用于极端条件下的固体电解电容器的制造方法

用于极端条件下的固体电解电容器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一电容器总成，其能够在极端条件下，如在较高的温度下和/或高电压下运行。在较高的温度下运行的能力部分是通过以下方式实现：在包含惰性气体的气体氛围中，将电容器元件封闭并密封在外壳内，从而限制供应给电容器固体电解质的氧气量和水分量。而且，本发明人也发现，通过独特而受控地综合与阳极、介质和固体电解质形成有关的各种特点，可以实现电容器在高压环境中运行。例如，所述固体电解质是由导电聚合物及羟基功能化非离子聚合物组合形成的。
【专利说明】用于极端条件下的固体电解电容器

【背景技术】
[0001] 由于电解电容器(如钽电容器）的体积效率、可靠性和工艺兼容性，它们在电路 设计中的应用日益增长。例如，已经开发的一类电容器是固体电解电容器，包括阳极(如 钽)、在阳极上形成的介质氧化物膜（如五氧化二钽（Ta205))、固体电解质层及阴极。固体 电解质层可由导电聚合物形成，如Sakata等人的美国专利US5, 457, 862、US5, 473, 503和 US5, 729, 428及Kudoh等人的美国专利US5, 812, 367中对此均有说明。
[0002] 然而，遗憾的是，由于此类固体电解质在高温时存在从掺杂状态向不掺杂状态转 变或从不掺杂状态向掺杂状态转变的倾向，其高温稳定性较差。为了解决这些问题和其它 问题，人们已经开发了密封的电容器，以限制使用期间氧气与导电聚合物接触。例如，Rawal 等人的美国专利公开US2009/0244812描述了一种电容器总成，包括导电聚合物电容器，所 述电容器封闭和密封在含惰性气体的陶瓷外壳内。据Rawal等人所述，陶瓷外壳限制供应 给导电聚合物的氧气量和水分量，因此，降低了在高温环境中氧化的可能性，从而提高了电 容器总成的热稳定性。
[0003] 然而，不管实现的好处如何，问题却依然存在。例如，电容器有时候在极端条件下 (如超过大约175°c的高温与/或超过大约35伏特的高压)稳定性变差，导致电气性能变差。
[0004] 因此，目前需要一种在极端条件下性能改善的固体电解电容器总成。


【发明内容】

[0005] 在本发明的一个实施例中，公开了一种包括电容器元件、外壳、阳极端子和阴极端 子的电容器总成。该电容器元件包括一烧结多孔阳极体、一覆盖阳极体的介质层和一覆盖 介质层的固体电解质。所述固体电解质包括导电聚合物和羟基功能化的非离子聚合物。一 外壳定义了一内部空腔，所述电容器元件放在所述内部空腔内并将其密封，其中所述内部 空腔内的气体氛围包含惰性气体。
[0006] 本发明的其他方面及特征将在下面进行更详细的描述。

【专利附图】

【附图说明】
[0007] 本发明的完整和可实施的公开内容，包括对于本领域技术人员而言的最佳实施 例，结合附图和附图标记在【具体实施方式】中作进一步描述，其中：
[0008] 图1是本发明电容器总成的一个实施例的剖视图；
[0009] 图2是本发明电容器总成的另一个实施例的剖视图；
[0010] 图3是本发明电容器总成另一个实施例的剖视图；以及
[0011] 图4是本发明电容器总成另一个实施例的顶视图；
[0012] 在附图中，同一附图标记表示本发明相同或者相似部件。

【具体实施方式】
[0013] 应该理解，对于本领域技术人员来说，下面的内容仅为本发明的示范性实施例的 描述，并不是对本发明更广泛的保护范围的限制，本发明更广泛的内容将通过所述示范性 结构体现出来。
