CN105609314A - 用于植入式医疗装置的气密密封电容器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了湿式电解电容器，其包括阳极、阳极引线、电解质、具有限定阳极引线孔的壁的外壳，以及密封组件。所述密封组件在阳极引线孔处连接至外壳，且所述阳极引线的一部分穿过所述密封组件。所述密封组件包括绝缘管、金属板及弹性环。所述管容纳所述阳极引线，并具有穿过阳极引线孔的第一部分和位于外壳内的第二部分。所述金属板位于邻近所述壁的外表面，盖住阳极引线孔，且包含管的第一部分穿过其中的孔。所述环位于邻近壁的内表面，且包含管的第二部分穿过其中的孔。
Description
背景技术
高压电解电容器在包括植入式医疗装置的许多应用中被用作储能容器。由于期望所植入装置的总尺寸最小化，这些电容器需要具有较高的能量密度。植入式心律转复除颤器(“ICD”，也称为植入式除颤器)尤其如此，因为用于输送除颤脉冲的高压电容器可占据多达ICD体积的三分之一。尽管通过使用钽基平板式阳极(其具有较大的内表面积，但厚度非常小，以便它们可容易地并入ICD中)来使得用于ICD的电容器的总尺寸最小化已取得进展，但问题仍然存在。例如，平板式阳极经过阳极化处理，然后被密封在含高导电的且通常腐蚀性的液体电解质溶液的外壳中，其中阳极引线从外壳中伸出。遗憾的是，当电解质从阳极引线附近的密封处的外壳中泄漏时，这样的湿式电容器就会遇到问题。例如，在运行期间可产生气体(如，氢气)，致使在电容器内形成压力。
鉴于上述情况，经常使用气密密封(例如，金属-玻璃-金属气密密封)，通过该气密密封，阳极引线可安全地伸出。然而，金属-玻璃-金属气密密封本身有时会受到液体电解质腐蚀并泄漏，且外壳的较小厚度使得设计可有效防止电解质泄露的金属-玻璃-金属气密密封极其困难。
因此，目前需要用于植入式医疗装置(例如，除颤器)中的改善了的气密密封的湿式电解电容器。
发明内容
根据本发明的一个实施方案，公开了用于植入式医疗装置的湿式电解电容器，其包含平板式阳极、工作电解质、外壳，及密封组件。平板式阳极包括涂覆有介电层的多孔阳极体，其中阳极引线从多孔阳极体伸出，且工作电解质与所述平板式阳极电接触。平板式阳极和工作电解质位于所述外壳内，且所述外壳具有限定阳极引线孔的壁。密封组件在阳极引线孔处连接至外壳，且包括金属壳体、弹性环及金属板。位于阳极引线孔内并延伸进外壳内的金属壳体限定阳极引线的一部分穿过其中的腔。位于腔内的弹性环包含阳极引线的一部分穿过其中的孔。同样位于腔内的金属板也包含阳极引线的一部分穿过其中的孔。此外，所述金属板的下表面与所述腔内侧的所述弹性环接触。
根据本发明的另外的实施方案，公开了用于形成植入式医疗装置的湿式电解电容器的方法。所述方法包括将具有从其中延伸出阳极引线的平板式多孔阳极体置于具有侧壁的外壳中，其中在所述侧壁中形成阳极引线孔，以便所述阳极引线的一部分穿过所述阳极引线孔，其中密封组件在所述阳极引线孔处围绕阳极引线。密封组件包括位于阳极引线孔内并延伸进入外壳内的金属壳体，其中所述金属壳体限定所述阳极引线的一部分穿过其中的腔；位于所述腔内的弹性环，其中所述弹性环包含所述阳极引线的一部分穿过其中的孔；及位于所述腔内的金属板，其中金属板包含阳极引线的一部分穿过其中的孔，且其中金属板的下表面与腔内的弹性环接触。所述方法进一步包括在密封组件与阳极引线之间形成气密密封。
本发明的其它特征和方面在以下进行更详细的阐述。
附图说明
针对本领域技术人员，将结合附图在说明书的其余部分中更具体地阐述本发明的完整的和可实施的公开内容(包括其最佳方式)，其中：
图1为本发明湿式电解电容器的一个实施方案的透视图；
图2为可在本发明电容器中使用的阳极的实施方案的俯视图；
图3为图2中的阳极的主视图；
图4为示出外壳中图2的阳极组件的透视图，该阳极组件用以形成图1中所示的电容器；
图5为用于在外壳的阳极引线孔处气密密封阳极引线至外壳的密封组件的分解透视图；
图6为图5中的密封组件的分解剖视图；
图7为图5和6中的密封组件的组装透视图；
图8为使用图5-7的密封组件将阳极引线气密密封后的部分外壳的剖视图；
图9为图5-7的密封组件的组装透视图，示出了电容器组装过程中在何处焊接该组件；
图10为图5-7的密封组件的组装剖视透视图，示出了在何处将金属板焊接至弹性环；及
图11为图5-7的密封组件的组装剖视透视图，示出了在何处将金属壳体焊接至外壳。
在本说明书和附图中，附图标记的重复使用意在表示本发明的相同或相似的特征或元件。
具体实施方式
本领域普通技术人员应理解，本讨论仅为示例性实施方案的描述，并非意在限制本发明的更广泛的方面，其更广泛的方面体现在示例性构建中。
总体而言，本发明涉及用于植入式医学装置的湿式电解电容器，其包含：平板式阳极，所述平板式阳极包括涂覆有介电层的多孔阳极体，从多孔阳极体伸出的阳极引线，与所述平板式阳极电接触的工作电解质，外壳，所述平板式阳极和所述工作电解质位于外壳内，并且所述外壳具有限定阳极引线孔的壁；以及密封组件，其在阳极引线孔处连接至所述外壳，且阳极引线的一部分穿过其中。特别是，所述密封组件包括金属壳体、金属板及弹性环。位于阳极引线孔内并延伸进外壳内的金属壳体限定阳极引线的一部分穿过其中的腔。同时，弹性环搁置在腔内，正如金属板一样，其中金属板的下表面与腔内的弹性环接触。在一些实施方案中，弹性环可具有可置于腔内的渐缩(tapered)部分，其中所述腔相应地渐缩以接收弹性环。所述密封组件可选地包括接收所述阳极引线的绝缘管，所述绝缘管具有伸出所述阳极引线孔的第一部分和穿过阳极引线孔进入所述外壳内部的第二部分。密封组件的这一设置在阳极引线孔处形成气密密封。本发明还涉及用于形成在植入式医疗装置中使用的湿式电解电容器的方法。所述方法包括将具有从其中延伸出阳极引线的平板式多孔阳极体置于具有侧壁的外壳中，其中在所述侧壁中形成阳极引线孔，以便所述阳极引线的一部分穿过所述阳极引线孔。其中密封组件在所述阳极引线孔处围绕阳极引线。密封组件包括位于阳极引线孔内并延伸进入外壳内的金属壳体，其中所述金属壳体限定所述阳极引线的一部分穿过其中的腔；位于所述腔内的弹性环，其中所述弹性环包含所述阳极引线的一部分穿过其中的孔；及位于所述腔内的金属板，其中金属板包含阳极引线的一部分穿过其中的孔，以及其中金属板的下表面与腔内的弹性环接触。所述方法进一步包括在密封组件与阳极引线之间形成气密密封。本发明人已发明，以上讨论的密封组件的具体设置(包括金属壳体、金属板、弹性环及可选的绝缘管)以及使用以上讨论的密封组件部件来密封形成于电容器外壳内的阳极引线孔的方法，使得湿式电解电容器具有围绕阳极引线的改善的气密密封，从而使得工作电解质不会从阳极引线从其中延伸的阳极引线孔中泄露。例如，所得的金属至弹性密封的部件可以防止液体在阳极引线孔处泄漏，因为基于所使用的材料，部件可以以很紧密的公差制成。此外，由于密封组件的尺寸小，使用该密封组件的电容器外壳的厚度可最小化，这对于在ICD中使用的湿式电解电容器尤其重要，因为过厚的外壳会使得ICD难以被植入体内。另一方面，玻璃至金属密封用在在湿式电解电容器中时一般不能成功地防止这种泄漏。此外，不受限于任何理论，含有金属壳体和金属板被认为可通过在组装期间保护弹性环及通过减小弹性环与工作电解质之间的接触量来进一步提高气密密封效率。
下面将更详细地描述本发明的各种实施方案。
I.密封组件
参考图1和5-11，下面将更详细地描述密封组件300的一个实施方案。密封组件300连接至电容器10的外壳12，并提供使阳极引线220可安全地伸出的气密密封。具体而言，密封组件300可气密密封形成于湿式电解电容器10的外壳构件14的侧壁200的阳极引线孔34，湿式电解电容器10的阳极引线220穿过该阳极引线孔34伸出(见图1)。
在一个实施方案中且如图5-11所示，密封组件300包括金属板301、弹性环311及金属壳体317，其中金属板301和弹性环311分别包括孔325和327，所述孔限定阳极引线220及可选的绝缘管306可穿过其中的通道。同时，金属壳体317包括腔328，弹性环311和金属板301位于腔328内。通常，金属板301与弹性环311的上表面312接触，并可作为一个盖子以将弹性环311保持在腔328内。如图6和8所示，金属板301具有上表面302和下表面303。金属板301还可具有内径304和外径305，其中内径304限定金属板孔325，阳极引线220可穿过该金属板孔325，其中金属板301位于在电容器外壳12中形成的阳极引线孔34处的金属壳体317的腔328内。由内径304所限定的金属板孔325可具有约0.001-3毫米的直径，例如约0.005-2.5毫米，例如约0.01-2毫米，只要可选的绝缘管306和绝缘管306(如果存在)环绕的阳极引线220可穿过金属板孔325。此外，金属板301的内径304在金属板301的y方向上的整个长度上通常是恒定的，以保持与阳极引线220或环绕阳极引线220的绝缘管306(如果存在)的贴合接触。同时，外径305可为只要使金属板301可贴合地装配在金属壳体317内的任何直径。例如，外径可小于约8毫米，例如约0.025-6.5毫米，例如约0.05-5毫米，例如约0.075-4毫米。此外，尽管金属板301示为环形的环或圆盘，但这并非必需的，金属板的外部尺寸可为任何合适的形状，例如椭圆形、正方形、矩形、三角形等，只要该形状与金属壳体317(金属板301位于其中且与金属板301形成贴合装配)的形状匹配。
