[发明专利]在高电压下具有改善性能的固体电解电容器

说明书

本发明公开了一种固体电解电容器，其包括一烧结的阳极、一覆盖在阳极体上的介质层和覆盖在介质层上的固体电解质。阳极由具有相对较高的比电荷的细微粉末（如结节状或角状的）形成。尽管使用这种高比电荷粉末，但与阳极和固体电解质形成有关的各种特点通过独特且受控的综合，电容器可实现高电压。例如，相对高的压制密度和烧结温度可用于在相邻的团聚颗粒之间形成“烧结颈”，烧结颈具有相对较大的尺寸，这使得在其附近的介质层在高形成电压中不易失效。固体电解质的形成方式也有助于所得电容器在高压下运作。也就是说，固体电解质由多个预聚合的导电聚合物颗粒形成，这些颗粒能最大限度的减少使用高能自由基（如Fe²⁺或Fe³⁺），否则可导致介质降解。

技术领域

本发明涉及一种固体电解电容器，具体涉及一种在高电压下具有改善性能的固体电解电容器。

背景技术

固体电解电容器（如钽电容器）通常是通过在金属引线周围压制金属粉末（如钽）、烧结压制部件、对烧结阳极进行阳极氧化，然后涂覆固体电解质而制成。当预期遇到高电压时，如在快速接通或操作中电流峰值期间经历的高电压，通常需要在电容器设计中仅使用某些类型的材料。例如，传统高压电容器的阳极可用比电荷大约为10000到15000μF*V/g的片状粉末形成。可惜的是，这类材料的表面积相对较小，这大大限制了其能达到的电容量。因此，现在需要一种固体电解电容器，其在高电压环境中具有改善的性能。

发明内容

本发明的一个实施例公开了一种固体电解电容器，它包括一烧结的多孔阳极、一覆盖在阳极体上的介质层和一覆盖在介质层上的固体电解质。该阳极是由比电荷大于约30000μF*V/g的细微粉末形成，并且该粉末包含具有三维形状的颗粒。所述固体电解质包含多个预聚合的导电聚合物颗粒。所述电容器的击穿电压大约为60V或更高。

在本发明的另一个实施例中，公开了一种形成固体电解电容器的方法。该方法包括将细微粉末压制成片状，其中粉末的比电荷大于约30000μF*V/g并包含具有三维形状的颗粒；烧结压片（pellet）；将烧结的压片进行阳极氧化以形成介质层，覆盖在阳极上；并将预聚合导电聚合物颗粒分散体涂覆到介质层。

本发明的其他方面及特征将在下面进行更详细的描述。

附图说明

本发明的完整和可实施性的披露，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尤其在说明书以下部分中进行了阐述，其中：

图1是根据本发明形成的电容器的一个实施例的示意图。

在附图中，同一附图标记表示本发明相同或者相似部件。

具体实施方式

应该理解，对于本领域技术人员来说，下面的内容仅为本发明的示范性实施例的描述，并不是对本发明更广泛的保护范围的限制，本发明更广泛的内容将通过所述示范性结构体现。

一般而言，本发明涉及一种固体电解电容器，它包括一烧结的多孔阳极、一覆盖在阳极上的介质层和一覆盖在介质层上的固体电解质。该阳极由具有相对较高比电荷的细微粉末（例如结节状或角状），如比电荷大于约30000微法拉*伏/克（“μF*V/g”），在一些实施例中，约为从32000到80000μF*V/g，在一些实施例中，约为从33000到60000μF*V/g，而在一些实施例中，约为从35000到45000μF*V/g。正如现有技术中已知的，比电荷可由电容乘以使用的阳极氧化电压，再除以阳极氧化电极体的重量决定。细微粉末也包含具有三维形状的初级粒子，如结节状或角状的。这种颗粒一般是不平整的，因此具有相对较低的“纵横比”，即颗粒的平均粒径或宽度除以平均厚度（“D/T”）。例如，颗粒的纵横比可大约为4或更少，在一些实施例中，大约为3或更少，在一些实施例中，大约为1到大约2。