CN103310986A - 包含由胶态悬浮体阳极电化学聚合形成的导电涂层的湿式电容器阴极 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种湿式电解电容器，包含阳极氧化多孔阳极体、包含涂覆有导电涂层的金属基板的阴极，及润湿阳极上电介质的工作电解质。所述导电涂层是通过基板表面上前体胶态悬浮体的阳极电化学聚合（“电-聚合”）形成的。所述胶态悬浮体包括前体单体、离子表面活性剂和磺酸，当这些组分结合使用时，可以协同改善涂层的表面覆盖度和总电导率。
Description
相关申请
本申请要求2012年3月16日提交的的美国临时申请61/611,711的优先权，该申请通过引用而整体结合在本申请中。
技术领域
本发明涉及湿式电容器，尤其涉及包含由胶态悬浮体阳极电化学聚合形成的导电涂层的湿式电容器阴极。
背景技术
由于湿式电容器的体积效率、可靠性和工艺兼容性良好，其在电路设计中的应用日益增加。与其它类型的电容器相比，湿式电容器每单位体积的电容通常更大，使其在高电流、高功率和低频率的电路中非常重要。已经开发的一种湿式电容器是湿式电解电容器，它包括阀金属阳极、沉积在阀金属上的电介质、阴极和液体电解质。由于在阳极表面上形成了一层电介质金属氧化物膜，这种电容器的单位电池电压通常较高。包含阀金属电介质的湿式电解电容器较好地结合了高电容和低漏电流。另一种湿式电容器是其中阳极和阴极具有类似结构和组成的湿式对称电容器。由于在高电压时，电解质不可避免会发生分解，因此，这种电容器的单元电池电压通常较低。然而，不管是电解电容器还是对称电容器，湿式电容器的阴极通常都包括金属基板和防止受提供高电容的液体电解质影响的导电涂层。导电涂层的电容通过感应电流（如化学过程）测定或通过非感应机理测定。传统的涂层包括活性炭、金属氧化物（例如，氧化铌）等。然而，遗憾的是，这些涂层成本高昂，而且在某些条件下很容易剥离。
因此，需要提供一种具有良好的热性能、机械强度和电气性能的湿式电解电容器。
发明内容
根据本发明的一个实施例，公开了一种湿式电解电容器，包括阳极、阴极和与阳极和阴极连接的液体工作电解质。所述阳极包括涂覆电介质的烧结多孔阳极体。所述阴极包括金属沉积了导电聚合物涂层的金属基板。所述导电聚合物涂层由胶态悬浮体（colloidal suspension）通过阳极电化学聚合形成，该胶态悬浮体包括前体单体、离子表面活性剂和磺酸。
根据本发明的另一个实施例，公开了一种湿式电解电容器，包括阳极、液体工作电解质、通常为圆柱形的金属外壳，在所述外壳内容纳所述阳极和液体工作电解质。所述阳极包含涂覆电介质且包含钽的通常为圆柱形的烧结多孔阳极体。所述阳极进一步包括从阳极近端沿纵向引出的阳极引线。在所述金属外壳上有导电聚合物涂层，从而所述涂层与所述液体电解质连接。所述导电聚合物涂层由胶态悬浮体通过阳极电化学聚合形成，该胶态悬浮体包括前体单体、离子表面活性剂和磺酸。
根据本发明的另一个实施例，公开了一种形成湿式电容器阴极的方法，包括在金属基板上涂覆胶态悬浮体，其中所述胶态悬浮体包括前体单体、离子表面活性剂和磺酸；将电极与所述金属基板连接；向所述电极提供电流，诱导所述前体单体的电解和氧化聚合，从而形成导电聚合物涂层。
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，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。附图说明如下：
图1是本发明湿式电解电容器一个实施例的剖视图。
图2是湿式电解电容器中所用阳极的一个实施例的透视图；
图3是图2所述阳极的侧视图；及
图4是图2所述阳极的俯视图；
图5是本发明湿式电解电容器中所用阳极的另一个实施例的俯视图。
具体实施方式
应该理解，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，本发明更广泛的保护范围在示范性结构中得到体现。
本发明主要涉及一种湿式电解电容器，其包括一阳极氧化多孔阳极体、一含涂覆有导电涂层的金属基板的阴极和工作电解质。所述电解质润湿所述阳极上的电介质。通过选择性控制导电涂层形成的方式，本发明中导电涂层和金属基板表面之间的表面接触度得到增强。更具体地说，所述导电涂层是通过金属基板表面上前体（单体）胶态悬浮体的阳极电化学聚合（“电-聚合”）形成的。这样做可以使低聚链在金属基板表面附近和凹坑内增长，提高鲁棒性和机械稳定性。所述胶态悬浮体包括前体单体、离子表面活性剂和磺酸，当这些组分结合使用时，可以协同改善涂层的表面覆盖度和总电导率。
下面将更为详细地说明本发明的各种实施例。
I.阴极
A.金属基板
所述基板可以包括金属，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。钛和钽及它们的合金尤其适合用于本发明。正如本领域技术人员所熟知的那样，基板的几何结构通常可以变化，例如可以是容器、罐、箔、片（sheet）、筛（screen）和网（mesh）等形状。例如，在一个实施例中，金属基板形成一个大致为圆柱形的外壳。然而，应该理解的是，本发明可以采用任何几何结构，如D-形、矩形、三角形、棱形等。外壳任选包括一个盖住阳极和电解质的盖子，盖子可采用与外壳相同或不同的材料制造。
如果需要的话，所述基板可进行粗化，以增大其表面积且增加导电聚合物粘附到其上的程度。例如，在一个实施例中，对金属基板表面进行化学蚀刻，如在表面涂上一种腐蚀性物质的溶液（如盐酸）。该表面还可以进行电化学蚀刻，如对腐蚀性物质的溶液施加电压，使其进行电解。将电压升到足够高，以在基板表面产生“火花”，人们认为，“火花”会产生足够高的局部表面温度，将基板腐蚀。这种方法在Dreissig等的美国专利申请公开2010/0142124中进行了更为详细的描述。除化学或电化学粗化方法之外，还可以采用机械粗化。例如，在一个实施例中，通过向至少部分基板喷射一股磨料（如砂）而对金属基板表面进行喷砂处理。
B.胶态悬浮体
阳极电化学聚合采用的胶态悬浮体通常包含一种前体单体分散在其中的溶剂连续相。胶态悬浮体的性质可以因前体单体的性质而异。例如，当单体溶于连续相中时，胶态悬浮体可以是前体单体在其中呈溶解相的均相溶液。另一方面，不溶单体可以以液滴形式分散在乳液中。胶态悬浮体中可以采用各种不同的溶剂，如醇、二醇、水等。在一个具体的实施例中，胶态悬浮体在性质上是水溶液。不管怎样，溶剂（如水）占大约50wt.%-大约99wt.%，在一些实施例中是大约70wt.%-大约98wt.%，在一些实施例中是大约80wt.%-大约95wt.%。此外，胶体悬浮体的其它组分（如前体单体、离子表面活性剂和磺酸）占胶态悬浮体的大约1wt.%-大约50wt.%，在一些实施例中占大约2wt.%-大约30wt.%，在一些实施例中占大约5wt.%-大约20wt.%。
i.前体单体
胶态悬浮体中可以采用能够聚合形成导电聚合物的任何前体单体。此类单体的具体实例包括，例如，吡咯类（如吡咯、烷基吡咯等）、噻吩类（如3,4-乙烯二氧噻吩）、苯胺类（例如烷基苯胺，如甲基苯胺，及烷氧基苯胺，如甲氧基苯胺），以及它们的衍生物和它们的组合。可以采用一种单体形成均聚物，或采用两种或多种单体形成共聚物。例如，在一个具体的实施例中，可以采用具有下述通式结构的噻吩衍生单体：
其中，
T是O或S；
D是任选取代C1-C5烯烃基（alkylene radical）（例如，亚甲基、乙烯基（ethylene）、正-丙烯基（n-propylene）、正丁烯基（n-butylene）、正戊烯基（n-pentylene）等）；
R7独立地选自线性或支链的任选取代C1-C18烷基（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）；任选取代C5-C12环烷基（如环戊基、环己基、环庚基、环辛基、环壬基、环癸基等）；任选取代C6-C14芳基（如苯基、萘基等）；任选取代C7-C18芳烷基（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）；任选取代C1-C4羟烷基或羟基；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。应该理解的是，R7基团可以与环体系中的一个或多个碳原子连接。
“D”或“R7”的取代基实例包括，例如，羟基、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、羧酸盐、氰基、烷基硅烷和烷氧基硅烷基、羧酰胺基等。尤其适合的噻吩单体是其中“D”为任选取代C2-C3烯基的噻吩单体。例如，可以使用具有下述通式结构的任选取代3,4-烯烃二氧噻吩（3,4-alkylenedioxythiophenes）：
