专利名称：包含改良的锰氧化物电解质的固态电解电容器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种固态电解电容器，尤其涉及一种包含改良的锰氧化物电解质的固态电解电容器。
背景技术：
已知二氧化锰广泛用作电解质电容器中的固态电解质。这种电容器通常通过将阀金属阳极(例如钽)阳极化形成电介质氧化物涂层，以及随后将涂布了氧化物的阳极浸渍到硝酸锰水溶液中制成。在放置一段足够的时间后，加热湿润的阳极，使硝酸锰发生热解反应产生二氧化锰。为了获得预期厚度的固态电解质，可重复多次浸渍和加热的步骤。然而， 传统的渗锰工艺存在一个问题，即得到的二氧化锰的厚度通常在阳极的某些位置(例如边缘)更厚些，这将导致电性能较差。人们已经尝试了多种方法来克服该问题。例如。在硝酸锰溶液中加入表面活性剂来极大地降低其表面张力并改善涂布了氧化物的阳极表面的润湿性。此类表面活性剂中的一种是Erktantof NR(Tanatex Chemicals BV)，属于非离子脂肪醇聚乙二醇醚。类似地,Tierman的U. S.专利号4，302，301描述了其他的一些可用于渗锰溶液中的非离子表面活性剂，比如壬基酚聚氧乙烯醚(Ig印al C0-630)、聚乙二醇辛基苯基酯(TritonX-IOO)、苄醚辛基酚-环氧乙烷缩合物(Triton CF-10)和3，6-二甲基-4-辛炔基-3，6- 二醇(Surfynol 82)。虽然加入表面活性剂可以带来一些益处，但仍然无法解决关键的问题。例如，当是润湿状态以及较高的泄露电流时，电容器仍然显示了较大的电容损失。当用于形成阳极的阀金属粉末具有较高荷质比，即大约70，000微法拉*伏/克(“PF*V/g”)或更高时，这个问题尤为显著。这种高“CV/g”的粉末通常由具有较小尺寸和较大表面积的颗粒构成，颗粒之间形成了多个小孔，使得硝酸锰溶液难以灌注到颗粒中。这种小孔的难以灌注将导致形成更大尺寸和不规则形状的二氧化锰颗粒。这些颗粒无法较好地贴附在电介质涂层，并因而无法实现较高的表面覆盖，导致电容器电性能较差。因而，目前需要一种经改良的包含锰氧化物固态电解质的电解电容器。
发明内容
依据本发明的一个实施方式，公开了一种固态电解电容器，包括由导电性粉末制成的阳极主体，其中该粉末的荷质比为大约70，000 μ F*V/g或更高。电介质覆盖阳极主体。 此外，固态电解质覆盖电介质，其中固态电解质包括以基本均勻的方式包围至少一部分电介质的锰氧化物膜。依据本发明的另一个实施方式，公开了一种制作固态电解电容器的方法。该方法包括阳极化氧化处理阳极主体形成电介质涂层的步骤，其中阳极主体由粉末制成。涂有电介质的阳极主体与包含分散剂的锰氧化物前体溶液接触。在一个实施例中，分散剂包括具有亲水基团和疏水基团的有机化合物，该化合物是具有6-14个碳原子的芳香环或杂原子环系统。在另一个实施例中，水(20°C时)的表面张力与分散剂(水中的浓度为lwt%以及 20°C时)的表面张力的比例是大约0. 8至大约1. 2。前体将热解地转化为锰氧化物固态电解质。接下来将更详细地描述本发明的其它特征和方面。
参看以下附图，在说明书的剩余部分将更详细地描述对于本领域技术人员来说更为完整和详细的本发明的内容，包括其最佳实施方式，附图是
图1是依据本发明制得的电容器的一个实施例的示意图2-4是实施例1的样品的FESEM图，其中图2是样品1的图，图3是样品2的图，图 4是样品3的图5-7是实施例2的样品的FESEM图，其中图5是样品1的图，图6是样品2的图，图 7是样品3的图8-10是实施例3的样品的FESEM图，其中图8是样品1的图，图9是样品2的图，图 10是样品3的图11-12是实施例4的样品的FESEM图，其中图11是样品1的图，图12是样品2的以及
