本發(fā)明涉及電解電容器領(lǐng)域,尤其是固體電解電容器的低ESR陽(yáng)極引線帶。
背景技術(shù):
固體電解電容器(如鉭電容器)對(duì)電子電路的微型化做出了重要貢獻(xiàn),使這種電路可以在極端環(huán)境中使用。典型固體電解電容器的陽(yáng)極包括多孔陽(yáng)極體,陽(yáng)極引線從陽(yáng)極體引出延伸,并與電容器的陽(yáng)極端子連接。陽(yáng)極可這樣制備:首先將鉭粉壓成團(tuán),然后進(jìn)行燒結(jié),在各粉末顆粒之間形成熔融連接。許多傳統(tǒng)固體電解電容器存在的一個(gè)問(wèn)題是鉭顆粒的粒徑較小,減少了陽(yáng)極體和陽(yáng)極引線之間的體積接觸。實(shí)際上,陽(yáng)極引線和粉末顆粒之間很難找到許多接觸點(diǎn)。當(dāng)陽(yáng)極體和陽(yáng)極引線之間的接觸面積減少時(shí),陽(yáng)極引線和陽(yáng)極接觸處的電阻相應(yīng)增加。等效串聯(lián)電阻(ESR)的這種增加導(dǎo)致電容器電性能降低。另一方面,隨著陽(yáng)極引線直徑增加,陽(yáng)極引線本身的內(nèi)電阻增加,內(nèi)電阻的這種增加會(huì)抵消陽(yáng)極體和陽(yáng)極引線之間接觸點(diǎn)數(shù)量增加帶來(lái)的ESR的任何改進(jìn)(降低)。此外,增大陽(yáng)極引線的直徑或?qū)挾葧?huì)增加采用電阻焊或激光焊接將陽(yáng)極引線焊接到引線框架的陽(yáng)極端子部分時(shí)所需的能量。
因此,目前需要一種改進(jìn)的固體電解電容器,這種電容器具有陽(yáng)極體和陽(yáng)極引線之間接觸點(diǎn)增加的益處,但沒(méi)有引線本身電阻隨其直徑增加而增加的不良影響,所述益處和不良影響之間實(shí)現(xiàn)平衡,從而通過(guò)實(shí)現(xiàn)超低ESR水平而顯著改善電容器的電性能。還需要在實(shí)現(xiàn)所述平衡的同時(shí)最大程度地降低陽(yáng)極引線與陽(yáng)極端子電連接所需的能量。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例,本發(fā)明公開(kāi)了一種包括電容元件和陽(yáng)極引線組件的固體電解電容器。電容元件包括燒結(jié)的多孔陽(yáng)極體,覆蓋在燒結(jié)多孔陽(yáng)極體上面的介質(zhì)層,覆蓋在介質(zhì)層上面并包括固體電解質(zhì)的陰極。所述陽(yáng)極引線組件包括陽(yáng)極引線帶及載體引線,所述陽(yáng)極引線帶具有位于燒結(jié)多孔陽(yáng)極體內(nèi)的嵌入部分和從燒結(jié)多孔陽(yáng)極體的表面縱向延伸的外部部分,載體引線位于所述燒結(jié)多孔陽(yáng)極體的外部。此外,陽(yáng)極引線帶具有寬度和高度,其中陽(yáng)極引線帶的寬度大于其高度。此外,載體引線位于燒結(jié)多孔陽(yáng)極體的外部,包括第一部分和第二部分,其中第一部分包括基本上平坦的表面。此外,載體引線第一部分基本上平坦的表面與陽(yáng)極引線帶的外部部分連接。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例,本發(fā)明還公開(kāi)了一種形成固體電解電容器的方法。所述方法包括將陽(yáng)極引線帶放置在閥金屬組合物形成的粉末內(nèi),從而使得陽(yáng)極引線帶包括位于多孔陽(yáng)極體內(nèi)的嵌入部分和從多孔陽(yáng)極體的表面縱向延伸的外部部分,其中陽(yáng)極引線帶具有寬度和高度,其中陽(yáng)極引線帶的寬度大于其高度;壓緊陽(yáng)極引線帶嵌入部分周圍的粉末;燒結(jié)壓緊的粉末,形成燒結(jié)多孔陽(yáng)極體;將載體引線放在燒結(jié)多孔陽(yáng)極體的外部,其中載體引線包括第一部分和第二部分,其中第一部分包括基本上平坦的表面;將載體引線第一部分基本上平坦的表面與陽(yáng)極引線帶的外部部分連接;將載體引線的第二部分與陽(yáng)極端子連接,在陽(yáng)極引線第二部分和陽(yáng)極端子之間形成電連接。
本發(fā)明的其它特點(diǎn)和特征將在下文中得到更詳細(xì)的說(shuō)明。
附圖說(shuō)明
本發(fā)明完整具體的說(shuō)明,包括對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言的最佳實(shí)施例,將在下文中結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式得到一步的描述,其中:
圖1是本發(fā)明電解電容元件一個(gè)實(shí)施例的截面頂視圖;
圖2是本發(fā)明電解電容元件一個(gè)實(shí)施例的截面頂視圖;
圖3是本發(fā)明電解電容元件一個(gè)實(shí)施例的截面頂視圖;
圖4是本發(fā)明電解電容元件一個(gè)實(shí)施例的截面頂視圖;
圖5是本發(fā)明電解電容元件一個(gè)實(shí)施例的截面頂視圖;
圖6是圖1電容元件圖1C線處的截面圖;
圖7是本發(fā)明固體電解電容器一個(gè)實(shí)施例的透視圖;及
圖8是圖7所示固體電解電容器置于其樹(shù)脂外殼內(nèi)的透視圖。
在本發(fā)明的說(shuō)明書和附圖中,同一附圖標(biāo)記表示相同或者相似的部件或元件。
具體實(shí)施方式
本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解,下面的內(nèi)容僅作為本發(fā)明的示例性實(shí)施例的描述,并不能作為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。
一般說(shuō)來(lái),本發(fā)明針對(duì)一種含電容元件的固體電解電容器,其中所述電容元件包括燒結(jié)多孔陽(yáng)極體、覆蓋在燒結(jié)多孔陽(yáng)極體上的介質(zhì)層以及覆蓋在介質(zhì)層上并包括固體電解質(zhì)的陰極。所述電容器還包括具有陽(yáng)極引線帶和載體引線的陽(yáng)極引線組件。陽(yáng)極引線帶具有位于多孔陽(yáng)極體內(nèi)的嵌入部分及從多孔陽(yáng)極體的表面縱向延伸的外部部分。陽(yáng)極引線帶的外部部分包括基本上平坦的表面。該基本上平坦的表面可通過(guò)壓平、壓合或改變陽(yáng)極引線帶外部部分全部或部分幾何形狀的方法形成,或設(shè)計(jì)陽(yáng)極引線帶的形狀,從而使其具有第一種情況中的基本上平坦的表面。此外,電容器包括位于多孔陽(yáng)極體外面的載體引線,其中載體引線包括第一部分和第二部分,其中第一部分包括基本上平坦的表面。該基本上平坦的表面可以通過(guò)壓平、壓合或改變第二引線的第一部分的幾何形狀形成。
因此,在一些實(shí)施例中,載體引線第一部分的尺寸(如高度/厚度)小于載體引線第二部分相應(yīng)的尺寸(如高度/厚度)。此外,載體引線第一部分基本上平坦的表面可與陽(yáng)極引線帶外部部分基本上平坦的表面接觸,其中這些基本上平坦的表面方便將載體引線焊接到陽(yáng)極引線帶,確保彼此接觸的表面(例如,陽(yáng)極引線帶外部部分的上表面與載體引線第一部分的下表面,或反之亦然)通常都呈扁平或水平,從而實(shí)現(xiàn)合適的連接。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn),采用外部部分具有基本上平坦表面的陽(yáng)極引線帶及第一部分具有基本上平坦表面的載體引線,陽(yáng)極引線帶的外部部分和載體引線的第一部分可以通過(guò)電阻焊更有效且更簡(jiǎn)單地連接在一起。
此外,陽(yáng)極引線帶和載體引線可以采用不同的材料制造。例如,陽(yáng)極引線帶可以采用鉭,而載體引線可以采用非-鉭材料(如不銹鋼、鎳或鎳-鐵合金)。這樣,由于載體引線的材料成本比陽(yáng)極引線帶的材料成本低,引線框架組件更具成本效益。在這些實(shí)施例中,在化學(xué)過(guò)程中,如陽(yáng)極氧化和陰極形成期間,使用非-鉭材料的載體引線連接陽(yáng)極,可以降低材料成本。例如,由于載體引線第二部分的一部分不需要作為電容器成品的一個(gè)部件,最后會(huì)被從電容器本身剪掉,因此,可以采用價(jià)格比陽(yáng)極引線帶更便宜的材料。但是,還應(yīng)該了解的是,在一些實(shí)施例中,陽(yáng)極引線帶和載體引線都可以采用鉭,陽(yáng)極引線帶和載體引線都可以不采用鉭,或陽(yáng)極引線帶不采用鉭,而載體引線采用鉭。