式中R7定义如上文所述。在一个具体实施例中，“q”是0，因此，单体是3,4-乙烯二氧噻吩。一个商业上合适的3,4-乙烯二氧噻吩的实例是Heraeus Clevios以CleviosTMM名称销售的产品。当然，如上所述，也可以采用3,4-乙烯二氧噻吩的衍生物。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。例如，3,4-乙烯二氧噻吩合适的衍生物包括具有下述通式结构的衍生物：
其中，
y是1至10，在一些实施例中是1至5，在一些实施例中是1至3，在一些实施例中是1至2（如2）；及
R是线性或支链的任选取代C1-C18烷基（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）；任选取代C5-C12环烷基（如环戊基、环己基、环庚基、环辛基、环壬基、环癸基等）；任选取代C6-C14芳基（如苯基、萘基等）；任选取代C7-C18芳烷基（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）；任选取代C1-C4羟烷基；羟基；或它们的组合。“R”的取代基实例包括，例如，羟基、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。此类聚合物的具体实例包括羟乙基聚（3,4-乙烯二氧噻吩）（y是2，R是OH）和羟甲基聚（3,4-乙烯二氧噻吩）（y是1，R是OH）。应该理解的是，其它“R”基团也可以与环体系中的一个或多个其它碳原子连接。
同样，合适的吡咯单体包括具有下述通式结构的单体：
其中，
R1独立地选自氢、烷基、烯基、烷氧基、烷酰基、烷硫基（alkythio）、芳氧基、烷基硫代烷基（alkylthioalkyl）、烷芳基、芳烷基、氨基、烷氨基、二烷基氨基、芳基、烷基亚磺酰基、烷氧基烷基、烷基磺酰基、芳硫基、芳基亚磺酰基、烷氧羰基、芳基磺酰基、丙烯酸、磷酸、膦酸、卤素、硝基、氰基、羟基、环氧基、硅烷、硅氧烷、醇、苄基、羧酸酯、醚、氨基磺酸盐、醚羧酸盐、醚磺酸盐、酯磺酸盐和尿烷；或者两个R1基团一起形成亚烷基（alkylene）或亚烯基链（alkenylene），构成一完整的3、4、5、6或7-元芳环或脂环，所述环可以任选包括一个或多个二价氮、硫或氧原子；及
R2是氢、烷基、烯基、芳基、烷酰基、烷基硫代烷基、烷芳基、芳烷基、氨基、环氧基、硅烷基、硅氧烷、醇、苄基、羧酸酯、醚、醚羧酸盐、醚磺酸盐、酯磺酸盐和尿烷。在一个具体的实施例中，R1和R2都是氢。其它合适的吡咯可能包括3-烷基吡咯，如3-己基吡咯；3,4-二烷基吡咯，如3,4-二己基吡咯；3-烷氧基吡咯，如3-甲氧基吡咯；及3,4-二烷氧基吡咯，如3,4-二甲氧基吡咯。
胶态悬浮体中采用的单体的总浓度可以变化，但是，一般大约占胶态悬浮体重量的大约0.1wt.%-大约15wt.%，一些实例中占大约0.4wt.%-10wt.%，一些实例中占大约0.5wt.%-5wt.%。
iii.离子表面活性剂
在胶态悬浮体中还可以使用离子表面活性剂（如阴离子、阳离子或两性离子）。离子胶束的存在导致溶解度增加，形成宏观上均匀分布的胶束，在某些情况下，形成前体单体溶液。例如，离子表面活性剂可以是阴离子表面活性剂，如磺酸盐（如烷基芳磺酸盐、α-烯烃磺酸盐、β-烷氧基烷烃磺酸盐、烷基十二烷基磺酸盐、烷基单甘油酯磺酸盐、烷基醚磺酸盐等）；硫酸盐（如烷基硫酸盐、烷芳基硫酸盐、烷基醚硫酸盐、烷基单甘油酯硫酸盐等）；磺基琥珀酸盐；肌氨酸盐；等等，以及它们的衍生物、盐、聚合物和/或混合物。离子表面活性剂的具体实例包括但不限于C8-C30烷基硫酸盐、1或2摩尔乙氧基化的C8-C30烷基醚硫酸盐、C8-C30烷氧基肌氨酸盐、C8-C30磺基乙酸盐、C8-C30磺基琥珀酸盐、C8-C30烷基二苯基氧化物二磺酸盐、C8-C30烷基碳酸盐、C8-C30芳磺酸盐等。C8-C30烷基可以是直链（如十二烷基）或支链（如2-乙基己基）。离子表面活性剂的阳离子可以是质子、碱金属（如钠或钾）、铵、C1-C4烷基铵（如单-、二-、三-）或C1-C3烷醇铵（如单-、二-、三-）。
例如，在一个具体的实施例中，阴离子表面活性剂可以是具有下述通式结构的烷基苯磺酸盐：
其中，
R1是含有8至30个碳原子的烷基，在一些实施例中，是含有9至20个碳原子的烷基，在一些实施例中，是含有10至14个（如12个）碳原子的烷基；及
M是阳离子，如氢、金属（如钠、钾、锂等）、铵（NH4 +）等。带萘环的类似化合物也可以用于形成烷基萘磺酸盐。虽然并不希望受理论限制，但是，我们认为，这种烷基芳磺酸盐在增强胶态悬浮体在基板上的表面覆盖度同时促进电荷传输方面尤其有效。
当然，还可以采用阳离子表面活性剂和/或两性离子表面活性剂补充或代替阴离子表面活性剂。阳离子表面活性剂可以包括氨基酸、烷基胺盐、季铵盐、吡啶盐等。例如，合适的烷基胺盐可以包括具有3至22个碳原子的伯胺或仲胺，具有1至22个碳原子的羧酸或无机矿物酸，如十二烷胺醋酸盐、十二烷胺盐酸盐、十二烷胺硬脂酸盐、十二烷胺磺酸盐、二甲胺硬脂酸盐等。在某些实施例中，此类阳离子表面活性剂可通过加入胺（如十二烷胺）和酸，如下文所述磺酸（如甲苯磺酸）在胶态悬浮体内原位形成。
不管其具体形式怎样，离子表面活性剂都可以促进形成前体单体液滴的胶态悬浮体。虽然并不希望受理论限制，但是，我们认为，这种液滴会导致在阳极电化学聚合过程中在阴极基板表面上形成相对较小的聚合物单元。此类更小的聚合物单元反过来可以得到基本上均匀且具有优异表面覆盖度的涂层。例如，液滴的平均直径是大约50微米或更小，在一些实施例中是大约20微米或更小，在一些实施例中是大约0.1微米至大约10微米。为了有助于改善前体单体的表面覆盖度，通常要求将离子表面活性剂相对前体单体的浓度选择性控制在某一范围之内。例如，胶态悬浮体中离子表面活性剂的重量与前体单体的重量之比可以是大约0.5至大约1.5，在一些实施例中是大约0.6至大约1.4，在一些实施例中，是大约0.8至大约1.2。例如，离子表面活性剂占胶态悬浮体的大约0.2wt.%-大约10wt.%，在一些实施例中占大约0.5wt.%-大约8wt.%，在一些实施例中占大约1wt.%-大约5wt.%。
iv.磺酸
在阳极电化学聚合过程中，离子表面活性剂可以作为加入到聚合物中的掺杂剂消耗。例如，在n-型掺杂中，表面活性剂阴离子作为加入到聚合物结构中的掺杂剂。因此，离子表面活性剂的阳离子仍然留在胶态悬浮体中，从而导致其pH值逐渐降低，酸性越来越大。在这一方面，本发明人已经发现，某种类型的磺酸有助于将胶态悬浮体的pH控制在要求的范围之内，并且还可以作为二次掺杂剂，为导电聚合物提供多余的电荷，稳定聚合物的电导率。例如，胶态悬浮体的pH可以是大约2至大约8，在一些实施例中，是大约3至大约7。胶态悬浮体采用任何熟悉的电导仪（如Oakton Con Series11）在温度23℃测定的电导率还可以是大约1至大约100毫西门子/厘米（“mS/cm”），在一些实施例中，是大约5至大约60mS/cm，在一些实施例中，是大约15至大约50mS/cm。
所述酸通常是低分子量有机单磺酸、二磺酸或三磺酸。这种酸的具体实例包括，例如，烷基磺酸（如2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸等）；芳磺酸，如苯磺酸（如苯酚磺酸、苯乙烯磺酸、对-甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸等）和萘磺酸（如1-萘磺酸、2-萘磺酸、1,3-萘二磺酸、1,3,6-萘三磺酸、6-乙基-1-萘磺酸等）；蒽醌磺酸（如蒽醌-1-磺酸、蒽醌-2-磺酸、蒽醌-2,6-二磺酸、2-甲基蒽醌-6-磺酸等）；樟脑磺酸，以及它们的衍生物和混合物。芳磺酸，如1-萘磺酸、2-萘磺酸和/或对-甲苯磺酸尤其适合应用于胶态悬浮体中。
应该理解的是，本发明采用的术语“磺酸”还包括能够在水溶液中离解的上文所述酸的盐，如钠盐、锂盐、钾盐等。例如，在一个实施例中，所述磺酸是1-萘磺酸、2-萘磺酸和/或对-甲苯磺酸的钠盐或钾盐。
胶态悬浮体中使用的磺酸量可以根据单体和表面活性剂的类型、要求的pH值水平、电导率等而变化。不过，胶态悬浮体中磺酸的重量与前体单体的重量之比通常是大约0.2至大约1.2，在一些实施例中是大约0.4至大约1.1，在一些实施例中是大约0.6至大约1.0。例如，磺酸占胶态悬浮体的大约0.1wt.%-大约10wt.%，在一些实施例中占大约0.2wt.%-大约8wt.%，在一些实施例中占大约0.5wt.%-大约4wt.%。
iv.其它组分
除上述组分之外，胶态悬浮体还可以包含其它各种添加剂。例如，在某些实施例中可以采用消泡剂来减少阳极电化学聚合过程中离子表面活性剂产生的泡沫度。例如，合适的消泡剂包括油、酯、醚、二醇、聚硅氧烷、长链氧烃（如C6至C12醇）等，以及它们的混合物。尤其合适的消泡剂是长链氧烃，如辛醇、癸醇和聚乙二醇。当采用消泡剂时，消泡剂占胶态悬浮体的大约0.01wt.%-大约5wt.%，在一些实施例中占大约0.05wt.%-大约4wt.%，在一些实施例中占大约0.1wt.%-大约2wt.%。
