CN105826076B - 一种固态电容器及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
一种新型固态电容器,包括密封在外壳内的芯包,芯包由阳极箔、非碳化电解纸和阴极箔卷绕而成,电解纸上附着有PEDT,电解纸与阳极箔以及电解纸与阴极箔之间的空隙填充有PEDT:PSS。因为PEDT具有较高的导电率,故本发明的新型固态电容器的ESR较低,耐纹波电流值较高;本发明中阳极箔和阴极箔之间填充有PEDT:PSS,而PEDT:PSS对铝箔没有腐蚀性,并且PEDT:PSS自身的耐压值较高故本发明的新型固态电容器耐压值高,漏电流低。
Description
技术领域
本发明涉及一种固态电容器,尤其涉及一种固态电容器及其生产方法。
背景技术
低压固态电容中的电解质是通过含浸单体、含浸氧化剂,再聚合等工艺进入电容素子内部,既图中氧化铝、阴极箔之间的空间(包括多孔电解纸内部)填充的为化学原位聚合生成的PEDT。由于氧化剂会对阳极箔的氧化膜有一定的腐蚀性,故会使得固态电容的耐压值较低、漏电流较大,但是这种方法制备的PEDT具有较高的电导率,故电容的ESR较低,耐纹波电流值较高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足,提供一种不仅电容的ESR较低,耐纹波电流值较高;而且耐压值较高,漏电流较低固态电容器及其生产方法。
为解决上述技术问题,本发明提出的技术方案为:一种固态电容器,包括密封在外壳内的芯包,所述芯包由阳极箔、非碳化电解纸和阴极箔卷绕而成,所述电解纸上附着有PEDT,所述电解纸与阳极箔以及电解纸与阴极箔之间的空隙填充有PEDT:PSS。
上述的固态电容器的生产方法,优选的,包括以下步骤,1)将裁剪好的电解纸含浸在浓度为1~40wt%的导电聚合物的单体中;
2)将含浸有导电聚合物的电解纸进行干燥;
3)将干燥后的电解纸浸入到浓度为10~70wt%的氧化剂溶液中;
4)将步骤3)中的电解纸在温度为室温~200℃的环境中聚合1~48h,使得电解纸上聚合有PEDT;
5)将聚合有PEDT的电解纸与阳极箔和阴极箔一起卷绕成芯包,并将芯包浸入到PEDT:PSS的分散液中,使得PEDT:PSS填充到阳极箔与阴极箔之间的空隙处。
上述的固态电容器的生产方法,优选的,所述导电聚合物的单体为EDOT(3,4-乙烯二氧噻吩);所述氧化剂为芳香族类磺酸铁。
上述的固态电容器的生产方法,优选的,所述氧化剂为对甲苯磺酸铁。
上述的固态电容器的生产方法,优选的,步骤1)中的含浸时间为0.5~60min;步骤2)中干燥温度室温~80℃,干燥时间1~60min;步骤3)中氧化剂的含浸时间为0.5~30min。
上述的固态电容器的生产方法,优选的,包括以下步骤,1)将裁剪好的电解纸浸入到导电聚合物单体和氧化剂的混合溶液中含浸0.5~60min;其中导电聚合物单体浓度为1~40wt%,氧化剂浓度10~70wt%;
2)将含浸后的电解纸在温度为室温~170℃的环境中聚合1~48h,使得电解纸上聚合有PEDT;
3)将聚合有PEDT的电解纸与阳极箔和阴极箔一起卷绕成芯包,并将芯包浸入到PEDT:PSS的分散液中,使得PEDT:PSS填充到阳极箔与阴极箔之间的空隙处。
上述的固态电容器的生产方法,优选的,所述导电聚合物的单体包括乙炔、苯胺、吡咯、噻吩及其衍生物的一种或多种的混合物;所述氧化剂为芳香族类磺酸铁。
上述的固态电容器的生产方法,优选的,所述导电聚合物的单体为噻吩及其衍生物;所述氧化剂为对甲苯磺酸铁。
上述的固态电容器的生产方法,优选的,芯包浸入到PEDT:PSS的分散液中时采用重复含浸法、加压含浸法或真空含浸法;其中重复含浸法在常温下进行,含浸次数为1-3次,在含浸完第一次后先进行干燥,然后进行下一次含浸,其中干燥温度为室温~120℃,干燥时间5~120min;加压含浸的的压力为0.1~1MPa,真空含浸真空度为0.1~1×10-4Pa