[0014] 一般而言，本发明是针对一电容器总成，它能够在极端条件下，如在较高的温度下 和/或高电压下运行。在较高温度下运行的能力部分是通过以下方式实现：在包含惰性气 体的气体氛围中，将电容器元件封闭并密封在外壳内，从而限制了提供给电容器元件的固 体电解质的氧气量和水分。而且，本发明人也发现，通过独特而受控地综合与阳极、介质和 固体电解质形成有关的各种特点，可以实现电容器在高压环境中运行。例如，所述固体电解 质是由导电聚合物及羟基功能化非离子聚合物组合形成的。
[0015] 不受理论的限制，我们相信羟基功能化非离子聚合物能够提高聚合物颗粒和内部 电介质表面之间接触程度。由于更高的形成电压，该表面通常本质上相对平滑。这意外的 增加了所得电容器的击穿电压和湿 _干电容（wet-to-dry capacitance)。
[0016] 即使暴露在高温和/或高压环境中时，本发明的电容器总成仍然具有优异的电气 性能。例如，电容器总成具有相对较高的"击穿电压"（电容器失效时的电压)，如大约35V 或更高，在一些实施例中是大约50V或更高，在一些实施例中是大约60V或更高，在一些实 施例中，从大约60V到大约100V，例如击穿电压通过以3V的增量施加电压，直到漏电流达到 1mA时确定。同样，电容器还能够耐受在高压应用中常见的相对较高的浪涌电流。例如，浪 涌电流峰值大约是额定电流的2倍或更高，例如大约是40A或更高，在一些实施例中是大约 60A或更高，在一些实施例中是大约120A至大约250A。电容器还具有相对较高的电容。干 电容与湿电容大致类似，这使得电容器在大气湿度条件下电容损失和/或波动较小。这种 性能由"湿-干电容百分比"定量，由下述公式确定：
[0017] 湿-干电容=(干式电容/湿电容）X 100
[0018] 例如，电容器总成的湿-干电容百分比是大约50%或更高，在一些实施例中，是大 约60%或更高，在一些实施例中，是大约70%或更高，在一些实施例中，是大约80%至100%。 在100kHz的工作频率下测定时，电容器总成可保持较低的等效串联电阻("ESR")，如低于 大约100毫欧姆，在一些实施例中，低于大约75毫欧姆，在一些实施例中，约为0. 01 - 60毫 欧姆，在一些实施例中约为0. 05 - 50毫欧姆。在某些情况下，这种改善的电容和等效串联 电阻性能能够在多种不同的温度条件下保持稳定。例如，在较长时间的高温老化后，电容器 的电容和/或ESR仍然能够保持。例如，在温度从大约100°C到大约250°C，在一些实施例 中，从大约l〇〇°C到大约240°C，在一些实施例中，从大约100°C到大约230°C，在一些实施例 中，从大约175°C到大约225°C (如175°C或200°C)时，这些数值可保持大约100小时或更 长，在一些实施例中，可保持从大约300小时到大约3000小时，一些实施例中，可保持从大 约400小时到大约2500小时(如500小时、600小时、700小时、800小时、900小时、1000小 时、1100小时、1200小时或2000小时)。
[0019] 下面将更为详细地说明本发明的各种实施例。
[0020] I.电容器元件
[0021] A.阳极
[0022] 阳极的阳极体是由阀金属组合物形成。该组合物的比电荷可能有所不同，例如，为 大约2, 000 μ F*V/g到大约150, 000 μ F*V/g，在一些实施例中，从大约3, 000 μ F*V/g到大约 70, 000 μ F*V/g或更高，在一些实施例中，从大约4, 000到大约50, 000 μ F*V/g。正如本领 域所熟悉的那样，比电荷可以通过电容乘以阳极氧化采用的电压，然后将此乘积除以所述 阳极氧化电极体的重量而确定。