除消泡剂之外，胶态悬浮体中还可以采用范围广泛的其它添加剂。不过，本发明的一个具体益处是胶态悬浮体，及所得到的导电聚合物涂层，通常不含导电聚合物化学聚合过程中所用氧化催化剂（如对-甲苯磺酸铁(III)或邻-甲苯磺酸铁(III)）中通常使用的铁离子（如Fe2+或Fe3+），这些铁离子在湿式电解电容器使用中通常遇到的高压条件下会造成电介质降解。例如，胶态悬浮体通常包含含量大约在0.5wt.%以下的所述铁类氧化催化剂，在一些实施例中，包含大约0.1wt.%以下，在一些实施例中，包含大约0.05wt.%以下（如0wt.%）所述铁类氧化催化剂。
B.阳极电化学聚合
为了向金属基板上涂覆胶态悬浮体，可以采用任何合适的涂布技术，如丝网印刷、浸渍、电泳涂装和喷涂等。不管采用哪种涂布方法，胶态悬浮体内的单体均是阳极电化学聚合，在金属基板表面上形成导电聚合物涂层。例如，在一个实施例中，将金属基板浸渍到包含本发明胶态悬浮体的槽内。在槽内放置一对电极用于电解。一个电极与电源的正极端子连接，并与金属基板接触。另一个电极与电源的负极端子及另一种惰性金属连接。在操作过程中，电源向电化学池中的电极提供电流，从而诱导电解质电解和胶态悬浮体，或溶液中的单体氧化聚合，沉积到金属基板上。阳极电化学聚合通常在室温进行，以确保胶态悬浮体不会发生相分离。例如，胶态悬浮体可以保持在大约15℃至大约80℃，在一些实施例中，保持在大约20℃至大约75℃，在一些实施例中，保持在大约25℃至大约50℃。阳极电化学聚合过程中金属基板与胶态悬浮体接触的时间可以变化。例如，金属基板可在此类溶液中浸渍大约10秒至大约10分钟。
如果需要的话，可以重复上述多个聚合步骤，直到达到需要的涂层厚度。在这种情况下，可以采用本发明的方法和胶态悬浮体，或采用其它方法，如化学聚合法，聚合其它层。其它层（如化学聚合层）可以直接位于金属基板上或位于电-聚合层上。不管怎样，涂层的总目标厚度通常根据电容器要求的性能而变化。一般说来，所得到的导电聚合物涂层的厚度是大约0.2微米（“μm”）-大约50μm，在一些实施例中是大约0.5μm-大约20μm，在一些实施例中是大约1μm-大约5μm。应该理解的是，基板上所有位置的涂层厚度并不一定相同。但是，基板上涂层的平均厚度通常位于以上所述范围之内。
所得导电聚合物涂层包括通常是芳杂环单元π-共轭链并且在氧化后电导率增加的导电聚合物。由于导电聚合物通常是半结晶的或无定形的，它还会消散和/或吸收与高电压有关的热量。这反过来可以防止在界面处发生液体电解质相变（从液相转向气相）。导电聚合物通过吸收一些数量的液体电解质而将出现某种程度的溶胀。根据本发明可以形成的此类π-共轭导电聚合物的实例包括聚杂环类（如聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺等）；聚炔烃；聚-对苯撑；聚苯酚盐等。在一个具体实施例中，所述取代聚噻吩具有下述通式结构：
其中，
T、D、R7和q定义如上文所述；及
n是1–1,000，在一些实施例中，n是2-500，在一些实施例中，n是4–350。尤其适合的噻吩聚合物是“D”为任选取代C2-C3烯烃基的噻吩聚合物。例如，聚合物可为具有下述通用结构的任选取代聚（3,4-乙烯二氧噻吩）：
II.阳极
阳极包括由阀金属组合物形成的烧结多孔体。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、钛及它们各自的合金、氧化物、氮化物等。例如，阀金属组合物可能包含一种铌的导电氧化物，如铌氧原子比为1:1.0±1.0的铌的氧化物，在一些实施例中，铌氧原子比为1:1.0±0.3，在一些实施例中，铌氧原子比为1:1.0±0.1，在一些实施例中，铌氧原子比为1:1.0±0.05。例如，铌的氧化物可能是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等专利号为6,391,275、Fife等专利号为6,416,730、Fife的专利号为6,527,937、Kimmel等专利号为6,576,099、Fife等专利号为6,592,740、Kimmel等专利号为6,639,787、7,220,397的美国专利，及Schnitter的公开号为2005/0019581、Schnitter等公开号为2005/0103638及Thomas等公开号为2005/0013765的美国专利申请中均有所描述，以上专利通过引用而整体结合到本申请中。
为了形成阳极，通常采用阀金属组合物的粉末。粉末可以包含任何形状的颗粒，如粒状、角状、片状等及这些形状的混合。尤其适合的粉末是Cabot Corp.（如C255片状粉末、TU4D片状/粒状粉末等）及H.C.Starck（例如NH175粒状粉末）供应的钽粉。在某些情况下，粉末具有较低的比电荷，以优化得到能够耐受较高工作电压的厚电介质层的能力。也就是说，粉末的比电荷低于大约20,000微法拉*伏特/克(“μF*V/g”)，在一些实施例中为大约1,000μF*V/g-大约20,000μF*V/g，在一些实施例中为大约2,000-大约15,000μF*V/g。不过，也可以使用比电荷相对较高的粉末。例如，这种高比电荷粉末的比电荷是大约20,000至大约450,000μF*V/g，在一些实施例中，是大约30,000至大约350,000μF*V/g或更高，在一些实施例中，是大约40,000至大约300,000μF*V/g，在一些实施例中，是大约50,000至大约200,000μF*V/g。
所述粉末可采用本领域技术人员熟悉的方法形成。例如，前体钽粉可通过还原剂（如氢气、钠、钾、镁和钙等）还原钽盐（如氟钽酸钾（K2TaF7、氟钽酸钠（Na2TaF7）、五氯化钽（TaCl5）等）形成。这种粉末可以是成块的，如通过一个或多个加热处理步骤在惰性或还原性气氛中使其结成块。所述粉末还可以采用本领域熟悉的其它各种任选方法处理，如研磨、脱氧、浸出、掺杂等。
粉末还可与粘结剂和/或润滑剂混合，以保证在压制形成阳极体时各颗粒彼此适当地粘结。例如，合适的粘结剂包括聚（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）；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；脂肪酸和蜡，如硬脂脂肪酸及其它皂质脂肪酸、植物蜡、微晶蜡（纯净石蜡）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，其百分含量是总重量的大约0.1%-大约8%。然而，应该理解的是，本发明并不要求使用粘结剂和/或润滑剂。
然后，采用任何粉末压制设备将所得粉末压实而形成颗粒。例如，压模可采用包含一个模具及一个或多个模冲的一站式压力机。或者，还可采用仅使用单模具和单下模冲的砧型压模。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。粉末可在阳极引线（如钽线）周围压实。应该进一步理解的是，在压制和/或烧结阳极体后，阳极引线或者可与阳极体连接（如焊接）。
压实后，可以采用各种方法脱除任何粘结剂/润滑剂。例如，在某些实施例中，将所述颗粒在真空下在某一温度（如大约150℃至大约500℃）条件下加热几分钟，脱除粘结剂/润滑剂。所述颗粒还可以采用液体溶液洗涤而帮助脱除粘结剂/润滑剂，如Bishop等美国专利6,197,252所述。该专利通过引用而整体结合在本申请中。
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，烧结在大约800℃-大约1900℃条件下进行，在一些实施例中，在大约1000℃-大约1500℃，在一些实施例中，在大约1100℃-大约1400℃条件下进行，烧结时间为大约5分钟–大约100分钟，在一些实施例中，为大约30分钟–大约60分钟。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，烧结可在还原性气氛中进行，如在真空、惰性气体、氢气中进行。还原性气氛的压力大约是10托至大约2000托，在一些实施例中，大约是100托至大约1000托，在一些实施例中，大约是100托至大约930托。也可以使用氢气和其它气体（如氩气或氮气）的混合物。