此外，密封组件300的弹性环311具有上表面312和下表面313。弹性环311具有内径314、在其上表面312的第一外径315、在其下表面313的第二外径316，其中，在一些实施方案中，第二外径316可小于第一外径315。内径314限定弹性环孔327，可选的绝缘管306(如果存在)和绝缘管306环绕的阳极引线220可穿过该弹性环孔327。例如，由内径314所限定的弹性环孔327可具有约0.001-3毫米的直径，例如0.005-2.5毫米，例如0.01-2毫米，只要阳极引线220和可选的绝缘管306可穿过该弹性环孔327，以便弹性环311与绝缘管306保持贴合的接触以确保紧密密封。此外，弹性环311的内径314在弹性环311的y方向的整个长度上通常是恒定的，以保持与绕阳极引线220的绝缘管306的贴合接触。同时，在一些实施方案中，弹性环311的上表面312可具有较大的第一外径315，其沿弹性环311的y方向上的长度渐缩，使得下表面313具有较小的第二外径316。这样的渐缩可确保与支撑弹性环311的金属壳体317的足够的接触，并形成与外壳12的密封，如下面所详细讨论的。
其次，金属壳体317可具有上表面318和下表面319。金属壳体317具有第一内径320、第二内径322、第一外径321和第二外径323。第一内径320和第二内径322限定金属壳体腔328，阳极引线220和绝缘管306(如果存在)可穿过该金属壳体腔。金属壳体317的第一内径320可大于第二内径322，以便其可容纳和支撑金属板301和弹性环311，同时在部件之间产生紧密的或贴合的装配。此外，金属壳体317可以以类似于弹性环311的方式从上表面318至下表面319渐缩，以便增大弹性环311和金属壳体317之间的接触，来确保当金属板301放置在弹性环311上方以用作盖子而将弹性环311贴合地容纳在金属壳体317中时的紧密密封。换言之，金属壳体317的上表面318具有沿金属壳体317的y方向上的长度渐缩的较大内径320和较大的第一外径321，使得下表面319具有较小的第二内径322和较小的第二外径323。例如，第二内径322(可选的绝缘管306和阳极引线220可穿过其中插入)可具有约0.001-3毫米的直径，例如约0.005-2.5毫米，例如约0.01-2毫米，只要绝缘管306及其环绕的阳极引线220可穿过金属壳体腔328，以便金属壳体317保持与阳极引线220或绝缘管306的贴合接触来确保紧密的密封。同时，第一内径320足够大以容纳金属板301和弹性环311，但足够小以形成部件之间的紧密密封，例如通过激光焊接或点焊。例如，第一内径320通常可具有与金属板301的外径305及弹性环311的第一外径315相同的直径。由此，金属环317可具有用于容纳弹性环311和金属板301的渐缩的腔333，如在图6和8中具体所示。
此外，可选的绝缘管306具有内径309，该绝缘管306可使得阳极引线220与另一密封组件300的部件(例如金属板301)以及与电容器10的外壳12绝缘，其中内径309限定阳极引线220可穿过其中的绝缘管孔326。绝缘管306还具有上端329和下端330。
由内径309所限定的绝缘管孔326可具有约0.001-3毫米的直径，例如0.005-2.5毫米，例如0.01-2毫米，只要阳极引线220可穿过绝缘管孔326并保持与绝缘管306的贴合接触来确保紧密的密封。此外，绝缘管306的内径309在绝缘管306的y方向的整个长度上通常是恒定的，以在绝缘管306的整个长度上保持与阳极引线220的贴合接触。
上述的各种密封组件300部件可以这样的方式配置为容纳电容器10的阳极220：在阳极引线220与外壳12之间在阳极引线孔34处形成密封。例如，参照图6和8，可将弹性环311插入金属壳体317中，以便弹性环311的下表面313与金属壳体317是朝其下表面319而接触的。接着，可将金属板301插入金属壳体317中，以便金属板301的下表面303与弹性环311的上表面312是接触的。此后，可将密封组件300从外壳12外或者从外壳13内插入或压配到外壳侧壁14的阳极引线孔34中(见图1)。然后，可将阳极引线220插入穿过金属壳体317的腔328、弹性环孔327和金属板孔325。
此外，如果利用绝缘管306，首先可将阳极引线220插入穿过绝缘管306的绝缘管孔326，其中由绝缘管内径309限定的绝缘管孔恰好足够大以围绕阳极引线220的直径221装配并形成紧密的装配，在此之后，可将阳极引线220和绝缘管306插入穿过金属壳体317的腔328、弹性环孔327和金属板孔325，其中绝缘管306可具有伸出第一外壳构件12侧壁20的外部的第一部分和伸进在弹性环311处的外壳12的内部13的第二部分。在替代实施方案中，在插入阳极引线220之前，可将绝缘管306插入穿过密封组件300的孔，在此之后，将阳极引线220插入穿过上述的金属壳体317的腔328、弹性环孔327和金属板孔325。在任何情况下，阳极引线220和可选的绝缘管306能从侧壁20的外表面27伸出，以便阳极引线220的第一部分和绝缘管306的第一部分延伸到侧壁20的外表面27之外，而阳极引线220的第二部分和绝缘管306的第二部分停留在外壳的内部，其中绝缘管306通常可作为围绕阳极引线220贴合地装配的套筒。
无论密封组件300插入阳极引线孔34的具体方式如何，在密封组件300位于适当位置之后及在阳极引线220已被插入穿过密封组件300并适当地定位之后，可将金属板301和弹性环311焊接在一起，如金属壳体301和第一外壳构件14可焊接在一起一样，来确保阳极引线220在阳极引线孔处气密密封。参照图9-11，示出了各焊接点的位置。例如，如图9所示，可沿其圆周来焊接(诸如通过激光焊接或点焊)金属板301，其中在焊接区域335处的焊接确保金属板301与弹性环311(未示出)之间的有效密封。图10为示出焊接区域335的剖视透视图，其中金属板301可被焊接至弹性环311以形成阳极引线220在阳极引线孔34处的有效密封。同时，可沿其圆周将金属壳体317焊接(诸如通过激光焊接或点焊)在焊接区域336处，以确保金属壳体317与第一外壳构件14的侧壁20之间的有效密封。图11为示出焊接区域336的剖视透视图，其中金属壳体317可被焊接至第一外壳构件14的侧壁20，在侧壁20的上表面27处。将金属板301密封至弹性环311以及将金属壳体317密封至侧壁20的总的效果旨在形成通常没有玻璃的气密密封，并可形成比玻璃至金属密封更有效的密封。
上述密封组件300的部件可由能够形成有效密封的任何材料制成。例如，金属板301和可选的金属壳体317可由导电材料制成，例如金属。例如，金属板301与可选的金属壳体317可由钽、铌、铝、镍、铪、钛、铜、银、钢(如不锈钢)，其合金(如导电氧化物)以及其复合材料(如涂覆有导电氧化物的金属)等制成。在一个具体实施例中，金属板301和金属壳体317可包含钛。
同时，绝缘管306可由任何合适的绝缘材料制成。例如，绝缘材料可具有约1x102欧姆米(在20℃温度下确定)或更大的电阻，在一些实施方案中，约1x105欧姆米，且在一些实施方案中，约1x1015至约1x1025欧姆米。例如，可使用玻璃材料作为绝缘材料，诸如含CaO、Al2O3、B2O3、SrO、BaO、LiO2、SiO2、TiO2、Na2O及其组合的玻璃组合物等。含氧化硼(B2O3)、氧化钡(BaO)、氧化镧(LiO2)以及可选的至少一种其它氧化物的硼酸二镧钡(Bariumlanthanoborate)玻璃组合物尤其适合。布朗等人的美国专利号5,648,302和5,104,738中更详细地描述了这样的组合物。其它绝缘材料可包括聚合物材料，诸如含氟聚合物(例如，聚四氟乙烯(“PTFE”)、全氟烷基乙烯基醚(“PVE”)、聚(四氟乙烯/全氟烷基乙烯基醚共聚物)(“PFA”)、氟化乙烯丙烯共聚物(“FEP”)、乙烯四氟乙烯共聚物(“ETFE”)、聚偏氟乙烯(“PVDF”)、聚三氟氯乙烯(“PCTFE”)以及TFE与VF2和/或HFP的共聚物等；聚氯乙烯(“PVC”)、聚砜类(如聚砜、聚醚砜等)；聚酰亚胺类(例如，聚醚酰亚胺)；聚烯烃(例如，聚乙烯、聚丙烯等)；等等，及其混合物。
