[发明专利]低轮廓湿式电解钽电容器

说明书

电容器可包括堆叠组件，所述堆叠组件可包括多个阳极板构件，每个阳极板构件具有嵌入式导线。所述阳极板构件可以被夹在隔离片之间的至少一个阴极箔分隔开。所述导电构件可以电连接所述嵌入式导线，并且可以具有与所述电容器的内部气密密封的外部可触及端部。壳体覆盖所述堆叠组件，并且可以被附接至盖。所述壳体和所述盖可以将所述堆叠组件包围在所述电容器的内部区域内。所述至少一个阴极箔可以连接至所述壳体。可以将电解质流体设置在所述内部区域内。可以设置穿过所述堆叠组件的中心部分的通道。被绝缘材料围绕的管可以穿过所述通道，并且可以连接至所述盖和所述壳体。

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年7月16日提交的美国专利申请16/036,162的优先权，该美国专利申请的全部内容通过引用合并于此，如同在此完全阐述一样。

技术领域

本申请涉及电子部件领域，更具体地，涉及电容器。

背景技术

湿式电容器由于其体积效率、稳定的电参数、高可靠性和长使用寿命而被用于电路设计中。这样的电容器通常比某些其他类型的电容器具有每单位体积更大的电容，从而使其在大电流、大功率和低频电路中有价值。一种湿式电容器是湿式电解电容器。湿式电解电容器包括两个导电表面(阳极和阴极)和流体电解质，所述两个导电表面的功能是存储电荷。绝缘材料或电介质将这两个导电表面隔开。湿式电解电容器往往会提供高电容和低泄漏电流的良好组合。

湿式电解电容器是来自卫星、航空航天、机载、军事团体支持、石油勘探、电力等的各种类型的电气设备的基础。在这些示例应用中的任何一个中，电容器都可能暴露于苛刻的环境条件下，所述苛刻的环境条件包括极端温度、压力、湿气、冲击、振动等。电容器必须能够承受这些苛刻的环境条件，同时保持其精度、使用寿命以及无需维护即可在非常高的温度下供电的能力。由于苛刻的环境条件而导致的电容器故障使得必须将其拆除以进行维修，这将导致延误和其他相关费用。另外，由于电子领域一直要求较小的零件和设备，因此许多示例应用都涉及很大的尺寸或布局限制。例如，在大多数当前应用中强烈要求减小安装面积和部件轮廓(即，高度)。

已知的湿式电解电容器(例如钽(Ta)电解电容器)通常特征在于具有圆柱形状和轴向引线终端。本领域已知的钽电解电容器可以将钽用作阳极材料。钽阳极体(通常也称为“团”或“丸”)通常被烧结。通常按照以下两种方式之一在阳极体中形成导线(也可以由钽形成)，所述两种方式为：(1)“嵌入”，是指导线在压制过程中被包裹在钽粉末中；或(2)“焊接”，是指在压制并烧结成小球之后，将导线焊接至钽阳极体。导线的另一端延伸到钽阳极体的外部。通过阳极材料的阳极氧化以在阳极体的表面上形成氧化层(例如，Ta至Ta₂O₅)而制成电容器介电材料。可以通过涂覆包围钽阳极体的电容器的主体或壳体的内表面而形成电容器阴极。阴极可以由烧结钽或电泳沉积钽或本领域已知的任何其他方法来形成，并耦合至阴极端子。流体电解质将阴极和阳极体分开，并提供阴极和阳极体之间的电连通。尽管带有轴向引线终端的圆柱形电容器通常在苛刻的环境条件下仍能可靠地工作，但它们提供的能量密度受到圆柱形形状和表面(阳极和阴极)的有限表面积的限制，因为这两个表面的表面积决定了电容器的电容。另外，尺寸约束通常使它们的应用困难。

其他类型的已知湿式电解电容器的特征在于具有圆形或正方形的电容器主体或带有径向引线终端的“罐”。尽管与带有轴向引线终端的圆柱形电容器相比，带有径向引线终端的圆形或正方形电容器可以提供更高的能量密度，但它们在苛刻环境条件下的工作能力受到限制。例如，带有径向引线终端的圆形或正方形电容器通常更容易受到温度升高的影响，从而导致电容器膨胀。另外，带有径向引线终端的圆形或正方形电容器通常在高冲击或振动环境中的生存能力有限。

当前，需要一种改进的湿式电解电容器，其能够在以高能量密度和低轮廓为特征以符合常见的尺寸约束的苛刻环境条件下工作。

发明内容