CN102543442A

CN102543442A - 固体电解电容器元件

Info

Publication number: CN102543442A
Application number: CN2011103273789A
Authority: CN
Inventors: L·维尔克; J·彼得日莱克
Original assignee: AVX Corp
Current assignee: Kyocera AVX Components Co.,Ltd.
Priority date: 2010-11-12
Filing date: 2011-10-25
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2031-10-25
Also published as: GB2485438A; CN102543442B; JP2012104816A; GB2485438B; KR20120051578A; DE102011086123A1; JP6199006B2; HK1169211A1; US8355242B2; GB201116445D0; KR101831450B1; US20120120556A1

Abstract

本发明公开了一种能够耐激光焊接且电气性能未显著下降的固体电解电容器元件，包括阳极体、介质层和固体电解质。为防止在电容器生产期间损坏固体电解质，本发明采用一种至少覆盖部分固体电解质的多层防护涂层。更具体地说，防护涂层包括覆盖固体电解质的光反射层和覆盖光反射层的应力散失层。光反射层可以帮助反射，例如，激光焊接时不经意间朝电容器射过来的任何光，减少固体电解质和激光的接触，最大程度地减少因碳化导致的电解质缺陷。同样，应力散失层可以帮助耗散电容器承受的应力（如封装期间、回流期间等），从而不会损坏固体电解质。应力散失层实际上是相对多孔的，这样电容器中的湿气可以逸出，消除会传递到固体电解质的压力。

Description

固体电解电容器元件

技术领域

本发明涉及一种固体电解电容器元件，尤其是涉及一种耐激光焊接且电气性能未显著下降的固体电解电容器元件。

背景技术

常规的固体电解电容器包含阳极体、介质层和固体电解质。一根阳极线从电容器表面引出，用于将阳极体与一个端子电连接。有时采用的一种将阳极线与端子连接的有益技术是激光焊接。激光通常包含谐振器，谐振器包括通过受激发射能够释放光子的激光介质和能够激发激光介质元素的能源。该能源可为激光介质提供连续能量以发射连续激光束，或者能够释放能量以发射脉冲激光束。一种合适的激光类型是其中的激光介质由铝和钇石榴石（YAG）组成，并掺杂钕（Nd）的激光，激发粒子是钕离子Nd³⁺。这种激光一般发出处于红外光谱区的波长大约为1064纳米的光。不幸的是，采用激光焊接外壳尺寸小的电容器时，常常会出现问题。也就是说，外壳尺寸小要求激光离阳极线和端子相对较近。然而，在如此近的位置，激光容易因阳极线或阳极端子而偏转，从而与电容器的固体电解质接触。由于激光的能量高，偏转的激光束会显著提高固体电解质的温度，使它开始碳化。固体电解质的碳化部分与介质层接触，从而导致电容器的电气性能较差（如漏电流较高）。

因此，需要一种能够激光焊接且仍然保持优异性能的固体电解电容器。

发明内容

根据本发明的一个实施例，公开了一种固体电解电容器元件，包括：包含阀金属组合物的阳极体、覆盖在所述阳极体上的电介质、覆盖在电介质上的固体电解质及包括光反射层和应力散失层的多层防护涂层。所述光反射层覆盖在固体电解质上，所述应力散失层覆盖在光反射层上。所述光反射层包括很多非金属反射颗粒，所述应力散失层包括很多金属颗粒。在某些实施例中，所述电容器元件还包括一种外部涂层（如碳层和银层），位于固体电解质和多层防护涂层之间。

本发明的其它特点和方面将在下文进行更详细的说明。

附图说明

参考附图，本发明的完整和具体说明，包括对于本领域技术人员而言的最佳实施例将在具体实施方式中作进一步描述，在说明书和附图中，同一附图标记表示相同或者相似元件。其中：

图1是本发明固体电解电容器元件的一个实施例的透视图；

图2是图1所述电容器的俯视剖视图；

图3是本发明固体电解电容器元件的另一个实施例的俯视剖视图；

图4是本发明固体电解电容器元件的又一个实施例的俯视剖视图；

图5是图1所示电容器元件激光焊接到阳极端子上的一个实施例的示意图；及

图6是图1所示电容器元件封装在外壳中的剖视图。

具体实施方式

对于本领域技术人员来说，下面的内容仅作为本发明的具体实施例，并不是对本发明保护范围的限制，仅示范性的体现本发明的更宽的保护范围。

总的来说，本发明涉及一种能够耐激光焊接且电气性能未显著下降的固体电解电容器元件。该电容器元件包括阳极体、介质层和固体电解质。为了防止在电容器生产期间损坏固体电解质，本发明采用一种至少覆盖部分固体电解质的多层防护涂层。更具体地说，该防护涂层包括覆盖在固体电解质上的光反射层和覆盖在光反射层上的应力散失层。光反射层可以帮助反射，例如，激光焊接时不经意间朝电容器射过来的任何光，从而减少了固体电解质和激光的接触，最大程度地减少了因碳化而导致的电解质缺陷。同样，应力散失层可以帮助耗散电容器承受的应力（如封装期间、回流期间等），从而不会损坏固体电解质。该应力散失层实际上是相对多孔的，这样，电容器中的湿气可以逸出，消除会传递到固体电解质的压力。因此，所得到的电容器具有ESR和漏电流相对较低的性能特点。

下面将更为详细地说明本发明的各种实施例。

I. 阳极

固体电解电容器的阳极采用阀金属组合物制造，所述阀金属组合物的比电荷范围较宽，大约为2,000µF*V/g-700,000mF*V/g，在一些实施例中，大约为5,000 µF*V/g-300,000µF*V/g或更高，在一些实施例中，大约为20,000-200,000mF*V/g。阀金属组合物包含一种阀金属（即能够氧化的金属）或基于阀金属的化合物，如钽、铌、铝、铪、钛及其它们的合金、它们的氧化物、它们的氮化物等。例如，阀金属组合物可以包含一种导电的铌的氧化物，如铌-氧原子比为1:1.0±1.0，在一些实施例中为1:1.0±0.3，在一些实施例中为1:1.0±0.1，在一些实施例中为1:1.0±0.05的铌的氧化物。例如，铌的氧化物可以是NbO_0.7、NbO_1.0、NbO_1.1和NbO₂。在优选的实施例中，组合物包含NbO_1.0，这是一种导电的氧化铌，即使在高温烧结后仍能保持化学稳定。这种阀金属氧化物的实例在Fife的专利号为6,322,912、Fife等人的专利号为6,391,275、6,416,730、Fife的专利号为6,527,937、Kimmel等人的专利号为6,576,099、Fife等人的专利号为6,592,740、Kimmel等人的专利号为6,639,787、7,220,397的美国专利，及Schnitter的申请公开号为2005/0019581、Schnitter等人的申请公开号为2005/0103638及Thomas等人的申请公开号为2005/0013765的美国专利申请中均有所描述，以上专利以全文的形式引入本专利中作为参考。

通常可以采用常规的制造程序来形成阳极体。在一个实施例中，首先选择具有某种粒径的氧化钽或氧化铌粉末。例如，颗粒可以是片状、角状、节状及上述混合体或者变体。颗粒的筛分粒度分布至少大约为60目，在一些实施例中大约为60目到325目，一些实施例中大约为100目到200目。另外，比表面积大约为0.1-10.0m²/g，在一些实施例中大约为0.5-5.0m²/g，在一些实施例中大约为1.0-2.0 m²/g。术语“比表面积”是指按照《美国化学会志》（American Chemical Society）1938年第60卷309页上记载的Bruanauer、Emmet和Teller发表的物理气体吸附法（B.E.T.）测定的表面积，吸附气体为氮气。同样，体积（或者斯科特）密度一般大约为0.1-5.0g/cm³，在一些实施例中大约为0.2-4.0g/cm³，一些实施例中大约为0.5-3.0g/cm³。