此外，弹性环311可由任何合适的弹性体制成。例如，弹性环311可以是抗电解质腐蚀的弹性体(在以下讨论)，并具有足够的介电强度以经受由电容器产生的最大电压。在一个实施方案中，弹性体可实现在约-55℃-200℃的温度范围内无降解或弹性损耗。可使用的弹性体实例包括丁基橡胶、氯丁基橡胶、乙丙橡胶(EPR)、三元乙丙橡胶(EPDM)、氟弹性体(诸如VITONTM、聚四氟乙烯)、氯丁橡胶、丁二烯橡胶、丁腈橡胶、异戊二烯橡胶、硅橡胶以及丁苯橡胶。
如上所述的本发明的密封组件，通常可使用本领域已知的各种技术并入湿式电解电容器中。就这点而言，湿式电解电容器的各种附加部件将参考图1-4进行更详细的讨论。
II.平板式阳极
平板式阳极通常由阀金属组合物形成。组合物的比电荷可变化，例如约2,000-80,000μF*V/g，在一些实施方案中约5,000-40,000μF*V/g或更大，且在一些实施方案中约10,000-20,000μF*V/g。阀金属组合物包含阀金属(即，能够氧化的金属)或阀金属基化合物，诸如钽、铌、铝、铪、钛，其合金，其氧化物以及其氮化物等。例如，阀金属组合物可包含铌的导电氧化物，如具有铌与氧的原子比为1:1.0±1.0的氧化铌，在一些实施方案中为1:1.0±0.3，在一些实施方案中为1:1.0±0.1，以及在一些实施方案中为1:1.0±0.05。氧化铌可为NbO0.7、NbO1.0、NbO1.1及NbO2。在以下描述了这样的阀金属氧化物的实例：Fife的美国专利号6,322,912、Fife等人的美国专利号6,391,275、Fife等人的美国专利号6,416,730、Fife的美国专利号6,527,937、Kimmel等人的美国专利号6,576,099、Fife等人的美国专利号6,592,740、Kimmel等人的美国专利号6,639,787和Kimmel等人的美国专利号7,220,397；以及Schnitter的美国专利申请号2005/0019581、Schnitter等人的美国专利申请号2005/0103638和Thomas等人的美国专利申请号2005/0013765。
为了形成平板式阳极，通常使用阀金属组合物粉末。粉末可包含多种形状(如节状的、角状的、片状的等)的任意形状的颗粒及其混合物。尤其合适的粉末为购自卡博特公司(CabotCorp.)(例如，C255片状粉末、TU4D片状/节状粉末等)以及世泰科公司(H.C.Starck)(例如，NH175节状粉末)的钽粉末。阀金属组合物可通过使用本领域技术人员已知的技术形成。例如，钽粉末前驱物可通过用还原剂(例如，氢、钠、钾、镁、钙等)还原钽盐(例如，氟钽酸钾(K2TaF7)、氟钽酸钠(Na2TaF7)、五氯化钽(TaCl5)等)而形成。
无论使用何种具体方法，所得到的粉末可具有某些增强其形成电容器阳极的特征。例如，在阳极中使用的颗粒可以大致是扁平的。扁平程度通常由“宽高比”(即颗粒的平均直径或宽度除以平均厚度(“D/T”)来定义。例如，颗粒的宽高比可约为2-100，在一些实施例中约为3-50，以及在一些实施例中可约为4-30。颗粒还可具有约0.5-10.0m2/g的比表面积，在一些实施方案中约为0.7-5.0m2/g，以及在一些实施方案中约为1.0-4.0m2/g。以上详细定义了术语“比表面积”。体积密度(也称作斯柯特密度)通常为约0.1-2克每立方厘米(g/cm3)，在一些实施方案中为约0.2-1.5g/cm3，以及在一些实施方案中为约0.4-1g/cm3。“体积密度”可使用流量计漏斗与密度杯来确定。更具体地，可通过漏斗将样品注入到杯中，直至样品完全注满并溢出到杯的周边，此后用刮板将样品刮平，无抖动，以便样品与杯的顶部齐平。将刮平后的样品转移到天平，精确到近0.1克称重以确定密度值。这样的装置可从加拿大铝业有限公司美国分公司(AlcanAluminiumCorp.)(Elizabeth，NewJersey)商购得到。颗粒也可具有约0.1-100微米的平均尺寸(例如，宽度)，在一些实施方案中为约0.5-70微米，以及在一些实施方案中为约1-50微米。
为了便于平板式阳极的构造，某些附加组分也可包含在粉末中。例如，可选择地将粉末与粘结剂和/或滑润剂混合以确保当压制成形为平板式阳极体时颗粒间充分粘附。合适的粘结剂可包括，例如聚乙烯醇缩丁醛；聚醋酸乙烯酯；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、羟乙基纤维素以及甲基羟乙基纤维素)；无规立构聚丙烯、聚乙烯；聚乙二醇(如陶氏化学公司的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，高分子量的聚醚；环氧乙烯与环氧丙烷的共聚物；含氟聚合物(例如聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯以及氟代烯烃共聚物)；丙烯酸聚合物(如聚丙烯酸钠、聚(丙烯酸低级烷基酯)、聚(甲基丙烯酸低级烷基酯)以及丙烯酸低级烷基酯与甲基丙烯酸低级烷基酯的共聚物；以及脂肪酸和蜡(例如硬脂酸和其它皂质脂肪酸、植物蜡、微蜡(精制石蜡)等)。粘结剂可溶解与分散在溶剂中。示例性溶剂可包括水、醇类等。当使用时，粘结剂和/或润滑剂占总质量的重量比可在约0.1％-8％之间变化。然而应理解，粘结剂和/或滑润剂在本发明中并非是必需的。
所得到的粉末可使用任何常规的粉末压制装置压实以形成粒料。例如，可使用包含一个模具及一个或多个冲头的单工作台压实机的压模。可替代地，可使用仅用一个模具和单下冲头的砧式台式压模机。单工作台压实压模机有几种基本类型可用，诸如凸轮压制机、肘杆/转向节式压制机和偏心/曲柄压制机，这些压制机具有不同的功能，如单动、复动、浮沉模、活动压板、相对压头、螺杆、冲击、热压、印压或精整。粉末可围绕阳极引线(如阳极导线)而压实。阳极引线可由任何导电材料形成，诸如钽、铌、铝、铪、钛等，以及其导电氧化物和/或其氮化物。此外，阳极引线可具有约0.001-3毫米的直径，例如约0.005-2.5毫米，例如约0.01-2毫米。
在压制完成后，可通过在真空条件下以一定温度(例如，约150-500℃)加热粒料数分钟而除去任何粘结剂/滑润剂。可替代地，还可通过将粒料与水溶液接触而除去粘结剂/滑润剂，如在Bishop等人的美国专利号6,197,252中所描述的。其后，将粒料烧结以形成多孔的整体物质。本发明人已发现，某些烧结条件可以导致所得平板式阳极比电荷的增加，以及所得电容器击穿电压的增加。更具体地，通常在约800-2000℃的温度下烧结粒料，在一些实施方案中约为1200-1800℃，在在一些实施方案中约1500-1700℃，烧结约5-100分钟，以及在一些实施方案中烧结约8-15分钟。这可在一个或多个步骤中进行。如果需要的话，烧结可在限制氧原子转移至平板式阳极的气氛中进行。例如，烧结可在还原性气氛中进行，诸如在真空、惰性气体、氢气中等。还原性气氛可处于约10-2000托的压力下，在一些实施方案中为约100-1000托，以及在一些实施方案中为约100-930托。也可使用氢气和其它气体(例如，氩气或氮气)的混合物。当使用时，片状颗粒能更好地经受住通常形成平板式阳极所使用的高的烧结温度和延长的烧结时间，并产生具有低收缩率和大的比表面积的多孔烧结体。
烧结时，由于颗粒间的冶金结合的增长，粒料收缩。因为收缩通常增加粒料的密度，因此可采用较低的压制密度(“绿色”)而仍然获得所需的目标密度。例如，烧结后粒料的目标密度通常为约5-8克每立方厘米。但由于收缩现象，不需要压制粒料至这样的高密度，而是压制至小于约6.0克每立方厘米的密度，且在一些实施方案中为约4.5-5.5克每立方厘米。其中采用较低的绿色密度能够提供显著的成本节约并提高加工效率。应理解，压制密度在粒料中并不总是均匀的，特别是如果压缩是发生在与电线的纵向轴线垂直的方向上时。即，压制密度是由材料的量除以压制粒料的体积而确定的。粒料的体积与在垂直于电线的纵向轴线的方向上的压缩长度是成正比的。密度与压缩长度成反比。因此，粒料在邻近电线位置处的压缩长度实际上比其余位置低。同样，压制密度在邻近电线的位置处更大。例如，在邻近电线位置处的粒料的密度通常大至少约10％，且在一些情况下，比其余位置处的粒料压制密度大至少约20％。
参照图2-3，例如，示出了包含阳极线220的平板式阳极200的一个实施方案。阳极线在自平板式阳极200的纵向方向(“y”方向)上延伸。为了将阳极线220埋入平板式阳极200，可将压模部分地填充有粉末，然后将阳极线插入压模中。其后，模具可填充有粉末，且整个组件压缩成粒料。
