一種制備聚吡咯的電化學(xué)聚合工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種制備聚吡咯的電化學(xué)聚合工藝，在電化學(xué)聚合過程中，使用含有支持電解質(zhì)的PH值調(diào)節(jié)劑將聚合溶液的PH值范圍控制在3.0～6.0之間；同時(shí)，將電化學(xué)聚合溫度限制在0-30℃之間，將電化學(xué)聚合時(shí)間限制在60-200min之間。本發(fā)明工藝使得制備得到的固體聚合物鋁電解電容器的漏電流性能和高溫高濕環(huán)境下的特性更佳。
【專利說明】一種制備聚吡咯的電化學(xué)聚合工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種固體電解電容器的制備聚吡咯的電化學(xué)聚合工藝。

【背景技術(shù)】
[0002] 我們知道，在高溫和高濕條件下長時(shí)間工作，固體電容器容易引起性能劣化，導(dǎo)致 容量減少，等效串聯(lián)電阻（ESR)增大，以及漏電流值增大。為了解決上述問題，以往的做法 中有，通過增加電容器的引腳一側(cè)的封裝樹脂的壁厚，延長封裝樹脂外端與電容器陰極和 陽極間的距離；或者在電容器引腳與封裝樹脂的接觸縫隙進(jìn)行再次涂覆樹脂，延緩空氣中 的氧氣和水汽的進(jìn)入，從而改善在高溫高濕條件下的電容器性能劣化。
[0003] 上述以往的做法中存在的問題是，通過增加封裝樹脂壁厚的方法，將導(dǎo)致電容器 的外形尺寸增大，結(jié)果導(dǎo)致難以實(shí)現(xiàn)小型化，特別不能滿足目前電子產(chǎn)品小型化的需求。而 通過在電容器引腳與封裝樹脂的接觸縫隙進(jìn)行再次涂覆樹脂的做法，在設(shè)備上難以實(shí)現(xiàn)自 動化，不利于產(chǎn)業(yè)化的大批量生產(chǎn)工藝，同時(shí)，對電容器產(chǎn)品外觀也有一定的影響。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題，包括解決固體聚合物鋁電解電容器的漏電流偏大和高 溫高濕環(huán)境下存儲性能不佳的問題。
[0005] 本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：提供一種制備聚吡咯的電化學(xué)聚合工藝，在電化學(xué)聚合 過程中，使用與支持電解質(zhì)為同一個(gè)物質(zhì)的PH值調(diào)節(jié)劑將聚合溶液的PH值范圍控制在 3. 0?6. 0之間；同時(shí)，將電化學(xué)聚合溫度限制在0_30°C之間，將電化學(xué)聚合時(shí)間限制在 60-200min 之間。
[0006] 進(jìn)一步的，所述PH值調(diào)節(jié)劑采用定時(shí)添加的方式添加至聚合溶液中。
[0007] 進(jìn)一步的，所述定時(shí)添加為每隔5-10min添加一次。
[0008] 進(jìn)一步的，所述電化學(xué)聚合溶液包括Py和支持電解質(zhì)。
[0009] 進(jìn)一步的，所述電化學(xué)聚合溶液的支持電解質(zhì)包含對甲基苯磺酸及其鹽、十二烷 基苯磺酸及其鹽、十二烷基磺酸及其鹽、樟腦磺酸及其鹽、苯磺酸及其鹽、萘磺酸及其鹽、丁 基萘磺酸及其鹽、酚磺酸及其鹽、磺基水楊酸及其鹽、磺基苯甲酸及其鹽、萘二磺酸及其鹽、 苯二磺酸及其鹽、蒽醌二磺酸及其鹽中的任一種。
[0010] 進(jìn)一步的，所述電化學(xué)聚合的電流密度為3mA/cm2?10mA/cm2之間。
[0011] 本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明無需增加封裝樹脂壁厚，無需增大電容器的外形尺 寸，有利于小型化發(fā)展；本發(fā)明無需增加新的設(shè)備且生產(chǎn)過程自動化，有利于產(chǎn)業(yè)化的大批 量生產(chǎn)；本發(fā)明成品性能中的漏電流性能以及高溫高濕環(huán)境下（85°C，85% RH，lOOOh后） 產(chǎn)品的特性明顯更好；本發(fā)明工藝簡單實(shí)用，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

【具體實(shí)施方式】
[0012] 實(shí)施例1 :
