CN102479618A - 一种固态电解电容器的制造方法 - Google Patents

一种固态电解电容器的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种高可靠性固态电解电容器的制造方法，其包括有如下步骤：1)卷绕芯包；2)芯包于温度为280～320℃的条件下进行碳化处理30～60分钟；3)进行化成修复，化成温度为60～80℃，化成时间为50～70分钟；4)在温度为20～30℃的单体溶液中浸渍芯包1～15分钟；5)在温度为25～35℃的氧化剂溶液中浸渍芯包10～30分钟；6)在温度为20～100℃的条件下聚合反应0.5～10小时；7)将芯包浸渍于温度为30～80℃的单体溶液，浸渍时间为10～30分钟；8)芯包在温度为120～250℃的条件下进行聚合反应，聚合时间为0.5～6小时；9)芯包进行封装、老化和分选。

Description

一种固态电解电容器的制造方法
技术领域
本发明涉及一种电解电容器的制造方法，尤其是指一种固态电解电容器的制造方法。 
背景技术
相比于液态电解电容器，固态电解电容器具有低等效串联电阻(EquivalentSeries Resistance；ESR)、高低温性能稳定、高耐纹波等诸多优点，而越来越为广泛地应用于诸如计算机、投影机等之类的电子产品上。 
常见的固态电解电容器的制造方法如图1所示，于阳极箔和阴极箔之间介入电解纸，并卷绕成芯包(步骤S11)，将卷绕成的芯包进行碳化处理(步骤S12)，再将经过碳化处理的芯包置入氧化剂和单体溶液中浸渍(步骤S13)，随后，对芯包进行加热聚合反应(步骤S14)，最后进行封装、老化和分拣(步骤S15)而制成。 
使用上述工艺制造出的固态电解电容器，其ESR、漏电流、可靠性等方面的性能仍存在一定的改进空间。 
发明内容
本发明所要解决的技术问题为提供一种固态电解电容器的制造方法，使生产出的固态电解电容器具有更低的ESR、更小的漏电流和更高的可靠性。 
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案。一种高可靠性固态电解电容器的制造方法，包括有如下步骤：1)于阳极箔和阴极箔之间介入电 解纸，并卷绕成芯包；2)于温度为280～320℃的条件下进行碳化处理30～60分钟；3)将芯包置入化成液中，施加电压对经过碳化处理的芯包进行化成修复，化成温度为60～80℃，化成时间为50～70分钟；4)在温度为20～30℃的单体溶液中浸渍芯包1～15分钟；5)在温度为25～35℃的氧化剂溶液中浸渍芯包10～30分钟；6)将经过浸渍氧化剂处理后的芯包在温度为20～100℃的条件下进行聚合反应，聚合时间为0.5～10小时；7)将芯包浸渍于温度为30～80℃的单体溶液，浸渍时间为10～30分钟；8)芯包在温度为120～250℃的条件下进行聚合反应，聚合时间为0.5～6小时；9)对完成步骤8)的芯包进行封装、老化和分选。 
上述制造方法中，所述步骤3)所采用的化成液为磷酸系化成液、硼酸系化成液或己二酸铵系化成液。 
上述制造方法中，所述步骤4)中所采用的单体溶液为3，4-乙撑二氧噻吩溶液。 
上述制造方法中，所述步骤4)浸渍单体溶液的处理在常压下进行。 
上述制造方法中，所述步骤5)中所采用的溶液为浓度为50～60％对甲基苯磺酸铁的醇溶液。 
上述制造方法中，所述步骤5)中的浸渍氧化剂溶液为负压浸渍。 
上述制造方法中，所述步骤9)中的老化处理为在温度为85～150℃的条件下顺次施加电容标称电压的0.8倍、1倍、1.2倍的电压进行老化处理，处理时间为0.5～4小时。 
上述制造方法中，所述阳极箔和阴极箔为金属铝制备。 
上述制造方法中，所述电解纸为含有马尼拉麻纤维的电解纸，其密度为0.2～0.6g/cm2，厚度处于30～60μm之间。 
上述制造方法中，所述步骤2)中，碳化温度为300℃，碳化时间为45分钟；所述步骤3)中，化成温度为70℃，化成时间为60分钟；所述步骤4)中，单体溶液为25℃，浸渍芯包10分钟；所述步骤5)中，氧化剂溶液为30℃，浸渍芯包20分钟；所述步骤6)中，聚合温度为60℃，聚合时间为3小时；所述步骤7)中，单体溶液温度为60℃，浸渍时间为20分钟；所述步骤8)中，聚合温度为180℃，聚合时间为3小时。 
本发明的有益技术效果在于：采用二次浸渍单体和二次聚合的方法，第二次聚合反应可修复第一次聚合反应中不完全紧密的分子结构，从而可生产出高可靠性、低ESR和低漏电流的固态电解电容器。 
附图说明
图1是现有的高可靠性固态电解电容器的制造方法的流程图。 
图2是本发明高可靠性固态电解电容器的制造方法的流程图。 
图3是本发明高可靠性固态电解电容器的制造方法的另一实施例的流程图。 
图4是本发明高可靠性固态电解电容器的制造方法的再一实施例的流程图。 
具体实施方式
为使本领域的普通技术人员更加清楚地理解本发明的目的、技术方案和优点，以下结合附图和实施例对本发明做进一步的阐述。 
