[发明专利]导电聚合物电解质铝电容器制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种导电聚合物电解质铝电容器的制造方法，该制造方法的特点是将在化学聚合生成导电聚合物的过程中，使电容器元件处于低气压气氛中，并且对电容器元件施加间断性的电压，使聚合过程中的高温和应力对阳极箔的损伤及时得到修复，减小了电容器的漏电流，提高了电容器的可靠性。

背景技术

电容器是最常见的电子元器件之一，广泛应用于各类电子产品之中。目前市场上的电容器主要有铝电解电容、薄膜电容、钽电容、瓷介电容、独石电容、纸介电容、云母电容、陶瓷电容等，其中使用最广的是铝电容器，其产量约占全部电子组件的40%左右。

铝电容器最初使用液态电解质，其寿命短，等效串联电阻大，同时安全性不好。后来出现使用固体电解质的铝电容器，先后发展出二氧化锰型铝电容器、TCNQ型铝电容器，后来发展出导电聚合物电解质铝电容器，导电聚合物的类型先后有聚苯胺、聚吡咯及其衍生物、聚噻吩及其衍生物等类型。随着铝电容技术的发展和电解质的不断改进，电容器的寿命、等效串联电阻（ESR）、耐纹波能力等性能得到了极大的提升。但是随之出现了新的问题，由于使用液态电解质的铝电容器自我修复能力强，基本不存在漏电流的问题，而导电聚合物电解质铝电容器基本不具备自我修复能力，漏电流较大，同时，导电高分子材料内的有机小分子物质导致元件内pH 值降低，对阳极箔产生腐蚀作用。

导电聚合物电解质铝电容器通常的制造方法为（如图1所示）：按照预设的额定电压和容量选择原材料，将阳极箔、阴极箔、电解纸按照一定的宽度和长度裁切以后，重叠并卷绕，并使用胶带将卷绕结构固定住。将制作好的电容器元件浸入一定pH值的、具有缓冲性的化成液中，施加电压使阳极箔、阴极箔之间产生电势差，对阳极化成铝箔进行化成修复，然后进行高温碳化，使隔离层变为疏松多孔结构。碳化之后，浸渍制备导电聚合物的原料溶液，将元件置于加热装置中进行一定程度、一定时间的加热，使原料发生化学聚合反应，生成导电聚合物。将聚合完成的元件使用胶板和铝外壳进行密封，并清洗表面污渍之后，施加电压进行老化处理以降低漏电流，并进行分选剔除不良品。

在该制作方法中，在聚合高温环境中，组成电容器元件的阳极化成铝箔不仅要受到高温引发的热胀冷缩作用，还要受到由于原料聚合产生的应力作用，阳极化成箔上的氧化铝膜极易发生破裂，或者氧化铝膜上的细小裂缝扩大导致漏电流增大，甚至短路。由于聚合的时候没有在缺陷产生的初期进行修复，导致缺陷扩大，后期老化效果不佳，导致产品不合格。而且，该方法无法将有机小分子物质排出，在使用或者放置过程中，由于阳极箔受到腐蚀，导电聚合物电解质铝电容器的漏电流会增大导致性能不合格，甚至短路。

目前在导电聚合物电解质铝电容器行业，世界领先水平的制造技术（主要为日本企业）全流程产品合格率也只有90%左右，其中，不合格品里面60%以上为漏电流不合格产品。漏电流产生的主要原因就是高温聚合产生的阳极箔氧化层损伤，如果能够消除损伤，可以将产品合格率提高到95%以上。

当前消除这种损伤的主要措施是在电容器组装完成后施加电压进行老化，使受损部位钝化减少漏电流。但是，有的损伤太大，无法使损伤部位完全钝化，甚至使受损部位扩大导致产品短路。如果能够在损伤产生之前或者损伤产生的同时进行修复，那么绝大多数损伤就不会产生或者产生初期就被制止，产品的漏电状况可以得到极大的改善，漏电不合格品的数量大大减少，总合格率上升。而当前排出有机小分子物质主要靠聚合时的高温，但是由于电容器元件是卷绕结构，包裹紧密，而且聚合温度普遍低于200℃，排出效果不明显。

发明内容

本发明的目的在于提出一种导电聚合物电解质铝电容器制造方法，解决现有产品漏电流大的问题。

本发明的另一目的在于提出一种导电聚合物电解质铝电容器制造方法，解决现有制造工艺漏电不良产品比例过高的问题，提高产品总合格率。

为了达到以上两个目的，本发明以下技术方案（如图2所示）：一种导电聚合物电解质铝电容器的制造方法，其步骤包括：裁切铝箔和电解纸，重叠在一起进行卷绕并固定，然后焊接正、负极引线；将制作的电容器元件浸泡到化成液中，施加电压对阳极化成铝箔进行修复，然后将修复后的电容器元件置于高温下放置一定的时间；待电容器元件冷却后，元件浸渍单体和氧化剂溶液；将浸渍了单体和氧化剂溶液的元件放入控温装置中，进行加热聚合；聚合完成后，用橡胶塞和铝外壳对元件进行密封，清洗去除油垢；进行老化分选。其特征在于：加热聚合过程中，使元件处于负压气氛中，聚合温度呈梯度变化，并且对元件施加梯度变化的直流电压。