CN105609309A - 导电高分子悬浮液及具有其的固态电解电容 - Google Patents
导电高分子悬浮液及具有其的固态电解电容 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105609309A CN105609309A CN201510975265.8A CN201510975265A CN105609309A CN 105609309 A CN105609309 A CN 105609309A CN 201510975265 A CN201510975265 A CN 201510975265A CN 105609309 A CN105609309 A CN 105609309A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- conducting polymer
- polymer suspension
- anion
- polymerization
- impregnation
- 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.)
- Granted
Links
- 239000000725 suspension Substances 0.000 title claims abstract description 76
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 title claims abstract description 64
- 239000007787 solid Substances 0.000 title claims abstract description 23
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 title abstract description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 59
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims abstract description 24
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 11
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 11
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 11
- KAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N Pyrrole Chemical compound C=1C=CNC=1 KAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N Aniline Chemical compound NC1=CC=CC=C1 PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- YTPLMLYBLZKORZ-UHFFFAOYSA-N Thiophene Chemical compound C=1C=CSC=1 YTPLMLYBLZKORZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000002798 polar solvent Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000002608 ionic liquid Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 claims description 104
- 239000002322 conducting polymer Substances 0.000 claims description 103
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 claims description 42
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol Chemical compound OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 35
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 31
- -1 sulfonic acid analog anion Chemical class 0.000 claims description 18
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 15
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 claims description 14
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims description 12
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims description 9
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims description 9
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims description 8
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 8
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 8
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical compound OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 7
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229920000180 alkyd Polymers 0.000 claims description 7
- 125000003368 amide group Chemical group 0.000 claims description 7
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims description 7
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims description 7
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims description 7
- 229920001225 polyester resin Polymers 0.000 claims description 7
- 239000004645 polyester resin Substances 0.000 claims description 7
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- ATHHXGZTWNVVOU-UHFFFAOYSA-N N-methylformamide Chemical compound CNC=O ATHHXGZTWNVVOU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 claims description 6
- GAEKPEKOJKCEMS-UHFFFAOYSA-N gamma-valerolactone Chemical compound CC1CCC(=O)O1 GAEKPEKOJKCEMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 6
- 150000005846 sugar alcohols Polymers 0.000 claims description 6
- 125000000472 sulfonyl group Chemical group *S(*)(=O)=O 0.000 claims description 6
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 5
