导电高分子固体铝电解电容器的研究

导电高分子固体铝电解电容器的研究

本文介绍了采用化学聚合方法在质膜1203面制备出导电聚吡咯薄膜并将其作为新型固体铝电解电容器阴极的有关实验研究结果及进展。

1新型固体铝电解电容器的结构特点及制作工艺1.1新型固体铝电解电容器的结构容器的结构意。如结构，固体铝电解电容收稿日期220808修回日期22，8基金项目1家自然科。；4玷金，7，27津然14学基金，236，新型电子材料与元器件方面的教学与科研工作，发学术论文3，余篇。

器的阴极是紧附着于质膜面的导电聚吡传统铝电解电容器中浸渍在电容器纸中的糊状工作电解液。固体铝电解电容器的负极引出则是在导电聚吡略薄膜面再涂覆胶体石墨和银浆并焊接引出线而成。

1.2新型固体铝电解电容器制作工艺过程导电聚吡咯固体铝电解电容器的制作过程为阳极铝箔准备腐蚀铝箔阳极氧化形成1203介质膜裁片铆正极引线再形成修补氧化膜化学聚合导电聚吡咯膜涂覆胶体石墨和银胁阋缓附痈杭，咭焕狭芬坏缧阅懿饬俊，显然，固体电解电容，的制作过程在再形成前同的也是非常关键的制作工艺，是用化学聚合方法在氧化膜面制备出作为电容器阴极的导电聚吡咯膜层。众所周知，铝电解电荇器具行中位体枳电容量人即比容大的特点，是因为作为阳极的铝箔通过腐蚀工艺面形成lh土不平的孔洞以增大其有效友面积，而用阳极氧化法形成的紧附于铝箔面的人1203介质层由于厚度仅为几十至几百纳米其面亦呈现lh不1；状态，人1此在这样的，面再形成刚打忭好均幻连续且电导率高的聚吡咯薄膜将是成功地制作出电性能参数满足设计要求的固体铝电解电容器的关键。

导电聚吡咯可以通过化学聚合和电化学聚合方法获得。由于电容器介质人1203膜是电绝缘性的，因此本实验接采用单的化学聚合方法在介质膜面制谷导电聚吡咯脱。吡咯单体屈厂节杂环化合物，由厂其化学势较低，可与许多氧化剂发生化学聚合，如当用，6，3作氧化剂，其反应式为2实验由于导电高分子固体铝电解电容器的结构特点，即接将导电聚吡咯膜阴极制作在介质膜上，而+是在正负极间夹有电容器纸吸附工作电解液，因此制作择较高的，能电压与工作电压比值系数。

采用化学聚合方法制备导电聚吡咯膜。首先分别分析纯用去离子水配制成1定浓度的氧化剂，吡咯艰体化学纯经蒸馏后用无水乙醉分析纯配制成1定浓度的吡咯单体溶液备用。然后将附有入1203介质膜的阳极错箱先后浸入吡咯单体溶液和氧化剂溶液中，在人12，3膜面化学聚合生成导电聚吡咯膜，同样的化学聚合过程重复至次，以使聚吡咯膜达到定的厚度。

用去离子水和无水乙醇充分清洗导电聚吡咯膜，待干燥后再涂覆胶体石墨和银浆层作为负极引出，制成叠筢式结构的电容器样品，用树脂包封。对电容器样品施加1.3，1.4倍的工作电压进行老练以减小漏电流和剔除不合格样品。

对月3化学聚合方法在氧化膜面形成的导电聚啦和1池解屯容器漏屯流测试仪分别测量屯矜器的吧容量损耗角正切和漏电流；电容量和损耗角正切的温JtftlllWAYNEKERRMULTIBRlDGE 6425fllGZESPECMPC2000A型高低温循环烘箱测量；阻抗频率特性由14275多频点0测试仪测出。

3实验结果与讨论实验明，电界器的电容试和损耗值所聚合的导电聚吡咯膜的电导率及膜层在介质膜面的覆盖率和均匀性密切相关。当不能在介质膜面形成均匀致密附着良好的高电导率聚吡咯膜层时，电容器的损耗值很大，电容量很小。而导电聚吡咯膜的电导率膜层的均匀性及覆盖率则是决定于聚吡咯膜层的制备条件即化学聚合中氧化剂种类的选用氧化剂和吡略单体溶液浓度聚合温度聚合时间以及聚合次数等因素的。

经过多次实验，本研宄得到的最佳成膜条件为，采用质量分数为3040的，6，3和40的吡咯单体溶液在室温下聚合次所得到的电容器样品电性能最好，己接近或达到目前日本松下公司同类产品性能指标水平，如1.2为入1203介质膜和生长在其面上的导电聚吡咯膜的SEM面形貌照V.

性能本研宄结果日本松下公司额定电压，电容量范围MF损耗角正切tg3漏电流k 00407或3叫取大值5彡0040厂或3从人取大值4分别为以工作电解液为阴极的电解电容器和以导屯聚吡咯膜为刚极的电解电容器在电界试温度特性和损耗角正切温度特性方面的比较。特性曲线明，相对于以工作屯解液为阴极的电解电容器，导电聚吡咯电解电容器具有平坦的温度特性，尤其在低温区域，后者的温度稳定性较之前者尤为明显。

显然，这是由于以工作电解液为阴极的电解电容器其工作电解液的电阻率随着温度的降低而逐渐，大，致使其损耗，大，电容量减小，而导电聚吡咯膜的电导率具有良好的热稳定性，扩展了其低温使用范围。此外，当温度逐渐，高时，由于导电聚吡咯膜的热膨胀系数大于阳极氧化膜人2，3的热膨胀系数，致使导电聚吡咯膜与多孔性入1203面接触更加紧密，因此电容量，大，损耗相应稍有增加。工作电解液电解电容器1610埤，5导电聚吡咯电解电容器16，10卟工作电解液电解电容器1610埤，3导电聚吡咯电解电容器1610垆频率特性，显然，与工作电解液电解电容器相比，导电聚吡咯电解电容器具有高频低阻抗特性。中，在大于141时，其阻抗值较大是由于电容器样品的结构引线位置和接触还存在缺陷，造成的电感较大，有待进步改进。

制作出的电容器的初始漏电流较大，达到几百微安甚至更大，经老练工艺可降低2，3个数量级，达到技术要求，与1扎厘。如呢8等人有关研宄结果致，有关研宄内容待发。

结论用化学聚合方法直接在铝电解电容器入12，3介质膜新型固体铝电解电容器。测得电容器的性能指标为额定工作电压，06.316，电容量范围2.2，33，损耗角正切15彡0.06120出，+200，漏电流4彡0.04或3取大值，并且具有平坦的电容量温度特性，损耗角正切温度变化曲线和高频低阻抗特性。