导电高分子悬浮液及具有其的固态电解电容的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及固态电解电容技术领域，具体的是指一种导电高分子悬浮液及利用该 导电高分子悬浮液制成的固态电解电容。
【背景技术】
[0002] 导电高分子是近20年来的研究重点。利用分子本身具有的共辄π键的非定域化传 递电子而导电，导电性高分子也可进行掺杂提升电子传导能力，引入阴离子(P形)或阳离子 (N形)提升高分子电子传导性。导电高分子如聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩或其衍生物聚合而成 的导电高分子，可应用至抗静电涂层，EMI涂层，薄膜或敏化染料太阳能电池电洞传导层，铝 电解电容与钽电解电容中。
[0003] 固态电解电容的组成为阳极，介电层(形成于阳极上），阴极与固态电解质，再经由 封装而成电子零组件。阳极材料为铝，钽，铌等多孔隙金属，介电层则为金属氧化物如三氧 化二铝，五氧化二钽，阴极材料则为碳材，固态电解质则为导电高分子(如聚吡咯、聚苯胺、 聚噻吩等）。因为导电高分子具备耐热性好，电导高，电荷转移速度快等优点，因此广泛用于 固态电解电容。
[0004] 专利EPA440957与EP1227529B描述了聚苯乙烯磺酸盐(PSSA)与3,4乙撑二氧噻吩 (EDOT)于水相进行聚合反应，生成PEDOT导电高分子悬浮液，以聚苯乙烯磺酸为PEDOT的掺 杂剂，因聚苯乙烯磺酸的亲水性能将导电高分子很好的分散于水中，形成一稳定的导电高 分子悬浮液。从而提升了 PEDOT的应用性。
[0005] US6987663B介绍了将PED0T:PSS悬浮液添加粘结剂后将固态电解电容芯包浸泡于 导电高分子悬浮液内，经由烘干成膜后作为固态电解电容的电解质。US7563290B， US7990683B专利介绍制作高电压导电高分子悬浮液(PED0T:PSS)应用于固态电解电容，且 突破电压可大60WV。专利EP201000658提及使用交联剂能改善导电高分子悬浮液的热稳定 性能，改善钽固态电解电容的边缘与边角的收缩率，得到稳定覆盖的导电高分子膜，因此藉 由不同结构的添加剂能对导电高分子悬浮液进行改质，提升PED0T:PSS悬浮液应用价值。
[0006] 固态电解电容使用导电高分子悬浮液(PED0T:PSS)作为电解质已在工作电压100V 产品商品化。但其耐压在到100V以上时，由于导电高分子链本身因先天聚合度的限制，无 法形成高分子长链，进而在100V以上呈现不稳定状态，限制了固态电容在电子产品输入端 (AC至DC)的应用，因此增加导电高分子悬浮液的耐压变成了首要解决的问题。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于解决上述问题而提出一种导电高分子悬浮液，通过在导电高分 子粒子中添加掺杂剂、导电性添加剂、粘结及耐压提升剂来提升导电高分子悬浮液(PH)OT: PSS)的耐压，改善传统导电高分子链耐压不足的缺陷，进而提升产品的稳定性及可靠度。
[0008] 本发明的另一目的在于提出一种固态电解电容，该固态电解电容包括上述导电高 分子悬浮液，该电解电容能够解决传统应用于IOOV以上的电容会因导电聚合物悬浮液耐电 压不足而降低产品可靠度及短路等问题，该固态电解电容应用于高电压环境下依然能保持 其可靠度。
