CN104183388A - 固体铝电解电容器的多层模式电极元件及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种固体铝电解电容器的多层模式电极元件，包括复数个逐层叠加设置的电极元件组件单元，任一电极元件组件单元均包括一阴极部和阳极区，该阴极部和阳极区通过一绝缘胶隔开，所述电极元件组件单元叠加后阴极部的整体表面逐一覆盖一导电连接层、一第一阴极层以及一第二阴极层，形成阴极区，且所述导电连接层还延伸至任两相邻电极元件组件单元之间覆盖各阴极部表面。其优点在于：使制得的固体铝电解电容器结构更加紧凑科学合理，降低等效串联电阻，减少漏电流、降低生产材料成本，提高漏电流合格率，而且制备工艺可操作性强，具有显著的经济效益和社会效益。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种固体铝电解电容器，尤其涉及一种固体铝电解电容器的多层模式电极元件及其制备工艺。
【背景技术】
导电高分子聚合物自70年代被合成以来，几十年来一直是学术界和工业界研究和开发的热门对象。用导电聚合物作为铝电解电容器的固体阴极材料，已使铝电解电容器在高稳定性、长寿命、及扩大应用范围等方面有了巨大突破。聚吡咯(PPY)作为一种导电高分子聚合物，其导电率可达20 S/cm，比有机半导体TCNQ高10倍，比传统铝电解电容器中的液体电解质的导电率高100倍以上。导电高分子作为阴极材料应用于固体片式铝电解电容器中，也具有“自愈”的特性，并且不会燃烧。随着电子设备小型化、轻量化，逐渐要求电容器在有限体积内容量最大化，ESR(Equivalent Series Resistance等效串联电阻)最小化。
目前制作固体电解电容器的通用方式是将传统的单片电容器元件后经过叠层组装后再封装制成，如图1所示，是传统的单片电容器元件结构示意图，传统的单片电容器元件10’包括一阴极区11’和阳极区12’，该阴极区11’和阳极区12’通过一绝缘胶13’隔开，所述阴极区11’包括由内而外设置的一阳极体1’、氧化膜介质2’、第一固体电解质层3’、第二固体电解质层4’、第一阴极层5’以及第二阴极层6’；所述阳极区12’为内层是阳极体1’，外层是氧化膜介质2’的两层结构。其中，所述阳极体1’主要成分为铝，氧化膜介质2’主要成分为氧化铝，第一阴极层5’的主要成分为碳，第二阴极层6’的主要成分为银。再如图2所示，是固体电解电容器中传统的单片电容器元件-叠层封装后结构图，将多个传统单片电容器元件10’的阴极区11’通过焊接和导电银粘接剂8’叠加在引线框7’上，阳极区12’之间则用一阳极垫片9’连接，整体通过保护性树形成一完整的固体电解电容器。
但是现有技术的固体铝电解电容器，因单个电容器元件的层数较多，导致叠层体的总厚度较大，因此固体铝电解电容器的设计厚度内的单片电容器元件的数量较少，总容量受限，而且每个电容器元件外层均为银阴极层，成本较高。单个电容器元件的数目越多，焊接到引线框的焊接就越多，焊接过程受热冲击导致漏电流不合格的概率增加。除此之外，该固体铝电解电容器结构中的单个电容器元件之间的缝隙，还会导致在封装过程中容易受到材料冲击而导致漏电流不合格。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题，在于提供一种固体铝电解电容器的多层模式电极元件；使组装后的结构更加紧凑科学合理，降低生产材料成本，降低组装后的厚度，而且制备工艺可操作性强，具有显著的经济效益和社会效益。
