叠层片式聚合物固体铝电解电容器的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种电解电容器的制备方法，特别指一种叠层片式聚合物固体铝电解 电容器的制备方法。
【背景技术】
[0002] 铝电解电容器是指在阀金属铝的表面上采用阳极氧化法生成一层薄的氧化铝作 为电介质，以电解质作为阴极而构成的电容器。铝电解电容器按照电解质状态分为液体铝 电解电容器和固体铝电解电容器。
[0003] 贴片型固体铝电解电容器是一种利用导电聚合物作电容器阴极的新型电子元件， 其具有一系列优点：如贴片型固体铝电解电容器的电解质为导电聚合物（主要有聚吡咯、 聚噻吩、聚苯胺或他们的衍生物），其具有高频低阻抗，优良的温度和频率特性；贴片型固 体铝电解电容器电解质为固体，在长期储存或使用过程中不会出现漏液、燃烧或爆炸，符合 环保安全要求；贴片型固体铝电解电容器体积较小，产品能经过高温无铅回流焊。
[0004] 贴片型固体铝电解电容器制作工艺复杂，需经过几十道的工序才能完成最终的产 品制作。固体铝电解电容器的电性能情况和铝箱化成，化学聚合，电化学聚合，被覆石墨层， 被覆银浆层等数道工序密切相关。
[0005] 现有的贴片型固体铝电解电容器制作工艺生产出来的产品，其电性能较差（主要 体现在ESR较高，且漏电流合格率较低），无法满足客户的高水平要求且合格率较低。
【发明内容】
[0006] 本发明要解决的技术问题，在于提供一种叠层片式聚合物固体铝电解电容器的制 备方法。
[0007] 本发明是这样实现的：一种叠层片式聚合物固体铝电解电容器的制备方法，包括 以下步骤：
[0008] (1)切箱和设置隔离胶：将化成铝箱切成预设的尺寸，在切好的化成铝箱设置一 道隔离胶以形成阴极区和阳极区，所述阴极区的高度为4. 0~5. 2_ ;
[0009] (2)第一次修补：将化成铝箱的阴极区通过浸渍电解液并加电方式进行修补；
[0010] (3)前处理：将修补好的化成铝箱浸渍于前处理溶液后，先自然干燥lmin~ 60min，然后在80~250°C高温下供干lmin~60min ;
[0011] 所述前处理溶液包括以下质量百分数的各成分：〇. 1%~5%的偶联剂、0.01%~ 5%表面活性剂，余量为溶剂；所述溶剂为蒸馏水或有机溶剂，或二者混合溶剂；
[0012] 所述偶联剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂；
[0013] 所述表面活性剂选自阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性表面活性剂、非 离子型表面活性剂中的至少一种；
[0014] (4)化学聚合：将经过（3)处理后的化成铝箱采用还原液与氧化液分开交替浸渍 进行化学聚合形成第一导电聚合物层；
[0015] 所述还原溶液包括以下组分：0. l-10wt%的单体或其衍生物、0. 01-lmol/L的掺 杂剂和去离子水；
[0016] 所述氧化溶液为质量分数0. 5%~20%的氧化剂水溶液；所述氧化剂为氯化铁、 对甲苯磺酸铁、过硫酸铵、过硫酸钠、高锰酸钾中的一种；
[0017] (5)第二次修补：将覆盖有第一导电聚合物层的化成铝箱浸渍于电解液并加电进 行再次修补；
[0018] (6)电化学聚合：将覆盖有第一导电聚合物层的阳极区表面与外加电极相连接作 为阳极，以导电电极为阴极，在聚合液中加电进行聚合形成第二导电聚合物层；
[0019] (7)形成导电石墨层：将覆有第二导电聚合物层的化成铝箱浸渍于石墨浆料，然 后烘干固化，从而在第二导电聚合物层上形成导电石墨层；
[0020] (8)形成导电银层：将经过（7)处理的化成铝箱浸渍于银浆浆料，在导电石墨层上 形成导电银层，再烘干，将阳极区多余的部分切掉，得到电容器芯子；
[0021] (9)叠层：根据叠层层数将复数个电容器芯子的阳极区彼此焊接，并焊接在引线 框上；用银膏将阴极区彼此连接，并粘接到引线框上，待银膏烘干固化后电容器芯子就层叠 在一起；
[0022] (10)封装、吸湿、老化：将叠层后的电容器芯子用绝缘树脂封装，再对绝缘树脂进 行固化，得到电容器；对电容器进行吸湿气处理，最后对电容器进行老化处理。
[0023] 进一步地，所述隔离胶的宽度为0. 2~1. 所述隔离胶的设置是通过滚涂、刷 涂、点胶方式将隔离胶覆盖在化成铝箱表面，或者通过贴绝缘胶带的方式在化成铝箱表面 形成一道隔离胶；当通过滚涂、刷涂、点胶方式将绝缘胶覆盖在化成铝箱表面时，需将隔离 胶固化后再进入下一道工序，且所述固化是在室温固化2~24h，或者是在50~150°C高温 固化1~120min ;
[0024] 所述隔离胶为酚醛树脂、环氧树脂、有机硅树脂、氟碳树脂、聚酰亚胺树脂中的至 少一种。
[0025] 进一步地，所述步骤（2)和（5)中，
[0026] 所述电解液为质量分数0. 1~10 %的化成电解质溶液，所述化成电解质为磷酸、 草酸、己二酸、柠檬酸、硼酸相应的铵盐中的一种；
[0027] 铝箱修补的各项参数如下：电解液的温度为0~95°C，所述修补电压为0. 7~1. 2 倍化成铝箱的赋能电压，修补时间为10_200min。
[0028] 进一步地，所述步骤（4)中，所述单体或其衍生物为吡咯、N-甲基吡咯、N-乙基吡 略、3-辛酰基吡略、噻吩、3, 4-乙撑二氧噻吩、3-甲氧基噻吩、3-戊氧基噻吩、苯胺、4-叔丁 基苯胺、N-丁基苯胺或邻甲氧基苯胺中的一种；所述掺杂剂为烷基磺酸盐、烷基萘磺酸盐 或烷基苯磺酸盐中的一种。
[0029] 进一步地，所述步骤（4)中，采用还原液与氧化液分开交替浸渍进行化学聚合的 具体操作方法如下：
[0030] 先浸渍于还原液中0. 5-3min，接着烘干后，然后浸入氧化液0. 5-3min，再烘干；重 复上述操作，其中，浸入氧化液的次数为2-10次，浸入还原液的次数为3-11次；烘干温度为 50-80°C 烘干时间为 0. 5-30min。
[0031] 进一步地，所述步骤（6)中，加电是指采用3或4个阶段恒流进行，其中电流值为 0· 1~2A，恒流总时间：1~120min ;
[0032] 所述聚合液包含0. l-10wt%的单体、0. 01-lmol/L的电解质和去离子水；所述单 体为吡咯、噻吩、苯胺或吡咯的衍生物、噻吩的衍生物、苯胺的衍生物中的任一种；所述电 解质为对甲苯磺酸盐、十二烷基苯磺酸盐、十二烷基磺酸盐、萘磺酸盐或樟脑磺酸盐中的一 种。
[0033] 进一步地，所述步骤（7)中，所述石墨衆料的固体含量为5~40wt%，粘度为10~ 100CP ;烘干温度为50~200°C，烘干时间为1~60分钟。
[0034] 进一步地，所述步骤（8)中，所述银衆衆料的固含量为15~85wt%，粘度为120~ 800CP ;烘干温度为50~200°C，烘干时间为1~60min。
[0035] 进一步地，所述步骤（9)中，所述银膏的固含量为65~95wt%，粘度为2000~ 13000CP ;烘干温度为50~200°C，烘干时间为1~60min。
[0036] 进一步地，所述步骤（10)中，所述封装是指将电容器芯子置于成型模具型腔中， 通过加热加压将绝缘树脂注入，并保持一定时间使绝缘树脂固化完成封装；然后在100~ 200°C下高温固化0· 5~24h ;所述吸湿的温度为50~100°C，湿度为50wt%~100wt%， 吸湿时间为5min~72h ;所述老化为先室温老化再高温老化，先在室温下升压至1~1. 35 倍赋能电压，升压速度为〇. 1~3V/min，升压到0. 5~0. 7倍赋能电压后先室温老化10~ lOOmin，然后在40~130°C下高温老化60~600min。
[0037] 本发明的优点在于：可以降低电容器的ESR，提高电容器的漏电流合格率，从而提 高产出率，具有显著的经济和社会效益。
【具体实施方式】
[0038] 实施例1
[0039] 一种叠层片式聚合物固体铝电解电容器的制备方法，包括以下步骤：
[0040] (1)切箱和设置隔离胶：将4V赋能电压的化成铝箱切成所需的尺寸，其铝箱的宽 度为3. 65mm，长度为10mm ;将切好的化成铝箱设置一道隔离胶以形成阴极区和阳极区，所 述隔离胶有机硅树脂，阴极区高度为4. 8mm，隔离胶的宽度为0. 2mm，室温固化2h ;
[0041] (2)第一次修补：将化成铝箱的阴极区通过浸渍电解液并加电方式进行修补；所 述电解液为〇. lwt%的磷酸二氢铵水溶液；电解液的温度为0°C，所述修补电压为1. 2倍化 成错箱的赋能电压，修补时间为l〇min ;
[0042] (3)前处理：将修补好的化成铝箱浸渍于前处理溶液，先自然干燥lmin，然后在 80°C高温下烘干60min ;
[0043] 所述前处理溶液包括以下质量百分数的各成分：0. 1 % K