本发明专利技术涉及一种基于石墨烯内电极层的多层陶瓷电容器，包括多层交替叠加的内电极层和介质层；所述内电极层由石墨烯或石墨烯与纳米导电材料的复合结构薄膜构成，所述介质层由烧结陶瓷体构成；所述内电极层的厚度取值范围为1nm-500nm；所述内电极层通过印刷、喷墨、涂覆或转移的方法制备。本发明专利技术的内电极层导电性能极好，大大增加了小尺寸下多层陶瓷电容器的电容值。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种基于石墨烯内电极层的多层陶瓷电容器，包括多层交替叠加的内电极层和介质层；所述内电极层由石墨烯或石墨烯与纳米导电材料的复合结构薄膜构成，所述介质层由烧结陶瓷体构成；所述内电极层的厚度取值范围为1nm-500nm；所述内电极层通过印刷、喷墨、涂覆或转移的方法制备。本专利技术的内电极层导电性能极好，大大增加了小尺寸下多层陶瓷电容器的电容值。【专利说明】—种基于石墨烯内电极层的多层陶瓷电容器
本专利技术涉及一种多层陶瓷电容器，特别是能够在减小电容器尺寸的同时实现高电容量的一种基于石墨烯内电极层的多层陶瓷电容器。
技术介绍
多层陶瓷电容器(MLCC)是由多层内电极层和介质层交替叠加并烧结而成的一种层叠电容器。多层陶瓷电容器的电容计算公式如下:C=KX ，其中，C为电容量，K为介电常数，η为介电层层数，S为电极相对面积，t为介电层厚度。由公式可知，介电层数越多，电容器的电容值越大；电极相对面积越大，电容器的电容值越大。传统多层陶瓷电容器具有体积小、耐压高等优点，但其电容值一般都较小。而且，传统的MLCC以贵金属Pd-Ag合金或纯Pd作为内电极，而Pd是一种稀有金属，价格非常昂贵。随着陶瓷介质层数的增力口，内电极的层数也相应增加，因而电极材料在MLCC产品成本中占了相当大的比重。利用贱金属，比如Ni等代替贵金属Pd-Ag合金作为内电极是降低成本的有利措施。但是，贱金属内电极MLCC的制作也存在一定的难度。一方面，Ni等内电极MLCC在空气中烧结时易被氧化而失去导电性能，所以内电极MLCC必须在还原性气氛中烧结，增加了制作难度。另一方面，含有钛氧化物的电介质在还原性气氛中烧结易失养而半导体化，导致绝缘性能下降而报废，因而对介质材料提出了抗还原性要求。 集成电路的发展对MLCC提出新的需求，要求尺寸越来越小的同时，电容量更大。因此MLCC器件的内电极的薄层化是不可避免的，采用更薄的电极材料替代原有的金属颗粒是大势所趋。石墨烯是一种由碳原子紧密堆积构成的二维晶体。它是人类已知强度最高、韧性最好、重量最轻、导电性极佳的材料，因而石墨烯可以应用于电极材料的制备。由于石墨烯是二维单层薄面，以石墨烯或石墨烯复合材料作为多层陶瓷电容器的内电极，可以在相同尺寸下增加电容器的叠层数量而使得电容增大，从而实现小尺寸下高电容能力的要求，同时，石墨烯电极可以避免金属电极中原子向介质层扩散的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种成本低且大大增加小尺寸下多层陶瓷电容器的电容值的一种基于石墨烯内电极层的多层陶瓷电容器。 为实现上述目的，本专利技术的技术方案是:一种基于石墨烯内电极层的多层陶瓷电容器，包括多层交替叠加的内电极层和介质层；所述内电极层由石墨烯或石墨烯与纳米导电材料的复合结构薄膜构成，所述介质层由烧结陶瓷体构成。 在本专利技术实施例中，所述内电极层的厚度取值范围为lnm-500nm。 在本专利技术实施例中，所述内电极层通过印刷、喷墨、涂覆或转移的方法制备。 在本专利技术实施例中，所述纳米导电材料为一维纳米材料或二维纳米材料；所述一维纳米材料为碳纳米管或金属纳米线；所述二维纳米材料为MoS2、MoSe2、MoTe2、PbS、GaS、GaSe 或 GaTe。 相较于现有技术，本专利技术具有以下有益效果:本专利技术通过采用石墨烯及石墨烯与纳米导电材料的复合结构薄膜作为内电极层，大大增加了小尺寸下多层陶瓷电容器的电容值，而且石墨烯材料优良的强度、韧性还提高了多层陶瓷电容器的使用寿命；既可以减小电极层的厚度，又可以提高层叠电容器的电容；且采用石墨烯及石墨烯与纳米导电材料的复合结构薄膜作为内电极层大大减小了多层陶瓷电容器的生产成本。 【专利附图】【附图说明】 图1为本专利技术一实施例的装置结构示意图。 【具体实施方式】 下面结合附图，对本专利技术的技术方案进行具体说明。 