[发明专利]固体电解电容器制备固体电解质层的电化学聚合溶液

说明书

技术领域

本发明涉及一种固体电解电容器制备固体电解质层的电化学聚合溶液。

背景技术

近年来，随着电子技术的不断发展，对电解电容器的市场需求逐步趋向小型化、大容量、低ESR(等效串联电阻阻值)和高可靠性能。以导电高分子作为电解质能很好的避免液体电解质泄露引起的性能不稳定。目前采用导电高分子电解质的固体电解电容器的制备工艺主要是通过化学聚合或电化学聚合方法在阀金属氧化膜表面形成导电高分子膜，之后在阴极部分依次涂覆石墨和银浆，分别引出阳极和阴极，形成电容器芯子；最后用环氧树脂将电容器芯子封装。其中，导电高分子层的导电性和成膜的致密度等因素直接影响到电容器的ESR以及可靠性。

现有技术虽然采用电化学聚合方法，可以较化学聚合方法制备出更加致密的，导电性更好的导电高分子电解质层，但由于电化学聚合过程中随着聚合反应的进行，聚合溶液的环境发生变化，导致聚合速率难以控制，导电高分子电解质层的均匀性，致密度不佳，电导率偏低，且同样存在高温可靠性较差的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题，提供一种固体电解电容器制备固体电解质层的电化学聚合溶液，以解决固体电解电容器产品ESR较高，高温存储条件下性能不佳的问题。

本发明是这样实现的：一种固体电解电容器制备固体电解质层的电化学聚合溶液，包括导电高分子单体、掺杂剂、溶剂和弱有机酸，其中弱有机酸为柠檬酸、己二酸、顺丁烯二酸、反丁烯二酸、酒石酸、琥珀酸、苹果酸或葡萄糖酸中的一种或几种，含量为电化学聚合溶液总质量的0.1～1％。

较佳的，所述导电高分子单体为吡咯、N-甲基吡咯、N-乙基吡咯、3-辛酰基吡咯中的一种或几种。

较佳的，所述掺杂剂为对甲苯磺酸盐、十二烷基苯磺酸盐、十二烷基磺酸盐、萘磺酸盐、樟脑磺酸盐中的一种或几种。

较佳的，所述溶剂为水或有机溶剂，或两者的混合物。

本发明具有如下优点：本发明的电化学聚合溶液中添加有弱有机酸，可以制备出均匀，致密，具有高电导率的导电高分子层，使电容器成品ESR降低，并且高温下可靠性能增大。

具体实施方式

本发明所涉及的固体电解电容器的生产工艺可以主要包括如下工序：

在电容器阳极体表面上形成氧化膜介质；

在氧化膜介质外表面上形成固体电解质层；

在固体电解质层外表面形成含碳阴极层；

在含碳阴极层外表面形成含银阴极层；

制得电容器元件，将电容器元件组装并封装，制得固体电解电容器。

以阀金属为铝的固体电解电容器为例，在氧化膜介质外表面上形成固体电解质层的工序是先通过化学聚合的工艺在铝箔表面上形成第一固体电解质层，然后再于表面通过电化学聚合的方法形成第二固体电解质层。在电化学聚合工艺中，先将表面包含第一固体电解质层的铝箔与外加电极相连接作为阳极，以不锈钢等导电电极为阴极在电化学聚合溶液中进行加电聚合，然后取出清洗烘干。

本发明的电化学聚合溶液，包含导电高分子单体、掺杂剂、溶剂和弱有机酸，其中弱有机酸为柠檬酸、己二酸、顺丁烯二酸、反丁烯二酸、酒石酸、琥珀酸、苹果酸或葡萄糖酸中的一种或几种，含量为电化学聚合溶液总质量的0.1％～1％。导电高分子单体为吡咯、N-甲基吡咯、N-乙基吡咯、3-辛酰基吡咯中的一种或几种。掺杂剂为对甲苯磺酸盐、十二烷基苯磺酸盐、十二烷基磺酸盐、萘磺酸盐、樟脑磺酸盐中的一种或几种。溶剂为水或有机溶剂，或两者的混合物，比例为任意比。

为了易于进一步理解本发明，以下实施例将对本发明作进一步的阐述，以下是本发明的较佳实施例，但本发明不仅限于此。

实施例1

将包含氧化铝的4VF铝箔(有效面积3.5mm×4.0mm)用化学聚合制备第一固体电解质层聚吡咯之后，再进行电化学聚合工艺，具体是将包含第一固体电解质层聚吡咯的铝箔与外加电极相连接作为阳极，以不锈钢为阴极，在包含0.4M吡咯单体、0.3M对甲苯磺酸电解质、0.5％顺丁烯二酸、的水溶液中进行电化学聚合，电流密度为3mA/cm²，时间为100分钟，然后清洗烘干，制得第二固体电解质层聚吡咯。在第二固体电解质层外表面依次形成含碳阴极层，含银阴极层；制得单片电容器元件，将单片电容器元件叠层并封装，制得固体铝电解电容器。

实施例2

与实施例1不同的是，弱有机酸为0.1％顺丁烯二酸。

实施例3

与实施例1不同的是，弱有机酸为1％柠檬酸。

实施例4