图13示出了实施例5得到的溶液的粒径分布(颗粒数目与水动力直径的比值)。本说明书和附图中重复出现的附图标记通常代表本发明的相同或类似的特征或元件。
具体实施例方式对于本领域技术人员来说应能理解，本说明书仅仅描述了示例性实施方式，并不意味着将对从示例性结构能够衍生出的本发明的更宽泛的方面做出限制。通常来说，本发明公开了一种固态电解电容器，包含由导电性粉末制得的阳极主体和涂布在阳极主体上方和/或内部的电介质。该粉末具有高荷质比并相应地具有较稠密的堆积结构。尽管由这种粉末制成，但本发明人发现锰前体溶液(例如硝酸锰)可轻易地渗入阳极的小孔中。这个现象一部分是通过前体溶液中的分散剂来实现的，分散剂有助于最小化锰氧化物前体接触电介质表面后形成液滴的可能性。相反，前体溶液可以更好地分散开，因而得到的锰氧化物具有“膜样”结构，并以基本均勻的方式涂布至少一部分阳极。这改善了得到的氧化物质量及其表面覆盖度，并因而增强了电容器的电性能。现在将更详细地描述本发明的各种实施方式。I. 阳极
如上所述，阳极由具有高荷质比的粉末制成。即，粉末的荷质比是大约70，000微法拉 *伏/克(“PF*V/g”)或更大，在一些实施例中是大约80，00(^F*V/g或更大，在一些实施例中是大约90，00(^F*V/g或更大，在一些实施例中是大约100，000mF*V/g或更大，以及在一些实施例中是大约120，000至大约250，000mF*V/g。当然，虽然通常期望粉末具有高荷质比，但这并不是必需的。例如，在某些实施例中，粉末的荷质比小于大约70，000微法拉*伏 /克(“PF*V/g”)，在一些实施例中是大约2，00(^F*V/g至大约65，00(^F*V/g，以及在一些实施例中是大约5，000至大约50，000mF*V/g。粉末可包含单个的颗粒和/或颗粒团。用于制成粉末的化合物包括阀金属(即可以被氧化的金属)或基于阀金属的化合物，比如钽、铌、铝、铪、钛、它们的合金、它们的氧化物、它们的氮化物等。例如，阀金属组合物可含有铌的导电性氧化物，如铌和氧的原子比为 1:1.0士 1.0的铌氧化物，在一些实施例中是1:1.0士0. 3，在一些实施例中是1:1.0士0. 1， 以及在一些实施例中是1:1.0士0. 05。例如，铌氧化物可以是NbOa^NbO1.^NbOu以及Nb02。 在Eii^ 的 U. S.专利号 6，322，912、Fife 等人的 6, 391，275、Fife 等人的 6, 416，730、Fife 的 6，527，937、Kimmel 等人的 6, 576，099、Fife 等人的 6, 592，740 和 Kimmel 等人的 6, 639，787， 以及Kimmel等人的7, 220, 397，以及Schnitter的U. S.专利申请公开号2005/0019581、 Schnitter等人的2005/0103638、Thomas等人的2005/0013765中均描述了这种阀金属氧化物的例子，所有这些文献出于所有目的均在此全文引入作为参考。粉末的表观密度(或Scott密度)可根据需要而不同，但通常在大约1至大约8克 /立方厘米(g/cm3)的范围内，在一些实施例中是大约2至大约7g/cm3，以及在一些实施例中是大约3至大约6g/cm3。为了得到预期的堆积和表观密度，可小心地控制颗粒(或颗粒团) 的尺寸和形状。例如，颗粒的形状通常是圆形的、瘤状的等。颗粒的平均尺寸是大约0.1至大约20微米，在一些实施例中是大约0. 5至大约15微米，以及在一些实施例中是大约1至大约10微米。采用本领域技术人员熟知的方法制得上述粉末。