[發明專利]高電壓電解電容

無效

• 申請號: 201010142453.X
• 申請日: 2010-03-09
• 公開（公告）號: CN101847517A
• 公開（公告）日: 2010-09-29
• 發明（設計）人: 德克·德賴西格;約翰·加爾瓦尼
• 申請（專利權）人: 阿維科斯公司
• 主分類號: H01G9/145
• 分類號: H01G9/145;H01G9/04;H01G9/035;H01G9/07
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 鄭立柱

背景技術

典型地，相比于其他一般電容，電解電容每單位體積具有更大電容量，這使得它們在相對大電流和低頻的電氣電路中更有價值。一種已被開發成功的電容，是一種“濕性”的電容器，它包括燒結鉭粉陽極。這些鉭“碎屑”具有很大的內部表面積。這些鉭“碎屑”首先經過一次電化學的氧化以形成一層氧化層的表層作為電介質覆蓋在鉭體的整個外部以及內部表面上。然后，被做陽極化處理的鉭碎屑被密封于一個容器之中，該容器盛有高導電性和腐蝕性的液體電解液，且具有大表面積和導電內層，可使電流流入液體電解液。

常規情況下，在濕性鉭電解電容中使用的電解液由兩種基本配方之一構成。第一種配方包括一種氯化鋰的水溶液。傳統上用于濕性鉭電解電容器中的第二種電解液配方包括35-40％的硫酸水溶液。盡管具有腐蝕性，這種硫酸電解液具有低電阻率，較大的溫度承受能力，以及相對較高的最大工作電壓，這使得它成為絕大多數傳統濕性鉭電容器的首選。然而，為濕性電容器開發其他電解液，也曾進行過一些努力。例如Shah等人的美國專利No.6,219,222，描述了一種使用一種溶劑系統的電解液，該溶劑系統包括水和乙二醇，還有一種銨鹽。Shah等人指出該電解液有高導電系數以及擊穿電壓，這降低了等效串聯電阻。不幸地，問題在于：這種電容仍然難以達到高壓值。

因此，當前需要一種改進的濕性電解電容以耐受高壓。

發明內容

根據本發明的一實施例，公開了一種電解電容，該電解電容包括：包含一由陽極氧化形成的電介質層的多孔陽極體；一個包括一由導電聚合體涂敷的金屬基底的陰極；以及一與上述陽極和陰極接觸的含水電解液。該電解液包括一弱有機酸鹽以及一含水溶劑。在25℃的溫度下，電解液的pH值為約4.5至約7.0，其離子電導率為約0.1至約30毫西門子(milliSiemens)每厘米。

關于本發明的其他的技術特征和方面，在下面有更詳細的描述。

附圖說明

針對本領域技術人員，在說明書的剩余部分中更詳細地闡述了包括最佳的實施方式在內的本發明的完整和有效的公開，并參照了附圖，其中：

圖1為根據本發明的電容的一個實施例的橫截面圖。

本說明書和附圖中的相同或相似的附圖標記代表本發明的相同或相似的技術特征或元件。

發明詳述

本領域技術人員應當理解：此處討論的僅僅是示范性的實施例的描述，而非對本發明的在該示例性的結構中有所體現的更寬的方面的限制。

總的說來，本發明涉及電解電容，該電解電容包括一個包含電介質層的多孔陽極體；一個包括一涂敷有導電聚合體外層的金屬基底的陰極；以及一含水電解液。電解液的離子電導率選擇性地被控制在特定范圍內以使得電容可被充電至高電壓。更加特定地，在一種典型情況下，在25℃的溫度下，電解液的離子電導率為約0.1至約30毫西門子(milliSiemens)每厘米，在一些實施例中，為約0.5至約25毫西門子(milliSiemens)每厘米，在一些實施例中，為約1至約20毫西門子(milliSiemens)每厘米，在一些實施例中，為約2至約15毫西門子(milliSiemens)每厘米，其中上述電導率的測量均采用任意的已知電子電導率計(例如：OaktonCon?11型)。在上述范圍中，電解液的離子電導率使得電場以一定長度(德拜長度(Debye?length))擴展至液態電解液中，該長度足以產生足夠的電荷分離。這將電介質的勢能擴展至電解液，因此相比于靠電介質氧化層的厚度所預計的電容，此處得到的電容能夠存儲更多的勢能。換句話說，該電容可以被充電至超過其中電介質的形成電壓(formationvoltage)的電壓值。電容充電可達到的電壓值與形成電壓的電壓值之比可以是，例如從約1.0至2.0，在一些實施例中，可為從約1.1至約1.8，在一些實施例中，可為從約1.2至約1.6。作為一個例子，電容的充電電壓可以是從約200V至約350V，在一些實施例中，可以是從約220V至約320V，在一些實施例中，可以是從約250V至約300V。