CN102439670B

CN102439670B - 可靠性提高的固体电解电容器

Info

Publication number: CN102439670B
Application number: CN201080022113.1A
Authority: CN
Inventors: 安东尼·查科
Original assignee: Kemet Electronics Corp
Current assignee: Kemet Electronics Corp
Priority date: 2009-05-21
Filing date: 2010-05-21
Publication date: 2014-04-30
Anticipated expiration: 2030-05-21
Also published as: US8310816B2; CN102439670A; US20100296227A1; WO2010135707A3; WO2010135707A2

Abstract

一种电容器，其包括阳极、位于阳极上的电介质、和位于电介质上的阴极。过渡层位于阴极之上，其中该过渡层具有阻挡层。镀层位于过渡层之上。阴极通过过渡层被电连接至阴极接线端。

Description

可靠性提高的固体电解电容器

技术领域

本发明涉及一种改进的、形成固体电解电容器的方法，以及利用该方法形成的改进的电容器。更具体地，本发明涉及一种改进的、将电容器中的阴极电连接至阴极引线的方法，以及利用该方法形成的改进的电容器。

背景技术

已有大量文献记载了固体电解电容器的结构和制造。在固体电解电容器的结构中，将阀金属用作阳极。阳极本体可以为多孔小球，其通过压制和烧结高纯度粉末而制成；阳极本体也可以为箔，其经过蚀刻以提供增大的阳极表面积。经电解而形成阀金属的氧化物，其覆盖阳极的全部表面，并且用作电容器的电介质。固体阴极电解质通常选自种类非常有限的材料，包括：二氧化锰；或者导电有机材料，例如7，7′，8，8′-四氰代二甲基苯醌(TCNQ)络盐；或者固有导电聚合物，例如聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、及其衍生物。施加固体阴极电解质以使其覆盖全部电介质表面。固体阴极电解质的重要特征为，其可以通过暴露于高温而被制成具有更大的电阻。此特征允许电容器通过焦耳加热来弥合泄漏点。除固体电解质以外，固体电解电容器的阴极通常由数层位于阳极本体外部的层构成。在表面安装结构的情况中，这些层通常包括：碳层；包含被粘结在聚合物或树脂基质中的高导电性金属(通常为银)的层；导电粘合剂层，例如填银粘合剂；和高导电性金属引线框。这些层将固体电解质连接至外部电路，并且还用于保护电介质不受在后续的加工、板安装、或者用户使用过程中可能发生的热-机械损伤。

在导电聚合物阴极的情况中，导电聚合物通常通过以下技术进行施加，这些技术为：化学氧化聚合、电化学氧化聚合、或者喷射技术，以及其他已报道的不太理想的技术。

碳层用作固体电解质与银层之间的化学屏障。该层的重要特性包括与底层的附着性、对底层的润湿性、均匀覆盖性、向底层渗透的性能、体电导率、界面阻力、与银层的相容性、装配(buildup)性能、以及机械性能。

银层用于将电流从引线框传导至阴极，并且环绕阴极到达未直接与引线框连接的侧边。该层的重要特征为高导电性、与碳层的粘合强度、对碳层的润湿性、以及合适的机械性能。与随后施加的用于电容器组装和封装过程的那些层之间的相容性也很重要。在使用填银粘合剂以附着至引线框的情况中，引线框与填银粘合剂之间的相容性是必要的。在使用焊剂以连接至外部引线的电容器中，可焊性和热稳定性是重要的因素。为了使焊剂润湿银层，银层中的树脂必须在低于焊剂施加温度的温度下降解。然而，树脂的过度降解会造成被称为“银浸出”的结果，这会导致外部阴极层与外部阴极引线之间的不良连接。传统的施加银层的方法需要在树脂的热稳定性方面加以精细的折衷，以同时实现焊剂润湿和避免银浸出。银层通过粘合剂而固定至阴极引线框。粘合剂通常为填充银的树脂，其在电容器组装之后被固化。

