双电层电容器的关键材料及其发展前景

介绍了目前双电层电容器关键材料的发展和国内外的研究现状,包括:活性材料、导电剂、粘结剂、电解液和隔膜等;介绍了目前双电层电容器依性能特点在不同应用领域中的使用,讨论了双电层电容器所具有的优劣势及其发展趋势。

大容量多层陶瓷电容器的充测特性与测试方法研究

智能驾驶时代的到来使得新能源汽车得到了巨大发展,大容量、高耐压、多层陶瓷电容的市场需求与日俱增。这类电容属于Ⅱ类陶瓷电容,具有介电常数大、充放电时间长的特点,测试分选这类电容需提出更高要求。为满足这类电容的测试分选需求,为相关行业研发人员解惑,分析了电容的介电特性、吸收电特性、充放电特性、双峰现象以及在线测试等。通过相关产品测试得出:在额定电压电流条件下,改变充电时间、充电次数、空位间隔等相关参数,可延长充电时间和充电后空置时间,减小漏电流。

多层瓷介电容器手工焊接质量提升

手工焊接后的多层瓷介电容器在温度循环试验过程中发生烧毁故障,故障原因为焊接过程中热应力较大导致器件本体生成裂纹。设计手工焊接试验,并经验证得出结论:在手工焊接过程中,通过降低手工焊接温度,增加焊接前印制电路板(PCB)的预热,可以避免器件本体产生裂纹;在产品设计阶段,避免选用较大尺寸封装,为PCB设计非接地焊盘,可以提高手工焊接的工艺窗口,从而提升多层瓷介电容器手工焊接质量。

多层包扎式高压容器声发射检测中突发信号的处理分析

文章介绍了某在用多层包扎式高压容器声发射检测中出现突发信号时的处理与分析过程。该高压容器的声发射检测采用与耐压试验同时进行的2次加压循环方式。在第二阶段保压状态下,容器上两处位置突然出现大量声发射信号。为了判别该突发信号的性质,检测团队在第二阶段保压过后增加了1个降压-升压-保压的过程,通过对声发射监测信号特征参数、源区定位以及容器结构特点、升压过程中的应力应变行为等因素进行综合判断,最终得出如下结论:两处突发信号是由第1次升压过程中变形不充分的部位在第2次保压过程中层板间相互协调变形趋于一致时导致层板间产生摩擦而引起的。该结论可为声发射检测时出现类似的现象提供了参考。

多层瓷介电容器的声学扫描检查分析

阐述声学扫描检查(SAM)瓷介电容器内部缺陷的可行性,探讨多层瓷介电容器声学扫描检查研究目的及价值。介绍多层瓷介电容器内部空洞、分层及裂纹等缺陷的检测方法,并对结果进行验证。

碳基双电层超级电容器电极材料的研究进展

双电层电容器作为超级电容器的重要一种,因其成本低、环境友好成为广受关注的新型绿色储能装置。碳基材料是双电层电容器电极材料开发的重点。主要综述了以活化多孔碳、碳纳米管、有序介孔碳、石墨烯为代表的碳基电极材料在双电层电容器中的应用进展,并对其发展前景进行了总结与展望。

离子液体型双电层电容器在45℃和3 V状态下的长周期运行研究

对覆炭泡沫铝基介孔炭-离子液体双电层电容器在45℃、3 V状态下的长周期运行规律进行了研究。采用覆炭泡沫铝集流体嵌入介孔活性炭形成复合极片,以EMIBF4离子液体为电解液,组成3 cm×5 cm软包,在45℃、3 V状态下研究了长达1500 h充放电的运行规律。结果发现,内阻变化率在10%左右,电容保持率高达98%,远优于有机液体型双电层电容器在2.7 V、65℃状态下的内阻与电容保持效果。还对比了离子液体型双电层电容器在2.7 V、65℃与3 V、45℃下的产气规律,结果表明,介孔炭-离子液体-覆炭泡沫铝型双电层电容器软包可以在3 V、45℃、1500 h条件下稳定工作。研究结果为进一步推进离子液体型双电层电容器的应用提供了坚实基础。