上述的固态电容器的生产方法,优选的,所述重复含浸的每次含浸时间以及加压含浸和真空含浸的时间均为0.5~12h,PEDT:PSS分散液的浓度为0.1~30wt%。
与现有技术相比,因为PEDT具有较高的导电率,故本发明的固态电容器的ESR较低,耐纹波电流值较高;本发明中阳极箔和阴极箔之间填充有PEDT:PSS,而PEDT:PSS对铝箔没有腐蚀性,并且PEDT:PSS自身的耐压值较高故本发明的固态电容器耐压值高,漏电流低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明固态电容器的芯包结构示意图。
图例说明
1、阳极箔;2、阳极箔表面的氧化膜;3、电解纸;4、PEDT:PSS;5、阴极箔。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下文将结合较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述,但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。
需要特别说明的是,当某一元件被描述为“固定于、固接于、连接于或连通于”另一元件上时,它可以是直接固定、固接、连接或连通在另一元件上,也可以是通过其他中间连接件间接固定、固接、连接或连通在另一元件上。
除非另有定义,下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的,并不是旨在限制本发明的保护范围。
实施例1
如图1所示的一种固态电容器,包括密封在外壳内的芯包,芯包由阳极箔1、非碳化电解纸3和阴极箔5卷绕而成,电解纸上附着有PEDT,电解纸与阳极箔以及电解纸与阴极箔之间的空隙填充有PEDT:PSS4。
本实施例的固态电容器的生产方法,包括以下步骤,1)将裁剪好的电解纸含浸在浓度为1~40wt%(本实施例中为40wt%)的导电聚合物的单体中;
2)将含浸有导电聚合物的电解纸进行干燥;
3)将干燥后的电解纸浸入到浓度为10~70wt%(本实施例中为70wt%)的氧化剂溶液中;
4)将步骤3)中的电解纸在温度为室温~200℃的环境中聚合1~48h(本实施例中为1h),使得电解纸上聚合有PEDT;
5)将聚合有PEDT的电解纸与阳极箔和阴极箔一起卷绕成芯包,并将芯包浸入到PEDT:PSS的分散液中,使得PEDT:PSS4填充到阳极箔与阴极箔之间的空隙处。
本实施例的固态电容器的生产方法中,导电聚合物的单体为EDOT;所述氧化剂为对甲苯磺酸铁。
本实施例中,步骤1)中的含浸时间为0.5~60min;步骤2)中干燥温度室温~80℃,干燥时间1~60min;步骤3)中氧化剂的含浸时间为0.5~30min。
本实施例中,芯包浸入到PEDT:PSS的分散液中时采用重复含浸法、加压含浸法或真空含浸法;其中重复含浸法在常温下进行,含浸次数为1-3次,(本实施例中含浸3次),在含浸完第一次后先进行干燥,然后进行下一次含浸,;其中干燥温度为室温~120℃,干燥时间5~120min;加压含浸的压力为0.1~1MPa,真空含浸真空度为0.1~1×10-4Pa
本实施例中,重复含浸的每次含浸时间以及加压含浸和真空含浸的时间均为0.5~12h,PEDT:PSS分散液的浓度为0.1~30wt%(本实施例中为30wt%)。
本实施例中,因为PEDT具有较高的导电率,故本实施例的固态电容器的ESR较低,耐纹波电流值较高;本实施例中阳极箔和阴极箔之间填充有PEDT:PSS,而PEDT:PSS对铝箔表面的氧化膜2没有腐蚀性,并且PEDT:PSS自身的耐压值较高故本发明的固态电容器耐压值高,漏电流低。
