TWI699004B - 於電容器素子上形成高分子複合材料的方法 - Google Patents
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Abstract
本發明公開於電容器素子上形成高分子複合材料的方法，其包括製備步驟：形成包括3,4-二氧乙烯基噻吩、乳化劑、聚苯乙烯磺酸或其鹽類氧化劑以及溶劑的一勻相反應液。前處理步驟：靜置勻相反應液以產生微顆粒，形成一非勻相反應液。含浸步驟：將電容器素子含浸於非勻相反應液中，以將非勻相反應液塗佈於電容器素子上而形成一反應層。聚合步驟：對反應層進行加熱，以使3,4-二氧乙烯基噻吩與聚苯乙烯磺酸或其鹽類發生聚合反應而形成高分子複合材料，使反應層形成至少包括高分子複合材料的一高分子複合層。
Description
本發明涉及一種形成高分子複合材料的方法，特別是涉及一種於電容器素子上形成高分子複合材料的方法。
電容器已廣泛地被使用於消費性家電用品、電腦主機板及其周邊、電源供應器、通訊產品、及汽車等的基本元件，其主要的作用包括：濾波、旁路、整流、耦合、去耦、轉相等。故電容器是電子產品中不可缺少的元件之一。電容器依照不同的材質及用途，有不同的型態，包括鋁質電解電容、鉭質電解電容、積層陶瓷電容、薄膜電容等。先行技術中，固態電解電容器具有小尺寸、大電容量、頻率特性優越等優點，而可使用於中央處理器的電源電路的解耦合作用上。固態電解電容器是以固態電解質取代液態電解液作為陰極，而導電高分子基於其高導電性、製作過程容易等優點已被廣泛應用於固態電解電容的陰極材料。
可用於固態電容器之陰極的導電高分子包含聚苯胺（polyaniline，PAni）、聚吡咯（polypyrrole，PPy）及聚噻吩（polythiophene，PTh）等材料及其衍生物。其中，聚二氧乙烯基噻吩：聚苯乙烯磺酸（PEDOT：PSS）複合物具有優異的導電性，且相較於其他高分子，例如PAni和PPy等，PEDOT：PSS複合物具有較低的聚合速率，因此可在常溫下進行聚合反應而降低製備的困難度。另外，PEDOT：PSS複合物更具有相較於其他高分子較佳的耐候性及耐熱性。除此之外，PEDOT：PSS複合物還具有良好分散性、低生產成本、高透明度以及優異的處理性（Processability）。因此，使用PEDOT：PSS複合物作為形成電容器的陰極部上導電高分子層的原料，對於電容器的電氣效果的提升有很大的助益。
在本領域中，仍有需要提供一種於電容器素子上形成高分子複合材料的方法，用以簡化電容器的製造過程以及提升電容器的整體電氣性能。
本發明所要解決的技術問題在於，針對現有技術的不足提供一種於電容器素子上形成高分子複合材料的方法。
為了解決上述的技術問題，本發明所採用的其中一技術方案是，提供一種於電容器素子上形成高分子複合材料的方法。其包括一製備步驟、一靜置步驟、一含浸步驟和一聚合步驟。製備步驟包括：形成包括3,4-二氧乙烯基噻吩、乳化劑、聚苯乙烯磺酸或其鹽類氧化劑以及溶劑的一勻相反應液。靜置步驟包括：靜置勻相反應液以產生微顆粒，形成一非勻相反應液。含浸步驟包括：將電容器素子含浸於非勻相反應液中，以將非勻相反應液塗佈於電容器素子上，而形成一反應層。聚合步驟包括：加熱反應層，以使3,4-二氧乙烯基噻吩與聚苯乙烯磺酸或其鹽類發生聚合反應而形成一高分子複合材料，而使得反應層形成至少包括高分子複合材料的一高分子複合層。
本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的於電容器素子上形成高分子複合材料的方法，其能通過“靜置步驟形成具有微顆粒的非勻相反應液”以及“含浸步驟使電容器素子含浸於非勻相反應液中”的技術特徵，以提升電容器的電氣性能，而可具有較低的等效串聯電阻（Equivalent series resistance，ESR）和漏電流（Leakage current，LC）。