为了便于制造阳极体，在导电颗粒中还会加入其它组分。例如，导电颗粒可任选与粘结剂（binder）和/或润滑剂混合，以保证在压制成阳极体时各颗粒彼此适当地粘结在一起。合适的粘结剂包括樟脑、硬脂酸和其它皂质脂肪酸、聚乙二醇（Carbowax）（联合碳化物公司）、甘酞树脂（Glyptal）（美国通用电气公司）、萘、植物蜡以及微晶蜡（精制石蜡）、聚合物粘结剂（例如聚乙烯醇、聚（乙基-2-唑啉）等）。粘结剂可在溶剂中溶解和分散。溶剂实例包括水、醇等。使用粘结剂和/或润滑剂时，其百分含量大约为总重量的0.1%-8%。但是，应该理解的是，本发明并不一定需要使用粘结剂和润滑剂。

得到的粉末可以采用任一种常规的粉末压模压紧。例如，压模可为采用单模具和一个或多个模冲的单站压模。或者，还可采用仅使用单模具和单个下模冲的砧型压模。单站压模有几种基本类型，例如，具有不同生产能力的凸轮压力机、肘杆式压力机/肘板压力机和偏心压力机/曲柄压力机，例如可以是单动、双动、浮动模压力机、可移动平板压力机、对置柱塞压力机、螺旋压力机、冲击式压力机、热压压力机、压印压力机或精整压力机。如果需要的话，在压制后，可在某一温度（例如，大约150℃-500℃）、真空条件下对颗粒加热几分钟，脱除任何粘结剂/润滑剂。或者，如Bishop等人的专利号为6,197,252的美国专利所述，也可以采用将颗粒与水溶液接触来脱除粘结剂/润滑剂，此专利以全文的方式引入本专利中作为参考。

压制阳极体的厚度相对较薄，例如大约等于或小于4mm，在一些实施例中，大约为0.05-2mm，在一些实施例中，大约为0.1-1mm。也可以选择阳极体的形状，以改善电容器的电气性能。例如，阳极体可以为弯曲形状、正弦曲线形状、长方形、U形、V形等。阳极体还可以为“槽”形，槽内包括一个或多个沟槽、凹槽、低洼或者凹陷，以增加表面积-体积比，最小化ESR并延长电容的频率响应。例如，此种“槽形”阳极在Webber等人的美国专利6,191,936和Bourgault等人的美国专利3,345,545及Hahn等人的美国专利申请No. 2005/0270725中均有所描述。以上专利以全文的方式引入到本专利中作为参考。

如果需要的话，还可将一阳极引线与阳极体连接。该阳极引线可以是线、片等形式，可以采用阀金属化合物如钽、铌、氧化铌等形成。引线的连接可以采用已知的技术完成，如将引线焊接到阳极体上或在阳极体形成期间将引线嵌入到阳极体内。

该阳极还涂覆一层介质层。介质可以这样形成：对烧结的阳极进行阳极氧化（“阳极氧化”（anodizing）），在阳极上面和/或内部形成一层介质层。例如，钽（Ta）阳极可经阳极氧化变为五氧化二钽（Ta₂O₅）。一般说来，阳极氧化首先是在阳极上涂覆一种溶液，例如将阳极浸到电解质中。通常采用溶剂，如水（如去离子水）。为了增强离子电导率，可以采用在溶剂中能够离解而形成离子的化合物。此类化合物的实例包括，例如，酸，如下文电解质一节所述。例如，酸（如磷酸）占阳极氧化溶液的含量可以大约为0.01wt%-5wt%，在一些实施例中大约为0.05wt%-0.8wt%，在一些实施例中大约为0.1wt%-0.5wt%。若需要的话，也可以采用酸的混合物。

使电流通过阳极氧化溶液，形成介质层。形成电压值决定介质层的厚度。例如，一开始以恒电流模式建立电源供应，直到达到需要的电压。然后，可将电源供应切换到恒电位模式，以确保在阳极整个表面形成需要的介质层厚度。当然，也可以采用人们熟悉的其它方法，如脉冲或阶跃恒电位法。阳极氧化发生时的电压一般大约为4-250V，在一些实施例中，大约为9-200V，在一些实施例中，大约为20-150V。在阳极氧化期间，阳极氧化溶液保持在较高温度，例如，大约30℃或更高，在一些实施例中，大约为40℃-200℃，在一些实施例中，大约为50℃-100℃。阳极氧化也可在室温或更低温度下进行。所得到的介质层可在阳极表面形成或在阳极孔内形成。

II. 阴极

如上所述，固体电解质覆盖在通常作为电容器的阴极的介质上。固体电解质可以采用本领域已知的各种材料制造，如无机材料（如二氧化锰）或有机材料（如导电聚合物、7,7'，8,8'-四氰代二甲基苯醌（“TCNQ”）络合物等）。在一个具体实施例中，采用一种导电聚合物作为固体电解质。一般说来，此类导电聚合物是π-共轭的，并在氧化或还原后具有本征导电性，例如，氧化后电导率至少大约为1µS·cm^-1。此类π-共轭的导电聚合物的实例包括，例如，聚杂环类（例如聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺）、聚乙炔、聚-对苯撑、聚苯酚盐等。尤其适合的导电聚合物是具有下述通式结构的取代聚噻吩：

式中：

T是O或S；

D是任选C₁-C₅烯烃取代基（例如，亚甲基、乙烯基、正丙烯基、正丁烯基、正戊烯基等）；

R₇是线性或支链的任选C₁-C₁₈烷基取代基（例如，甲基、乙基、正丙基或异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基或叔丁基、正戊基、1-甲基丁基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、1-乙基丙基、1,1-二甲基丙基、1,2-二甲基丙基、2,2-二甲基丙基、正己基、正庚基、正辛基、2-乙基己基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十六烷基、正十八烷基等）；任选C₅-C₁₂环烷基取代基（如环戊基、环己基、环庚基、环辛基、环壬基、环癸基等）；任选C₆-C₁₄芳基取代基（如苯基、萘基等）；任选C₇-C₁₈芳烷基取代基（如苄基，邻、间、对-甲苯基、2,3-、2,4-、2,5-、2,6、3,4-、3,5-二甲苯基、三甲苯基等）；任选C₁-C₄羟烷基取代基或羟基取代基；及

q是0-8的整数，在一些实施例中，是0-2的整数，在一些实施例中，是0；及

n是2-5000，在一些实施例中，是4-2000，在一些实施例中，是5-1000。“D”或“R₇”的取代基实例包括，例如，烷基、环烷基、芳基、芳烷基、烷氧基、卤基、醚、硫醚、二硫化物、亚砜、砜、磺酸酯、氨基、醛、酮、羧酸酯、羧酸、碳酸酯、羧酸酯、氰基、烷基硅烷和烷氧基硅烷基、羧酰胺基等。

尤其适合的噻吩聚合物是“D”为任选取代C₂-C₃烯烃取代基的噻吩聚合物。例如，聚合物可为具有下述通式结构的任选取代聚（3,4-乙烯基二氧噻吩）：

形成上文所述导电聚合物的方法是本领域已知的方法。例如，Merker等人的美国专利No. 6,987,663描述了由单体前体形成取代聚噻吩的各种方法，该专利以全文的形式引入到本专利中作为参考。例如，单体前体具有以下结构：

