近年高速发展的数字化电子产品（如数码录像机、个人电脑、数字电视机等）对电容器提出了大容量、高频低阻抗、长寿命等性能要求，导电高分子型固体铝电解电容器正是满足这一要求的一种新型铝电解电容器。导电聚合物PEDOT（poly（率、良好的化学稳定性和环境稳定性等优点111，因而可以用作固体电解质电容器的阴极材料。固体铝电解电容器制备工艺中的一个重要环节是在铝电极箔的多孔状介质层表面形成导电高分子阴极，由于PEDOT为不溶、不熔物，因此，只能通过EDOT单体原位聚合的方法在电容器芯包中形成导电阴极层，而对于卷绕式结构（如）的电容器，优选的聚合方法为化学氧化法。
铝电解电容器阳极铝箔的介质层为多孔结构（如所示），制备固体铝电容器的难点和关键点是如何提高固体导电阴极材料在这种多孔状介质层表面的覆盖率，以便提高电容器的电容量引出率。国内关于固体铝电解电容器（尤其是卷绕式固体铝电容器）的研宄还处于初级阶段，除较少量的综述12，31外，未见有相关的研宄论文发表，本文探索性地研宄了单体浓度、浸渍次数以及单体与氧化剂的比例等浸渍工艺条件对PEDOT为导电阴极的卷绕式固体铝电解电容器电容量引出率的影响，以期给出能得到较高电容量引出率的固体铝电解电容器的浸渍工艺参数。
卷绕式铝解电容器的芯包结构示意|41，。我们按照这样的比例配置了不同单体浓度的浸渍液，制备的固体铝电容器容量引出率值如表1所示（测试频率为120Hz，取10个样品的平均值，下同）。
表1使用不同浓度浸渍液制得的固体铝电容器容量使用。
3.2氧化剂相对于EDOT单体浓度比例的影响中曲线（a）给出了在EDOT单体浓度为4%（质量分数）、浸渍次数为5次的条件下，氧化剂/单体浓度比例对固体铝电解电容器容量引出率的影响规律。其中折线反映了离散数据平均值的变化趋势，可以看出，在氧化剂/单体浓度比例小于理论化学计量比（2.333：1）之前，随着氧化剂比例的提高，电容器的容量引出率呈较大幅度增加，而且数据的离散性也在较快速地下降；当氧化剂/单体的浓度比例增加到2.5：1时，电容器的容量引出率达到最大值，数据的离散性也较小，进一步增加氧化剂的浓度，容量引出率开始下单体浓度（%，质量分数）浸溃1次浸溃2次浸溃3次浸溃4次浸溃5次表1中的数据表明，单体浓度和浸渍次数都比较显著地影响着电容器的容量引出率，总的趋势为容量引出率随着单体浓度和浸渍次数的增加而增大。很显然，更高的单体浓度就有可能在电容器芯包中形成更多的导电聚合物，从而在阳极介电氧化膜上形成更高的导电层覆盖率，使得电容量引出率得到提高。在实际生产中需要注意的是，单体浓度的提高会显著增加聚合反应速度，当单体浓度达到5%（质量分数）时，聚合反应以较快速度进行，这时，单体与氧化剂的混合溶降引出率和PEDOT电导率（b）的影响5种PEDOT聚合物粉末，经过清洗和干燥后，用四探针法测试这些聚合物样品的电导率，发现电导率的变液能够稳件放的时」间很福因此。必须在很短时间气油化趋势（中曲线（碟本上类同于电容器容量引出率的变化趋势。由于PEDOT为掺杂导电聚合物，根据公式（1）和（2）可知，EDOT单体首先聚合，然后掺杂。当氧化剂浓度相对单体较低时，一方面会降低聚合产物的产率，氧化剂越少，生成的聚合产物越少，且聚合产物的聚合度也越低；另一方面，由于没有足够多的氧化剂提供阴离子，这会严重影响PEDOT掺杂反应的进行，因而导致了反应产物的电导率较低。以上两方面的综合导致了在氧化剂浓度比例较低时，固体铝电解电容器中所生成的导电阴极层相对较少而且电导率较低，从而容量引出率很低，并且，这些不稳定因素直接导致了所测容量引出率数据的离散性较大。当氧化剂/单体摩尔比达到理论化学计量比（2.333：1）时，由于有较为足够的氧化剂可以充分地使单体得到氧化聚合并掺杂，因而可以得到电导率较高的聚合物，所制备的电容器的容量引出率也较高。进一步大氧化剂/单体摩尔比到2.5：1时，有利于聚合和掺杂反应更充分地进行，因而聚合物的电导率略有加，并且，电容器的容量引出率也有一定的上升。当继续加氧化剂/单体摩尔比到3：1时，电容器的容量引出率出现了下降，这主要是因为，虽然电容器芯包中生成了足够多而且电导率足够高（曲线（b））的PE-DOT，但是，由于芯包中残留了过多的尚未参加反应的氧化剂，而这些残留物的电导率远不及PEDOT，因此，电容器中导电阴极层的实际电导率和有效覆盖面都降低了，结果造成电容器的容量引出率降低。PE-DOT粉末样品电导率没有降低则是因为测试前己经过清洗工艺去除了残留的氧化剂等杂质。综上可以看出，氧化剂/单体摩尔比略高于理论化学计量比，达到2.5：1时，电容器的容量引出率达到最大值。
4结论在按理论化学计量比配置浸渍液的前提下，随着单体浓度和浸渍次数的加，电容器的容量引出率呈递趋势，最高达到标称容量的93.3%；氧化剂相对于单体的浓度比例对电容器的容量引出率有很显著的影响，随着氧化剂浓度的提高，电容器的容量引出率显著加，当氧化剂相对于单体的摩尔比加到略高于理论化学计量比，达到2.5：1时，电容器的容量引出率达到峰值，继续大氧化剂的浓度，电容器的容量引出率下降；综合来看，单体浓度为4%（质量分数），氧化剂/单体摩尔比为2.5：1，浸渍5次为优选的浸渍条件。
本文关键字：电容器 变频器基础，变频技术 - 变频器基础
