CN111875935A - 导电聚合物组合物以及固态铝电解电容器 - Google Patents
导电聚合物组合物以及固态铝电解电容器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111875935A CN111875935A CN202010698037.1A CN202010698037A CN111875935A CN 111875935 A CN111875935 A CN 111875935A CN 202010698037 A CN202010698037 A CN 202010698037A CN 111875935 A CN111875935 A CN 111875935A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- conductive polymer
- electrolytic capacitor
- solid
- aluminum electrolytic
- additive
- 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
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 133
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 133
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 114
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 title claims abstract description 91
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 65
- 239000007787 solid Substances 0.000 title claims abstract description 45
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 53
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 51
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims abstract description 42
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 30
- 239000004842 bisphenol F epoxy resin Substances 0.000 claims abstract description 29
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 21
- QWVGKYWNOKOFNN-UHFFFAOYSA-N o-cresol Chemical compound CC1=CC=CC=C1O QWVGKYWNOKOFNN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- YTPLMLYBLZKORZ-UHFFFAOYSA-N Thiophene Chemical compound C=1C=CSC=1 YTPLMLYBLZKORZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 239000004841 bisphenol A epoxy resin Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000004843 novolac epoxy resin Substances 0.000 claims abstract description 13
- WHRAZOIDGKIQEA-UHFFFAOYSA-L iron(2+);4-methylbenzenesulfonate Chemical compound [Fe+2].CC1=CC=C(S([O-])(=O)=O)C=C1.CC1=CC=C(S([O-])(=O)=O)C=C1 WHRAZOIDGKIQEA-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 11
- 229930192474 thiophene Natural products 0.000 claims abstract description 8
- 150000003577 thiophenes Chemical class 0.000 claims abstract description 8
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims description 50
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 42
