多層模式電極元件的固體電解電容器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種多層模式電極元件的固體電解電容器，包括一多層模式電極元件，該多層模式電極元件包括復(fù)數(shù)個(gè)逐層疊加設(shè)置的電極元件組件單元，任一電極元件組件單元均包括一陰極部和陽極區(qū)，該陰極區(qū)和陽極區(qū)通過一絕緣膠隔開，所述電極元件組件單元疊加后陰極部的整體表面逐一覆蓋一導(dǎo)電連接層、一第一陰極層以及一第二陰極層，形成陰極區(qū)，且所述導(dǎo)電連接層還延伸至任兩相鄰電極元件組件單元之間覆蓋各陰極部表面。其優(yōu)點(diǎn)在于：結(jié)構(gòu)更加緊湊科學(xué)合理，降低等效串聯(lián)電阻，減少漏電流、降低生產(chǎn)材料成本，提高產(chǎn)品產(chǎn)率，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
【專利說明】多層模式電極元件的固體電解電容器
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001]本發(fā)明涉及一種固體電解電容器，尤其涉及一種具有多層模式電極元件結(jié)構(gòu)的固體電解電容器。
【【背景技術(shù)】】
[0002]導(dǎo)電高分子聚合物自70年代被合成以來，幾十年來一直是學(xué)術(shù)界和工業(yè)界研究和開發(fā)的熱門對(duì)象。用導(dǎo)電高分子聚合物作為鋁電解電容器的固體陰極材料，已使鋁電解電容器在高穩(wěn)定性、長壽命、及擴(kuò)大應(yīng)用范圍等方面有了巨大突破。聚吡咯(PPY)作為一種導(dǎo)電高分子聚合物，其導(dǎo)電率可達(dá)20S/cm，比有機(jī)半導(dǎo)體TCNQ高10倍，比傳統(tǒng)鋁電解電容器中的液體電解質(zhì)的導(dǎo)電率高100倍以上。導(dǎo)電高分子作為陰極材料應(yīng)用于固體片式鋁電解電容器中，也具有“自愈”的特性，并且不會(huì)燃燒。隨著電子設(shè)備小型化、輕量化，逐漸要求電容器在有限體積內(nèi)容量最大化，ESR(Equivalent Series Resistance等效串聯(lián)電阻)最小化。
[0003]目前制作固體電解電容器的通用方式是將傳統(tǒng)的單片電容器元件后經(jīng)過疊層組裝后再封裝制成，如圖1所示，是傳統(tǒng)的單片電容器元件結(jié)構(gòu)示意圖，傳統(tǒng)的單片電容器元件10’包括一陰極區(qū)11’和陽極區(qū)12’，該陰極區(qū)11’和陽極區(qū)12’通過一絕緣膠13’隔開，所述陰極區(qū)11’包括由內(nèi)而外設(shè)置的一陽極體I’、氧化膜介質(zhì)2’、第一固體電解質(zhì)層3’、第二固體電解質(zhì)層4’、第一陰極層5’以及第二陰極層6’ ；所述陽極區(qū)12’為內(nèi)層是陽極體1’，外層是氧化膜介質(zhì)2’的兩層結(jié)構(gòu)。其中，所述陽極體I’主要成分為鋁，氧化膜介質(zhì)2’主要成分為氧化鋁，第一陰極層5’的主要成分為碳，第二陰極層6’的主要成分為銀。再如圖2所示，是固體電解電容器中傳統(tǒng)的單片電容器元件-疊層封裝后結(jié)構(gòu)圖，將多個(gè)傳統(tǒng)單片電容器元件10’通過焊接和導(dǎo)電銀粘接劑8’疊加在引線框7’上，陽極區(qū)12’之間則用一陽極墊片9’連接，整體通過保護(hù)性樹形成一完整的固體電解電容器。
