专利名称：用于电解电容器的导电涂层的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种导电涂层，特别涉及一种用于电解电容器的导电涂层。
背景技术：
固体电解电容器(如钽电容器)通常通过在金属引线周围压制金属粉末(如钽)、烧结压制部件、对烧结阳极进行阳极氧化，然后涂上一层固体电解质而制备。固体电解质层可由导电聚合物形成，如Sakata等人的专利号为5,457,862的美国专利、Sakata等人的专利号为5，473，503的美国专利、Sakata等人的专利号为5，729，428的美国专利和Kudoh等人的专利号为5，812，367的美国专利中所述。导电聚合物电解质通常通过将部件顺序浸到用于形成聚合物的独立的单体溶液中及催化剂和单体掺杂剂中而形成。这种技术的一个问题是通常很难形成相对较厚的固体电解质或者成本很高，固体电解质厚度大有助于实现良好 的机械强度和电气性能。此外，这些聚合物还会在电容器封装期间与部件剥离，对电气性能造成不良影响。为了解决这个问题，人们进行了种种尝试。例如，Merker等人的专利号为6，987，663的美国专利描述了使用一种覆盖固体电解质表面的聚合分散体。该聚合分散体通常包括掺杂了聚合阴离子(如聚苯乙烯磺酸(“PSS”))的聚(3，4-二氧噻吩“PEDT”)。遗憾的是，加入这种掺杂剂会显著提高分散体的复杂性和成本。此外，采用此类PED0T/PSS体系通常很难形成稳定的分散体，一般需要使用表面活性剂、粘结剂等。因此，需要提供一种具有良好的机械强度和电气性能的固体电解电容器。
发明内容
本发明的一个实施例公开了一种电解电容器，它包括一阳极体、一层覆盖在阳极体上的介质层和一层覆盖在介质层上的导电涂层。所述导电涂层包含由聚(离子液体)和本征导电的聚噻吩形成的颗粒。在本发明的另一个实施例中，公开了一种形成固体电解电容器的方法。所述方法包括在一个电容器元件上涂覆一种分散体，所述电容器元件包括一阳极体和一层介质层。所述分散体包括一种溶剂和由聚(离子液体)和本征导电的聚噻吩形成的颗粒。本发明的其它特点和方面将在下文进行更详细的说明。
本发明的完整和具体说明，包括对于本领域技术人员而言的最佳实施例，将结合附图在具体实施方式
中作进一步描述，在本发明说明书和附图中，同一附图标记表示相同或者相似特征或部件。其中
图I是本发明固体电解电容器的一个实施例的剖视图。
具体实施例方式定义这里使用的术语“聚(离子液体)”通常指的是在温度大约200°C或更低时为液体的聚合物；在一些实施例中，指的是在温度大约150°C或更低时为液体的聚合物；在一些实施例中，指的是在温度大约100°C或更低时为液体的聚合物；在一些实施例中，指的是温度大约是10°C至大约60°C时为液体的聚合物。关于“液体”，它指的是聚合物具有可识别的熔点(根据DSC分析)或只在所示温度可以流动。例如，一种可以流动的聚合物的粘度在所示温度可能低于大约10,000 mPa · S。因此，聚(离子液体)的液体状态指的是包含所有这些实施例，包括熔融状态和可流动状态。这里使用的术语“杂芳基”通常指的是1-14个碳原子和1-6个选自氧、氮、硫和磷的杂原子的取代或未取代芳基，包括单环体系(如咪唑基)和多环体系(如苯并咪唑-2-基和苯并咪唑-6-基)。对于多环体系来说，包括具有芳环和非芳环的稠环、桥环和螺环体系。如果其含有至少一个环杂原子且连接点是在芳环的 一个原子上(如1，2，3，4-四氢喹啉-6-基和5，6，7，8-四氢喹啉-3-基)，则适用术语“杂芳基”。