[0013] 在電化學(xué)聚合工序，將表面形成預(yù)導(dǎo)電層的鋁箔陰極部分與外加電極相連接作為 陽極，以不銹鋼電極為陰極在含0. 45M的Py和0. 35M的對甲基苯磺酸及其鹽的混合液中進(jìn) 行恒電流電解，控制聚合溶液溫度為〇°C，電流密度為3mA/cm2,時(shí)間為60分鐘，然后清洗烘 干；其中，通過定時(shí)每隔5min添加對甲基苯磺酸及其鹽的混合液來實(shí)現(xiàn)控制溶液PH值為 3. 0。
[0014] 實(shí)施例2 :
[0015] 除支持電解質(zhì)為十二烷基苯磺酸及其鹽，聚合溶液溫度為5°C，電流密度為7mA/ cm2,時(shí)間為75分鐘，通過定時(shí)每隔8min添加十二燒基苯磺酸及其鹽的混合液來實(shí)現(xiàn)控制 溶液PH值為4. 0外，其余同實(shí)施例1。
[0016] 實(shí)施例3:
[0017] 除支持電解質(zhì)為十二烷基磺酸及其鹽，聚合溶液溫度為30°C，電流密度為10mA/ cm2,時(shí)間為90分鐘，通過定時(shí)每隔lOmin添加十二燒基磺酸及其鹽的混合液來實(shí)現(xiàn)控制溶 液PH值為5.0外，其余同實(shí)施例1。
[0018] 實(shí)施例4:
[0019] 除支持電解質(zhì)為萘磺酸及其鹽，聚合溶液溫度為15°C，電流密度為6mA/cm2,時(shí)間 為75分鐘，通過定時(shí)每隔5min添加萘磺酸及其鹽的混合液來實(shí)現(xiàn)控制溶液PH值為4. 5外， 其余同實(shí)施例1。
[0020] 實(shí)施例5 :
[0021] 除支持電解質(zhì)為樟腦磺酸及其鹽，聚合溶液溫度為20°C，電流密度為5mA/cm2,時(shí) 間為120分鐘，通過定時(shí)每隔8min添加樟腦磺酸及其鹽的混合液來實(shí)現(xiàn)控制溶液PH值為 6.0外，其余同實(shí)施例1。
[0022] 實(shí)施例6 :
[0023] 除支持電解質(zhì)為苯磺酸及其鹽，聚合溶液溫度為15°C，電流密度為5mA/cm2,時(shí)間 為150分鐘，通過定時(shí)每隔5min添加苯磺酸及其鹽的混合液來實(shí)現(xiàn)控制溶液PH值為3. 0 夕卜，其余同實(shí)施例1。
[0024] 實(shí)施例7 :
[0025] 除支持電解質(zhì)為丁基萘磺酸及其鹽，聚合溶液溫度為25°C，電流密度為7mA/cm2， 時(shí)間為110分鐘，通過定時(shí)每隔5min添加丁基萘磺酸及其鹽的混合液來實(shí)現(xiàn)控制溶液PH 值為3. 5外，其余同實(shí)施例1。
[0026] 實(shí)施例8 :
[0027] 除支持電解質(zhì)為酚磺酸及其鹽，聚合溶液溫度為10°C，電流密度為7mA/cm2,時(shí)間 為160分鐘，通過定時(shí)每隔8min添加酚磺酸及其鹽的混合液來實(shí)現(xiàn)控制溶液PH值為4. 5 夕卜，其余同實(shí)施例1。
[0028] 實(shí)施例9 :
[0029] 除支持電解質(zhì)為磺基水楊酸及其鹽，聚合溶液溫度為5°C，電流密度為8mA/cm2,時(shí) 間為180分鐘，通過定時(shí)每隔lOmin添加磺基水楊酸及其鹽的混合液來實(shí)現(xiàn)控制溶液PH值 為5. 5外，其余同實(shí)施例1。
[0030] 實(shí)施例10 :
[0031] 除支持電解質(zhì)為磺基苯甲酸及其鹽，聚合溶液溫度為5°C，電流密度為8mA/cm2,時(shí) 間為120分鐘，通過定時(shí)每隔lOmin添加磺基苯甲酸及其鹽的混合液來實(shí)現(xiàn)控制溶液PH值 為4. 5外，其余同實(shí)施例1。
[0032] 實(shí)施例11 :
[0033] 除支持電解質(zhì)為萘二磺酸及其鹽，聚合溶液溫度為15°C，電流密度為5mA/cm2,時(shí) 間為150分鐘，通過定時(shí)每隔8min添加萘二磺酸及其鹽的混合液來實(shí)現(xiàn)控制溶液PH值為 4.0外，其余同實(shí)施例1。
[0034] 實(shí)施例12 :
[0035] 除支持電解質(zhì)為苯二磺酸及其鹽，聚合溶液溫度為10°C，電流密度為5mA/cm2,時(shí) 間為150分鐘，通過定時(shí)每隔8min添加苯二磺酸及其鹽的混合液來實(shí)現(xiàn)控制溶液PH值為 4. 5外，其余同實(shí)施例1。
[0036] 實(shí)施例13 :