例如，参考图2-4，图中画出了阳极20的一个实施例，包含一个多孔烧结体22，所述多孔烧结体具有至少一个位于近端34和相对远端36之间的至少一个侧壁24。近端34和/或远端36的截面形状通常依阳极体22所需要的形状而异。例如，在这个具体的实施例中，近端34和远端36都具有圆形截面形状，从而阳极体22通常是圆柱形。可以包括其它合适的形状，如方形、矩形、三角形、六边形、八边形、七边形、五边形、梯形、椭圆形、星形、正弦形等。阳极体22具有在近端34和远端36之间定义的纵向“z”的长度、“x”方向的宽度及“y”方向的高度（depth）。在所示实施例中，宽度和高度均定义在侧壁24之间。虽然并没有要求，但是，阳极体22的长度通常大于其宽度和/或高度。例如，在某些实施例中，长度和宽度及长度和高度之比是大约1至大约30，在一些实施例中是大约1.1至大约10，在一些实施例中是大约1.5至大约5。例如，阳极20的长度是大约0.5–大约100毫米，在一些实施例中，其长度是大约1-大约60毫米，在一些实施例中，是大约5-大约30毫米。阳极体22的宽度是大约0.5–大约50毫米，在一些实施例中，是大约1-大约40毫米，在一些实施例中，是大约4-大约30毫米。同样，阳极体22的高度是大约0.5–大约50毫米，在一些实施例中，是大约1-大约40毫米，在一些实施例中，是大约4-大约30毫米。当然，当阳极体本质上是圆柱形时，其宽度和高度将相同。
在某些实施例中，至少有一个凹进阳极体内的纵向延伸通道。正如熟悉本领域的人员了解的那样，这种通道可在压制过程中形成。例如，压模可以包含与所需通道形状对应的一个或多个纵向凹槽。采用这种方式，粉末在凹槽周围压制，从而当从模具上取下阳极体时，所得到的阳极体在模具中纵向凹槽曾经所在区域包含纵向通道。
所述通道具有相对较高的长宽比（长度除以宽度），如大约2或更高，在一些实施例中，是大约5或更高，在一些实施例中，是大约10至大约200，在一些实施例中，是大约15至大约150，在一些实施例中，是大约20至大约100，在一些实施例中，是大约30至大约60。这种通道可以显著增大阳极的外表面积，从而增强阳极散热程度，提高阳极氧化过程中阳极氧化电解质通过阳极体孔隙的可能性。例如，重新参考图2-4，阳极体22可以包含凹进侧壁24内的通道28。通道28是“纵向延伸的（longitudinally extending）”是指它们在阳极体22的纵向“z”有一个长度。不过，虽然图2-4的通道28基本上与纵向平行，但是，并不要求一定是这样。例如，其它合适的实施例可以包括一个或多个与阳极体纵向并不平行的螺旋形等纵向延伸通道。这种纵向延伸通道的数量可以变化，但是，一般是1至20个，在一些实施例中，是2至15个，在一些实施例中，是4至10个。当采用几个通道时，通常要求它们对称分布，在阳极中心纵轴周围等距离分布，虽然并不要求一定是这样。例如，在图2-4中，所述阳极体22包含五（5）个独立的通道28。另一方面，图5画出了一个替代实施例，其中采用了六（6）个独立的通道228。不过，在每个具体的实施例中，所述通道通常以对称的方式分布在阳极体纵向中心“C”的周围。
通道28的至少一部分具有相对较高的纵横比（长度除以宽度）。例如，通道28的长度“L1”（图3）是大约0.5–大约100毫米，在一些实施例中，是大约1-大约60毫米，在一些实施例中，是大约5-大约30毫米。同样，通道28的宽度“W1”（图3和图4）是大约0.01至大约20毫米，在一些实施例中，是大约0.02至大约15毫米，在一些实施例中，是大约0.05至大约4毫米，在一些实施例中，是大约0.1至大约2毫米。图2-4所示通道28沿阳极体22的整个长度纵向“L”延伸，并与近端34和远端36交叉。然而，应该理解的是，一个或多个通道还可以仅沿阳极体部分长度延伸，从而它们仅与阳极体一端交叉，或从而它们与阳极体任一端都不交叉。
通道凹进阳极体内的程度可以进行选择性控制，以在增大的表面和阳极结构的完整性之间实现平衡。也就是说，如果通道的深度太大的话，可能很难将阳极压进物理上坚固的结构内。同样，如果深度太小的话，可能无法实现所需要的有益效果。因此，在大多数实施例中，通各道沿是内嵌的，这样可以在一方向上延伸阳极体厚度的大约2%至大约60%，在一些实施例中，是大约5%至大约50%，在一些实施例中，是大约10%至大约45%的方向延伸。例如，重新参考图3，图中所示的一个通道28沿方向“T”延伸。在此实施例中，“T”方向通道28的长度除以“T”方向多孔阳极体22的厚度，乘以100，位于上文提到的百分数范围之内。
当然，每个通道的深度并不需要相同。例如，参考图5，图中所示阳极220的一个实施例包含第一通道228和第二通道229。在这个具体的实施例中，第一通道228伸到阳极体内的程度大于第二通道229。例如，第一通道228中的一个通道，沿相同方向阳极体厚度的大约15%至大约60%的“T1”方向延伸，在一些实施例中，沿厚度的大约20%至大约50%方向延伸，在一些实施例中，沿厚度的大约25%至大约45%方向延伸。例如，第二通道229中的一个通道，沿相同方向阳极体厚度的大约2%至大约40%的“T2”方向延伸，在一些实施例中，沿厚度的大约5%至大约35%方向延伸，在一些实施例中，沿厚度的大约10%至大约25%方向延伸。这种结构可以有效地将更深的通道的优点（如更大的表面积）和更浅的通道的优点（如更大的物理完整性）相结合。在这种实施例中，更深的通道的数量可以是1至10，在一些实施例中，是2至6，在一些实施例中，是2至4，更浅的通道的数量同样是1至10，在一些实施例中，是2至6，在一些实施例中，是2至4。
通常，阳极还包括一根阳极引线，帮助将阳极与所得电容器的端子连接。引线可采用导电材料制作，如钽、铌、镍、铝、铪、钛等，以及它们的氧化物和/或氮化物。虽然并不要求，但是，通常要求引线沿与通道相同的纵向延伸。例如，在图2-4的实施例中，阳极引线30从阳极体22的近端34沿纵向“z”延伸。可以采用各种方法实现与阳极20的电连接，如采用电阻焊或激光焊连接引线30。或者，引线30可在其形成过程中嵌入到阳极体内（如在烧结前）。
不管是否存在通道，多孔阳极体可以进行阳极氧化（“阳极氧化”），以在阳极上面和/或内部形成一层电介质层。例如，钽（Ta）阳极体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体上涂覆一种溶液，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）可能占阳极氧化溶液的大约0.01wt.%-大约5wt.%，在一些实施例中占大约0.05wt.%-大约0.8wt.%，在一些实施例中占大约0.1wt.%-大约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，形成电介质层。形成电压值决定电介质层的厚度。例如，一开始以恒电流模式建立电源供应，直到达到要求的电压。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电介质层厚度。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是大约4-大约250V，在一些实施例中，是大约9-大约200V，在一些实施例中，是大约20-大约150V。在阳极氧化过程中，阳极氧化溶液可保持在较高温度，如大约30℃或更高，在一些实施例中，大约40℃–大约200℃，在一些实施例中，大约50℃–大约100℃。阳极氧化还可在室温或更低温度下进行。所得到的电介质层可在阳极表面形成或在阳极孔内形成。
III.工作电解质
工作电解质是一种可在阳极内浸渍的液体，或者它可以在生产后期加入到电容器内。液体电解质通常均匀润湿电介质层。各种合适的电解质在Evans等的美国专利5,369,547和6,594,140中进行了描述。一般说来，电解质是离子导电的是指其采用任何熟悉的电导仪（如Oakton Con Series11）在温度23℃测定的电导率是大约0.1至大约20毫西门子/厘米（“mS/cm”），在一些实施例中，是大约0.2至大约10mS/cm，在一些实施例中，是大约0.5至大约5mS/cm。在上面提到的范围内，人们认为，电解质的离子导电性使电场延伸到电解质内，其长度（德拜长度）足够导致明显的电荷分离。这一点使电电介质的势能延伸到电解质，因此，所得电容器储存的势能比根据电介质厚度预测的更高。换句话说，电容器可充电压超过电介质的形成电压。例如，电容器可充电压与形成电压之比可能大约为1.0-2.0，在一些实施例中，大约为1.1-1.8，在一些实施例中，大约为1.2-1.6。举例来说，电容器可充电压可能是大约200-大约350V，在一些实施例中，是大约220-大约320V，在一些实施例中，是大约250-大约300V。
所述液体电解质通常为液体形式，如溶液（如水溶液或非水溶液）、胶态悬浮体、胶体等。例如，电解质可以是酸（如硫酸、磷酸或硝酸）、碱（如氢氧化钾）或盐（如铵盐，如硝酸盐）的水溶液，以及本领域已知的任何其它合适的电解质，如溶解在有机溶剂中的盐（如溶解在乙二醇类溶液中的铵盐）。其它各种电解质在Evans等的美国专利5,369,547和6,594,140中进行了描述。