- 125000000686 lactone group Chemical group 0.000 claims description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 5
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 4
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 claims description 4
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 claims description 4
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 claims description 4
- YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 4-Butyrolactone Chemical compound O=C1CCCO1 YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N D-glucitol Chemical compound OC[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N 0.000 claims description 3
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 claims description 3
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 claims description 3
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- TVXBFESIOXBWNM-UHFFFAOYSA-N Xylitol Natural products OCCC(O)C(O)C(O)CCO TVXBFESIOXBWNM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- ACOGMWBDRJJKNB-UHFFFAOYSA-N acetic acid;ethene Chemical group C=C.CC(O)=O ACOGMWBDRJJKNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 claims description 3
- 235000009508 confectionery Nutrition 0.000 claims description 3
- 229920001038 ethylene copolymer Polymers 0.000 claims description 3
- 239000008103 glucose Substances 0.000 claims description 3
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 claims description 3
- HEBKCHPVOIAQTA-UHFFFAOYSA-N meso ribitol Natural products OCC(O)C(O)C(O)CO HEBKCHPVOIAQTA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 3
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 claims description 3
- 150000003457 sulfones Chemical class 0.000 claims description 3
- HEBKCHPVOIAQTA-SCDXWVJYSA-N xylitol Chemical compound OC[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)CO HEBKCHPVOIAQTA-SCDXWVJYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000000811 xylitol Substances 0.000 claims description 3
- 235000010447 xylitol Nutrition 0.000 claims description 3
- 229960002675 xylitol Drugs 0.000 claims description 3
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N Acrylic acid Chemical compound OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 claims description 2
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 claims description 2
- PYMYPHUHKUWMLA-WDCZJNDASA-N arabinose Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-WDCZJNDASA-N 0.000 claims description 2
- PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N arabinose Natural products OCC(O)C(O)C(O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N beta-D-Pyranose-Lyxose Natural products OC1COC(O)C(O)C1O SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 claims description 2
- 229920000223 polyglycerol Polymers 0.000 claims description 2
- HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N sulfolane Chemical compound O=S1(=O)CCCC1 HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 1
- 239000007767 bonding agent Substances 0.000 claims 1
- 229930192474 thiophene Natural products 0.000 abstract description 3
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 abstract 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 abstract 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 69
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 31
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 31
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 21
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 20
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 230000006837 decompression Effects 0.000 description 17
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 6
- 229920000144 PEDOT:PSS Polymers 0.000 description 5
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 5
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 5
