本发明专利技术涉及一种高分子电容的材料及其制造工艺，其特征在于，包括单极片的铝箔内层聚合与铝箔外层聚合；铝箔内层聚合：单极片铝箔内层微孔采用单体溶液、氧化剂溶液进行重复氧化聚合长出内层导电高分子填补内层铝箔微孔；铝箔外层聚合：单极片铝箔外层则使用导电高分子预聚体含浸聚合后经光、热或湿气进行交联固化，得到覆盖补强铝箔表面裁切边与边角外层导电高分子；高分子预聚体由单体、氧化剂、掺杂剂、高分子添加剂、交联剂与溶剂混合形成。可完美覆盖铝箔表面裁切边与边角，也因高分子交联固化能提高抵抗热，机械等应力，解决了电容器容量引出率低，损失角大，高分子在铝箔表面覆盖不均匀，导致漏电流变大、抗热与抗机械应力差的问题。差的问题。差的问题。
【技术实现步骤摘要】
一种高分子电容的材料及其制造工艺
[0001]本专利技术属于电容器领域，尤其是一种高分子电容的材料及其制造工艺。
技术介绍
[0002]固态电解电容的组成为阳极，介电层，形成于阳极上，阴极与固态电解质，再经由封装而成电子零组件。阳极材料为铝，钽，铌等多孔隙金属，介电层则为金属氧化物如三氧化二铝，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。
[0003]叠层电容是新型导电高分子固态电容的结构，之前主要技术与材料都掌握在日本厂商，近几年市场上缺料，国内许多大厂都在积极开发导电高分子叠层电容技术。目前于2V，6.3V国内技术已有长足的进步，生产良率与产品可靠度都大幅提升，已逐渐向日系产品靠拢。导电高分子叠层电容主要应用于主板，笔电等薄型化产品工作电压约2V
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6.3V。但10V(含)以上的应用面越来越多，许多电容大厂也正在积极攻关。
[0004]参考固态电解电容于高压(25
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250V)的解决方案主要是使用导电高分子悬浮分散体(PEDOT:PSS)，但此方法用于导电高分子叠层电容却有容量引出率低，损失角大，且于铝箔表面覆盖不均匀，导致漏电流变大。国内外原材料大厂都在积极解决导电高分子悬浮体(PEDOT:PSS)的技术缺陷。2019年日本山梨大学公告了一篇有关自掺杂型PEDOT，藉由3，4乙撑二氧噻吩结构修饰达到可自掺杂的导电高分子，并可完全溶于水中。德国贺利氏也开发出类似自掺杂结构，并应用于导电高分子叠层电容，解决了容量低与损失角大的问题。关于导电高分子于铝箔表面与边角覆不均匀的问题，贺利氏提出了采用交联剂的方式降低高分子悬浮体(PEDOT:PSS)的膜层收缩率并已在市面商品化了。该方法采用双液法进行生产，A液为自掺杂导电高分子针对铝箔微孔进行填补，B液则为导电高高分子悬浮体(PEDOT:PSS)含浸时进行交联固化。但该技术存在着一些问题如药水成本高昂，导电高分子固化后抗机械应力差，双85(85℃，85湿度)寿命不良等问题，导致商业化价值不高，量产可行性差。
[0005]针对单体与氧化剂反应时溶剂挥发导致高分子覆盖不均匀，尤其电压越高电场强度越强，导电高分子叠层电容的漏电流大，短路与可靠性降低。
[0006]导电高分子叠层电容国内厂商一般采用3，4乙烯二氧噻吩为阴极单体，氧化剂为过硫酸系列，对甲苯磺酸铁等方式，借鉴于此于10V(含)以上的导电高分子叠层电容使用3，4乙烯二氧噻吩做为阴极单体，氧化剂使用过硫酸系列则因为反应速度太慢，导电高分子层不易生长，需要多次循环浸泡，且因导电高分子电容本身电场强度大，导致电容本体易发生短路与漏电流大。若氧化剂采用对甲苯磺酸铁盐，因单体与氧化剂受限于醇系溶剂与铝箔表面会有较大收缩与表面张力，导致在铝箔裁切边上导电高分子包覆不均匀，电容本体也因耐压不足，批覆性不佳导致产品可靠性差。
技术实现思路
[0007]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高分子电容的材料及其制造工艺，用以解决现有技术中，高分子叠层电容器容量引出率低，损失角大，导电高分子在铝箔表面与边角覆盖不均匀，导致漏电流变大、抗热与抗机械应力差的问题。
[0008]本专利技术解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：一种高分子电容的材料及其制造工艺，其特征在于，包括单极片的铝箔内层聚合与铝箔外层聚合；铝箔内层聚合：单极片铝箔内层微孔采用单体溶液、氧化剂溶液进行重复氧化聚合长出内层导电高分子填补内层铝箔微孔；铝箔外层聚合：单极片铝箔外层则使用导电高分子预聚体含浸聚合后经光、热或湿气进行交联固化，得到覆盖补强铝箔表面裁切边与边角的外层导电高分子；所述高分子预聚体由单体、氧化剂、掺杂剂、高分子添加剂、交联剂与溶剂混合形成。
[0009]进一步的，所述高分子预聚体按质量百分比组成为：单体2～30％、氧化剂2～30％、掺杂剂2～15％、高分子添加剂1～20％、交联剂1.0～20％、溶剂30～90％。
[0010]进一步的，所述单体溶液为3，4乙烯二氧噻吩及其衍生物为阴极单体进行氧化聚合，单体选择为3，4乙烯二氧噻吩，2
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乙基
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2,3
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二氢噻吩[3,4
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B][1,4]二恶英，2
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丁基
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2,3
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二氢噻吩并[3,4
