一种抗振抗冲击电解电容器及电容壳体生产方法

技术领域

本发明属于电容器技术领域，具体是一种抗振抗冲击电解电容器及电容壳体生产方法。

背景技术

工业电子数码雷管中通过储能电容释放的能量给控制装置和点火装置，储能电容是数码电子雷管中极为重要的元件，当前数码电子雷管储能电容，行业中钽电解电容器市场占有率比较高，现有的铝电解电容器虽然相较于钽电解电容具有价格方面的优势，但是因为其存在抗冲击能力不足的问题，从而没法很好的替代价格比较高的钽电解电容器。根据研究在隧道、硬岩、地采掘进等小断面爆破中，在受到强振动和冲击作用下，电子雷管会出现殉爆、损坏拒爆、暂时失效拒爆的情况；暂时失效是由于芯片模块中储能电容受冲击波作用时电荷泄漏，导致剩余电压低于药头发火电压而产生拒爆的现象，据分析储能电容电压降低主要原因是电解电容器受到冲击而使内部素子发生偏移，而导致电荷流失，或者是电解电容器在受到冲击时连接片端子锐角边刺破电解纸导致连接片端子与阳极箔或阴极箔短暂短路导致电荷泄漏或损坏失效。

同理，目前汽车领域中同样会使用很多的电解电容器，在汽车行驶过程中经常会遇到颠簸，所以电解电容器受到经常会受到振动冲击，而造成电容器损坏失效的情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抗振抗冲击电解电容器及电容壳体生产方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种抗振抗冲击电解电容器，包括壳体，所述壳体周壁纵向对称设有偶数对的外凹内凸抗冲击筋，并且其数量不少于四条，位于壳体内腔放置有素子，若干抗冲击筋将素子夹持，所述壳体上端开口设有密封胶塞，所述素子延伸出连接引线穿过密封胶塞延伸到壳体外部。

进一步的技术方案，所述抗冲击筋靠近开口的一端往底部方向逐渐向壳体内腔倾斜，使位于壳体下部若干抗冲击筋围合的周长小于壳体上部若干抗冲击筋围合的周长。

进一步的技术方案，所述抗冲击筋数量为四条，均匀分布在壳体的周壁。

进一步的技术方案，所述抗冲击筋的长度小于或等于素子的长度。

进一步的技术方案，所述素子截面呈类椭圆形，素子长直径的端部与壳体内壁相抵，并位于两条抗冲击筋之间，素子长直径端部两侧的外周与抗冲击筋相抵。

进一步的技术方案，所述素子包括阳极箔和阴极箔，所述阳极箔与正连接片端子连接，所述正连接片端子连接有正极引线，所述阴极箔与负连接片端子连接，所述负连接片端子连接有负极引线，位于阳极箔和阴极箔之间夹有电解纸。

进一步的技术方案，所述正连接片端子和负连接片端子的侧面均具有若干锐角边，与电解纸接触的锐角边对应抗冲击筋和壳体交界处。

进一步的技术方案，所述密封胶塞采用高分子聚合物吸振材料制成。

进一步的技术方案，所述密封胶塞包括密封部和抵触部，所述密封部置于壳体内将开口密封，所述抵触部延伸出壳体之外。

一种电容壳体生产方法，包括金属料带；

第二步，将若干圆形坯料放入搅拌机中，并加入纳米固体润滑剂进行搅拌；

第三步，将充分润滑的圆心坯料取出，依次送入冲杯机中，将圆形坯料一次性冲压成单边开口的圆筒状冲头的端面形成有射流槽；

第四步，将圆筒状的坯料进行第二次冲压，使圆筒状的坯料周壁上形成外凹内凸的抗冲击筋，所述外凹内凸的抗冲击筋凹凸面的端口处处理成金属变形的流变面；

第五步，对开口位置进行修整，使开口变得齐平，即可形成电容金属壳体；

第六步，对电容壳体进行清洗，最后烘干。

本发明的有益效果：

 1.抗冲击筋的设置增加了壳体的刚度，使得壳体和壳体内素子在受到冲击力时形变减小，同时素子四周与壳体内的抗冲击筋接触受力均匀，在振动和冲击力作用下壳体中素子不易晃动，减少素子受挤压变形和引线脱落的风险。

2.素子从截面看呈类椭圆形，将素子放入壳体内腔时，素子截面的长直径方向位于两条抗冲击筋之间，并且其两端分别与壳体的内壁相抵，并且素子有一定的挤压形变，使得素子在壳体内嵌归中，此时位于长直径端部两侧的抗冲击筋与素子的外周相抵，而形成夹持状态，实现对素子的固定限制其在壳体内晃动。

