技術領域

本發明涉及電子材料及電子元件領域，具體涉及導電聚合物復合聚電解質作為片式電容器陰極的制備方法。?

背景技術

隨著電子產品高性能化的要求，迫切要求改善片式電解電容器的性能，特別是產品的高頻特性即產品的ESR值。其中固體電解質的導電率對內部電阻、漏電流及高頻特性均有很大影響。以導電聚合物為代表的有機高分子作為固體電解質（導電率在1~500s/cm）比傳統片式固體鉭電解電容器陰極材料MnO₂（導電率為0.1s/cm）具有更低的電阻，可表現出優良的高頻特性。因此近年來，人們對聚吡咯、聚苯胺等導電聚合物作為固體電解質進行了廣泛的研究，昭4-56445號專利中發表了以聚吡咯為電解質的固體鋁電解電容器生產工藝，在昭62-29124號專利中發表了以聚苯胺經芳基磺酸摻雜后形成電解質的固體鋁電解電容器生產工藝。目前，國外KEMET、AVX等公司出現了一些通過化學原位沉積導電聚合物薄膜的工藝來制備片式有機固體電解電容器。但化學原位沉積的方法由于引入了氧化劑，氧化劑離子會在電介質薄膜的缺陷處積累，劣化電介質薄膜的耐壓性能，從而導致獲得的電容器的耐壓能力較差，電容器的額定工作電壓無法提高。?

導電聚合物聚3，4-乙烯基二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸（PEDOT/PSS）具有較高的電導率、良好的水溶液分散性及光熱穩定性。由于其為聚合后的導電聚合物聚電解質，因此溶液狀態可控；另外，由于聚電解質聚苯乙烯磺酸（PSS）在溶液中可以電離使得PEDOT/PSS帶負電，從而使得該材料具有穩定的靜電自組裝能力。對于電解電容器來說，由于不需要氧化劑就可以將導電性好的PEDOT/PSS組裝為電極薄膜，因此大大降低了氧化劑對介質薄膜的影響，可以有效的提高有機固體電解電容器的耐壓能力，提高產品的可靠性；另外，采用靜電自組裝的工藝來制備電容器陰極更簡單，生產周期更短。?

發明內容

本發明所要解決的技術問題是如何提供一種片式有機固體電解質電解電容器的制備方法，該方法所制備的導電聚合物復合聚電解質作為片式電容器陰極克服了現有技術中所存在的缺陷，消除了氧化劑離子對介質氧化膜的影響，并且制備方法合理簡單，易于操作。?

本發明所提出的技術問題是這樣解決的：通過壓制成型和電化學方法首先獲得電容器的陽極和介質氧化膜，然后通過靜電自組裝的方法在介質氧化膜上被覆導電聚合物復合聚電解質作為陰極，最后在導電聚合物復合聚電解質上被覆石墨和銀漿獲得片式有機固體電解質電解電容器。?

具體步驟如下：?

①?將金屬粉末壓制成塊，形成電容器芯子塊體；

②?將壓制成型的電容器芯子塊體在真空燒結爐中高溫燒結，獲得有一定強度的電容器芯子塊體；

③?在酸性溶液中，通過電化學氧化方法在②獲得的電容器芯子塊體上形成介質氧化膜；

④?將陽離子聚電解質和導電性陰離子聚電解質分別溶于水溶液中，將③獲得的電容器芯子塊體分別浸漬于聚陽離子溶液和聚陰離子溶液中，重復多次，獲得導電聚合物復合聚電解質作為電容器陰極；

⑤?將④獲得的電容器芯子浸漬石墨乳液；

⑥?將⑤獲得的電容器芯子浸漬銀漿，得到片式有機固體電解質電解電容器。

所述金屬粉末包括鉭、鎳等比容為3000~70000μF.V/g的金屬。?

所述酸性溶液為磷酸、硝酸、檸檬酸等溶于水后的酸性溶液。?

聚陽離子材料為在水溶液中可電離的聚電解質如：鄰苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯（PDDA）、聚丙烯胺（PAH）等。?

聚陰離子材料為導電性聚合物且在水溶液中可電離的聚電解質如：聚3，4-乙烯基二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸（PEDOT/PSS）等。?

通過控制聚陽離子和聚陰離子的濃度及浸漬的次數，可以對導電聚合物復合聚電解質作陰極薄膜進行調控，有效控制電容器的陰極薄膜厚度，進而控制電容器的等效串聯電阻。?

進一步地，詳細步驟如下：?

①?將金屬鉭粉和鉭絲壓制成鉭塊芯子，鉭絲插入深度為鉭塊高度的1/3；

②?將①獲得的鉭塊芯子在1100-1300℃的真空燒結爐中燒結成具有一定強度的鉭塊芯子；

③?將②獲得的鉭塊芯子置于8‰的磷酸水溶液中，采用電化學方法在鉭塊芯子表面形成介質氧化膜Ta₂O₅；

④?配制濃度為1g/ml（A液）、5g/ml（B液）的鄰苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯水溶液；配置濃度為1.5g/ml（C液）、3.5g/ml（D液）的聚3，4-乙烯基二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸；