[发明专利]一种高储能密度固态薄膜电容器及其制备方法

权利要求书

1.一种高储能密度固态薄膜电容器，其特征在于，该电容器包括衬底基片(1)、下部电极(2)、活性硅钛复合掺杂氧化铝薄膜(3)、上部电极(4)，所述的下部电极(2)涂覆在衬底基片(1)表面上，所述的活性硅钛复合掺杂氧化铝薄膜(3)设置在上部电极(4)和下部电极(2)之间；

所述的活性硅钛复合掺杂氧化铝薄膜(3)通过以下方法制得：

a)将铝醇盐进行研磨，随后加入到醇醚溶剂中，60～70℃恒温搅拌30～60min，然后依次加入硅酯，60～70℃恒温搅拌30～60min，钛醇盐，60～70℃恒温搅拌30～60min，再加入乙酰丙酮，70～80℃恒温搅拌30～60min，最后加入冰醋酸，于80～90℃恒温搅拌30～60min，待反应结束后，逐渐冷却至室温，过滤，制得活性硅钛复合掺杂氧化铝溶胶前驱体；

b)采用蒸发镀膜法或磁控溅射法在衬底基片(1)上制备一层导电薄膜，作为下部电极(2)；

c)将步骤a制得的活性硅钛复合掺杂氧化铝溶胶前驱体涂覆在步骤b制得的下部电极(2)表面上，进行此过程5～7次，每次涂覆后进行预热处理，达到所需厚度后进行退火处理，制得活性硅钛复合掺杂氧化铝薄膜。

2.根据权利要求1所述的一种高储能密度固态薄膜电容器，其特征在于，所述的下部电极(2)和上部电极(4)的材料包括Al薄膜、Au薄膜、Pt薄膜、Ti薄膜或Ag薄膜。

3.根据权利要求1所述的一种高储能密度固态薄膜电容器，其特征在于，所述的下部电极(2)的厚度为100～150nm，所述的上部电极厚度为50～150nm。

4.根据权利要求1所述的一种高储能密度固态薄膜电容器，其特征在于，所述的活性硅钛复合掺杂氧化铝薄膜(3)的厚度为150～250nm。

5.一种如权利要求1所述的高储能密度固态薄膜电容器的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：

(1)将铝醇盐进行研磨，随后加入到醇醚溶剂中，60～70℃恒温搅拌30～60min，然后依次加入硅酯，60～70℃恒温搅拌30～60min，钛醇盐，60～70℃恒温搅拌30～60min，再加入乙酰丙酮，70～80℃恒温搅拌30～60min，最后加入冰醋酸，于80～90℃恒温搅拌30～60min，待反应结束后，逐渐冷却至室温，过滤，制得活性硅钛复合掺杂氧化铝溶胶前驱体；

(2)采用蒸发镀膜法或磁控溅射法在衬底基片上制备一层导电薄膜，作为下部电极；

(3)将步骤(1)制得的活性硅钛复合掺杂氧化铝溶胶前驱体涂覆在步骤(2)制得的下部电极表面上，进行此过程5～7次，每次涂覆后进行预热处理，达到所需厚度后进行退火处理，制得活性硅钛复合掺杂氧化铝薄膜；

(4)采用蒸发镀膜法或磁控溅射法在步骤(3)制得的活性硅钛复合掺杂氧化铝薄膜上制备一层导电薄膜作为上部电极，制得固态薄膜电容器单元；

(5)将(4)中制备好的电容器单元或将电容器单元组合，通过绝缘介质进行封装固化，再进行两端引线，制得高储能密度固态薄膜电容器。

6.根据权利要求5所述的一种高储能密度固态薄膜电容器的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的铝醇盐为异丙醇铝，所述的醇醚溶剂为乙二醇乙醚，所述的硅酯为正硅酸乙酯，所述的钛醇盐为四正丁醇钛或四异丙醇钛；所述的铝醇盐加入醇醚溶剂后所得溶液的浓度为0.3～0.4mol/L；所述的铝醇盐、硅酯、钛醇盐的摩尔比为(85～100):(2～10):(0.2～5)；所述的乙酰丙酮的加入量为与铝醇盐的摩尔比为1:1、冰醋酸的加入量为与醇醚溶剂的体积比为1：5。

7.根据权利要求5所述的一种高储能密度固态薄膜电容器的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述的预热处理条件为150℃处理3～5min，升温至300℃处理3～5min，继续升温至450℃处理5min，然后降温至300℃处理3～5min，继续降温至150℃处理3～5min。

8.根据权利要求5所述的一种高储能密度固态薄膜电容器的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述的退火处理条件为450～600℃保温3h后缓慢降至室温。