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- LGRFSURHDFAFJT-UHFFFAOYSA-N Phthalic anhydride Natural products C1=CC=C2C(=O)OC(=O)C2=C1 LGRFSURHDFAFJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- JHIWVOJDXOSYLW-UHFFFAOYSA-N butyl 2,2-difluorocyclopropane-1-carboxylate Chemical compound CCCCOC(=O)C1CC1(F)F JHIWVOJDXOSYLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 7
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 abstract 1
- GKWLILHTTGWKLQ-UHFFFAOYSA-N 2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxine Chemical compound O1CCOC2=CSC=C21 GKWLILHTTGWKLQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 16
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 15
- FYMCOOOLDFPFPN-UHFFFAOYSA-K iron(3+);4-methylbenzenesulfonate Chemical compound [Fe+3].CC1=CC=C(S([O-])(=O)=O)C=C1.CC1=CC=C(S([O-])(=O)=O)C=C1.CC1=CC=C(S([O-])(=O)=O)C=C1 FYMCOOOLDFPFPN-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 14
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 5
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 5
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 4
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 4
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QTWJRLJHJPIABL-UHFFFAOYSA-N 2-methylphenol;3-methylphenol;4-methylphenol Chemical compound CC1=CC=C(O)C=C1.CC1=CC=CC(O)=C1.CC1=CC=CC=C1O QTWJRLJHJPIABL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 229930003836 cresol Natural products 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 3
- VYKXQOYUCMREIS-UHFFFAOYSA-N methylhexahydrophthalic anhydride Chemical compound C1CCCC2C(=O)OC(=O)C21C VYKXQOYUCMREIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 3
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 229920002943 EPDM rubber Polymers 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 229920005549 butyl rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 229910001251 solid state electrolyte alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009044 synergistic interaction Effects 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L65/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G61/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
- C08G61/12—Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule
- C08G61/122—Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule derived from five- or six-membered heterocyclic compounds, other than imides
- C08G61/123—Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule derived from five- or six-membered heterocyclic compounds, other than imides derived from five-membered heterocyclic compounds
