CN102543490B - 用于高压高温应用的固体电解电容器 - Google Patents

用于高压高温应用的固体电解电容器 Download PDF

Info

Publication number
CN102543490B
CN102543490B CN201110311793.5A CN201110311793A CN102543490B CN 102543490 B CN102543490 B CN 102543490B CN 201110311793 A CN201110311793 A CN 201110311793A CN 102543490 B CN102543490 B CN 102543490B
Authority
CN
China
Prior art keywords
anode
capacitor
shell
solid electrolyte
certain embodiments
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201110311793.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102543490A (zh
Inventor
L·维尔克
M·比乐
S·策德尼克
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera AVX Components Co.,Ltd.
Original Assignee
AVX Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by AVX Corp filed Critical AVX Corp
Publication of CN102543490A publication Critical patent/CN102543490A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102543490B publication Critical patent/CN102543490B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/004—Details
    • H01G9/08—Housing; Encapsulation
    • H01G9/10—Sealing, e.g. of lead-in wires
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G2/00—Details of capacitors not covered by a single one of groups H01G4/00-H01G11/00
    • H01G2/14—Protection against electric or thermal overload
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/22—Electrodes
    • H01G11/30—Electrodes characterised by their material
    • H01G11/48—Conductive polymers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/54—Electrolytes
    • H01G11/56—Solid electrolytes, e.g. gels; Additives therein
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G2/00—Details of capacitors not covered by a single one of groups H01G4/00-H01G11/00
    • H01G2/10—Housing; Encapsulation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/0029—Processes of manufacture
    • H01G9/0032—Processes of manufacture formation of the dielectric layer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/004—Details
    • H01G9/022—Electrolytes; Absorbents
    • H01G9/025—Solid electrolytes
    • H01G9/028—Organic semiconducting electrolytes, e.g. TCNQ
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/004—Details
    • H01G9/04—Electrodes or formation of dielectric layers thereon
    • H01G9/042—Electrodes or formation of dielectric layers thereon characterised by the material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/004—Details
    • H01G9/04—Electrodes or formation of dielectric layers thereon
    • H01G9/048—Electrodes or formation of dielectric layers thereon characterised by their structure
    • H01G9/052—Sintered electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/004—Details
    • H01G9/08—Housing; Encapsulation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/15—Solid electrolytic capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/13—Energy storage using capacitors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)

Abstract

本发明公开了一种用于高压高温环境的电容器组件，包括一种固体电解电容器元件，其包含一个阳极体、一层覆盖在阳极上的介质层和一种覆盖在介质层上的固体电解质。固体电解质通常由预成型的导电聚合物颗粒分散体形成。这样电解质通常不含会引起介质降解的高能自由基（如Fe2+或Fe3+），尤其是在电压相对较高时。为了保护固体电解质的高温稳定性，将电容器元件密封封装在含有惰性气体气氛的外壳中。外壳和惰性气体气氛能够限制接触电容器导电聚合物的氧气和水分的含量。这样固体电解质在高温下进行反应的可能性降低，从而提高了电容器组件的热稳定性。除了在高压和高温环境下具有良好的功能外，本发明的电容器组件还具有较高的体积效率。