例如，前体钽粉末可通过用还原剂(例如氢、钠、钾、镁、钙等)还原钽盐(例如氟钽酸钾(K2TaF7)、氟钽酸钠(Na2TaF7)、五氯化钽(TaCl5)等)而制得。这种粉末可通过多种方式凝聚成团，例如通过一个或多个温度是大约700°C至大约1400°C的加热处理步骤，在一些实施例中是大约750°C至大约1200°C，以及在一些实施例中是大约80(TC至大约110(TC。加热处理通常在惰性或还原气氛下进行。 例如，加热处理可在包含氢或可释放氢的化合物(例如氯化铵、氯化钙、氯化镁等)的环境中进行，以部分烧结粉末及降低杂质(例如氟)的含量。如过需要，凝聚成团的过程还可在存在消气材料，比如镁，的情况下进行。热处理后，逐渐进入的空气将钝化高活性的粗团块。在 Rao 的 U. S.专利号 6，576，038、Wolf 等人的 6, 238，456、Pathare 等人的 5, 954，856、Rerat 的 5，082，491、Getz 的 4，555，268.Albrecht 等人的 4, 483，819.Getz 等人的 4, 441，927、以及Bates等人的4, 017，302中已经描述了其他适宜的凝聚成团的方法，上述文献出于所有目的均在此全文引入作为参考。可通过控制本领域熟知的各种处理参数来获得需要尺寸和/或形状的颗粒，如与粉末成型(例如还原步骤)和/或凝聚步骤(例如温度、气氛等)相关的参数。也可使用研磨方法来碾碎前体粉末至需要尺寸。可利用各种研磨方法的任一种来获得需要的颗粒特性。 例如，最初粉末可分散在流体介质(例如乙醇、甲醇、氟化流体等)中形成浆状物。随后在碾磨机中混合浆状物和碾磨介质(例如金属球，比如钽)。碾磨介质的用量取决于碾磨尺寸， 一般不相同，比如从大约100至大约2000，在一些实施例中从大约600至大约1000。起始粉末、流体介质和碾磨介质可以任意比例组合。例如起始粉末与碾磨介质的比例可以从大约1:5至大约1:50。类似地，流体介质的体积与起始粉末的组合量的比例从大约0. 5:1至大约3:1，在一些实施例中从大约0. 5:1至大约2:1，以及在一些实施例中从大约0. 5:1至大约 1:1。在 U. S.专利号 5，522，558,5, 232，169,6, 126，097、和 6，145，765 中描述了可用于本发明的碾磨机的一些例子，上述文献出于所有目的均在此全文引入作为参考。根据需要得到的目标尺寸碾磨时间可以为任何预定的时间长度。例如，碾磨时间可以是大约30分钟至大约40小时，在一些实施例中是大约Ihour至大约20小时，以及在一些实施例中是大约5小时至大约15小时。碾磨可以在任意需要的温度下进行，包括室温或更高的温度。碾磨后，可通过比如空气干燥、加热、过滤、蒸发等方法将流体介质与粉末分离开或从粉末中除去流体介质。本发明中也可采用其他各种常规处理方法来改善粉末的特性。例如，在某些实施例中，在存在掺杂剂，如水性酸(例如磷酸)，的情况下用烧结抑制剂处理颗粒。掺杂剂的加入量取部分决于粉末的表面积，但它的量通常不高于大约百万分之200( “ppm”)。掺杂剂可以在任意加热步骤之前、之间和/或之后加入。颗粒还可经过一次或多次脱氧处理，以改善其延展性和减少阳极的泄露电流。例如，如U. S.专利号4，960，471所述，可将颗粒暴露在吸气材料(例如镁)中，该文献出于所有目的在此全文引入作为参考。吸气材料的量以重量计可以从大约洲至大约6%。脱氧的温度可以不同，但通常在大约700°C至大约1600°C的范围内，在一些实施例中是大约750°C 至大约1200°C，以及在一些实施例中是大约800°C至大约1000°C。脱氧的总时间可以是大约20分钟至大约3小时。脱氧还优选在惰性气氛(例如氩)中进行。