CN106847511B - 一种高比表面钽电容器阳极钽箔及其制备方法 - Google Patents
一种高比表面钽电容器阳极钽箔及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106847511B CN106847511B CN201710078353.7A CN201710078353A CN106847511B CN 106847511 B CN106847511 B CN 106847511B CN 201710078353 A CN201710078353 A CN 201710078353A CN 106847511 B CN106847511 B CN 106847511B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- tantalum
- layer
- micro
- piece
- foil
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 180
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 145
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 title claims abstract description 34
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 13
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 12
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims description 6
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000010354 integration Effects 0.000 claims 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 2
- 239000011888 foil Substances 0.000 abstract description 2
- 238000003475 lamination Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 abstract description 2
- 238000013532 laser treatment Methods 0.000 abstract 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 241000209094 Oryza Species 0.000 description 3
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 3
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 3
- 238000000748 compression moulding Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/004—Details
- H01G9/04—Electrodes or formation of dielectric layers thereon
- H01G9/048—Electrodes or formation of dielectric layers thereon characterised by their structure
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/0029—Processes of manufacture
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/004—Details
- H01G9/04—Electrodes or formation of dielectric layers thereon
- H01G9/048—Electrodes or formation of dielectric layers thereon characterised by their structure
- H01G2009/05—Electrodes or formation of dielectric layers thereon characterised by their structure consisting of tantalum, niobium, or sintered material; Combinations of such electrodes with solid semiconductive electrolytes, e.g. manganese dioxide
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
本发明提供了一种高比表面钽电容器阳极钽箔及其制备方法,是以不同厚度的钽片为主体材料,通过用能量高于可以改变钽金属表面结构的能量的激光照射其表面,在钽金属表面非常简单的获得分布均匀的微纳米级晶粒,从而有效地增加表面积。本发明采用的高比表面结构阳极钽箔可以做成任意形状的薄片状、卷绕式等,采用激光处理阳极钽箔,极大的增加表面积,使最终制成的钽电容器的容量会大幅提高,对阳极钽箔直接叠片或卷绕皆满足叠片式或卷绕式设计要求,更适合现代元器件对薄型化、高容量的需求。
Description
技术领域
本发明涉及一种高比表面钽电容器阳极钽箔及其制备方法,属于固体钽电容器制造技术领域。
背景技术
