KR102414081B1 - 고전압 알루미늄 고분자 커패시터 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고전압 알루미늄 고분자 커패시터 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 절연지로서 PET를 주성분으로 하고 아라미드 및 셀룰로오스를 함유하는 합성섬유를 사용하고, 전도성 고분자로서 PEDOT:PSS를 사용하며, 탄화 공정을 대신하여 계면활성제 용액을 함침하는 공정을 사용함으로써, 절연지의 절연성과 전도성 고분자의 내전압 특성을 향상시켜서, 커패시터의 특성을 저하시키지 않으면서 100V급 정격전압을 구현할 수 있다.
Description
본 발명은 알루미늄 고분자 커패시터에 관한 것으로서, 특히 30~100V급의 정격전압을 구현할 수 있는 고전압 알루미늄 고분자 커패시터 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
이하에 기술되는 내용은 단순히 본 발명과 관련되는 배경 정보만을 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것이 아니다.
알루미늄 고분자 커패시터는 우수한 특성과 높은 신뢰성으로 인해 전해 커패시터로서 많이 사용되고 있으며, 최근에는 정격전압 30~100V급의 고전압 알루미늄에 대한 연구 및 개발도 활발하게 이루어지고 있다.
정격전압 30V 이상의 고전압 알루미늄 고분자 커패시터 제조를 위해서는, 커패시터 자체의 내전압 성능을 향상시켜야 한다. 일반적인 커패시터의 내전압은 알루미늄 양극 전극의 화성전압(formation voltage)에 비례하여 전극 표면에 생성되는 유전체(Al2O3)의 두께에 좌우된다. 그러나 고분자 커패시터에서는, 고체 전해질 겸 실질적인 음극으로 사용되는 전도성 고분자의 낮은 저항으로 인하여, 아무리 높은 화성전압의 양극 전극을 사용하더라도 30V 이상의 내전압을 구현하는 것은 거의 불가능하다.
구체적으로 설명하면, 현재의 고분자 커패시터 제조 방법에서는, 셀룰로오스(Cellulose) 성분의 절연지(separator)를 200 내지 300℃ 범위에서 태우는 탄화 공정(carbonization process)을 적용하고 있기 때문에, 양극의 유전체 피막이 열 스트레스를 받아 미세한 열 손상이 발생하고, 이는 내전압과 누설전류 특성을 현저하게 저하시킨다. 또한, 절연지의 절연성이 급격히 낮아져서 내전압 특성을 급격히 저하시키므로 30V 이상의 내전압을 확보하는 것은 거의 불가능하다.
또한, 고온의 탄화 공정은 소자의 냉각 시간을 필요로 하므로 공정 시간이 길어져서 생산성을 저하시키며, 내열성이 높은 고가의 부품들을 사용해야 하므로 원가를 상승시키는 문제점도 있다.
이러한 탄화 공정에 따른 알루미늄 고분자 커패시터에서의 문제점을 개선하기 위하여, 탄화 온도를 200℃ 이하로 낮추는 저온탄화나, 탄화 공정을 제거한 미탄화를 실시하는 다양한 제조 방법들이 시도되고 있다.
그러나 저온탄화의 경우, 절연지의 전처리를 위해 인산 등의 산성 또는 수산화나트륨 등의 염기성 용액을 사용하므로 금속 전극에 화학적 손상이 발생하게 되고, 이에 따라 고전압 달성이 어렵고, 공정이 복잡하고 수율이 저하되는 문제가 발생된다. 또한, 미탄화의 경우, 절연지에 사용되는 셀룰로오스 성분의 바인더를 사용함으로 인하여, 커패시터 자체의 등가 직렬 저항(ESR: Equivalent Series Resistance)이 높아지게 되고, 이를 제거하기 위한 세척 공정이 필요하게 되어, 공정 시간, 커패시터 특성, 수율 등에서 여전히 문제가 있다. 즉, 현재의 저온탄화 및 미탄화 공정으로는, 상기한 탄화 공정으로 인한 문제점을 충분히 해결할 수가 없다.
따라서, 상기한 탄화 공정에서의 문제점들을 해결할 수 있으면서 30V 이상의 고전압을 보장할 수 있고, 또한 안정적인 내전압, 누설전류 특성 등을 갖는 알루미늄 고분자 커패시터 및 그 제조 방법을 개발할 필요가 있다.
