[发明专利]固体电解电容器用外部涂层

说明书

技术领域

本发明涉及固体电容器，特别是固体电容器的涂层。

背景技术

固体电解电容器（如钽电容器）是电子电路小型化的关键之处，同时使该电路可在极限环境中使用。传统电解电容器常用的制作方法为环绕一金属导线压制金属粉末（如钽）、烧结压制部分、阳极化烧结阳极，接着涂覆一层固体电解质。固体电解质层形成于导电聚合物（如聚（3，4-乙烯二氧噻吩）），如在美国专利Sakata等人的US5457862、US5473503、US5729428以及Kudoh等人的US5812367所描述的。这些电容器的导电聚合物电解质通常通过顺序滴入含有聚合物层成分的不同溶液来形成。例如，用于形成导电聚合物的单体使用一种溶液，催化剂和搀杂剂使用另一种溶液或多种溶液。不过该技术的一个问题是通常很难获得相对较厚的固体电解质以得到更好的机械强度和电学性能，并且成本很高。人们进行了各种尝试来解决这个问题。例如，Merker等人的美国专利US6987663描述了使用聚合物外部涂层覆盖固体电解质表面的方法。不幸的是，该技术仍然存在的问题是聚合物外部涂层的粘附性和机械强度很难达到用于界定固体电解电容器的石墨/银涂层。

这样，仍需要研制具有良好的机械强度和电学性能的固体电解电容器。

发明内容

根据本发明的一个实施例，公开了一固体电解电容器包含阳极主体、覆盖阳极主体的介电层、覆盖介电层的固体电解质以及覆盖固体电解质的外部涂层。固体电解质包括第一导电聚合物层。外部涂层包括一碳层以及一覆盖碳层的金属层。外部涂层进一步包括位于碳层和金属层之间的第二导电聚合物层。

附图说明

本发明的气体特征和方面将在下面进行更详细的描述。

本发明将在后面的说明书以及参考附图中向本领域术人员充分公开包括最佳实施方式的本发明内容：

图1为本发明固体电解电容器的一个具体实施方式的断面图；

说明书和附图中的附图标记的重复使用代表本发明中的相同或相似的特征或元件。

具体实施方式

本领域普通技术人员可以理解，这里的讨论仅为优选实施例的描述，并不用于限制本发明更广的方面。

总的来说，本发明描述的固体电容器包括阳极主体、覆盖阳极主体的介电层、包含一个或更多的导电聚合物并覆盖介电层的固体电解质以及覆盖固体电解质的外部涂层。外部涂层包括至少一个碳层（如石墨）和至少一个金属层（如银）。除了上述提到的涂层，外部涂层还包括至少一层位于碳层和金属层之间的聚合物层。另外，这样的导电聚合物层能减少使用时碳层从固体电解质上分层的可能性。这样可以增加部件的机械强度同时提高其电学性能。

下面是对本发明的各种实施例的更详细的描述。

I.       阳极主体

阳极主体形成于具有较高的荷质比的阀金属组合物，如约40000μF*V/g或更多，在一些实施例中约50000μF*V/g或更多，在一些实施例中约60000μF*V/g或更多，在一些实施例中从约70000到700000μF*V/g。阀金属组合物包含一种阀金属（例如，能够被氧化的金属）或者阀金属基化合物，比如钽、铌、铝、铪、钛、它们的合金、它们的氧化物、它们的氮化物等等。例如，阀金属组合物可能含有铌的导电氧化物，比如铌原子数与氧原子数之比为1:1.0±1.0或在一些实施例中的1:1.0±0.3的氧化铌。例如，铌氧化物可能为NbO_0.7、NbO_1.0、NbO_1.1和NbO₂。在一优选实施例中，组合物包括NbO_1.0，它是一种导电氧化物并且在高温烧结后仍能保持化学稳定性。此类阀金属氧化物的例子在美国专利Fife的US6322912、Fife等人的US6391275、Fife等人的US6416730、Fife的US6527937、Kimmel等人的US6576099、Fife等人的US6592740、Kimmel等人的US6639787、Kimmel等人的US67220397以及Schnitter的美国发明申请公开US2005/0019581，Schnitter等人的美国发明申请公开US2005/0103638，Thomas等人的美国发明申请公开US2005/0013765中进行了描述，对于所有目的上述所列专利文献均以整体作为参考文献体现于本文中。