CN115621048A - 固体电解电容器及制造固体电解电容器的方法 - Google Patents

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Abstract

根据本公开一个方面的固体电解电容器包括：由阀金属制成的阳极体；形成在阳极体上的介电层；以及形成在介电层上的固体电解质层。固体电解质层包括：第一导电聚合物层，其形成在介电层上并且异质掺杂有单分子掺杂剂；在第一导电聚合物层上形成的阻挡层；以及第二导电聚合物层，其形成在阻挡层上并且由包含多个侧链的自掺杂型导电聚合物构成，所述多个侧链包含能够被掺杂的官能团。阻挡层阻挡自掺杂型导电聚合物从第二导电聚合物层迁移到第一导电聚合物层中和/或阻挡自掺杂型导电聚合物从第二导电聚合物层迁移到多孔阳极体的孔中。

Description

固体电解电容器及制造固体电解电容器的方法
技术领域
本公开涉及一种固体电解电容器及一种制造固体电解电容器的方法。
背景技术
近年来，固体电解电容器已广泛用于电子器件等各个领域。日本未审查专利申请公开No.H06-69082公开了一种固体电解电容器技术，其中使用导电聚合物作为固体电解质。
日本未审查专利申请公开No.H06-69082公开了一种关于使用导电聚合物作为固体电解质的固体电解电容器的技术。例如，如果使用化学聚合形成导电聚合物，则形成的导电聚合物的密度变低，并且在导电聚合物中形成许多空隙。此外，边缘覆盖较差，因此存在泄漏电流量增加的问题。
另一方面，如果例如使用异质掺杂有聚合物掺杂剂(涂料类型)的导电聚合物分散在其中的溶液来形成导电聚合物，而不是使用化学聚合来形成导电聚合物，则能够获得膜状导电聚合物层。与使用化学聚合形成导电聚合物的形成方法相比，其中能够获得薄膜状导电聚合物层的这种使用溶液的形成方法具有导电聚合物密度高的优点。然而，使用上述溶液的这种形成方法也存在与使用化学聚合的方法相同的问题，即由于边缘覆盖不良，泄漏电流增加。
此外，通过重复使用异质掺杂有聚合物掺杂剂(涂料类型)的导电聚合物分散在其中的溶液来形成厚的导电聚合物层，能够获得边缘被充分覆盖的导电聚合物。然而，在这种情况下，由于电容器元件的平面部分也变厚，体积效率降低，因此无法获得大容量固体电解电容器。
发明内容
鉴于上述问题，本公开的目的在于提供一种能够防止泄漏电流增加的固体电解电容器，以及一种制造固体电解电容器的方法。
根据本公开一个方面的固体电解电容器包括：由阀金属制成的阳极体；形成在阳极体上的介电层；以及形成在介电层上的固体电解质层。固体电解质层包括：第一导电聚合物层，其形成在介电层上并且异质掺杂有单分子掺杂剂；在第一导电聚合物层上形成的阻挡层；以及第二导电聚合物层，其形成在阻挡层上并且由包含多个侧链的自掺杂型导电聚合物构成，所述多个侧链包含能够被掺杂的官能团。阻挡层阻挡自掺杂型导电聚合物从第二导电聚合物层迁移到第一导电聚合物层中和/或阻挡自掺杂型导电聚合物从第二导电聚合物层迁移到多孔阳极体的孔中。
根据本公开一个方面的固体电解电容器包括：由阀金属制成的阳极体；形成在阳极体上的介电层；以及形成在介电层上的固体电解质层。固体电解质层包括：第一导电聚合物层，其形成在介电层上并且异质掺杂有单分子掺杂剂；以及第二导电聚合物层，其形成在第一导电聚合物层上并且由包含多个侧链的自掺杂型导电聚合物构成，所述多个侧链包含能够被掺杂的官能团，其中第二导电聚合物层的角部分的膜厚度与第二导电聚合物层的平面部分的膜厚度之比不小于0.5且不大于1.5。
根据本公开一个方面的固体电解电容器包括：由阀金属制成的阳极体；形成在阳极体上的介电层；以及形成在介电层上的固体电解质层。固体电解质层包括：在介电层上形成的阻挡层；以及导电聚合物层，其形成在阻挡层上并且由包含多个侧链的自掺杂型导电聚合物构成，所述多个侧链包含能够被掺杂的官能团，其中阻挡层阻挡自掺杂型导电聚合物从导电聚合物层迁移到介电层。