完成脱氧处理后，通常蒸发掉镁或其他吸气材料，在熔炉的冷壁上形成沉淀物。然而，为了确保吸气材料的去除， 细团块和/或粗团块可经过酸浸步骤处理，比如用硝酸、氢氟酸等。为便于阳极的制作，粉末中还可含有某些成分。例如，粉末可任选地混有粘合剂和 /或润滑剂，以确保当按压形成阳极主体时颗粒间能充分地相互粘附。适宜的粘合剂包括例如聚(乙烯缩丁醛)；聚(醋酸乙烯酯)；聚(乙烯醇)；聚(乙烯基吡咯酮)；纤维素聚合物，比如羧甲基纤维素、甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素和甲基羟乙基纤维素；无规立构的聚丙烯、聚乙烯；聚乙烯醇(例如来自陶氏化学公司的Carbowax)；聚苯乙烯，聚(丁二烯/苯乙烯)；聚酰胺，聚酰亚胺，以及聚丙烯酰胺，高分子量聚醚；环氧乙烷和环氧丙烷的共聚物；含氟聚合物，比如聚四氟乙烯，聚偏二氟乙烯，以及氟烯烃共聚物；丙烯酸聚合物，比如钠聚丙烯酸酯、聚(低级烷基丙烯酸酯)、聚(低级烷基甲基丙烯酸酯)以及低级烷基丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯的共聚物；以及脂肪酸和蜡，比如硬脂酸和其他肥皂类脂肪酸、 植物蜡、微晶蜡(纯化烷烃)等。粘合剂可溶解及分散在溶剂中。示例性溶剂可包括水、醇等。当使用溶剂时，粘合剂和/或润滑剂相对于总重量的百分比是大约0. 1%至大约8%。然而，应可理解，粘合剂和/或润滑剂并不是本发明必需的。利用任意常规的粉末按压装置压缩得到的粉末可形成小球。例如可以采用包括一个钢模和一个或多个冲床的单工作站压紧机作为压模。可选地，也可使用仅利用一个钢模和较低的单一冲床的锤击类压缩压模。现有的工作站压缩压模有几种基础类型，比如具有不同功能的凸轮、开关/转向节和偏心的/曲轴压床，例如功能为单动作、双动作、可动压模、动型板、对冲、旋转(screw)、冲撞、热压、压印或精压。还可将粉末压紧在阳极导线(例如钽线)周围。还应理解，阳极导线可任选地经按压和/或烧结阳极主体后连接(例如焊接)至阳极主体。经压紧后，通过特定温度(例如大约150°C至大约500°C)时真空环境下加热小球数分钟可以除去所有粘合剂/润滑剂。可诜地，如BishOD等人的U. S.专利号6，197，252 中所述的，可将小球接触水溶液以除去粘合剂/润滑剂，该文献出于所有目在此全文引入作为参考。随后，烧结小球形成多孔的整块。例如，在一个实施例中，在大约1200°C至大约 2000°C的温度下烧结小球，以及在一些实施例中，在真空或惰性气氛下在大约1500°C至大约1800°C烧结。烧结时，小球将由于颗粒之间粘合性的增大而发生收缩。烧结后小球的压制密度可能不同，但通常在大约2. O至大约7. O克/立方厘米之间，在一些实施例中是大约 2. 5至大约6. 5，以及在一些实施例中是大约3. O至大约6. O克/立方厘米。压制密度可由材料的用量除以压制小球的体积计算得到。除了上述的方法之外，依据本发明还可采用构造阳极的其他任意方法，例如 Galvagni 的 U. S.专利号 4，085，435、Sturmer 等人的 4, 945，452、Galvagni 的 5，198，968、 Salisbury 的 5，357，399、Galvagni 等人的 5, 394，295、Kulkarni 的 5，495，386 以及 Fife 的6，322，912中所述的，上述文献出于所有目的在此全文引入作为参考。虽然不是必需的，也可以通过选择阳极的厚度来改善电容器的电性能。例如，阳极的厚度可以是大约4毫米或更小，在一些实施例中从大约0. 05至大约2毫米，以及在一些实施例中从大约0. 1至大约1毫米。也可通过选择阳极的形状来改善得到的电容器的电特性。