[0023] 所述阀金属组合物通常包含一种阀金属（即能够氧化的金属）或基于阀金属的化 合物，如钽、铌、铝、铪、钛及它们的合金、氧化物、氮化物等。例如，阀金属组合物可以包含一 铌的导电氧化物，如铌氧原子比为1:1. 〇±1. 〇的铌的氧化物，在一些实施方案中，铌氧原 子比为1:1. 〇±〇. 3,在一些实施方案中，银氧原子比为1:1. 0±0. 1，以及在一些实施方案 中，铌氧原子比为1:1.〇±〇. 05。铌的氧化物可能是NbO^NbO^NbOu和Nb02。这种阀金 属氧化物的实例在Fife的美国专利6, 322, 912、Fife等人的美国专利6, 391，275、Fife等 人的美国专利6, 416, 730、Fife的美国专利6, 527, 937、Kimmel等人的美国专利6, 576, 099、 Fife等人的美国专利6, 592, 740、Kimmel等人的美国专利6, 639, 787、Kimmel等人的美国 专利7, 220, 397,及Schnitter公开的美国专利申请2005/0019581、Schnitter等人公开的 美国专利申请2005/0103638及Thomas等人公开的美国专利申请2005/0013765均有所描 述。
[0024] 为了形成阳极体，通常使用阀金属组合物粉末。所述粉末可包含各种不同形状的 颗粒，如结节状的、有角的、片状的等，及其混合物。在具体的实施例中，颗粒具有相对扁平 或板状，为片状形态。这种颗粒可以在阳极的外表面和内表面之间提供短的传输线，并且还 提供具有高导电性的高度连续和致密的引线-阳极连接。此外，这些颗粒可以提高击穿电 压（电容器失效时的电压)，并且有助于降低等效串联电阻("ESR")。这些颗粒在更高电压条 件下进行阳极氧化时，还可以提高阳极的比电荷，从而提高能量密度。
[0025] 当采用时，片状颗粒通常是扁的。平整度一般由"纵横比"来定义，即颗粒的平均 直径或宽度除以平均厚度（"D/T")。例如，颗粒的纵横比可从大约2到大约100,在一些实 施例中，从大约为3到大约50,在一些实施例中，从大约为4到大约30。颗粒还具有的比表 面积从大约为0. 5到大约10. 0m2/g，在一些实施例中，从大约为0. 7到大约5. 0m2/g，在一些 实施例中，从大约为1. 0到大约4. 0m2/g。
[0026] 术语"比表面积"一般是指按照Journal of American Chemical Society (《美国 化学会志》）1938年第60卷309页上记载的Bruanauer、Emmet和Teller发表的物理气体 吸附法（B. E. T.)测定的表面积，吸附气体为氮气。
[0027] 该测试可采用纽约Syosset的QUANTACHR0ME公司的MONOSORB3i比表面积分析 仪进行测试，该分析仪通过检测流过的吸附剂和惰性载气（如氦气）混合物热导率的变化， 从而测定被吸附在固体表面上的吸附性氮气的量。
[0028] 体积密度(也称为斯科特密度)也通常是从约0. 1至约2克每立方厘米（g/cm3)，在 一些实施例中，从大约0. 2g/cm3到大约1. 5g/cm3,在一些实施例中，从大约0. 4g/cm3到大约 lg/cm3〇
[0029] "体积密度"可通过使用流量计漏斗和密度杯来确定。更具体地说，粉末样品通过 漏斗注入密度杯内，直到样品完全装满密度杯，并从密度杯周围溢出，然后，用抹刀刮平样 品，不振动，这样，样品与密度杯杯口齐平。
[0030] 将刮平的样品转移到天平上，称重精确到0. lg，以测定密度值。这种仪器可从位于 新泽西州Elizabeth市的阿尔坎错公司（Alcan Aluminum Corp.)购买得到。颗粒还具有 的平均大小(如宽度)从大约为〇. 1到大约100微米，在一些实施例中，从大约为〇. 5到大约 70微米，在一些实施例中，从大约为1到大约50微米。