為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。
以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開有關“於電容器素子上形成高分子複合材料的方法”的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。
應當可以理解的是，雖然本文中可能會使用到“第一”、“第二”、“第三”等術語來描述各種元件，但這些元件不應受這些術語的限制。這些術語主要是用以區分一元件與另一元件。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。
首先，請參閱圖1及圖2。圖1為本發明實施例所提供的高分子複合材料，所應用的其中一種電容器的側視剖面示意圖。具體而言，本發明所提供的製造方法所製造而成的高分子複合材料，可應用於電容器1的陰極部N的導電高分子層102中。而圖2為本發明實施例所提供的其中一種電容器封裝結構的結構示意圖。圖2中所示為堆疊型固態電解電容器封裝結構，圖1中的電容器1，為圖2堆疊型固態電解電容器封裝結構4中的電容器單元42。
舉例而言，如圖1所示，電容器1可包括閥金屬箔片100、包覆閥金屬箔片100的氧化層101、包覆氧化層101的一部分的導電高分子層102、包覆導電高分子層102的碳膠層103，以及包覆碳膠層103的銀膠層104。前述電容器1的結構可依據產品實際需求加以調整。導電高分子層102主要是作為電容器1的固態電解質。
具體來說，導電高分子層102可以是通過本發明所提供的於電容器素子上形成高分子複合材料的方法所製成。據此，本發明中的電容器素子可以包括圖1所示的閥金屬箔片100以及其上的氧化層101。
如圖2所示，堆疊型固態電解電容器4包含多個依序堆疊的電容器單元42。另外，堆疊型固態電解電容器4包含導電支架41。導電支架41包含第一導電端子411及與第一導電端子411彼此分離一預定距離的第二導電端子412。另外，多個依序堆疊在一起且彼此電性連接的電容器單元42具有一電性連接於相對應的導電支架41的第一導電端子411的第一正極部P1及一電性連接於相對應的導電支架41的第二導電端子412的第一負極部N1。另外，通過封裝膠體43可將多個依序堆疊在一起且彼此電性連接的電容器單元42包覆，進而形成堆疊型固態電解電容器4。
另外，請參閱圖3及圖4。圖3為本發明實施例所提供的高分子複合材料，所應用的另一種電容器的立體示意圖，而圖4為本發明實施例所提供的另一種電容器封裝結構的側面示意圖。圖4中所示的為捲繞型固態電解電容器封裝結構。
如圖4所示，捲繞型固態電解電容器封裝結構3包括：捲繞式組件31、封裝組件32以及導電組件33。請參閱圖3，捲繞式組件31包括捲繞式正極導電箔片311、捲繞式負極導電箔片312以及兩個捲繞式隔離箔片313。更進一步來說，兩個捲繞式隔離箔片313的其中之一會設置在捲繞式正極導電箔片311與捲繞式負極導電箔片312之間，並且捲繞式正極導電箔片311與捲繞式負極導電箔片312兩者其中之一會設置在兩個捲繞式隔離箔片313之間。捲繞式隔離箔片313可為一種通過本發明所提供的製造方法而附著有本發明所提供的高分子複合材料的隔離紙或者紙製箔片。然而，本發明並不限制於此。在本發明的另一個實施例中，本發明所提供的於電容器素子上形成高分子複合材料的方法中，高分子複合材料可以形成在捲繞式正極導電箔片311、捲繞式負極導電箔片312以及兩個捲繞式隔離箔片313中的至少一個上。
再者，請復參閱圖4，捲繞式組件31會被包覆在封裝組件32的內部。舉例來說，封裝組件32包括一電容器殼體結構321（例如鋁殼或其它金屬殼體）以及一底端封閉結構322，電容器殼體結構321具有一用於容置捲繞式組件31的容置空間3210，並且底端封閉結構322設置在電容器殼體結構321的底端以封閉容置空間3210。此外，封裝組件32也可以是由任何絕緣材料所製成的封裝體。