[0009] 为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下： 本发明提出一种导电高分子悬浮液，包括导电高分子粒子、掺杂剂、导电性添加剂、粘 结剂及耐压提升剂，所述导电高分子粒子的主体结构为共辄结构，导电高分子粒子包括但 不限于吡咯、苯胺、噻吩及其衍生物组成的组中的一种或多种，所述掺杂剂为聚合阴离子， 所述导电性添加剂为极性溶剂或者离子液体，所述粘结剂可溶于水相或有机溶剂内，所述 耐压提升剂可溶于水相或有机溶剂内。
[0010] 进一步的，所述聚合阴离子为多元酸及其盐类，所述聚合阴离子为聚合羧酸类的 阴离子或聚合磺酸类阴离子。
[0011] 更进一步的，所述聚合羧酸类的阴离子为聚甲基丙烯酸，聚马来酸或聚丙烯酸中 的一种，所述聚合磺酸类阴离子为聚苯乙烯磺酸或聚乙烯磺酸中的一种。
[0012] 进一步的，所述极性溶剂为砜基团，内酯基团，酰胺基团，糖与糖衍生物，二元醇或 多元醇中的一种。
[0013] 更进一步的，所述砜基团为二甲基亚砜，环丁砜或砜中的一种，所述内酯基团为 γ-丁内酯或γ-戊内酯中的一种，所述酰胺基团为己内酰胺，N，N-二甲基乙酰胺，N，-甲基 乙酰胺，N, N-二甲基甲酰胺，N-甲基甲酰胺，N-甲基甲酰苯胺或N甲基吡咯烷酮中的一种，所 述糖与糖衍生物为蔗糖，葡萄糖，山梨糖醇，甘露醇糖，赤鲜醇糖，木糖醇或阿拉伯糖中的一 种，所述二元醇或多元醇为乙二醇，二乙二醇，三乙二醇，丙三醇，三聚甘油，四聚甘油或多 聚甘油中的一种。
[0014] 进一步的，所述粘结剂包括但不限于聚乙酸乙酯，聚丙烯酸酯，聚碳酸酯，聚酯树 酯，聚胺酯树酯，磺基聚酯，环氧树酯，醇酸树酯、聚乙烯醇，聚乙二醇，聚氧化乙烯组成的组 中一种或多种。
[0015] 进一步的，所述耐压提升剂为醇酸树酯，聚酯树酯，丙烯酸树酯，聚胺酯树酯，环氧 树酯，三聚氰胺-甲醛树酯，聚乙烯醇，聚乙二醇，聚氧化乙烯，磺酸聚酯，聚乙烯吡咯烷酮， 醋酸乙烯共聚物中的一种。
[0016] 本发明还提出一种固态电解电容，包括阳极、介电层、阴极及固态电解质，所述固 态电解质包括上述高分子悬浮液。
[0017] 本发明的有益效果： 1. 本发明所述的导电高分子悬浮液通过在导电高分子粒子中添加掺杂剂、导电性添加 剂、粘结及耐压提升剂增加电子在电解质膜层传导的路径，并且吸收一部分通过的电压，从 而提升导电高分子所能承受的工作电压，改善了传统导电高分子链耐压不足的缺陷，进而 提升广品的稳定性及可靠度； 2. 应用上述导电高分子悬浮液所制成的电解电容能够解决传统应用于100V以上的电 容会因导电聚合物悬浮液耐电压不足而降低产品可靠度及短路等问题，该固态电解电容应 用于高电压环境下依然能保持其可靠度。
【附图说明】
[0018] 图1为本发明固态电解电容的一具体实施例的结构示意图。
[0019]其中，1-隔膜纸，2-负极材料，3-正极材料，4-正导针，5-负导针。
【具体实施方式】
[0020]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相 互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。
[0021] 正如【背景技术】中最后一段所言，为了解决这一问题，本发明提出一种导电高分子 悬浮液，包括导电高分子粒子、掺杂剂、导电性添加剂、粘结剂及耐压提升剂。
[0022] 其中，导电高分子粒子的主体结构为共辄结构，导电高分子粒子包括但不限于啦 咯、苯胺、噻吩及其衍生物组成的组中的一种或多种，优选为噻吩或其衍生物，更优选为3,4 乙撑二氧噻吩(EDOT)。
[0023] 掺杂剂为聚合阴离子，聚合阴离子为多元酸及其盐类，所述聚合阴离子为聚合羧 酸类的阴离子或聚合磺酸类阴离子。在本发明一优选实施方式中，所述聚合羧酸类的阴离 子为聚甲基丙烯酸，聚马来酸或聚丙烯酸中的一种，所述聚合磺酸类阴离子为聚苯乙烯磺 酸