CN105742066A - 含凹入式平板阳极和限制装置的湿式电解电容器 - Google Patents

Abstract

提供一种湿式电解电容器。该电容器包括由压紧烧结粉末形成的平板式阳极、包括涂覆电化学活性材料的金属基板的阴极，及与平板式阳极和阴极相联系的工作电解质。平板式阳极在其至少一个表面上形成凹入部分。该电容器还包括至少一个限制装置，限制装置与凹入部分接触，其形状通常与凹入部分的形状相对应。平板式阳极的凹入部分能够通过限制装置稳定平板式阳极，不需要增大电容器的尺寸。

Description

含凹入式平板阳极和限制装置的湿式电解电容器

背景技术

高压电解电容器在可植入式医疗器械等许多应用中作为储能库。由于要求减小植入器械的总体尺寸，因此，要求这些电容器具有较高的能量密度。对于植入式心律转复除纤颤器(“ICD”)，亦称为植入式除纤颤器来说，因为用于传输除纤颤脉博的高压电容器占ICD的体积高达三分之一，尤其要求如此。此外，这些电容器会遭遇高水平的冲击和振动条件，从而这些电容器必须适当加以稳定，例如，防止湿式电解电容器外壳内的钽阳极移动而导致电容器出现故障。人们试图通过在阳极颗粒和外壳壁之间放置限制装置来稳定湿式电解电容器的阳极。但是，为了容纳限制装置(如聚合物、玻璃或陶瓷材料)，同时还要有足够的空间让工作电解质在电容器的阳极和阴极之间建立足够的连接路径，需要使用高度增加、尺寸更大的外壳。但是，这样的话就违背了采用平板式阳极减小ICD总体尺寸的初衷，反而使ICD的总体尺寸增加，这是人们不想看到的。此外，阳极表面和限制装置之间的接触可能并不充分，无法有效地将阳极稳定在电容器外壳内。

因此，目前需要一种用于植入式医疗器械，如除纤颤器的改进型湿式电解电容器。

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。该湿式电解电容器包括平板式阳极、阴极、限制装置和工作电解质。平板式阳极包括由压紧烧结粉末形成的阳极氧化颗粒，且在至少一个表面上形成凹入部分。阴极包括涂覆电化学活性材料的金属基板。限制装置与凹入部分接触，其形状通常与凹入部分的形状相对应。此外，工作电解质与平板式阳极和阴极相联系。

根据本发明的另一个实施例，公开了一种用于湿式电解电容器的平板式阳极。该平板式阳极包括由压紧烧结粉末形成的阳极氧化颗粒。该平板式阳极表面上有一个凹入部分，经配置用于接收限制装置。

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，在具体实施方式中结合附图作进一步描述。

图1是本发明湿式电解电容器一个实施例的透视图。

图2本发明电容器中使用的平板式阳极的一个实施例的上表面图。

图3本发明电容器中使用的平板式阳极的一个实施例的下表面图。

图4是图2和图3所示平板式阳极沿其宽度方向的截面图；

图5是表明图2和图3所示平板式阳极被外壳包围从而形成图1所示电容器的分解透视图，其中未画出一个或多个限制装置；

图6是图1电容器的分解透视图，包括图2至图4的平板式阳极及限制装置和外壳；

图7是图6电容器中平板式阳极和相应限制装置的下表面示意图；

图8是本发明电容器中使用的平板式阳极及相应限制装置的一个实施例的下表面示意图；

图9本发明电容器中使用的平板式阳极及相应限制装置的另一个实施例的下表面示意图；

图10本发明电容器中使用的平板式阳极及相应限制装置的另一个实施例的下表面示意图；

图11本发明电容器中使用的平板式阳极及相应限制装置的另一个实施例的下表面示意图；

图12本发明电容器中使用的平板式阳极及相应限制装置的另一个实施例的下表面示意图；

图13本发明电容器中使用的平板式阳极及相应限制装置的另一个实施例的下表面示意图；

图14是图6电容器沿宽度方向的截面图；

图15是分解透视图，表明了平板式阳极被外壳包围从而形成图1所示电容器的另一个实施例，图中未画出一个或多个限制装置；

图16是图15平板式阳极沿宽度方向的截面图；

图17是图15中带限制装置和外壳的电容器的分解透视图；

图18是图17中电容器沿宽度方向的截面图；

图19本发明电容器中使用的限制装置的透视图。

图20是图19限制装置在线C₁处的截面图，其中平板式阳极已经插入到限制装置内；

图21是图20中平板式阳极/限制装置配置的透视图；

图22是本发明电容器另一个限制装置的透视图。

图23是图22中限制装置在线C₂处的截面图，其中平板式阳极已经插入到限制装置内。

在本发明说明书中和附图中，同一附图标记表示相同或者相似的部件或元件。

具体实施方式

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，保护范围在示范性结构中得到体现。

本发明涉及一种湿式电解电容器，包含阳极氧化的多孔平板式阳极体；含涂覆电化学活性材料的金属基板的阴极；及在平板式阳极和阴极之间提供连接路径的工作电解质。此外，外壳可以包围平板式阳极，及在一些实施例中，阴极的金属基板构成外壳。平板式阳极在其至少一个表面上包含至少一个凹入部分。此外，至少一个限制装置放置在至少部分平板式阳极凹入部分附近及与至少部分凹入部分相接触。平板式阳极凹入部分的形状通常与限制装置的形状相匹配，从而通过限制装置，平板式阳极的凹入部分被固定到外壳内的牢固位置。换句话说，为了将平板式阳极稳定在外壳之内，限制装置和平板式阳极的凹入部分具有互补的几何形状，使限制装置可以配合到凹入部分内。因此，凹入部分的形状通常与和其接触的限制装置的形状相对应。此外，虽然一个限制装置可与整个凹入部分连续接触，但是，应该理解的是，并不要求这样，而且可以采用一个或多个非连续的限制装置，从而一个或多个限制装置在凹入部分内彼此相隔。由于电容器采用嵌入到平板式阳极凹入部分内的限制装置将平板式阳极固定在外壳内的布置，因此，当电容器遇到高水平的冲击或振动时，限制装置可以稳定平板式阳极，但并不需要增大电容器的总体尺寸。

下面将更为详细地说明本发明的各种实施例。

I.平板式阳极

平板式阳极通常由一种阀金属组合物形成。阀金属组合物的比电荷可以变化，例如是大约2000μF*V/g至大约80000μF*V/g，在一些实施例中，是大约5000μF*V/g至大约40000μF*V/g或更高，在一些实施例中，是大约10000至大约20000μF*V/g。阀金属组合物包含阀金属(即能够氧化的金属)或基于阀金属的化合物，如钽、铌、铝、铪、钛及及它们的合金、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NbO_0.7、NbO_1.0、NbO_1.1和NbO₂。这种阀金属氧化物的实例在Fife的专利号为6,322,912的美国专利中、Fife等专利号为6,391,275的美国专利中、Fife等专利号为6,416,730的美国专利中、Fife的专利号为6,527,937的美国专利中、Kimmel等专利号为6,576,099的美国专利中、Fife等专利号为6,592,740、Kimmel等专利号为6,639,787、Kimmel 等专利号为7,220,397的美国专利中，及Schnitter的公开号为2005/0019581的美国专利申请中、Schnitter等公开号为2005/0103638的美国专利申请中及Thomas等公开号为2005/0013765的美国专利申请中均进行了描述。

为了形成平板式阳极，通常采用阀金属组合物的粉末。粉末可以包含任何形状的粒子，如节结状、角状、片状等及这些形状的混合。尤其适合的粉末是可从CabotCorp.(如C255片状粉末、TU4D片状/节结状粉末等)及H.C.Starck(例如NH175节结状粉末)获取的钽粉。阀金属组合物可以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。