導電組件33包括一電性接觸捲繞式正極導電箔片311的第一導電接腳331以及一電性接觸捲繞式負極導電箔片312的第二導電接腳332。舉例來說，第一導電接腳331具有一被包覆在封裝組件32的內部的第一內埋部3311以及一裸露在封裝組件32的外部的第一裸露部3312，並且第二導電接腳332具有一被包覆在封裝組件32的內部的第二內埋部3321以及一裸露在封裝組件32的外部的第二裸露部322。
接下來，將針對本發明所提供的於電容器素子上形成高分子複合材料的方法進行說明。請參閱圖5。圖5為本發明實施例所提供的於電容器素子上形成高分子複合材料的方法的流程圖。本發明所提供的方法包括依序進行的製備步驟（步驟S100）、靜置步驟（步驟S120）、前處理步驟（步驟S140）、含浸步驟（步驟S160）、聚合步驟（步驟S180）以及烘乾步驟（步驟S200）。
首先，在製備步驟中，於水（溶劑）中添加3,4-二氧乙烯基噻吩（3,4-ethylenedioxythiophene，EDOT）、氧化劑和聚苯乙烯磺酸或其鹽類，以形成一勻相反應液。勻相反應液為用於形成高分子複合材料的前驅物溶液。勻相反應液中各個組分之間發生化學反應後，可以形成高分子複合材料。具體來說，勻相反應液中所包括的3,4-二氧乙烯基噻吩以及聚苯乙烯磺酸或其鹽類之間的聚合反應，在氧化劑的存在下開始進行而形成聚二氧乙烯基噻吩：聚苯乙烯磺酸（PEDOT：PSS）複合物。
於本實施例中，氧化劑可以是過硫酸鹽類，例如：過硫酸銨、過硫酸鈉、過硫酸鉀或其組合物。聚苯乙烯磺酸或其鹽類可以是但不限於：聚苯乙烯磺酸、聚苯乙烯磺酸銨、聚苯乙烯磺酸鈉或其組合。並且，以勻相反應液的總重為100重量百分濃度，勻相反應液中包括0.16重量百分濃度至0.68重量百分濃度的3,4-二氧乙烯基噻吩、0.26重量百分濃度至1.11重量百分濃度的氧化劑以及0.5重量百分濃度至2重量百分濃度的聚苯乙烯磺酸或其鹽類。
事實上，在現有技術的高分子複合材料的製造方法中，多是使用鐵鹽作為氧化劑。然而，通過採用過硫酸鹽類作為氧化劑，並配合使用聚苯乙烯磺酸或其鹽類作為聚合反應的反應物，可以大幅提升包含此高分子複合材料的電容器的電氣性能。舉例來說，相較於現有技術採用鐵鹽作為氧化劑，並使用對甲苯磺酸為聚合反應的反應物，本案採用過硫酸鹽類作為氧化劑，並使用聚苯乙烯磺酸或其鹽類作為聚合反應的反應物的技術手段，可以改良電容器（例如25V的電容器）的漏電流的現象。
除此之外，混合溶液可以進一步包括其他添加劑，例如：乳化劑。乳化劑可以包括非離子型界面活性劑、陽離子型界面活性劑和陰離子型界面活性劑。舉例而言，非離子型界面活性劑可以是Triton™、Tween®、Zonyl®FSO、Dynal™、Nonidet™、聚乙二醇脫水山梨糖醇烷基酯（Polyoxyethylene sorbitan alkylates）、乙氧基化氫化蓖麻油（Castor oil ethoxylates）、聚丙二醇脂肪酸酯（Propylene glycol esters of fatty acids）、聚氧乙烯甘油脂肪酸酯（Polyoxyethylene glycerin fatty acid ester）、失水山梨醇脂肪酸酯（Sorbitan fatty acid ester）、聚氧乙烯植物甾醇（Polyoxyethylene Phytosterol）或其組合物。陽離子型界面活性劑可以是溴化十六烷基三甲銨、二十二烷基三甲基氯化銨、十八烷基三甲基氯化銨、烷基二甲基芐基氯化銨或其組合物。陰離子型界面活性劑可以是十二烷基硫酸鈉、乙醇酸聚氧乙基月桂醚（Glycolic acid ethoxylate lauryl ether）、乙醇酸乙氧酸-4-壬基苯醚（Glycolic acid ethoxylate-4-nonylphenyl ether）、月桂醇磷酸酯鉀（Potassium monolauryl phosphate）、月桂醇聚醚磺基琥珀酸酯二鈉（Disodium laureth sulfosuccinate）、十二烷基聚氧乙醚硫酸鈉、十二烷基苯磺酸钠或其組合物。
