專利名稱：包含導電高分子材料的固態電容器及其制備方法
技術領域：
本發明屬于鉭電容器技術，具體的涉及一種以導電高分子聚合物作為陰極的固態電容器及其制備方法。
背景技術：
電容器作為一種能儲存電荷的裝置，結構是由相對的兩個極板所構成。通過直流電時，電荷會儲存在極板而電流將不流動，通過交流電時，電子則會穿梭于陰極和陽極之間，形成電流通電狀態。同時，電容器亦可借由將絕緣片插入兩片極板之間而構成；因極板材質不同而可區分為鋁質電容、鉭質電容、陶瓷電容、多積層陶瓷電容、高分子電容以及其他各式各樣的電解電容。在這些電容器中，鉭質電容因使用鉭絕緣片使得其電容值相對于體積的比例為最高，即同等體積下電容值最高。而且因為鋁質電容的電容值會因溫度而產生變化，所以鉭質電容的頻率特性優于鋁質電容。同時，現有技術中已經出現了有關于ED0T(3，4乙烯二氧噻吩3， 4-ethylenedioxythiophene)的研究報告揭露其蒸餾制造工法。從1910年起，3，4-二烷氧基噻吩(3，4-dialkoxythiophenes)合成后的產物，就是我們熟知的二硫醇二羥基乙酸酯和草酸酯聚合反應，經過烴化反應，皂化反應和脫酸反應之后的產物，1945年，Fager小組就開展了使用銅和氧化鉻催化劑制造噻吩的研究工作 (E. Fager, J. Am. Chem. Soc.，67 (1945)，2217-2218)。1948 年美國發表的專利 US2, 453，103 記載了關于在180攝氏度高溫環境下使用特殊銅粉進行的3，4- 二甲氧基噻吩-2，5- 二羧酸月兌酸反應(3,4-dimethoxythiophene-2, 5-dicarboxylic acid)。 Overberger/」、組 1951 年通過無溶劑的銅催化劑在180攝氏度至190度的溫度下合成3，4_ 二甲氧基噻吩(3， 4-dimethoxythiophene)(C. Overberger,J. Am. Chem. Soc.，73(1951)，2956-2957)。Merz 小組1996年發明了一種在250攝氏度下不使用任何溶劑反應，僅使用3，4_ 二甲氧基噻吩二羧酸脫酸(3，4-dimethoxythiophene dicarboxylic acid)作為初始材料來合成二甲氧基噻吩的方法，但是該方法的不足是，在此項高溫反應下產生的化合物，由于不具有反應中的稀釋溶劑，所以必須經過數道分離及精煉程序來合成。同時，Coffy小組證明了使用金屬觸媒來進行脫酸反應是一種極佳狀態；也就是在攝氏180-200度下反應時，加入0. 25當量的銅粉當作觸媒(Synthetic Communications，26 (11)，2205-2212)。一般而言，電解電容器適用于分路或并聯回路，主要都在小范圍額定電壓內工作， 所以其用途都在面向低溫狀態或頻率問題；例如，定時控制，調頻電路等。而其對于處理漏電流的能力常用于高增益放大器，如立體聲音響，錄音機等電器。大部分的電解質是在形成固態電解電容之前，先進行化成工序。而在化成工序之前，是先進行電解質的塑化過程。此項過程主要是在多孔狀的材料之上形成氧化鉭(Ta2O5)層作為絕緣層，而這種固態電解質薄膜層是決定電容器特性的關鍵因素。同時，大部分電容器特性降低主要來自于電解質的阻抗，此類阻抗被稱作等效串聯電阻(equivalent series resistance，ESR)。在ESR值較高的狀態下，由于阻抗造成的損失增加，尤其是在低溫狀態下電容值下降的變化特別明顯。電解質材料的阻抗特性對于電容器絕緣層特性的恢復，抗低溫能力，處理高頻的能力以及壽命周期等，都有絕對的影響。傳統電容器一般會使用硼類材料為電解質，但因其具有較大的等效串聯電阻值，所以在處理較高的交流電壓回路的應用上，經過長時間使用之后，會明顯發生耐壓下降的現象。
發明內容
本發明提供了一種采用導電高分子材料，具有絕佳的低漏電處理能力及強化擊穿電壓的包含導電高分子材料的固態電容器及其制備方法。該電容器具有更強的擊穿電壓 (BDV)及改進的漏電流(LC)特性，老化后不會產生瞬間擊穿現象。其制備方法簡單，容易實現工業化規模生產。本發明所采用的技術方案如下一種包含導電高分子材料的固態電容器，其特征在于所述固態電容器包含的導電高分子材料為如下有機單體聚合而成a)單體一為噻吩并[3，44]-(1-氧-4-磺酰基)硫化環戊烷，其分子式為C6H6OS2 ；b)單體二為噻吩并[3，4-b]_l，4-二噁英-2-甲醇(EDT-甲醇)，其分子式為 C7H8O3S ；C)單體三的結構式為
權利要求
1. 一種包含導電高分子材料的固態電容器，其特征在于所述固態電容器包含的導電高分子材料為如下有機單體聚合而成a)單體一為噻吩并[3，4-b]-(l-氧-4-磺酰基)硫化環戊烷，其分子式為C6H6OS2；b)單體二為噻吩并[3，4-b]-l，4-二噁英-2-甲醇(EDT-甲醇)，其分子式為C7H8O3S ；c)單體三的結構式為
2.根據權利要求1所述的包含導電高分子材料的固態電容器，其特征在于所述單體一的結構式為
3.根據權利要求1所述的包含導電高分子材料的固態電容器，其特征在于所述單體三的重量濃度范圍是70-90%。
4.一種包含導電高分子材料的固態電容器的制備方法，其特征在于所述制備方法包括利用鉭粉制備電容器陽極；對陽極進行氧化在陽極表面形成氧化膜；將如下結構式的單體一、單體二和單體三以化學聚合法和電化學聚合法塑化得到導電高分子材料薄膜層；以碳膠或銀涂膠層方式連接陰極板。
5.根據權利要求4所述的包含導電高分子材料的固態電容器的制備方法，其特征在于所述單體一為噻吩并[3，4-b]-(l-氧-4-磺酰基)硫化環戊烷，其分子式為C6H6OS2 ； 單體二為噻吩并[3，4-b]-l，4-二噁英-2-甲醇(EDT-甲醇)，其分子式為C7H8O3S; 單體三的結構式為
6.根據權利要求4所述的包含導電高分子材料的固態電容器的制備方法，其特征在于所述單體一的結構式為所述單體二的結構式為
全文摘要
一種包含導電高分子材料的固態電容器及其制備方法，該固態電容器包含以三種單體導電高分子材料為有機單體聚合而成，單體一為C6H6OS2，單體二為C7H8O3S。該包含導電高分子材料的固態電容器采用導電高分子材料，具有絕佳的低漏電處理能力及強化擊穿電壓。該電容器具有更強的擊穿電壓(BDV)及改進的漏電流(LC)特性，老化后不會產生瞬間擊穿現象。其制備方法簡單，容易實現工業化規模生產。
文檔編號H01G9/028GK102176390SQ20111003666
公開日2011年9月7日 申請日期2011年2月12日 優先權日2011年2月12日
發明者鄔建國 申請人:固安福愛電子有限公司