專利名稱：一種改良的固態(tài)電解電容器及其加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電解電容器技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種改良的固態(tài)電解電容器及其 加工方法。(二) 背景技術(shù)眾所周知，電容器的基本作用就是充電與放電，此基本的充放電作用，衍 生出來許多的電路現(xiàn)象，使得電容器可以用在許多不同的場(chǎng)合，例如，在電動(dòng) 馬達(dá)中，可用電容器來產(chǎn)生相位移動(dòng)，在照像閃光燈中，可用電容器來產(chǎn)生能量的瞬間放電；而在電子電路中，電容器也有許多不同的用途，例如，旁路電容器實(shí)際上可作為平滑濾波電容器，也可作為整流器，然而，電容器這許多的不同用途，充放電的基本作用則為一致。電容器依其功能大體上可分為電解電容與非電解電容。而電解電容器依正極材質(zhì)又可分為鋁質(zhì)及鉭質(zhì)兩大類。其中以鋁質(zhì)電解電容器為最常見，鋁質(zhì)電 解電容器依其組件構(gòu)造，可以分為l.巻繞型、2.積層型。依電解液的型態(tài)來 分類，也有液態(tài)電解電容器和固態(tài)電解電容器兩種。其中，前者的壽命決定于 電解液干涸的時(shí)間，故若在105t:的情況下，可操作1000小時(shí)的液態(tài)電解電容 器，其操作溫度每下降1(TC，壽命將可增加一倍。而固態(tài)電解電容器之電解質(zhì)， 因系為固態(tài)，即無電解質(zhì)干涸之虞，故具壽命長(zhǎng)。電解電容器因?yàn)榻殡娰|(zhì)薄膜可以作得很薄，因此可以作出體積小容量大的電容 器，為大容量電容器的主要零件，但是電解電容器又有不少缺點(diǎn)，例如，其溫 度特性差，而且漏電流和介質(zhì)損失大等。另外當(dāng)電極性被反接時(shí)，或是兩極所 加之電壓超出規(guī)格時(shí)，其安全特性將被破壞，電解液將被氣化而爆漿，造成電 解電容器之損壞，并波及電子電路，導(dǎo)致主機(jī)板等電子裝置的損壞，此種情形， 尤其以液態(tài)電解電容器為甚。目前所用之傳統(tǒng)鋁質(zhì)電解電容器，是以經(jīng)過蝕刻的高純度鋁箔作為陽極膜， 其表面經(jīng)過陽極氧化處理過的薄膜，作為介電質(zhì)層。在陰極膜與陽極膜之間，則為以薄紙或布膜所形成的隔離層，其電解液系被該薄紙或布膜所吸附。而固 態(tài)電解電容器之隔離層較佳的是以各種纖維作為主要材料的不織布或己碳化的 隔離紙。不織布是利用將纖維進(jìn)行定向或隨機(jī)布列，形成纖維編織結(jié)構(gòu)，然后采用 機(jī)械，熱黏或化學(xué)等方法固結(jié)而成，其雖具有隔離陽極膜與陰極膜的功能，但 是，其對(duì)于電解質(zhì)的吸附能力較弱，陽極膜及陰極膜的結(jié)合力也較差，造成其 與陽極膜及陰極膜之間有間隙存在，而阻抗增加，電容量減少。隔離紙則因其本身紙質(zhì)材料為多孔性，而對(duì)電解質(zhì)具有較佳的吸收能力。 惟，因?yàn)楦綦x紙本身為非導(dǎo)電性材質(zhì)的緣故，雖有較佳的吸附能力，然而卻有 阻抗大的缺點(diǎn)，也有耐熱性、耐候性等不佳的缺點(diǎn)，故導(dǎo)致電解電容器的壽命 縮短。雖然有將隔離紙?zhí)蓟越档透綦x之絕緣阻抗，希望藉以延長(zhǎng)電解電容器 壽命的作法，但是，隔離紙?zhí)蓟髤s變得極為脆弱而且結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，而難以承 受外力，反而導(dǎo)致電解電容器在制造時(shí)的穩(wěn)定性不佳而導(dǎo)致良率下。另一方面， 因?yàn)樘蓟魺峒埥Y(jié)構(gòu)松散不穩(wěn)定，亦容易導(dǎo)致制成之電容器于運(yùn)搬過程遭受 外力破壞而影響其電氣特性，并波及電子電路。