此外,陽(yáng)極引線帶的嵌入部分(以及陽(yáng)極引線帶的外部部分)的寬度至少大于載體引線第二部分的寬度或直徑。例如,陽(yáng)極引線帶的嵌入部分和外部部分的寬度是大約0.6毫米至大約12毫米。此外,陽(yáng)極引線帶的寬度可以是其從中延伸出來(lái)的多孔陽(yáng)極體表面(例如,多孔陽(yáng)極體前表面)寬度的大約25%至大約85%,其中寬度與傳統(tǒng)陽(yáng)極引線相比增加,增加了陽(yáng)極引線帶和多孔陽(yáng)極體之間的觸點(diǎn)數(shù),有助于降低所得電容器的ESR。陽(yáng)極引線帶的嵌入部分還可以包括一個(gè)或多個(gè)凹槽或空腔,其中所述凹槽或空腔進(jìn)一步增加了陽(yáng)極引線帶嵌入部分和多孔陽(yáng)極體之間的觸點(diǎn)數(shù),也有助于降低所得電容器的ESR。換句話說(shuō),當(dāng)陽(yáng)極引線帶的嵌入部分寬度增加,且包括一個(gè)或多個(gè)凹槽和/或空腔時(shí),陽(yáng)極引線帶嵌入部分和陽(yáng)極體之間的接觸面積增加,降低了陽(yáng)極引線帶和陽(yáng)極體之間觸點(diǎn)的電阻,從而降低了ESR。
但是,隨著陽(yáng)極引線帶寬度的增加,陽(yáng)極引線帶的內(nèi)電阻也增加。因此,為了降低陽(yáng)極引線帶寬度與傳統(tǒng)引線相比增加而導(dǎo)致的陽(yáng)極引線帶嵌入部分內(nèi)電阻增加的影響,可以最大限度地縮短陽(yáng)極引線帶外部部分的長(zhǎng)度,以及載體引線的寬度或直徑。因此,陽(yáng)極引線帶外部部分的長(zhǎng)度是大約200微米至大約2.5毫米,而載體引線第二部分的寬度或直徑是大約50微米至大約750微米。降低陽(yáng)極引線組件任何外面部件的寬度或直徑可進(jìn)一步降低所得電容器的ESR,限制與陽(yáng)極引線帶寬度增加引起的內(nèi)電阻的增加。此外,在化學(xué)工藝,如陽(yáng)極氧化和陰極形成期間,使用寬度或直徑更小的載體引線連接陽(yáng)極,由于載體引線第二部分的一部分不需要作為電容器成品的一個(gè)部件,最終將被從電容器本身剪掉,因此,可以降低材料成本。此外,由于載體引線的寬度或直徑(正如載體引線第二部分所示)可以小于陽(yáng)極引線帶的總寬度(如嵌入部分所示),由于寬度或直徑更小的陽(yáng)極引線比寬度大的陽(yáng)極引線帶更容易操作,因此,可以簡(jiǎn)化各種加工步驟,與陽(yáng)極引線帶相比載體引線的寬度或直徑更小,載體引線彎曲的風(fēng)險(xiǎn)更低,因此,可以提高陽(yáng)極引線組件的總體穩(wěn)定性。
下面將更為詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的各種實(shí)施例。
I.電容元件
本發(fā)明的電容元件包括陽(yáng)極、介質(zhì)層和陰極,以及可選的其它層,下面將對(duì)這些部分逐一進(jìn)行更詳細(xì)的描述。
A.陽(yáng)極
本發(fā)明的電容器的多孔陽(yáng)極體通常采用高比電荷的閥金屬組合物形成,如比電荷是大約2000μF*V/g或更高,在一些實(shí)施例中,是大約5000μF*V/g或更高,在另外一些實(shí)施例中,是大約10000μF*V/g或更高。例如,這種粉末的比電荷是大約10000至大約600000μF*V/g,在一些實(shí)施例中,是大約40000至大約500000μF*V/g,在一些實(shí)施例中,是大約70000至大約400000μF*V/g,在一些實(shí)施例中,是大約100000至大約350000μF*V/g,在一些實(shí)施例中,是大約150000至大約300000μF*V/g。正如本領(lǐng)域中公知的,比電荷可以通過(guò)電容乘以施加的陽(yáng)極氧化電壓,然后將此乘積除以陽(yáng)極氧化電極體的重量而確定。
閥金屬組合物包含一種閥金屬(即能夠氧化的金屬)或基于閥金屬的化合物,如鉭、鈮、鋁、鉿、鈦及各自的合金、氧化物、氮化物等。例如,閥金屬組合物可能包含一種鈮的導(dǎo)電氧化物,如鈮氧原子比為1:1.0±1.0的鈮的氧化物,在一些實(shí)施例中,鈮氧原子比為1:1.0±0.3,在一些實(shí)施例中,鈮氧原子比為1:1.0±0.1,在一些實(shí)施例中,鈮氧原子比為1:1.0±0.05。例如,鈮的氧化物可能是NbO0.7、NbO1.0、NbO1.1和NbO2。在優(yōu)選的實(shí)施例中,所述組合物包含NbO1.0,這是一種甚至在高溫?zé)Y(jié)后仍然保持化學(xué)上穩(wěn)定的導(dǎo)電的鈮的氧化物。這種閥金屬氧化物的實(shí)例在Fife的專利號(hào)為6,322,912的美國(guó)專利中、Fife等專利號(hào)為6,391,275的美國(guó)專利中、Fife等專利號(hào)為6,416,730的美國(guó)專利中、Fife的專利號(hào)為6,527,937的美國(guó)專利中、Kimmel等專利號(hào)為6,576,099的美國(guó)專利中、Fife等專利號(hào)為6,592,740、Kimmel等專利號(hào)為6,639,787、Kimmel等專利號(hào)為7,220,397的美國(guó)專利中,及Schnitter的申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)為2005/0019581的美國(guó)專利申請(qǐng)中、Schnitter等申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)為2005/0103638的美國(guó)專利申請(qǐng)中及Thomas等申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)為2005/0013765的美國(guó)專利申請(qǐng)中均得到了描述。這些專利通過(guò)引用整體并入本文中。
為了形成陽(yáng)極,通常采用閥金屬組合物的粉末。粉末可以包含任何形狀的粒子,如節(jié)結(jié)狀、角狀、片狀等及這些形狀的混合。尤其適合的粉末是可從Cabot Corp.(如C255片狀粉末、TU4D片狀/節(jié)結(jié)狀粉末等)及H.C.Starck(例如NH175節(jié)結(jié)狀粉末)獲取的鉭粉。雖然并不要求,但是,粉末可以采用本領(lǐng)域熟悉的任何方法,例如通過(guò)熱處理聚結(jié)。在粉末形成陽(yáng)極形狀之前,粉末可任選與粘結(jié)劑與/或潤(rùn)滑劑混合,以保證在壓制成陽(yáng)極體時(shí)各顆粒彼此適當(dāng)?shù)卣辰Y(jié)在一起。然后,采用任何常規(guī)粉末壓制設(shè)備將粉末壓緊成團(tuán)。例如,壓??刹捎冒粋€(gè)模具及一個(gè)或多個(gè)模沖的一站式壓力機(jī)。或者,還可采用僅使用單模具和單下模沖的砧型壓模。單站壓模有幾種基本類型,例如,具有不同生產(chǎn)能力的凸輪壓力機(jī)、肘桿式壓力機(jī)/肘板壓力機(jī)和偏心壓力機(jī)/曲柄壓力機(jī),例如可以是單動(dòng)、雙動(dòng)、浮動(dòng)模壓力機(jī)、可移動(dòng)平板壓力機(jī)、對(duì)置柱塞壓力機(jī)、螺旋壓力機(jī)、沖擊式壓力機(jī)、熱壓壓力機(jī)、壓印壓力機(jī)或精整壓力機(jī)。
正如下文更詳細(xì)地討論的那樣,不管采用哪種具體組合物,參考圖1-5和圖6,將陽(yáng)極引線帶59嵌入部分60附近的粉末壓緊,從而陽(yáng)極引線帶59的外部部分61從壓緊的多孔陽(yáng)極體33延伸。陽(yáng)極引線帶可以是寬度大于高度的板、膜、片、膏等。在一個(gè)具體實(shí)施例中,采用模具有兩個(gè)部分或多個(gè)部分(如上部分和下部分)的壓模。在使用期間,模具的各個(gè)部分可以放置在彼此的附近,從而各個(gè)部分的壁基本上對(duì)齊,形成具有陽(yáng)極所需形狀的模腔。在模腔內(nèi)裝入某一數(shù)量的粉末之前、期間與/或之后,陽(yáng)極引線帶59的嵌入部分60可以嵌在模腔內(nèi)。模具定義了一個(gè)或多個(gè)用于插入陽(yáng)極引線的槽。在粉末填充模具和將陽(yáng)極引線帶嵌入其中之后,將模具空腔閉合,采用模沖施加壓力。一般說(shuō)來(lái),在與沿縱向軸(即圖1-5和圖7的z-軸)延伸的陽(yáng)極引線帶長(zhǎng)度方向通常平行或垂直的方向施加壓力。這可以迫使顆粒與陽(yáng)極引線帶緊密接觸,形成牢固的引線-粉末結(jié)合。
