本发明专利技术提供一种制备电容器固体电解质层的电化学聚合溶液及工艺，电化学聚合溶液的溶剂是水、含有羟基的有机溶剂或水和含有羟基的有机溶剂混合液，或是两种以上有机溶剂的混合。电化学聚合工艺为：先将表面包含第一固体电解质层的阳极体与外加电极相连接作为阳极，以导电电极为阴极在电化学聚合溶液中进行恒电流方式聚合，然后取出清洗烘干，制备第二固体电解质层。本发明专利技术的电化学聚合溶液，取材普通、毒性极低，且规模化生产易控制。本发明专利技术的电化学聚合工艺，能使固体电解电容器容量引出率得到提升，ESR降低，并且高温高湿度下可靠性能提高。
Electrochemical polymerization solution and process for preparing solid electrolyte layer of capacitor
The invention provides a preparation of electrochemical capacitors with solid electrolyte layer and the process of solution polymerization, electrochemical polymerization solvent solution is an organic solvent mixture of organic solvent or water, containing hydroxyl groups and hydroxyl groups, or a mixture of more than two kinds of organic solvents. The electrochemical polymerization process is as follows: firstly the surface of the anode body contains a first solid electrolyte layer and an electrode connected to the conductive electrode as the anode, cathode in the electrochemical polymerization of constant current polymerization in solution, and then remove the cleaning and drying, the preparation of second solid electrolyte layer. The electrochemical polymerization solution of the invention has the advantages of ordinary sampling, low toxicity, large scale production and easy control. The electrochemical polymerization process of the invention can raise the volumetric extraction rate of the solid electrolytic capacitor, reduce the ESR, and improve the reliable performance at high temperature and high humidity.
【技术实现步骤摘要】
制备电容器固体电解质层的电化学聚合溶液及工艺
本专利技术涉及一种固体电解电容器的制备工艺，特别涉及固体电解电容器形成固体 电解质层的电化学聚合溶液及工艺。
技术介绍
随着现代化电子产品发展，高频化的电子设备也迅速发展起来。对于用于个人计 算机的CPU周边的固体电解电容器而言，其朝着大容量和高频特性优良发展的需求越来越 强烈。而要获得优良高频特性的电解电容器，就得充分降低固体电解电容器的等效串联电 阻(ESR)。因此业内就采用导电聚合物作为固体电解电容器的电解质，使得固体电解电容器 的等效串联电阻分量较小，接近于理论值。下面介绍一下目前业内使用的固体电解电容器的生产工艺，其主要包括在电容 器阳极体表面上形成氧化膜介质的工序；在氧化膜介质外表面上形成固体电解质层的工 序；在固体电解质层外表面形成含碳阴极层的工序；在含碳阴极层外表面形成含银阴极层 的工序；制得电容器元件，将电容器元件组装并封装，制得固体电解电容器的工序。所述 的固体电解电容器的阳极体可以是阀金属及金属氧化物，所述的阀金属可以是铝、钽、铌或 钛，所述的金属氧化物是一氧化铌。为了得到高导电率的固体电解质，人们经常采用毒性较强又易于挥发有有机溶剂 作为制造固体电容器的电化学聚合溶剂。然而，虽能够得到较高电导率的电解质，但体现 于固体电解电容器的中性能较为一般，且在规模化生产中需要控制毒性扩散和溶剂大量挥 发，控制成本极高。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题之一，在于提供一种制备电容器固体电解质层的电化学 聚合溶液，取材普通、毒性极低，且规模化生产易控制。该技术问题之一是这样实现的一种制备电容器固体电解质层的电化学聚合溶 液，包含溶剂、单体和电解质，其溶剂是水、含有羟基的有机溶剂或水和含有羟基的有机溶 剂混合液，或是两种以上有机溶剂的混合。本专利技术要解决的技术问题之二，在于提供一种制备电容器固体电解质层的电化学 聚合工艺，能使固体电解电容器容量引出率得到提升，ESR降低，并且高温高湿度下可靠性 會旨提尚。