본 발명은 상기한 종래의 고전압 알루미늄 고분자 커패시터에서의 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 본 발명은 커패시터 제조 공정에서 절연지(separator)의 탄화 공정을 제거할 수 있으며, 절연지의 절연성과 전도성 고분자의 내전압 특성을 향상시킬 수 있는 방법을 개발하고자 하는 것이다. 또한, 커패시터의 특성을 저하시키지 않으면서 100V급 정격전압도 구현할 수 있고, 수율 및 생산 원가도 개선할 수 있는 고전압 알루미늄 고분자 커패시터 및 그 제조 방법을 제공하고자 하는 것이다.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명에 따른 고전압 알루미늄 고분자 커패시터는, 양극 전극과 음극 전극 사이에 절연지를 삽입하여 권취하고, 전해질층으로서 전도성 고분자를 주입하여 형성된 고전압 알루미늄 고분자 커패시터로서, 상기 절연지는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)을 주성분으로 하고 아라미드(Aramid) 및 셀룰로오스(Cellulose)를 함유하는 합성섬유로 이루어지며, 상기 전도성 고분자는 PEDOT:PSS인 것이 바람직하다.
상기 고전압 알루미늄 고분자 커패시터는 상기 양극 전극, 음극 전극 및 절연지를 권취하는 권취 테이프를 포함하고, 상기 권취 테이프는 PET로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 양극 전극 및 음극 전극은 외부 인출용 리드 단자를 포함하고, 상기 리드 단자는 주석도금으로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 고전압 알루미늄 고분자 커패시터의 제조 방법은, (a) 양극 알루미늄박 표면에 유전체 산화피막을 형성시킨 후, 상기 양극 알루미늄박과 음극 알루미늄박 사이에 절연지를 삽입하고 권취하여, 권취 소자를 형성하는 단계; (b) 상기 권취 소자에 계면활성제 용액을 함침시키는 단계; 및 (c) 상기 권취 소자에 전도성 고분자 용액을 주입시켜 중합시키는 단계를 포함하여 이루어진다.
상기 계면활성제의 함침 단계 (b)는, 상기 권취 소자를 비닐계 계면활성제 용액에 침적시킨 후 건조하여 실행할 수 있으며, 상기 계면활성제 용액의 건조는 대류 방식 또는 복사 방식에 의한 건조로서, 150±30℃에서 30~60분간 실시하는 것이 바람직하다.
상기 전도성 고분자의 중합 단계 (c)는, 상기 권취 소자를 PEDOT:PSS 분산 수용액에 감압 상태에서 침적시킨 후 건조하여 실행할 수 있다.
상기 양극 알루미늄박과 음극 알루미늄박 사이에 삽입되는 절연지는, PET, 아라미드 및 셀룰로오스를 함유하는 합성섬유로 형성하는 것이 바람직하다.
상기 권취 소자의 형성 단계 (a)는, 상기 양극 전극, 음극 전극 및 절연지를 PET로 형성된 권취 테이프로 권취하는 것이 바람직하다.
상기 권취 소자의 형성 단계 (a)는, 상기 양극 전극과 음극 전극에, 주석도금으로 외부 인출용 리드 단자를 형성하는 것이 바람직하다.
상기 고전압 알루미늄 고분자 커패시터는 정격전압이 30V 이상인 것이 바람직하다.
본 발명의 고전압 알루미늄 고분자 커패시터 및 그 제조 방법에 의하면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.
첫째, 절연지의 절연성과 전도성 고분자의 내전압 특성을 향상시켜, 정전용량 달성률, 유전손실, ESR, 누설전류 등의 특성을 저하시키지 않으면서, 100V급 정격전압의 커패시터를 양호한 수율로 제조할 수 있다.
둘째, 탄화 공정을 실시하지 않으므로, 생산 속도를 증가시킬 수 있다.
셋째, 탄화 공정을 실시하지 않으므로, 저가의 권취 테이프 및 리드 단자를 사용할 수 있고, 이에 따라 생산 원가를 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 알루미늄 고분자 커패시터의 개략적인 구조를 나타낸다.
도 2는 절연지의 전자현미경 사진을 비교한 것으로서, (a)는 셀룰로오스, (b)는 나일론/셀룰로오스/PVA 바인더, (c)는 PET/아라미드/셀룰로오스를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 알루미늄 고분자 커패시터의 제조 방법을 나타낸다.
도 2는 절연지의 전자현미경 사진을 비교한 것으로서, (a)는 셀룰로오스, (b)는 나일론/셀룰로오스/PVA 바인더, (c)는 PET/아라미드/셀룰로오스를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 알루미늄 고분자 커패시터의 제조 방법을 나타낸다.