[0004]但是這種傳統(tǒng)的固體電解電容器，因單片電容器元件的層數(shù)較多，導(dǎo)致厚度較厚，因此固體電解電容器的有效體積內(nèi)的單片電容器元件的疊層數(shù)較少，從而不僅無法達(dá)到大容量生產(chǎn)目的，而且由于所述第二陰極層的銀金屬材料成本高而導(dǎo)致制造成本增加。同時(shí)，因單片電容器元件的層數(shù)較多，導(dǎo)致單片電容器元件焊接到引線框的焊接次數(shù)增加，焊接過程受熱沖擊導(dǎo)致漏電流不合格的概率增加。除此之外，該固體電解電容器結(jié)構(gòu)中的單片電容器元件之間的縫隙，還會(huì)導(dǎo)致在封裝過程中容易受到材料沖擊而導(dǎo)致漏電流不合格。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題，在于提供一種多層模式電極元件的固體電解電容器；該固體電解電容器的結(jié)構(gòu)更加緊湊、提高產(chǎn)品容量，還可降低生產(chǎn)材料成本，且產(chǎn)品的合格率高。
[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題之一是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種多層模式電極元件的固體電解電容器，包括一多層模式電極元件，該多層模式電極元件包括復(fù)數(shù)個(gè)逐層疊加設(shè)置的電極元件組件單元，任一電極元件組件單元均包括一陰極部和陽極區(qū)，該陰極部和陽極區(qū)通過一絕緣膠隔開，所述電極元件組件單元疊加后陰極部的整體表面逐一覆蓋一導(dǎo)電連接層、一第一陰極層以及一第二陰極層，形成陰極區(qū)，且所述導(dǎo)電連接層還延伸至任兩相鄰電極元件組件單元之間覆蓋各陰極部表面。
[0007]所述導(dǎo)電連接層為電化學(xué)聚合層。
[0008]所述電極元件組件單元的數(shù)目為2?8個(gè)。
[0009]所述陰極部包括由內(nèi)而外設(shè)置的一陽極體、氧化膜介質(zhì)、第一固體電解質(zhì)層、第二固體電解質(zhì)層；所述導(dǎo)電連接層是延伸至任兩相鄰電極元件組件單元之間覆蓋各陰極部的第二固體電解質(zhì)層的表面；所述陽極部包括由內(nèi)而外設(shè)置的一陽極體和氧化膜介質(zhì)；所述陽極體為鋁、鈮、鈦或鉭中的一種；所述氧化膜介質(zhì)為鋁、鈮、鈦或鉭中的一種的金屬氧化物；所述第一陰極層為碳層；所述第二陰極層為銀層。
[0010]本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):多層模式電極元件的固體電解電容器的結(jié)構(gòu)更加緊湊、科學(xué)、合理，在同樣的體積內(nèi)容器內(nèi)所有疊的元件數(shù)目最大化，還可降低等效串聯(lián)電阻，減少漏電流、有效縮小產(chǎn)品體積，降低生產(chǎn)材料成本，提高產(chǎn)品產(chǎn)率，而且制備工藝與傳統(tǒng)工藝基本相同，可操作性強(qiáng)，適合大規(guī)模技術(shù)改造、推廣，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0011]下面參照附圖結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0012]圖1是固體電解電容器中傳統(tǒng)的單片電容器元件結(jié)構(gòu)圖。
[0013]圖2是傳統(tǒng)封裝后的固體電解電容器的結(jié)構(gòu)圖。
[0014]圖3是本發(fā)明的固體電解電容器中的多層模式電極元件結(jié)構(gòu)圖。