参考图2所示，本发明所公开的固态电解电容器的制造方法包括有如下的步骤。 
步骤S21：首先，于阳极箔和阴极箔之间介入电解纸，并卷绕成芯包。可使用芯包卷绕机将阳极箔、阴极箔和电解纸卷绕成芯包，该电解纸介于阳极箔与 阴极箔之间，且其长度大于阳极箔和阴极箔两者重叠部分的长度。一般地，该阳极箔和阴极箔均采用金属铝制成，而电解纸则优选选用含有马尼拉麻纤维的电解纸，其密度为0.2～0.6g/cm2，厚度处于30～60μm之间。 
步骤S22：对芯包进行碳化处理，在此步骤中，碳化处理的温度为300℃，处理时间为45分钟。 
步骤S23：对经过碳化处理后的芯包进行化成修复。将芯包置入化成液中，施加电压对芯包进行化成修复，化成液可选用磷酸系化成液、硼酸系化成液或己二酸铵系化成液，化成温度为70℃，化成时间为60分钟。 
步骤S24：对芯包浸渍单体溶液，在浸渍温度为25℃的条件下，将芯包置入3，4-乙撑二氧噻吩溶液进行常压浸渍10分钟。本领域普通技术人员可以明白，此浸渍单体溶液的步骤也可选择负压浸渍，或者选用其他类型的单体溶液。 
步骤S25：芯包浸渍氧化剂，则将芯包置入温度为30℃的浓度为60％对甲基苯磺酸铁的醇溶液中进行浸渍氧化剂处理，浸渍时间为20分钟。优选地，此处理步骤为负压浸渍，当然，也可采用常压浸渍。 
步骤S26：将经过浸渍氧化剂处理后的芯包在温度为60℃的环境下进行聚合反应，聚合时间为3小时。 
步骤S27：待步骤S26的聚合反应完成后，将芯包再次浸渍单体。浸渍温度为60℃，浸渍时间为20分钟。 
步骤S28：完成步骤S27的浸渍单体操作后，芯包进行加热聚合，芯包在聚合温度为180℃的条件下进行聚合反应，时间为3小时。 
步骤S29：对完成步骤S28的芯包进行封装、老化和分选。优选地，将芯包封装后，在温度为110℃的条件下，顺次分别施加电容标称电压的0.8倍、1倍、1.2倍的电压进行分段老化处理2小时，并进行分选而得制成产品。 
结合图3所示，以说明本发明的另一实施例，其包括有如下的步骤。 
步骤S31：首先，于阳极箔和阴极箔之间介入电解纸，并卷绕成芯包。 
步骤S32：对芯包进行碳化处理。在此步骤中，碳化处理的温度为280℃，处理时间为60分钟。 
步骤S33：对经过碳化处理后的芯包进行化成修复，将芯包置入化成液中，施加电压对芯包进行化成修复，化成液可选用磷酸系化成液、硼酸系化成液或己二酸铵系化成液，化成温度为60℃，化成时间为70分钟。 
步骤S34：芯包浸渍单体溶液，在浸渍温度为20℃的条件下，将芯包置入3，4-乙撑二氧噻吩溶液进行常压浸渍15分钟。 
步骤S35：将芯包浸渍氧化剂，将芯包置入温度为25℃的60％对甲基苯磺酸铁的醇溶液中进行浸渍氧化剂处理，浸渍时间为30分钟。 
步骤S36：随后，将经过浸渍氧化剂处理后的芯包在温度为30℃的环境下进行聚合反应，聚合时间为9小时。 
步骤S37：待步骤S36的聚合反应完成后，将芯包再次浸渍单体。浸渍温度为35℃，浸渍时间为30分钟。 
步骤S38：完成步骤S37的浸渍单体步骤后，芯包进行加热聚合，在聚合温度为130℃的条件下进行聚合反应，时间为5小时。 
步骤S39：对完成步骤S38的芯包进行封装、老化和分选。优选地，将芯包封装后，在温度为90℃的条件下，顺次分别施加电容标称电压的0.8倍、1倍、1.2倍的电压进行分段老化处理3.5小时，并进行分选而得制成产品。 
结合图4所示，以说明本发明的再一实施例，其包括有如下的步骤。 
步骤S41：首先，于阳极箔和阴极箔之间介入电解纸，并卷绕成芯包。 
步骤S42：随后，对芯包进行碳化处理。在此步骤中，碳化处理的温度为 320℃，处理时间为30分钟。 
步骤S43：对经过碳化处理后的芯包进行化成修复，将芯包置入化成液中，施加电压对芯包进行化成修复，化成液可选用磷酸系化成液、硼酸系化成液或己二酸铵系化成液，化成温度为80℃，化成时间为50分钟。 
步骤S44：芯包浸渍单体溶液，在浸渍温度为30℃的条件下，将芯包置入3，4-乙撑二氧噻吩溶液进行常压浸渍5分钟。 
步骤S45：将芯包浸渍氧化剂，将芯包置入温度为35℃的50％对甲苯磺酸铁的醇溶液中进行浸渍氧化剂处理，浸渍时间为10分钟。 
步骤S46：随后，将经过浸渍氧化剂处理后的芯包在温度为90℃的环境下进行聚合反应，聚合时间为1小时。 
步骤S47：待步骤S46的聚合反应完成后，将芯包再次浸渍单体。浸渍温度为75℃，浸渍时间为10分钟。 
步骤S48：完成步骤S47的浸渍单体步骤后，芯包进行加热聚合，在聚合温度为230℃的条件下进行聚合反应，时间为1小时。 
步骤S49：对完成步骤S48的芯包进行封装、老化和分选。优选地，将芯包封装后，在温度为140℃的条件下，顺次分别施加电容标称电压的0.8倍、1倍、1.2倍的电压进行分段老化处理1小时，并进行分选而得制成产品。 
以上所述仅为本发明的优选实施例，而非对本发明做任何形式上的限制。本领域的技术人员可在上述实施例的基础上施以各种等同的更改和改进，凡在权利要求范围内所做的等同变化或修饰，均应落入本发明的保护范围之内。 

