一种具有复合固体电解质的固体电解电容器及其制备方法技术

一种具有复合固体电解质的固体电解电容器，由阀金属或阀金属氧化物构成阳极，设置在所述阳极表面上的阀金属氧化物电介质层，以及设置在所述电介质层表面的复合固体电解质构成，该复合固体电解质至少包含二氧化锰第一固体电解质及导电高分子第二固体电解质。使用该复合固体电解质的固体电解电容器不仅具有高工作电压、低漏电流和低等效串联电阻，而且工艺简单、性能可控。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于固体电解电容器制备领域，具体设及一种具有复合固体电解质的固体 电解电容器及其制备方法。
技术介绍
商业化的固体电解电容器是W二氧化儘或导电高分子作为固体电解质，其广泛应 用于消费电子、物联网、智能通信、微波通信、汽车电子、航空军事等领域。其中W二氧化儘 为固体电解质的固体粗电解电容器商业化较早，具有高工作电压、低漏电流等优点，但由于 二氧化儘固体电解质的电导率低，因此二氧化儘固体粗电解电容器的等效串联电阻巧SR) 高。一种新型导电高分子具有高电导率，W其作为固体电解质的固体侣电解电容器则具有 超低等效串联电阻巧SR)、良好的高频特性和高安全性等显著优势，成为固体电解电容器发 展的趋势，但它的工作电压明显低于二氧化儘固体粗电解电容器，大大限制了其应用范围。 合理利用二氧化儘及导电高分子固体电解质的优点，将可W提供良好综合性能的固体电解 电容器。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术存在的不足，提供一种具有复合固体电解质的固 体电解电容器及其制备方法。使用该复合固体电解质的固体电解电容器具有高工作电压、 低漏电流和低等效串联电阻巧SR)，而且制备工艺简单、性能可控。 为了实现W上目的，本专利技术采用如下技术方案： 一种具有复合固体电解质的固体电解电容器，复合固体电解质设置于阀金属氧化 物电介质层表面，至少包含二氧化儘第一固体电解质及导电高分子第二固体电解质。 电介质层的40~100%表面覆盖二氧化儘第一固体电解质，更优地电介质层的 80~100%表面覆盖二氧化儘第一固体电解质，电介质层的剩余表面及二氧化儘第一固体 电解质表面覆盖导电高分子第二固体电解质。 阳007] 二氧化儘第一固体电解质的平均厚度为0. 11~10ym，更优地平均厚度为0. 5~ 5ym。导电高分子第二固体电解质的平均厚度与二氧化儘第一固体电解质的平均厚度比值 为80:1~1:1，更优地比值为40:1~2:1。 导电高分子第二固体电解质为聚化咯及其衍生物、聚嚷吩及其衍生物、聚苯胺及 其衍生物、聚苯乙締及其衍生物、聚化晚及其衍生物、聚对苯及其衍生物、聚哇嘟及其衍生 物中的至少一种。 本专利技术具有复合固体电解质的固体电解电容器，按W下步骤进行制备： (1)电介质层的制备：在阀金属或阀金属氧化物的阳极表面，通过阳极氧化形成 阀金属氧化物，制得电介质层； (2)复合固体电解质的制备：通过浸溃、喷涂、电泳、印刷等方式，在电介质层的表 面形成包含硝酸儘的溶液，并热分解，制备二氧化儘第一固体电解质；在电介质层的剩余表 面及二氧化儘第一固体电解质表面，通过化学聚合方法或电化学聚合方法制备导电高分子 第二固体电解质，制得复合固体电解质； (3)固体电解电容器的组装：在复合固体电解质的表面覆盖导电碳层及银层，并 组装、封装成固体电解电容器。 步骤（1)中，作为阳极的阀金属为侣、粗、妮、铁中的至少一种，阀金属氧化为一氧 化妮；作为电介质层的阀金属氧化物为与阳极对应的=氧化二侣、五氧化二粗、一氧化妮、 二氧化铁中的至少一种。 步骤似中，电介质层的41~100 %表面覆盖二氧化儘第一固体电解质，更优地电 介质层的80~100%表面覆盖二氧化儘第一固体电解质，且二氧化儘第一固体电解质的平 均厚度为0. 11~10ym，更优地平均厚度为0. 5~5ym。 阳01引步骤（3)中，电介质层的剩余表面及二氧化儘第一固体电解质的表面覆盖导电高 分子第二固体电解质。导电高分子第二固体电解质为聚化咯及其衍生物、聚嚷吩及其衍生 物、聚苯胺及其衍生物、聚苯乙締及其衍生物、聚化晚及其衍生物、聚对苯及其衍生物、聚哇 嘟及其衍生物中的至少一种。