이하, 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명한다.
일반적으로 알루미늄 고분자 커패시터는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 양극 전극(10), 음극 전극(20), 절연지(30), 전도성 고분자(40)를 포함하여 구성된다. 또한, 양극 전극(10)에는 유전체 산화피막(12)이 형성되어 있고, 양극 전극(10)과 음극 전극(20)에는 외부 인출용 리드(Lead) 단자(50)가 부착되어 있다. 양극 전극(10) 및 음극 전극(20)과 그 사이에 삽입된 절연지(30)는 권취 테이프(60)에 의해 한꺼번에 감겨서 형성된다.
본 발명에 따른 알루미늄 고분자 커패시터는, 탄화 공정을 실행하지 않고 내전압 특성을 향상시키기 위해, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 주성분으로 하고 아라미드 및 셀룰로오스를 함유하는 합성섬유로 형성된다.
기존의 셀룰로오스 성분의 종이 절연지를 사용할 경우, 탄화 공정 없이 30V 이상이 내전압을 확보하기 어렵고, 또한 절연지로서 나일론/셀룰로오스/PVA 바인더를 사용할 경우, 탄화 공정 없이 제조가 가능하나 63V 이상의 내전압의 확보가 어려울 뿐만 아니라, 제품 특성의 불균일, 세척 시간의 증가, 수율 저하 등의 문제를 발생시킨다.
도 2에 종래의 절연지와 본 발명의 절연지를 비교해서 나타내었다. 도 2에서 (a)는 셀룰로오스, (b)는 나일론/셀룰로오스/PVA 바인더, (c)는 PET/아라미드/셀룰로오스의 전자현미경(SEM: Scanning Electron Microscope) 사진을 1000배의 배율로 나타낸 것이다.
본 발명에서와 같이 PET를 주성분으로 하고 아라미드 및 셀룰로오스를 함유하는 합성섬유로 절연지를 형성할 경우, 탄화 공정 없이 100V급의 정격전압을 구현할 수 있고, 내열성을 향상시키고 균일한 제품 특성을 달성할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 알루미늄 고분자 커패시터는, 내전압성 및 누설전류 특성을 개선하기 위해, 전도성 고분자를 PEDOT:PSS로 형성한다. 기존에 전도성 고분자로 사용되는 PEDOT는 30V 이상의 정격전압을 구현할 수 없었으나, 본 발명에서는 PEDOT:PSS를 전도성 고분자로 사용함으로써, 30~100V의 정격전압을 구현할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 알루미늄 고분자 커패시터는, 탄화 공정 없이 제조되므로, 양극 전극(10), 음극 전극(20) 및 절연지(30)를 권취하기 위한 권취 테이프(60)로서 폴리이미드(polyimide)와 같은 고가의 재료를 사용할 필요가 없다. 따라서 본 발명의 실시예에서 권취 테이프(60)는 PET와 같은 저가의 재료로 형성할 수 있다.
마찬가지로, 본 발명에 따른 알루미늄 고분자 커패시터는, 탄화 공정 없이 제조되므로, 양극 전극(10)과 음극 전극(20)의 외부 인출용 리드 단자(50)로서 은도금 단자나 니켈도금 단자와 같은 고가의 재료를 사용할 필요가 없다. 따라서 본 발명의 실시예에서 리드 단자는 주석도금과 같은 저가의 재료로 형성할 수 있다.
다음으로, 상기한 본 발명에 따른 알루미늄 고분자 커패시터를 제조하는 방법을 설명한다.
일반적으로 알루미늄 고분자 커패시터의 제조 공정은, 에칭(etching), 화성(forming), 재단(slitting), 권취(winding), 용접(welding), 탄화(carbonization), 재화성(re-forming), 중합(polymerization), 조립(assembling), 에이징(aging) 등의 공정을 포함하여 실행되고 있다.
본 발명의 알루미늄 고분자 커패시터의 제조 방법은, 탄화 공정을 제거하고 비닐계 계면활성제 공정을 추가한 것으로서, 도 3에 주요 공정을 흐름도로서 나타내었다.
먼저, 도 3에 나타낸 바와 같이, 양극 알루미늄박 표면에 유전체 산화피막을 형성시킨 후, 상기 양극 알루미늄박과 음극 알루미늄박 사이에 절연지를 삽입하고 권취하여, 권취 소자를 형성한다 (단계 100). 즉, 단계 100은 일반적인 에칭, 화성, 재단 및 권취 공정 등을 통하여 권취 소자를 형성하는 단계이다.