Description

用于高压高温应用的固体电解电容器
技术领域
本发明涉及一种固体电解电容器，尤其涉及一种用于高压高温应用的固体电解电容器。
背景技术
由于电解电容器（如钽电容器）的体积效率、可靠性和工艺兼容性，它们在电路设计中的应用日益增长。例如，已经开发的一类电容器是固体电解电容器，包括一个阳极（如钽）、在阳极上形成的一层介质氧化膜（如五氧化二钽(Ta2O5)）、一层固体电解质及一个阴极。固体电解质层可由导电聚合物形成，如Sakata等人的美国专利US 5,457,862、US 5,473,503和US 5,729,428及Kudoh等人的美国专利US 5,812,367中对此均有说明。然而，不幸的是，由于其容易从掺杂状态转向非掺杂状态，或从非掺杂状态转向掺杂状态，这种固体电解质在高温时的稳定性较差。因此，目前需要一种在高温环境下性能改进的固体电解电容器。
发明内容
根据本发明的一个实施例，其公开了一种包括一电容器元件的电容器组件，所述电容器元件包括一个由阳极氧化的烧结多孔阳极体形成的阳极和一层覆盖在阳极上的固体电解质。所述固体电解质由导电聚合物颗粒分散体形成。该组件还包括一个限定该电容器元件所处内部空间的外壳，其中所述外壳限定了一个含惰性气体的气体气氛内部空间。阳极端子与阳极体电连接，阴极端子与固体电解质电连接。
根据本发明的另一个实施例，其公开了一种形成电容器组件的方法，包括：采用一种方法形成一个电容器元件，包括：阳极氧化一烧结多孔阳极体，以形成一个阳极，在所述阳极上涂覆导电聚合物颗粒分散体，以形成固体电解质；将所述电容器元件放在外壳的内部空间中；将电容器元件的阳极与阳极端子电连接，电容器元件的固体电解质与阴极端子电连接；将电容器元件密封封装在含有惰性气体气氛的外壳内。
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
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，将结合附图和附图标记在具体实施方式中作进一步描述，在附图中，同一附图标记表示相同或者相似部件。其中：
图1是本发明电容器组件的一个实施例的剖视图；
图2是与本发明一个实施例的电容器电连接的引线框架的透视图；
图3是本发明一个实施例中使用的烧结阳极体的剖视图；及
图4-5是本发明中使用的一种烧结方法实施例的示意图。
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，保护范围在示范性结构中得到体现。
总的来说，本发明涉及一种用于高压高温环境的电容器组件。更具体地说，所述电容器组件包括一包含阳极体、覆盖在阳极上的介质层和覆盖在介质层上的固体电解质的固体电解电容器元件。为了促进所述电容器组件在高压应用中的使用，通常要求固体电解质由预成型的导电聚合物颗粒分散体形成。采用这种方式，电解质通常不含会引起介质降解的高能自由基（如Fe2+或Fe3+离子），尤其是在电压相对较高时（如大约60伏以上）。此外，为了保护固体电解质的高温稳定性，将电容器元件密封封装在含有惰性气体气氛的外壳中。外壳和惰性气体气氛能够限制接触电容器导电聚合物的氧气和水分的含量。通过这种方式，固体电解质在高温下进行反应的可能性降低，从而提高了电容器组件的热稳定性。除了在高压和高温环境下具有良好的功能外，本发明的电容器组件还具有较高的体积效率。
下面将更为详细地说明本发明的各种实施例。
I. 电容器元件
为了帮助实现要求的体积效率，电容器元件的形成方式为：电容器元件占据外壳内部空间大部分体积，例如，占外壳内部空间大约30vol%或以上，在一些实施例中，占大约50vol%或以上，在一些实施例中，占大约60vol%或以上，在一些实施例中，占大约70vol%或以上，在一些实施例中，占大约80vol%-98vol%，在一些实施例中，占大约85vol%-97vol%。如上所述，应用尺寸足够大的能占据外壳大部分内部空间的电容器元件的能力，可以通过优化阳极的尺寸稳定性而得到促进。更具体地说，选择控制制作阳极的材料和方法，使其即使在烧结后仍能保持尺寸稳定。例如，阳极包含由阀金属粉末形成的多孔阳极体。阀金属粉末的比电荷可能有所不同，例如，大约为2,000µF*V/g-80,000mF*V/g，在一些实施例中，大约为5,000µF*V/g-40,000µF*V/g或更高，在一些实施例中，比电荷大约为10,000-20,000mF*V/g。阀金属粉末包含阀金属（即能够氧化的金属）或阀金属基化合物，如钽、铌、铝、铪、钛及它们的合金、氧化物、氮化物等。例如，阀金属组合物可以包含导电的铌的氧化物，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NbO0.7、NbO1.0、NbO1.1和NbO2。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描述，以上专利全文引入本专利中作为参考。
粉末的颗粒可以是片状、角状、节状及它们的混合体或者变体。颗粒的筛分粒度分布至少约为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0.1-10.0 m2/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0.1-5.0 g/cm3，在一些实施例中大约为0.2-4.0 g/cm3，一些实施例中大约为0.5-3.0 g/cm3。
也可在粉末中加入其它组分，以促进阳极体的制造。例如，可以使用粘结剂（binder）和/或润滑剂，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）（通用电气公司）、聚乙烯醇、萘、植物蜡以及微晶蜡（精制石蜡）。粘结剂可以溶解、分散在溶剂中。溶剂实例包括水、醇等。使用时，粘结剂和/或润滑剂的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。压制后，所得阳极体可以切割为任何要求的形状，如正方形、长方形、圆形、椭圆形、三角形、六边形、八边形、七边形、五边形等。阳极体还可以具有“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，最大程度地降低ESR并延长电容的频率响应。然后，阳极体将经历一个加热步骤，脱除其中全部（至少大部分）粘结剂/润滑剂。例如，阳极体一般采用温度大约150℃-500℃的烘箱加热。或者，也可将颗粒与水溶液接触而脱除粘结剂/润滑剂，如Bishop等人的的美国专利US 6,197,252所述。
阳极体一旦形成后，即进行烧结。烧结温度、气氛和时间取决于多种因素，如阳极类型、阳极尺寸等。一般来说，烧结大约在800℃-1900℃的温度下进行，在一些实施例中，大约为1000℃-1500℃，在一些实施例中，大约为1100℃-1400℃；烧结时间大约为5min-100min，在一些实施例中，大约为30min-60min。如果需要的话，烧结可在限制氧原子转移到阳极的气氛中进行。例如，烧结可在还原气氛中进行，如在真空、惰性气体、氢气等气氛中进行。还原气氛的压力大约为10torr-2000torr（1torr相当于1毫米汞柱），在一些实施例中，大约为100torr-1000torr，在一些实施例中，大约为100torr-930torr。也可以使用氢气和其它气体（如氩气或氮气）的混合物。
由于用于形成阳极体的粉末的比电荷，烧结有时会导致大幅收缩。随着阳极体尺寸的增加，这种收缩会导致阳极结构发生大幅弯曲。不限制于理论，人们认为，当阳极体与外部坚硬表面（如烧结盘的表面）物理接触时，弯曲增加。更具体地说，这种坚硬表面会在物理接触处限制阳极体的收缩（有时称为“定位（pinning)”），从而导致物理接触区域的收缩比阳极体其它部分少。这种收缩差别反过来会引起阳极体弯曲，形成弯曲形状（如月牙形）。为了将这种弯曲降至最低，采用阳极体表面不与外表面（如烧结盘的表面）进行物理接触的方式进行烧结。
例如，参照图4-5，图中示出了这种烧结技术的一个实施例，其中一个或多个阳极20通过阳极引线42与横杆200连接。可以采用任何熟悉的方法，如焊接、锻压等将阳极引线42与横杆200连接。采用这种方式，阳极20能够“悬挂”在横杆200上，而不与外表面物理接触。因此，所得到的阳极组件201固定在表面221上，再通过热处理装置或加热炉220（图5）。当阳极20在加热炉220中加热时，它们能够自由收缩，并不受物理限制。还应该理解的是，烧结还可以采用其它各种结构，而并不受此种结构的限制。例如，在另一个实施例中，悬挂的阳极可垂直放到加热炉中，然后，在烧结工艺结束后，将其提出来。
尽管其尺寸相对较大，所得到的阳极仍然保持了尺寸稳定，如果出现弯曲的话，也只是小幅弯曲。尺寸稳定性可采用阳极相对于延伸通过阳极端子的纵向内侧平面的方位进行表征。例如，参考图3，图中画出了阳极20的一个实施例，该阳极20沿纵轴3的方向延伸。阳极20有上端部17和下端部19，在上端部17和下端部19之间延伸的第一边缘部7及与第一边缘部7相对的第二边缘部9。内侧纵向平面13沿与纵轴3平行的方向通过上端部17。 由于其尺寸稳定性，如果说有任何变化的话，阳极20只有内侧平面13和边缘部分7和9之间表面发生了较小的变化。也就是说，间距“a”（内侧平面13和边缘部7之间距离）和间距“b”（内侧平面13和边缘部9之间的距离）之差“W”，亦称为“翘曲”，在阳极20的长度方向通常较小。例如，沿阳极20长度方向，如图3所示阳极的中心，差值 W (或“翘曲”)大约为0.25mm或更低，在一些实施例中，大约为0.20 mm或更低，在一些实施例中，大约为0.15mm或更低，在一些实施例中，大约为 0–0.10mm。
也可采用与曲度成反比的曲率半径来定义阳极20的尺寸稳定性。可以规定代表阳极20一般形状的方向的曲率半径，如与内侧纵向平面13垂直的内侧横向平面14的方向。更具体地说，曲率半径由图3中的“R”表示，可采用下述公式计算：半径 = W/2 + L2/8W，其中W为上文所述“翘曲”，L是长度。在某些实施例中，内侧横向平面14方向的曲率半径大约为25cm或更大，在一些实施例中，大约为50cm或更大，在一些实施例中，大约为100cm或更大。
阳极引线还可与阳极体连接，并从阳极体沿纵向延伸。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进行，如将引线焊接到阳极体上或在阳极体形成期间（如在压制和/或烧结之前）将引线嵌入到阳极体内。