[0031] 粉末中也可加入某些额外的组分。例如，粉末可任选与粘结剂（binder)和/或润 滑剂混合，以保证在压制成阳极体时各颗粒彼此适当地粘结在一起。合适的粘结剂实例包 括，例如，聚（乙烯醇缩丁醛）;聚乙酸乙烯酯；聚乙烯醇；聚乙烯吡咯烷酮；纤维素聚合物，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；无规聚丙烯； 聚乙烯；聚乙二醇(如陶氏化学的Carbowax);聚苯乙烯，聚(丁二烯/苯乙烯）;聚酰胺、聚酰 亚胺和聚丙烯酰胺，高分子量聚醚；环氧乙烷和环氧丙烷的共聚物；氟聚合物，如聚四氟乙 烯、聚偏二氟乙烯和氟-烯烃共聚物；丙烯酸聚合物，如聚丙烯酸钠、聚(低烷基丙烯酸酯)、 聚(低烷基甲基丙烯酸酯）及低烷基丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯的共聚物；和脂肪酸及蜡，如 硬脂酸和其他皂质脂肪酸、植物蜡、微晶蜡(精制石蜡）等。
[0032] 所述粘结剂可以溶解、分散在溶剂中。示例性溶剂可包括水、醇等。使用粘结剂和 /或润滑剂时，其百分含量是总重量的大约〇. 1%-大约8%。然而，应该理解的是，本发明并 不要求必须使用粘结剂和/或润滑剂。
[0033] 得到的粉末可以采用任一种常规的粉末压模机压成压片（pellet)。例如，采用的 压模为包含单模具和一个或多个模冲的单站式压力机。或者，还可采用仅使用单个模具和 单个下模冲的砧型压模。单站压模有几种基本类型，例如，具有不同生产能力的凸轮压力 机、肘杆式压力机/肘板压力机和偏心压力机/曲柄压力机，例如可以是单动、双动、浮动模 压力机、可移动平板压力机、对置柱塞压力机、螺旋压力机、冲击式压力机、热压压力机、压 印压力机或精整压力机。可以围绕阳极引线(如，钽线)压紧粉末。应当进一步理解的是，或 者也可以在阳极体压制和/或烧结后，将阳极引线固定(如，焊接）到阳极体上。
[0034] 压制后，所得阳极体可以切割为任何要求的形状，如正方形、长方形、圆形、椭圆 形、三角形、六边形、八边形、七边形、五边形等。阳极体还可以具有"槽"形，槽内包括一个或 多个沟槽、凹槽、低洼或者凹陷，以增加表面积-体积比，最大程度地降低ESR并延长电容的 频率响应。然后，阳极体将经历一个加热步骤，脱除其中全部或大部分粘结剂/润滑剂。例 如，阳极体一般采用温度大约150°C - 500°C的烘箱加热。或者，也可将压片与水溶液接触 而脱除粘结剂/润滑剂，如Bishop等人的美国专利US6, 197, 252所述。然后，烧结多孔体， 形成整块物质。烧结温度、气氛和时间取决于多种因素，如阳极类型、阳极尺寸等。通常，烧 结是在温度从大约80(TC至大约190(TC条件下进行，在一些实施例中，是从大约KKKTC至 大约1500°C条件下进行，在一些实施例中，是从大约1KKTC至大约140(TC条件下进行，烧 结时间是从大约5分钟至大约100分钟，在一些实施例中，是从大约30分钟至大约60分钟。 如果需要的话，烧结可在限制氧原子转移到阳极的气氛中进行。例如，烧结可在还原性气氛 下进行，例如真空、惰性气体、氢气等。还原性气氛的压力可从大约10托至大约2000托，在 一些实施方案中，从大约100托至大约1000托，以及在一些实施方案中，从大约100托至大 约930托。也可以使用氢气和其它气体(如氩气或氮气）的混合物。
[0035] 获得的阳极还可以具有相对低的碳含量和氧含量。例如，所述阳极可以含有大约 不超过50ppm的碳，在一些实施例中，不超过大约lOppm的碳。同样，所述阳极的氧含量不 超过大约3500ppm，在一些实施例中，不超过大约3000ppm，在一些实施例中，氧含量是从大 约500至大约2500ppm。氧含量可以采用LEC0氧分析仪测定,并且包括钽表面上天然氧化 物中的氧和钽粒中的体积氧（bulk oxygen)。体积氧含量由钽的晶格周期控制，随钽中氧含 量的增加而线性增加，直到达到溶解度极限。这种方法在"Critical Oxygen Content In Porous Anodes Of Solid Tantalum Capacitors"，Pozdeev-Freeman et al. , Journal of Materials Science:Materials In Electronics9，（1998) 309-311(Pozdeev_Freeman 等人 的《固体钽电容器多孔阳极中的临界氧含量》，材料科学杂志：电子材料9,（1998)309-311) 中进行了描述，其中采用X-射线衍射分析（XRDA)测量钽的晶格周期。