例如阳极的形状可以是弯曲的、正弦曲线的、矩形的、U形的、V形的等。阳极还可以是“有凹槽(fluted)”形的，包括一个或多个沟纹、凹槽、低洼处或缺口，来增大面容比， 最小化ESR并扩大电容的频率响应。在Webber等人的U. S.专利号6, 191,936、Maeda等人的5, 949, 639和Bourgault等人的3, 345, 545以及Hahn等人的U. S.专利申请公开号 2005/0270725中描述了这种“有凹槽的”阳极，上述文献出于所有目的均在此全文引入作为参考。II. 电介质
一旦构成，阳极可经阳极化处理，因此在阳极上方和/或内部形成电介质层。阳极化处理是一个电化学过程，通过氧化阳极，形成具有较高电介质常数的材料。例如，钽阳极被阳极化成五氧化钽(Ta2O5)。通常，阳极化处理首先通过在阳极上涂覆电介质，例如将阳极浸入电介质中进行。电解质通常是液体形状的，比如溶液(例如水性或非水性)、胶体溶液、熔融体等。电解质中常用到溶剂，比如水(例如去离子水)；醚类(例如二乙醚和四氢呋喃)； 醇类(例如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇和丁醇)；甘油三酯；酮类(例如丙酮、甲基乙基酮和甲基异丁基酮)；酯类(例如醋酸乙酯、醋酸丁酯、二乙二醇乙醚醋酸酯和甲氧基丙基醋酸酯)；酰胺类(例如二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基辛酸/癸脂肪酸酰胺和N-烷基吡咯酮)；腈类(例如乙腈、丙腈、丁腈和腈)；亚砜或砜(例如二甲基亚砜(DMSO)和环丁砜)； 等。溶剂在电解质中的比例可以是大约50wt%至大约99. 9wt%，在一些实施例中大约75wt% 至大约99wt%，以及在一些实施例中大约80wt%至大约95wt%。虽然并非必需，通常需要用到水性溶剂(例如水)来帮助获得需要的氧化物。事实上，水在电解质用到的溶剂中的比例可以是大约50wt%或更大，在一些实施例中是大约70衬％或更大，以及在一些实施例中是大约 90wt% 至 100wt%。电解质是离子电导的，并且其离子电导性在25°C时测得是大约1毫西门子/厘米("mS/cm")或更大，在一些实施例中是大约30mS/cm或更大，以及在一些实施例中是大约 40mS/cm至大约lOOmS/cm。为了增强电解质的离子电导性，可以使用能在溶剂中游离出形成离子的化合物。出于该目的的适宜的离子化合物可包括例如酸，比如盐酸、硝酸、硫酸、 磷酸、多聚磷酸、硼酸(boric acid)、硼酸(boronic)等；有机酸，包括羧酸，比如丙烯酸、甲基丙烯酸、丙二酸、丁二酸、水杨酸、磺基酸、己二酸、马来酸、苹果酸、油酸、没食子酸、酒石酸、柠檬酸、甲酸、乙酸、乙醇酸、草酸、丙酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、戊二酸、葡萄糖酸、乳酸、天门冬氨酸、谷氨酸、衣康酸、三氟乙酸、巴比妥酸、肉桂酸、苯甲酸、4-羟基酸、对氨基苯甲酸等；磺酸，比如甲磺酸、苯磺酸、甲苯磺酸、三氟甲磺酸、对苯乙烯磺酸、萘二磺酸、羟基苯磺酸、十二烷基磺酸、十二烷基苯磺酸等；聚酸，比如聚(丙烯)或聚(甲基丙烯)酸，及其共聚物(例如马来酸-丙烯酸、磺酸-丙烯酸、和苯乙烯-丙烯酸共聚物)，carageenic acid、羧甲基纤维素、海藻酸等；等。可通过选择离子化合物的浓度来获得需要的离子电导性。例如，酸(例如磷酸)在电解质中的比例是大约0.01wt%至大约5wt%，在一些实施例中是大约0. 05wt%至大约0. 8wt%，以及在一些实施例中是大约0. lwt%至大约0. 5wt%。