电容器的可靠性需要银层与碳层之间的界面、以及银层与粘合剂层之间的界面在热机械应力期间具有良好的机械完整性。固体电解电容器在组装、成型、板安装回流等过程中受到多种热机械应力。与银层之间的界面不牢固能够导致层的分离，这会引起可靠性问题。固体电解电容器还需要具有良好的环境特性，例如良好的耐化学性和防潮性。由潮湿条件下的银迁移引起的可靠性问题在电子工业中是已知的。银层中的银金属能够迁移至阳极，这会引起高泄漏电流。由于这些问题，固体电解电容器的制造者希望去除银层。在碳层上形成导电金属表面的其他方法为溅射和电镀。

美国专利No.4,000,046和No.4,104,704教导了用于固体电解电容器的电镀方法。电镀在水基石墨涂层和银涂漆层上进行。再现此专利公开方法的实验显示出严重的可靠性问题，例如高泄漏电流和电短路。对此进行的研究表明，镀层电解质从亲水且多孔的导电层扩散至半导电层和阳极，这影响了可靠性。还发现，在阳极顶部没有碳层的情况下，会给镀层电解质扩散提供显著更大的渗透性。通过辛勤的研究，本发明的发明人开发了一种电镀方法，其避免了在现有技术中所遇到的问题。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种可靠性提高的固体电解电容器，这通过在阴极和镀层之间采用一种改进的过渡层来实现。

这种改进的阴极其特别的特征在于提高了可靠性。

本发明的另一个目的在于提供一种电容器，其包括改进的阴极结构，其中，所述电容器由于在过渡层中具有阻挡层而使得泄漏电流减小因而具有改善的性能，其中所述阻挡层防止电解质扩散进入阳极。

在特别优选的实施方案中，阻挡层为疏水层或者绝缘层。

本发明的另一个目的在于提供第一和第二导电碳层，其中所述第一导电碳层对半导电表面具有良好的可润湿性，所述第二导电碳层对绝缘或疏水表面具有良好的可润湿性，并且对金属镀层具有优异的附着性。

本发明的另一个目的在于提供一种电容器，其包括改进的带镀层的阴极，其中所述电容器由于碳层和阴极镀层之间的附着力增大而具有改善的性能。

本发明的另一个目的在于提供一种改进的用于制备电容器的方法。

本发明的另一个目的在于提供一种电容器，其导电层和引线框之间具有提高的导电性，并且不会有损这两层之间的附着力。

本发明的特别特征在于，能够在制备工艺改变较少而生产率提高的同时提供改进。

在一种电容器中提供了将被认识到的这些优点和其他优点。所述电容器具有阳极、位于阳极上的电介质、和位于电介质上的阴极。过渡层位于阴极之上，其中该过渡层具有阻挡层。镀层位于过渡层之上。阴极通过过渡层被电连接至阴极接线端。

在一种形成电容器的方法中提供了另一个实施方案。所述方法包括：提供阳极；在阳极上形成电介质；在电介质上施加阴极；在阴极上施加过渡层，其中所述过渡层包含阻挡层；在过渡层上镀覆镀层；以及通过过渡层将阴极接线端电连接至阴极。

在一种改进的电容器中提供了另一个实施方案。所述电容器具有阳极、位于阳极上的电介质、位于电介质上的阴极、位于阴极上的阻挡层、和位于阻挡层上的镀层。阴极通过过渡层被电连接至阴极接线端。

附图说明

图1为现有技术中的电容器的截面示意图。

图2为本发明的实施方案的截面示意图。

图3为本发明的优选的过渡层的部分截面示意图。

图4为本发明的实施方案的示意性图例。

图5为本发明的实施方案的部分截面示意图。

具体实施方式

本发明通过在阴极与镀层之间提供改进的过渡层来减少现有技术的不足。所述改进的过渡层增加了生产率，而不会损害电容器的电性能。现参照各个附图对本发明进行说明，这些附图旨在示例而非限制本发明。在整个说明书中，对相似的元件进行相应的编号。

图1示例了现有技术中的电容器的截面示意图，其整体上以附图标记10来表示。该电容器包括优选包含本文将进一步说明的阀金属的阳极11，阳极11具有从其延伸出来的阳极丝18。在阳极11的表面上提供电介质层12。覆盖在电介质层12的表面上的是阴极层13。碳层14和金属镀层16提供导电性，并且提供与阴极层13相比更易于附着至阴极接线端17的表面。阴极层13和镀层16之间的层在这里统称为过渡层，其通常包括多层，设计为使一面附着至聚合物阴极，而另一面附着至镀层16。粘合剂层21将阴极引线固定至过渡层。阳极丝18通过连接器(可以与引线框集成为一体)23而电连接至阳极接线端19。之后，除接线端的端点以外，整个元件优选被包入非导电性材料(例如环氧树脂)20中。