所得平板式阳极可具有与其总长度及总宽度相比较小的总厚度，以提高所得电容器的电气性能及容积效率。参照图2，例如，长度“L”代表阳极200从第一端60至第二端62的整个长度。在某些情况下，阳极200的长度“L”可为约1-80毫米，例如为约10-60毫米，例如为约20-50毫米。同时，还参照图2，阳极的宽度“W”也可为约0.5-60毫米，例如为约1-40毫米，例如约5-30毫米。进一步，参照图3，阳极的厚度“H”通常为约5毫米或更小，例如为约0.05-4毫米，例如为约0.1-3.5毫米，例如为约0.2-2毫米。通常，在一些实施方案中，阳极的长度“L”与平板式阳极的厚度“H”的比可为约5-50，在一些实施方案中为约6-40，以及在一些实施方案中为约7-30。此外，阳极的宽度“W”与阳极的厚度“H”的比可为约4-35，在一些实施方案中为约5-25，以及在一些实施方案中为约6-20。
此外，尽管在图2中示为“D形状”，应理解平板式阳极可具有任何其它所需的形状，诸如正方形的、矩形的、圆形的、椭圆形的、三角形的等。由于其相对较高的表面积，具有多于四(4)条边的多边形形状(例如，六角形、八边形、七边形、五边形等)尤其理想。进一步，参照图1和4，例如，示出了电容器10的一个实施方案，该电容器10包含图2-3中所示的平板式阳极200。尽管仅示出一个平板式阳极，应理解如在Ziarniak等人的美国专利号7,483,260中所述的，可采用多个阳极(例如，堆叠)。
此外，无论平板式阳极的特定几何形状如何，平板式阳极还包含通过对烧结的阳极进行阳极氧化(“阳极化”)而形成的电介质，使得在平板式阳极上和/或平板式阳极内形成介电层。例如，钽(Ta)阳极可阳极化为五氧化二钽(Ta2O5)。通常，阳极化是通过首先向阳极涂覆溶液来进行的，例如通过将阳极浸入电解液中。可采用水性溶剂(例如水)和/或非水性溶剂(例如，乙二醇)。为了增强导电性，可采用能够在溶剂中解离以形成离子的化合物。这样的化合物的实例包括，例如，酸类，例如以下对于电解质所描述的。例如，酸(例如磷酸)可占阳极化溶液的比重为约0.01wt.％-5wt.％，在一些实施方案中为约0.05wt.％-0.8wt.％，以及在一些实施方案中约为0.1wt.％-0.5wt.％。如果需要，也可使用酸的共混物。
电流通过阳极化溶液以形成介电层。形成电压的值控制介电层的厚度。例如，电源初始可设为恒电流模式直至达到所需的电压。此后，电源可切换到恒电位模式以确保在阳极的整个表面上形成所需的介电厚度。当然，也可以采用其它已知的方法，例如脉冲或阶跃恒电位法。阳极化溶液的温度可为约10-200℃，在一些实施方案中为约20-150℃，以及在一些实施方案中为约30-100℃。所得介电层可形成于阳极的表面上及其孔内。当使用时，粉末的特定性质可使得所得阳极获得较高的比电荷，甚至是在本发明中常使用的较高的形成电压时。例如，在上述范围内，阳极仍然能够达到约2,000-20,000μF*V/g比电荷，在一些实施方案中为约5,000-15,000μF*V/g或更多，以及在一些实施方案中为约8,000-12,000μF*V/g。
III.阴极
除密封组件及平板式阳极之外，在电容器中也使用阴极，阴极可使用多种技术中的任何一种来构造。在一个实施方案中，阴极包含金属基板，其可包括任何金属，例如钽、铌、铝、镍、铪、钛、铜、银、钢(如不锈钢)，其合金(例如，导电性氧化物)、其组合物(例如，涂覆有导电氧化物的金属)等，金属基板涂覆有电化学活性材料。钛和钽及其合金，特别适合在本发明中使用。如本领域技术人员所知，基板的几何结构通常可变化，例如是以容器、罐、箔片、板、筛网、丝网等的形式。尽管不是必需的，在一个实施方案中，例如，金属基板可形成电容器外壳，平板式阳极显露在电容器外壳中，且这样的外壳可具有D形状或通常与平板式阳极的形状相一致的任何其它形状。例如，应理解，在本发明中可采用任何几何结构，例如圆柱形的、矩形的、三角形的、棱形的等。
基板可以经过粗化，以增加它的表面积，并增加电化学活性材料能粘附于其上的程度。在一个实施方案中，例如，对表面进行化学蚀刻，例如通过将腐蚀性物质(例如，盐酸)的溶液涂覆至表面。也可对表面进行电化学蚀刻，例如通过将电压施加至腐蚀性物质的溶液，使得其经历电解。可将电压增加到足够高的水平以在基板表面引发“电火花”，这被认为是形成足以蚀刻掉基板的高的局部表面温度。这一技术在Dreissig等人的美国专利号8,279,585中进行了更详细的描述，其全部内容通过引用并入本文，用于所有目的。除化学或电化学粗化技术，也可使用机械粗化技术。在一个实施方案中，例如，可通过对金属基板表面的至少一部分喷射一股研磨介质(例如，沙)而对金属基板表面进行研磨性喷砂处理。
也可将电化学活性材料施加至阴极基板以抑制腐蚀并还作为电压增大时的热屏障。电化学活性材料可由一层或多层形成。在这样的层(多层)中所用的材料可能不同。通常可采用任何各种公知的电化学活性材料。一种合适的材料是导电聚合物，如那些π-共轭的以及氧化或还原后具有导电性的(例如，氧化后至少约1μScm-1的导电性)。这样的π-共轭导电聚合物的实例包括，例如，聚杂环(例如，聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺等)、聚乙炔、聚对苯撑、聚酚盐等。
取代聚噻吩特别适合用作导电聚合物，因为其具有特别好的机械强度和电气性能。不限于任何理论，认为电容器充电至较高电压(例如，大于形成电压)将迫使电解质离子进入含这样的取代聚噻吩的涂层中。这会导致导电聚合物“膨胀”并将离子保留在表面附近，从而提高电荷密度。因为聚合物通常是无定形的及非晶的，它也可以消散和/或吸收与高电压相关的热量。在放电时，也认为取代的聚噻吩“放松”，并使得电解质中的离子移出涂层。通过这样的膨胀放松机制，金属基板附近的电荷密度可以增加而不会与电解质发生化学反应。因此，可提供机械强度和良好的电气性能，而无需常规的导电涂层，例如那些由活性炭或金属氧化物(例如，氧化钌)制备的。事实上，通过使用涂层作为金属基板上的主要材料可实现优良的结果。即，涂层可占存在于金属基板上的材料的至少约90wt.％，在一些实施方案中至少约92wt.％，以及在一些实施方案中至少约95wt.％。尽管如此，应理解，在本发明的一些实施方案中也可使用其它导电涂层。
在一个具体的实施方案中，取代聚噻吩具有如下的通式：
其中，
T为O或S；
D为任选取代的C1至C5亚烷基基团(例如，亚甲基、亚乙基、正亚丙基、正亚丁基，正亚戊基等)；
R7是直链或支链的任选取代的C1至C18烷基(例如，甲基，乙基，正或异丙基，正、异、仲或叔丁基，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)；任选取代的C5至C12环烷基(例如，环戊基，环己基，环庚基，环辛基，环壬基、环癸基等)；任选取代的C6至C14芳基(例如，苯基，萘基等)；任选取代的C7至C18芳烷基基团(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)；任选取代的C1至C4羟烷基基团，或羟基基团；以及
q为0至8的整数，在一些实施方案中为0至2，以及在一个实施方案中为0；以及
n为2至5000，在一些实施方案中为4至2,000，以及在一些实施方案中为5至1,000。基团“D”或“R7”的取代基实例包括，例如，烷基、环烷基、芳基、芳烷基、烷氧基、卤素、醚、硫醚、二硫化物、亚砜、砜、磺酸、氨基、醛基、酮基、羧酸酯、羧酸、碳酸酯、羧酸酯、氰基、烷基硅烷和烷氧基硅烷基、羧基酰胺基，等等。
特别合适的噻吩聚合物是那些其中“D”是任选取代的C2至C3亚烷基。例如，该聚合物可为任选取代的聚(3,4-乙烯二氧噻吩)，其具有以下通式：
用于形成导电聚合物的方法(如上所描述)在现有技术中是公知的。例如，Merker等人的美国专利号6,987,663中描述了从单体前驱物形成取代聚噻吩的各种技术。例如，单体前驱物可具有如下结构：
其中，
T、D、R7和q如上定义。特别合适的噻吩单体是那些其中“D”是任选取代的C2至C3亚烷基。例如，可采用任选取代的3,4-乙烯二氧噻吩，其具有以下通式：
其中R7和q如上定义。在一个具体实施方案中，“q”为0。可商购的合适的3,4-乙烯二氧噻吩实例来自贺利氏公司(HeraeusClevios)的商品名CleviosTMM。其它合适的单体还在Blohm等人的美国专利号5,111,327中以及Groenendaal等人的美国专利号6,635,729中进行了描述。也可以采用这些单体的衍生物(例如，上述单体的二聚体或三聚体)。单体的更高的分子衍生物(即，四聚体、五聚体等)是适于在本发明中使用的。所述衍生物可以由相同的或不同的单体单元组成，并以纯的形式或者以与彼此和/或与单体的混合物的形式使用。也可以采用这些前驱物的氧化或还原形式。
