[發明專利]一種固體電解電容器的制備方法

在審

• 申請號: 201410173944.9
• 申請日: 2014-04-28
• 公開（公告）號: CN103985548A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 田東斌;楊立明;龍道學;張志光;彭丹;吳著剛
• 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;H01G9/07
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 谷慶紅

技術領域

本發明涉及一種固體電解電容器的制備方法，特別是涉及額定電壓在100V以上的固體導電性聚合物電解質電容器，屬于固體電解電容器技術領域。

背景技術

隨著半導體技術的飛速發展,電子整機系統要求電容器具有高壓、大容量、超低等效串聯電阻(ESR)等特點，且需具有很強的耐紋波電流的特點。特別是近年來，伴隨著超薄型電腦、智能手機等電子設備中信號處理電路的高速化，必須瞬時對信號處理電路供給電流，因此高頻區域等效串聯電阻(ESR)小的固體電解電容器的需求日益迫切而巨大。聚合物電解電容器因具有較低的等效串聯電阻(ESR)和很好的高頻特性，從而能滿足現代電子設備的發展要求。但聚合物電解電容器是在氧化膜介質表面通過原位化學聚合、電化學聚合、或者表面被覆聚合漿料的方法制作一層導電聚合物電解質。這種電容器普遍存在漏電流大或者短路失效，易導電聚合物電解質和介質氧化膜之間的的粘接強度比較低等問題。公開號為CN1992110B的中國專利公開了一種固體電解電容器原件、固體電解電容器及其制造方法，該技術方案是通過在導電聚合物層和電介質層中間添加聚乙二醇粘接層以提高二者之間的粘接強度，從而達到降低產品的ESR。但該方法制作的產品漏電流較大，耐電壓沖擊能力低。

目前已開發了制備基于導電聚合物的電解質的固體電解電容器的替代方法，如公開號為DE102005043828A1的德國專利公開了使用包含已聚合的噻吩顆粒的分散液制作導電聚合物陰極電解質的方法，即將PEDOT/PSS分散液浸潤到氧化膜的表面，再通過高溫蒸發的方法移除分散劑。一般而言，這種分散液中的分散劑絕大部分是水，而電解電容器的介質氧化膜(如五氧化二鉭)具有增水性，因此，直接使用分散劑浸潤氧化膜的表面會導致電解電容器的容量引出率低，高低溫特性不穩定的問題。

公開號為US20130236636A1的美國專利提出一種化學原位聚合/結合分散液制作導電聚合物膜層的方法，即使用化學原位聚合的方法制備導電聚合物的第一層，在第一層導電聚合物膜層上通過浸漬導電聚合物分散液并干燥得到導電聚合物的外層陰極電解質。這種方法比較適用中高壓產品，但對超高壓產品而言，始終存在耐壓能力難以提高的問題。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供一種固體電解電容器的制備方法。

本發明是通過如下技術方案予以實現的。

一種固體電解電容器的制備方法，該方法是在閥金屬的表面通過電化學的方式形成介質氧化膜，用硅烷偶聯劑對介質氧化膜表面進行預涂處理，在介質氧化膜表面涂覆導電聚合物層，其具體方法步驟如下：

(1)、進行陽極塊的成型和燒結；

(2)、對成型的陽極塊進行清洗；

(3)、配制電導率為0.3～65mS/cm的電解液，然后加熱電解液；

(4)、初次形成：將陽極塊置于23～85℃的電解液中，接通電源滿足額定電壓，初始電流密度為0.1～50mA/g，然后階段恒流升壓，并等壓增大電流密度，直至氧化膜形成電壓達到設定值，即開始恒壓降流，恒壓時間為1～20小時；

(5)、電化學形成后進行介質氧化膜的清洗和熱處理；

(6)、二次形成：將鉭陽極塊置于原電解液中進行再形成，恒壓時間為1～10小時；

(7)、電化學形成后進行介質氧化膜的清洗和干燥，去除介質氧化膜表面殘留的雜質；

(8)、預處理：將形成后的陽極塊浸漬硅烷偶聯劑的溶液，并在高溫環境中干燥固化形成表面預涂層；

(9)、形成第一導電聚合物膜層：在負壓-正壓環境中將覆有表面預涂層的鉭塊浸入到硅烷偶聯劑和導電聚合物漿料Ⅰ的混合液中，混合液的粘度為10～50mPa·s的，浸漬時間為5～300min，然后在15～50℃的空氣環境中干燥10～100min，再在80～250℃的空氣環境中干燥20～60min，在表面預涂層上覆蓋第一導電聚合物膜層；

(10)、形成第二導電聚合物膜層：在常溫環境中將覆有第一導電聚合物膜層的鉭塊浸入粘度為20～500mPa·s導電聚合物漿料Ⅱ中，浸漬時間為1～10min，然后在15～50℃的空氣環境中干燥10～100min，再在80～200℃的空氣環境中干燥30～60min；

(11)、在覆有電解質的陽極塊上依次涂敷石墨層和銀漿層，并點焊、粘接和模壓封裝，整形后形成最終產品并測試其電性能。