导电高分子第二固体电解质的平均厚度与二氧化儘第一固体 电解质的平均厚度比值为80:1~1:1，更优地比值为40:1~2:1。 本专利技术的有益效果在于：使用该复合固体电解质的固体电解电容器，具有高工作 电压、低漏电流和低等效串联电阻巧SR)，而且制备工艺简单、性能可控。【附图说明】 图1表示电介质层表面包含二氧化儘第一固体电解质的俯视图 图2表示电介质层表面包含二氧化儘第一固体电解质的正视图 图3表示电介质层表面包含复合固体电解质的俯视图 图4表示电介质层表面包含复合固体电解质的正视图 1 阳极 2电介质层 3二氧化儘第一固体电解质 4导电高分子第二固体电解质 阳02引 5复合固体电解质【具体实施方式】 本专利技术中，固体电解电容器，由阀金属或阀金属氧化物阳极1，设置在所述阳极1 表面上的阀金属氧化物电介质层2,W及设置在所述电介质层表面的复合固体电解质5构 成。复合固体电解质至少包含二氧化儘第一固体电解质3及导电高分子第二固体电解质4。 本专利技术中，电介质层的40~100%表面覆盖二氧化儘第一固体电解质，更优地电 介质层的80~100%表面覆盖二氧化儘第一固体电解质，电介质的剩余表面及二氧化儘第 一固体电解质的表面覆盖导电高分子第二固体电解质。 本专利技术中，二氧化儘第一固体电解质的平均厚度为0. 11~IOym，更优地平均厚 度为0.5~5ym。导电高分子第二固体电解质的平均厚度与二氧化儘第一固体电解质的平 均厚度比值为80:1~1:1，更优地厚度比值为40:1~2:1。 本专利技术中，导电高分子第二固体电解质为聚化咯及其衍生物、聚嚷吩及其衍生物、 聚苯胺及其衍生物、聚苯乙締及其衍生物、聚化晚及其衍生物、聚对苯及其衍生物、聚哇嘟 及其衍生物中的至少一种。 本专利技术中，具有复合固体电解质的固体电解电容器，按W下步骤进行制备： 阳〇3U (1)电介质层的制备：将阀金属或阀金属氧化物阳极，在包含己二酸、憐酸、棚酸 或其盐中至少一种的溶液中，通过阳极氧化在阳极表面形成相应的阀金属氧化物，制得电 介质层； 阳0巧 似复合固体电解质的制备：通过浸溃、喷涂、电泳、印刷等方式，在电介质层的表 面形成包含硝酸儘的溶液，再热分解；重复浸溃及热分解多次，制备二氧化儘第一固体电解 质；在电介质层的剩余表面及二氧化儘第一固体电解质的表面，通过化学聚合或电化学聚 合方法形成导电高分子第二固体电解质，制得复合固体电解质； (3)固体电解电容器的组装：在复合电解质的表面依次覆盖导电碳层及银层，组 装并W环氧模塑料塑封，制备固体电解电容器。 本专利技术步骤（1)中，作为阳极的阀金属为侣、粗、妮、铁中的至少一种，阀金属氧化 为一氧化妮；作为电介质层的阀金属氧化物为与阳极对应的=氧化二侣、五氧化二粗、一氧 化妮、二氧化铁中的至少一种。 本专利技术步骤（2)中，由于固体电解电容器的漏电流和耐电压主要取决于电介质 层，因此在电介质层表面先制备二氧化儘第一固体电解质，W提高固体电解电容器的耐电 压。再制备导电高分子第二固体电解质，使固体电解电容器保持低等效串联电阻。 本专利技术步骤似中，电介质层的41~100 %表面覆盖二氧化儘第一固体电解质，更 优地电介质层的80~100 %表面覆盖二氧化儘第一固体电解质。当第一固体电解质全部覆 盖电介质层的表面，可W完全保护电介质层不与导电高分子第二固体电解质接触，W保证 固体电解电容器的耐电压，但是同时也完全阻断了高电导率的导电高分子第二固体电解质 与电介质层接触的通道，可能无法很好地保持固体电解电容器低等效串联电阻。同时控制 二氧化儘第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有复合固体电解质的固体电解电容器，其特征在于：所述的复合固体电解质设置于阀金属氧化物电介质层的表面，至少包含二氧化锰第一固体电解质及导电高分子第二固体电解质。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张易宁，陈素晶，陈远强，刘永川，李伟，王维，张祥昕，苗小飞，方建辉，冯文豆，
申请(专利权)人：中国科学院福建物质结构研究所，
类型：发明
国别省市：福建;35