[0036] 在烧结的钽阳极中，氧可能限制在薄的天然表面氧化物中，而钽的体相（bulk)中 实际上不含氧。
[0037] 如上所述，阳极引线还可与阳极体连接，并从阳极体沿纵向延伸。该阳极引线可以 是线、片等形式，可以采用阀金属化合物如钽、铌、铌氧化物等形成。引线的连接可以采用已 知的技术完成，如将引线焊接到阳极主体上或在阳极体形成期间(例如，在压制和/或烧结 前）将引线嵌入到阳极体内。
[0038] B.介质
[0039] 介质也覆盖或包被阳极体。介质可以这样形成：对烧结的阳极进行阳极氧化 (anodizing)，在阳极体上面和/或内部形成一介质层。例如，钽（Ta)阳极体可经阳极氧化 变为五氧化二钽（Ta 205)。一般说来，阳极氧化首先是在阳极体上涂覆一种溶液，例如将阳极 体浸到电解质中。通常采用溶剂，如水(如去离子水)。为了增强离子电导率，可以采用在溶 剂中能够离解而形成离子的化合物。此类化合物的实例包括，例如，酸，如下文电解质部分 所述。例如，酸(如磷酸)可占阳极氧化溶液的大约〇. 〇lwt%_大约5wt%，在一些实施例中占 大约0. 05wt%_大约0. 8wt%，在一些实施例中占大约0. lwt%_大约0. 5wt%。若需要的话，也 可以采用酸的混合物。
[0040] 使电流通过阳极氧化溶液，形成介质层。
[0041] 形成电压值决定介质层的厚度。例如，一开始以恒电流模式建立电源供应，直到达 到要求的电压。然后，可将电源供应切换到恒电位模式，以确保在阳极体整个表面形成所 需介质层厚度。当然，也可以采用人们熟悉的其它方法，如脉冲恒电势法或阶跃恒电势法。 阳极氧化发生时的电压范围一般从大约4到大约250V，在一些实施例中，从大约9到大约 200V，在一些实施例中，从大约20到大约150V。在阳极氧化期间，阳极氧化溶液保持在较高 温度，例如，大约30°C或更高，在一些实施例中，从大约为40°C到大约200°C，在一些实施例 中，从大约50°C到大约100°C。阳极氧化还可在室温或更低温度下进行。所得到的介质层 可在阳极体表面形成和在阳极体孔内形成。
[0042] 虽然并不要求，但是，在一些实施例中，整个阳极体介质层的厚度并不一定相同， 介质层具有覆盖阳极体外表面的第一部分和覆盖阳极体内表面的第二部分。在此类实施例 中，第一部分是选择性形成的，从而其厚度大于第二部分的厚度。不过，应该理解的是，具体 区域内介质层的厚度并不要求一定是均匀的。例如，外表面附近介质层某些部分的厚度实 际上比内表面介质层某些部分的厚度要薄，反过来亦可。不过，可以这样形成介质层，即夕卜 表面至少部分介质层的厚度要大于内表面至少部分介质层的厚度。
[0043] 虽然准确的厚度差取决于具体应用，但是，第一部分和第二部分的厚度之比通常 是从大约1. 2至大约40,在一些实施例中，是从大约1. 5至大约25,在一些实施例中，是从 大约2至大约20。为了形成厚度不同的介质层，通常采用多级工艺。在工艺的每一阶段，烧 结的阳极体都进行阳极氧化("阳极氧化")，形成介质层（如五氧化二钽)。在阳极氧化的第 一阶段，通常采用相对较小的形成电压，确保内部区域达到要求的介质层厚度，如形成电压 的范围是从大约1至大约90伏特，在一些实施例中，是从大约2至大约50伏特，在一些实 施例中，是从大约5至大约20伏特。然后，在工艺的第二阶段，对烧结的阳极体进行阳极氧 化，将介质层的厚度增加到要求水平。这通常是在比第一阶段更高的电压条件下，在电解质 中进行阳极氧化完成的，如形成电压的范围是从大约50伏特至大约350伏特，在一些实施 例中，是从大约60伏特至大约300伏特，在一些实施例中，是从大约70伏特至大约200伏 特。
