聚吡咯片式固体铝电解电容器的制备工艺及可靠性研究

论文摘要

采用化学法和电化学法两步法制备聚吡咯铝电解电容器，研究两步法中的电化学合成聚吡咯影响规模化生产聚吡咯片式固体铝电解电容器的电容量C和等效串联电阻ESR的电化学聚合主要因素，包括聚合温度、电化学阴极状态、电解液中添加剂、电解液中溶剂种类等八个因数。结果表明：电化学溶液选用水作为溶剂，在电化学溶液添加4.0%PVA，聚合过程温度控制在15℃下并输入较大聚合电量并控制在48小时内使用，聚合系统的负电极选用大面积碳材料时，电容器6.3V100μF的综合性能最好，从92.9μF提高至104.7μF，提高了12.7%。而在ESR方面，由原有11.4m水平，下降至7.3m。将改善后制备的电容器经过贮存寿命、稳态湿热和耐久性三项可靠性对比测试研究，以及进行滤波性能和消除噪声两项高频应用对比测试研究。结果表明：实验组的电容器在高温状态下存放更加稳定，即作为电容器电解质PPy高温稳定性更佳；在稳态湿热对比测试中电容器的ESR稳定性更高，经过考核实验组电容器的ESR均值为9.3m；在经过1000小时耐久性测试后，实验组的电容器表现出电容量变化更加小且绝对值大，ESR更加稳定且绝对值更加低。在滤波和消除噪声应用方面，经过改善后的电容器在作为DC/DC转换器或开关电源输出电容，输出的纹波电压有明显改善；经过性能改善后的电容器在消除噪声的应用方面有显著的提高，频率达到1MHz时，消除噪声效果均值从5.52mV，下降至3.58mV。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究意义
• 1.3 研究内容
• 第二章 文献综述
• 2.1 聚吡咯固体铝电解电容器的性能特征
• 2.1.1 聚吡咯固体铝电解电容器的结构
• 2.1.2 聚吡咯固体铝电解电容器的主要参数
• 2.2 聚吡咯铝电解电容器中聚吡咯的合成方法
• 2.2.1 化学氧化合成法
• 2.2.2 电化学聚合合成法
• 2.3 聚吡咯的性能表征
• 2.3.1 聚吡咯的分子结构
• 2.3.2 聚吡咯的形貌
• 2.4 典型固体电容器制作工艺
• 2.4.1 固体钽电解电容器工艺发展状况
• 2.4.2 固体铝电解电容器工艺发展状况
• 第三章 聚吡咯片式固体铝电解电容器的制备工艺研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验材料与仪器设备
• 3.2.2 聚吡咯片式固体铝电解电容器的工艺流程
• 3.3 制备聚吡咯片式固体铝电解电容器
• 3.4 电解电容器电容量和 ESR 理论模式解析
• 3.4.1 电解电容器电容量（C）
• 3.4.2 电解电容器的等效串联电阻（ESR）
• 3.5 结果分析
• 3.5.1 溶剂对聚吡咯片式固体铝电解电容器电容量和 ESR 的影响
• 3.5.2 添加剂对聚吡咯片式固体铝电解容器电容量和 ESR 的影响
• 3.5.3 聚合温度对聚吡咯片式固体铝电解容器电容量和 ESR 的影响
• 3.5.4 聚合电量对聚吡咯片式固体铝电解电容器电容量和 ESR 的影响
• 3.5.5 阴极材料对聚吡咯片式固体铝电解电容器的电容量和 ESR 影响
• 3.5.6 聚合阴极面积对聚吡咯片式固体铝电解电容器的影响
• 3.5.7 pH 值对聚吡咯片式固体铝电解电容器的电容量和 ESR 的影响
• 3.5.8 电化学溶液使用时间对聚吡咯片式固体铝电解电容器电容量和 ESR 的影响
• 3.6 本章小结
• 第四章 聚吡咯片式固体铝电解电容器的可靠性研究
• 4.1 引言
• 4.2 规格为 6.3V100μF 的聚吡咯片式固体铝电解电容器制作
• 4.3 产品可靠性测试
• 4.3.1 贮存寿命测试
• 4.3.2 稳态湿热测试
• 4.3.3 耐久性测试
• 4.3.4 高频应用测试
• 4.3.4.1 DC/DC 转换器或开关电源输出电容
• 4.3.4.2 噪声吸收
• 4.4 结果与讨论
• 4.4.1 贮存寿命测试
• 4.4.2 稳态湿热测试
• 4.4.3 耐久性
• 4.4.4 高频应用测试
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 个人简历