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B][1,4]二恶英任一种，两种混合或三种混合。
[0011]进一步的，所述氧化剂溶液为对甲苯磺酸铁，过硫酸铵，过硫酸钠，高锰酸钾与硫酸铁中的一种或多种混合。
[0012]进一步的，所述单体为3，4乙烯二氧噻吩及其衍生物为阴极单体进行氧化聚合，单体选择可为3，4乙烯二氧噻吩、2
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乙基
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2,3
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二氢噻吩[3,4
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B][1,4]二恶英、2
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丁基
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2,3
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二氢噻吩并[3,4
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B][1,4]二恶英任一种，两种混合或三种混合。
[0013]进一步的，所述氧化剂为对甲苯磺酸铁、过硫酸铵、过硫酸钠、过氧化苯甲酰、高锰酸钾、硫酸铁任一种，两种混合或三种混合。
[0014]进一步的，所述掺杂剂为聚苯乙烯磺酸、樟脑磺酸、苯酚磺酸、醌葱磺酸、对甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸、萘磺酸的磺酸基结构衍生物中的一种或多种。
[0015]进一步的，所述高分子添加剂为热固型、光固型或热塑性高分子、环氧树酯、双酚A、双酚F、酚醛型环氧树酯、缩水甘油酯类环氧树酯、酚醛树酯、醇溶性酚醛树酯、松香改性酚醛树酯、丁醇醚化酚醛树酯、聚酯树酯、醇酸树酯、聚氨酯、三聚氰胺甲醛树酯中的一种或多种。
[0016]进一步的，铝箔内层聚合:S1:将极片浸入混合单体溶液保持50～70S,然后在80℃下烘干10分钟；S2: 将步骤S1中烘干的极片浸入氧化剂溶液，然后在80℃下烘干10分钟；然后将极片于50℃纯水清洗10分钟；得到内层导电高分子;铝箔外层聚合:S3:取单体与氧化剂加入溶剂中溶解；然后加入掺杂剂、高分子添加剂、交联剂搅拌至混合，得到混合液；S4: 使用高速均质机对步骤S3中的混合液搅拌5分钟混合均匀，得到高分子预聚
体；S5: 将步骤S2浸涂完成的极片，浸泡于高分子预聚体，浸泡完成后极片于150～170℃聚合反应30分钟，得到覆盖补强铝箔表面裁切边与边角的外层导电高分子;S6:将S5中的完成浸泡高分子预聚体的极片浸涂炭浆，然后在150℃下烘干30分钟，接着浸涂银浆，然后在170℃下烘干60分钟，完成极片的制作;更进一步的，所述高分子电容的材料及其制造工艺的另一种配制方式包括以下步骤：铝箔内层聚合:S1:将极片浸入混合单体溶液保持50～70S,然后在80℃下烘干10分钟；S2: 将步骤S1中烘干的极片浸入氧化剂溶液，然后在80℃下本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高分子电容的材料及其制造工艺，其特征在于，包括单极片的铝箔内层聚合与铝箔外层聚合；铝箔内层聚合：单极片铝箔内层微孔采用单体溶液、氧化剂溶液进行重复氧化聚合长出内层导电高分子填补内层铝箔微孔；铝箔外层聚合：单极片铝箔外层则使用导电高分子预聚体含浸聚合后经光、热或湿气进行交联固化，得到覆盖补强铝箔表面裁切边与边角的外层导电高分子；所述高分子预聚体由单体、氧化剂、掺杂剂、高分子添加剂、交联剂与溶剂混合形成。2.根据权利要求1所述的一种高分子电容的材料及其制造工艺，其特征在于：所述高分子预聚体按质量百分比组成为：单体2～30％、氧化剂2～30％、掺杂剂2～15％、高分子添加剂1～20％、交联剂1.0～20％、溶剂30～90％。3.根据权利要求1所述的一种高分子电容的材料及其制造工艺，其特征在于：所述单体溶液为3，4乙烯二氧噻吩及其衍生物为阴极单体进行氧化聚合，单体选择为3，4乙烯二氧噻吩，2
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B][1,4]二恶英，2
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B][1,4]二恶英任一种，两种混合或三种混合。4.根据权利要求1所述的一种高分子电容的材料及其制造工艺，其特征在于：所述氧化剂溶液为对甲苯磺酸铁，过硫酸铵，过硫酸钠，高锰酸钾与硫酸铁中的一种或多种混合。5.根据权利要求1所述的一种高分子电容的材料及其制造工艺，其特征在于：所述单体为3，4乙烯二氧噻吩及其衍生物为阴极单体进行氧化聚合，单体选择可为3，4乙烯二氧噻吩、2
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乙基
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二氢噻吩[3,4
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B][1,4]二恶英、2
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【专利技术属性】
技术研发人员：吴修文，杨振毅，林薏竹，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：
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