实施例2
本实施例的固态电容器的生产方法,包括以下步骤,1)将裁剪好的电解纸浸入到导电聚合物单体和氧化剂的混合溶液中含浸0.5~60min;其中导电聚合物单体浓度为1~40wt%,氧化剂浓度10~70wt%;
2)将含浸后的电解纸在温度为室温~170℃的环境中聚合1~48h,使得电解纸上聚合有PEDT;
3)将聚合有PEDT的电解纸与阳极箔和阴极箔一起卷绕成芯包,并将芯包浸入到PEDT:PSS的分散液中,使得PEDT:PSS填充到阳极箔与阴极箔之间的空隙处。
本实施例的其他部分与实施例1相同。
Claims (9)
1.一种固态电容器的生产方法,所述固态电容器包括密封在外壳内的芯包,所述芯包由阳极箔、非碳化电解纸和阴极箔卷绕而成,所述电解纸上附着有PEDT,所述电解纸与阳极箔以及电解纸与阴极箔之间的空隙填充有PEDT:PSS,其特征在于:所述固态电容器的生产方法,包括以下步骤,1)将裁剪好的电解纸含浸在浓度为1~40wt%的导电聚合物的单体中;
2)将含浸有导电聚合物的电解纸进行干燥;
3)将干燥后的电解纸浸入到浓度为10~70wt%的氧化剂溶液中;
4)将步骤3)中的电解纸在温度为室温~200℃的环境中聚合1~48h,使得电解纸上聚合有PEDT;
5)将聚合有PEDT的电解纸与阳极箔和阴极箔一起卷绕成芯包,并将芯包浸入到PEDT:PSS的分散液中,使得PEDT:PSS填充到阳极箔与阴极箔之间的空隙处。
2.根据权利要求1所述的固态电容器的生产方法,其特征在于:所述导电聚合物的单体为EDOT;所述氧化剂为芳香族类磺酸铁。
3.根据权利要求2所述的固态电容器的生产方法,其特征在于:所述氧化剂为对甲苯磺酸铁。
4.根据权利要求1所述的固态电容器的生产方法,其特征在于:步骤1)中的含浸时间为0.5~60min;步骤2)中干燥温度室温~80℃,干燥时间1~60min;步骤3)中氧化剂的含浸时间为0.5~30min。
5.一种固态电容器的生产方法,所述固态电容器包括密封在外壳内的芯包,所述芯包由阳极箔、非碳化电解纸和阴极箔卷绕而成,所述电解纸上附着有PEDT,所述电解纸与阳极箔以及电解纸与阴极箔之间的空隙填充有PEDT:PSS,其特征在于:所述固态电容器的生产方法,包括以下步骤,1)将裁剪好的电解纸浸入到导电聚合物单体和氧化剂的混合溶液中含浸0.5~60min;其中导电聚合物单体浓度为1~40wt%,氧化剂浓度10~70wt%;
2)将含浸后的电解纸在温度为室温~170℃的环境中聚合1~48h,使得电解纸上聚合有PEDT;
3)将聚合有PEDT的电解纸与阳极箔和阴极箔一起卷绕成芯包,并将芯包浸入到PEDT:PSS的分散液中,使得PEDT:PSS填充到阳极箔与阴极箔之间的空隙处。
6.根据权利要求5所述的固态电容器的生产方法,其特征在于:所述导电聚合物的单体为EDOT;所述氧化剂为芳香族类磺酸铁。
7.根据权利要求6所述的固态电容器的生产方法,其特征在于:所述氧化剂为对甲苯磺酸铁。
8.根据权利要求5所述的固态电容器的生产方法,其特征在于:芯包浸入到PEDT:PSS的分散液中时采用重复含浸法、加压含浸法或真空含浸法;其中重复含浸法在常温下进行,含浸次数为1-3次,在含浸完第一次后先进行干燥,然后进行下一次含浸,其中干燥温度为室温~120℃,干燥时间5~120min;加压含浸的的压力为0.1~1MPa,真空含浸真空度为0.1~1×10-4Pa。
9.根据权利要求8所述的固态电容器的生产方法,其特征在于:所述重复含浸的每次含浸时间以及加压含浸和真空含浸的时间均为0.5~12h,PEDT:PSS分散液的浓度为0.1~30wt%。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |