电容器金属化薄膜电弧法在线去除金属镀层影响因素与工艺优化

发布时间：2020-05-24 06:05

【摘要】：金属化薄膜电容器的基本组成单元是用金属化薄膜卷制的电芯,电容器电芯是通过卷制机卷绕而成,电芯的卷制是一个连续过程。电芯的单层金属化薄膜用料长度远小于成卷的金属化薄膜,所以成卷的金属化薄膜在卷制电芯时会被切断,而成卷的金属化薄膜上的金属镀层(即电容器的金属极板,作用是储存电荷并导电)是连续的,电芯卷制时金属化薄膜的切断面金属镀层会造成电芯内部短路或耐电压强度薄弱,切断面仅存在于卷制电芯的起头和结尾处,为了降低这种情况的发生概率,需要在电容器电芯卷制的起头和结尾金属化薄膜切断处设置局部去除金属化薄膜金属镀层工艺。因为若电芯内部存在短路或耐电压薄弱情况,则经过后续热喷涂到达赋能工序后,在赋能过程中会出现电芯因内部短路而造成报废,或者出现自愈放电降低电芯容量,从而给后续生产带来挑选配对的非必要人力、物力等成本增加的情况。去除金属镀层需要控制的因素很多,包含去除金属镀层时的电压电流、在线去除金属镀层时金属化薄膜线速度、去除铝箔线速度、环境温度、金属镀层与基材材料的剥离强度、金属镀层和去除铝箔间摩擦系数,共5个工艺控制因素和1个材料控制因素。本论文通过金属化薄膜的金属镀层去除工艺要求,结合设备具体参数计算分析电弧法去除金属化层需要的起弧电压、电流等参数分别为20 VDC、15 A。根据实验需要搭建模拟实验平台、设计金属镀层瞬时温度场实验方法和薄膜耐击穿电压实验方法,上述3个实验平台和实验方法为本论文的顺利完成提供了装备和方法保证。通过电弧法去除金属镀层影响控制因素的正交分析,确认电弧法在线去除金属镀层过程中金属镀层剥离强度、金属化薄膜和去除铝箔相对线速度两个因素是所分析的4个因素中的主要影响因素。分析正交实验结论中的可控主要因素,并和去除电压、去除金属镀层时金属化薄膜张力组合成新的可控主要影响因素,通过去除电压、去除时金属化薄膜线速度、去除铝箔线速度、去除时金属化薄膜张力4个影响因素的15水平均匀分析,挑选出去除效果最好的13号试验编号-网格保险丝断开平均数为3.88根,用该点对应的去除电压33 VDC、去除时金属化薄膜线速度0.01 m/s、去除铝箔线速度0.010 m/s、去除时金属化薄膜张力900 g因素水平组合优化工艺参数,实践证明优化后的金属镀层去除效果良好,网格保险丝断开平均数均大于3根。使用优化后工艺参数进行生产,利用热成像仪对在线去除金属镀层时薄膜的温度场进行抓取热像图并用软件进行分析,测量计算去除金属镀层过程薄膜的热收缩率为0.073%;利用CDI计算机控制耐电压强度测试仪对去除金属镀层前后的金属化薄膜进行耐击穿电压实验,分析计算去除金属镀层过程造成耐击穿电压下降的比例为25.78%。
【图文】：

示意图,铝金属化,金属化薄膜,锌铝

单面铝金属化T型安全薄膜示意图

示意图,铝金属化,薄膜,锌铝

边缘金属镀层加厚的单面锌铝金属化格型安全薄膜示意图
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM53

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