[发明专利]固体电解电容器形成固体电解质层的电化学聚合工艺

说明书

【技术领域】

本发明涉及固体电解电容器生产过程中的具体工序，特别涉及固体电解电容器形成固体电解质层的电化学聚合工艺。

【背景技术】

电容器属于电子信息产业基础元器件产品，是一种使用最广，用量最大，且不可取代的电子元件，其产量约占电子元件的40％，随着电子信息产业的发展，电子信息产品产量、品种不断增加，与之配套的电容器的需求量也不断增长。电容器的性能、品种与质量直接决定或影响着电子信息产品的发展。为了解决传统液体电解电容器适应表面贴装技术、片式化、小型化，必须解决电解质的固体化。固体电解电容器具有体积更小、性能更好、宽温、长寿命、耐高频、高可靠性和高环保等诸多优点，适应电子整机小型化、高频化、高速化、高可靠、高环保的发展趋势和表面贴装技术要求。

固体电解电容器是在铝、钽、铌、钛等阀金属或一氧化铌等氧化物的表面采用阳极氧化法生成一薄层氧化物作为电介质，以固体电解质作为阴极而构成的电容器。该类型的固体电解电容器的固体电解质可以为导电性聚合物，比如聚吡咯，聚噻吩，聚苯胺或其衍生物。聚合物固体电解电容器的性能主要受聚合物层质量的影响，而导电聚合物的制备方法和工艺条件对导电聚合物层的质量有重要的影响，特别是电化学聚合合溶液的pH值，对反应速度和聚合得到的导电聚合物的导电性有重要影响。在不同的聚合溶液pH值条件下，导电聚合物的聚合速度和导电聚合物的导电性能差异很大。同样地，把导电聚合物应用于聚合物固体电解电容器中时，在不同的聚合溶液pH值条件下聚合得到导电聚合物膜，并制备成固体电解电容器，固体电容器的容量、损耗和ESR也有较大差异。

公开日为2008年02月20日的中国专利号为200510041690.6的发明专利，其名称为《固体片式电解电容器的制造方法》，该专利文献中公开了固体铝电解电容器的电化学聚合过程，但没有规定电化学聚合溶液的pH范围。

公告日为2004年8月11日的公告号为CN1215216A的中国发明专利，其名称为《固体电解电容器及其制造方法和制造设备》，该专利文献中公开了固体电解电容器的电化学聚合过程，在形成导电层即固体电解质层的电化学聚合过程中，对电化学聚合溶液的pH值限定为小于7，而控制的方法为在聚合溶液中添加硫酸来实现。其pH值没有给出具体的最佳范围，比如在pH值小于3的条件下，聚合溶液的的稳定性比较差，容易导致聚合溶液的加速老化，同时其控制的方法为在聚合溶液中添加硫酸来实现，硫酸根离子的浓度将随着添加量的增加而增大，而当硫酸根浓度达到一定水平时，其作为强酸根将导致氧化膜的腐蚀，从而引起漏电流性能的劣化。

公开日为2008年4月16日的公开号为CN101162653A的中国发明专利，其名称为《固体电解电容器的制造方法》，该专利文献中公开了固体电解电容器的电化学聚合过程，其是通过离子交换的方式来调控电化学聚合过程的pH值，对聚合溶液的pH值限定为5-8。因为pH值通过离子交换的方式来调控，使得其操作过程相对繁琐，在电化学聚合过程中需要分别进行离子交换和支持电解质的补充。同时，对聚合溶液的pH值限定为5-8，而本领域公知的是，在碱性条件下导电高分子聚合得到的导电性相对较差。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题，在于提供一种固体电解电容器形成固体电解质层的电化学聚合工艺，通过对导电聚合物的聚合溶液的pH值范围进行具体限定，并优化溶液pH值的调控方法，使得制备得到的聚合物电解电容器的性能更好，并且制备工艺简化，能够解决现有技术中存在的聚合溶液的pH值范围没有进行限定，超出合适pH值范围制备的导电层的导电性能不能得到控制，导致固体电解电容器的性能不能达到预期的目的的问题，还能解决现有技术中存在的聚合溶液的稳定性较差，以及pH值调控操作过程繁琐的问题。

本发明是通过采用以下技术方案解决上述技术问题的：固体电解电容器形成固体电解质层的电化学聚合工艺，包括将已通过化学聚合工艺形成第一固体电解质层的阳极体表面与外加电极相连接作为阳极，以导电电极为阴极在电化学聚合溶液中进行恒电流聚合制备第二固体电解质层的步骤，其中，将所述电化学聚合溶液的pH值控制在3.0-6.0。

进一步地，将所述电化学聚合溶液的pH值范围控制在4.0-5.0。

进一步地，所述电化学聚合溶液至少包含单体、电解质和溶剂，所述电化学聚合溶液的pH值由酸性物质调整。

进一步地，所述酸性物质可以为对甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸、萘磺酸、烷基水杨酸、苯甲酸、樟脑磺酸中的至少一种。