本发明主要涉及改进的过渡层。该过渡层中包含优选选自疏水层和绝缘层的阻挡层，其抑制金属和金属离子向电介质的迁移。在特别优选的实施方案中，阻挡层位于第一和第二碳层之间。

在图2中以附图标记50示意性示出本发明的一个实施方案。在图2中，阳极11、电介质12、阴极13、阴极接线端17、阳极丝18、阳极接线端19、非导电性材料20、和连接器23如参照图1所说明的那样。层16’为镀层，在这里将对其进行更详细地说明。过渡层30包含阻挡层，在这里将对该阻挡层进行更详细地说明。过渡层优选包住整个底层结构。优选包含第二阻挡层的第二过渡层30’优选布置在底层单片(underlying monolith)的至少部分表面上，阳极丝18从该底层单片延伸出来。第二阻挡层除了远离过渡层的区域延伸以外，与过渡层的阻挡层可以相同。可选择的是，第二阻挡层可以与过渡层的阻挡层不同。

过渡层的功能为电连接阴极13和金属镀层16’，同时抑制金属和金属离子迁移通过其中。过渡层的一个表面必须与阴极层相容，并且相对表面必须与阴极接线端或者粘合剂层相容，所述粘合剂层将过渡层附着至阴极接线端。为了完成这些任务，过渡层通常为多层，为了直接附着至阴极并且随后附着至金属层，其优选以碳基层作为起始层，然后是用以附着至该碳层以及阴极接线端或者粘合剂层的金属层。

在图3中示出了过渡层的一个实施方案，其中单独示出了过渡层30和金属镀层34的部分截面。优选的过渡层包含第一碳层31，其被设计为充分附着至阴极，同时该层仍然具有足够的导电性。提供阻挡层32，其抑制电镀电解质中的金属离子迁移进入或通过阻挡层。优选的是，没有金属迁移通过阻挡层。实际上，极少量的金属会发生迁移，这并非理想的但却是可接受的。这里将更加完备地对阻挡层进行说明。设计第二碳层33，以提供对阻挡层和金属镀层34的附着。金属镀层34在电路中为最终的接触点，并且其优选通过导电粘合剂而电连接至阴极引线或者电路布线(circuit trace)。阻挡层优选位于两碳层之间，这是因为这样可以提供最大的附着力。阻挡层可以位于碳层和金属层之间，或者位于阴极和碳层之间。在可选择的实施方案中，碳层可以是阻挡层。阻挡层优选为疏水层或者绝缘层。

阴极层为导电层，其优选包含：导电聚合物，例如聚噻吩、聚苯胺、聚吡咯、或者它们的衍生物；二氧化锰、氧化铅、或者它们的组合。固有导电聚合物更为优选。

特别优选的导电聚合物在式I中示例：

选择式I的R¹和R²以抑制环的β-位聚合。最优选的是，只允许进行α-位聚合。因此优选的是，R¹和R²不是氢。更优选的是，R¹和R²为α-导向基团(α-director)。因此，醚键优于烷基键。最优选的是，所述基团小，从而避免空间位阻。由于此原因，最优选的是R¹和R²合起来为-O-(CH₂)₂-O-。

在式I中，X为S或N，最优选的是X为S。

R¹和R²独立地表示线型或支化C₁-C₁₆烷基，或者C₂-C₁₈烷氧基烷基；或者为C₃-C₈环烷基、苯基、或者苯甲基，它们未被取代或者被C₁-C₆烷基、C₁-C₆烷氧基、卤素、或者OR³取代；或者R¹和R²合起来为线型C₁-C₆亚烷基，其未被取代或者被C₁-C₆烷基、C₁-C₆烷氧基、卤素、C₃-C₈环烷基、苯基、苯甲基、C₁-C₄烷基苯基、C₁-C₄烷氧基苯基、卤代苯基、C₁-C₄烷基苯甲基、C₁-C₄烷氧基苯甲基或者卤代苯甲基、或者包含两个氧元素的5元或者6元或者7元杂环结构取代。R³优选表示氢、线型或支化C₁-C₁₆烷基或C₂-C₁₈烷氧基烷基；或者为C₃-C₈环烷基、苯基、或者苯甲基，它们未被取代或者被C₁-C₆烷基取代。

