[發明專利]導電高分子材料及包括其的電容器

有效

• 申請號: 201110253392.9
• 申請日: 2011-08-30
• 公開（公告）號: CN102321342A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發明（設計）人: 蔣銘;楊振毅
• 申請（專利權）人: 固安福愛電子有限公司
• 主分類號: C08L65/00
• 分類號: C08L65/00;C08G61/12;C08K5/42;H01G9/15
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 吳貴明;余剛

技術領域

本發明涉及電容器加工領域，尤其是涉及一種導電高分子材料及包括其的電容器。

背景技術

電容器是一種能夠儲存電荷的裝置，其可由兩個相對設置的極板，陰極板和陽極板所構成；亦可借由將絕緣片插入兩片極板之間而構成。其是電子設備中最基礎也是最重要的組件之一。電容的產量占全球電子元器件產品的40％以上，基本上所有的電子設備，小到U盤、數碼相機，大到航天飛機、火箭中都可以見到它的身影。作為一種最基本的電子元器件，電容對于電子設備來說就像食品對于人一樣不可缺少。

電容雖小卻是一個國家工業技術能力的完全體現，尤其是高檔電容代表的是本國精密加工、化工、材料、基礎研究的水平(美國、日本是世界上電容設計研究能力最高的兩個國家)高檔電容產品的設計制造要求甚至不亞于CPU。電容幾乎無處不在，上到神五，下到U盤，有電源的地方就有它。電容的作用非常多，如：隔直流、旁路(去耦)、濾波、溫度補償計時調諧整流儲能等。

電容器按照電解電容的陽極可以分為鋁電解電容、鉭電解電容、鈮電解電容。以往傳統的看法是鉭電容性能比鋁電容好，因為鉭電容的介質為陽極氧化后生成的五氧化二鉭，它的介電能力(通常用ε表示)比鋁電容的三氧化二鋁介質要高。因此在同樣容量的情況下，鉭電容的體積能比鋁電容做得更小。再加上鉭的性質比較穩定，所以通常認為鉭電容性能比鋁電容好。

但這種憑陽極判斷電容性能的方法已經過時了，目前決定電解電容性能的關鍵并不在于陽極，而在于電解質，也就是陰極。因為不同的陰極和不同的陽極可以組合成不同種類的電解電容，其性能也大不相同。采用同一種陽極的電容由于電解質的不同，性能可以差距很大，總之陽極對于電容性能的影響遠遠小于陰極。

電容的陰極目前基本有電解液、二氧化錳、TCNQ、固體聚合物導體(PPY/PEDT)和CVEX混合型(固體聚合物導體+電解液)。使用不同的陽極和陰極材料可以組合成多種規格的電解電容。例如鉭電解電容也可以使用固體聚合物導體做為陰極，而鋁電解電容既可以使用電解液，也可以使用TCNQ、PPY和PEDT等等。

目前，新型的電解電容發展的非常快，電解電容正在替換某些無機和有機介質電容器。由于技術的進步，如今在小型化要求較高的軍用電子對抗設備中也開始廣泛使用電解電容。

相對于傳統的鋁質電解電容器和有機半導體電容器，鋁質固態導電高分子電容器，使用導電性高分子進行傳導，具有高導電性且高溫狀態下穩定，等效串聯電阻低并可承受較大濾波電流。其電導度是傳統鋁質電解電容器的10000倍。其具有如下優點：①在可見光譜內具有高透射率及較高導電率；②最小表面電阻可達150Ω/cm2(取決于制造條件)；③更好的抗水解性、光穩定性及熱穩定性；④在高PH值時，導電性不會下降。鋁固體導電高分子電容器的產品特色表現為是高頻低阻抗；優良的溫度特性；體積??；壽命長，無漏液現象。進而這種高分子導電材料(PEDT)逐漸取代了傳統電解液的固態電解電容器。

鋁質固態導電高分子電容器的使用性能受其所采用的導電高分子材料的性能影響，預想增強鋁質固態導電高分子電容器的耐高溫特性、低漏電處理能力以及強化擊穿電壓，尋找一種效果更好的導電高分子材料勢在必行。

發明內容

本發明目的在于克服現有技術的不足，提供一種導電高分子材料，該導電高分子材料具有電導率高、耐電壓性強的特點，同時由該導電高分子材料所制備的電容器具有耐高溫，等效串聯電阻(ESR)較低、漏電流(LC)較小、抗擊穿電壓較高的特點。

為此，本發明提供了一種導電高分子材料，包括導電聚合物以及與導電聚合物摻雜的4-十二烷基苯磺酸根離子，導電聚合物是由聚合單體經氧化聚合制成。

進一步地，上述導電高分子材料中4-十二烷基苯磺酸根離子的摻雜度為40％～65％。

進一步地，上述導電高分子材料中4-十二烷基苯磺酸根離子是以4-十二烷基苯磺酸鐵的形式引入到反應體系中。

進一步地，上述4-十二烷基苯磺酸鐵的引入量與聚合單體的加入量的摩爾比為1.6∶1～2.6∶1。

進一步地，上述導電高分子材料中4-十二烷基苯磺酸根離子是以4-十二烷基苯磺酸鐵與4-十二烷基苯磺酸的混合溶液的形式引入到反應體系中。

進一步地，上述上4-十二烷基苯磺酸的加入量為聚合單體與4-十二烷基苯磺酸鐵總質量的1％～5％。

進一步地，上述4-十二烷基苯磺酸的加入量為聚合單體與4-十二烷基苯磺酸鐵總質量的2％～3％。

進一步地，上述4-十二烷基苯磺酸鐵是以3水結晶，6水結晶或9水結晶的4-十二烷基苯磺酸鐵形式加入。