CN105428071A - 一种阳极的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种阳极的制造方法，包括以下步骤：S1：将聚碳酸酯类粘合剂溶解于溶剂中，配制成粘合剂溶液；S2：将阳极粉与所述粘合剂溶液均匀混合，并搅拌直至所述溶剂完全挥发；S3：将步骤S2中混合好的阳极粉压制形成阳极块；S4：将所述阳极块进行脱蜡、烧结形成阳极。本发明公开的阳极的制造方法，能够提高固体电解电容器容量引出率。
Description
技术领域
本发明涉及一种阳极的制造方法。
背景技术
随着科技的发展，各种终端电子产品越来越小型化，进而要求电子元器件不断小型化。另外，随着智能穿戴领域的电子产品的兴起，电子元器件的小型化已经变得刻不容缓。以钽电容为例，若想实现小型化，就必须采用超高比容钽粉，而随着钽粉比容的增高，钽粉的粒径越来越小，使得调和后的钽粉容易局部球团化，从而导致形成阳极块后芯块内部容易出现部分“死孔”，当被覆阴极层二氧化锰时，内部不易渗透，导致产品的容量引出率低、损耗大等质量问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出一种能够提高固体电解电容器容量引出率的阳极的制造方法。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明公开了一种阳极的制造方法，包括以下步骤：
S1：将聚碳酸酯类粘合剂溶解于溶剂中，配制成粘合剂溶液；
S2：将阳极粉与所述粘合剂溶液均匀混合，并搅拌直至所述溶剂完全挥发；
S3：将步骤S2中混合好的阳极粉压制形成阳极块；
S4：将所述阳极块进行脱蜡、烧结形成阳极。
优选地，步骤S1中所述聚碳酸酯类粘合剂的分子量为10000～500000。
优选地，步骤S1中所述粘合剂溶液的质量百分数为2～10％。
优选地，步骤S1中所述溶剂为酮类、脂类、卤代烷烃类中的至少一种。
优选地，步骤S2中所述阳极粉与所述粘合剂溶液的质量比为1:2.5～5:1。
优选地，步骤S2中所述阳极粉与所述粘合剂溶液在旋转混粉机中旋转搅拌2～3h直至所述溶剂完全挥发。
优选地，步骤S4中脱蜡的温度为300～500℃。
优选地，步骤S2中所述阳极粉的比容大于或等于10万μF·V/g。
优选地，步骤S2中所述阳极粉的材料是铌、钽、铝和钛中的一种或两种以上的合金。
优选地，步骤S2中所述阳极粉是一氧化铌。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明采用聚碳酸酯类聚合物作为粘合剂与阳极粉混合并搅拌后，阳极粉颗粒表面包裹上一薄层均匀的聚碳酸酯类聚合物层，提高阳极混粉的流动性，使得颗粒间和颗粒与模具内壁的摩擦都大为减小；使得在脱蜡后，粘合剂挥发并留下通畅的通道，减少“死孔”比例，从而可以得到密度均匀而致密的阳极，并且通过试验证明，热分解(阴极制造)完成后容量引出率可以提高6～9％。
在进一步的方案中，本发明的阳极制造方法适用于各种比容阳极粉的阳极制造，尤其是用于大于或等于10万μF·V/g的高比容阳极粉的阳极制造时更能凸显该制造方法的优势，即在高比容阳极粉的阳极制造过程中减少“死孔”比例并得到密度均匀而致密的阳极；另外本发明的阳极制造方法也可以适用于以具有多孔阀作用的铌、钽、铝和钛中的一种或两种以上的合金，或一氧化铌作为阳极粉材料来制造阳极。
具体实施方式
下面并结合优选的实施方式对本发明作进一步说明。
本发明提供一种阳极的制造方法，在一种实施方式中，包括：S1：将聚碳酸酯类粘合剂溶解于溶剂中，配制成粘合剂溶液；S2：将阳极粉与所述粘合剂溶液均匀混合，并搅拌直至所述溶剂完全挥发；S3：将步骤S2中混合好的阳极粉压制形成阳极块；S4：将所述阳极块进行脱蜡、烧结形成阳极。
在一些优选的实施方式中，步骤S1中聚碳酸酯类粘合剂的分子量为10000～500000；溶剂为极性溶剂，可以是酮类、脂类、卤代烷烃类中的至少一种；粘合剂溶液的质量百分数为2～10％。
在另一些优选的实施方式中，步骤S2中阳极粉与粘合剂溶液的质量比为1:2.5～5:1；阳极粉与粘合剂溶液在旋转混粉机中旋转搅拌2～3h直至所述溶剂完全挥发；阳极粉的比容大于或等于10万μF·V/g；阳极粉的材料是多孔阀作用的铌、钽、铝和钛中的一种或两种以上的合金，或一氧化铌。