[0015]圖4是本發(fā)明封裝后的多層模式電極元件的固體電解電容器中的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖5是本發(fā)明的固體電解電容器的帶齒形的箔條示意圖。
[0017]圖6是本發(fā)明的固體電解電容器帶絕緣膠的齒形箔條示意圖。
[0018]圖7是本發(fā)明的多層模式電極元件導(dǎo)電連接層聚合裝置示意圖。
【【具體實(shí)施方式】】
[0019]請(qǐng)參閱圖3和圖4所示，本發(fā)明的多層模式電極元件的固體電解電容器包括一多層模式電極元件100，該多層模式電極元件100的陰極區(qū)11通過一導(dǎo)電粘接劑91連接到一引線框架8的陰極部81，陽極區(qū)12之間則用一陽極墊片92連接，之后連接到所述引線框架8陽極部82。
[0020]所述多層模式電極元件100包括復(fù)數(shù)個(gè)逐層疊加設(shè)置的電極元件組件單元10，任一電極元件組件單元10均包括一陰極部和陽極區(qū)12，該陰極部和陽極區(qū)12通過一絕緣膠13隔開，所述陰極部包括由內(nèi)而外設(shè)置的一陽極體1、氧化膜介質(zhì)2、第一固體電解質(zhì)層3、第二固體電解質(zhì)層4 ;所述陽極區(qū)12包括由內(nèi)而外設(shè)置的一陽極體I和氧化膜介質(zhì)2。所述電極元件組件單元10疊加后陰極部的整體表面逐一覆蓋一導(dǎo)電連接層5、一第一陰極層6以及一第二陰極層7，形成陰極區(qū)，且所述導(dǎo)電連接層5還延伸至任兩相鄰電極元件組件單元10之間覆蓋第二固體電解質(zhì)層4。
[0021]較佳的，所述導(dǎo)電連接層5為電化學(xué)聚合層。所述電極元件組件單元10的數(shù)目為2?8個(gè)。所述陽極體I為鋁、鈮、鈦或鉭中的一種；所述氧化膜介質(zhì)2為鋁、鈮、鈦或鉭中的一種的金屬氧化物；所述第一陰極層6為碳層；所述第二陰極層7為銀層。
[0022]請(qǐng)同時(shí)參閱圖3至圖7所示，描述本發(fā)明的制備方法可以是下述步驟10?50:
[0023]步驟10、將覆蓋有氧化膜介質(zhì)2鋁箔、鈮箔、鈦箔或鉭箔(即陽極體I)中的一種的分切成條狀，并沖切成齒形(見圖5);在箔上涂覆絕緣膠13 (見圖6);對(duì)分切體進(jìn)行氧化覆蓋膜修復(fù)；在箔條上通過化學(xué)聚合形成含有導(dǎo)電聚合物的第一電解質(zhì)層3 ;在第一電解質(zhì)層3之上電化學(xué)聚合形成第二電解質(zhì)層4，制備電極元件組件單元10。本實(shí)施例以恒定電壓或恒定電流加電方式將單體氧化成聚合物，聚合電流為ImA/cm2?10mA/cm2，總時(shí)間為30分鐘?120分鐘；溶液含有單體、摻雜劑及溶劑；單體選自吡咯、噻吩或苯胺中的一種或幾種，濃度為0.5%?20%，優(yōu)選0.5%?10% ;摻雜劑選自十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基磺酸鈉、對(duì)甲苯磺酸鈉、萘磺酸鈉、十二烷基萘磺酸鈉或其銨鹽中的一種或幾種，濃度為0.0lM?0.1M，溶劑為水或有機(jī)溶劑或兩者的混合物；溶液溫度控制在(TC?50°C，優(yōu)選(TC?30°C ;用酸將pH值控制在1.0?6.0，優(yōu)選3.0?5.0。該酸可以是有機(jī)酸如十二烷基磺酸，對(duì)甲苯磺酸，萘磺酸，也可以是無機(jī)酸。低溫環(huán)境生成的第二電解質(zhì)層4比較規(guī)整、致密，電導(dǎo)率也較高，而酸性條件生成的第二電解質(zhì)層4的性能也比較佳。得到一電極元件組件單元10。
[0024]步驟20、再將2?8個(gè)電極元件組件單元10逐層疊加利用如圖7中的外部電極201夾合在一起。
[0025]步驟30、將包括陽極體1、氧化膜介質(zhì)2、第一電解質(zhì)層3和第二電解質(zhì)層4的電極元件組件單元10進(jìn)行導(dǎo)電連接層聚合，所述導(dǎo)電連接層聚合步驟所用的聚合溶液、設(shè)備與所述電化學(xué)聚合步驟相同:通過電化學(xué)聚合裝置20圖7中外部電極201加合一起以恒壓或恒流加電方式將電極元件組件單元10連接一起,聚合電流為0.5mA/cm2?5mA/cm2,總時(shí)間為10分鐘?80分鐘。圖7中的電化學(xué)聚合裝置20的聚合液含有單體、摻雜劑及溶劑；單體選自吡咯、噻吩或苯胺中的一種或幾種，濃度為0.5 %?20 %，優(yōu)選0.5 %?10 %;摻雜劑選自十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基磺酸鈉、對(duì)甲苯磺酸鈉、萘磺酸鈉、十二烷基萘磺酸鈉或其銨鹽中的一種或幾種，濃度為0.0lM?0.1M，溶劑為水或有機(jī)溶劑或兩者的混合物；溶液溫度控制在0°C?50°C，優(yōu)選0°C?30°C。用酸將pH值控制在1.0?6.0，優(yōu)選3.0?5.0 ;該酸可以是有機(jī)酸如十二烷基磺酸，對(duì)甲苯磺酸，萘磺酸，也可以是無機(jī)酸。低溫環(huán)境生成的第二電解質(zhì)層比較規(guī)整、致密，電導(dǎo)率也較高，而酸性條件生成的導(dǎo)電連接層的性能也比較佳。制備所得的導(dǎo)電連接層5覆蓋在所述疊加后的電極元件組件單元10的表面，并使該導(dǎo)電連接層5連接所述復(fù)數(shù)個(gè)電極元件組件單元10之間。
[0026]步驟40、之后在聚合好的導(dǎo)電連接層5上按照現(xiàn)有技術(shù)浸潰法，依次覆蓋上含碳的第一陰極層6和含銀的第二陰極層7，制備成一包含3個(gè)電極元件組件單元10的多層模式電極元件100。
[0027]步驟50、如圖3所示，最后將將多層模式電極元件100的陰極區(qū)11連接到引線框架8的陰極部81，陽極區(qū)12連接到引線框架8陽極部82:導(dǎo)電粘接劑91以點(diǎn)膠機(jī)滴到多層模式電極元件100的陰極，將多層模式電極元件100的陰極端粘接到引線框8陰極部81，陽極區(qū)12之間則用一陽極墊片92連接，之后150°C烘干30分鐘?60分鐘；多層模式電極元件100的陽極端以電阻焊與引線框架8陽極部82連接。將連接好的多層模式電極元件100以環(huán)氧樹脂按尺寸為長7.3mm,寬為4.3mm，厚為1.1mm進(jìn)行塑封，所述塑封為將環(huán)氧樹脂于150°C?200°C注塑到塑封模具中，保持1s?200s后取出，于150°C?200°C后固化2小時(shí)?5小時(shí),使環(huán)氧樹脂交聯(lián)完全,制作成2?8層的多層模式電極兀件的固體電解電容器。
[0028]實(shí)施例1
[0029]利用上述步驟進(jìn)行制備，其中步驟20是將3個(gè)電極元件組件單元10逐層疊加，步驟50所制得的固體電解電容器為3層的多層模式電極元件的固體電解電容器。
[0030]實(shí)施例2
[0031]以與實(shí)施例1中相同方法制造固體電解電容器，不同的是在步驟20中，將3個(gè)電極元件組件單元逐層疊加變?yōu)?個(gè)電極元件組件單元逐層疊加，再經(jīng)步驟40和50后制得包含2個(gè)電極元件組件單元的多層模式電極元件的固體電解電容器。
[0032]實(shí)施例3
[0033]以與實(shí)施例1中相同方法制造固體電解電容器，不同的是在步驟20中，將3個(gè)電極元件組件單元逐層疊加變?yōu)?個(gè)電極元件組件單元逐層疊加，再經(jīng)步驟40和50后制得包含8個(gè)電極元件組件單元的多層模式電極元件的固體電解電容器。