3.由于类椭圆形素子长直径方向放置于两条抗振筋之间，使得抗冲击筋与壳体的交界处与素子之间形成空隙，使得正连接片端子和负连接片端子的锐角边与该间隙对应，当受到冲击时该间隙为素子提供形变空间，减少刺破电解纸带来电荷泄漏或损坏失效的风险。

4.采用吸振材料的密封胶塞，在电解电容器立式安装时密封胶塞抵触部与印制电路板接触，密封胶塞将抵触部和电解电容器引脚传递的冲击机械能转化为热能耗散，减少冲击能量。同时由于密封胶塞的密封部的连接片通孔大于抵触部的引线通孔，使得密封性能变好。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

图1：本发明的电容器立体结构图。

图2：本发明的电容器纵向剖面图。

图3：本发明的壳体纵向剖面图。

图4：本发明的素子内部结构图。

图5：本发明的电容器横向剖面图。

图6：本发明的密封胶塞剖面图。

图7：本发明的直插式电容器与印制电路板连接示意图。

图8：本发明的贴片电容器与印制电路板连接示意图。

图9：本发明的壳体生产方法流程图。

附图标记：1-壳体、11-抗冲击筋、2-素子、21-阳极箔、22-阴极箔、23-正连接片端子、24-负连接片端子、25-电解纸、26-正极引线、27-负极引线、28-锐角边、29 胶带、3-密封胶塞、31-密封部、32-抵触部、33-连接片端子通孔、34-引线通孔、4-印制电路板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

请参照图1-8；

本发明所述的电容器能够承受较大的冲击而不会导致电容电荷泄露或损坏失效，主要通过壳体1内的固定结构能够很好地限制素子2的移动，具体包括壳体1和素子2，通过冲压方式使壳体1的周壁形成有纵向对称分布的若干外凹内凸的抗冲击筋11，然后将素子2塞入壳体1的内腔之中，而素子2的外径应当大于或等于若干抗冲击筋11凸起端围成空间的直径，所以素子2塞入壳体1内腔之后，其外壁会与若干抗冲击筋11相抵而被夹持，进一步地，抗冲击筋11的数量为偶数对，并且数量不少于四条，具体可以为四条、六条或八条等，以环形阵列分布，使得素子2四周与壳体1内的抗冲击筋11接触受力均匀，同时抗冲击筋11的设置增加了壳体1的刚度，使得壳体1和素子2受冲击力时形变减少，在振动和冲击力作用下铝壳中素子2不易晃动，减少素子2受挤压变形和引线脱落的风险；

本实施例中，以壳体1开口为上端进行说明，抗冲击筋11从壳体1的下端向开口方向延伸，优选地，抗冲击筋11的长度小于或等于素子2的长度，还有抗冲击筋11靠近开口的一端往底部方向逐渐向壳体1内腔倾斜，即靠近开口处的抗冲击筋11向壳体1内腔的凸起量要小于抗冲击筋11位于底部向壳体1内腔的凸起高度，从外面观察就是位于壳体1周壁的凹槽深度从上往下逐渐加大，使位于壳体1下部若干抗冲击筋11围合的周长小于壳体1上部若干抗冲击筋11围合的周长，即位于壳体1内腔的若干抗冲击筋11围成具有锥度的空间，优选地，抗冲击筋11的倾斜角度为1°-2°，当素子2塞入壳体1内腔时，通过锥形的空间可以逐渐对于素子2周壁进行挤压，进一步固定素子2与壳体1之间的相对位置，固定效果更好。

本发明的其中一种实施方式中，以抗冲击筋11数量为四条进行说明，本实施例中的素子2与现有电解电容器所使用的素子形状不同，本发明中的素子从截面上看为类椭圆形，即形状近似于椭圆形，将素子2放入壳体1内腔时，椭圆形素子2的长直径方向位于两条抗冲击筋11之间，并且其两端分别与壳体1的内壁相抵，并且素子2有一定的挤压形变，使得素子2在壳体1内嵌归中，此时位于长直径端部两侧的抗冲击筋11与素子2的外周相抵，而形成夹持状态，实现对素子2的固定限制其在壳体1内晃动；

