本發(fā)明涉及電子材料和電子元器件，具體涉及一種固態(tài)電容及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、固態(tài)電容，通常稱作固態(tài)鋁質(zhì)電解電容，它與普通電容(即液態(tài)鋁質(zhì)電解電容)最大差別在于采用了不同的介電材料，液態(tài)鋁電容介電材料為電解液，而固態(tài)電容的介電材料則為導(dǎo)電性高分子材料。固態(tài)電容，通常具有高穩(wěn)定性、壽命長(zhǎng)、低esr和高額定紋波電流等特點(diǎn)。目前商品化的固態(tài)鋁電解電容主要有兩類：有機(jī)半導(dǎo)體鋁電解電容(os-con)和聚合物導(dǎo)體鋁電解電容(pc-con)。其中，固態(tài)鋁聚合物貼片電容則是結(jié)合了鋁電解電容和鉭電容的特點(diǎn)而形成的一種獨(dú)特結(jié)構(gòu)。同液態(tài)鋁電解電容一樣，固態(tài)鋁聚合物多采用貼片形式。高導(dǎo)電率的聚合物電極薄膜沉積在氧化鋁上，作為陰極，炭和銀為陰極的引出電極，這一點(diǎn)與固態(tài)鉭電解電容結(jié)構(gòu)相似。

2、而卷繞芯包式固態(tài)電容，是通過將陽(yáng)極箔、陰極箔和隔膜材料(如電解紙)卷繞在一起形成芯包，并經(jīng)過一系列工藝處理而制成的固態(tài)電容。這種電容的陰極電解質(zhì)采用導(dǎo)電聚合物，而非傳統(tǒng)的電解液，從而賦予了其獨(dú)特的性能優(yōu)勢(shì)?，F(xiàn)有的導(dǎo)電聚合物，例如(3,4-乙烯二氧噻吩單體)的聚合物和聚苯乙烯磺酸(pedot:pss)組合，材料電導(dǎo)率低，耐熱性差(在電容器上應(yīng)用，125℃負(fù)荷測(cè)試便容衰失效)、電容器的引出效率低、阻抗相對(duì)較高，針對(duì)現(xiàn)有導(dǎo)電聚合物的缺陷，現(xiàn)有技術(shù)仍未取得重大突破。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)和不足，本發(fā)明的目的之一在于提供一種固態(tài)電容的制備方法，先分別制備特殊a液和b液，再將卷繞式電容芯包含浸于前處理液進(jìn)行表面防腐保護(hù)處理，然后循環(huán)多次含浸于a液和b液并干燥，期間反應(yīng)形成固態(tài)電解質(zhì)且填充率更高，獲得高引出、esr更低、耐熱性更好的固態(tài)電容。該制備方法操作簡(jiǎn)單，控制方便，生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)成本低，可用于大規(guī)模生產(chǎn)。

2、本發(fā)明的目的之二在于提供一種固態(tài)電容，其引出率更高、esr更低、耐熱性更好。

3、本發(fā)明的目的之一通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種固態(tài)電容的制備方法，包括如下步驟：

4、(s1)、取苯并呋喃二酮類單體和溶劑a混合并加熱溶解，再加入導(dǎo)電聚合物溶液，攪拌均勻，得到a液；

5、(s2)、取氧化劑和溶劑b混合均勻，得到b液；

6、(s3)、取卷繞式電容芯包，經(jīng)熱干燥處理除水后，置于前處理液中含浸，含浸時(shí)間為2-10min，取出卷繞式電容芯包再次熱干燥處理，得到防腐芯包；

7、(s4)、將所述防腐芯包負(fù)壓含浸入所述a液中，含浸時(shí)間為1-10min，取出防腐芯包，經(jīng)預(yù)烘干處理，再經(jīng)真空/鼓風(fēng)干燥處理，得到a液處理的芯包；

8、(s5)、將所述a液處理的芯包負(fù)壓含浸入所述b液中，含浸時(shí)間為1-8min，再經(jīng)真空/鼓風(fēng)干燥處理，得到b液處理的芯包；