杂芳基的实例包括吡啶基、呋喃基、噻吩基、噻唑基、异噻唑基、三唑基、咪唑基、咪唑啉基、恶唑基、异恶唑基、吡咯基、吡唑基、哒嗪基、嘧啶碱基、嘌呤基、酞嗪基、萘基吡啶基、苯并呋喃基、四氢苯并呋喃基、异苯并呋喃基、苯并噻唑基、苯并异噻唑基、苯并三唑基、吲哚基、异吲哚基、中氮茚基、二氢吲哚基、吲唑基、吲哚啉基、苯并恶唑基、喹啉基、异喹啉基、喹嗪基(quinolizyl)、喹唑啉基(quianazolyl)、喹喔啉基、四氢喹啉基、异喹啉基、喹唑啉酮基、苯并咪唑基、苯并恶唑基、苯并噻吩基、苯并哒嗪基、喋啶基、咔唑基、咔啉基、菲啶基、吖啶基、啡啉基、吩嗪基、吩恶嗪基、吩噻嗪基和邻苯二甲酰亚胺基。杂芳基可选择性的被1-8个取代基取代，或在某些实施例中被1-5或1-3或1-2个取代基取代。这里使用的术语“杂环的”或“杂环”通常指的是具有1-14个碳原子和1-6个选自氮、硫或氧的杂原子的取代或未取代、饱和或部分饱和的环状基团，包括单环体系和多环体系，多还体系包括稠环、桥环和螺环体系。对于具有芳环和/或非芳环的多环体系来说，当有至少一个环杂原子且连接点位于非芳环原子上(如十氢喹啉-6-基)时，适用术语“杂环的”或“杂环”。在一些实施例中，杂环基的氮和/或硫原子选择性地被氧化，以提供氮氧化物、亚硫酰基、磺酰基。更具体地说，杂环基包括但不限于，氮杂环丁基、四氢吡喃基、哌啶基、N-甲基哌嗪-3-基、哌嗪基、N-甲基吡咯烷-3-基、3-吡咯烷基、2-吡咯酮-I-基、吗啉基、硫代吗啉基、咪唑烷基和吡咯烷基。表明碳原子数的前缀(如C3-Cltl)指的是杂环基部分总的碳原子数，不包括杂原子数。“取代杂环的”或“取代杂环”或“取代杂环烷基”或“取代杂环基”指的是这里定义的被1-5或在一些实施例中被1-3个取代基(如取代环烷基)取代的杂环基。杂环基可选择性的被1-8个或在某些实施例中被1-5个或1-3个或1-2个取代基取代。详细说明
对于本领域技术人员来说，下面的内容仅作为本发明的具体实施例，并不是对本发明保护范围的限制。一般而言，本发明涉及一种分散体，所述分散体包含通过聚(离子液体)_调控聚合形成的本征导电的聚噻吩。不限制于理论，我们认为，噻吩单体可沿聚(离子液体)链聚合。采用这种方式，聚(离子液体)可作为聚合模板，提供基本均匀和稳定的颗粒分散体。这种分散体可作为固体电解质和/或与电解质电连接的导电涂层应用于电解电容器。无论如何，所述分散体能够更简单且经济高效地形成并应用于电容器结构中。此外，由于离子液体的存在，分散体是导电的，不需要加入常规的掺杂剂，如聚苯乙烯磺酸。例如，分散体在干状态时的比电导率大约是I西/厘米(“s/cm”)或更高，在一些实施例中大约是10 S/cm或更高，在一些实施例中大约是20 S/cm或更高，在一些实施例中大约是50 S/cm - 500 S/cm。本发明的聚(离子液体)包括一种聚阳离子种(polycationic species)和至少 一种反离子。所述聚阳离子种包括一个单体重复单元，所述单体具有至少一个作为“阳离子中心”的杂原子(如氮或磷)。此类杂原子单体的实例包括，例如，具有下述结构的季鎗(quaternary oniums)
权利要求
1.一种电解电容器，包括 一阳极体； 一层覆盖在阳极体上的介质层；及 一层覆盖在介质层上的导电涂层，其中导电涂层包括由聚(离子液体)和本征导电的聚噻吩形成的颗粒。
2.根据权利要求I所述的电解电容器，其中所述聚(离子液体)包含一种单体的重复单元，该单体包括至少一个作为阳离子中心的杂原子和一个反离子。
3.根据权利要求2所述的电解电容器，其中所述单体具有下述结构之一
4.根据权利要求2所述的电解电容器，其中所述单体包括杂芳基、杂环基，或两者的组口 ο
5.根据权利要求2所述的电解电容器，其中所述单体具有结构式(I)
6.根据权利要求2所述的电解电容器，其中所述单体具有结构式(II):
