[发明专利]湿-干电容提高的固体电解电容器

说明书

技术领域

本发明涉及一种电容器，尤其涉及一种湿-干电容提高的固体电解电容器。

背景技术

固体电解电容器（如钽电容器）通常是这样形成的：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。由于本质上导电聚合物的等效串联电阻（“ESR”）低，失效模式是“非燃烧/非点燃”模式，因此，通常被用作固体电解质。这类电解质可以在催化剂和掺杂剂存在下通过单体的原位化学聚合形成。传统电容器采用原位聚合的聚合物，这类电容器存在的一个问题是其在高电压（如快速打开或工作电流峰值时遇到的高电压）时失效。为了克服这些问题，有人尝试在某些应用中还使用预先制备的导电聚合物浆代替固体电解质材料。虽然这样的电容器在高压环境中有一些好处，但是，问题依然存在。例如，聚合物浆电容器存在的一个问题是其仅能实现相对较低的湿电容百分数，这意味着它们在大气湿度存在的条件下具有相对较大的电容损失与/或波动。

因此，目前需要一种在高电压环境中性能改进的固体电解电容器。

发明内容

根据本发明的一个实施例，公开了一种固体电解电容器，包括具有外表面和内表面的烧结多孔阳极。介质层覆盖所述阳极，其中所述介质层的第一部分覆盖阳极的外表面，介质层的第二部分覆盖阳极的内表面。第一部分比第二部分厚。固体电解质覆盖所述介质层，其中所述固体电解质包括多个预聚合的导电聚合物颗粒和羟基官能化非离子聚合物。

根据另一个实施例，公开了一种形成固体电解电容器的方法。所述方法包括采用多级工艺在烧结多孔阳极上形成介质层，所述工艺包括阳极在第一形成电压进行阳极氧化的第一级和阳极在第二形成电压进行阳极氧化的第二级，第二形成电压高于第一形成电压。采用一种工艺在介质层上形成固体电解质，所述工艺包括采用包含多个预聚合导电聚合物颗粒的分散体涂覆介质层，然后，涂覆羟基官能化非离子聚合物。

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在说明书剩余部分作进一步描述，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是根据本发明形成的一个电容器实施例的示意图；及

图2是本发明一个实施例中具有不同厚度的介质层。

具体实施方式

应该理解的是，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，并不是对本发明保护范围的限制，该保护范围在示范性结构中得到体现。

一般说来，本发明涉及一种在相对较高的电压环境中使用的电容器。本发明人已经发现，通过独特而受控地综合与形成阳极、介质和固体电解质形成有关的各种特点，可以制备在这种电压环境中使用的电容器。例如，阳极氧化可以这样的方式进行：使介质层具有覆盖阳极外表面的相对较厚的部分及覆盖阳极内表面的相对较薄的部分。虽然并不希望受理论限制，但是，我们认为，这种厚度分布有助于保护阳极外部氧化物缺陷对高压时遭遇的电流浪涌更脆弱的地方。除采用不同厚度的介质层外，所述固体电解质还采用预聚合的导电聚合物颗粒及羟基官能化非离子聚合物组合形成。预聚合颗粒可以最大程度地降低高能自由基（如Fe²⁺或Fe³⁺离子）的使用。这些高能自由基会导致介质降解，尤其是在上述高电压条件下。此外，人们认为，具有羟基官能团的非离子聚合物能够改善聚合物颗粒和内部介质表面之间的接触度，由于形成电压更高，内部介质表面通常本质上相对比较光滑。这样做出乎意料地提高了电容器的击穿电压及湿-干电容。

根据本发明得到的电容器能够用于高电压应用。例如，电容器具有相对较高的“击穿电压”（电容器失效时的电压），如是大约60伏特或更高，在一些实施例中，是大约70伏特或更高，在一些实施例中，是大约80伏特或更高。同样，电容器还能够耐受高压应用中常见的相对较高的浪涌电流。例如，峰值浪涌电流可以是大约100A或更高，在一些实施例中可以是较大高约的2湿00电A容或百更分高数，，在使一其些在实大施气例湿中度，存可在以条是件大下约仅3有00较A小至的大电约容8损00失A与。/电或容波器动。还具这种有相性对能特点可通过用下式确定的“湿-干电容百分数”定量：

湿-干电容百分数=(干电容/湿电容)×100