一種聚合物片式疊層固體鋁電解電容器的制備方法與流程
本發明涉及電容器技術領域，具體涉及一種聚合物片式疊層固體鋁電解電容器的制備方法。
背景技術：
聚合物片式疊層固體鋁電解電容器以導電高分子作為電解質，與傳統液體鋁電解電容器相比，具有體積更小、性能更好、寬溫、長壽命、高可靠性和高環保等諸多優點。目前聚合物片式疊層固體鋁電解電容器的制備工藝主要是通過再化成工藝修復鋁箔陰極區側面形成氧化層，化學聚合或電解聚合方法在鋁箔陰極區表面形成導電聚合物膜，之后在導電聚合物膜上依次涂覆石墨和銀漿，形成電容器單元；多個單元間經過疊層粘接在引線框上，分別引出陽極和陰極，用環氧樹脂進行封裝。
現有技術制作工藝流程如圖1所示，通過該制作工藝，雖然可以制備性能較優的聚合物片式疊層固體鋁電解電容器，但因現有鋁箔再化成工藝修復形成的氧化鋁層厚度3~5μm，與原鋁箔氧化層厚度10~50μm存在較大差異，且修復形成的氧化鋁層致密度也難以達到原鋁箔氧化層的水平。鋁箔修復效果不良導致產品漏電流偏大，其成品性能穩定性特別是耐壓能力方面一直存在較大隱患，產業化成品率偏低，影響了該類產品的經濟效益。
技術實現要素：
本發明要解決的技術問題，在于提供一種聚合物片式疊層固體鋁電解電容器的制備方法，以解決聚合物片式疊層固體鋁電解電容器的鋁箔側面修復效果不良導致產品漏電流偏大，耐壓能力較差的問題。
本發明的技術方案為：
一種聚合物片式疊層固體鋁電解電容器的制備方法，所述方法包括如下步驟：
（1）裁切：選取鋁箔進行裁切；
（2）陰陽極分區：在裁切好的鋁箔上涂覆阻隔膠劃分陰極和陽極；
（3）再化成：將鋁箔的陰極區浸入化成溶液中，施加電壓進行鋁箔側面氧化膜的修復；
（4）制備第一陰極層：在步驟（3）制得的鋁箔陰極區上采用化學聚合工藝制備第一陰極層；
（5）制備第二陰極層：在第一陰極層上采用電解聚合工藝制備第二陰極層；
（6）制備邊緣高介電層:在步驟（5）得到的鋁箔陰極區側面邊緣覆蓋上一層高介電層；
（7）制備第三陰極層：在步驟（6）得到的鋁箔陰極區涂覆石墨和銀漿制備第三陰極層;
（8）后處理：利用處理后的單元，采用常規工藝制備形成聚合物片式疊層固體鋁電解電容器。
優選的，所述步驟（6）中，所述邊緣高介電層材料可以是Al2O3、TiO2、Si3N4、SiO2、聚酰亞胺、聚酰胺、聚氨酯中的一種或幾種。
優選的，所述步驟（6）中，制備所述邊緣高介電層的方法可以是掩膜法、印刷法、浸漬法、涂敷法中的一種。
優選的，所述步驟（6）中，所述邊緣高介電層厚度范圍在10μm~50μm。
有益效果：在現有聚合物片式疊層固體鋁電解電容器工藝的基礎上，在鋁箔側面邊緣的導電聚合物膜與石墨層之間增加高介電層進行隔離，可以降低漏電流，提升耐壓能力，使產品性能更穩定，滿足市場對固體電解電容器的需求，制備工藝可操作性強，具有顯著的經濟效益和社會效益。
【附圖說明】
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是現有技術中制備的制備工藝流程圖；
圖2是使用本發明的方法制備形成的電容器單元結構示意圖。
圖中：1、氧化鋁；2、聚合物膜；3、邊緣高介電層；4、石墨層；5、銀漿層；6、鋁。
【具體實施方式】
為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
以下是本發明的較佳實施例，但本發明不僅限于此。
實施例1
一種聚合物片式疊層固體鋁電解電容器的制備方法，包括如下步驟：
（1）裁切：選取3VF鋁箔進行裁切，寬度3.6mm，長度12mm；
（2）陰陽極分區：使用涂覆阻隔膠在選好的鋁箔上劃分陰極區與陽極區，其中陰極區長度4.9mm；
（3）再化成：將步驟（2）中的鋁箔的陰極區浸入含3%己二酸銨的化成溶液中，施加3V直流電壓進行鋁箔側面氧化膜的修復；
（4）制備第一陰極層：在步驟（3）制得的鋁箔陰極區上通過化學聚合方式制備導電聚吡咯，形成第一陰極層；
（5）制備第二陰極層：在步驟（4）制得的導電聚吡咯第一陰極層上采用電解聚合的方式形成導電聚吡咯第二陰極層。
（6）制備邊緣高介電層：通過掩膜法在步驟（5）制得的鋁箔陰極區側面邊緣覆蓋上一層Al2O3粉末凝膠，并在85℃烘箱中烘干10分鐘，制得厚度為10μm的邊緣高介電層。
（7）制備第三陰極層：將步驟（6）制得的鋁箔陰極區浸入導電石墨漿料中10s后緩慢提拉取出，自然晾干10min后在100℃烘箱中烘干10分鐘；再浸入導電銀漿中10s后緩慢提拉取出，自然晾干10min后在100℃烘箱中烘干10分鐘，制備第三陰極層。
（8）后處理：將步驟（7）制得的電容器單元經過疊層粘接在引線框上，并用環氧樹脂封裝，在105℃下老化2小時，最后進行引腳成型，制得聚合物片式疊層鋁電解電容器。
實施例2
與實施例1不同的是，步驟（6）中鋁箔陰極區側面邊緣覆蓋的高介電材料為SiO2粉末凝膠，邊緣高介電層厚度為30μm。
實施例3
與實施例1不同的是，步驟（6）中鋁箔陰極區側面邊緣覆蓋的高介電材料為聚酰亞胺粉末凝膠，邊緣高介電層厚度為50μm。
實施例4
與實施例1不同的是，步驟（6）中鋁箔陰極區側面邊緣覆蓋的高介電材料為Al2O3/聚酰亞胺復合凝膠。
實施例5
與實施例1不同的是，步驟（6）中鋁箔陰極區側面邊緣高介電層的制備方法為涂敷法。
實施例6
與實施例1不同的是，步驟（1）中選取的鋁箔為10VF鋁箔，步驟（3）中施加的直流電壓為10V，步驟（6）中鋁箔陰極區側面邊緣高介電層厚度為30μm。
對比例1
與實施例1不同的是，取消步驟(6)。
對比例2
與實施例6不同的是，取消步驟(6)。
上述實施例1-5制備成2V/330μF電容器，實施例6制備成6.3V/100μF電容器，測試電容器的容量、損耗、ESR，漏電流值，以及耐壓值，數據如表1所示：
表1為實施例與對比例的電容器電性能比較：
由上述實施例與對比例的電性能數據可以看出，實施例1~5的漏電流值均較對比例1顯著下降，同時耐壓能力均較對比例1顯著提升；實施例6的漏電流值較對比例2顯著下降，同時耐壓能力較對比例2顯著提升。
雖然以上描述了本發明的具體實施方式，但是熟悉本技術領域的技術人員應當理解，我們所描述的具體的實施例只是說明性的，而不是用于對本發明的范圍的限定，熟悉本領域的技術人員在依照本發明的精神所作的等效的修飾以及變化，都應當涵蓋在本發明的權利要求所保護的范圍內。
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