导电高分子悬浮液及具有其的固态电解电容制造技术

本发明专利技术提出一种导电高分子悬浮液及具有其的固态电解电容，涉及固态电解电容技术领域。所述导电高分子悬浮液包括导电高分子粒子、掺杂剂、导电性添加剂、粘结剂及界面活性剂。所述导电高分子粒子的主体结构为共轭结构，导电高分子粒子包括但不限于吡咯、苯胺、噻吩及其衍生物组成的组中的一种或多种，所述掺杂剂为聚合阴离子，所述导电性添加剂为极性溶剂或者离子液体。本发明专利技术通过在导电高分子粒子中添加掺杂剂、导电性添加剂、粘结剂及界面活性剂来改善导电高分子悬浮液的表面张力，降低PEDOT:PSS中固体的含量达到降低分子间的作用力，提升导电高分子悬浮液于高比容铝箔内的渗透性，进而实现固态电解电容达到高容量与小型化的目的。

Conductive polymer suspension and solid electrolytic capacitor having the same

The invention provides a conductive polymer suspension and a solid electrolytic capacitor with the same. The conductive polymer suspension comprises a conductive polymer particle, a dopant, a conductive additive, a binder and an interfacial active agent. The main structure of the conductive polymer particles as conjugated structure, conductive polymer particles including but not limited to one or more components of aniline, pyrrole, thiophene and its derivatives in the group, the dopant for anionic polymerization, the conductive additives for polar solvent or ionic liquid. The present invention by adding the surface tension of dopant, conductive additives, binder and surfactant to improve the conductive polymer suspension in conductive polymer particles, reduce the content of PEDOT:PSS in the solid to reduce intermolecular forces, enhance the permeability of conductive polymer suspension in high volume aluminum foil inside, and then realize the solid electrolytic capacitor to the purpose of miniaturization and high capacity.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及固态电解电容
，具体的是指一种导电高分子悬浮液及利用该导电高分子悬浮液制成的固态电解电容。
技术介绍
导电高分子是近20年来的研究重点。利用分子本身具有的共轭π键的非定域化传递电子而导电，导电性高分子也可进行掺杂提升电子传导能力，引入阴离子(P形)或阳离子(N形)提升高分子电子传导性。导电高分子如聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩或其衍生物聚合而成的导电高分子，可应用至抗静电涂层、EMI涂层、薄膜或敏化染料太阳能电池电洞传导层、铝电解电容与钽电解电容中。固态电解电容的组成为阳极、介电层(形成于阳极上)、阴极及固态电解质，再经由封装而成电子零组件。阳极材料为铝或钽或铌等多孔隙金属，介电层则为金属氧化物如三氧化二铝或五氧化二钽，阴极材料则为碳材，固态电解质则为导电高分子(如聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩等)。因为导电高分子具备耐热性好，电导高，电荷转移速度快等优点，因此广泛用于固态电解电容。专利EPA440957与EP1227529B描述了聚苯乙烯磺酸盐(PSSA)与3,4乙撑二氧噻吩(EDOT)于水相进行聚合反应，生成PEDOT导电高分子悬浮液，以聚苯乙烯磺酸为PEDOT的掺杂剂，因聚苯乙烯磺酸的亲水性能将导电高分子很好的分散于水中，形成一稳定的导电高分子悬浮液。从而提升了PEDOT的应用性。US6987663B介绍了将PEDOT:PSS悬浮液添加粘结剂后将固态电解电容芯包浸泡于导电高分子悬浮液内，经由烘干成膜后作为固态电解电容的电解质。藉由不同结构的添加剂能对导电高分子悬浮液进行改质，将PEDOT:PSS悬浮液作为电解质应用于固态电解电容器。固态电解电容近年来发展趋势朝高静电容量与缩小电容体积的方向发展，随着容量提升与体积的缩小，固态电解电容正箔设计也朝向高倍率铝箔来实现电容小型化。但随着铝箔电压的降低会影响固态电解电容产品的可靠度及使用寿命。