通过选择某一浓度范围的离子化合物（如酸、碱、盐等），可以实现需要的离子电导率。在一个具体的实施例中，弱有机酸盐在实现需要的电解质电导率方面是有效的。盐的阳离子可能包括单原子阳离子，如碱金属（如Li+、Na+、K+、Rb+或Cs+）、碱土金属（如Be2+、Mg2+、Ca2+、Sr2+或Ba2+）、过渡金属（如Ag+、Fe2+、Fe3+等）以及多原子阳离子，如NH4 +。一价铵（NH4 +）、钠（Na+）、锂（Li+）是尤其适合本发明的阳离子。用于形成盐的阴离子的有机酸是“弱酸”是指其在23℃时测定的典型一级酸离解常数（pKa1）为大约0至大约11，在一些实施例中，为大约1至大约10，在一些实施例中，为大约2至大约10。本发明可以使用任何合适的弱有机酸，如羧酸，如丙烯酸、甲基丙烯酸、丙二酸、琥珀酸、水杨酸、磺基水杨酸、己二酸、马来酸、苹果酸、油酸、五倍子酸、酒石酸（如右旋酒石酸、内消旋酒石酸等）、柠檬酸、甲酸、乙酸、乙醇酸、草酸、丙酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、戊二酸、葡糖酸、乳酸、天冬氨酸、谷氨酸、衣康酸、三氟乙酸、巴比妥酸、肉桂酸、苯甲酸、4-羟基苯甲酸、氨基苯甲酸等；及以上各酸的混合物等。在用于形成盐方面，多元酸（如二元酸、三元酸等）尤其符合要求，如己二酸（pKa1为4.43，pKa2为5.41）、α-酒石酸（pKa1为2.98和pKa2为4.34）、内消旋酒石酸（pKa1为3.22和pKa2为4.82）、草酸（pKa1为1.23和pKa2为4.19）、乳酸（pKa1为3.13，pKa2为4.76和pKa3为6.40）等。
虽然，实际用量可根据具体使用的盐、其在电解质所用溶剂中的溶解度和存在的其它组分而变化，但是，此类弱有机酸盐在电解质中的含量是大约0.1-大约25wt.%，在一些实施例中是大约0.2–大约20wt.%，在一些实施例中大约为0.3-15wt.%，在一些实施例中是大约0.5-大约5wt.%。
电解质通常是水溶液是指其包含含水溶剂，如水（如去离子水）。例如，水（如去离子水）可以占电解质的大约20wt.%-大约95wt.%，在一些实施例中占大约30wt.%-大约90wt.%，在一些实施例中占大约40wt.%-大约85wt.%。还可以使用第二溶剂，以形成溶剂混合物。合适的第二溶剂可以包括，例如，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)等。此类溶剂混合物通常含大约40wt.%-大约80wt.%的水，在一些实施例中，含大约50wt.%-大约75wt.%的水，在一些实施例中含大约55wt.%-大约70wt.%的水，第二溶剂含量是大约20wt.%-大约60wt.%，在一些实例中是大约25wt.%-大约50wt.%，在一些实施例中，是大约30wt.%-大约45wt.%。例如，第二溶剂占电解质的大约5wt.%-大约45wt.%，在一些实施例中占大约10wt.%-大约40wt.%，在一些实施例中占大约15wt.%-大约35wt.%。
如果需要的话，电解质可以相对中性，pH是大约4.5-大约7.0，在一些实施例中pH是大约5.0-大约6.5，在一些实施例中是大约5.5-大约6.0。为了帮助达到要求的pH值，可以使用一种或多种pH调节剂（如酸、碱等）。在一个实施例中，采用一种酸将pH值降低到要求的范围。合适的酸包括，例如，上文所述有机酸；无机酸，如盐酸、硝酸、硫酸、磷酸、多磷酸、硼酸等；及它们的混合物。虽然pH调节剂的总浓度可以变化，但是，它们占电解质的大约0.01wt.%-大约10wt.%，在一些实施例中占大约0.05wt.%-大约5wt.%，在一些实施例中占大约0.1wt.%-大约2wt.%。
电解质还可以包含帮助改善电容器电气性能的其它组分。例如，在电解质中可以使用去极化剂，帮助抑制电解电容器阴极处氢气的产生，氢气的产生会导致电容器膨胀，最终引发故障。使用去极化剂时，去极化剂在电解质中的含量是大约1–大约500ppm，在一些实施例中，是大约10–大约200ppm，在一些实施例中，是大约20–大约150ppm。合适的去极化剂可能包括硝基芳香化合物，如2-硝基苯酚、3-硝基苯酚、4-硝基苯酚、2-硝基苯甲酸、3-硝基苯甲酸、4-硝基苯甲酸、2-硝基苯乙酮、3-硝基苯乙酮、4-硝基苯乙酮、2-硝基茴香醚、3-硝基茴香醚、4-硝基茴香醚、2-硝基苯甲醛、3-硝基苯甲醛、4-硝基苯甲醛、2-硝基苄醇、3-硝基苄醇、4-硝基苄醇、2-硝基邻苯二甲酸、3-硝基邻苯二甲酸、4-硝基邻苯二甲酸等。尤其适合本发明使用的硝基芳香化合物去极化剂是被一个或多个烷基取代（如甲基、乙基、丙基、丁基等）的硝基苯甲酸及其酸酐或盐。此类烷基取代硝基苯甲酸化合物的具体实例包括，例如，2-甲基-3-硝基苯甲酸；2-甲基-6-硝基苯甲酸；3-甲基-2-硝基苯甲酸；3-甲基-4-硝基苯甲酸；3-甲基-6-硝基苯甲酸；4-甲基-3-硝基苯甲酸；及它们的酸酐或盐等。
这些组分结合到电容器内的具体方式并不重要，并且可以采用几种方法实现结合。例如，参考图1，图中所示的是电解电容器40的一个实施例，包括与按照本发明形成的阳极20和阴极43电接触的工作电解质44。阴极43通常采用涂覆阳极电化学聚合层49的基板41形成。在所示实施例中，基板41形成通常为圆柱形的外壳。然而，应该理解的是，本发明的外壳可以采用任何几何结构，如矩形、三角形、棱形等。外壳任选包括一个盖住阳极和电解质的盖子，盖子可采用与外壳相同或不同的材料制造。
也可以采用密封23（如玻璃-金属）连接和密封阳极20至阴极43。还可以采用电绝缘衬套89（如聚四氟乙烯（“PTFE”））和/或支架91，帮助稳定阳极20和引线42，并在电容器内保持要求的间距。如果需要的话，还可以在阴极43和阳极20之间放置一个分隔器（未示出），
防止阳极和阴极直接接触。适用于这种目的的合适材料实例包括，例如，多孔聚合物材料（如聚丙烯、聚乙烯、聚碳酸酯等）、多孔无机材料（如玻璃纤维垫、多孔玻璃砂纸等）、离子交换树脂材料等。具体实例包括离子全氟磺酸聚合物膜（如E.I.DuPont de Nemeours & Co.的NafionTM）、磺化氟碳聚合物膜、聚苯并咪唑（PBI）膜和聚醚醚酮（PEEK）膜。为了优化电容器的体积效率，通常要求分隔器的厚度相对较小。例如，当使用分隔器时，分隔器92的厚度通常是大约5–大约250毫米，在一些实施例中，是大约10–大约150毫米，在一些实施例中，是大约15–大约100毫米。
盖子或外壳可以定义一个基本空心的内部孔，所述孔的尺寸和形状足够容纳阳极引线的导管56穿过。导管56通常采用金属，例如钽、铌、铝、镍、铪、钛、铜、银、钢（如不锈钢）及各自的合金（如导电氧化物）、复合物（如涂覆导电氧化物的金属）等制造。在组装和密封（例如，焊接）过程中与/在组装和密封（例如，焊接）后，可通过装料口将电解质加入到外壳内。可将电容器放置在真空室内，这样，加料口伸到电解质槽中而完成电解质加料。当真空室抽真空时，电容器内的压力降低。当真空释放时，电容器内的压力重新平衡，电解质通过加料口被抽到电容器内。
不管具体结构如何，本发明的电容器都具有优异的电气特性。例如，电容器具有较高的体积效率，例如，在频率120Hz及室温（如25℃）时测定的体积效率为大约50,000μF*V/cm3至大约300,000μF*V/cm3，在一些实施例中，为大约60,000μF*V/cm3–大约200,000μF*V/cm3，在一些实施例中，为大约80,000μF*V/cm3至大约150,000μF*V/cm3。部件的形成电压乘以其电容，然后将所得乘积除以部件体积即得到体积效率。例如，部件的电容520μF，形成电压是175伏特，两者的乘积是91,000μF*V。如果部件占据的体积大约是0.8cm3，则体积效率大约是113,750μF*V/cm3。
电容器还具有较高的贮存能量，使其适合高脉冲应用。能量通常按照公式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Keithley3330Precision LCZ，带Kelvin引线，2伏特偏压和1伏特信号）在工作频率10-120Hz（如120Hz）和温度23℃时测定。例如，电容器的贮存能量大约为2.0焦耳每立方厘米（J/cm3）或更高，在一些实施例中大约为3.0J/cm3或更高，在一些实施例中为大约3.5J/cm3-大约10.0J/cm3，在一些实施例中，为大约4.5-大约8.0J/cm3。同样，电容大约为1毫法拉/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，为大约5-大约50mF/cm2，在一些实施例中，为大约8-大约20mF/cm2。电容器还具有相对较高的“击穿电压”（电容器出现故障时的电压），如大约为180伏特或更高，在一些实施例中，大约为200伏特或更高，在一些实施例中，为大约210至大约260伏特。