随着当代电子技术的迅猛发展,电子产品面向轻薄、小型化的发展趋势,必然要求电子元件的小型化。钽电容器是微电子领域应用十分广泛的电子元件,小体积、高容量的钽电容器具有巨大的市场需求。
现有的钽电容器广泛采用压制成型工艺生产,该工艺制备的多孔阳极尺寸皆在0.5毫米以上。为了制备更加薄层的产品,必然要求减小压制厚度。然而厚度减小到一定程度,会导致产品强度差、易断裂、成型困难;直接使用钽箔做为阳极,又因比表面小而无法满足高能量需求。一方面市场对薄型产品的需求日益增长,一方面薄型产品的压制成型瓶颈成为一个不可调和的矛盾。这些问题在很大程度上限制了薄型产品技术的进步。同时,较大型和常规厚度型的多孔阳极进行负极聚合时,空隙率利用率低导致大容量难以实现、多次聚合费时费力等的技术难题,也很大程度上限制了大型产品的技术升级。
发明内容
为避免上述现有技术所存在的不足之处,本发明提供了一种高比表面钽电容器阳极钽箔及其制备方法,旨在通过用能量高于可以改变钽金属表面结构的能量的激光照射钽片表面,使钽金属表面形成分布均匀的微纳米级晶粒,从而有效地增加表面积,解决薄型产品极易断裂、成型困难的问题。
本发明解决技术问题,采用如下技术方案:
一种高比表面钽电容器阳极钽箔,其特点在于:包括钽片层和钽微纳米颗粒层,所述钽片层为片状结构,所述钽微纳米颗粒层一体化形成在所述钽片层的至少一个表面上。
所述钽微纳米颗粒层至少为一层。所述钽微纳米颗粒层的面积小于或等于钽片层的表面积。
所述钽片层的厚度为5μm~2mm。
所述钽微纳米颗粒层的厚度为1μm~40μm,构成所述钽微纳米颗粒层的钽微纳米颗粒尺寸为1nm~20μm。
上述高比表面钽电容器阳极钽箔的制备方法为:取钽片,用酒精清洗去除钽片表面的油污和灰尘;然后将钽片放在光学平台上,并用夹具定位、夹紧;最后调整激光器参数和光斑直径,控制激光束对钽片表面进行点扫描处理或线扫描处理,即在钽片层表面一体化形成钽微纳米颗粒层。
对钽片表面进行点扫描处理时,调整所述激光器的能量范围为15~25w、扫描速度范围为500~1000mm/s、光斑直径为10~30μm;对钽片表面进行线扫描处理时,调整所述激光器的能量范围为25~30w、扫描速度范围为600~1000mm/s、光斑直径(线宽)为10μm、线间距10μm,横扫或竖扫。
对钽片表面进行点扫描处理或线扫描处理的处理区域为任意形状。
本发明的有益效果在于:
(1)本发明通过采用能量高于可以改变钽金属表面结构的能量的激光照射钽片表面,从而在钽金属表面非常简单的获得分布均匀的微纳米级晶粒,有效地增加了表面积,使最终制成的钽电容器的容量会大幅提高。
(2)本发明采用的高比表面结构阳极钽箔可以做成任意形状的薄片状、卷绕式等,对阳极钽箔直接叠片或卷绕皆满足叠片式或卷绕式设计要求,更适合现代元器件对薄型化、高容量的需求。
(3)负极聚合可以方便、直接、快速的聚合在高比表面积阳极钽箔片上,提高了聚合物与钽箔的有效接触面积,节省电容器的制备时间、降低生产成本。
附图说明
图1是本发明实施例1所得样品的SEM照片;
图2是本发明实施例1所得样品的XRD图谱;
图3是本发明实施例2所得样品的SEM照片;
图4是本发明实施例4所得样品的SEM照片;
图5是本发明实施例7所得样品的SEM照片。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明,本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
本实施例高比表面钽电容器阳极钽箔,包括钽片层和钽微纳米颗粒层,钽片层为片状结构,钽微纳米颗粒层一体化形成在钽片层的上表面。
钽片层的厚度为150μm。钽微纳米颗粒层的面积小于钽片层的上表面面积。钽微纳米颗粒层的厚度为30-40μm,构成钽微纳米颗粒层的钽微纳米颗粒尺寸为7-15μm。
图1是本实施例所得样品的SEM照片,从图中可以看出钽微纳米颗粒分布均匀,颗粒尺寸为7-15微米。
图2为本实施例所得样品的XRD图谱,其中(a)为钽片层位置处,(b)为钽微纳米颗粒层位置处,可以看出材料的物相并没有发生变化,但晶面取向发生改变。
本实施例高比表面钽电容器阳极钽箔的制备方法如下:
取厚度为150μm的钽片,用酒精清洗去除钽片表面的油污和灰尘;然后将钽片放在光学平台上,并用夹具定位、夹紧;最后调整激光器参数和光斑直径,控制激光束对钽片表面进行点扫描处理,即在钽片层表面一体化形成钽微纳米颗粒层。对钽片表面进行点扫描处理时,调整激光器的能量范围为20w、扫描速度范围为1000mm/s、光斑直径为10μm。
实施例2
本实施例的高比表面钽电容器阳极钽箔及其制备方法与实施例1相同,区别仅在于钽微纳米颗粒层的面积与钽片层的上表面面积相等,其SEM图如图3所示。
实施例3
本实施例的高比表面钽电容器阳极钽箔及其制备方法与实施例1相同,区别仅在于在钽片层的上、下两个表面均形成有钽微纳米颗粒层。
实施例4
本实施例的高比表面钽电容器阳极钽箔,包括钽片层和钽微纳米颗粒层,钽片层为片状结构,钽微纳米颗粒层一体化形成在钽片层的上表面。钽片层的厚度为50μm。钽微纳米颗粒层的面积小于钽片层的上表面面积。钽微纳米颗粒层的厚度为30-40μm,构成钽微纳米颗粒层的钽微纳米颗粒尺寸为2-5μm。图4是本实施例所得样品的SEM照片。
本实施例高比表面钽电容器阳极钽箔的制备方法如下:
取厚度为50μm的钽片,用酒精清洗去除钽片表面的油污和灰尘;然后将钽片放在光学平台上,并用夹具定位、夹紧;最后调整激光器参数和光斑直径,控制激光束对钽片表面进行点扫描处理,即在钽片层表面一体化形成钽微纳米颗粒层。对钽片表面进行点扫描处理时,调整激光器的能量范围为20w、扫描速度范围为1000mm/s、光斑直径为10μm。
实施例5
本实施例的高比表面钽电容器阳极钽箔及其制备方法与实施例1相同,区别仅在于光斑直径为20μm。
实施例6
本实施例的高比表面钽电容器阳极钽箔及其制备方法与实施例1相同,区别仅在于光斑直径为30μm。
实施例7
