[發明專利]一種固體鉭電解電容器及其制備方法

無效

• 申請號: 201010257894.4
• 申請日: 2010-08-20
• 公開（公告）號: CN101923964A
• 公開（公告）日: 2010-12-22
• 發明（設計）人: 于軍勝;邢國秀;崔立強;蔣亞東
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01G9/15
• 分類號: H01G9/15;H01G9/025;H01G9/028
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種固體鉭電解電容器，包括鉭陽極體、位于鉭陽極體表面的Ta₂O₅電介質被膜、位于Ta₂O₅電介質被膜上的導電層、在導電層上被覆的石墨層和銀涂層，其特征在于，所述導電層為復合碳納米管和導電高分子材料的混合體系，所述復合碳納米管的長度方向垂直于鉭陽極體表面，并且復合碳納米管為表面均勻附著具有殼核結構的納米顆粒的碳納米管，所述具有殼核結構的納米顆粒是以磁性納米顆粒為核心表面包覆導電殼層的納米顆粒。

2.根據權利要求1所述的固體鉭電解電容器，其特征在于，所述導電高分子材料包括聚苯胺及其衍生物、聚吡咯及其衍生物、聚噻吩、聚苯并噻吩、聚(3-烷基噻吩)、聚(3-甲氧基噻吩)、聚(3，4-乙烯基二氧噻吩)、聚對苯、聚并苯、聚乙炔、聚苯撐乙烯、聚雙炔、聚環氧乙烷、聚環氧丙烷、聚丁二酸乙二醇酯、聚癸二酸乙二醇或聚乙二醇亞胺。

3.根據權利要求1所述的固體鉭電解電容器，其特征在于，所述導電層的混合體系中復合碳納米管所占的質量比例為1～30wt％，wt％為重量百分比。

4.根據權利要求1所述的固體鉭電解電容器，其特征在于，所述碳納米管為長度小于或等于100μm的多壁碳納米管或單壁碳納米管。

5.根據權利要求1所述的固體鉭電解電容器，其特征在于，所述導電層的厚度大于或等于碳納米管的長度。

6.根據權利要求1所述的固體鉭電解電容器，其特征在于，所述具有殼核結構的納米顆粒直徑小于或等于80nm。

7.根據權利要求1所述的固體鉭電解電容器，其特征在于，所述磁性納米顆粒為直徑小于或等于50nm的納米Fe₃O₄粒子、納米γ-Fe₂O₃粒子、堿土金屬鐵氧體顆粒、屬于Al-Ni-Co體系的AlNiCo合金顆粒、屬于Sm-Co體系的合金顆粒、屬于Pt-Co體系的合金顆粒或屬于Nd-Fe-B體系的合金顆粒及其混合物。

8.根據權利要求1所述的固體鉭電解電容器，其特征在于，所述具有殼核結構的納米顆粒的導電殼層材料為炭黑、金屬、金屬氧化物或導電高分子，其中金屬是由金、銀、銅、鉑、鐵、錫、鎳、鈦、銦、鈀、鈷中的一種或多種構成，金屬氧化物是由氧化鈷、氧化鋅、氧化錫、二氧化錳、氧化銦錫以及釕、銥、銠的氧化物中的一種或多種構成，導電高分子是由聚苯胺及其衍生物、聚吡咯及其衍生物、聚噻吩、聚并噻吩、聚(3-烷基噻吩)、聚(3-甲氧基噻吩)、聚(3，4-乙烯基二氧噻吩)、聚對苯、聚并苯、聚乙炔、聚苯撐乙烯、聚雙炔、聚環氧乙烷、聚環氧丙烷、聚丁二酸乙二醇酯、聚癸二酸乙二醇、聚乙二醇亞胺中的一種或多種構成。

9.一種固體鉭電解電容器的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

①將納米鉭金屬顆粒壓制而成塊，在鉭顆粒的形成體中植立圓筒狀的鉭絲，在高溫及真空條件下燒結成多孔形鉭陽極體；

②對燒結好的鉭陽極體進行陽極氧化，在其表面生成一層Ta₂O₅電介質被膜，形成正極基體；

③將復合碳納米管均勻分散在含氧化劑和導電高分子單體的混合溶液中，再將含鉭陽極體及Ta₂O₅電介質被膜的正極基體浸入混合溶液中，一定時間后取出并在鉭陽極體表面的垂直方向上施加磁場，使復合碳納米管的長度方向垂直于鉭陽極體表面，在60～80℃的溫度范圍內逐漸升溫去除溶劑形成導電層，其中，復合碳納米管為表面均勻附著具有殼核結構的納米顆粒的碳納米管，所述具有殼核結構的納米顆粒是以磁性納米顆粒為核心表面包覆導電殼層的納米顆粒；

④經過工藝處理形成負極石墨層，再在石墨層外形成銀涂層；

⑤利用電阻焊接在鉭絲上接續陽極端，使用導電型膠粘劑使陰極端與銀涂層接合；

⑥采用環氧樹脂包封的形式對上述制備的器件進行封裝。

10.根據權利要求9所述的固體鉭電解電容器的制備方法，其特征在于，所述導電層是通過滴涂、旋涂、浸涂、涂覆、噴墨打印、輥涂、LB膜中的一種或者幾種方式而形成。