[发明专利]包含胶体工作电解液的湿式电解电容器

说明书

技术领域

本发明涉及包含胶体工作电解液的湿式电解电容器。

背景技术

高电压电解电容器在许多应用中被用作能量贮藏器，包括可植入医疗设备。这些电容器都需要很高的能量密度，因为它需要将植入型设备的整体尺寸减到最小。这对于植入型心律转复除颤器(“ICD”)，也被称为植入型除颤器尤其是这样，因为用于提供除颤脉冲的高电压电容器占用多达三分之一的ICD体积。此类ICD通常串联使用两个到四个电解电容器，以实现用于实施电击所需的高电压。一般来说，由于电解电容器的小尺寸而使用金属箔(例如，铝箔)。因为电容器的静电电容与其电极面积成比例，所以金属箔的表面可以在形成介电薄膜前，使其粗糙或化学转化来提高有效面积。使金属箔的表面粗糙的步骤称为蚀刻。通常地，蚀刻是通过浸入盐酸的方法(化学蚀刻)或通过在盐酸水溶液中进行电解的方法(电化学蚀刻)来实现的。电解电容器的电容由阳极金属箔的粗糙程度(表面面积)和氧化膜的介电常数来决定的。

由于蚀刻金属箔的表面积有限，另外还尝试在湿式电解电容器中采用多孔烧结颗粒，即“液态钽”电容器。例如，钽颗粒可通过在高压下压缩粉末并在高温下烧结形成海绵状结构，该结构非常坚固和密实的，但同时也很是高孔隙度的。由此得到的钽颗粒的多孔性提供了一个很大的内表面面积。然而，尽管其表面积大，但钽颗粒可能仍存在高的等效串联电阻和高灵敏度的电容-频率，特别是在医疗设备中高电压下经常会遇到。不稳定性或电容器中包含的电解液的退化特别地加剧了这些问题。

因此，当前有必要改善在植入型医疗设备，如除颤器中使用的湿式电解电容器。

发明内容

根据本发明的一个实施例，公开了湿式电解电容器包括一阳极，所述阳极包含一通过压紧和烧结粉末形成的阳极氧化压片，一阴极，所述阴极包含涂覆有导电聚合物的金属基体，以及一工作电解液，所述工作电解液与所述阳极和所述阴极相连通。所述工作电解液是以胶体的形式存在，并包含一有机酸的铵盐、无机氧化物颗粒、酸和包含水的溶剂系统。所述工作电解液的pH值为约5.0到约8.0。

根据本发明的另一个实施例，公开了一用于湿式电解电容器的工作电解液。所述电解液包括约1wt％至约40wt％的至少一种有机酸铵盐，约0.01wt％至约10wt％的至少一种酸，大约0.5wt％至约20wt％的无机氧化物颗粒，约30wt％至约70wt％的水，和约5wt％至约40wt％的至少一种辅助溶剂。所述工作电解液是以胶体的形式存在，并且具有约5.0到约8.0的pH值，以及在25℃温度下，测定具有从约10至80毫西门子每厘米的导电率。

根据本发明的另一个实施例，公开了一种形成固体电解电容器的方法。所述方法包括形成一混合物，所述混合物包括一有机酸的铵盐、无机氧化物颗粒、酸和含水的溶剂系统；诱导所述混合物凝胶化，使其具有约50°至90°的第一相角δ；放置凝胶化的混合物，使其与阳极、阴极或是两者接触连通，其中，所述阳极包括一通过压紧和烧结粉末形成的阳极氧化压片，以及所述阴极包括涂覆有导电聚合物的金属基体；并且其后，允许所述混合物进一步凝胶成一工作电解液，所述工作电解液具有0°至约20°的第二相角δ，其中所述工作电解液进一步具有约5.0到约8.0的pH值。

本发明的其他方面及特征将在下面进行更详细的描述。

附图说明

本发明的完整和具体说明，包括对于本领域技术人员而言的最佳实施例，结合附图和附图标记在具体实施方式中作进一步描述

图1是本发明湿式电解电容器的一个实施例的透视图；

图2是本发明电容器中使用的一阳极的实施例的俯视图；

图3是图2阳极的主视图；

图4是展示了图2阳极与外壳组件组装形成图1中所示电容器的透视图。

在本说明书及附图中，同一附图标记表示本发明相同或者相似的特征或部件。

具体实施方式

应该理解，对于本领域技术人员来说，下面的内容仅为本发明的示范性实施例的描述，并不是对本发明更广泛的保护范围的限制，本发明更广泛的内容将通过所述示范性结构体现出来。