[發(fā)明專利]導(dǎo)電高分子材料及包括其的電容器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110253425.X
• 申請日: 2011-08-30
• 公開（公告）號: CN102321343A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔣銘;楊振毅
• 申請（專利權(quán)）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(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 吳貴明;余剛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電容器加工領(lǐng)域，尤其是涉及一種導(dǎo)電高分子材料及包括其的電容器。

背景技術(shù)

電容器是一種能夠儲存電荷的裝置，其可由兩個相對設(shè)置的極板，陰極板和陽極板所構(gòu)成；亦可借由將絕緣片插入兩片極板之間而構(gòu)成。其是電子設(shè)備中最基礎(chǔ)也是最重要的組件之一。電容的產(chǎn)量占全球電子元器件產(chǎn)品的40％以上，基本上所有的電子設(shè)備，小到U盤、數(shù)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(shè)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(yè)技術(shù)能力的完全體現(xiàn)，尤其是高檔電容代表的是本國精密加工、化工、材料、基礎(chǔ)研究的水平(美國、日本是世界上電容設(shè)計研究能力最高的兩個國家)高檔電容產(chǎn)品的設(shè)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(diào)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(tǒng)的看法是鉭電容性能比鋁電容好，因為鉭電容的介質(zhì)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(zhì)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(zhì)比較穩(wěn)定，所以通常認(rèn)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(jīng)過時了，目前決定電解電容性能的關(guān)鍵并不在于陽極，而在于電解質(zhì)，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(zhì)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(yuǎn)遠(yuǎn)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(dǎo)體(PPY/PEDT)和CVEX混合型(固體聚合物導(dǎo)體+電解液)。使用不同的陽極和陰極材料可以組合成多種規(guī)格的電解電容。例如鉭電解電容也可以使用固體聚合物導(dǎo)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(fā)展的非常快，電解電容正在替換某些無機和有機介質(zhì)電容器。由于技術(shù)的進(jìn)步，如今在小型化要求較高的軍用電子對抗設(shè)備中也開始廣泛使用電解電容。

相對于傳統(tǒng)的鋁質(zhì)電解電容器和有機半導(dǎo)體電容器，鋁質(zhì)固態(tài)導(dǎo)電高分子電容器，使用導(dǎo)電性高分子進(jìn)行傳導(dǎo)，具有高導(dǎo)電性且高溫狀態(tài)下穩(wěn)定，等效串聯(lián)電阻低并可承受較大濾波電流。其電導(dǎo)度是傳統(tǒng)鋁質(zhì)電解電容器的10000倍。其具有如下優(yōu)點：①在可見光譜內(nèi)具有高透射率及較高導(dǎo)電率；②最小表面電阻可達(dá)150Ω/cm²(取決于制造條件)；③更好的抗水解性、光穩(wěn)定性及熱穩(wěn)定性；④在高PH值時，導(dǎo)電性不會下降。鋁固體導(dǎo)電高分子電容器的產(chǎn)品特色表現(xiàn)為是高頻低阻抗；優(yōu)良的溫度特性；體積小；壽命長，無漏液現(xiàn)象。進(jìn)而這種高分子導(dǎo)電材料(PEDT)逐漸取代了傳統(tǒng)電解液的固態(tài)電解電容器。

鋁質(zhì)固態(tài)導(dǎo)電高分子電容器的使用性能受其所采用的導(dǎo)電高分子材料的性能影響，預(yù)想增強鋁質(zhì)固態(tài)導(dǎo)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(dǎo)電高分子材料勢在必行。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種導(dǎo)電高分子材料，該導(dǎo)電高分子材料具有電導(dǎo)率高、耐電壓性強的特點，同時由該導(dǎo)電高分子材料所制備的電容器具有耐高溫，等效串聯(lián)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(fā)明提供了一種導(dǎo)電高分子材料，包括導(dǎo)電聚合物以及與導(dǎo)電聚合物摻雜的D(+)-10-樟腦磺酸根離子，導(dǎo)電聚合物是由聚合單體經(jīng)氧化聚合制成。

進(jìn)一步地，上述導(dǎo)電高分子材料中D(+)-10-樟腦磺酸根離子的摻雜度為40％～65％。

進(jìn)一步地，上述導(dǎo)電高分子材料中D(+)-10-樟腦磺酸根離子是以D(+)-10-樟腦磺酸鐵的形式引入到反應(yīng)體系中。

進(jìn)一步地，上述D(+)-10-樟腦磺酸鐵的引入量與聚合單體的加入量的摩爾比為1.3∶1～2.2∶1。

進(jìn)一步地，上述導(dǎo)電高分子材料中D(+)-10-樟腦磺酸根離子是以D(+)-10-樟腦磺酸鐵與D(+)-10-樟腦磺酸的混合溶液的形式引入到反應(yīng)體系中。

進(jìn)一步地，上述D(+)-10-樟腦磺酸的加入量為聚合單體與D(+)-10-樟腦磺酸鐵總質(zhì)量的1％～5％。

進(jìn)一步地，上述D(+)-10-樟腦磺酸的加入量為聚合單體與D(+)-10-樟腦磺酸鐵總質(zhì)量的2％～3％。