[发明专利]一种铌电容器阴极制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电解电容器阴极电解质的制备方法，尤其是一种氧化铌电容器固体阴极电解质的制备方法。 

背景技术：钽电容器具有体积小、容量大、可靠性高等特点，广泛应用于计算机、移动通讯网络和终端设备、智能家电、物联网等领域，由于钽电容器需求不断增长和钽资源短缺引发了钽电容器制造成本的增加，限制了电子整机的小型化、集成化和智能化，为此人们加快了钽替代材料的应用研究和新型电解电容器制造技术的研究。铌作为与钽同一族的阀金属，与钽具有相同的物理化学特性，储量丰富，约为钽储量的40倍左右，而且铌氧化物—五氧化二铌的介电常数达41，是替代钽的优选方案之一，而且用铌代替钽，其工艺技术可以借鉴钽电解电容器的工艺技术，生产设备可以与钽电容器生产设备共用。 

随着铌电解电容器制造技术的成熟，研究者发现铌低价氧化物—一氧化铌具有不燃烧、强导电、陶瓷粉末等特性，而且用一氧化铌制造的电解电容器也具有与钽电容器相同的优点，还具有使用电压降幅小、不燃烧特点，其工艺技术、工艺流程与钽电容器相似。 

在专利申请号CN02807111.5的“铌电容器的制备方法”发明专利公开了一种铌电容器的制作方法，包括在烧结体表面形成氧化物膜，在氧化物膜上形成半导体层，再在半导体层上形成导体层的工艺技术，应用该技术生产的铌电容器具有优良的LC性能以及较小的由DC偏置的应用导致的电容量减小，但没有说明电容器的阴极电解质层是如何制备的。 

在CN200710140391.7“电解电容器”发明专利中公开了一种铌电容器的制造方法，包括阴极、含铌的阳极、配置于阴极与阳极之间的病含有铌氧化物的氧化物层以及与阳极连接的导线，其阴极为聚吡咯等导电性高分子层。用该技术生产能够抑制铌电容器漏电流的增加，但该技术涉及二氧化锰半导体阴极电解质制备技术。 

在CN1776847“固体电解电容器阴极制造方法”发明专利（本公司研究人员提出）中公开了一种造钽、铌、铝等阀金属芯块表面制备二氧化锰阴极层的方法，并获得国家专利权，该方法采用先反复浸渍低浓度硝酸锰溶液并热分解数次后再反复浸渍高浓度硝酸锰溶液并热分解数次的工艺流程。该发明技术在钽芯块表面制备二氧化锰阴极层时，芯块电容量的引出率、ESR值均有显著的降低，但该发明应用于铌电容器的二氧化锰阴极层制备时，电容量引出率较低，芯块的ESR值也较大。 

本发明研究人员通过对上述专利技术的摸索试验和现有钽电容器工艺技术应用于一氧化铌电容器制造时，发现产品电容量的引出率只有80%左右，等效串联电阻（ESR）测试值也远远大于标准值。 

发明内容：针对现有技术CN1776847“固体电解电容器阴极制造方法”中存在的上述缺陷，本发明旨在提供一种氧化铌电容器固体阴极电解质制备方法，本方法以氧化铌粉为原料，通过阳极块的挤压成型、煅烧、介质膜形成后，在进行固体阴极电解质制备时，采用浸渍浓度低的硝酸锰热分解与浸渍浓度高的硝酸锰热分解交替进行的方法制备二氧化锰阴极层，解决了电容量引出不完全、ESR值大的难题。 

为实现上述目的，本发明方法份工艺流程步骤和工艺条件两部分： 

本发明一种铌电容器阴极制造方法，其工艺步骤包括前工序将一氧化铌粉以钽丝为阳极引出线压制成氧化铌电容器阳极芯块，并在高温真空烧结成多孔阳极体，并将阳极体在稀磷酸水溶液中进行阳极形成，形成介电层，然后按以下工艺在阳极体表面制备二氧化锰阴极层，其特征是在阳极体表面制备二氧化锰阴极层的工艺步骤依次为：步骤（1）将形成介电层的氧化铌阳极芯块简称阳极芯块，浸渍低浓度硝酸锰溶液，取出加热分解，重复步骤（1）2-4次；

步骤（2）将经步骤（1）处理后的阳极芯块经浸渍高浓度的硝酸锰溶液，取出加热分解，重复步骤（2）2-4次；

步骤（3）将经步骤（2）处理后的阳极芯块进行阳极形成处理，取出烘干；

步骤（4）将经步骤（3）处理后的阳极芯块按步骤（1）浸渍加热分解1次，再按步骤（2）浸渍加热分解一次；

步骤（5）将经步骤（4）处理后的阳极芯块按步骤（1）浸渍加热分解1次，再按步骤（2）浸渍加热分解1次，然后进行形成处理，并重复本步骤数1次；

步骤（6）将经步骤（5）处理后的阳极芯块浸渍高浓度的硝酸锰溶液，取出加热分解；

步骤（7）将经步骤（6）处理后的阳极芯块浸渍高浓度的硝酸锰溶液，取出加热分解；

上述各步骤的工艺条件为：

步骤（1）低浓度硝酸锰溶液及热分解的条件为：