CN102637535A - 一种高电压大容量的固体电解电容器的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高电压大容量的固体电解电容器的制备方法，包括：(1)将由阀金属制成且表面有氧化膜的阳极箔和阴极箔中间用电解纸卷绕成芯包；(2)将芯包放入化成液中，浸渍20～60min，进行修复化成处理；(3)将芯包放入聚合物分散体中，浸渍1～20min，干燥，形成固体电解质层；(4)将芯包装入铝壳并封口，并进行老化处理，制得成品。本发明可提高耐电压、提高静电容量，耐电压可提高至100V，且可以降低化成电压与工作电压比例至2～2.5倍，容积比提高，35V产品尺寸Φ10×12.5容量为120μF。

Description

一种高电压大容量的固体电解电容器的制备方法
技术领域
本发明属于固体电解电容器的制备领域，特别涉及一种高电压大容量的固体电解电容器的制备方法。
背景技术
电解电容器是指在铝、钽、铌、钛等金属的表面采用阳极氧化法生成一薄层氧化物作为电介质，以电解质作为阴极而构成的电容器。
随着多媒体信息处理设备向小型化、高速处理化和低功耗方向发展，导致需求小型元件、高度集成度LSIC(高频率，低电压)电路，并要求电路间歇性工作，因此对电解电容器提出一系列的新要求，特别是对电解电容器提出了大容量小型化、低等效串联电阻(ESR)、更好的频率特性的要求。工业电源等需要更高的耐电压固体电解电容器，使用传统的π-共轭化合物(噻吩、苯胺、吡咯、呋喃、乙炔或它们的衍生物)与氧化剂(对甲苯磺酸铁、对甲苯磺酸铵、对甲苯磺酸钠、对甲苯磺酸或磺酸盐的溶液)形成的固体电解质层，在氧化膜和固体电解质层之间形成一层保护层，可以提高产品之耐压值，但最高亦只有35V，且使用此方法，化成电压与工作电压比例为3～4倍，容积比较低，35V产品尺寸Φ10×12.5容量为47μF。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高电压大容量的固体电解电容器的制备方法，该方法可提高耐电压、提高静电容量，耐电压可提高至100V，且可以降低化成电压与工作电压比例至2～2.5倍，容积比提高，35V产品尺寸Φ10×12.5容量为120μF。
本发明的一种高电压大容量的固体电解电容器的制备方法，包括：
(1)将由阀金属制成且表面有氧化膜的阳极箔和阴极箔中间用电解纸卷绕成芯包；
(2)将上述芯包放入化成液中，浸渍20～60min，进行修复化成处理；
(3)将上述经修复化成处理的芯包放入聚合物分散体中，浸渍1～20min，再于80～150℃干燥20min～5h，形成固体电解质层；
(4)将上述形成固体电解质层的芯包装入铝壳并封口，并进行老化处理，制得成品。
所述步骤(1)中的阀金属为铝、钽、铌或钛。
所述步骤(1)中的电解纸为不需炭化的电解纸。
所述步骤(2)中的化成液为磷酸系化成液、硼酸系化成液或己二酸系化成液。
所述化成液为磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、硼酸铵、五硼酸铵、己二酸铵或己二酸。
所述步骤(3)中的聚合物分散体为0.7～5.0wt％聚3，4-乙烯基二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐的水性分散体。
所述聚合物分散体为1.0～3.5wt％聚3，4-乙烯基二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐的水性分散体。若含量不足该范围，产品ESR较大，不能满足要求，若含量超过该范围，产品容量降低。
聚3，4-乙烯基二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐的水性分散体通式如下：
Figure BDA0000153421270000021
(市售)
所述步骤(4)中的老化处理的条件为温度100～160℃，电压16～120V，时间1～2h。
有益效果
本发明通过使用聚合物分散体形成固体电解质层，替代π-共轭化合物(噻吩、苯胺、吡咯、呋喃、乙炔或它们的衍生物)与氧化剂(对甲苯磺酸铁、对甲苯磺酸铵、对甲苯磺酸钠、对甲苯磺酸或磺酸盐的溶液)形成的固体电解质层，可提高耐电压、提高静电容量，耐电压可提高至100V，且可以降低化成电压与工作电压比例至2～2.5倍，容积比提高，35V产品尺寸Φ10×12.5容量为120μF。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
1)由铝金属制成且表面有氧化膜的阳极箔和阴极箔中间用电解纸卷绕成芯包；
2)将芯包放入化成液中浸渍，进行修复化成处理，化成液为己二酸铵，化成20分钟；
3)将芯包在1.0％wt聚3，4-乙烯基二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐的水性分散体中，浸渍3min，再于105℃干燥1h，形成固体电解质层；
4)将芯包装入铝壳，用橡胶塞封口，然后在150℃下，加以72V电压进行90分钟老化，形成固体电解电容器。
实施例2
1)由铝金属制成且表面有氧化膜的阳极箔和阴极箔中间用电解纸卷绕成芯包；
2)将芯包放入化成液中浸渍，进行修复化成处理，化成液为己二酸铵，化成60分钟；
3)将芯包在3.5％wt聚3，4-乙烯基二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐的水性分散体中，浸渍20min，再于80℃干燥20min，形成固体电解质层；
4)将芯包装入铝壳，用橡胶塞封口，然后在100℃下，加以12V电压进行2h老化，形成固体电解电容器。
实施例3
1)由铝金属制成且表面有氧化膜的阳极箔和阴极箔中间用电解纸卷绕成芯包；
2)将芯包放入化成液中浸渍，进行修复化成处理，化成液为己二酸铵，化成40分钟；
3)将芯包在5％wt聚3，4-乙烯基二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐的水性分散体中，浸渍10min，再于150℃干燥5h，形成固体电解质层；
4)将芯包装入铝壳，用橡胶塞封口，然后在160℃下，加以120V电压进行1h老化，形成固体电解电容器。
比较例
对通过实施例1～3和现有π-共轭化合物(噻吩等)与氧化剂(对甲苯磺酸铁等)得到的产品，对电特性进行研究，得到如表1所示的结果。
表1
Figure BDA0000153421270000031