- C08G61/126—Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule derived from five- or six-membered heterocyclic compounds, other than imides derived from five-membered heterocyclic compounds with a five-membered ring containing one sulfur atom in the ring
-
- 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
-
- 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
- H01G9/04—Electrodes or formation of dielectric layers thereon
- H01G9/042—Electrodes or formation of dielectric layers thereon characterised by the material
- H01G9/045—Electrodes or formation of dielectric layers thereon characterised by the material based on aluminium
-
- 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G2261/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
- C08G2261/10—Definition of the polymer structure
- C08G2261/11—Homopolymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G2261/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
- C08G2261/30—Monomer units or repeat units incorporating structural elements in the main chain
- C08G2261/32—Monomer units or repeat units incorporating structural elements in the main chain incorporating heteroaromatic structural elements in the main chain
- C08G2261/322—Monomer units or repeat units incorporating structural elements in the main chain incorporating heteroaromatic structural elements in the main chain non-condensed
- C08G2261/3223—Monomer units or repeat units incorporating structural elements in the main chain incorporating heteroaromatic structural elements in the main chain non-condensed containing one or more sulfur atoms as the only heteroatom, e.g. thiophene
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Epoxy Resins (AREA)
- Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)
Abstract
本公开提供一种导电聚合物组合物以及固态铝电解电容器。所述导电聚合物组合物包括导电聚合物单体、溶剂和添加剂；所述导电聚合物单体包括噻吩或噻吩衍生物与对甲苯磺酸铁单体；所述溶剂包括C1‑C4一元醇中的至少一种；所述添加剂包括邻甲酚酚醛环氧树脂、双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂中的至少一种。所述固态铝电解电容器包括固态电解质，所述固态电解质包括由上述导电聚合物单体聚合形成的导电聚合物以及添加剂。本公开的导电聚合物组合物适用于制备固态铝电解电容器的固态电解质，能够显著改善固态铝电解电容器的耐高温性能，减缓容量衰减，并降低阻抗和漏电流。
Description
技术领域
本公开涉及一种导电聚合物组合物以及固态铝电解电容器。
背景技术
电容器是一类基本的电子元件，广泛适用于各种电子产品中。固态铝电解电容器是是近几十年来随着电子产品对高频特性要求的不断提高，而发展起来的一类新型电解电容器。在现代通信、计算机、高性能民用及军事电子产品中有着广泛的应用。
目前，固态铝电解电容器的发展主要体现在其所用固态电解质的演变上。固态电解质影响固态铝电解电容器的电容量，用于固态电解质的导电聚合物组合物的特性是决定固态铝电解电容器性能的主要因素。
上文的说明仅是提供背景技术，并未承认上文的“背景技术”构成本公开的现有技术。
发明内容