噻吩单体可在氧化催化剂的存在下进行化学聚合。氧化催化剂通常包括过渡金属阳离子，如铁(III)，铜(II)，铬(VI)，铈(IV)，锰(IV)，锰(Ⅶ)，钌(III)阳离子等。也可以采用掺杂剂，以向导电聚合物提供过量的电荷并稳定聚合物的导电性。掺杂剂通常包括无机或有机阴离子，例如磺酸离子。在某些实施方案中，在前驱物溶液中使用的氧化催化剂兼具催化和掺杂功能，这是因为它包括阳离子(例如，过渡金属)和阴离子(例如，磺酸)。例如，该氧化催化剂可以是包括铁(Ⅲ)阳离子的过渡金属盐，例如铁(III)卤化物(例如，FeCl3)，或其它无机酸的铁(III)盐(如Fe(ClO4)3或Fe2(SO4)3以及含有机基团的有机酸和无机酸的铁(III)盐。带有有机基团的无机酸铁(III)盐的实例包括，例如，C1至C20链烷醇的硫酸单酯的铁(III)盐(例如，十二烷基硫酸盐的铁(III)盐)。同样，有机酸的铁(III)盐包括，例如，C1至C20链烷硫酸(例如，甲烷、乙烷、丙烷、丁烷或十二烷基磺酸)的铁(III)盐；脂肪族全氟磺酸(例如，三氟甲磺酸、全氟丁烷磺酸或全氟辛烷磺酸)的铁(III)盐；脂肪族C1至C20羧酸(例如，2-乙基己基羧酸)的铁(III)盐；脂肪族全氟羧酸(例如，三氟乙酸或全氟辛酸)的铁(III)盐；C1至C20烷基任选取代的芳族磺酸(例如，苯磺酸，邻甲苯磺酸，对-甲苯磺酸，或十二烷基苯磺酸)的铁(III)盐；环烷烃磺酸(例如，樟脑磺酸)的铁(III)盐；等。也可使用这些上述铁(III)盐的混合物。对甲苯磺酸铁(III)、邻甲苯磺酸铁(III)及其混合物是特别合适的。可商购的合适的对甲苯磺酸铁(III)实例来自贺利氏公司的商品名CleviosTMC。
可利用各种方法形成导电聚合物层。在一个实施方案中，涂覆氧化催化剂和单体(依次或者一起)，使得在基板上发生原位聚合反应。合适的涂覆技术可以包括丝网印刷、浸渍、电泳涂装和喷涂，可以用于形成导电聚合物涂层。例如，单体可首先与氧化催化剂混合形成前驱物溶液。一旦混合物形成，其可被涂覆至基板，然后使之聚合，使得在表面上形成导电涂层。可替代地，氧化催化剂和单体可依次涂覆。在一个实施方案中，例如，将氧化催化剂溶解于有机溶剂(例如，丁醇)中，然后作为浸渍溶液来涂覆。随后可对基板进行干燥以除去其中的溶剂。此后，可将基板浸入含单体的溶液。通常在约-10至约250℃的温度下进行聚合，以及在一些实施方案中为约0℃-200℃，取决于所使用的氧化剂和所需的反应时间。合适的聚合技术(如上述)在Biler的美国专利号7,515,396中进行了详细的描述。而涂覆这样的导电涂层(多层)的其它方法在Sakata等人的美国专利号5,457,862、Sakata等人的美国专利号5,473,503、Sakata等人的美国专利号5,729,428以及Kudoh等人的美国专利号5,812,367中进行了描述。
除原位涂覆外，导电聚合物层也可以导电聚合物颗粒的分散体的形式涂覆。尽管它们的尺寸可以变化，但是通常要求颗粒具有小的直径，以增加可用于附着于基板的表面积。例如，颗粒可具有约1-500纳米的平均直径，在一些实施方案中为约5-400纳米，以及在一些实施方案中为约10-300纳米。颗粒的D90值(颗粒具有小于或等于D90值(占所有固体颗粒总体积的90％)的直径)可为约15微米或更少，在一些实施方案中为约10微米或更少，以及在一些实施方案中为约1纳米-8微米。颗粒的直径可使用已知技术确定，例如通过超高速离心、激光衍射等。
如果需要，可重复一个或多个上述涂覆步骤，直至获得所需的涂层厚度。在一些实施方案中，一次仅形成相对薄层的涂层。涂层的总目标厚度通常可依电容器的期望特性而变化。通常情况下，所得导电聚合物涂层具有的厚度为约0.2微米(“μm”)至约50μm，在一些实施方案中为约0.5-20μm，以及在一些实施方案中，为约1-5μm。应理解涂层的厚度在基板上的所有位置处并非必需是相同的。但涂层在基板上的平均厚度通常落入上述范围内。
导电聚合物层可选择性地进行愈合(healed)。愈合可在导电聚合物层每次涂覆之后进行或在整个涂层涂覆完成之后进行。在一些实施方案中，导电聚合物可通过将部件浸入到电解质溶液中，然后对溶液施加恒定的电压直至电流降低到预选的水平而进行愈合。如果需要，这样的愈合可在多个步骤中完成。例如，电解质溶液可以是单体、催化剂和掺杂剂在醇类溶剂(例如，乙醇)中的稀释液。如果需要，还可以清洗涂层以除去各种副产品、过量试剂等。
IV.工作电解质
电容器还包括工作电解质(未示出)，其通常可以是液体的形式，如溶液(例如，水性的或非水性的)、分散体、凝胶等。工作电解质位于外壳内，是在平板式阳极与阴极之间提供连接通道的电活性材料。如果需要，在置于外壳内之前，可首先以电解质(未示出)浸渍平板式阳极(下面讨论)。电解质也可在以后的制造阶段中加入到电容器。各种合适的电解质在Evans等人的美国专利号5,369,547及6,594,140中进行了描述，其全部内容通过引用并入本文，用于任何目的。
通常，电解质是离子导电的，由于具有在25℃温度下使用任何已知的电导仪(例如OaktonConSeries11)确定的约1-100毫西门子每厘米(“mS/cm”)的离子电导率，在一些实施方案中为约5-80mS/cm，在一些实施方案中为约15-70mS/cm，以及在一些实施方案中为约20-60mS/cm。在上述范围内，电场作为强的电介质，但可延伸到电解质中，延伸所至的长度(德拜长度)足以导致显著的电荷分离。这将电介质的势能延伸至电解质，使得所得电容器能够存储甚至比通过电介质的厚度所预测的更大的势能。换言之，电容器可充电至接近或甚至超过电介质的形成电压的电压。例如，电容器可充电压与形成电压的比可为约0.80-2.00，在一些实施方案中为约0.85-1.50，以及在一些实施方案中为约0.86-1.20。例如，电容器可充电压可为约150-300伏特，在一些实施方案中为约180-260伏特，以及在一些实施方案中为约200-240伏特。形成电压同样可在约180-320伏特之间，在一些实施方案中为约200-280伏特，以及在一些实施方案中为约220-250伏特。工作电解质也是相对中性的，因此具有约4.5-8.0的pH值，在一些实施方案中为约5.0-7.5，在一些实施方案中为约5.5-7.0，以及在一些实施方案中为约6.0-6.5。除此之外，这样的pH值可以增强存在于水性电解质中的氢离子与阴极材料相互作用的能力，以获得最大的电容以及能量密度。
所需的离子电导率可通过选择一定的浓度范围内的离子化合物(多个)(例如，酸、碱、盐等)来实现。在一个具体实施方案中，弱有机酸盐在获得所需的电解质的电导率方面是有效的。所述盐的阳离子可包括单原子阳离子，例如碱金属(例如，Li+、Na+、K+、Rb+、或Cs+)，碱土金属(例如，Be2+、Mg2+、Ca2+、Sr2+或Ba2+)，过渡金属(例如，Ag+、Fe2+、Fe3+等)以及多原子阳离子，例如NH4 +。一价铵(NH4 +)、钠(K+)和锂(Li+)是特别适合在本发明中使用的阳离子。用于形成盐的阴离子的有机酸是某种意义上的“弱酸”，其通常具有在25℃下确定的为约0-11的一级酸离解常数(pKa1)，在一些实施方案中为约1-10，以及在一些实施方案中为约2-10。任何合适的弱有机酸可用于本发明中，例如羧酸，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，没食子酸，酒石酸(例如，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；及其共混物等。多元酸(例如，二元酸、三元酸等)尤其适合用于形成盐，例如己二酸(pKa1为4.43且pKa2为5.41)，α-酒石酸(pKa1为2.98且pKa2为4.34)，内消旋酒石酸(pKa1为3.22和且pKa2为4.82)，草酸(pKa1为1.23且pKa2为4.19)，乳酸(pKa1为3.13，pKa2为4.76以及pKa3为6.40)等。
而实际用量可根据具体采用的盐、其在电解质中使用的溶剂中的溶解度以及存在的其它组分而变化，这样的弱有机酸盐通常在电解质中的含量为约0.1-40wt.％，在一些实施方案中为约0.2-35wt.％，在一些实施方案中约为0.3-30wt.％，以及在一些实施方案中约为0.5-25wt.％。