[0034]實(shí)施例4
[0035]以與實(shí)施例1中相同方法制造固體電解電容器，不同的是在步驟20中，將3個(gè)電極元件組件單元逐層疊加變?yōu)?個(gè)電極元件組件單元逐層疊加，再經(jīng)步驟40和50后制得包含8個(gè)電極元件組件單元的多層模式電極元件的固體電解電容器。
[0036]實(shí)施例5
[0037]以與實(shí)施例1中相同方法制造固體電解電容器，不同的是在步驟20中，將3個(gè)電極元件組件單元逐層疊加變?yōu)?個(gè)電極元件組件單元逐層疊加，再經(jīng)步驟40和50后制得包含8個(gè)電極元件組件單元的多層模式電極元件的固體電解電容器。
[0038]實(shí)施例6
[0039]以與實(shí)施例1中相同方法制造固體電解電容器，不同的是在步驟20中，將3個(gè)電極元件組件單元逐層疊加變?yōu)?個(gè)電極元件組件單元逐層疊加，再經(jīng)步驟40和50后制得包含8個(gè)電極元件組件單元的多層模式電極元件的固體電解電容器。
[0040]本發(fā)明還可以采用下述方法實(shí)現(xiàn):
[0041]實(shí)施例7
[0042]步驟10、將覆蓋有氧化膜介質(zhì)的鋁箔、鈮箔、鈦箔或鉭箔(即陽極體I)中的一種的分切成條狀，并沖切成齒形；在箔條上涂覆絕緣膠，以劃分陰極區(qū)及陽極區(qū)；再對(duì)分切體進(jìn)行氧化膜介質(zhì)修復(fù)；然后在箔條上通過化學(xué)聚合形成含有導(dǎo)電聚合物的第一電解質(zhì)層；在第一電解質(zhì)層之上再電化學(xué)聚合形成第二電解質(zhì)層，制備面得一電極元件組件單元。本實(shí)施例以恒定電壓或恒定電流加電方式將單體氧化成聚合物，聚合電流為ImA/cm2，總時(shí)間為30分鐘；溶液含有單體、摻雜劑及溶劑；單體為吡咯，濃度為0.5%;摻雜劑為十二烷基苯磺酸鈉，濃度為0.01M，溶劑為水；溶液溫度控制在0°C?30°C ;用酸將pH值控制在3.0?5.0。該酸可以是有機(jī)酸如十二烷基磺酸，對(duì)甲苯磺酸，萘磺酸，也可以是無機(jī)酸。低溫環(huán)境生成的第二電解質(zhì)層比較規(guī)整、致密，電導(dǎo)率也較高，而酸性條件生成的第二電解質(zhì)層的性能也比較佳。
[0043]步驟20、將電化學(xué)聚合后的電極元件組件單元按照多層模式電極元件所需要的個(gè)數(shù)重疊。
[0044]步驟30、將電極元件組件單元上覆蓋有氧化膜介質(zhì)、第一電解質(zhì)層和第二電解質(zhì)層的陽極體進(jìn)行導(dǎo)電連接層聚合，所述導(dǎo)電連接層聚合步驟所用的聚合溶液、設(shè)備與所述電化學(xué)聚合步驟相同:通過電化學(xué)聚合裝置的外部電極加合一起以恒壓或恒流加電方式將多個(gè)電極元件組件單元連接一起，本實(shí)施選擇4個(gè)。聚合電流為0.5mA/cm2,總時(shí)間為80分鐘，聚合液含有單體、摻雜劑及溶劑；單體選吡咯，濃度為0.5% ;摻雜劑選十二烷基苯磺酸鈉，濃度為0.01M，溶劑為水；溶液溫度控制在0°C?30°C。用酸將pH值控制3.0?5.0 ;該酸可以是有機(jī)酸如十二烷基磺酸，對(duì)甲苯磺酸，萘磺酸，也可以是無機(jī)酸。低溫環(huán)境生成的第二電解質(zhì)層比較規(guī)整、致密，電導(dǎo)率也較高，而酸性條件生成的導(dǎo)電連接層的性能也比較佳。
[0045]步驟40、在聚合好的導(dǎo)電連接層上按照現(xiàn)有技術(shù)浸潰法，依次覆蓋上含碳的第一陰極層和含銀的第二陰極層，制備成多層模式電極元件。