可以在壓緊后,將顆粒在真空條件下在某一溫度(例如大約150℃至大約500℃)加熱,脫除任何粘結(jié)劑/潤(rùn)滑劑?;蛘?,也可將顆粒與水溶液接觸而脫除粘結(jié)劑/潤(rùn)滑劑,如Bishop等專利號(hào)為6,197,252的美國(guó)專利所述。該專利通過(guò)引用全文并入本文中。然后,將多孔陽(yáng)極體燒結(jié)形成多孔完整塊。通常,顆粒燒結(jié)是在溫度大約1200℃至大約2000℃條件下進(jìn)行,在一些實(shí)施例中,是在大約1300℃至大約1900℃條件下進(jìn)行,在一些實(shí)施例中,是在大約1500℃至大約1800℃條件下進(jìn)行,燒結(jié)時(shí)間是大約5分鐘至大約100分鐘,在一些實(shí)施例中,是大約30分鐘至大約60分鐘。如果要求的話,燒結(jié)可在限制氧原子向陽(yáng)極轉(zhuǎn)移的氣氛中進(jìn)行。例如,燒結(jié)可在還原性氣氛,如真空、惰性氣體、氫氣等條件下進(jìn)行。還原性氣氛的壓力是大約10托至大約2000托,在一些實(shí)施例中,是大約100托至大約1000托,在一些實(shí)施例中,是大約100托至大約930托。也可以使用氫氣和其它氣體(如氬氣或氮?dú)?的混合物。
在圖1-7所示的具體實(shí)施例中,燒結(jié)多孔陽(yáng)極體33是長(zhǎng)方形顆粒形狀。但是,除長(zhǎng)方形之外,陽(yáng)極還可以是立方形、圓柱形、圓形或任何其它幾何形狀。陽(yáng)極還可以具有“槽”形,槽內(nèi)包括一個(gè)或多個(gè)溝槽、凹槽、低洼或者凹陷,以增加表面積-體積比,最大程度地降低ESR并延長(zhǎng)電容器的頻率響應(yīng)。這樣的槽形“陽(yáng)極”在,例如,Webber等的美國(guó)專利Nos 6,191,936;Maeda等的美國(guó)專利5,949,639;及Bourgault等的美國(guó)專利3,345,545,及Hahn等的美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)No 2005/0270725中進(jìn)行了描述,這些專利均通過(guò)引用而全文結(jié)合到本發(fā)明中。
參考圖1-7,本發(fā)明的電容器可以包括如上文所述形成的多孔陽(yáng)極體33,及包含陽(yáng)極引線帶59和載體引線70的陽(yáng)極引線組件50,下面將對(duì)這些進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。一般說(shuō)來(lái),圖1-6是本發(fā)明設(shè)想的幾個(gè)電容元件的截面頂視圖,其中多孔陽(yáng)極體33在陽(yáng)極引線帶59嵌入部分60的周圍形成,其中陽(yáng)極引線帶59的外部部分61與多孔陽(yáng)極體33外面的載體引線70連接。如圖1-7所示,多孔陽(yáng)極體33(及從其形成的電容元件)具有第一側(cè)表面31、第二側(cè)表面32、前表面36、后表面37、上表面38和下表面39。此外,多孔陽(yáng)極體33的寬度W,例如,指的是前表面36沿x-軸的寬度,高度H,例如,指的是前表面36沿y-軸的高度或厚度,長(zhǎng)度L,例如,指的是上表面38沿z-軸的長(zhǎng)度。多孔陽(yáng)極體33前表面36的寬度W是大約1.5毫米至大約15毫米,在一些實(shí)施例中,是大約1.75毫米至10毫米,在一些實(shí)施例中,是大約2毫米至大約5毫米。此外,多孔陽(yáng)極體33前表面36的高度H是大約300微米至大約5毫米,在一些實(shí)施例中,是大約500微米至大約4毫米,在一些實(shí)施例中,是大約700微米至大約3毫米。此外,多孔陽(yáng)極體33上表面38的長(zhǎng)度L是大約800微米至大約15毫米,在一些實(shí)施例中,是大約1毫米至大約10毫米,在一些實(shí)施例中,是大約1.2毫米至大約5毫米。
B.介質(zhì)
雖然并未示出,但是,應(yīng)該理解的是,在多孔陽(yáng)極體上面覆蓋或涂覆有介質(zhì)。介質(zhì)可以通過(guò)陽(yáng)極氧化(“陽(yáng)極氧化”)燒結(jié)陽(yáng)極,從而在陽(yáng)極體上面與/或內(nèi)部形成一層介質(zhì)層而形成。例如,鉭(Ta)陽(yáng)極體可經(jīng)陽(yáng)極氧化變?yōu)槲逖趸g(Ta2O5)。一般說(shuō)來(lái),陽(yáng)極氧化首先是在陽(yáng)極體上涂覆一種溶液,例如將陽(yáng)極體浸到電解質(zhì)中。通常采用溶劑,如水(如去離子水)。為了增強(qiáng)離子電導(dǎo)率,可以采用在溶劑中能夠離解形成離子的化合物。此類化合物的實(shí)例包括,例如,酸,如下文電解質(zhì)一節(jié)所述。例如,酸(如磷酸)可能占陽(yáng)極氧化溶液的大約0.01wt.%至大約5wt.%,在一些實(shí)施例中占大約0.05wt.%至大約0.8wt.%,在一些實(shí)施例中占大約0.1wt.%至大約0.5wt.%。若要求的話,也可以采用酸的混合物。
使電流通過(guò)陽(yáng)極氧化溶液,形成介質(zhì)層。形成電壓值決定介質(zhì)層的厚度。例如,一開(kāi)始以恒電流模式建立電源供應(yīng),直到達(dá)到要求的電壓。然后,可將電源供應(yīng)切換到恒電位模式,確保在陽(yáng)極體整個(gè)表面形成要求的介質(zhì)層厚度。當(dāng)然,也可以采用人們熟悉的其它方法,如脈沖或階躍恒電位法。陽(yáng)極氧化電壓通常是大約4至大約250V,在一些實(shí)施例中,是大約9至大約200V,在一些實(shí)施例中,是大約20至大約150V。在氧化期間,陽(yáng)極氧化溶液可以在高溫條件下進(jìn)行,如在大約30℃或更高溫度下進(jìn)行,在一些實(shí)施例中,是在大約40℃至大約200℃條件下進(jìn)行,在一些實(shí)施例中,是在大約50℃至大約100℃條件下進(jìn)行。陽(yáng)極氧化也可在室溫或更低溫度下進(jìn)行。介質(zhì)層可在陽(yáng)極體表面形成或在陽(yáng)極孔內(nèi)形成。
C.固體電解質(zhì)
電容元件還包含充當(dāng)電容器陰極的固體電解質(zhì)。二氧化錳固體電解質(zhì)可以,例如,通過(guò)硝酸錳(Mn(NO3)2)熱分解形成。例如,所述方法在Sturmer等的美國(guó)專利No 4,945,452中進(jìn)行了描述,該專利通過(guò)引用全文并入本文。
或者,固體電解質(zhì)可由一層或多層導(dǎo)電聚合物層形成。采用的導(dǎo)電聚合物可以是π-共軛的聚合物,氧化或還原后的電導(dǎo)率,如氧化后的電導(dǎo)率至少是大約1μS cm-1。所述π-共軛導(dǎo)電聚合物的實(shí)例包括,例如,聚雜環(huán)類(如聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺等)、聚炔烴、聚-對(duì)苯撐;聚苯酚鹽等。特別合適的導(dǎo)電聚合物是具有下述通用結(jié)構(gòu)的取代聚噻吩:
其中:
T是O或S;
D是任選取代C1至C5烯烴基(例如,亞甲基、乙烯基(ethylene)、正-丙烯基(n-propylene)、正丁烯基(n-butylene)、正戊烯基(n-pentylene)等);
R7是線性或支鏈的任選取代C1至C18烷基(例如,甲基、乙基、正丙基或異丙基、正丁基、異丁基、仲丁基或叔丁基、正戊基、1-甲基丁基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、1-乙基丙基、1,1-二甲基丙基、1,2-二甲基丙基、2,2-二甲基丙基、正己基、正庚基、正辛基、2-乙基己基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十六烷基、正十八烷基等);任選取代C5至C12環(huán)烷基(如環(huán)戊基、環(huán)己基、環(huán)庚基、環(huán)辛基、環(huán)壬基、環(huán)癸基等);任選取代C6至C14芳基(如苯基、萘基等);任選取代C7至C18芳烷基(如芐基,鄰、間、對(duì)-甲苯基、2,3-、2,4-、2,5-、2-6、3-4-、3,5-二甲苯基、三甲苯基等);任選取代C1至C4羥烷基或羥基;及
q是0至8的整數(shù),在一些實(shí)施例中,是0至2的整數(shù),在一些實(shí)施例中,是0;及
n是2至5000,在一些實(shí)施例中,是4至2000,在一些實(shí)施例中,是5至1000?!癉”或“R7”的取代基實(shí)例包括,例如,烷基、環(huán)烷基、芳基、芳烷基、烷氧基、鹵素、醚、硫醚、二硫化物、亞砜、砜、磺酸酯、氨基、醛、酮、羧酸酯、羧酸、碳酸酯、羧酸酯、氰基、烷基硅烷和烷氧基硅烷基、羧酰胺基等。
尤其適合的噻吩聚合物是“D”為任選取代C2至C3烯烴基的噻吩聚合物。例如,聚合物可為具有下述通用結(jié)構(gòu)的任選取代聚(3,4-乙烯二氧噻吩):
