TH16862A - กระบวนการสำหรับทำผงแทนทาลัมที่ได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้นและอีเลคโทรดความจุไฟฟ้าสูงการรั่วต่ำที่ทำจากวัสดุนี้ - Google Patents

Abstract

กระบวนการสำหรับผลิตสารผงระดับคุณภาพตัวเก็บประจุ, อีเลคโทรด, และ ตัวเก็บประจุที่ทำเสร็จแล้วที่ได้มาจากสิ่งเหล่านี้ ซึ่งมีลักษณะเฉพาะทางด้านการรั่วของไฟฟ้า ลดลง อาจเตรียมสารผงนี้ได้โดยการทำปฏิกิริยาระหว่างวัสดุหลักที่เป็นธาตุหมู่ V-B กับ ไนโตรเจนในปริมาณระหว่าง 500 ถึง 7000 ส่วนต่อล้านส่วน และออกซิเจนในปริมาณ ระหว่าง 700 ส่วน ถึง 3000 ล้านต่อล้านส่วน การรั่วของไฟฟ้าถูกทำให้ลดลงได้อย่างน้อย 28 เปอร์เซ็นต์ สำหรับอีเลคโทรดที่แอโนไดซ์ ที่ 100 โวลท์ หรือสูงกว่า เมื่อเทียบกับ อีเลคโทรดและตัวเก็บประจุทำสำเร็จที่ทำขึ้นจากวัสดุที่ไม่ได้โคป ประจุจำเพาะที่ได้อยู่ใน ช่วงที่สูงขึ้นไปได้จนถึง 25,000 uFV/g สำหรับการหลอมติดที่อุณหภูมิ 1400 องศาเซลเซียส ถึง 1800 องศาเซลเซียส

Claims (8)

