随着整个社会的电子化,特别是新能源技术不断改变着越来越多的能源应用,电容器作为电子系统中非常重要的储能单元获得了广阔的发展空间。成立于1950年的尼吉康株式会社(nichicon)(以下简称尼吉康),是日本三大电容器巨头之一,其腐蚀技术、电解液技术、薄膜蒸镀技术等电容技术在全球范围内享有非常高的声誉。
2022年11月30日,尼吉康召开“2022年尼吉康新产品在线发布会”,尼吉康电子贸易(上海)有限公司的营业技术室主任陈博杰先生详尽阐述尼吉康公司近期推出的新产品系列及其核心功能,包括不同种类的铝电解电容器,薄膜电容器以及快速充放电锂电池。同时,尼吉康电子贸易(上海)有限公司副总经理毛继东先生做出开场演讲,尼吉康株式会社广报室系长石川宏光先生、尼吉康电子贸易(上海)有限公司营业技术室室长根尾定弘先生出席会议。
因地制宜与长期投资战略,释放尼吉康中国的优势和潜能
为了早日实现碳中和目标,我国新能源汽车产业发展速度迅猛,其中,2018年和2021年增速高达75%、76.5%。截至2021年,我国新能源汽车产业市场规模达6千亿元,新能源汽车产量为354.5万辆,销量为352.1万辆,产销率为99.3%,市场新能源汽车保有量为784万辆。产业的高速增长也带动了一些电子元器件的上扬。众所周知,随着汽车电气化的加剧,汽车电路系统的电压和输出功率已有了大幅度的提升,关键部件对电子元器件的耐压耐冲击力的要求也更为严格,工作条件的变化对电子系统中的电容元器件的性能提出了新要求,从而拉动了新能源汽车产业对薄膜电容器的需求。
尼吉康于2020财年开始其海外第一家薄膜电容器工厂,即中国的宿迁工厂,以应对在华日系汽车厂商以及中国国产汽车厂商对新能源汽车用薄膜电容的需求。目前,日本草津工厂仍将进行塑料薄膜的铝蒸镀等前道工序,宿迁工厂负责组装等后道工序。尼吉康计划于2025年在宿迁工厂设立薄膜电容专用的新生产大楼,届时宿迁工厂将实现前道、后道工序贯通的一贯生产体制。
如果说尼吉康宿迁工厂的优势是交货期更快,那么尼吉康在中国的另一个尼吉康无锡工厂的优势就是以产量取胜。据陈博杰先生介绍,尼吉康无锡公司是尼吉康集团的所有生产工厂里面员工人数最多、产能最大的工厂,员工人数达到1000人以上,是整个集团的主力生产工厂。
产品创新“加速跑”,夯实核心竞争力
尼吉康的产品业务大体分为铝电解电容器、薄膜电容器以及回路产品。产品的核心优势是创新性与安全性,并且在汽车、电源与照明设备、信息通信设备、工业设备四大成长市场都有丰富的产品布局。仅2022年推出的新系列产品就有混合电容的GYF系列、固态高分子电容的PCW、PCA、RKS、RDS系列,以及锂离子电池SLB系列。
陈博杰先生表示,PCW和PCA系列是日本工厂生产的系列,RKS、RDS是在宿迁工厂生产的系列,日本工厂生产的系列主要应对是汽车方面的客户,包括汽车里面的引擎、ADAS、ECU等方面,我们宿迁工厂所生产的产品主要应对是消费品类的客户或者是工业用途、信息传输、5G基站等方面的客户。同样混合电容GYF系列主要是面向汽车客户为主。
铝电解电容器
混合铝电解电容器GYF系列的温度范围高达-55℃~125℃,产品尺寸为φ6.3x5.8L~φ10x10L,额定电压为25~35V,额定容量为68~560μF。采用大容量电极箔和薄的电解纸,实现了比传统产品(GYA系列)高两级的电容。并且优化电解质的组成,改善由于追求大容量阳极箔,而带来的静电容量出现率(浸润率)的这一缺点。对比尼吉康此前推出的GYA、GYB系列,GYF系列的最大的优势是纹波电流的提升。
