一种电解电容器的制备方法及电解电容器技术

为克服现有技术中电解电容器尺寸小、电压低，同时其等效串联电阻高、容量引出率低的问题，本发明专利技术提供了一种电解电容器的制备方法，包括如下步骤：S1、提供阳极、隔膜和阴极；所述阳极表面附着有电介质层；S2、在阳极表面的电介质层表面以及隔膜两个表面上均施加导电聚合物胶液，形成胶液层；然后干燥，得到导电聚合物层；S3、将阳极、隔膜、阴极、隔膜依次叠置，然后制作成电容器芯包；再经装配、封口，得到所述电解电容器。同时，本发明专利技术还公开了上述方法制备得到的电解电容器。本发明专利技术提供的电解电容器可做大尺寸、高电压规格，同时其等效串联电阻低，容量引出率高。

【技术实现步骤摘要】
一种电解电容器的制备方法及电解电容器
本专利技术属于电解电容器领域，特别是涉及一种固态电解电容器的制备方法，以及采用该方法制备的固态电解电容器。
技术介绍
固体电解电容器采用导电率高、热稳定度佳的固体导电材料作为电解质，与普通电解电容器相比，它不但具有普通电解电容器所有特性，尤其具有可靠性好、使用寿命长、高频低阻抗、耐特大纹波电流等特性，可用于计算机、通信、军事、工业控制等领域及照相机、录像机、平板电视、游戏机等消费类电子产品的新一代高档整机产品中，有利于电子产品的集成化和小型化，并可以克服液态电解电容器容易漏液、寿命短的弊端。随着国内电子信息产业的飞速发展，高分子固体电解电容器从近几年的发展趋势来看，固体电解电容器将逐步替代普通低压电解电容器，并将成为21世纪电子信息产业的支柱产品之一。目前电解电容器制备工艺大致包括：1)原位聚合法(两液法)：开箔-铆接-卷绕-前处理-碳化-含浸单体-含浸氧化剂-聚合-封口-化成；2)导电高分子分散液法(一液法)：开箔-铆接-卷绕-前处理-碳化-含浸分散液-烘干-封口-老化。上述工艺中，过程复杂，工序繁琐，控制点多，设备要求高，投资较大，一直制约着整个电解电容器行业的发展。同时，目前的电解电容器制作工艺只能制作小尺寸、低电压规格的电解电容器，采用上述现有的电解电容器制作工艺制作的大尺寸电解电容器的各方面性能均较差，无法实用化。并且，在电压方面，目前的工艺制作的电解电容器主要集中在16V、25V左右的工作电压段，制备的25V以上电压段的电解电容器的性能并不理想。对此，现有技术中提出了一种新的方法，包括将卷绕后的芯包浸泡于导电高分子溶液中，然后干燥，再将芯包浸泡于常规电解液(包括溶剂及己二酸等电解质)中，制备得到电容器；或者在阳极的电介质层上涂布导电高分子溶液并干燥，然后卷绕成芯包，再浸泡于电解液中，并制备得到电容器。但是，一方面，上述方法制备得到的是固液混合电容器，其中仍含有电解液，制备得到的电容器仍存在容易漏液、寿命短等液态电容器的弊端；另一方面，通过上述涂布导电高分子溶液制备导电聚合物膜虽然可在一定程度上提高导电性，但是，电容器的等效串联电阻(ESR)仍较高、容量引出率低，而且其尺寸也只能局限于小尺寸，如Φ8*12及更小规格。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术中电解电容器尺寸小、电压低，同时其等效串联电阻高、容量引出率低的问题，提供一种电解电容器的制备方法。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案如下：提供一种电解电容器的制备方法，包括如下步骤：S1、提供阳极、隔膜和阴极；所述阳极表面附着有电介质层；S2、在阳极表面的电介质层表面以及隔膜两个表面上均施加导电聚合物胶液，形成胶液层；然后干燥，得到导电聚合物层；S3、将阳极、隔膜、阴极、隔膜依次叠置，然后制作成电容器芯包；再经装配、封口，得到所述电解电容器。同时，本专利技术还提供了上述方法制备得到的电解电容器。本专利技术的专利技术人通过大量实验发现，在阳极表面的电介质层上施加导电高分子溶液并干燥得到导电聚合物层，然后制作成芯包后，电解电容器不能正常工作，经过研究发现，经过上述处理后，由于导电聚合物层与阴极之间的隔膜的隔离，阴极与导电聚合物层不能有效导通。对此，通过含浸导电聚合物分散体在一定程度上解决上述问题，但是电解电容器的等效串联电阻(ESR)较高。专利技术人结合大量实验结果通过分析发现，在上述含浸导电聚合物分散体时，芯包浸没于导电聚合物分散体中，在负压条件下，导电聚合物分散体从各个方向上向芯包内部渗透。在含浸进行到一定程度后，导电聚合物分散体难以继续向芯包内部渗透，出现含浸不透、含浸不均匀的问题，导致ESR不能进一步降低，电容器容量引出率难以有效提高，尤其是在制作大尺寸电解电容器时，上述问题更显著。本专利技术通过同时在阳极表面的电介质层表面以及隔膜两个表面上均施加导电聚合物胶液，并干燥后，在电介质层表面以及隔膜两个表面上均形成导电聚合物层，在此结构下，制作成的芯包中，电介质层表面的导电聚合物层可通过隔膜两个表面上的导电聚合物层与阴极有效导电接触，从而有效降低ESR，并且电容器的容量引出率高。上述方法制备的电解电容器不受电容器尺寸的限制，可制备ESR低、容量引出率高、电压高的大尺寸的电解电容器。