9、(s6)、記步驟(s4)和(s5)為一個(gè)循環(huán)，循環(huán)操作2-6次，且每一個(gè)循環(huán)后芯包含浸于乙醇中，含浸時(shí)間為3-8min，再經(jīng)真空/鼓風(fēng)干燥處理，得到固態(tài)電容。

10、本發(fā)明的固態(tài)電容的制備方法，先以苯并呋喃二酮類單體、溶劑a和導(dǎo)電聚合物溶液混合制a液，以氧化劑和溶劑b混合制b液，再將卷繞式電容芯包含浸于前處理液進(jìn)行表面防腐保護(hù)處理，在卷繞式電容芯包的氧化箔(通常指氧化鋁箔)表面形成保護(hù)層，有效防止后續(xù)a液b液反應(yīng)對(duì)氧化箔的腐蝕破壞從而引起高漏電流的情況，然后循環(huán)多次含浸于a液和b液并干燥，分別含浸a液后干燥和含浸b液后干燥，有利于防止在含浸過程中或含浸前就發(fā)生反應(yīng)，影響引出效果和溶液的儲(chǔ)存穩(wěn)定性，ab交替反復(fù)含浸是為了苯并呋喃二酮類單體和氧化劑能在卷繞式電容芯包內(nèi)部反應(yīng)，導(dǎo)電聚合物在芯包內(nèi)部原位聚合生長(zhǎng)，提高導(dǎo)電聚合物在氧化箔表面的填充率，從而提高引出率且導(dǎo)電聚合物的電導(dǎo)率更高(可達(dá)2000s/cm)、熱分解溫度更高(可達(dá)380℃)，更有利于降低esr并提高耐熱性，獲得高引出、esr更低、耐熱性更好的固態(tài)電容。其中，步驟(s6)中每一個(gè)循環(huán)后芯包完全含浸于無水乙醇中，以便清洗去除氧化劑，有效避免下一個(gè)循環(huán)在含浸過程中或含浸前就發(fā)生反應(yīng)而影響引出效果和導(dǎo)電聚合物在氧化箔表面的填充率。因卷繞式電容是通過隔膜材料(如電解紙)對(duì)a液、b液的吸附再烘干聚合，才能在芯包內(nèi)部形成聚合物負(fù)極層(陰極電解質(zhì))；而疊片電容表面不存在吸附材料，本發(fā)明所使用的a液、b液難以吸附在電容片的表面形成有效的負(fù)極層，致使不能達(dá)到有效的引出，不適用于疊片電容，特別適用于卷繞式電容。另外，步驟(s6)記步驟(s4)和(s5)為一個(gè)循環(huán)，其步驟(s4)連續(xù)操作至少1次，步驟(s5)連續(xù)操作至少1次。

11、優(yōu)選的，所述步驟(s3)中，卷繞式電容芯包的浸沒高度為低于卷繞式電容芯包離頂端距離的三分之一至二分之一，熱干燥處理是在150℃鼓風(fēng)干燥25-50min，再次熱干燥處理是在150℃鼓風(fēng)干燥25-50min。

12、采用上述技術(shù)方案，使前處理液滲透到卷繞式電容芯包中并形成防腐保護(hù)層，防止后續(xù)在原位聚合過程中反應(yīng)中間體對(duì)氧化箔的腐蝕破壞，介電層有損傷或變薄，從而引起高漏電流的缺陷。進(jìn)一步的，所述前處理液為pvdf溶液、聚丙烯樹脂溶液或氟碳樹脂溶液。

13、優(yōu)選的，所述步驟(s4)中，防腐芯包的浸沒高度為低于防腐芯包離頂端距離的三分之一到二分之一，且浸沒條件為負(fù)壓-0.06至-0.09mpa；含浸后取出防腐芯包時(shí)，將防腐芯包底部懸掛的液滴刮掉；預(yù)烘干處理是在60℃鼓風(fēng)干燥5-20min預(yù)烘干；真空/鼓風(fēng)干燥處理是在真空/鼓風(fēng)干燥箱80-150℃條件下干燥10-50min。

14、采用上述技術(shù)方案，使苯并呋喃二酮類單體和導(dǎo)電聚合物滲透到防腐芯包內(nèi)部，干燥去除多余的溶劑并使苯并呋喃二酮類單體和導(dǎo)電聚合物附著于防腐芯包內(nèi)部。含浸液是通過吸附作用進(jìn)入芯包內(nèi)部的，如果芯包浸沒高度過高，過多浸入含浸液，容易引起含浸液爬升至芯包導(dǎo)針引腳處，從而導(dǎo)致短路，漏電流飆升。

15、優(yōu)選的，所述步驟(s5)中，a液處理的芯包的含浸高度與步驟(s4)中的含浸高度相同，且浸沒條件為負(fù)壓-0.06至-0.09mpa；真空/鼓風(fēng)干燥處理是在真空/鼓風(fēng)干燥箱60-125℃條件下干燥5-50min。

16、采用上述技術(shù)方案，使氧化劑滲透到a液處理的芯包中，真空干燥處理過程中導(dǎo)電聚合物在芯包內(nèi)部原位聚合生長(zhǎng)，同時(shí)去除多余的溶劑。含浸a液b液時(shí)負(fù)壓-0.06至-0.09mpa，有效提高導(dǎo)電聚合物在芯包內(nèi)部的填充度，更有利于降低esr并提高耐熱性，獲得高引出、esr更低、耐熱性更好的固態(tài)電容。

17、優(yōu)選的，所述步驟(s6)中，真空/鼓風(fēng)干燥處理是在真空/鼓風(fēng)干燥箱60-150℃條件下干燥5-20min。

18、采用上述技術(shù)方案，以便去除多余的乙醇。

19、優(yōu)選的，所述苯并呋喃二酮類單體為3,7-二氫苯并[1,2-b:4,5-b’]二呋喃-2,6-二酮；所述溶劑a為二甲基亞砜、n,n-二甲基乙酰胺、n,n-二甲基甲酰胺、n-甲基吡咯烷酮、乙腈和碳酸丙烯酯的至少一種；所述導(dǎo)電聚合物溶液為固含量6-15mg/ml的pbfdo-二甲基亞砜溶液、pbfdo-n,n-二甲基乙酰胺溶液、pbfdo-n,n-二甲基甲酰胺溶液或pbfdo-n-甲基吡咯烷酮溶液。pbfdo即導(dǎo)電聚合物聚(苯并二呋喃二酮)。

20、優(yōu)選的，所述苯并呋喃二酮類單體和導(dǎo)電聚合物的質(zhì)量比為1-20:1；所述苯并呋喃二酮類單體和溶劑a溶解后的濃度為4-25mg/ml。

21、優(yōu)選的，所述氧化劑為有機(jī)醌類、磷鉬酸、過氧化物、金屬鹽類、過硫酸鹽、金屬氧化物、非金屬氧化物、過硼酸鹽和過苯甲酸類化合物中的至少一種。

22、采用上述技術(shù)方案，進(jìn)一步的，所述氧化劑為2,5-二甲基苯醌、磷鉬酸、過氧化氫、過氧化苯甲酰、高錳酸鉀、過硫酸鉀和過硼酸鈉中的至少一種。

23、優(yōu)選的，所述溶劑b為二甲基亞砜、乙醇、乙酸乙酯、n,n-二甲基乙酰胺、n,n-二甲基甲酰胺、n-甲基吡咯烷酮、去離子水、乙腈和碳酸丙烯酯中的至少一種；所述b液的濃度為2-100mg/ml。

24、本發(fā)明的目的之二通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種固態(tài)電容，采用如上所述的固態(tài)電容的制備方法制得。

25、本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明的固態(tài)電容的制備方法，先分別制備特殊a液和b液，再將卷繞式電容芯包含浸于前處理液進(jìn)行表面防腐保護(hù)處理，然后循環(huán)多次含浸于a液和b液并干燥，期間反應(yīng)形成固態(tài)電解質(zhì)且填充率更高，獲得高引出、esr更低、耐熱性更好的固態(tài)電容。該制備方法操作簡(jiǎn)單，控制方便，生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)成本低，可用于大規(guī)模生產(chǎn)。

26、本發(fā)明的固態(tài)電容，其引出率更高、esr更低、耐熱性更好。