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)上述問題，本發(fā)明提供了一種改良的固態(tài)電解電容器，電容器的阻抗 小，電容量大，具有較強(qiáng)的耐熱性、耐候性，產(chǎn)品的良品率高，承受外力的能 力強(qiáng)，不會(huì)因搬運(yùn)而導(dǎo)致破損，為此，本發(fā)明還提供了一種固態(tài)電解電容器的 加工方法。其技術(shù)方案是這樣的一種改良的固態(tài)電解電容器，其包括陽極膜、陽極、陰極膜、陰極以及陽 極膜與陰極膜之間形成導(dǎo)電性高分子聚合物電解質(zhì)層，所述陽極膜表面覆蓋氧 化介電表層，所述導(dǎo)電性高分子聚合物電解質(zhì)層的載體為隔離層，其特征在于: 所述隔離層為含有高分子正溫度系數(shù)材料的非織造布或紙。其進(jìn)一步特征在于所述陽極膜的基材為鋁箔。一種改良的固態(tài)電解電容器的加工方法，其特征在于其通過以下步驟實(shí) 施，首先，在切割下來的鋁箔陽極膜的表面形成介電質(zhì)氧化皮膜，之后，將陽 極膜在適當(dāng)溫度下進(jìn)行熱處理，使介電質(zhì)氧化皮膜之特性穩(wěn)定；接著，于陽極膜與陰極膜上引出導(dǎo)線，而成為陽極及陰極，再將陽極膜、陰極膜夾著隔離層而巻繞浸漬于包含n-正丁醇之3，4-乙二氧塞吩以及p-對(duì)甲苯磺酸鐵(III)電解 質(zhì)混合溶液中，予以熱聚合，而在陽極膜、陰極膜間，形成導(dǎo)電性聚合物層， 即完成電容組件，將電容組件封入一盒體，或被覆一保護(hù)層，即完成固態(tài)電解 電容器。其進(jìn)一步特征在于將陽極膜、陰極膜夾著隔離層而巻繞浸漬于包含有聚 塞吩系，聚砒硌的電解質(zhì)混合溶液，形成電解質(zhì)層；或形成TCNQ錯(cuò)鹽固體電解 質(zhì)層，取代導(dǎo)電性聚合物層。本發(fā)明以含有高分子正溫度系數(shù)材料(PPTC)的非織造布、紙等作為隔離層， 其厚度比一般的非織造布、紙等大為減小，同時(shí)，高分子正溫度系數(shù)材料(PPTC) 與非織造布合成纖維、紙纖維之間，形成了可容納導(dǎo)電性高分子單量體固態(tài)電 解質(zhì)的空間，大大的提升了隔離層對(duì)于導(dǎo)電性高分子單量體固態(tài)電解質(zhì)的吸附 能力，此外，高分子正溫度系數(shù)材料(PPTC)的存在使得隔離層的耐熱性與耐候 性大為提高，電容器因?yàn)樵诟邷氐臓顩r下操作而導(dǎo)致爆裂，損傷電子電路，甚 至電子裝置的情形即可免除。又由于高分子正溫度系數(shù)材料(PPTC)的存在，導(dǎo)致隔離層的厚度大為減小 的結(jié)果，隔離層與陽極膜、陰極膜之間的間隙更為減小，電容器可制作得更小， 且阻抗減低，電容量即增加，又由于高分子正溫度系數(shù)材料(PPTC)之特性，隔 離層即不致于一受到撞擊即損壞，制造時(shí)之良率可大為提高。(四)


圖1為本發(fā)明電容組件的示意圖；圖2為本發(fā)明固態(tài)電解電容器之剖面示意圖。
具體實(shí)施方式
見圖l、圖2，本發(fā)明包括陽極膜4、陽極4a、陰極膜5、陰極5a以及陽極 膜4與陰極膜5之間形成導(dǎo)電性高分子聚合物電解質(zhì)層，陽極膜4表面覆蓋氧 化介電表層，導(dǎo)電性高分子聚合物電解質(zhì)層的載體為隔離層6，隔離層6為含有 高分子正溫度系數(shù)材料的非織造布或紙。陽極膜5的基材為鋁箔。下面結(jié)合附圖描述本發(fā)明的加工過程首先，在切割下來的鋁箔陽極膜4的 表面形成介電質(zhì)氧化皮膜，之后，將陽極膜4在適當(dāng)溫度(如28(TC)下進(jìn)行熱處理，使介電質(zhì)氧化皮膜之特性穩(wěn)定；接著，于陽極膜4與陰極膜5上引出導(dǎo) 線，而成為陽極4a及陰極5a，再將陽極膜4、陰極膜5夾著隔離層6而巻繞浸 漬于包含n-正丁醇之3，4-乙二氧塞吩以及p-對(duì)甲苯磺酸鐵(III)電解質(zhì)混合溶 液中，予以熱聚合，而在陽極膜4、陰極膜5間，形成導(dǎo)電性聚合物層；或者將 陽極膜4、陰極膜5夾著隔離層6而巻繞浸漬于包含有聚塞吩系，聚砒硌的電解 質(zhì)混合溶液，形成電解質(zhì)層；或形成TCNQ錯(cuò)鹽等之固體電解質(zhì)層，取代導(dǎo)電性 聚合物層。即完成電容組件2，將電容組件2封入一盒體3，或被覆一保護(hù)層， 即完成固態(tài)電解電容器1。 TCNQ CAS登記號(hào):1518-16-7分子式:C12H4N4、分 子量:204.19，是一種合成電子轉(zhuǎn)移(CT)材料的電子受體。