导电聚合物优选选自聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩、以及包含由式I表示的重复单元的聚合物，特别是它们与有机磺酸酯(盐)的组合。特别优选的聚合物为3，4-聚亚乙基二氧噻吩(PEDT)。可以利用在电容器上形成多个层的过程中通常所使用的任何技术来施加所述聚合物，包括对小球或箔进行浸渍、向小球或箔上喷射氧化剂掺杂剂和单体、使聚合反应进行设定的时间，以及用清洗来结束聚合反应。还可以利用本领域公知的电解沉积来施加所述聚合物。

优选通过以下方式来获得二氧化锰层：将阳极元件浸入水性硝酸锰溶液。之后在200℃至350℃的温度下，在干燥或蒸汽气氛中使该硝酸盐热分解，从而形成二氧化锰。可以多次处理阳极以确保达到最佳覆盖率。

如本领域通常所采用的那样，可以在聚合过程中将多种掺杂剂混入聚合物。掺杂剂可以衍生自多种酸或盐，包括芳香磺酸、芳香聚磺酸、具有羟基基团的有机磺酸、具有羧基羟基基团的有机磺酸、脂环磺酸、和苯醌磺酸、苯二磺酸、磺基水杨酸、磺基间苯二甲酸、樟脑磺酸、苯醌磺酸、十二烷基苯磺酸、甲苯磺酸。如在美国专利No.6,381,121中列举的那样，其他合适的掺杂剂包括磺基醌、蒽单磺酸、取代萘单磺酸、取代苯磺酸、或者杂环磺酸，该专利以引用的方式并入本文。

如有需要，还可以将粘结剂和交联剂混入导电聚合物层。合适的材料包括聚醋酸乙烯酯、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、聚异戊二烯、聚醚、聚酯、硅氧烷、以及吡咯/丙烯酸酯共聚物、醋酸乙烯酯/丙烯酸酯共聚物、和乙烯/醋酸乙烯酯共聚物。

第一碳层和第二碳层(可以相同或不同)各自包含导电组合物，该导电组合物包含树脂和导电碳颗粒。每层碳层还可以各自包含辅料，例如交联剂、表面活性剂和分散剂。树脂、导电碳颗粒、和辅料优选分散在有机溶剂中或水中，从而形成涂布液。用于第一导电碳层的溶剂和树脂需要对半导电性阴极表面具有良好的可润湿性。

阻挡层最优选为小于两微米厚。大于约两微米时，该层的电阻率超过可接受的限度，由此会使过渡层的用途之一丧失。厚度的下限根据涂覆技术来设定，以在整个表面上形成单层为理论界限。由于这样会存在使阻挡性能损失的表面空隙，因此大多数涂覆技术都难以达到该理论界限。由于阻挡层是导电性差的层，因此它的存在必定增加了阴极与阴极引线之间的电阻，这是不理想的。

疏水覆层优选包含疏水聚合物。应提到的特别优选的是硅氧烷及其共聚物、氟化聚合物及其共聚物。疏水层可以包含填充物，例如二氧化硅。用疏水覆层修饰的纳米粘土和相关材料特别适于示范本发明。疏水覆层优选为具有高交联密度的热固性覆层。选择疏水覆层以使得镀层电解质对带有该覆层的表面具有非常低的可润湿性。除提供低的可润湿性以外，高交联密度还防止了镀层电解质扩散通过该覆层。

优选将第二碳层施加在阻挡层之上。由于阻挡层被设计为对水基体系具有低的可润湿性，因此水基碳覆层对该表面的附着力非常低。溶剂基碳覆层优选用于此用途。选择碳覆层的溶剂和树脂以使得覆层可以充分润湿通常为疏水表面的阻挡层。除进行润湿以外，第二碳覆层的粘结剂还需要对阻挡层中的粘结剂、以及对金属层具有强的附着力。第二碳覆层优选具有高的导电性，从而使得镀金属层的速度能够更快。除了诸如石墨、炭黑、碳纳米管、石墨烯之类的碳颗粒以外，还可以加入金属颗粒，从而提高导电性。

