固体铝电解电容器的多层模式电极元件及其制备工艺制造技术

本发明专利技术提供一种固体铝电解电容器的多层模式电极元件，包括复数个逐层叠加设置的电极元件组件单元，任一电极元件组件单元均包括一阴极部和阳极区，该阴极部和阳极区通过一绝缘胶隔开，所述电极元件组件单元叠加后阴极部的整体表面逐一覆盖一导电连接层、一第一阴极层以及一第二阴极层，形成阴极区，且所述导电连接层还延伸至任两相邻电极元件组件单元之间覆盖各阴极部表面。其优点在于：使制得的固体铝电解电容器结构更加紧凑科学合理，降低等效串联电阻，减少漏电流、降低生产材料成本，提高漏电流合格率，而且制备工艺可操作性强，具有显著的经济效益和社会效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种固体铝电解电容器，尤其涉及一种固体铝电解电容器的多层模式电极元件及其制备工艺。
技术介绍
导电高分子聚合物自70年代被合成以来，几十年来一直是学术界和工业界研究和开发的热门对象。用导电聚合物作为铝电解电容器的固体阴极材料，已使铝电解电容器在高稳定性、长寿命、及扩大应用范围等方面有了巨大突破。聚吡咯(PPY)作为一种导电高分子聚合物，其导电率可达20 S/cm，比有机半导体TCNQ高10倍，比传统铝电解电容器中的液体电解质的导电率高100倍以上。导电高分子作为阴极材料应用于固体片式铝电解电容器中，也具有“自愈”的特性，并且不会燃烧。随着电子设备小型化、轻量化，逐渐要求电容器在有限体积内容量最大化，ESR(Equivalent Series Resistance等效串联电阻)最小化。 目前制作固体电解电容器的通用方式是将传统的单片电容器元件后经过叠层组装后再封装制成，如图1所示，是传统的单片电容器元件结构示意图，传统的单片电容器元件10’包括一阴极区11’和阳极区12’，该阴极区11’和阳极区12’通过一绝缘胶13’隔开，所述阴极区11’包括由内而外设置的一阳极体1’、氧化膜介质2’、第一固体电解质层3’、第二固体电解质层4’、第一阴极层5’以及第二阴极层6’；所述阳极区12’为内层是阳极体1’，外层是氧化膜介质2’的两层结构。其中，所述阳极体1’主要成分为铝，氧化膜介质2’主要成分为氧化铝，第一阴极层5’的主要成分为碳，第二阴极层6’的主要成分为银。再如图2所示，是固体电解电容器中传统的单片电容器元件-叠层封装后结构图，将多个传统单片电容器元件10’的阴极区11’通过焊接和导电银粘接剂8’叠加在引线框7’上，阳极区12’之间则用一阳极垫片9’连接，整体通过保护性树形成一完整的固体电解电容器。 但是现有技术的固体铝电解电容器，因单个电容器元件的层数较多，导致叠层体的总厚度较大，因此固体铝电解电容器的设计厚度内的单片电容器元件的数量较少，总容量受限，而且每个电容器元件外层均为银阴极层，成本较高。单个电容器元件的数目越多，焊接到引线框的焊接就越多，焊接过程受热冲击导致漏电流不合格的概率增加。除此之外，该固体铝电解电容器结构中的单个电容器元件之间的缝隙，还会导致在封装过程中容易受到材料冲击而导致漏电流不合格。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题，在于提供一种固体铝电解电容器的多层模式电极元件；使组装后的结构更加紧凑科学合理，降低生产材料成本，降低组装后的厚度，而且制备工艺可操作性强，具有显著的经济效益和社会效益。 本专利技术要解决的技术问题之一是这样实现的：一种固体铝电解电容器的多层模式电极元件，包括复数个逐层叠加设置的电极元件组件单元，任一电极元件组件单元均包括一阴极部和阳极区，该阴极部和阳极区通过一绝缘胶隔开，所述电极元件组件单元叠加后阴极部的整体表面逐一覆盖一导电连接层、一第一阴极层以及一第二阴极层，形成阴极区，且所述导电连接层还延伸至任两相邻电极元件组件单元之间覆盖各阴极部表面。 进一步的，所述导电连接层为电化学聚合层。 进一步的，所述电极元件组件单元的数目为2～8个。 进一步的，所述阴极部包括由内而外设置的一阳极体、氧化膜介质、第一固体电解质层、第二固体电解质层；所述导电连接层是延伸至任两相邻电极元件组件单元之间覆盖各阴极部的第二固体电解质层的表面；所述阳极部包括由内而外设置的一阳极体和氧化膜介质；所述阳极体为铝、铌、钛或钽中的一种；所述氧化膜介质为铝、铌、钛或钽中的一种的金属氧化物；所述第一阴极层为碳层；所述第二阴极层为银层。 本专利技术要解决的技术问题之二是这样实现的：一种固体铝电解电容器的多层模式电极元件的制备工艺，包括如下步骤： 步骤10、制备电极元件组件单元，将表面覆盖有氧化膜介质2的阳极体1中的一种的分切成条状，并冲切成齿形，对分切体进行氧化覆盖膜修复，涂覆绝缘胶；制备第一电解质层和第二电解质层，得到电极元件组件单元； 步骤20、再将复数个该电极元件组件单元用导电连接层互相连接形成多层模式电极； 步骤30、之后在所述多层模式电极的外表面再覆盖第一阴极层及第二阴极层，制得多层模式电极元件。 进一步的，所述步骤20中，所述导电连接层是为导电聚合物层。 进一步的，所述步骤20中，所述导电连接层是以电化学聚合方法制备。 进一步的，所述步骤20中，所述导电连接层通过电化学聚合的方法制备时，是以恒压或恒流加电方式将单体氧化成聚合物，其聚合电流为0.5mA/cm2～5mA/cm2，总时间为60分钟～200分钟,聚合溶液温度控制在0℃～30℃，并用酸将pH值控制在3.0～6.0。 进一步的，所述电化学聚合溶液中的单体为吡咯、噻吩、苯胺或吡咯的衍生物、噻吩的衍生物、苯胺的衍生物的至少一种。 进一步的，所述电化学聚合溶液中的电解质为对甲苯磺酸盐、十二烷基苯磺酸盐、十二烷基磺酸盐、萘磺酸盐或樟脑磺酸盐。溶剂为水或有机溶剂或两者的混合物的至少一种。 本专利技术具有如下优点：固体铝电解电容器的多层模式电极元件及其制备工艺；该固体铝电解电容器的结构更加紧凑、科学、合理，同样设计高度的电容器包含更多的电极数量，设计容量提高。同样设计电极数量的组装后半成品包含更少的单个电容器元件，节约银阴极层的成本，厚度更小。降低等效串联电阻，降低漏电流，提高漏电流合格率。而且制备工艺与传统工艺基本相同，可操作性强，适合大规模技术改造、推广，具有显著的经济效益和社会效益。 【附图说明】 下面参照附图结合实施例对本专利技术作进一步的说明。 图1是固体电解电容器中传统的单片电容器元件结构图。 图2是传统封装后的固体电解电容器的结构图。 图3是本专利技术固体电解电容器中的多层模式电极元件结构图。 图4是本专利技术封装后的多层模式电极元件的固体电解电容器的结构示意图。 图5是本专利技术的固体电解电容器的带齿形的箔条示意图。 图6是本专利技术的固体电解电容器带绝缘胶的齿形箔条示意图。 图7是本专利技术的多层模式电极元件导电连接层聚合装置示意图。...