本发明要解决的技术问题之一是这样实现的：一种固体铝电解电容器的多层模式电极元件，包括复数个逐层叠加设置的电极元件组件单元，任一电极元件组件单元均包括一阴极部和阳极区，该阴极部和阳极区通过一绝缘胶隔开，所述电极元件组件单元叠加后阴极部的整体表面逐一覆盖一导电连接层、一第一阴极层以及一第二阴极层，形成阴极区，且所述导电连接层还延伸至任两相邻电极元件组件单元之间覆盖各阴极部表面。
进一步的，所述导电连接层为电化学聚合层。
进一步的，所述电极元件组件单元的数目为2～8个。
进一步的，所述阴极部包括由内而外设置的一阳极体、氧化膜介质、第一固体电解质层、第二固体电解质层；所述导电连接层是延伸至任两相邻电极元件组件单元之间覆盖各阴极部的第二固体电解质层的表面；所述阳极部包括由内而外设置的一阳极体和氧化膜介质；所述阳极体为铝、铌、钛或钽中的一种；所述氧化膜介质为铝、铌、钛或钽中的一种的金属氧化物；所述第一阴极层为碳层；所述第二阴极层为银层。
本发明要解决的技术问题之二是这样实现的：一种固体铝电解电容器的多层模式电极元件的制备工艺，包括如下步骤：
步骤10、制备电极元件组件单元，将表面覆盖有氧化膜介质2的阳极体1中的一种的分切成条状，并冲切成齿形，对分切体进行氧化覆盖膜修复，涂覆绝缘胶；制备第一电解质层和第二电解质层，得到电极元件组件单元；
步骤20、再将复数个该电极元件组件单元用导电连接层互相连接形成多层模式电极；
步骤30、之后在所述多层模式电极的外表面再覆盖第一阴极层及第二阴极层，制得多层模式电极元件。
进一步的，所述步骤20中，所述导电连接层是为导电聚合物层。
进一步的，所述步骤20中，所述导电连接层是以电化学聚合方法制备。
进一步的，所述步骤20中，所述导电连接层通过电化学聚合的方法制备时，是以恒压或恒流加电方式将单体氧化成聚合物，其聚合电流为0.5mA/cm2～5mA/cm2，总时间为60分钟～200分钟,聚合溶液温度控制在0℃～30℃，并用酸将pH值控制在3.0～6.0。
进一步的，所述电化学聚合溶液中的单体为吡咯、噻吩、苯胺或吡咯的衍生物、噻吩的衍生物、苯胺的衍生物的至少一种。
进一步的，所述电化学聚合溶液中的电解质为对甲苯磺酸盐、十二烷基苯磺酸盐、十二烷基磺酸盐、萘磺酸盐或樟脑磺酸盐。溶剂为水或有机溶剂或两者的混合物的至少一种。
本发明具有如下优点：固体铝电解电容器的多层模式电极元件及其制备工艺；该固体铝电解电容器的结构更加紧凑、科学、合理，同样设计高度的电容器包含更多的电极数量，设计容量提高。同样设计电极数量的组装后半成品包含更少的单个电容器元件，节约银阴极层的成本，厚度更小。降低等效串联电阻，降低漏电流，提高漏电流合格率。而且制备工艺与传统工艺基本相同，可操作性强，适合大规模技术改造、推广，具有显著的经济效益和社会效益。
【附图说明】
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
图1是固体电解电容器中传统的单片电容器元件结构图。
图2是传统封装后的固体电解电容器的结构图。
图3是本发明固体电解电容器中的多层模式电极元件结构图。
图4是本发明封装后的多层模式电极元件的固体电解电容器的结构示意图。
图5是本发明的固体电解电容器的带齿形的箔条示意图。
图6是本发明的固体电解电容器带绝缘胶的齿形箔条示意图。
图7是本发明的多层模式电极元件导电连接层聚合装置示意图。
【具体实施方式】