根据本公开一个方面的制造固体电解电容器的方法包括：在由阀金属制成的阳极体上形成介电层；以及在介电层上形成固体电解质层。固体电解质层的形成包括：在介电层上形成异质掺杂有单分子掺杂剂的第一导电聚合物层；在第一导电聚合物层上形成阻挡层；以及在阻挡层上形成第二导电聚合物层，第二导电聚合物层由包含多个侧链的自掺杂型导电聚合物构成，所述多个侧链包含能够被掺杂的官能团。阻挡层由能够阻挡自掺杂型导电聚合物从第二导电聚合物层迁移到第一导电聚合物层中和/或阻挡自掺杂型导电聚合物从第二导电聚合物层迁移到多孔阳极体的孔中的材料形成。
根据本公开，可以提供一种能够防止泄漏电流增加的固体电解电容器，以及一种制造这种固体电解电容器的方法。
本公开的上述和其他目的、特征和优点将从仅以说明的方式给出并因此不应被认为是对本公开的限制的下文给出的详细描述和附图而被更充分地理解。
附图说明
图1是根据一个实施例的固体电解电容器的横截面图；
图2是示出包括在根据该实施例的固体电解电容器中的固体电解质层的一个示例的横截面图；
图3是根据该实施例的固体电解电容器的横截面图；
图4是用于描述根据该实施例的用于制造固体电解电容器的方法的流程图；以及
图5是示出包括在根据该实施例的固体电解电容器中的固体电解质层的另一个示例的横截面图。
具体实施方式
下面将参考附图描述根据本公开的实施例。
图1示出了根据一个实施例的固体电解电容器的横截面图。如图1所示，根据本实施例的固体电解电容器1包括阳极体11、介电层12、固体电解质层13、阴极层16、导电粘合剂17、阳极引线18、外部树脂19以及引线框架20a和20b。
阳极体11通过使用多孔阀金属形成。例如，阳极体11能够通过使用选自钽(Ta)、铝(Al)、铌(Nb)、钛(Ti)、锆(Zr)、铪(Hf)和钨(W)的至少一种物质或使用这些金属的合金来形成。具体而言，阳极体11优选通过使用选自钽(Ta)、铝(Al)和铌(Nb)的至少一种物质或使用这些金属的合金来形成。阳极11例如通过使用板、箔或线状阀金属、含有阀金属细颗粒的烧结体或通过蚀刻的表面扩大处理的多孔阀金属形成。
介电层12形成在阳极体11的表面上。例如，介电层12能够通过对阳极体11的表面进行阳极化处理来形成。例如，阳极体11的表面是多孔的，并且介电层12也形成在多孔表面的孔中。例如，在钽用于阳极体11的情况下，可以通过对阳极体11进行阳极化处理来在阳极体11的表面上形成钽氧化物膜(即，介电层12)。例如，可以通过改变阳极化过程的电压来调整介电层12的厚度。
固体电解质层13形成在介电层12上。即，形成固体电解质层13以便与介电层12的整个表面接触。固体电解质层13的细节将在后面描述。
阴极层16形成在固体电解质层13上。例如，能够通过层压碳层和银层来形成阴极层16。注意，碳层和银层仅仅是示例，并且构成阴极层16的材料不限于任何特定材料，只要该材料是导电的。
如上所述，在根据该实施例的固体电解电容器1中，介电层12、固体电解质层13和阴极层16依次层压在阳极体11上。阳极体11包括阳极引线18，阳极引线18连接到引线框架20a。例如，阳极引线18通过焊接连接到引线框架20a。此外，阴极层16通过导电粘合剂17连接到引线框架20b。除了两个引线框架20a和20b的部分(即，只有两个引线框架20a和20b的部分暴露于外部)之外，根据该实施例的固体电解电容器1被外部树脂19覆盖。
接下来，将描述包括在根据该实施例的固体电解电容器1中的固体电解质层13的细节。图2是根据该实施例的包括在固体电解电容器中的固体电解质层的一个示例的横截面图，并且是图1所示的固体电解电容器1的一部分的放大横截面图，包括介电层12和固体电解质层13。
如图2所示，固体电解质层13包括第一导电聚合物层21、阻挡层22和第二导电聚合物层23。
第一导电聚合物层21形成在介电层12上。第一导电聚合物层21可以是异质掺杂有单分子掺杂剂的导电聚合物。例如，选自聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺及其衍生物的至少一种物质可用于第一导电聚合物。在该实施例中，使用化学聚合形成第一导电聚合物层21。
阻挡层22形成在第一导电聚合物层21上。阻挡层22使用异质掺杂有聚合物掺杂剂的导电聚合物形成。异质掺杂有聚合物掺杂剂的导电聚合物起到薄膜状阻挡层(抑制层)的作用。此外，阻挡层22可由例如包括胺或胺盐的材料形成。当阻挡层22包括包含胺或胺盐的材料时，阻挡层22通过电捕获起到阻挡层(抑制层)的作用。此外，包括胺或胺盐的材料可以是含有胺的自掺杂型导电聚合物和异质掺杂有包含胺的聚合物掺杂剂的导电聚合物中的至少一种。本文将一个分子中极性基团的掺杂描述为“自掺杂”，而将不同分子的掺杂剂的掺杂描述为“异质掺杂”。
此外，在该实施例中，抗氧化剂可用于阻挡层22(抑制层)。抗氧化剂可以以分散的方式形成在第一导电聚合物层21上或第一导电聚合物层21附近。如上所述，异质掺杂有单分子掺杂剂的导电聚合物用于第一导电聚合物层21。因此，第一导电聚合物层21通常具有密度低的海绵状形状，并且抗氧化剂具有容易粘附到该海绵状第一导电聚合物层21的特性。因此，抗氧化剂具有阻挡功能，就像前面提到的阻挡层22一样。
此外，抗氧化剂包括抑制第一导电聚合物层21中由于外部氧侵入而产生的氧化降解的功能。抗氧化剂可能是通常用于塑料的抗氧化剂。此外，为了获得高抗氧化性能，抗氧化剂可以是选自苯酚化合物、二苯甲酮化合物、水杨酸化合物和苯并三唑化合物的至少一种化合物。
阻挡层22可以仅使用上述材料中的一种来形成，或者可以通过多个上述材料的组合来形成。换句话说，阻挡层22可以是单层，也可以是多层。例如，当使用抗氧化剂形成阻挡层22时，可在第一导电聚合物层21上形成包括抗氧化剂的阻挡层22(单层)。此外，可以在第一导电聚合物层21上形成包括抗氧化剂的第一阻挡层，并且可以在第一阻挡层上形成包括异质掺杂有聚合物掺杂剂的导电聚合物的第二阻挡层，由此可以形成多个阻挡层22。替代地，可以在第一导电聚合物层21上形成包括抗氧化剂的第一阻挡层，并且可以在第一阻挡层上形成包括胺或胺盐的第二阻挡层，由此可以形成多个阻挡层22。
第二导电聚合物层23形成在阻挡层22上。对于第二导电聚合物层23，能够使用自掺杂型导电聚合物，该自掺杂型导电聚合物包含含有能够被掺杂的官能团的多个侧链。例如，能够使用自掺杂型导电聚合物形成第二导电聚合物，该自掺杂型导电聚合物由聚吡咯、聚噻吩或聚苯胺构成，并且含有包含能够被掺杂的官能团的多个侧链。当使用自掺杂型导电聚合物形成多个第二导电聚合物层23时，可以在自掺杂型导电聚合物和另一自掺杂型导电聚合物之间形成阻挡层22。也就是说，多个阻挡层22和多个第二导电聚合物层23可以交替层压在第一导电聚合物层21上。
在该实施例中，阻挡层22阻挡自掺杂型导电聚合物从第二导电聚合物层23向第一导电聚合物层21的迁移。此外，在本实施例中，阻挡层22可以阻挡自掺杂型导电聚合物从第二导电聚合物层23向多孔阳极体11的孔中的迁移(参见图1)。
如上所述，在该实施例中，设置在第一导电聚合物层21与第二导电聚合物层23之间的阻挡层22能够阻挡构成第二导电聚合物层23的自掺杂型导电聚合物到第一导电聚合物层21和多孔阳极体11的孔中的迁移。因此，可以保持第二导电聚合物层23的形状并防止第二导电聚合物层23的边缘覆盖被降解。因此，可以防止固体电解电容器的泄漏电流增加。
