專利名稱：用于處理鋁電解電容器中鋁箔的電解液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電解液，尤其涉及一種用于處理鋁電解電容器中鋁箔的電解液。背景技術(shù)：
電容器屬于電子信息產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)元器件產(chǎn)品，是一種使用最廣，用量最大，且不可取 代的電子元件，其產(chǎn)量約占電子元件的40%，隨著電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，電子信息產(chǎn)品產(chǎn) 量、品種不斷增加，與之配套的電容器的需求量也不斷增長(zhǎng)。電容器的性能、品種與質(zhì)量直 接決定或影響著電子信息產(chǎn)品的發(fā)展。為了解決傳統(tǒng)液體電解電容器適應(yīng)表面貼裝技術(shù)、片式化、小型化，必須解決電解 質(zhì)的固體化。固體電解電容器具有體積更小、性能更好、寬溫、長(zhǎng)壽命、耐高頻、高可靠性和 高環(huán)保等諸多優(yōu)點(diǎn)，適應(yīng)電子整機(jī)小型化、高頻化、高速化、高可靠、高環(huán)保的發(fā)展趨勢(shì)和表 面貼裝技術(shù)要求。固體電解電容器的鋁箔表面氧化膜可能由于再加工而產(chǎn)生缺陷。因此在鋁電解 電容器制作不同階段，如在制作固體電解質(zhì)層前，或制作固體電解層中，或制作固體電解質(zhì) 后，都需用電解液對(duì)鋁箔進(jìn)行處理，就是全面修復(fù)鋁箔表面氧化膜介質(zhì)的缺陷，塑造高質(zhì)量 的氧化膜介質(zhì)，電解液中的化成電解質(zhì)是形成氧化膜介質(zhì)的主要成分。而鋁箔的處理效果 直接影響氧化膜介質(zhì)的性質(zhì)，最終影響鋁電解電容器的漏電流及可靠性。而目前用于處理鋁電解電容器中鋁箔的電解液，表面張力較大，處理過程鋁箔表 面溶液的浸潤(rùn)性較低，不能有效達(dá)到氧化膜介質(zhì)的缺陷處，也不能有效達(dá)到鋁箔表面腐蝕 孔壁及孔底，最終鋁電解電容器的漏電流及可靠性均無(wú)法達(dá)到理想效果。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題，在于提供一種用于處理鋁電解電容器中鋁箔的電解 液，電解液加入表面活性劑，能顯著降低電解液的表面張力，提高浸潤(rùn)性，同時(shí)也大大提高 電解液達(dá)到鋁箔表面氧化膜介質(zhì)，鋁箔表面腐蝕孔壁及孔底的能力。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的一種用于處理鋁電解電容器中鋁箔的電解液，該電解液含 有化成電解質(zhì)和溶劑，其中，該電解液還含有用于降低電解液的表面張力、提高鋁箔表面溶 液的浸潤(rùn)性的表面活性劑，該表面活性劑至少選自陰離子表面活性劑，陽(yáng)離子表面活性劑， 兩性表面活性劑，非離子型表面活性劑中的一種。所述的陰離子型表面活性劑包括羧酸鹽，硫酸酯鹽，磺酸鹽，磷酸酯鹽。例如醇醚 羧酸鹽、1-甲基-3-烷基咪唑硫酸鹽、十二烷基硫酸鹽、烷基苯酚醚硫酸鹽、烷基聚氧乙烯 醚硫酸鹽、烯烴磺酸鹽、氨基磺酸鹽、苯磺酸鹽、氟代苯磺酸鹽、全氟烷基醚羧酸鹽、全氟辛 基磺酸鹽、苯二磺酸鹽、對(duì)甲苯磺酸鹽、氟代對(duì)甲苯磺酸鹽、乙基苯磺酸鹽、十二烷基苯磺酸 鹽、萘磺酸鹽、萘二磺酸鹽、甲基萘磺酸鹽、乙基萘磺酸鹽、十二烷基萘磺酸鹽、蒽醌磺酸鹽、 蒽醌二磺酸鹽、甲氧基苯磺酸鹽、乙氧基苯磺酸鹽、丁氧基苯磺酸鹽、甲氧基萘磺酸鹽、乙氧 基萘磺酸鹽、丁氧基萘磺酸鹽、苯酚磺酸鹽、甲酚磺酸鹽、萘酚磺酸鹽、苯甲醛磺酸鹽、苯甲醛二磺酸鹽、萘甲醛磺酸鹽，其所述鹽為鈉、鉀、銨鹽。