叠层铝电容器的阴极区聚合方法及铝电容器的制备方法技术

本发明专利技术公开了叠层铝电容器的阴极区聚合方法及铝电容器的制备方法，涉及电容器技术领域。叠层铝电容器的阴极区聚合方法，包括将阴极导电基材进行多个操作周期的循环操作，每个操作周期至少包括依次进行一次浸渍、干燥、二次浸渍和聚合反应；其中，一次浸渍和二次浸渍均是采用单体溶液或氧化剂溶液进行浸渍，并通过一次浸渍和二次浸渍在阴极导电基材的表面引入单体溶液和氧化剂溶液；氧化剂溶液包括氧化剂、氧化剂溶剂和碱性中和剂；单体溶液包括单体和单体溶剂。发明专利技术人改进了氧化剂溶液的组成，通过加入碱性中和剂能够中和氧化剂在聚合过程中生成的酸，避免了介质氧化膜的腐蚀和产品漏电流增大现象的发生。品漏电流增大现象的发生。品漏电流增大现象的发生。

【技术实现步骤摘要】
叠层铝电容器的阴极区聚合方法及铝电容器的制备方法


[0001]本专利技术涉及电容器
，具体而言，涉及叠层铝电容器的阴极区聚合方法及铝电容器的制备方法。

技术介绍

[0002]导电聚合物固体片式铝电解电容器是以具有高导电率的导电聚合物材料作为固体电解质的新型片式电子元器件。由于其结构及材料特性，其主要性能特点是低ESR、小型化、优良的频率特性、良性的失效模式(不易燃烧)，在通信基础设施、服务器、笔记本电脑、CPU电源线路、通讯机器和产业机器里FPGA的电源线路、显卡GPU的电源线路、LED屏、平板电脑等领域得到广泛应用。目前，导电聚合物固体片式铝电解电容器主要工艺流程如图1所示。
[0003]其中，聚合工艺是叠层铝电容器的关键工艺，是在Al2O3介质氧化膜上生成导电聚合物作为阴极的过程。现国内外低压(UR≤10V)导电聚合物固体片式铝电解电容器的聚合工艺有化学法和电解法两种。导电聚合物固体片式铝电解电容器采用Al2O3作为介质氧化膜，其中，化学法聚合工艺普遍存在着A12O3介质氧化膜腐蚀严重、产品漏电流大、合格率低的问题。
[0004]鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供叠层铝电容器的阴极区聚合方法及铝电容器的制备方法，旨在降低介质氧化膜的腐蚀程度，减少产品漏电流增大现象。
[0006]本专利技术是这样实现的：
[0007]第一方面，本专利技术提供一种叠层铝电容器的阴极区聚合方法，包括将阴极导电基材进行多个操作周期的循环操作，每个操作周期至少包括依次进行一次浸渍、干燥、二次浸渍和聚合反应；
[0008]其中，一次浸渍和二次浸渍均是采用单体溶液或氧化剂溶液进行浸渍，并通过一次浸渍和二次浸渍在阴极导电基材的表面引入单体溶液和氧化剂溶液；
[0009]氧化剂溶液包括氧化剂、氧化剂溶剂和碱性中和剂；
[0010]单体溶液包括单体和单体溶剂。
[0011]第二方面，本专利技术提供一种铝电容器的制备方法，其采用前述实施方式中的阴极区聚合方法制备阴极材料。
[0012]本专利技术具有以下有益效果：通过多个操作周期的循环操作，每个操作周期中依次进行一次浸渍、干燥、二次浸渍和聚合反应的四步操作，通过一次浸渍和二次浸渍在阴极导电基材的表面引入单体溶液和氧化剂溶液，在聚合反应步骤中在基材上形成导电聚合物。专利技术人改进了氧化剂溶液的组成，通过加入碱性中和剂能够中和氧化剂在聚合过程中生成的酸，避免了介质氧化膜的腐蚀和产品漏电流增大现象的发生。
附图说明
[0013]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0014]图1为导电聚合物固体片式铝电解电容器主要工艺流程；
[0015]图2为阴极区聚合方法的主要流程图。
具体实施方式
[0016]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0017]专利技术人发现，之所以铝箔在浸渍氧化剂过程中A12O3介质氧化膜发生腐蚀以及最终产品出现漏电流大的问题，是因为过硫酸铵氧化剂溶液在聚合过程中会不断生成H
+
，导致氧化剂溶液pH值下降，致使A12O3介质氧化膜被腐蚀，化学反应式为：6H
+
+Al2O3→
2Al
+
+3H2O。
[0018]对此，专利技术人在这一创造性发现的基础上，对图1导电聚合物固体片式铝电解电容器制备工艺中的聚合工艺进行了改进，通过在聚合反应过程中，在氧化剂溶液中持续不断加入碱性中和剂使氧化剂溶液的pH值维持在一定范围内，不会产生过酸的情况，避免了介质氧化膜的腐蚀导致产品漏电流增大现象的发生。
