[发明专利]包含烷基取代聚（3,4-乙烯二氧噻吩）的湿式电容器阴极

说明书

相关申请

本申请要求2012年3月16日申请的美国临时申请61/611,724的优先权，该临时申请通过引用而整体结合在本申请中。

背景技术

由于其体积效率、可靠性和工艺兼容性良好，湿式电容器在电路设计中的应用日益增加。与某些其它类型的电容器相比，湿式电容器每单位体积的电容通常更大，使其在高电流、高功率和低频率的电路中非常重要。已经开发的一种湿式电容器是湿式电解电容器，它包括阀金属阳极、阴极和液体电解质。由于在阳极表面上形成了一层介质金属氧化物膜，这种电容器的单位电池电压通常较高。包含阀金属介质的湿式电解电容器较好地结合了高电容和低漏电流的特点。另一种湿式电容器是其中阳极和阴极具有类似结构和组成的湿式对称电容器。由于在高电压时，电解质不可避免会发生分解，因此，这种电容器的单元电池电压通常较低。然而，不管是电解电容器或对称电容器，湿式电容器的阴极通常都包括金属基材和防止受液体电解质影响的导电涂层。导电涂层的电容通过感应电流（如电化学过程）测定或通过非感应机理（如双电层结构）来测定。传统的涂层包括活性炭、金属氧化物（例如，二氧化铌）等。然而，遗憾的是，这些涂层成本高昂，而且在某些条件下很容易剥离。

因此，需要提供一种具有良好的热性能、机械强度和电气性能的湿式电解电容器。

发明内容

根据本发明的一个实施例，公开了一种湿式电解电容器，包括阳极、阴极、与阳极和一与阴极联系的液体工作电解质。所述阳极包括一涂覆电介质的烧结多孔阳极体。所述阴极包括金属基材，在金属基材上沉积有导电聚合物涂层。所述导电聚合物涂层包含具有下述结构通式的烷基取代聚（3,4-乙烯二氧噻吩）：

其中，

n是1–2,000；

y是1–10；及

R是线性或支链的任选取代C₁-C₁₈烷基、任选取代C₅-C₁₂环烷基、任选取代C₆-C₁₄芳基、任选取代C₇-C₁₈芳烷基、任选取代C₁-C₄羟烷基、羟基，或它们的组合。

根据本发明的另一个实施例，公开了一种包括阳极的湿式电解电容器，其包括含有通常呈圆柱形且涂覆电介质的烧结多孔阳极体的阳极，所述阳极体包含钽。所述阳极进一步包括从阳极近端沿纵向引出的阳极引线。所述电容器还包括液体工作电解质和通常呈圆柱形的金属外壳，在所述金属外壳内容纳有所述阳极和所述液体电解质。在所述金属外壳上沉积有导电聚合物涂层，从而所述涂层与所述液体电解质连接。所述导电聚合物涂层包含具有下述结构通式的烷基取代聚（3,4-乙烯二氧噻吩）：

根据本发明的又一个实施例，公开了一种形成湿式电容器阴极的方法。所述方法包括在金属基材上涂覆胶态悬浮体，其中所述胶态悬浮体包括烷基取代3,4-乙烯二氧噻吩前体单体、表面活性剂和溶剂。所述前体单体是具有下述结构通式的烷基取代3,4-乙烯二氧噻吩：

将电极与所述金属基材接触，并向电极提供电流，引导前体单体的电解和氧化聚合，从而形成包含烷基取代聚（3,4-乙烯二氧噻吩）的导电聚合物涂层。

本发明的其它特点和方面将在下文进行更详细的说明。

附图说明

本发明的完整和具体说明，包括对于本领域技术人员而言的最佳实施例，结合附图和附图标记在具体实施方式中作进一步描述，在本说明书和附图中，同一附图标记表示相同或者相似部件。附图说明如下：

图1是本发明湿式电解电容器一个实施例的剖视图。

图2是湿式电解电容器中所用阳极的一个实施例的透视图；

图3是图2所述阳极的侧视图；及

图4是图2所述阳极的顶部视图；

图5是本发明湿式电解电容器中所用阳极的另一个实施例的顶部视图。

具体实施方式

应该理解，对于本领域技术人员来说，下面的内容仅作为本发明的示范性实施例的描述，并不是对本发明更广泛保护范围的限制，本发明更广泛保护范围在示范性结构中得到体现。