상기 양극 알루미늄박과 음극 알루미늄박 사이에 삽입되는 절연지는, PET를 주성분으로 하고 아라미드 및 셀룰로오스를 함유하는 합성섬유로 형성한다. 이러한 절연지는 내전압 및 내열성을 향상시킬 수 있다. 본 실시예에서 양극 전극, 음극 전극 및 절연지는 PET로 형성된 권취 테이프로 권취한다. 본 발명에서는 탄화 공정을 실시하지 않으므로, 고가의 재료로 형성된 권취 테이프를 사용할 필요가 없다.
또한, 상기한 권취 소자의 형성 단계(100)에서는, 양극 전극과 음극 전극에 외부 인출용 리드 단자를 형성한다. 본 실시예에서는 리드 단자를 주석 도금으로 형성한다. 권취 테이프와 마찬가지로, 본 발명에서는 탄화 공정을 실시하지 않으므로, 고가의 재료로 리드 단자를 형성할 필요가 없다.
상기한 권취 소자의 형성 단계(100) 이후에, 용접 공정 및 재화성 공정이 실행될 수 있다. 용접 공정은 대량 생산을 위해 철 재질의 막대에 다수의 단위 소자를 저항 용접하여 고정시키는 공정이고, 재화성 공정은 손상된 유전체 산화피막을 수복하기 위해 양극 산화를 다시 실행하는 것이다.
다음으로, 상기와 같이 형성된 권취 소자에 비닐계 계면활성제 용액을 함침시킨다 (단계 200).
상기한 계면활성제 함침 단계(200)는, 본 발명에서 탄화 공정을 실시하지 않음에 따라 합성수지 절연지에 고분자 용액이 집중되는 현상을 방지하고, 미세 다공성 전극 내부의 흡습도를 상승시키기 위한 것이다.
계면활성제 함침 단계(200)는, 상기 권취 소자를 계면활성제 용액에 침적시킨 후 건조한다. 이때 계면활성제 농도는 0.1~3% 수용액으로 하고, 소자 침적은 1~10분, 소자 건조는 대류 방식 혹은 복사 방식에 의한 건조로서, 건조 오븐에서 150±30℃로 30~60분간 실시하는 것이 바람직하다.
다음으로, 고체 전해질층을 형성하기 위해, 권취 소자에 전도성 고분자 용액을 주입하여 중합시킨다 (단계 300).
상기 중합 단계(300)는 권취 소자를 PEDOT:PSS 분산 수용액에 감압 상태에서 침적시킨 후 건조한다. 이때, 1~20wt%의 PEDOT:PSS 분산 수용액을 1~30분 정도 침적시킨 후, 100~150℃로 30~60분 정도 건조하는 것이 바람직하다. 또한, 필요에 따라 침적 및 건조를 2~5회 반복할 수도 있다.
상기한 중합 단계(300) 이후에, 소자를 케이스에 밀봉하는 조립 공정과, 조립 완성된 소자를 전기적으로 에이징시키는 에이징 공정을 실행할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 고전압 알루미늄 고분자 커패시터의 제조 방법과 종래의 방법을 비교 실험한 결과에 대해 설명한다. 실험예 1~5는 35V, 실험예 6은 63V, 실험예 7은 100V 특성 구현을 위한 것이다. 이하에서 상기한 계면활성제 함침 단계(200)는 “계면활성제 공정”이라고 칭한다.