不管采用哪种具体方法，得到的粉末具有某些特点，可以增强其形成电容器阳极的能力。例如，阳极中采用的粒子通常是扁平的。扁平度通常由“纵横比”定义，即粒子的平均粒径或宽度除以平均厚度(“D/T”)。例如，粒子的纵横比是大约2至大约100，在一些实施例中是大约3至大约50，在一些实施例中是大约4至大约30。粒子的比表面积还可以是大约0.5至大约10.0m²/g，在一些实施例中，是大约0.7至大约5.0m²/g，在一些实施例中，是大约1.0至大约4.0m²/g。上文对词语“比表面积”进行了更详细的定义。体积密度(亦称为斯科特(Scott)密度)通常是大约0.1至大约2克每立方厘米(g/cm³)，在一些实施例中是大约0.2g/cm³至大约1.5g/cm³，在一些实施例中是大约0.4g/cm³至大约1g/cm³。“体积密度”可采用流量计漏斗和密度杯测定。更具体地说，样品可通过漏斗倒进密度杯内，直到样品完全装满密度杯，并从密度杯周围溢出，然后，采用一个铲子刮平样品，不振动，这样，样品与密度杯杯口齐平。将被刮平的样品转移到天平上，并精确到0.1g，测定密度值。此类仪器可采用新泽西州Elizabeth的AlcanAluminumCorp.的产品。粒子的平均粒径(如宽度)是大约0.1至大约100微米，在一些实施例中是大约0.5至大约70微米，在一些实施例中，是大约1至大约50微米。

为了促进平板式阳极的形成，还可在粉末中包括某些其它组分。例如，粉末可任选与粘结剂与/或润滑剂混合，以保证在压制成平板式阳极体时各个粒子彼此适当地粘结在一起。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。粘结剂可以溶解和分散在溶剂中。溶剂实例包括水、醇等。使用粘结剂和/或润滑剂时，其百分含量占总重量的大约0.1％至大约8％。应该了解的是，本发明并不要求必须使用粘结剂与/或润滑剂。

然后，采用任何常规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。粉末可在阳极引线周围压实。引线通常由任何导电材料，如钽、铌、铝、铪、钛等及其导电氧化物与/或氮化物制造。

可以在压紧后，将颗粒在真空条件下在某一温度(例如大约150℃至大约500℃)加热，脱除任何粘结剂/润滑剂。或者，也可将颗粒与水溶液接触而脱除粘结剂/润滑剂，如Bishop 等的美国专利6197252所述。然后，将颗粒烧结形成多孔完整块。本发明人发现，某些烧结条件会导致平板式阳极的比电荷增加，以及电容器的击穿电压增加。更具体地说，颗粒通常在温度大约800℃至大约2000℃条件下烧结，在一些实施例中，是在大约1200℃至大约1800℃条件下烧结，在一些实施例中，是在大约1500℃至大约1700℃条件下烧结，烧结时间是大约5分钟至大约100分钟，在一些实施例中，是大约8分钟至大约15分钟。这些可以一步或多步完成。如果要求的话，烧结可在限制氧原子向平板式阳极转移的气氛中进行。例如，烧结可在还原性气氛，如真空、惰性气体、氢气等条件下进行。还原性气氛的压力是大约10托至大约2000托，在一些实施例中，是大约100托至大约1000托，在一些实施例中，是大约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。当采用时，片状粒子能够更好地耐受形成平板式阳极时通常采用的较高的烧结温度和较长的烧结时间，得到的多孔烧结阳极体的收缩率低，比表面积大。

烧结时，由于粒子间的冶金接合，颗粒收缩。由于收缩通常会提高颗粒的密度，因此，采用更低的压实(“生坯”)密度时，仍然能够实现要求的目标密度。例如，烧结后颗粒的目标密度通常是大约5至大约8克每立方厘米。但是，由于收缩现象，颗粒并不需要压实到这么高的密度，而是可以压紧到小于大约6.0克每立方厘米，在一些实施例中，可以压紧到大约4.5至大约5.5克每立方厘米。特别是，可以采用更低的生坯密度，显著降低了成本和提高了处理效率。应该理解的是，颗粒的压实密度并不总是均匀的，特别是如果在与线的纵轴垂直的方向进行压实时。也就是说，将材料量除以压实颗粒的体积得到压实密度。颗粒的体积与线纵轴垂直方向的压缩长度成正比。密度与压缩长度成反比。因此，实际上，线附近地方的压缩长度比颗粒其它地方的压缩长度小。同样，线附近地方的压实密度更大。例如，线附近地方颗粒的压实密度通常比其它地方颗粒的压实密度至少高大约10％或更高，在一些情况下，至少高大约20％。

例如，参考图2-3，图中画出了平板式阳极200的一个实施例，其中包含阳极线220。阳极线从平板式阳极200纵向(“y”向”)延伸。为了将阳极线220嵌入到平板式阳极200内，在压模内部分填充粉末，然后，将阳极线插到压模内。然后，在压模内填充粉末，将整个组件压缩成颗粒。

为了改善电容器的电气性能和体积效率，相对其总长度和总宽度来说，所得平板式阳极的总厚度较小。例如，参考图2，图中画出了阳极200的上表面42，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”是大约1至大约80毫米，在一些实施例中，是大约10至大约60毫米，在一些实施例中，是大约20至大约50毫米。同时，还参考图2，阳极的总宽度“W”也可以是大约0.5至大约60毫米，在一些实施例中，是大约1至大约40毫米，在一些实施例中，是大约5至大约30毫米。此外，参考图4、14、16和18，一般说来，阳极总厚度“H”通常是大约5毫米或更低，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3.5毫米，在一些实施例中，是大约0.2至大约2毫米。通常说来，在一些实施例中，阳极总长度“L”和平板式阳极总厚度“H”之比是大约5至大约50，在一些实施例中，是大约6至大约40，在一些实施例中，是大约7至大约30。此外，阳极总宽度“W”和阳极总厚度“H”之比是大约4至大约35，在一些实施例中，是大约5至大约25，在一些实施例中，是大约6至大约20。此外，由于在平板式阳极中形成一个或多个凹入部分，平板式阳极的厚度在长度与/或宽度方向有变化。

例如，平板式阳极在其至少一个表面上(如上表面、下表面、侧壁等)包括至少一个凹入部分。此外，凹入部分可以具有任何形状，如方形、矩形、u-形、三角形、弧形等。在一些实施例中，凹入部分环绕平板式阳极整个圆周或边缘延伸，而在其它实施例中，凹入部分可以仅环绕平板式阳极部分圆周或边缘延伸。此外，凹入部分可以连续或非连续地位于平板式阳极的表面上。此外，可以在平板式阳极上形成多个凹入部分，其中多个凹入部分可以位于平板式阳极的同一表面上或不同表面上。例如，一个或多个凹入部分可以位于上表面、下表面、侧表面或它们的组合上面。不管凹入部分位于哪个表面上，参考图4、14、16和18，凹入部分的宽度“W₂”是大约0.005至大约30毫米，在一些实施例中，是大约0.01至大约20毫米，在一些实施例中，是大约0.1至大约7.5毫米。同时，凹入部分的高度“H₂”是大约0.005至大约4毫米，在一些实施例中，是大约0.01至大约3毫米，在一些实施例中，是大约0.05至大约1.5毫米。