请参阅图3和图4所示，显示了本发明固体电解电容器中的多层模式电极元件100的结构，该多层模式电极元件100的阴极区11通过一导电粘接剂91连接到一引线框架8的阴极部81，阳极区12之间则用一阳极垫片92连接，之后连接到所述引线框架8阳极部82。
所述多层模式电极元件100包括复数个逐层叠加设置的电极元件组件单元10，任一电极元件组件单元10均包括一阴极部和阳极区12，该阴极部和阳极区12通过一绝缘胶13隔开，所述阴极部包括由内而外设置的一阳极体1、氧化膜介质2、第一固体电解质层3、第二固体电解质层4；所述阳极区12包括由内而外设置的一阳极体1和氧化膜介质2。所述电极元件组件单元10叠加后阴极部的整体表面逐一覆盖一导电连接层5、一第一阴极层6以及一第二阴极层7，形成阴极区11，且所述导电连接层5还延伸至任两相邻电极元件组件单元10之间覆盖第二固体电解质层4。
较佳的，所述导电连接层5为电化学聚合层。所述电极元件组件单元10的数目为2～8个。所述阳极体1为铝、铌、钛或钽中的一种；所述氧化膜介质2为铝、铌、钛或钽中的一种的金属氧化物；所述第一阴极层6为碳层；所述第二阴极层7为银层。
请同时参阅图3至图7所示，描述本发明的制备方法可以是下述步骤10～50：
步骤10、将覆盖有氧化膜介质2铝箔、铌箔、钛箔或钽箔(即阳极体1)中的一种的分切成条状，并冲切成齿形(见图5)；在箔上涂覆绝缘胶13(见图6)；对分切体进行氧化覆盖膜修复；在箔条上通过化学聚合形成含有导电聚合物的第一电解质层3；在第一电解质层3之上电化学聚合形成第二电解质层4，制备电极元件组件单元10。本实施例以恒定电压或恒定电流加电方式将单体氧化成聚合物，聚合电流为1mA/cm2～10mA/cm2，总时间为30分钟～120分钟；溶液含有单体、掺杂剂及溶剂；单体选自吡咯、噻吩或苯胺中的一种或几种，浓度为0.5％～20％，优选0.5％～10％；掺杂剂选自十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠、对甲苯磺酸钠、萘磺酸钠、十二烷基萘磺酸钠或其铵盐中的一种或几种，浓度为0.01M～0.1M，溶剂为水或有机溶剂或两者的混合物；溶液温度控制在0℃～50℃，优选0℃～30℃；用酸将pH值控制在1.0～6.0，优选3.0～5.0。该酸可以是有机酸如十二烷基磺酸，对甲苯磺酸，萘磺酸，也可以是无机酸。低温环境生成的第二电解质层4比较规整、致密，电导率也较高，而酸性条件生成的第二电解质层4的性能也比较佳。得到一电极元件组件单元10。
步骤20、再将2～8个电极元件组件单元10逐层叠加利用如图7中的外部电极201夹合在一起。
步骤30、将包括阳极体1、氧化膜介质2、第一电解质层3和第二电解质层4的电极元件组件单元10进行导电连接层聚合，所述导电连接层聚合步骤所用的聚合溶液、设备与所述电化学聚合步骤相同：通过电化学聚合装置20图7中外部电极201加合一起以恒压或恒流加电方式将电极元件组件单元10连接一起，聚合电流为0.5mA/cm2～5mA/cm2，总时间为10分钟～80分钟。图7中的电化学聚合装置20的聚合液含有单体、掺杂剂及溶剂；单体选自吡咯、噻吩或苯胺中的一种或几种，浓度为0.5％～20％，优选0.5％～10％；掺杂剂选自十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠、对甲苯磺酸钠、萘磺酸钠、十二烷基萘磺酸钠或其铵盐中的一种或几种，浓度为0.01M～0.1M，溶剂为水或有机溶剂或两者的混合物；溶液温度控制在0℃～50℃，优选0℃～30℃。用酸将pH值控制在1.0～6.0，优选3.0～5.0；该酸可以是有机酸如十二烷基磺酸，对甲苯磺酸，萘磺酸，也可以是无机酸。低温环境生成的第二电解质层比较规整、致密，电导率也较高，而酸性条件生成的导电连接层的性能也比较佳。制备所得的导电连接层5覆盖在所述叠加后的电极元件组件单元10的表面，并使该导电连接层5连接所述复数个电极元件组件单元10之间。