因此PEDOT:PSS悬浮液应用于小型化产品变成为至关重要。PEDOT:PSS悬浮液应用于小型化固态电解电容所面临的问题来自于正箔材料。高比容铝箔具备有铝芯厚与蚀孔结构复杂(树枝状结构)特点，增加了导电高分子悬浮液的浸润的难度。因此如何提升PEDOT:PSS悬浮液的渗透性提高容量引出率是是本领域目前需要解决的重要问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决上述问题而提出一种导电高分子悬浮液，通过在导电高分子粒子中添加掺杂剂、导电性添加剂、粘接剂及界面活性剂来改善导电高分子悬浮液（PEDOT:PSS）的表面张力，减少PEDOT:PSS于配方中的固体含量，降低悬浮溶液中分子间的作用力，从而增加导电高分子在高比容铝箔中的的渗透率与静电容量引出。为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：本专利技术提出一种导电高分子悬浮液，包括导电高分子粒子、掺杂剂、导电性添加剂及粘接剂，所述导电高分子粒子的主体结构为共轭结构，导电高分子粒子包括但不限于吡咯、苯胺、噻吩及其衍生物组成的组中的一种或多种，所述掺杂剂为聚合阴离子，所述导电性添加剂为极性溶剂或者离子液体，所述粘结剂可溶于水相或有机溶剂内，所述界面活性剂可溶于水相或有机溶剂内，所述导电高分子粒子还包括界面活性剂，所述界面活性剂为阴离子型界面活性剂或非离子型界面活性剂。优选的，所述阴离子型界面活性剂包括但不限于烷基羧酸盐、芳香基羧酸盐、烷基硫酸盐、脂肪族酰胺硫酸盐、硫酸化油、烃基聚乙二醇醚硫酸盐、酯肪族酰胺磺酸盐、烷基苯磺酸盐、二元酯肪磺酸盐及磷酸盐组成的组中的一种或多种，所述非离子型界面活性剂包括但不限于烷基酚聚氧乙烯醚、高碳酯肪族聚氧乙烯醚、酯肪酸聚氧乙烯醚、酯肪酸甲酯乙氧基化物、聚丙二醇环氧乙烷加成物、失水山梨醇酯、蔗糖酯、烷基醇酰胺及氟碳界面活性剂组成的组中的一种或多种。优选的，所述聚合阴离子为多元酸及其盐类，所述多元酸为聚合羧酸类的阴离子或聚合磺酸类的阴离子。更加优选的，所述聚合羧酸类的阴离子为聚甲基丙烯酸、聚马来酸或聚丙烯酸中的一种，所述聚合磺酸类的阴离子为聚苯乙烯磺酸或聚乙烯磺酸中的一种。优选的，所述极性溶剂为砜基团、内酯基团、酰胺基团、糖与糖衍生物、二元醇或多元醇中的一种。更加优选的，所述砜基团为二甲基亚砜、环丁砜或砜中的一种，所述内酯基团为γ-丁内酯或γ-戊内酯中的一种，所述酰胺基团为己内酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N,-甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基甲酰胺、N-甲基甲酰苯胺或N甲基吡咯烷酮中的一种，所述糖与糖衍生物为蔗糖、葡萄糖、山梨糖醇、甘露醇糖、赤鲜醇糖、木糖醇或阿拉伯糖中的一种，所述二元醇或多元醇为乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙三醇、三聚甘油、四聚甘油或多聚甘油中的一种。优选的，所述粘结剂包括但不限于聚乙酸乙酯、聚丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚酯树酯、聚胺酯树酯、磺基聚酯、环氧树酯、醇酸树酯、聚乙烯醇、聚乙二醇及聚氧化乙烯组成的组中一种或多种。本专利技术的另一方面在于提出一种固态电解电容，该固态电解电容包括上述导电高分子悬浮液，该电解电容能够解决因高比容铝箔表面孔径小，蚀孔结构深且复杂(树枝状结构)而导致的导电高分子悬浮液难以渗透的问题，实现固态电解电容高静电容量，体积缩小的目的，且具备高可靠度。本专利技术的有益效果：1.本专利技术中添加的界面活性剂能够改善导电高分子悬浮液（PEDOT:PSS）对基材的表面张力，提升导电高分子悬浮液(PEDOT:PSS)对基材的润湿性；2.本专利技术通过控制PEDOT:PSS于配方中的固体含量，当导电高分子(PEDOT:PSS)浓度上升时，分子间的碰撞机率大造成分子间作用力的影响，导致导电高分子溶液粘度会急剧上升影响芯包的含浸效果，控制PEDOT:PSS的固体含量能减少分子间作用力的影响，增加导电高分子在高比容铝箔的渗透率与静电容量引出；3.高比容铝箔使用电化学法工艺，氧化铝膜层太薄会造成固态高分子电解电容产品的可靠度降低，固态高分子电解质材料选用导电高分子悬浮液(PEDOT:PSS)能吸收一部分通过的电压，改善传统化学法分子链短且耐压不足的缺陷，进而提升产品的稳定性与可靠度。附图说明图1为本专利技术固态电解电容的一具体实施例的结构示意图。其中，1-隔膜纸，2-负极材料，3-正极材料，4-正导针，5-负导针。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术的实施例对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本专利技术。现有技术中为了使得固态电解电容朝向高静电容量与缩小电容体积的方向发展，需要克服由于高比容铝箔具备有铝芯厚与蚀孔结构复杂(树枝状结构)特点，从而增加导电高分子悬浮液的浸润的难度的问题，为此，本专利技术提出一种导电高分子悬浮液，包括导电高分子粒子、掺杂剂、导电性添加剂、粘结剂及耐压提升剂。其中，导电高分子粒子的主体结构为共轭结构，导电高分子粒子包括但不限于吡咯、苯胺、噻吩及其衍生物组成的组中的一种或多种，优选为噻吩或其衍生物，更优选为3,4乙撑二氧噻吩(EDOT)。掺杂剂为聚合阴离子本文档来自技高网...