在一些实施例中，本公开提供了一种导电聚合物组合物，其包括导电聚合物单体、溶剂和添加剂；所述导电聚合物单体包括噻吩或噻吩衍生物与对甲苯磺酸铁单体；所述溶剂包括C1-C4一元醇中的至少一种；所述添加剂包括邻甲酚酚醛环氧树脂、双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂中的至少一种。
在一些实施例中，所述添加剂包括双酚F环氧树脂。
在一些实施例中，所述添加剂还包括苯酐及其衍生物中的至少一种。
在一些实施例中，所述添加剂与所述导电聚合物单体的质量比为(0.05-5):(30-40)。
在一些实施例中，所述添加剂与所述导电聚合物单体的质量比为(0.5-2.5):(33-37)。
在一些实施例中，所述溶剂与所述导电聚合物单体的质量比为(55-69.5):(30-40)。
在一些实施例中，所述溶剂与所述导电聚合物单体的质量比为(62.5-64.5):(33-37)。
在一些实施例中，所述溶剂包括甲醇、乙醇、丙醇、丁醇中的至少一种。
在一些实施例中，所述溶剂为乙醇；或者，所述溶剂为乙醇和丁醇的混合物。
在一些实施例中，本公开提供了一种固态铝电解电容器，其包括固态电解质，所述固态电解质包括导电聚合物和添加剂；所述导电聚合物包括由噻吩或噻吩衍生物与对甲苯磺酸铁单体形成的聚合物；所述添加剂包括邻甲酚酚醛环氧树脂、双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂中的至少一种。
在一些实施例中，所述添加剂包括双酚F环氧树脂。
在一些实施例中，所述添加剂还包括苯酐及其衍生物中的至少一种。
在一些实施例中，所述添加剂与所述导电聚合物的质量比为(0.05-5):(30-40)。
在一些实施例中，所述添加剂与所述导电聚合物的质量比为(0.5-2.5):(33-37)。
在一些实施例中，所述固态铝电解电容器还包括电芯，电芯包括阳极铝箔、阴极铝箔以及间隔阳极铝箔和阴极铝箔的多孔隔膜；其中，阳极铝箔的表面形成有阳极介电氧化物膜，阳极铝箔和多孔隔膜之间、阴极铝箔和多孔隔膜之间以及多孔隔膜的孔中填充有所述固态电解质。
在一些实施例中，所述固态铝电解电容器为贴片式固态铝电解电容器。
在一些实施例中，电芯为卷绕式电芯。
附图说明
图1是固态铝电解电容器的展开结构示意图，其中固态电解质未示出。
图2是固态铝电解电容器的电芯的一部分的截面示意图。
其中，附图标记说明如下：
100 固态铝电解电容器
1 固态电解质
2 电芯
21 阳极铝箔
22 阴极铝箔
23 多孔隔膜
231 孔
24 阳极介电氧化物膜
3 阳极引线
4 阴极引线
5 封口材料
6 壳体
具体实施方式
将理解的是，所公开的实施例仅仅是本公开的示例，本公开可以以各种形式实施，因此，本文公开的具体细节不应被解释为限制，而是仅作为权利要求的基础且作为表示性的基础用于教导本领域普通技术人员以各种方式实施本公开。
[导电聚合物组合物]
一种导电聚合物组合物包括导电聚合物单体、溶剂和添加剂；所述导电聚合物单体包括噻吩或噻吩衍生物与对甲苯磺酸铁单体；所述溶剂包括C1-C4一元醇中的至少一种；所述添加剂包括邻甲酚酚醛环氧树脂、双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂中的至少一种。
贴片式(V-CHIP)固态铝电解电容器是在普通引线式固态铝电解电容器的基础上、为了适应下游大规模自动化快速回流焊生产而开发的一种特种封装电容器。V-CHIP固态铝电解电容器的回流焊过程温度较高，通常为230-265℃，该较高温度的回流焊过程容易导致V-CHIP固态铝电解电容器漏电急剧增大，甚至发生鼓底爆炸。一种开发耐回流焊高温、额定电压≤35V的V-CHIP固态铝电解电容器的途径是，在固态电解质中加入例如聚乙二醇等高沸点聚合物，通过高沸点的化合物在高温状态下阻止酸性化合物与阳极介电层(也称为阳极介电氧化物膜)快速反应来改善V-CHIP固态铝电解电容器在经过回流焊高温后漏电急剧增大和鼓底爆炸的问题。然而，发明人发现，聚乙二醇等高沸点聚合物由于含有羟基，容易吸收水分或者长时间的放置后缓慢自分解水分，因此，当包含聚乙二醇等高沸点聚合物的固态电解质的V-CHIP固态铝电解电容器在长期放置后连续通电使用时，其会在阴极部位生成碱性的化合物，增大V-CHIP固态铝电解电容器的阻抗，并且，其还会在阳极使阳极介电层增厚，从而导致电容容量衰减。
本公开通过在导电聚合物组合物中加入特定的导电聚合物单体、溶剂和添加剂，用于制备固态铝电解电容器的固态电解质时，能够显著改善固态铝电解电容器的耐高温性能，减缓容量衰减，并降低阻抗和漏电流。本公开的导电聚合物组合物尤其适用于V-CHIP固态铝电解电容器，能有效改善V-CHIP固态铝电解电容器在经过高温回流焊过程后漏电急剧增大和鼓底爆炸的问题。
其中，作为添加剂的甲酚酚醛环氧树脂、双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂具有良好的耐温性、耐水性和耐酸性，当与本公开的导电聚合物单体、溶剂混合得到导电聚合物组合物，用于制备V-CHIP固态铝电解电容器的固态电解质，可以很好地吸附在阳极箔和阴极箔上，从而能够在高温状态下阻止酸性化合物与阳极介电层的快速反应，改善V-CHIP固态铝电解电容器在经过高温回流焊过程后漏电急剧增大和鼓底爆炸的问题；并且，甲酚酚醛环氧树脂、双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂不容易吸水也不会在长时间的放置后自分解水分，因此，当包含本公开导电聚合物单体和添加剂的固态电解质的V-CHIP固态铝电解电容器在长期放置后连续通电使用时，其在阴极部位不会生成碱性化合物，同时，其在阳极也不会使阳极介电层因为水分的作用而增厚，从而能够保持V-CHIP固态铝电解电容器性能的长久稳定。