十二烷基磷酸鉀，十二烷基磷酸酯， 十二烷基磷酸三乙醇胺，單十二烷基醚磷酸鉀，十六烷基磷酸酯，十六烷基磷酸鉀，十六烷 基磷酸三乙醇胺，十八烷基磷酸酯，十八烷基磷酸鉀，丁醇聚氧乙烯醚磷酸酯，辛醇聚氧乙 烯醚磷酸酯，辛醇聚氧乙烯醚磷酸鈉，十二醇聚氧乙烯醚磷酸酯，十二烷基聚氧乙烯醚磷酸 鉀，十二醇聚氧乙烯醚磷酸三乙醇胺，單十二醇聚氧乙烯醚磷酸酯，單十二醇聚氧乙烯醚磷 酸鉀，單十二醇聚氧乙烯醚磷酸三乙醇胺，十八醇聚氧乙烯醚磷酸酯，十八烷基聚氧乙烯醚 磷酸酯鈉鹽。所述陽(yáng)離子型表面活性劑包括胺鹽，烷基咪唑啉鹽，烷基吡啶鹽，羥基胺，鱗化合 物。例如十二烷基三甲基溴化銨、十四烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基溴化銨、十八烷 基三甲基溴化銨、雙辛烷基二甲基溴化銨、雙十烷基二甲基溴化銨、雙十二烷基二甲基溴化 銨、雙十六烷基二甲基溴化銨、雙十八烷基二甲基溴化銨、三乙基甲基溴化銨、三丙基甲基 溴化銨、三丁基甲基溴化銨、三辛基甲基溴化銨、三-十二烷基甲基溴化銨、四甲基溴化銨、 四丁基溴化銨、二乙醇胺鹽、三乙醇胺鹽、四甲基硫酸氫銨、三辛基甲基硫酸銨、四丁基碘化 銨、三辛基甲基磷酸銨、十二烷基三甲基氯化銨、十四烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基 氯化銨、十八烷基三甲基氯化銨、雙辛烷基二甲基氯化銨、雙十烷基二甲基氯化銨、雙十二 烷基二甲基氯化銨、雙十六烷基二甲基氯化銨、雙十八烷基二甲基氯化銨、三乙基甲基氯化 銨、三丙基甲基氯化銨、三丁基甲基氯化銨、三辛基甲基氯化銨、三-十二烷基甲基氯化銨、 四丁基氯化銨、氯化1-甲基-3-烷基咪唑、溴化1-甲基-3-烷基咪唑、1-甲基-3-烷基咪 唑硫酸氫鹽、1-甲基-3-烷基咪唑硫酸鹽、1-甲基-3-烷基咪唑磷酸鹽、1-甲基-3-烷基咪 唑硝酸鹽、三苯基甲基溴化鱗、三苯基乙基溴化鱗、三苯基丙基溴化鱗、四丁基溴化鱗、四丁 基氯化鱗、十六烷基三丁基溴化鱗、對(duì)二甲氨基吡啶、四甲基氫氧化銨、四乙基氫氧化銨、四 丙基氫氧化銨。所述的兩性表面活性劑至少選自羧酸鹽型，氨基酸型，甜菜堿型中的一種。例如椰 油酰胺丙基氧化胺、月桂酰胺丙基氧化胺、羥甲基甘氨酸鈉、1-羥乙基-2-椰油基咪唑啉乙 酸鹽、月桂酰胺基丙基甜菜堿、椰油酰胺基丙基甜菜堿、月桂基甜菜堿、椰油基甜菜堿、硬脂 基甜菜堿、油基甜菜堿、2-十二烷基-N-羥乙基-N-羧甲基咪唑啉、N-月桂?；劝彼徕c、 十二烷基二氨乙基甘氨酸、Na-酰基賴氨酸、對(duì)氨基苯磺酸鹽、對(duì)氨基苯甲酸鹽、十二烷基氨 基乙酸鈉、單十二烷基醚磷酸酯三乙醇胺鹽。所述的非離子型表面活性劑至少選自聚氧乙烯型，多元醇型，烷基醇酰胺型中的 一種，例如脂肪醇聚氧乙烯醚，其結(jié)構(gòu)式為R-0- (CH2CH20)nH, R為碳原子數(shù)8 18烷基，分 子中加成的環(huán)氧乙烷數(shù)n彡3的整數(shù)；燒基酚聚氧乙烯醚，其結(jié)構(gòu)式R-(C6H4)-0(C2H40)nH，R 為碳原子數(shù)8 12烷基，分子中加成的環(huán)氧乙烷數(shù)n = 9 12的整數(shù)；多元醇型表面活性 劑具體例子能列舉有例如單油酸失水山梨醇酯、單月桂酸失水山梨醇酯、單棕櫚酸失水山 梨醇酯、硬脂酸二十烷醇酯、聚乙二醇、硬脂酸十八烷醇酯、花生酸十二烷醇酯、花生酸十四 烷醇酯、花生酸十六烷醇酯、花生酸十八烷醇酯、花生酸二十烷醇酯、花生酸二十二烷醇酯、 花生酸油醇酯、油酸十二烷醇酯、油酸十四烷醇酯、油酸十六烷醇酯、油酸十八烷醇酯、油酸 二十烷醇酯、油酸二十二烷醇酯、油酸油醇酯、亞油酸十二烷醇酯、亞油酸十四烷醇酯、亞油 酸十六烷醇酯、亞油酸油醇酯；冠醚有15-冠醚-5 (又稱五冠)、18-冠醚-6 (又稱六冠)、 二苯并-18-冠醚-6、12-冠醚-4 ；氟代烷基聚氧乙烯醚，其結(jié)構(gòu)式Rf_0- (C2H40)nH, R為碳原