在该实施例中，第二导电聚合物层23(在外部形成的导电聚合物层)的角部分的膜厚度与其平面部分的膜厚度之比不小于0.5且大于1.5，优选不小于0.7且不大于1.5，并且进一步优选不小于1.0且不大于1.4。
角部分的膜厚度与平面部分的膜厚度之比是角部分的膜厚度t2与第二导电聚合物层23的平面部分的膜厚度t1之比(＝t2/t1)(如图3所示)。平面部分对应于阳极体11的平面部分，通常靠近阳极体11的中心部分。角部分对应于阳极体11的边缘(角)，角部分的膜厚度t2对应于从阻挡层22的角部分的表面到第二导电聚合物层23的角部分的膜厚度。
在该实施例中，第二导电聚合物层23的角部分的膜厚度与第二导电聚合物层23的平面部分的膜厚度之比不小于0.5且不大于1.5，由此，阳极体11的边缘部分能够明确地被第二导电聚合物层23覆盖。因此，可以防止固体电解电容器的泄漏电流增加。
接下来将对用于制造根据该实施例的固体电解电容器的方法进行说明。图4是用于描述用于制造根据该实施例的固体电解电容器的方法的流程图。下文中，将参考图1和2描述制造固体电解电容器的方法。
当制造根据该实施例的固体电解电容器时，首先形成阳极体11(步骤S1)。阀金属可用于阳极体11。阀金属可由上述材料制成。
接下来，通过对阳极体(阀金属)11进行阳极化处理来在阳极体11的表面上形成介电层12(步骤S2)。之后，在介电层12上形成第一导电聚合物层21(步骤S3)。异质掺杂有单分子掺杂剂的导电聚合物可用于第一导电聚合物层21。例如，第一导电聚合物可以选自聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺及其衍生物的至少一种物质。在该实施例中，使用化学聚合形成第一导电聚合物层21。例如，在通过使用化学聚合形成第一导电聚合物层21之后，通过使用溶剂(水、酒精等)来清洗所形成的第一导电聚合物层21，以便可以去除未反应的物质和氧化剂等的残留物。
作为示例，将其上形成有介电层12的阳极体11(以下也简称为阳极体11)浸入对甲苯磺酸铁(III)的水溶液中，然后干燥以除去其中的水分，从而在介电层12上形成氧化剂晶体。接下来，将阳极体11浸入3,4-乙烯二氧噻吩的未稀释溶液中，并使其与氧化剂晶体发生化学聚合反应。之后，用水和酒精清洗阳极体11，以便从中去除未反应物质和氧化剂残留物。通过上述一系列过程，可在介电层12的表面上形成第一导电聚合物层21。注意，上述用于形成第一导电聚合物层21的方法仅仅是一个示例，并且在该实施例中，可以通过使用其他方法来形成第一导电聚合物层21。
接下来，在第一导电聚合物层21上形成阻挡层22(步骤S4)。阻挡层22可以使用异质掺杂有聚合物掺杂剂的导电聚合物形成。阻挡层22可由例如包括胺或胺盐的材料形成。包括胺或胺盐的材料可以是含有胺的自掺杂型导电聚合物和异质掺杂有包含胺的聚合物掺杂剂的导电聚合物中的至少一种。此外，可使用抗氧化剂形成阻挡层22。阻挡层22可以仅使用上述材料中的一种来形成，或者可以通过多种上述材料的组合来形成。换句话说，阻挡层22可以是单层，也可以是多层。
接下来，在阻挡层22上形成第二导电聚合物层23(步骤S5)。对于第二导电聚合物层23，能够使用包含多个侧链的自掺杂型导电聚合物，所述多个侧链含有能够被掺杂的官能团。例如，可以使用自掺杂型导电聚合物形成第二导电聚合物，该自掺杂型导电聚合物由聚吡咯、聚噻吩或聚苯胺构成，并且含有包含能够被掺杂的官能团的多个侧链。