1. กระบวนการสำหรับทำตัวเก็บประจุ ที่มีการรั่วต่ำจากวัสดุหลัก ที่ ประกอบด้วย ผงโลหะอย่างน้อยหนึ่งชนิด ที่เลือกได้จากธาตุหมู่ V-B ซึ่งประกอบด้วย การทำปฏิกิริยาระหว่างไนโตรเจนปริมาณหนึ่ง กับวัสดุหลักดังกล่าว จนเพียงพอที่จะทำให้มีไนโตรเจนอย่างน้อย 500 ถึง 7000 ส่วนต่อล้านส่วนโดยน้ำหนัก ในวัสดุดังกล่าว การทำปฏิกิริยาระหว่างออกซิเจนปริมาณหนึ่งกับวัสดุหลักดังกล่าว จนเพียงพอที่จะทำให้มีออกซิเจนอย่างน้อย 700 ถึง 3000 ส่วนต่อล้านส่วนโดยน้ำหนัก ในวัสดุดังกล่าว การทำรูปเม็ดจากวัสดุหลักดังกล่าว และการหลอมติดเม็ดดังกล่าว ที่อุณหภูมิระหว่าง 1400 องศาซลเซียส ถึง 1800 องศาเซลเซียส การนำเม็ดวัสดุที่หลอมติดแล้วดังกล่าว มาอยู่ในสภาพที่มีแรงดันไฟฟ้า ของการแอโนไดซ์ 100 โวลท์ หรือสูงกว่า การทำตัวเก็บประจุจากเม็ดวัสดุที่แอโนไดซ์แล้วดังกล่าว และการ ตรวจพบว่า มีประจุจำเพาะสูงขึ้นไปได้ จนถึงประมาณ 25,000 uFV/g และมีคุณสมบัติ ด้านการรั่วของไฟฟ้าดีขึ้น 2. กระบวนการตามที่กำหนดไว้ในข้อถือสิทธิที่ 1 ซึ่งวัสดุหลักดังกล่าว อย่างน้อยประกอบด้วย ผงโลหะแทนทาลัม 3. กระบวนการตามที่กำหนดไว้ในข้อถือสิทธิที่ 2 ซึ่งวัสดุหลักดังกล่าว ประกอบด้วยสารผงที่มีอนุภาคค่อนข้างกลม เป็นชิ้น เป็นเส้นใย และเป็นเกล็ด 4. กระบวนการตามที่กำหนดไว้ในข้อถือสิทธิที่ 3 ซึ่งวัสดุหลักดังกล่าว ถูกทำให้รวมตัวติดกันที่อุณภูมิระหว่างประมาณ 1200 ถึง 1600 องศาเซลเซียส 5. กระบวนการตามที่กำหนดไว้ในข้อถือสิทธิที่ 4 ซึ่งวัสดุหลักดังกล่าว ถูกทำให้รวมตัวติดกันที่อุณภูมิระหว่างประมาณ 1400 ถึง 1500 องศาเซลเซียส 6. กระบวนการตามที่กำหนดไว้ในข้อถือสิทธิที่ 4 ซึ่งวัสดุที่รวมกันต้องติดกัน แล้วดังกล่าว ถูกทำให้มีขนาดเล็กลง จนเป็นผงที่มีขนาดอนุภาคเท่ากับ -40 เมช 7. กระบวนการตามที่กำหนดไว้ในข้อถือสิทธิที่ 3 ซึ่งนำไนโตรเจนปริมาณ ดังกล่าว มาทำปฏิกิริยาในรูปแกสไนโตรเจน 8. กระบวนการตามที่กำหนดไว้ในข้อถือสิทธิที่ 3 ซึ่งนำไนโตรเจนปริมาณ ดังกล่าว มาทำปฏิกิริยาในรูปแกสแอมโมเนีย 9. กระบวนการตามที่กำหนดไว้ในข้อถือสิทธิที่ 3 ซึ่งนำไนโตรเจนปริมาณ ดังกล่าว มาทำปฏิกิริยาในรูปแมกนีเซียมไนไตรด์ 1 0. กระบวนการตามที่กำหนดไว้ในข้อถือสิทธิที่ 3 ซึ่งมีการเติมไนโตรเจน และออกซิเจนปริมาณดังกล่าว ลงไปในขั้นตอนเดียวกัน 1 1. กระบวนการตามที่กำหนดไว้ในข้อถือสิทธิที่ 3 ซึ่งปริมาณดังกล่าว ของออกซิเจนในวัสดุหลักดังกล่าว ถูกจำกัดโดยวิธีการควบคุม 1 2. กระบวนการตามที่กำหนดไว้ในข้อถือสิทธิที่ 11 ซึ่งวิธีการควบคุม ประกอบด้วย การเติมปริมาณของกรดไฮโดรฟลูออริคลงไปยังวัสดุหลักดังกล่าว 1 3. กระบวนการตามที่กำหนดไว้ในข้อถือสิทธิที่ 11 ซึ่งวิธีการควบคุม ประกอบด้วย วัสดุจำกัดแกสที่มีการดึงดูดกับออกซิเจนมากกว่าแทนทาลัม 1 4. กระบวนการตามที่กำหนดไว้ในข้อถือสิทธิที่ 13 ซึ่งวัสดุกำจัดแกส ดังกล่าว คือ แมกนีเซียม 1 5. กระบวนการตามที่กำหนดไว้ในข้อถือสิทธิที่ 1 ซึ่งการรั่วของไฟฟ้า ถูกลดลงได้มากกว่า 25 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเทียบตัวเก็บประจุที่ทำจากวัสดุหลักดังกล่าว 1 6. กระบวนการตามที่กำหนดไว้ในข้อถือสิทธิที่ 1 ซึ่งปริมาณดังกล่าวของ ไนโตรเจน ที่ทำปฏิกิริยาอยู่ระหว่าง 1400 ถึง 4400 ส่วนต่อล้านส่วนโดยน้ำหนักของ ไนโตรเจน และปริมาณดังกล่าวของออกซิเจนอยู่ระหว่าง 1100 ถึง 2900 ส่วนต่อล้านส่วน 1 7. กระบวนการตามที่กำหนดไว้ในข้อถือสิทธิที่ 16 ซึ่งการรั่วของไฟฟ้า ดังกล่าว ถูกทำให้ลดลงมากกว่า 30 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเทียบกับตัวเก็บประจุที่ผลิตจากวัสดุหลัก ดังกล่าว ที่แรงดันไฟฟ้าของการแอโนไดซ์ 100 ถึง 200 โวลท์ และประจุจำเพาะดังกล่าว ตั้งแต่ ประมาณ 9,400 ถึงประมาณ 24,100 uFV/g 1 8. กระบวนการตามที่กำหนดไว้ในข้อถือสิทธิที่ 1 ซึ่งปริมาณดังกล่าวของ ไนโตรเจนที่ทำปฏิกิริยาอยู่ระหว่าง 1400 ถึง 4400 ส่วนต่อล้านส่วนโดยน้ำหนักของไนโตรเจน และปริมาณดังกล่าวของออกซิเจนอยู่ระหว่าง 950 ถึง 2900 ส่วนต่อล้านส่วนโดยน้ำหนัก ของออกซิเจน 1 9. กระบวนการตามที่กำหนดไว้ในข้อถือสิทธิที่ 18 ซึ่งการรั่วของไฟฟ้าดังกล่าวถูกทำให้ลด ลงมากกว่า 36 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเทียบกับตัวเก็บประจุที่ผลิตจากวัสดุหลัก ดังกล่าว ที่แรงดันไฟฟ้าของการแอ โนไดซ์ 150 ถึง 400 โวลท์ และประจุจำเพาะดังกล่าว ตั้งแต่ประมาณ 5,100 ถึงประมาณ 18,000 uFV/g 2 0. กระบวนการตามที่กำหนดไว้ในข้อถือสิทธิที่ 1 ซึ่งปริมาณดังกล่าวของ ไนโตรเจน ที่ทำปฏิกิริยาอยู่ระหว่าง 1400 ถึง 2600 ส่วนต่อล้านส่วนโดยน้ำหนักของ ไนโตรเจน และปริมาณดังกล่าวของออกซิเจนอยู่ระหว่าง 950 ถึง 2900 ส่วนต่อล้านส่วน โดยน้ำหนักของออกซิเจน 2