在频率120Hz，偏压2伏特，信号1伏特条件下测定时，等效串联电阻（“ESR”）-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–可能约低于15,000毫欧，在一些实施例中，约低于10,000毫欧，在一些实施例中，约低于5,000毫欧，在一些实施例中，为大约1–大约4500毫欧。此外，漏电流通常指的是从一个导体通过一个绝缘体流向附近一个导体的电流，它也可以保持在相对较低的水平。例如，本发明电容器的归一化漏电流的数值，在一些实施例中大约低于1μA/μF*V，在一些实施例中，大约低于0.5μA/μF*V，在一些实施例中，约低于0.1μA/μF*V，其中μA是微安，μF*V是电容和额定电压的乘积。漏电流采用漏电流测试仪（例如英国Mantrac ourt Electronics有限公司的MC190Leakage test）在温度23℃、某一额定电压及充电大约60-大约300秒后进行测定。甚至在高温老化较长时间后，以上ESR和常规漏电流仍然能够得到保持。例如，在温度大约100℃–大约250℃，在一些实施例中，在大约100℃–大约200℃时（如100℃、125℃、150℃、175℃或200℃）时，这些数值可保持大约100小时或更长，在一些实施例中，可保持大约300小时-大约2500小时，一些实施例中，可保持大约400小时–大约1500小时（如500小时、600小时、700小时、800小时、900小时、1000小时、1100小时或1200小时）。
本发明的电解电容器可用于各种应用，包括但不限于医疗器械，如植入式除纤颤器、起搏器、心电复律器、神经刺激器、给药装置等；汽车应用；军事应用，如雷达系统；消费者电子产品，如无线电、电视等。例如，在一个实施例中，电容器可用于植入式医疗器械中，为患者提供高电压治疗（如为大约500伏特-大约850伏特，或者，如果需要的话，大约600–大约900伏特）。该器械可包含一个全密封和生物惰性的容器或外壳。通过静脉，采用一根或多根引线将器械与患者心脏电连接。配备心脏电极，以感知心脏活动和/或向心脏提供电压。在心脏的一个或多个心室和心房附近，配备至少一部分引线（如引线末端），或至少一部分引线与心脏的一个或多个心室和心房接触。该器械还包含一个电容器组，所述电容器组一般包含两个或多个串联连接的电容器，并与器械内部或外部的电池连接，为电容器组提供能量。部分由于电导率较高，本发明的电容器具有优异的电性能，因此，适合用于植入式医疗器械的电容器组。
通过下述实例可以更好地理解本发明。
材料
实例中采用下述材料。
EDT=3,4-乙烯二氧噻吩(Hereaus)
EDT*=3,4-丙烯二氧噻吩（3,4-propylenedioxythiophene）
DMA=2,5二甲基苯胺(Sigma Aldrich)
DDS=十二烷基硫酸钠盐(Sigma Aldrich)
DDS=十二烷基苯磺酸钠盐(Sigma Aldrich)
DBSA=十二烷基苯磺酸(Pfaltz & Bauer,Inc)
PSSA=聚苯乙烯磺酸(Sigma Aldrich，18wt%水溶液)
PSS_Na=聚苯乙烯磺酸钠盐(Sigma Aldrich)
PSS_Li=聚苯乙烯磺酸锂盐(Sigma Aldrich,30wt%水溶液)
TSA=对-甲苯磺酸(Sigma Aldrich)
NSA=萘磺酸(Sigma Aldrich)
DDA=十二烷胺
试验程序
等效串联电阻（ESR）
等效串联电阻可以采用带Kelvin引线的Keithley3330精密LCZ测试仪，在直流偏压2.2伏特、峰-峰正弦信号0.5伏特时进行测定。工作频率采用120Hz，温度采用23℃±2℃。
电容
电容可以采用带Kelvin引线的Keithley3330精密LCZ测试仪，在直流偏压2.2伏特、峰-峰正弦信号0.5伏特时进行测定。工作频率采用120Hz，温度采用23℃±2℃。
漏电流：
漏电流（“DCL”）采用泄漏试验仪在温度23℃±2℃和额定电压条件下至少60秒后测定。
实例1
在250ml烧杯中，将2.87g(0.1M)DDS溶于100ml去离子水中。分别将1.42g EDT和1.42g EDT*（3,4-丙烯二氧噻吩）混合。然后，将这些单体的均相溶液加入到DDS溶液中，并加热到75℃。在75℃时，乳液变为均相溶液。冷却后，一些DDS从均相溶液中沉淀出来。过滤沉淀，得到的澄清溶液用于阳极电化学聚合。然后，将粗化的Ti箔与电源的正极电连接，Pt线与电源的负极电连接。将这些电极放进盛有上述溶液的烧杯中。停止搅拌。然后，电源设置为5V和20mA，进行电聚合。导电聚合物涂层沉积在整个Ti箔表面上。
实例2
除向溶液中加入1.92g TSA(0.1M)之外，按照实例1所述制备乳液。电-聚合使得在整个Ti箔表面上沉积了导电聚合物涂层。
实例3
除向溶液中加入1.92g NSA(0.1M)之外，按照实例1所述制备乳液。电-聚合使得在整个Ti箔表面上沉积了导电聚合物涂层。
实例4
除向溶液中加入1ml18wt.%PSSA水溶液之外，按照实例1所述制备乳液。电-聚合使得在整个Ti箔表面上沉积了导电聚合物涂层。
实例5
除向溶液中加入1ml30wt.%PSS Li水溶液之外，按照实例1所述制备乳液。电-聚合使得在整个Ti箔表面上沉积了导电聚合物涂层。
实例6
除向溶液中加入1g PSS Na之外，按照实例1所述制备乳液。电-聚合使得在整个Ti箔表面上沉积了导电聚合物涂层。
实例7
在250ml烧杯中，将2.87g(0.1M)DDS溶于100ml去离子水中。分别将1.42g EDT和0.68g吡咯混合。然后，将这些单体的均相溶液加入到表面活性剂溶液中，并加热到75℃。在75℃时，乳液变为均相溶液。然后，将粗化的Ti箔与电源的正极电连接，Pt线与电源的负极电连接。将这些电极放进盛有上述溶液的烧杯中。停止搅拌。然后，电源设置为5V和20mA，进行电聚合。导电聚合物涂层沉积在Ti箔的整个表面上。
实例8
除向溶液中加入1.92g TSA(0.1M)之外，按照实例7所述制备乳液。电-聚合使得在整个Ti箔表面上沉积了导电聚合物涂层。
实例9
除向溶液中加入1.92g NSA(0.1M)之外，按照实例7所述制备乳液。电-聚合使得在整个Ti箔表面上沉积了导电聚合物涂层。
实例10
除向溶液中加入1ml18wt.%PSSA水溶液之外，按照实例7所述制备乳液。电-聚合使得在整个Ti箔表面上沉积了导电聚合物涂层。
实例11
除向溶液中加入1ml30wt.%PSS Li水溶液之外，按照实例7所述制备乳液。电-聚合使得在整个Ti箔表面上沉积了导电聚合物涂层。
实例12
除向溶液中加入1g PSS Na之外，按照实例7所述制备乳液。电-聚合使得在整个Ti箔表面上沉积了导电聚合物涂层。
实例13
在250ml烧杯中，将2.87g(0.1M)DDS溶于100ml去离子水中。分别将1.42g EDT和1.21g DMA混合。然后，将这些单体的均相溶液加入到表面活性剂溶液中，并加热到75℃。在75℃时，乳液变为均相溶液。然后，将粗化的Ti箔与电源的正极电连接，Pt线与电源的负极电连接。将这些电极放进盛有上述溶液的烧杯中。停止搅拌。然后，电源设置为5V和20mA，进行电聚合。导电聚合物涂层沉积在Ti箔的整个表面上。
实例14
除向溶液中加入1.92g TSA(0.1M)之外，按照实例13所述制备乳液。电-聚合使得在整个Ti箔表面上沉积了导电聚合物涂层。
实例15
除向溶液中加入1.92g NSA(0.1M)之外，按照实例13所述制备乳液。电-聚合使得在整个Ti箔表面上沉积了导电聚合物涂层。
实例16
除向溶液中加入1ml18wt.%PSSA水溶液之外，按照实例13所述制备乳液。电-聚合使得在整个Ti箔表面上沉积了导电聚合物涂层。
实例17
除向溶液中加入1ml30wt.%PSS Li水溶液之外，按照实例13所述制备乳液。电-聚合使得在整个Ti箔表面上沉积了导电聚合物涂层。
实例18
除向溶液中加入1g PSS Na之外，按照实例13所述制备乳液。电-聚合使得在整个Ti箔表面上沉积了导电聚合物涂层。
实例19
在250ml烧杯中，将3.26g(0.1M)DBSA溶于100ml去离子水中。分别将1.42g EDT和1.42g EDT*（3,4-丙烯二氧噻吩）混合。然后，将这些单体的均相溶液加入到表面活性剂溶液中，并加热到75℃。在75℃时，乳液变为均相溶液。冷却后，均相溶液变得浑浊，表明液体之间出现相分离。然后，将粗化的Ti箔与电源的正极电连接，Pt线与电源的负极电连接。将这些电极放进盛有上述溶液的烧杯中。停止搅拌。然后，电源设置为5V和20mA，进行电聚合。导电聚合物涂层沉积在Ti箔的整个表面上。
实例20
除向溶液中加入1.92g TSA(0.1M)之外，按照实例19所述制备乳液。电-聚合使得在整个Ti箔表面上沉积了导电聚合物涂层。
实例21
除向溶液中加入1.92g NSA(0.1M)之外，按照实例19所述制备乳液。电-聚合使得在整个Ti箔表面上沉积了导电聚合物涂层。