- GKWLILHTTGWKLQ-UHFFFAOYSA-N 2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxine Chemical compound O1CCOC2=CSC=C21 GKWLILHTTGWKLQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920001467 poly(styrenesulfonates) Polymers 0.000 description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 3
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920001609 Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) Polymers 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 2
- 239000002585 base Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 2
- JBKVHLHDHHXQEQ-UHFFFAOYSA-N epsilon-caprolactam Chemical compound O=C1CCCCCN1 JBKVHLHDHHXQEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 2
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 2
- 229940059939 kayexalate Drugs 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229920000767 polyaniline Polymers 0.000 description 2
- 239000011970 polystyrene sulfonate Substances 0.000 description 2
- 229960002796 polystyrene sulfonate Drugs 0.000 description 2
- 229920005749 polyurethane resin Polymers 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N triethylene glycol Chemical compound OCCOCCOCCO ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MIOPJNTWMNEORI-GMSGAONNSA-N (S)-camphorsulfonic acid Chemical compound C1C[C@@]2(CS(O)(=O)=O)C(=O)C[C@@H]1C2(C)C MIOPJNTWMNEORI-GMSGAONNSA-N 0.000 description 1
- LIZGLUQDMOJDMM-UHFFFAOYSA-N 2-(methylamino)benzaldehyde Chemical compound CNC1=CC=CC=C1C=O LIZGLUQDMOJDMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VWYPZTHLYUCAEH-UHFFFAOYSA-N 2-aminoethanol;ethanol Chemical compound CCO.CCO.NCCO VWYPZTHLYUCAEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XGJZQNMUVTZITK-UHFFFAOYSA-N 2-n,2-n,4-n,4-n,6-n,6-n-hexamethoxy-1,3,5-triazine-2,4,6-triamine Chemical compound CON(OC)C1=NC(N(OC)OC)=NC(N(OC)OC)=N1 XGJZQNMUVTZITK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010010356 Congenital anomaly Diseases 0.000 description 1
- 206010011224 Cough Diseases 0.000 description 1
- 239000004971 Cross linker Substances 0.000 description 1
- 241000790917 Dioxys <bee> Species 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N Ethylene oxide Chemical compound C1CO1 IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004640 Melamine resin Substances 0.000 description 1
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N Triethanolamine Chemical compound OCCN(CCO)CCO GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 125000002252 acyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 1
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium peroxydisulfate Substances [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VAZSKTXWXKYQJF-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)OOS([O-])=O VAZSKTXWXKYQJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010405 anode material Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- SRSXLGNVWSONIS-UHFFFAOYSA-N benzenesulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1 SRSXLGNVWSONIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940092714 benzenesulfonic acid Drugs 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000004985 diamines Chemical class 0.000 description 1
- 229940043237 diethanolamine Drugs 0.000 description 1
- 125000004177 diethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000000118 dimethyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- FWDBOZPQNFPOLF-UHFFFAOYSA-N ethenyl(triethoxy)silane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)C=C FWDBOZPQNFPOLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NKSJNEHGWDZZQF-UHFFFAOYSA-N ethenyl(trimethoxy)silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)C=C NKSJNEHGWDZZQF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FKRCODPIKNYEAC-UHFFFAOYSA-N ethyl propionate Chemical compound CCOC(=O)CC FKRCODPIKNYEAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004836 hexamethylene group Chemical group [H]C([H])([*:2])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[*:1] 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- RUTXIHLAWFEWGM-UHFFFAOYSA-H iron(3+) sulfate Chemical compound [Fe+3].[Fe+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O RUTXIHLAWFEWGM-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 229910000360 iron(III) sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 description 1
