固體鉭電解電容器用新型聚合物電極材料

1編輯版pppt固體鉭電解電容器用新型聚合物電極材料1編輯版pppt一、什么是電容器？從功能上講：電容器就是儲(chǔ)存電荷的容器。從結(jié)構(gòu)上講：即中間夾有介質(zhì)的兩塊金屬板構(gòu)成的元件。2編輯版pppt一、什么是電容器？從功能上講：電容器就是儲(chǔ)存電荷的容器。2編二、電容器的分類按電容器的介質(zhì)材料分：1）有機(jī)介質(zhì)電容器

如紙介電容器、薄膜電容器、漆膜電容器；2）無機(jī)介質(zhì)電容器如瓷介電容器（獨(dú)石電容器）、云母電容器、玻璃釉電容器；3）電解電容器如鋁電解電容器、鉭電解電容器、鈮電解電容器；4）電化學(xué)電容器（雙電層電容器）。3編輯版pppt二、電容器的分類3編輯版pppt三、電容器的功能廣泛用于隔直流、耦合、旁路、濾波、諧振回路調(diào)諧、能量轉(zhuǎn)換、控制電路中的時(shí)間常數(shù)等方面。4編輯版pppt三、電容器的功能4編輯版pppt四、鉭電容器1.鉭電容的簡(jiǎn)介：

固體鉭電容器是1956年由美國(guó)貝樂試驗(yàn)室首先研制成功的，它的性能優(yōu)異，是電容器中體積小而又能達(dá)到較大電容量的產(chǎn)品。鉭電容器外形多種多樣，并制成適于表面貼裝的小型和片型元件。適應(yīng)了目前電子技術(shù)自動(dòng)化和小型化發(fā)展的。雖然鉭原料稀缺，鉭電容器價(jià)格較昂貴，但大量采用高比容鉭粉（30KuF.g-100KuF.V/g)，加上對(duì)電容器制造工藝的改進(jìn)和完善，鉭電容器還是得到了迅速的發(fā)展，鉭電容的應(yīng)用范圍日益。鉭電容器不僅在軍事通訊，航天等領(lǐng)域應(yīng)用，而且鉭電容的應(yīng)用范圍還在向工業(yè)控制，影視設(shè)備、通訊儀表等產(chǎn)品中大量使用5編輯版pppt四、鉭電容器1.鉭電容的簡(jiǎn)介：5編輯版pppt

2.固體鉭電解電容器優(yōu)點(diǎn)：a.鉭電容內(nèi)部沒有電解液，很適合在高溫下工作。

b.體積效率優(yōu)異,比容量大。c.壽命長(zhǎng)、耐高溫、準(zhǔn)確度高、濾高頻諧波性能極好。6編輯版pppt2.固體鉭電解電容器優(yōu)點(diǎn)：6編輯版pppt五、固體鉭電容器制作工藝流程1.成型與燒結(jié)：選擇純度為約為99.92％～99.94％的鉭粉，在鉭粉中添加適量的粘合劑之后，在模具中壓塊燒結(jié)成型（插入鉭粉圖片）7編輯版pppt五、固體鉭電容器制作工藝流程1.成型與燒結(jié)：7編輯版pppt

鉭粉燒結(jié)塊SEM(×10000）8編輯版pppt8編輯版pppt2.賦能鉭塊燒結(jié)成型后，用電化學(xué)方法在鉭陽極表面生成一層氧化膜作為電容器的介質(zhì)，即五氧化二鉭（Ta2O5）。2Ta+5+5O2-=Ta2O5氧在電解液中是以水或羥基離子（OH-）出現(xiàn)2Ta+5H2O=Ta2O5+10H++10e-或2Ta+10OH-=Ta2O5+5H2O+10e-

其中OH-是由水電解而得，H2O=H++OH-

2OH-=2OH+2e-=H2O+（O）+2e9編輯版pppt2.賦能9編輯版pppt膜厚幾十至幾百納米。電容器的耐壓主要取決于氧化膜的厚度，氧化膜越厚，其耐壓也越高。

鉭氧化膜本無色，但由于干涉的原因，鉭陽極表面所產(chǎn)生的干涉色。10編輯版pppt膜厚幾十至幾百納米。電容器的耐壓主要取決于氧化膜3.被膜在Ta2O5膜上被一層MnO2,作為電容器的陰極。這就是我們?cè)诖饲半娊怆娙萜鞯慕Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)中闡述的其陰極為非金屬材料----“電解質(zhì)”。電解質(zhì)有固體和非固體(液體或凝膠)之分，因此有固鉭和液鉭之別。非固體電解質(zhì)鉭電容器（液鉭）不經(jīng)被膜。MnO2系固體電解質(zhì)，由硝酸錳溶液高溫分解而得Mn(NO3)2·6H2O=MnO2+2NO2+6H2O

11編輯版pppt3.被膜11編輯版pppt

陽極----鉭介質(zhì)----Ta2O5氧化膜陰極----MnO2在

MnO2層表面涂覆導(dǎo)電石墨和銀漿僅起陰極引出作用。至此，固體鉭電容器的基本構(gòu)成已建立。12編輯版pppt至此，固體鉭電容器的基本構(gòu)成已建立。12編輯版pppt六、新型導(dǎo)電高分子聚合物電極材料

1.MnO2作為鉭電容陰極的缺點(diǎn)：a.電導(dǎo)率小，約為0.1~1S/cm，使得等效串聯(lián)電阻（ESR）過大，限制了鉭電容的高頻特性。b.MnO2與介質(zhì)層的材料熱膨脹系數(shù)差異所產(chǎn)生的應(yīng)力高溫被膜過程會(huì)破壞介質(zhì)層.c.MnO2材料含氧量較高，容易在工作時(shí)發(fā)生自燃現(xiàn)象。13編輯版pppt六、新型導(dǎo)電高分子聚合物電極材料1.MnO2作為鉭電容陰極2.新型導(dǎo)電高分子聚合物陰極材料：a.聚苯胺（PAn）:電導(dǎo)率可達(dá)10S/cm一125S/cm,但聚苯胺在形成有機(jī)導(dǎo)電聚合過程中會(huì)產(chǎn)生聯(lián)苯胺，這是一種有毒物質(zhì)，因?yàn)闆]能很好解決這一問題，聚苯胺作為鉭電解電容器陰極材料的受到了一定的限制。b.聚吡咯（PPY）:聚吡咯的穩(wěn)定性很好，其電導(dǎo)率通?？蛇_(dá)100S/cm左右，但是在高溫、高濕環(huán)境下，PEDOT的穩(wěn)定性要好于聚吡咯。c.聚（3，4-聚乙烯二氧噻吩）（PEDOT）:PEDOT具有熱穩(wěn)定性、高電導(dǎo)率（300S/cm）、加工工藝簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，這些優(yōu)勢(shì)都超出了同類型材料，因此PEDOT被研究的最多，成為主流。

14編輯版pppt2.新型導(dǎo)電高分子聚合物陰極材料：14編輯版pppt15編輯版pppt15編輯版pppt鉭電解電容器示意圖解16編輯版pppt鉭電解電容器示意圖解16編輯版pppt