形成如上文所述導(dǎo)電聚合物的方法是本領(lǐng)域內(nèi)周知的。例如,Merker等的美國(guó)專利第6,987,663號(hào)描述了由單體前體形成取代聚噻吩的各種不同方法。該專利通過(guò)引用全文并入本文。例如,單體前體具有以下結(jié)構(gòu):
其中:
T、D、R7和q定義如上文所述。尤其適合的噻吩單體是其中“D”為任選取代C2至C3烯基的噻吩單體。例如,可以使用具有下述通用結(jié)構(gòu)式的任選取代3,4-烯烴二氧噻吩(3,4-alkylenedioxythiophenes):
其中式中R7和q定義如上文所述。在一個(gè)具體實(shí)施例中,“q”是0。一個(gè)商業(yè)上合適的3,4-乙烯基二氧噻吩是Heraeus Clevios命名為CleviosTMM的產(chǎn)品。Blohm等人的美國(guó)專利5,111,327和Groenendaal等人的美國(guó)專利6,635,729中描述了其它合適的單體。以上專利通過(guò)引用全文并入本文。也可以采用這些單體的衍生物,例如上述單體的二聚體或三聚體。分子量更高的衍生物,如單體的四聚體、五聚體等適合用于本發(fā)明。衍生物可以由相同的或不同的單體單元構(gòu)成,可以以純形式使用及以與另一種衍生物與/或單體的混合物的形式使用。還可以使用這些單體前體的氧化形式或還原形式。
在氧化催化劑存在的條件下,噻吩單體進(jìn)行化學(xué)聚合。氧化催化劑通常包括過(guò)渡金屬陽(yáng)離子,如鐵(III)、銅(II)、鉻(VI)、銫(IV)、錳(IV)、錳(VII)或釕(III)陽(yáng)離子等。還可以使用摻雜劑,以給導(dǎo)電聚合物提供過(guò)量電荷,穩(wěn)定聚合物的導(dǎo)電性。摻雜劑通常包括無(wú)機(jī)或有機(jī)陰離子,如磺酸離子。在某些實(shí)施例中,前體溶液中使用的氧化催化劑包括陽(yáng)離子(如過(guò)渡金屬)和陰離子(如磺酸),從而兼具催化作用和摻雜功能。例如,氧化催化劑可能是過(guò)渡金屬鹽,包括鐵(III)陽(yáng)離子,如鹵化鐵(III)(如FeCl3)或其它無(wú)機(jī)酸鐵鹽(III),如Fe(ClO4)3或Fe2(SO4)3及有機(jī)酸鐵鹽(III)和包含有機(jī)自由基的無(wú)機(jī)酸鐵鹽(III)。帶有機(jī)基團(tuán)的無(wú)機(jī)酸鐵鹽(III)實(shí)例包括,例如,C1至C20烷醇的硫酸單酯鐵鹽(III)(如月桂基硫酸鐵鹽(III))。同樣,有機(jī)酸鐵鹽(III)的實(shí)例包括,例如,C1至C20烷基磺酸鐵鹽(III)(例如,甲烷磺酸、乙烷磺酸、丙烷磺酸、丁烷磺酸或十二烷基磺酸);脂肪族全氟磺酸鐵鹽(III)(如三氟甲烷磺酸、全氟丁烷磺酸或全氟辛烷磺酸);脂肪族C1至C20羧酸鐵鹽(III)(如2-乙基己基羧酸);脂肪族全氟羧酸鐵鹽(III)(如三氟乙酸或全氟辛酸);任選被C1至C20烷基取代的芳香族磺酸鐵鹽(III)(如苯磺酸、鄰-甲苯磺酸、對(duì)-甲苯磺酸或十二烷基苯磺酸);環(huán)烷烴磺酸鐵鹽(III)(如樟腦磺酸)等。也可以使用上文提到的鐵鹽(III)的混合物。對(duì)甲苯磺酸鐵(III)和鄰甲苯磺酸鐵(III)及其混合物,尤其適合本發(fā)明。一種商業(yè)合適的鄰-甲苯磺酸鐵(III)鹽是Heraeus Clevios以名稱CleviosTMC銷售的產(chǎn)品。
可以采用各種方法來(lái)形成導(dǎo)電聚合物層。在一個(gè)實(shí)施例中,氧化催化劑和單體順序涂覆或者一起涂覆,使聚合反應(yīng)在陽(yáng)極部件上原位進(jìn)行。用于形成一層導(dǎo)電聚合物涂層的合適的涂覆技術(shù)包括絲網(wǎng)印刷、浸漬、電泳涂裝和噴涂等。例如,單體可以一開(kāi)始與氧化催化劑混合,形成一種前體溶液。一旦形成混合物,即可將其涂覆到陽(yáng)極部件上,然后讓其聚合,從而在表面上形成導(dǎo)電涂層。或者,可以順序涂覆氧化催化劑和單體。例如,在一個(gè)實(shí)施例中,可以將氧化催化劑溶解在有機(jī)溶劑(例如,丁醇)中,然后,以浸漬溶液的形式涂覆。然后,干燥陽(yáng)極部件,脫除陽(yáng)極部件上的溶劑。然后,將陽(yáng)極部件浸到包含單體的溶液中。
根據(jù)使用的氧化劑和要求的反應(yīng)時(shí)間,聚合通常在溫度大約-10℃至大約250℃條件下進(jìn)行,在一些實(shí)施例中在大約0℃至大約200℃條件下進(jìn)行。合適的聚合方法,例如如上文所述,在Biler的美國(guó)專利7,515,396中有更詳細(xì)的說(shuō)明。涂布此類導(dǎo)電涂層的其它方法在Sakata等人的美國(guó)專利第5,457,862號(hào)、Sakata等人的美國(guó)專利第5,473,503號(hào)、Sakata等人的美國(guó)專利第5,729,428號(hào)及Kudoh的美國(guó)專利第5,812,367號(hào)中進(jìn)行了描述。以上專利以全文的形式引入本專利中。
除原位涂布之外,導(dǎo)電聚合物層還可以導(dǎo)電聚合物粒子分散體的形式涂布。雖然粒徑可以變化,但是,通常要求顆粒粒徑小,從而增大粘附陽(yáng)極部件的表面積。例如,顆粒的平均粒徑是大約1納米至大約500納米,在一些實(shí)施例中,是大約5納米至大約400納米,在一些實(shí)施例中,是大約10納米至大約300納米。粒子的D90值(粒徑小于或等于D90的粒子占全部固體粒子總體積的90%)可以是大約15微米或更小,在一些實(shí)施例中,是大約10微米或更小,在一些實(shí)施例中,是大約1納米至大約8微米。粒子的直徑可采用人們熟知的方法測(cè)定,如超速離心法、激光衍射法等。
可采用獨(dú)立的反離子來(lái)中和取代聚噻吩攜帶的正電荷,從而增強(qiáng)導(dǎo)電聚合物形成顆粒。在一些情況下,聚合物在結(jié)構(gòu)單元中可能具有正電荷和負(fù)電荷,正電荷位于主鏈上,而負(fù)電荷任選位于“R”取代基上,如磺酸酯基團(tuán)或羧酸酯基團(tuán)上。主鏈的正電荷可以被“R”取代基上任選存在的陰離子基團(tuán)部分或全部中和。從整體來(lái)看,在這些情況中,聚噻吩可以是陽(yáng)離子、中性或甚至是陰離子。但是,因?yàn)榫坂绶灾麈湈д姾桑鼈內(nèi)急灰暈殛?yáng)離子聚噻吩。
反離子可以是單體陰離子或聚合物陰離子。聚合物陰離子,例如,是聚羧酸(如聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚馬來(lái)酸等);聚磺酸(如聚苯乙烯磺酸(“PSS”)、聚乙烯基磺酸等)。酸還可以是共聚物,如乙烯基羧酸和乙烯基磺酸與其它可聚合單體,如丙烯酸酯和苯乙烯的共聚物。同樣,合適的單體陰離子包括,例如,C1-C20烷基磺酸(如十二烷基磺酸);脂肪族全氟磺酸(如三氟甲烷磺酸、全氟丁烷磺酸或全氟辛烷磺酸);脂肪族C1-C20羧酸(2-乙基己基羧酸);脂肪族全氟羧酸(如三氟乙酸或全氟辛酸);任選被C1-C20烷基取代的芳香族磺酸(如苯磺酸、鄰-甲苯磺酸、對(duì)-甲苯磺酸或十二烷基苯磺酸);環(huán)烷烴磺酸(如樟腦磺酸或四氟硼酸鹽、六氟磷酸鹽、高氯酸鹽、六氟銻酸鹽、六氟砷酸鹽或六氯銻酸鹽)等。特別適合的反離子是聚合物陰離子,如聚羧酸或聚磺酸(如聚苯乙烯磺酸(“PSS”))。此類聚合物陰離子的分子量一般是大約1000-大約2000000,在一些實(shí)施例中,是大約2000-大約500000。
當(dāng)采用反離子時(shí),給定層中此類反離子和取代聚噻吩的重量比通常是大約0.5:1至大約50:1,在一些實(shí)施例中是大約1:1至大約30:1,在一些實(shí)施例中是大約2:1至大約20:1。上述重量比中提到的取代聚噻吩的重量指的是所使用單體部分的重量,假設(shè)單體在聚合期間完全轉(zhuǎn)化。
分散體還包含一種或多種粘結(jié)劑,進(jìn)一步增強(qiáng)聚合物層的粘附性質(zhì),而且還可以增加分散體內(nèi)顆粒的穩(wěn)定性。該粘結(jié)劑可以是有機(jī)的,如聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚氯乙烯、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯丁酸酯、聚丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酰胺、聚丙烯腈、苯乙烯/丙烯酸酯、乙酸乙烯酯/丙烯酸酯和乙烯/乙酸乙烯酯共聚物、聚丁二烯、聚異戊二烯、聚苯乙烯、聚醚、聚酯、聚碳酸酯、聚氨酯、聚酰胺、聚酰亞胺、聚砜、三聚氰胺-甲醛樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、硅酮樹(shù)脂或纖維素。還可采用交聯(lián)劑來(lái)增強(qiáng)粘結(jié)劑的粘附能力。此類交聯(lián)劑包括,例如,三聚氰胺化合物、封閉異氰酸酯或功能硅烷,如3-縮水甘油氧基丙基三烷基硅烷、四乙氧基硅烷和四乙氧基硅烷水解產(chǎn)物或可交聯(lián)的聚合物,如聚氨酯、聚丙烯酸酯或聚烯烴。正如本領(lǐng)域熟悉的那樣,分散體中還可以包括其它成分,如分散劑(如水)、表面活性物質(zhì)等。
