[发明专利]一种钽电容器二氧化锰被覆液及其制备方法

说明书

本发明公开了一种钽电容器二氧化锰被覆液及其制备方法，包括：配制50～56wt％的硝酸锰水溶液；往硝酸锰溶液中加入0.01～0.2wt％的非离子表面活性剂，搅拌均匀至溶解；再向硝酸锰溶液中加入0.01～0.1wt％的水溶性降粘剂，搅拌均匀至溶解；继续向硝酸锰溶液中加入1～2.5wt％的水溶性醇，搅拌均匀至溶解。本发明制备的钽电容器二氧化锰被覆液，表面张力可降低至1.2×10^‑2～1.5×10^‑2N/m(25℃)，粘度可降低至0.6～1.2cp(25℃)，微孔浸润能力大大提高，硝酸锰溶液只需浸渍/热分解一次，就可被覆到足够面积的二氧化锰阴极，使容量引出率达到90％以上，在保证钽电容器电性能的同时，可显著简化生产工艺，提高生产效率。

技术领域

本发明属于固体钽电容器制造技术领域，具体涉及钽电容器生产过程中被覆二氧化锰阴极所需的被覆液及其制备方法。

背景技术

近年来，各类军民用电子产品都在朝着薄型、轻型和小型化方向发展，这就要求产品使用的元器件实现小型化。固体钽电容器的显著优点便是容量大且易于制成小型和片型元件，此外，还有低漏电流、低损耗、长寿命、稳定性好等特点，因而在各类电子产品中得到广泛应用，尤其是在航空、航天、导弹、卫星、雷达等国防领域具有重要的地位。

在固体钽电容器生产工艺中，有一道重要的被膜工序，是指经阳极处理后的钽块，浸渍硝酸锰溶液，然后在湿热环境中硝酸锰分解形成二氧化锰阴极的过程，所用的硝酸锰溶液称为被覆液。被覆液对阴极二氧化锰的制备以及电容器的电性能影响很大，如果硝酸锰溶液的浓度过高，则被覆液的表面张力大、粘度高。

被覆液表面张力大则浸润能力低，浸渍时无法填满钽阳极微孔，那么硝酸锰热分解生成的二氧化锰在钽阳极微孔中的填充率就低，有效的阴极面积就比阳极面积小，电容器的容量引出率(产品实际容量与设计容量之比)就低。另外，被覆液粘度过高，将导致脱水和热分解产生的气泡不易排除、二氧化锰膜层破裂，降低阴极膜的致密性，同样使得容量引出率降低。因而，目前的被膜工艺都是采用低浓度多次重复浸渍/热分解的方式被膜。如，在刘勇刚等人所著《35V47μF固体钽电容器制备工艺的改进》中，被膜过程为，密度1.2g/cm3硝酸锰溶液被膜3次,密度1.5g/cm3和1.7g/cm3的硝酸锰溶液被膜4～5次。在《Effect ofaddition of silver compounds during the pyrolysis of manganese nitate ontantalum anodic oxide film》中，Takeyuki Gotoh重复进行了六次硝酸锰溶液浸渍和热分解过程。中国专利201610719935.4中，王训国等人为形成阴极二氧化锰层，重复浸渍了12～18次1.2～1.5g/cm3的硝酸锰溶液。熊晓莉等人在《乙醇对硝酸锰热分解的影响》中提到，往硝酸锰溶液中加入适量乙醇可降低溶液表面张力，但常温下乙醇添加量为4％时溶液表面张力才降到6.0×10-²N/m，且加入乙醇使溶液粘度增大，浸润能力提高不显著，浸渍次数减少不明显，此外，乙醇添加量过多则易挥发，在钽电容器生产工艺中无法保持被覆液组分的稳定。

由此可以看出，若能降低高浓度硝酸锰溶液的表面张力和粘度，提高其浸润能力，尤其是微孔的浸润能力，并且保证阴极膜的致密性，就可以大大减少硝酸锰溶液的浸渍次数，简化生产工艺，提高生产效率，具有重要的实际意义。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种钽电容器二氧化锰被覆液及其制备方法。

在研究该被覆液及其制备方法时发现：

1.被覆液中产生气泡不利于浸润钽阳极微孔，且不利于形成致密二氧化锰膜层；

2.表面活性剂有显著降低硝酸锰溶液表面张力的作用，但是阴离子表面活性剂易产生气泡，且不易消除，与此相反，脂肪醇聚氧乙烯醚不易产生气泡，且沸点大多在100℃左右，在硝酸锰热分解完成前已挥发，不会残留阴极中影响电性能；