包括2至3個電容器元件，在一個具體的實施例中，包括2個電容器元件。不管采用幾個電容器元件，電容器元件都包括一陽極。在高壓應用中使用時，通常希望電容器元件的陽極是由比電荷相對較低的粉末形成，例如，比電荷大約低于70,000微法拉*伏特/克(“μF*V/g”)，在一些實施例中是大約2,000μF*V/g-大約65,000μF*V/g，在一些實施例中是大約5,000-大約50,000μF*V/g。當然，雖然有時候希望采用比電荷低的粉末，但是，這并不意味著要求采用。也就是說，粉末也可以具有大約70,000微法拉*伏特/克(“μF*V/g”)或更高的相對較高的比電荷，在一些實施例中，大約是80,000μF*V/g或更高，在一些實施例中，是大約90,000μF*V/g或更高，在一些實施例中，是大約100,000μF*V/g或更高，在一些實施例中，是大約120,000至大約250,000μF*V/g。所述粉末可能包含一種閥金屬(即能夠氧化的金屬)或基于閥金屬的化合物，如鉭、鈮、鋁、鉿、鈦及其各自的合金、氧化物、氮化物等。例如，閥金屬組合物可能包含一種鈮的導電氧化物，如鈮氧原子比為1:1.0±1.0的鈮的氧化物，在一些實施例中，鈮氧原子比為1:1.0±0.3，在一些實施例中，鈮氧原子比為1:1.0±0.1，在一些實施例中，鈮氧原子比為1:1.0±0.05。例如，鈮的氧化物可能是NbO0.7、NbO1.0、NbO1.1和NbO2。這種閥金屬氧化物的實例在Fife的美國專利US6,322,912中、Fife等人的美國專利US6,391,275中、Fife等人的美國專利US6,416,730中、Fife的美國專利US6,527,937中、Kimmel等人的美國專利US6,576,099中、Fife等人的美國專利US6,592,740中、Kimmel等人的美國專利US6,639,787中、Kimmel等人的美國專利US7,220,397中，及Schnitter公開的美國專利申請US2005/0019581中、Schnitter等人公開的美國專利申請US2005/0103638中及Thomas等人公開的美國專利申請US2005/0013765中均有所描述，以上專利以全文的形式引入到本專利中。例如，顆粒可以是片狀、角狀、節狀及上述混合體或者變體。顆粒的篩分粒度分布至少大約為60目，在一些實施例中為大約60目到大約325目，一些實施例中為大約100目到大約200目。此外，比表面積大約是0.1–大約10.0m2/g，在一些實施例中，是大約0.5–大約5.0m2/g，在一些實施例中，大約是1.0–大約2.0m2/g。術語“比表面積”是指按照JournalofAmericanC本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種電容器組件，包括：定義了一內部空腔的外殼，所述外殼具有底壁，所述內部空腔內存在包含惰性氣體的氣體氛圍；與具有前表面和主要表面的第二電容器元件并列相鄰放置的具有前表面和主要表面的第一電容器元件，其中第一電容器元件和第二電容器元件位于內部空腔內，并與外殼連接，每個電容器元件包括由陽極氧化的燒結多孔體形成的陽極及覆蓋在陽極上的電解質，其中每個電容器元件進一步包括從前表面沿側向延伸的陽極引線，其中所述引線位于外殼的內部空腔內，其中第一電容器元件的主要表面與第二電容器元件的主要表面與外殼的底壁連接，其中第一電容器元件的主要表面和第二電容器元件的主要表面通常共平面，以及其中第一電容器元件的前表面和第二電容器元件的前表面通常共平面，以及其中每個電容器元件的主要表面的表面積大于或等于相應電容器元件中與主要表面直接連接的每個表面的表面積；與每個電容器元件的陽極引線電連接的陽極端子，其中，所述陽極端子包含位于外殼中的與第一電容器元件連接的第一區，位于外殼中的與第二電容器元件連接的單獨第二區，以及位于外殼外的第三區，其中所述第三區連接所述第一電容器元件和所述第二電容器元件；其中所述第一區不與第二電容器元件連接，以及所述第二區不與第一電容器元件連接，并且其中所述第三區通過外殼的外壁與第一區和第二區分離，及與每個電容器元件的固體電解質電連接的陰極端子。...

【技術特征摘要】
2011.04.07 US 13/081,9671.一種電容器組件，包括：定義了一內部空腔的外殼，所述外殼具有底壁，所述內部空腔內存在包含惰性氣體的氣體氛圍；與具有前表面和主要表面的第二電容器元件并列相鄰放置的具有前表面和主要表面的第一電容器元件，其中第一電容器元件和第二電容器元件位于內部空腔內，并與外殼連接，每個電容器元件包括由陽極氧化的燒結多孔體形成的陽極及覆蓋在陽極上的電解質，其中每個電容器元件進一步包括從前表面沿側向延伸的陽極引線，其中所述引線位于外殼的內部空腔內，其中第一電容器元件的主要表面與第二電容器元件的主要表面與外殼的底壁連接，其中第一電容器元件的主要表面和第二電容器元件的主要表面通常共平面，以及其中第一電容器元件的前表面和第二電容器元件的前表面通常共平面，以及其中每個電容器元件的主要表面的表面積大于或等于相應電容器元件中與主要表面直接連接的每個表面的表面積；與每個電容器元件的陽極引線電連接的陽極端子，其中，所述陽極端子包含位于外殼中的與第一電容器元件連接的第一區，位于外殼中的與第二電容器元件連接的單獨第二區，以及位于外殼外的第三區，其中所述第三區連接所述第一電容器元件和所述第二電容器元件；其中所述第一區不與第二電容器元件連接，以及所述第二區不與第一電容器元件連接，并且其中所述第三區通過外殼的外壁與第一區和第二區分離，及與每個電容器元件的固體電解質電連接的陰極端子。2.根據權利要求1所述的電容器組件，其中所述第一電容器元件的一側表面相鄰于并朝向第二電容器元件的一側表面。3.根據權利要求1所述的電容器組件，進一步包括與至少其中一個電容器元件電連接的連接元件，其中所述連接元件包含通常與陽極引線側向垂直并與陽極引線連接的第一部分。4.根據權利要求3所述的電容器組件，其中所述連接元件進一步包含通常與陽極引線延伸側向平行的第二部分。5.根據權利要求4所述的電容器組件，其中所述第二部分位于外殼內...

【專利技術屬性】
技術研發人員：I·澤尼科娃，
申請(專利權)人：AVX公司，
類型：發明
國別省市：美國,US