用于化成箔后处理的电解质胶液、电极箔和电容器的制造方法
【专利摘要】本申请公开了一种用于化成箔后处理的电解质胶液、电极箔和电容器。本申请的电解质胶液的主要活性成分包括25-99.5重量份的导电聚合物、0.5-40重量份的水性树脂、0.1-5重量份的硅烷偶联剂和0.1-5重量份的流平剂。采用本申请的电解质胶液，直接对化成箔进行处理获得电极箔，采用该电极箔能有效简化后续的电容器制备工艺，提高生产效率；与现有的电容器制备工艺相比，避免了EDOT单体和氧化剂聚合所带来的不确定性，及由此造成的对电容器质量的影响。由本申请电解质胶液涂覆产生的电解质层结构致密，附着牢固，具有良好导电性且与金属氧化层接触良好，在保持固体电解电容器优良特性同时，提高了电容器的高频性能。
【专利说明】用于化成箔后处理的电解质胶液、电极箔和电容器
【技术领域】
[0001] 本申请涉及电容器电极材料领域，特别是涉及一种用于化成箔后处理的电解质胶 液，经过该电解质胶液处理获得的电极箔，以及采用该电极箔的电容器。
【背景技术】
[0002] 电解电容器是电子产品中不可缺少的元器件之一，随着电子技术的发展，电子整 机的组装密度和集成化程度进一步增大。铝电解电容器作业中关键不可集成的分立元件， 正向着小体积、大容量、低成本、高频低阻抗方向发展。铝电解电容器具有性能优良、大容 量、价格低廉、易于加工、使用便捷等特点，因此广泛用于信息电子设备、仪器、机电、家电等 电子整机产品中。而作为铝电电解电容器家庭中的新成员，固态铝电解电容器，其电极材料 电导率高，可达l〇〇S/cm，相对普通液态电解液电导率0. OlS/cm，两者电导率相差10000倍， 因此，制备出的电容器有更为优良的电性能，尤其是在等效串联电阻（简称ESR值）方面， 有更为出色的表现。由于电极材料为固态高分子化合物，无电容器爆炸的风险，导电高聚物 的稳定性高，所制备出的电容器的寿命，较液态铝电解电容器也有更为良好的表现。基于上 述原因，铝固态电解电容器深受广大整机厂商和用户的欢迎。
[0003] 目前固态铝电解电容器用铝箔制备工艺大致包括：光箔-前处理_ 一级腐蚀-二 级腐蚀_后处理_ 一级化成-二级化成。经过以上处理后，得到固态的用于铝电解电容器 的低压铝箔。下游厂家获得经过两级化成的低压铝箔，即化成箔后，还需要进行很长的工艺 路线才能制备成完整的电容器。大致路线包括：开箔-铆接-卷绕-前处理-碳化-含浸 单体-含浸氧化剂-聚合-封口 -化成。从工艺路线中可以看出，采用现有的化成箔，其电 容器制备工艺工序较多、比较复杂；并且，ED0T单体（即3, 4-乙烯二氧噻吩）与氧化剂的 聚合反应存在较多的不确定性，影响电容器的性能，甚至影响电容器的合格率。
【发明内容】
[0004] 本申请的目的是针对一种改进的化成箔的后处理方法提供一种全新的电解质胶 液，由该电解质胶液处理获得的电极箔，以及由该电极箔制备的电容器。
[0005] 为了实现上述目的，本申请采用了以下技术方案：
[0006] 本申请公开了一种用于化成箔后处理的电解质胶液，该电解质胶液的主要活性成 分包括25-99. 5重量份的导电聚合物、0. 5-40重量份的水性树脂、0. 1-5重量份的硅烷偶联 剂和0. 1-5重量份的流平剂。
[0007] 需要说明的是，本申请的电解质胶液是基于一种化成箔的后处理方法而提出的。 该化成箔的后处理方法包括在化成箔的金属氧化层表面涂覆电解质胶液，形成电解质层； 该后处理方法的关键在于，在原本的化成箔基础上再进行涂覆电解质胶液处理，形成电解 质层，从而制成电极箔；经过该后处理方法获得的电极箔，在用于后续的电容器制备时，无 需进行前处理、碳化、含浸ED0T单体、含浸氧化剂和聚合等工序；直接开箔、铆接、卷绕、含 浸、封口即装配成固体铝电解电容器；从而简化了电极箔制成电容器的工艺。另外，在现 有工艺中，含浸EDOT单体、含浸氧化剂和聚合这三个工序，实际上就是将聚合形成导电聚 合物，并且附着在化成箔上，而本申请直接将导电聚合物作为胶液涂覆在化成箔上，并且， 为了增加导电聚合物的附着力还添加了出导电聚合物以外的组分，如水性树脂和硅烷偶联 齐U ;从而避免了 ED0T单体与氧化剂聚合反应的不确定性，提高了电容器的质量和生产稳定 性。另外，为了保障电解质胶液涂覆获得的涂层的平整、光滑，本申请还创造性的在电解质 胶液中添加了流平剂，以保障涂层和电极箔的外观。