用于碳层的优选树脂为选自以下材料的聚合物：酚材料、苯氧基材料、环氧材料、丙烯酸系材料、纤维素衍生物、芳香氰酸酯、间苯二甲酸二烯丙酯、双马来酰亚胺、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚砜、聚苯、聚醚砜、聚芳基醚、聚苯硫醚、聚亚芳基醚酮、聚醚酰亚胺、聚喹喔啉、聚喹啉、聚苯并咪唑、聚苯并噁唑、聚苯并噻唑、和硅氧烷(例如硅氧烷聚酯和硅氧烷环氧材料)。更优选的是，树脂选自纤维素衍生物、丙烯酸系树脂、聚酯、芳香氰酸酯、环氧树脂、酚树脂、间苯二甲酸二烯丙酯、苯氧基树脂、聚酰亚胺、和双马来酰亚胺。

优选将金属镀层施加至第二碳覆层。可以利用多种金属体系完成镀覆。镍为优选的金属体系。可以通过电镀或化学镀来完成镀覆。由于电镀的制备周期较短，因此电镀为优选。导电粘合剂通常用于将金属层粘附至用作阴极引线的引线框、或者粘附至电路布线。

在图4中示出了形成电容器的优选工艺。

在图4中，优选由阀金属形成阳极100，在这里进一步对阀金属进行说明。

阳极为优选选自阀金属或导电金属氧化物的导体。更优选的是，阳极包含阀金属、阀金属的混合物、合金、或者其导电氧化物，所述阀金属优选选自Al、W、Ta、Nb、Ti、Zr和Hf。最优选的是，阳极包含选自由Al、Ta、Nb和NbO组成的组中的至少一种材料。导电聚合物材料可以用作阳极材料。特别优选的导电聚合物包括聚吡咯、聚苯胺和聚噻吩。铝通常以箔的形式使用，而钽通常这样制备：压制钽粉末并且烧结以形成压粉体。为了便于操作，通常使阀金属附着至载体，由此使得能够同时处理大量的元件。

优选对阳极进行蚀刻以增加表面积，特别是在阳极为阀金属箔(例如铝箔)时更是如此。优选将阳极浸入至少一种蚀刻液中来完成蚀刻。在本领域中已经教导了多种蚀刻液，并且这里对用来蚀刻阳极的方法没有限制。

优选将阳极丝连接至阳极，特别是在使用了压粉体时更是如此。可以通过焊接或者在压制之前将阳极丝嵌入粉末来连接阳极丝。阀金属是特别合适的阳极丝，并且在优选的实施方案中，阳极和阳极丝是相同的材料。

在阳极表面上形成电介质101。电介质为非导电性的层，这里不对其进行特别限定。电介质可以为金属氧化物、或者陶瓷材料。特别优选的电介质为金属阳极的氧化物，这是因为其形成过程简单而且易于使用。电介质层优选为阀金属的氧化物，这里将对其进行进一步说明。最为理想的是，电介质层为阳极氧化物。优选这样形成电介质：将阳极浸入电解质溶液，并且向该阳极施加正电压。这里对用于形成所述氧化物的电解质没有特别的限定，但示例性材料可以包括：乙二醇；如在美国专利No.5,716,511中描述的聚乙二醇二甲醚；如在美国专利No.6,480,371中描述的烷醇胺和磷酸；如在英国专利No.GB2,168,383和美国专利No.5,185,075中描述的磷酸的极性疏质子溶剂溶液；如在美国专利No.4,812,951中描述的极性疏质子溶剂与质子化胺的复合物等。还已知的用于在阳极上形成电介质的电解质包括二羧酸的水性溶液，例如己二酸铵。可以将其他材料(例如磷酸盐、柠檬酸盐等)混入电介质，从而赋予电介质层热稳定性，或者耐化学性或抗水化性。