本专利技术一种基于石墨烯内电极层的多层陶瓷电容器，包括多层交替叠加的内电极层和介质层；所述内电极层由石墨烯或石墨烯与纳米导电材料的复合结构薄膜构成，所述介质层由烧结陶瓷体构成。 所述内电极层的厚度取值范围为lnm-500nm，优选的该内电极层的厚度可控制在lnm、5nm、10nm、20nm、30nm、50nm、80nmo 所述内电极层通过印刷、喷墨、涂覆或转移的方法制备。 所述纳米导电材料为一维纳米材料或二维纳米材料；所述一维纳米材料为碳纳米管或金属纳米线；所述二维纳米材料为MoS2、MoSe2、MoTe2、PbS、GaS、GaSe或GaTe。 以下为本专利技术基于石墨烯内电极层的多层陶瓷电容器的一实施例结构，如图1所示，在本实施例中，该多层电容器具有12层内电极层、11层陶瓷介质层，以及外电极，内电极层和介质层交替叠加。内电极层分别作为正极板与负极板与外电极连接。例如:内电极层01和内电极层02之间是陶瓷介质层11，内电极层02与内电极层03之间是陶瓷介质层12，内电极层01连接外电极21，内电极层02连接外电极22。其中，外电极21是正电极，夕卜电极22是负电极。或者，外电极21是负电极，外电极22是正电极。 对于图中未说明的其它内电极层、介质层的情况与上述说明相似，不在多做描述。对于具有更多层内电极层和介质层的层叠电容器的内电极层和介质层的情况与上述说明相似，不再多做描述。 本专利技术通过采用石墨烯及石墨烯与纳米导电材料的复合结构薄膜作为内电极层，大大增加了小尺寸下多层陶瓷电容器的电容值，而且石墨烯材料优良的强度、韧性还提高了多层陶瓷电容器的使用寿命。既可以减小电极层的厚度，又可以提高层叠电容器的电容；且采用石墨烯及石墨烯与纳米导电材料的复合结构薄膜作为内电极层大大减小了多层陶瓷电容器的生产成本。 以上是本专利技术的较佳实施例，凡依本专利技术技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本专利技术技术方案的范围时，均属于本专利技术的保护范围。【权利要求】1.一种基于石墨烯内电极层的多层陶瓷电容器，包括多层交替叠加的内电极层和介质层；其特征在于:所述内电极层由石墨烯或石墨烯与纳米导电材料的复合结构薄膜构成，所述介质层由烧结陶瓷体构成。2.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯内电极层的多层陶瓷电容器，其特征在于:所述内电极层的厚度取值范围为lnm-500nm。3.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯内电极层的多层陶瓷电容器，其特征在于:所述内电极层通过印刷、喷墨、涂覆或转移的方法制备。4.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯内电极层的多层陶瓷电容器，其特征在于:所述纳米导电材料为一维纳米材料或二维纳米材料；所述一维纳米材料为碳纳米管或金属纳米线；所述二维纳米材料为MoS2、MoSe2、MoTe2、PbS、GaS、GaSe或GaTe。【文档编号】H01G4/008GK104299777SQ201410589674【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年10月29日 优先权日:2014年10月29日 【专利技术者】胡海龙, 郭太良, 李福山, 杨尊先, 周雄图, 叶芸, 俞伟明, 张典 申请人:福州大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于石墨烯内电极层的多层陶瓷电容器，包括多层交替叠加的内电极层和介质层；其特征在于：所述内电极层由石墨烯或石墨烯与纳米导电材料的复合结构薄膜构成，所述介质层由烧结陶瓷体构成。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：胡海龙，郭太良，李福山，杨尊先，周雄图，叶芸，俞伟明，张典，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：福建;35
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