超长寿命的LED驱动电路专用铝电解电容器的制备方法

摘要

本发明公开了一种超长寿命的LED驱动电路专用铝电解电容器的制备方法，在阳极铝箔和阴极铝箔铆接引线，以隔离电解纸隔离卷绕成电容器芯包，真空浸渍低阻抗电解液，以密封胶塞和铝封装外壳密封。本发明制备的铝电解电容器可广泛应用于高频开关电源、电脑主板，尤其是LED驱动电路中，该电容器为包含经过电化学处理的阴阳极铝箔、隔离电解纸、引线、密封胶塞、铝封装外壳等组件构成的卷绕型铝电容器，该电容器的阴阳极铝箔经过传统的电化学扩面腐蚀形成工艺后，再施以等离子化学气相沉积处理，在其表面形成多孔碳纳米薄膜，从而获得优异的抗水合能力，使电容器具有低阻抗长寿命的性能。

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备铝电容器的方法，尤其涉及一种超长寿命的LED驱动 电路专用铝电解电容器的制备方法。

背景技术

LED是一种寿命极长的新型光源，寿命可达10万小时以上。光效高，大功 率LED的光效已超过T8荧光灯管，因而具有十分广阔的应用前景。在LED驱动 电路中，必须要有足够的电容量才能将整流输出电压平滑到允许范围，同时也 需要足够的电容量来维持电路的稳定性和输出电流的平滑。众所周知，最经济 的大容量电容器只有铝电解电容器是最佳选择。

作为10万小时的LED新型光源而言，铝电解电容器寿命短是其最大弱点， 也是导致LED驱动电路达不到要求的关键元件。业界采用的大多数解决方案是 采用“无电解电容器的LED驱动技术”，该方案使得市电整流输出电压纹波加大， LED工作在满功率状态下，出现周期性过电流（或过功率）。如果降低工作电流， 避免出现过功率，但又会引起损耗的加大，产生比较大的LED电流变化，导致 像荧光灯那样的严重闪烁，采用无电解电容器的后果是始终无法避免LED驱动 电路性能下降，从而导致LED寿命的严重不足。

为了获得平滑的电源电路和相对长的使用寿命，而采用有机薄膜电容器， 但其成本和体积明显增加，不得已而采用低电容量。当电容量低于1uf/w时， 输出电压纹波变大，同样会使LED闪烁。因此，改进铝电解电容器的性能和寿 命是解决LED长寿命的最佳解决方案。

铝电解电容器无法胜任LED灯寿命的主要原因是电解电容器需要极低的ESR 值，如25V470uf要求ESR值达50mΩ以下，极低的ESR值需要大幅度提高电解 液的电导率，而大幅度提高电解液电导率的最简单、最有效的方法就是提高电 解液的含水量，所带来的问题就是“水合”反应的过早出现，从而导致电容器 早期失效。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种超长寿命的LED驱动电 路专用铝电解电容器的制备方法。

为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种超长寿命的LED驱动电路专用铝电解电容器的制备方法，电容器包括 阴阳极铝箔、隔离电解纸、引线、密封胶塞和铝封装外壳，其特征在于：包括 以下制备步骤：

（1）在阳极铝箔和阴极铝箔处铆接引线，进入下一步骤；

（2）以隔离电解纸隔离卷绕或电容器芯包，进入下一步骤；

（3）真空浸渍低阻抗电解液，进入下一步骤；

（4）以密封胶塞和铝封装外壳密封。

进一步地，阴、阳极铝箔采用电化学扩面腐蚀后，形成三氧化二铝的介质 箔膜，该阴、阳极铝箔在目前所采用的生产技术加工完成之后，施以特殊的处 理工艺。

进一步地，特殊的处理工艺是将阴、阳极铝箔置于真空环境中，以氮气作 载气，甲烷作反应气体，等离子化学气相沉积10分钟，在阴、阳极电极箔的两 面，形成多孔碳纳米管薄膜。

电容器的阳、阴极箔，施以等离子化学气相沉积多孔碳纳米材料薄膜后， 阻碍水与铝和三氧化二铝的接触，获得抗“水合”反应的能力，同时降低铆接 引线的接触电阻，从而达到较低的ESR值，实现电容器超长寿命。