[0037] 除支持電解質(zhì)為蒽醌二磺酸及其鹽，聚合溶液溫度為20°C，電流密度為3mA/cm2， 時(shí)間為200分鐘，通過定時(shí)每隔5min添加蒽醌二磺酸及其鹽的混合液來實(shí)現(xiàn)控制溶液PH 值為6.0外，其余同實(shí)施例1。
[0038] 對比例一：
[0039] 在電化學(xué)聚合工序，將表面形成預(yù)導(dǎo)電層的鋁箔陰極部分與外加電極相連接作為 陽極，以不銹鋼電極為陰極在含0. 2M的Py和0. 4M的對甲基苯磺酸鹽的混合液中進(jìn)行恒電 流電解，控制溶液溫度為35°C，電流密度為6mA/cm2,時(shí)間為30分鐘，然后清洗烘干；其中， 通過定時(shí)每隔5min添加對甲基苯磺酸及其鹽的混合液來實(shí)現(xiàn)控制溶液PH值為2. 0。
[0040] 對比例二：
[0041] 在電化學(xué)聚合工序，將表面形成預(yù)導(dǎo)電層的鋁箔陰極部分與外加電極相連接作為 陽極，以不銹鋼電極為陰極在含0. 45M的Py和0. 35M的萘磺酸鹽的混合液中進(jìn)行恒電流電 解，控制溶液溫度為45°C，電流密度為12mA/cm2,時(shí)間為10分鐘，然后清洗烘干；其中，通過 定時(shí)每隔lOmin添加萘磺酸及其鹽的混合液來實(shí)現(xiàn)控制溶液PH值為6. 5。
[0042] 對比例三：
[0043] 在電化學(xué)聚合工序，將表面形成預(yù)導(dǎo)電層的鋁箔陰極部分與外加電極相連接作為 陽極，以不銹鋼電極為陰極在含0. 5M的Py和0. 5M的十二烷基苯磺酸鹽的混合液中進(jìn)行 恒電流電解，控制溶液溫度為40°C，電流密度為ImA/cm2,時(shí)間為50分鐘，然后清洗烘干；其 中，通過定時(shí)每隔8min添加十二烷基苯磺酸及其鹽的混合液來實(shí)現(xiàn)控制溶液PH值為7. 5。
[0044] 在上述實(shí)施例和對比例的電化學(xué)聚合過程完成后，對形成導(dǎo)電高分子層的陰極部 分依次涂敷石墨和銀漿，通過設(shè)置陽極和陰極，形成電容器芯子；最后用環(huán)氧樹脂將電容器 芯子模塑封裝。
[0045] 效果比對
[0046]
【權(quán)利要求】
1. 一種制備聚吡咯的電化學(xué)聚合工藝，其特征在于：在電化學(xué)聚合過程中，使用含有 支持電解質(zhì)的PH值調(diào)節(jié)劑將電化學(xué)聚合溶液的PH值范圍控制在3. 0?6. 0之間；同時(shí)，將 電化學(xué)聚合溫度限制在0_30°C之間，將電化學(xué)聚合時(shí)間限制在60-200min之間。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備聚吡咯的電化學(xué)聚合工藝，其特征在于：所述PH值調(diào)節(jié) 劑采用定時(shí)添加的方式添加至聚合溶液中。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備聚吡咯的電化學(xué)聚合工藝，其特征在于：所述定時(shí)添加 為每隔5-10min添加一次。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的制備聚吡咯的電化學(xué)聚合工藝，其特征在于：所 述電化學(xué)聚合溶液包括吡咯（Py)和支持電解質(zhì)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備聚吡咯的電化學(xué)聚合工藝，其特征在于：支持電解質(zhì)包 含對甲基苯磺酸及其鹽、十二烷基苯磺酸及其鹽、十二烷基磺酸及其鹽、樟腦磺酸及其鹽、 苯磺酸及其鹽、萘磺酸及其鹽、丁基萘磺酸及其鹽、酚磺酸及其鹽、磺基水楊酸及其鹽、磺基 苯甲酸及其鹽、萘二磺酸及其鹽、苯二磺酸及其鹽、蒽醌二磺酸及其鹽中的任一種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備聚吡咯的電化學(xué)聚合工藝，其特征在于：所述電化學(xué)聚 合的電流密度為3mA/cm2?10mA/cm 2之間。
【文檔編號】C08G73/06GK104059226SQ201410292456
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月25日
【發(fā)明者】張易寧, 林俊鴻, 陳巧琳, 陳遠(yuǎn)強(qiáng), 王國平, 何騰云, 葛寶全 申請人:福建國光電子科技股份有限公司