CN101329947A

CN101329947A - 一种改良的固态电解电容器及其加工方法

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Publication number: CN101329947A
Application number: CNA2008100230898A
Authority: CN
Inventors: 廖世昌; 钱明谷
Original assignee: YUBANG ELECTRONIC (WUXI) CO Ltd
Current assignee: YUBANG ELECTRONIC (WUXI) CO Ltd
Priority date: 2008-07-14
Filing date: 2008-07-14
Publication date: 2008-12-24

Abstract

本发明提供了一种改良的固态电解电容器。其阻抗小，电容量大，具有较强的耐热性、耐候性，产品的良品率高，承受外力的能力强，不会因搬运而导致破损，为此，本发明还提供了一种固态电解电容器的加工方法。其包括阳极膜、阳极、阴极膜、阴极以及阳极膜与阴极膜之间形成导电性高分子聚合物电解质层，所述阳极膜表面覆盖氧化介电表层，所述导电性高分子聚合物电解质层的载体为隔离层，其特征在于：所述隔离层为含有高分子正温度系数材料的非织造布或纸。加工时在切割下来的铝箔阳极膜的表面形成介电质氧化皮膜，之后，将阳极膜在适当温度下进行热处理，使介电质氧化皮膜之特性稳定；接着，于阳极膜与阴极膜上引出导线，而成为阳极及阴极，再将阳极膜、阴极膜夹着隔离层而卷绕浸渍于电解质混合溶液中形成导电性聚合物层。

Description

一种改良的固态电解电容器及其加工方法

(一)技术领域

本发明涉及电解电容器技术领域，具体为一种改良的固态电解电容器及其加工方法。

(二)背景技术

众所周知，电容器的基本作用就是充电与放电，此基本的充放电作用，衍生出来许多的电路现象，使得电容器可以用在许多不同的场合，例如，在电动马达中，可用电容器来产生相位移动，在照像闪光灯中，可用电容器来产生能量的瞬间放电；而在电子电路中，电容器也有许多不同的用途，例如，旁路电容器实际上可作为平滑滤波电容器，也可作为整流器，然而，电容器这许多的不同用途，充放电的基本作用则为一致。

电容器依其功能大体上可分为电解电容与非电解电容。而电解电容器依正极材质又可分为铝质及钽质两大类。其中以铝质电解电容器为最常见，铝质电解电容器依其组件构造，可以分为：1.卷绕型、2.积层型。依电解液的型态来分类，也有液态电解电容器和固态电解电容器两种。其中，前者的寿命决定于电解液干涸的时间，故若在105℃的情况下，可操作1000小时的液态电解电容器，其操作温度每下降10℃，寿命将可增加一倍。而固态电解电容器之电解质，因系为固态，即无电解质干涸之虞，故具寿命长。

电解电容器因为介电质薄膜可以作得很薄，因此可以作出体积小容量大的电容器，为大容量电容器的主要零件，但是电解电容器又有不少缺点，例如，其温度特性差，而且漏电流和介质损失大等。另外当电极性被反接时，或是两极所加之电压超出规格时，其安全特性将被破坏，电解液将被气化而爆浆，造成电解电容器之损坏，并波及电子电路，导致主机板等电子装置的损坏，此种情形，尤其以液态电解电容器为甚。

目前所用之传统铝质电解电容器，是以经过蚀刻的高纯度铝箔作为阳极膜，其表面经过阳极氧化处理过的薄膜，作为介电质层。在阴极膜与阳极膜之间，则为以薄纸或布膜所形成的隔离层，其电解液系被该薄纸或布膜所吸附。而固态电解电容器之隔离层较佳的是以各种纤维作为主要材料的不织布或已碳化的隔离纸。

不织布是利用将纤维进行定向或随机布列，形成纤维编织结构，然后采用机械，热黏或化学等方法固结而成，其虽具有隔离阳极膜与阴极膜的功能，但是，其对于电解质的吸附能力较弱，阳极膜及阴极膜的结合力也较差，造成其与阳极膜及阴极膜之间有间隙存在，而阻抗增加，电容量减少。

隔离纸则因其本身纸质材料为多孔性，而对电解质具有较佳的吸收能力。惟，因为隔离纸本身为非导电性材质的缘故，虽有较佳的吸附能力，然而却有阻抗大的缺点，也有耐热性、耐候性等不佳的缺点，故导致电解电容器的寿命缩短。虽然有将隔离纸碳化以降低隔离之绝缘阻抗，希望藉以延长电解电容器寿命的作法，但是，隔离纸碳化后却变得极为脆弱而且结构不稳定，而难以承受外力，反而导致电解电容器在制造时的稳定性不佳而导致良率下。另一方面，因为碳化之隔热纸结构松散不稳定，亦容易导致制成之电容器于运搬过程遭受外力破坏而影响其电气特性，并波及电子电路。

(三)发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种改良的固态电解电容器，电容器的阻抗小，电容量大，具有较强的耐热性、耐候性，产品的良品率高，承受外力的能力强，不会因搬运而导致破损，为此，本发明还提供了一种固态电解电容器的加工方法。

其技术方案是这样的：

一种改良的固态电解电容器，其包括阳极膜、阳极、阴极膜、阴极以及阳极膜与阴极膜之间形成导电性高分子聚合物电解质层，所述阳极膜表面覆盖氧化介电表层，所述导电性高分子聚合物电解质层的载体为隔离层，其特征在于：所述隔离层为含有高分子正温度系数材料的非织造布或纸。