在其他一些实施方式中，步骤S4中脱蜡的温度为300～500℃。
以钽电容为例，下面结合实施例进一步描述本发明的技术方案。
实施例一：
采用比容为100000μF·V/g的钽粉，压制成粉重26mg，尺寸为1.16mm×2.35mm×1.75mm的阳极块。具体步骤为：取5g分子量为200000的聚碳酸酯溶解于65g丙酮中，搅拌均匀备用；将聚碳酸酯溶液与200g钽粉混合均匀后放置于旋转式搅拌器中，于60℃下搅拌2h；将混合好的钽粉导入成型机粉槽中，连续压制阳极块；将成型好的阳极块放入烧结炉中，于400℃脱蜡30min，再升温至本烧温度保温20min进行烧结，然后冷却至50℃以下，形成阳极放入真空干燥皿中冷却至室温备用。
实施例二：
采用比容为120000μF·V/g的钽粉，压制成粉重26mg，尺寸为1.15mm×2.35mm×1.75mm的阳极块。具体步骤为：取6g分子量为300000的聚碳酸酯溶解于94g丙酮中，搅拌均匀备用；将聚碳酸酯溶液与200g钽粉混合均匀后放置于旋转式搅拌器中，于60℃下搅拌2h；将混合好的钽粉导入成型机粉槽中，连续压制阳极块；将成型好的阳极块放入烧结炉中，于400℃脱蜡30min，再升温至本烧温度保温20min进行烧结，然后冷却至50℃以下，形成阳极放入真空干燥皿中冷却至室温备用。
实施例三：
采用比容为150000μF·V/g的钽粉，压制成粉重9.8mg，尺寸为1.04mm×1.20mm×1.40mm的阳极块。具体步骤为：取8g分子量为300000的聚碳酸酯溶解于92g丙酮中，搅拌均匀备用；将聚碳酸酯溶液与200g钽粉混合均匀后放置于旋转式搅拌器中，于60℃下搅拌2h；将混合好的钽粉导入成型机粉槽中，连续压制阳极块；将成型好的阳极块放入烧结炉中，于400℃脱蜡30min，再升温至本烧温度保温20min进行烧结，然后冷却至50℃以下，形成阳极放入真空干燥皿中冷却至室温备用。
实施例四：
采用比容为150000μF·V/g的钽粉，压制成粉重9.8mg，尺寸为1.04mm×1.20mm×1.40mm的阳极块。具体步骤为：取10g分子量为500000的聚碳酸酯溶解于490g丙酮中，搅拌均匀备用；将聚碳酸酯溶液与200g钽粉混合均匀后放置于旋转式搅拌器中，于60℃下搅拌3h；将混合好的钽粉导入成型机粉槽中，连续压制阳极块；将成型好的阳极块放入烧结炉中，于500℃脱蜡30min，再升温至本烧温度保温20min进行烧结，然后冷却至50℃以下，形成阳极放入真空干燥皿中冷却至室温备用。
实施例五：
采用比容为100000μF·V/g的钽粉，压制成粉重26mg，尺寸为1.16mm×2.35mm×1.75mm的阳极块。具体步骤为：取4g分子量为100000的聚碳酸酯溶解于36g丙酮中，搅拌均匀备用；将聚碳酸酯溶液与200g钽粉混合均匀后放置于旋转式搅拌器中，于60℃下搅拌2h；将混合好的钽粉导入成型机粉槽中，连续压制阳极块；将成型好的阳极块放入烧结炉中，于300℃脱蜡30min，再升温至本烧温度保温20min进行烧结，然后冷却至50℃以下，形成阳极放入真空干燥皿中冷却至室温备用。
对比例一：
采用比容为100000μF·V/g的钽粉，压制成粉重26mg，尺寸为1.16mm×2.35mm×1.75mm的阳极块。具体步骤为：取5g樟脑溶解于65g乙醇中，搅拌均匀备用；将樟脑溶液与200g钽粉混合均匀后放置于旋转式搅拌器中，于60℃下搅拌2h；将混合好的钽粉导入成型机粉槽中，连续压制阳极块；将成型好的阳极块放入烧结炉中，于400℃脱蜡30min，再升温至本烧温度保温20min进行烧结，然后冷却至50℃以下，形成阳极放入真空干燥皿中冷却至室温备用。
对比例二：
采用比容为120000μF·V/g的钽粉，压制成粉重26mg，尺寸为1.15mm×2.35mm×1.75mm的阳极块。具体步骤为：取6g苯甲酸溶解于94g乙醇中，搅拌均匀备用；将苯甲酸溶液与200g钽粉混合均匀后放置于旋转式搅拌器中，于60℃下搅拌2h；将混合好的钽粉导入成型机粉槽中，连续压制阳极块；将成型好的阳极块放入烧结炉中，于400℃脱蜡30min，再升温至本烧温度保温20min进行烧结，然后冷却至50℃以下，形成阳极放入真空干燥皿中冷却至室温备用。