4子數(shù)8 12含氟部分取代基或?yàn)槿〈?，分子中加成的環(huán)氧乙烷數(shù)n = 3 35的整數(shù)。所述表面活性劑在電解液的含量為0. 001wt%。 10wt%。所述表面活性劑在電解液的含量為0. 01wt%。 5wt%。所述的化成電解質(zhì)為硼酸、磷酸、草酸、硫酸、鉻酸的無(wú)機(jī)酸或者相應(yīng)的鹽中的至 少1種，或者己二酸、檸檬酸、酒石酸、癸二酸、蘋果酸、烷基酸或相應(yīng)的鹽中的至少1種。該電解液的溶劑為水或水及有機(jī)溶劑的混合物，有機(jī)溶劑為乙醇、乙二醇、正丁 醇、丙三醇、聚乙二醇、丁內(nèi)酯、S-戊內(nèi)酯。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)鋁電解電容器的制造過程中，將鋁箔在含有表面活性劑的 電解液中進(jìn)行處理。電解液中的表面活性劑能顯著降低表面張力，可以提高鋁箔表面溶液 的浸潤(rùn)性，同時(shí)也大大提高電解液達(dá)到鋁箔表面腐蝕孔壁及孔底的能力。使鋁箔表面的氧 化膜介質(zhì)得到充分修復(fù)，大大提高電解電容器漏電流以及可靠性。原料易得，制備過程操作 性強(qiáng)，適用于鋁電解電容器，且適合大規(guī)模技術(shù)改進(jìn)，推廣。

下面參照附圖結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。圖1是單片固體電解電容器元件結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是鋁箔結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式請(qǐng)參閱圖1所示，固體電解電容器包括陽(yáng)極體1、氧化膜介質(zhì)2、固體電解質(zhì)層3、陰 極電極部4以及絕緣膠5，所述陽(yáng)極電極部7和陰極電極部4是通過所述絕緣膠5分開，所 述陽(yáng)極體1主要成分為鋁，氧化膜介質(zhì)2主要成分為氧化鋁，所述陰極電極部4還包括碳層 41和銀層42。再如圖2所示，制作陽(yáng)極體1和氧化膜介質(zhì)2的原料為鋁箔6，氧化膜介質(zhì)2 分布在所述陽(yáng)極體1的表面。下面根據(jù)本發(fā)明舉幾個(gè)實(shí)例進(jìn)行說(shuō)明，但本發(fā)明不限于此實(shí)施例1請(qǐng)結(jié)合圖1和圖2所示，將13VF鋁箔6包含陽(yáng)極體1和氧化膜介質(zhì)2，分切成 3. 5*9mm，以絕緣膠5將陽(yáng)極電極部7與陰極電極部4分開。將陰極電極部4完全浸到在 85°C的第一電解液(指制作固體電解質(zhì)層前所用的電解液)中進(jìn)行處理，并施加13V的電 壓處理30min。之后，在陰極區(qū)用常規(guī)的方法制備固體電解質(zhì)層3，然后制備碳層41及銀層 42以制得單片電容器元件。本實(shí)施例中的第一電解液由150g/L己二酸銨、占電解液總量的 1.0wt%硬脂酸十八烷醇酯、剩余由水與乙二醇組成(二者之比為3 1)。其中，己二酸銨 是化成電解質(zhì)，硬脂酸十八烷醇酯是非離子型表面活性劑，水與乙二醇是溶劑。并疊層、封 裝，最終制成固體電解電容器。取30只按本實(shí)施例方法制成的固體電解電容器進(jìn)行測(cè)試漏電流值，并在60°C， 93RH%的濕熱環(huán)境下考核500h，后再次測(cè)試電容器的漏電流值。實(shí)施例2請(qǐng)結(jié)合圖1和圖2所示，將13VF鋁箔6包含陽(yáng)極體1和氧化膜介質(zhì)2，分切成 3. 5*9mm尺寸，以絕緣膠5，將陽(yáng)極電極部7與陰極電極部4分開。將陰極電極部4完全浸到85°C的第一電解液中進(jìn)行處理，并施加13V的電壓處理30min。