如上所述，阳极还可以涂覆介质。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4-250 V，在一些实施例中，大约为9 -200 V，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。
如上所述，固体电解质覆盖在通常作为电容器阴极的介质上。固体电解质由一层或多层导电聚合物层形成。这些层中的导电聚合物通常是π-共轭的，并在氧化或还原后具有导电性，例如，氧化后电导率至少约为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已为本领域技术人员所熟知。例如，Merker等人的的美国专利US 6,987,663描述了由单体前体形成取代聚噻吩的各种方法，该专利全文引入本专利中作为参考。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等人的的美国专利US 5,111,327和Groenendaal等人的的美国专利US 6,635,729中描述了其它合适的单体，以上专利均全文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，C1-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。
聚合时，所得到的导电聚合物通常为小尺寸的颗粒形式，例如，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熟知的方法测定，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。根据要求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。不过，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，可以采用独立的反离子中和带电的导电聚合物（例如聚噻吩）来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；选择性被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的交联。
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。
采用这种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，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60 V，在一些实施例中是大约等于或大于80 V，在一些实施例中是大约等于或大于100 V，在一些实施例中大约是120-200 V。击穿电压是以3 V的增量增加施加电压，直到漏电流达到1 mA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。当采用多层时，一层或多层可以包括原位聚合形成的导电聚合物。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，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。
该部件任何涂覆一层或多层附加层，如覆盖在固体电解质上的外部涂层。外部涂层可包含至少一种炭质层和至少一种覆盖在炭质层上的金属层。金属层可作为电容器的焊接性导体、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。炭质层可限制金属层和固体电解质之间的接触。这种接触会增加电容器的电阻。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。
还可以在介质层和固体电解质之间采用一层保护层。该保护层可以包括一种相对绝缘的树脂材料（天然树脂或合成树脂）。此类材料的比电阻约大于10 W/cm，在一些实施例中约大于100 W/cm，在一些实施例中约大于1,000 W/cm，在一些实施例中约大于1×105 W/cm，在一些实施例中约大于1×1010 W/cm。本发明中使用的某些树脂类材料包括但不限于聚氨酯、聚苯乙烯、不饱和或饱和脂肪酸的酯（例如甘油酯）等。例如，合适的脂肪酸酯包括但不限于月桂酸酯、肉豆蔻酸酯、棕榈酸酯、硬脂酸酯、桐酸酯、油酸酯、亚油酸酯、亚麻酸酯、紫胶桐酸酯、紫胶酸酯等。人们发现，这些脂肪酸酯在用于相对复杂的组合中形成“干性油”时特别有用，能够使得到的膜迅速聚合形成稳定层。所述干性油可以包括甘油单酯、甘油二酯和/或甘油三酯，其具有甘油骨架，分别带一个、两个和三个被酯化的脂肪酰残基。例如，可以使用的某些合适的干性油包括但不限于橄榄油、亚麻子油、蓖麻油、桐油、豆油和紫胶。这些保护涂层材料和其它保护涂层材料在Fife等人的的专利号为6,674,635的美国专利中有更详细的说明，其全文引入到本专利中作为参考。
虽然并不一定需要，但是，通常要求电容器元件不含固体电解电容器常用的树脂封装剂（如环氧树脂）。除了其他缺点，这种树脂材料会导致电容器组件的体积效率降低。
II. 外壳
本发明的电容器元件被外壳包围并密封封装在外壳内。密封封装一般发生在包含至少一种惰性气体的气体气氛中，以在使用期间抑制固体电解质氧化。惰性气体可以包括，例如，氮气、氦气、氩气、氙气、氖气、氪气、氡气等及它们的混合物。一般来说，惰性气体占外壳内气氛的大部分组成，如约占气氛的50wt%-100wt%，在一些实施例中，约占75wt%-100wt%，在一些实施例中，约占90wt%-99wt%。如果需要的话，还可以采用相对少量的非惰性气体，如二氧化碳、氧气、水蒸汽等。不过，在这种情况下，非惰性气体的含量通常为外壳内气氛的15wt%或更低，在一些实施例中，为10wt%或更低，在一些实施例中，大约为5wt%或更低，在一些实施例中，大约为1wt%或更低，在一些实施例中，大约为0.01wt%-1wt%。例如，水含量（以相对湿度表示）大约为10%或更低，在一些实施例中，大约为5%或更低，在一些实施例中，大约为1%或更低，在一些实施例中，大约为0.01-5%。
可以采用各种不同的材料制造外壳，例如金属、塑料、陶瓷等。在一个实施例中，例如，外壳包括一个或多个金属层，例如钽、铌、铝、镍、铪、钛、铜、银、钢（如不锈钢）及它们的合金（如导电氧化物）、它们的复合物（如涂覆导电氧化物的金属）等。在另一个实施例中，外壳可包括一个或多个陶瓷材料层，如氮化铝、氧化铝、二氧化硅、氧化镁、氧化钙、玻璃等及它们的组合。
该外壳可以是任何需要的形状，如圆柱形、D-形、矩形、三角形、棱形等。参考图1-2，例如，图中画出了电容器组件100的实施例，它包括外壳122和电容器元件120。在这个具体实施例中，外壳122是普通矩形。一般而言，外壳和电容器元件具有相同或类似的形状，这样，电容器元件能够很容易地放进外壳的内部空间内。例如，在图示的实施例中，电容器元件120和外壳122均为普通矩形。
如上所述，本发明的电容器组件具有相对较高的体积效率。为了促进这种高效率，电容器元件通常占据大部分外壳内部空间。例如，电容器元件可能大约占外壳内部空间的30vol%或更多，在一些实施例中，大约占50vol%或更多，在一些实施例中，大约占60vol%或更多，在一些实施例中，大约占70vol%或更多，在一些实施例中，大约占80vol%-98vol%，在一些实施例中，大约占85vol%-97vol%。因此，电容器元件尺寸和外壳限定的内部空间的差别一般相对较小。
例如，参考图1-2，在图1-2中，电容器元件120的长度由边缘部分177和179之间距离定义（不包括阳极引线6的长度）。同样，内部空间126的长度由第一边缘部107的内表面和第二边缘部109的内表面之间的距离限定。一般来说，阳极长度和内部空间长度之比大约为0.40-1.00，在一些实施例中，大约为0.50-0.99，在一些实施例中，大约为0.60-0.99，在一些实施例中，大约为0.70–0.98。例如，电容器元件120的长度大约为5–10mm，内部空间126的长度大约为6–15mm。同样，电容器元件120的高度（在-z方向上）和内部空间126的高度之比大约为0.40-1.00，在一些实施例中，大约为0.50-0.99，在一些实施例中，大约为0.60-0.99，在一些实施例中，大约为0.70–0.98。电容器元件120的宽度（在-x方向上）和内部空间126的宽度之比大约为0.50-1.00，在一些实施例中，大约为0.60-0.99，在一些实施例中，大约为0.70-0.99，在一些实施例中，大约为0.80–0.98，在一些实施例中，大约为0.85-0.95。例如，电容器元件120的宽度大约为2-7mm，内部空间126的宽度大约为3–10mm，及电容器元件120的高度大约为0.5–2mm，内部空间126的宽度大约为0.7–6mm。
一般说来，电容器元件以这样的方式与外壳连接：阳极端子和阴极端子从外面与外壳连接，然后形成一个电路。各端子的具体结构取决于应用目的。在一个实施例中，可采用引线插头（terminal pin)，穿过外壳的相对两端。再参考图1，例如，一个引线插头（未画出）可与阳极引线6连接（如焊接），以使其通过外壳的壳壁124，而另一个引线插头（未画出）与电容器元件120的阴极连接，并穿过壳壁124。
虽然在某些实施例中引线插头结构可能有用，但是，本发明发现，还可以制造电容器组件，使其可以表面贴装，且仍然保持机械牢固性。例如，阳极引线可与外部、可表面贴装的阳极端子和阴极端子（如垫、片、板、框架等）电连接。这种端子可穿过外壳与电容器连接。通常选择的端子的厚度或高度可以最大程度地减少电容器组件的厚度。例如，端子的厚度大约为0.05-1mm，在一些实施例中大约为0.05-0.5mm，大约为0.1-0.2mm。如果需要的话，正如本领域所熟悉的那样，端子表面可电镀镀上镍、银、金、锡等，以确保最后部件可贴装到电路板上。在一个具体的实施例中，端子分别镀上亮镍和亮银，贴装表面还镀上一层锡焊层。在另一个实施例中，在贱金属层（如铜合金）上，端子镀上薄薄的外金属层（如金），进一步提高导电性。