如果要求的話,可以重復(fù)以上所述的一個(gè)或多個(gè)涂覆步驟,直到得到要求厚度的涂層。在一些實(shí)施例中,一次僅形成相對(duì)較薄的涂層。涂層的總目標(biāo)厚度通常根據(jù)電容器要求的性能而變化。一般說(shuō)來(lái),所得導(dǎo)電聚合物涂層的厚度是大約0.2微米至大約50微米,在一些實(shí)施例中是大約0.5微米至大約20微米,在一些實(shí)施例中是大約1微米至大約5微米。應(yīng)該理解的是,陽(yáng)極部件上所有地方的涂層厚度并不一定相同。但是,基板上涂層的平均厚度通常位于以上所述范圍之內(nèi)。
導(dǎo)電聚合物層任選進(jìn)行愈合。愈合可在每次涂布導(dǎo)電聚合物層后進(jìn)行或在涂布全部涂層后進(jìn)行。在一些實(shí)施例中,導(dǎo)電聚合物可以這樣愈合:將部件浸入到電解質(zhì)溶液中,然后向所述溶液施加恒定電壓,直到電流降低到預(yù)先選擇的水平。若需要的話,這種愈合可在多個(gè)步驟中完成。例如,電解質(zhì)溶液可以是單體、催化劑和摻雜劑的醇溶劑(如乙醇)稀溶液。如果要求的話,還可以對(duì)涂層進(jìn)行洗滌,從而脫除各種副產(chǎn)物、多余試劑等。
D.其它層
雖然并不要求,但是,還可在陽(yáng)極體上涂覆外部聚合物涂層,覆蓋固體電解質(zhì)。外部聚合物涂層通常包含由預(yù)聚合導(dǎo)電顆粒分散體(例如,上文詳細(xì)描述的導(dǎo)電顆粒分散體)形成的一個(gè)或多個(gè)層。外部涂層能夠進(jìn)一步滲透到電容器器身的邊緣區(qū)域,從而提高介質(zhì)層的粘附性,得到機(jī)械穩(wěn)定性更強(qiáng)的部件,降低等效串聯(lián)電阻和漏電流。由于通常需要改善邊緣覆蓋率而不是浸潤(rùn)陽(yáng)極體內(nèi)部,外部涂層中所用顆粒的粒徑通常大于固體電解質(zhì)中任何任選分散體所用顆粒的粒徑。例如,外部聚合物涂層中所用顆粒的平均粒徑和固體電解質(zhì)任何分散體中所用顆粒的平均粒徑之比通常是大約1.5至大約30,在一些實(shí)施例中,是大約2至大約20,在一些實(shí)施例中,是大約5至大約15。例如,外部涂層分散體中所用顆粒的平均粒徑是大約50納米至大約500納米,在一些實(shí)施例中,是大約80納米至大約250納米,在一些實(shí)施例中,是大約100納米至大約200納米。
如果要求的話,外部聚合物涂層中還可以使用交聯(lián)劑,以增強(qiáng)與固體電解質(zhì)的粘附度。一般說(shuō)來(lái),交聯(lián)劑在涂覆外部涂層中使用的分散體之前涂覆。合適的交聯(lián)劑如Merker等的美國(guó)專利公開(kāi)2007/0064376中所述,包括,例如,胺(如二胺、三胺、低聚胺、多胺等);多價(jià)金屬陽(yáng)離子,如Mg、Al、Ca、Fe、Cr、Mn、Ba、Ti、Co、Ni、Cu、Ru、Ce或Zn的鹽或化合物;磷的化合物、锍的化合物等。尤其合適的實(shí)例包括,例如,1,4-環(huán)己二胺、1,4-二(氨基-甲基)環(huán)己烷、乙二胺、1,6-乙二胺、1,7-庚二胺、1,8-辛二胺、1,9-壬二胺、1,10-癸二胺、1,12-十二烷二胺、N,N-二甲基乙二胺、N,N,N',N'-四甲基乙二胺、N,N,N',N'-四甲基-1,4-丁二胺等及它們的混合物。
交聯(lián)劑通常是利用溶液或分散體涂覆,溶液或分散體在25℃的pH值是1至10,在一些實(shí)施例中,是2至7,在一些實(shí)施例中,是3至6。可以采用酸性化合物來(lái)幫助達(dá)到要求的pH水平。交聯(lián)劑的溶劑或分散體包括水或有機(jī)溶劑,如醇、酮、羧酸酯等??梢圆捎萌藗兪煜さ娜魏畏椒ǎ缧俊⒔n、澆鑄、滴涂、噴涂、氣相沉積、濺鍍、升華、刮刀涂布、刷涂或印刷(如噴墨打印、絲網(wǎng)印刷或移印)涂覆交聯(lián)劑。一旦涂覆完成,可以在涂覆聚合物分散體之前,先將交聯(lián)劑干燥。然后,可以重復(fù)此工藝,直到達(dá)到要求的厚度。例如,包括交聯(lián)劑和分散體層的整個(gè)外部聚合物涂層的總厚度是大約1微米至大約50微米,在一些實(shí)施例中,是大約2微米至大約40微米,在一些實(shí)施例中,是大約5微米至大約20微米。
如果要求的話,電容器還可以包含其它層。例如,可任選在介質(zhì)層和固體電解質(zhì)之間涂覆一層保護(hù)涂層,如一層由相對(duì)絕緣的樹(shù)脂材料(天然樹(shù)脂或合成樹(shù)脂)形成的保護(hù)涂層。此類材料的比電阻大于大約10Ω·cm,在一些實(shí)施例中,大于大約100Ω·cm,在一些實(shí)施例中,大于大約1000Ω·cm,在一些實(shí)施例中,大于大約1×105Ω·cm,在一些實(shí)施例中,大于大約1×1010Ω·cm。本發(fā)明可以采用的某些樹(shù)脂材料包括但不限于聚氨酯、聚苯乙烯、不飽和或飽和脂肪酸酯(如甘油酯)等。例如,合適的脂肪酸酯包括但不限于月桂酸酯、肉豆蔻酸酯、棕櫚酸酯、硬脂酸酯、桐酸酯、油酸酯、亞油酸酯、亞麻酸酯、紫膠桐酸酯、紫膠酸酯等。人們發(fā)現(xiàn),這些脂肪酸酯在用于相對(duì)復(fù)雜的組合中形成“干性油”時(shí)特別有用,能夠使得到的膜迅速聚合形成穩(wěn)定層。所述干性油可能包括甘油單酯、甘油二酯與/或甘油三酯,這些甘油酯具有甘油骨架,分別帶一個(gè)、兩個(gè)和三個(gè)被酯化的脂肪酰殘基。例如,可以使用的某些合適的干性油包括但不限于橄欖油、亞麻子油、蓖麻油、桐油、豆油和紫膠。這些保護(hù)涂層材料及其它保護(hù)涂層材料在Fife等美國(guó)專利第6,674,635號(hào)的專利中有更詳細(xì)的說(shuō)明,其全文以引用的方式并入到本專利中。
如果要求的話,部件還可分別涂覆一層碳層(如石墨)和銀層。例如,銀層作為電容器的可焊接導(dǎo)體、接觸層與/或電荷收集器,碳層可以限制銀層與固體電解質(zhì)接觸。這類涂層可以覆蓋部分或整個(gè)固體電解質(zhì)。
II.陽(yáng)極引線組件
正如上文所述,本發(fā)明的電解電容器包括構(gòu)成陽(yáng)極引線組件的陽(yáng)極引線帶和載體引線。陽(yáng)極引線帶具有嵌在多孔陽(yáng)極體內(nèi)的嵌入部分及沿陽(yáng)極體表面縱向延伸的外部部分。同時(shí),載體引線并不嵌在多孔陽(yáng)極體內(nèi),它具有與陽(yáng)極引線帶外部部分接觸的第一部分及與陽(yáng)極端子接觸的第二部分。陽(yáng)極引線帶和載體引線可采用導(dǎo)電材料制作,如鉭、鈮、鎳、鋁、鉿、鈦、不銹鋼等,以及它們的合金、氧化物與/或氮化物制作。例如,在一些實(shí)施例中,陽(yáng)極引線帶可以采用鉭材料,載體引線可以采用不銹鋼、鎳或鎳合金,這樣有助于降低陽(yáng)極引線組件的成本。在一個(gè)具體的實(shí)施例中,載體引線可以采用-一種鎳鐵合金制作。雖然在一些實(shí)施例中,陽(yáng)極引線帶采用鉭制作,載體引線采用非鉭材料制作,但是,應(yīng)該理解的是,在其它實(shí)施例中,陽(yáng)極引線帶和載體引線可以采用同一材料(例如鉭)制作。