此外，至少一个限制装置(下文将详细讨论)置于平板式阳极至少一个凹入部分的至少一部分附近及与至少一个凹入部分的至少一部分相接触。平板式阳极凹入部分的形状通常与限制装置的形状相匹配，从而通过限制装置，平板式阳极的凹入部分被固定到外壳内的牢固位置。换句话说，为了将平板式阳极稳定在外壳之内，限制装置和平板式阳极的凹入部分具有互补的几何形状，使限制装置可以配合到凹入部分内。因此，凹入部分的形状通常与和其接触的限制装置的形状相对应。此外，虽然一个限制装置可与整个凹入部分连续接触，但是，应该理解的是，并不要求这样，而且可以采用一个或多个非连续的限制装置，从而一个或多个限制装置在凹入部分内彼此相隔。由于电容器采用嵌入到平板式阳极凹入部分内的限制装置将平板式阳极固定在外壳内的布置，因此，当电容器遇到高水平的冲击或振动时，限制装置可以稳定平板式阳极，但并不需要增大电容器的总体尺寸。

首先转向图3-14的平板式阳极，特别是如图4、5和14所示，部分平板式阳极200的厚度是“H”，部分阳极的厚度减小，是“H”减“H₂”，其中，正如上文所述，“H₂”指的是平板式阳极200侧壁中形成的平板式阳极200的凹入部分46的高度或厚度。如图3-14所示，阳极的凹入部分46在平板式阳极200侧壁54的下表面40上形成，特别是环绕平板式阳极200的周边500和平板式阳极200中心突出部分44的周边52之间的平板式阳极200的外周。在此方面，平板式阳极200可以描述为具有阶梯形或凸缘形，其中中心部分的厚度大于平板式阳极外周的厚度。在平板式阳极200下表面，凹入部分46和中心突出部分44之间厚度的不同可以通过形成平板式阳极200的压模的形状，在平板式阳极形成期间实现，或者可在成型后，对得到的阳极颗粒进行改造，从而改变平板式阳极长度与/或宽度方向的厚度。此外，应该理解的是，虽然图3-14示出的是在平板式阳极下表面40上形成凹入部分46，但是，并不要求这样，相反，凹入部分46可以在阳极的上表面、阳极的侧壁上形成。此外，可以在平板式阳极的一个或多个表面上形成多个凹入部分。下面将对本发明包括的各种平板式阳极进行详细说明。

在图3-14中，因凹入部分46引起的厚度变化导致平板式阳极200具有中心突出部分44和位于下表面40外周的凹入部分46，如图3和图5所示。此外，如图3-11所示，凹入部分46可围绕平板式阳极200从中心突出部分44的圆周内边缘52向平板式阳极200的总圆周外边缘50延伸。一般说来，当凹入部分46在平板式阳极200的下表面40上形成时，不管由圆周内边缘52确定的中心突出部分44的具体几何形状是什么，中心突出部分44的表面积都是平板式阳极200上表面42的表面积(由圆周外边缘50定义)的大约50％至大约99.5％。在另一个实施例中，中心突出部分44的表面积是平板式阳极200上表面42的表面积的大约60％至大约99％。同时，在另一个实施例中，中心突出部分44的表面积是平板式阳极200上表面42的表面积的大约70％至大约98％。同样，不管由平板式阳极200圆周外边缘50和中心突出部分44的圆周内边缘52确定的凹入部分46的具体的几何形状是什么，位于平板式阳极200外周附近的凹入部分46的表面积是阳极200上表面42的表面积的大约0.5％至大约50％。在另一个实施例中，凹入部分46的表面积是平板式阳极200上表面42的表面积的大约1％至大约40％。同时，在另一个实施例中，凹入部分46的表面积是平板式阳极200上表面42的表面积的大约2％至大约30％。此外，应该理解的是，当凹入部分是在平板式阳极200的上表面42上形成时，从而平板式阳极200的下表面40不包括凹入部分时，适用同样的表面积范围。

如图3和图5所示，平板式阳极200中心突出部分44的圆周内边缘52通常与阳极200的圆周外边缘50具有相同的形状，只是前者更小一点。虽然图2-3和5-11示出的是“D-形”，但是，还应该理解的是，平板式阳极200和中心突出部分44可以具有其它任何形状，如方形、矩形、圆形、卵形、三角形等。此外，平板式阳极的总体形状包括四(4)条边以上的多边形(如六边形、八边形、七边形、五边形等)，由于这些多边形表面积相对较高，因此，可能比较符合要求。

例如，在图3和图5中，整体平板式阳极200的较大的圆周外边缘50和平板式阳极200中心突出部分44的较小的圆周内边缘52通常都是D－形。但是，应该理解的是，整体平板式阳极200可以是任何形状，而且，中心突出部分44可以是任何形状，并不要求中心突出部分44的形状与整体平板式阳极200的形状相同。例如，如图11所示，中心突出部分44可以是由圆周内边缘52定义的矩形，而整体平板式阳极201可以是由其圆周外边缘50定义的D-形，反过来亦可(未画出)。

此外，还应该理解的是，并不要求凹入部分46完全或整个围绕平板式阳极表面，如图3-11的平板式阳极200和201所示，凹入部分还可以设想具有其它几何形状。例如，图12的平板式阳极202是D-形，但是，在平板式阳极202的下表面40上形成凹入部分46，从而凹入部分46环绕平板式阳极202圆周边缘50的弧形部分延伸，但并不沿其长度“L”的直边延伸。另一方面，图13中的平板式阳极203是D－形，但是，其凹入部分46仅沿其长度“L”的直边延伸，但并不沿平板式阳极203圆周边缘50的弧形部分延伸。

现在转向图15-18，图中画出了平板式阳极300的其它实施例，其中在平板式阳极300的侧壁54上与图3-14不同的位置上形成凹入部分56。如图15和16所示，例如，凹入部分56可以环绕阳极300的整个圆周边缘50延伸，但是，除上表面42或下表面40之外，凹入部分56也可以在侧壁54中间或沿侧壁54的其它任何部分形成。换句话说，平板式阳极300的上表面42和下表面40可以具有相同的尺寸，而凹入部分56可以位于上表面42和下表面40、侧壁54的某一位置。

通常说来，前面提到的凹入部分46或56允许使用一个或多个限制装置48将平板式阳极200、201、202或300保持在外壳12内，而不需要增大外壳12的一个或多个尺寸，正如前面讨论的那样，这一点对于减少包含本发明电容器10的植入式医疗器械占据的空间非常重要。下面，将对可与上文所述阳极的凹入部分46和56连接的一个或多个限制装置48的各种实施例进行详细的讨论。

但是，应该理解的是，在其它实施例中，本发明设想限制装置不仅仅只与阳极的凹入部分接触。现在，转向图19-23，图中画出了两种其它限制装置和阳极配置。

图19是本发明电容器中使用的限制装置148的一个实施例的透视图。如图20所示，限制装置是可以固定平板式阳极的巢或笼，图20是图19的限制装置在线C₁的截面图，其中平板式阳极400已经插入到限制装置148内。同时，图21是图20平板式阳极400/限制装置148的透视图。如图19-21所示，限制装置148具有部分148a，其形状通常与阳极400的凹入部分146相匹配，该凹入部分146位于阳极400中心突出部分144的圆周边缘152。因此，限制装置的部分148a可以配合到阳极400的凹入部分146内，从而将阳极400锁紧到牢固且稳定的位置。同时，限制装置148的多个耳片部分148b可以环绕限制装置148的周长布置，耳片部分沿阳极400的y-向或厚度/高度方向延伸，与阳极400的周边150形成的阳极400的侧壁154接触，从而通过在限制装置148和阳极400之间另外提供多个接触点，进一步固定和稳定阳极400。此外，限制装置的部分148c可以环绕阳极的周长延伸，与阳极下表面140接触，甚至进一步稳定阳极。此外，限制装置的部分148d在通常中心的位置横跨阳极下表面140延伸，在限制装置148和阳极400的中心突出部分144之间提供额外的接触，进一步稳定阳极。