进一步地，隔离电解纸为具有低密度、高吸附能力的电解纸。

作为优选，隔离电解纸为比重大于240Kg/m³的隔离电解纸。

作为优选，隔离电解纸为比重更大于260Kg/m³的隔离电解纸。

低密度的隔离电解纸有利于驱动电解液中阴、阳离子的高速通过能力。

进一步地，电解液为高含水率、高电导率的电解液。

进一步地，电解液的含水率为百分之五十以上，电导率为40000ms/cm(30 ℃)以上。

作为优选，密封胶塞为天然橡胶密封胶塞、三元乙丙胶密封胶塞或丁基橡 胶密封胶塞。

作为优选，密封胶塞为丁基橡胶密封胶塞。

本发明中采用低密度和高吸附能力电解纸，以及气密性优异的丁基橡胶， 完全适用于含水量超过50%的电解液，电解液电导率可以高达40000ms/cm(30℃) 以上，所制备的电容器具有极低的ESR值和超长的使用寿命。

本发明的有益效果在于：

本发明提供一种超长寿命的LED驱动电路专用铝电解电容器的制备方法， 以该方法制备的铝电解电容器可广泛应用于高频开关电源、电脑主板，尤其是 LED驱动电路中，该电容器为包含经过电化学处理的阴阳极铝箔、隔离电解纸、 引线、密封胶塞、铝封装外壳等组件所构成的卷绕型铝电容器，该电容器的阴、 阳极铝箔经过传统的电化学扩面腐蚀形成工艺后，再施以等离子化学气相沉积 处理，在其表面形成多孔碳纳米薄膜，从而获得优异的抗水合能力，使电容器 具有低阻抗长寿命的性能。

具体实施方式

下面结合附表对本发明作进一步说明：

本发明为一种超长寿命的LED驱动电路专用铝电解电容器的制备方法，电 容器包括阴阳极铝箔、隔离电解纸、引线、密封胶塞和铝封装外壳，制备方法 为：在阳极铝箔和阴极铝箔处铆接引线，以隔离电解纸隔离卷绕成电容器芯包， 真空浸渍低阻抗电解液，以密封胶塞和铝封装外壳密封。阴、阳极铝箔采用电 化学扩面腐蚀后，形成三氧化二铝的介质箔膜，该阴、阳极铝箔在目前所采用 的生产技术加工完成之后，将阴、阳极铝箔置于真空环境中，以氮气作载气， 甲烷作反应气体，等离子化学气相沉积10分钟，在阴、阳极电极箔的两面，形 成多孔碳纳米管薄膜。隔离电解纸为具有低密度、高吸附能力的电解纸。隔离 电解纸为比重大于260Kg/m³的隔离电解纸。电解液为高含水率、高电导率的电 解液，电解液的含水率为百分之五十以上，电导率为40000ms/cm(30℃)以上。 密封胶塞为丁基橡胶密封胶塞。

本发明以现有工艺技术所制备的电容器阳、阴极箔，施以等离子化学气相沉 积多孔碳纳米材料薄膜，阻碍水与铝和三氧化二铝的接触，获得优异的抗“水 合”反应的目的，同时降低铆接引线的接触电阻，从而达到低ESR值，实现长 寿命的目的。

以本发明的方法辅以优选的低密度电解纸，气密性优异的丁基橡胶，完全适 用于含水量超过50%的电解液，电解液电导率可以高达40000ms/cm(30℃)以上， 所制备的电容器具有极低的ESR值和超长的使用寿命。本发明的电容器制备方 法与现有方法技术完全兼容，且本发明的方法简单，成本低廉。

实施例：

以赋能电压为33Vf，比容50uf/cm²的阳极箔和C₅₀厚，比容500uf/cm²以上 的阴极箔，分别以氮气作载气，甲烷作反应气体，等离子化学气相沉积10分钟， 在阳、阴极电极箔上，形成多孔碳纳米管薄膜，然后切割成9mm宽，铆接正、 负引线，以凯恩SM260-40的电解纸作隔离，卷绕成电容器芯包，干燥并真空含 浸电导率为40000ms/cm(30℃)的含水率达55%的电解液，以丁基橡胶和铝壳封 装成体积为φ10×17的25V470uf电容器，经测试，获得电气参数合格的电容器 产品，经105℃施加680mA/只的纹波电流。采用与实施例相同的原材料和制备 工艺，阳、阴极铝箔未经等离子化学气相沉积处理，同样获得体积为φ10×17 的25V470uf电容器，经105℃施加680mA/只的纹波电流，二者的性能指标对比 如下表所示。

本发明通过对铝电解电容器的阴、阳极铝箔施以等离子化学气相沉积多孔 碳纳米管处理，从而构建阳、阴极铝箔耐“水合”反应的能力，使电容器获得 十分优异的高频低阻抗特性，广泛应用于高频开关电源、电脑主板，尤其是LED 驱动电路中，本发明方法工业应用价值十分巨大。

以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了介绍，文中应用具体个例对 本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮 助理解本发明实施例的原理，同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明 实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，而不应理解为对本 发明的限制。