之后，在陰極區(qū)用化學(xué)聚合的方法制備固體電解質(zhì)層3，再將覆蓋固體電解質(zhì)層3的陰極電極部4完全浸到在25V 的第二電解液(指制作固體電解質(zhì)層過程中所用的電解液)中進(jìn)行處理，并施加13V的電 壓處理30min。然后用化學(xué)聚合的方法繼續(xù)制備固體電解質(zhì)層3，再將覆蓋固體電解質(zhì)層3 的陰極電極部4完全浸到在25°C的第三電解液(指制作固體電解質(zhì)層過程后所用的電解 液)中進(jìn)行處理，并施加13V的電壓處理30min。再制備碳層41及銀層42以制得單片電 容器元件。本實(shí)施例中的第一電解液、第二電解液以及第三電解液均由10g/L磷酸二氫銨、 占電解液總量的0. 01襯％十六烷基磷酸酯、剩余水組成。其中，磷酸二氫銨是化成電解質(zhì)， 十六烷基磷酸酯是陰離子型表面活性劑，水是溶劑。并疊層、封裝，最終制成固體電解電容 器。取30只按本實(shí)施例方法制成的固體電解電容器進(jìn)行測(cè)試漏電流值，并在60°C，93RH% 的濕熱環(huán)境下考核500h，后再次測(cè)試電容器的漏電流值。實(shí)施例3與實(shí)施例1不同的是，第一電解液由10g/L檸檬酸銨、占電解液總量的0. 001wt% 十六烷基三甲基溴化銨、剩余水組成。其中，檸檬酸銨是化成電解質(zhì)，十六烷基三甲基溴化 銨是陽(yáng)離子型表面活性劑，水是溶劑。其余均與實(shí)施例1相同。實(shí)施例4與實(shí)施例1不同的是，第一電解液由10g/L檸檬酸銨、占電解液總量的5wt%油基 甜菜堿、剩余水組成。其中，檸檬酸銨是化成電解質(zhì)，油基甜菜堿是兩性型表面活性劑，水是 溶劑。其余均與實(shí)施例1相同。實(shí)施例5與實(shí)施例2不同的是，第二電解液，第三電解液均由100g/L己二酸銨、10. 0g/L檸 檬酸銨、占電解液總量的3. 0襯％油酸十二烷醇酯、剩余由水與乙醇(二者之比為2 1)組 成。其中，己二酸銨和檸檬酸銨是化成電解質(zhì)，油酸十二烷醇酯是非離子型表面活性劑，水 與乙醇是溶劑。其余均與實(shí)施例2相同。實(shí)施例6與實(shí)施例2不同的是，第一電解液由150g/L己二酸銨、占電解液總量的10. Owt% 十二烷基聚氧乙烯醚磷酸鉀、剩余水組成。其中，己二酸銨是化成電解質(zhì)，十二烷基聚氧乙 烯醚磷酸鉀是陰離子型表面活性劑，水是溶劑。其余均與實(shí)施例2相同。對(duì)比例請(qǐng)結(jié)合圖1和圖2所示，將13VF鋁箔6包含陽(yáng)極體1和氧化膜介質(zhì)2，分切成 3. 5*9mm，以絕緣膠5將陽(yáng)極電極部7與陰極電極部4分開。將陰極電極部4完全浸到在 85°C的第一電解液(指制作固體電解質(zhì)層前所用的電解液)中進(jìn)行處理，并施加13V的電 壓處理30min。之后，在陰極區(qū)用常規(guī)的方法制備固體電解質(zhì)層3，然后制備碳層41及銀層 42以制得單片電容器元件。本實(shí)施例中的第一電解液由150g/L己二酸銨及剩余水組成，其 中己二酸銨為化成電解質(zhì)，水是溶劑。并疊層、封裝，最終制成固體電解電容器。取30只按本實(shí)施例方法制成的固體電解電容器進(jìn)行測(cè)試漏電流值，并在60°C， 93RH%的濕熱環(huán)境下考核500h，后再次測(cè)試電容器的漏電流值。上述各實(shí)施例所測(cè)得的處理后鋁箔的漏電流值和電容器的漏電流值的平均值數(shù) 據(jù)如表1所示。
表1實(shí)施例與對(duì)比例電性能比較 表1的數(shù)據(jù)顯示，實(shí)施例1-7中鋁箔處理電解液中增加表面活性劑后，所制備的電 容器的漏電流值，考核后電容器的漏電流值均明顯低于對(duì)比例。特別是表面活性劑的含量 為0. 01wt%。 5wt%時(shí)，所制備的電容器的漏電流值更低。
權(quán)利要求