1. กระบวนการตามที่กำหนดไว้ในข้อถือสิทธิที่ 20 ซึ่งการรั่วของไฟฟ้า ดังกล่าว ถูกทำให้ลดลงมากกว่า 52 ถึง 99 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเทียบกับตัวเก็บประจุที่ผลิต จากวัสดุหลักดังกล่าว ที่แรงดันไฟฟ้าของการแอโนไดซ์ 200 ถึง 400 โวลท์ และประจุจำเพาะดัง กล่าว ตั้งแต่ประมาณ 5,500 ถึงประมาณ 13,200 uFV/g 2

2. กระบวนการทำตัวเก็บประจุ ที่มีการรั่วต่ำจากวัสดุหลัก ที่ประกอบด้วย ผงโลหะแทนทาลัม เป็นอย่างน้อย ซึ่งประกอบด้วย การนำวัสดุดังกล่าวมาอยู่ในสภาพที่มีอุณภูมิระหว่างประมาณ 1200 องศาเซลเซียส ถึง 1600 องศาเซลเซียส และการทำให้เกิดก้อนวัสดุรวมตัวของวัสดุ ดังกล่าว การทำปฏิกิริยาระหว่างไนโตรเจนปริมาณหนึ่งกับวัสดุรวมตัวดังกล่าว อย่างพอเพียงที่จะทำให้มีไนโตรเจนอยู่ระหว่าง 1400 ถึง 4400 ส่วนต่อล้านส่วนโดยน้ำหนัก ในวัสดุดังกล่าว การทำปฏิกิริยาระหว่างออกซิเจนปริมาณหนึ่งกับวัสดุรวมตัวดังกล่าว อย่างพอเพียงที่จะทำให้มีออกซิเจนอยู่ระหว่าง 700 ถึง 3000 ส่วนต่อล้านส่วน โดยน้ำหนักในวัสดุดังกล่าว การทำปฏิกิริยาระหว่างโลหะระหว่างโลหะรีดิวซ์ปริมาณหนึ่งกับออกซิเจนที่มีอยู่ใน วัสดุ ที่มีอยู่ในวัสดุที่ทำปฏิกิริยาแล้วดังกล่าว และทำให้เกิดโลหะออกไซด์ปริมาณหนึ่ง การควบคุมปริมาณดังกล่าว ของโลหะออกไซด์ให้ถึงระดับที่มี ออกซิเจนระหว่างประมาณ 950 ถึง 2900 ส่วนต่อล้านส่วน อยู่ในวัสดุดังกล่าว การทำเม็ดวัสดุจากวัสดุที่ทำปฏิกิริยาแล้วดังกล่าว และการหลอมติดเม็ด วัสดุดังกล่าว ที่อุณภูมิระหว่างประมาณ 1400 องศาเซลเซียส ถึง 1800 องศาเซลเซียส การนำเม็ดวัสดุที่หลอมติดแล้วดังกล่าว ไปอยู่ในสภาพที่มีแรงดันของการแอโนไดซ์ระหว่าง 150 ถึง 400 โวลท์ และ การทำตัวเก็บประจุจากเม็ดวัสดุที่แอโนไดซ์ แลัวดังกล่าว ซึ่งมีประจุ จำเพาะระหว่างประมาณ 5,100 ถึงประมาณ 18,000 uFV/g และมีการรั่วของไฟฟ้า ที่ถูกทำให้ลดลงมากกว่า 36 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเทียบกับตัวเก็บประจุที่เตรียมจากวัสดุ หลักดังกล่าว 2

3. กระบวนการตามที่กำหนดไว้ในข้อถือสิทธิที่ 22 ซึ่งนำไนโตรเจน ปริมาณดังกล่าว มาทำปฏิกิริยาในรูปแกสไนโตรเจน 2