在某些实施例中，在外壳的内部空间中可采用连接构件，以机械稳定的方式促进与端子的连接。例如，参考图1-2，电容器组件100可以包括由第一部分167和第二部分165组成的连接构件162。该连接构件162可采用与外部端子类似的材料制造。第一部分167和第二部分165可以是一体式部件或为直接连接在一起或通过其它导电元件（如金属）连接在一起的的独立部件。在图示的实施例中，第二部分165放置在大致与引线6延伸的纵向方向平行的平面中（如，-y方向）。第一部分167是“直立”的，即其放置在大致与引线6延伸的纵向方向垂直的平面中。采用这种方式，第一部分167可以限制引线6在水平方向的运动，增强使用期间的表面接触和机械稳定性。
第一部分167还有一个与阳极引线6连接的装配区151（参见图2）。装配区151可能为“U-形”，以进一步增强引线6的表面接触和机械稳定性。可采用任何已知的技术，如焊接、激光焊接、导电粘合剂等完成装配区151和引线6的连接。例如，在一个具体实施例中，装配区151通过激光焊接到阳极引线6上。不过，不管选择哪种方法，第一部分167都可以保持阳级引线6大致水平对齐，以进一步增强电容器组件100的尺寸稳定性。
参考图1，图中示出的是本发明的一个实施例，其中连接构件162与电容器元件120分别通过阳极端子127和阴极端子129与外壳122连接。更具体地说，外壳122包括一个下壁122和两个相对的侧壁124，两个侧壁之间是空腔126，空腔中容纳电容器元件120。如上文所述，下壁122和两侧壁124可采用一层或多层金属、塑料或陶瓷材料制造。在一个具体实施例中，阳极端子127包括位于外壳122内且与连接构件162连接的第一部分127a及位于外壳122外的第二部分127b，并设有一个安装表面201。同样，阴极端子129包括一个位于外壳122内且与电容器元件120的固体电解质电连接的第一部分129a和位于外壳122外的第二部分129b，并设有一个安装表面203。应该理解的是，上述部分不必整体位于外壳内部或外面。
可以采用任何已知的方法，如焊接、激光焊接、导电粘合剂等，连接端子127和端子129。在一个具体实施例中，例如，采用导电粘合剂131将连接构件162的第二部分165与阳极端子127连接。同样，采用导电粘合剂133将电容器元件120的阴极与阴极端子129连接。导电粘合剂可由包含树脂组合物的导电金属颗粒形成。金属颗粒可以是银、铜、金、铂、镍、锌、铋等。树脂组合物包括热固性树脂（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，其全文引入本专利中作为参考。
当然，还可以使用其它技术连接各端子。在一个替换实施例中，例如，端子可通过穿过外壳的导电迹线与外壳连接。可以采用任何导电材料来制造这些迹线，如导电金属（如铜、镍、银、锌、锡、钯、铅、铝、钼、钛、铁、锆、钨、镁及其各自的合金）。尤其适合的导电金属包括，例如，铜、铜合金（例如铜-锆、铜-镁、铜-锌或铜-铁）、镍及镍合金（如镍-铁）。迹线可采用任何已知的技术制造，如采用印刷或涂覆一层包含该金属的油墨到外壳表面上。在Irie等人的美国专利US 5,314,606、Ushio等人的美国专利US 7,304,832以及Zhuang的美国专利申请2005/0167789和Brailey的美国专利申请2007/0138606中，更详细地说明了在外壳中设置迹线的各种方法，以上专利均全文引入本专利中作为参考。
不管各端子的连接方式如何，如上所述，最终的封装是密封的。参考图1，例如，外壳122还可以包括一盖子125。在电容器元件120在外壳122中放好后，盖子盖在侧壁124的上表面上。盖子125可采用陶瓷、金属（如铁、铜、镍、钴等及它们的合金）、塑料等制造。例如，在一个实施例中，盖子包含Kovar®合金（Carpenter Technology Corporation）制造，即镍-钴铁合金。外壳122的尺寸通常是：盖子125不接触电容器元件120的任何表面，从而不对它造成污染。当采用已知的方法，如焊接（如电阻焊、激光焊等）、锡焊等方法将盖子125放置在要求位置时，盖子125完全密封侧壁124。如上所述，密封通常在惰性气体存在的条件下进行，以使得到的组件大体上不含反应性气体，如氧气或水蒸气。
虽然不需要，在外壳122中还可以使用其它层和/或材料。例如，在下壁122、各侧壁124和/或盖子125上可采用一个或多个阻隔件（未示出），以防止在组件密封期间对电容器元件120造成损害。可采用本领域已知的任何材料制造阻隔件，如采用能够避免激光束被反射的抗反射材料。这种材料实例包括聚合物，如环氧树脂、聚酰胺、聚烯烃（如聚乙烯或聚丙烯），选择性的含有填料颗粒（如炭黑）。
采用本发明，电容器组件即使暴露在高温环境时，仍然具有优异的电气性能。例如，在工作频率100Hz时测定，电容器组件的等效串联电阻（“ESR”）大约低于50欧姆，在一些实施例中，约低于25欧姆，在一些实施例中，约为0.01–10欧姆，在一些实施例中，约为0.05–5欧姆。此外，漏电流通常指的是从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，在一些实施例中约低于1 μA/μF*V，在一些实施例中，约低于0.5 μA/μF*V，在一些实施例中，约低于0.1 mA/mF*V，其中μA是微安，uF*V是电容和额定电压的乘积。甚至在较长时间的高温老化后，以上ESR和常规漏电流仍然能够保持。例如，在温度大约100℃-250℃，在一些实施例中，在大约100℃-225℃时，在一些实施例中，在大约100℃–225℃（如100℃、125℃、150℃、175℃或200℃）时，这些数值可保持大约100小时或以上，在一些实施例中，可保持300小时-3000小时，一些实施例中，可保持400小时–2500小时（如500小时、600小时、700小时、800小时、900小时、1000小时、1100小时、1200小时或2000小时）。
电容器还具有较高的能量密度，使其适合高脉冲应用。能量密度通常按照公式E=1/2*CV2确定，其中C是以法拉（F）表示的电容，V是以伏特（V）表示的电容器工作电压。例如，电容可以采用电容计（如Keithley 3330精密LCZ测试仪，Kelvin引线，2伏特偏压和1伏特信号）在工作频率120 Hz和温度25℃时测定。例如，电容器的能量密度大约为2.0焦耳/立方厘米（J/cm3）或更高，在一些实施例中大约为3.0 J/cm3，在一些实施例中大约为4.0 J/cm3-10.0 J/cm3，在一些实施例中，大约为4.5-8.0 J/cm3。同样，电容大约为1毫法/平方厘米（“mF/cm2”）或更高，在一些实施例中，约为2mF/cm2或更高，在一些实施例中，约为5-50 mF/cm2，在一些实施例中，约为8-20 mF/cm2。
通过下述实施例可以更好地理解本发明。
测试程序
漏电流：
漏电流（“DCL”）采用泄漏试验仪在温度25℃、达到额定电压至少20秒后测定。
电容
电容采用带Kelvin引线的Keithley 3330精密LCZ测试仪，在2.2伏直流偏压、0.5伏峰-峰正弦信号下进行测定。工作频率为120 kHz，温度为23℃ + 2℃。
等效串联电阻（ESR）
等效串联电阻可以采用带Kelvin引线的Keithley 3330精密LCZ测试仪，在2.2伏直流偏压、0.5伏峰-峰正弦信号下进行测定。工作频率为100 kHz，温度为23℃ + 2℃。
实例 1
在液体电解质中，将规格为5.2mm(长度)×3.7mm(宽度)×0.85mm（高度）的钽阳极在120V进行阳极氧化至10mF。然后，将阳极浸到固含量为1.1%的分散聚（3,4-乙烯基二氧噻吩）（Clevios™ K, H.C. Starck）中，形成一层导电聚合物涂层。涂层涂覆好后，将部件在125℃干燥20分钟。重复此过程6次。然后，将此部件浸入到固含量2%的分散的聚（3,4-乙烯基二氧噻吩）中，并在125℃干燥20分钟。再一次，重复此过程6次。再形成外部碳涂层和银涂层，完成阳极的制造过程。
采用标准铜引线框架来完成组装过程。采用银粘合剂将引线框架的一部分与电容器元件的下表面连接。然后，将电容器元件的钽线激光焊接到引线框架的另一部分。
陶瓷外壳由Kyocera America, Inc. of San Diego, California提供，商品名为“Cap Pak”。外壳内部长9.0mm、宽4.0mm、高1.5mm，陶瓷外壳内部的底部有镀金焊盘。首先，将引线框架粘接到容器内部金阳极端子上，然后，将电容器的阴极部分粘接到金阴极端子上。各端子上使用的粘合剂是端子采用的粘合剂是载银环氧粘合剂。然后，将所得到的组件在温度预设为150℃的对流加热炉内加热60分钟，以使粘合剂固化。固化后，在容器顶部盖上一个长9.95mm、宽4.95mm、厚0.10mm的Kovar®金属盖子，盖子密封在陶瓷外壳的密封环（Kovar®环的厚度为0.30mm）上，这样，盖子内表面和所连接电容器的外表面之间不存在直接接触。将所得到的组件放进焊接室内，在密封环和盖子进行缝焊之前，用氮气吹扫120分钟。在缝焊后，不再进行烧焊或愈合。
实例 2
将规格为1.8mm×2.4mm×1.2mm的钽阳极在16V条件下在液体电解质中阳极氧化到150 mF。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，在介质表面形成一薄层聚（3,4-乙烯基二氧噻吩）。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，并按照实例1所述的相同方式装到陶瓷外壳中。
为了测试使用寿命，将实例1和实例2的部件放进温度为125℃（施加等于额定电压的电压）和200℃（施加等于额定电压50%的电压）的烘箱中。还将部件放进温度215℃和230℃的烘箱中（不施加电压）。每个测试进行500小时后，在室温（23℃ + 2℃）测定部件的漏电流（DCL）、等效串联电阻（ESR）和电容，以确认部件是否出现任何降解。结果如表1和表2所示。
如以上两表所示，尤其是表2所示，在寿命测试后，采用PEDT颗粒分散体（实例1）制造的样品的ESR和漏电流明显低于顺序涂覆PEDT形成的样品。
上文对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，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，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (23)

