导电高分子 在固体钽电解电容器中的应用
导电高分子 在固体钽电解电容器中的应用
引言 随着电子技术向自动化和小型化发展,也要求钽电解电 容器朝着小型化、片式化、高性能的方向发展。阴极材料 不仅严重影响钽电解电容器的电容量、损耗角正切、等效 串联电阻和阻抗的温度频率特性,而且严重影响钽电解电 容器的漏电流、纹波特性、温度特性、使用寿命和可靠性, 因此,改进和开发新型阴极材料是提高钽电解电容器性能 的重要途径 目前钽固体电解电容器的阴极材料主要是二氧化锰。但 是二氧化锰钽电解电容器存在诸多问题。￥ 近年来,随着导电高分子的迅速发展,许多研究工作者 用聚吡咯( Polypyrrole)、聚噻吩、聚苯胺( Polyaniline)以及 它们的衍生物等导电高分子来代替二氧化锰
一、引言 • 随着电子技术向自动化和小型化发展，也要求钽电解电 容器朝着小型化、片式化、高性能的方向发展。阴极材料 不仅严重影响钽电解电容器的电容量、损耗角正切、等效 串联电阻和阻抗的温度频率特性，而且严重影响钽电解电 容器的漏电流、纹波特性、温度特性、使用寿命和可靠性， 因此，改进和开发新型阴极材料是提高钽电解电容器性能 的重要途径。 • 目前钽固体电解电容器的阴极材料主要是二氧化锰。但 是二氧化锰钽电解电容器存在诸多问题。 ￥ • 近年来，随着导电高分子的迅速发展，许多研究工作者 用聚吡咯(Polypyrrole)、聚噻吩、聚苯胺(Polyaniline)以及 它们的衍生物等导电高分子来代替二氧化锰
导电高分子钽电解电容器 和二氧化锰钽电解电容器的比较 由于导电高分子可以在室温的条件下合成,不需要热分解 减少了对氧化膜的破坏,这可以减少中间形成次数。由于导电 高分子的电导率(1~100S/cm)远高于二氧化锰电导率(0.1 s/cm),因此与二氧化锰钽电解电容器相比,导电高分子钽电 解电容器具有极低的Res和阻抗,在高频区域具有较高的电容 量和较小的损耗角正切,大大减小高频时的噪声,而且容许更 大的纹波电流。 由于钽电解电容器的氧化膜难免会存在裂缝、夹杂物或杂质, 导致漏电流增大,因此电容器的自愈性很重要。对于液体钽电 解电容器,瑕疵处的钽金属被氧化,形成新的氧化膜,具有自 愈性。￥ 导电高分子钽电解电容器也有两种可能的自愈方式。由于导 电高分子中不存在大量的氧,不容易使钽电解电容器因燃烧而 失效
导电高分子钽电解电容器 和二氧化锰钽电解电容器的比较 • 由于导电高分子可以在室温的条件下合成，不需要热分解， 减少了对氧化膜的破坏，这可以减少中间形成次数。由于导电 高分子的电导率（1～100 S/cm）远高于二氧化锰电导率（0.1 S/cm），因此与二氧化锰钽电解电容器相比，导电高分子钽电 解电容器具有极低的Res 和阻抗，在高频区域具有较高的电容 量和较小的损耗角正切，大大减小高频时的噪声，而且容许更 大的纹波电流。 • 由于钽电解电容器的氧化膜难免会存在裂缝、夹杂物或杂质， 导致漏电流增大，因此电容器的自愈性很重要。对于液体钽电 解电容器，瑕疵处的钽金属被氧化，形成新的氧化膜，具有自 愈性。 ￥ • 导电高分子钽电解电容器也有两种可能的自愈方式。由于导 电高分子中不存在大量的氧，不容易使钽电解电容器因燃烧而 失效
二、在钽电解电容器的应用 ·目前用于钽电解电容器的导电高分子有聚吡咯、聚乙撑 氧噻吩( PEDOT)和聚苯胺等。虽然在通常条件下它 们都可以达到较高的电导率,但聚合条件与聚合环境对电 导率有显著的影响。由于钽阳极体结构复杂,表面还有 层介质氧化膜,因此如何在其表面形成完整、均匀的高导 电、高稳定的聚合物膜层,且又能尽量减少对介质氧化膜 的破坏,是制造导电高分子钽电解电容器的关键所在 1.聚吡咯钽电解电容器 2.聚乙撑二氧噻吩钽电解电容器 3.聚苯胺钽电解电容器
二、在钽电解电容器的应用 • 目前用于钽电解电容器的导电高分子有聚吡咯、聚乙撑 二氧噻吩（PEDOT）和聚苯胺等。虽然在通常条件下它 们都可以达到较高的电导率，但聚合条件与聚合环境对电 导率有显著的影响。由于钽阳极体结构复杂，表面还有一 层介质氧化膜，因此如何在其表面形成完整、均匀的高导 电、高稳定的聚合物膜层，且又能尽量减少对介质氧化膜 的破坏，是制造导电高分子钽电解电容器的关键所在。 • 1．聚吡咯钽电解电容器 • 2．聚乙撑二氧噻吩钽电解电容器 • 3．聚苯胺钽电解电容器
1.聚吡咯钽电解电容器 由于掺杂聚吡咯具有较高的电导率(10~100Scm) 良好的稳定性和掺杂性,因此用聚吡咯来代替二氧化锰引 起了许多钽电解电容器生产商的关注。日本NEC Matsushita等公司对它进行了较系统的研究。最近NEC 开发出的 NEOCAPAO|TOR,就是以聚吡咯为阴极材料的 釦电解电容器,其结构如图1所示 阴极引线 电容元件 阴极引线 银涂料 石 阴极 介质 阳极引线 阳极 图1 NEOCAPACITOR的内部结构 Fig 1 Inner structure of NEOCAPACITOR
1．聚吡咯钽电解电容器 • 由于掺杂聚吡咯具有较高的电导率（10～100 S/cm）、 良好的稳定性和掺杂性，因此用聚吡咯来代替二氧化锰引 起了许多钽电解电容器生产商的关注。日本NEC、 Matsushita 等公司对它进行了较系统的研究。最近NEC 开发出的NEOCAPACITOR，就是以聚吡咯为阴极材料的 鉭电解电容器，其结构如图1 所示