[發明專利]一種固體聚合物電解質電容器的制備方法

無效

• 申請號: 201310455360.6
• 申請日: 2013-09-29
• 公開（公告）號: CN103474247A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 田東斌;方鳴;馮建華;金源;王安玖;梁正書;劉健
• 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: H01G9/15
• 分類號: H01G9/15;H01G9/028;H01G9/042;H01G9/048
• 代理公司: 貴陽東圣專利商標事務有限公司 52002
• 代理人: 徐逸心;楊云

1.一種固體聚合物電解質電容器的制備方法，包括前工序用鉭粉制成鉭塊，鉭塊在磷酸溶液中加直流電壓在鉭塊表面形成無定形Ta₂O₅電介質氧化膜并進行再形成；包括最后工序在覆有總導電聚合物陰極膜層的表面依次包敷石基層，銀漿層，裝在金屬外殼內或安裝到引線框架上進行樹脂封裝的傳統工藝，其特征在于在進行再形成的Ta₂O₅電介質氧化膜表面制備第一層導電聚合物陰極膜層，簡稱第一層，在第一層上制備第二層導電聚合物陰極膜層，簡稱第二層，其中第一層通過原位化學氧化聚合法制備本征導電性聚合物，第二層用導電聚合物懸浮液制備，在第一層和第二層中間用硅烷制作中間保護性粘接層，簡稱中間層，第一層、中間層和第二層構成總導電聚合物陰極膜層。

2.根據權利要求1所述的一種固體聚合物電解質電容器的制備方法，其特征在于制備總導電聚合物陰極膜層的工藝步驟和工藝條件為：（1）第一層的制備；A.將有Ta₂O₅電介質氧化膜的陽極塊在室溫條件下浸漬硅烷類化合物1-5wt%的水或其他溶劑溶液5min；B.在80-120℃，相對溫度30-70%空氣中干燥30min；得粘接層；C.將包覆有粘接層的陰極塊浸入氧化劑溶液中，氧化劑溶液為對甲苯磺酸鐵的乙醇溶液或正丁醇溶液，濃度為10-55?wt%，在氧化劑溶液中還有3wt%的粘合劑聚乙烯醇和3wt%的表面活性劑聚乙二醇，浸漬時間10min，浸漬環境溫度20-30℃，相對濕度30-70%；D.取出在空氣中干燥180min；E.將浸過氧化劑溶液并干燥的陽極塊再浸漬單體溶液，單體為3,4-乙烯二氧噻吩（PEDOT），并用乙酸乙酯稀釋至1-100wt%，浸漬時間5min，浸漬環境溫度20-30℃，相對濕度30-70%；F.取出在空氣中干燥120min；G.用2-5wt%對甲苯磺酸的20-50℃水溶液浸漬20-60min，再煮1h，100℃干燥15min；H.重復步驟（1）C-G?1-3次，這樣先浸氧化劑，再浸單體，并在恒溫恒濕環境干燥，產生原位化學氧化聚合反應制備本征導電性聚合物及第一層導電聚合物陰極膜層；（2）中間層的制備：A.將制得第一層的陽極塊浸漬濃度為0.01-10wt%硅烷水溶液1-5min；B.在100-200℃高溫環境固化，C.用50-100℃去離子水洗滌2min；（3）第二層導電聚合物陰極膜層的制備：A.將步驟（2）有粘接層的陽極塊浸漬到導電聚合物懸浮液中5min；B.利用室溫揮發方法除去分散劑，0.5-1h；C.在40-300℃干燥5-30min；D.重復步驟（3）A-C?3-5次，所述導電聚合物懸浮液由導電聚合物顆粒、聚合物陰離子、分散劑、表面活性劑、粘合劑組成；

導電聚合物顆粒，0.5-5wt%，聚合物陰離子2-66?wt%，活性劑0.01-0.3?wt%，粘合劑0.03-0.3?wt%，其余為分散劑，所指導電聚合物顆粒至少由一種噻吩，吡咯或苯胺組成；

所指聚合物陰離子為小分子有機酸根離子，包括烷基磺酸，苯磺酸，萘磺酸，蒽醌磺酸和樟腦磺酸及其衍生物的酸根離子；

所指分散液中包含有一種或幾種分散劑，如甲醇，乙醇，異丙醇和正丁醇，還有丙酮，甲基乙基酮以及甲苯和二甲苯等，水或者水與這些有機溶劑的混合物作為分散劑；

所指表面活性劑包括陰離子表面活性和兩性表面活性，陰離子表面活性劑如羧酸鹽，磺酸鹽，硫酸鹽和磷酸鹽及其衍生物，兩性表面活性劑羧酸甜菜堿，羧酸氨，咪唑甜菜堿及其衍生物；

所指粘合劑包括聚乙酸乙烯酯，聚碳酸酯，聚丁酸乙烯酯，聚丙烯酸酯，聚甲基丙烯酸酯，聚苯乙烯，聚丙烯腈，聚氯乙烯，聚丁二烯，聚異戊二烯，聚醚，聚酯纖維或硅酮的一種或多種的混合物；

導電聚合物懸浮液粘度為5-300?mPa·s，導電聚合物顆粒平均直徑5-100nm，懸浮液中固含量最低1.5?wt%，陰離子和導電聚合物顆粒重量比1∶1-50∶1。

3.根據權利要球所述的一種固體聚合物電解質電容器的制備方法，其特征是步驟（1）A中硅烷類化合物為3-環氧基丙氧基丙基三甲氧基硅烷，3-氨丙基三乙氧基硅烷，3-巰基丙基三乙氧基硅烷，γ-氨丙基三乙氧基硅烷和γ-氨丙基三甲氧基硅烷，其它溶劑為甲醇、乙醇、丙醇或丁醇，濃度為0.01%-5%；

步驟（1）B中優選溫度15-60℃；步驟（1）C中對甲苯磺酸鐵的乙醇溶液或正丁醇溶液的濃度優選為15-45?wt%；步驟（1）E中單體的乙酸乙酯溶液濃度優選為5-80?wt%。