[0046]步驟50、將多層模式電極元件的陰極區(qū)連接到引線框架的陰極部，陽極區(qū)連接到引線框架陽極部:含銀的導(dǎo)電粘接劑以點(diǎn)膠機(jī)滴到多層模式電極元件的陰極，將多層模式電極元件的陰極區(qū)粘接到引線框陰極部，陽極區(qū)之間則用一陽極墊片連接，之后150°C烘干30分鐘；多層模式電極元件的陽極區(qū)以電阻焊與引線框架陽極部連接。將連接好的多層模式電極元件采用環(huán)氧樹脂進(jìn)行塑封；所述塑封為將環(huán)氧樹脂于150°C注塑到塑封模具中，保持1s后取出，于150°C后固化2小時(shí)，使環(huán)氧樹脂交聯(lián)完全，制作成3層的多層模式電極元件的固體電解電容器。
[0047]實(shí)施例8
[0048]步驟10、將帶有氧化膜的箔條(即陽極體)分切成條狀，并沖切成齒形；在箔條上涂覆絕緣膠，以劃分陰極區(qū)及陽極區(qū)；再對(duì)分切體進(jìn)行氧化膜介質(zhì)修復(fù)；然后在箔條上通過化學(xué)聚合形成含有導(dǎo)電聚合物的第一電解質(zhì)層；在第一電解質(zhì)層之上電化學(xué)聚合形成第二電解質(zhì)層，制備電極元件組件單元:以恒定電壓或恒定電流加電方式將單體氧化成聚合物，聚合電流為lOmA/cm2，總時(shí)間為120分鐘；溶液含有單體、摻雜劑及溶劑；單體選苯胺，濃度為10% ;摻雜劑選十二烷基磺酸鈉，濃度為0.1M，溶劑為有機(jī)溶劑；溶液溫度控制在30°C?50°C ;用酸將pH值控制在5.0?6.0。該酸可以是有機(jī)酸如十二烷基磺酸，對(duì)甲苯磺酸，萘磺酸，也可以是無機(jī)酸。低溫環(huán)境生成的第二電解質(zhì)層比較規(guī)整、致密，電導(dǎo)率也較高，而酸性條件生成的第二電解質(zhì)層的性能也比較佳。
[0049]步驟20、將電化學(xué)聚合后的電極元件組件單元按照多層模式電極元件所需要的個(gè)數(shù)重疊。
[0050]步驟30、將電極元件組件單元上覆蓋有氧化膜介質(zhì)、第一電解質(zhì)層和第二電解質(zhì)層的陽極體進(jìn)行導(dǎo)電連接層聚合，所述導(dǎo)電連接層聚合步驟所用的聚合溶液、設(shè)備與所述電化學(xué)聚合步驟相同:通過電化學(xué)聚合裝置的中外部電極加合一起以恒壓或恒流加電方式將電極元件組件單元連接一起，選擇連接數(shù)量為2?5個(gè)；聚合電流為5mA/cm2,總時(shí)間為10分鐘。聚合液含有單體、摻雜劑及溶劑；單體選噻吩，濃度為10% ;摻雜劑選十二烷基磺酸鈉，濃度為0.1M，溶劑為有機(jī)溶劑；溶液溫度控制在30°C?50°C。用酸將pH值控制在
5.0?6.0 ;該酸可以是有機(jī)酸如十二烷基磺酸，對(duì)甲苯磺酸，萘磺酸，也可以是無機(jī)酸。低溫環(huán)境生成的第二電解質(zhì)層比較規(guī)整、致密，電導(dǎo)率也較高，而酸性條件生成的導(dǎo)電連接層的性能也比較佳。
[0051]步驟40、在聚合好的導(dǎo)電連接層上按照現(xiàn)有技術(shù)浸潰法，依次覆蓋上含碳的第一陰極層和含銀的第二陰極層，制備成多層模式電極元件。
[0052]步驟50、將多層模式電極元件的陰極區(qū)連接到引線框架的陰極部，陽極區(qū)連接到引線框架陽極部:含銀的導(dǎo)電粘接劑以點(diǎn)膠機(jī)滴到多層模式電極元件的陰極，將多層模式電極元件的陰極區(qū)粘接到引線框陰極部，陽極區(qū)之間則用一陽極墊片連接，之后150°C烘干60分鐘；多層模式電極元件的陽極區(qū)以電阻焊與引線框架陽極部連接。將連接好的多層模式電極元件采用環(huán)氧樹脂進(jìn)行塑封；所述塑封為將環(huán)氧樹脂于200°C注塑到塑封模具中，保持200s后取出，于200°C后固化5小時(shí)，使環(huán)氧樹脂交聯(lián)完全，制作成2?5層的多層模式電極元件的固體電解電容器。