式中：

T、D、R₇和q 定义如上文所述。尤其适合的噻吩单体是“D”为任选取代C₂-C₃烯烃取代基的噻吩单体。例如，可以使用具有下述通式结构的任选取代的3,4-烯烃基二氧噻吩：

式中R₇和q 定义如上文所述。在一个具体实施例中，“q”是0。一种商业适合的3,4-乙烯基二氧噻吩实例是H.C. Starck GmbH的命名为Clevios™ M的产品。Blohm等人的美国专利5,111,327和 Groenendaal等人的美国专利6,635,729中描述了其它合适的单体，以上专利以全文的形式引入到本专利中作为参考。也可以采用这些单体的衍生物，例如上述单体的二聚体或三聚体。分子量较高的衍生物，如单体的四聚体、五聚体等也适合用于本发明。衍生物可以由相同的或不同的单体单元构成，可以以纯态形式使用及以与另一种衍生物和/或单体的混合物的形式使用。还可以使用这些单体前体的氧化形式或还原形式。

在氧化催化剂存在的条件下，噻吩单体进行化学聚合。氧化催化剂可以采用过渡金属盐，如包含铵、钠、金、铁（Ⅲ）、铜（Ⅱ）、铬（Ⅵ）、铈（Ⅳ）、锰（Ⅳ）、锰（Ⅶ）或钌（Ⅲ）阳离子的无机或有机酸盐。尤其适合的过渡金属盐包括卤化物（如FeCl₃或HAuCl₄）；其它无机酸盐（如Fe(ClO₄)₃、Fe₂(SO₄)₃、(NH₄)₂S₂O₈或Na₃Mo₁₂PO₄₀）；以及有机酸盐和包含有机基的无机酸盐。带有机基的无机酸盐实例包括，例如，C_1-C₂₀烷醇的硫酸单酯铁盐（Ⅲ）（如月桂基硫酸铁盐(Ⅲ)）。同样，有机酸盐实例包括，例如，C₁-C₂₀烷基磺酸铁盐（Ⅲ）（例如，甲烷磺酸、乙烷磺酸、丙烷磺酸、丁烷磺酸或十二烷基磺酸）；脂肪族全氟磺酸铁盐（Ⅲ）（如三氟甲烷磺酸、全氟丁烷磺酸或全氟辛烷磺酸）；脂肪族 C₁-C₂₀羧酸铁盐（Ⅲ）（如2-乙基己基羧酸）；脂肪族全氟羧酸铁盐（Ⅲ）（如三氟乙酸或全氟辛酸）；任选被C₁-C₂₀烷基取代的芳香族磺酸铁盐（Ⅲ）（如苯磺酸、邻-甲苯磺酸、对-甲苯磺酸或十二烷基苯磺酸）；环烷烃磺酸铁盐（Ⅲ）（如樟脑磺酸）等。也可以使用上文提到的这些盐的混合物。

如果需要的话，单体可在前体溶液中进行聚合。溶液中可以使用溶液（如极性质子溶剂或非极性溶剂），例如，水、二醇（如乙二醇、丙二醇、丁二醇、三甘醇、己二醇、聚乙二醇、乙氧基二甘醇、二丙二醇等）；乙二醇醚（如甲基乙二醇醚、乙基乙二醇醚、异丙基乙二醇醚等）；醇（例如，甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇和丁醇）；酮(例如,丙酮、甲基乙基酮和甲基异丁基酮)；酯(例如,乙酸乙酯、醋酸丁酯、二乙二醇乙醚乙酸酯、丙二醇甲醚乙酸酯、碳酸乙二酯、碳酸丙二酯等)；酰胺(例如,二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基辛/癸脂肪酸酰胺和N-烷基吡咯烷酮）；亚砜或砜(例如,二甲亚砜(DMSO)和环丁砜)；酚类化合物（如甲苯、二甲苯等）等。水是尤其适合用于反应的溶剂。采用溶剂时，前体溶液中溶剂总含量大约占40wt%-90wt%，在一些实施例中大约占50wt%-85wt%，在一些实施例中大约占60wt%-80wt%。

噻吩单体的聚合通常在温度大约10℃-100℃的条件下进行，在一些实施例中，大约在15℃-75℃的条件下进行。反应完成后，可以采用熟知的过滤方法脱除任何盐杂质。为了提纯分散体，还可以采用一个或多个清洗步骤。

可以采用各种方法将固体电解质涂覆在阳极部件上面。在一个实施例中，氧化剂和单体前体或者顺序涂覆或者一起涂覆，使聚合反应在部件上原位进行。合适的用于形成导电聚合物涂层的涂覆技术包括丝网印刷、浸渍、电泳涂装和喷涂等。举例而言，单体前体（如3,4-乙烯基二氧噻吩）可以首先与氧化剂混合形成溶液。一种合适的氧化剂是甲苯磺酸铁（Ⅲ）CLEVIOS™ C。CLEVIOS™ C是CLEVIOS™ M的商业催化剂。CLEVIOS™ M是PEDT单体3,4-乙烯基二氧噻吩。一旦形成混合物，则可将阳极部件浸入到溶液中，这样，在阳极部件表面形成聚合物。或者，氧化剂和前体也可以分开涂覆到阳极部件上。在一个实施例中，例如，氧化剂可以溶解在有机溶剂（例如，丁醇）中，然后，以浸渍溶液的形式涂覆到阳极部件上。然后，干燥阳极部件，脱除其上的溶剂。然后，将阳极部件浸到包含合适单体的溶液中。

除原位涂覆外，固体电解质还可以以预聚合的固体导电聚合物颗粒分散体的形式涂覆到部件上。虽然其粒径可能不同，但是，一般要求粒径较小，以增加粘附到阳极部件上的表面积。例如，颗粒平均粒径大约为1-200nm，在一些实施例中大约为2-100nm，在一些实施例中大约为4-50nm。颗粒的直径可采用人们已知的方法测定，如超速离心法、激光衍射法等。颗粒的形状可能有所不同。例如，在一个具体的实施例中，颗粒为球形。然而，应该理解的是，本发明的颗粒也可以是其它形状，如板状、棒状、条状、管状、不规则形状等。根据需要的分散体粘度和分散体涂覆到电容器上的具体方式，分散体中颗粒的浓度可能有所不同。然而，一般来说，颗粒大约占分散体的0.1-10wt%，在一些具体实施例中大约占0.4-5wt%，一些实施例中大约占0.5-4wt%。

如果需要的话，采用独立的反离子中和带电的导电聚合物（例如聚噻吩），可以增强导电聚合物颗粒的形成。也就是说，固体电解质中使用的导电聚合物（例如，聚噻吩或其衍生物）聚合物主链上的电荷通常是中和的或带正电荷（阳离子）。例如，聚噻吩衍生物通常在主聚合物链上携带正电荷。在一些情况下，聚合物在结构单元中可能具有正电荷和负电荷，正电荷位于主链上，而负电荷选择性的位于“R”取代基上，如磺酸酯基团或羧酸酯基团。主链的正电荷可以被“R”取代基上选择性存在的阴离子基团部分或全部中和。从整体来看，在这些情况中，聚噻吩可以是阳离子、中性或甚至是阴离子。但是，因为聚噻吩主链带正电荷，它们全都被视为阳离子聚噻吩。