实例22
除向溶液中加入1ml18wt.%PSSA水溶液之外，按照实例19所述制备乳液。电-聚合使得在整个Ti箔表面上沉积了导电聚合物涂层。
实例23
除向溶液中加入1ml30wt.%PSS Li水溶液之外，按照实例19所述制备乳液。电-聚合使得在整个Ti箔表面上沉积了导电聚合物涂层。
实例24
除向溶液中加入1g PSS Na之外，按照实例19所述制备乳液。电-聚合使得在整个Ti箔表面上沉积了导电聚合物涂层。
实例25
在250ml烧杯中，将3.26g(0.1M)DBSA溶于100ml去离子水中。分别将1.42g EDT和0.68g吡咯混合。然后，将这些单体的均相溶液加入到表面活性剂溶液中，并加热到75℃。在75℃时，乳液变为均相溶液。然后，将粗化的Ti箔与电源的正极电连接，Pt线与电源的负极电连接。将这些电极放进盛有上述溶液的烧杯中。停止搅拌。然后，电源设置为5V和20mA，进行电聚合。导电聚合物涂层沉积在Ti箔的整个表面上。
实例26
除向溶液中加入1.92g TSA(0.1M)之外，按照实例25所述制备乳液。电-聚合使得在整个Ti箔表面上沉积了导电聚合物涂层。
实例27
除向溶液中加入1.92g NSA(0.1M)之外，按照实例25所述制备乳液。电-聚合使得在整个Ti箔表面上沉积了导电聚合物涂层。
实例28
除向溶液中加入1ml18wt.%PSSA水溶液之外，按照实例25所述制备乳液。电-聚合使得在整个Ti箔表面上沉积了导电聚合物涂层。
实例29
除向溶液中加入1ml30wt.%PSS Li水溶液之外，按照实例25所述制备乳液。电-聚合使得在整个Ti箔表面上沉积了导电聚合物涂层。
实例30
除向溶液中加入1g PSS Na之外，按照实例25所述制备乳液。电-聚合使得在整个Ti箔表面上沉积了导电聚合物涂层。
实例31
在250ml烧杯中，将3.26g(0.1M)DBSA溶于100ml去离子水中。分别将1.42g EDT和1.21g DMA混合。然后，将这些单体的均相溶液加入到表面活性剂溶液中，并加热到75℃。在75℃时，乳液变为均相溶液。然后，将粗化的Ti箔与电源的正极电连接，Pt线与电源的负极电连接。将这些电极放进盛有上述溶液的烧杯中。停止搅拌。然后，电源设置为5V和20mA，进行电聚合。导电聚合物涂层沉积在Ti箔的整个表面上。
实例32
除向溶液中加入1.92g TSA(0.1M)之外，按照实例31所述制备乳液。电-聚合使得在整个Ti箔表面上沉积了导电聚合物涂层。
实例33
除向溶液中加入1.92g NSA(0.1M)之外，按照实例31所述制备乳液。电-聚合使得在整个Ti箔表面上沉积了导电聚合物涂层。
实例34
除向溶液中加入1ml18wt.%PSSA水溶液之外，按照实例31所述制备乳液。电-聚合使得在整个Ti箔表面上沉积了导电聚合物涂层。
实例35
除向溶液中加入1ml30wt.%P SS Li水溶液之外，按照实例31所述制备乳液。电-聚合使得在整个Ti箔表面上沉积了导电聚合物涂层。
实例36
除向溶液中加入1g PSS Na之外，按照实例31所述制备乳液。电-聚合使得在整个Ti箔表面上沉积了导电聚合物涂层。
实例37
在250ml烧杯中，将3.48g(0.1M)DBSS溶于100ml去离子水中。分别将1.42g EDT和1.42g EDT*（3,4-丙烯二氧噻吩）混合。然后，将这些单体的均相溶液加入到表面活性剂溶液中，并加热到75℃。在75℃时，乳液变为均相溶液。冷却后，均相溶液变得浑浊，表明液体之间出现相分离。然后，将粗化的Ti箔与电源的正极电连接，Pt线与电源的负极电连接。将这些电极放进盛有上述溶液的烧杯中。停止搅拌。然后，电源设置为5V和20mA，进行电聚合。导电聚合物涂层沉积在Ti箔的整个表面上。
实例38
除向溶液中加入1.92g TSA(0.1M)之外，按照实例37所述制备乳液。电-聚合使得在整个Ti箔表面上沉积了导电聚合物涂层。
实例39
除向溶液中加入1.92g NSA(0.1M)之外，按照实例37所述制备乳液。电-聚合使得在整个Ti箔表面上沉积了导电聚合物涂层。
实例40
除向溶液中加入1ml18wt.%PSSA水溶液之外，按照实例37所述制备乳液。电-聚合使得在整个Ti箔表面上沉积了导电聚合物涂层。
实例41
除向溶液中加入1ml30wt.%PSS Li水溶液之外，按照实例37所述制备乳液。电-聚合使得在整个Ti箔表面上沉积了导电聚合物涂层。
实例42
除向溶液中加入1g PSS Na之外，按照实例37所述制备乳液。电-聚合使得在整个Ti箔表面上沉积了导电聚合物涂层。
实例43
在250ml烧杯中，将3.48g(0.1M)DBSS溶于100ml去离子水中。分别将1.42g EDT和0.68g吡咯混合。然后，将这些单体的均相溶液加入到表面活性剂溶液中，并加热到75℃。在75℃时，乳液变为均相溶液。然后，将粗化的Ti箔与电源的正极电连接，Pt线与电源的负极电连接。将这些电极放进盛有上述溶液的烧杯中。停止搅拌。然后，电源设置为5V和20mA，进行电聚合。导电聚合物涂层沉积在Ti箔的整个表面上。
实例44
除向溶液中加入1.92g TSA(0.1M)之外，按照实例43所述制备乳液。电-聚合使得在整个Ti箔表面上沉积了导电聚合物涂层。
实例45
除向溶液中加入1.92g NSA(0.1M)之外，按照实例43所述制备乳液。电-聚合使得在整个Ti箔表面上沉积了导电聚合物涂层。
实例46
除向溶液中加入1ml18wt.%PSSA水溶液之外，按照实例43所述制备乳液。电-聚合使得在整个Ti箔表面上沉积了导电聚合物涂层。
实例47
除向溶液中加入1ml30wt.%PSS Li水溶液之外，按照实例43所述制备乳液。电-聚合使得在整个Ti箔表面上沉积了导电聚合物涂层。
实例48
除向溶液中加入1g PSS Na之外，按照实例43所述制备乳液。电-聚合使得在整个Ti箔表面上沉积了导电聚合物涂层。
实例49
在250ml烧杯中，将3.48g(0.1M)DBSS溶于100ml去离子水中。分别将1.42g EDT和1.21g DMA混合。然后，将这些单体的均相溶液加入到表面活性剂溶液中，并加热到75℃。在75℃时，乳液变为均相溶液。然后，将粗化的Ti箔与电源的正极电连接，Pt线与电源的负极电连接。将这些电极放进盛有上述溶液的烧杯中。停止搅拌。然后，电源设置为5V和20mA，进行电聚合。导电聚合物涂层沉积在Ti箔的整个表面上。
实例50
除向溶液中加入1.92g TSA(0.1M)之外，按照实例49所述制备乳液。电-聚合使得在整个Ti箔表面上沉积了导电聚合物涂层。
实例51
除向溶液中加入1.92g NSA(0.1M)之外，按照实例49所述制备乳液。电-聚合使得在整个Ti箔表面上沉积了导电聚合物涂层。
实例52
除向溶液中加入1ml18wt.%PSSA水溶液之外，按照实例49所述制备乳液。电-聚合使得在整个Ti箔表面上沉积了导电聚合物涂层。
实例53
除向溶液中加入1ml30wt.%PSS Li水溶液之外，按照实例49所述制备乳液。电-聚合使得在整个Ti箔表面上沉积了导电聚合物涂层。
实例54
除向溶液中加入1g PSS Na之外，按照实例49所述制备乳液。电-聚合使得在整个Ti箔表面上沉积了导电聚合物涂层。
实例55
在250ml烧杯中，将2.87g(0.1M)DDS溶于100ml去离子水中。分别将1.42g EDT和0.68g吡咯混合。然后，将这些单体的均相溶液加入到表面活性剂溶液中，并加热到60℃。在60℃时，乳液保持透明。冷却后，沉淀得到一种随时间而变为两相体系的乳液。
实例56
除向溶液中加入1.92g TSA(0.1M)之外，按照实例55所述制备乳液。冷却到室温后，溶液变为棕色，形成乳液。
实例57
在250ml烧杯中，将3.48g(0.1M)DBSS溶于100ml去离子水中。分别将1.42g EDT和0.68g吡咯混合。然后，将这些单体的均相溶液加入到表面活性剂溶液中，并加热到60℃。冷却到室温后，溶液变成白色乳液。
实例58
除向溶液中加入1.92g TSA(0.1M)之外，按照实例57所述制备乳液。冷却到室温后，溶液变为棕色，形成乳液。
实例59
在250ml烧杯中，将3.28g(0.1M)DBSA溶于100ml去离子水中。分别将1.42g EDT和0.68g吡咯混合。然后，将这些单体的均相溶液加入到表面活性剂溶液中，并加热到60℃。冷却到室温后，形成乳液。
实例60
除在单体混合五（5）分钟后，向溶液中加入1.92g TSA(0.1M)之外，按照实例59所述制备乳液。冷却到室温后，乳液变为棕色。
实例61
将3.26g DSBA溶于100ml去离子水中。该溶液在温度23℃时的电导率是17mS/cm，pH值是2。向此溶液中加入1.42g EDT。这样做最终形成一种乳液，该乳液在23℃时的电导率是17.8mS/cm，pH是2。将该乳液加热到70℃，得到一种溶液。冷却到室温后，重新形成乳液。在室温进行乳液的阳极电化学聚合氧化。需要进行电化学聚合和氧化的箔片与外接电源的正极端子电连接，这样，箔片作为阳极。铂线作为阴极，与乳液电接触。电源设置为5V和20mA。