- 150000002513 isocyanates Chemical class 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- JIKUXBYRTXDNIY-UHFFFAOYSA-N n-methyl-n-phenylformamide Chemical compound O=CN(C)C1=CC=CC=C1 JIKUXBYRTXDNIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002829 nitrogen Chemical class 0.000 description 1
- BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);tantalum(5+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ta+5].[Ta+5] BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 1
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 1
- 229920001992 poloxamer 407 Polymers 0.000 description 1
- 229920000768 polyamine Polymers 0.000 description 1
- 229920000447 polyanionic polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 125000001436 propyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 229920013730 reactive polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000001235 sensitizing effect Effects 0.000 description 1
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 description 1
- DAJSVUQLFFJUSX-UHFFFAOYSA-M sodium;dodecane-1-sulfonate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCS([O-])(=O)=O DAJSVUQLFFJUSX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 125000000185 sucrose group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000020 sulfo group Chemical group O=S(=O)([*])O[H] 0.000 description 1
- PBCFLUZVCVVTBY-UHFFFAOYSA-N tantalum pentoxide Inorganic materials O=[Ta](=O)O[Ta](=O)=O PBCFLUZVCVVTBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GQIUQDDJKHLHTB-UHFFFAOYSA-N trichloro(ethenyl)silane Chemical compound Cl[Si](Cl)(Cl)C=C GQIUQDDJKHLHTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PQDJYEQOELDLCP-UHFFFAOYSA-N trimethylsilane Chemical compound C[SiH](C)C PQDJYEQOELDLCP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940094989 trimethylsilane Drugs 0.000 description 1
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 1
- 239000005050 vinyl trichlorosilane Substances 0.000 description 1
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
- H01G9/022—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
- H01G9/15—Solid electrolytic capacitors
- H01G9/151—Solid electrolytic capacitors with wound foil electrodes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
本发明提出一种导电高分子悬浮液及具有其的固态电解电容，涉及固态电解电容技术领域。所述导电高分子悬浮液包括导电高分子粒子、掺杂剂、导电性添加剂、粘结剂及耐压提升剂，所述导电高分子粒子的主体结构为共轭结构，导电高分子粒子包括但不限于吡咯、苯胺、噻吩及其衍生物组成的组中的一种或多种，所述掺杂剂为聚合阴离子，所述导电性添加剂为极性溶剂或者离子液体，所述粘结剂可溶于水相或有机溶剂内，所述耐压提升剂可溶于水相或有机溶剂内。本发明通过在导电高分子粒子中添加掺杂剂、导电性添加剂、粘结及耐压提升剂来提升导电高分子悬浮液的耐压,改善传统导电高分子链耐压不足的缺陷，进而提升产品的稳定性及可靠度。
Description
技术领域
本发明涉及固态电解电容技术领域，具体的是指一种导电高分子悬浮液及利用该导电高分子悬浮液制成的固态电解电容。
背景技术
导电高分子是近20年来的研究重点。利用分子本身具有的共轭π键的非定域化传递电子而导电，导电性高分子也可进行掺杂提升电子传导能力，引入阴离子(P形)或阳离子(N形)提升高分子电子传导性。导电高分子如聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩或其衍生物聚合而成的导电高分子，可应用至抗静电涂层，EMI涂层，薄膜或敏化染料太阳能电池电洞传导层，铝电解电容与钽电解电容中。
固态电解电容的组成为阳极，介电层(形成于阳极上)，阴极与固态电解质，再经由封装而成电子零组件。阳极材料为铝，钽，铌等多孔隙金属，介电层则为金属氧化物如三氧化二铝，五氧化二钽，阴极材料则为碳材，固态电解质则为导电高分子(如聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩等)。因为导电高分子具备耐热性好，电导高，电荷转移速度快等优点，因此广泛用于固态电解电容。
专利EPA440957与EP1227529B描述了聚苯乙烯磺酸盐(PSSA)与3,4乙撑二氧噻吩(EDOT)于水相进行聚合反应，生成PEDOT导电高分子悬浮液，以聚苯乙烯磺酸为PEDOT的掺杂剂，因聚苯乙烯磺酸的亲水性能将导电高分子很好的分散于水中，形成一稳定的导电高分子悬浮液。从而提升了PEDOT的应用性。
US6987663B介绍了将PEDOT:PSS悬浮液添加粘结剂后将固态电解电容芯包浸泡于导电高分子悬浮液内，经由烘干成膜后作为固态电解电容的电解质。US7563290B，US7990683B专利介绍制作高电压导电高分子悬浮液(PEDOT:PSS)应用于固态电解电容，且突破电压可大60WV。专利EP201000658提及使用交联剂能改善导电高分子悬浮液的热稳定性能，改善钽固态电解电容的边缘与边角的收缩率，得到稳定覆盖的导电高分子膜，因此藉由不同结构的添加剂能对导电高分子悬浮液进行改质，提升PEDOT:PSS悬浮液应用价值。
