[發(fā)明專利]降低高壓大容量鉭電解電容器漏電流的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310487362.3
• 申請日: 2013-10-17
• 公開（公告）號: CN103500658A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁正書;楊立明;田東斌;劉健
• 申請（專利權(quán)）人: 中國振華（集團(tuán)）新云電子元器件有限責(zé)任公司
• 主分類號: H01G9/00
• 分類號: H01G9/00;H01G9/15
• 代理公司: 貴陽東圣專利商標(biāo)事務(wù)有限公司 52002
• 代理人: 楊云

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種降低高壓大容量固體鉭電解電容器漏電流的方法，屬于高壓大容量鉭電解電容器的制備方法。

背景技術(shù)

高壓大容量鉭電解電容器是指額定電壓大于40V、Ta₂O₅介質(zhì)氧化膜形成電壓大于或等于150V的鉭電解電容器，其鉭陽極塊由比容小于或等于10000μF·V/g的鉭粉制備而成。高壓大容量鉭電解電容器具有良好的電源濾波、電源降壓、倍壓、吸收浪涌等性能，被廣泛應(yīng)用于大功率電子電路中，以實(shí)現(xiàn)旁路、去藕、濾波和儲能的作用。目前，高壓大容量鉭電解電容器普遍存在漏電流大、耐壓能力差，容易因老化而被擊穿等缺陷；當(dāng)受到高電壓大電流沖擊時(shí)，很容易失效，甚至?xí)l(fā)生短路、自燃或爆炸。

造成高壓大容量鉭電解電容器上述缺陷原因是壓制鉭陽極塊的鉭粉含有Cr、Fe、Ni、Mn、Si、W、Mo、Ti、Al、Nb、K、Na、P、H、O、N、C等金屬和非金屬雜質(zhì)，鉭坯塊在高溫?zé)Y(jié)過程中，高熔點(diǎn)的金屬雜質(zhì)不能得以有效清除；在采用電化學(xué)方法形成Ta₂O₅介質(zhì)氧化膜時(shí)，這些附著在鉭坯塊表面的雜質(zhì)點(diǎn)不能形成高質(zhì)量的絕緣介質(zhì)層，致使產(chǎn)生局部大電流，造成雜質(zhì)點(diǎn)發(fā)熱甚至晶化；即使部分瑕疵點(diǎn)在形成Ta₂O₅介質(zhì)氧化膜時(shí)沒有表露出來，但在后工序加工制造過程中或電容器使用過程中也會(huì)表露出來，從而使電容器的使用壽命和可靠性大大降低。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，本發(fā)明旨在提供一種降低高壓大容量鉭電解電容器漏電流的方法，該方法制備的高壓大容量鉭電解電容器可大幅度降低電容器產(chǎn)品的漏電流，從而可提高產(chǎn)品的合格率。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案包括在鉭坯塊表面制備Ta₂O₅介質(zhì)氧化膜；在制備Ta₂O₅介質(zhì)氧化膜之前先對鉭坯塊進(jìn)行清洗，然后采用二次電化學(xué)處理法在所述鉭坯塊表面制備Ta₂O₅介質(zhì)氧化膜，

1）將鉭坯塊浸入質(zhì)量百分比濃度為40～60%的硝酸溶液中清洗24～48小時(shí)；

2）用溫度為80℃以上的去離子水對經(jīng)硝酸清洗過的鉭坯塊煮洗至少三次，每次至少20分鐘；

3）將經(jīng)過煮洗的鉭坯塊浸入質(zhì)量百分比濃度為20～40%的雙氧水溶液中清洗24～48小時(shí)；

4）用去離子水對經(jīng)過雙氧水清洗的鉭坯塊沖洗5～15分鐘，然后再用80℃以上的離子水對其煮洗至少三次，每次至少20分鐘；

5）將步驟4）中的鉭坯塊浸入形成液中，先按15～50mA/g的電流密度將第一次形成電壓升至第二次形成電壓的0.6～0.75倍，然后再按以下電流密度將第二次形成電壓升至電容器額定電壓的3～5倍，并恒壓2小時(shí)：若第二次形成電壓≤200V，電流密度為20～50mA/g；若第二次形成電壓＞200V，電流密度為6～15mA/g。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明可以采用以下優(yōu)選方案：所述硝酸溶液的濃度為55%、清洗時(shí)間為36小時(shí)。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以采用以下優(yōu)選方案：所述雙氧水溶液的濃度為30%、清洗時(shí)間為36小時(shí)。

與現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明由于采用了硝酸溶液對鉭坯塊進(jìn)行清洗，因此能夠去除鉭坯塊中的Fe、Al、Mn、Cr等酸溶性雜質(zhì)；利用雙氧水的強(qiáng)氧化性則可去除鉭坯塊中的難溶性金屬雜質(zhì)。另外，由于在第一次電化學(xué)處理中采用了較大的升壓電流密度，因此能夠在鉭坯塊表面較快地形成一定厚度的Ta₂O₅介質(zhì)氧化膜，從而可提高生產(chǎn)率；而在第二次電化學(xué)處理中采用了較小的升壓電流密度，因此能夠防止鉭坯塊表面的雜質(zhì)點(diǎn)產(chǎn)生晶化，從而提高Ta₂O₅介質(zhì)氧化膜質(zhì)量、避免局部大電流產(chǎn)生。

以下是對本發(fā)明方法制造的規(guī)格為50V15μF、100V10μF和75V15μF的高壓大容量鉭電解電容器與傳統(tǒng)方法制造的75V15μF高壓大容量鉭電解電容器進(jìn)行測試所得到的對比數(shù)據(jù)（本發(fā)明方法制造的三種規(guī)格的高壓大容量鉭電解電容器各50支，傳統(tǒng)方法制造的75V15μF高壓大容量鉭電解電容器50支）：

表1：本發(fā)明方法與傳統(tǒng)方法制造的高壓大容量鉭電解電容器的對比數(shù)據(jù)