对比例三：
采用比容为150000μF·V/g的钽粉，压制成粉重9.8mg，尺寸为1.04mm×1.20mm×1.40mm的阳极块。具体步骤为：取8g硬脂酸溶解于172g乙醇中，搅拌均匀备用；将硬脂酸溶液与200g钽粉混合均匀后放置于旋转式搅拌器中，于60℃下搅拌2h；将混合好的钽粉导入成型机粉槽中，连续压制阳极块；将成型好的阳极块放入烧结炉中，于400℃脱蜡30min，再升温至本烧温度保温20min进行烧结，然后冷却至50℃以下，形成阳极放入真空干燥皿中冷却至室温备用。
分别将上述实施例和对比例制备的阳极一同进行化成、热分解，并用LCR测试仪测试化成后、热分解后的容量(单位:μF)，计算容量引出率(热分解后的容量×100％/化成后的容量)，结果见表1和表2。
表1各实施例的容量引出率
表2各对比例的容量引出率
本发明实施例中均采用了聚碳酸酯作为粘合剂，而对比例一、二、三种采用了传统的粘合剂如樟脑、苯甲酸、硬脂酸等，将表1与表2进行对比，可以看出，采用本发明实施例的制造方法比对比例中的制造方法制造的阳极的化成容量高0.6～1.9％，这是由于聚碳酸酯在脱蜡过程中挥发并留下了通畅的通道，减少“死孔”比例，内部微孔的表面积比较大；而且采用本发明实施例的制造方法比对比例中的制造方法制造的阳极的容量引出率高6.0～9.0％，这说明通畅的内部孔道更利于硝酸锰溶液的渗透，从而使热分解过程生成的二氧化锰在芯块内部覆盖得更完全，即容量引出率得到提高。
本发明与传统的阳极制造相比，在混粉工艺中，以聚碳酸酯类聚合物替代传统的小分子类(如樟脑)作为粘合剂，起到开孔剂的作用，从而提高阴极溶液在钽块内部的覆盖面积，即提高容量引出率。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种阳极的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将聚碳酸酯类粘合剂溶解于溶剂中，配制成粘合剂溶液；
S2：将阳极粉与所述粘合剂溶液均匀混合，并搅拌直至所述溶剂完全挥发；
S3：将步骤S2中混合好的阳极粉压制形成阳极块；
S4：将所述阳极块进行脱蜡、烧结形成阳极。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，步骤S1中所述聚碳酸酯类粘合剂的分子量为10000～500000。
3.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，步骤S1中所述粘合剂溶液的质量百分数为2～10％。
4.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，步骤S1中所述溶剂为酮类、脂类、卤代烷烃类中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，步骤S2中所述阳极粉与所述粘合剂溶液的质量比为1:2.5～5:1。
6.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，步骤S2中所述阳极粉与所述粘合剂溶液在旋转混粉机中旋转搅拌2～3h直至所述溶剂完全挥发。
7.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，步骤S4中脱蜡的温度为300～500℃。
8.根据权利要求1至7任一项所述的制造方法，其特征在于，步骤S2中所述阳极粉的比容大于或等于10万μF·V/g。
9.根据权利要求1至7任一项所述的制造方法，其特征在于，步骤S2中所述阳极粉的材料是铌、钽、铝和钛中的一种或两种以上的合金。
10.根据权利要求1至7任一项所述的制造方法，其特征在于，步骤S2中所述阳极粉是一氧化铌。
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- 2016-01-12 CN CN201610019498.5A patent/CN105428071B/zh active Active
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