反离子可以是单体阴离子或聚合物阴离子。聚合物阴离子，例如，是聚羧酸（如聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚马来酸等）；聚磺酸（如聚苯乙烯磺酸（聚乙烯基磺酸（“PSS”）等的阴离子。酸还可以是共聚物，如乙烯基羧酸和乙烯基磺酸与其它可聚合单体，如丙烯酸酯和苯乙烯的共聚物。同样，合适的单体阴离子包括，例如，C₁-C₂₀烷基磺酸（如十二烷基磺酸）阴离子；脂肪族全氟磺酸（如三氟甲烷磺酸、全氟丁烷磺酸或全氟辛烷磺酸）阴离子；脂肪族 C₁-C₂₀羧酸（2-乙基己基羧酸）阴离子；脂肪族全氟羧酸（如三氟乙酸或全氟辛酸）阴离子；任选被C₁-C₂₀烷基取代的芳香族磺酸（如苯磺酸、邻-甲苯磺酸、对-甲苯磺酸或十二烷基苯磺酸）阴离子；环烷烃磺酸（如樟脑磺酸或四氟硼酸盐、六氟磷酸盐、高氯酸盐、六氟锑酸盐、六氟砷酸盐或六氯锑酸盐）阴离子等。特别适合的反离子是聚合物阴离子，如聚羧酸或聚磺酸（如聚苯乙烯磺酸（“PSS”））。此类聚合物阴离子的分子量一般大约为1,000-2,000,000，在一些实施例中，大约为2,000-500,000。

使用时，在固体电解质给定层中的此类反离子和导电聚合物的重量比一般大约为0.5:1-50:1，在一些实施例中大约为1:1-30:1，在一些实施例中大约为2:1-20:1。上述重量比中提到的导电聚合物的重量指的是所使用单体部分的重量（假设单体在聚合期间完全转化）。

除导电聚合物和任选的反离子之外，分散体还可以包含一种或多种粘结剂，进一步增强聚合层的粘附性质，还可提高分散体内颗粒的稳定性。该粘结剂可以是有机的，如聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚氯乙烯、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯丁酸酯、聚丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酰胺、聚丙烯腈、苯乙烯/丙烯酸酯、乙酸乙烯酯/丙烯酸酯和乙烯/乙酸乙烯酯共聚物、聚丁二烯、聚异戊二烯、聚苯乙烯、聚醚、聚酯、聚碳酸酯、聚氨酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚砜、三聚氰胺-甲醛树脂、环氧树脂、硅酮树脂或纤维素。还可采用交联剂来增强粘结剂的粘附能力。此类交联剂包括，例如，三聚氰胺化合物、封闭异氰酸酯或功能硅烷，如3-缩水甘油氧基丙基三烷基硅烷、四乙氧基硅烷和四乙氧基硅烷水解产物或可交联的聚合物，如聚氨酯、聚丙烯酸酯或聚烯烃以及进一步交联。

还可以使用分散剂，以促进固体电解质的形成和增强将其涂覆到阳极部件上的能力。合适的分散剂包括溶剂，如脂肪醇（如甲醇、乙醇、异丙醇和丁醇）、脂肪酮（如丙酮、甲基乙基酮）、脂肪族羧酸酯（如乙酸乙酯和乙酸丁酯）、芳香烃（如甲苯和二甲苯）、脂肪烃（如己烷、庚烷和环己烷）、氯代烃（如二氯甲烷和二氯乙烷）、脂肪腈（如乙腈）、脂肪族亚砜和砜（如二甲基亚砜和环丁砜）、脂肪族羧酸酰胺（如甲基乙酰胺、二甲基乙酰胺和二甲基甲酰胺）、脂肪醚和芳脂醚（如二乙醚和苯甲醚）、水及上述任何溶剂的混合物。尤其合适的分散剂是水。

除上文提到的之外，在分散体中还可以使用其它成分。例如，还可以使用常规填料，填料粒径大约为10nm-100μm，在一些实施例中大约为50nm-50μm，在一些实施例中大约为100nm-30μm。此类填料的实例包括碳酸钙、硅酸盐、二氧化硅、硫酸钙或硫酸钡、氢氧化铝、玻璃纤维或玻璃球、木屑、纤维素粉、碳黑、导电聚合物等。填料可以粉末形式加入到分散体中，但是，也可以采用其它形式，如纤维。

在分散体中还可以使用表面-活性物质，如离子型或非离子型表面活性剂。此外，还可以使用粘合剂（adhesive），如有机功能硅烷或其水解产物，如3-缩水甘油氧基丙基三烷氧基硅烷、3-氨基丙基-三乙氧基硅烷、3-巯基丙基-三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷或辛基三乙氧基硅烷。分散体还可以包含增强导电性的添加剂，如含醚基化合物（如四氢呋喃）、含内酯基化合物（如γ-丁内酯或γ-戊内酯）、含酰胺基或内酰胺基化合物（如己内酰胺、N-甲基己内酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺（DMF）、N-甲基酰胺、N-甲基甲酰苯胺、N-甲基吡咯烷酮（NMP）、N-辛基吡咯烷酮或吡咯烷酮）；砜和亚砜（如环丁砜（四甲撑砜）或二甲基亚砜（DMSO））、糖或糖的衍生物（如蔗糖、葡萄糖、果糖或乳糖）、糖醇（如山梨糖醇或甘露醇）、呋喃衍生物（如2-呋喃羧酸或3-呋喃羧酸）和醇（如乙二醇、甘醇、二甘醇或三甘醇）。

聚合分散体可以采用各种已知的方法涂到部件上，如旋涂、浸渍、倾倒、滴加、注射、喷涂、刮片、刷涂或印刷（如喷墨打印法、丝网印刷法或移印法）或浸涂。虽然，根据采用的涂布技术，分散体的粘度可能会有所变化，但是，其粘度一般大约为0.1-100,000 mPa·s（在剪切速率100 s^-1时测定），在一些实施例中大约为1-10,000 mPa·s，在一些实施例中大约为10-1,500 mPa·s，在一些实施例中大约为100-1000 mPa·s。一旦涂覆完成，即可对该层进行干燥和清洗。

采用如上所述的导电聚合物颗粒分散体的一个好处是其能够渗透到电容器器身的边缘地区，以接触介质并提高介质的粘附性。这样就可以得到机械稳定性更强的部件，降低等效串联电阻和漏电流。这种分散体还可将原位聚合期间产生的离子（如Fe²⁺或Fe³⁺）降到最低。在高电场条件下，由于离子迁移，这些离子会导致介质击穿。因此，以分散体的形式涂覆导电聚合物，而不是通过原位聚合涂覆，得到的电容器具有相对较高的“击穿电压”（电容器失效时的电压），如大约等于或大于60V，在一些实施例中是大约等于或大于80V，在一些实施例中是大约等于或大于100V，在一些实施例中大约是120-200V。击穿电压是以3V的增量增加施加电压，直到漏电流达到1mA时测定的电压。

如果需要的话，可形成一层或多层固体电解质。当采用多层电解质时，一层或多层电解质可包括原位聚合形成的导电聚合物和/或分散体。然而，本发明发现，若要求达到非常高的击穿电压（例如大约为120-200伏特），固体电解质主要由上述聚合分散体形成，而且通常不含由原位聚合形成的导电聚合物。不管采用多少层，所得到的固体电解质的总厚度一般大约为1µm-200µm，在一些实施例中大约为2µm-50µm，在一些实施例中大约为5µm-30µm。

固体电解质可任选在涂覆到阳极部件上之后进行愈合。愈合可以在固体电解质层每次涂覆之后进行或在整个涂层涂覆完成之后进行。在一些实施例中，例如，固体电解质可通过将颗粒浸入到电解质溶液，例如，酸溶液中，然后，对溶液施加恒定的电压，直到电流降低到预先选择的水平进行愈合。必要时，这种愈合可在多个步骤中完成。在涂布上述一些层或所有层后，必要时，可清洗颗粒，除去各种副产品、多余氧化剂等。此外，在某些情况下，在上述某些或全部浸渍操作后可进行干燥。例如，在涂覆氧化剂和/或清洗颗粒后，可能需要干燥，以打开颗粒的孔，使它在后面的浸渍步骤中能够接收液体。

