[发明专利]混合聚合溶液、片式固体铝电解电容器及其混合式聚合工艺

说明书

技术领域

本发明涉及固体铝电容器生产技术领域，且特别涉及一种混合聚合溶液、片式固体铝电解电容器及其混合式聚合工艺。

背景技术

近年来，随着军用电子整机向小型化、高频化、高可靠的方向快速发展，不仅要求固体电容器体积小、频率特性好、可靠性高，而且还对固体电容器提出了高压、低等效串联电阻等指标要求。固体电容器是在铝、钽、铌、钛等阀金属或一氧化铌等氧化物的表面采用氧化法生成薄层氧化物作为电解质，以固体电解质作为阴极而构成的电容器。导电聚合物固体电容器是指固体电解质为导电高分子聚合物的电容器，其中的片式固体铝电解电容器因其体积小、重量轻、高频特性好和可靠性高等优点被广泛应用于电子、兵器、船舶、通信及医疗电子等各类高端电子装备。

T/R组件是指一个无线收发系统中视频与天线之间的部分，即T/R组件一端接天线，一端接中视频处理单元就构成一个无线收发系统。T/R组件作为有源相控阵雷达的核心部件，随着军事雷达领域的不断发展，对其在小体积、高频化、大功率及可靠性方面提出了更高的要求。新一代星载、机载和舰载雷达系统应用的二代T/R组件偏置电压从原有的8V-10V提升到28V，这就对T/R组件中的片式固体铝电解电容器提出了更高的电压要求，但传统的化学聚合、电化学聚合工艺不适用于生产高压的片式铝电解电容器。

为了满足二代T/R组件高压、小体积、高频化、大功率及高可靠性的要求，研发高压片式固体铝电解电容器刻不容缓。

发明内容

本发明的目的在于提供一种混合聚合溶液，其用于制得均匀、致密，具有耐电压能力强、漏电流小的导电高分子层。

本发明的另一目的在于提供一种片式固体铝电解电容器的混合式聚合工艺，操作简单，制得的固体电解质层均匀、致密，具有电导率高、耐电压能力强，漏电流小，高温下性能可靠的优点。

本发明的另一目的在于提供一种片式固体铝电解电容器，其ESR性能优异、耐电压能力强，可制备20V及以上产品。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

本发明提出一种混合聚合溶液，其包括化学聚合溶液和分散聚合液，其中，化学聚合溶液按重量百分数计主要由以下原料组成：0.1％-8％导电高分子单体，3％-20％氧化剂，70％-85％溶剂，以及0.5％-10％偶联剂；分散聚合液为包含聚(2，5-二甲基噻吩)、聚(3-甲氧基噻吩)、聚(3-4-乙二烯二甲基噻吩)中的一种或几种混合物的分散液。

进一步地，在本发明较佳实施例中，上述导电高分子单体为噻吩、2，5-二甲基噻吩、3-甲氧基噻吩、3-4-乙二烯二甲基噻吩中的一种或几种的混合物。

进一步地，在本发明较佳实施例中，上述氧化剂为氯化铁、对甲苯磺酸铁、过硫酸铵、过硫酸钠、高锰酸钾中的一种或几种混合物。

进一步地，在本发明较佳实施例中，上述溶剂为含有饱和烃、芳香烃或醇类有机溶剂的一种或几种的混合物。

进一步地，在本发明较佳实施例中，上述偶联剂为钛酸乙酯偶联剂、硅烷偶联剂中的一种或几种的混合物。

进一步地，在本发明较佳实施例中，上述分散聚合液的固含量为3％-12％。

一种采用上述的混合聚合溶液的片式固体铝电解电容器的混合式聚合工艺，其包括以下步骤：

S1、将待聚合的铝箔放入预处理溶液中进行材料表面改性处理，预处理溶液主要由溶剂和偶联剂组成，浸渍8-12min后取出，烘干，得到预处理铝箔；

S2、将预处理铝箔放入化学聚合溶液中进行第一阶段聚合，浸渍8-12min后取出，烘干；

S3、重复步骤S2共2-4次；

S4、将步骤S3得到的铝箔放入分散聚合液中进行第二阶段聚合，8-12min后取出，烘干；

S5、重复步骤S4共10-15次，重复过程中至少再采用一种固含量不同的分散聚合液进行，直至铝箔表面形成质密均匀的固体电解质层；

S6、将步骤S5得到的铝箔的固体电解质层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；

S7、将单片电容器元件叠层、模压封装，制得片式固体铝电解电容器。

进一步地，在本发明较佳实施例中，上述预处理溶液中的溶剂和偶联剂的重量比为100：3-7。

进一步地，在本发明较佳实施例中，上述材料表面改性处理后的烘干方法为：放入110-125℃烘箱20-40min；

第一阶段聚合后的烘干方法为：放入45-60℃、35％-55％RH的恒温恒湿箱20-40min；