本实施例高比表面钽电容器阳极钽箔,包括钽片层和钽微纳米颗粒层,钽片层为片状结构,钽微纳米颗粒层一体化形成在钽片层的上、下表面。钽片层的厚度为50μm。钽微纳米颗粒层的面积小于钽片层的上表面面积。钽微纳米颗粒层的厚度为20-30μm,构成钽微纳米颗粒层的钽微纳米颗粒尺寸为1-10μm。图5是本实施例所得样品的SEM照片。
本实施例高比表面钽电容器阳极钽箔的制备方法如下:
取厚度为50μm的钽片,用酒精清洗去除钽片表面的油污和灰尘;然后将钽片放在光学平台上,并用夹具定位、夹紧;最后调整激光器参数和光斑直径,控制激光束对钽片的上、下表面依次进行线扫描处理,即在钽片层的上、下表面皆一体化形成钽微纳米颗粒层。对钽片表面进行线扫描处理时,调整激光器的能量范围为30w、扫描速度范围为600mm/s、光斑直径(线宽)为10μm、线间距10μm,横扫。
实施例8
本实施例的高比表面钽电容器阳极钽箔及其制备方法与实施例1相同,区别仅在于线间距为20μm。
实施例9
本实施例的高比表面钽电容器阳极钽箔及其制备方法与实施例1相同,区别仅在于线间距为30μm。
以上所述仅为本发明的示例性实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种高比表面钽电容器阳极钽箔的制备方法,其特征在于:
所述高比表面钽电容器阳极钽箔,包括钽片层和钽微纳米颗粒层,所述钽片层为片状结构,所述钽微纳米颗粒层一体化形成在所述钽片层的至少一个表面上;
所述高比表面钽电容器阳极钽箔的制备方法为:取钽片,用酒精清洗去除钽片表面的油污和灰尘;然后将钽片放在光学平台上,并用夹具定位、夹紧;最后调整激光器参数和光斑直径,控制激光束对钽片表面进行点扫描处理或线扫描处理,即在钽片层表面一体化形成钽微纳米颗粒层;
对钽片表面进行点扫描处理时,调整所述激光器的能量范围为15~25w、扫描速度范围为500~1000mm/s、光斑直径为10~30μm;
对钽片表面进行线扫描处理时,调整所述激光器的能量范围为25~30w、扫描速度范围为600~1000mm/s、线宽为10~30μm、线间距10~30μm,横扫或竖扫。
2.如权利要求1所述的高比表面钽电容器阳极钽箔的制备方法,其特征在于:对钽片表面进行点扫描处理或线扫描处理的处理区域为任意形状。
3.如权利要求1所述的高比表面钽电容器阳极钽箔的制备方法,其特征在于:所述钽微纳米颗粒层至少为一层。
4.如权利要求1所述的高比表面钽电容器阳极钽箔的制备方法,其特征在于:所述钽微纳米颗粒层的面积小于或等于所述钽片层的表面积。
5.如权利要求1所述的高比表面钽电容器阳极钽箔的制备方法,其特征在于:所述钽片层的厚度为5μm~2mm。
6.如权利要求1所述的高比表面钽电容器阳极钽箔的制备方法,其特征在于:所述钽微纳米颗粒层的厚度为1μm~40μm,构成所述钽微纳米颗粒层的钽微纳米颗粒尺寸为1nm~20μm。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710078353.7A CN106847511B (zh) | 2017-02-14 | 2017-02-14 | 一种高比表面钽电容器阳极钽箔及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710078353.7A CN106847511B (zh) | 2017-02-14 | 2017-02-14 | 一种高比表面钽电容器阳极钽箔及其制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN106847511A CN106847511A (zh) | 2017-06-13 |
CN106847511B true CN106847511B (zh) | 2018-11-23 |
Family
ID=59128908
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201710078353.7A Active CN106847511B (zh) | 2017-02-14 | 2017-02-14 | 一种高比表面钽电容器阳极钽箔及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN106847511B (zh) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113981358A (zh) * | 2021-09-18 | 2022-01-28 | 广东省华源康泰生物科技有限责任公司 | 一种具有微纳多级结构的高活性钛基钽涂层的制备方法 |
CN116288636B (zh) * | 2023-02-06 | 2024-05-03 | 安徽格兰科新材料技术有限公司 | 一种耐高压有序多孔钽箔及其制备方法与应用 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1338392A (en) * | 1970-03-05 | 1973-11-21 | Plessey Co Ltd | Manufacture of electrode foil for electrolytic capacitors |
US6860939B2 (en) * | 2002-04-23 | 2005-03-01 | Sharp Laboratories Of America, Inc. | Semiconductor crystal-structure-processed mechanical devices, and methods and systems for making |
JP2008504692A (ja) * | 2004-06-28 | 2008-02-14 | キャボット コーポレイション | 高キャパシタンスのタンタルフレークス及びその生産方法 |