除固体电解质之外，阴极还采用本领域人们已知的其它各层。例如，电容器可以采用覆盖在固体电解质上的一层金属层。金属层可作为电容器的可焊接导体、接触层和/或电荷收集器。金属层可由导电金属形成，如铜、镍、银、锌、锡、钯、铅、铝、钼、钛、铁、锆、镁及其它们的合金。银是尤其适合用于此金属层的导电金属。如果需要的话，阴极还可包括一碳层，位于固体电解质和金属层之间，限制金属层和固体电解质之间的接触，否则，两者之间的接触会导致电容器的电阻增加。炭质层可采用各种已知的含碳材料形成，例如石墨、活性碳、碳黑等。炭质层的厚度一般大约为1µm-50µm，在一些实施例中大约为2µm-30µm，在一些实施例中大约为5µm-10µm。同样，金属层的厚度一般大约为1µm-100µm，在一些实施例中大约为5µm-50µm，在一些实施例中大约为10µm-25µm。

Ⅲ.多层防护涂层

本发明的电容器还包括一种包括至少一层光反射层和至少一层应力散失层的多层防护涂层。所述光反射层覆盖在固体电解质上，所述应力散失层覆盖在光反射层上。应该理解的是，此处使用词语“覆盖”指的是在前一层完成后涂覆特殊的涂层或层。然而，涂层或层的某些部分与前一层混合或流过前一层，因此，涂层或层并非严格地全部遮盖前一涂层或层。例如，光反射层的某些部分可能进入阳极体上没有固体电解质存在的某些孔中。但是，光反射层仍然覆盖固体电解质。此外，词语“覆盖”并不排除在前一层之间采用其它层。例如，在固体电解质和防护涂层之间还可涂覆一层或多层，这时仍然认为涂层覆盖固体电解质。如上所述，在一个具体的实施例中，在固体电解质和防护涂层之间还有一层外部涂层（如碳层和金属层）。

A. 光反射层

光反射层构造用于反射某种类型的入射光（如激光），使其基本不接触固体电解质，以限制可能的碳化。光反射层通常包含折光率相对较高的颗粒，如折光率大约为1.7或更高，在一些实施例中，大约为2.0或更高，在一些实施例中，大约为2.2或更高，在一些实施例中，大约为2.4或更高。为了优化电容器的电性能，一般还要求光反射层是非金属并且（可选的）为非导电层。为此，反射颗粒通常采用介质材料制造，如无机颗粒，如碳酸钙、碳酸镁、碳酸钡、硫酸镁、硫酸钡、硫酸钙、氧化锌、硫化锌、氧化镁、氧化钙、氧化钛、氧化铝、氢氧化铝、羟基磷灰石、二氧化硅、云母、滑石粉、高岭土、粘土、玻璃粉、沸石等；有机颗粒；等。尤其适合光反射层的介质颗粒包括金红石型二氧化钛（折光率大约为2.73）、锐钛型二氧化钛（折光率大约为2.55）、硫化锌（折光率大约为2.32）和氧化锌（折光率大约为2.0）。

反射颗粒包括的着色元素，如钒、铁、铌、铜和锰，通常含量较低，以尽量减少它们的光吸收能力。例如，可采用钒含量为5ppm或更低的二氧化钛。这种颗粒可通过氯法生产，其中主要由二氧化钛组成的金红石矿在大约1,000℃的高温炉中与氯气反应，生成四氯化钛。然后，四氯化钛与氧气一起灼烧，形成高纯度氧化钛。虽然颗粒的着色元素的含量通常较低，但是，颗粒需要进行处理，以改善其它性能（如分散性）。此种处理实例包括脂肪酸（如硬脂酸）、脂肪酸酯等。

可以选择反射颗粒的粒径，以优化光反射层的光散射。例如，高折光率颗粒达到最大散射能力时的粒径（D）可采用下述公式估计：

式中：

λ是入射光的波长；

n₁是颗粒的折光率，及

n₂是光反射层连续相的折光率（如水的折光率大约为1.33）。例如，Nd:YAG激光，通常发射波长1064nm处于红外光谱区的光。在此波长下，金红石型二氧化钛和锐钛型二氧化钛的估计最佳散射粒径分别大约为0.47mm和0.55mm。如上所述，本发明的反射颗粒的平均粒径可以选择大约为0.01-5mm，在一些实施例中，大约为0.05-2mm，在一些实施例中，大约为0.1-1mm。

为了形成光反射层，通常将反射颗粒在溶剂中分散。可以采用各种溶剂中的任何溶剂，如水、二醇（如丙二醇、丁二醇、三甘醇、己二醇、聚乙二醇、乙氧基二甘醇、二丙二醇）、乙二醇醚（如甲基乙二醇醚、乙基乙二醇醚、异丙基乙二醇醚等）、醚（如二乙醚和四氢呋喃）、醇（如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇和丁醇）、甘油三酯、酮（如丙酮、甲基乙基酮和甲基异丁基酮）、酯(如乙酸乙酯、醋酸丁酯、二乙二醇乙醚乙酸酯、丙二醇甲醚乙酸酯)、酰胺(如二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基辛/癸脂肪酸酰胺和N-烷基吡咯烷酮）、腈（如乙腈、丙腈、丁腈和苄腈）、亚砜或砜(如二甲亚砜(DMSO)和环丁砜)等。本发明的一个特别有益之处在于可以采用水溶剂（如水）。实际上，水大约占涂层配方中所用溶剂的20wt%或以上，在一些实施例中，大约占50wt%或以上，在一些实施例中大约占75wt%-100wt%。

涂层配方中采用的溶剂的总浓度可能有所不同，但是，一般大约占涂层配方的10wt%-90wt%，一些实例中大约占20wt%-85wt%，一些实例中大约占40wt%-80wt%。当然，溶剂的具体用量部分取决于涂层配方要求的固含量和/或粘度。例如，固含量可能大约为10%-90%（重量），更具体地说，大约在15%-80%（重量），更具体地说，大约在20%-60%（重量）。通过改变涂层配方的固含量，可以控制涂层配方中存在的光反射颗粒。例如，为了形成光反射颗粒含量较高的涂层配方，则配方的固含量相对较高，这样，光反射层中包括的颗粒的百分含量更高。此外，涂层配方的粘度还与涂覆方法和/或所用溶剂类型有关。不过，粘度一般大约为5-500厘泊，在一些实施例中，大约为10-450厘泊，在一些实施例中，大约为50-400厘泊。粘度采用Brookfield DV-1粘度计和2号转子，在转速30rpm、温度25℃的条件下测定。如果需要的话，在涂层配方中可以使用增稠剂或其它粘度改进剂，以提高或降低粘度。