固态电解电容使用导电高分子悬浮液(PEDOT:PSS)作为电解质已在工作电压100V产品商品化。但其耐压在到100V以上时，由于导电高分子链本身因先天聚合度的限制,无法形成高分子长链,进而在100V以上呈现不稳定状态，限制了固态电容在电子产品输入端(AC至DC)的应用，因此增加导电高分子悬浮液的耐压变成了首要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题而提出一种导电高分子悬浮液，通过在导电高分子粒子中添加掺杂剂、导电性添加剂、粘结及耐压提升剂来提升导电高分子悬浮液（PEDOT:PSS）的耐压,改善传统导电高分子链耐压不足的缺陷，进而提升产品的稳定性及可靠度。
本发明的另一目的在于提出一种固态电解电容，该固态电解电容包括上述导电高分子悬浮液，该电解电容能够解决传统应用于100V以上的电容会因导电聚合物悬浮液耐电压不足而降低产品可靠度及短路等问题，该固态电解电容应用于高电压环境下依然能保持其可靠度。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
本发明提出一种导电高分子悬浮液，包括导电高分子粒子、掺杂剂、导电性添加剂、粘结剂及耐压提升剂，所述导电高分子粒子的主体结构为共轭结构，导电高分子粒子包括但不限于吡咯、苯胺、噻吩及其衍生物组成的组中的一种或多种，所述掺杂剂为聚合阴离子，所述导电性添加剂为极性溶剂或者离子液体，所述粘结剂可溶于水相或有机溶剂内，所述耐压提升剂可溶于水相或有机溶剂内。
进一步的，所述聚合阴离子为多元酸及其盐类，所述聚合阴离子为聚合羧酸类的阴离子或聚合磺酸类阴离子。
更进一步的，所述聚合羧酸类的阴离子为聚甲基丙烯酸，聚马来酸或聚丙烯酸中的一种，所述聚合磺酸类阴离子为聚苯乙烯磺酸或聚乙烯磺酸中的一种。
进一步的，所述极性溶剂为砜基团，内酯基团，酰胺基团，糖与糖衍生物，二元醇或多元醇中的一种。
更进一步的，所述砜基团为二甲基亚砜，环丁砜或砜中的一种，所述内酯基团为γ-丁内酯或γ-戊内酯中的一种，所述酰胺基团为己内酰胺，N,N-二甲基乙酰胺，N,-甲基乙酰胺，N,N-二甲基甲酰胺，N-甲基甲酰胺，N-甲基甲酰苯胺或N甲基吡咯烷酮中的一种，所述糖与糖衍生物为蔗糖，葡萄糖，山梨糖醇，甘露醇糖，赤鲜醇糖，木糖醇或阿拉伯糖中的一种，所述二元醇或多元醇为乙二醇，二乙二醇，三乙二醇，丙三醇，三聚甘油，四聚甘油或多聚甘油中的一种。
进一步的，所述粘结剂包括但不限于聚乙酸乙酯，聚丙烯酸酯，聚碳酸酯，聚酯树酯，聚胺酯树酯，磺基聚酯，环氧树酯，醇酸树酯、聚乙烯醇，聚乙二醇，聚氧化乙烯组成的组中一种或多种。
进一步的，所述耐压提升剂为醇酸树酯，聚酯树酯，丙烯酸树酯，聚胺酯树酯，环氧树酯，三聚氰胺-甲醛树酯，聚乙烯醇，聚乙二醇，聚氧化乙烯，磺酸聚酯，聚乙烯吡咯烷酮，醋酸乙烯共聚物中的一种。
本发明还提出一种固态电解电容，包括阳极、介电层、阴极及固态电解质，所述固态电解质包括上述高分子悬浮液。
本发明的有益效果：
1.本发明所述的导电高分子悬浮液通过在导电高分子粒子中添加掺杂剂、导电性添加剂、粘结及耐压提升剂增加电子在电解质膜层传导的路径，并且吸收一部分通过的电压，从而提升导电高分子所能承受的工作电压，改善了传统导电高分子链耐压不足的缺陷，进而提升产品的稳定性及可靠度；
2.应用上述导电高分子悬浮液所制成的电解电容能够解决传统应用于100V以上的电容会因导电聚合物悬浮液耐电压不足而降低产品可靠度及短路等问题，该固态电解电容应用于高电压环境下依然能保持其可靠度。
附图说明
图1为本发明固态电解电容的一具体实施例的结构示意图。
其中，1-隔膜纸，2-负极材料，3-正极材料，4-正导针，5-负导针。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。
正如背景技术中最后一段所言，为了解决这一问题，本发明提出一种导电高分子悬浮液，包括导电高分子粒子、掺杂剂、导电性添加剂、粘结剂及耐压提升剂。
其中，导电高分子粒子的主体结构为共轭结构，导电高分子粒子包括但不限于吡 咯、苯胺、噻吩及其衍生物组成的组中的一种或多种，优选为噻吩或其衍生物，更优选为3,4乙撑二氧噻吩(EDOT)。
掺杂剂为聚合阴离子，聚合阴离子为多元酸及其盐类，所述聚合阴离子为聚合羧酸类的阴离子或聚合磺酸类阴离子。在本发明一优选实施方式中，所述聚合羧酸类的阴离子为聚甲基丙烯酸，聚马来酸或聚丙烯酸中的一种，所述聚合磺酸类阴离子为聚苯乙烯磺酸或聚乙烯磺酸中的一种。本发明聚阴离子掺杂剂优选为聚苯乙烯磺酸，优选的平均分子1000-1500000，
更优选的范围为4000-500000。导电高分子与聚磺酸的重量比从99:1到1:99，优选为到70:30到10:90，最优选的范围为60:40到30:70。只要在优选范围内的配比，导电高分子悬浮液的导电性与溶解性都高，但当磺酸比率低于上述比率，则有可能则有可能降低导电高分子的溶解性，高于上述比例则会降低导电高分子的导电性。
导电性添加剂为极性溶剂或者离子液体，其中，极性溶剂为砜基团，内酯基团，酰胺基团，糖与糖衍生物，二元醇或多元醇中的一种。进一步的，砜基团为二甲基亚砜，环丁砜或砜中的一种，所述内酯基团为γ-丁内酯或γ-戊内酯中的一种，所述酰胺基团为己内酰胺，N,N-二甲基乙酰胺，N,-甲基乙酰胺，N,N-二甲基甲酰胺，N-甲基甲酰胺，N-甲基甲酰苯胺或N甲基吡咯烷酮中的一种，所述糖与糖衍生物为蔗糖，葡萄糖，山梨糖醇，甘露醇糖，赤鲜醇糖，木糖醇或阿拉伯糖中的一种，所述二元醇或多元醇为乙二醇，二乙二醇，三乙二醇，丙三醇，三聚甘油，四聚甘油或多聚甘油中的一种。本发明的导电性添加剂借由添加极性溶剂或离子液体进入导电高分子悬浮液内，当极性溶剂或羟基等基团与聚磺酸配对后导电高分子的结构会由苯式结构转变为醌式结构，有利于电子传导与移动，相对也提升导电高分子悬浮液成膜后的导电性。且导电高分子也是高沸点溶剂，有助于导电高分子悬浮液的成膜性，使导电高分子膜层连续性提高且较不会有破孔与气泡产生，对电子传导也有一定的帮助。
粘结剂可溶于水相或有机溶剂内，粘结剂包括但不限于聚乙酸乙酯，聚丙烯酸酯，聚碳酸酯，聚酯树酯，聚胺酯树酯，磺基聚酯，环氧树酯，醇酸树酯、聚乙烯醇，聚乙二醇，聚氧化乙烯组成的组中一种或多种。
所述耐压提升剂可溶于水相或有机溶剂内，并于导电高分子成膜后形成一网状或薄膜结构，能有效将电压吸收与降低，提升固态电解电容器耐压。本发明所使用的耐压提升剂可以分为反应型与非反应型高分子，如非反应型:聚乙烯醇，聚乙二醇，聚环氧乙烯，磺基聚酯，聚乙烯吡咯烷酮，醋酸乙烯共聚物(EVA)，醇酸树酯，聚胺酯树酯，环氧树酯，聚丙烯酸树酯，聚酯树酯，三聚氰胺-甲醛树酯。反应型可添加交联剂进行反应，本发明所使用的的交联剂如有机硅类:乙烯基三氯硅烷，乙烯基三甲氧基硅烷，乙烯基三乙氧基硅烷，3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷。胺类如含有一胺，二胺，三胺，或多胺等低分子量化合物，或低聚胺或含有胺类官能基团的化合物；或异氰酸酯，过氧化物，氮丙类，封闭型交联剂，硅氧烷等。
本发明所述的导电高分子悬浮液PH值为1-14，介电层如氧化铝膜层对酸碱的敏感性大，溶剂偏酸或偏碱易造成膜层破坏，造成容量下降与损失角上升等问题，为了不破坏介电层因此PH优选为3-7的导电高分子悬浮液。导电高分子悬浮液可添加酸或碱调整PH值，所添加的酸碱不会破坏导电高分子的成膜性，不会产生破孔与气泡等缺陷。可添加的碱性材料如一乙醇胺，二乙醇胺，三乙醇胺，二甲基胺基乙醇，2,2’亚甲基胺基乙醇，可添加的酸性材料如聚苯乙烯磺酸，苯磺酸，樟脑磺酸，十二烷基磺酸。
基于上述导电高分子悬浮液，本发明还提出一种固态电解电容，包括阳极、介电层、阴极及固态电解质，所述固态电解质包括上述高分子悬浮液。
在本发明一具体实施方式中，本发明所使用的固态电解电容器为铝卷绕电容器。如图1所示，其包含有正导针(4)，负导针(5)，正极材料(3)，隔膜纸(1)，负级材料(2)。导电高分子悬浮液可利用含浸，覆涂等方法涂布于固态电解电容经由烘烤形成固态电解质。
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本发明所要求保护的范围。
实施例一
在1L的圆口烧瓶内装入577.8g的去离子水，称取21.2g平均分子量(Mw)为50000的固体含量30%的聚苯乙烯磺酸钠，控制反应温度在20℃~25℃内持续搅拌，称取2.485g的3,4乙撑二氧噻吩，加入搅拌中的聚苯乙烯磺酸钠中，并将溶液搅拌30分钟。随后加入0.3442g的硫酸铁与5.895g的过硫酸铵，可观察到3,4乙撑二氧噻吩聚合颜色由浅绿→墨绿→淡蓝→深蓝的变化。持续搅拌48h后反应结束。使用100ml的强酸性离子交换树酯和250ml的弱碱性离子交换树酯去除无机盐类，搅拌4小时候去除离子交换树酯，获得悬浮液A。
