CN101819887A - 用于制作固体电解电容器的表面处理溶液 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于制作固体电解电容器的表面处理溶液，至少包含有用于连接所述固体电解电容器中的阳极体表面氧化膜介质和固体电解质的偶联剂，所述偶联剂选自钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、双金属偶联剂、木质素偶联剂、锡偶联剂中的至少一种或几种组合，所述偶联剂的质量浓度为0.001％～50％。经过该表面处理溶液可使阳极体表面氧化膜介质表面和固体电解质之间的粘接更均匀，粘接面积及粘接强度更大，从而提高了固体电解电容器的容量，降低了固体电解电容器的等效串联电阻；同时对阳极体表面氧化膜介质的保护效果也更佳，制备出的固体电解电容器的漏电合格率也较高。

Description

用于制作固体电解电容器的表面处理溶液

【技术领域】

本发明涉及一种固体电解电容器，特别涉及用于制作固体电解电容器的表面处理溶液。

【背景技术】

随着科技技术的不断发展，市场越来越需要体积小、容量大、损耗低、ESR低，可靠性高的电容器，提高电容器的性能途径之一是改善固体电解质的导电性、规整性、稳定性，平整性。在生产过程中，一般常使用化学氧化或电解氧化聚合方法使吡咯、苯胺、噻吩或其衍生物单体发生聚合反应，进而形成电解电容器的固体电解质。由于阳极体表面氧化膜介质和固体电解质是两种不同属性的材料，因此固体电解质的单体较难附着在阳极体表面氧化膜介质表面上，通常会出现阳极体表面氧化膜介质部分长上固体电解质，部分没有长上固体电解质。这样会导致固体电解质层分布不均匀，致密性不均匀，厚度不均匀，导电性不均匀等等，从而最终影响到电解电容器的容量引出率及等效串联电阻。

偶联剂是具有特定官能团的物质，它能将两种性质不同的界面通过化学键或分子间作用力将其连接，提高粘接强度。表面活性剂是指加很少量就可以使两物体界面性质(如表面张力)发生显著变化的药剂。按照表面活性剂在水溶液中能否解离以及解离后所带电荷类型分为非离子型表面活性剂、阴离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂和两性离子型表面活性剂。

现有技术制作固体电解电容器时，在氧化膜介质上直接采用化学聚合法或化学聚合法与电化学聚合法来制备导电层，这样制作出来的电容器容量引出率往往较小，ESR较大，不能满足高性能要求。

在2006年4月19日公开的第CN1761007号、以及第CN1761006号的中国发明申请，公开了一种采用偶联剂处理进行制作固体电解电容器的技术方案，其容量有得到明显提高，但其偶联剂仅限于硅烷偶联剂。另外，在2006年09月13日公开的第CN1832073号的中国发明申请，也公开了一种采用偶联剂处理进行制作固体电解电容器的技术方案，其用偶联剂形成的偶合层与氧化物介电层这间的键结为硅氧键、磷氧键、磋氧键、硫氧键或硼氧键。上述的公开资料并未表明其它可行的偶联剂。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题，在于提供一种用于制作固体电解电容器的表面处理溶液，其含有不同于现有技术中的偶联剂，通过该表面处理溶液对阳极体表面氧化膜介质表面进行处理，再在氧化膜介质外表面上形成固体电解质，从而使阳极体表面氧化膜介质和固体电解质之间的粘接更均匀，提高粘接面积及粘接强度。

本发明是这样实现的：一种用于制作固体电解电容器的表面处理溶液，至少包含有用于连接所述固体电解电容器中的阳极体表面氧化膜介质和固体电解质的偶联剂，其特征在于：所述偶联剂选自钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、双金属偶联剂、木质素偶联剂、锡偶联剂中的至少一种或几种组合，所述偶联剂的质量浓度为0.001％～50％。

所述表面处理溶液还进一步包括有机溶剂、去离子水的至少一种。所述的有机溶剂选自烃类溶剂、酮类溶剂、酯类溶剂、醇类溶剂、酸类溶剂、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜及其取代物中的至少一种。

本发明的表面处理溶液可用于其电容器芯片是表面覆盖有电介质层的阀金属或氧化物的固体电解电容器，其阀金属可以是铝、钽、铌或钛等，氧化物是一氧化铌等；该固体电解电容器的固体电解质可以为导电性聚合物或氧化物，所述导电聚合物还可以为聚吡咯，聚噻吩，聚苯胺或其衍生物，氧化物为二氧化锰。