涂层配方还可以使用一种粘结剂，帮助反射颗粒在涂层配方溶剂脱除后粘到电容器上。虽然可以使用任何粘结剂，但是，尤其适合本发明使用的是有机粘结剂。这种粘结剂的实例包括，例如，聚（乙烯醇缩丁醛）；聚乙酸乙烯酯；聚乙烯醇；聚乙烯吡咯烷酮；纤维素聚合物，如羧甲基纤维素、甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素和甲基羟乙基纤维素；无规聚丙烯；聚乙烯；聚乙二醇（如陶氏化学的Carbowax）；硅聚合物，如聚甲基硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷；聚苯乙烯，聚（丁二烯/苯乙烯）；聚酰胺、聚酰亚胺和聚丙烯酰胺，高分子量聚醚；环氧乙烷和环氧丙烷的共聚物；氟聚合物，如聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯和氟-烯烃共聚物；丙烯酸聚合物，如聚丙烯酸钠、聚（低烷基丙烯酸酯），聚（低烷基甲基丙烯酸酯）及低烷基丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯的共聚物。尤其适合涂层配方中使用的粘结剂是玻璃化转变温度大约为50℃或50℃以下的胶乳聚合物粘结剂，这样，所得涂层配方的弹性实际上并不受到限制。此外，为了尽可能降低其粘性，胶乳聚合物的玻璃化转变温度一般大约为-35℃或更高。适合本发明使用的聚合物有以下聚合物，但并不限于这些聚合物：苯乙烯-丁二烯聚合物、聚醋酸乙烯酯均聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、醋酸乙烯-丙烯酸或甲基丙烯酸聚合物、乙烯-氯乙烯聚合物、乙烯-氯乙烯-醋酸乙烯聚合物、聚氯乙烯聚合物、腈聚合物及本领域已知的任何其它合适的胶乳聚合物。

除粘结剂之外，涂层配方还可以包括促进光反射颗粒涂覆到电容器上的其它组分。例如，在涂层配方中可以使用一种或多种分散剂，以降低悬浮液的表面张力。一类合适的分散剂包括带酸基的阴离子聚合物或其盐。此种聚合物，例如，通常包含至少一种含单体的乙烯系不饱和酸和任选至少一种乙烯系不饱和非离子单体。合适的酸单体包括具有羧酸基团的单体，如丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、富马酸、巴豆酸、马来酸、衣康酸单甲酯、富马酸单甲酯、富马酸单丁酯；酸酐，如马来酸酐和衣康酸酐；或以上各单体的组合。合适的乙烯系不饱和单体包括（甲基）丙烯酸烷基酯，如丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯；（甲基）丙烯酸羟基酯，如甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯和甲基丙烯酸羟丙酯；芳香烃单体，如苯乙烯和a-甲基苯乙烯；及烯属烃，如二异丁烯。

在涂层配方中还可以使用润湿剂或表面活性剂，以促进形成具有所需分散性的均一的涂层配方。合适的表面活性剂可以包括阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、两性表面活性剂等。例如，非离子表面活性剂，可能具有一个疏水基，如长链烷基或烷基化芳基，和包括一定数量（如大约1-30）乙氧基和/或丙氧基的亲水链。可以使用的某些类型的非离子表面活性剂实例包括但不限于，乙氧基化烷基酚、乙氧基化和丙氧基化脂肪醇、甲基葡糖的聚乙二醇醚、山梨醇的聚乙二醇醚、环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚物、脂肪酸（C₈-C₁₈）的乙氧基酯、环氧乙烷和长链胺或酰胺的缩合产物、环氧乙烷和醇的缩合产物，及以上物质的混合物。尤其适合的非离子表面活性剂包括1摩尔含8-18个碳原子的直链或支链烷基的烷基酚与5-30摩尔环氧乙烷的聚氧乙烯缩合物。烷基酚聚氧乙烯醚的具体实例包括每摩尔壬基酚与大约9.5摩尔环氧乙烷缩合的壬基酚缩合物、每摩尔酚与大约12摩尔环氧乙烷缩合的二壬基酚缩合物，每摩尔酚与大约15摩尔环氧乙烷缩合的二壬基酚缩合物及每摩尔酚与大约15摩尔环氧乙烷缩合的二异辛基酚缩合物。美国密西根州Midland的陶氏化学有此类化合物出售，商品名称为Triton™ CF-100。

涂层配方中还可使用增塑剂，以增强涂层配方的成膜特性。人们对增塑剂十分熟悉，可以使用范围广泛的各种增塑剂。典型的增塑剂实例包括矿物油；乙二醇，如丙二醇；邻苯二甲酸酯，如邻苯二甲酸辛酯和邻苯二甲酸丁苄酯；长链脂肪酸，如油酸和硬脂酸；及以上各物质的混合物。

根据要求的热量和所用涂覆方法的湿涂层量，涂层配方每个成分的浓度可能不同。例如，涂层配方中光反射颗粒的数量可能大约为10wt%-80wt%，在一些实施例中大约为20wt%-75wt%，在一些实施例中，大约为25wt%-50wt%。粘结剂占涂层配方的大约0.01wt%-20wt%，在一些实施例中大约占0.1wt%-15wt%，在一些实施例中大约占0.5wt%-10wt%。其它成分，如分散剂、表面活性剂、增塑剂等，每个成分可能占涂层配方的大约0.001wt%-10wt%，在一些实施例中，大约占0.01wt%-5wt%，在一些实施例中，大约占0.1wt%-3wt%。

不管颗粒的形成方式如何，涂层配方均采用人们已知的方法，如浸渍、喷涂、印刷、成型、挤出等沉积到电容器的表面上。例如，电容器可简单地浸到涂层配方中，直到液位达到要求。然后，可在环境条件下或在加热步骤中，将涂覆好的电容器进行干燥，这样，大多数溶剂（如果不是所有溶剂）被脱除。例如，可在一个或多个步骤中加热电容器。加热温度大约为50℃-300℃，在一些实施例中，大约为60℃-200℃，在一些实施例中，大约为70℃-150℃。加热可在空气中进行，或在受控气氛（如真空）下进行。最终干燥涂层的反射颗粒含量一般大约为80wt%-100wt%，在一些实施例中，大约为85wt%-99.9wt%，在一些实施例中，大约为90wt%-99wt%。为了优化其反射性，涂层的厚度一般相对较薄，如大约为100mm或更小，在一些实施例中，大约为20-80mm，在一些实施例中，大约为30-60mm。

B.应力散失层

除了其他作用，防护涂层的应力散失层可以帮助耗散电容器承受的应力（如在封装、回流等期间），这样，应力就不能损坏固体电解电容器。应力散失层实际上是相对多孔的，因此，电容器（如固体电解质）中滞留的湿气可以逸散，消除可能传递给固体电解质的压力。一般说来，还要求该应力散失层导电，以增强与端子、另一个电容器等的电连接。为了实现这些功能和其它功能，应力散失层通常包括很多导电金属颗粒。形成导电颗粒的合适金属实例包括，例如，镍、铜、金、银、镀银铜、镀银镍、锡、铅、钯、铝等及其它们的合金。银尤其适合本发明。导电颗粒可采用本领域已知的任何方法施加到电容器元件上，如以膏状形态施加（如涂覆、浸渍、喷涂、印刷等）到电容器元件的表面上。然后，将膏进行固化或干燥，以脱除任何存在的溶剂。

金属颗粒要足够小，以使其不会对电容器的体积效率造成不良影响；但是，也要足够大，以确保应力散失层达到实现要求应力散失所需的最低厚度，并帮助确保与另一个部件的机械连接非常可靠。在大多数实施例中，金属颗粒的中间粒径大约为0.1µm-50µm，在一些实施例中大约为0.2µm-10µm，在一些实施例中，大约为0.5µm-5µm。此处所用词语“中间”粒径指的是颗粒的“D₅₀”粒径分布。正如本领域人们已知的那样，术语“D₅₀”指的是至少50%颗粒具有所示粒径。同样，最终应力散失层的厚度一般大约为1-100mm，在一些实施例中，大约为10-70mm，在一些实施例中，大约为20-50μm。多层防护涂层的总厚度大约为10μm-300μm，在一些实施例中，大约为30-200μm，在一些实施例中，大约为50-150μm。

