固體電解電容器制備固體電解質(zhì)層的電化學(xué)聚合溶液的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種固體電解電容器制備固體電解質(zhì)層的電化學(xué)聚合溶液，包括導(dǎo)電高分子單體、摻雜劑、溶劑和弱有機(jī)酸，其中弱有機(jī)酸為檸檬酸、己二酸、順丁烯二酸、反丁烯二酸、酒石酸、琥珀酸、蘋(píng)果酸或葡萄糖酸中的一種或幾種，含量為電化學(xué)聚合溶液總質(zhì)量的0.1～1％。本發(fā)明可以降低固體電解電容器產(chǎn)品的ESR，提高其可靠性水平。
【專(zhuān)利說(shuō)明】固體電解電容器制備固體電解質(zhì)層的電化學(xué)聚合溶液

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種固體電解電容器制備固體電解質(zhì)層的電化學(xué)聚合溶液。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)電解電容器的市場(chǎng)需求逐步趨向小型化、大 容量、低ESR(等效串聯(lián)電阻阻值）和高可靠性能。以導(dǎo)電高分子作為電解質(zhì)能很好的避免 液體電解質(zhì)泄露引起的性能不穩(wěn)定。目前采用導(dǎo)電高分子電解質(zhì)的固體電解電容器的制備 工藝主要是通過(guò)化學(xué)聚合或電化學(xué)聚合方法在閥金屬氧化膜表面形成導(dǎo)電高分子膜，之后 在陰極部分依次涂覆石墨和銀漿，分別引出陽(yáng)極和陰極，形成電容器芯子；最后用環(huán)氧樹(shù)脂 將電容器芯子封裝。其中，導(dǎo)電高分子層的導(dǎo)電性和成膜的致密度等因素直接影響到電容 器的ESR以及可靠性。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)雖然采用電化學(xué)聚合方法，可以較化學(xué)聚合方法制備出更加致密的，導(dǎo) 電性更好的導(dǎo)電高分子電解質(zhì)層，但由于電化學(xué)聚合過(guò)程中隨著聚合反應(yīng)的進(jìn)行，聚合溶 液的環(huán)境發(fā)生變化，導(dǎo)致聚合速率難以控制，導(dǎo)電高分子電解質(zhì)層的均勻性，致密度不佳， 電導(dǎo)率偏低，且同樣存在高溫可靠性較差的問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題，提供一種固體電解電容器制備固體電解質(zhì)層的電化學(xué) 聚合溶液，以解決固體電解電容器產(chǎn)品ESR較高，高溫存儲(chǔ)條件下性能不佳的問(wèn)題。
[0005] 本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種固體電解電容器制備固體電解質(zhì)層的電化學(xué)聚合溶 液，包括導(dǎo)電高分子單體、摻雜劑、溶劑和弱有機(jī)酸，其中弱有機(jī)酸為檸檬酸、己二酸、順丁 烯二酸、反丁烯二酸、酒石酸、琥珀酸、蘋(píng)果酸或葡萄糖酸中的一種或幾種，含量為電化學(xué)聚 合溶液總質(zhì)量的〇. 1?1%。
[0006] 較佳的，所述導(dǎo)電高分子單體為吡咯、N-甲基吡咯、N-乙基吡咯、3-辛?；量┲?的一種或幾種。
[0007] 較佳的，所述摻雜劑為對(duì)甲苯磺酸鹽、十二烷基苯磺酸鹽、十二烷基磺酸鹽、萘磺 酸鹽、樟腦磺酸鹽中的一種或幾種。
[0008] 較佳的，所述溶劑為水或有機(jī)溶劑，或兩者的混合物。