本发明具有如下优点：经过该表面处理溶液处理后阳极体表面氧化膜介质上制备固体电解质，使阳极体表面氧化膜介质表面和固体电解质之间的粘接更均匀，粘接面积及粘接强度更大，从而提高了固体电解电容器的容量，降低了固体电解电容器的等效串联电阻(ESR)。同时，由于固体电解质更加均匀地覆盖在阳极体表面氧化膜介质表面，因此对阳极体表面氧化膜介质的保护效果也更佳，制备出的固体电解电容器的漏电合格率也较高。而且本发明表面处理溶液的原料易得，适合大规模得技术推广、改进，具有显著的经济效益和社会效益。且本发明的表面处理溶液可采用浸渍，或喷涂，或刷涂，或滚涂，或印刷的方法覆盖在所述的固体电解电容器的阳极体表面氧化膜介质表面，适用范围较广。

【具体实施方式】

以下是本发明的实施例，但是本发明不限于此。以下实施例和比较例中电容器的目标规格均为6.3V，150μF，叠层数为6层。

实施例1

以固体铝电解电容器为例，在阳极体铝芯表面形成氧化膜介质三氧化二铝，在三氧化二铝表面浸渍表面处理溶液形成处理层。之后在处理层表面形成固体电解质层聚吡咯，在固体电解质层外表面形成第一阴极层；在第一阴极层外表面形成第二阴极层，制得单片电容器元件，再将电容器元件组装并封装，制得固体铝电解电容器，下同。

表面处理溶液组成为钛酸乙酯偶联剂，甲醇有机溶剂，去离子水。其中钛酸乙酯偶联剂的质量浓度为0.001％，去离子水的质量浓度为10.000％，其余为甲醇。

取120只通过本实施例制得的固体铝电解电容器样品进行测试其漏电流合格率，判定标准为K≤0.04，同时测试其容量、损耗和ESR值，并计算其平均值，下同。

实施例2

该实施例2与实施例1的不同之处仅在于表面处理溶液的组成，该实施例2表面处理溶液的组成为铝酸酯偶联剂，丙酮有机溶剂，去离子水。其中铝酸酯偶联剂的质量浓度为50％，去离子水的质量浓度为10.0％，其余为丙酮。

实施例3

该实施例3与实施例1的不同之处仅在于表面处理溶液的组成，该实施例3表面处理溶液的组成为双金属偶联剂偶联剂，***有机溶剂，去离子水。其中双金属偶联剂偶联剂的质量浓度为20％，去离子水的质量浓度为20.0％，其余为***。

实施例4

该实施例4与实施例1的不同之处仅在于表面处理溶液的组成，该实施例4表面处理溶液的组成为木质素偶联剂，锡偶联剂，氯仿有机溶剂，去离子水。其中木质素偶联剂的质量浓度为5％，锡偶联剂的质量浓度为5％，去离子水的质量浓度为35％，其余为氯仿。

对比例

在固体铝电解电容器的阳极体铝芯表面形成氧化膜介质三氧化二铝，在三氧化二铝表面形成固体电解质层聚吡咯，在固体电解质层外表面形成第一阴极层；在第一阴极层外表面形成第二阴极层，制得单片电容器元件，再将电容器元件组装并封装，制得固体电解电容器。

结果：

以下为本专利的结果数据，其中的产品数量与总产品数的比值；容量，损耗，和ESR值为测试120只样品的平均值。

方案号	漏电合格率/％	容量/μF	损耗‰	ESR/mΩ
					实施例1	92	153.7	12	11
实施例2	89	155.9	15	13
					实施例3	90	150.6	11	12
实施例4	87	153.5	14	14
					对比例	56	125.9	21	29

以上实施例中阀金属均为铝，但本发明不限于铝，其他阀金属(如钽、铌或钛)或氧化物(如一氧化铌)采用上述表面处理溶液也具有同样的效果。另外，以上实施例固体电解质均为聚吡咯，但本发明不限于此，其他导电性聚合物(如聚吡咯，聚噻吩，聚苯胺或其衍生物)也同样具有上述效果。

由以上数据可以发现，本专利的实施例相对于对比例，漏电合格率得到了较大提高，容量引出也明显改善，ESR值明显降低。这说明本专利通过对阳极体表面氧化膜介质表面进行处理后，改善了阳极体表面氧化膜介质与固体电解质之间的连接，使得电容器的性能得到了较大的改善。

Claims (3)

1.一种用于制作固体电解电容器的表面处理溶液，至少包含有用于连接所述固体电解电容器中的阳极体表面氧化膜介质和固体电解质的偶联剂，其特征在于：所述偶联剂选自钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、双金属偶联剂、木质素偶联剂、锡偶联剂中的至少一种或几种组合，所述偶联剂的质量浓度为0.001％～50％。

2.根据权利要求1所述的用于制作固体电解电容器的表面处理溶液，其特征在于：该处理溶液还进一步包括有机溶剂、去离子水的至少一种。

3.根据权利要求2所述的用于制作固体电解电容器的表面处理溶液，其特征在于：所述有机溶剂选自烃类溶剂、酮类溶剂、酯类溶剂、醇类溶剂、酸类溶剂、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜及其取代物中的至少一种。