1.一种电容器组件，包括：
一电容器元件，包括一由烧结多孔钽阳极体形成的阳极和一介质层，其中，一固体电解质覆盖在所述阳极上，其中所述固体电解质包括一层与所述介质层直接接触的由聚(3,4-乙烯基二氧噻吩)颗粒和聚合反离子形成的层，其中，该层基本上不包含通过原位聚合形成的聚(3,4-乙烯基二氧噻吩)；
一外壳，所述外壳限定了该电容器元件所处的且密封在内的内部空间，其中所述外壳包括相对的第一和第二侧壁以及一下壁，其中，所述侧壁包括一金属，其中，所述内部空间具有包含惰性气体的气体气氛，其中，所述惰性气体包括氮气、氦气、氩气、氙气、氖气、氪气、氡气或它们的组合，所述惰性气体占气体气氛的含量为50wt％-100wt％；
一与阳极体电连接的阳极端子；及
一与固体电解质电连接的阴极端子，其中所述电容器组件的击穿电压为等于或大于60伏特。
2.根据权利要求1所述的电容器组件，其中所述反离子包括聚苯乙烯磺酸。
3.根据权利要求1所述的电容器组件，其中所述固体电解质还包括粘结剂。
4.根据权利要求1所述的电容器组件，其中所述烧结多孔阳极体具有尺寸稳定性。
5.根据权利要求1所述的电容器组件，其中所述电容器元件占据内部空间的30vol％或更多。
6.根据权利要求1所述的电容器组件，其中阳极长度和内部空间长度之比为0.40-1.00。
7.根据权利要求1所述的电容器组件，其中阳极高度和内部空间高度之比为0.40-1.00。
8.根据权利要求1所述的电容器组件，其中阳极宽度和内部空间宽度之比为0.80-0.99。
9.根据权利要求1所述的电容器组件，其中所述外壳和阳极大致为矩形。
10.根据权利要求1所述的电容器组件，其中所述气体气氛包含额外的气体，该气体为氧气，其中，氧气占所述气体气氛的含量低于1wt％。
11.根据权利要求1所述的电容器组件，其中所述阳极端子和阴极端子是可以表面贴装的。
12.根据权利要求1所述的电容器组件，进一步包括一引线，其沿阳极多孔体纵向方向延伸，其中该引线位于外壳的内部空间。
13.根据权利要求12所述的电容器组件，进一步包括一连接构件，所述连接构件包括与阳极引线纵向方向大致垂直并与阳极引线连接的第一部分。
14.根据权利要求13所述的电容器组件，其中所述连接构件还包括与阳极引线延伸的纵向方向大致平行的第二部分。
15.根据权利要求14所述的电容器组件，其中所述第二部分位于外壳内部。
16.根据权利要求1所述的电容器组件，其中阳极端子的第一部分位于外壳内部，阳极端子的第二部分位于外壳的外部。
17.根据权利要求1所述的电容器组件，其中阴极端子的第一部分位于外壳内部，阴极端子的第二部分位于外壳的外部。
18.根据权利要求1所述的电容器组件，其中所述外壳包括焊接或软焊到相对的各侧壁的盖子。
19.根据权利要求1所述的电容器组件，其中所述电容器组件的击穿电压等于或大于100伏特。
20.根据权利要求1所述的电容器组件，其中所述电容器元件不含树脂封装剂。
21.一种制造电容器组件的方法，所述方法包括：
采用一种方法制造一电容器元件，所述方法包括：阳极氧化一烧结的多孔钽阳极体，形成一阳极，并在所述阳极上涂覆一介质层，以及在阳极上涂覆一种导电聚合物颗粒的分散体，形成固体电解质覆盖所述阳极，其中，所述分散体由聚(3,4-乙烯基二氧噻吩)颗粒和聚合反离子形成，其中，所述固体电解质包括一层与所述介质层直接接触的层，其中，该层基本上不包含通过原位聚合形成的聚(3,4-乙烯基二氧噻吩)；
将电容器元件放在一外壳的内部空间中，其中所述外壳包括相对的第一和第二侧壁以及一下壁，其中所述侧壁包括一金属；
将电容器元件的阳极与阳极端子电连接，将电容器元件的固体电解质与阴极端子电连接；及将电容器元件密封封装在包含惰性气体的气体气氛的外壳中，其中，所述惰性气体包括氮气、氦气、氩气、氙气、氖气、氪气、氡气或它们的组合，所述惰性气体占气体气氛的含量为50wt％-100wt％，并且所述电容器组件的击穿电压为等于或大于60伏特。
22.根据权利要求21所述的方法，其中所述阳极浸入分散体中。
23.根据权利要求21所述的方法，其中所述导电聚合物颗粒占分散体的0.1-10wt％。
CN201110311793.5A 2010-11-01 2011-10-15 用于高压高温应用的固体电解电容器 Active CN102543490B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/916,802 2010-11-01
US12/916,802 US8824122B2 (en) 2010-11-01 2010-11-01 Solid electrolytic capacitor for use in high voltage and high temperature applications