[0009] 本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明的電化學(xué)聚合溶液中添加有弱有機(jī)酸，可以制備出 均勻，致密，具有高電導(dǎo)率的導(dǎo)電高分子層，使電容器成品ESR降低，并且高溫下可靠性能 增大。

【具體實(shí)施方式】
[0010] 本發(fā)明所涉及的固體電解電容器的生產(chǎn)工藝可以主要包括如下工序：
[0011] 在電容器陽(yáng)極體表面上形成氧化膜介質(zhì)；
[0012] 在氧化膜介質(zhì)外表面上形成固體電解質(zhì)層；
[0013] 在固體電解質(zhì)層外表面形成含碳陰極層；
[0014] 在含碳陰極層外表面形成含銀陰極層；
[0015] 制得電容器元件，將電容器元件組裝并封裝，制得固體電解電容器。
[0016] 以閥金屬為鋁的固體電解電容器為例，在氧化膜介質(zhì)外表面上形成固體電解質(zhì)層 的工序是先通過(guò)化學(xué)聚合的工藝在鋁箔表面上形成第一固體電解質(zhì)層，然后再于表面通過(guò) 電化學(xué)聚合的方法形成第二固體電解質(zhì)層。在電化學(xué)聚合工藝中，先將表面包含第一固體 電解質(zhì)層的鋁箔與外加電極相連接作為陽(yáng)極，以不銹鋼等導(dǎo)電電極為陰極在電化學(xué)聚合溶 液中進(jìn)行加電聚合，然后取出清洗烘干。
[0017] 本發(fā)明的電化學(xué)聚合溶液，包含導(dǎo)電高分子單體、摻雜劑、溶劑和弱有機(jī)酸，其中 弱有機(jī)酸為檸檬酸、己二酸、順丁烯二酸、反丁烯二酸、酒石酸、琥珀酸、蘋(píng)果酸或葡萄糖酸 中的一種或幾種，含量為電化學(xué)聚合溶液總質(zhì)量的0. 1 %?1 %。導(dǎo)電高分子單體為吡咯、 N-甲基吡咯、N-乙基吡咯、3-辛?；量┲械囊环N或幾種。摻雜劑為對(duì)甲苯磺酸鹽、十二 烷基苯磺酸鹽、十二烷基磺酸鹽、萘磺酸鹽、樟腦磺酸鹽中的一種或幾種。溶劑為水或有機(jī) 溶劑，或兩者的混合物，比例為任意比。
[0018] 為了易于進(jìn)一步理解本發(fā)明，以下實(shí)施例將對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述，以下是本 發(fā)明的較佳實(shí)施例，但本發(fā)明不僅限于此。
[0019] 實(shí)施例1
[0020] 將包含氧化鋁的4VF鋁箔（有效面積3. 5mmX 4. 0mm)用化學(xué)聚合制備第一固體電 解質(zhì)層聚吡咯之后，再進(jìn)行電化學(xué)聚合工藝，具體是將包含第一固體電解質(zhì)層聚吡咯的鋁 箔與外加電極相連接作為陽(yáng)極，以不銹鋼為陰極，在包含0.4M吡咯單體、0.3M對(duì)甲苯磺酸 電解質(zhì)、0. 5%順丁烯二酸、的水溶液中進(jìn)行電化學(xué)聚合，電流密度為3mA/cm2,時(shí)間為100分 鐘，然后清洗烘干，制得第二固體電解質(zhì)層聚吡咯。在第二固體電解質(zhì)層外表面依次形成含 碳陰極層，含銀陰極層；制得單片電容器元件，將單片電容器元件疊層并封裝，制得固體鋁 電解電容器。
[0021] 實(shí)施例2
[0022] 與實(shí)施例1不同的是，弱有機(jī)酸為0. 1 %順丁烯二酸。
[0023] 實(shí)施例3
[0024] 與實(shí)施例1不同的是，弱有機(jī)酸為1%檸檬酸。
[0025] 實(shí)施例4
[0026] 與實(shí)施例1不同的是，電化學(xué)聚合溶液中的導(dǎo)電高分子單體為3-辛?；量?，摻 雜劑為萘磺酸鹽，弱有機(jī)酸為〇. 1 %檸檬酸。
[0027] 實(shí)施例5
[0028] 與實(shí)施例1不同的是，電化學(xué)聚合溶液中的導(dǎo)電高分子單體為吡咯，摻雜劑為樟 腦磺酸鹽，弱有機(jī)酸為〇. 3%己二酸。
[0029] 實(shí)施例6
