[發(fā)明專利]用于濕式電解電容器的平板式陽(yáng)極

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210007572.3
• 申請(qǐng)日: 2012-01-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102592843A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J·S·貝茨;R·H·皮斯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: AVX公司
• 主分類號(hào): H01G9/052
• 分類號(hào): H01G9/052;H01G9/042;H01G9/145
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 譚志強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種平板式陽(yáng)極，尤其涉及一種用于濕式電解電容器的平板式陽(yáng)極。

背景技術(shù)

在包括可植入式醫(yī)療器械在內(nèi)的許多應(yīng)用中，高壓電解電容器常作為蓄能器使用。因?yàn)樾枰畲笙薅鹊亟档椭踩胧狡餍档目偝叽纾虼艘筮@些電容器具有較高的能量密度。在植入型心律轉(zhuǎn)復(fù)除顫器（“ICD”）（也稱為植入型除顫器）中，這一點(diǎn)尤其如此，因?yàn)橛糜趥鬟f除顫脈沖的高壓電容器占據(jù)ICD體積的三分之一。ICD通常采用兩個(gè)串聯(lián)的電解電容器實(shí)現(xiàn)電擊傳遞所需的高電壓。

為了提高電容器的能量密度，從而縮小其尺寸，一種方法是最大限度地降低絕緣隔離紙片和陰極所占據(jù)的體積及最大限度地增加陽(yáng)極數(shù)量。這可以通過(guò)使用多陽(yáng)極堆結(jié)構(gòu)（multi-anode?stack?configuration）來(lái)實(shí)現(xiàn)。與單陽(yáng)極結(jié)構(gòu)相比，多陽(yáng)極堆結(jié)構(gòu)需要的陰極和絕緣隔離紙片更少，從而可縮小器械的尺寸。一種多陽(yáng)極堆包括多個(gè)單元，所述單元包含一個(gè)陰極、一個(gè)絕緣隔離紙片、兩個(gè)或多個(gè)陽(yáng)極、一個(gè)絕緣隔離紙片及一個(gè)陰極，相鄰的單元共用其間的陰極。然而，為了給里面的陽(yáng)極（離陰極最遠(yuǎn)）充電和放電，電荷必須流過(guò)外面的陽(yáng)極。采用典型陽(yáng)極時(shí)，經(jīng)過(guò)陽(yáng)極的路徑相當(dāng)迂回曲折，導(dǎo)致多陽(yáng)極結(jié)構(gòu)的等效串聯(lián)電阻（“ESR”）較高。因此，陽(yáng)極堆中放在一起的陽(yáng)極越多，ESR越高。另一種降低器械尺寸的方法是提高電容器的工作電壓，這樣就有可能只使用一個(gè)電解電容器。然而，提高電容器工作電壓面臨的唯一挑戰(zhàn)是高電壓通常與低表面積相關(guān)聯(lián)，而表面積低會(huì)降低電容及同樣降低能量（E?=?0.5*CV²）。

不管具體采用哪種方法，由于金屬箔尺寸小，因此，常常在電解電容器中使用金屬箔（如鋁箔）。由于電容器的靜電電容與其電極面積成比例，在形成介質(zhì)膜之前，金屬箔的表面需要進(jìn)行粗化或進(jìn)行化學(xué)轉(zhuǎn)化，以提高其有效面積。金屬箔表面的這種粗化步驟被稱為蝕刻。蝕刻通常采用浸入到鹽酸溶液中的方法（化學(xué)蝕刻）進(jìn)行或采用在鹽酸水溶液中進(jìn)行電解的方法（電化學(xué)蝕刻）進(jìn)行。電解電容器的電容取決于陽(yáng)極箔的粗化度（表面積）和氧化膜的厚度和介電常數(shù)。由于通過(guò)蝕刻金屬箔能夠提供的表面積受到限制，人們嘗試在濕式電解電容器中采用多孔燒結(jié)小球（pellet）。例如，可通過(guò)在高壓下壓制粉末，并在高溫下燒結(jié)，形成非常堅(jiān)固、致密且高度多孔的海綿狀結(jié)構(gòu)，從而形成鉭小球。所得鉭小球的多孔結(jié)構(gòu)可以提供較大的內(nèi)表面積。然而，雖然其表面積較高，陽(yáng)極小球仍然具有較高的ESR并且電容對(duì)頻率的敏感度較高，尤其是在醫(yī)療器械通常遇到的高壓條件下時(shí)。此外，小球的尺寸通常比陽(yáng)極箔大，因此，很難在需要高體積效率的應(yīng)用中使用這些小球。

因此，目前需要一種用于植入式醫(yī)療器械，如除顫器中的改進(jìn)型電解電容器。

發(fā)明內(nèi)容

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，公開(kāi)了一種用于高壓濕式電解電容器的平板式陽(yáng)極。所述陽(yáng)極的厚度大約是5毫米或更小，陽(yáng)極的長(zhǎng)度與陽(yáng)極的厚度之比大約是5至大約50。所述陽(yáng)極包括一種由壓制的燒結(jié)粉末形成的陽(yáng)極氧化小球，其中所述粉末包含多個(gè)縱橫比(aspect?ratio)為大約2至大約100的片狀顆粒（particle）。

在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，公開(kāi)了一種形成用于高壓濕式電解電容器的平板式陽(yáng)極的方法。所述方法包括沿與嵌進(jìn)粉末中的陽(yáng)極引線縱軸垂直的方向壓制一種閥金屬粉末，其中所述粉末包含多個(gè)方向朝縱向的片狀顆粒。壓制粉末在大約1300℃至大約2000℃的溫度下進(jìn)行燒結(jié)，形成小球。所述小球經(jīng)陽(yáng)極氧化形成介質(zhì)層，其中所述陽(yáng)極氧化小球的厚度大約是5毫米或更小。

在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，公開(kāi)了一種濕式電解電容器，其包括厚度大約是5毫米或更小的平板式陽(yáng)極。陽(yáng)極的長(zhǎng)度與陽(yáng)極的厚度之比為大約5至大約?50。陽(yáng)極包括一種由壓制的燒結(jié)粉末形成的陽(yáng)極氧化小球。電容器還包括一個(gè)包含涂覆了電化學(xué)活性材料的金屬基板的陰極及一種與陽(yáng)極和陰極連接的含水電解質(zhì)。所述電解質(zhì)的pH是大約4.5至大約7.0。電容器能夠充電的電壓與介質(zhì)層形成的電壓之比約大于1。

本發(fā)明的其它特點(diǎn)和方面將在下文進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明的完整和具體說(shuō)明，包括對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言的最佳實(shí)施例，將結(jié)合附圖和附圖標(biāo)記在具體實(shí)施方式中作進(jìn)一步描述，在附圖中，同一附圖標(biāo)記表示相同或者相似部件。其中：

圖1是本發(fā)明濕式電解電容器的一個(gè)實(shí)施例的透視圖；?

圖2是本發(fā)明電容器中所用陽(yáng)極的一個(gè)實(shí)施例的俯視圖；

圖3是圖2所述陽(yáng)極的主視圖；