该技术问题之二是这样实现的一种制备电容器固体电解质层的电化学聚合工艺 为先将表面包含第一固体电解质层的阳极体与外加电极相连接作为阳极，以导电电极为 阴极在电化学聚合溶液中进行恒电流方式聚合，然后取出清洗烘干，制备第二固体电解质 层；其采用的电化学聚合溶液，包含溶剂、单体和电解质，所述溶剂是水、含有羟基的有机溶 剂或水和含有羟基的有机溶剂混合液，或是两种以上有机溶剂的混合。本专利技术具有如下优点本专利技术的电化学聚合溶液，取材普通、毒性极低，且在规模化生产中无需控制毒性扩散和溶剂大量挥发，控制成本降低，且结合本专利技术的电化学聚合 工艺，能使固体电解电容器容量引出率得到提升，ESR降低，并且高温高湿度下可靠性能提尚ο具体实施方式实施例1将包含氧化铝的13VF铝箔(有效面积3. 5mmX4. 0mm)用化学聚合制备第一固体 电解质层聚吡咯之后，再进行电化学聚合工艺，具体是将包含第一固体电解质层聚吡咯的 铝箔与外加电极相连接作为阳极，以2cm2碳导电电极为阴极，在10°C包含0. 4M的Py(卩比咯 单体)和0. 3M的对甲基苯磺酸盐的水溶液中，进行恒电流聚合。其中溶液使用连续时间控 制在24小时内，聚合电量为0. 5C(库仑)。然后清洗烘干，制得第二固体电解质层聚吡咯。 电化学聚合工艺完成后，然后在第二固体电解质层外表面依次形成含碳阴极层，含银阴极 层；制得单片电容器元件。实施例2与实施例1不同的是，以IOcm2碳导电电极为阴极，在0°C乙醇溶液中电化学聚合， 聚合电量为1. 0C，溶液使用连续时间控制在96小时内。实施例3与实施例1不同的是，以Icm2钛导电电极为阴极，在30°C丁醇和纯水混合溶液中 电化学聚合，聚合电量为0. 5C，溶液使用连续时间控制在48小时内。实施例4与实施例1不同的是，以4cm2铝导电电极为阴极，在5°C乙醇溶液中电化学聚合， 聚合电量为0. 6C，溶液使用连续时间控制在48小时内。实施例5与实施例1不同的是，以5cm2不锈钢导电电极为阴极，在0°C正丁醇溶液中电化学 溶液，聚合电量为0. 7C，溶液使用连续时间控制在96小时内。实施例6与实施例1不同的是，以Scm2不锈钢导电电极为阴极，在0°C乙醇和纯水混合溶剂 的电化学聚合溶液中电化学聚合，聚合电量为0. 8C，溶液使用连续时间控制在48小时内。实施例7与实施例1不同的是，以20cm2不锈钢导电电极为阴极，在50°C异丁醇和纯水混合 溶剂的电化学聚合溶液中电化学聚合，聚合电量为0. 3C，溶液使用连续时间控制在48小时 内。实施例8与实施例1不同的是，以Icm2钛导电电极为阴极，在_25°C丙酮和纯水混合溶剂的 电化学聚合溶液中电化学聚合，分两阶段进行，第一阶段聚合电量为0. 8C，第二阶段聚合电 量为1. 2C，总聚合电量为2. 0C，溶液使用连续时间控制在96小时内。对比例1与实施例1不同的是，电化学聚合溶液中的溶剂为乙腈。将上述各实施例和对比例中的单片电容器元件叠4层并封装，制备成6. 3ν/100μ F电容器，测试电容器的容量、ESR，60°C /90R. 高温高湿考核500h后的ESR，数据如下 权利要求1.一种制备电容器固体电解质层的电化学聚合溶液，包含溶剂、单体和电解质，其特征 在于所述溶剂是水、含有羟基的有机溶剂或水和含有羟基的有机溶剂混合液，或是两种以 上有机溶剂的混合。2.根据权利要求1所述的制备电容器固体电解质层的电化学聚合溶液，其特征在于 所述的有机溶剂选自甲醇、乙醇、丙醇、正丁醇、异丁醇中的一种或以上。3.根据权利要求2所述的制备电容器固体电解质层的电化学聚合溶液，其特征在于所述的单体为吡咯、噻吩、苯胺或吡咯的衍生物、噻吩的衍生物、苯胺的衍生物中的任一种或一种以上；所述的电解质为对甲苯磺酸盐、十二烷基苯磺酸盐、十二烷基磺酸盐、萘磺酸盐或樟脑 磺酸盐的任一种或一种以上。4.一种制备电容器固体电解质层的电化学聚合工艺，其特征在于采用如权利要求1 所述的电化学聚合溶液，该电化学聚合工艺为先将表面包含第一固体电解质层的阳极体 与外加电极相连接作为阳极，以导电电极为阴极在电化学聚合溶液中进行恒电流方式聚 合，然后取出清洗烘干，制备第二固体电解质层。5.根据权利要求4所述的制备电容器固体电解质层的电化学聚合工艺，其特征在于 所述包含第一固体电解质层的阳极体的有效面积为3. 5mmX4. Omm时，所述的恒电流方式 聚合的聚合电量为0. 3 2. 0库仑，所述的恒电流方式是以单一阶段或多个阶段方式进行。6.根据权利要求5所述的制备电容器固体电解质层的电化学聚合工艺，其特征在于 所述的恒电流方式聚合的聚合电量为0. 5 1. 0库仑。7.根据权利要求4所述的制备电容器固体电解质层的电化学聚合工艺，其特征在于 所述电化学聚合工艺之前包括阴极层的制备工序，所用的阴极层材料是钛、铝、不锈钢或碳 中的任一种，且阴极层的面积为1 20cm2。8.根据权利要求7所述的制备电容器固体电解质层的电化学聚合工艺，其特征在于 阴极层的面积为3 10cm2。9.根据权利要求4所述的制备电容器固体电解质层的电化学聚合工艺，其特征在于 所述进行恒电流方式聚合时，所述电化学聚合溶液的保持恒温本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种制备电容器固体电解质层的电化学聚合溶液，包含溶剂、单体和电解质，其特征在于：所述溶剂是水、含有羟基的有机溶剂或水和含有羟基的有机溶剂混合液，或是两种以上有机溶剂的混合。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张易宁，陈远强，
申请(专利权)人：福建国光电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：35
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