[发明专利]一种固体聚合物电解质电容器的制备方法

权利要求书

1.一种固体聚合物电解质电容器的制备方法，包括前工序用钽粉制成钽块，钽块在磷酸溶液中加直流电压在钽块表面形成无定形Ta₂O₅电介质氧化膜并进行再形成；包括最后工序在覆有总导电聚合物阴极膜层的表面依次包敷石基层，银浆层，装在金属外壳内或安装到引线框架上进行树脂封装的传统工艺，其特征在于在进行再形成的Ta₂O₅电介质氧化膜表面制备第一层导电聚合物阴极膜层，简称第一层，在第一层上制备第二层导电聚合物阴极膜层，简称第二层，其中第一层通过原位化学氧化聚合法制备本征导电性聚合物，第二层用导电聚合物悬浮液制备，在第一层和第二层中间用硅烷制作中间保护性粘接层，简称中间层，第一层、中间层和第二层构成总导电聚合物阴极膜层。

2.根据权利要求1所述的一种固体聚合物电解质电容器的制备方法，其特征在于制备总导电聚合物阴极膜层的工艺步骤和工艺条件为：（1）第一层的制备；A.将有Ta₂O₅电介质氧化膜的阳极块在室温条件下浸渍硅烷类化合物1-5wt%的水或其他溶剂溶液5min；B.在80-120℃，相对温度30-70%空气中干燥30min；得粘接层；C.将包覆有粘接层的阴极块浸入氧化剂溶液中，氧化剂溶液为对甲苯磺酸铁的乙醇溶液或正丁醇溶液，浓度为10-55 wt%，在氧化剂溶液中还有3wt%的粘合剂聚乙烯醇和3wt%的表面活性剂聚乙二醇，浸渍时间10min，浸渍环境温度20-30℃，相对湿度30-70%；D.取出在空气中干燥180min；E.将浸过氧化剂溶液并干燥的阳极块再浸渍单体溶液，单体为3,4-乙烯二氧噻吩（PEDOT），并用乙酸乙酯稀释至1-100wt%，浸渍时间5min，浸渍环境温度20-30℃，相对湿度30-70%；F.取出在空气中干燥120min；G.用2-5wt%对甲苯磺酸的20-50℃水溶液浸渍20-60min，再煮1h，100℃干燥15min；H.重复步骤（1）C-G 1-3次，这样先浸氧化剂，再浸单体，并在恒温恒湿环境干燥，产生原位化学氧化聚合反应制备本征导电性聚合物及第一层导电聚合物阴极膜层；（2）中间层的制备：A.将制得第一层的阳极块浸渍浓度为0.01-10wt%硅烷水溶液1-5min；B.在100-200℃高温环境固化，C.用50-100℃去离子水洗涤2min；（3）第二层导电聚合物阴极膜层的制备：A.将步骤（2）有粘接层的阳极块浸渍到导电聚合物悬浮液中5min；B.利用室温挥发方法除去分散剂，0.5-1h；C.在40-300℃干燥5-30min；D.重复步骤（3）A-C 3-5次，所述导电聚合物悬浮液由导电聚合物颗粒、聚合物阴离子、分散剂、表面活性剂、粘合剂组成；

导电聚合物颗粒，0.5-5wt%，聚合物阴离子2-66 wt%，活性剂0.01-0.3 wt%，粘合剂0.03-0.3 wt%，其余为分散剂，所指导电聚合物颗粒至少由一种噻吩，吡咯或苯胺组成；

所指聚合物阴离子为小分子有机酸根离子，包括烷基磺酸，苯磺酸，萘磺酸，蒽醌磺酸和樟脑磺酸及其衍生物的酸根离子；

所指分散液中包含有一种或几种分散剂，如甲醇，乙醇，异丙醇和正丁醇，还有丙酮，甲基乙基酮以及甲苯和二甲苯等，水或者水与这些有机溶剂的混合物作为分散剂；

所指表面活性剂包括阴离子表面活性和两性表面活性，阴离子表面活性剂如羧酸盐，磺酸盐，硫酸盐和磷酸盐及其衍生物，两性表面活性剂羧酸甜菜碱，羧酸氨，咪唑甜菜碱及其衍生物；

所指粘合剂包括聚乙酸乙烯酯，聚碳酸酯，聚丁酸乙烯酯，聚丙烯酸酯，聚甲基丙烯酸酯，聚苯乙烯，聚丙烯腈，聚氯乙烯，聚丁二烯，聚异戊二烯，聚醚，聚酯纤维或硅酮的一种或多种的混合物；

导电聚合物悬浮液粘度为5-300 mPa·s，导电聚合物颗粒平均直径5-100nm，悬浮液中固含量最低1.5 wt%，阴离子和导电聚合物颗粒重量比1∶1-50∶1。

3.根据权利要球所述的一种固体聚合物电解质电容器的制备方法，其特征是步骤（1）A中硅烷类化合物为3-环氧基丙氧基丙基三甲氧基硅烷，3-氨丙基三乙氧基硅烷，3-巯基丙基三乙氧基硅烷，γ-氨丙基三乙氧基硅烷和γ-氨丙基三甲氧基硅烷，其它溶剂为甲醇、乙醇、丙醇或丁醇，浓度为0.01%-5%；

步骤（1）B中优选温度15-60℃；步骤（1）C中对甲苯磺酸铁的乙醇溶液或正丁醇溶液的浓度优选为15-45 wt%；步骤（1）E中单体的乙酸乙酯溶液浓度优选为5-80 wt%。