如果需要的话，电解质中还可使用离子化合物的混合物。电流通过电解质形成电介质层。电压值决定了电介质层的厚度。例如，电源从恒电流模式启动，直至达到想要的电压。随后，将电源转换成恒电势模式以确保在阳极表面上形成了预期的电介质厚度。当然，还可使用其他已知的方法，如脉冲或梯度恒电势法。电压通常在大约4至大约200V之间，在一些实施例中是大约9至大约100V。在阳极氧化期间， 电解质可保持一定温度，如大约30°C或更高，在一些实施例中大约40°C至大约200°C，以及在一些实施例中大约50°C至大约100°C。阳极氧化还可在室温或更低温下进行。得到的电介质层可以在阳极表面及其孔洞内形成。III.固态电解质
如上所述，本发明的电容器包含锰氧化物(例如MnA)作为固态电解质。如Sturmer等人的U. S.专利号4，945，452所述，该锰氧化物可由前体(例如硝酸锰(Mn(NO3)2))经热解制得，该文献出于所有目的在此全文引入作为参考。例如，将涂有电介质的阳极主体与包含前体的溶液接触(例如浸入、浸渍、喷涂等)，随后加热使其转化为氧化物。如果需要的话，可多次进行该步骤可得到需要的厚度。在一个实施例中，例如，将阳极主体浸入第一锰氧化物前体溶液，加热，然后加入第二锰氧化物前体溶液，加热。可重复该方法直至获得需要的厚度。由于各个应用步骤中锰氧化物前体溶液的构成可能不同，因而如果进行了多个步骤的话，通常需要至少一种溶液包含分散剂，该分散剂是含有亲水基团和疏水基团的有机化合物。亲水基团例如包括磺酸盐、膦酸酯、羧酸酯、硫醇、磺酸酯、亚磷酸盐、亚膦酸盐、单烷氧基膦盐、磷酸酯、硫酸酯、磷酸盐酯、亚砜、砜、氨基等，以及其混合物和/或盐。与常规表面活性剂不同，分散剂的疏水基团通常很小，以至于基本不会降低溶液的表面张力。例如，疏水基团可以是具有6-14个碳原子(取代或未取代的)芳香环或杂原子环系统，比如苯、萘、蒽、甲苯、二甲苯、吡啶、喹啉、异喹啉、吡嗪、吖啶、嘧啶、哒嗪等。因为分散剂基本不会降低溶液的表面张力，因此，它将具有基本与水相同的表面张力。例如，水(20°C时)的表面张力与分散剂(水中的浓度为lwt%以及20°C时)的表面张力的比例是大约0. 5至大约2. 0，在一些实施例中大约0. 8至大约1. 2，以及在一些实施例中大约0. 9至大约1. 1。在一些实施例中，分散剂(水中的浓度为lwt%以及20°C时)的表面张力是大约50至大约95达因/厘米，在一些实施例中大约55至大约80达因/厘米，以及在一些实施例中大约58至大约68达因/厘米。水的表面张力大约是70达因/厘米。与此相对地，传统的表面活性剂通常具有小得多的表面张力。例如，TritonX-IOO和Erkantol NR是被认为均具有接近30达因/厘米(水中的浓度为lwt%以及20°C时)的表面张力。如本领域技术人员熟知的，可根据ISO 304(1985)，Cor 1 1998和/或ASTMD 1331-89(方法 A)利用可商购的力学张力计或光学张力计(也称为接触角度计或测角计)测得表面张力。
在一个特定的实施例中，例如，分散剂包含具有以下结构的有机化合物，或其盐
权利要求
1.一种固态电解电容器，包括由导电性粉末制成的阳极主体，其中粉末的荷质比是大约70，000yF*V/g或更大；覆盖阳极主体的电介质；以及覆盖电介质的固态电解质，其中固态电解质包括以基本均勻的方式覆盖至少一部分电介质的锰氧化物膜。
2.根据权利要求1所述的固态电解电容器，其中导电性粉末包括钽，电介质包括五氧化钽。
3.根据权利要求1或2所述的固态电解电容器，其中粉末的荷质比是大约 120，000 μ F*V/g 至大约 250，000 μ F*V/g。
4.根据上述任一项权利要求所述的固态电解电容器，其中碳层、银层或两者覆盖固态电解质。
