[發明專利]濕-干電容提高的固體電解電容器

在審

• 申請號: 201310301663.2
• 申請日: 2013-07-17
• 公開（公告）號: CN103578778A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: J·彼得日萊克;M·比樂
• 申請（專利權）人: AVX公司
• 主分類號: H01G9/15
• 分類號: H01G9/15;H01G9/042
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 馮劍明

技術領域

本發明涉及一種電容器，尤其涉及一種濕-干電容提高的固體電解電容器。

背景技術

固體電解電容器（如鉭電容器）通常是這樣形成的：在金屬引線周圍壓制金屬粉末（如鉭）、燒結壓制部件、對燒結陽極進行陽極氧化，然后涂覆固體電解質。由于本質上導電聚合物的等效串聯電阻（“ESR”）低，失效模式是“非燃燒/非點燃”模式，因此，通常被用作固體電解質。這類電解質可以在催化劑和摻雜劑存在下通過單體的原位化學聚合形成。傳統電容器采用原位聚合的聚合物，這類電容器存在的一個問題是其在高電壓（如快速打開或工作電流峰值時遇到的高電壓）時失效。為了克服這些問題，有人嘗試在某些應用中還使用預先制備的導電聚合物漿代替固體電解質材料。雖然這樣的電容器在高壓環境中有一些好處，但是，問題依然存在。例如，聚合物漿電容器存在的一個問題是其僅能實現相對較低的濕電容百分數，這意味著它們在大氣濕度存在的條件下具有相對較大的電容損失與/或波動。

因此，目前需要一種在高電壓環境中性能改進的固體電解電容器。

發明內容

根據本發明的一個實施例，公開了一種固體電解電容器，包括具有外表面和內表面的燒結多孔陽極。介質層覆蓋所述陽極，其中所述介質層的第一部分覆蓋陽極的外表面，介質層的第二部分覆蓋陽極的內表面。第一部分比第二部分厚。固體電解質覆蓋所述介質層，其中所述固體電解質包括多個預聚合的導電聚合物顆粒和羥基官能化非離子聚合物。

根據另一個實施例，公開了一種形成固體電解電容器的方法。所述方法包括采用多級工藝在燒結多孔陽極上形成介質層，所述工藝包括陽極在第一形成電壓進行陽極氧化的第一級和陽極在第二形成電壓進行陽極氧化的第二級，第二形成電壓高于第一形成電壓。采用一種工藝在介質層上形成固體電解質，所述工藝包括采用包含多個預聚合導電聚合物顆粒的分散體涂覆介質層，然后，涂覆羥基官能化非離子聚合物。

本發明的其它特點和方面將在下文進行更詳細的說明。

附圖說明

本發明的完整和可實施性的披露，包括對于本領域技術人員而言的最佳實施例，結合附圖和附圖標記在說明書剩余部分作進一步描述，在附圖中，同一附圖標記表示相同或者相似部件。附圖說明如下：

圖1是根據本發明形成的一個電容器實施例的示意圖；及

圖2是本發明一個實施例中具有不同厚度的介質層。

具體實施方式

應該理解的是，對于本領域技術人員來說，下面的內容僅作為本發明的示范性實施例的描述，并不是對本發明保護范圍的限制，該保護范圍在示范性結構中得到體現。

一般說來，本發明涉及一種在相對較高的電壓環境中使用的電容器。本發明人已經發現，通過獨特而受控地綜合與形成陽極、介質和固體電解質形成有關的各種特點，可以制備在這種電壓環境中使用的電容器。例如，陽極氧化可以這樣的方式進行：使介質層具有覆蓋陽極外表面的相對較厚的部分及覆蓋陽極內表面的相對較薄的部分。雖然并不希望受理論限制，但是，我們認為，這種厚度分布有助于保護陽極外部氧化物缺陷對高壓時遭遇的電流浪涌更脆弱的地方。除采用不同厚度的介質層外，所述固體電解質還采用預聚合的導電聚合物顆粒及羥基官能化非離子聚合物組合形成。預聚合顆粒可以最大程度地降低高能自由基（如Fe²⁺或Fe³⁺離子）的使用。這些高能自由基會導致介質降解，尤其是在上述高電壓條件下。此外，人們認為，具有羥基官能團的非離子聚合物能夠改善聚合物顆粒和內部介質表面之間的接觸度，由于形成電壓更高，內部介質表面通常本質上相對比較光滑。這樣做出乎意料地提高了電容器的擊穿電壓及濕-干電容。

根據本發明得到的電容器能夠用于高電壓應用。例如，電容器具有相對較高的“擊穿電壓”（電容器失效時的電壓），如是大約60伏特或更高，在一些實施例中，是大約70伏特或更高，在一些實施例中，是大約80伏特或更高。同樣，電容器還能夠耐受高壓應用中常見的相對較高的浪涌電流。例如，峰值浪涌電流可以是大約100A或更高，在一些實施例中可以是較大高約的2濕00電A容或百更分高數，，在使一其些在實大施氣例濕中度，存可在以條是件大下約僅3有00較A小至的大電約容8損00失A與。/電或容波器動。還具這種有相性對能特點可通過用下式確定的“濕-干電容百分數”定量：

濕-干電容百分數=(干電容/濕電容)×100