權(quán)利要求
1、一種改良的固態(tài)電解電容器，其特征在于其包括陽極膜、陽極、陰極膜、陰極以及陽極膜與陰極膜之間形成導(dǎo)電性高分子聚合物電解質(zhì)層，所述陽極膜表面覆蓋氧化介電表層，所述導(dǎo)電性高分子聚合物電解質(zhì)層的載體為隔離層，其特征在于所述隔離層為含有高分子正溫度系數(shù)材料的非織造布或紙。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述一種改良的固態(tài)電解電容器，其特征在于所述陽 極膜的基材為鋁箔。
3、 一種改良的固態(tài)電解電容器的加工方法，其特征在于其通過以下步驟 實(shí)施，首先，在切割下來的鋁箔陽極膜的表面形成介電質(zhì)氧化皮膜，之后，將 陽極膜在適當(dāng)溫度下進(jìn)行熱處理，使介電質(zhì)氧化皮膜之特性穩(wěn)定；接著，于陽 極膜與陰極膜上引出導(dǎo)線，而成為陽極及陰極，再將陽極膜、陰極膜夾著隔離層而巻繞浸漬于包含n-正丁醇之3， 4-乙二氧塞吩以及p-對(duì)甲苯磺酸鐵(III)電解質(zhì)混合溶液中，予以熱聚合，而在陽極膜、陰極膜間，形成導(dǎo)電性聚合物層， 即完成電容組件，將電容組件封入一盒體，或被覆一保護(hù)層，即完成固態(tài)電解 電容器。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述一種改良的固態(tài)電解電容器的加工方法，其特征在于將陽極膜、陰極膜夾著隔離層而巻繞浸漬于包含有聚塞吩系，聚砒硌的電解質(zhì)混合溶液，形成電解質(zhì)層。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述一種改良的固態(tài)電解電容器的加工方法，其特征在 于所述電解質(zhì)層為TCNQ錯(cuò)鹽固體電解質(zhì)層。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種改良的固態(tài)電解電容器。其阻抗小，電容量大，具有較強(qiáng)的耐熱性、耐候性，產(chǎn)品的良品率高，承受外力的能力強(qiáng)，不會(huì)因搬運(yùn)而導(dǎo)致破損，為此，本發(fā)明還提供了一種固態(tài)電解電容器的加工方法。其包括陽極膜、陽極、陰極膜、陰極以及陽極膜與陰極膜之間形成導(dǎo)電性高分子聚合物電解質(zhì)層，所述陽極膜表面覆蓋氧化介電表層，所述導(dǎo)電性高分子聚合物電解質(zhì)層的載體為隔離層，其特征在于所述隔離層為含有高分子正溫度系數(shù)材料的非織造布或紙。加工時(shí)在切割下來的鋁箔陽極膜的表面形成介電質(zhì)氧化皮膜，之后，將陽極膜在適當(dāng)溫度下進(jìn)行熱處理，使介電質(zhì)氧化皮膜之特性穩(wěn)定；接著，于陽極膜與陰極膜上引出導(dǎo)線，而成為陽極及陰極，再將陽極膜、陰極膜夾著隔離層而卷繞浸漬于電解質(zhì)混合溶液中形成導(dǎo)電性聚合物層。
文檔編號(hào)H01G9/02GK101329947SQ200810023089
公開日2008年12月24日 申請(qǐng)日期2008年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月14日
發(fā)明者廖世昌, 錢明谷 申請(qǐng)人:鈺邦電子(無錫)有限公司