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102543490A CN102543490A (zh) 2012-07-04
CN102543490B true CN102543490B (zh) 2016-03-09

Family

ID=44937657

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201110311793.5A Active CN102543490B (zh) 2010-11-01 2011-10-15 用于高压高温应用的固体电解电容器

Country Status (7)

Country Link
US (2) US8824122B2 (zh)
JP (1) JP6054601B2 (zh)
KR (1) KR101929250B1 (zh)
CN (1) CN102543490B (zh)
DE (1) DE102011117192A1 (zh)
GB (1) GB2485022B (zh)
HK (1) HK1169511A1 (zh)

Families Citing this family (49)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2335419A1 (en) 2000-03-03 2001-09-03 Robert C. Kull Railway locomotive brake controller
US9362056B2 (en) 2009-05-21 2016-06-07 Kemet Electronics Corporation Solid electrolytic capacitor with high temperature leakage stability
US8194395B2 (en) 2009-10-08 2012-06-05 Avx Corporation Hermetically sealed capacitor assembly
JP5861049B2 (ja) * 2010-04-22 2016-02-16 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 固体電解コンデンサおよび固体電解コンデンサの製造方法
US9767964B2 (en) 2011-04-07 2017-09-19 Avx Corporation Multi-anode solid electrolytic capacitor assembly
US8947857B2 (en) 2011-04-07 2015-02-03 Avx Corporation Manganese oxide capacitor for use in extreme environments
DE102013101443A1 (de) 2012-03-01 2013-09-05 Avx Corporation Ultrahigh voltage solid electrolytic capacitor
JP2013219362A (ja) 2012-04-11 2013-10-24 Avx Corp 過酷な条件下で強化された機械的安定性を有する固体電解コンデンサ
US9548163B2 (en) * 2012-07-19 2017-01-17 Avx Corporation Solid electrolytic capacitor with improved performance at high voltages
DE102013213723A1 (de) * 2012-07-19 2014-01-23 Avx Corporation Festelektrolytkondensator mit erhöhter Feucht-zu-Trocken-Kapazität
DE102013213728A1 (de) * 2012-07-19 2014-01-23 Avx Corporation Nichtionisches Tensid zur Verwendung in einem festen Elektrolyten eines Elektrolytkondensators
DE102013213720A1 (de) * 2012-07-19 2014-01-23 Avx Corporation Temperaturstabiler Festelektrolytkondensator
JP5933397B2 (ja) 2012-08-30 2016-06-08 エイヴィーエックス コーポレイション 固体電解コンデンサの製造方法および固体電解コンデンサ
GB2512480B (en) 2013-03-13 2018-05-30 Avx Corp Solid electrolytic capacitor for use in extreme conditions
CN105026078B (zh) * 2013-03-13 2017-10-24 凯米特电子公司 低能量研磨以制备片状粉末
US9892862B2 (en) 2013-05-13 2018-02-13 Avx Corporation Solid electrolytic capacitor containing a pre-coat layer
GB2517019B (en) 2013-05-13 2018-08-29 Avx Corp Solid electrolytic capacitor containing conductive polymer particles
US9472350B2 (en) 2013-05-13 2016-10-18 Avx Corporation Solid electrolytic capacitor containing a multi-layered adhesion coating
JP6058476B2 (ja) * 2013-06-13 2017-01-11 デクセリアルズ株式会社 保護素子、及び保護素子が実装された実装体
US10403444B2 (en) * 2013-09-16 2019-09-03 Avx Corporation Wet electrolytic capacitor containing a composite coating
US9236193B2 (en) 2013-10-02 2016-01-12 Avx Corporation Solid electrolytic capacitor for use under high temperature and humidity conditions
US9589733B2 (en) 2013-12-17 2017-03-07 Avx Corporation Stable solid electrolytic capacitor containing a nanocomposite
CN103943381B (zh) * 2014-04-29 2017-05-10 深圳大学 镍基超级电容电极材料及其制备方法、超级电容
KR102127816B1 (ko) * 2014-04-30 2020-06-29 삼성전기주식회사 탄탈륨 캐패시터 및 그 제조 방법
WO2016021131A1 (ja) * 2014-08-06 2016-02-11 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電解コンデンサの製造方法
CN104465097B (zh) * 2014-11-19 2017-11-07 贵州中航聚电科技有限公司 一种耐高温高可靠性电解电容器的制备方法
US10014108B2 (en) 2015-03-13 2018-07-03 Avx Corporation Low profile multi-anode assembly
US9754730B2 (en) 2015-03-13 2017-09-05 Avx Corporation Low profile multi-anode assembly in cylindrical housing
US10297393B2 (en) 2015-03-13 2019-05-21 Avx Corporation Ultrahigh voltage capacitor assembly
US9928963B2 (en) 2015-03-13 2018-03-27 Avx Corporation Thermally conductive encapsulant material for a capacitor assembly
US9972444B2 (en) 2015-05-29 2018-05-15 Avx Corporation Solid electrolytic capacitor element for use in dry conditions
US9767963B2 (en) 2015-05-29 2017-09-19 Avx Corporation Solid electrolytic capacitor with an ultrahigh capacitance
US9672989B2 (en) 2015-05-29 2017-06-06 Avx Corporation Solid electrolytic capacitor assembly for use in a humid atmosphere
US9991055B2 (en) 2015-05-29 2018-06-05 Avx Corporation Solid electrolytic capacitor assembly for use at high temperatures
WO2017048701A1 (en) * 2015-09-17 2017-03-23 Kemet Electronic Corporation Methods to reduce case height for capacitors
WO2017106700A1 (en) * 2015-12-18 2017-06-22 Kemet Electronics Corporation Capacitor and method of manufacture utilizing membrane for encapsulant thickness control
US10186382B2 (en) * 2016-01-18 2019-01-22 Avx Corporation Solid electrolytic capacitor with improved leakage current
CN105761938B (zh) * 2016-02-25 2019-02-15 深圳新宙邦科技股份有限公司 一种铝电解质电容器及其制备方法
CN105761937B (zh) * 2016-02-25 2019-02-15 深圳新宙邦科技股份有限公司 一种铝电解质电容器及其制备方法
US10431389B2 (en) 2016-11-14 2019-10-01 Avx Corporation Solid electrolytic capacitor for high voltage environments
US10737101B2 (en) * 2016-11-14 2020-08-11 Avx Corporation Medical device containing a solid electrolytic capacitor
US10983011B2 (en) * 2017-05-08 2021-04-20 Avx Corporation Lifetime determining technique for a solid electrolytic capacitor and system for the same
WO2019005535A1 (en) 2017-06-29 2019-01-03 Avx Corporation MODULE CONTAINING HERMETICALLY SEALED CAPACITORS
US11081288B1 (en) 2018-08-10 2021-08-03 Avx Corporation Solid electrolytic capacitor having a reduced anomalous charging characteristic
US11380492B1 (en) 2018-12-11 2022-07-05 KYOCERA AVX Components Corporation Solid electrolytic capacitor
US11393637B2 (en) * 2019-06-03 2022-07-19 Kemet Electronics Corporation High temperature polymer hermetically sealed capacitors
US11756742B1 (en) 2019-12-10 2023-09-12 KYOCERA AVX Components Corporation Tantalum capacitor with improved leakage current stability at high temperatures
US11763998B1 (en) 2020-06-03 2023-09-19 KYOCERA AVX Components Corporation Solid electrolytic capacitor
JP2023548305A (ja) * 2020-10-27 2023-11-16 キョーセラ・エイブイエックス・コンポーネンツ・コーポレーション ベントを有する樹脂層を含む表面実装型ウルトラキャパシタデバイス

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6052273A (en) * 1997-04-15 2000-04-18 Sanyo Electric Co., Ltd. Solid electrolyte capacitor
US6987663B2 (en) * 2003-10-17 2006-01-17 H.C. Starck Gmbh Electrolytic capacitors with a polymeric outer layer