在一些实施例中，添加剂包括双酚F环氧树脂。
在一些实施例中，添加剂还包括苯酐及其衍生物中的至少一种。当添加剂中还包括苯酐及其衍生物中的至少一种时，能够进一步改善固态铝电解电容器的耐高温性能。在一些实施例中，苯酐衍生物不包含不饱和碳碳双键。在一些实施例中，苯酐及其衍生物与导电聚合物单体的质量比为(0.1-0.5):(30-40)。
在一些实施例中，添加剂与导电聚合物单体的质量比为(0.05-5):(30-40)。当添加剂与导电聚合物单体的质量比满足上述范围时，对固态铝电解电容器耐高温性能、减缓容量衰减、降低阻抗和漏电流的改善效果更佳。在一些实施例中，添加剂与导电聚合物单体的质量比为(0.5-2.5):(33-37)。
在一些实施例中，溶剂与导电聚合物单体的质量比为(55-69.5):(30-40)。在一些实施例中，溶剂与导电聚合物单体的质量比为(62.5-64.5):(33-37)。
在一些实施例中，溶剂包括甲醇、乙醇、丙醇、丁醇中的至少一种。
在一些实施例中，溶剂为乙醇。
在一些实施例中，溶剂为乙醇和丁醇的混合物。
在一些实施例中，导电聚合物单体包括3,4-乙撑二氧噻吩与对甲苯磺酸铁单体。
[固态铝电解电容器]
固态铝电解电容器包括固态电解质1，所述固态电解质1包括导电聚合物和添加剂；所述导电聚合物包括由噻吩或噻吩衍生物与对甲苯磺酸铁单体形成的聚合物；所述添加剂包括邻甲酚酚醛环氧树脂、双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂中的至少一种。
在一些实施例中，添加剂包括双酚F环氧树脂。
在一些实施例中，添加剂还包括苯酐及其衍生物中的至少一种。在一些实施例中，苯酐衍生物中不含不饱和碳碳双键。
在一些实施例中，添加剂还包括甲基六氢苯酐。
在一些实施例中，添加剂与导电聚合物的质量比为(0.05-5):(30-40)。当添加剂与导电聚合物的质量比满足上述范围时，对固态铝电解电容器耐高温性能、减缓容量衰减、降低阻抗和漏电流的改善效果更佳。在一些实施例中，添加剂与导电聚合物的质量比为(0.5-2.5):(33-37)。
在一些实施例中，导电聚合物包括由3,4-乙撑二氧噻吩与对甲苯磺酸铁单体形成的聚合物。
在一些实施例中，固态铝电解电容器100还包括电芯2，电芯2包括阳极铝箔21和阴极铝箔22以及间隔阳极铝箔21和阴极铝箔22的多孔隔膜23；其中，阳极铝箔21的表面形成有阳极介电氧化物膜24，阳极铝箔21和多孔隔膜23之间、阴极铝箔22和多孔隔膜23之间以及多孔隔膜23的孔231中填充有上述固态电解质1。多孔隔膜23可以采用本领域公知的被用于固态铝电解电容器的多孔隔膜。在一些实施例中，多孔隔膜23为电解纸。
在一些实施例中，固态铝电解电容器100还包括壳体6。壳体为本领域技术公知的可被用于固态铝电解电容器100的壳体。在一些实施例中，壳体6为铝壳。
在一些实施例中，固态铝电解电容器100为贴片式固态铝电解电容器。
在一些实施例中，电芯2为卷绕式电芯。
固态铝电解电容器的制备方法为本领域技术公知的可被用于制备固态铝电解电容器的方法。在一些实施例中，固态铝电解电容器通过以下步骤制备得到：
步骤1，将导电聚合物单体、溶剂和添加剂在不高于10℃的条件下充分混合得到导电聚合物组合物；其中，作为导电聚合物单体，可以包括噻吩或噻吩衍生物与对甲苯磺酸铁单体；作为溶剂，可以使用包括C1-C4一元醇中的至少一种，作为添加剂，可以使用包括邻甲酚酚醛环氧树脂、双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂中的至少一种；
步骤2，制备阳极铝箔21，腐蚀处理，并在其表面形成阳极介电氧化物膜24；
步骤3，制备阴极铝箔22；
步骤4，在阴极铝箔22的引出端接阴极引线4，在阳极铝箔21的引出端接阳极引线3，将多孔隔膜23夹于阴极铝箔22和覆盖有阳极介电氧化物膜24的阳极铝箔21之间，然后将阴极铝箔22、多孔隔膜23和阳极铝箔21绕卷在一起制成电芯2；
步骤5，将步骤4制得的电芯2含浸步骤1制得的导电聚合物组合物中，加热，以在阳极铝箔21和多孔隔膜23之间、阴极铝箔22和多孔隔膜23之间以及多孔隔膜23的孔231中形成固态电解质1；
步骤6，用壳体6封装并用封口材料5密封。
封口材料5为本领域技术公知的可被用于密封固态铝电解电容器的材料。在一些实施例中，封口材料5选自三元乙丙胶、丁基胶中的一种或几种。
本公开将导电聚合物单体与添加剂在溶剂中充分混合制备导电聚合物组合物，当将电芯含浸所述导电聚合物组合物时，导电聚合物单体在阳极箔片、阴极箔片、多孔隔膜的表面发生原位聚合形成导电聚合物，添加剂均匀地分散在具有该导电聚合物的固态电解质中，并且较好地吸附在阳极箔和阴极箔上，能够较好地阻止酸性化合物与阳极介电层的快速反应，从而显著提高固态铝电解电容器的耐高温性能。
下面结合实施例，进一步阐述本公开。应理解，这些实施例仅用于说明本公开而不用于限制本公开的范围。
在下述实施例、对比例中，所使用到的试剂、材料以及仪器如没有特殊的说明，均可商购获得或合成获得。
实施例1
(1)导电聚合物组合物的制备：
在10℃条件下，将3,4-乙撑二氧噻吩、对甲苯磺酸铁、甲醇、双酚F环氧树脂按照7:32.5:56:4.5的质量比充分混合，得到导电聚合物组合物。
(2)V-CHIP固态铝电解电容器的制备
制备阳极铝箔，腐蚀处理，并在其表面形成阳极介电氧化物膜；制备阴极铝箔；分别在阴极铝箔的引出端接阴极引线，在阳极铝箔的引出端接阳极引线，然后在阳极铝箔和阴极铝箔之间插入电解纸，并将它们卷起来形成绕卷式电芯，含浸导电聚合物组合物，160℃加热3min，取出后于烘干，在阳极铝箔和电解纸之间、阴极铝箔和电解纸之间以及电解纸的孔中形成固态电解质，接着将电芯装入铝壳中，用封口材料将铝壳的端口密封。
实施例2
V-CHIP固态铝电解电容器的制备过程同实施例1，区别在于：
(1)导电聚合物组合物的制备：
在10℃条件下，将3,4-乙撑二氧噻吩、对甲苯磺酸铁、乙醇、双酚F环氧树脂按照10：29.93：60：0.07的质量比充分混合，得到导电聚合物组合物。
实施例3
V-CHIP固态铝电解电容器的制备过程同实施例1，区别在于：
(1)导电聚合物组合物的制备：
在10℃条件下，将3,4-乙撑二氧噻吩、对甲苯磺酸铁、乙醇、丁醇、双酚F环氧树脂按照9：22：35：32：2的质量比充分混合，得到导电聚合物组合物。
实施例4
V-CHIP固态铝电解电容器的制备过程同实施例1，区别在于：
(1)导电聚合物组合物的制备：
在10℃条件下，将3,4-乙撑二氧噻吩、对甲苯磺酸铁、甲醇、双酚F环氧树脂按照7：29：63：1的质量比充分混合，得到导电聚合物组合物。
实施例5
V-CHIP固态铝电解电容器的制备过程同实施例1，区别在于：
(1)导电聚合物组合物的制备：
在10℃条件下，将3,4-乙撑二氧噻吩、对甲苯磺酸铁、甲醇、双酚F环氧树脂按照7:27:64.5：1.5的质量比充分混合，得到导电聚合物组合物。
实施例6
V-CHIP固态铝电解电容器的制备过程同实施例1，区别在于：
(1)导电聚合物组合物的制备：
在10℃条件下，将3,4-乙撑二氧噻吩、对甲苯磺酸铁、甲醇、甲基六氢苯酐、双酚F环氧树脂按照7：27：64.5：0.3：1.2的质量比充分混合，得到导电聚合物组合物。
实施例7
V-CHIP固态铝电解电容器的制备过程同实施例1，区别在于：
(1)导电聚合物组合物的制备：
在10℃条件下，将3,4-乙撑二氧噻吩、对甲苯磺酸铁、甲醇、双酚F环氧树脂按照10:29.98:60:0.02的质量比充分混合，得到导电聚合物组合物。
实施例8
V-CHIP固态铝电解电容器的制备过程同实施例1，区别在于：
(1)导电聚合物组合物的制备：
在10℃条件下，将3,4-乙撑二氧噻吩、对甲苯磺酸铁、甲醇、双酚F环氧树脂按照10：29.95：60：0.05的质量比充分混合，得到导电聚合物组合物。
实施例9
V-CHIP固态铝电解电容器的制备过程同实施例1，区别在于：
(1)导电聚合物组合物的制备：
在10℃条件下，将3,4-乙撑二氧噻吩、对甲苯磺酸铁、甲醇、双酚F环氧树脂按照7：28：64.5：0.5的质量比充分混合，得到导电聚合物组合物。
实施例10
V-CHIP固态铝电解电容器的制备过程同实施例1，区别在于：
(1)导电聚合物组合物的制备：
在10℃条件下，将3,4-乙撑二氧噻吩、对甲苯磺酸铁、甲醇、双酚F环氧树脂按照10：25：62.5：2.5的质量比充分混合，得到导电聚合物组合物。
实施例11
V-CHIP固态铝电解电容器的制备过程同实施例1，区别在于：
(1)导电聚合物组合物的制备：
在10℃条件下，将3,4-乙撑二氧噻吩、对甲苯磺酸铁、甲醇、邻甲酚酚醛环氧树脂按照7：32.5：56：4.5的质量比充分混合，得到导电聚合物组合物。
实施例12
V-CHIP固态铝电解电容器的制备过程同实施例1，区别在于：
(1)导电聚合物组合物的制备：
在10℃条件下，将3,4-乙撑二氧噻吩、对甲苯磺酸铁、甲醇、双酚A环氧树脂按照7：32.5：56：4.5的质量比充分混合，得到导电聚合物组合物。
对比例1
V-CHIP固态铝电解电容器的制备过程同实施例1，区别在于：
(1)导电聚合物组合物的制备：
在10℃条件下，将3,4-乙撑二氧噻吩、对甲苯磺酸铁、甲醇按照7:32.5:60.5的质量比充分混合，得到导电聚合物组合物。
对比例2
V-CHIP固态铝电解电容器的制备过程同实施例1，区别在于：
(1)导电聚合物组合物的制备：
在10℃条件下，将3,4-乙撑二氧噻吩、对甲苯磺酸铁、乙醇按照10：29.93：60.07的质量比充分混合，得到导电聚合物组合物。
对比例3
V-CHIP固态铝电解电容器的制备过程同实施例1，区别在于：
(1)导电聚合物组合物的制备：
在10℃条件下，将3,4-乙撑二氧噻吩、对甲苯磺酸铁、乙醇、丁醇、双酚F环氧树脂按照9：22：35：34的质量比充分混合，得到导电聚合物组合物。
表1对比例1-3和实施例1-12中导电聚合物组合物的参数
对对比例1-3和实施例1-12的固态铝电解电容器的性能进行测试，性能测试结果如下表2所示。
表2对比例1-3和实施例1-12中固态铝电解电容器的性能测试结果
其中，表2中所测试的固态铝电解电容器在230-265℃条件下贮存20秒后的电容Cap(μF)、损耗角DF(％)、等效串联电阻ESR(mΩ)、漏电流Lc(μA)的性能的测试方法均依据GB/T6346.26-2018《电子设备用固定电容器第26部分：分规范导电高分子固态电解质铝固定电容器》规定实施。
由表2的性能测试结果可知，当向导电聚合物组合物中加入本公开所述的导电聚合物单体、溶剂和添加剂时，用于制备固态铝电解电容器的固态电解质时，能够显著提高改善固态铝电解电容器的耐高温性能。对比例1-3中未加入本公开所述的添加剂，其耐高温性能较差，当在230-265℃存储20s后，与初期漏电流相比时，漏电流变化率增加250％以上，甚至部分发生电容器鼓底失效。
根据实施例1-12的结果可知，当添加剂与导电聚合物的质量比不满足(0.05-5):(30-40)时，固态铝电解电容器的耐高温性能改善结果相对较差。
根据实施例5和6的比较结果可知，当添加剂中还包括甲基六氢苯酐时，能够对固态铝电解电容器的耐高温性能的改善效果更佳。可能的原因是，当向导电聚合物组合物中进一步加入苯酐和/或其衍生物时，苯酐和/或其衍生物能够与邻甲酚酚醛环氧树脂、双酚A环氧树脂或双酚F环氧树脂发生反应并产生相互协同作用，能够使导电聚合物更好地吸附在阳极铝箔和阴极铝箔上，并进一步提高固态铝电解电容器的耐高温能力。
