一種疊層片式聚合物固體鋁電解電容器的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明具體涉及一種疊層片式聚合物固體鋁電解電容器的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 鋁電解電容器是指在閥金屬鋁的表面上采用陽極氧化法生成一層薄的氧化鋁作 為電介質(zhì)，以電解質(zhì)作為陰極而構(gòu)成的電容器。鋁電解電容器按照電解質(zhì)狀態(tài)分為液體鋁 電解電容器和固體鋁電解電容器。
[0003] 貼片型固體鋁電解電容器是一種利用導(dǎo)電聚合物作電容器陰極的新型電子元件， 其具有一系列優(yōu)點：如貼片型固體鋁電解電容器的電解質(zhì)為導(dǎo)電聚合物（主要有聚吡咯、 聚噻吩、聚苯胺或他們的衍生物），其具有高頻低阻抗，優(yōu)良的溫度和頻率特性；貼片型固 體鋁電解電容器電解質(zhì)為固體，在長期儲存或使用過程中不會出現(xiàn)漏液、燃燒或爆炸，符合 環(huán)保安全要求；貼片型固體鋁電解電容器體積較小，產(chǎn)品能經(jīng)過高溫?zé)o鉛回流焊。
[0004] 貼片型固體鋁電解電容器制作工藝復(fù)雜，需經(jīng)過幾十道的工序才能完成最終的產(chǎn) 品制作。固體鋁電解電容器的電性能情況和鋁箱化成，化學(xué)聚合，電化學(xué)聚合，被覆石墨層， 被覆銀漿層等數(shù)道工序密切相關(guān)。
[0005] 現(xiàn)有的貼片型固體鋁電解電容器制作工藝生產(chǎn)出來的產(chǎn)品，其電性能較差（主要 體現(xiàn)在ESR較高，且漏電流合格率較低），無法滿足客戶的高水平要求且合格率較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題，在于提供一種疊層片式聚合物固體鋁電解電容器的制 備方法。
[0007] 本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：一種疊層片式聚合物固體鋁電解電容器的制備方法，包括 以下步驟：
[0008] (1)切箱和設(shè)置隔離膠：將化成鋁箱切成預(yù)設(shè)的尺寸，在切好的化成鋁箱設(shè)置一 道隔離膠以形成陰極區(qū)和陽極區(qū)，所述陰極區(qū)的高度為4. 0~5. 2_ ;
[0009] (2)第一次修補(bǔ)：將化成鋁箱的陰極區(qū)通過浸漬電解液并加電方式進(jìn)行修補(bǔ)；
[0010] 所述電解液為質(zhì)量分?jǐn)?shù)〇. 1~10%的化成電解質(zhì)溶液，所述化成電解質(zhì)為磷酸、 草酸、己二酸、檸檬酸、硼酸相應(yīng)的銨鹽中的一種；
[0011] 鋁箱修補(bǔ)的各項參數(shù)如下：電解液的溫度為3~95°C，所述修補(bǔ)電壓為0. 7~1. 2 倍化成鋁箱的賦能電壓，修補(bǔ)時間為10_200min ;
[0012] (3)前處理：將修補(bǔ)好的化成鋁箱浸漬于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 1 %~5%的偶聯(lián)劑水溶液 后，先自然干燥lmin~60min，然后在80~250°C高溫下烘干lmin~60min ;
[0013] 所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑或鈦酸酯偶聯(lián)劑；
[0014] (4)化學(xué)聚合：將經(jīng)過（3)處理后的化成鋁箱采用還原液與氧化液分開交替浸漬 進(jìn)行化學(xué)聚合形成第一導(dǎo)電聚合物層；
[0015] 所述還原溶液包括以下組分：0. l-10wt%的單體或其衍生物、0. 01-lmol/L的摻 雜劑和去離子水；
[0016] 所述氧化溶液為質(zhì)量分?jǐn)?shù)0. 5%~20%的氧化劑水溶液；所述氧化劑為氯化鐵、 對甲苯磺酸鐵、過硫酸銨、過硫酸鈉、高錳酸鉀中的一種；
[0017] (5)第二次修補(bǔ)：將覆蓋有第一導(dǎo)電聚合物層的化成鋁箱浸漬于電解液并加電進(jìn) 行再次修補(bǔ)；
[0018] 所述電解液為質(zhì)量分?jǐn)?shù)0. 1~10%的電解質(zhì)溶液，所述電解質(zhì)為磷酸、草酸、己二 酸、檸檬酸、硼酸相應(yīng)的銨鹽中的一種；
[0019] 修補(bǔ)的各項參數(shù)如下：電解液的溫度為3~95°C，所述修補(bǔ)電壓為0. 7~1. 2倍 化成鋁箱的賦能電壓，修補(bǔ)時間為10_200min ;
[0020] (6)電化學(xué)聚合：將覆蓋有第一導(dǎo)電聚合物層的陽極區(qū)表面與外加電極相連接作 為陽極，以導(dǎo)電電極為陰極，在聚合液中加電進(jìn)行聚合形成第二導(dǎo)電聚合物層；
[0021] (7)形成導(dǎo)電石墨層：將覆有第二導(dǎo)電聚合物層的化成鋁箱浸漬于石墨漿料，然 后烘干固化，從而在第二導(dǎo)電聚合物層上形成導(dǎo)電石墨層；