[0053]實(shí)施例9
[0054]步驟10、將帶有氧化膜的箔條(即陽極體)分切成條狀，并沖切成齒形；在箔條上涂覆絕緣膠，以劃分陰極區(qū)及陽極區(qū)；再對(duì)分切體進(jìn)行氧化膜介質(zhì)修復(fù)；然后在箔條上通過化學(xué)聚合形成含有導(dǎo)電聚合物的第一電解質(zhì)層；在第一電解質(zhì)層之上電化學(xué)聚合形成第二電解質(zhì)層，制備電極元件組件單元:以恒定電壓或恒定電流加電方式將單體氧化成聚合物，聚合電流為5mA/cm2，總時(shí)間為60分鐘；溶液含有單體、摻雜劑及溶劑；單體選自吡咯和噻吩，濃度為10%?20% ;摻雜劑選對(duì)甲苯磺酸鈉，濃度為0.05M，溶劑為水和有機(jī)溶劑兩者的混合物；溶液溫度控制在20?30°C，用酸將pH值控制在1.0?3.0。該酸可以是有機(jī)酸如十二烷基磺酸，對(duì)甲苯磺酸，萘磺酸，也可以是無機(jī)酸。低溫環(huán)境生成的第二電解質(zhì)層比較規(guī)整、致密，電導(dǎo)率也較高，而酸性條件生成的第二電解質(zhì)層的性能也比較佳。
[0055]步驟20、將電化學(xué)聚合后的電極元件組件單元按照多層模式電極元件所需要的個(gè)數(shù)重疊。
[0056]步驟30、將電極元件組件單元上覆蓋有氧化膜介質(zhì)、第一電解質(zhì)層和第二電解質(zhì)層的陽極體進(jìn)行導(dǎo)電連接層聚合，所述導(dǎo)電連接層聚合步驟所用的聚合溶液、設(shè)備與所述電化學(xué)聚合步驟相同:通過電化學(xué)聚合裝置的中外部電極加合一起以恒壓或恒流加電方式將電極元件組件單元連接一起，選擇連接數(shù)量為5?8個(gè)；聚合電流為2.5mA/cm2,總時(shí)間為50分鐘。電化學(xué)聚合裝置中的聚合液含有單體、摻雜劑及溶劑；單體選自吡咯和噻吩，濃度為10%?20% ;摻雜劑選對(duì)甲苯磺酸鈉，濃度為0.05M，溶劑為水和有機(jī)溶劑兩者的混合物；溶液溫度控制在20°C?30°C，用酸將pH值控制在1.0?3.0 ;該酸可以是有機(jī)酸如十二烷基磺酸，對(duì)甲苯磺酸，萘磺酸，也可以是無機(jī)酸。低溫環(huán)境生成的第二電解質(zhì)層比較規(guī)整、致密，電導(dǎo)率也較高，而酸性條件生成的導(dǎo)電連接層的性能也比較佳。
[0057]步驟40、在聚合好的導(dǎo)電連接層上按照現(xiàn)有技術(shù)浸潰法，依次覆蓋上含碳的第一陰極層和含銀的第二陰極層，制備成多層模式電極元件。
[0058]步驟50、將多層模式電極元件的陰極區(qū)連接到引線框架的陰極部，陽極區(qū)連接到引線框架陽極部:含銀的導(dǎo)電粘接劑以點(diǎn)膠機(jī)滴到多層模式電極元件的陰極，將多層模式電極元件的陰極區(qū)粘接到引線框陰極部，陽極區(qū)之間則用一陽極墊片連接，之后150°C烘干40分鐘；多層模式電極元件的陽極區(qū)以電阻焊與引線框架陽極部連接。將連接好的多層模式電極元件采用環(huán)氧樹脂進(jìn)行塑封；所述塑封為將環(huán)氧樹脂于170°C?200°C注塑到塑封模具中，保持50s~150s后取出，于150°C~200°C后固化3小時(shí)~4小時(shí)，使環(huán)氧樹脂交聯(lián)完全，制作成5~8層的多層模式電極兀件的固體電解電容器。
[0059]對(duì)比例I