[0008] 此外，本申请中，电解质胶液的制备，可以参考常规的涂覆溶液的制备，如加水或 异丙醇稀释胶液搅拌混匀，在此不做具体限定，只要按照本申请的配方配制即可；至于将电 解质胶液涂覆到化成箔表面的方式，也可以参照常规的涂覆溶液的涂覆，在此不做具体限 定。
[0009] 还需要说明的是，本申请中，导电聚合物、水性树脂、硅烷偶联剂和流平剂等都可 以采用生产中常规使用的试剂，本申请的关键只是在于创造性的利用这些试剂配制成特殊 的电解质胶液，从而实现本申请的用于涂覆制备电极箔的目的，而非发明一种新的试剂。但 是，本申请的优选方案中，针对本申请的特殊使用需求，分别对导电聚合物、水性树脂、硅烷 偶联剂和流平剂进行了限定。
[0010] 优选的，导电聚合物为具有通式（I )或（II)的重复单元的聚合物，或者通式 (I )和（II)的重复单元的聚合物；
[0011]
[0012] 其中，
【权利要求】
1. 一种用于化成箔后处理的电解质胶液，其特征在于：所述电解质胶液的主要活性成 分包括25-99. 5重量份的导电聚合物、0. 5-40重量份的水性树脂、0. 1-5重量份的硅烷偶联 剂和0. 1-5重量份的流平剂。
2. 根据权利要求1所述的电解质胶液，其特征在于：所述导电聚合物为具有通式（I) 或（II)的重复单元的聚合物，或者通式（I)和（II)的重复单元的聚合物；
其中， A表示任选取代的C1-C5亚烷基； R表示任选取代的直链或支链C1-C18烷基、任选取代的C5-C12环烷基、任选取代的C6-C14芳基、任选取代的C7-C18芳烷基、任选取代的C1-C4羟基烷基或羟基中的至少一 种； X取值为0-8中的整数。
3. 根据权利要求2所述的电解质胶液，其特征在于：所述导电聚合物为聚噻吩，优选 为，聚（3,4-亚乙基二氧噻吩）。
4. 根据权利要求1所述的电解质胶液，其特征在于：所述水性树脂为水性聚氨酯树脂 和/或丙烯酸乳液。
5. 根据权利要求1所述的电解质胶液，其特征在于：所述硅烷偶联剂为KH560或 A-187 ;所述流平剂选自聚二甲基硅氧烷、聚酯改性有机硅氧烷和有机硅改性聚二甲基硅氧 烷中的至少一种。
6. 根据权利要求1-5任一项所述的电解质胶液，其特征在于：所述电解质胶液还包括 乙二醇、蜡乳液、表面活性剂、消泡剂、膜形成剂、附着力促进剂和异丙醇中的至少一种。
7. 根据权利要求6所述的电解质胶液，其特征在于：所述蜡乳液的用量为0. 5-20重量 份，表面活性剂的用量为0. 1-5重量份，消泡剂的用量为0. 1-3重量份，膜形成剂的用量为 0. 1-5重量份，附着力促进剂的用量为0. 1-5重量份。
8. 根据权利要求6所述的电解质胶液，其特征在于：所述蜡乳液为天然蜡与合成蜡等 材料在乳化剂的作用分散于水中的一种多相体系的乳液；所述表面活性剂选自聚乙烯吡咯 烷酮、聚环氧乙烯月桂酸醚、聚乙二醇、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、单硬脂酸甘油 酯和聚山梨酯中的至少一种；所述消泡剂选自聚醚改性有机硅氧烷、聚氧乙烯聚氧丙烯季 戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯中的至少一种；所述膜形成 剂选自丙烯酸树脂和/或聚氨酯树脂；所述附着力促进剂选自氨基改性硅烷化合物和/或 环氧基改性硅烷化合物。
9. 一种电极箔，其特征在于：包括金属层、位于金属层表面的金属氧化层，以及位于金 属氧化层表面的电解质层； 所述金属层的材质为钽、铌、铝、钛、锆、铪、钒或者这些金属的合金或化合物中的至少 一种； 所述金属氧化层为由所述金属层化成后，在其表面形成的氧化层； 所述电解质层由权利要求1-8任一项所述的电解质胶液涂覆于所述金属氧化层表面 而形成。
10. -种采用权利要求9所述的电极箔制备的电容器。
【文档编号】H01G9/042GK104409213SQ201410638033
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月12日 优先权日:2014年11月12日
【发明者】赵大成, 曹勇飞 申请人:深圳新宙邦科技股份有限公司