Claims (10)

1.一种高可靠性固态电解电容器的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括有如下步骤：
1)于阳极箔和阴极箔之间介入电解纸，并卷绕成芯包；
2)于温度为280～320℃的条件下进行碳化处理30～60分钟；
3)将芯包置入化成液中，施加电压对经过碳化处理的芯包进行化成修复，化成温度为60～80℃，化成时间为50～70分钟；
4)在温度为20～30℃的单体溶液中浸渍芯包1～15分钟；
5)在温度为25～35℃的氧化剂溶液中浸渍芯包10～30分钟；
6)将经过浸渍氧化剂处理后的芯包在温度为20～100℃的条件下进行聚合反应，聚合时间为0.5～10小时；
7)将芯包浸渍于温度为30～80℃的单体溶液，浸渍时间为10～30分钟；
8)芯包在温度为120～250℃的条件下进行聚合反应，聚合时间为0.5～6小时；
9)对完成步骤8)的芯包进行封装、老化和分选。
2.如权利要求1所述的高可靠性固态电解电容器的制造方法，其特征在于，所述步骤3)所采用的化成液为磷酸系化成液、硼酸系化成液或己二酸铵系化成液。
3.如权利要求1所述的高可靠性固态电解电容器的制造方法，其特征在于，所述步骤4)中所采用的单体溶液为3，4-乙撑二氧噻吩溶液。
4.如权利要求1或3所述的高可靠性固态电解电容器的制造方法，其特征在于，所述步骤4)浸渍单体溶液的处理在常压下进行。
5.如权利要求1所述的高可靠性固态电解电容器的制造方法，其特征在于，所述步骤5)中所采用的溶液为浓度为50～60％对甲基苯磺酸铁的醇溶液。
6.如权利要求1或5所述的高可靠性固态电解电容器的制造方法，其特征在于，所述步骤5)中的浸渍氧化剂溶液为负压浸渍。
7.如权利要求1所述的高可靠性固态电解电容器的制造方法，其特征在于，所述步骤9)中的老化处理为在温度为85～150℃的条件下顺次施加电容标称电压的0.8倍、1倍、1.2倍的电压进行老化处理，处理时间为0.5～4小时。
8.如权利要求1所述的高可靠性固态电解电容器的制造方法，其特征在于，所述阳极箔和阴极箔为金属铝制备。
9.如权利要求1所述的高可靠性固态电解电容器的制造方法，其特征在于，所述电解纸为含有马尼拉麻纤维的电解纸，其密度为0.2～0.6g/cm2，厚度处于30～60μm之间。
10.如权利要求1所述的高可靠性固态电解电容器的制造方法，其特征在于，所述步骤2)中，碳化温度为300℃，碳化时间为45分钟；所述步骤3)中，化成温度为70℃，化成时间为60分钟；所述步骤4)中，单体溶液为25℃，浸渍芯包10分钟；所述步骤5)中，氧化剂溶液为30℃，浸渍芯包20分钟；所述步骤6)中，聚合温度为60℃，聚合时间为3小时；所述步骤7)中，单体溶液温度为60℃，浸渍时间为20分钟；所述步骤8)中，聚合温度为180℃，聚合时间为3小时。
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