上面详细的说明描述多个示范性实施例，但本文不意欲限制到明确公开的组合。因此，除非另有说明，本文所公开的各种特征可以组合在一起而形成出于简明目的而未示出的多个另外组合。
Claims (17)
1.一种导电聚合物组合物，包括导电聚合物单体、溶剂和添加剂；
所述导电聚合物单体包括噻吩或噻吩衍生物与对甲苯磺酸铁单体；
所述溶剂包括C1-C4一元醇中的至少一种；
所述添加剂包括邻甲酚酚醛环氧树脂、双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的导电聚合物组合物，其中，
所述添加剂包括双酚F环氧树脂。
3.根据权利要求1所述的导电聚合物组合物，其中，
所述添加剂还包括苯酐及其衍生物中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的导电聚合物组合物，其中，
所述添加剂与所述导电聚合物单体的质量比为(0.05-5):(30-40)。
5.根据权利要求4所述的导电聚合物组合物，其中，
所述添加剂与所述导电聚合物单体的质量比为(0.5-2.5):(33-37)。
6.根据权利要求4所述的导电聚合物组合物，其中，
所述溶剂与所述导电聚合物单体的质量比为(55-69.5):(30-40)。
7.根据权利要求6所述的导电聚合物组合物，其中，
所述溶剂与所述导电聚合物单体的质量比为(62.5-64.5):(33-37)。
8.根据权利要求1所述的导电聚合物组合物，其中，
所述溶剂包括甲醇、乙醇、丙醇、丁醇中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的导电聚合物组合物，其中，
所述溶剂为乙醇；或者，
所述溶剂为乙醇和丁醇的混合物。
10.一种固态铝电解电容器，包括固态电解质(1)，所述固态电解质(1)包括导电聚合物和添加剂；
所述导电聚合物包括由噻吩或噻吩衍生物与对甲苯磺酸铁单体形成的聚合物；
所述添加剂包括邻甲酚酚醛环氧树脂、双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂中的至少一种。
11.根据权利要求10所述的固态铝电解电容器，其中，
所述添加剂包括双酚F环氧树脂。
12.根据权利要求10所述的固态铝电解电容器，其中，
所述添加剂还包括苯酐及其衍生物中的至少一种。
13.根据权利要求10所述的固态铝电解电容器，其中，
所述添加剂与所述导电聚合物的质量比为(0.05-5):(30-40)。
14.根据权利要求13所述的固态铝电解电容器，其中，
所述添加剂与所述导电聚合物的质量比为(0.5-2.5):(33-37)。
15.根据权利要求10所述的固态铝电解电容器，其中，所述固态铝电解电容器(100)还包括电芯(2)，电芯(2)包括阳极铝箔(21)和阴极铝箔(22)以及间隔阳极铝箔(21)和阴极铝箔(22)的多孔隔膜(23)；
其中，阳极铝箔(21)的表面形成有阳极介电氧化物膜(24)，阳极铝箔(21)和多孔隔膜(23)之间、阴极铝箔(22)和多孔隔膜(23)之间以及多孔隔膜(23)的孔(231)中填充有所述固态电解质(1)。
16.根据权利要求10所述的固态铝电解电容器，其中，
所述固态铝电解电容器(100)为贴片式固态铝电解电容器。
17.根据权利要求15所述的固态铝电解电容器，其中，电芯(2)为卷绕式电芯。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010698037.1A CN111875935B (zh) | 2020-07-20 | 2020-07-20 | 导电聚合物组合物以及固态铝电解电容器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010698037.1A CN111875935B (zh) | 2020-07-20 | 2020-07-20 | 导电聚合物组合物以及固态铝电解电容器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111875935A true CN111875935A (zh) | 2020-11-03 |
| CN111875935B CN111875935B (zh) | 2024-04-26 |
Family
ID=73155050
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010698037.1A Active CN111875935B (zh) | 2020-07-20 | 2020-07-20 | 导电聚合物组合物以及固态铝电解电容器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111875935B (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5914852A (en) * | 1996-04-26 | 1999-06-22 | Nippon Chemi-Con Corporation | Solid electrolyte capacitor and its manufacture |
| CN103113558A (zh) * | 2013-01-31 | 2013-05-22 | 深圳新宙邦科技股份有限公司 | 导电性高分子、其合成用氧化剂及固体电容器 |
| CN103160121A (zh) * | 2011-12-12 | 2013-06-19 | Nec东金株式会社 | 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 |