在本發明的實施例中，溶劑也可以是醇類。然而，值得注意的是，採用水作為溶劑可以降低成本、達到環保訴求，並且可以有效克服固態電容器在高壓下會發生短路的問題。另外，與現有的PEDOT：PSS分散液相比，本案採用水作為溶劑的混合溶液不會有與保存期限相關的問題。
在製備步驟（步驟S100）中，可以進一步包括下列步驟：將3,4-二氧乙烯基噻吩與乳化劑溶於水中，以形成勻相溶液；將包括聚苯乙烯磺酸或其鹽類的聚苯乙烯磺酸水溶液與勻相溶液相互混合，以形成前驅溶液；以及將氧化劑添加於前驅溶液中，以形成勻相反應液。另外，將3,4-二氧乙烯基噻吩與乳化劑溶於水中的步驟可以包括在室溫下攪拌1.5至2.5小時。
在靜置步驟（步驟S120）中，可以進一步包括下列步驟：靜置勻相反應液以產生微顆粒，微觀上形成一非勻相反應液。具體來說，在靜置步驟可以是使勻相反應液在10°C至30°C的溫度下，靜置2小時至24小時，以形成一非勻相反應液。另外，非勻相反應液中微顆粒的平均粒徑為300奈米至500奈米，且微顆粒的粒徑的標準差為50奈米至100奈米。
在靜置步驟（步驟S120）中，3,4-二氧乙烯基噻吩傾向先預聚合、團聚形成聚二氧乙烯基噻吩，而聚苯乙烯磺酸或其鹽類會附著於聚二氧乙烯基噻吩上。即微觀而言，微顆粒的結構主要包括由聚二氧乙烯基噻吩形成的核心，以及附著於聚二氧乙烯基噻吩外層的聚苯乙烯磺酸。
並且，非勻相反應液中的微顆粒，可降低非勻相反應液與電容器素子之間的疏水作用，也就是說，可增加電容器素子含浸於非勻相反應液中的效果。如此一來，可進一步提升電容器的電容量、降低電容器的等效串聯電阻，並可降低漏電流和短路的風險。
接下來，在前處理步驟（步驟S140）中，前處理的步驟中可進一步包括：純化非勻相反應液（步驟S141）；於非勻相反應液中添加導電助劑（步驟S142）；以及均質分散非勻相反應液（步驟S143）。
在步驟S141中，純化的方式可以是但不限於：離子交換法、離心法、透析法、管柱層析法、超過濾法以及沉澱法中的至少一種。於本實施例中，是通過離子交換法來純化非勻相反應液。具體而言，於室溫下使1公斤的非勻相反應液，與60克至100克的強酸性離子交換樹脂混合攪拌6小時，可交換非勻相反應液中的陽離子。接著，使1公斤的非勻相反應液，與70克至120克的弱鹼性離子交換樹脂混合攪拌6小時，可交換非勻相反應液中強酸性陰離子，例如：SO
4 2-，Cl
-或NO
3 -。
在步驟S142中，導電助劑可以包括：多醇類、聚醇類、聚甘油類、醣類、高沸點溶劑或醇類溶劑。其中，多醇類可以是但不限於：乙二醇、丙三醇或二甘醇。聚醇類可以是但不限於：聚丙二醇或分子量為200、300、400、600、1000、1500、2000的聚乙二醇。醣類可以是但不限於：山梨糖醇（Sorbitol）、木糖醇（Xylitol）、麥芽糖醇（Maltitol）、內消旋赤蘚糖醇（Meso-erythritol）、葡萄糖（Glucose）、乳糖（Lactose）或果糖（Fructose）。高沸點溶劑以是但不限於：二甲基亞碸（DMSO）、二甲基甲醯胺（DMF）、γ-丁內酯（γ-GBL）、N-甲基吡咯烷酮（NMP）、二甲基乙醯胺（DMAc）、環丁碸（Sulfolane）、己內醯胺（Caprolactam）、1-辛基-2-吡咯烷酮（1-octyl-2-pyrrolidone）、碳酸亞丙酯（Propylene carbonate）、碳酸亞乙酯（Ethylene carbonate）、碳酸二乙酯（Diethyl carbonate）或乙腈（Acetonitrile）。並且，上述各種種類的導電助劑可相互摻混。
在步驟S143中，可以使用均質攪拌機、超音波粉碎儀、高壓均質機對非勻相反應液進行均質。於本實施例中，是以高壓均質機對非勻相反應液進行均質，並以1500 bar的壓力重複對非勻相反應液進行五次以上的均質。於均質後，非勻相反應液中微顆粒的平均粒徑為25奈米至100奈米，且微顆粒的粒徑的標準差為30奈米至60奈米。
值得注意的是，步驟S142和步驟S143間並無順序之分。也就是說，對非勻相反應液進行純化（步驟S141）後，可先於非勻相反應液中添加導電助劑（步驟S142），再對非勻相反應液進行均質分散（步驟S143）。或者，可先對非勻相反應液進行均質分散（步驟S143），再於非勻相反應液中添加導電助劑（步驟S142）。
在含浸步驟（步驟S160）中，將電容器素子含浸於非勻相反應液中3分鐘至5分鐘。接著，於0 mmHg至200 mmHg的真空條件下，使電容器素子再含浸於非勻相反應液中，以使非勻相反應液塗佈於電容器素子上而形成反應層。具體來說，本發明是將未發生聚合反應的反應物（即非勻相反應液中的3,4-二氧乙烯基噻吩與聚苯乙烯磺酸或其鹽類）以及微顆粒，先設置於電容器素子上。在含浸步驟中，非勻相反應液被塗佈於電容器素子的表面上，並滲入電容器素子的多孔結構（例如孔隙）中。
具體來說，可以通過將電容器素子浸入承載有非勻相反應液的容器中，使得非勻相反應液設置於電容器素子上。為了促進非勻相反應液被塗佈於電容器素子上，或是促進非勻相反應液滲入電容器素子的孔隙中。在含浸步驟中還可以進一步使用超音波或振動等方式來輔助反應層的形成。
完成含浸步驟的電容器素子，在聚合步驟中（步驟S180中），先使反應層於70°C至90°C的溫度下烘烤30分鐘，使非勻相反應液中未發生聚合反應的反應物（3,4-二氧乙烯基噻吩與聚苯乙烯磺酸或其鹽類）發生聚合反應，與微顆粒一併形成高分子複合材料，而使得反應層形成至少包括高分子複合材料的高分子複合層。具體來說，本發明是採用原位聚合法來形成高分子複合材料。
具體來說，在聚合步驟中，反應層中的3,4-二氧乙烯基噻吩與聚苯乙烯磺酸或其鹽類在氧化劑的存在下發生聚合反應而形成PEDOT：PSS複合物。在本發明中，高分子複合材料為PEDOT：PSS複合物。
除此之外，電容器素子上可具有多層高分子複合材料。也就是說，可通過重複含浸步驟（步驟S160）以及聚合步驟（步驟S180），於電容器素子依序堆疊高分子複合材料，以達到預期厚度及特性的高分子複合層。
最後，在烘乾步驟（步驟S200）中，通過對高分子複合層進行加熱，使高分子複合層於180°C至220°C的溫度下烘烤30分鐘，以去除高分子複合層中的溶劑。於一較佳實施例中，使高分子複合層於200°C的溫度下烘乾。
為證實本發明於電容器素子上形成高分子複合材料的方法的效果，以下將以實施例及測試結果具體說明。其中，實施例1至3為配製非勻相反應液的示範例，實施例4a至4c以及實施例5a至5c為於電容器素子上形成高分子複合層的示範例。
[實施例1]
於996.54克的水中添加0.68克的3,4-二氧乙烯基噻吩、2克的聚苯乙烯磺酸鈉、0.78克的過硫酸銨以及10克的溴化十六烷基三甲銨，以配製勻相反應液（步驟S100）。使勻相反應液在室溫下靜置14小時，以形成非勻相反應液（步驟S120）。接著，於非勻相反應液中添加70克的強酸性陽離子交換樹脂以及130克的弱鹼性陰離子交換樹脂，混合攪拌6小時後過濾去除離子交換樹脂（步驟S141）。過濾後，添加60克的聚乙二醇300（PEG 300）以及60克的乙二醇作為導電助劑，並使導電助劑在非勻相反應液中混合均勻（步驟S142）。於1500bar的壓力下，高壓均質非勻相反應液五次（步驟S143）。
[實施例2]