作为示例，将已经在其中形成阻挡层22的阳极体11浸入含有用于第二导电聚合物层23的材料的溶液中，并在预定温度下干燥预定时间，以便可以形成第二导电聚合物层23。如上所述，可交替多次重复阻挡层22的形成(步骤S4)和第二导电聚合物层23的形成(步骤S5)。在这种情况下，多个阻挡层22和多个第二导电聚合物层23交替层压在第一导电聚合物层21上。
在形成第二导电聚合物层23之后，形成阴极层16(步骤S6)。阴极层16能够通过层压例如碳层和银层来形成。
接下来，形成引线框架(电极)20a和20b(步骤S7)。具体地，引线框架20a通过使用焊接连接到阳极引线18。此外，引线框架20b通过使用导电粘合剂17连接到阴极层16。
之后，形成外部树脂19(步骤S8)。注意，外部树脂19的形成使得两个引线框架20a和20b的部分暴露于外部。对于用于外部树脂19的树脂没有特殊限制。例如，能够使用热固性环氧树脂或固化液体树脂的方法。
通过使用上述用于制造固体电解电容器的方法，可以制造根据该实施例的固体电解电容器。
如上所述，在该实施例中，在第一导电聚合物层21与第二导电聚合物层23之间提供阻挡层22。因此，可以阻挡构成第二导电聚合物层23的自掺杂型导电聚合物到第一导电聚合物层21和多孔阳极体11的孔中的迁移。因此，可以保持第二导电聚合物层23的形状并防止第二导电聚合物层23的边缘覆盖被降解。因此，可以防止固体电解电容器的泄漏电流增加。
接下来将对根据本实施例的固体电解电容器的另一配置示例进行说明。图5是示出包括在根据该实施例的固体电解电容器中的固体电解质层的另一个示例的横截面图。图5所示的固体电解质层13a包括阻挡层31和导电聚合物层32。
阻挡层31形成在介电层12上。阻挡层31使用异质掺杂有聚合物掺杂剂的导电聚合物形成。异质掺杂有聚合物掺杂剂的导电聚合物起到薄膜状阻挡层(抑制层)的作用。此外，阻挡层31可由例如包括胺或胺盐的材料形成。当阻挡层31包括包含胺或胺盐的材料时，该阻挡层通过电捕获起到阻挡层(抑制层)的作用。此外，包括胺或胺盐的材料可以是含有胺的自掺杂型导电聚合物和异质掺杂有包含胺的聚合物掺杂剂的导电聚合物中的至少一种。
该导电聚合物层32形成在阻挡层31上。对于该导电聚合物层32，能够使用包含多个侧链的自掺杂型导电聚合物，所述多个侧链含有能够被掺杂的官能团。例如，可以使用自掺杂型导电聚合物形成该导电聚合物，该自掺杂型导电聚合物由聚吡咯、聚噻吩或聚苯胺构成，并且含有包含能够被掺杂的官能团的多个侧链。
在本实施例中，阻挡层31阻挡自掺杂型导电聚合物从该导电聚合物层32向多孔阳极体11的孔中的迁移(参见图1)。
在图5所示的配置中，设置在介电层12与导电聚合物层32之间的阻挡层31能够阻挡构成导电聚合物层32的自掺杂型导电聚合物到多孔阳极体11的孔中的迁移。因此，可以保持该导电聚合物层32的形状并防止该导电聚合物层32的边缘覆盖被降解。因此，可以防止固体电解电容器的泄漏电流增加。
在图5所示的配置中，导电聚合物层32的角部分的膜厚度与导电聚合物层32的平面部分的膜厚度之比不小于0.5且不大于1.5，优选不小于0.7且不大于1.5，并且进一步优选不小于1.0且不大于1.4。
[示例]
虽然将基于示例进一步详细描述本发明，但本发明不限于以下示例。
<示例1>
首先，通过在磷酸水溶液中以50V的电压对用作阀金属的钽细粉烧结体进行阳极化处理来形成电容器元件，从而在钽细粉烧结体的整个表面上形成由氧化钽制成的介电层。
接下来，将覆盖有表面处理剂层的电容器元件浸入30wt％对甲苯磺酸铁(III)甲醇溶液中10分钟，该溶液用作氧化剂和掺杂剂，然后在室温下干燥30分钟。之后，将电容器元件浸入噻吩衍生物的3,4-亚乙基二氧噻吩中10分钟，噻吩衍生物是一种提供导电聚合物的单体。然后，将电容器元件在室温下保持30分钟，从而聚合3,4-亚乙基二氧噻吩。然后，将电容器元件浸入乙醇中，清洗掉未反应的物质和氧化剂残留物。通过重复八次上述一系列聚合操作，包括氧化剂的补充(即添加)和3,4-亚乙基二氧噻吩的补充和清洗，在介电层上形成由掺杂有对甲苯磺酸的聚乙烯二氧噻吩(PEDOT)构成的第一导电聚合物层。
