[发明专利]一种固体电解质铝电解电容器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及电解电容器的制备技术领域，具体涉及一种固体电解质铝电解电容器及其制造方法。

背景技术

在各种片式电子元件中，铝电解电容器片式化的难度最大，同时也是技术含量最高的。且铝电解电容器具有电容量大、体积小、价格便宜等优点。而一般传统的液体铝电解电容器由于采用工作电解液作阴极，极易干涸、泄漏，因此可靠性低，工作寿命短且不易实现片式化，同时阻抗频率特性较差，不能满足现代电子系统中电子元件表面组装化，数字电路高速化及开关电源高频化发展。

现行的固态电容通常有两种，一种是采用在电容器芯包内进行聚合反应生成所需要的导电聚合物，一种是将导电聚合物分散在溶剂中，通过含浸的方式，将导电聚合物放入芯包中作成电容。这两种制得的固体电解质铝电解电容器能够获得较好的性能特性，特别是串联等效电阻也比较低，能够满足现代电子产品的要求，但在串联等效电阻极低的场合，现行工艺做出的产品，还不能完全满足要求。

发明内容

为了克服了现有技术中的缺点，本发明提供了一种具有优异ESR性能的固体电解质铝电解电容器，其固体电解质为通过单体、氧化剂及导电碳材料加热聚合生成，将芯包聚合物没有形成之前，加入导电碳材料，聚合后与导电碳材料形成一种复合材料，增加电解质的导电能力，从而降低产品的ESR。本发明还提供了该固体电解质铝电解电容器的制造方法，该种制造方法可以获得一致性好、漏电流较小并且具有较高耐压的固体电解质铝电解电容器，同时可提高产品的合格率。

本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：

一种固体电解质铝电解电容器，包括铝壳及设置在所述铝壳内的芯包，所述芯包连接正负极端子，所述正负极端子外表面镀有镀银层；所述芯包外部设置有胶盖或橡胶塞。所述芯包包括阳极化成铝箔、阴极箔、介于所述阳极化成铝箔与阴极箔之间的电解纸和固体电解质，所述固体电解质为通过单体、氧化剂及导电碳材料加热聚合生成。

优选但不限定，所述单体为噻吩类物质，所述氧化剂为对甲苯磺酸或对甲苯磺酸盐。噻吩类物质为3,4-二撑基双氧噻吩，对甲苯磺酸盐为对甲苯磺酸铁。

1.优选但不限定，所述导电碳材料为碳纳米材料或碳纳米复合材料，所述导电碳材料的尺寸优选，石墨烯粒径为小于200nm，碳纳米管长度为2~200nm。

。所述碳纳米材料为碳纳米管或石墨烯；所述碳纳米复合材料中的活性材料为如下材料中的一种或多种：导电聚合物、金属氧化物、导电聚合物之间的混合物、导电聚合物和金属氧化物之间的混合物、金属氧化物之间的混合物、导电聚合物之间的复合物、导电聚合物和金属氧化物之间的复合物、金属氧化物之间的复合物。

优选但不限定，将乙醇溶液放入高速剪切机中，剪切速度为2.0万转/min，将石黑烯或碳纳米管或碳纳米复合材料慢慢加入搅拌中的酒精溶液中，搅拌时间控制在30min以上，配制成含导电碳材料的分散液。该含导电碳材料酒精分散液的浓度控制在0.5~5%（重量百分比）之间，还可适量加些分散剂，如十二烷基硫酸钠（SDS），十二烷基苯磺酸钠（SDBS）等。

优选但不限定，将乙醇溶液放入高速剪切机中，剪切速度为2.0万转/min，将石黑烯或碳纳米管或碳纳米复合材料慢慢加入搅拌中的酒精溶液中，导电碳材料浓度控制在0.5~5%（重量百分比）之间，随后加入单体，单体浓度可控制在15~30%（重量百分比）之间，搅拌时间控制在30min以上，配制成含导电碳材料和单体的分散液，还可适量加些分散剂，如十二烷基硫酸钠（SDS），十二烷基苯磺酸钠（SDBS）等。

本发明提供了一种固体电解质铝电解电容器的制造方法，所述固体电解质为导电聚合物和导电碳材料。该制造方法具体包括：

（1）在阳极化成铝箔和阴极箔之间介入电解纸，阳极化成铝箔、阴极箔和电解纸一起卷绕成芯包，阴极箔朝外且包住电解纸，再用高温胶带环绕阴极箔粘紧固定；优选采用最低耐300°C高温的胶带；

（2）将密封用的胶盖安装于芯包上，并将芯包的阳极导针焊接于铁条上并确保每个芯包焊接高度一致；

（3）将芯包浸入化成液中进行化成修复处理：电源正极与铁条电连接，电源负极与化成液电连接，加电后阳极化成铝箔在化成液中进行修复；然后将化成修复处理后的芯包碳化处理；

将步骤（3）重复5次；

（4）将芯包再次浸入化成液中进行化成修复处理；

（5）将芯包置于去离子水中清洗，去离子水的电阻率不小于5MΩ，水温为20°C~100°C；然后干燥，干燥的温度为80°C~180°C，干燥的时间为20~120min；