[0044] 在第一和/或第二阶段期间，电解质的温度范围保持在从大约15°C至大约95°C， 在一些实施例中，保持在从大约20°C至大约90°C，在一些实施例中，保持在从大约25°C至 大约85°C。
[0045] 阳极氧化工艺第一阶段和第二阶段期间采用的电解质可以相同或不同。不过，通 常最好采用不同的溶液，以促使介质层外面部分的厚度更高。例如，为了防止在阳极体内表 面上形成大量氧化物膜，第二阶段采用的电解质的离子电导率最好比第一阶段采用的电解 质低。在这方面，在第一阶段使用的电解质可包含一酸性化合物，如盐酸、硝酸、硫酸、磷酸、 多磷酸、硼酸或硼酸化物等。这种电解质在25°C时测定的电导率是大约0. 1至大约100mS/ cm,在一些实施例中，是大约0. 2至大约20mS/cm，在一些实施例中，是大约1至大约10mS/ cm。第二阶段采用的电解质通常包含一种弱酸盐，从而因为孔内形成的电荷通道而提高了 孔内水合氢离子的浓度。离子传输或扩散是这样的：为了平衡电荷，弱酸阴离子运动到孔 内。结果，在水合氢离子、酸阴离子和未离解酸之间建立的平衡中，主要导电物质(水合氢离 子)的浓度降低，从而形成导电性更差的物质。导电物质浓度的降低导致电解质中相对较高 的电压降低，这妨碍了内部的进一步阳极氧化，同时，在持续高电导率的区域中，随着更高 的形成电压，在外面积聚着更厚的氧化物层。合适的弱酸盐包括，例如，硼酸、硼酸化物、醋 酸、草酸、乳酸、己二酸等的铵盐或碱金属盐(如钠盐、钾盐等）等。
[0046] 这些电解质在25°C下测定的电导率通常是从大约0. 1至大约20mS/cm，在一些实 施例中，是从大约〇. 5至大约10mS/cm，在一些实施例中，是从大约1至大约5mS/cm。
[0047] 如果需要的话，阳极氧化的每个阶段均可重复一个或多个循环，以达到要求的介 质层厚度。此外，在第一阶段与/或第二阶段后，还可以用另一种溶剂(例如，水）冲洗或洗 涤阳极体，以脱除电解质。
[0048] C.固体电解质
[0049] i.导电聚合物
[0050] 如上所述，固体电解质覆盖在通常作为电容器阴极的介质上。该固体电解质包含 导电聚合物，其通常是η -共轭的，并在氧化或还原后具有导电性，例如，电导率至少约为 1 μ S/cm〇
[0051] 此类π -共轭的导电聚合物的实例包括，例如，聚杂环类(例如聚吡咯、聚噻吩、聚 苯胺等)、聚乙炔、聚-对苯撑、聚苯酚盐等。例如，在一个实施例中，所述聚合物是取代聚噻 吩，如具有下述结构通式的取代聚噻吩：
[0052]

【权利要求】
1. 一种电容器总成，包括： 一电容器元件，其包括一烧结的阳极体、一覆盖在所述阳极体上的介质层和覆盖在所 述介质层上的固体电解质，其中所述固体电解质包括导电聚合物和羟基功能化非离子聚合 物； 一外壳，其定义了一个内部空腔，所述电容器元件放在所述内部空腔内并将其密封，其 中所述内部空腔内的气体氛围包含惰性气体； 一与所述阳极体电连接的阳极端子；和 一与所述固体电解质电连接的阴极端子。
2. 根据权利要求1所述的电容器总成,其中所述惰性气体占气体氛围含量从大约 50wt% 到 lOOwt%。
3. 根据权利要求1或2所述的电容器总成，其中所述外壳采用金属、塑料、陶瓷或它们 的组合制造。
4. 根据前述权利要求中任一项所述的电容器总成，进一步包括一引线，其沿多孔阳极 体横向方向延伸，其中所述引线位于外壳的内部空腔中。
5. 根据权利要求4所述的电容器总成，进一步包括一连接元件，其包含通常与阳极引 线的横向方向垂直并与阳极引线连接的第一部分。
6. 根据权利要求5所述的电容器总成，其中所述连接元件进一步包含通常与阳极引线 延伸的横向方向平行的第二部分。