下面针对素子2形成进行说明；

素子2包括阳极箔21和阴极箔22，阳极箔21通过铆接与正连接片端子23连接，正连接片端子23铆接引出正极引线26，阴极箔22通过铆接与负连接片端子24连接，负连接片端子24铆接引出负极引线27，位于阳极箔21和阴极箔22之间夹有电解纸25，阳极箔21、阴极箔22和电解纸25共同卷绕而成，最后用胶带29进行固定；本实施例中的正连接片端子23与负连接片端子24为具有一定宽度的片状金属，使得在卷绕素子2的时候位于正连接片端子23和负连接片端子24之间的绕设距离变长，这样形成的素子2截面就会成类椭圆形，由于正连接片端子23与负连接片端子24为具有一定宽度的片状金属，所以正连接片端子23和负连接片端子24的侧面均设有若干锐角边28，从截面图看锐角边28形成的较为尖锐，而阳极箔21和阴极箔22之间只有很薄的电解纸25隔开，因此在受到外力冲击时锐角边28形成的锐角很容易刺破电解纸25，而使阳极箔21和阴极箔22相连导致电解电容器电荷泄漏或损坏失效；

基于上述实施方式，由于设置有若干抗冲击筋11，使正连接片端子23和负连接片端子24的锐角边28与电解纸25容易刺破的地方正好对应抗冲击筋11与壳体1的交界处，由于类椭圆形素子2长直径方向放置于两条抗振筋11之间，使得抗冲击筋11与壳体1的交界处与素子2之间形成空隙，而正连接片端子23和负连接片端子24的锐角边28与该间隙对应，当受到冲击时该间隙为素子2提供形变空间，使锐角边28不易刺破电解纸，可以降低正极片端子23和负极片端子24与阳极箔21和阴极箔22短路的风险，避免导致电解电容器电荷泄漏或损坏失效的风险，基于上述实施方式抗振筋11壳体1交界处与素子2之间的空隙也为电解电容素子热胀冷缩提供了一定的形变空间，同时也为素子2晃动提供了一定的形变空间。

形成一个完整的电解电容器少不了将素子2密封在壳体1内的部件，因此壳体1上端开口设有密封胶塞3，二素子2延伸出连接引线穿过密封胶塞3延伸到壳体1外部，在本实施例中，密封胶塞3采用吸振材料制成，具体可以是丁基橡胶、氯丁橡胶、聚氨酯橡胶、三元乙丙橡胶中的一种，优选采用丁基橡胶；进一步地，本实施例中的密封胶塞3具由塞入壳体1内腔的密封部31和延伸出壳体1外部的抵触部32组成，密封部31上设有供正连接片端子23和负连接片端子24穿出的连接片通孔33，而位于抵触部32上设有与连接片通孔33连通的引线通孔34，引线通孔34的空间要小于连接片通孔33的孔径，使得电解电容延引线方向的密封性增强，提高了电解电容的寿命；

另外，焊接在PCB载板上的电容器受到冲击和振动时其能量通过正极引线26和负极引线27传递给吸振材料制成的密封胶塞3，密封胶塞3把吸把吸收的能量以热的形式散失，减少引线所受的冲击和振动能量，很好的满足汽车电子等对抗震性有较高要求的应用，扩大电解电容器的应用领域和市场份额，为企业带来经济效益。

基于上述实施方式的结构能够对应生产出直插式电解电容器和立式贴片电解电容器，二者区别仅在于壳体1上抗冲击筋11的数量、外观以及与印制电路板4的连接方式，而壳体1、素子2和密封胶塞3结构完全相同，在使用时，直插式电容器和贴片电容器安装于印制电路板4时，参照图7和图8，密封胶塞3的抵触部32与印制电路板4接触，利用密封胶塞吸振材料的特性，将印制电路板4传递的冲击能量部分转换成热量耗散，减少了作用于电解电容器的冲击能量。

本发明还公开一种电容壳体生产方法，参照图9，包括金属料带，其中金属料带优选为金属铝带；

第一步，将金属料带冲切形成若干圆形坯料；

第二步，将若干圆形坯料放入搅拌机中，并加入润滑剂进行搅拌，优选为纳米固体润滑剂，在本实施例中润滑剂为粉末状；

第三步，将充分润滑的圆心坯料取出后放入送片机，依次送入冲杯机中，将圆形坯料一次性冲压成单边开口的圆筒状，在本实施例中，用于冲压圆形坯料的冲头端部具有若干微凹凸面形成的的射流槽，以保证在坯料冲压过程中一次冲压成型；

第四步，将圆筒状的坯料进行第二次冲压，使圆筒状的坯料周壁上形成外凹内凸的抗冲击筋11，本实施例中，凹凸面的端面处处理成金属变形的流变面；用的金属成第五步，对开口位置进行修整，使开口变得齐平，即可形成电容金属壳体1；

第六步，对电容壳体1进行清洗，最后烘干。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。