在电介质表面形成导电层102。导电层用作电容器的阴极。阴极为导体，其优选包含至少一种选自二氧化锰和导电聚合物材料的导电材料。特别优选的导电聚合物包括聚吡咯、聚苯胺和聚噻吩。金属可以用作阴极材料，但不优选阀金属。

在形成导电阴极层102之后，通过喷射或浸渍施加过渡层103。在优选的实施方案中，施加第一碳层104。通过喷射或浸渍施加阻挡层105。在形成阻挡层之后，优选通过喷射或浸渍施加第二碳层106。

优选通过电镀或化学镀在过渡层上形成金属镀层107。

电容器可以为分立电容器，或者为嵌入式电容器。如果在108要形成分立电容器，则加入导电粘合剂109，并且使金属层粘附至阴极引线110。完成制造电容器111，如本领域内已知的那样，其可以包括并入阳极接线和阴极接线、进行外部绝缘、测试、包装等。

如果电容器将用于嵌入式应用，或者直接连接到电路布线，则完成制造电容器112，其可以包括进行测试、包装等。

在图5所示的部分截面图中示例了本发明的一个实施方案。在图5中，阴极201包含阻挡层202，其中该阻挡层是位于阴极201和金属镀层203之间的过渡层。

为了方便起见，在这里以分立电容器作为电容器的示例，并且这是优选的实施方案。在另一个优选的实施方案中，阳极丝和过渡层的金属层可以直接与电路布线电接触，其中，电路的元件可以构成阴极引线、阳极引线、或者这两者。在另一个优选的实施方案中，可以将电容器嵌入基板，或者并入具有另外功能的电子元件中。

实施例

例1：

制备了一系列相同的钽阳极。以相同的方式对钽进行阳极化处理以在钽阳极上形成电介质。在一部分样品中，在电介质上形成了二氧化锰阴极，并且对其施加第一碳层，其中第一碳层包含分散在丙烯酸系材料液中的石墨。将所述具有二氧化锰阴极的电容器分成三组。在第一对照组中，在第一碳层上形成镍镀层。在第二对照组中，在第一碳层上形成银层。在本发明的组中，在第一碳层上施加包含硅氧烷聚合物溶液的疏水覆层。在该疏水层上施加第二碳层，该第二碳层包含分散在聚酯粘结剂中的炭黑和石墨的混合物。通过电镀在第二碳层上形成镍镀层。干燥对照样品和本发明样品，并且测量电性能。结果在表1中示出。

表1：

	泄漏(微安)	ESR(毫欧姆)
			镀层	536	115
银层	1.3	57.6
			本发明	1.25	42.8

表1清楚地说明了本发明的优势，特别是在泄漏电流和ESR的减少这些方面的优势。

例2：

在相同的一部分样品上，利用聚亚乙基二氧噻吩(PEDT)形成聚合物阴极，并且分别在其上施加碳层。将具有PEDT阴极的电容器分成三组。在第一对照组中，在第一碳层上形成镍镀层，所述第一碳层包含分散在聚酯粘合剂溶液中的炭黑和石墨。在第二对照组中，在PEDT阴极上施加碳层和银层。在本发明的组中，在第一碳层上施加包含硅氧烷聚合物溶液的疏水覆层。在该疏水层上施加与实施例1的第二碳层相似的第二碳层。通过电镀在第二碳层上形成镍镀层。干燥对照样品和本发明样品，并且测量电性能。结果在表2中示出。

表2：

	泄漏(微安)	ESR(毫欧姆)
			镀层	312.5	41.93
银层	3.01	47.6
			本发明	0.95	66.5

表2清楚地说明了本发明所提供的优势，特别是在泄漏电流这方面的优势。

例3：

在相同的一部分样品上，利用聚亚乙基二氧噻吩(PEDT)形成聚合物阴极。将具有PEDT阴极的电容器分成三组。在第一对照组中，在PEDT上施加碳层，之后进行镀镍。在第二对照组中，在PEDT阴极上施加碳层和银层。在本发明的组中，在PEDT阴极上施加包含硅氧烷聚合物溶液的疏水层。在本发明的组中未施加碳层。通过电镀在所述疏水层上形成镍镀层。