Family Cites Families (113)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3345545A (en) 1964-11-27 1967-10-03 Johnson Matthey & Mallory Ltd Solid electrolytic capacitor having minimum anode impedance
GB1069685A (en) 1965-08-31 1967-05-24 Mallory & Co Inc P R Atmosphere control within the hermetic enclosure of electrolytic-capacitor assemblies
US3440495A (en) 1966-11-07 1969-04-22 Mallory & Co Inc P R Hermetically sealed electrolytic capacitor
US3611055A (en) 1970-04-24 1971-10-05 Sprague Electric Co Solid electrolyte capacitor
US4085435A (en) 1976-06-14 1978-04-18 Avx Corporation Tantalum chip capacitor
US3922773A (en) 1974-07-17 1975-12-02 Corning Glass Works Method of forming a hermetic enclosure
JPS5923409Y2 (ja) * 1978-11-14 1984-07-12 日本電気ホームエレクトロニクス株式会社 固体電解コンデンサ
JPS59177933U (ja) * 1983-05-17 1984-11-28 日本電気株式会社 チツプ固体電解コンデンサ
US4479168A (en) 1983-12-19 1984-10-23 Sprague Electric Company Electrolytic capacitor with a hermetic seal
US4508563A (en) 1984-03-19 1985-04-02 Sprague Electric Company Reducing the oxygen content of tantalum
US4755908A (en) 1987-08-17 1988-07-05 Gardner Edward P Capacitor
DE3843412A1 (de) 1988-04-22 1990-06-28 Bayer Ag Neue polythiophene, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung
DE3814730A1 (de) 1988-04-30 1989-11-09 Bayer Ag Feststoff-elektrolyte und diese enthaltende elektrolyt-kondensatoren
JPH0254223U (zh) * 1988-10-13 1990-04-19
JPH03127813A (ja) 1989-10-13 1991-05-30 Kao Corp 固体電解コンデンサの製造方法
US4945452A (en) 1989-11-30 1990-07-31 Avx Corporation Tantalum capacitor and method of making same
DE59010247D1 (de) 1990-02-08 1996-05-02 Bayer Ag Neue Polythiophen-Dispersionen, ihre Herstellung und ihre Verwendung
US5111327A (en) 1991-03-04 1992-05-05 General Electric Company Substituted 3,4-polymethylenedioxythiophenes, and polymers and electro responsive devices made therefrom
US5198968A (en) 1992-07-23 1993-03-30 Avx Corporation Compact surface mount solid state capacitor and method of making same
US5357399A (en) 1992-09-25 1994-10-18 Avx Corporation Mass production method for the manufacture of surface mount solid state capacitor and resulting capacitor
US5314606A (en) 1993-02-16 1994-05-24 Kyocera America, Inc. Leadless ceramic package with improved solderabilty
US5394295A (en) 1993-05-28 1995-02-28 Avx Corporation Manufacturing method for solid state capacitor and resulting capacitor
JP2765462B2 (ja) 1993-07-27 1998-06-18 日本電気株式会社 固体電解コンデンサおよびその製造方法
US5495386A (en) 1993-08-03 1996-02-27 Avx Corporation Electrical components, such as capacitors, and methods for their manufacture
JPH07135126A (ja) 1993-11-10 1995-05-23 Nec Corp 固体電解コンデンサ及びその製造方法
JP3070408B2 (ja) 1993-12-28 2000-07-31 日本電気株式会社 固体電解コンデンサおよびその製造方法
US5638253A (en) 1994-04-28 1997-06-10 Rohm Co. Ltd. Package-type solid electrolytic capacitor
JP3479570B2 (ja) * 1994-04-28 2003-12-15 ローム株式会社 パッケージ型固体電解コンデンサの構造
JP2770746B2 (ja) 1994-09-02 1998-07-02 日本電気株式会社 固体電解コンデンサ及びその製造方法
JP2778495B2 (ja) 1994-12-28 1998-07-23 日本電気株式会社 耐熱性導電性高分子並びにその導電性高分子を用いた固体電解コンデンサ及びその製造方法
US5608261A (en) 1994-12-28 1997-03-04 Intel Corporation High performance and high capacitance package with improved thermal dissipation
JP3068430B2 (ja) 1995-04-25 2000-07-24 富山日本電気株式会社 固体電解コンデンサ及びその製造方法
JP3127813B2 (ja) 1995-12-05 2001-01-29 ヤマハ株式会社 オーディオ用アンプの保護回路
US5812367A (en) 1996-04-04 1998-09-22 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Solid electrolytic capacitors comprising a conductive layer made of a polymer of pyrrole or its derivative
JP3863232B2 (ja) 1996-09-27 2006-12-27 ローム株式会社 固体電解コンデンサに使用するコンデンサ素子の構造及びコンデンサ素子におけるチップ体の固め成形方法
GB9700566D0 (en) 1997-01-13 1997-03-05 Avx Ltd Binder removal
JPH113840A (ja) * 1997-04-15 1999-01-06 Sanyo Electric Co Ltd 固体電解コンデンサ
JPH11112157A (ja) 1997-09-30 1999-04-23 Kyocera Corp 電子部品用ケースとこれを用いた電子部品及び電解コンデンサ
JP2000049049A (ja) * 1998-07-31 2000-02-18 Elna Co Ltd チップ型固体電解コンデンサおよびその製造方法と同コンデンサに用いられるリードフレーム
US6322912B1 (en) 1998-09-16 2001-11-27 Cabot Corporation Electrolytic capacitor anode of valve metal oxide
US6391275B1 (en) 1998-09-16 2002-05-21 Cabot Corporation Methods to partially reduce a niobium metal oxide and oxygen reduced niobium oxides
US6416730B1 (en) 1998-09-16 2002-07-09 Cabot Corporation Methods to partially reduce a niobium metal oxide oxygen reduced niobium oxides
US6191936B1 (en) 1999-04-12 2001-02-20 Vishay Sprague, Inc. Capacitor having textured pellet and method for making same
JP2001170355A (ja) 1999-12-14 2001-06-26 Kceo Inc ビデオゲーム装置、ゲーム画像の表示制御方法及び可読記録媒体
JP2000357638A (ja) * 2000-01-01 2000-12-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd 安全機構付き電解コンデンサ
DE10004725A1 (de) 2000-02-03 2001-08-09 Bayer Ag Verfahren zur Herstellung von wasserlöslichen pi-konjugierten Polymeren
JP3959220B2 (ja) 2000-02-04 2007-08-15 株式会社エスアイアイ・マイクロパーツ 表面実装用非水電解電池および表面実装用電気二重層キャパシタ
US6576099B2 (en) 2000-03-23 2003-06-10 Cabot Corporation Oxygen reduced niobium oxides
DE10016723A1 (de) 2000-04-04 2001-10-11 Bayer Ag Verfahren zur Herstellung von Dialkoxythiophenen und Alkylendioxythiophenen
DE10029075A1 (de) 2000-06-13 2001-12-20 Bayer Ag Verfahren zur Herstellung von 3,4-Alkylendioxythiophen-2,5-dicarbonsäurederivaten
RU2249272C2 (ru) 2000-11-06 2005-03-27 Кабот Корпорейшн Способ формирования анода, прессованный анод, способ формирования агломерированного продукта
US7118690B2 (en) 2000-11-22 2006-10-10 H. C. Starck Gmbh Dispersible polymer powders
US6447570B1 (en) 2000-11-30 2002-09-10 Vishay Sprague, Inc. Sintered Tantalum and Niobium capacitor pellets doped with Nitrogen, and method of making the same
US6674635B1 (en) 2001-06-11 2004-01-06 Avx Corporation Protective coating for electrolytic capacitors
JP2003109876A (ja) * 2001-09-28 2003-04-11 Tdk Corp 高分子固体電解コンデンサとその製造方法
DE10164260A1 (de) 2001-12-27 2003-07-17 Bayer Ag Verfahren zur Herstellung von undotiertem, neutralem Polyethylendioxythiophen, sowie entsprechende Polyethylendioxythiophene
DE10229218A1 (de) 2002-06-28 2004-01-22 H.C. Starck Gmbh Alkylendioxythiophen-Dimere und Trimere
DE10237577A1 (de) 2002-08-16 2004-02-26 H.C. Starck Gmbh Substituierte Poly(alkylendioxythiophene) als Feststoffelektrolyte in Elektrolytkondensatoren
DE10257539A1 (de) 2002-12-10 2004-07-01 H.C. Starck Gmbh Verfahren zur Herstellung von 2,2'-Di(3,4-ethylendioxythiophen)en
DE10302086A1 (de) 2003-01-21 2004-07-29 Bayer Ag Alkylendioxythiophene und Poly(alkylendioxythiophene) mit mesogenen Gruppen
US7365962B2 (en) * 2003-03-19 2008-04-29 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Capacitor and method of connecting the same
US7972534B2 (en) 2003-04-02 2011-07-05 H. C. Starck Gmbh Retarding oxidants for preparing conductive polymers
JP2005039168A (ja) * 2003-06-27 2005-02-10 Kyocera Corp セラミック容器およびそれを用いたタンタル電解コンデンサ
DE10331673A1 (de) 2003-07-14 2005-02-10 H.C. Starck Gmbh Polythiophen mit Alkylenoxythiathiophen-Einheiten in Elektrolytkondensatoren
EP1498391B1 (de) 2003-07-15 2010-05-05 H.C. Starck GmbH Niobsuboxidpulver
DE10333156A1 (de) 2003-07-22 2005-02-24 H.C. Starck Gmbh Verfahren zur Herstellung von Niobsuboxid
DE10343873A1 (de) 2003-09-23 2005-04-21 Starck H C Gmbh Verfahren zur Reinigung von Thiophenen
DE10347702B4 (de) 2003-10-14 2007-03-29 H.C. Starck Gmbh Sinterkörper auf Basis Niobsuboxid
DE10357571A1 (de) 2003-12-10 2005-07-28 H.C. Starck Gmbh Multifunktionelle 3,4-Alkylendioxythiophen-Derivate und diese enthaltende elektrisch leitfähige Polymere
US7948069B2 (en) 2004-01-28 2011-05-24 International Rectifier Corporation Surface mountable hermetically sealed package
JP2005217129A (ja) 2004-01-29 2005-08-11 Kyocera Corp セラミック容器およびそれを用いたタンタル電解コンデンサ
US7116548B2 (en) 2004-04-23 2006-10-03 Kemet Electronics Corporation Fluted anode with minimal density gradients and capacitor comprising same
DE102004022110A1 (de) 2004-05-05 2005-12-01 H.C. Starck Gmbh Verfahren zur Herstellung von Elektrolytkondensatoren
JP2006028214A (ja) 2004-07-12 2006-02-02 Nagase Chemtex Corp ポリ（３，４−ジアルコキシチオフェン）とポリ陰イオンとの複合体の水分散体の製造方法
JP4550519B2 (ja) 2004-08-10 2010-09-22 セイコーインスツル株式会社 電気化学セルおよびその製造方法
CN1737072B (zh) 2004-08-18 2011-06-08 播磨化成株式会社 导电粘合剂及使用该导电粘合剂制造物件的方法
JP4903421B2 (ja) 2005-02-23 2012-03-28 京セラ株式会社 セラミック容器およびこれを用いた電池または電気二重層キャパシタ
JP2006278875A (ja) 2005-03-30 2006-10-12 Sanyo Electric Co Ltd 固体電解コンデンサ
DE102005016727A1 (de) 2005-04-11 2006-10-26 H.C. Starck Gmbh Elektrolytkondensatoren mit polymerer Außenschicht und Verfahren zu ihrer Herstellung
US20060260713A1 (en) 2005-04-22 2006-11-23 Pyszczek Michael F Method and apparatus for providing a sealed container containing a detectable gas
PT1890967E (pt) * 2005-06-03 2009-05-05 Starck H C Gmbh Condensador
DE102005033839A1 (de) 2005-07-20 2007-01-25 H.C. Starck Gmbh Elektrolytkondensatoren mit polymerer Außenschicht und Verfahren zur ihrer Herstellung
DE102005043828A1 (de) 2005-09-13 2007-03-22 H.C. Starck Gmbh Verfahren zur Herstellung von Elektrolytkondensatoren
DE102005043829A1 (de) * 2005-09-13 2007-04-05 H.C. Starck Gmbh Verfahren zur Herstellung von Elektrolytkondensatoren mit hoher Nennspannung
DE102005053646A1 (de) 2005-11-10 2007-05-16 Starck H C Gmbh Co Kg Polymerbeschichtungen mit verbesserter Lösungsmittelbeständigkeit
JP5719096B2 (ja) 2005-11-17 2015-05-13 ナガセケムテックス株式会社 ポリ（３，４−ジアルコキシチオフェン）とポリ陰イオンとの複合体の水分散体の製造方法
US7582958B2 (en) 2005-12-08 2009-09-01 International Rectifier Corporation Semiconductor package
DE102006002797A1 (de) 2006-01-20 2007-08-02 H. C. Starck Gmbh & Co. Kg Verfahren zur Herstellung von Polythiophenen
JP2007200950A (ja) 2006-01-23 2007-08-09 Fujitsu Media Device Kk 積層型固体電解コンデンサ
JP5013772B2 (ja) 2006-01-31 2012-08-29 三洋電機株式会社 電気二重層キャパシタ
DE102006020744A1 (de) 2006-05-04 2007-11-08 H. C. Starck Gmbh & Co. Kg Verfahren zur Stabilisierung von Thiophenderivaten
JP2009536266A (ja) 2006-05-05 2009-10-08 キャボット コーポレイション タンタル粉末およびその製造方法
US7563290B2 (en) 2006-07-06 2009-07-21 Kemet Electronics Corporation High voltage solid electrolytic capacitors using conductive polymer slurries
GB0613491D0 (en) 2006-07-06 2006-08-16 Avx Ltd Binder removal particulate bodies
DE102006044067A1 (de) 2006-09-20 2008-03-27 H.C. Starck Gmbh Verfahren zur Herstellung von Polythiophenen
JP4440911B2 (ja) 2006-10-13 2010-03-24 ニチコン株式会社 固体電解コンデンサ
US7554793B2 (en) 2006-11-16 2009-06-30 Kemet Electronics Corporation Low temperature curable conductive adhesive and capacitors formed thereby
US7515396B2 (en) 2007-03-21 2009-04-07 Avx Corporation Solid electrolytic capacitor containing a conductive polymer
DE102007041722A1 (de) 2007-09-04 2009-03-05 H.C. Starck Gmbh Verfahren zur Herstellung von leitfähigen Polymeren
DE102007046904A1 (de) 2007-09-28 2009-04-09 H.C. Starck Gmbh Partikel mit Kern-Schale-Struktur für leitfähige Schichten
DE102007048212A1 (de) 2007-10-08 2009-04-09 H.C. Starck Gmbh Verfahren zur Herstellung von Elektrolytkondensatoren mit polymerer Zwischenschicht
JP5132374B2 (ja) * 2008-03-18 2013-01-30 三洋電機株式会社 固体電解コンデンサ及びその製造方法
US8094434B2 (en) * 2008-04-01 2012-01-10 Avx Corporation Hermetically sealed capacitor assembly
DE102008023008A1 (de) 2008-05-09 2009-11-12 H.C. Starck Gmbh Neuartige Polythiophene-Polyanion-Komplexe in unpolaren organischen Lösungsmitteln
DE102008024805A1 (de) 2008-05-23 2009-12-03 H.C. Starck Gmbh Verfahren zur Herstellung von Elektrolytkondensatoren
DE102008032578A1 (de) 2008-07-11 2010-01-14 H.C. Starck Gmbh Verfahren zur Herstellung von Elektrolytkondensatoren
DE102008036525A1 (de) 2008-08-06 2010-02-11 H.C. Starck Gmbh Verfahren zur Herstellung von Polythiophenen
DE102009007594A1 (de) 2009-02-05 2010-08-12 H.C. Starck Clevios Gmbh Verfahren zur Herstellung von Elektrolytkondensatoren mit polymerer Außenschicht.
DE102009012660A1 (de) 2009-03-13 2010-09-16 H.C. Starck Clevios Gmbh Polymerbeschichtungen mit verbesserter Temperaturstabilität
US8310815B2 (en) 2009-04-20 2012-11-13 Kemet Electronics Corporation High voltage and high efficiency polymer electrolytic capacitors
US8194395B2 (en) * 2009-10-08 2012-06-05 Avx Corporation Hermetically sealed capacitor assembly
US8259436B2 (en) * 2010-08-03 2012-09-04 Avx Corporation Mechanically robust solid electrolytic capacitor assembly
US8279584B2 (en) 2010-08-12 2012-10-02 Avx Corporation Solid electrolytic capacitor assembly

