[发明专利]低能量研磨以制备片状粉末

说明书

相关申请的交叉引用

本发明要求于2013年3月13日递交的在审美国临时专利申请No.61/779,242的优先权。

背景技术

为了提高粒子的比表面积的目的，已经通过在球磨机、振动球磨机、立式球磨机(attritor mill)等中机械研磨粉末而制得了用于制造电解电容器的阳极的现有技术阀金属(特别是钽)片状粉末。该方法已经广泛地实施并描述于大量专利文献中，例如美国专利No.5,580,367、4,940,490、5,211,741、5,261,942、4,441,927、4,555,268、4,740,238和3647415，其各自通过引用并入本文。

通过现有技术方法制造的阀金属片的特征在于具有低水平至中等水平的电荷密度，其通常以微法拉伏特每克(CV/g)表示，并且认为通过机械研磨只可有限地实现所述水平。工业中认为，在钢磨机中的机械形变不能预期获得CV/g大于约20,000微法拉伏特每克阀金属(优选钽)，且Brunauer-Emmett-Tell(BET)表面积超过约1m²/g的片。

研磨是非常先进的技术，并且本领域技术人员认为通过研磨获得的阀金属粉末已经达到了它们的极限。尽管本领域技术人员认为已经达到了机械极限，然而通过不懈的研究意想不到地发现，通过用较低研磨能产生高的比表面积能够获得高电荷密度粉末，这与本领域的预期相反。在特定情况下，如本文所述，较低的研磨能实际上能够获得具有较低表面杂质的高表面积，由此获得了超过之前认为可由机械研磨而获得的性能的材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于制备高表面积阀金属(优选钽)粉末的新方法，所述阀金属粉末获得了所需的比表面积而没有引入不可接受水平的金属杂质；具体来说，没有产生不可接受的高水平的铁、镍、铬、硅和锆。

特别的优点在于能够利用较低价值的粉末(例如具有低电荷密度的那些)，并且能够通过研磨至较高电荷密度来增加该价值。

如将会理解的，在一种用于增加阀金属粒子的表面积的方法中提供了这些和其他优点。该方法包括将阀金属粉末和介质装入研磨装置，其中所述介质的平均直径至少为0.01cm至不超过0.3175cm。然后在不超过3,000尔格每介质粒子的平均动能下研磨所述阀金属粉末以获得经研磨的粉末。

另一实施方案提供了一种阀金属粉末，其CV/g至少为30,000微法拉伏特每克；BET表面积大于4m²/g；且纵横比至少为3。

另一实施方案提供了一种电容器，所述电容器具有包含阀金属粉末的阳极，其中所述阀金属粉末的CV/g至少为180,000微法拉伏特每克，BET表面积大于4m²/g且纵横比至少为3。电介质在所述阳极上，且阴极在所述电介质上。

附图说明

图1是本发明一个实施方案所提供的优点的图示。

图2是本发明一个实施方案所提供的优点的图示。

图3是本发明一个实施方案所提供的优点的图示。

具体实施方式

本发明涉及一种改进的阀金属片，特别是钽片，与之前认为通过机械研磨可获得的CV/g和表面积相比，其具有更高的CV/g和更高的表面积。本发明还涉及一种借助小介质和低能量的改进的研磨方法，之前认为小介质和低能量不能形成适合的片。本发明还涉及一种包括阀金属作为阳极的改进的电容器。

本发明涉及使用非常小的介质通过机械球磨、立式球磨、振动球磨或辊轧制造的改进的阀金属粒子，特别是钽粒子。所述介质的平均直径优选为至少0.001cm至不超过0.3175cm。更优选地，所述介质的平均直径至少为0.025cm至0.1cm，还更优选地，所述介质的平均直径至少为0.025cm至不超过0.030cm。