电解质通常是水性的，因为它包含水性溶剂，例如水(例如，去离子水)。例如，水(例如，去离子水)占电解质的约20-95wt.％，在一些实施方案中为约30-90wt.％，以及在一些实施方案中为约40-85wt.％。还可采用第二溶剂以形成溶剂混合物。合适的第二溶剂可包括，例如，二醇(例如，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(例如，甲基乙二醇醚、乙基乙二醇乙醚、异丙二醇醚等)；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、乙酸丁酯、二甘醇乙醚乙酸酯、乙酸甲氧基丙酯、碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯等)；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。这样的混合物通常所含的水占溶剂系统的约40-80wt.％，在一些实施方案中为约50-75wt.％，以及在一些实施方案中为约60-70wt.％，而第二溶剂占溶剂系统的约20-60wt.％，在一些实施方案中为约25-50wt.％，以及在一些实施方案中为约30-40wt.％。同样，当使用这样的混合物时，通常水占电解质的约30-70wt.％，在一些实施方案中为约35-65wt.％，以及在一些实施方案中为约40-60wt.％，而第二溶剂占电解质的约5-40wt.％，在一些实施方案中为约10-35wt.％，以及在一些实施方案中为约15-30wt.％。
一种或多种酸或pH调节剂也用于帮助实现所需的pH和电导率值。合适的酸可以包括，例如，无机酸，如盐酸、硝酸、硫酸、磷酸、多磷酸、硼酸、硼烷酸等；有机酸，包括羧酸，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、没食子酸、酒石酸、柠檬酸、甲酸、乙酸、乙二胺四乙酸(“EDTA”)、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；磺酸，如甲磺酸、苯磺酸、甲苯磺酸，三氟甲磺酸、苯乙烯磺酸、萘二磺酸、羟基苯磺酸等；聚合酸，例如聚(丙烯酸)或聚(甲基丙)酸及其共聚物(例如，马来酸-丙烯酸、磺酸-丙烯酸和苯乙烯-丙烯酸共聚物)、角叉菜酸、羧甲基纤维素、藻酸等；等。当使用凝胶电解质时，EDTA尤其适合，这是由于其不仅可降低电解质的pH值，而且还可以作为可存在于颗粒中的金属杂质的螯合剂。
尽管酸的总浓度可以改变，但是它们通常占电解质的约0.01-10wt.％，在一些实施方案中为约0.05-5wt.％，以及在一些实施方案中为约0.1-2wt.％。在一个具体实施方案中，可以采用不同酸的混合物，例如无机酸和有机酸的混合物。在这样的实施方案中，无机酸(例如，磷酸)占电解质的约0.005-5wt.％，在一些实施方案中为约0.01-3wt.％，以及在一些实施方案中为约0.05-1wt.％；同样，有机酸(例如，EDTA)占电解质的约0.005-5wt.％，在一些实施方案中为约0.01-3wt.％，以及在一些实施方案中为约0.05-1wt.％。
电解质还可包含有助于提高电容器的电气性能的其它组分。例如，在电解质中使用去极化剂，有助于抑制电解电容器阴极处的氢气的产生，否则会导致电容器膨胀，最终引发失效。使用时，去极化剂通常占电解质的约百万分之1-500(“ppm”)，在一些实施方案中为约10-200ppm，以及在一些实施方案中为约20-150ppm。例如，去极化剂通常占电解质的约0.01-5wt.％，在一些实施方案中为约0.05-2wt.％，以及在一些实施方案中为约0.1-1wt.％。
合适的去极化剂可包括硝基芳香基化合物，例如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-硝基苯甲醇、3-硝基苯甲醇、4-硝基苯甲醇、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。特别适合本发明使用的硝基芳香基去极化剂为被一个或多个烷基(例如，甲基、乙基、丙烷基、丁基等)取代的硝基苯甲酸、其酸酐或盐。这样的烷基取代硝基苯化合物的实例包括，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；其酸酐及盐；等。
在一个具体的实施方案中，工作电解质可以是粘弹性的“凝胶”，它一般定义为包含连续相和分散相的固体或半固体的胶体悬浮液，其中至少一相是固体且至少一相是液体。例如，当无机氧化物颗粒交联以形成连续相且溶剂含有水作为被截留在交联网内的分散相时，可形成水凝胶。无论其确切的形式如何，电容器内的粘弹性凝胶是半固体或固体的形式，使得其在室温下不易流动。这一特性可由粘弹性相角δ表示，粘弹性相角是应力的正弦曲线时间变化与剪切速率的正弦曲线时间变化不同相的程度。理想的弹性固体的相角δ为0°(同相)，且理想的粘性液体的相角δ为90°(不同相)。在本发明中，凝胶电解质通常呈现约0°-20°的相角δ，在一些实施方案中为约0.1°-5°，以及在一些实施方案中为约0.2°-2°。可表示凝胶粘弹性性能的另一个参数为储能模量G'，储能模量由应力(表示固体状的行为)的“同相”分量除以最大形变来确定的。通常，本发明的凝胶电解质呈现约5千帕(“kPa”)或更多的储能模量，在一些实施方案中为约10kPa或更多，以及在一些实施方案中为约15-50kPa。相角和储能模量可在室温下(例如，25℃)通过使用具有錐板结构的流变仪进行动态振动试验(例如，10Hz的频率和5Pa的压力)来确定。
为了获得高导电性和中性pH值的组合，凝胶工作电解质可包含以上结合无机氧化物颗粒讨论的弱有机酸盐、溶剂系统及pH调节剂(酸)的组合，以有助于获得电容器的所需黏度和电气性能。无机氧化物颗粒在电解质中的量可依据所需凝胶化的程度以及电解质中其它组分的特定性质和浓度而改变。但是，通常无机氧化物颗粒占电解质的约0.5-20wt.％，在一些实施方案中为约1-15wt.％，以及在一些实施方案中为约1.5-10wt.％。
根据所需的结果，颗粒可具有各种形式、形状及尺寸。例如，颗粒可以是以球体、晶体、棒、盘、管、串等的形状。颗粒的平均尺寸可小于约1,000纳米，在一些实施方案中为约1-500纳米，在一些实施方案中为约2-200纳米，以及在一些实施方案中为约4-50纳米。如本文所使用的，颗粒的平均尺寸是指其平均长度、宽度、高度和/或直径。颗粒通常也具有高的比表面积，例如约50-1000平方米每克(m2/g)，在一些实施方案中为约100-600m2/g，以及在一些实施方案中为约150-400m2/g。术语“比表面积”，一般是指如通过利用氮气作为吸附气体的物理气体吸附(B.E.T.)方法(Bruanauer，Emmet和Teller，美国化学学会期刊，卷：60，1938，页码：309)来确定的表面积。可利用自QUANTACHROME公司(Syosset，NY)的比表面积分析仪进行测试，通过检测吸附物及惰性载气(例如，氦气)的流动混合物的热导率变化来测量被吸附在固体表面上的吸附物氮气的量。此外，颗粒也可以是相对无孔的或固体的。即，颗粒可具有小于约0.5毫升每克(ml/g)的孔体积，在一些实施方案中小于约0.4毫升每克，在一些实施方案中小于约0.3ml/g，以及在一些实施方案中为约0.2-0.3ml/g。不限于任何理论，具有这样的小尺寸、高表面积及固体性质的颗粒被认为可改善凝胶化率并提高所得悬浮液的均匀性和稳定性。
无机氧化物颗粒可由多种材料形成，包括但不限于二氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化镁、二氧化钛、氧化铁、氧化锌、氧化铜等，及其组合。颗粒也可以用气相法(fumedprocess)、沉淀法等来形成。然而，由于其较高的表面积和较小的粒径，气相颗粒特别适于在本发明中使用。例如，气相二氧化硅是无定形的SiO2，可通过在氢氧火焰下气相水解四氯化硅而产生。初级颗粒在火焰中的融合产生了三维的支链聚集体。冷却过程中，这些聚集体凝聚成细粉，其具有上述范围内的颗粒大小。气相二氧化硅具有在酸性条件下反应形成交联网络的硅烷醇基。所得的交联硅氧烷是硅元素和氧元素的化合物，其中每个硅原子结合四个氧原子，形成四面体结构，其方式类似于甲烷中碳原子结合氢原子，在每种情形中，键的强度度大致相同。这样的结构通常在二氧化物和硅酸盐中能找到，其中SiO4基团出现在链或环中。凝胶通过创建交联硅氧烷形成，并被截留在电解质的液相中。例如，商购使用的合适的气相二氧化硅颗粒可包括那些来自卡博特公司的商品名
工作电解质的组分可在其并入电容器之前或之后以多种不同的方式组合在一起。在一个具体实施方案中，在置于与阳极和/或阴极接触之前可将电解质凝胶化(下面讨论)。例如，当电解质的组分最初组合在一起时，电解质可以溶胶的形式存在，其中包含的颗粒作为分散相。但可通过几种方法催化这种溶胶来诱导凝胶化。实例包括调节溶胶的pH和/或温度至发生凝胶化的点。可替代地，可以使溶胶置于受控的能源形式中(例如热、超声波、紫外线、电子束辐照等)以诱导凝胶化。使用超声波能源(如超声波探头)是特别可取的，因为它最大程度地降低改变电解质的PH值或温度的需要。