【技术保护点】
一种固体铝电解电容器的多层模式电极元件，其特征在于：包括复数个逐层叠加设置的电极元件组件单元，任一电极元件组件单元均包括一阴极部和阳极区，该阴极部和阳极区通过一绝缘胶隔开，所述电极元件组件单元叠加后阴极部的整体表面逐一覆盖一导电连接层、一第一阴极层以及一第二阴极层，形成阴极区，且所述导电连接层还延伸至任两相邻电极元件组件单元之间覆盖各阴极部表面。

【技术特征摘要】
2014.06.25 CN 201410289819.4;2014.06.25 CN 20141021.一种固体铝电解电容器的多层模式电极元件，其特征在于：包括复
数个逐层叠加设置的电极元件组件单元，任一电极元件组件单元均包括一阴
极部和阳极区，该阴极部和阳极区通过一绝缘胶隔开，所述电极元件组件单
元叠加后阴极部的整体表面逐一覆盖一导电连接层、一第一阴极层以及一第
二阴极层，形成阴极区，且所述导电连接层还延伸至任两相邻电极元件组件
单元之间覆盖各阴极部表面。
2.根据权利要求1所述一种固体铝电解电容器的多层模式电极元件，
其特征在于：所述导电连接层为电化学聚合层。
3.根据权利要求2所述一种固体铝电解电容器的多层模式电极元件，其
特征在于：所述电极元件组件单元的数目为2～8个。
4.根据权利要求1或2所述一种固体铝电解电容器的多层模式电极元
件，其特征在于：所述阴极部包括由内而外设置的一阳极体、氧化膜介质、
第一固体电解质层、第二固体电解质层；所述导电连接层是延伸至任两相邻
电极元件组件单元之间覆盖各阴极部的第二固体电解质层的表面；
所述阳极部包括由内而外设置的一阳极体和氧化膜介质；
所述阳极体为铝、铌、钛或钽中的一种；
所述氧化膜介质为铝、铌、钛或钽中的一种的金属氧化物；
所述第一阴极层为碳层；
所述第二阴极层为银层。
5.一种固体铝电解电容器的多层模式电极元件的制备工艺，其特征在
于包括如下步骤：
步骤10、制备电极元件组件单元，将表面覆盖有氧化膜介质2...

【专利技术属性】
技术研发人员：张易宁，陈远强，王国平，林俊鸿，陈巧琳，何腾云，葛宝全，
申请(专利权)人：福建国光电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35