[0019]请参照图2，本专利技术实施例提供一种叠层铝电容器的阴极区聚合方法，包括将阴极导电基材进行多个操作周期的循环操作，每个操作周期均是依次进行一次浸渍、干燥(即烘干)、二次浸渍和聚合反应。
[0020]具体地，一次浸渍和二次浸渍均是采用单体溶液或氧化剂溶液进行浸渍，并通过一次浸渍和二次浸渍在阴极导电基材的表面引入单体溶液和氧化剂溶液；氧化剂溶液包括氧化剂、氧化剂溶剂和碱性中和剂；单体溶液包括单体和单体溶剂。也就是说，一次浸渍采用单体溶液进行浸渍时，二次浸渍采用氧化剂溶液进行浸渍；一次浸渍采用氧化剂溶液进行浸渍时，二次浸渍采用单体溶液进行浸渍。
[0021]在一些实施例中，一次浸渍是采用氧化剂溶液进行浸渍，二次浸渍是采用单体溶液进行浸渍为宜，循环周期为10
‑
30次，如10次、15次、20次、25次、30次等。
[0022]一般而言，阴极导电基材为铝箔较为常见，也可以采用其他导电基材，在此不做一一列举。阴极导电基材的得到过程可以参照如下步骤：将阳极化成铝箔通过切成所需宽度的铝箔片，将裁切好的阳极铝箔片，将铝箔片通过电阻焊方法或者激光焊方法焊接在不锈钢钢条上，偏于批量生产；在铝箔的一定位置涂上隔离胶，分离产品的正负极区域；将涂覆完隔离胶的产品浸入到一定温度的化成液中进行一定时间的补化成，以在聚合之前修复边缘。
[0023]进一步地，氧化剂溶液中加入碱性中和剂目的是控制氧化剂溶液的pH值，故碱性中和剂是采用逐渐加入的方式。专利技术人发现，控制氧化剂溶液的pH为1.8
‑
4为宜，能够使聚合后芯子厚度及一致性更好，还能够使整体漏电流较好。氧化剂溶液的pH值可以为1.8、
1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3.0、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、3.9、4.0等，也可以为以上相邻pH值之间的任意值。
[0024]在更优选的实施例中，利用碱性中和剂控制氧化剂溶液的pH为1.8
‑
2.5为宜。碱性中和剂是具有中和H
+
能力的中和试剂，可以为氢氧化物碱性中和剂或其混合物，具体可以选自有机胺、氢氧化钾、氨水、氢氧化钠、氢氧化钡等碱性中和剂的至少一种。
[0025]进一步地，按重量份数计，氧化剂溶液的包括氧化剂10
‑
50份、氧化剂溶剂45
‑
89.5份和掺杂剂0.5
‑
5份；掺杂剂选烷基磺酸盐、烷基萘磺酸盐和烷基苯磺酸盐中的至少一种。掺杂剂加入的目的在聚合物中加入导电介质，以增强材料的性能。
[0026]进一步地，氧化剂选自过硫酸铵和过硫酸钠中的至少一种；优选为过硫酸铵。氧化剂溶剂选自去离子水、甲醇、乙醇、丙醇及其同素异构体和丁醇及其同素异构体中的至本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种叠层铝电容器的阴极区聚合方法，其特征在于，包括将阴极导电基材进行多个操作周期的循环操作，每个操作周期至少包括依次进行一次浸渍、干燥、二次浸渍和聚合反应；其中，所述一次浸渍和所述二次浸渍均是采用单体溶液或氧化剂溶液进行浸渍，并通过所述一次浸渍和所述二次浸渍在所述阴极导电基材的表面引入单体溶液和氧化剂溶液；所述氧化剂溶液包括氧化剂、氧化剂溶剂和碱性中和剂；所述单体溶液包括单体和单体溶剂。2.根据权利要求1所述的阴极区聚合方法，其特征在于，所述碱性中和剂是采用逐渐加入的方式，控制所述氧化剂溶液的pH为1.8
‑
4；优选地，利用所述碱性中和剂控制所述氧化剂溶液的pH为1.8
‑
2.5；优选地，所述碱性中和剂选自有机胺、氨水、氢氧化钾、氢氧化钠和氢氧化钡中的至少一种。3.根据权利要求2所述的阴极区聚合方法，其特征在于，按重量份数计，所述氧化剂溶液的包括氧化剂10
‑
50份、氧化剂溶剂45
‑
89.5份和掺杂剂0.5
‑
5份；所述掺杂剂选自烷基磺酸盐、烷基萘磺酸盐和烷基苯磺酸盐中的至少一种。4.根据权利要求3所述的阴极区聚合方法，其特征在于，所述氧化剂选自过硫酸铵和过硫酸钠中的至少一种；优选为过硫酸铵；优选地，所述氧化剂溶剂选自去离子水、甲醇、乙醇、丙醇及其同素异构体和丁醇及其同素异构体中的至少一种。5.根据权利要求1所述的阴极区聚合方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：权利要求书一页说明书七页附图一页，
申请(专利权)人：中国振华集团新云电子元器件有限责任公司国营第四三二六厂，
类型：发明
国别省市：