电解质可以各种不同的方法纳入电容器中。在一个实施方案中，例如，在将阳极和阴极以所需的结构定位后，简单地将电解质加入电容器中。例如，这可使用加注口来完成。阳极也可用电解质预浸渍，例如在将阳极置于电容器中之前，通过将阳极浸入电解质中来实现。使用电解质浸渍阳极可进一步提高阳极与电解质之间的接触度。在任一情况下，电解质可具有低的初始黏度和流动性，使得其可被精确地并入电容器中。例如，当为胶时，电解质可具有在25℃温度下使用BrookfieldLVT粘度计(#3轴，60rpm)确定的为约1-40厘泊范围内的初始黏度(例如，在凝胶化开始1小时或更少的时间内)，在一些实施方案中为约2-30厘泊，以及在一些实施方案中为约3-10厘泊。同样，凝胶可具有约50°-90°的初始相角δ，在一些实施方案中为约60°-90°，且在一些实施方案中为约80°-90°；以及约为1千帕或更少的初始储能模量G'，在一些实施方案中为约0.1千帕或更少，且在一些实施方案中为约0-0.01千帕。
然而，在纳入电容器之后，电解质可继续胶化直至黏度上升至，例如上述目标范围内的黏度、相角δ和/或储能模量G'。这种“半固体”或“固体”的转换相对地可发生在引起凝胶化后，例如约1-100小时，在一些实施方案中约10-80小时，以及在一些实施方案中约20-60小时。这种转换也可发生在阳极并入电容器中且置于与阴极接触以前和/或之后。如果需要，可以加入额外的“填补”电解质以确保在浸渍的阳极和阴极之间存在良好的电接触。这种填充电解质可以根据本发明形成，也可以是从其它已知组分形成。
无论密封组件(平板式阳极、阴极及工作电解质)的具体特征如何，平板式阳极200及其它组件通常位于外壳12的内部，该外壳的一部分也可作为电容器的阴极。此外，电化学活性材料(未示出)可涂覆至外壳12的至少一部分以抑制腐蚀并且也可以作为电压升高时的热屏障。在一个实施方案中，外壳12的至少一部分通常由金属形成，其可包括任何金属，例如钽、铌、铝、镍、铪、钛、铜、银、钢(如不锈钢)，其合金(例如，导电性氧化物)、其组合物(例如，涂覆有导电氧化物的金属)等，其可涂覆电化学活性材料(阴极)。钛和钽及其合金，特别适合在本发明中使用。在其它实施方案中，外壳的一部分可由非金属材料形成。如本领域技术人员所知，基板的几何结构通常可变化，例如是以容器、箱、箔片、板、筛网、丝网等的形式。在一个实施方案中，例如，金属基板形成具有D形状的平板状外壳。然而应理解，在本发明中可采用任何几何结构，例如正方形的、圆形的、矩形的、三角形的、棱形的等。外壳还包括盖住阳极和电解质的盖子，所述盖子可以与外壳相同或不同的材料形成。
无论外壳的具体特征如何以及其是否可选地包括本发明的电化学活性阴极材料，阳极并入外壳中的具体方式可使用多种技术实现。如图4所示，阳极200可位于由第一外壳构件14和第二外壳构件16组成的外壳12内。第一外壳构件14可具有连接至周围侧壁20的面壁18，其中周围侧壁20具有外表面27和延伸至边缘22的内表面28。同时，第二外壳构件16可以是板的形状，并可包含具有周围边缘26的第二面壁24。外壳构件14和16可通过焊接(例如，激光焊接)其在阳极200和密封组件300已如所需并入外壳12后相互接触的重叠边缘22和26而气密密封在一起。无论具体结构如何，外壳12可具有小于约8毫米的厚度“H2”，例如为约0.075-7毫米，例如为约0.1-6毫米，以及例如为约0.2-5毫米。此外，外壳构件14和/或16可类似于参考上述部分III中的阴极所描述的金属基板，使得电化学活性阴极材料(例如导电聚合物涂层(未示出))可沉积在该外壳构件的内表面上。可替代地，单独的金属基板可位于邻近外壳构件14和/或16，并涂覆有导电聚合物涂层而作为阴极。但是，在将外壳构件14和16焊接在一起之前，阳极引线密封组件300可环绕阳极引线220及第一外壳构件14的侧壁20进行装配以形成在阳极引线孔34处的气密密封，如参考部分I在以上所详细讨论的。
如以上讨论的，在阳极在外壳中的装配以及密封(例如，焊接)之后，可通过如图1所示的加注口120或通过任何其它合适的工具可选地将工作电解质引入外壳12中。可通过将电容器10置于真空室中来实现填充，使得加注口120延伸进工作电解质的贮存器内。当排空腔室时，电容器10内的压力减小。当真空被释放时，电容器10内的压力重新达到平衡，且电解质通过加注口120被吸入到电容器10中。
除以上讨论的部件之外，尽管未示出，但可采用一个或多个有助于使阳极与导电聚合物涂覆的阴极相互绝缘的隔离件。用于此目的的合适的材料实例包括，例如，多孔聚合物材料(如，聚丙烯，聚乙烯等)、多孔无机材料(如玻璃纤维垫，多孔玻璃纸，等)，离子交换树脂材料等。具体的实例包括离子型全氟磺酸聚合物薄膜(例如，来自E.I.DuPontdeNemeours&Co.的NafionTM)、磺酸盐碳氟聚合物薄膜、聚苯并咪唑(PBI)薄膜以及聚醚醚酮(PEEK)薄膜。尽管防止阳极与阴极间的直接接触，但是隔离件允许电解质的离子电流流至电极。
无论其具体结构如何，本发明的电容器可呈现优异的电气性能。例如，电容器可呈现出室温下(例如，25℃)120Hz频率确定的高的容积效率，例如为约50,000-300,000μF*V/cm3，在一些实施方案中为约60,000-200,000μF*V/cm3，以及在一些实施方案中为约80,000-150,000μF*V/cm3。容积效率由部件的形成电压乘以其电容，然后将所得乘积再除以部件的体积而确定。例如，具有520μF电容的部件的形成电压可为175伏特，产生91,000μF*V的乘积。如果该部件占约0.8cm3的体积，这产生约113,750μF*V/cm3的容积效率。
电容器也可呈现出高的能量密度，使其适于在高的脉冲应用中使用。能量密度通常根据方程式E＝1/2*CV2来确定，其中C为单位为法拉(F)的电容且V为单位为伏特(V)的电容器的工作电压。例如，可使用电容计(例如，具有开尔文引线的Keithley3330精密LCZ电容计，2伏特偏压及1伏特信号)，以25℃的温度和10-120Hz(例如，120Hz)的运行频率来测量电容。例如，电容器可呈现约2.0焦耳每立方厘米(J/cm3)或更多的能量密度，在一些实施方案中为约3.0J/cm3，在一些实施方案中为约3.5-10.0J/cm3，以及在一些实施方案中为约4.0-8.0J/cm3。电容同样可为约1毫法拉每平方厘米(“mF/cm2”)或更多，在一些实施方案中为约2mF/cm2或更多，在一些实施方案中为约50mF/cm2，以及在一些实施方案中为约8-20mF/cm2。电容器也呈现出相对高的“击穿电压”(在该电压下电容器失效)，例如约180伏特或更多，在一些实施方案中为约200伏特或更多，以及在一些实施方案中为约210-260伏特。
等效串联电阻(“ESR”)——在电子电路中充电及放电时电容器用作电阻器的程度——也可小于约15,000毫欧，在一些实施方案中小于约10,000毫欧，在一些实施方案中小于约5,000毫欧，以及在一些实施方案中为约1-4,500毫欧(以2伏偏压和1伏信号在120Hz的频率下测量)。此外，泄漏电流(通常指通过绝缘体从一个导体流至邻近导体的电流)可保持在相对低的水平。例如，本发明电容器的归一化泄漏电流的数值，在一些实施方案中小于约1μA/μF*V，在一些实施方案中小于约0.5μA/μF*V，以及在一些实施方案中小于约0.1μA/μF*V，其中μA为微安，且μF*V为电容与额定电压的乘积。可使用泄露测试仪(例如，MC190泄露测试仪，MantracourtElectronicsLTD，UK)，在约60-300秒的充电时间后以25℃的温度及某一额定电压来测量泄漏电流。这样的ESR和归一化泄漏电流值甚至能够在高温老化大量时间后得以保持。例如，在温度为约100℃-250℃，以及在一些实施方案中为约100-200℃(例如，100℃、125℃、150℃、175℃，或200℃)下，该值可以维持约100小时或更多，在一些实施方案中，为约300-2500小时，以及在一些实施方案中，为约400-1500小时(例如，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，如植入式除颤器、心脏起搏器、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；消费电子产品，诸如收音机，电视机等等；等。在一个实施方案中，例如，可在植入式医疗装置中采用电容器，该植入式医疗装置被配置来为患者提供治疗性高电压(例如，在约500伏特与850伏特之间，或理想地，在约600伏特与900伏特之间)的治疗。该装置可包含气密密封及生物惰性的容器或外壳。经由静脉，一根或多根引线将装置与患者心脏电耦合。提供心脏电极以感测心脏的活动和/或向心脏提供电压。引线的至少一部分(例如，引线的端部)可邻近或与心脏的一个或多个心室及心房相接触。该装置还可以含有通常包含两个或更多个串联连接并连接耦接至电池的电容器的电容器组，所述电池在装置的内部或外部并向电容器组提供能量。部分由于高导电性，本发明的电容器可获得优异的电气性能，因而适于在植入式医疗装置的电容器组中使用。