其进一步特征在于：所述阳极膜的基材为铝箔。

一种改良的固态电解电容器的加工方法，其特征在于：其通过以下步骤实施，首先，在切割下来的铝箔阳极膜的表面形成介电质氧化皮膜，之后，将阳极膜在适当温度下进行热处理，使介电质氧化皮膜之特性稳定；接着，于阳极膜与阴极膜上引出导线，而成为阳极及阴极，再将阳极膜、阴极膜夹着隔离层而卷绕浸渍于包含n-正丁醇之3，4-乙二氧塞吩以及p-对甲苯磺酸铁(III)电解质混合溶液中，予以热聚合，而在阳极膜、阴极膜间，形成导电性聚合物层，即完成电容组件，将电容组件封入一盒体，或被覆一保护层，即完成固态电解电容器。

其进一步特征在于：将阳极膜、阴极膜夹着隔离层而卷绕浸渍于包含有聚塞吩系，聚砒硌的电解质混合溶液，形成电解质层；或形成TCNQ错盐固体电解质层，取代导电性聚合物层。

本发明以含有高分子正温度系数材料(PPTC)的非织造布、纸等作为隔离层，其厚度比一般的非织造布、纸等大为减小，同时，高分子正温度系数材料(PPTC)与非织造布合成纤维、纸纤维之间，形成了可容纳导电性高分子单量体固态电解质的空间，大大的提升了隔离层对于导电性高分子单量体固态电解质的吸附能力，此外，高分子正温度系数材料(PPTC)的存在使得隔离层的耐热性与耐候性大为提高，电容器因为在高温的状况下操作而导致爆裂，损伤电子电路，甚至电子装置的情形即可免除。

又由于高分子正温度系数材料(PPTC)的存在，导致隔离层的厚度大为减小的结果，隔离层与阳极膜、阴极膜之间的间隙更为减小，电容器可制作得更小，且阻抗减低，电容量即增加，又由于高分子正温度系数材料(PPTC)之特性，隔离层即不致于一受到撞击即损坏，制造时之良率可大为提高。

(四)附图说明

图1为本发明电容组件的示意图；

图2为本发明固态电解电容器之剖面示意图。

(五)具体实施方式

见图1、图2，本发明包括阳极膜4、阳极4a、阴极膜5、阴极5a以及阳极膜4与阴极膜5之间形成导电性高分子聚合物电解质层，阳极膜4表面覆盖氧化介电表层，导电性高分子聚合物电解质层的载体为隔离层6，隔离层6为含有高分子正温度系数材料的非织造布或纸。阳极膜5的基材为铝箔。

下面结合附图描述本发明的加工过程：首先，在切割下来的铝箔阳极膜4的表面形成介电质氧化皮膜，之后，将阳极膜4在适当温度(如280℃)下进行热处理，使介电质氧化皮膜之特性稳定；接着，于阳极膜4与阴极膜5上引出导线，而成为阳极4a及阴极5a，再将阳极膜4、阴极膜5夹着隔离层6而卷绕浸渍于包含n-正丁醇之3，4-乙二氧塞吩以及p-对甲苯磺酸铁(III)电解质混合溶液中，予以热聚合，而在阳极膜4、阴极膜5间，形成导电性聚合物层；或者将阳极膜4、阴极膜5夹着隔离层6而卷绕浸渍于包含有聚塞吩系，聚砒硌的电解质混合溶液，形成电解质层；或形成TCNQ错盐等之固体电解质层，取代导电性聚合物层。即完成电容组件2，将电容组件2封入一盒体3，或被覆一保护层，即完成固态电解电容器1。TCNQ CAS登记号：1518-16-7 分子式：C12H4N4、分子量：204.19，是一种合成电子转移(CT)材料的电子受体。

Claims

1、一种改良的固态电解电容器，其特征在于：其包括阳极膜、阳极、阴极膜、阴极以及阳极膜与阴极膜之间形成导电性高分子聚合物电解质层，所述阳极膜表面覆盖氧化介电表层，所述导电性高分子聚合物电解质层的载体为隔离层，其特征在于：所述隔离层为含有高分子正温度系数材料的非织造布或纸。

2、根据权利要求1所述一种改良的固态电解电容器，其特征在于：所述阳极膜的基材为铝箔。

3、一种改良的固态电解电容器的加工方法，其特征在于：其通过以下步骤实施，首先，在切割下来的铝箔阳极膜的表面形成介电质氧化皮膜，之后，将阳极膜在适当温度下进行热处理，使介电质氧化皮膜之特性稳定；接着，于阳极膜与阴极膜上引出导线，而成为阳极及阴极，再将阳极膜、阴极膜夹着隔离层而卷绕浸渍于包含n-正丁醇之3，4-乙二氧塞吩以及p-对甲苯磺酸铁(III)电解质混合溶液中，予以热聚合，而在阳极膜、阴极膜间，形成导电性聚合物层，即完成电容组件，将电容组件封入一盒体，或被覆一保护层，即完成固态电解电容器。

4、根据权利要求3所述一种改良的固态电解电容器的加工方法，其特征在于：将阳极膜、阴极膜夹着隔离层而卷绕浸渍于包含有聚塞吩系，聚砒硌的电解质混合溶液，形成电解质层。

5、根据权利要求3所述一种改良的固态电解电容器的加工方法，其特征在于：所述电解质层为TCNQ错盐固体电解质层。