於996.54克的水中添加0.68克的3,4-二氧乙烯基噻吩、2克的聚苯乙烯磺酸鈉、0.78克的過硫酸銨以及10克的Dynal™ 604，以配製勻相反應液（步驟S100）。使勻相反應液在室溫下靜置14小時，以形成非勻相反應液（步驟S120）。接著，於非勻相反應液中添加70克的強酸性陽離子交換樹脂以及130克的弱鹼性陰離子交換樹脂，混合攪拌6小時候過濾去除離子交換樹脂（步驟S141）。過濾後，添加100克的二甲基亞碸和50克的山梨糖醇作為導電助劑，並使導電助劑在非勻相反應液中混合均勻（步驟S142）。於1500bar的壓力下，高壓均質非勻相反應液五次（步驟S143）。
[實施例3]
於987.44克的水中添加0.68克的3,4-二氧乙烯基噻吩、11.1克、18重量百分濃度的聚苯乙烯磺酸水溶液、0.78克的過硫酸銨以及10克的十二烷基苯磺酸鈉，以配製勻相反應液（步驟S100）。使勻相反應液在室溫下靜置14小時，以形成非勻相反應液（步驟S120）。接著，於非勻相反應液中添加70克的強酸性陽離子交換樹脂以及130克的弱鹼性陰離子交換樹脂，混合攪拌6小時候過濾去除離子交換樹脂（步驟S141）。過濾後，添加100克的γ-丁內酯、30克的聚乙二醇200以及20克的麥芽糖醇作為導電助劑，並使導電助劑在非勻相反應液中混合均勻（步驟S142）。於1500bar的壓力下，高壓均質非勻相反應液五次（步驟S143）。
[實施例4a至4c]
實施例4a至4c分別是將電容器素子含浸於前述實施例1至3所配製的勻相反應液中3分鐘（步驟S160），含浸後，使電容器素子於80°C的溫度下聚合30分鐘（步驟S180）。再於200°C的溫度下烘烤30分鐘（步驟S200）。待電容器素子降至室溫後，進行電性測量，詳細的電性測量結果如下表1所示。
[實施例5a至5c]
實施例5a至5c分別是將電容器素子含浸於前述實施例1至3所配製的勻相反應液中3分鐘（步驟S160），含浸後，使電容器素子於80°C的溫度下聚合30分鐘（步驟S180），並重複前述含浸以及聚合的步驟兩次。最後，於200°C的溫度下烘烤30分鐘（步驟S200）。待電容器素子降至室溫後，進行電性測量，詳細的電性測量結果如下表1所示。
表1：實施例4a至4c和實施例5a至5c中電容器素子的電性測試。
| 電容量(μF) | 等效串聯電阻(mΩ) | |
| 實施例4a | 380 | 32 |
| 實施例4b | 400 | 38 |
| 實施例4c | 385 | 26 |
| 實施例5a | 586 | 9.3 |
| 實施例5b | 580 | 8.4 |
| 實施例5c | 584 | 5.6 |
[實施例的有益效果]
本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供於電容器素子上形成高分子複合材料的方法，其能通過“靜置步驟形成具有微顆粒的非勻相反應液”以及“含浸步驟使電容器素子含浸於非勻相反應液中”的技術特徵，以提升電容器的電氣性能，而可具有較低的等效串聯電阻和漏電流。
更進一步來說，通過控制“微顆粒的平均粒徑”以及“微顆粒的粒徑的標準差”的技術特徵，可提升高分子複合材料的結晶性，達到提升電氣特性的效果。
更進一步來說，通過“純化所述非勻相反應液”的技術特徵，可降低形成的高分子複合材料中的雜質量，提升高分子複合材料的品質。
更進一步來說，通過“對非勻相反應液進行均質分散”的技術特徵，有助於於電容器素子上形成均勻且品質優良的導電高分子層。
更進一步來說，通過“重複所述含浸步驟以及所述聚合步驟至少一次”的技術特徵，有助於於提升電容器素子的電容量並降低等效串聯電阻。
以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的申請專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的申請專利範圍內。
1:電容器
100:金屬箔片
101:氧化層
102:導電高分子層
103:碳膠層
104:銀膠層
3:卷繞型固態電解電容器
31:捲繞式組件
311:捲繞式正極導電箔片
312:捲繞式負極導電箔片
313:捲繞式隔離箔片
32:封裝組件
321:電容器殼體結構
