固体电解质电容器制造技术

本发明专利技术公开了固体电解质电容器，其电解质不易因高温而退化且具有低ESR。固体电解质电容器(1)包括电容器单元(10)，该电容器单元包括阳极导体(11)、电介质层(12)、固体电解质层(13)以及阴极引出层(14)，该电介质层(12)、固体电解质层(13)和阴极引出层(14)依次形成于所述阳极导体(11)上。所述固体电解质层(13)包括含石墨烯的层，该含石墨烯的层含有至少一种石墨烯结构，该石墨烯结构由石墨烯或多层石墨烯构成，该石墨烯或多层石墨烯可含有改性基团。

【技术实现步骤摘要】
固体电解质电容器
本专利技术涉及一种固体电解质电容器。
技术介绍
电解质电容器包括电容器单元，该电容器单元包括阳极导体、电介质层、固体电解质层以及阴极引出层，其中，所述电介质层、固体电解质层和阴极引出层相继形成于所述阳极导体上。此类电解质电容器的电解质(下称“电容器电解质”)的形式为液体、固体等。所述液体电解质例如包括通过将己二酸、癸二酸、硼酸、磷酸及其盐等有机电解质溶于乙二醇和γ丁内酯等低分子量有机溶剂而获得的电解质溶液。所述固体电解质例如包括：聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺及其衍生物等有机导电聚合物；以及二氧化锰等无机半导体。日本未审查专利申请公开号2015-195313(下称“专利文献1”)公开一种电解质电容器，包括：阳极体；形成于该阳极体上的电介质层；至少覆盖所述电介质层一部分的固体电解质层；以及与所述固体电解质层相对设置的阴极层，其中：所述阴极层包括覆盖所述固体电解质层的至少一部分的碳层，以及包括金属颗粒和树脂的金属膏层；所述碳层包括石墨烯层，该石墨烯层包括石墨烯片(参见权利要求1)。专利文献1中提到，所述固体电解质例如包括二氧化锰、导电聚合物以及TCNQ络合盐，其中，优选所述导电聚合物。国际专利公开号WO2014/046216(下称“专利文献2”)公开一种固体电解质电容器，其中：在由金属材料构成的阳极体的表面，依次形成介电氧化物膜层、固体电解质层、导电碳层以及阴极引出层；所述导电碳层含有石墨烯和/或纳米石墨烯(参见权利要求1)。专利文献2中提到，一种导电聚合物作为所述固体电解质。
技术实现思路
在某些情况下，当用于车载状态等情形中时，电解质电容器暴露于高温环境中。因此，需要电解质电容器具有较高的耐热性。然而，含有机电解质的电解质溶液以及由导电聚合物等构成的有机固体电解质在高温环境下会发生蒸发或分解，从而有可能导致等效串联电阻(EquivalentSeriesResistance，以下简称为“ESR”)等电学特性的下降。虽然二氧化锰等无机固体电解质具有较高的耐热性，然而其导电率与上述有机电解质相比而言较低。因此，采用所述无机固体电解质的电容器一般具有较高的ESR，因此电学特性较差。如上所述，在现有技术电容器电解质中，耐热性和导电率为两者取一的两种特性。因此，难以同时实现此两种特性。因此，鉴于上述情况，本专利技术的目的在于提供一种电解质不易因高温而退化且具有低ESR的固体电解质电容器。本专利技术的专利技术人发现，上述问题可通过将至少一种类型的石墨烯结构用作电容器电解质而得以解决，从而完成本专利技术。一种根据本专利技术的固体电解质电容器包括电容器单元，该电容器单元包括阳极导体、电介质层、固体电解质层以及阴极引出层，所述电介质层、固体电解质层以及阴极引出层依次形成于所述阳极导体上，其中，所述固体电解质层包括含石墨烯的层，该含石墨烯的层包括至少一种石墨烯结构，该石墨烯结构由石墨烯或多层石墨烯组成，所述石墨烯或多层石墨烯可包括改性基团。根据本专利技术，可提供一种电解质不易因高温而退化且具有低ESR的固体电解质电容器。根据以下给出的具体描述及附图，可更加充分地理解本专利技术的上述及其他目的、特征和优点，所述描述和附图仅以说明的方式给出，因此不视为对本专利技术形成限制。附图说明图1为根据本专利技术一种实施方式的固体电解质电容器主要部分的示意横截面图。具体实施方式固体电解质电容器以下参考附图，对根据本专利技术一种实施方式的固体电解质电容器进行说明。图1为一种固体电解质电容器主要部分的示意横截面图。如该图所示，固体电解质电容器1包括电容器单元10、该电容器单元包括阳极导体11、电介质层12、固体电解质层13以及阴极引出层14，其中，电介质层12、固体电解质层13以及阴极引出层14依次形成于阳极导体11上。应当注意的是，固体电解质层13覆盖电介质层12的至少一部分，阴极引出层14覆盖固体电解质层13的至少一部分。