在谈及导电性高分子铝电解电容器PCW、PCA、RKS、RDS系列时,陈博杰先生介绍说,PCA系列运用高耐热性电解纸,电极箔的最优化,高耐热性封口橡胶,新规添加剂,以及聚合物最优化的五大方式提高纹波电耐性。PCA系列可以代表目前这个体积这个电压在整个业界所能够做到的最大额定纹波,可以展示出尼吉康的固态电容的产品技术实力。
PCW系列是PCJ系列的升级,封口橡胶的最优化,实现了125℃的高温度保证,温度提升20℃。另外,引线材质从Fe变更到Cu等其他最优化的材质,抑制自身发热的低ESR化,实现了纹波电流叠加的保证。我们都知道,描写固态电容一般不会标注纹波叠加保证,因为纹波叠加保证对电容器的可靠性更为苛刻。此次尼吉康发布的PCW系列、PCA系列都提到有纹波叠加保证,意思是说它的可靠性更高和寿命更长。而且PCW系列的额定电压段比较小,是2.5~6.3V。
而RDS、RKS两个系列是中国宿迁工厂研发的,此次两个系列的新产品温度范围是从以往的-55℃~105℃提升到现在的-55℃~125℃的产品,这两个系列其实就是从低压到高压分成两个系列。低压的RDS系列是2.5~16V,高压的RKS系列则是20~63V,两个系列都是125℃ 3000小时的产品。因为低压与高压的电容器在制程方面略有不同,所以需要通过不同方式进行改进。低压电容器是通过改进单体和氧化剂的混合方法和聚合方法实现更长的使用寿命,高压电容器是通过使用在耐久性测试中特性变化很小的聚合物成型材料可以实现更长的使用寿命
薄膜电容器
由于中国和很多海外市场的新能源汽车的发展逐年推进,尼吉康开始在海外推进薄膜电容器的生产。位于中国的宿迁工厂也在积极扩大生产薄膜电容器的产能和产线。工厂获得IATF16949认证证书。
汽车用薄膜电容器有高频,耐电流,高可靠性三大优点,主要应用在升压电路逆变器上,在平滑、滤波、制动、噪声滤波这四个方面都可以用到薄膜电容器。平滑用的薄膜电容器,推荐尼吉康内部的EM系列,额定电压相对较高,200V~5000V,容量可达到9000uF,温度为-40℃~105℃,形状的话,薄膜电容器的形状和铝电解电容器不一样,它可以定制成客户需要的形状。而缓冲用、抗噪用的薄膜电容器,尼吉康也有推荐参数的薄膜电容器。
小型锂离子二次电池
小型锂离子可充电电池SLB系列有五大特性,一是长寿命,普通的锂离子电池充放、充放在3000次就能够明显感受到它的能量衰减比较严重。SLB系列充放电25000次以上一般能达到80%左右的容量,优于普通锂离子电池很多。二是大充放电电流,SLB系列最大能够支持20C充放电的可能。三是支持弱电流充电,SLB系列最小支持0.01C的电流充电,只要利用微弱的光能、动能就可以对产品进行充电并且支持蓝牙连接、数据采集信息。四是低温特性,比较普通锂离子电池-20℃时能量衰减地非常严重或是直接不能使用,SLB系列的优势是可以在-30℃的温度下正常使用。五是安全性高,由于SLB系列在负极材料上采用的材质是碳酸锂材料,所以不会像锂离子电池那样发生燃烧、爆炸的现象。尼吉康做过很多可靠性实验,不仅是对它进行物理破坏,还是电极特性的破坏都没有产生燃烧、爆炸的情况。
目前SLB系列可以量产五种尺寸大小的产品,容量是0.35mAh~150 mAh,额定电压都是2.4V,最大的充电电压是2.8V,放电的截止电压是1.8V,这五款充放电的速率都是能够支持20C的快速充放电。
未来,尼吉康将继续向高性能、高可靠、高安全进军,加快攻克各个电容器领域的难题,以创新助力实现全球可持续发展的目标。相信明年尼吉康将交出更加优异的答卷。
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