图22是本发明电容器中使用的另一个限制装置的透视图。如图23所示，该限制装置是可以固定平板式阳极的巢或笼，图23是图22的限制装置在线C₂的截面图，其中平板式阳极500已经插入到限制装置248内。如图22-23所示，限制装置248具有248a部分，其形状通常与阳极500的凹入部分246相匹配，该凹入部分246位于阳极500中心突出部分244的圆周边缘252，除圆周边缘252呈弧形，而不是如图20所示阳极400的圆周边缘152那样形成近90°角以外，该部分的形状与图20-21的阳极400的形状类似。因此，限制装置的部分248a可以配合到阳极500的凹入部分246内，从而将阳极500锁紧到牢固且稳定的位置。同时，限制装置248的多个耳片部分248b可以环绕限制248的周长延伸，耳片部分沿阳极500的y-向或厚度/高度方向延伸，与阳极500的周边250形成的阳极500的侧壁254接触，从而通过在限制装置248和阳极500之间另外提供多个接触点，进一步固定和稳定阳极500。此外，限制装置的248c部分可以环绕阳极的周长延伸，与阳极下表面240接触，甚至进一步稳定阳极。此外，限制装置的部分248d在通常中心的位置横跨阳极下表面240延伸，在限制装置248和阳极500的中心突出部分244之间提供额外的接触，进一步稳定阳极。

如图20-21和23所示，阳极400和阳极500的限制装置可以位于阳极凹入部分、阳极至少部分下表面和阳极至少部分周边附近并与它们接触。平板式阳极的凹入部分的形状通常与限制装置的形状相匹配，从而平板式阳极的凹入部分可通过限制装置固定到外壳内的牢固位置。换句话说，为了将平板式阳极稳定在外壳之内，限制装置和平板式阳极的凹入部分具有互补的几何形状，使限制装置可以配合到凹入部分内。因此，凹入部分的形状通常与和其接触的限制装置的形状相对应。如图20-21和23所示，限制装置可以与整个凹入部分连续接触。与图6-12、14-15及17-18的限制装置类似，由于电容器采用嵌入到平板式阳极凹入部分内的限制装置将平板式阳极固定在外壳内的布置，因此，当电容器遇到高水平的冲击或振动时，限制装置可以稳定平板式阳极，但并不需要增大电容器的总体尺寸。此外，为了进一步增强阳极的稳定性，如上文所述和所讨论的那样，图19-21的限制装置及图22-23的限制装置可以形成阳极的巢或笼，它还可以包括与阳极部分下表面和阳极部分周边或侧壁接触的部件，进一步帮助限制装置将阳极锁定。

不管平板式阳极200、201、202、203、300、400或500通过哪种具体的布置或工艺在其下表面40或任何其它合适的表面(如上表面、侧壁等)形成凹入部分46，正如上文所述，阳极200、201、202、203、300、400或500的总厚度通常较小，从而改善了所得电容器的电气性能和体积效率。

此外，不管平板式阳极的具体几何形状是什么，平板式阳极还包含介质，介质是通过阳极氧化(“阳极化处理”)烧结阳极，从而在平板式阳极上面与/或内部形成一层介质层而形成的。例如，钽(Ta)阳极可经阳极氧化为五氧化二钽(Ta₂O₅)。一般说来，阳极氧化首先是在阳极上涂覆一种溶液，例如将阳极浸到电解质中。可以使用含水溶剂(如水)与/或非含水溶剂(如乙二醇)。为了增强电导率，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)可占阳极氧化溶液的大约0.01wt.％至大约5wt.％，在一些实施例中占大约0.05wt.％至大约0.8wt.％，在一些实施例中占大约0.1wt.％至大约0.5wt.％。若要求的话，也可以采用酸的混合物。

使电流通过阳极氧化溶液，形成介质层。形成电压值决定介质层的厚度。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，确保在阳极整个表面形成要求的介质层厚度。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。阳极氧化溶液的温度是大约10℃至大约200℃，在一些实施例中，是大约20℃至大约150℃，在一些实施例中，是大约30℃至大约100℃。所得介质层可以形成在阳极表面或其孔内。使用时，粉末的特有性质使得到的阳极甚至在本发明通常使用的高形成电压时仍然具有较高的比电荷。例如，在上述范围之内，阳极的比电荷仍然可以是大约2000μF*V/g至大约20000μF*V/g，在一些实施例中，是大约5000μF*V/g至大约15000μF*V/g或更高，在一些实施例中，是大约8000至大约12000μF*V/g。

II.阴极

除阳极之外，电容器还使用通过任何方法制作的阴极。在一个实施例中，阴极包含金属基板，金属基板可以包括任何金属，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)、复合物(如涂覆导电氧化物的金属)等，金属基板涂覆电化学活性材料。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悉的那样，基板的几何结构通常可以变化，例如可以是容器、罐、箔、片、筛、网等形状。虽然并不要求，但是，例如，在一个实施例中，金属基板可以形成电容器的外壳，其中平板式阳极放置在外壳内，外壳可以是D-形或通常与平板式阳极形状对应的任何其它形状。例如，应该理解的是，本发明可以采用任何几何结构，如圆柱形、矩形、三角形、棱形等。

基板可进行粗化，以增大其表面积及增加电化学活性材料在其上面的粘附程度。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No8,279,585中进行了更详细的描述，该专利通过引用而全文结合到本发明中。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。

还可以向阴极基板涂覆电化学活性材料，用于抑制腐蚀及在电压增加时作为热屏蔽。电化学活性材料可形成一层或多层。这些层中使用的材料可以变化。通常可以采用人们熟悉的任何电化学活性材料。其中一种合适的材料是导电聚合物，如氧化或还原后具有导电性的π-共轭导电聚合物(例如，氧化后电导率至少是大约1μScm^-1)。这种π-共轭导电聚合物的实例包括，例如，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。

取代聚噻吩具有特别优秀的机械稳健性和电气性能，特别适合作为导电聚合物使用。人们认为，电容器充电到高电压(如大于形成电压)会迫使电解质离子进入到含这些取代聚噻吩的涂料内，但是，并不受限于这种理论。这导致导电聚合物“溶胀”，并将离子保留在表面附近，从而增强电荷密度。由于聚合物通常是无定形的和非结晶性的，它还会消散与/或吸收与高电压有关的热量。人们认为，放电时，取代聚噻吩“松驰”，使电解质中的离子从涂料中流出。通过这种溶胀和松驰机理，金属基板附近的电荷密度增加，但并不需要与电解质发生化学反应。因此，不需要使用传统的导电涂料，如活性碳或金属氧化物(如氧化钌)制备的导电涂料，即可以提供机械稳定性和良好的电气性能。实际上，采用涂料作为金属基板上的主要材料可以实现优异的结果。也就是说，涂料可占金属基板上材料的至少大约90wt.％，在一些实施例中，占至少大约92wt.％，在一些实施例中，占至少大约95wt.％。但是，应该理解的是，在本发明一些实施例中，也可以使用其它导电涂料。

在一个具体实施例中，所述取代聚噻吩具有下述通用结构式：

其中，

T是O或S；

D是任选取代C₁至C₅烯烃基(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是线性或支链的任选取代C₁至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至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至C₁₄芳基(如苯基、萘基等)；任选取代C₇至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至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；及

n是2至5000，在一些实施例中，是4至2000，在一些实施例中，是5至1000。“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。

尤其适合的噻吩聚合物是“D”为任选取代C₂至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)：

形成上文所述导电聚合物的方法是本领域所熟悉的。例如，Merker等的美国专利6987663对由单体前体形成取代聚噻吩的各种方法进行了描述。例如，单体前体具有以下结构：