本专利技术提供的方法不仅适用于固态电解电容器的制备，同样适用于固液混合电解电容器的制备。具体实施方式为了使本专利技术所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术提供的电解电容器的制备方法，包括如下步骤：S1、提供阳极、隔膜和阴极；所述阳极表面附着有电介质层；S2、在阳极表面的电介质层表面以及隔膜两个表面上均施加导电聚合物胶液，形成胶液层；然后干燥，得到导电聚合物层；S3、将阳极、隔膜、阴极、隔膜依次叠置，然后制作成电容器芯包；再经装配、封口，得到所述电解电容器。上述步骤S1中，阳极、隔膜和阴极均可采用常规的。例如，上述阳极材质通常为阀金属、钽、铌、铝、钛、锆、铪、钒或者这些金属的合金或化合物中的至少一种。电介质层通常为阳极经过氧化所形成的金属氧化层。例如，上述阳极可采用铝箔，电介质层为氧化铝，由此形成的电解电容器即为铝电解电容器。如本领域技术人员所公知的，所述阳极表面附着有电介质层。通常，所述阳极两个表面均附着有电介质层。隔膜为绝缘材质，通常设置于阴极和阳极之间，起到隔离阴极和阳极，避免短路的作用。通常，对于卷绕形成的芯包，在芯包的卷绕轴向方向上，隔膜延伸至阳极和阴极边缘之外，用于避免阳极和阴极在芯包的卷绕轴向方向的边缘接触而导致短路。根据本专利技术，如步骤S2，在阳极表面的电介质层表面以及隔膜两个表面上均施加导电聚合物胶液，形成胶液层。上述步骤中施加的导电聚合物胶液可采用常规的。优选情况下，所述导电聚合物胶液包括导电聚合物、水性树脂、硅烷偶联剂、电导提升剂。在现有工艺中，一种方法采用含浸EDOT单体、含浸氧化剂和聚合这三个工序，实际上就是聚合形成导电聚合物，并附着在阴极、阳极及隔膜上；另一种方法通过含浸导电高分子分散液后烘干这一工序，也是为了使导电聚合物附着于阴极、阳极及隔膜上。本申请直接将导电聚合物胶液施加在阴极、阳极及隔膜上。为了增加导电聚合物的附着力，还添加了除导电聚合物以外的组分，如水性树脂和硅烷偶联剂；从而避免了EDOT单体与氧化剂聚合反应的不确定性，提高了电容器的质量和生产稳定性。电导提升剂(例如乙二醇)的作用是提高电导率。优选的，导电聚合物胶液还含有蜡乳液、表面活性剂、消泡剂、膜形成剂、附着力促进剂、流平剂、异丙醇中的至少一种。需要说明的是，蜡乳液的作用是提高涂层的爽滑度、耐水、耐磨和抗粘连性，可以根据电容器的具体要求选择添加。表面活性剂可以提高胶液层的表面活性，可以根据需求选择添加。消泡剂的作用是消除导电聚合物胶液中的泡沫，避免泡沫过多造成涂层出现缩孔现象。膜形成剂的作用是提高成膜性，可以根据需求选择添加。附着力促进剂的作用是进一步提高胶液层的附着力，在已有水性树脂提高附着力的基础上，可以根据需求选择添加附着力促进剂。异丙醇的作用是降低表面张力，提高各组分的相容性，还有稀释的作用，可以根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电解电容器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、提供阳极、隔膜和阴极；所述阳极表面附着有电介质层；S2、在阳极表面的电介质层表面以及隔膜两个表面上均施加导电聚合物胶液，形成胶液层；然后干燥，得到导电聚合物层；S3、将阳极、隔膜、阴极、隔膜依次叠置，然后制作成电容器芯包；再经装配、封口，得到所述电解电容器。

【技术特征摘要】
1.一种电解电容器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、提供阳极、隔膜和阴极；所述阳极表面附着有电介质层；S2、在阳极表面的电介质层表面以及隔膜两个表面上均施加导电聚合物胶液，形成胶液层；然后干燥，得到导电聚合物层；S3、将阳极、隔膜、阴极、隔膜依次叠置，然后制作成电容器芯包；再经装配、封口，得到所述电解电容器。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，在所述阴极的至少一个表面上施加导电聚合物胶液，在阴极表面形成胶液层，然后干燥。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，施加导电聚合物胶液形成的所述胶液层的厚度为100-200μm。4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，每个所述胶液层的最大厚度与最小厚度之间的差值为10μm以下。5.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述干燥处理为：在80-150℃下干燥10-60min。6.根据权利要求1或2所述的制备方...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵大成，燕民翔，
申请(专利权)人：深圳新宙邦科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44