7. 根据权利要求6所述的电容器总成，其中所述第二部分位于外壳内。
8. 根据前述权利要求中任一项所述的电容器总成，其中所述阳极体由含有钽、铌或它 们的导电氧化物的粉末制成。
9. 根据前述权利要求中任一项所述的电容器总成，其中所述导电聚合物是取代聚噻 吩。
10. 根据权利要求9所述的电容器总成，其中所述取代聚噻吩为聚（3, 4-乙烯基二氧噻 吩)。
11. 根据前述权利要求中任一项所述的电容器总成，其中所述固体电解质包括多个预 聚合的导电聚合物颗粒。
12. 根据前述权利要求中任一项所述的电容器总成，其中所述固体电解质包括覆盖在 所述介质层上的第一层及覆盖在第一层上的第二层，所述第一层包含所述导电聚合物，所 述第二层包含所述羟基功能化非离子聚合物。
13. 根据权利要求12所述的电容器总成，其中所述第二层进一步包括多个预聚合导电 聚合物颗粒。
14. 根据权利要求13所述的电容器总成，其中所述第二层的颗粒包含聚（3, 4-乙烯基 二氧噻吩)。
15. 根据前述权利要求中任一项所述的电容器总成，其中所述羟基功能化聚合物是聚 亚烷基醚。
16. 根据权利要求15所述的电容器总成，其中所述聚亚烷基醚是聚亚烷基二醇。
17. 根据前述权利要求中任一项所述的电容器总成，其中所述羟基功能化聚合物是乙 氧基化烷基酚、乙氧基化或丙氧基化C6-C24脂肪醇、聚氧乙烯乙二醇烷基醚、烷基酚聚氧乙 烯乙二醇醚、c8-c24脂肪酸的聚氧乙烯乙二醇酯、c8-c24脂肪酸的聚氧乙烯乙二醇醚、聚乙二 醇和聚丙二醇的嵌段共聚物或它们的混合物。
18. 根据权利要求17所述的电容器总成，其中所述羟基功能化聚合物是聚氧乙二醇山 梨糖醇酐烷基酯。
19. 根据前述权利要求中任一项所述的电容器总成，进一步包括覆盖在所述固体电解 质上的外部聚合物涂层，其中所述外部聚合物涂层包含多个预聚合的导电聚合物颗粒。
20. 根据权利要求19所述的电容器总成，其中所述外部聚合物涂层包含覆盖所述固体 电解质的第一层和覆盖第一层的第二层，其中所述第一层包含交联剂，所述第二层包含预 聚合的导电聚合物颗粒。
21. 根据前述权利要求中任一项所述的电容器总成，其中所述电容器总成的击穿电压 大约为60伏特或更高。
22. 根据前述权利要求中任一项所述的电容器总成，其中所述电容器的湿-干电容大 约为60%或更高。
23. -种形成上述权利要求中任意一项所述的电容器总成的方法，所述方法包括： 将电容器元件放在外壳的内部空腔中；将所述电容器元件的阳极体与阳极端子电连 接，将所述电容器元件的固体电解质与阴极端子电连接； 及 在存在气体氛围时，将电容器元件密封封装在外壳中。
24. 根据权利要求23所述的方法，其中所述固体电解质的形成方法包括，形成包含导 电聚合物的第一层，然后形成覆盖第一层的，并包含羟基功能化非离子聚合物的第二层。
25. 根据权利要求24所述的方法，其中所述羟基功能化聚合物是以包含多个预聚合导 电聚合物颗粒的分散体形式涂覆。
26. 根据权利要求26所述的方法，其中所述分散体包含大约5wt%到大约40wt%的所述 羟基功能化非离子聚合物。
27. 根据权利要求24所述的方法，其中所述羟基功能化非离子聚合物是以溶液的形式 涂覆。
28. 根据权利要求24-27所述的方法，其中所述第一层通常不含所述羟基功能化非离 子聚合物。
29. 根据权利要求23所述的方法，进一步包括采用一种方法在固体电解质上形成外部 聚合物涂层，所述方法包括涂覆交联剂和涂覆预聚合导电聚合物颗粒分散体。
【文档编号】H01G9/025GK104051157SQ201410089084
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年3月11日 优先权日:2013年3月13日
【发明者】M·比乐, J·彼得日莱克 申请人:Avx公司