4. กระบวนการตามที่กำหนดไว้ในข้อถือสิทธิที่ 22 ซึ่งนำไนโตรเจน ปริมาณดังกล่าว มาทำปฏิกิริยาในรูปแมกนีเซียมไนไตรด์ 2 5. กระบวนการตามที่กำหนดไว้ในข้อถือสิทธิที่ 22 ซึ่งนำไนโตรเจน ปริมาณดังกล่าว มาทำปฏิกิริยาในรูปแกสแอมโมเนีย 2 6. กระบวนการตามที่กำหนดไว้ในข้อถือสิทธิที่ 22 ซึ่งโลหะรีดิวซ์ดังกล่าว คือ แมกนีเซียม, 2 7. กระบวนการตามที่กำหนดไว้ในข้อถือสิทธิที่ 22 ซึ่งปริมาณดังกล่าวของ ไนโตรเจนที่ทำปฏิกิริยาอยู่ระหว่าง 1400 ถึง 2600 ส่วนต่อล้านส่วนโดยน้ำหนักของ ไนโตรเจน และปริมาณดังกล่าวของออกซิเจนอยู่ระหว่าง 950 ถึง 2900 ส่วนต่อล้านส่วน โดยน้ำหนักของออกซิเจน 2 8. กระบวนการตามที่กำหนดไว้ในข้อถือสิทธิที่ 27 ซึ่งการรั่วของไฟฟ้า ดังกล่าว ถูกทำให้ลดลงมากกว่า 52 ถึง 99 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเทียบกับตัวเก็บประจุที่ผลิต จากวัสดุหลักดังกล่าว ที่แรงดันไฟฟ้าของการแอโนไดซ์ 200 ถึง 400 โวลท์ และประจุจำเพาะดัง กล่าว ตั้งแต่ประมาณ 5,500 ถึงประมาณ 13,200 uFV/g 2 9. กระบวนการทำตัวเก็บประจุ ที่มีการรั่วต่ำจากวัสดุหลักที่ประกอบด้วย ผงโลหะแทนทาลัมเป็นอย่างน้อย ซึ่งประกอบด้วย การนำวัสดุดังกล่าว มาอยู่ในสภาพที่มีอุณภูมิระหว่างประมาณ 1400 องศาเซลเซียส 1500 องศาเซลเซียส และการทำให้เกิดก้อนวัสดุรวมตัวของวัสดุหลัก ดังกล่าว การลดขนาดของก้อนวัสดุรวมตัวดังกล่าว ให้เป็นสารที่มีขนาดผ่าน ตะแกรง -40 เมช การทำปฏิกิริยาระหว่างแมกนีเซียมไนไตรด์ปริมาณหนึ่ง และโลหะ แมกนีเซียมปริมาณหนึ่งกับสารผงดังกล่าว และทำให้มีไนโตรเจน 1850 ถึง 2550 ส่วนต่อ ล้านส่วนโดยน้ำหนัก ในสารผงดังกล่าว การทำปฏิกิริยาระหว่างโลหะแมกนีเซียมดังกล่าว กับออกซิเจนในสาร ผลดังกล่าว เพื่อทำให้เกิดองค์ประกอบที่เป็นแมกนีเซียมออกไซด์ การเอาออกไซด์ดังกล่าว ออกจนถึงระดับที่มีออกซิเจนระหว่างประมาณ 2050 ถึงประมาณ 2900 ส่วนต่อล้านส่วน ในสารผงดังกล่าว การทำวัสดุเม็ดจากสารผงที่กำจัดออกซิเจนออกแล้วดังกล่าว และ การหลอมติดเม็ดวัสดุดังกล่าว ที่อุณหภูมิระหว่างประมาณ 1550 องศาเซลเซียส ถึง 1650 องศาเซลเซียส การนำเม็ดวัสดุที่หลอมติดแล้วดังกล่าว ไปอยู่ในสภาพที่มีแรงดันไฟฟ้า ของการแอโนไดซ์ระหว่าง 150 ถึง 200 โวลท์ และ การทำอีเลคโทรดจากเม็ดวัสดุที่แอโนไดซ์แล้วดังกล่าว ที่มีประจุจำเพาะ ระหว่างประมาณ 