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6052273A (en) * 1997-04-15 2000-04-18 Sanyo Electric Co., Ltd. Solid electrolyte capacitor
US6987663B2 (en) * 2003-10-17 2006-01-17 H.C. Starck Gmbh Electrolytic capacitors with a polymeric outer layer

Also Published As

Publication number Publication date
US20140368974A1 (en) 2014-12-18
US9224541B2 (en) 2015-12-29
JP2012099812A (ja) 2012-05-24
HK1169511A1 (zh) 2013-01-25
KR20120051577A (ko) 2012-05-22
GB2485022B (en) 2015-05-27
DE102011117192A1 (de) 2012-05-03
US20120106031A1 (en) 2012-05-03
JP6054601B2 (ja) 2016-12-27
CN102543490A (zh) 2012-07-04
US8824122B2 (en) 2014-09-02
GB201116347D0 (en) 2011-11-02
GB2485022A (en) 2012-05-02
KR101929250B1 (ko) 2019-03-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102543490B (zh) 用于高压高温应用的固体电解电容器
JP7384946B2 (ja) 改良されたリーク電流を有する固体電解キャパシタ
US8094434B2 (en) Hermetically sealed capacitor assembly
CN102034616B (zh) 密封电容装置及其制作方法
JP6795913B2 (ja) 超高キャパシタンスを有する固体電解キャパシタ
CN102054588B (zh) 固体电解电容器用外部涂层
CN102436938B (zh) 固体电解电容器组件
CN102737855B (zh) 固体电解电容器的外壳结构
JP6190600B2 (ja) 超高電圧固体電解コンデンサ
CN102543442B (zh) 固体电解电容器元件
JP6870922B2 (ja) 多湿雰囲気中で使用するための固体電解キャパシタアセンブリ
JP6948113B2 (ja) 乾燥条件下で使用するための固体電解キャパシタ素子
CN103578777A (zh) 在高电压下具有改善性能的固体电解电容器
JP7442500B2 (ja) 導電性ポリマー粒子から形成される固体電解キャパシタ
CN103578768A (zh) 用在电解电容器固体电解质中的非离子表面活性剂
CN104051157A (zh) 用于极端条件下的固体电解电容器
JP6870921B2 (ja) 高温で使用するための固体電解キャパシタアセンブリ
CN103578779A (zh) 温度稳定的固体电解电容器
CN107240501A (zh) 机械稳定的固体电解电容器组件
CN102683026B (zh) 机械稳定性经改进的固体电解电容器
CN102709063A (zh) 用于高电压固体电解电容器的多层导电聚合物涂层

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: DE

Ref document number: 1169511

Country of ref document: HK

C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: GR

Ref document number: 1169511

Country of ref document: HK

CP03 Change of name, title or address

Address after: south carolina

Patentee after: Kyocera AVX Components Co.,Ltd.

Address before: The United States South Carolina

Patentee before: AVX Corp.

CP03 Change of name, title or address