接下来，将其中形成有第一导电聚合物层的电容器元件浸入PEDOT-PSS水性分散液中，该水性分散液是掺杂有作为聚合物掺杂剂的聚苯乙烯磺酸(PSS)的导电聚合物的分散液，并从中拉出。之后，将所得电容器元件在120℃下干燥30分钟，然后在第一导电聚合物层上形成由膜状导电聚合物构成的阻挡层。
接下来，将形成有阻挡层的电容器元件浸入导电聚合物水溶液中，在该溶液中溶解包含含有能够被掺杂的官能团的多个侧链的自掺杂型PEDOT，并从中拉出。之后，将所得电容器元件在120℃下干燥30分钟，由此形成膜状导电聚合物。重复三次该操作以在阻挡层上形成由自掺杂型导电聚合物构成的第二导电聚合物层。
在形成第二导电聚合物层后，将颗粒浸入石墨糊中，从中拉出，然后在120℃下干燥1小时，由此形成石墨层。在形成石墨层后，将颗粒浸入银浆中，从中拉出，然后在120℃下干燥1小时，由此形成银层。接下来，将阀金属引线焊接并连接到电极。此外，银层通过使用导电粘合剂连接到电极。然后，通过形成外部树脂制造固体电解电容器。
表1示出了制造固体电解电容器时进行检查时的泄漏电流故障率、第二导电聚合物层的角部分的膜厚度以及第二导电聚合物层的角部分的膜厚度与第二导电聚合物层的平面部分的膜厚度之比。通过对20个固体电解电容器制作完成后进行抛光，观察其横截面，计算出其膜厚度和膜厚度比。
<示例2>
采用与示例1相同的方法制造固体电解电容器，不同之处在于使用1,10-癸二胺而不是使用PEDOT-PSS形成阻挡层。
具体地，将其中形成有第一导电聚合物层的电容器元件浸入1,10-癸二胺水溶液中并从中拉出。之后，将获得的电容器元件在105℃下干燥20分钟，由此在第一导电聚合物层上形成由1,10-癸二胺晶体制成的阻挡层。与实施例1一样，制造固体电解电容器时进行检查时的泄漏电流故障率、第二导电聚合物层的角部分的膜厚度以及第二导电聚合物层的角部分的膜厚度与第二导电聚合物层的平面部分的膜厚度之比在表1中示出。
<示例3>
采用与实施例1相同的方法制造固体电解电容器，不同之处在于使用导电聚合物水溶液而不是使用PEDOT-PSS来形成阻挡层，在该溶液中溶解了自掺杂型PEDOT，该PEDOT包含含有能够被掺杂的官能团的多个侧链和含有仲胺的多个侧链。
具体地，将其中形成有第一导电聚合物层的电容器元件浸入导电聚合物水溶液中，并从中拉出，在该溶液中溶解了自掺杂型PEDOT，该PEDOT包含含有能够被掺杂的官能团的多个侧链和含有仲胺的多个侧链。之后，将所得电容器元件在105℃下干燥20分钟，由此在第一导电聚合物层上形成由自掺杂型PEDOT制成的阻挡层。与实施例1一样，制造固体电解电容器时进行检查时的泄漏电流故障率、第二导电聚合物层的角部分的膜厚度以及第二导电聚合物层的角部分的膜厚度与第二导电聚合物层的平面部分的膜厚度之比在表1中示出。
<示例4>
采用与示例1相同的方法制造固体电解电容器，不同之处在于使用羟基苯而不是使用PEDOT-PSS形成阻挡层。
具体地，将其中有形成第一导电聚合物层的电容器元件浸入其中溶解了具有抗氧化功能的三羟基苯甲酸的乙醇溶液中并从中拉出。之后，将获得的电容器元件在室温下干燥60分钟，由此在第一导电聚合物层上形成由抗氧化剂制成的阻挡层。与实施例1一样，制造固体电解电容器时进行检查时的泄漏电流故障率、第二导电聚合物层的角部分的膜厚度以及第二导电聚合物层的角部分的膜厚度与第二导电聚合物层的平面部分的膜厚度之比在表1中示出。
<示例5>
采用与实施例1相同的方法制造固体电解电容器，直到在介电层上形成第一导电聚合物层。