实例62
除向EDT胶态悬浮体中加入1.92g对-甲苯磺酸之外，按照实例61所述制备乳液，得到的乳液在23℃的电导率是36mS/cm，pH值是1.7。按照实例61所述进行乳液的阳极电化学聚合氧化。
实例63
将3.48g DBSS溶于100ml去离子水中。该溶液在温度23℃时的电导率是9mS/cm，pH值是8.5。向此溶液中加入1.42g EDT。这样做最终形成一种乳液，该乳液在23℃时的电导率是7mS/cm，pH是8.5。将该乳液加热到70℃，得到一种溶液。冷却到室温后，重新形成乳液。在室温进行乳液的阳极电化学聚合氧化。需要进行电化学聚合和氧化的箔片与外接电源的正极端子电连接，这样，箔片作为阳极。铂线作为阴极，与乳液电接触。电源设置为5V和20mA。
实例64
除向EDT胶态悬浮体中加入1.92g对-甲苯磺酸之外，按照实例63所述制备乳液，所得乳液在23℃的电导率是20mS/cm，pH值是1.9。按照实例63所述进行乳液的阳极电化学聚合氧化。
实例65
将2.87g DDS溶于100ml去离子水中。该溶液在温度23℃时的电导率是2.7mS/cm，pH值是6.7。向此溶液中加入1.42g EDT。这样做最终形成一种乳液，该乳液在23℃时的电导率是3.8mS/cm，pH是6.4。将该乳液加热到70℃，得到一种溶液。冷却到室温后，重新形成乳液。在室温进行乳液的阳极电化学聚合氧化。需要进行电化学聚合和氧化的箔片与外接电源的正极端子电连接，这样，箔片作为阳极。铂线作为阴极，与乳液电接触。电源设置为5V和20mA。
实例66
除向EDT胶态悬浮体中加入1.92g对-甲苯磺酸之外，按照实例65所述制备乳液，所得乳液在23℃的电导率是28mS/cm，pH值是1.9。按照实例65所述进行乳液的阳极电化学聚合氧化。
实例67
将0.185g DDA溶于100ml去离子水中。该溶液在温度23℃时的电导率是2.7mS/cm，pH值是6.7。向此溶液中加入1.42g EDT。这样做最终形成一种乳液，该乳液在23℃时的电导率是3.8mS/cm，pH是6.4。将该乳液加热到70℃，得到一种溶液。冷却到室温后，重新形成乳液。在室温进行乳液的阳极电化学聚合氧化。需要进行电化学聚合和氧化的箔片与外接电源的正极端子电连接，这样，箔片作为阳极。铂线作为阴极，与乳液电接触。电源设置为5V和20mA。
实例68
将3.26g DBSA溶于100ml去离子水中。该溶液在温度23℃时的电导率是17mS/cm，pH值是2。向此溶液中加入0.68g吡咯。这样做最终形成一种乳液，该乳液在23℃时的电导率是17.8mS/cm，pH是2。在室温进行此溶液的阳极电化学聚合氧化。需要进行电化学聚合和氧化的箔片与外接电源的正极端子电连接，这样，箔片作为阳极。铂线作为阴极，与此溶液电接触。电源设置为5V和20mA。
实例69
除向吡咯胶态悬浮体中加入1.92g对-甲苯磺酸之外，按照实例68所述制备乳液，所得乳液在23℃的电导率是48mS/cm，pH值是1.7。按照实例68所述进行乳液的阳极电化学聚合氧化。
实例70
将3.48g DBSS溶于100ml去离子水中。该溶液在温度23℃时的电导率是9mS/cm，pH值是8.2。向此溶液中加入0.68g吡咯。这样做最终形成一种乳液，该乳液在23℃时的电导率是9mS/cm，pH是8.5。在室温进行此溶液的阳极电化学聚合氧化。需要进行电化学聚合和氧化的箔片与外接电源的正极端子电连接，这样，箔片作为阳极。铂线作为阴极，与此溶液电接触。电源设置为5V和20mA。
实例71
除向吡咯胶态悬浮体中加入1.92g对-甲苯磺酸之外，按照实例70所述制备乳液，所得乳液在23℃的电导率是28mS/cm，pH值是1.9。按照实例70所述进行乳液的阳极电化学聚合氧化。
实例72
将2.87g DDS溶于100ml去离子水中。该溶液在温度23℃时的电导率是2.7mS/cm，pH值是6.7。向此溶液中加入1.42g EDT。这样做最终形成一种乳液，该乳液在23℃时的电导率是3mS/cm，pH是6.7。在室温进行乳液的阳极电化学聚合氧化。需要进行电化学聚合和氧化的箔片与外接电源的正极端子电连接，这样，箔片作为阳极。铂线作为阴极，与乳液电接触。电源设置为5V和20mA。
实例73
除向EDT胶态悬浮体中加入1.92g对-甲苯磺酸之外，按照实例72所述制备乳液，所得乳液在23℃的电导率是34.5mS/cm，pH值是1.8。按照实例72所述进行乳液的阳极电化学聚合氧化。
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 (27)
1.一种湿式电解电容器，包括：
一阳极，其包括涂覆电介质的烧结多孔阳极体；
一阴极，其包括金属基板，在金属基板上沉积有导电聚合物涂层，其中所述导电聚合物涂层由胶态悬浮体的电解聚合形成，所述胶态悬浮体包括前体单体、离子表面活性剂和磺酸；及液体工作电解质，其与所述阳极和所述阴极接触。
2.根据权利要求1所述的湿式电解电容器，其中所述金属基板包括钛或钽。
3.根据权利要求1或2所述的湿式电解电容器，其中所述金属基板大致为圆柱形。
4.根据前述任一项权利要求所述的湿式电解电容器，其中所述前体单体包括吡咯、苯胺、噻吩或它们的组合。
5.根据前述任一项权利要求所述的湿式电解电容器，其中所述前体单体具有下述通式结构：
其中，
T是O或S；
D是任选取代C1-C5烯烃基；
R7独立地选自线性或支链的任选取代C1-C18烷基；任选取代C5-C12环烷基；任选取代C6-C14芳基；任选取代C7-C18芳烷基；任选取代C1-C4羟烷基，或羟基；及
q是0-8的整数。
6.根据前述任一项权利要求所述的湿式电解电容器，其中所述前体单体包括3,4-烯烃二氧噻吩或其衍生物。
7.根据前述任一项权利要求所述的湿式电解电容器，其中所述离子表面活性剂包括阳离子表面活性剂。
8.根据前述任一项权利要求所述的湿式电解电容器，其中所述离子表面活性剂包括阴离子表面活性剂，如烷基芳磺酸盐。
9.根据权利要求8所述的湿式电解电容器，其中所述阴离子表面活性剂包括具有下述通用结构的烷基苯磺酸盐：
其中，
R1是含8-30个碳原子的烷基；及
M是阳离子。
10.根据前述任一项权利要求所述的湿式电解电容器，其中所述磺酸是芳磺酸，所述芳磺酸是对-甲苯磺酸、1-萘磺酸、2-萘磺酸或它们的组合。
11.根据前述任一项权利要求所述的湿式电解电容器，其中所述胶态悬浮体进一步包括消泡剂。
12.根据前述任一项权利要求所述的湿式电解电容器，其中所述导电聚合物涂层不含高能铁基。
13.根据前述任一项权利要求所述的湿式电解电容器，其中所述多孔体由钽粉形成。
14.根据前述任一项权利要求所述的湿式电解电容器，其中所述液体电解质是水溶液。
15.根据前述任一项权利要求所述的湿式电解电容器，其中所述液体电解质包括硫酸。
16.根据前述任一项权利要求所述的湿式电解电容器，其中所述液体电解质的pH是大约4.5至大约7.0。
17.根据前述任一项权利要求所述的湿式电解电容器，其中所述基板的形式是一外壳，在外壳内放置有所述阳极和所述液体电解质。
18.根据前述任一项权利要求所述的湿式电解电容器，其中所述阳极体包括位于近端和相对远端之间的侧壁，其中多个纵向延伸的通道嵌入所述侧壁内。
19.根据前述任一项权利要求所述的湿式电解电容器，其中所述阳极体大致为圆柱形。
20.一种形成湿式电解电容器阴极的方法，包括：
在金属基板（如钛或钽）上涂覆胶态悬浮体，其中所述胶态悬浮体包括前体单体，如吡咯、苯胺、噻吩，或它们的组合；离子表面活性剂，如阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂或它们的组合；及磺酸，如芳磺酸，如对-甲苯磺酸、1-萘磺酸、2-萘磺酸或它们的组合；
将电极与所述金属基板连接；及
向电极供应电流，诱导前体单体的电解和氧化聚合，从而形成导电聚合物涂层。
21.根据权利要求20所述的方法，其中所述离子表面活性剂包括烷基芳磺酸盐阴离子表面活性剂。
22.根据权利要求20所述的方法，其中所述胶态悬浮体和导电聚合物涂层都不含高能铁基。
23.根据权利要求20所述的方法，其中所述胶态悬浮体中离子表面活性剂和前体单体的重量比是大约0.5至大约1.5。
24.根据权利要求20所述的方法，其中所述胶态悬浮体中磺酸和前体单体的重量比是大约0.2至大约1.2。
25.根据权利要求20所述的方法，其中所述胶态悬浮体是乳液或溶液。
26.根据权利要求20所述的方法，其中所述胶态悬浮体的pH是大约2至大约8。
27.根据权利要求20所述的方法，其中所述胶态悬浮体的温度是大约40℃至大约70℃。
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