[發明專利]在電解電容器鉭外殼內壁制備氧化釕涂層的方法

無效

• 申請號: 201110410162.9
• 申請日: 2011-12-12
• 公開（公告）號: CN102496473A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 王杰;張選紅;馬建華;王成興;蒙林斌;石洪富;蔣春強
• 申請（專利權）人: 中國振華(集團)新云電子元器件有限責任公司
• 主分類號: H01G9/04
• 分類號: H01G9/04
• 代理公司: 貴陽東圣專利商標事務有限公司 52002
• 代理人: 楊云

技術領域：本發明涉及一種電解電容器的制備方法，尤其涉及一種電解電容器陰極的制備方法。

背景技術：隨著電子技術的發展，電子設備對電容器的能量密度提出了更高的要求。鉭電解電容器雖然是一種大容量、高電壓和高可靠性的電容器，但其容量難以被完全引出；這是因為在陽極鉭塊的表面制備有二氧化錳介質膜時，二氧化錳難以進入鉭粉形成的細微空隙中。理論上電解液雖然可以和陽極鉭塊充分接觸，但電容器的容量(C_總)等于陽極容量(C_陽極)和陰極容量(C_陰極)的串聯：C_總＝(C_陽極×C_陰極)/(C_陽極+C_陰極)；當陰極容量和陽極容量相等時，電容器的容量只有陽極容量的50％，當陰極容量為陽極容量十倍時，電容器的容量也只有陽極容量的91％。因此，為了獲得高比容量的電容器，不僅需要提高陽極的比容量，而且對陰極容量提出了更高的要求。目前，在鉭外殼上壓制鉭粉是制作鉭電解電容器陰極的常用方法之一，這種采用鉭粉制作的陰極其電量儲存于鉭與電解液形成的鉭氧化物電介質中，比容量較低；難以滿足對陰極容量越來越高的要求。

為此，公開號為“CN101556869B”的發明專利公開了名稱為“一種鉭電容器用鉭殼內壁RuO₂薄膜的制備方法”，它是利用電化學方法在陰極沉積氧化釕。其原理是水電離出的H⁺被陰極還原成氫氣，溶液中的OH^-與Ru³⁺反應生成的氫氧化物，氫氧化物水解生成氧化釕沉積在陰極表面；該方法由于存在陰極析氫反應，沉積的氧化釕在基底上的附著力較差。另外，公開號為“CN101728084A”和“CN101226829A”的發明專利文獻分別公開了在鉭外殼內表面涂覆含釕化合物，然后在高溫下燒結制備高容量氧化釕陰極的方法，該方法制備的氧化釕其附著力雖然較高，但氧化釕會失去結晶水而降低了比容量。而公開號為“CN101271767A”的發明專利文獻公開了名稱為“一種電化學超電容器及其制造方法”，它是先通過化學反應制備出RuO₂粉末，然后添加粘結劑和導電劑制成漿料，再涂覆在集電極表面。其缺點是電極中含有絕緣、疏水的粘結劑，因此內阻大、功率密度低，并且粘結劑失效后氧化釕粉末將脫離集電極而導致整個電容器失效，壽命短、可靠性低。通過上述分析可以看出：如何制備大容量陰極已成了阻礙鉭電容器的比容量和能量密度提高的瓶頸，亟需開發一種具有超大容量的陰極以適應現代電子設備的發展需求。

發明內容：針對現有技術中存在的上述缺陷，本發明的目的是提供一種在電解電容器鉭外殼內壁制備氧化釕涂層的方法，該方法不僅工藝簡單，而且制作的電容器的比容量大、內阻小、輸出功率密度大、氧化釕涂層附著力強。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

1)將含釕化合物與閥金屬粉按1∶0.5～1.5的重量比混合均勻，得混合粉料；所述含釕化合物為鹵化釕、或水合鹵化釕、或二氧化釕、或水合二氧化釕、或鹵化釕與二氧化釕的混合物、或鹵化釕與水合二氧化釕的混合物之一，所述鹵化釕為三氯化釕或碘化釕；所述閥金屬粉為常規鉭粉、或鈮粉、或鉭粉與鈮粉的混合物，或者為平均粒徑≥150目的電解電容器級鉭粉、或鈮粉、或鉭粉與鈮粉的混合物，或者為超細鉭粉、或鈮粉、或鉭粉與鈮粉的混合物；

2)將上述混合粉料與溶劑按1∶0.5～5的重量比混合調制成漿料；所述溶劑為水、或有機溶劑、或水與有機溶劑的混合物，所述有機溶劑為乙醇、或乙二醇、或丙酮；

3)將上述漿料均勻涂覆于所述鉭外殼內壁，烘干；保證烘干后漿料厚度達1μm～20μm；

4)將烘干后的鉭外殼放入200～350℃的被膜爐中，通入5～90kPa的蒸汽熱分解2～5小時；

5)將鹵化釕溶解于25倍重量的去離子水中配制成電解液，加入添加劑將電解液的PH值調節到1～5之間；所述添加劑為硼酸、硼砂、醋酸、醋酸鈉或水楊酸之一；

6)將電解液注入步驟4)的鉭外殼中，以該鉭外殼為陽極，在電解液中插入惰性金屬制作的陰極，電鍍10～30分鐘，控制電流密度為5～50mA/cm²；

7)將電鍍好的鉭外殼放入200～350℃的被膜爐中，通入5～90kPa的蒸汽熱處理1～3小時。