无论其具体结构如何，本发明的电容器可呈现优异的电气性能。例如，电容器可呈现出室温下(例如，25℃)以120Hz频率确定的高的容积效率，例如为约50,000-300,000μF*V/cm3，在一些实施方案中为约60,000-200,000μF*V/cm3，以及在一些实施方案中为约80,000-150,000μF*V/cm3。容积效率由部件的形成电压乘以其电容，然后将所得乘积再除以部件的体积而确定。例如，具有520μF电容的部件的形成电压可为175伏特，产生91,000μF*V的乘积。如果该部件占约0.8cm3的体积，这产生约113,750μF*V/cm3的容积效率。
电容器也可呈现出高的能量密度，使其适于在高的脉冲应用中使用。能量密度通常根据方程式E＝1/2*CV2来确定，其中C为单位为法拉(F)的电容且V为单位为伏特(V)的电容器的工作电压。例如，可使用电容计(例如，具有开尔文引线的Keithley3330精密LCZ电容计，2伏特偏压及1伏特信号)，以25℃的温度和10-120Hz(例如，120Hz)的运行频率来测量电容。例如，电容器可呈现约2.0焦耳每立方厘米(J/cm3)或更多的能量密度，在一些实施方案中为约3.0J/cm3，在一些实施方案中为约3.5-15.0J/cm3，以及在一些实施方案中为约4.0-12.0J/cm3。电容同样可为约1毫法拉每平方厘米(“mF/cm2”)或更多，在一些实施方案中为约2mF/cm2或更多，在一些实施方案中为约5-50mF/cm2，以及在一些实施方案中为约8-20mF/cm2。电容器也呈现出相对高的“击穿电压”(在该电压下电容器失效)，例如约180伏特或更多，在一些实施方案中为约200伏特或更多，以及在一些实施方案中为约210-260伏特。
等效串联电阻(“ESR”)——在电子电路中充电及放电时电容器用作电阻器的程度——可小于15,000毫欧，在一些实施方案中小于约10,000毫欧，在一些实施方案中小于约5,000毫欧，以及在一些实施方案中为约1-4,500毫欧(以2伏偏压和1伏信号在120Hz的频率下测量)。此外，泄漏电流(通常指通过绝缘体从一个导体流至邻近导体的电流)可保持在相对低的水平。例如，本发明电容器的归一化泄漏电流的数值，在一些实施方案中小于约1μA/μF*V，在一些实施方案中小于约0.5μA/μF*V，以及在一些实施方案中小于约0.1μA/μF*V，其中μA为微安，且μF*V为电容与额定电压的乘积。可使用泄露测试仪(例如，MC190泄露测试仪，MantracourtElectronicsLTD，UK)，在约60-300秒的充电时间后以25℃的温度及某一额定电压来测量泄漏电流。这样的ESR和归一化泄漏电流值甚至能够在高温老化大量时间后得以保持。例如，在温度为约100℃-250℃，并且在一些实施方案中为约100-200℃(例如，100℃、125℃、150℃、175℃，或200℃)下，该值可以维持约100小时或更多，在一些实施方案中，为约300-2500小时，在一些实施方案中，约400-1500小时(例如，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，如植入式除颤器、心脏起搏器、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；消费电子产品，诸如收音机，电视机等等；等。在一个实施方案中，例如，可在植入式医疗装置中采用电容器，该植入式医疗装置被配置为来为患者提供治疗性高电压(例如，在约500伏特与约850伏特之间，或可选地，在约600伏特与约900伏特之间)的治疗。该装置可包含气密密封及生物惰性的容器或壳体。经由静脉，一根或多根引线将装置与患者心脏电耦合。提供心脏电极以感测心脏的活动和/或向心脏提供电压。引线的至少一部分(例如，引线的端部)可邻近或与心脏的一个或多个心室及心房相接触。该装置还可以含有通常包含两个或更多个串联连接并连接耦接至电池的电容器的电容器组，所述电池在装置的内部或外部并向电容器组提供能量。部分由于高导电性，本发明的电容器可获得优异的电气性能，因而适于在植入式医疗装置的电容器组中使用。
本发明的这些和其它修改以及变型可在不脱离本发明的精神和范围下，由本领域技术人员来实施。此外，应当理解的是，各种实施例的方面可以整体或部分地互换。此外，本领域技术人员将理解，上述仅通过实施例进行说明，并不旨在限制在所附权利要求书中进一步描述的本发明。
Claims (24)
1.用于植入式医疗装置的湿式电解电容器，包括：
平板式阳极，其包括涂覆有介电层的多孔阳极体，其中阳极引线从多孔阳极体伸出；
工作电解质，其与所述平板式阳极电接触；
外壳，其具有使所述平板式阳极和所述工作电解质位于其中的内部，所述外壳具有限定阳极引线孔的壁；及
密封组件，其在阳极引线孔处连接至所述外壳，所述密封组件包括：
金属壳体，其位于所述阳极引线孔内并延伸进所述外壳的内部，其中所述金属壳体限定所述阳极引线的一部分穿过其中的腔；
弹性环，其位于所述腔内，其中所述弹性环包含所述阳极引线的一部分穿过其中的孔；及
金属板，其位于所述腔内，其中所述金属板包含所述阳极引线的一部分穿过其中的孔，其中所述金属板的下表面与所述腔内的所述弹性环相接触。
2.如权利要求1所述的湿式电解电容器，其中所述密封组件进一步包括容纳所述阳极引线的一部分的绝缘管，所述绝缘管具有伸出所述外壳的第一部分和穿过阳极引线孔进入所述外壳内部的第二部分。
3.如权利要求2所述的湿式电解电容器，其中所述绝缘管包括绝缘材料。
4.如权利要求1所述的湿式电解电容器，其中所述弹性环和所述金属壳体的腔均具有渐缩部分，其中所述弹性环的渐缩部分位于腔的渐缩部分处的腔内。
5.如权利要求1所述的湿式电解电容器，其中所述金属壳体包括钛或其合金。
6.如权利要求1所述的湿式电解电容器，其中所述金属板包括钛或其合金。
7.如权利要求1所述的湿式电解电容器，其中在所述外壳的至少一部分上设置有电化学活性阴极材料。
8.如权利要求7所述的湿式电解电容器，其中所述电化学活性阴极材料包括导电聚合物。
9.如权利要求8所述的湿式电解电容器，其中所述导电聚合物为聚(3,4-乙烯二氧噻吩)。
10.如权利要求1所述的湿式电解电容器，其中所述外壳包含钛或其合金。
11.如权利要求1所述的湿式电解电容器，其中所述多孔阳极体包括钽、铌或其导电氧化物。
12.如权利要求1所述的湿式电解电容器，其中所述阳极引线包括钽。
13.如权利要求1所述的湿式电解电容器，进一步包括围绕所述平板式阳极的一部分的隔离件。
14.如权利要求1所述的湿式电解电容器，其中所述密封组件在所述阳极引线孔处提供气密密封。
15.一种包括权利要求1所述的湿式电解电容器的植入式心律转复除颤器。
16.用于形成在植入式医疗装置中使用的湿式电解电容器的方法，所述方法包括：
将具有从其中延伸出的阳极引线的平板式多孔阳极体定位于具有侧壁的外壳中，其中在所述侧壁中形成阳极引线孔，以便所述阳极引线的一部分穿过所述阳极引线孔，其中密封组件在所述阳极引线孔处围绕所述阳极引线，所述密封组件包括：位于所述阳极引线孔内并延伸进入所述外壳内部的金属壳体，其中所述金属壳体限定所述阳极引线的一部分穿过其中的腔；弹性环，其位于所述腔内，其中所述弹性环包含所述阳极引线的一部分穿过其中的孔；及金属板，其位于所述腔内，其中所述金属板包含所述阳极引线的一部分穿过其中的孔，其中所述金属板的下表面与所述腔内的所述弹性环接触；及
在所述密封组件与所述阳极引线之间形成气密密封。
17.如权利要求16所述的方法，其中所述金属板和所述弹性环被焊接在一起以形成气密密封。
18.如权利要求16所述的方法，进一步包括将所述金属壳体焊接至所述外壳。
19.如权利要求16所述的方法，其中所述密封组件进一步包括容纳所述阳极引线的一部分的绝缘管，所述绝缘管具有伸出所述外壳的第一部分和穿过阳极引线孔进入所述外壳内部的第二部分。
20.如权利要求19所述的方法，其中所述绝缘管包括绝缘材料。
21.如权利要求16所述的方法，其中所述金属壳体包括钛或其合金。
22.如权利要求16所述的方法，其中所述金属板包括钛或其合金。
23.如权利要求16所述的方法，其中所述外壳的至少一部分涂覆有电化学活性阴极材料。
24.如权利要求16所述的方法，进一步包括将工作电解质引入所述外壳中。
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