一種用于處理鋁電解電容器中鋁箔的電解液，該電解液含有化成電解質(zhì)和溶劑，其特征在于該電解液還含有用于降低電解液的表面張力、提高鋁箔表面溶液的浸潤(rùn)性的表面活性劑，該表面活性劑至少選自陰離子表面活性劑，陽(yáng)離子表面活性劑，兩性表面活性劑，非離子型表面活性劑中的一種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理鋁電解電容器中鋁箔的電解液，其特征在于所述 的陰離子型表面活性劑包括羧酸鹽，硫酸酯鹽，磺酸鹽，磷酸酯鹽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理鋁電解電容器中鋁箔的電解液，其特征在于所述 陽(yáng)離子型表面活性劑包括脂肪銨鹽，烷基咪唑啉鹽，烷基吡啶鹽，羥基胺，鱗化合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理鋁電解電容器中鋁箔的電解液，其特征在于所述 的兩性表面活性劑至少選自羧酸鹽型，氨基酸型，甜菜堿型，磺化內(nèi)銨鹽型，胺基硫酸酯鹽 型，咪唑啉鹽型，磷酸酯鹽型中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理鋁電解電容器中鋁箔的電解液，其特征在于所述 的非離子型表面活性劑至少選自聚氧乙烯型，多元醇型，烷基醇酰胺型中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理鋁電解電容器中鋁箔的電解液，其特征在于所述 表面活性劑在電解液的含量為0. OOlwt% IOwt%。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于處理鋁電解電容器中鋁箔的電解液，其特征在于所述 表面活性劑在電解液的含量為0. 01wt%。 5wt%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理鋁電解電容器中鋁箔的電解液，其特征在于所述 的化成電解質(zhì)為硼酸、磷酸、草酸、硫酸、鉻酸的無(wú)機(jī)酸或者相應(yīng)的鹽中的至少1種，或者為 己二酸、檸檬酸、酒石酸、醋酸、蘋果酸、帶磺基的有機(jī)酸或相應(yīng)的鹽中的至少1種的溶液。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理鋁電解電容器中鋁箔的電解液，其特征在于該電 解液的溶劑為水或水和有機(jī)溶劑的混合物。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理鋁電解電容器中鋁箔的電解液，其特征在于該電 解液用于鋁電解電容器在制作固體電解質(zhì)層前，或制作固體電解層中，或制作固體電解質(zhì) 后三個(gè)階段中至少一個(gè)階段的鋁箔的處理。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于處理鋁電解電容器鋁箔的電解液，該電解液加入用于降低電解液的表面張力、提高鋁箔表面溶液的浸潤(rùn)性的表面活性劑，該表面活性劑至少選自陰離子表面活性劑，陽(yáng)離子表面活性劑，兩性表面活性劑，非離子型表面活性劑中的一種。該表面活性劑能顯著降低表面張力可以提高鋁箔表面溶液的浸潤(rùn)性，同時(shí)也大大提高電解液達(dá)到鋁箔表面腐蝕孔壁及孔底的能力，使鋁箔表面的氧化膜得到充分修復(fù)，大大提高電解電容器漏電流以及可靠性。原料易得，制備過程操作性強(qiáng)，適合大規(guī)模技術(shù)改進(jìn)，推廣。
文檔編號(hào)H01G9/15GK101871115SQ201010187788
公開日2010年10月27日 申請(qǐng)日期2010年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月31日
發(fā)明者張易寧, 曾臺(tái)彪, 陳素晶 申請(qǐng)人:福建國(guó)光電子科技股份有限公司