之后，将其中形成有第一导电聚合物层的电容器元件浸入其中溶解了具有抗氧化功能的三羟基苯甲酸的乙醇溶液中并从中拉出。之后，将获得的电容器元件在室温下干燥60分钟，由此在第一导电聚合物层上形成由抗氧化剂制成的第一阻挡层。
接下来，如示例1中所示，形成由自掺杂型PEDOT制成的第二导电聚合物层，该PEDOT含有包含能够被掺杂的官能团的多个侧链。之后，将其中形成有第二导电聚合物层的电容器元件浸入1,10-癸二胺水溶液中并从中拉出。然后，将获得的电容器元件在105℃下干燥20分钟，由此在第二导电聚合物层上形成由1,10-癸二胺晶体制成的第二阻挡层。
接下来，如示例1中所示，在上述第二阻挡层上形成由自掺杂型PEDOT制成的第三导电聚合物层，该PEDOT含有包含能够被掺杂的官能团的多个侧链。再次重复进行第二阻挡层的形成和第三导电聚合物层的形成，由此形成第三阻挡层和第四导电聚合物层。
如果将阻挡层的形成和导电聚合物层(自掺杂型PEDOT)的形成重复两到十次，则可使导电聚合物层的膜厚度均匀。
与实施例1一样，制造固体电解电容器时进行检查时的泄漏电流故障率、第二至第四导电聚合物层中的每一个的角部分的膜厚度以及第二至第四导电聚合物层中的每一个的角部分的膜厚度与第二至第四导电聚合物层中的每一个的平面部分的膜厚度之比在表1中示出。
<比较示例1>
采用与示例1相同的方法制造固体电解电容器，不同之处在于未形成阻挡层。与实施例1一样，制造固体电解电容器时进行检查时的泄漏电流故障率、第二导电聚合物层的角部分的膜厚度以及第二导电聚合物层的角部分的膜厚度与第二导电聚合物层的平面部分的膜厚度之比在表1中示出。
<比较示例2>
使用PEDOT-PSS多次形成第二导电聚合物层，而不是形成由自掺杂型导电聚合物构成的第二导电聚合物层。采用与实施例1相同的方法制造固体电解电容器，不同之处在于上述点。
具体地，将其中形成有第一导电聚合物层的电容器元件浸入PEDOT-PSS水分散液中并从中拉出。然后，将所得电容器元件在120℃下干燥30分钟。从浸泡在PEDOT-PSS水分散液到干燥的操作重复八次，由此在第一导电聚合物层上形成由类似PEDOT-PSS的薄膜构成的第二导电聚合物层。在形成由PEDOT-PSS制成的第二导电聚合物层后，依次形成石墨层和银层。以这种方式，制造固体电解电容器，如实施例1所示。与实施例1一样，制造固体电解电容器时进行检查时的泄漏电流故障率、第二导电聚合物层的角部分的膜厚度以及第二导电聚合物层的角部分的膜厚度与第二导电聚合物层的平面部分的膜厚度之比在表1中示出。
Figure BDA0003743840020000131
如表1所示，示例1-5中的每一个的泄漏电流故障率都低于比较示例1和2中的泄漏电流故障率。此外，在示例1-5中，第二导电聚合物层的角部分的膜厚度和膜厚度比表现出良好的值。
在比较示例1中，当形成由自掺杂型导电聚合物构成的第二导电聚合物层时，自掺杂型导电聚合物渗透到第一导电聚合物层中，其中使用化学聚合或多孔阳极体的孔形成导电聚合物，防止在第一导电聚合物层上形成第二导电聚合物层。
从如此描述的公开内容中明显的是，可以以多种方式改变本公开的实施例。此类变化不应被视为背离本公开的精神和范围，并且对于本领域技术人员而言显而易见的所有此类修改旨在包含在所附权利要求的范围内。

Claims (12)

1.一种固体电解电容器，包括：
由阀金属制成的阳极体；
形成在阳极体上的介电层；以及
形成在介电层上的固体电解质层，其中
所述固体电解质层包括：
第一导电聚合物层，其形成在介电层上并且异质掺杂有单分子掺杂剂；
在第一导电聚合物层上形成的阻挡层；以及
第二导电聚合物层，其形成在阻挡层上并且由包含多个侧链的自掺杂型导电聚合物构成，所述多个侧链包含能够被掺杂的官能团，以及
