一种耐高温抗衰导电高分子型固态电解电容器的制作方法

本发明涉及固态电解电容器领域，尤其涉及一种耐高温抗衰导电高分子型固态电解电容器。

背景技术：

1、因各种领域的快速发展，电解电容器的应用愈加广泛。电解电容器主要由阳极、介质层、阴极组成。阳极为金属，在其表面进行腐蚀形成电解质氧化膜。与电介质接触的另一物质被称为阴极，其性质的好坏影响整个电容器的性能。

2、液态电解电容器采用离子导电的电解液作为实际阴极，电导率低，且容易在使用过程中发生爆炸，安全性差。逐渐的，固态电解电容器替代了液态电解电容，在应用市场中占据主要份额。最新的固态电解电容器采用pedot或pedot:pss薄膜作为固态电解质，能够获得接近导体的电导率，同时稳定性高。

3、在高温作业环境中，pedot会因本身的不稳定受热发生分解，导电性减弱。同时，固态电解质与电介层、阴极箔之间存在缝隙，阴极箔和外壳之间也存在缝隙，外壳的密封层也会随着时间的延长出现销孔、拉出、贯穿等缺陷。这使得外界的氧气极大程度加速了固态电解质层的恶化，增加了器件的esr，导致电解电容器的容量衰减迅速，寿命降低，报废率高。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种耐高温抗衰导电高分子型固态电解电容器，解决现有的固态电解电容不耐高温、报废率高的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种耐高温抗衰导电高分子型固态电解电容器，包含芯包、导电高分子分散液一、导电高分子分散液二和掺杂剂；

3、导电高分子分散液一包括edot单体、分子量为～75000的聚苯乙烯磺酸的水溶液、氧化剂、导电添加剂，edot单体、导电添加剂、氧化剂的重量比为30～35:6～30:35～40；

4、导电高分子分散液二包括edot单体、分子量为～75000的聚苯乙烯磺酸的水溶液、氧化剂、耐热添加剂，edot单体、耐热添加剂、氧化剂的重量比为30～35:42～54:35～40。

5、本发明的进一步改进在于：其制备方法包括以下步骤：

6、a、将edot单体加入到聚苯乙烯磺酸水溶液中，形成单体溶液；

7、b、在单体溶液中添加导电添加剂和氧化剂，形成导电高分子分散液一，备用；

8、c、重复步骤a，在单体溶液中添加耐热添加剂和氧化剂，形成导电高分子分散液二，备用；

9、d、将芯包含浸步骤b得到的导电高分子分散液一，并干燥；

10、e、将步骤d得到的芯包含浸步骤c得到的导电高分子分散液二，并干燥；

11、f、将步骤e得到的芯包含浸掺杂剂，干燥。

12、本发明的进一步改进在于：芯包是由阳极箔、电介质层和阴极箔构成的，电介质层是指由阳极箔氧化得到的绝缘氧化层；通过含浸导电高分子分散液一使其内部含有导电高分子层，部分导电高分子层中添加耐热添加剂和氧化剂形成耐热增强导电高分子层，部分耐热增强导电高分子层含浸掺杂剂形成掺杂剂层。

13、本发明的进一步改进在于：导电添加剂为乙二醇、二甲基亚砜中的至少一种组成。

14、本发明的进一步改进在于：耐热添加剂为聚苯硫醚类、聚酰亚胺类材料中的至少一种所组成。

15、本发明的进一步改进在于：导电高分子分散液一中，edot单体、导电添加剂、氧化剂的重量比为30:6:35

16、本发明的进一步改进在于：导电高分子分散液二中，edot单体、耐热添加剂、氧化剂的重量比为30:42:35。

17、本发明的进一步改进在于：掺杂剂溶质包括有机酸、无机酸的铵盐类中的任意一种或两种以上，溶剂为甲醇、乙二醇、三乙胺、三丁胺和环丁砜中的任意一种或两种以上的组合。