在根据本实施方式的固体电解质电容器1中，固体电解质层13包括至少一个含石墨烯的层，该含石墨烯的层由至少一种类型的石墨烯结构组成，该石墨烯结构由石墨烯或多层石墨烯构成。需要注意的是，所述石墨烯或多层石墨烯可含有改性基团。固体电解质电容器1的基本结构的其余部分与现有技术的公知固体电解质电容器类似。此外，所述电容器的总体结构以及每个部件的形状、材料等均可与公知的相同。也就是说，其无具体限制。在附图中，附图标记21表示导电粘合剂层，附图标记22表示电极。此外，附图标记23表示由阀作用金属制成的金属引线，附图标记24表示封装树脂。阳极导体11的至少一个表层部分包括至少一种类型的阀作用金属。所述阀作用金属无具体限制，只要其能在电介质层12和所述电解质之间形成整流效果即可。所述阀作用金属例如包括铝、钽、铌、钛、锆、铪、钨及其合金。阳极导体11的形式无具体限制，该形式例如包括粉末烧结体、蚀刻箔及蒸镀膜。电介质层12无具体限制，其例如包括介电氧化物膜(阳极氧化膜)，其中，该介电氧化物膜通过对阳极导体11的包括所述阀作用金属的表层部分进行阳极氧化而形成。阴极引出层14无具体限制，只要其能将固体电解质层13电连接于电极(如下文所述)即可。然而，优选使用包括银、铜和铝等金属的含金属层。该含金属层可通过金属膏形成，该金属膏包括金属颗粒和树脂，并在必要时包括分散介质。所述金属颗粒例如包括银颗粒、铜颗粒和铝颗粒。其中，优选使用银粒子，其原因在于银粒子具有较低电阻。所述树脂例如包括热固性树脂和热塑性树脂。所述分散介质通过公知方法干燥和去除。在固体电解质电容器1中，电极22附接于电容器单元10的阴极引出层14。在一个方面，电极22通过弯曲带状金属板等形成，并优选通过导电粘合剂层21以机械和电气两种方式连接至阴极引出层14。对于导电粘合剂层21的材料，其例如包括金属膏，该金属膏包括金属颗粒和树脂，并且在必要时包括分散介质。所述金属膏内采用的金属颗粒和树脂可类似于阴极引出层14的描述中提及的金属膏。如上所述，在根据本实施方式的固体电解质电容器1中，固体电解质层13包括含石墨烯的层，该含石墨烯的层包括至少一种类型的石墨烯结构。所述电容器电解质需形成用于在所述电容器电解质和电介质层12(优选介电氧化物层)之间积累电荷的整流效应。本专利技术的专利技术人发现，当包括含有至少一种类型的石墨烯结构的含石墨烯的层的固体电解质层13实际形成于电介质层12上时，可形成整流效应，并因此获得电容器性能。所述“石墨烯”为其内多个碳原子形成厚度等同于一个碳原子厚度的sp2结合并形成二维六边形点阵结构的一个碳原子层。所述“石墨烯结构”由具有单层结构的上述碳原子层组成的石墨烯组成，或者由多个石墨烯经范德华力层叠后的层叠体组成，其中每个石墨烯均由具有单层结构的上述碳原子层组成。所述石墨烯结构可包括改性基团。该石墨烯结构可以为经掺杂工艺等处理后的结构。具有上述结构的石墨烯结构显示出其他碳材料不具备的独特特性，并具有高电子迁移率、高导热性和高机械强度。该石墨烯结构具有如下趋势：其所含的层的数目越少，其电子迁移率、导热性和机械强度提高的程度越高。由于该石墨烯结构为具有如上所述高导电率和高耐热性的材料，因此通过使用至少一种类型的石墨烯结构用作固体电解质电容器1的固体电解质，可使得固体电解质电容器1不易因高温而退化且具有低的ESR本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固体电解质电容器，其特征在于，包括电容器单元，所述电容器单元包括阳极导体、电介质层、固体电解质层以及阴极引出层，所述电介质层、固体电解质层和阴极引出层依次形成于所述阳极导体上，其中，所述固体电解质层包括含石墨烯的层，所述含石墨烯的层包括至少一种石墨烯结构，所述石墨烯结构由石墨烯或多层石墨烯构成，所述石墨烯或多层石墨烯可含有改性基团。

【技术特征摘要】
2016.10.27 JP 2016-2106411.一种固体电解质电容器，其特征在于，包括电容器单元，所述电容器单元包括阳极导体、电介质层、固体电解质层以及阴极引出层，所述电介质层、固体电解质层和阴极引出层依次形成于所述阳极导体上，其中，所述固体电解质层包括含石墨烯的层，所述含石墨烯的层包括至少一种石墨烯结构，所述石墨烯结构由石墨烯或多层石墨烯构成，所述石墨烯或多层石墨烯可含有改性基团。2.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤弘树，春日健男，
申请(专利权)人：株式会社东金，
类型：发明
国别省市：日本,JP