9,800 ถึงประมาณ 15,300 uFV/g และมีการรั่วของไฟฟ้า ซึ่งถูกทำให้ ลดลงระหว่างประมาณ 75 เปอร์เซ็นต์ ถึง 84 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเทียบกับตัวเก็บประจุที่เตรียม ชิ้นจากวัสดุหลัก ดังกล่าว 3 0. ผงแทนทาลัมสำหรับการผลิตตัวเก็บประจุตัน ที่มีลักษณะเฉพาะทาง ด้านการมีประจุจำเพาะสูง และ การมีการรั่วของไฟฟ้าต่ำ ซึ่งมี BET ต่ำกว่าประมาณ 0.6 ตารางเมตร/กรัม ขนาดอนุภาคที่รวมตัวแล้วโดยเฉลี่ย -40 เมช ปริมาณไนโตรเจนในช่วงประมาณ 500 ส่วนต่อล้านส่วน ถึง 7000 ส่วนต่อล้านส่วนโดยน้ำหนักของไนโตรเจน และ ปริมาณออกซิเจนในช่วงประมาณ 700 ส่วนต่อล้านส่วน ถึง 3000 ส่วนต่อล้านส่วนโดยน้ำหนักของออกซิเจน 3 1. สารผงตามที่กำหนดไว้ในข้อถือสิทธิที่ 30 ที่ซึ่งสารผงดังกล่าว มีค่า BET ระหว่างประมาณ 0.25 ถึงประมาณ 0.55 ตารางเมตร/กรัม 3 2. สารผงตามที่กำหนดไว้ในข้อถือสิทธิที่ 30 ซึ่งปริมาณดังกล่าวของ ไนโตรเจนที่ทำปฏิกิริยาอยู่ระหว่าง 1400 ถึง 4400 ส่วนต่อล้านส่วนโดยน้ำหนักของ ไนโตรเจน และปริมาณดังกล่าวของออกซิเจน อยู่ระหว่าง 950 ถึง 2900 ส่วนต่อล้าน ส่วนโดยน้ำหนักของออกซิเจน 3 3. ตัวเก็บประจุที่ผลิตจากสารผงของข้อถือสิทธิที่ 32 ซึ่งการรั่วของไฟฟ้าดังกล่าวถูกทำให้ ลดลงได้มากกว่า 36 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเทียบกับตัวเก็บประจุที่ผลิตจากวัสดุหลักดังกล่าวที่แรงดันไฟฟ้าของการแอ โนไดซ์ 150 ถึง 400 โวลท์ และประจุจำเพาะดังกล่าว ตั้งแต่ประมาณ 5,100 ถึงประมาณ 18,000 uFV/g 34 ตัวเก็บประจุที่มีลักษณะเฉพาะทางด้านการรั่วของกระแสไฟฟ้าต่ำ ซึ่งประกอบด้วย แอโนดหลอมติดที่ผลิตจากวัสดุหลักแทนทาลัม ที่ถูกจัดให้เป็นเม็ด ที่ถูกทำให้หลอมติดที่อุณภูมิระหว่าง 1400 องศาเซลเซียส ถึง 1800 องศาเซลเซียส วัสดุหลักดังกล่าวมีไนโตรเจนระหว่าง 500 ถึง 7000 ส่วนต่อล้าน ส่วนโดยน้ำหนัก และมีออกซิเจนอยู่ระหว่าง 700 ถึง 3000 ส่วนต่อล้านส่วนโดยน้ำหนัก ชั้นแทนทาลัมเพนทอกไซด์ของแอโนดที่ทำไว้บนผิวของแอโนด ที่หลอม ติดแล้ว ดังกล่าว ชั้นแมงกานีสออกไซด์ที่อยู่ใกล้ชิดกับแทนทาลัมเพนทอกไซด์ ดังกล่าว ชั้นแกรฟไฟท์ที่มีตำแหน่งอยู่ใกล้ชิดกับชั้นแมงกานีสออกไซด์ดังกล่าว เปลือกนอกที่สัมผัสทางไฟฟ้าอยู่กับชั้นแกรฟไฟท์ดังกล่าว และ หน้าสัมผัสนำไฟฟ้าที่ตรึงติดอยู่กับเปลือกดังกล่าว 3