[0060]將13vf鋁箔沖切成如圖5的帶齒形的條狀，并組排至工藝條上，然后在箔上覆蓋硅橡膠作為絕緣膠，以劃分陰極區(qū)及陽極區(qū)，如圖6所示；箔的陰極區(qū)于0.2M己二酸銨及
0.02M混合水溶液中施加13V電壓進(jìn)行補(bǔ)形成，將箔浸入4%吡咯及0.05M對(duì)甲苯磺酸鈉的水溶液中150s后，取出烘干，再浸入10 %高錳酸鉀、0.05M對(duì)甲苯磺酸鈉的水溶液中30s，取出烘干，重復(fù)9次，后清洗烘干，轉(zhuǎn)到5%吡咯及0.03M對(duì)甲苯磺酸鈉中，以對(duì)甲苯磺酸將溶液PH值調(diào)整到4.0~6.0，在聚合電流為5mA/cm2的電流密度下聚合60分鐘后清洗烘干，再以10%的石墨溶液涂覆含石墨涂層，并以150°C烘干30分鐘制作第一陰極層，以50%的銀漿涂覆含銀涂層，并以180°C烘干30分鐘制作第二陰極層，將元件陰極粘接到引線框架的陰極區(qū)，陽極以電阻焊連接到引線框架的陽極區(qū)，制作成兩層單體電容器，以環(huán)氧樹脂塑封元件。
[0061]對(duì)比例2
[0062]以與對(duì)比例I中相同方法制造固體電解電容器，不同的是在于兩層的單片電容器元件體變?yōu)槿龑拥膯纹娙萜髟w。
[0063]通過以上實(shí)施例及對(duì)比例的到產(chǎn)品進(jìn)行性能測試對(duì)比，結(jié)果如表1及表2
[0064]表1
[0065]
【權(quán)利要求】
1.一種多層模式電極兀件的固體電解電容器,其特征在于:包括一多層模式電極兀件，該多層模式電極元件包括復(fù)數(shù)個(gè)逐層疊加設(shè)置的電極元件組件單元，任一電極元件組件單元均包括一陰極部和陽極區(qū)，該陰極部和陽極區(qū)通過一絕緣膠隔開，所述電極元件組件單元疊加后陰極部的整體表面逐一覆蓋一導(dǎo)電連接層、一第一陰極層以及一第二陰極層，形成陰極區(qū)，且所述導(dǎo)電連接層還延伸至任兩相鄰電極元件組件單元之間覆蓋各陰極部表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層模式電極元件的固體電解電容器，其特征在于:所述導(dǎo)電連接層為電化學(xué)聚合層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多層模式電極元件的固體電解電容器，其特征在于:所述電極元件組件單元的數(shù)目為2?8個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層模式電極元件的固體電解電容器，其特征在于:所述陰極部包括由內(nèi)而外設(shè)置的一陽極體、氧化膜介質(zhì)、第一固體電解質(zhì)層、第二固體電解質(zhì)層；所述導(dǎo)電連接層是延伸至任兩相鄰電極元件組件單元之間覆蓋各陰極部的第二固體電解質(zhì)層的表面； 所述陽極部包括由內(nèi)而外設(shè)置的一陽極體和氧化膜介質(zhì)； 所述陽極體為鋁、鈮、鈦或鉭中的一種； 所述氧化膜介質(zhì)為鋁、鈮、鈦或鉭中的一種的金屬氧化物； 所述第一陰極層為碳層； 所述第二陰極層為銀層。
【文檔編號(hào)】H01G9/048GK104200996SQ201410455902
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年9月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月25日
【發(fā)明者】張易寧, 陳遠(yuǎn)強(qiáng), 王國平, 何騰云, 陳巧琳, 林俊鴻, 葛寶全 申請(qǐng)人:福建國光電子科技股份有限公司