一般而言，多层防护涂层可涂到电容器的任何表面上，以降低固体电解质与入射光（如激光）的接触。例如，防护涂层可涂在电容器的上表面、下表面和/或侧面。同样，防护涂层可涂在电容器的前表面和/或后表面。光反射层可全部或仅仅部分遮盖其涂覆表面。例如，在一个实施例中，防护涂层大约遮盖其涂覆电容器表面的30%或更多，在一些实施例中，遮盖大约40%或更多，在一些实施例中，遮盖大约50%或更多。

例如，参考图1-2，图中显示了电容器30的一个实施例，其形状大致为矩形，包含前表面36、后表面38、上表面37、下表面39、第一侧面32a和第二侧面32b。阳极线34从电容器30前表面36处纵向引出（“y”方向）。虽然未明确示出，但是电容器30包含一个阳极氧化的阳极体、一个包含固体电解质的阴极、一层覆盖在固体电解质上的石墨层和一层覆盖在石墨层上的银层。一般来说，固体电解质在电容器30每个表面上的覆盖阳极体，即前表面36、后表面38、上表面37、下表面39和侧面32a和32b。更进一步说，除前表面36之外，石墨层和银层一般覆盖在电容器30每个表面的固体电解质上。因此，在此实施例中，前表面36包括固体电解质，但通常没有石墨层和银层。当然，应该理解的是，这些层可涂覆在电容器的任何表面，而且也并不需要按照阐述的方式涂覆。

电容器30还包括根据本发明形成的包括光反射层60和应力散失层65的防护涂层63。在此具体的实施例中，防护涂层63覆盖在后表面38、上表面37、下表面39、第一侧面32a和第二侧面32b的固体电解质上。当然，应该理解的是，防护涂层63不需要涂覆在电容器30的这些表面上。参考图3，例如，图中示出了电容器130，它包括由光反射层160和应力散失层165形成的防护涂层163。在此具体实施例中，防护涂层163仅涂在电容器130的第一侧面32a和第二侧面32b上。

不管防护涂层涂在哪里，它都可以遮盖表面的任何要求部分。例如，在图1-3的实施例中，防护涂层63和163几乎完全遮盖了其涂覆表面，如遮盖了大约90%或更多，在一些实施例中，大约95%或更多。然而，再次声明的是，这只是任选的，涂层不必遮盖大部分表面。例如，参考图4，图中显示了电容器230的一个实施例，它包括由光反射层260和应力散失层265形成的防护涂层263。在此具体实施例中，涂层263只遮盖每个侧表面32a和32b的大约40%区域。发明人发现，即使涂层仅遮盖部分表面，防护涂层仍然能够帮助提供电容器要求的性能。

虽然在电容器的至少一个表面上采用多层防护涂层，但是，应该理解的是，涂层的各层可分别应用在电容器的其它地方。例如，在某些实施例中，可采用光反射层，而不采用应力散失层。在电容器那些光反射问题比整个防护涂层解决的应力散失和湿气滞留等问题更严重的区域时，这是很有用的。例如，在图2-4示出的实施例中，在电容器前表面36还采用第二光反射层91。一般说来，光反射层91几乎完全覆盖前表面36，例如覆盖前表面36的大约90%或更多，在一些实施例中，大约95%或更多。在图4示出的实施例中，在侧表面32a和32b未使用整个防护涂层263的地方，也可以分别采用光反射层92和93。如果需要的话，防护涂层中使用的应力散失层也可作为独立的层，而不采用光反射层。例如，因为在制造期间，后表面通常不与入射光接触，可能不需要光反射层。但是，可能仍然要求具有应力散失层赋予的性能（如应力散失）。因此，在图3-4所示的实施例中，在阴极附近，电容器后表面38可采用第二应力散失层95。

不管采用哪种具体的方式制造电容器，正如本领域人们已知的那样，它都可与端子连接。例如，阳极端子和阴极端子可分别与阳极线和阴极电连接。正如本领域所熟知的那样，各端子的具体结构可能有所不同。例如，参考图5，图中所示实施例包括一个阳极端子70和一个阴极端子80。在此具体实施例中，阴极端子包含第一部分82和基本与第一部分垂直的第二部分84。第一部分82与电容器30的下表面39电连接（图1），第二部分84与电容器30的后表面38电连接。为了将电容器30与阴极端子80连接，正如本领域已知的那样，可以使用导电粘合剂（adhesive）。导电粘合剂可包括，例如，包含在树脂组合物中的导电金属颗粒。金属颗粒可以是银、铜、金、铂、镍、锌、铋等。树脂组合物可以包括热固性树脂（如环氧树脂）、固化剂（如酸酐）和偶联剂（如硅烷偶联剂）。合适的导电粘合剂在Osako等人的专利申请公开号为2006/0038304的美国专利中有所说明，其全文以引用的方式引入本专利中作为参考。

阳极端子70包括第一部分76和基本与第一部分垂直的第二部分74。第二部分74包含一负载阳极线34的区域。在所示实施例中，区域51为“U形”，以进一步增强阳极线34的表面接触和机械稳定性。然后，阳极线34采用激光90焊接到区域51。如图5所示，激光束的接触可能导致光朝电容器30反射。然而，由于本发明防护涂层的存在，光不会显著损坏或碳化固体电解质。

一旦电容器与端子连接好，即将其封装在树脂外壳内，然后，采用二氧化硅或任何其它已知的封装材料填充树脂外壳。树脂外壳的宽度和长度随目标应用而变化。不过，外壳的总厚度通常较小，这样，所得到的组件很容易并到薄型产品（如“IC卡”）中。例如，外壳的厚度大约为4.0mm或更小，在一些实施例中，大约为0.1-2.5mm，在一些实施例中，大约为0.15-2.0mm。合适的外壳可以包括，例如，“A”、“B”、“H”或“T”型外壳（AVX公司）。例如，参考图6，图中显示了电容器组件100的此类封装外壳，即元件88。封装外壳88为电容器组件100提供了额外的结构保护和热保护。在封装后，各阳极端子和阴极端子的暴露部分可以进行老化、屏蔽和修饰。如果需要的话，暴露部分可选择性的沿外壳88弯曲两次（如大约90°）。

根据本发明，可以形成具有优异电气性能的电容器。例如，本发明电容器的ESR通常大约小于1000毫欧（mohms），在一些实施例中，大约小于500毫欧（mohms），在一些实施例中，大约小于100毫欧（mohms）。电容器的等效串联电阻通常指的是当电容器在电子电路中充电和放电时，电容器充当电阻的程度，通常用与电容器串联的电阻表示。此外，漏电流通常指的是从一个导体通过绝缘体流向相邻导体的电流，它也可以保持在相对较低的水平。例如，本发明电容器的常规漏电流，在一些实施例中大约低于0.1μA/μF*V，在一些实施例中，大约低于0.01μA/μF*V，在一些实施例中，约低于0.001mA/mF*V，其中μA是微安，uF*V是电容和额定电压的乘积。

通过下述实施例可以更好地理解本发明。

试验程序

漏电流：

采用泄漏测试仪在温度25℃下并且达到额定电压至少60秒后测定漏电流（“DCL”）。进行常规无铅回流焊曲线之后，松弛30分钟，在在温度25℃和额定电压下再次测定漏电流。

