導(dǎo)電聚合物電極材料研究及其固體鉭電解電容器技術(shù).pdf

1、有機(jī)固體電解電容器具有高頻大容量、低等效串聯(lián)電阻、高可靠等特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、雷達(dá)、導(dǎo)彈、超音速飛機(jī)、自動(dòng)控制裝置等電子線路中，并滿足當(dāng)前電子電路日益高頻化的要求。該類電容器廣闊的應(yīng)用前景和潛在的巨大商業(yè)價(jià)值引起了企業(yè)和研究者的關(guān)注。目前高頻低ESR固體電解電容器的研究主要集中于高性能電極材料的制備以及電容器制備工藝兩個(gè)方面。本論文針對有機(jī)固體鉭電解電容器開展了從原料到材料到電極到電容器的系統(tǒng)而深入的研究工作，主要有：高得率導(dǎo)電聚

2、合物單體的合成研究、高電導(dǎo)率高穩(wěn)定性聚合物電極薄膜的制備研究、片式有機(jī)固體鉭電解電容器被膜工藝及相關(guān)機(jī)理研究、高頻低ESR有機(jī)固體鉭電解電容器的制備與性能研究、有機(jī)固體鉭電解電容器失效機(jī)理及可靠性研究、有機(jī)固體鉭電解電容器產(chǎn)業(yè)化可行性研究。論文的主要研究內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)歸納如下： 1．提出采用導(dǎo)電聚合物聚乙烯二氧噻吩作為片式固體電容器的陰極材料，獨(dú)特的化學(xué)原位聚合工藝使電容器的等效串聯(lián)電阻由300mΩ降低至40mΩ，電容器的頻率使用

3、范圍由10KHz提高至100KHz。(授權(quán)專利03105908.2)。 2．在乙撐二氧噻吩單體材料合成中，使用比表面積大、催化活性高的復(fù)合銅粉為催化劑，使用反應(yīng)物可溶而產(chǎn)物不溶促使平衡向正方向移動(dòng)的質(zhì)子型極性化合物為溶劑，使反應(yīng)溫度降低50℃、反應(yīng)時(shí)間縮短6小時(shí)，而產(chǎn)率提高近25％(專利申請?zhí)?00610055264.X)3．鑒于PEDT的的陽離子自由基聚合機(jī)理，聚合反應(yīng)速度快，反應(yīng)難以控制的難點(diǎn)，在聚合物電極薄膜制備過程中采用

4、獨(dú)特的氧化劑、溶劑體系和聚合改良劑，使聚合物薄膜的電導(dǎo)率高且可在10～100S/cm間調(diào)控(授權(quán)專利ZL03105755.1)。 4．在聚合物陰極電容器制備過程中采用表面活性處理和薄膜吸附技術(shù)提高電容器靜電容量引出率，使容量引出率由35％提高至95％(授權(quán)專利ZL03105907.4)。 5．首次采用在線摻雜原位沉積的PEDT電極薄膜，可在修補(bǔ)金屬氧化層缺陷的同時(shí)大幅提高聚合物薄膜的電導(dǎo)率，降低電容器ESR，同時(shí)還可簡化

5、被膜工藝。(授權(quán)專利03105908.2)6．首次通過在活化劑處理后的芯子表面沉積有機(jī)硅烷類偶聯(lián)劑，制備硅烷類偶聯(lián)劑-PEDT界面復(fù)合材料作為中間隔離層材料，研究結(jié)果表明中間隔離技術(shù)可顯著提高電容器的耐壓能力，在相同容量和外形尺寸的情況下，使用中間隔離技術(shù)后的產(chǎn)品工作電壓可提高一倍以上。 7．發(fā)現(xiàn)了在平坦與多孔表面沉積聚合物薄膜的電導(dǎo)率變化規(guī)律，提出并建立了受限空間內(nèi)導(dǎo)電聚合物薄膜生長機(jī)理及模型，為在多孔陽極表面沉積聚合物薄膜奠