陽(yáng)極引線帶通常為矩形、標(biāo)準(zhǔn)橢圓形、跑道形(如加長(zhǎng)的)橢圓形、橢圓形或其它任何形狀,只要其x-方向(橫向)的寬度W1通常大于其y-向的厚度或高度H1,從而呈引線帶形狀,如圖6更詳細(xì)說(shuō)明的那樣。例如,陽(yáng)極引線帶59的寬度W1和高度H1之比是大約1.5至大約10,例如大約1.75至大約7.5,大約2至大約5。此外,陽(yáng)極引線帶59的寬度W1是多孔陽(yáng)極體33寬度W的大約25%至大約85%,例如大約30%至大約80%,例如大約35%至大約75%。在一個(gè)具體實(shí)施例中,陽(yáng)極引線帶59的寬度W1是多孔陽(yáng)極體寬度W的大約50%至大約70%。參考圖1-5,陽(yáng)極引線帶59的寬度W1是大約600微米至大約12毫米,例如,大約800微米至大約10毫米,例如大約1毫米至大約8毫米。此外,如圖6所示,陽(yáng)極引線帶59的高度H1是大約200微米至大約800微米,例如大約225微米至大約700微米,例如大約250微米至大約600微米。此外,參考圖1-5,陽(yáng)極引線帶59嵌入部分60的長(zhǎng)度L1是大約200微米至大約13.5毫米,例如,大約250微米至大約9毫米,例如大約300微米至大約4.5毫米。換句話說(shuō),陽(yáng)極引線帶59嵌入部分60的長(zhǎng)度L1是多孔陽(yáng)極體33上表面38長(zhǎng)度L的大約25%至大約90%,例如大約30%至大約80%,例如大約40%至大約75%。同時(shí),陽(yáng)極引線帶59外部部分61的長(zhǎng)度L2是大約200微米至大約2.5毫米,例如,大約250微米至大約2毫米,例如,大約300微米至大約1.5毫米。由于陽(yáng)極引線帶59的寬度W1大于載體引線70的寬度,陽(yáng)極引線帶59第一外部部分61的內(nèi)電阻增加,因此,最大程度地縮短陽(yáng)極引線帶59外部部分61的長(zhǎng)度L2,降低電容器的ESR,以及降低因陽(yáng)極引線帶59的重量而導(dǎo)致的彎曲風(fēng)險(xiǎn),增強(qiáng)引線組件50的穩(wěn)定性。無(wú)論如何,陽(yáng)極引線帶59具有長(zhǎng)度L7,L7是陽(yáng)極引線帶59嵌入部分60的長(zhǎng)度L1和陽(yáng)極引線帶59外部部分61的長(zhǎng)度L2之和,L7是大約400微米至大約16毫米,例如,大約500微米至大約11毫米,例如,大約600微米至大約6毫米。
此外,載體引線可以具有任何要求的截面形狀,如圓形、橢圓形、正方形、長(zhǎng)方形、三角形、梯形、標(biāo)準(zhǔn)橢圓形、跑道狀橢圓形等或這些形狀的組合。在一個(gè)具體實(shí)施例中,陽(yáng)極引線帶的嵌入部分和外部部分通常是長(zhǎng)方形或跑道橢圓形,從而陽(yáng)極引線帶外部部分的上表面和下表面基本上平坦,而載體引線的第一部分可以是標(biāo)準(zhǔn)橢圓形或跑道橢圓形,具有基本上平坦的下表面和上表面,載體引線的第二部分可以是圓形,形狀的區(qū)別是由于壓扁、壓合、壓縮或改變載體引線第一部分的形狀而形成基本上平坦的表面實(shí)現(xiàn)的,其中正如下文詳細(xì)討論的那樣,陽(yáng)極引線帶外部部分基本上平坦的表面和載體引線第一部分連接到一起。在所述實(shí)施例中,并參考圖1-6,載體引線70第一部分71的寬度W2是大約60微米至大約1毫米,例如大約80微米至大約800微米,例如大約120微米至大約600微米。此外,載體引線70第一部分71的高度H2是大約25微米至大約500微米,如大約50微米至大約400微米,如大約75微米至大約300微米。此外,載體引線70第一部分71的長(zhǎng)度L3是大約20微米至大約2.25毫米,如大約25微米至大約1.8毫米,如大約30微米至大約1.35毫米。換句話說(shuō),載體引線70第一部分71的長(zhǎng)度L3是陽(yáng)極引線帶59外部部分61的長(zhǎng)度L2的大約10%至大約90%,例如大約20%至大約80%,例如大約30%至大約70%,與焊接到陽(yáng)極引線帶59外部部分61上的載體引線70的部分對(duì)應(yīng)。
此外,如圖1-7所示,由于載體引線70第一部分71是平坦的,因此,與載體引線70第二部分72相比,載體引線70第一部分71的高度降低,寬度增加。因此,載體引線70第二部分72的高度H3是大約30微米至大約450微米,例如大約60微米至大約350微米,例如大約90微米至大約250微米。此外,載體引線70第二部分72的寬度W3是大約50微米至大約750微米,例如大約75微米至大約625微米,例如大約100微米至大約500微米。此外,當(dāng)載體引線70是圓形時(shí),應(yīng)該指出的是,載體引線70第二部分72的寬度W3和高度H3相同,并代表其直徑。與陽(yáng)極引線帶59的高度H1相比,載體引線70第二部分72的高度/厚度或直徑H3降低,導(dǎo)致ESR降低,還可以減少連接陽(yáng)極引線組件50和陽(yáng)極端子35所需的能量。同樣,與陽(yáng)極引線帶59的寬度W1相比,載體引線70第二部分72的寬度或直徑W3降低,可以顯著減少連接陽(yáng)極引線組件50和陽(yáng)極端子35所需的能量。此外,載體引線70第二部分72的修剪前長(zhǎng)度L4是大約1毫米至大約50毫米,例如,大約2.5毫米至大約40毫米,例如,大約5毫米至大約30毫米,而長(zhǎng)度L4可以在電容器進(jìn)一步組裝時(shí),根據(jù)外殼內(nèi)陽(yáng)極端子35和陽(yáng)極體33的布置,通過(guò)修剪縮短。換句話說(shuō),修剪之后,總長(zhǎng)度L3+L4可以根據(jù)電容器的具體設(shè)計(jì)及陽(yáng)極端子35的位置變化,因?yàn)榈诙?yáng)極引線70的第二部分72必須至少延伸到陽(yáng)極端子35,從而與陽(yáng)極端子35焊接到一起。
不管陽(yáng)極引線組件各部件的具體尺寸如何,寬度更大的陽(yáng)極引線帶和寬度或直徑更小的載體引線組合可以協(xié)同降低所得電容器的ESR和漏電流(DCL)。例如,由于陽(yáng)極引線帶嵌入部分的寬度更大,增加了陽(yáng)極引線帶和陽(yáng)極體之間的觸點(diǎn)數(shù),從而降低了陽(yáng)極引線帶和陽(yáng)極體之間觸點(diǎn)處的電阻。此外,雖然陽(yáng)極引線帶外部部分的寬度與陽(yáng)極引線帶嵌入部分的寬度相同,但是,外部部分通常僅從陽(yáng)極體表面延伸小段距離,從而最大限度地縮短寬度更大的陽(yáng)極引線帶第一外部部分的長(zhǎng)度,反過(guò)來(lái)可以最大限度地降低陽(yáng)極引線帶內(nèi)電阻增加的影響。同時(shí),與陽(yáng)極引線帶外部部分連接的載體引線的第一部分及與陽(yáng)極端子形成電連接的載體引線的第二部分的寬度或直徑小于陽(yáng)極引線帶的寬度,顯著降低了接觸/焊接到陽(yáng)極端子35時(shí)所需的能量(例如,激光能)。因此,最終電容器的漏電流降低,組件產(chǎn)率提高。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖1-5,在這些圖中,更詳細(xì)地描述了陽(yáng)極引線組件50的陽(yáng)極引線帶59嵌入部分的各種實(shí)施例。首先,如圖1所示,本發(fā)明設(shè)想了一種電容元件100,其中陽(yáng)極引線帶59的嵌入部分60在其寬度W1和長(zhǎng)度L1方向具有均勻的形狀。換句話說(shuō),陽(yáng)極引線帶59的嵌入部分60基本上是實(shí)心的,其中沒(méi)有凹槽或空腔。
接下來(lái),在圖2中,設(shè)想電容元件101包括陽(yáng)極引線帶59,其中嵌入部分60在其寬度W1和長(zhǎng)度L1方向并非實(shí)心的。相反,為了進(jìn)一步增加陽(yáng)極引線帶59嵌入部分60和多孔陽(yáng)極體33之間的觸點(diǎn)數(shù),電容元件101陽(yáng)極引線帶59的嵌入部分60具有凹槽85,從而陽(yáng)極引線帶59的嵌入部分從凹槽85延伸至陽(yáng)極體33第一側(cè)表面的寬度W4變小,從凹槽85延伸至陽(yáng)極體33第二側(cè)表面的寬度W5變小。在陽(yáng)極引線帶59形成后,采用任何合適的方法(例如,切割)除去凹槽85處的陽(yáng)極引線帶材料,或形成包含第一種情況所述凹槽85的陽(yáng)極引線帶59,因此,陽(yáng)極引線帶59的嵌入部分60在凹槽85處沒(méi)有陽(yáng)極引線帶材料(如鉭)。凹槽85可以在x-方向(橫向)中心橫跨陽(yáng)極引線帶59嵌入部分60的寬度W1,從而陽(yáng)極引線帶59的嵌入部分60具有n-形外觀,其中陽(yáng)極引線帶59的嵌入部分60由朝陽(yáng)極體33后表面37縱向延伸的第一突出部分82和第二突出部分83定義。但是,還應(yīng)該理解的是,凹槽85可以在陽(yáng)極引線帶59嵌入部分60的任何位置形成,例如,沿z-向(縱向)而不是x-向,從而第一突出部分82和第二突出部分83朝陽(yáng)極體33的第一側(cè)表面31或第二側(cè)表面32延伸。無(wú)論如何,由于凹槽85和如圖2所示,陽(yáng)極引線帶59嵌入部分60的每個(gè)寬度W4和W5可以是陽(yáng)極引線帶59寬度W1的大約10%至大約90%,例如,大約15%至大約70%,例如大約20%至大約50%。例如,在一些實(shí)施例中,寬度W4和W5可以是大約60微米至大約10.8毫米,例如,大約80微米至大約9毫米,例如,大約100微米至大約7.2毫米。此外,在陽(yáng)極引線帶59的嵌入部分60中形成凹槽85后,未形成凹槽85、從凹槽85朝陽(yáng)極體33前表面36延伸及朝載體引線70延伸的引線帶59的長(zhǎng)度L5是陽(yáng)極引線帶59總長(zhǎng)度L7的大約20%至大約90%,例如大約25%至大約75%,例如大約30%至大約50%。例如,長(zhǎng)度L5是大約80微米至大約15毫米,例如,大約100微米至大約10毫米,例如,大約120微米至大約5毫米。
此外,在圖3中,設(shè)想了另一種包括陽(yáng)極引線帶59的電容元件102,其中嵌入部分60在其寬度W1和長(zhǎng)度L1方向并非實(shí)心的。相反,正如圖2電容元件101所示,為了進(jìn)一步增加陽(yáng)極引線帶59嵌入部分60和多孔陽(yáng)極體33之間的觸點(diǎn)數(shù),電容元件102陽(yáng)極引線帶59的嵌入部分設(shè)有第一凹槽85和第二凹槽86。由于在陽(yáng)極引線帶59形成后,采用任何合適的方法(例如,切割)除去第一凹槽85和第二凹槽86處的陽(yáng)極引線帶材料,或由于形成包含第一種情況所述凹槽的陽(yáng)極引線帶59,因此,陽(yáng)極引線帶59的嵌入部分60在第一凹槽85和第二凹槽86處沒(méi)有陽(yáng)極引線帶材料(例如鉭)。第一凹槽85和第二凹槽86在x-方向(橫向)在陽(yáng)極引線帶59嵌入部分60的寬度W1方向均勻間隔,從而陽(yáng)極引線帶59的嵌入部分60呈m-形,其中陽(yáng)極引線帶59的嵌入部分60由朝陽(yáng)極體33后表面37縱向延伸的第一突出部分82、第二突出部分83和第三突出部分84定義。但是,還應(yīng)該理解的是,第一凹槽85和第二凹槽86可以在陽(yáng)極引線帶59嵌入部分60的任何位置形成,例如,沿z-向(縱向)而不是x-向,從而第一突出部分82、第二突出部分83和第三突出部分84朝陽(yáng)極體33的第一側(cè)表面31或第二側(cè)表面32延伸。
此外,雖然圖2和圖3分別示出了包含在本發(fā)明陽(yáng)極引線帶59嵌入部分60中形成一個(gè)凹槽和二個(gè)凹槽的電容元件101和102,但是,應(yīng)該理解的是,本發(fā)明設(shè)想可以在陽(yáng)極引線帶59的嵌入部分60中形成任何合適數(shù)量的凹槽,例如,三個(gè)、四個(gè)、五個(gè)或甚至六個(gè)凹槽。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖4,圖中設(shè)想了另一種包括陽(yáng)極引線帶59的電容元件103,其中嵌入部分60在其寬度W1和長(zhǎng)度L1方向并非是實(shí)心的。相反,為了進(jìn)一步增加陽(yáng)極引線帶59嵌入部分60和多孔陽(yáng)極體33之間的觸點(diǎn)數(shù),電容元件103陽(yáng)極引線帶59的嵌入部分60具有空腔87,從而陽(yáng)極引線帶59的嵌入部分從空腔87延伸至陽(yáng)極體33第一側(cè)表面的寬度W4變小,從凹槽85至陽(yáng)極體33第二側(cè)表面的寬度W5變小,正如前文談到帶凹槽85的電容元件101時(shí)所述。由于在陽(yáng)極引線帶59形成后,采用任何合適的方法(例如,切割)除去空腔87處的陽(yáng)極引線帶材料或由于形成包含第一種情況所述空腔87的陽(yáng)極引線帶59,因此,陽(yáng)極引線帶59的嵌入部分60在空腔85處沒(méi)有陽(yáng)極引線帶材料(例如鉭)??涨?7可以在x-方向(橫向)中心橫跨陽(yáng)極引線帶59嵌入部分60的寬度W1及在z-方向橫跨陽(yáng)極引線帶59嵌入部分60的長(zhǎng)度L1,從而陽(yáng)極引線帶59的嵌入部分60包括沿其高度H1居中布置的空心部分,該中心部分被陽(yáng)極引線帶59的嵌入部分60完全包圍或框住。此外,在陽(yáng)極引線帶59的嵌入部分60中形成空腔87后,未形成空腔87且從空腔87朝陽(yáng)極體33前表面36和朝載體引線70延伸的引線帶59的長(zhǎng)度L5是陽(yáng)極引線帶59總長(zhǎng)度L7的大約20%至大約90%,例如,大約25%至大約75%,例如,大約30%至大約50%。例如,長(zhǎng)度L5是大約80微米至大約15毫米,例如,大約100微米至大約10毫米,例如,大約120微米至大約5毫米。此外,由于空腔87的形成,陽(yáng)極引線帶59具有從空腔87朝陽(yáng)極體33后表面37延伸的長(zhǎng)度L6,該長(zhǎng)度L6是陽(yáng)極引線帶59總長(zhǎng)度L7的大約10%至大約70%,例如,大約15%至大約60%,例如,大約20%至大約50%。例如,長(zhǎng)度L6是大約40微米至大約12毫米,例如,大約50微米至大約7毫米,例如,大約60微米至大約3.5毫米。
此外,如圖5所示,本發(fā)明設(shè)想了另一種包括陽(yáng)極引線帶59的電容元件104,其中嵌入部分60在其寬度W1和長(zhǎng)度L1方向并非實(shí)心的。相反,為了進(jìn)一步增加陽(yáng)極引線帶59的嵌入部分60和多孔陽(yáng)極體33之間的觸點(diǎn)數(shù),電容元件104陽(yáng)極引線帶59的嵌入部分設(shè)有第一空腔87和第二空腔88。由于在陽(yáng)極引線帶59形成后,采用任何合適的方法(例如,切割)除去第一空腔87和第二空腔88處的陽(yáng)極引線帶材料,或由于形成包含第一種情況所述第一空腔87和第二空腔88的陽(yáng)極引線帶59,因此,陽(yáng)極引線帶59的嵌入部分60在第一空腔87和第二空腔88處沒(méi)有陽(yáng)極引線帶材料(例如鉭)。第一空腔87和第二空腔88在x-方向(橫向)在陽(yáng)極引線帶59嵌入部分60的寬度W1部分及在z-向在陽(yáng)極引線帶59嵌入部分60的長(zhǎng)度L1部分均勻間隔,從而陽(yáng)極引線帶59的嵌入部分60沿其高度H1部分有兩個(gè)對(duì)稱的空心段,每個(gè)空心段均被陽(yáng)極線線帶材料完全包圍或框住。
此外,雖然圖4和圖5分別示出了包含在本發(fā)明陽(yáng)極引線帶59嵌入部分60中形成一個(gè)空腔和二個(gè)空腔的電容元件103和104,但是,應(yīng)該理解的是,本發(fā)明設(shè)想可以在陽(yáng)極引線帶59的嵌入部分60中形成任何合適數(shù)量的空腔,例如,三個(gè)、四個(gè)、五個(gè)或甚至六個(gè)空腔。
除設(shè)想在陽(yáng)極引線帶59的嵌入部分60中包含各種凹槽與/或空腔的陽(yáng)極引線組件50外,應(yīng)該了解的是,本發(fā)明還設(shè)想根據(jù)載體引線70與陽(yáng)極引線帶59的外部部分61連接的位置,陽(yáng)極引線組件50可以具有各種不同配置。例如,在圖6中,圖6是圖1電容元件100在切割線C處的截面圖,陽(yáng)極引線帶59外部部分61的上表面63與載體引線70第一部分71的下表面74接觸。另一方面,在其它實(shí)施例(未示出)中,陽(yáng)極引線帶59外部部分61的下表面64與載體引線70第一部分71的上表面73接觸。在其它實(shí)施例中,應(yīng)該了解的是,陽(yáng)極引線帶59外部部分61的任何表面可與載體引線70第一部分71的任何表面連接。無(wú)論如何,載體引線70可以在縱向或z-向從陽(yáng)極引線帶59外部部分61延伸,如圖1-5所示。此外,載體引線70的第一部分71可采用任何合適的方法,如電阻焊、激光焊或?qū)щ娬澈蟿┡c陽(yáng)極引線帶59的外部部分61連接。參考圖6,在一個(gè)具體實(shí)施例中,例如,陽(yáng)極引線帶的外部部分61和載體引線的第一部分71通過(guò)電阻焊將載體引線第一部分71基本上平坦的下表面74與陽(yáng)極引線帶外部部分61基本上平坦的上表面63連接。
正如本領(lǐng)域所熟悉的那樣,不管形成電容元件100至104的具體設(shè)計(jì)或方式是什么,每個(gè)電容元件都可與端子連接。例如,陽(yáng)極端子和陰極端子可分別與第二陽(yáng)極引線和陰極電連接。正如本領(lǐng)域所熟悉的那樣,端子的具體配置可以變化。雖然并不要求,但是,如圖7所示,例如,陰極端子44可以包含平坦部分45及直立部分46,平坦部分45與電容元件下表面39電接觸,直立部分46與平坦部分45基本上垂直,并與圖7電容器200的電容元件后表面37電接觸。為了將電容器與陰極端子連接,可以采用本領(lǐng)域熟悉的導(dǎo)電粘合劑。導(dǎo)電粘合劑可以包括,例如,包含在樹(shù)脂組合物中的導(dǎo)電金屬顆粒。金屬顆??梢允倾y、銅、金、鉑、鎳、鋅、鉍等。樹(shù)脂組合物包括熱固性樹(shù)脂(如環(huán)氧樹(shù)脂)、固化劑(如酸酐)和偶聯(lián)劑(如硅烷偶聯(lián)劑)。合適的導(dǎo)電粘合劑在Osako等專利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)為2006/0038304的美國(guó)專利中有所說(shuō)明,該專利通過(guò)引用而全文結(jié)合到本發(fā)明中。