干燥对照样品和本发明样品，并且测量电性能。结果在表3中示出。

表3：

	泄漏(微安)	ESR(毫欧姆)
			镀层	85.44	18.98
银层	5.108	22.8
			本发明	2.67	19.3

表3清楚地说明了本发明所提供的优势，特别是在泄漏电流和ESR这些方面的优势。

本文重点结合优选实施方案对本发明进行了描述。本领域的技术人员将认识到，尽管没有逐一列举其他实施方案、改变和改进，但它们也包含在本发明的范围之内，本发明的范围在所附权利要书中进行了更具体地陈述。

Claims

1.一种电容器，其包括：

阳极；

位于所述阳极上的电介质；

位于所述电介质上的阴极；

位于所述阴极上的过渡层，其中所述过渡层包含用于防止电解质扩散进入所述阳极的阻挡层；以及

位于所述过渡层上的镀层，其中所述阴极和所述镀层之间的层统称为所述过渡层，

其中，所述阴极通过所述过渡层而被电连接至阴极接线端。

2.权利要求1所述的电容器，其中所述阻挡层选自由疏水层和绝缘层组成的组。

3.权利要求2所述的电容器，其中所述疏水层还包含多面体低聚倍半硅氧烷、二氧化硅、和具有疏水聚合物覆层的纳米粘土中的至少一种。

4.权利要求2所述的电容器，其中所述疏水层包含交联聚合物。

5.权利要求2所述的电容器，其中所述绝缘层包含疏水聚合物和疏水添加剂中的至少一种。

6.权利要求2所述的电容器，其中所述绝缘层包含热固性聚合物。

7.权利要求1所述的电容器，其中所述过渡层不包括碳层。

8.权利要求1所述的电容器，其还包括位于表面上的第二阻挡层。

9.权利要求8所述的电容器，其中所述表面具有从其延伸出来的阳极丝。

10.权利要求1所述的电容器，其中所述过渡层还包括第一导电碳层。

11.权利要求10所述的电容器，其中所述过渡层还包括第二导电层。

12.权利要求11所述的电容器，其中所述第二导电层包含碳。

13.权利要求12所述的电容器，其中所述第一导电碳层和所述第二导电层中的至少一层包含选自由石墨、炭黑、碳纳米管、和石墨烯组成的组中的碳颗粒。

14.权利要求11所述的电容器，其中所述阻挡层位于所述第一导电碳层和所述第二导电层之间。

15.权利要求11所述的电容器，其中所述第二导电层还包含金属颗粒。

16.权利要求11所述的电容器，其中所述第二导电层包含干重至少为20%的树脂。

17.权利要求1所述的电容器，其中所述阻挡层包含聚合物。

18.权利要求17所述的电容器，其中所述聚合物为选自氟化单体和硅氧烷单体中的至少一种单体的聚合物。

19.权利要求1所述的电容器，其中所述阴极包含MnO₂。

20.权利要求1所述的电容器，其中所述阴极包含导电聚合物。

21.权利要求1所述的电容器，其中所述阻挡层包住所述阴极和所述电介质。

22.权利要求21所述的电容器，其中所述阻挡层包住阳极丝的一部分。

23.权利要求1所述的电容器，其中所述阻挡层的厚度小于2微米。

24.一种形成电容器的方法，其包括：

提供阳极；

在所述阳极上形成电介质；

在所述电介质上施加阴极；

在所述阴极上施加过渡层，其中所述过渡层包含用于防止电解质扩散进入所述阳极的阻挡层；

在所述过渡层上镀覆镀层，其中所述阴极和所述镀层之间的层统称为所述过渡层；以及

通过所述过渡层将阴极接线端电连接至所述阴极。

25.权利要求24所述的形成电容器的方法，其中，利用选自由电镀和化学镀组成的组中的方法进行所述镀覆。

26.权利要求24所述的形成电容器的方法，其中所述阻挡层防止镀层电解质扩散。

27.权利要求24所述的形成电容器的方法，其中所述阻挡层包括选自由疏水层和绝缘层组成的组中的至少一种层。

28.权利要求27所述的形成电容器的方法，其中所述疏水层包含交联聚合物。

29.权利要求27所述的形成电容器的方法，其中所述绝缘层包含疏水聚合物和疏水添加剂中的至少一种。