<실험예 1: 제품 35V/47㎌, 시료 각각 100개 평균>
- 종래 예: 탄화공정 실시, 계면활성제 공정 미실시, 셀룰로오스 절연지, PI 권취 테이프, PEDOT 전도성 고분자, 은도금 리드 단자
- 본 발명: 탄화공정 미실시, 계면활성제 공정 실시, PET/아라미드/셀룰로오스 절연지, PI 권취 테이프, PEDOT:PSS 전도성 고분자, 은도금 리드 단자
| 구 분 | 용량 (㎌) | 손실 (%) | ESR (mΩ) | LC 불량률 ≥0.2CV(329㎂) |
| 종래 예 | 49.5 | 1.6 | 16.9 | 98% 불량 |
| 본 발명 | 46.3 | 1.9 | 16.3 | 3% 불량 |
<실험예 2: 제품 35V/47㎌, 시료 각각 100개 평균>
- 종래 예: 탄화공정 미실시, 계면활성제 공정 미실시, PET/아라미드/셀룰로오스 절연지, PI 권취 테이프, PEDOT:PSS 전도성 고분자, 은도금 리드 단자- 본 발명: 탄화공정 미실시, 계면활성제 공정 실시, PET/아라미드/셀룰로오스 절연지, PI 권취 테이프, PEDOT:PSS 전도성 고분자, 은도금 리드 단자
| 구 분 | 용량 (㎌) | 손실 (%) | ESR (mΩ) | LC 불량률 ≥0.2CV(329㎂) |
| 종래 예 | 35.1 | 4.2 | 38.6 | 26% 불량 |
| 본 발명 | 46.3 | 1.9 | 16.3 | 3% 불량 |
<실험예 3: 제품 35V/47㎌, 시료 각각 100개 평균>
- 종래 예: 탄화공정 미실시, 계면활성제 공정 실시, 나일론/셀룰로오스/PVA 바인더 절연지, PI 권취 테이프, PEDOT:PSS 전도성 고분자, 은도금 리드 단자- 본 발명: 탄화공정 미실시, 계면활성제 공정 실시, PET/아라미드/셀룰로오스 절연지, PI 권취 테이프, PEDOT:PSS 전도성 고분자, 은도금 리드 단자
| 구 분 | 용량 (㎌) | 손실 (%) | ESR (mΩ) | LC 불량률 ≥0.2CV(329㎂) |
| 종래 예 | 38.6 | 3.8 | 33.7 | 31% 불량 |
| 본 발명 | 46.3 | 1.9 | 16.3 | 3% 불량 |
<실험예 4: 제품 35V/47㎌, 시료 각각 100개 평균>
- 종래 예: 탄화공정 미실시, 계면활성제 공정 실시, PET/아라미드/셀룰로오스 절연지, PI 권취 테이프, PEDOT:PSS 전도성 고분자, 은도금 리드 단자- 본 발명: 탄화공정 미실시, 계면활성제 공정 실시, PET/아라미드/셀룰로오스 절연지, PET 권취 테이프, PEDOT:PSS 전도성 고분자, 은도금 리드 단자
| 구 분 | 용량 (㎌) | 손실 (%) | ESR (mΩ) | LC 불량률 ≥0.2CV(329㎂) |
| 종래 예 | 46.3 | 1.9 | 16.3 | 3% 불량 |
| 본 발명 | 46.5 | 1.9 | 16.1 | 3% 불량 |
<실험예 5: 제품 35V/47㎌, 시료 각각 100개 평균>
- 종래 예: 탄화공정 미실시, 계면활성제 공정 실시, PET/아라미드/셀룰로오스 절연지, PI 권취 테이프, PEDOT:PSS 전도성 고분자, 은도금 리드 단자- 본 발명: 탄화공정 미실시, 계면활성제 공정 실시, PET/아라미드/셀룰로오스 절연지, PET 권취 테이프, PEDOT:PSS 전도성 고분자, 주석도금 리드 단자
| 구 분 | 용량 (㎌) | 손실 (%) | ESR (mΩ) | LC 불량률 ≥0.2CV(329㎂) |
| 종래 예 | 46.3 | 1.9 | 16.3 | 3% 불량 |
| 본 발명 | 46.2 | 2.0 | 16.6 | 6% 불량 |
<실험예 6: 제품 63V/10㎌, 시료 각각 50개 평균>
- 본 발명: 탄화공정 미실시, 계면활성제 공정 실시, PET/아라미드/셀룰로오스 절연지, PET 권취 테이프, PEDOT:PSS 전도성 고분자, 주석도금 리드 단자
| 구 분 | 용량 (㎌) | 손실 (%) | ESR (mΩ) | LC 불량률 ≥0.2CV(126㎂) |
| 본 발명 | 10.4 | 2.3 | 24.8 | 2% 불량 |
<실험예 7: 제품 100V/33㎌, 시료 각각 50개 평균>
- 본 발명: 탄화공정 미실시, 계면활성제 공정 실시, PET/아라미드/셀룰로오스 절연지, PET 권취 테이프, PEDOT:PSS 전도성 고분자, 주석도금 리드 단자
| 구 분 | 용량 (㎌) | 손실 (%) | ESR (mΩ) | LC 불량률 ≥0.2CV(660㎂) |
| 본 발명 | 35.1 | 2.7 | 10.4 | 4% 불량 |
상기한 실험 결과로부터 알 수 있듯이, 본 발명의 실시예와 같이 탄화 공정을 실시하지 않고, 계면활성제 공정을 실시하고, 절연지로서 PET/아라미드/셀룰로오스를 사용하고, 전도성 고분자로서 PEDOT:PSS를 사용함으로써, 63V급 및 100V급 고전압 고분자 커패시터를 제조할 수 있다.