步骤40、之后在聚合好的导电连接层5上按照现有技术浸渍法，依次覆盖上含碳的第一阴极层6和含银的第二阴极层7，制备成一包含3个电极元件组件单元10的多层模式电极元件100。
步骤50、如图3所示，最后将将多层模式电极元件100的阴极区11连接到引线框架8的阴极部81，阳极区12连接到引线框架8阳极部82：导电粘接剂91以点胶机滴到多层模式电极元件100的阴极，将多层模式电极元件100的阴极端粘接到引线框8阴极部81，阳极区12之间则用一阳极垫片92连接，之后150℃烘干30分钟～60分钟；多层模式电极元件100的阳极端以电阻焊与引线框架8阳极部82连接。将连接好的多层模式电极元件100以环氧树脂按尺寸为长7.3mm，宽为4.3mm，厚为1.1mm进行塑封，所述塑封为将环氧树脂于150℃～200℃注塑到塑封模具中，保持10s～200s后取出，于150℃～200℃后固化2小时～5小时，使环氧树脂交联完全，制作成2～8层的多层模式电极元件的固体电解电容器。
实施例1
利用上述步骤进行制备，其中步骤20是将3个电极元件组件单元10逐层叠加，步骤50所制得的固体电解电容器为3层的多层模式电极元件的固体电解电容器。步骤30中的导电连接层的聚合电流密度为5mA/cm2，聚合时间为60分钟。
实施例2
以与实施例1中相同方法制造固体电解电容器，不同的是在步骤20中，将3个电极元件组件单元逐层叠加变为2个电极元件组件单元逐层叠加，再经步骤40和50后制得包含2个电极元件组件单元的多层模式电极元件的固体电解电容器。
实施例3
以与实施例1中相同方法制造固体电解电容器，不同的是在步骤20中，将3个电极元件组件单元逐层叠加变为8个电极元件组件单元逐层叠加，再经步骤40和50后制得包含8个电极元件组件单元的多层模式电极元件的固体电解电容器。
实施例4
以与实施例1中相同方法制造固体电解电容器，不同的是在步骤20中，将3个电极元件组件单元逐层叠加变为5个电极元件组件单元逐层叠加，再经步骤40和50后制得包含8个电极元件组件单元的多层模式电极元件的固体电解电容器。
实施例5
以与实施例1中相同方法制造固体电解电容器，不同的是在步骤20中，将3个电极元件组件单元逐层叠加变为6个电极元件组件单元逐层叠加，再经步骤40和50后制得包含8个电极元件组件单元的多层模式电极元件的固体电解电容器。
实施例6
以与实施例1中相同方法制造固体电解电容器，不同的是在步骤20中，将3个电极元件组件单元逐层叠加变为7个电极元件组件单元逐层叠加，再经步骤40和50后制得包含8个电极元件组件单元的多层模式电极元件的固体电解电容器。
实施例7
与实施例1不同的是，步骤30中的导电连接层的聚合电流密度为0.5mA/cm2，聚合时间为200分钟。
实施例8
与实施例1不同的是，步骤30中的导电连接层的聚合电流密度为5mA/cm2，聚合时间为60分钟。
实施例9
与实施例1不同的是，步骤30中的导电连接层的聚合电流密度为3mA/cm2，聚合时间为150分钟。
