[发明专利]一种固体电解质铝电解电容器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及电解电容器的制备技术领域，具体涉及一种固体电解质铝电解电容器及其制造方法。

背景技术

固体电解电容器相比较普通的液体电解电容器，其电性能很突出，具有低等效串联电阻(ESR)，高耐纹波电流，使用寿命长，性能稳定等优点。随着电子产品的不断升级换代，其功能及性能的不断提高，对电容器的高频特性要求也越来越高，人们通过各种不同途径降低固体电解电容器的ESR，以满足电容器的高频特性。

然而固态电容虽然有其无可替代的优点，但由于现行的工艺方式存在两大问题，一是产品的电压不能太高，通常为35V以下，一个是漏电流较大，通常达到0.05CV.这些问题产生的原因就是因为固态电容在生产过程中，通常是采用溶剂将单体与氧化剂溶解，通过含浸的方式进入芯包，然后给予一定的条件让其进行聚合生成能导电的固体电解质。这种生产工艺存在两个缺点，一是氧化剂本身具有很强的酸性，对正极箔的氧化膜有较大的破坏作用，大大降低了正极箔原有的电压值，另一个是因为单体与氧化剂是溶解在溶剂中含浸到芯包里，因为溶剂与电极正箔的浸润性良好，故将氧化剂与单体带到阳极箔的腐蚀的微孔中，因为微孔是化成时生成氧化膜比较薄弱的地方，加之固体电解质没有修复能力，这个地方的耐压较低，当通以一定的电压后，会产生较大的漏电流使产品失效。

为了解决这个问题，技术解决方案是将导电聚合物在水中聚合，形成水的分散体，然后通过含浸的形式浸入到芯包中，这样作成的电容，由于没有氧化剂对箔的伤害，使产品的耐压有所增加，同时在水中分散的聚合物，聚合物分子有一定的尺寸，由于在水中分散，水的浸润性比一般溶剂要差，这样可以确保正极箔的微孔中浸入导电聚合物，这个耐压比较薄弱的地方因没有聚合物没有办法形成较大的漏电，故可以大幅提高产品的耐压。

现行的技术中，没有考虑水的浸润性差的问题，采用较为普通的含浸方式，故在产品的引出率方面，以及做更大尺寸，例如超过Φ10*12mm尺寸较为困难，或一致性较差。

发明内容

为了克服了现有技术中的缺点，本发明提供了一种具有优异ESR性能的固体电解质铝电解电容器，其固体电解质为导电聚合物和导电碳材料，可解决的高温度下导电聚合物电阻显著增大问题及性能低下等问题。本发明还提供了该固体电解质铝电解电容器的制造方法，该方法主要是通过在不同压力环境下含浸芯包来解决微孔中不能浸到或浸到极少量的导电聚合物和导电碳材料的问题，不仅实现耐压的提高，还通过优化含浸工艺，确保在可含浸的区域有较多的固体电解质，且分布均匀。该种制造方法可以获得较低ESR值、较高耐压值的固态电容器，同时获得较低的漏电流，同时也获得了较好的批量一致性。

本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：

本发明提供了一种固体电解质铝电解电容器，包括铝壳及设置在所述铝壳内的芯包，所述芯包包括阳极化成铝箔、阴极箔、介于所述阳极化成铝箔与阴极箔之间的电解纸和固体电解质，所述固体电解质包括导电聚合物和导电碳材料。

优选地，所述导电聚合物为聚3,4乙烯二氧噻吩。

优选地，所述导电碳材料为碳纳米材料或碳纳米复合材料。

本发明还提供了所述固体电解质铝电解电容器的制造方法，包括：

(1)将电容器的芯包焊于铁条上，施加电压进行化成，化成后进行清洗并干燥；

(2)将干燥后的芯包浸入分散体B中，含浸时间1～30min；

(3)将芯包移出分散体B，抽真空后再将芯包浸入分散体B，含浸时间1～10min；

(4)将芯包保留在分散体B中，破真空，再加压，含浸时间1～10min；

(5)将芯包保留在分散体B中，放气至常压，含浸时间1～10min；

(6)取出芯包，将芯包置于65～100℃干燥20～60min，再将芯包置于135～165℃干燥20～60min；

(7)步骤(3)至(6)至少重复一次；

(8)入壳封口，老化处理获得固体电解质铝电解电容器；其中，

所述分散体B为含导电聚合物和导电碳材料的分散体。

本发明提供了另一种固体电解质铝电解电容器的制造方法，包括：

(1)将电容器的芯包焊于铁条上，施加电压进行化成，化成后进行清洗并干燥；

(2)将干燥后的芯包浸入分散体A中，含浸时间1～30min；

(3)将芯包移出分散体A，抽真空后再将芯包浸入分散体A，含浸时间1～10min；