WO2008132829A1 (ja) * | 2007-04-20 | 2008-11-06 | Fujitsu Limited | 電極箔及びその製造方法,並びに電解コンデンサ |
WO2009130765A1 (ja) * | 2008-04-22 | 2009-10-29 | 東洋アルミニウム株式会社 | アルミニウム電解コンデンサ用電極材及びその製造方法 |
JP2011006743A (ja) * | 2009-06-26 | 2011-01-13 | Rezakku:Kk | 金属材料の結晶組織制御方法 |
CN103862238B (zh) * | 2014-03-11 | 2016-06-22 | 苏州大学 | 多孔钽工件的制造方法及相应装置 |
-
2017
- 2017-02-14 CN CN201710078353.7A patent/CN106847511B/zh active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN106847511A (zh) | 2017-06-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Xu et al. | Morphological control of ZnO nanostructures by electrodeposition | |
US20120152353A1 (en) | Solar cell and method for making the same | |
Chandrashekar et al. | A universal stamping method of graphene transfer for conducting flexible and transparent polymers | |
CN106847511B (zh) | 一种高比表面钽电容器阳极钽箔及其制备方法 | |
Sarac et al. | Deposition potential dependence of composition, microstructure, and surface morphology of electrodeposited Ni–Cu alloy films | |
KR102035553B1 (ko) | 패턴화된 금속 산화물 나노로드를 제조하는 방법 | |
US9434620B2 (en) | Method for producing foam-shaped graphene structure by boiling, and foam-shaped graphene structure using same | |
Li et al. | Self-assembly of graphene-based planar micro-supercapacitor with selective laser etching-induced superhydrophobic/superhydrophilic pattern | |
CN106011969A (zh) | 镍基上金纳米颗粒阵列及其制备方法 | |
Tsai et al. | Identical-length nanowire arrays in anodic alumina templates | |
CN105568228A (zh) | 一种放射状金属纳米线-陶瓷复合薄膜的制备方法 | |
US9916938B2 (en) | Porous carbon electrodes for energy storage applications | |
CN104846411B (zh) | 利用阳极氧化铝模板制备花状纳米金属钴的方法及其产物 | |
CN106910635A (zh) | 一种用于钽电容器的有序孔阵列阳极钽箔及其制备方法 | |
JP2014175240A (ja) | 導電膜形成用組成物及びこれを用いる導電膜の製造方法 | |
CN105633202B (zh) | 太阳能电池柔性衬底的表面处理方法 | |
CN110078966A (zh) | 一种液滴饼状弹跳大尺寸超疏水锥柱阵列的加工方法 | |
KR102106777B1 (ko) | Pedot:pss 박막의 전도성 향상방법 | |
KR101598583B1 (ko) | 다공성 금속전극의 제조방법, 이에 따라 제조되는 다공성 금속전극 및 이를 포함하는 슈퍼 커패시터 | |
Zhong et al. | Effect of surface treatment on performance and internal stacking mode of electrohydrodynamic printed graphene and its microsupercapacitor | |
CN105063693B (zh) | 一种提高电沉积薄膜质量的方法 | |
Wang et al. | Silver nanowires buried at the surface of mixed cellulose Ester as transparent conducting electrode | |
Tu et al. | Synthesis and photoluminescence properties of the ZnO@ SnO 2 core–shell nanorod arrays | |
CN113314357A (zh) | 一种双脉冲飞秒激光沉积超高频率响应超级电容的方法 | |
Kao et al. | Fabrication and wetting characteristics of vertically self-aligned ZnO nanorods formed by anodic aluminum oxide template |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |