專利名稱：雙極性音頻固體鋁電解電容器及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電容器及其制備方法，尤其是涉及一種成本低、電性能參數值優(yōu)異且質量一致性能保證的雙極性音頻固體鋁電解電容器及其制備方法。
背景技術：
音響分頻網絡中分頻器的作用是將前級輸入的音頻功率信號根據設計要求分成幾個頻段，然后將這些不同頻段的信號分別輸送到低頻、中頻和高頻揚聲器單元；根據揚聲器有效頻率范圍，低頻單元與中頻單元的音頻信號分頻頻率一般選擇在1200 2250Hz，而中頻單元與高頻單元的音頻信號分頻頻率選擇在1500 6250Hz ；早期在分頻器中所使用的鋁電解電容器，常用兩只極性電解電容器對接代用，這樣使用效果會產生音頻功率信號衰減和失真嚴重，由于對高保真(Hi-Fi)音響的追求，從電解電容器家族派生出一種分頻網絡專用的雙極性(BP)電解電容器。電解電容器由于價格相對便宜，有足夠大旳電容量，在分頻器的低通和帶通網絡中廣泛使用。低通和帶通網絡雖然頻率不是太高，但是在純交流的低壓大電流狀態(tài)下工作， 使用鋁電解電容器時，需要特別關注其ESR(串連等效電阻)、損耗角正切值和漏電流值，以及頻率、溫度阻抗特性等電性能指標。本發(fā)明方法制作的固體鋁電解電容器較原先非固體鋁電解電容器能提升多項電性能指標值，是制作高品質雙極性鋁電解電容器的創(chuàng)新技術。通常固體聚合物鋁電解電容器制備方法，可分為以下方法(一 )疊片式導電聚合物固體鋁電解電容器疊片式導電聚合物固體鋁電解電容囂以化學或電化學聚合的聚合物作為電容器導電陰極。工藝流程如下裁切陽極箔充當電極——浸聚合氧化劑溶液------烘干-------浸聚合物
單體溶液-------烘干-------涂復膠體石墨--------涂銀層---------疊層組合成
型------樹脂封裝-------測量--------成品。這種工藝制備時，其缺點在于，工藝復雜，產品合格率低，成本較高，具體為1.化學聚合時聚合物附著量少，須多次反復浸漬。2.聚合膜結構，附著性及均勻性受工藝條件影響大，極易造成產品一致性差。3.需制備現場精確控制聚合工藝參數，聚合反應會受溫度、試劑濃度、PH值、以及聚合時間等諸多因素影響。4.在形成導電聚合物層后需覆合石墨層、銀層涂層、疊片等工藝處理，生產成本尚ο( 二)卷繞型聚合物膜固體鋁電解電容器其工藝流程如下裁切陽極箔充當電極------用隔離膜卷繞成芯子-------浸可溶導電聚合物溶
液-------烘干---------加電壓老練------烘干-------封裝------測量------成ρ
BFI ο此種方法由于芯子多層隔離層和電極箔層，聚合物溶液均勻滲透困難，受固化過程中溶劑揮發(fā)影響，固化后在電極上難形成完整導電膜層。另受聚合物溶液的粘度、浸漬真空度、溫度、成膜干燥程度等諸多因素，易造成容量小，而面接觸電阻大易造成產品等效串聯電阻(ESR)大，具體為1.由于在芯子的內外隔層吸液不等，成膜均勻性差。2. 一遍浸完固化后，二次浸漬溶液繼續(xù)滲透困難。3.導電聚合物形成受多道工藝過程影響，工藝控制難度較大。

發(fā)明內容
本發(fā)明目的在于解決以前制備工藝制作雙極性鋁電解電容器存在的問題和不足， 制備出成本低且質量與一致性能保證的聚苯胺雙極性固體鋁電解電容器。為達成上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案雙極性音頻固體鋁電解電容器，包括外殼6、外殼內設置電容器芯子1，所述的電容器芯子包括表面巳覆膜形成導電聚合物層的陽極電極箔11，電極箔11上固定電極引出線12，隔離紙4包覆導電聚合物層并與陽極電極箔11卷繞形成電容器芯子1，所述的電極引出線12穿過外殼端部的封裝橡皮頭7伸出外殼外部。雙極性鋁電解電容器采用固體電解質，固體電解質用可溶性高分子導電聚合物， 電解質的形成方式采用電極箔覆蓋，加入溶膠液促成膜層面結合，制作步驟(1)陽極化成箔機械鉚接引出線并成盤卷盤；(2)釘鉚好引出線的化成箔覆聚合物導電材料膜；(3)隔離紙覆聚合物導電材料膜；(4)覆膜化成箔、覆膜隔離紙經機卷園柱狀電容器芯子；(5)芯子浸無氺淬取液，去除覆膜層雜質；(6)芯子浸溶膠，聯接導電膜層貫穿網絡導電通道；(7)施加直流電場，電容器芯子電化學修復；(8)加熱芯子干燥并固化；(9)裝入鋁柱體殼內，防潮封裝。上述步驟O)中，其覆膜流程為I、可溶性聚苯胺溶液制備有機溶劑及其它部份材料采用摻雜聚苯胺、間甲酚、N-甲基吡咯烷酮、二甲苯、 丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、樟腦磺酸、十二烷基苯磺酸、磷酸三丁酯等。用化學法聚合本征態(tài)聚苯胺后，得極細粉末(如中科院成都有機化學研究所產品)。將本征態(tài)聚苯胺粉末用去離子水浸泡6小時(去離子水體積10倍于聚苯胺)。布氏漏斗墊濾布，過濾浸泡后的聚苯胺，依次用高純度去離子水清洗沉淀物，直至撿測無殘留鹵素離子。清洗后聚苯胺材料在溫度ioo°c烘箱中充分干燥。稱取定量有機酸(十二烷基苯磺酸0. 1-1M、樟腦磺酸0. 1-1M)、聚苯胺0. 5-2. 5M 于研磨攪拌容器中，加入N-甲基吡咯烷酮攪拌M小時。用布氏漏斗墊濾布，濾去沉淀，翠綠清液為摻雜導電聚苯胺溶液。
導電電解質涂覆溶液合成摻雜導電聚苯胺為導電填料、1-10 %樟腦磺酸助溶材料、在間甲酚溶劑中低溫下超聲攪拌12小時后，裝入密封容器。II、釘鉚好引出線的化成箔以0. 1-10毫米/每秒速度經過盛有聚苯胺涂覆溶液
品.οIII、帶有熱風隧道窯風干，溫度在30-100°C。IV、覆膜過程同時連續(xù)成盤卷盤。上述步驟(3)中，其隔離紙覆聚合物導電材料膜流程為I、切割后成卷隔離紙在60-80°C烘箱干燥4-12小時II、隔離紙在盛有聚苯胺涂覆導電溶液盒中以0. 1-10毫米/每秒速度拖浸。III、涂浸后隔離紙，連續(xù)風干成卷。步驟(5)中，淬取液為甲醇、乙醇、乙二醇。步驟(6)中，芯子浸溶膠為硅溶膠、碳溶膠，真空度小于1333 或加數個氣壓浸漬，浸漬溫度20-60°C，I-M小時。步驟(8)中，加熱芯子的熱源為遠紅外熱源，干燥并固化30-100°C 1-48小時。采用上述技術方案，本發(fā)明覆膜卷繞型制固體鋁電解電容器的生產方法，能解決以前制備工藝制作雙極性鋁電解電容器存在的問題和不足，制備出成本低且質量與一致性都能保證的聚苯胺雙極性固體鋁電解電容器；本發(fā)明雙極性固體鋁電解電容器，旨在提供一種不必區(qū)分正、反向電壓50-100V的固體鋁電解電容器。主要應用于音響分頻電路的Bp 電容器，電容器使用固體導電電解質，具有溫度及頻率阻抗特性具佳，有良好的音效保真效果。有極低串連等效電阻，與相同非固體鋁電解電容器比較，具有更大的功率負載。


以下用附圖對本發(fā)明詳細說明圖1是本發(fā)明示意圖一；圖2是本發(fā)明的示意圖二。
具體實施例方式以下結合附圖及實施例對本發(fā)明詳述如圖1、圖2所示的本發(fā)明的實施方式，雙極性音頻固體鋁電解電容器，包括外殼 6、外殼內設置電容器芯子1，所述的電容器芯子包括表面巳覆膜形成導電聚合物層的陽極電極箔11，電極箔11上固定電極引出線12，隔離紙4包覆導電聚合物層并與陽極電極箔11 卷繞形成電容器芯子1，所述的電極引出線12穿過外殼端部的封裝橡皮頭7伸出外殼外部。雙極性鋁電解電容器采用固體電解質，固體電解質用可溶性高分子導電聚合物， 電解質的形成方式采用電極箔覆蓋，加入溶膠液促成膜層面結合，制作步驟(1)陽極化成箔機械鉚接引出線并成盤卷盤；(2)鉚好引出線的化成箔覆聚合物導電材料膜；其覆膜流程為I、可溶性聚苯胺溶液制備有機溶劑及其它材料可采用聚苯胺、間甲酚、N-甲基吡咯烷酮、二甲苯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、樟腦磺酸、十二烷基苯磺酸、磷酸三丁酯等。稱取定量有機酸(十二烷基苯磺酸0. 1-1M、樟腦磺酸0. 1-1M)、聚苯胺0. 5-2. 5M于研磨攪拌容器中，加入N—甲基吡咯
6烷酮攪拌M小時。用布氏漏斗墊濾布，濾去沉淀，翠綠清液為摻雜導電聚苯胺溶液。導電電解質涂覆溶液合成摻雜導電聚苯胺為導電填料、1-10 %樟腦磺酸助溶材料、在間甲酚溶劑中低溫下超聲攪拌12小時后，裝入密封容器。II、鉚好引出線的化成箔以0. 1-10毫米/每秒速度經過盛有聚苯胺涂覆溶液；III、帶有熱風隧道窯風干，溫度在30_100°C。IV、覆膜過程連續(xù)成盤卷盤。(3)隔離紙覆聚合物導電材料膜；其隔離紙覆聚合物導電材料膜流程為I、切割后成卷隔離紙在60_80°C烘箱干燥4-12小時II、隔離紙在盛有聚苯胺導電覆膜溶液盒中以0. 1-10毫米/每秒速度拖浸。III、涂浸后隔離紙，連續(xù)風干成卷。(4)覆膜化成箔、覆膜隔離紙經機卷園柱狀電容器芯子；(5)芯子浸無氺淬取液，去除膜層雜質；淬取液為甲醇、乙醇、乙二醇。(6)芯子浸溶膠，聯接導電膜層貫穿網絡導電通道；芯子浸溶膠為10-30%硅溶膠、碳溶膠，真空度小于1333 或加數個氣壓浸漬，浸漬溫度20-60°C，I-M小時。(7)施加直流電場(50-120V)，芯子電化學修復；(8)加熱芯子干燥并固化；加熱芯子的熱源為遠紅外熱源，干燥并固化30-100°C， 1-48小時。(9)裝入鋁柱體殼內，防潮封裝。本發(fā)明中，制作固體電容器關鍵工序是在電極箔介質膜上及隔離紙形成導電高分子膜層和溶膠貫穿層間聯接導電通道。電極箔覆膜通常采用化學和電化學方法，化學法可采用聚合物單體和氧化劑交替加入，在可控的條件下原位聚合成高分子膜。采用電化學法時，電聚合前，還需在電極箔上已形成絕緣電介質膜上預處理形成導電層，然后電場下電化學聚合導電膜。本發(fā)明采用拖涂方式，從導電聚苯胺覆膜液儲料盒中拖出箔條，隨即進行烘干，在箔條上覆蓋滲透于微孔的均勻的導電聚苯胺膜層。用化學法聚合本征態(tài)聚苯胺(EB態(tài))，依次用高純度去離子水清洗，直至撿測清冼后水無色，硝酸銀撿測清洗后水中無殘留鹵素離子，清洗好聚苯胺在60-100°C烘箱中充分干燥。稱取定量有機酸(十二烷基苯磺酸、樟腦磺酸等)、聚苯胺于攪拌容器中，加入二甲苯、間甲酚、N-甲基吡咯烷酮等攪拌M小時。用布氏漏斗墊濾布，濾去沉淀，翠綠清液為摻雜導電聚苯胺溶液。導電電解質溶液合成摻雜導電聚苯胺、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、溶劑(如二甲苯、N-甲基吡咯烷酮、間甲酚)、磷酸三丁酯等在低溫下攪拌12小時后，裝入密封容器。聚苯胺電解質固體鋁電解電容器制作用電極箔鉚接引出線后和特種電容器紙(或適合襯墊材料)，經拖浸導電電解質覆膜溶液并烘干后，專用機器卷繞成電容器芯子。電容器芯子烘干，經溶劑淬取去除雜質后，重新烘干。浸入溶膠中?？梢暜a品設計參數決定浸漬方式。在負壓和加壓旳浸漬工藝過程間隔中或浸漬后，按設計電壓進行老練，老練溫度次序常溫——高溫(+85°C )——常溫，按額定老練電壓處理結束后，在溫度30-80°C烘箱中充分干燥電容器芯子。電容器芯子裝上橡皮塞、鋁殼進行封裝。試驗例50ν .5μ ·雙極性音頻鋁電解電容器(產品尺寸Φ IOX 16)，已化成陽極電極箔， 分切8mm寬/箔條，釘鉚引出線。在盛裝聚苯胺電解質溶液中0. I-IOmm/每秒拖出，在60°C 恒溫箱中數小時烘干，放入干燥皿儲存。經拖浸干燥后箔條、隔離紙卷繞成電容器芯子，無氺淬取液去除部份末聚合單體分子、氧化劑、及雜質。處理后芯子需再次充分烘干。芯子在專用電容器浸漬罐中，抽真空小于1333 后，注入二氧化硅溶膠液。數小時后大氣加壓I-IOKg氣壓。加壓結束后取出，經額定老練電壓處理后，在遠紅外干燥器中干燥數小時。充分干燥芯子后經引出線裝橡皮塞、放入鋁殼經機誡卷邊封裝。結果參見表1.(本試驗例:50V1. 5μ f, Φ 10X16，對比例某國際品牌 CE-BP (LZ) 50V1. 5 μ f、 Φ 12. 5X21)表 1.
權利要求
1.雙極性音頻固體鋁電解電容器，包括外殼(6)、外殼內設置電容器芯子(1)，其特征在于所述的電容器芯子包括表面巳覆膜形成導電聚合物層的陽極電極箔(11)，電極箔 (11)上固定電極引出線(12)，隔離紙(4)包覆導電聚合物層并與陽極電極箔(11)卷繞形成電容器芯子(1)，所述的電極引出線(12)穿過外殼端部的封裝橡皮頭(7)伸出外殼外部。
2.如權利要求1所述的雙極性音頻固體鋁電解電容器的制備方法，其特征在于雙極性鋁電解電容器采用固體電解質，固體電解質用可溶性高分子導電聚合物，電解質的形成方式采用電極箔覆蓋，加入溶膠液促成膜層面結合，制作步驟(1)陽極化成箔機械鉚接引出線并成盤卷盤；(2)釘鉚好引出線的化成箔覆聚合物導電材料膜；(3)隔離紙覆聚合物導電材料膜；(4)覆膜化成箔、覆膜隔離紙經機卷圓柱狀電容器芯子；(5)芯子浸無氺淬取液，去除膜層雜質；(6)芯子浸溶膠，聯接導電膜層貫穿網絡導電通道；(7)施加直流電場，芯子電化學修復；(8)加熱芯子干燥并固化；(9)裝入鋁柱體殼內，防潮封裝。
3.如權利要求2所述的雙極性音頻固體鋁電解電容器的制備方法，其特征在于上述步驟O)中，其覆膜流程為I、可溶性聚苯胺溶液制備有機溶劑及其材料采用聚苯胺、間甲酚、N-甲基吡咯烷酮、二甲苯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、樟腦磺酸、十二烷基苯磺酸、磷酸三丁酯；稱取定量有機酸(十二烷基苯磺酸0. 1-1M、樟腦磺酸0. 1-1M)、聚苯胺0. 5-2. 5M于研磨攪拌容器中，加入N-甲基吡咯烷酮攪拌M小時。用布氏漏斗墊濾布，濾去沉淀，翠綠清液為摻雜導電聚苯胺溶液。導電電解質涂覆溶液合成摻雜導電聚苯胺為導電料、1-10%樟腦磺酸助溶材料、在間甲酚溶劑中低溫下超聲攪拌12小時后，裝入密封容器。II、釘鉚好引出線的化成箔以0.1-10毫米/每秒速度經過盛有聚苯胺覆膜溶液；III、帶有熱風隧道窯風干，溫度在30-100°C。IV、覆膜過程同時連續(xù)成盤卷盤。
4.如權利要求2所述的雙極性音頻固體鋁電解電容器的制備方法，其特征在于上述步驟(3)中，其隔離紙覆聚合物導電材料膜流程為I、切割后成卷隔離紙在60-80°C烘箱干燥4-12小時II、隔離紙在盛有聚苯胺導電溶液盒中以0.1-10毫米/每秒速度拖浸。III、涂浸后隔離紙，連續(xù)風干成卷。
5.如權利要求2所述的雙極性音頻固體鋁電解電容器的制備方法，其特征在于步驟 (5)中，淬取液為甲醇、乙醇、乙二醇。
6.如權利要求2所述的雙極性音頻固體鋁電解電容器的制備方法，其特征在于步驟(6)中，芯子浸溶膠為硅溶膠、碳溶膠，真空度小于1333 或加數個氣壓浸漬，浸漬溫度 20-60°C, 1-24 小時。
7.如權利要求2所述的雙極性音頻固體鋁電解電容器的制備方法，其特征在于步驟⑶中，加熱芯子的熱源為遠紅外熱源，干燥并固化30-100°C，1-48小時。
全文摘要
雙極性音頻固體鋁電解電容器，包括外殼、外殼內設置電容器芯子，芯子由巳覆膜形成導電聚合物層的陽極電極箔，電極引出線，覆膜隔離紙組成，引出線穿過外殼端部的封裝橡皮頭(7)伸出外殼外部制作步驟陽極化成箔機械釘鉚引出線并成盤卷盤；鉚好引出線的化成箔覆聚合物導電材料膜；隔離紙覆聚合物導電材料膜；覆膜化成箔、覆膜隔離紙經機器卷圓柱狀電容器芯子；芯子浸無氺淬取液，去除膜層雜質；芯子浸溶膠，聯接導電膜層貫穿網絡導電通道；施加直流電場，芯子電化學修復；加熱芯子干燥并固化；裝入鋁柱體殼內，防潮封裝；本發(fā)明制備出成本低、電性能參數值優(yōu)異且質量一致性都能保證的聚苯胺雙極性固體鋁電解電容器。
文檔編號H01G9/04GK102412067SQ201010294168
公開日2012年4月11日 申請日期2010年9月21日 優(yōu)先權日2010年9月21日
發(fā)明者姜正明 申請人:姜正明