其中，

T、D、R₇和q定义如上文所述。尤其适合的噻吩单体是其中“D”为任选取代C₂至C₃烯基的噻吩单体。例如，可以使用具有下述通用结构式的任选取代3,4-烯烃二氧噻吩()：

式中R₇和q定义如上文所述。在一个具体实施例中，“q”是0。一个商业上合适的3,4-乙烯基二氧噻吩的实例是HeraeusClevios以Clevios^TMM名称销售的产品。Blohm等的美国专利5111327和Groenendaal等的美国专利6635729还描述了其它合适的单体。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。分子量更高的衍生物，即单体的四聚体、五聚体等适合用于本发明。衍生物可以由相同的或不同的单体单元构成，可以以纯形式使用及以与另一种衍生物与/或单体的混合物的形式使用。还可以使用这些单体前体的氧化形式或还原形式。

在氧化催化剂存在的条件下，噻吩单体进行化学聚合。氧化催化剂通常包括过渡金属阳离子，如铁(III)、铜(II)、铬(VI)、铯(IV)、锰(IV)、锰(VII)或钌(III)阳离子等。还可以使用掺杂剂，以给导电聚合物提供过量电荷，稳定聚合物的导电性。掺杂剂通常包括无机或有机阴离子，如磺酸离子。在某些实施例中，前体溶液中使用的氧化催化剂包括阳离子(如过渡金属)和阴离子(如磺酸)，从而兼具催化作用和掺杂功能。例如，氧化催化剂可能是过渡金属盐，包括铁(III)阳离子，如卤化铁(III)(如FeCl₃)或其它无机酸铁盐(III)，如Fe(ClO₄)₃或Fe₂(SO₄)₃及有机酸铁盐(III)和包含有机自由基的无机酸铁盐(III)。带有机基团的无机酸铁盐(III)实例包括，例如，C₁至C₂₀烷醇的硫酸单酯铁盐(III)(如月桂基硫酸铁盐(III))。同样，有机酸铁盐(III)的实例包括，例如，C₁至C₂₀烷基磺酸铁盐(III)(例如，甲烷磺酸、乙烷磺酸、丙烷磺酸、丁烷磺酸或十二烷基磺酸)；脂肪族全氟磺酸铁盐(III)(如三氟甲烷磺酸、全氟丁烷磺酸或全氟辛烷磺酸)；脂肪族C₁至C₂₀羧酸铁盐(III)(如2-乙基己基羧酸)；脂肪族全氟羧酸铁盐(III)(如三氟乙酸或全氟辛酸)；任选被C₁至C₂₀烷基取代的芳香族磺酸铁盐(III)(如苯磺酸、邻-甲苯磺酸、对-甲苯磺酸或十二烷基苯磺酸)；环烷烃磺酸铁盐(III)(如樟脑磺酸)等。也可以使用上文提到的铁盐(III)的混合物。对甲苯磺酸铁(III)和邻甲苯磺酸铁(III)及其混合物，尤其适合本发明。一种商业合适的对-甲苯磺酸铁(III)盐是HeraeusClevios以名称Clevios^TMC销售的产品。

可以采用各种方法来形成导电聚合物层。在一个实施例中，氧化催化剂和单体或者顺序涂覆或者一起涂覆，使聚合反应在基板上原位进行。用于形成一层导电聚合物涂层的合适的涂覆技术包括丝网印刷、浸渍、电泳涂装和喷涂等。例如，单体可以一开始与氧化催化剂混合，形成一种前体溶液。一旦形成混合物，即可将其涂覆到基板上，然后让其聚合，从而在表面上形成导电涂层。或者，可以顺序涂覆氧化催化剂和单体。例如，在一个实施例中，可以将氧化催化剂溶解在有机溶剂(例如，丁醇)中，然后，以浸渍溶液的形式涂覆。然后，干燥基板，脱除基板上面的溶剂。然后，将基板浸到包含单体的溶液中。根据使用的氧化剂和要求的反应时间，聚合在温度大约-10℃至大约250℃条件下进行，在一些实施例中在大约0℃至大约200℃条件下进行。合适的聚合方法，例如如上文所述，在Biler的美国专利7,515,396中有更详细的说明。涂布此类导电涂层的其它方法在Sakata等的美国专利5,457,862、Sakata等的美国专利5,473,503、Sakata等的美国专利5,729,428及Kudoh等的美国专利5,812,367中进行了描述。

除原位涂布之外，导电聚合物层还可以导电聚合物粒子分散体的形式涂布。虽然粒径可以变化，但是，通常要求粒子粒径小，从而增大粘附基板的表面积。例如，粒子的平均粒径是大约1纳米至大约500纳米，在一些实施例中，是大约5纳米至大约400纳米，在一些实施例中，是大约10纳米至大约300纳米。粒子的D₉₀值(粒径小于或等于D₉₀的粒子占全部固体粒子总体积的90％)可以是大约15微米或更小，在一些实施例中，是大约10微米或更小，在一些实施例中，是大约1纳米至大约8微米。粒子的直径可采用人们熟知的方法测定，如超速离心法、激光衍射法等。

如果要求的话，可以重复以上所述的一个或多个涂覆步骤，直到得到要求厚度的涂层。在一些实施例中，一次仅形成相对较薄的涂层。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。

导电聚合物层任选进行愈合。愈合可在每次涂布导电聚合物层后进行或在涂布全部涂层后进行。在一些实施例中，导电聚合物可以这样愈合：将部件浸入到电解质溶液中，然后向所述溶液施加恒定电压，直到电流降低到预先选择的水平。若需要的话，这种愈合可在多个步骤中完成。例如，电解质溶液可以是单体、催化剂和掺杂剂的醇溶剂(如乙醇)稀溶液。如果要求的话，还可以对涂层进行洗涤，从而脱除各种副产物、多余试剂等。

III.限制装置

除平板式阳极和阴极之外，本发明的电容器包括限制装置。本发明电容器组件中采用的限制装置经配置用于固定平板式阳极，防止平板式阳极在电容元件受到振动力时移动。在这方面，限制装置通常具有某种强度，即使在电容元件受到振动力时，该限制装置仍然能够将其保持在相对固定的位置，但是，限制装置的强度并不会太大而导致开裂。例如，限制装置的25℃时测定的拉伸强度是大约1至大约150兆帕(“MPa”)，在一些实施例中，是大约2至大约100MPa，在一些实施例中，是大约10至大约80MPa，在一些实施例中，是大约20至大约70MPa。通常要求限制装置不导电。

虽然可以采用任何具有以上要求强度的材料，但是，特别合适的材料包括，例如，聚合物、玻璃和陶瓷。例如，当限制装置是聚合物限制装置时，限制装置包括聚烯烃(如聚丙烯、聚乙烯等)、含氟聚合物(如聚四氟乙烯)、可固化热固性树脂(如环氧树脂、聚酰亚胺、三聚氰胺树脂、脲醛树脂、聚氨酯、硅氧烷聚合物、酚醛树脂等)。

这些部件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。但是，在大多数实施例中，平板式阳极位于外壳内。外壳任选包括一个盖住阳极、阴极和电解质的盖子(下文将进行讨论)，盖子可采用与外壳相同或不同的材料制造。

例如，参考图1、5、6和14，图中电容器10包括图2-4和7-11所示的阳极200以及外壳12。同样，图15、17和18画出了电容器100，包括图16所示阳极及外壳12。虽然只画出了一个平板式阳极，但是，应该理解的是，正如Ziarniak等的美国专利No7,483,260所述，可以采用多个平板式阳极(如堆栈)。在图1、5、6、14、15、17-18所示实施例中，平板式阳极200或300或任何其它合适的平板式阳极可位于外壳12内，外壳12由第一外壳元件14和第二外壳元件16组成。第一外壳元件14具有面壁18，面壁18与延伸至边缘22的环绕侧壁20相连。第二外壳元件16具有板的形状，包含带环绕边缘26的第二面壁24。外壳元件14和16可以通过在其彼此接触的重叠边缘22和26处焊接(如激光焊)，气密性地密封在一起。虽然并不要求，但是，外壳元件14与/或16可与上文所述金属基板类似，从而可以在其内表面沉积电化学活性材料(如导电聚合物涂层)(未示出)。或者，可以在外壳元件14与/或16附近放置分隔金属基板，并涂覆导电聚合物涂层作为阴极。