实例 1

将规格为1.8 mm × 2.4 mm×1.2 mm的钽阳极在16V的条件下在液体电解质中阳极氧化到150mF。然后，将阳极浸入到甲苯磺酸铁（Ⅲ）（Clevios™ C, H.C. Starck）的丁醇溶液中5分钟，然后浸入到3,4-乙烯基二氧噻吩（Clevios™ M, H.C. Starck）中1分钟，在阳极上形成一层导电聚合物涂层。聚合45分钟后，介质表面形成聚（3,4-乙烯基二氧噻吩）薄层。在甲醇中清洗部件，清除反应副产物，在液体电解质中进行阳极氧化，并重新在甲醇中清洗。重复聚合周期12次。然后，在部件上涂上石墨和银涂层，并通过将阳极粘到引线框架袋（leadframe pocket)上进行组装，切割阳极线，并将其激光焊接到引线框架立柱（leadframe upstand)上，模制成电容器。

实例 2

将规格为1.8 mm×2.4 mm×1.2 mm的钽阳极在16V条件下在液体电解质中阳极氧化到150mF。然后，将阳极浸入到甲苯磺酸铁（Ⅲ）（Clevios™ C, H.C. Starck）的丁醇溶液中5分钟，然后浸入到3,4-乙烯基二氧噻吩（Clevios™ M, H.C. Starck）中1分钟，在阳极上形成一层导电聚合物涂层。聚合45分钟后，介质表面形成聚（3,4-乙烯基二氧噻吩）薄层。在甲醇中清洗部件，清除反应副产物，在液体电解质中进行阳极氧化，并重新在甲醇中清洗。重复聚合周期12次。然后，在该部件上涂覆石墨和银涂层。

然后，在部件上涂上多层防护涂层。为了形成光反射层，采用一种Primalex a.s. (Czech Republic)的组合物，它包含58.5wt%的水、38.5wt%的二氧化钛、0.31wt%的羟乙基纤维素、1.24wt%的聚醋酸乙烯酯分散体、0.12wt%的聚硫酸钠、0.87wt%的聚丙烯酸盐、0.3wt%的稳定剂和0.19 wt%的消泡剂。将该部件浸入组合物中，没过肩部，完全盖住上表面。在涂覆了反射涂层后的两分钟内，拿纸吸干部件3次，然后在温度125℃干燥30分钟。为了形成应力散失层，采用Lord Co. (USA)的Thermoset^TM K611-14组合物，它包含72wt%的银、10wt%的丙烯酸树脂和18wt%的乙酸丁酯（25℃时的粘度为500cps，25℃时的体积电阻率为1.10^-4）。将部件浸入此组合物中，在室温保持60分钟，最后在125℃干燥30分钟。然后，将阳极粘到引线框架袋进行组装，切割阳极线，并将其激光焊接到引线框架立柱，模制成电容器。

然后，对实例1和2完成的电容器进行漏电流电气性能测试。此外，为了确定回流后的电气性能质量，重新测定漏电流。漏电流的中值结果（成型前和成型后）如下。

熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换。另外，应该理解各个实施例整体或部分可以相互替换。并且，本领域技术人员应该明白上文仅以示例的方式对本发明进行具体说明，其不用于对本发明进行限制。

Claims

1.一种固体电解电容器元件，包括：

包含阀金属组合物的阳极体；

覆盖在阳极体上的介质层；

覆盖在介质层上的固体电解质；及

包括光反射层和应力散失层的多层防护涂层，其中所述光反射层覆盖在固体电解质上，应力散失层覆盖在光反射层上，其中光反射层包含很多非金属反射颗粒，应力散失层包括很多金属颗粒。

2.根据权利要求1所述的固体电解电容器元件，其中所述颗粒的折光率大约为1.7或更高。

3.根据权利要求1所述的固体电解电容器元件，其中所述颗粒包括无机颗粒。

4.根据权利要求3所述的固体电解电容器元件，其中所述无机颗粒包括二氧化钛。

5.根据权利要求4所述的固体电解电容器元件，其中所述二氧化钛是金红石型二氧化钛、锐钛型二氧化钛或两者的混合物。

6.根据权利要求1所述的固体电解电容器元件，其中所述反射颗粒的平均粒径大约为0.1-1μm。

7.根据权利要求1所述的固体电解电容器元件，其中所述反射颗粒大约占光反射层的80wt%-100wt%。

8.根据权利要求1所述的固体电解电容器元件，其中所述光反射层的厚度大约为20-80mm。

9.根据权利要求1所述的固体电解电容器元件，其中所述应力散失层的厚度大约为1-100μm。

10.根据权利要求1所述的固体电解电容器元件，其中所述金属颗粒包括银。

11.根据权利要求10所述的固体电解电容器元件，其中所述金属颗粒的平均粒径大约为0.1-50μm。

12.根据权利要求1所述的固体电解电容器元件，还包括一位于固体电解质和多层防护涂层之间的外部涂层，其中所述外部涂层包括覆盖在固体电解质上的碳层和覆盖在碳层上的金属层。

13.根据权利要求12所述的固体电解电容器元件，其中所述金属层包括银颗粒。

14.根据权利要求1所述的固体电解电容器元件，其中所述电容器元件包括前表面、后表面，以及至少一个在前表面和后面表之间扩展的侧表面。

15.根据权利要求14所述的固体电解电容器元件，其中所述防护涂层涂覆在侧表面上。

16.根据权利要求15所述的固体电解电容器元件，其中所述防护涂层基本上覆盖整个侧表面。

17.根据权利要求15所述的固体电解电容器元件，其中所述防护涂层仅覆盖侧表面的一部分。

18.根据权利要求14所述的固体电解电容器元件，其中在电容器元件的前表面还另外涂覆光反射层。

19.根据权利要求14所述的固体电解电容器元件，其中在电容器元件的后表面还另外涂覆应力散失层。

20.根据权利要求14所述的固体电解电容器元件，其中阳极引线从电容器元件的前表面引出。

21.根据权利要求20所述的固体电解电容器元件，其中所述阳极端子激光焊接到阳极引线上。

22.根据权利要求1所述的固体电解电容器元件，其中所述阀金属组合物包括钽、铌或两者的导电氧化物。

23.根据权利要求1所述的固体电解电容器元件，其中所述固体电解质包含一种导电聚合物。

24.根据权利要求23所述的固体电解电容器元件，其中所述导电聚合物是取代聚噻吩。

25.根据权利要求24所述的固体电解电容器元件，其中所述取代聚噻吩是聚（3,4-乙烯基二氧噻吩）。

26.根据权利要求23所述的固体电解电容器元件，其中所述固体电解质是由预聚合的导电聚合物颗粒分散体形成。

27.根据权利要求26所述的固体电解电容器元件，其中所述固体电解质还包括一种反离子。

28.根据权利要求26所述的固体电解电容器元件，其中所述导电聚合物颗粒与介质接触。

29.一种固体电解电容器元件，包括：

包含阀金属组合物的阳极体，其中所述阀金属组合物包括钽、铌或两者的导电氧化物；

覆盖在阳极体上的介质层；

覆盖在介质层上的固体电解质，其中所述固体电解质包括取代聚噻吩；及

包括光反射层和应力散失层的多层防护涂层，其中所述光反射层覆盖在固体电解质上，应力散失层覆盖在光反射层上，其中光反射层包含很多无机氧化物颗粒，应力散失层包括很多金属颗粒。

30.根据权利要求29所述的固体电解电容器元件，其中所述取代聚噻吩是聚（3,4-乙烯基二氧噻吩）。

31.根据权利要求29所述的固体电解电容器元件，其中所述固体电解质是由预聚合的取代聚噻吩颗粒分散体形成。

32.根据权利要求29所述的固体电解电容器元件，其中所述无机氧化物颗粒包括二氧化钛。

33.根据权利要求29所述的固体电解电容器元件，其中所述金属颗粒是银颗粒。