多层包扎式储氢压力容器研究进展

氢能具有能量密度高、污染少等特点,其储存与利用对于我国实现“双碳”目标具有重大的意义。层板包扎式压力容器是一种广泛应用于加氢站、制氢站和电厂的储氢装置,具有制造难度低、生产成本低和避免深焊缝对容器产生危害等优势,同时其实际应力分布状态是目前的研究难点。固定式高压储氢容器从结构和制造工艺主要分为绕带式和层板包扎式两类,对于绕带式储氢容器的研究和应用报道较多,而对层板包扎式储氢容器的研究和应用报道很少。为了推广这项技术,依照国内储氢工程现状,兼顾个性与共性问题,从材料、结构、设计方法、制造等方面综述了层板包扎式储氢容器的研究进展。

柔性端电极多层瓷介电容器失效模式分析与改进措施

柔性端电极多层陶瓷电容器(Flexible Termination Multilayer Ceramic Capacitors,FTMLCCs)在典型三层端电极基础上,引入由树脂和导电填充物构成的柔性电极层,在不增加电容尺寸或削减容量的前提下,降低瓷体开裂风险。但FTMLCC引入柔性层结构,降低瓷体开裂风险的同时也可能引入新的失效风险。选取两种1812尺寸FTMLCC产品为研究对象,利用扫描电子显微镜、聚焦离子束剖切与三维重构等技术进行了柔性层物理结构和结合界面特性的详细表征。通过装联、抗弯曲与环境试验评价的方法,对柔性电极结构、柔性层相关缺陷和失效模式进行了深入研究。研究表明,柔性端电极虽增强了MLCC抗弯性,但柔性层内空洞或弱层间结合力可能诱发电极内开裂或界面剥离等新失效模式,造成容量下降。因此,生产或使用FTMLCC产品时,需提升柔性层耐焊性,控制装联条件,并适当除湿,以保护瓷体,提升其装联可靠性。

制备工艺对多层陶瓷电容器容量的影响研究

多层陶瓷电容器在制备过程中,任何一个质量管控点的变化都会造成容量的变化。因此,在实际生产过程中,研究各工序制备过程对多层陶瓷电容器容量的影响因素,改善其容量命中率,提高产品合格率,具有重要的意义。

片式多层陶瓷电容器的击穿特性研究

对引起片式多层陶瓷电容器(MLCC)击穿失效的主要因素进行了研究。根据MLCC的实际结构特点和材料特性建立模型,利用有限元模拟方法分析了典型缺陷对MLCC样品内部电场强度分布的影响,进一步地总结、分析了MLCC样品的击穿特性,具有一定的参考价值。

008004型多层片式陶瓷电容器制作工艺研究

该文以国产的X7R特性瓷粉、镍内电极浆料及铜外电极浆料为原材料制备了008004尺寸多层片式陶瓷电容器(MLCC)。对高精密微小图形印刷技术、微小尺寸切割技术、圆控技术及其端电极形成技术等关键制备工艺进行了研究。并通过试验发现,采用30°编角的网版进行印刷,电极图案饱满,边缘平直。将弧形单刃刀和热敏性树脂片作为切割垫材,切后008004尺寸胚片直角性和分散性均较好。采用适合的电极宽度/胚片宽度比例,配合立式行星球磨,圆控后008004产品引出效果良好。采用不锈钢板和热剥离胶带进行单面端铜,配合使用适宜的铜浆,芯片外观平整性好。用离心镀机电镀镍、纯锡,最后制得的00800410V X5R 101M成品电性能良好,可靠性高。

多层陶瓷电容器的技术现状及未来发展趋势

多层陶瓷电容器是电子信息产业的基本构成元器件之一,它的基本功能强与弱都会直接关系着各种电子产品的有序发展。在未来5G市场发展过程中将非常需要高频低耗、中压高容、体积小型化的产品。但是机遇是和挑战并存的,所以国内高级多层陶瓷电容器技术开发与应用都会受到原材料、制作技术与设备水平的制约,最终影响产品发展速度。

BaTiO_(3)基超薄层BME MLCC的可靠性机理

多层陶瓷电容器(Multilayer ceramic capacitors,MLCC)作为市场占有率最高的无源电子元器件,是基础电子元件产业中需要突破关键技术的重点产品之一,在汽车电子、5G通讯、电网调频、航空航天等领域有广泛的应用。在小型化、薄层化发展趋势下,MLCC的介质层厚度不断降低,单层介质在相同电压下的电场显著增大,尤其是中高压超薄层MLCC。因此,MLCC的可靠性愈发成为一项关键的产品质量指标。本文结合加速老化测试、高温阻抗谱、漏电流测试,系统研究超薄层MLCC的劣化机理,揭示抑制氧空位的迁移与富集是保证超薄层MLCC可靠性的重中之重。为此,应减小介质层内部的氧空位浓度,增大其迁移所需的激活能,提高界面肖特基势垒,从而提升超薄层MLCC的可靠性。本文的研究成果为超薄层MLCC介质材料的设计提供了有力指导。

