[发明专利]在电容器素子上形成高分子复合材料的方法

说明书

本发明公开一种在电容器素子上形成高分子复合材料的方法，包括制备步骤、含浸步骤、烘干步骤以及聚合步骤。制备步骤包括形成包括3,4‑二氧乙基噻吩、乳化剂、聚苯乙烯磺酸盐、起始剂以及水的匀相反应液；含浸步骤包括将电容器素子含浸于匀相反应液中，以将匀相反应液涂布于电容器素子上以形成反应层；烘干步骤包括对反应层进行加热，以移除反应层中的水；而聚合步骤包括对反应层进行加热，以使3,4‑二氧乙基噻吩与聚苯乙烯磺酸盐发生聚合反应而形成导电高分子材料，而使得反应层形成至少包括导电高分子材料的导电高分子层。本发明的方法可以克服电容器在高压下发生短路的问题。

技术领域

本发明涉及一种形成高分子复合材料的方法，特别是涉及一种在电容器素子上形成高分子复合材料的方法。

背景技术

电容器已广泛地被使用于消费性家电用品、计算机主板及其周边、电源供应器、通信产品、及汽车等的基本组件，其主要的作用包括：滤波、旁路、整流、耦合、去耦、转相等。是电子产品中不可缺少的组件之一。电容器依照不同的材质及用途，有不同的型态，包括铝质电解电容、钽质电解电容、积层陶瓷电容、薄膜电容等。现有技术中，固态电解电容器具有小尺寸、大电容量、频率特性优越等优点，而可使用于中央处理器的电源电路的解耦合作用上。固态电解电容器是以固态电解质取代液态电解液做为阴极，而导电高分子基于其高导电性、制作过程容易等优点已被广泛应用于固态电解电容的阴极材料。

可用于固态电容器的阴极的导电高分子包含聚苯胺(polyaniline，PAni)、聚吡咯(polypyrrole，PPy)及聚噻吩(polythiophene，PTh)等材料及其衍生物。其中，PEDOT:PSS复合物具有优异的导电性，且相较于其他高分子，例如PAni和PPy等，PEDOT:PSS复合物具有较低的聚合速率，因此可在常温下进行聚合反应而降低的制备的困难度。另外，PEDOT:PSS复合物更具有相较于其他高分子较佳的耐候性及耐热性。除此之外，PEDOT:PSS复合物还具有良好分散性、低生产成本、高透明度以及优异的处理性(Processability)。因此，使用PEDOT:PSS复合物作为形成电容器的阴极部上导电高分子层的原料对于电容器的电气效果的提升有很大的帮助。

在本领域中，仍有需要提供一种在电容器素子上形成高分子复合材料的方法，用以简化电容器的制造过程以及提升电容器的整体电气性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种在电容器素子上形成高分子复合材料的方法，其可以通过原位聚合的方式在电容器素子上形成导电层，并通过控制原位聚合过程中的各项参数来提升所制成的电容器的电气性能。

为了解决上述的技术问题，本发明所采用的技术方案是，提供一种在电容器素子上形成高分子复合材料的方法，其包括一制备步骤、一含浸步骤、一烘干步骤以及一聚合步骤。制备步骤包括形成包括3,4-二氧乙基噻吩、一乳化剂、聚苯乙烯磺酸盐、一起始剂以及水的一匀相反应液；含浸步骤包括将所述电容器素子含浸于所述匀相反应液中，以将所述匀相反应液涂布在所述电容器素子上而形成一反应层；烘干步骤包括对所述反应层进行加热，以移除所述反应层中的水；而聚合步骤包括对所述反应层进行加热，以使3,4-二氧乙基噻吩与聚苯乙烯磺酸盐发生聚合反应而形成一导电高分子材料，而使得所述反应层形成至少包括所述导电高分子材料的一导电高分子层。

更进一步地，在所述制备步骤中，还进一步包括将3,4-二氧乙基噻吩与所述乳化剂溶于水中，以形成一匀相溶液；将包括聚苯乙烯磺酸盐的一聚苯乙烯磺酸水溶液与所述匀相溶液相互混合，以形成一前驱溶液；以及将所述起始剂添加于所述前驱溶液中，以形成所述匀相反应液。

更进一步地，将3,4-二氧乙基噻吩与所述乳化剂溶于水中的步骤包括在室温下搅拌1.5至2.5小时。

更进一步地，所述匀相反应液包括1重量份的3,4-二氧乙基噻吩、0.1～10重量份的所述乳化剂、2～6重量份的聚苯乙烯磺酸、0.5～1.5重量份的起始剂，以及50～2000重量份的水。