取10g悬浮液A置于10mm培养皿中，在150℃的条件下干燥2小时获得悬浮液A固含量1.5%。将悬浮液A用高压均质机以800bar的压力下均质2次，再以1100bar的压力下均质6次获得悬浮液A1。
称取悬浮液A1100g置于250ml烧杯内并架设好搅拌器，取5g的赤鲜醇与5g的二乙二醇，以转速300rpm的转速搅拌30分钟。添加10g的磺基聚酯(伊士曼1100)，并添加界面活性剂Dynol6040.2g，以转速1000rpm的转速搅拌60分钟获得导电高分子悬浮液A2。
将导电高分子悬浮液A2置于含浸盘中，将固态电解电容芯包置于含浸盘中浸泡10分钟，真空减压含浸机以真空值12.5psi抽真空20分钟，再破真空清洗芯包上的余料，放入高温烘箱以150℃60分钟烘干芯包，重复上述步骤5次，获得已含浸电解质的芯包。将芯包用铝壳封装成一般市售的固态电解电容器，避免芯包因吸水造成数据量测不稳定。
实施例二
称取20g分子量为12000的聚乙烯醇溶于20g去离子水中，在90℃且转速为300rpm的条件下溶解于去离子水中，获得耐压提升剂B。取导电高分子悬浮液A210g添加耐压提升剂B1g在转速300rpm的条件下搅拌30分钟后获得导电高分子悬浮液B1。
将导电高分子悬浮液B1置于含浸盘中，将固态电解电容芯包置于含浸盘中浸泡10分钟，真空减压含浸机以真空值12.5psi抽真空20分钟，再破真空清洗芯包上的余料，放入高温烘箱以150℃60分钟烘干芯包，重复上述步骤5次，获得已含浸电解质的芯包。将芯包用铝壳封装成一般市售的固态电解电容器，避免芯包因吸水造成数据量测不稳定。
实施例三
称取20g分子量为6000的聚乙烯醇溶于20g去离子水中，在120℃且转速300rpm的条件下溶解于去离子水中，获得耐压提升剂C。取导电高分子悬浮液A210g添加耐压提升剂C1g在转速300rpm的条件下搅拌30分钟后获得导电高分子悬浮液C1。
将导电高分子悬浮液C1置于含浸盘中，将固态电解电容芯包置于含浸盘中浸泡10分钟，真空减压含浸机以真空值12.5psi抽真空20分钟，再破真空清洗芯包上的余料，放入高温烘箱以150℃60分钟烘干芯包，重复上述步骤5次，获得已含浸电解质的芯包。将芯包用铝壳封装成一般市售的固态电解电容器，避免芯包因吸水造成数据量测不稳定。
实施例四
称取20g分子量为8000的PEG溶于20g去离子水中，在60℃且转速为300rpm的条件下溶解于去离子水中，获得耐压提升剂D。取导电高分子悬浮液A210g添加耐压提升剂D1g在转速300rpm的条件下搅拌30分钟后获得导电高分子悬浮液D1。
将导电高分子悬浮液D1置于含浸盘中，将固态电解电容芯包置于含浸盘中浸泡10分钟，真空减压含浸机以真空值12.5psi抽真空20分钟，再破真空清洗芯包上的余料，放入高温烘箱以150℃60分钟烘干芯包，重复上述步骤5次，获得已含浸电解质的芯包。将芯包用铝壳封装成一般市售的固态电解电容器，避免芯包因吸水造成数据量测不稳定。
实施例五
称取20g分子量为20000的PEG溶于20g去离子水中，在60℃且转速为300rpm的条件下溶解于去离子水中，获得耐压提升剂F。取导电高分子悬浮液A210g添加耐压提升剂E1g并在转速300rpm的条件下搅拌30分钟后获得导电高分子悬浮液E1。
将导电高分子悬浮液E1置于含浸盘中，将固态电解电容芯包置于含浸盘中浸泡10分钟，真空减压含浸机以真空值12.5psi抽真空20分钟，再破真空清洗芯包上的余料，放入高温烘箱以150℃60分钟烘干芯包，重复上述步骤5次，获得已含浸电解质的芯包。将芯包用铝壳封装成一般市售的固态电解电容器，避免芯包因吸水造成数据量测不稳定。
实施例六
称取20g分子量为50万的环氧乙烯溶于20g去离子水中，在60℃且转速300rpm的条件下溶解于去离子水中，获得耐压提升剂F。取导电高分子悬浮液A210g添加耐压提升剂F1g并在转速为300rpm的条件下搅拌30分钟后获得导电高分子悬浮液F1。
将导电高分子悬浮液F1置于含浸盘中，将固态电解电容芯包置于含浸盘中浸泡10分钟，真空减压含浸机以真空值12.5psi抽真空20分钟，再破真空清洗芯包上的余料，放入高温烘箱以150℃60分钟烘干芯包，重复上述步骤5次，获得已含浸电解质的芯包。将芯包用铝壳封装成一般市售的固态电解电容器，避免芯包因吸水造成数据量测不稳定。
实施例七
称取20g分子量为3万的聚乙烯吡咯烷酮7溶于20g去离子水中，在60℃且转速300rpm的条件下溶解于去离子水中，获得耐压提升剂G。取导电高分子悬浮液A210g添加耐压提升剂G1g并在转速300rpm的条件下搅拌30分钟后获得导电高分子悬浮液G1。
将导电高分子悬浮液G1置于含浸盘中，将固态电解电容芯包置于含浸盘中浸泡10分钟，真空减压含浸机以真空值12.5psi抽真空20分钟，再破真空清洗芯包上的余料，放入高温烘箱以150℃60分钟烘干芯包，重复上述步骤5次，获得已含浸电解质的芯包。将芯包用铝壳封装成一般市售的固态电解电容器，避免芯包因吸水造成数据量测不稳定。
实施例八
称取20g分子量为4000的聚酯树酯溶于20g去离子水中，在转速300rpm的条件下溶解于去离子水中，获得耐压提升剂H。取导电高分子悬浮液A210g添加耐压提升剂H1g并以转速300rpm搅拌30分钟后获得导电高分子悬浮液H1。
将导电高分子悬浮液H1置于含浸盘中，将固态电解电容芯包置于含浸盘中浸泡10分钟，真空减压含浸机以真空值12.5psi抽真空20分钟，再破真空清洗芯包上的余料，放入高温烘箱以150℃60分钟烘干芯包，重复上述步骤5次，获得已含浸电解质的芯包。将芯包用铝壳封装成一般市售的固态电解电容器，避免芯包因吸水造成数据量测不稳定。
实施例九
称取20g分子量为5500的聚丙烯酸酯溶于20g去离子水中，在转速300rpm的条件下溶解于去离子水中，获得耐压提升剂I。取导电高分子悬浮液A210g添加耐压提升剂I1g以转速300rpm搅拌30分钟后获得导电高分子悬浮液I1。
将导电高分子悬浮液I1置于含浸盘中，将固态电解电容芯包置于含浸盘中浸泡10分钟，真空减压含浸机以真空值12.5psi抽真空20分钟，再破真空清洗芯包上的余料，放入高温烘箱以150℃60分钟烘干芯包，重复上述步骤5次，获得已含浸电解质的芯包。将芯包用铝壳封装成一般市售的固态电解电容器，避免芯包因吸水造成数据量测不稳定。
实施例十
称取20g分子量为5000的聚氨酯树酯溶于20g去离子水中，在转速300rpm的条件下溶解于去离子水中，获得耐压提升剂J。取导电高分子悬浮液A210g添加耐压提升剂J1g以转速300rpm搅拌30分钟后获得导电高分子悬浮液J1。
将导电高分子悬浮液J1置于含浸盘中，将固态电解电容芯包置于含浸盘中浸泡10分钟，真空减压含浸机以真空值12.5psi抽真空20分钟，再破真空清洗芯包上的余料，放入高温烘箱以150℃60分钟烘干芯包，重复上述步骤5次，获得已含浸电解质的芯包。将芯包用铝壳封装成一般市售的固态电解电容器，避免芯包因吸水造成数据量测不稳定。
以上各实施例中的导电高分子悬浮液的性能参数见表一。
表一导电高分子悬浮液性能参数一
实施例十一
称取20g分子量为20000的PEG溶于20g去离子水中，在转速300rpm的条件下溶解于去离子水中，获得耐压提升剂K。取导电高分子悬浮液A210g添加耐压提升剂K2g并在转速为300rpm的条件下搅拌30分钟后获得导电高分子悬浮液K1。
将导电高分子悬浮液K1置于含浸盘中，将固态电解电容芯包置于含浸盘中浸泡10分钟，真空减压含浸机以真空值12.5psi抽真空20分钟，再破真空清洗芯包上的余料，放入高温烘箱以150℃60分钟烘干芯包，重复上述步骤5次，获得已含浸电解质的芯包。将芯包用铝壳封装成一般市售的固态电解电容器，避免芯包因吸水造成数据量测不稳定。
实施例十二
秤取20g分子量为4200的聚酯树酯溶于20g去离子水中，在转速300rpm的条件下溶解于去离子水中，获得耐压提升剂L。取导电高分子悬浮液A210g添加耐压提升剂L3g并在转速300rpm的条件下搅拌30分钟后获得导电高分子悬浮液L1。
将导电高分子悬浮液L1置于含浸盘中，将固态电解电容芯包置于含浸盘中浸泡10分钟，真空减压含浸机以真空值12.5psi抽真空20分钟，再破真空清洗芯包上的余料，放入高温烘箱以150℃60分钟烘干芯包，重复上述步骤5次，获得已含浸电解质的芯包。将芯包用铝壳封装成一般市售的固态电解电容器，避免芯包因吸水造成数据量测不稳定。
实施例十三
秤取20g分子量为5000的水性环氧树酯溶于20g去离子水中，并添加交联剂乙烯基三乙氧基硅烷5g在转速300rpm的条件下溶解于去离子水中，获得耐压提升剂M。取导电高分子悬浮液A210g添加耐压提升剂M2g并在转速300rpm的条件下搅拌30分钟后获得导电高分子悬浮液M1。
将导电高分子悬浮液M1置于含浸盘中，将固态电解电容芯包置于含浸盘中浸泡10分钟，真空减压含浸机以真空值12.5psi抽真空20分钟，再破真空清洗芯包上的余料，放入高温烘箱以150℃60分钟烘干芯包，重复上述步骤5次，获得已含浸电解质的芯包。将芯包用铝壳封装成一般市售的固态电解电容器，避免芯包因吸水造成数据量测不稳定。