实施例10
步骤10、将覆盖有氧化膜介质的铝箔、铌箔、钛箔或钽箔(即阳极体1)中的一种的分切成条状，并冲切成齿形；在箔条上涂覆绝缘胶，以划分阴极区及阳极区；再对分切体进行氧化膜介质修复；然后在箔条上通过化学聚合形成含有导电聚合物的第一电解质层；在第一电解质层之上再电化学聚合形成第二电解质层，制备面得一电极元件组件单元。本实施例以恒定电压或恒定电流加电方式将单体氧化成聚合物，聚合电流为1mA/cm2，总时间为30分钟；溶液含有单体、掺杂剂及溶剂；单体为吡咯，浓度为0.5％；掺杂剂为十二烷基苯磺酸钠，浓度为0.01M，溶剂为水；溶液温度控制在0℃～30℃；用酸将pH值控制在3.0～5.0。该酸可以是有机酸如十二烷基磺酸，对甲苯磺酸，萘磺酸，也可以是无机酸。低温环境生成的第二电解质层比较规整、致密，电导率也较高，而酸性条件生成的第二电解质层的性能也比较佳。
步骤20、将电化学聚合后的电极元件组件单元按照多层模式电极元件所需要的个数重叠。
步骤30、将电极元件组件单元上覆盖有氧化膜介质、第一电解质层和第二电解质层的阳极体进行导电连接层聚合，所述导电连接层聚合步骤所用的聚合溶液、设备与所述电化学聚合步骤相同：通过电化学聚合装置的外部电极加合一起以恒压或恒流加电方式将多个电极元件组件单元连接一起，本实施选择4个。聚合电流为0.5mA/cm2，总时间为80分钟，聚合液含有单体、掺杂剂及溶剂；单体选吡咯，浓度为0.5％；掺杂剂选十二烷基苯磺酸钠，浓度为0.01M，溶剂为水；溶液温度控制在0℃～30℃。用酸将pH值控制3.0～5.0；该酸可以是有机酸如十二烷基磺酸，对甲苯磺酸，萘磺酸，也可以是无机酸。低温环境生成的第二电解质层比较规整、致密，电导率也较高，而酸性条件生成的导电连接层的性能也比较佳。
步骤40、在聚合好的导电连接层上按照现有技术浸渍法，依次覆盖上含碳的第一阴极层和含银的第二阴极层，制备成多层模式电极元件。
步骤50、将多层模式电极元件的阴极区连接到引线框架的阴极部，阳极区连接到引线框架阳极部：含银的导电粘接剂以点胶机滴到多层模式电极元件的阴极，将多层模式电极元件的阴极区粘接到引线框阴极部，阳极区之间则用一阳极垫片连接，之后150℃烘干30分钟；多层模式电极元件的阳极区以电阻焊与引线框架阳极部连接。将连接好的多层模式电极元件采用环氧树脂进行塑封；所述塑封为将环氧树脂于150℃注塑到塑封模具中，保持10s后取出，于150℃后固化2小时，使环氧树脂交联完全，制作成3层的多层模式电极元件的固体电解电容器。
实施例11
步骤10、将带有氧化膜的箔条(即阳极体)分切成条状，并冲切成齿形；在箔条上涂覆绝缘胶，以划分阴极区及阳极区；再对分切体进行氧化膜介质修复；然后在箔条上通过化学聚合形成含有导电聚合物的第一电解质层；在第一电解质层之上电化学聚合形成第二电解质层，制备电极元件组件单元：以恒定电压或恒定电流加电方式将单体氧化成聚合物，聚合电流为10mA/cm2，总时间为120分钟；溶液含有单体、掺杂剂及溶剂；单体选苯胺，浓度为10％；掺杂剂选十二烷基磺酸钠，浓度为0.1M，溶剂为有机溶剂；溶液温度控制在30℃～50℃；用酸将pH值控制在5.0～6.0。该酸可以是有机酸如十二烷基磺酸，对甲苯磺酸，萘磺酸，也可以是无机酸。低温环境生成的第二电解质层比较规整、致密，电导率也较高，而酸性条件生成的第二电解质层的性能也比较佳。
步骤20、将电化学聚合后的电极元件组件单元按照多层模式电极元件所需要的个数重叠。