5.根据上述任一项权利要求所述的固态电解电容器，其中在IOOkz频率时，电容器的 ESR是大约200毫欧姆或更小，优选大约100毫欧姆或更小。
6.根据上述任一项权利要求所述的固态电解电容器，其中电容器的干湿电容百分比是大约80%或更大，优选大约90%或更大。
7.一种制作固态电解电容器的方法，该方法包括阳极化氧化处理阳极主体，形成电介质涂层，其中阳极主体由粉末制成；将涂有电介质的阳极主体与包含锰氧化物前体和分散剂的溶液接触；以及前体热解转化为锰氧化物固态电解质。
8.根据权利要求7所述的方法，其中分散剂包含具有亲水基团和疏水基团的有机化合物，它是具有6-14个碳原子的芳香环或杂原子环系统。
9.根据权利要求8所述的方法，其中亲水基团包括磺酸盐、膦酸酯、羧酸酯、硫醇、磺酸酯、亚磷酸盐、亚膦酸盐、单烷氧基膦盐、磷酸酯、硫酸酯、磷酸盐酯、亚砜、砜、氨基，或其组合物。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其中有机化合物具有以下结构，或是其盐其中，R1是具有1-6个碳原子的烷基； R2是亲水基团； m是 至8 ； P是1至8;以及 η是1至100。
11.根据权利要求8至10中的任一项所述的方法，其中该化合物是缩合的萘磺酸盐，如钠盐。
12.根据权利要求8至11任一项所述的方法，其中该化合物的分子量是大约6，000克/摩尔或更小。
13.根据权利要求7至12中的任一项所述的方法，其中锰氧化物前体是硝酸锰。
14.根据权利要求7至13中的任一项所述的方法，其中水的表面张力(20°C时)与分散剂的表面张力(水中的浓度为lwt%以及20°C时)的比例是大约0. 5至大约2. 0，优选地大约 0. 8至大约1. 2。
15.根据权利要求7至14中的任一项的方法，其中分散剂的表面张力(水中的浓度为 lwt%以及20°C时)是大约50至大约95达因/厘米，优选地大约55至大约75达因/厘米。
16.根据权利要求7至15中的任一项所述的方法，其中该溶液包含大约0.001wt%至大约5wt%的分散剂，优选地大约0. 01wt%至大约lwt%的分散剂。
17.根据权利要求7至16中的任一项所述的方法，其中该溶液是水溶液。
18.根据权利要求7至17中的任一项所述的方法，其中该溶液还包含醇。
19.根据权利要求7至18中的任一项所述的方法，其中该溶液的形态是纳米尺寸的锰氧化物前体颗粒的胶体悬浮液。
20.根据权利要求19所述的方法，其中纳米级颗粒的平均直径是大约0.1至大约30纳米，优选地大约0. 2至大约10纳米。
21.根据权利要求19所述的方法，其中90%或更多颗粒的平均直径是大约0.2至大约 10纳米。
全文摘要
本发明公开了一种固态电解电容器，包括由导电性粉末制成的阳极主体和涂布在阳极主体上部和/或内部的电介质。粉末具有高荷质比并因而具有较致密的堆积结构。尽管由这种粉末制成，本发明人发现，锰前体溶液(例如硝酸锰)可轻易渗入阳极的孔洞中。这个现象一部分是通过在前体溶液中使用分散剂来实现的，分散剂有助于最小化锰氧化物前体接触电介质表面后形成液滴的可能性。相反，前体溶液可以更好地分散开，因而得到的锰氧化物具有“膜样”结构，并以基本均匀的方式涂布至少一部分阳极。这改善了得到的氧化物及其表面覆盖的质量，并因而增强了电容器的电性能。
文档编号H01G9/15GK102496486SQ20111019540
公开日2012年6月13日 申请日期2011年6月23日 优先权日2010年6月23日
发明者伊凡·霍拉塞克, 伊恩·平威尔, 佩特·斯托扬, 吉里·赫特, 希尔维·维尔科瓦, 戴维·马谢德 申请人:Avx公司