[0022] (8)形成導(dǎo)電銀層：將經(jīng)過（7)處理的化成鋁箱浸漬于銀漿漿料，在導(dǎo)電石墨層上 形成導(dǎo)電銀層，再烘干，將陽極區(qū)多余的部分切掉，得到電容器芯子；
[0023] (9)疊層：根據(jù)疊層層數(shù)將復(fù)數(shù)個電容器芯子的陽極區(qū)彼此焊接，并焊接在引線 框上；用銀膏將陰極區(qū)彼此連接，并粘接到引線框上，待銀膏烘干固化后電容器芯子就層疊 在一起；
[0024] (10)封裝、吸濕、老化：將疊層后的電容器芯子用絕緣樹脂封裝，再對絕緣樹脂進(jìn) 行固化，得到電容器；對電容器進(jìn)行吸濕氣處理，最后對電容器進(jìn)行老化處理。
[0025] 進(jìn)一步地，所述隔離膠的寬度為0. 2~1. 所述隔離膠的設(shè)置是通過滾涂、刷 涂、點膠方式將隔離膠覆蓋在化成鋁箱表面，或者通過貼絕緣膠帶的方式在化成鋁箱表面 形成一道隔離膠；當(dāng)通過滾涂、刷涂、點膠方式將絕緣膠覆蓋在化成鋁箱表面時，需將隔離 膠固化后再進(jìn)入下一道工序，且所述固化是在室溫固化2~24h，或者是在50~150°C高溫 固化1~120min。
[0026] 進(jìn)一步地，所述隔離膠為酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、有機(jī)硅樹脂、氟碳樹脂、聚酰亞胺樹 脂中的至少一種。
[0027] 進(jìn)一步地，所述步驟（4)中，所述單體或其衍生物為吡咯、N-甲基吡咯、N-乙基吡 略、3-辛酰基吡略、噻吩、3, 4-乙撐二氧噻吩、3-甲氧基噻吩、3-戊氧基噻吩、苯胺、4-叔丁 基苯胺、N-丁基苯胺或鄰甲氧基苯胺中的一種；所述摻雜劑為烷基磺酸鹽、烷基萘磺酸鹽 或烷基苯磺酸鹽中的一種。
[0028] 進(jìn)一步地，所述步驟（4)中，采用還原液與氧化液分開交替浸漬進(jìn)行化學(xué)聚合的 具體操作方法如下：
[0029] 先浸漬于還原液中0. 5-3min，接著烘干后，然后浸入氧化液0. 5-3min，再烘干；重 復(fù)上述操作，其中，浸入氧化液的次數(shù)為2-10次，浸入還原液的次數(shù)為3-11次；烘干溫度為 50-80°C 烘干時間為 0. 5-30min。
[0030] 進(jìn)一步地，所述步驟（6)中，加電是指采用3或4個階段恒流進(jìn)行，其中電流值為 0· 1~2A，恒流總時間：1~120min ;
[0031] 所述聚合液包含0. l-10wt%的單體、0. 01-lmol/L的電解質(zhì)和去離子水；所述單 體為吡咯、噻吩、苯胺或吡咯的衍生物、噻吩的衍生物、苯胺的衍生物中的任一種；所述電 解質(zhì)為對甲苯磺酸鹽、十二烷基苯磺酸鹽、十二烷基磺酸鹽、萘磺酸鹽或樟腦磺酸鹽中的一 種。
[0032] 進(jìn)一步地，所述步驟（7)中，所述石墨衆(zhòng)料的固體含量為5~40wt%，粘度為10~ 100CP ;烘干溫度為50~200°C，烘干時間為1~60分鐘。
[0033] 進(jìn)一步地，所述步驟（8)中，所述銀衆(zhòng)衆(zhòng)料的固含量為15~85wt%，粘度為120~ 800CP ;烘干溫度為50~200°C，烘干時間為1~60min。
[0034] 進(jìn)一步地，所述步驟（9)中，所述銀膏的固含量為65~95wt%，粘度為2000~ 13000CP ;烘干溫度為50~200°C，烘干時間為1~60min。
[0035] 進(jìn)一步地，所述步驟（10)中，所述封裝是指將電容器芯子置于成型模具型腔中， 通過加熱加壓將絕緣樹脂注入，并保持一定時間使絕緣樹脂固化完成封裝；然后在100~ 200°C下高溫固化0· 5~24h ;所述吸濕的溫度為50~100°C，濕度為50wt%~100wt%， 吸濕時間為5min~72h ;所述老化為先室溫老化再高溫老化，先在室溫下升壓至1~1. 35 倍賦能電壓，升壓速度為〇. 1~3V/min，升壓到0. 5~0. 7倍賦能電壓后先室溫老化10~ lOOmin，然后在40~130°C下高溫老化60~600min。
[0036] 本發(fā)明的優(yōu)點在于：可以降低電容器的ESR，提高電容器的漏電流合格率，從而提 高產(chǎn)出率，具有顯著的經(jīng)濟(jì)和社會效益。
【具體實施方式】
[0037] 實施例1
[0038] -種疊層片式聚合物固體鋁電解電容器的制備方法，包括以下步驟：
[0039] (1)切箱和設(shè)置隔離膠：將4V賦能電壓的化成鋁箱切成所需的尺寸，其鋁箱的寬 度為3. 65mm，長度為10mm ;將切好的化成鋁箱設(shè)置一道隔離膠以形成陰極區(qū)和陽極區(qū)，所 述隔離膠有機(jī)硅樹脂，陰極區(qū)高度為4. 8mm，隔離膠的寬度為0. 2mm，室溫固化2h ;
[0040] (2)第一次修補(bǔ)：將化成鋁箱的陰極區(qū)通過浸漬電解液并加電方式進(jìn)行修補(bǔ)；所 述電解液為〇. lwt%的磷酸二氫銨水溶液；電解液的溫度為3°C，所述修補(bǔ)電壓為1. 2倍化 成錯箱的賦能電壓，修補(bǔ)時間為l〇min ;
[0041] (3)前處理：將修補(bǔ)好的化成鋁箱浸漬于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 1