实施例十四
秤取20g分子量为6000的醇酸树酯溶于20g去离子水中，并添加交联剂季戊四醇-三(3-氮丙啶基)丙酸酯5g在转速300rpm的条件下溶解于去离子水中，获得耐压提升剂N。取导电高分子悬浮液A210g添加耐压提升剂N2g并在转速300rpm的条件下搅拌30分钟后获得导电高分子悬浮液N1。
将导电高分子悬浮液N1置于含浸盘中，将固态电解电容芯包置于含浸盘中浸泡10分钟，真空减压含浸机以真空值12.5psi抽真空20分钟，再破真空清洗芯包上的余料，放入高温烘箱以150℃60分钟烘干芯包，重复上述步骤5次，获得已含浸电解质的芯包。将芯包用铝壳封装成一般市售的固态电解电容器，避免芯包因吸水造成数据量测不稳定。
实施例十五
秤取20g分子量为6000的聚氨酯树酯溶于20g去离子水中，并添加交联剂六亚甲基二异氰酸酯(HDI)5g在转速300rpm的条件下溶解于去离子水中，获得耐压提升剂O。取导电高分子悬浮液A210g添加耐压提升剂O2g并在转速300rpm的条件下搅拌30分钟后获得导电高分子悬浮液O1。
将导电高分子悬浮液O1置于含浸盘中，将固态电解电容芯包置于含浸盘中浸泡10分钟，真空减压含浸机以真空值12.5psi抽真空20分钟，再破真空清洗芯包上的余料，放入高温烘箱以150℃60分钟烘干芯包，重复上述步骤5次，获得已含浸电解质的芯包。将芯包用铝壳封装成一般市售的固态电解电容器，避免芯包因吸水造成数据量测不稳定。
实施例十六
秤取20g分子量为6000的六甲氧基三聚氰胺树酯溶于20g去离子水中，在转速300rpm的条件下溶解于去离子水中，获得耐压提升剂P。取导电高分子悬浮液A210g添加耐压提升剂P2g并在转速300rpm的条件下搅拌30分钟后获得导电高分子悬浮液P1。
将导电高分子悬浮液P1置于含浸盘中，将固态电解电容芯包置于含浸盘中浸泡10分钟，真空减压含浸机以真空值12.5psi抽真空20分钟，再破真空清洗芯包上的余料，放入高温烘箱以150℃60分钟烘干芯包，重复上述步骤5次，获得已含浸电解质的芯包。将芯包用铝壳封装成一般市售的固态电解电容器，避免芯包因吸水造成数据量测不稳定。
实施例十七
秤取20gr-环氧丙氧基三甲基硅烷在转速为300rpm的条件下溶解于去离子水中，获得耐压提升剂Q。取导电高分子悬浮液A210g添加耐压提升剂Q2g并在转速300rpm的条件下搅拌30分钟后获得导电高分子悬浮液Q1。
将导电高分子悬浮液Q1置于含浸盘中，将固态电解电容芯包置于含浸盘中浸泡10分钟，真空减压含浸机以真空值12.5psi抽真空20分钟，再破真空清洗芯包上的余料，放入高温烘箱以150℃60分钟烘干芯包，重复上述步骤5次，获得已含浸电解质的芯包。将芯包用铝壳封装成一般市售的固态电解电容器，避免芯包因吸水造成数据量测不稳定。
实施例十一至十七中所述的导电高分子悬浮液的性能参数见表二。
表二导电高分子悬浮液性能参数二
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.导电高分子悬浮液，其特征在于，包括导电高分子粒子、掺杂剂、导电性添加剂、粘结剂及耐压提升剂，所述导电高分子粒子的主体结构为共轭结构，导电高分子粒子包括但不限于吡咯、苯胺、噻吩及其衍生物组成的组中的一种或多种，所述掺杂剂为聚合阴离子，所述导电性添加剂为极性溶剂或者离子液体，所述粘结剂可溶于水相或有机溶剂内，所述耐压提升剂可溶于水相或有机溶剂内。
2.根据权利要求1所述的导电高分子悬浮液，其特征在于，所述聚合阴离子为多元酸及其盐类，所述聚合阴离子为聚合羧酸类的阴离子或聚合磺酸类阴离子。
3.根据权利要求2所述的导电高分子悬浮液，其特征在于，所述聚合羧酸类的阴离子为聚甲基丙烯酸，聚马来酸或聚丙烯酸中的一种，所述聚合磺酸类阴离子为聚苯乙烯磺酸或聚乙烯磺酸中的一种。
4.根据权利要求1所述的导电高分子悬浮液，其特征在于，所述极性溶剂为砜基团，内酯基团，酰胺基团，糖与糖衍生物，二元醇或多元醇中的一种。
5.根据权利要求4所述的导电高分子悬浮液，其特征在于，所述砜基团为二甲基亚砜，环丁砜或砜中的一种，所述内酯基团为γ-丁内酯或γ-戊内酯中的一种，所述酰胺基团为己内酰胺，N,N-二甲基乙酰胺，N,-甲基乙酰胺，N,N-二甲基甲酰胺，N-甲基甲酰胺，N-甲基甲酰苯胺或N甲基吡咯烷酮中的一种，所述糖与糖衍生物为蔗糖，葡萄糖，山梨糖醇，甘露醇糖，赤鲜醇糖，木糖醇或阿拉伯糖中的一种，所述二元醇或多元醇为乙二醇，二乙二醇，三乙二醇，丙三醇，三聚甘油，四聚甘油或多聚甘油中的一种。
6.根据权利要求1所述的导电高分子悬浮液，其特征在于，所述粘结剂包括但不限于聚乙酸乙酯，聚丙烯酸酯，聚碳酸酯，聚酯树酯，聚胺酯树酯，磺基聚酯，环氧树酯，醇酸树酯、聚乙烯醇，聚乙二醇，聚氧化乙烯组成的组中一种或多种。
7.根据权利要求1所述的导电高分子悬浮液，其特征在于，所述耐压提升剂为醇酸树酯，聚酯树酯，丙烯酸树酯，聚胺酯树酯，环氧树酯，三聚氰胺-甲醛树酯，聚乙烯醇，聚乙二醇，聚氧化乙烯，磺酸聚酯，聚乙烯吡咯烷酮，醋酸乙烯共聚物中的一种。
8.固态电解电容，包括阳极、介电层、阴极及固态电解质，其特征在于，所述固态电解质包括权利要求1-5中任一项所述的高分子悬浮液。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510975265.8A CN105609309B (zh) | 2015-12-23 | 2015-12-23 | 导电高分子悬浮液及具有其的固态电解电容 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510975265.8A CN105609309B (zh) | 2015-12-23 | 2015-12-23 | 导电高分子悬浮液及具有其的固态电解电容 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105609309A true CN105609309A (zh) | 2016-05-25 |
| CN105609309B CN105609309B (zh) | 2018-05-18 |
Family
ID=55989157
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510975265.8A Active CN105609309B (zh) | 2015-12-23 | 2015-12-23 | 导电高分子悬浮液及具有其的固态电解电容 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105609309B (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106571232A (zh) * | 2016-10-31 | 2017-04-19 | 丰宾电子（深圳）有限公司 | 导电高分子悬浮液及具有其的固态电解电容 |
| CN108597877A (zh) * | 2016-12-12 | 2018-09-28 | 钰邦科技股份有限公司 | 低漏电的电解电容器 |
| US20190096589A1 (en) * | 2016-12-12 | 2019-03-28 | Apaq Technology Co., Ltd. | Low leakage electrolytic capacitor |
| CN109817464A (zh) * | 2017-11-22 | 2019-05-28 | 钰邦科技股份有限公司 | 用于电容器的可溶性纳米微粒溶液以及电容器封装结构 |
| CN110564095A (zh) * | 2019-08-14 | 2019-12-13 | 湖南艾华集团股份有限公司 | 一种用于固态电解电容的导电高分子材料 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102723202A (zh) * | 2010-12-14 | 2012-10-10 | Avx公司 | 用于电解电容器的导电涂层 |
| CN102831947A (zh) * | 2006-02-09 | 2012-12-19 | 信越聚合物株式会社 | 导电性高分子溶液、导电性涂膜、电容器及其制造方法 |
| CN103474247A (zh) * | 2013-09-29 | 2013-12-25 | 中国振华（集团）新云电子元器件有限责任公司 | 一种固体聚合物电解质电容器的制备方法 |
| CN106575577A (zh) * | 2014-08-06 | 2017-04-19 | 松下知识产权经营株式会社 | 电解电容器的制造方法 |
-
2015
- 2015-12-23 CN CN201510975265.8A patent/CN105609309B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102831947A (zh) * | 2006-02-09 | 2012-12-19 | 信越聚合物株式会社 | 导电性高分子溶液、导电性涂膜、电容器及其制造方法 |