| CN103578769A (zh) * | 2012-07-26 | 2014-02-12 | 财团法人工业技术研究院 | 电解质混合物、电解电容器及合成导电高分子的组合物 |
| CN110444396A (zh) * | 2018-05-02 | 2019-11-12 | 钰邦科技股份有限公司 | 用于提升结构强度的卷绕式电容器组件及其制造方法 |
-
2020
- 2020-07-20 CN CN202010698037.1A patent/CN111875935B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5914852A (en) * | 1996-04-26 | 1999-06-22 | Nippon Chemi-Con Corporation | Solid electrolyte capacitor and its manufacture |
| CN103160121A (zh) * | 2011-12-12 | 2013-06-19 | Nec东金株式会社 | 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 |
| CN103578769A (zh) * | 2012-07-26 | 2014-02-12 | 财团法人工业技术研究院 | 电解质混合物、电解电容器及合成导电高分子的组合物 |
| CN103113558A (zh) * | 2013-01-31 | 2013-05-22 | 深圳新宙邦科技股份有限公司 | 导电性高分子、其合成用氧化剂及固体电容器 |
| CN110444396A (zh) * | 2018-05-02 | 2019-11-12 | 钰邦科技股份有限公司 | 用于提升结构强度的卷绕式电容器组件及其制造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111875935B (zh) | 2024-04-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6967702B2 (ja) | 電解コンデンサ | |
| JP2021121037A (ja) | 電解コンデンサおよびその製造方法 | |
| US10770240B2 (en) | Hybrid capacitor and method of manufacturing a capacitor | |
| CN110730994B (zh) | 混合型铝电解电容器及其制造方法 | |
| EP2622616A2 (en) | A method for improving electrical parameters in capacitors comprising pedot/pss as a solid electrolyte through a polyalkylene glycol | |
| WO2015146070A1 (ja) | 電解コンデンサ | |
| JPWO2008123529A1 (ja) | 電気二重層キャパシタ用電解液 | |
| WO2020018216A1 (en) | Hybrid capacitor and method of manufacturing a capacitor | |
| JP4847399B2 (ja) | 電解コンデンサおよびその製造方法 | |
| CN111875935B (zh) | 导电聚合物组合物以及固态铝电解电容器 | |
| JP7400123B2 (ja) | 高信頼性用途のためのポリマーコンデンサの製造プロセス | |
| CN109300696A (zh) | 用于固态电容耐压提升的处理液及固态电容器的制备方法 | |
| CN111875934B (zh) | 导电聚合物组合物以及固态铝电解电容器 | |
| CN112979927B (zh) | 一种组合物、电容器用聚合物及电容器 | |
| JP2018061033A (ja) | 電解コンデンサおよびその製造方法 | |
| JP2003173932A (ja) | 固体コンデンサおよびその製造方法 | |
| US9236196B2 (en) | Electric double-layer capacitor, and current collector for electric double-layer capacitor | |
| KR102259541B1 (ko) | 하이브리드 알루미늄 고분자 커패시터의 제조 방법 | |
| CN113257577B (zh) | 一种高温后esr上升率低的固液混合电解电容器的制备方法 | |
| US3509425A (en) | Electrolytic capacitor and electrolyte material therefor | |
| JP5063172B2 (ja) | 電気二重層キャパシタ用電解液 | |
| WO2024162157A1 (ja) | 電解コンデンサおよびその製造方法 | |
| JP2024509119A (ja) | アルミニウム電解コンデンサ用分散体及びアルミニウム電解コンデンサ | |
| CN118538543A (zh) | 一种半固态铝电解电容器及其制备方法 | |
| KR20140000390A (ko) | 고체 전해 콘덴서의 제조방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |