導(dǎo)電高分子懸浮液及具有其的固態(tài)電解電容的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及固態(tài)電解電容技術(shù)領(lǐng)域，具體的是指一種導(dǎo)電高分子懸浮液及利用該 導(dǎo)電高分子懸浮液制成的固態(tài)電解電容。
【背景技術(shù)】
[0002] 導(dǎo)電高分子是近20年來的研究重點(diǎn)。利用分子本身具有的共輒π鍵的非定域化傳 遞電子而導(dǎo)電，導(dǎo)電性高分子也可進(jìn)行摻雜提升電子傳導(dǎo)能力，引入陰離子(P形)或陽離子 (N形)提升高分子電子傳導(dǎo)性。導(dǎo)電高分子如聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩或其衍生物聚合而成 的導(dǎo)電高分子，可應(yīng)用至抗靜電涂層，EMI涂層，薄膜或敏化染料太陽能電池電洞傳導(dǎo)層，鋁 電解電容與鉭電解電容中。
[0003] 固態(tài)電解電容的組成為陽極，介電層(形成于陽極上），陰極與固態(tài)電解質(zhì)，再經(jīng)由 封裝而成電子零組件。陽極材料為鋁，鉭，鈮等多孔隙金屬，介電層則為金屬氧化物如三氧 化二鋁，五氧化二鉭，陰極材料則為碳材，固態(tài)電解質(zhì)則為導(dǎo)電高分子(如聚吡咯、聚苯胺、 聚噻吩等）。因?yàn)閷?dǎo)電高分子具備耐熱性好，電導(dǎo)高，電荷轉(zhuǎn)移速度快等優(yōu)點(diǎn)，因此廣泛用于 固態(tài)電解電容。
[0004] 專利EPA440957與EP1227529B描述了聚苯乙烯磺酸鹽(PSSA)與3,4乙撐二氧噻吩 (EDOT)于水相進(jìn)行聚合反應(yīng)，生成PEDOT導(dǎo)電高分子懸浮液，以聚苯乙烯磺酸為PEDOT的摻 雜劑，因聚苯乙烯磺酸的親水性能將導(dǎo)電高分子很好的分散于水中，形成一穩(wěn)定的導(dǎo)電高 分子懸浮液。從而提升了 PEDOT的應(yīng)用性。
[0005] US6987663B介紹了將PED0T:PSS懸浮液添加粘結(jié)劑后將固態(tài)電解電容芯包浸泡于 導(dǎo)電高分子懸浮液內(nèi)，經(jīng)由烘干成膜后作為固態(tài)電解電容的電解質(zhì)。US7563290B， US7990683B專利介紹制作高電壓導(dǎo)電高分子懸浮液(PED0T:PSS)應(yīng)用于固態(tài)電解電容，且 突破電壓可大60WV。專利EP201000658提及使用交聯(lián)劑能改善導(dǎo)電高分子懸浮液的熱穩(wěn)定 性能，改善鉭固態(tài)電解電容的邊緣與邊角的收縮率，得到穩(wěn)定覆蓋的導(dǎo)電高分子膜，因此藉 由不同結(jié)構(gòu)的添加劑能對(duì)導(dǎo)電高分子懸浮液進(jìn)行改質(zhì)，提升PED0T:PSS懸浮液應(yīng)用價(jià)值。
[0006] 固態(tài)電解電容使用導(dǎo)電高分子懸浮液(PED0T:PSS)作為電解質(zhì)已在工作電壓100V 產(chǎn)品商品化。但其耐壓在到100V以上時(shí)，由于導(dǎo)電高分子鏈本身因先天聚合度的限制，無 法形成高分子長鏈，進(jìn)而在100V以上呈現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài)，限制了固態(tài)電容在電子產(chǎn)品輸入端 (AC至DC)的應(yīng)用，因此增加導(dǎo)電高分子懸浮液的耐壓變成了首要解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于解決上述問題而提出一種導(dǎo)電高分子懸浮液，通過在導(dǎo)電高分 子粒子中添加摻雜劑、導(dǎo)電性添加劑、粘結(jié)及耐壓提升劑來提升導(dǎo)電高分子懸浮液(PH)OT: PSS)的耐壓，改善傳統(tǒng)導(dǎo)電高分子鏈耐壓不足的缺陷，進(jìn)而提升產(chǎn)品的穩(wěn)定性及可靠度。
[0008] 本發(fā)明的另一目的在于提出一種固態(tài)電解電容，該固態(tài)電解電容包括上述導(dǎo)電高 分子懸浮液，該電解電容能夠解決傳統(tǒng)應(yīng)用于IOOV以上的電容會(huì)因?qū)щ娋酆衔飸腋∫耗碗?壓不足而降低產(chǎn)品可靠度及短路等問題，該固態(tài)電解電容應(yīng)用于高電壓環(huán)境下依然能保持 其可靠度。
[0009] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下： 本發(fā)明提出一種導(dǎo)電高分子懸浮液，包括導(dǎo)電高分子粒子、摻雜劑、導(dǎo)電性添加劑、粘 結(jié)劑及耐壓提升劑，所述導(dǎo)電高分子粒子的主體結(jié)構(gòu)為共輒結(jié)構(gòu)，導(dǎo)電高分子粒子包括但 不限于吡咯、苯胺、噻吩及其衍生物組成的組中的一種或多種，所述摻雜劑為聚合陰離子， 所述導(dǎo)電性添加劑為極性溶劑或者離子液體，所述粘結(jié)劑可溶于水相或有機(jī)溶劑內(nèi)，所述 耐壓提升劑可溶于水相或有機(jī)溶劑內(nèi)。
[0010] 進(jìn)一步的，所述聚合陰離子為多元酸及其鹽類，所述聚合陰離子為聚合羧酸類的 陰離子或聚合磺酸類陰離子。
[0011] 更進(jìn)一步的，所述聚合羧酸類的陰離子為聚甲基丙烯酸，聚馬來酸或聚丙烯酸中 的一種，所述聚合磺酸類陰離子為聚苯乙烯磺酸或聚乙烯磺酸中的一種。
[0012] 進(jìn)一步的，所述極性溶劑為砜基團(tuán)，內(nèi)酯基團(tuán)，酰胺基團(tuán)，糖與糖衍生物，二元醇或 多元醇中的一種。
[0013] 更進(jìn)一步的，所述砜基團(tuán)為二甲基亞砜，環(huán)丁砜或砜中的一種，所述內(nèi)酯基團(tuán)為 γ-丁內(nèi)酯或γ-戊內(nèi)酯中的一種，所述酰胺基團(tuán)為己內(nèi)酰胺，N，N-二甲基乙酰胺，N，-甲基 乙酰胺，N, N-二甲基甲酰胺，N-甲基甲酰胺，N-甲基甲酰苯胺或N甲基吡咯烷酮中的一種，所 述糖與糖衍生物為蔗糖，葡萄糖，山梨糖醇，甘露醇糖，赤鮮醇糖，木糖醇或阿拉伯糖中的一 種，所述二元醇或多元醇為乙二醇，二乙二醇，三乙二醇，丙三醇，三聚甘油，四聚甘油或多 聚甘油中的一種。
[0014] 進(jìn)一步的，所述粘結(jié)劑包括但不限于聚乙酸乙酯，聚丙烯酸酯，聚碳酸酯，聚酯樹 酯，聚胺酯樹酯，磺基聚酯，環(huán)氧樹酯，醇酸樹酯、聚乙烯醇，聚乙二醇，聚氧化乙烯組成的組 中一種或多種。
[0015] 進(jìn)一步的，所述耐壓提升劑為醇酸樹酯，聚酯樹酯，丙烯酸樹酯，聚胺酯樹酯，環(huán)氧 樹酯，三聚氰胺-甲醛樹酯，聚乙烯醇，聚乙二醇，聚氧化乙烯，磺酸聚酯，聚乙烯吡咯烷酮， 醋酸乙烯共聚物中的一種。
[0016] 本發(fā)明還提出一種固態(tài)電解電容，包括陽極、介電層、陰極及固態(tài)電解質(zhì)，所述固 態(tài)電解質(zhì)包括上述高分子懸浮液。
[0017] 本發(fā)明的有益效果： 1. 本發(fā)明所述的導(dǎo)電高分子懸浮液通過在導(dǎo)電高分子粒子中添加摻雜劑、導(dǎo)電性添加 劑、粘結(jié)及耐壓提升劑增加電子在電解質(zhì)膜層傳導(dǎo)的路徑，并且吸收一部分通過的電壓，從 而提升導(dǎo)電高分子所能承受的工作電壓，改善了傳統(tǒng)導(dǎo)電高分子鏈耐壓不足的缺陷，進(jìn)而 提升廣品的穩(wěn)定性及可靠度； 2. 應(yīng)用上述導(dǎo)電高分子懸浮液所制成的電解電容能夠解決傳統(tǒng)應(yīng)用于100V以上的電 容會(huì)因?qū)щ娋酆衔飸腋∫耗碗妷翰蛔愣档彤a(chǎn)品可靠度及短路等問題，該固態(tài)電解電容應(yīng) 用于高電壓環(huán)境下依然能保持其可靠度。
【附圖說明】
[0018] 圖1為本發(fā)明固態(tài)電解電容的一具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]其中，1-隔膜紙，2-負(fù)極材料，3-正極材料，4-正導(dǎo)針，5-負(fù)導(dǎo)針。
【具體實(shí)施方式】
[0020]需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相 互組合。下面將結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0021] 正如【背景技術(shù)】中最后一段所言，為了解決這一問題，本發(fā)明提出一種導(dǎo)電高分子 懸浮液，包括導(dǎo)電高分子粒子、摻雜劑、導(dǎo)電性添加劑、粘結(jié)劑及耐壓提升劑。
[0022] 其中，導(dǎo)電高分子粒子的主體結(jié)構(gòu)為共輒結(jié)構(gòu)，導(dǎo)電高分子粒子包括但不限于啦 咯、苯胺、噻吩及其衍生物組成的組中的一種或多種，優(yōu)選為噻吩或其衍生物，更優(yōu)選為3,4 乙撐二氧噻吩(EDOT)。
[0023] 摻雜劑為聚合陰離子，聚合陰離子為多元酸及其鹽類，所述聚合陰離子為聚合羧 酸類的陰離子或聚合磺酸類陰離子。在本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施方式中，所述聚合羧酸類的陰離 子為聚甲基丙烯酸，聚馬來酸或聚丙烯酸中的一種，所述聚合磺酸類陰離子為聚苯乙烯磺 酸