此外，可以在其要求位置，通过合适的方法，如通过粘合剂或胶(未示出)，将上文所述一个或多个限制装置48与外壳元件14或外壳元件16的内部连接。替代地或另外地，限制装置48可采用任何合适的方法，如通过粘合剂或胶(未示出)分别与阳极200或300的凹入部分46或56连接，从而将阳极200固定在合适的位置，防止其在电容器使用期间移动。例如，为了利用限制装置48将图4-7和16的平板式阳极200固定，限制装置48可与第二外壳元件16的内表面连接，然后，将平板式阳极200放在第二外壳元件16的内表面上，从而阳极200的凹入部分46装在限制装置48上面。同时，为了利用限制装置48固定图15-18的平板式阳极300，限制装置48可以与第一外壳元件14的内表面连接，然后，将平板式阳极300呈一定角度放置在第一外壳元件14内，从而阳极300的凹入部分56可装在限制装置48上面。在另一个实施例中，限制装置可与平板式阳极200、201、202、203或300的凹入部分46或56连接，然后，将平板式阳极放到第一外壳元件14内。然后，任选在限制装置与外壳元件14或16接触的地方，在合适的外壳元件14或16上使用粘合剂或胶，确保限制装置可以固定好平板式阳极。此外，应该理解的是，并不要求限制装置48与外壳元件14、外壳元件16或凹入部分46或56连接，相反，限制装置48可以注射到外壳12内凹入部分46或56和外壳元件14或16之间要求的地方，然后，让其冷却，将阳极200或300固定在外壳12内。

无论如何，限制装置48可位于阳极200的凹入部分46和阳极300的凹入部分56之内，从而限制装置48通常与平板式阳极200或300的侧壁54平齐，如图14和18所示。因此，限制装置48可以防止平板式阳极200或300在外壳12内移动。此外，由于限制装置48通常与平板式阳极200或300的侧壁54平齐，并不延伸超过平板式阳极200或300的总厚度“H”或总宽度“W”，因此，可以最大程度地缩小外壳12的尺寸，如图14和18所示。

此外，如图6-11所示，限制装置48并不限于具体的形状或配置，只要限制装置48与阳极200凹入部分46的至少一部分匹配且能够装在其内即可。在一个具体的实施例中，如图6和7所示，限制装置48可与阳极200下表面40的整个凹入部分46接触，通常具有与凹入部分46相同的形状。此外，如图12-13所示，并不要求限制装置位于平板式阳极201或202的整个周围。例如，在图12中，限制装置48仅环绕凹入部分46的一部分，环绕平板式阳极201圆周边缘50的弧形部分延伸，并不沿其长度“L”的直边延伸。同时，在图13中，限制装置48仅沿平板式阳极202凹入部分46的长度“L”的直边部分布置。换句话说，当采用一个限制装置48时，它不需要环绕整个凹入部分46，如图12和13所示。此外，如图14和18所示，限制装置48通常并不超过凹入部分46或56的高度或厚度“H2或超过凹入部分46或56的宽度“W2”延伸，从而最大程度地缩小了外壳12的总尺寸。

此外，虽然如图6和7所示，例如，限制装置48作为单个部件，以连续方式环绕阳极200下表面40的整个凹入部分46延伸，从而在中心突出部分44的圆周内边缘52完全环绕阳极200的中心突出部分44，以及在图17中，限制装置48作为单个部件，在其侧壁54的中间环绕阳极300的整个凹入部分56延伸，但是，并不要求这样，相反，可以按非连续的方式，沿整个凹入部分46的一部分布置多个限制装置48，如图8-11所示。此外，限制装置可以具有不同的形状，如圆形、矩形、方形、长椭圆形、三角形、椭圆形等，如图6-13所示。但是，不管限制装置48采用哪种形状或采用几个限制装置48，限制装置48能够通过将阳极固定在外壳12之内而稳定阳极，并不需要增加外壳12的尺寸。

除上面讨论的部件之外，虽然并未示出，但是，可以采用一个或多个分隔器帮助将阳极和阴极彼此隔开。用于这种用途的合适材料的实例包括，例如，多孔聚合物材料(例如，聚丙烯、聚乙烯等)、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.DuPontdeNemeours&Co.的Nafion^TM)、磺化氟碳聚合物膜、聚苯并咪唑(PBI)膜和聚醚醚酮(PEEK)膜。分隔器虽然可以防止阳极和阴极之间直接接触，但是，分隔器允许电解质的离子电流向电极流动。

还可以使用馈通装置30，将阳极线220与外壳12绝缘。馈通装置30从外壳12内向其外部延伸。外壳元件14的周边侧壁20中开有孔34，馈通装置30通过该孔伸进去。馈通装置30，例如，可以是玻璃-金属密封(“GTMS”)，含有一个箍(未示出)，该箍有一个内径恒定的圆柱形内孔。绝缘玻璃从而可以在圆柱形内孔和穿过内孔的阳极线220之间提供密封。在组装和密封(例如，焊接)后，任选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。

IV.工作电解质

本发明的电容器还采用放置在外壳内的工作电解质，工作电解质是电学活性材料，在阳极和阴极之间提供连接路径。

工作电解质通常是液体形式，如溶液(如水溶液或非-水溶液)、分散体、凝胶等。如果要求的话，阳极在放到外壳内之前，通常一开始采用电解质浸渍(未示出)。电解质还可以在生产后期加入到电容器内。各种合适的电解质在Evans等的美国专利Nos5,369,547和6,594,140中进行了描述，这些专利通过引用而全文结合在本发明中。

一般说来，电解质是离子导电的，采用任何人们熟悉的电导仪(如OaktonConSeries11)在温度25℃测定时，电解质的离子电导率是大约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80mS/cm，在一些实施例中，是大约15至大约70mS/cm，在一些实施例中，是大约20至大约60mS/cm。在上面提到的范围内，人们认为，电场与介质一样强大，但是可以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介质厚度预测的更高。换句话说，电容器可充电压接近或甚至超过介质的形成电压。例如，电容器可充电压与形成电压之比可以是大约0.80至大约2.00，在一些实施例中，是大约0.85至大约1.50，在一些实施例中，是大约0.86至大约1.20。例如，电容器可充电压可以是大约150伏特至大约300伏特，在一些实施例中，是大约180伏特至大约260伏特，在一些实施例中，是大约200伏特至大约240伏特。同样，形成电压可以是大约180伏特至大约320伏特，在一些实施例中，是大约200伏特至大约280伏特，在一些实施例中，是大约220伏特至大约250伏特。电解质还可以相对中性，因此，其pH是大约4.5至大约8.0，在一些实施例中，pH是大约5.0至大约7.5，在一些实施例中是大约5.5至大约7.0，在一些实施例中，pH是大约6.0至大约6.5。特别是，这样的pH可以增强含水电解质中氢离子与阴极材料互相反应的能力，实现最大电容，及因此实现最大能量密度。

通过选择某一浓度范围的离子化合物(如酸、碱、盐等)，可以实现要求的离子电导率。在一个具体的实施例中，弱有机酸盐在实现要求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”，是指其在大约25℃时测定的典型一级酸离解常数(pK_a1)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(pK_a1为4.43，pK_a2为5.41)、α-酒石酸(pK_a1为2.98和pK_a2为4.34)、内消旋酒石酸(pK_a1为3.22和pK_a2为4.82)、草酸(pK_a1为1.23和pK_a2为4.19)、乳酸(pK_a1为3.13，pK_a2为4.76和pK_a3为6.40)等。

虽然其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至大约40wt.％，在一些实施例中是大约0.2至大约35wt.％，在一些实施例中是大约0.3至大约30wt.％，在一些实施例中是大约0.5至大约25wt.％。

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.％至大约95wt.％，在一些实施例中占大约30wt.％至大约90wt.％，在一些实施例中占大约40wt.％至大约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、甲氧基丙醇乙酸酯、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。此类混合物中水的含量通常占溶剂体系的大约40wt.％至大约80wt.％，在一些实施例中，占大约50wt.％至大约75wt.％，在一些实施例中占大约60wt.％至大约70wt.％，第二溶剂含量占溶剂体系的大约20wt.％至大约60wt.％，在一些实例中，占大约25wt.％至大约50wt.％，在一些实施例中，占大约30wt.％至大约40wt.％。同样，当采用此类混合物时，水的含量通常占电解质的大约30wt.％至大约70wt.％，在一些实施例中，占大约35wt.％至大约65wt.％，在一些实施例中占大约40wt.％至大约60wt.％，第二溶剂含量占电解质的大约5wt.％至大约40wt.％，在一些实例中，占大约10wt.％至大约35wt.％，在一些实施例中，占大约15wt.％至大约30wt.％。

还可以使用一种或多种酸或pH调节剂来帮助实现要求的pH值和电导率值。合适的酸包括，例如，无机酸，如盐酸、硝酸、硫酸、磷酸、多磷酸、硼酸等；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、五倍子酸、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，例如甲磺酸、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；高分子酸，例如，聚(丙烯酸)或聚(甲基丙烯酸)及其共聚物(例如，马来酸-丙烯酸共聚物、磺酸-丙烯酸共聚物、苯乙烯-丙烯酸共聚物)、角叉菜酸、羧甲基纤维素、藻酸等。当采用凝胶电解质时，EDTA尤其适合，因为它不仅可以降低电解质的pH值，而且，它还可以作为粒子中存在的任何金属杂质的多价螯合剂。

虽然酸的总浓度可能有所不同，但是，它们占电解质的含量是大约0.01wt.％至大约10wt.％，在一些实施例中是大约0.05wt.％至大约5wt.％，在一些实施例中是大约0.1wt.％至大约2wt.％。在一个具体的实施例中，可以采用不同酸的混合物，如无机酸和有机酸的混合物。在这些实施例中，无机酸(如磷酸)占电解质的大约0.005wt.％至大约5wt.％，在一些实施例中，占电解质的大约0.01wt.％至大约3wt.％，在一些实施例中，占电解质的大约0.05wt.％至大约1wt.％，有机酸(如EDTA)同样占电解质的大约0.005wt.％至大约5wt.％，在一些实施例中，占电解质的大约0.01wt.％至大约3wt.％，在一些实施例中，占电解质的大约0.05wt.％至大约1wt.％。

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至大约500ppm，在一些实施例中，是大约10至大约200ppm，在一些实施例中，是大约20至大约150ppm。例如，去极化剂通常占电解质的大约0.01wt.％至大约5wt.％，在一些实施例中占大约0.05wt.％至大约2wt.％，在一些实施例中占大约0.1wt.％至大约1wt.％。

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；及其酸酐或盐等。

在一个具体的实施例中，工作电解质可以是粘弹性的“凝胶”，凝胶通常定义为包含连续相和分散相的固体或半固体胶态悬浮体，其中至少一个相是固体和至少一个相是液体。例如，当无机氧化物粒子交联形成连续相和溶剂包含水作为包在交联网络内的分散相时，可以形成水凝胶。不管其具体的形式如何，电容器内的粘弹性凝胶是室温不容易流动的半固体或固体形式。这种性质可用粘弹相位角δ表示，相位角δ是应力正弦时间变化与剪切速率正弦时间变化存在相位差的程度。理想的弹性固体的相位角δ是0°(同相)，理想的粘性液体的相位角δ是90°(异相)。在本发明中，胶态电解质的相位角δ通常是0°至大约20°，在一些实施例中，是0.1°至大约5°，在一些实施例中，是大约0.2°至大约2°。可以表示凝胶粘弹行为的另一个参数是储能模量G’，它是以应力的“同相”分量(代表类固体行为)除以最大应变得到的。一般说来，本发明胶态电解质的储能模量是大约5千帕(“kPa”)或更高，在一些实施例中是大约10kPa或更高，在一些实施例中是大约15至大约50kPa。相位角和储能模量可以采用锥板配置的流变仪通过动态振荡试验(如频率10Hz和压力5Pa)在室温测定。

为了实现高电导率和中性pH值，凝胶工作电解质可以包含上文讨论的弱有机酸盐、溶剂体系和pH调节剂(酸)及无机氧化物粒子组合，从而帮助电容器实现要求的粘度和电气性能。

电解质中无机氧化物粒子的含量根据要求的凝胶化程度，以及电解质中其它成分的具体性质和浓度而变化。但是，一般说来，无机氧化物粒子占电解质的大约0.5wt.％至大约20wt.％，在一些实施例中占大约1wt.％至大约15wt.％，在一些实施例中占大约1.5wt.％至大约10wt.％。

根据要求的结果，粒子可以具有不同的形式、形状和尺寸。例如，粒子可以是球形、晶体状、棒状、盘状、管状、条状等。粒子的平均尺寸可以小于大约1000纳米，在一些实施例中，是大约1至大约500纳米，在一些实施例中，是大约2至大约200纳米，在一些实施例中，是大约4至大约50纳米。正如在本发明中，粒子的平均尺寸指的是其平均长度、宽度、高度与/或直径。粒子还通常具有较高的比表面积，如大约50平方米每克(m²/g)至大约1000m²/g，在一些实施例中，是大约100m²/g至大约600m²/g，在一些实施例中，是大约150m²/g至大约400m²/g。术语“比表面积”通常是指按照《美国化学会志》1938年第60卷309页上记载的Bruanauer、Emmet和Teller发表的物理气体吸附法(B.E.T.)测定的表面积，吸附气体为氮气。可采用纽约Syosset的QUANTACHROME公司的比表面积分析仪进行测试。该分析仪通过感测流过的吸附剂和惰性载气(如氦气)混合物热导率的变化来测定吸附在固体表面上的吸附性氮气的量。此外，粒子还相对无孔隙或为实心。也就是说，粒子的孔隙体积小于大约0.5毫升每克(ml/g)，在一些实施例中，小于大约0.4毫升每克，在一些实施例中，小于大约0.3ml/g，在一些实施例中，是大约0.2ml/g至大约0.3ml/g。人们认为，小尺寸、高表面积及实心性质的粒子可以改善凝胶率和增强所得悬浮液的均匀性和稳定性，但是，并不受限于这一理论。

无机氧化物粒子可以采用各种材料形成，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，以及它们的组合。粒子还可以采用气相工艺、沉淀等形成。但是，由于气相法粒子表面积更高、粒径更小，因此，它们尤其适合用于本发明。例如，气相二氧化硅是无定形SiO₂，可以通过四氯化硅在氢氧焰中气相水解制备。在初级粒子熔融的火焰中产生三维支链聚集体。在冷却期间，这些聚集体聚集，形成粒径在上述范围内的细粉末。气相二氧化硅具有能够在酸性条件下反应而形成交联网络的硅烷醇基。得到的硅氧烷交联是硅和氧的化合物，其中每个硅原子与四个氧原子结合，形成四面体结构，其结合方式与甲烷中碳和氢的结合类似，每种情况的键结合强度大致相同。二氧化物和硅酸盐中通常发现存在这种结构，其中SiO₄基团出现在链中或环中。通过建立硅氧烷交联，形成将电解质的液相困在其中的凝胶。商业上合适的气相二氧化硅粒子，例如，包括CabotCorporation以名称销售的产品。