18、本发明的进一步改进在于：掺杂剂溶质为邻苯二甲酸和均苯四甲酸的铵盐组合，所述溶剂为三乙胺、乙二醇和环丁砜的组合。

19、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

20、本发明使用两种导电高分子分散液，含浸导电高分子分散液一形成一层与芯包紧密结合且电导率良好的pedot：pss薄膜，再含浸导电高分子分散液二，形成一层具有耐高温性能的聚合物薄膜，聚苯硫醚等耐高温添加物的存在提升了薄膜的机械性能与耐高温性，且能有效抑制氧气导致的恶化，尤其是聚苯硫醚在被氧气氧化后导电率会得到提升，进一步减小氧气对esr的影响。导电高分子分散液一和二稳定性好、固含量高，成膜后机械性能、耐热性和导电率好，并且掺杂剂的存在使得耐压性提升。本发明制备工艺简单，易于操作，可控性好，有效缓解氧气导致的恶化及高温导致的分解，适用于规模生产，提高制备的导电高分子型固态电解电容的耐温性和安全性，降低报废率。

技术特征：

1.一种耐高温抗衰导电高分子型固态电解电容器，其特征在于：包含芯包、导电高分子分散液一、导电高分子分散液二和掺杂剂；

2.根据权利要求1所述的耐高温抗衰导电高分子型固态电解电容器，其特征在于：其制备方法包括以下步骤：

3.根据权利要求1所述的耐高温抗衰导电高分子型固态电解电容器，其特征在于：芯包是由阳极箔（1）、电介质层（2）和阴极箔（6）构成的，通过含浸导电高分子分散液一使其内部含有导电高分子层（3），部分导电高分子层（3）中添加耐热添加剂和氧化剂形成耐热增强导电高分子层（4），部分耐热增强导电高分子层（4）含浸掺杂剂形成掺杂剂层（5）。

4.根据权利要求1所述的耐高温抗衰导电高分子型固态电解电容器，其特征在于：导电添加剂为乙二醇、二甲基亚砜中的至少一种组成。

5.根据权利要求1所述的耐高温抗衰导电高分子型固态电解电容器，其特征在于：耐热添加剂为聚苯硫醚类、聚酰亚胺类材料中的至少一种所组成。

6.根据权利要求1所述的耐高温抗衰导电高分子型固态电解电容器，其特征在于：所述导电高分子分散液一中，所述edot单体、所述导电添加剂、所述氧化剂的重量比为30:6:35。

7.根据权利要求1所述的耐高温抗衰导电高分子型固态电解电容器，其特征在于：所述导电高分子分散液二中，所述edot单体、所述耐热添加剂、所述氧化剂的重量比为30:42:35。

8.根据权利要求1所述的耐高温抗衰导电高分子型固态电解电容器，其特征在于：掺杂剂溶质包括有机酸、无机酸的铵盐类中的任意一种或两种以上，溶剂为甲醇、乙二醇、三乙胺、三丁胺和环丁砜中的任意一种或两种以上的组合。

9.根据权利要求8所述的耐高温抗衰导电高分子型固态电解电容器，其特征在于：掺杂剂溶质为邻苯二甲酸和均苯四甲酸的铵盐组合，所述溶剂为三乙胺、乙二醇和环丁砜的组合。

技术总结
本发明公开了一种耐高温抗衰导电高分子型固态电解电容器，包含芯包导电高分子分散液一、导电高分子分散液二和掺杂剂，将芯包含浸导电高分子分散液一形成一层紧密结合且高电导率的均匀薄膜，再含浸添加有聚苯硫醚等耐热添加物的导电高分子分散液二，形成多层薄膜结构，并最后含浸掺杂剂溶液，填补导电高分子与芯包及本身之间的缝隙。在本发明中，含浸两种不同组分的导电高分子分散液，乙二醇、二甲基亚砜等导电添加物的存在提升薄膜的导电率，聚苯硫醚等耐热添加物的添加提升了薄膜耐热性与机械性能，同时一定程度有效抑制外界氧气造成的恶化，两种作用相互协同避免ESR的急速增加，使得电解电容器即使在高温作业下也能够维持较高的容量与使用寿命。

技术研发人员：陈建华,赵春花,赵崇军
受保护的技术使用者：南通新三能电子有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15