步骤30、将电极元件组件单元上覆盖有氧化膜介质、第一电解质层和第二电解质层的阳极体进行导电连接层聚合，所述导电连接层聚合步骤所用的聚合溶液、设备与所述电化学聚合步骤相同：通过电化学聚合装置的中外部电极加合一起以恒压或恒流加电方式将电极元件组件单元连接一起，选择连接数量为2～5个；聚合电流为5mA/cm2，总时间为10分钟。聚合液含有单体、掺杂剂及溶剂；单体选噻吩，浓度为10％；掺杂剂选十二烷基磺酸钠，浓度为0.1M，溶剂为有机溶剂；溶液温度控制在30℃～50℃。用酸将pH值控制在5.0～6.0；该酸可以是有机酸如十二烷基磺酸，对甲苯磺酸，萘磺酸，也可以是无机酸。低温环境生成的第二电解质层比较规整、致密，电导率也较高，而酸性条件生成的导电连接层的性能也比较佳。
步骤40、在聚合好的导电连接层上按照现有技术浸渍法，依次覆盖上含碳的第一阴极层和含银的第二阴极层，制备成多层模式电极元件。
步骤50、将多层模式电极元件的阴极区连接到引线框架的阴极部，阳极区连接到引线框架阳极部：含银的导电粘接剂以点胶机滴到多层模式电极元件的阴极，将多层模式电极元件的阴极区粘接到引线框阴极部，阳极区之间则用一阳极垫片连接，之后150℃烘干60分钟；多层模式电极元件的阳极区以电阻焊与引线框架阳极部连接。将连接好的多层模式电极元件采用环氧树脂进行塑封；所述塑封为将环氧树脂于200℃注塑到塑封模具中，保持200s后取出，于200℃后固化5小时，使环氧树脂交联完全，制作成2～5层的多层模式电极元件的固体电解电容器。
实施例12
步骤10、将带有氧化膜的箔条(即阳极体)分切成条状，并冲切成齿形；在箔条上涂覆绝缘胶，以划分阴极区及阳极区；再对分切体进行氧化膜介质修复；然后在箔条上通过化学聚合形成含有导电聚合物的第一电解质层；在第一电解质层之上电化学聚合形成第二电解质层，制备电极元件组件单元：以恒定电压或恒定电流加电方式将单体氧化成聚合物，聚合电流为5mA/cm2，总时间为60分钟；溶液含有单体、掺杂剂及溶剂；单体选自吡咯和噻吩，浓度为10％～20％；掺杂剂选对甲苯磺酸钠，浓度为0.05M，溶剂为水和有机溶剂两者的混合物；溶液温度控制在20～30℃，用酸将pH值控制在1.0～3.0。该酸可以是有机酸如十二烷基磺酸，对甲苯磺酸，萘磺酸，也可以是无机酸。低温环境生成的第二电解质层比较规整、致密，电导率也较高，而酸性条件生成的第二电解质层的性能也比较佳。
步骤20、将电化学聚合后的电极元件组件单元按照多层模式电极元件所需要的个数重叠。
步骤30、将电极元件组件单元上覆盖有氧化膜介质、第一电解质层和第二电解质层的阳极体进行导电连接层聚合，所述导电连接层聚合步骤所用的聚合溶液、设备与所述电化学聚合步骤相同：通过电化学聚合装置的中外部电极加合一起以恒压或恒流加电方式将电极元件组件单元连接一起，选择连接数量为5～8个；聚合电流为2.5mA/cm2，总时间为50分钟。电化学聚合装置中的聚合液含有单体、掺杂剂及溶剂；单体选自吡咯和噻吩，浓度为10％～20％；掺杂剂选对甲苯磺酸钠，浓度为0.05M，溶剂为水和有机溶剂两者的混合物；溶液温度控制在20℃～30℃，用酸将pH值控制在1.0～3.0；该酸可以是有机酸如十二烷基磺酸，对甲苯磺酸，萘磺酸，也可以是无机酸。低温环境生成的第二电解质层比较规整、致密，电导率也较高，而酸性条件生成的导电连接层的性能也比较佳。
步骤40、在聚合好的导电连接层上按照现有技术浸渍法，依次覆盖上含碳的第一阴极层和含银的第二阴极层，制备成多层模式电极元件。