Claims (8)

1.一种高电压大容量的固体电解电容器的制备方法，包括：
(1)将由阀金属制成且表面有氧化膜的阳极箔和阴极箔中间用电解纸卷绕成芯包；
(2)将上述芯包放入化成液中，浸渍20～60min，进行修复化成处理；
(3)将上述经修复化成处理的芯包放入聚合物分散体中，浸渍1～20min，再于80～150℃干燥20min～5h，形成固体电解质层；
(4)将上述形成固体电解质层的芯包装入铝壳并封口，并进行老化处理，制得成品。
2.根据权利要求1所述的一种高电压大容量的固体电解电容器的制备方法，其特征在于：
所述步骤(1)中的阀金属为铝、钽、铌或钛。
3.根据权利要求1所述的一种高电压大容量的固体电解电容器的制备方法，其特征在于：
所述步骤(1)中的电解纸为不需炭化的电解纸。
4.根据权利要求1所述的一种高电压大容量的固体电解电容器的制备方法，其特征在于：
所述步骤(2)中的化成液为磷酸系化成液、硼酸系化成液或己二酸系化成液。
5.根据权利要求4所述的一种高电压大容量的固体电解电容器的制备方法，其特征在于：
所述化成液为磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、硼酸铵、五硼酸铵、己二酸铵或己二酸。
6.根据权利要求1所述的一种高电压大容量的固体电解电容器的制备方法，其特征在于：
所述步骤(3)中的聚合物分散体为0.7～5.0wt％聚3，4-乙烯基二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐的水性分散体。
7.根据权利要求6所述的一种高电压大容量的固体电解电容器的制备方法，其特征在于：
所述聚合物分散体为1.0～3.5wt％聚3，4-乙烯基二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐的水性分散体。
8.根据权利要求1所述的一种高电压大容量的固体电解电容器的制备方法，其特征在于：
所述步骤(4)中的老化处理的条件为温度100～160℃，电压16～120V，时间1～2h。
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