5. ตัวเก็บประจุตามที่กำหนดไว้ในข้อถือสิทธิที่ 31 ซึ่งวัสดุหลักแทนทาลัม ดังกล่าว เลือกได้จากกลุ่มที่ประกอบด้วย สารผงที่มีอนุภาคเป็นทรงค่อนข้างกลม เป็นชิ้น เป็นเส้นใย และเป็นเกล็ด 3

6. ตัวเก็บประจุตามที่กำหนดไว้ในข้อถือสิทธิที่ 31 ซึ่งปริมาณดังกล่าว ของไนโตรเจนที่ทำปฏิกิริยาอยู่ระหว่าง 1400 ถึง 2600 ส่วนต่อล้านส่วนโดยน้ำหนักของ ไนโตรเจน และปริมาณดังกล่าวของออกซิเจนอยู่ระหว่าง 950 ถึง 2900 ส่วนต่อล้านส่วน โดยน้ำหนักของออกซิเจน 3

7. ตัวเก็บประจุตามที่กำหนดไว้ในข้อถือสิทธิที่ 33 ซึ่งการรั่วของไฟฟ้า ดังกล่าว ถูกทำให้ลดลงระหว่างประมาณ 52 ถึง 99 เปอร์เซ็นต์ ที่แรงดันไฟฟ้าของการ แอโนไดซ์ 200 ถึง 400 โวลท์ 3

8. ตัวเก็บประจุตามที่กำหนดไว้ในข้อถือสิทธิที่ 34 ซึ่งแสดงประจุจำเพาะ ระหว่าง 5,500 ถึง 13,200 uFV/g สำหรับอุณหภูมิการหลอมติด 1400 องศาเซลเซียส ถึง 1700 องศาเซลเซียส