步骤50、将多层模式电极元件的阴极区连接到引线框架的阴极部，阳极区连接到引线框架阳极部：含银的导电粘接剂以点胶机滴到多层模式电极元件的阴极，将多层模式电极元件的阴极区粘接到引线框阴极部，阳极区之间则用一阳极垫片连接，之后150℃烘干40分钟；多层模式电极元件的阳极区以电阻焊与引线框架阳极部连接。将连接好的多层模式电极元件采用环氧树脂进行塑封；所述塑封为将环氧树脂于170℃～200℃注塑到塑封模具中，保持50s～150s后取出，于150℃～200℃后固化3小时～4小时，使环氧树脂交联完全，制作成5～8层的多层模式电极元件的固体电解电容器。
对比例1
将13vf铝箔冲切成如图5的带齿形的条状，并组排至工艺条上，然后在箔上覆盖硅橡胶作为绝缘胶，以划分阴极区及阳极区，如图6所示；箔的阴极区于0.2M己二酸铵及0.02M混合水溶液中施加13V电压进行补形成，将箔浸入4％吡咯及0.05M对甲苯磺酸钠的水溶液中150s后，取出烘干，再浸入10％高锰酸钾、0.05M对甲苯磺酸钠的水溶液中30s，取出烘干，重复9次，后清洗烘干，转到5％吡咯及0.03M对甲苯磺酸钠中，以对甲苯磺酸将溶液pH值调整到4.0～6.0，在聚合电流为5mA/cm2的电流密度下聚合60分钟后清洗烘干，再以10％的石墨溶液涂覆含石墨涂层，并以150℃烘干30分钟制作第一阴极层，以50％的银浆涂覆含银涂层，并以180℃烘干30分钟制作第二阴极层，将元件阴极粘接到引线框架的阴极区，阳极以电阻焊连接到引线框架的阳极区，制作成两层单体电容器，以环氧树脂塑封元件。
对比例2
以与对比例1中相同方法制造固体电解电容器，不同的是在于两层的单片电容器元件体变为三层的单片电容器元件体。
通过以上实施例及对比例的到产品进行性能测试对比，结果如表1及表2
表1
从实施例1、实施例2和3与对比例1和2的结果可看出，所述固体电解电容器的性能是优异的，其通过所述发明方法不仅在接到引线框架后厚度大大减少，而且在产品容量有所提高，产品ESR更小，产品的产率更高。
表2
| 实施例 | 容量(μF) | ESR(mΩ) | 产率 |
| 实施例1 | 26.0 | 42.8 | 59.2％ |
| 实施例4 | 25.8 | 41.3 | 60.1％ |
| 实施例5 | 26.7 | 39.5 | 62.3％ |
| 实施例6 | 26.2 | 40.2 | 61.5％ |
| 实施例7 | 26.3 | 41.0 | 60.0％ |
| 实施例8 | 26.4 | 39.6 | 61.3％ |
| 实施例9 | 26.2 | 40.5 | 59.8％ |
| 实施例10 | 25.6 | 44.3 | 58.4％ |
| 实施例11 | 26.8 | 41.5 | 57.6％ |
| 实施例12 | 26.4 | 40.9 | 62.0％ |
| 对比例1 | 23.6 | 49.3 | 25.3％ |
从实施例1、4～12与对比例1的结果可看出，所述固体电解电容器的性能是优异的，其通过所述发明方法中不同合成导电连接层聚合电流所表面出的产品性能都比较优异，特别是聚合电流3mA/cm2电流密度下制作的固体电解电容器产品，其ESR值最小、成品最高。
Claims (10)
1.一种固体铝电解电容器的多层模式电极元件，其特征在于：包括复数个逐层叠加设置的电极元件组件单元，任一电极元件组件单元均包括一阴极部和阳极区，该阴极部和阳极区通过一绝缘胶隔开，所述电极元件组件单元叠加后阴极部的整体表面逐一覆盖一导电连接层、一第一阴极层以及一第二阴极层，形成阴极区，且所述导电连接层还延伸至任两相邻电极元件组件单元之间覆盖各阴极部表面。
