[发明专利]包含由胶态悬浮体阳极电化学聚合形成的导电涂层的湿式电容器阴极

说明书

相关申请

本申请要求2012年3月16日提交的的美国临时申请61/611,711的优先权，该申请通过引用而整体结合在本申请中。

技术领域

本发明涉及湿式电容器，尤其涉及包含由胶态悬浮体阳极电化学聚合形成的导电涂层的湿式电容器阴极。

背景技术

由于湿式电容器的体积效率、可靠性和工艺兼容性良好，其在电路设计中的应用日益增加。与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、沉积在阀金属上的电介质、阴极和液体电解质。由于在阳极表面上形成了一层电介质金属氧化物膜，这种电容器的单位电池电压通常较高。包含阀金属电介质的湿式电解电容器较好地结合了高电容和低漏电流。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，不管是电解电容器还是对称电容器，湿式电容器的阴极通常都包括金属基板和防止受提供高电容的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（如化学过程）测定或通过非感应机理测定。传统的涂层包括活性炭、金属氧化物（例如，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、阴极和与阳极和阴极连接的液体工作电解质。所述阳极包括涂覆电介质的烧结多孔阳极体。所述阴极包括金属沉积了导电聚合物涂层的金属基板。所述导电聚合物涂层由胶态悬浮体（colloidal suspension）通过阳极电化学聚合形成，该胶态悬浮体包括前体单体、离子表面活性剂和磺酸。

根据本发明的另一个实施例，公开了一种湿式电解电容器，包括阳极、液体工作电解质、通常为圆柱形的金属外壳，在所述外壳内容纳所述阳极和液体工作电解质。所述阳极包含涂覆电介质且包含钽的通常为圆柱形的烧结多孔阳极体。所述阳极进一步包括从阳极近端沿纵向引出的阳极引线。在所述金属外壳上有导电聚合物涂层，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由胶态悬浮体通过阳极电化学聚合形成，该胶态悬浮体包括前体单体、离子表面活性剂和磺酸。

根据本发明的另一个实施例，公开了一种形成湿式电容器阴极的方法，包括在金属基板上涂覆胶态悬浮体，其中所述胶态悬浮体包括前体单体、离子表面活性剂和磺酸；将电极与所述金属基板连接；向所述电极提供电流，诱导所述前体单体的电解和氧化聚合，从而形成导电聚合物涂层。

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所述阳极的俯视图；

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俯视图。

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具体实施例，并不是对本发明保护范围的限制，本发明更广泛的保护范围在示范性结构中得到体现。

本发明主要涉及一种湿式电解电容器，其包括一阳极氧化多孔阳极体、一含涂覆有导电涂层的金属基板的阴极和工作电解质。所述电解质润湿所述阳极上的电介质。通过选择性控制导电涂层形成的方式，本发明中导电涂层和金属基板表面之间的表面接触度得到增强。更具体地说，所述导电涂层是通过金属基板表面上前体（单体）胶态悬浮体的阳极电化学聚合（“电-聚合”）形成的。这样做可以使低聚链在金属基板表面附近和凹坑内增长，提高鲁棒性和机械稳定性。所述胶态悬浮体包括前体单体、离子表面活性剂和磺酸，当这些组分结合使用时，可以协同改善涂层的表面覆盖度和总电导率。

下面将更为详细地说明本发明的各种实施例。

I.阴极

A.金属基板