【技术保护点】
导电高分子悬浮液，包括导电高分子粒子、掺杂剂、导电性添加剂及粘接剂，所述导电高分子粒子的主体结构为共轭结构，导电高分子粒子包括但不限于吡咯、苯胺、噻吩及其衍生物组成的组中的一种或多种，所述掺杂剂为聚合阴离子，所述导电性添加剂为极性溶剂或者离子液体，所述粘结剂可溶于水相或有机溶剂内，所述界面活性剂可溶于水相或有机溶剂内，其特征在于，所述导电高分子粒子还包括界面活性剂，所述界面活性剂为阴离子型界面活性剂或非离子型界面活性剂。

【技术特征摘要】
1.导电高分子悬浮液，包括导电高分子粒子、掺杂剂、导电性添加剂及粘接剂，所述导电高分子粒子的主体结构为共轭结构，导电高分子粒子包括但不限于吡咯、苯胺、噻吩及其衍生物组成的组中的一种或多种，所述掺杂剂为聚合阴离子，所述导电性添加剂为极性溶剂或者离子液体，所述粘结剂可溶于水相或有机溶剂内，所述界面活性剂可溶于水相或有机溶剂内，其特征在于，所述导电高分子粒子还包括界面活性剂，所述界面活性剂为阴离子型界面活性剂或非离子型界面活性剂。2.根据权利要求1所述的导电高分子悬浮液，其特征在于，所述阴离子型界面活性剂包括但不限于烷基羧酸盐、芳香基羧酸盐、烷基硫酸盐、脂肪族酰胺硫酸盐、硫酸化油、烃基聚乙二醇醚硫酸盐、酯肪族酰胺磺酸盐、烷基苯磺酸盐、二元酯肪磺酸盐及磷酸盐组成的组中的一种或多种，所述非离子型界面活性剂包括但不限于烷基酚聚氧乙烯醚、高碳酯肪族聚氧乙烯醚、酯肪酸聚氧乙烯醚、酯肪酸甲酯乙氧基化物、聚丙二醇环氧乙烷加成物、失水山梨醇酯、蔗糖酯、烷基醇酰胺及氟碳界面活性剂组成的组中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的导电高分子悬浮液，其特征在于，所述聚合阴离子为多元酸及其盐类，所述多元酸为聚合羧酸类的阴离子或聚合磺酸类的阴离子。4.根据权利要求3所述的导电高分子悬浮液，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴修文，林金村，
申请(专利权)人：丰宾电子深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44