[发明专利]一种半固态铝电解电容器的制作方法

说明书

本发明提出一种半固态铝电解电容器的制作方法，涉及铝电解电容技术领域。包括以下步骤：S100、制作素子；S200、第一含浸阶段，在该阶段素子含浸化成液；S300、第二含浸阶段，在该阶段素子含浸导电聚合物单体、氧化剂、分散液；S400、第三含浸阶段，在该阶段素子含浸处理液；S500、第四含浸阶段，在该阶段素子含浸电解液；S600、将经过第四含浸阶段的素子封装成铝壳。本发明在电容器素子内部填充由导电性高分子构成的导电性固体层、处理液和电解液这三种物质的混合型铝电解电容器‑‑‑‑‑‑半固态铝电解电容器。这种半固态铝电解电容器具有高可靠度、高容量、耐高纹波电流等特点，同时又具有促进阳极箔氧化皮膜缺陷部的修复作用，能够抑制短路情况的发生。

技术领域

本发明涉及铝电解电容器技术领域，具体是指一种半固态铝电解电容器的制作方法。

背景技术

随着电子产品的数据化，那些电流输出的回路，特别是AV机器、汽车装置领域，对高信赖化的呼声越来越高，要求其小型化、高容量、低ESR、低LC等性能，耐短路性能也有特别要求，液态铝电解电容器和固态电解电容器比较，其优点是电解液可以对阳极箔氧化膜缺陷部有修复能力，抑制短路情况的发生。即使电解液的溶媒因挥发没有了，可氧化膜和负箔间还有电解纸绝缘隔离，所以电容器失效模式是开路而不会短路。固态铝电解电容器是电介质，其优点是低ESR,但对阳极氧化膜缺陷部的修复能力弱。因此，固态铝电解电容器长期在85～150℃的高温工作环境下使用，LC有增大的可能，甚至有可能会导致短路。

面对这样的市场需求，研发出在电容器素子内部填充由导电性高分子构成的导电性固体层和电解液这两种物质的混合型铝电解电容器------半固态铝电解电容器。电解质材料使用选择：除导电聚合的固态电解质以外，增加对阳极氧化膜的缺陷部有很好修复作用的电解液。

为了得到高分子导电聚合层，方法一必须通过化学重合法形成。将素子含浸含有噻吩或它的衍生物，吡咯或它的衍生物，苯胺或它的衍生物的单体、氧化剂溶液，再在高温环境中进行化学重合反应生成一定厚度的高分子导电聚合层。因单体、氧化剂溶液属强酸性溶液，材料成分中含有铁化合物或过硫酸盐，素子含浸后经高温干燥，素子会有这些不纯物残留，如何将这些残留物去除是非常重要的工程。本发明使用方法：素子在含噻吩或其诱电体的混合水溶液中，通过氧化重合的方法将残存在素子内的不纯物去除，处理温度30～45℃，处理时间10～30min，之后在纯水中清洗干燥后，获得一定厚度的高分子导电聚合层.。方法二含浸由平均分子量为5000～50000以内的高分子掺杂和平均分子量为500以下的低分子掺杂共存的导电高分子粒子或者粉末在水中被分散形成的分散液。素子含浸在含有聚乙烯3,4乙烯二氧噻吩等的分散体水系溶液的分散液中，使得素子内具有导电性固体粒子或是其凝固体形成导电性固体层。分散液含浸真空度为-50～-80KPa，干燥条件：温度100～200℃，时间30～120min。重复本含浸步骤3次～5次以便在铝电极箔上形成一定厚度的高分子导电聚合层。

如果半固态铝电解电容器的电解液溶媒是聚乙二醇、环丁砜等挥发性有机溶剂，电容器在高温环境下使用场合，溶媒会透过胶盖和铝壳的封口间隙、胶盖和导针引线的间隙、或者是铝壳本身慢慢挥发出去。所以电容器设计时，会考虑到使用材料的物理特性和使用环境温度的不稳定性，保证电容器正常的使用寿命。但是，如果使用的时间超出了寿命保障期限之外的话，最终电容器会因电解液的溶媒挥发没有了，阳极箔氧化膜也丧失了自我修复机能。虽然素子内部还会有导电性高分子构成的导电性固体层残留，但是仍会引起LC增大，甚至导致短路失效模式。

发明内容