一种聚合物片式叠层固体铝电解电容器的制备方法与流程

本发明涉及电容器技术领域，具体涉及一种聚合物片式叠层固体铝电解电容器的制备方法。

背景技术：

聚合物片式叠层固体铝电解电容器以导电高分子作为电解质，与传统液体铝电解电容器相比，具有体积更小、性能更好、宽温、长寿命、高可靠性和高环保等诸多优点。目前聚合物片式叠层固体铝电解电容器的制备工艺主要是通过再化成工艺修复铝箔阴极区侧面形成氧化层，化学聚合或电解聚合方法在铝箔阴极区表面形成导电聚合物膜，之后在导电聚合物膜上依次涂覆石墨和银浆，形成电容器单元；多个单元间经过叠层粘接在引线框上，分别引出阳极和阴极，用环氧树脂进行封装。

现有技术制作工艺流程如图1所示，通过该制作工艺，虽然可以制备性能较优的聚合物片式叠层固体铝电解电容器，但因现有铝箔再化成工艺修复形成的氧化铝层厚度3~5μm，与原铝箔氧化层厚度10~50μm存在较大差异，且修复形成的氧化铝层致密度也难以达到原铝箔氧化层的水平。铝箔修复效果不良导致产品漏电流偏大，其成品性能稳定性特别是耐压能力方面一直存在较大隐患，产业化成品率偏低，影响了该类产品的经济效益。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题，在于提供一种聚合物片式叠层固体铝电解电容器的制备方法，以解决聚合物片式叠层固体铝电解电容器的铝箔侧面修复效果不良导致产品漏电流偏大，耐压能力较差的问题。

本发明的技术方案为：

一种聚合物片式叠层固体铝电解电容器的制备方法，所述方法包括如下步骤：

（1）裁切：选取铝箔进行裁切；

（2）阴阳极分区：在裁切好的铝箔上涂覆阻隔胶划分阴极和阳极；

（3）再化成：将铝箔的阴极区浸入化成溶液中，施加电压进行铝箔侧面氧化膜的修复；

（4）制备第一阴极层：在步骤（3）制得的铝箔阴极区上采用化学聚合工艺制备第一阴极层；

（5）制备第二阴极层：在第一阴极层上采用电解聚合工艺制备第二阴极层；

（6）制备边缘高介电层:在步骤（5）得到的铝箔阴极区侧面边缘覆盖上一层高介电层；

（7）制备第三阴极层：在步骤（6）得到的铝箔阴极区涂覆石墨和银浆制备第三阴极层;

（8）后处理：利用处理后的单元，采用常规工艺制备形成聚合物片式叠层固体铝电解电容器。

优选的，所述步骤（6）中，所述边缘高介电层材料可以是Al₂O₃、TiO₂、Si₃N₄、SiO₂、聚酰亚胺、聚酰胺、聚氨酯中的一种或几种。

优选的，所述步骤（6）中，制备所述边缘高介电层的方法可以是掩膜法、印刷法、浸渍法、涂敷法中的一种。

优选的，所述步骤（6）中，所述边缘高介电层厚度范围在10μm~50μm。

有益效果：在现有聚合物片式叠层固体铝电解电容器工艺的基础上，在铝箔侧面边缘的导电聚合物膜与石墨层之间增加高介电层进行隔离，可以降低漏电流，提升耐压能力，使产品性能更稳定，满足市场对固体电解电容器的需求，制备工艺可操作性强，具有显著的经济效益和社会效益。

【附图说明】

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中制备的制备工艺流程图；

图2是使用本发明的方法制备形成的电容器单元结构示意图。

图中：1、氧化铝；2、聚合物膜；3、边缘高介电层；4、石墨层；5、银浆层；6、铝。

【具体实施方式】

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以下是本发明的较佳实施例，但本发明不仅限于此。

实施例1

一种聚合物片式叠层固体铝电解电容器的制备方法，包括如下步骤：

（1）裁切：选取3VF铝箔进行裁切，宽度3.6mm，长度12mm；

（2）阴阳极分区：使用涂覆阻隔胶在选好的铝箔上划分阴极区与阳极区，其中阴极区长度4.9mm；

（3）再化成：将步骤（2）中的铝箔的阴极区浸入含3%己二酸铵的化成溶液中，施加3V直流电压进行铝箔侧面氧化膜的修复；

（4）制备第一阴极层：在步骤（3）制得的铝箔阴极区上通过化学聚合方式制备导电聚吡咯，形成第一阴极层；

（5）制备第二阴极层：在步骤（4）制得的导电聚吡咯第一阴极层上采用电解聚合的方式形成导电聚吡咯第二阴极层。

（6）制备边缘高介电层：通过掩膜法在步骤（5）制得的铝箔阴极区侧面边缘覆盖上一层Al₂O₃粉末凝胶，并在85℃烘箱中烘干10分钟，制得厚度为10μm的边缘高介电层。

（7）制备第三阴极层：将步骤（6）制得的铝箔阴极区浸入导电石墨浆料中10s后缓慢提拉取出，自然晾干10min后在100℃烘箱中烘干10分钟；再浸入导电银浆中10s后缓慢提拉取出，自然晾干10min后在100℃烘箱中烘干10分钟，制备第三阴极层。

（8）后处理：将步骤（7）制得的电容器单元经过叠层粘接在引线框上，并用环氧树脂封装，在105℃下老化2小时，最后进行引脚成型，制得聚合物片式叠层铝电解电容器。

实施例2

与实施例1不同的是，步骤（6）中铝箔阴极区侧面边缘覆盖的高介电材料为SiO₂粉末凝胶，边缘高介电层厚度为30μm。

实施例3

与实施例1不同的是，步骤（6）中铝箔阴极区侧面边缘覆盖的高介电材料为聚酰亚胺粉末凝胶，边缘高介电层厚度为50μm。

实施例4

与实施例1不同的是，步骤（6）中铝箔阴极区侧面边缘覆盖的高介电材料为Al₂O₃/聚酰亚胺复合凝胶。

实施例5

与实施例1不同的是，步骤（6）中铝箔阴极区侧面边缘高介电层的制备方法为涂敷法。

实施例6

与实施例1不同的是，步骤（1）中选取的铝箔为10VF铝箔，步骤（3）中施加的直流电压为10V，步骤（6）中铝箔阴极区侧面边缘高介电层厚度为30μm。

对比例1

与实施例1不同的是，取消步骤(6)。

对比例2

与实施例6不同的是，取消步骤(6)。

上述实施例1-5制备成2V/330μF电容器，实施例6制备成6.3V/100μF电容器，测试电容器的容量、损耗、ESR，漏电流值，以及耐压值，数据如表1所示：

表1为实施例与对比例的电容器电性能比较：

由上述实施例与对比例的电性能数据可以看出，实施例1~5的漏电流值均较对比例1显著下降，同时耐压能力均较对比例1显著提升；实施例6的漏电流值较对比例2显著下降，同时耐压能力较对比例2显著提升。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。