[0030] 與實(shí)施例1不同的是，電化學(xué)聚合溶液中的導(dǎo)電高分子單體為N-甲基吡咯，摻雜 劑為十二烷基苯磺酸鹽，弱有機(jī)酸為〇. 6%反丁烯二酸。
[0031] 實(shí)施例7
[0032] 與實(shí)施例1不同的是，電化學(xué)聚合溶液中的導(dǎo)電高分子單體為N-乙基吡咯，摻雜 劑為十二烷基磺酸鹽，弱有機(jī)酸共為0. 8%檸檬酸、順丁烯二酸以及己二酸的混合物。
[0033] 實(shí)施例8
[0034] 與實(shí)施例1不同的是，電化學(xué)聚合溶液中的導(dǎo)電高分子單體為吡咯、N-甲基吡 咯、N-乙基吡咯以及3-辛酰基吡咯的混合物，摻雜劑為對(duì)甲苯磺酸鹽、十二烷基苯磺酸鹽、 十二烷基磺酸鹽、萘磺酸鹽以及樟腦磺酸鹽的混合物，弱有機(jī)酸共為〇. 8%檸檬酸、順丁烯 二酸以及己二酸的混合物。
[0035] 實(shí)施例9
[0036] 與實(shí)施例1不同的是，弱有機(jī)酸為0. 5%酒石酸。
[0037] 實(shí)施例10
[0038] 與實(shí)施例1不同的是，弱有機(jī)酸為0. 5%琥珀酸。
[0039] 實(shí)施例11
[0040] 與實(shí)施例1不同的是，弱有機(jī)酸為0. 5%蘋(píng)果酸。
[0041] 實(shí)施例12
[0042] 與實(shí)施例1不同的是，弱有機(jī)酸為0. 5%葡萄糖酸。
[0043] 對(duì)比例1
[0044] 與實(shí)施例1不同的是，電化學(xué)聚合溶液為包含0. 4M吡咯單體、0. 3M對(duì)甲苯磺酸電 解質(zhì)的水溶液。
[0045] 將上述單片電容器元件疊4層，制備成2V/220 μ F電容器，測(cè)試電容器的容量、損 耗、ESR，105°C高溫考核1000h后的ESR，數(shù)據(jù)如表1所示：
[0046] 表1實(shí)施例與對(duì)比例的電容器電性能比較

【權(quán)利要求】
1. 一種固體電解電容器制備固體電解質(zhì)層的電化學(xué)聚合溶液，其特征在于：包括導(dǎo)電 高分子單體、摻雜劑、溶劑和弱有機(jī)酸，其中弱有機(jī)酸為檸檬酸、己二酸、順丁烯二酸、反丁 烯二酸、酒石酸、琥珀酸、蘋(píng)果酸或葡萄糖酸中的一種或幾種，含量為電化學(xué)聚合溶液總質(zhì) 量的0. 1?1%。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體電解電容器制備固體電解質(zhì)層的電化學(xué)聚合溶液，其特 征在于：所述導(dǎo)電高分子單體為吡咯、N-甲基吡咯、N-乙基吡咯、3-辛酰基吡咯中的一種或 幾種。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的固體電解電容器制備固體電解質(zhì)層的電化學(xué)聚合溶液，其特 征在于：所述摻雜劑為對(duì)甲苯磺酸鹽、十二烷基苯磺酸鹽、十二烷基磺酸鹽、萘磺酸鹽、樟腦 磺酸鹽中的一種或幾種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的固體電解電容器制備固體電解質(zhì)層的電化學(xué)聚合溶液，其特 征在于：所述溶劑為水或有機(jī)溶劑，或兩者的混合物。
【文檔編號(hào)】C08G73/06GK104064358SQ201410289274
【公開(kāi)日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月25日
【發(fā)明者】張易寧, 陳巧琳, 林俊鴻, 陳遠(yuǎn)強(qiáng), 王國(guó)平, 何騰云, 葛寶全 申請(qǐng)人:福建國(guó)光電子科技股份有限公司