30.权利要求27所述的形成电容器的方法，其中所述绝缘层包含热固性聚合物。

31.权利要求24所述的形成电容器的方法，其中所述过渡层还包括第一导电碳层。

32.权利要求31所述的形成电容器的方法，其中所述过渡层还包括第二导电层。

33.权利要求32所述的形成电容器的方法，其中所述第二导电层包含碳。

34.权利要求32所述的形成电容器的方法，其中所述阻挡层位于所述第一导电碳层和所述第二导电层之间。

35.权利要求32所述的形成电容器的方法，其中，所述第一导电碳层和所述第二导电层中的至少一层包含选自由石墨、炭黑、碳纳米管、和石墨烯组成的组中的碳颗粒。

36.权利要求32所述的形成电容器的方法，其中所述第二导电层还包含金属颗粒。

37.权利要求24所述的形成电容器的方法，其中所述阴极包含MnO₂。

38.权利要求24所述的形成电容器的方法，其中所述阴极接线端为阴极引线。

39.权利要求24所述的形成电容器的方法，其中所述阻挡层包含聚合物。

40.权利要求39所述的形成电容器的方法，其中所述聚合物为选自氟化单体和硅氧烷单体中的至少一种单体的聚合物。

41.权利要求24所述的形成电容器的方法，其中所述阴极包含导电聚合物。

42.权利要求24所述的形成电容器的方法，其中所述阻挡层包住所述阴极和所述电介质。

43.权利要求42所述的形成电容器的方法，其中所述阻挡层包住阳极丝的一部分。

44.权利要求24所述的形成电容器的方法，其中所述阻挡层的厚度小于2微米。

45.权利要求24所述的形成电容器的方法，其中所述阻挡层包含交联聚合物。

46.权利要求24所述的形成电容器的方法，其还包括施加第二阻挡层。

47.权利要求46所述的形成电容器的方法，其中在进行所述镀覆之前施加所述第二阻挡层。

48.权利要求46所述的形成电容器的方法，其中，将所述第二阻挡层施加至这样的表面，该表面具有从其延伸出来的阳极丝。

49.一种电容器，其包括：

阳极；

位于所述阳极上的电介质；

位于所述电介质上的阴极；

位于所述阴极上的用于防止电解质扩散进入所述阳极的阻挡层；以及

位于所述阻挡层上的镀层；

其中，所述阴极通过所述阻挡层被电连接至阴极接线端。

50.权利要求49所述的电容器，其中所述阻挡层选自由疏水层和绝缘层组成的组。

51.权利要求50所述的电容器，其中所述疏水层还包含多面体低聚倍半硅氧烷、二氧化硅、和具有疏水聚合物覆层的纳米粘土中的至少一种。

52.权利要求50所述的电容器，其中所述疏水层包含交联聚合物。

53.权利要求50所述的电容器，其中所述绝缘层包含疏水聚合物和疏水添加剂中的至少一种。

54.权利要求50所述的电容器，其中所述绝缘层包含热固性聚合物。

55.权利要求50所述的电容器，其中所述阻挡层不包括碳层。

56.权利要求50所述的电容器，其中所述阻挡层还包括第一导电碳层。

57.权利要求49所述的电容器，其还包括位于表面上的第二阻挡层。

58.权利要求49所述的电容器，其中所述表面具有从其延伸出来的阳极丝。

59.权利要求49所述的电容器，其中所述阻挡层包含聚合物。

60.权利要求59所述的电容器，其中所述聚合物为选自氟化单体和硅氧烷单体中的至少一种单体的聚合物。

61.权利要求49所述的电容器，其中所述阻挡层包含选自由石墨、炭黑、碳纳米管、和石墨烯组成的组中的碳颗粒。

62.权利要求49所述的电容器，其中所述阴极包含MnO₂。

63.权利要求49所述的电容器，其中所述阴极包含导电聚合物。

64.权利要求49所述的电容器，其中所述阻挡层包住所述阴极和所述电介质。

65.权利要求64所述的电容器，其中所述阻挡层包住阳极丝的一部分。

66.权利要求49所述的电容器，其中所述阻挡层的厚度小于2微米。