3210:容置空間
322:底端封閉結構
33:導電組件
331:第一導電接腳
332:第二導電接腳
3311:第一內埋部
3312:第一裸露部
3321:第二內埋部
3322:第二裸露部
4:堆疊型固態電解電容器
41:導電支架
411:第一導電端子
412:第二導電端子
42:電容器單元
43:封裝膠體
N:陰極部
N1:第一負極部
P1:第一正極部
圖1為本發明實施例所形成的高分子複合材料所應用的其中一電容器的側視剖面示意圖。
圖2為本發明實施例所形成的其中一電容器封裝結構的結構示意圖。
圖3為本發明實施例所形成的高分子複合材料所應用的另一電容器的立體示意圖。
圖4為本發明實施例所形成的另一電容器封裝結構的側面示意圖。
圖5為本發明實施例所提供的於電容器素子上形成高分子複合材料的方法的流程圖。
指定代表圖為流程圖，故無符號簡單說明
Claims (10)
- 一種於電容器素子上形成高分子複合材料的方法，其包括：一製備步驟，其包括：形成包括3,4-二氧乙烯基噻吩、乳化劑、聚苯乙烯磺酸或其鹽類、氧化劑以及溶劑的一勻相反應液；一靜置步驟，其包括：靜置所述勻相反應液以產生微顆粒，形成一非勻相反應液；其中，所述微顆粒的平均粒徑為300奈米至500奈米，所述微顆粒的粒徑的標準差為50奈米至100奈米；一含浸步驟，其包括：將所述電容器素子含浸於所述非勻相反應液中，以將所述非勻相反應液塗佈於所述電容器素子上，而形成一反應層；以及一聚合步驟，其包括：加熱所述反應層，以使3,4-二氧乙烯基噻吩與聚苯乙烯磺酸或其鹽類發生聚合反應而形成所述高分子複合材料，而使得所述反應層形成至少包括所述高分子複合材料的一高分子複合層。
- 如申請專利範圍第1項所述於電容器素子上形成高分子複合材料的方法，其中，所述於電容器素子上形成高分子複合材料的方法中，於所述靜置步驟後包括：一前處理步驟，其包括：純化所述非勻相反應液。
- 如申請專利範圍第2項所述於電容器素子上形成高分子複合材料的方法，其中，純化所述非勻相反應液的方式為離子交換法、離心法、透析法、管柱層析法、超過濾法或沈澱法中的至少一種。
- 如申請專利範圍第2項所述於電容器素子上形成高分子複合材料的方法，其中，所述前處理步驟中進一步包括：對純化後的所述非勻相反應液進行均質分散，所述非勻相反應液中微顆粒的粒徑為25奈米至100奈米，所述微顆粒的粒徑的標準差為 30奈米至60奈米。
- 如申請專利範圍第2項所述於電容器素子上形成高分子複合材料的方法，其中，所述前處理步驟中進一步包括：於純化後的所述非勻相反應液中添加一導電助劑。
- 如申請專利範圍第5項所述於電容器素子上形成高分子複合材料的方法，其中，所述導電助劑包括醇類、聚醇類、聚甘油類、醣類、高沸點溶劑或醇類溶劑中的至少一種。
- 如申請專利範圍第1項所述於電容器素子上形成高分子複合材料的方法，其中，在所述製備步驟中，進一步包括：將3,4-二氧乙烯基噻吩與所述乳化劑溶於所述溶劑中，以形成一勻相溶液；將包括聚苯乙烯磺酸或其鹽類的一聚苯乙烯磺酸水溶液與所述勻相溶液相互混合，以形成一前驅溶液；以及將所述氧化劑添加於所述前驅溶液中，以形成所述勻相反應液。
- 如申請專利範圍第1項所述於電容器素子上形成高分子複合材料的方法，其中，所述聚合步驟進一步包括：將所述反應層於70℃至90℃的溫度下，以形成所述高分子複合層。
- 如申請專利範圍第1項所述於電容器素子上形成高分子複合材料的方法，其中，於所述聚合步驟後，重複所述含浸步驟以及所述聚合步驟至少一次。
- 如申請專利範圍第1項所述於電容器素子上形成高分子複合材料的方法，其中，所述於電容器素子上形成高分子複合材料的方法，於所述聚合步驟後進一步包括：一烘乾步驟，其包括：使所述高分子複合層在180℃至220℃的溫度下，以去除所述高分子複合層中的所述溶劑。
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