구체적으로, 정격전압 100V까지 양품 수율 90% 이상으로 달성할 수 있으며, 누설전류 특성은 종래의 고분자 커패시터 대비 최소 50% 이상 개선할 수 있다. 또한, 탄화 공정을 실시하지 않으면서도, 탄화 공정을 실시하는 고분자 커패시터와 동일한 수준의 정전용량, 유전손실, 등가 직렬 저항을 구현할 수 있으며, 종래에 비해 양품 수율이 최소 20% 이상 증가될 수 있다. 또한, 탄화 공정의 미실시로 탄화 공정에 소요되는 4시간이 1시간 정도로 단축되어 생산 속도가 1/4로 단축될 수 있다. 또한, 고가의 PI 테이프 대신 60% 이상 저럼한 PET 권취 테이프를 사용할 수 있고, 은도금 혹은 니켈도금 단자 대신 60% 이상 저렴한 주석도금 단자를 사용할 수 있으므로, 재료비를 60% 이상 절감하는 효과를 기대할 수 있다.
이상 설명한 본 발명의 고전압 알루미늄 고분자 커패시터 및 그 제조 방법은 정격전압 30V 이상의 고분자 커패시터 분야에 최적으로 적용될 수 있다. 또한 다른 커패시터나 전자 부품의 제조에도 적절히 응용될 수 있을 것이다.
본 발명은 상기한 바람직한 실시예와 첨부한 도면을 참조하여 설명되었지만, 본 발명의 사상 및 범위 내에서 상이한 실시예를 구성할 수도 있다. 따라서 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위에 의해 정해지며, 본 명세서에 기재된 특정 실시예에 의해 한정되지 않는 것으로 해석되어야 한다.
10 양극 전극
12 유전체 산화피막
20 음극 전극
30 절연지
40 전도성 고분자
50 리드 단자
60 권취 테이프
12 유전체 산화피막
20 음극 전극
30 절연지
40 전도성 고분자
50 리드 단자
60 권취 테이프
Claims (3)
- 고전압 알루미늄 고분자 커패시터의 제조 방법에 있어서,
(a) 양극 알루미늄박 표면에 유전체 산화피막을 형성시킨 후, 상기 양극 알루미늄박과 음극 알루미늄박 사이에 절연지를 삽입하고 권취하여, 권취 소자를 형성하는 단계;
(b) 상기 권취 소자에 계면활성제 용액을 함침시키는 단계; 및
(c) 상기 권취 소자에 전도성 고분자 용액을 주입시켜 중합시키는 단계를 포함하며,
상기 절연지는, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 아라미드(Aramid) 및 셀룰로오스(Cellulose)를 함유하는 합성섬유이며,
상기 절연지는 탄화공정을 포함하지 않으며,
상기 양극 알루미늄박 및 음극 알루미늄박은 외부 인출용 리드 단자를 포함하고, 상기 리드 단자는 주석도금으로 형성된 것을 특징으로 하며,
상기 커패시터는 정격전압이 63V 내지 100V인 것을 특징으로 하며,
상기 전도성 고분자는 PEDOT:PSS이며,
상기 양극 알루미늄박, 음극 알루미늄박 및 절연지를 권취하는 권취 테이프를 포함하고, 상기 권취 테이프는 PET로 형성된 것이며,
상기 계면활성제의 함침 단계 (b)는
상기 권취 소자를 비닐계 계면활성제 용액에 침적시킨 후 건조하는 것이며,
상기 계면활성제 용액의 건조는, 대류 방식 또는 복사 방식에 의한 건조로서, 150±30℃에서 30~60분간 실시하는 것이며,
분극형 전극층을 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 고전압 알루미늄 고분자 커패시터의 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 전도성 고분자의 중합 단계 (c)는
상기 권취 소자를 PEDOT:PSS 분산 수용액에 감압 상태에서 침적시킨 후 건조하는 것을 특징으로 하는 고전압 알루미늄 고분자 커패시터의 제조 방법. - 제1항 또는 제2항 기재의 고전압 알루미늄 고분자 커패시터의 제조방법에 의하여 제조된 고전압 알루미늄 고분자 커패시터.
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