工作电解质的各成分可以在它们加入到电容器之前与/之后采用各种不同的方法混合。在一个具体的实施例中，电解质在其与阳极与/或阴极接触之前胶化。例如，当电解质的各成分一开始混合到一起时，电解质是包含粒子作为分散相的溶胶形式。但是，这些溶胶可以采用几种方法催化诱导胶化。方法实例包括将溶胶的pH与/或温度调节到胶化发生点。或者，向溶胶施加受控形式的能量(如热、超声、紫外光、电子束辐射等)来诱导胶化。由于超声能最大程度地降低了改变电解质pH或温度的需求，因此，超声能(如超声波探头)尤其符合要求。

电解质可以通过各种不同的方法加入到电容器中。例如，在一个实施例中，电解质是在阳极和阴极放置在要求配置中后才简单地加入到电容器中。例如，这可以利用加料口完成。阳极还可以用电解质预-浸渍，如在阳极放到电容器中之前先浸到电解质内。用电解质浸渍阳极可以进一步增强阳极和电解质的接触程度。电解质可以具有较低的初始粘度和流动性，从而可以精确地加入到电容器内。例如，当为凝胶形式时，电解质采用BrookfieldLVT粘度计(#3转子，转速60rpm)在温度25℃测定的初始粘度(例如，胶化开始1小时或更短时间后)是大约1至大约40厘泊，在一些实施例中，是大约2至大约30厘泊，在一些实施例中，是大约3至大约10厘泊。同样，凝胶的初始相位角δ是大约50°至90°，在一些实施例中，是大约60°至90°，在一些实施例中，是大约80°至90°，初始储能模量G’是大约1千帕或更低，在一些实施例中，是大约0.1千帕或更低，在一些实施例中，是大约0至大约0.01千帕。

但是，在加入到电容器中后，电解质可以继续胶化，直到粘度升高，例如升高到粘度、相位角δ与/或储能模量G’升高到上述目标范围之内。这种“半固体”或“固体”转变可相对在胶化诱导后发生，如从大约1小时至大约100小时，在一些实施例中，从大约10小时至大约80小时，在一些实施例中，从大约20至大约60小时。这种转变也可在阳极放到电容器内且与阴极接触之前与/或之后发生。如果要求的话，可以补充“加入”电解质，确保浸渍阳极和阴极之间存在良好的电接触。这种补加电解质可以按照本发明所述形成或通过人们熟悉的其它成分形成。

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，本发明的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至大约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113750μF*V/cm³。

本发明的电容器还具有较高的能量密度，使其适合高脉冲应用。能量密度通常按照公式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Keithley3330PrecisionLCZ电容计，Kelvin引线，2伏特偏压和1伏特信号)在工作频率10至120Hz(例如，120Hz)和温度25℃时测定。例如，电容器的能量密度大约为2.0焦耳/立方厘米(J/cm³)或更高，在一些实施例中大约为3.0J/cm³，在一些实施例中为大约3.5J/cm³至大约15.0J/cm³，在一些实施例中，为大约4.0至大约12.0J/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至大约50mF/cm²，在一些实施例中，为大约8至大约20mF/cm²。电容器还具有相对较高的“击穿电压”(电容器失效时的电压)，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至大约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MantracourtElectronics有限公司的MC190Leakagetest)在温度25℃、某一额定电压及充电大约60至大约300秒后进行测定。甚至在高温老化较长时间后，以上ESR和归一化漏电流仍然能够得到保持。例如，在温度大约100℃至大约250℃，在一些实施例中，在大约100℃至大约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小时至大约2500小时，一些实施例中，可保持大约400小时至大约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，如果要求的话，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，以感知心脏活动与/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，并与电池连接，电池位于器械内部或外部，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。

熟悉本领域的技术人员可以实施本发明及本发明的其它变化和改动，但并不背离本发明的精神和范围。此外，应该理解的是，各实施例的各个方面可以整体或部分互换。此外，那些熟悉本领域的技术人员应该了解的是，前述说明只是举例而已，并不用于限制本发明在权利要求书中进一步描述的范围。

Claims (24)

1.一种湿式电解电容器，包括：

平板式阳极，包括由压紧烧结粉末形成的阳极氧化颗粒，所述平板式阳极在至少一个表面上形成凹入部分；

阴极，包括涂覆电化学活性材料的金属基板；

限制装置，所述限制装置与凹入部分接触，其形状通常与凹入部分的形状相对应；及

与所述平板式阳极和所述阴极联系的工作电解质。

2.根据权利要求1所述的湿式电解电容器，其中所述限制装置与平板式阳极的整个凹入部分接触。

3.根据权利要求1所述的湿式电解电容器，其中多个限制装置与平板式阳极凹入部分的多个部分接触。

4.根据权利要求1所述的湿式电解电容器，其中所述限制装置包括聚合物、玻璃或陶瓷。

5.根据权利要求4所述的湿式电解电容器，其中所述限制装置包括聚烯烃、含氟聚合物、弹性体、可固化热固性树脂、环氧树脂或它们的组合。

6.根据权利要求1所述的湿式电解电容器，其中所述凹入部分在平板式阳极的上表面或下表面上形成。

7.根据权利要求6所述的湿式电解电容器，其中所述凹入部分从平板式阳极的圆周内边缘延伸到平板式阳极的圆周外边缘，圆周内边缘定义平板式阳极的突出中心部分。

8.根据权利要求7所述的湿式电解电容器，其中所述突出中心部分的表面积是圆周外边缘定义的平板式阳极表面积的大约50％至大约99.5％。

9.根据权利要求7所述的湿式电解电容器，其中所述限制装置与平板式阳极的圆周内边缘接触。

10.根据权利要求7所述的湿式电解电容器，其中所述平板式阳极的圆周内边缘与平板式阳极的圆周外边缘通常具有相同的形状。

11.根据权利要求7所述的湿式电解电容器，其中所述平板式阳极的圆周内边缘与平板式阳极的圆周外边缘具有不同的形状。

12.根据权利要求1所述的湿式电解电容器，其中所述凹入部分在平板式阳极的侧壁上形成。

13.根据权利要求12所述的湿式电解电容器，其中所述平板式阳极的上表面和下表面具有相同的形状和尺寸。

14.根据权利要求1所述的湿式电解电容器，其中所述平板式阳极为D－形。

15.根据权利要求1所述的湿式电解电容器，其中所述平板式阳极为阶梯形。

16.根据权利要求1所述的湿式电解电容器，其中所述电化学活性材料包括导电聚合物。

17.根据权利要求16所述的湿式电解电容器，其中所述导电聚合物是取代聚噻吩。

18.根据权利要求1所述的湿式电解电容器，其中所述平板式阳极的厚度是大约5毫米或更低。

19.据权利要求1所述的湿式电解电容器，其中所述粉末由钽粒形成。

20.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。

21.根据权利要求1所述的湿式电解电容器，其中所述金属基板形成围绕平板式阳极的外壳。

22.一种包含权利要求1所述湿式电解电容器的植入式医疗器械。

23.一种用于湿式电解电容器的平板式阳极，所述平板式阳极包括由压紧烧结粉末形成的阳极氧化颗粒，其中凹入部分位于平板式阳极的表面上，其中凹入部分经配置用于接纳限制装置。

24.一种包括权利要求23所述平板式阳极的植入式医疗器械。