7.根据权利要求2所述的电解电容器，其中所述单体具有结构式(III)
8.根据权利要求2所述的电解电容器，其中所述单体是二烯丙基二甲基胺、I-甲基-4-乙烯基吡啶、I-乙烯基-3-乙基咪唑，或它们的组合。
9.根据权利要求2所述的电解电容器，其中所述反离子包括卤素、硫酸盐、磺酸盐、磺基琥珀酸盐、酰胺、酰亚胺、硼酸盐、磷酸盐、膦酸盐、锑酸盐、铝酸盐、脂肪酸羧酸盐、氰酸盐、乙酸盐，或它们的组合。
10.根据权利要求9所述的电解电容器，其中所述反离子包括氯化物、溴化物、六氟磷酸盐、二(五氟乙基磺酰)亚胺、油酸盐，或它们的组合。
11.根据权利要求I所述的电解电容器，其中所述聚噻吩具有下述结构
12.根据权利要求11所述的电解电容器，其中所述聚噻吩具有下述结构
13.根据权利要求I所述的电解电容器，其中所述聚噻吩是聚(3，4-乙烯基二氧噻吩)。
14.根据权利要求I所述的电解电容器，其中所述聚(离子)液体包括聚(二烯丙基二甲基氯化铵)、聚(I-甲基-4-乙烯基吡啶溴化物)、聚(I-乙烯基-3-乙基咪唑溴化物)、聚(二烯丙基二甲基胺)-二 (五氟乙基磺酰)亚胺、聚(I-甲基-4-乙烯基吡啶)油酸盐、聚(I-乙烯基-3-乙基咪唑)六氟磷酸盐，或以上化合物的组合。
15.根据权利要求I所述的电解电容器，其中所述颗粒的平均粒径大约是1-200纳米。
16.根据权利要求I所述的电解电容器，其中所述导电涂层位于电容器介质层附近。
17.根据权利要求I所述的电解电容器，进一步包括一种覆盖在介质层上的固体电解质，其中所述导电涂层覆盖在介质层和固体电解质上。
18.根据权利要求17所述的电解电容器，其中所述固体电解质包含导电聚合物。
19.根据权利要求I所述的电解电容器，其中所述导电涂层通常不含聚(苯乙烯磺酸)。
20.根据权利要求I所述的电解电容器，其中所述阳极体包括钽、铌或它们的导电氧化 物。
21.—种形成固体电解电容器的方法，所述方法包括在包括阳极体和介质层的电容器元件上涂覆一种分散体，其中所述分散体包括一种溶剂和由聚(离子液体)与本征导电的聚噻吩形成的颗粒。
22.根据权利要求21所述的方法，其中所述颗粒占分散体的大约O.I wt%- 10 wt%。
23.根据权利要求21所述的方法，其中所述溶剂包括水。
24.根据权利要求23所述的方法，其中所述水至少占分散体中的溶剂的大约50wt%。
25.根据权利要求21所述的方法，其中所述有机溶剂至少占分散体中的溶剂的大约50Wt%。
26.根据权利要求21所述的方法，其中所述电容器元件进一步包括一种覆盖在介质层上的固体电解质，其中所述分散体涂覆在固体电解质上。
全文摘要
本发明公开了一种分散体，包含通过聚(离子液体)-调控聚合形成的本征导电的聚噻吩。不限制于理论，我们认为，噻吩单体可沿聚(离子液体)链聚合。采用这种方式，聚(离子液体)可作为聚合模板，提供基本均匀和稳定的颗粒分散体。这种分散体可作为固体电解质和/或与电解质电连接的导电涂层应用于电解电容器。无论如何，该分散体能够更简单、经济高效地形成并应用于电容器结构中。此外，由于离子液体的存在，分散体是导电的，不需要加入常规的掺杂剂，如聚苯乙烯磺酸。例如，分散体在干状态时的比电导率大约是1西/厘米(“S/cm”)或更高，在一些实施例中大约是10S/cm或更高，在一些实施例中大约是20S/cm或更高，在一些实施例中大约是50S/cm–500S/cm。
文档编号H01G9/028GK102723202SQ20111041753
公开日2012年10月10日 申请日期2011年12月14日 优先权日2010年12月14日
发明者J·安库鲁曼, L·库巴克, M·比乐 申请人:Avx公司, 有机化学中心有限责任公司