再次參考圖7,雖然并不要求,但是,陽(yáng)極端子35同樣可以包含平坦部分41和直立部分42。直立部分42可以包含連接本發(fā)明載體引線70第二部分72的區(qū)域。例如,該區(qū)域有一個(gè)用于接收載體引線70第二部分72的槽43。該槽具有任何要求的形狀,可以是U形、V-形、圓形、橢圓形、橢圓形、矩形、方形、梯形等,進(jìn)一步增強(qiáng)陽(yáng)極端子35處載體引線70第二部分72的表面接觸和機(jī)械穩(wěn)定性。例如,槽43的幾何形狀可與載體引線70第二部分72的形狀相匹配。載體引線70第二部分72可通過(guò)任何合適的方法,如激光焊、電阻焊或使用導(dǎo)電粘合劑等與陽(yáng)極端子35電連接。在一個(gè)具體的實(shí)施例中,采用激光束將載體引線70的第二部分72與槽43處的陽(yáng)極端子35激光焊接。不管使用哪種焊接方法將載體引線70的第二部分72與陽(yáng)極端子35連接,與厚度/高度或直徑更大的陽(yáng)極引線帶59的外部部分61直接與陽(yáng)極端子35連接相比,獲得充分焊接所需的能量降低。因此,利用更小的載體引線70與陽(yáng)極端子35直接連接,仍然可以實(shí)現(xiàn)多孔陽(yáng)極體33的陽(yáng)極引線帶59具有相對(duì)較厚嵌入部分60的好處(即改善多孔陽(yáng)極體的接觸,降低ESR),而由于降低了載體引線70,特別是第二部分72的厚度/高度或直徑,可以以更高效、更具成本效益的方式開(kāi)展與陽(yáng)極端子35形成電連接的焊接工藝。
此外,一旦形成電容元件,并將其與端子連接,如上文所述,而且,一旦第二陽(yáng)極引線70第二部分72的多余長(zhǎng)度(如果有的話)被修剪掉的話,則可以將電容元件和陽(yáng)極引線組件封裝在樹(shù)脂外殼81內(nèi),如圖8所示,然后,在其中裝入二氧化硅或人們熟悉的任何其它封裝材料。樹(shù)脂外殼的寬度和長(zhǎng)度隨目標(biāo)應(yīng)用而變化。但是,外殼的總厚度通常較小,從而所得組件很容易放進(jìn)低矮型產(chǎn)品(如“IC卡)內(nèi)?!崩?,外殼的厚度是大約4.0毫米或以下,在一些實(shí)施例中,是大約100微米至大約2.5毫米,在一些實(shí)施例中,是大約150微米至大約2.0毫米。合適的外殼包括,例如,“A”、“B”、“H”或“T”類外殼(AVX公司)。在封裝之后,各陽(yáng)極端子和陰極端子的暴露部分可以老化、掩蔽和修剪。如果需要的話,暴露部分可以任選沿外殼外面彎曲兩次(如以近似90°彎曲)。
根據(jù)本發(fā)明,可以形成具有優(yōu)異電氣性能的電容器。電氣性能按照下文所述試驗(yàn)程序進(jìn)行測(cè)定。例如,本發(fā)明的電容器具有超低ESR,如在頻率100kHz和溫度23℃±2℃測(cè)定的ESR是大約300毫歐(mΩ)或以下,在一些實(shí)施例中,大約100mΩ或以下,在一些實(shí)施例中,大約0.01mΩ至大約50mΩ,在一些實(shí)施例中,大約0.1mΩ至大約20mΩ。此外,漏電流,通常指的是通過(guò)一個(gè)絕緣體從一個(gè)導(dǎo)體流向附近導(dǎo)體的電流,可以保持在相對(duì)較低水平。例如,本發(fā)明電容器的歸一化漏電流,在一些實(shí)施例中大約低于0.1μA/μF*V,在一些實(shí)施例中,大約低于0.01μA/μF*V,在一些實(shí)施例中,大約低于0.001μA/μF*V,其中μA是微安,uF*V是電容和額定電壓的乘積。
試驗(yàn)程序
等效串聯(lián)電阻(“ESR”)
ESR通常指的是在電子電路中充電和放電時(shí),電容器充當(dāng)電阻的程度,通常以與電容器串聯(lián)的電阻表示。ESR通常采用帶Kelvin引線的Keithley 3330Precision LCZ測(cè)試儀,在2伏特DC偏壓和0.5伏特峰-峰正弦信號(hào)、工作頻率100Hz和溫度23℃±2℃條件下測(cè)定。
電容(“CAP”)
電容可以采用帶Kelvin引線的Keithley 3330精密LCZ測(cè)試儀,在直流偏壓2.2伏特、峰-峰正弦信號(hào)0.5伏特時(shí)進(jìn)行測(cè)定。工作頻率采用120Hz,溫度采用23℃±2℃。
散逸因數(shù)
散逸因數(shù)可以采用帶Kelvin引線的Keithley 3330精密LCZ測(cè)試儀,在直流偏壓2.2伏特、峰-峰正弦信號(hào)0.5伏特時(shí)進(jìn)行測(cè)定。工作頻率采用120Hz,溫度采用23℃±2℃。
漏電流
漏電流(“DCL”)采用泄漏試驗(yàn)儀在溫度23℃±2℃和額定電壓條件下至少60秒后測(cè)定。
激光焊接
激光焊接采用Trumpf Nd:YaG HAAS激光器(發(fā)射波長(zhǎng)大約1064納米的近紅外光)。焊接所需能量通常指的是將陽(yáng)極引線與引線框架陽(yáng)極端子部件結(jié)合在一起所需的激光能。焊接能量以焦耳表示。
實(shí)例1
將70000μFV/g的鉭粉壓制成顆粒,形成長(zhǎng)度1.8毫米mm、寬度2.4mm和厚度1.2mm的多孔陽(yáng)極體。鉭粉被裝入到鉭粉自動(dòng)成型機(jī)的料斗內(nèi),與寬度1.35mm、厚度0.35mm的鉭板一起自動(dòng)成型,壓成密度6.8g/cm3,制作圖1所示多孔陽(yáng)極體。插到多孔陽(yáng)極體內(nèi)的線的長(zhǎng)度為陽(yáng)極長(zhǎng)度的75%。將這種成型陽(yáng)極體在減壓條件下在1300℃保持直立,得到燒結(jié)陽(yáng)極體。
然后,通過(guò)電阻焊工藝,將直徑0.19mm的載體鉭線與鉭板焊接到一起。然后,將載體引線(直徑0.19mm鉭線)與輔助不銹鋼條焊接到一起。
將該鉭陽(yáng)極在13V在0.1%磷酸液體電解質(zhì)中進(jìn)行陽(yáng)極氧化,制備120Hz時(shí)150μF的電容器。然后,將該陽(yáng)極浸到甲苯磺酸鐵(III)(CleviosTMC,H.C.Starck)的丁醇溶液中5分鐘,然后,浸到3,4-乙烯二氧噻吩(CleviosTMM,H.C.Starck)中1分鐘,形成導(dǎo)電聚合物涂層。聚合45分鐘后,在介質(zhì)層上形成一薄層聚(3,4-乙烯二氧噻吩)。在甲醇中洗滌陽(yáng)極,脫除反應(yīng)副產(chǎn)物,在液體電解質(zhì)中進(jìn)行陽(yáng)極氧化,并在甲醇中重新洗滌。重復(fù)此過(guò)程12次。然后,將部件浸到石墨分散體中,并干燥。最后,將部件浸到銀分散體中,并干燥。采用傳統(tǒng)的組裝技術(shù)得到成品部件。采用銅引線框架完成組裝過(guò)程。一旦電容元件與陰極端子連好,通過(guò)激光焊方法將陽(yáng)極引線與陽(yáng)極端子連接。接下來(lái),采用封裝環(huán)氧樹(shù)脂封裝引線框架。采用這種方式制造多個(gè)(50個(gè))150μF/6.3V的電容器部件。
實(shí)例2
采用實(shí)例1描述的方式形成電容器,但鉭粉與寬度1.35mm、厚度0.35mm的鉭板一起成型,壓成密度6.8g/cm3,制作圖2所示多孔陽(yáng)極體。采用這種方式制造多個(gè)部件(50個(gè))。
實(shí)例3
采用實(shí)例1描述的方式形成電容器,但鉭粉與寬度1.35mm、厚度0.35mm的鉭板一起成型,壓成密度6.8g/cm3,制作圖4所示多孔陽(yáng)極體。采用這種方式制造多個(gè)部件(50個(gè))。
比較例4
采用實(shí)例1描述的方式形成電容器,但僅成型直徑0.19mm的鉭引線,壓成密度6.8g/cm3,制作多孔陽(yáng)極體。采用這種方式制備多個(gè)(250)部件。
下表1總結(jié)了上文討論的各實(shí)例的特點(diǎn),包括鉭線直徑、激光焊的設(shè)置、成品電容器的DCL中值、電容中值、散逸因數(shù)中值及ESR中值。
表1
熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作出其它改動(dòng)和變化,但并不違背本發(fā)明的精神和范圍。此外,應(yīng)該理解的是,各實(shí)施例的各個(gè)方面可以整體或部分互換。此外,那些熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解的是,前述說(shuō)明只是舉例而已,并不用于限制本發(fā)明權(quán)利要求書中進(jìn)一步描述的范圍。