[發(fā)明專(zhuān)利]一種固體鉭電解電容器及其制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010257894.4
• 申請(qǐng)日: 2010-08-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101923964A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于軍勝;邢國(guó)秀;崔立強(qiáng);蔣亞?wèn)|
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H01G9/15
• 分類(lèi)號(hào): H01G9/15;H01G9/025;H01G9/028
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電容器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種固體鉭電解電容器及其制備方法。

背景技術(shù)

近年來(lái)，隨著電子儀器的小型化、輕量化，需要小型且大容量的高頻用的電容器，因此提出了固體導(dǎo)電化合物形成固體電解質(zhì)層的固體電解電容器。

固體電解電容器包括例如Al(鋁)或Ta(鉭)金屬陽(yáng)極體，在陽(yáng)極體的表面上經(jīng)氧化處理而形成的電介質(zhì)氧化膜，和通過(guò)施加固體導(dǎo)電化合物，例如MnO₂(二氧化錳)，導(dǎo)電高分子聚合物到氧化膜上，并與氧化膜緊密接觸的陰極層。由于電介質(zhì)氧化膜厚度極小，因此，與紙介質(zhì)電容器和薄膜電容器相比，電解電容器的尺寸更小容量更大。

對(duì)于固體電解電容器，如果將整個(gè)塊狀表面金屬氧化膜所造成的電容量稱(chēng)作恒定容量C₁，將以多孔體的其余部分氧化膜所得到的電容量稱(chēng)作變化電容量C₂，與之串聯(lián)者即為附加的電解質(zhì)電阻R，則得到總的電容量C為：

C＝C₁+C₂(1/(1+(ωC₂R)²))????????????(1)

由式(1)可以看出，在頻率逐漸變高后，將導(dǎo)致C₂部分失效，總的電容量呈下降的趨勢(shì)，因而為有效減小C₂的損失，必然要求有效地降低R來(lái)彌補(bǔ)頻率升高對(duì)電容量的影響。因此，采用高電導(dǎo)率的化合物作為陰極層的固體電解電容器的高頻特性更好。

二氧化錳雖被視為一種很有潛力的電容器電極材料，但二氧化錳的導(dǎo)電性較差，已被某些具有比二氧化錳具有更高導(dǎo)電性的有機(jī)化合物所取代，由于電容器的電解質(zhì)電阻R對(duì)電容器的高頻特性有很大影響，因此，有必要采用更高電導(dǎo)率的電解質(zhì)來(lái)增加電容器的性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的問(wèn)題是：如何提供一種固體鉭電解電容器及其制備方法，該器件能克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，增加了導(dǎo)電層的電導(dǎo)率，增加了電容器在高頻條件下的電容量。

本發(fā)明所提出的技術(shù)問(wèn)題是這樣解決的：提供一種固體鉭電解電容器，包括鉭陽(yáng)極體、位于鉭陽(yáng)極體表面的Ta₂O₅(五氧化二鉭)電介質(zhì)被膜、位于Ta₂O₅電介質(zhì)被膜上的導(dǎo)電層、在導(dǎo)電層上被覆的石墨層和銀涂層，其特征在于，所述導(dǎo)電層為復(fù)合碳納米管和導(dǎo)電高分子材料的混合體系，所述復(fù)合碳納米管的長(zhǎng)度方向垂直于鉭陽(yáng)極體表面，并且復(fù)合碳納米管為表面均勻附著具有殼核結(jié)構(gòu)的納米顆粒的碳納米管，所述具有殼核結(jié)構(gòu)的納米顆粒是以磁性納米顆粒為核心表面包覆導(dǎo)電殼層的納米顆粒。

按照本發(fā)明所提供的固體鉭電解電容器，其特征在于，所述導(dǎo)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(duì)苯、聚并苯、聚乙炔、聚苯撐乙烯、聚雙炔、聚環(huán)氧乙烷、聚環(huán)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。

按照本發(fā)明所提供的固體鉭電解電容器，其特征在于所述導(dǎo)電層的混合體系中復(fù)合碳納米管所占的質(zhì)量比例為1～30wt％，wt％為重量百分比。

按照本發(fā)明所提供的固體鉭電解電容器，其特征在于，所述碳納米管為長(zhǎng)度小于或等于100μm的多壁碳納米管或單壁碳納米管。

按照本發(fā)明所提供的固體鉭電解電容器，其特征在于，所述導(dǎo)電層的厚度大于或等于碳納米管的長(zhǎng)度。

按照本發(fā)明所提供的固體鉭電解電容器，其特征在于，所述具有殼核結(jié)構(gòu)的納米顆粒直徑小于或等于80nm。

按照本發(fā)明所提供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?；蚱渌{米級(jí)尺寸的鐵氧體粒子、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、屬于Nd-Fe-B體系的合金顆粒及其混合物，以及其他納米磁性粒子如鈷粒子、鐵粒子、鎳粒子等。