[发明专利]制备电容器固体电解质层的电化学聚合溶液及工艺

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种固体电解电容器的制备工艺，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溶液及工艺。

【背景技术】

随着现代化电子产品发展，高频化的电子设备也迅速发展起来。对于用于个人计算机的CPU周边的固体电解电容器而言，其朝着大容量和高频特性优良发展的需求越来越强烈。而要获得优良高频特性的电解电容器，就得充分降低固体电解电容器的等效串联电阻(ESR)。因此业内就采用导电聚合物作为固体电解电容器的电解质，使得固体电解电容器的等效串联电阻分量较小，接近于理论值。

下面介绍一下目前业内使用的固体电解电容器的生产工艺，其主要包括：在电容器阳极体表面上形成氧化膜介质的工序；在氧化膜介质外表面上形成固体电解质层的工序；在固体电解质层外表面形成含碳阴极层的工序；在含碳阴极层外表面形成含银阴极层的工序；制得电容器元件，将电容器元件组装并封装，制得固体电解电容器的工序。所述的固体电解电容器的阳极体可以是阀金属及金属氧化物，所述的阀金属可以是铝、钽、铌或钛，所述的金属氧化物是一氧化铌。

为了得到高导电率的固体电解质，人们经常采用毒性较强又易于挥发有有机溶剂作为制造固体电容器的电化学聚合溶剂。然而，虽能够得到较高电导率的电解质，但体现于固体电解电容器的中性能较为一般，且在规模化生产中需要控制毒性扩散和溶剂大量挥发，控制成本极高。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题之一，在于提供一种制备电容器固体电解质层的电化学聚合溶液，取材普通、毒性极低，且规模化生产易控制。

该技术问题之一是这样实现的：一种制备电容器固体电解质层的电化学聚合溶液，包含溶剂、单体和电解质，其溶剂是水、含有羟基的有机溶剂或水和含有羟基的有机溶剂混合液，或是两种以上有机溶剂的混合。

本发明要解决的技术问题之二，在于提供一种制备电容器固体电解质层的电化学聚合工艺，能使固体电解电容器容量引出率得到提升，ESR降低，并且高温高湿度下可靠性能提高。

该技术问题之二是这样实现的：一种制备电容器固体电解质层的电化学聚合工艺为：先将表面包含第一固体电解质层的阳极体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方式聚合，然后取出清洗烘干，制备第二固体电解质层；其采用的电化学聚合溶液，包含溶剂、单体和电解质，所述溶剂是水、含有羟基的有机溶剂或水和含有羟基的有机溶剂混合液，或是两种以上有机溶剂的混合。

本发明具有如下优点：本发明的电化学聚合溶液，取材普通、毒性极低，且在规模化生产中无需控制毒性扩散和溶剂大量挥发，控制成本降低，且结合本发明的电化学聚合工艺，能使固体电解电容器容量引出率得到提升，ESR降低，并且高温高湿度下可靠性能提高。

【具体实施方式】

实施例1

将包含氧化铝的13VF铝箔(有效面积3.5mm×4.0mm)用化学聚合制备第一固体电解质层聚吡咯之后，再进行电化学聚合工艺，具体是将包含第一固体电解质层聚吡咯的铝箔与外加电极相连接作为阳极，以2cm²碳导电电极为阴极，在10℃包含0.4M的Py(吡咯单体)和0.3M的对甲基苯磺酸盐的水溶液中，进行恒电流聚合。其中溶液使用连续时间控制在24小时内，聚合电量为0.5C(库仑)。然后清洗烘干，制得第二固体电解质层聚吡咯。电化学聚合工艺完成后，然后在第二固体电解质层外表面依次形成含碳阴极层，含银阴极层；制得单片电容器元件。

实施例2

与实施例1不同的是，以10cm²碳导电电极为阴极，在0℃乙醇溶液中电化学聚合，聚合电量为1.0C，溶液使用连续时间控制在96小时内。

实施例3

与实施例1不同的是，以1cm²钛导电电极为阴极，在30℃丁醇和纯水混合溶液中电化学聚合，聚合电量为0.5C，溶液使用连续时间控制在48小时内。

实施例4

与实施例1不同的是，以4cm²铝导电电极为阴极，在5℃乙醇溶液中电化学聚合，聚合电量为0.6C，溶液使用连续时间控制在48小时内。

实施例5

与实施例1不同的是，以5cm²不锈钢导电电极为阴极，在0℃正丁醇溶液中电化学溶液，聚合电量为0.7C，溶液使用连续时间控制在96小时内。

实施例6