2.根据权利要求1所述一种固体铝电解电容器的多层模式电极元件，其特征在于：所述导电连接层为电化学聚合层。
3.根据权利要求2所述一种固体铝电解电容器的多层模式电极元件，其特征在于：所述电极元件组件单元的数目为2～8个。
4.根据权利要求1或2所述一种固体铝电解电容器的多层模式电极元件，其特征在于：所述阴极部包括由内而外设置的一阳极体、氧化膜介质、第一固体电解质层、第二固体电解质层；所述导电连接层是延伸至任两相邻电极元件组件单元之间覆盖各阴极部的第二固体电解质层的表面；
所述阳极部包括由内而外设置的一阳极体和氧化膜介质；
所述阳极体为铝、铌、钛或钽中的一种；
所述氧化膜介质为铝、铌、钛或钽中的一种的金属氧化物；
所述第一阴极层为碳层；
所述第二阴极层为银层。
5.一种固体铝电解电容器的多层模式电极元件的制备工艺，其特征在于包括如下步骤：
步骤10、制备电极元件组件单元，将表面覆盖有氧化膜介质2的阳极体1中的一种的分切成条状，并冲切成齿形，对分切体进行氧化覆盖膜修复，涂覆绝缘胶；制备第一电解质层和第二电解质层，得到电极元件组件单元；
步骤20、再将复数个该电极元件组件单元用导电连接层互相连接形成多层模式电极；
步骤30、之后在所述多层模式电极的外表面再覆盖第一阴极层及第二阴极层，制得多层模式电极元件。
6.根据权利要求5所述一种固体铝电解电容器的多层模式电极元件的制备工艺，其特征在于：所述步骤20中，所述导电连接层是为导电聚合物层。
7.根据权利要求6所述一种包含多层模式电解的固体铝电解电容器的制备方法，其特征在于：所述步骤20中，所述导电连接层是以电化学聚合方法制备。
8.根据权利要求7所述一种固体铝电解电容器的多层模式电极元件的制备工艺，其特征在于：所述步骤20中，所述导电连接层通过电化学聚合的方法制备时，是以恒压或恒流加电方式将单体氧化成聚合物，其聚合电流为0.5mA/cm2～5mA/cm2，总时间为60分钟～200分钟,聚合溶液温度控制在0℃～30℃，并用酸将pH值控制在3.0～6.0。
9.根据权利要求8所述一种固体铝电解电容器的多层模式电极元件的制备工艺，其特征在于：所述电化学聚合溶液中的单体为吡咯、噻吩、苯胺或吡咯的衍生物、噻吩的衍生物、苯胺的衍生物的至少一种。
10.根据权利要求8或9所述一种固体铝电解电容器的多层模式电极元件的制备工艺，其特征在于：所述电化学聚合溶液中的电解质为对甲苯磺酸盐、十二烷基苯磺酸盐、十二烷基磺酸盐、萘磺酸盐或樟脑磺酸盐。溶剂为水或有机溶剂或两者的混合物的至少一种。
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| CN109065377A (zh) * | 2018-08-13 | 2018-12-21 | 福建国光电子科技股份有限公司 | 利用磁场的电化学方法来加工固态聚合物电容器的设备 |
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- 2014-09-09 CN CN201410455031.6A patent/CN104183388A/zh active Pending
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