所述阻挡层阻挡自掺杂型导电聚合物从第二导电聚合物层迁移到第一导电聚合物层中和/或阻挡自掺杂型导电聚合物从第二导电聚合物层迁移到多孔阳极体的孔中。
2.根据权利要求1所述的固体电解电容器，其中所述阻挡层是使用异质掺杂有聚合物掺杂剂的导电聚合物形成的。
3.根据权利要求1所述的固体电解电容器，其中所述阻挡层由包括胺或胺盐的材料形成。
4.根据权利要求3所述的固体电解电容器，其中所述包括胺或胺盐的材料是含有胺的自掺杂型导电聚合物和异质掺杂有包含胺的聚合物掺杂剂的导电聚合物中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的固体电解电容器，其中所述阻挡层包括抗氧化剂。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的固体电解电容器，其中所述固体电解质层包括交替层压在第一导电聚合物层上的多个第二导电聚合物层和多个阻挡层。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的固体电解电容器，其中所述第一导电聚合物层是利用选自聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺及其衍生物的至少一种物质形成的。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的固体电解电容器，其中所述第二导电聚合物层是利用自掺杂型导电聚合物形成的，所述自掺杂型导电聚合物由聚吡咯、聚噻吩或聚苯胺构成，并且含有包含能够被掺杂的官能团的多个侧链。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的固体电解电容器，其中所述第二导电聚合物层的角部分的膜厚度与第二导电聚合物层的平面部分的膜厚度之比不小于0.5且不大于1.5。
10.一种固体电解电容器，包括：
由阀金属制成的阳极体；
形成在阳极体上的介电层；以及
形成在介电层上的固体电解质层，其中
所述固体电解质层包括：
第一导电聚合物层，其形成在介电层上并且异质掺杂有单分子掺杂剂；以及
第二导电聚合物层，其形成在第一导电聚合物层上并且由包含多个侧链的自掺杂型导电聚合物构成，所述多个侧链包含能够被掺杂的官能团，以及
所述第二导电聚合物层的角部分的膜厚度与第二导电聚合物层的平面部分的膜厚度之比不小于0.5且不大于1.5。
11.一种固体电解电容器，包括：
由阀金属制成的阳极体；
形成在阳极体上的介电层；以及
形成在介电层上的固体电解质层，其中
所述固体电解质层包括：
在介电层上形成的阻挡层；以及
导电聚合物层，其形成在阻挡层上并且由包含多个侧链的自掺杂型导电聚合物构成，所述多个侧链包含能够被掺杂的官能团，以及
所述阻挡层阻挡自掺杂型导电聚合物从导电聚合物层迁移到多孔阳极体的孔中。
12.一种制造固体电解电容器的方法，所述方法包括：
在由阀金属制成的阳极体上形成介电层；以及
在介电层上形成固体电解质层，其中
所述固体电解质层的形成包括：
在介电层上形成异质掺杂有单分子掺杂剂的第一导电聚合物层；
在第一导电聚合物层上形成阻挡层；以及
在阻挡层上形成第二导电聚合物层，第二导电聚合物层由包含多个侧链的自掺杂型导电聚合物构成，所述多个侧链包含能够被掺杂的官能团，
所述阻挡层由能够阻挡自掺杂型导电聚合物从第二导电聚合物层迁移到第一导电聚合物层中和/或阻挡自掺杂型导电聚合物从第二导电聚合物层迁移到多孔阳极体的孔中的材料形成。
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