固體電解電容器制備固體電解質層的電化學聚合溶液制造技術

本發明專利技術提供一種固體電解電容器制備固體電解質層的電化學聚合溶液，包括導電高分子單體、摻雜劑、溶劑和弱有機酸，其中弱有機酸為檸檬酸、己二酸、順丁烯二酸、反丁烯二酸、酒石酸、琥珀酸、蘋果酸或葡萄糖酸中的一種或幾種，含量為電化學聚合溶液總質量的0.1～1％。本發明專利技術可以降低固體電解電容器產品的ESR，提高其可靠性水平。

【技術實現步驟摘要】
固體電解電容器制備固體電解質層的電化學聚合溶液
本專利技術涉及一種固體電解電容器制備固體電解質層的電化學聚合溶液。
技術介紹
近年來，隨著電子技術的不斷發展，對電解電容器的市場需求逐步趨向小型化、大 容量、低ESR(等效串聯電阻阻值）和高可靠性能。以導電高分子作為電解質能很好的避免 液體電解質泄露引起的性能不穩定。目前采用導電高分子電解質的固體電解電容器的制備 工藝主要是通過化學聚合或電化學聚合方法在閥金屬氧化膜表面形成導電高分子膜，之后 在陰極部分依次涂覆石墨和銀漿，分別引出陽極和陰極，形成電容器芯子；最后用環氧樹脂 將電容器芯子封裝。其中，導電高分子層的導電性和成膜的致密度等因素直接影響到電容 器的ESR以及可靠性。 現有技術雖然采用電化學聚合方法，可以較化學聚合方法制備出更加致密的，導 電性更好的導電高分子電解質層，但由于電化學聚合過程中隨著聚合反應的進行，聚合溶 液的環境發生變化，導致聚合速率難以控制，導電高分子電解質層的均勻性，致密度不佳， 電導率偏低，且同樣存在高溫可靠性較差的問題。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題，提供一種固體電解電容器制備固體電解質層的電化學 聚合溶液，以解決固體電解電容器產品ESR較高，高溫存儲條件下性能不佳的問題。 本專利技術是這樣實現的：一種固體電解電容器制備固體電解質層的電化學聚合溶 液，包括導電高分子單體、摻雜劑、溶劑和弱有機酸，其中弱有機酸為檸檬酸、己二酸、順丁 烯二酸、反丁烯二酸、酒石酸、琥珀酸、蘋果酸或葡萄糖酸中的一種或幾種，含量為電化學聚 合溶液總質量的〇. 1?1%。 較佳的，所述導電高分子單體為吡咯、N-甲基吡咯、N-乙基吡咯、3-辛酰基吡咯中 的一種或幾種。 較佳的，所述摻雜劑為對甲苯磺酸鹽、十二烷基苯磺酸鹽、十二烷基磺酸鹽、萘磺 酸鹽、樟腦磺酸鹽中的一種或幾種。 較佳的，所述溶劑為水或有機溶劑，或兩者的混合物。 本專利技術具有如下優點：本專利技術的電化學聚合溶液中添加有弱有機酸，可以制備出 均勻，致密，具有高電導率的導電高分子層，使電容器成品ESR降低，并且高溫下可靠性能 增大。 【具體實施方式】 本專利技術所涉及的固體電解電容器的生產工藝可以主要包括如下工序： 在電容器陽極體表面上形成氧化膜介質； 在氧化膜介質外表面上形成固體電解質層； 在固體電解質層外表面形成含碳陰極層； 在含碳陰極層外表面形成含銀陰極層； 制得電容器元件，將電容器元件組裝并封裝，制得固體電解電容器。 以閥金屬為鋁的固體電解電容器為例，在氧化膜介質外表面上形成固體電解質層 的工序是先通過化學聚合的工藝在鋁箔表面上形成第一固體電解質層，然后再于表面通過 電化學聚合的方法形成第二固體電解質層。在電化學聚合工藝中，先將表面包含第一固體 電解質層的鋁箔與外加電極相連接作為陽極，以不銹鋼等導電電極為陰極在電化學聚合溶 液中進行加電聚合，然后取出清洗烘干。 本專利技術的電化學聚合溶液，包含導電高分子單體、摻雜劑、溶劑和弱有機酸，其中 弱有機酸為檸檬酸、己二酸、順丁烯二酸、反丁烯二酸、酒石酸、琥珀酸、蘋果酸或葡萄糖酸 中的一種或幾種，含量為電化學聚合溶液總質量的0. 1 %?1 %。導電高分子單體為吡咯、 N-甲基吡咯、N-乙基吡咯、3-辛酰基吡咯中的一種或幾種。摻雜劑為對甲苯磺酸鹽、十二 烷基苯磺酸鹽、十二烷基磺酸鹽、萘磺酸鹽、樟腦磺酸鹽中的一種或幾種。溶劑為水或有機 溶劑，或兩者的混合物，比例為任意比。 為了易于進一步理解本專利技術，以下實施例將對本專利技術作進一步的闡述，以下是本 專利技術的較佳實施例，但本專利技術不僅限于此。 實施例1 將包含氧化鋁的4VF鋁箔（有效面積3. 5mmX 4. 0mm)用化學聚合制備第一固體電 解質層聚吡咯之后，再進行電化學聚合工藝，具體是將包含第一固體電解質層聚吡咯的鋁 箔與外加電極相連接作為陽極，以不銹鋼為陰極，在包含0.4M吡咯單體、0.3M對甲苯磺酸 電解質、0. 5%順丁烯二酸、的水溶液中進行電化學聚合，電流密度為3mA/cm2,時間為100分 鐘，然后清洗烘干，制得第二固體電解質層聚吡咯。在第二固體電解質層外表面依次形成含 碳陰極層，含銀陰極層；制得單片電容器元件，將單片電容器元件疊層并封裝，制得固體鋁 電解電容器。 實施例2 與實施例1不同的是，弱有機酸為0. 1 %順丁烯二酸。 實施例3 與實施例1不同的是，弱有機酸為1%檸檬酸。 實施例4 與實施例1不同的是，電化學聚合溶液中的導電高分子單體為3-辛酰基吡咯，摻 雜劑為萘磺酸鹽，弱有機酸為〇. 1 %檸檬酸。 實施例5 與實施例1不同的是，電化學聚合溶液中的導電高分子單體為吡咯，摻雜劑為樟 腦磺酸鹽，弱有機酸為〇. 3%己二酸。 實施例6 與實施例1不同的是，電化學聚合溶液中的導電高分子單體為N-甲基吡咯，摻雜 劑為十二烷基苯磺酸鹽，弱有機酸為〇. 6%反丁烯二酸。 實施例7 與實施例1不同的是，電化學聚合溶液中的導電高分子單體為N-乙基吡咯，摻雜 劑為十二烷基磺酸鹽，弱有機酸共為0. 8%檸檬酸、順丁烯二酸以及己二酸的混合物。 實施例8 與實施例1不同的是，電化學聚合溶液中的導電高分子單體為吡咯、N-甲基吡 咯、N-乙基吡咯以及3-辛酰基吡咯的混合物，摻雜劑為對甲苯磺酸鹽、十二烷基苯磺酸鹽、 十二烷基磺酸鹽、萘磺酸鹽以及樟腦磺酸鹽的混合物，弱有機酸共為〇. 8%檸檬酸、順丁烯 二酸以及己二酸的混合物。 實施例9 與實施例1不同的是，弱有機酸為0. 5%酒石酸。 實施例10 與實施例1不同的是，弱有機酸為0. 5%琥珀酸。 實施例11 與實施例1不同的是，弱有機酸為0. 5%蘋果酸。 實施例12 與實施例1不同的是，弱有機酸為0. 5%葡萄糖酸。 對比例1 與實施例1不同的是，電化學聚合溶液為包含0. 4M吡咯單體、0. 3M對甲苯磺酸電 解質的水溶液。 將上述單片電容器元件疊4層，制備成2V/220 μ F電容器，測試電容器的容量、損 耗、ESR，105°C高溫考核1000h后的ESR，數據如表1所示： 表1實施例與對比例的電容器電性能比較本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種固體電解電容器制備固體電解質層的電化學聚合溶液，其特征在于：包括導電高分子單體、摻雜劑、溶劑和弱有機酸，其中弱有機酸為檸檬酸、己二酸、順丁烯二酸、反丁烯二酸、酒石酸、琥珀酸、蘋果酸或葡萄糖酸中的一種或幾種，含量為電化學聚合溶液總質量的0.1～1％。

【技術特征摘要】
1. 一種固體電解電容器制備固體電解質層的電化學聚合溶液，其特征在于：包括導電 高分子單體、摻雜劑、溶劑和弱有機酸，其中弱有機酸為檸檬酸、己二酸、順丁烯二酸、反丁 烯二酸、酒石酸、琥珀酸、蘋果酸或葡萄糖酸中的一種或幾種，含量為電化學聚合溶液總質 量的0. 1?1%。2. 根據權利要求1所述的固體電解電容器制備固體電解質層的電化學聚合溶液，其特 征在于：所述導電高分子單體為吡...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張易寧，陳巧琳，林俊鴻，陳遠強，王國平，何騰云，葛寶全，
申請(專利權)人：福建國光電子科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：福建;35