电解液溶剂对双电层电容器性能的影响研究

分别以乙腈(AN)、碳酸丙烯酯(PC)、γ-丁内酯(GBL)和环丁砜(SL)为电解液溶剂,N,N-二甲基吡咯烷四氟硼酸盐(DMP BF4)为电解液溶质,日本可乐丽YP50活性炭为活性物质,研究了不同电解液溶剂对双电层电容器容量、内阻、电压保持能力、低温特性、高温老化特性等性能的影响。结果表明,电解液溶剂对双电层电容器的内阻、低温特性和高温老化特性有重要影响,和双电层电容器的电压保持能力相关性不大。AN电解液具有良好的内阻特性、低温特性,耐电压在2.7 V左右;PC和GBL电解液由于较低的电导率和较高的粘度,制备的双电层电容器内阻较大,低温性能较差,耐电压低于2.7 V;SL电解液具有良好的耐电压特性,达到3.0 V以上,但缺点是内阻较大,低温性能较差。

单层片式瓷介电容器电镀金工艺

介绍了单层片式瓷介电容器镀金设备的选择和挂具的设计要点。采用中性微氰镀金溶液电镀金,研究了Au^(+)质量浓度对电镀金允许电流密度范围的影响,以及脉冲参数对镀层表面粗糙度的影响。建议在实际生产中控制参数如下:Au^(+)质量浓度约7 g/L,平均电流密度0.3~0.4 A/dm^(2),频率2000 Hz,占空比20%。介绍了镀液的维护要点,以及镀金层的外观、结合力、厚度、键合强度等性能的要求和检测方法。

反铁电多层陶瓷电容器加速寿命试验与建模技术

本文研究了反铁电多层陶瓷电容器的温度、电压、电流多应力因子加速寿命试验方法与可靠性寿命建模技术,选取宏科电子公司的GCT41P-7680-X7Q-4000V-623M型号脉冲功率多层瓷介电容器样品,开展高温、高电压、大电流循环充放电寿命试验,获得了40个试样的加速寿命试验数据,基于试验数据分析结果,建立了反铁电多层陶瓷电容器PV+寿命预测模型以及相应的模型模型参数值。试验失效样品DPA分析发现,反铁电多层陶瓷电容器充放电循环工作失效模式为内电极界面分层失效,并就其失效机理进行了初步探讨分析。

用于MLCC叠层工艺的设备设计与实现

简述了MLCC发展背景、制备流程,并基于叠层工序进行工艺需求分析,为满足这些需求设计了一种MLCC叠层机,包括收\放卷传输机构、剥离工作台、膜片搬运机械手、加压机构和收/放料机械手,探讨了叠层机的控制原理和主要逻辑动作,完成设备的电气控制与人机交互系统的设计实现,设备已取得了良好的实际应用效果。

一种高容MLCC介质层陶瓷晶粒的分析方法

片式多层陶瓷电容器(MLCC)介质层中陶瓷晶粒的尺寸、形状以及分布对于改善并提高MLCC的性能具有重要的研究意义。为了分析高容MLCC介质层的陶瓷晶粒的形貌,本文采用氯化铁置换MLCC剖面金属电极层,再放入箱式气氛炉进行热腐蚀,利用扫描电子显微镜对热腐蚀后的样品进行分析。采用化学腐蚀和热腐蚀相结合的方法,结果表明:经过氯化铁腐蚀内电极后,利用箱式氮气气氛炉,升温速率30℃/min,并控制最高温度和保温时间,腐蚀出的陶瓷晶粒边界清晰,周围无金属电极膨胀遮挡。本文的研究方法可应用于MLCC介质层陶瓷晶粒的分析。

提高介电电容器能量密度的优化策略

围绕介电电容器低能量密度这一问题,本文从介电常数、剩余极化强度和击穿强度等方面,对材料、组分掺杂、电容器结构相关的复合优化策略进行了综述。选取无铅高介电常数材料,通过掺杂或形成固溶物来提高介电常数和击穿强度,降低剩余极化;采用多层陶瓷电容器结构,制备数量更多更薄的介电层,优化内电极的结构以及改善介电层与内电极间的界面,提高介电电容器能量密度。