| CN102723202A (zh) * | 2010-12-14 | 2012-10-10 | Avx公司 | 用于电解电容器的导电涂层 |
| CN103474247A (zh) * | 2013-09-29 | 2013-12-25 | 中国振华（集团）新云电子元器件有限责任公司 | 一种固体聚合物电解质电容器的制备方法 |
| CN106575577A (zh) * | 2014-08-06 | 2017-04-19 | 松下知识产权经营株式会社 | 电解电容器的制造方法 |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106571232A (zh) * | 2016-10-31 | 2017-04-19 | 丰宾电子（深圳）有限公司 | 导电高分子悬浮液及具有其的固态电解电容 |
| CN108597877A (zh) * | 2016-12-12 | 2018-09-28 | 钰邦科技股份有限公司 | 低漏电的电解电容器 |
| US20190096589A1 (en) * | 2016-12-12 | 2019-03-28 | Apaq Technology Co., Ltd. | Low leakage electrolytic capacitor |
| CN108597877B (zh) * | 2016-12-12 | 2020-09-08 | 钰邦科技股份有限公司 | 低漏电的电解电容器 |
| US11004616B2 (en) | 2016-12-12 | 2021-05-11 | Apaq Technology Co., Ltd. | Low leakage electrolytic capacitor |
| CN109817464A (zh) * | 2017-11-22 | 2019-05-28 | 钰邦科技股份有限公司 | 用于电容器的可溶性纳米微粒溶液以及电容器封装结构 |
| CN110564095A (zh) * | 2019-08-14 | 2019-12-13 | 湖南艾华集团股份有限公司 | 一种用于固态电解电容的导电高分子材料 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105609309B (zh) | 2018-05-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11600449B2 (en) | Layer compositions with improved electrical parameters comprising PEDOT/PSS and a stabilizer | |
| CN105609309A (zh) | 导电高分子悬浮液及具有其的固态电解电容 | |
| TWI598373B (zh) | 含具特定硫酸鹽含量之聚噻吩分散液 | |
| Hsu et al. | A dye-sensitized photo-supercapacitor based on PProDOT-Et2 thick films | |
| JP5759008B2 (ja) | 有機溶剤中のｐｅｄｏｔ分散液 | |
| TWI522386B (zh) | 含具特定噻吩單體含量之聚噻吩分散液 | |
| TWI423284B (zh) | 具有聚合物外層之電解電容器及製造其之方法 | |
| US8721928B2 (en) | Method for the production of conductive polymers | |
| CN103160122B (zh) | 导电聚合物组合物，导电聚合物材料，导电基板，电极以及固体电解电容器 | |
| TWI607033B (zh) | Monomer liquid for manufacturing conductive polymer and method for manufacturing electrolytic capacitor using the same | |
| JP5939454B2 (ja) | 固体電解コンデンサ用分散液の製造方法及び固体電解コンデンサの製造方法 | |
| TW201243887A (en) | A method for improving electrical parameters in capacitors comprising PEDOT/PSS as a solid electrolyte through a polyalkylene glycol | |
| CN102105956A (zh) | 生产固体电解电容器的方法 | |
| EP2208746A1 (en) | Selenium containing electrically conductive polymers and method of making electrically conductive polymers | |
| CN106571232A (zh) | 导电高分子悬浮液及具有其的固态电解电容 | |
| JP2006104471A (ja) | 置換チエノチオフェンモノマー及び導電性ポリマー | |
| TW201609613A (zh) | 作爲用於導電聚合物的黏合底漆的單官能胺 | |
| CN103214797B (zh) | 导电性高分子复合物及其制备方法与用途 | |
| WO2012136305A1 (en) | Process for improving the electrical parameters in capacitors comprising pedot/pss as solid electrolyte, by means of additives | |
| JP2011192924A (ja) | 固体電解キャパシタ及びその製造方法並びに固体電解キャパシタ用溶液 | |
| US20140092529A1 (en) | Electroconductive polymer solution and method for producing the same, electroconductive polymer material, and solid electrolytic capacitor using the same and method for producing the same | |
| Gu et al. | Polymerization increasing the capacitive charge storage for better rate performance: A case study of electrodes in aqueous sodium‐ion capacitors | |
| US20030149171A1 (en) | 3,4-alkylenedioxy-thiophene copolymers | |
| US20120175565A1 (en) | Polymer coatings containing conductive polymers | |
| TW201327595A (zh) | 固體電解電容器用分散液之製造方法及固體電解電容器用分散液、使用此分散液之固體電解電容器之製造方法及固體電解電容器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Yang Zhenyi Inventor after: Lin Jincun Inventor before: Lin Jincun |
|
| COR | Change of bibliographic data | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 518000 Factory A102, Fengbin Industrial Park, Tangwei Community, Fenghuang Street, Guangming District, Shenzhen, Guangdong Province (No. 4132, Songbai Road) Patentee after: Fengbin Electronic Technology Co.,Ltd. Address before: 518000 Tangwei Industrial Zone, Tangwei Village, Gongming Town, Guangming New District, Shenzhen City, Guangdong Province Patentee before: CAPXON ELECTRONIC (SHEN ZHEN) Co.,Ltd. |