一种固体铝电容器用涂碳铝箔及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种固体铝电容器用涂碳铝箔及其制备方法。所述涂碳铝箔以铝箔为负极箔，以金属氟化物石墨层间化合物为导电碳材料涂覆在铝箔表面制备得到。本发明专利技术所述涂碳铝箔通过将金属氟化物GICs为导电碳材料涂覆在铝箔表面制备得到的，由于采用的特殊的导电碳材料，使得涂碳铝箔能够明显降低高分子导电材料与铝箔之间的接触电阻。在涂碳铝箔的制备过程中，将将金属氟化物GIC与黏结剂、分散剂和溶剂以一定比例和添加顺序混合均匀，可以得到分散均匀的导电碳浆料，将导电碳浆料按照一定厚度均匀的涂覆在铝箔表面后，可以降低高分子导电材料与铝箔之间的接触电阻。

【技术实现步骤摘要】
一种固体铝电容器用涂碳铝箔及其制备方法
本专利技术涉及电容器
，更具体地，涉及一种固体铝电容器用涂碳铝箔及其制备方法。
技术介绍
传统铝电解电容器以电解液为阴极材料，因其固有的物理特性，电解液受热挥发膨胀导致出现漏液甚至爆炸的风险。而固体铝电容器以高分子导电材料替代电解液，避免漏液的现象，具有高频低阻抗、高低温下电容的ESR及容量特性变化很小，有利于电容器小型化、片式化。固体铝电容器用负极箔要求导电性能极佳、与高分子导电材料之间的接触电阻越小越好。传统的腐蚀铝箔因表面氧化、易受腐蚀的特性，引起接触阻抗增大，而涂碳铝箔在铝箔表面涂覆导电碳材料，大幅降低高分子导电材料与铝箔之间的接触电阻，阻止铝箔表面腐蚀氧化。目前在铝箔表面涂覆导电碳材料有多种，例如石墨稀、碳纳米管（CNT）、SuperP等导电材料，也有多种导电材料共混作为导电碳材料涂覆在铝箔表面，但目前尚未有以金属氟化物石墨层间化合物（GICs）作为导电碳材料制备涂碳铝箔的报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种固体铝电容器用涂碳铝箔。本专利技术所述涂碳铝箔通过将金属氟化物石墨层间化合物（金属氟化物GICs）为导电碳材料涂覆在铝箔表面制备得到的，由于采用的特殊的导电碳材料，使得涂碳铝箔能够明显降低高分子导电材料与铝箔之间的接触电阻。本专利技术的另一目的在于提供所述固体铝电容器用涂碳铝箔的制备方法。本专利技术的上述目的是通过以下方案予以实现的：一种固体铝电容器用涂碳铝箔，涂碳铝箔以铝箔为负极箔，以金属氟化物石墨层间化合物为导电碳材料涂覆在铝箔表面制备得到。本专利技术同时还保护所述固体铝电容器用涂碳铝箔的制备方法，包括以下步骤：S1.将铝箔清洗干净并进行粗化处理；S2.导电碳浆料的制备：将黏结剂、分散剂和溶剂混合完全溶解，再分步加入金属氟化物GICs，充分混合；S3.在步骤S1的铝箔表面均匀的涂覆步骤S2中的导电碳浆料；S4.将步骤S3中涂覆导电碳浆料的铝箔置于惰性气体氛围中烧结，即可制备得到所述涂碳铝箔。本专利技术以金属氟化物石墨层间化合物为导电碳材料，并将其与黏结剂、分散剂和溶剂以一定比例和添加顺序混合均匀，可以得到分散均匀的导电碳浆料，将导电碳浆料按照一定厚度均匀的涂覆在铝箔表面后，可以降低高分子导电材料与铝箔之间的接触电阻。在导电碳浆料制备的过程中，其组分的添加顺序会影响金属氟化物GICs的分散性，必须先将黏结剂、分散剂完全溶解于溶剂中，再逐步添加金属氟化物GICs，充分搅拌，直至金属氟化物GICs高度分散于溶剂中，否则浆料容易出现团聚、分层的现象。只要是可以制备成为金属氟化物的，均可以制备得到金属氟化物GICs，因此本专利技术中金属氟化物GICs可以为大多数的金属氟化物GICs，优选为氟化镁GICs、氟化钾GICs、或氟化锂GICs等。优选地，步骤S1中铝箔的清洗和粗化处理采用碱洗或酸洗方式。进一步优选地，所述碱洗或酸洗过程为：将铝箔置于0.1～0.5mol/L的氢氧化钠或磷酸溶液中清洗10～50s，清洗温度为40～60℃。将铝箔进行清洗和粗化处理的目的为去除铝箔表面自然氧化物，形成粗糙的表面，增加其与导电碳浆料之间的附着力。优选地，步骤S2中所述分散剂为改性聚氨酯类高聚化合物；所述黏结剂为丙烯腈树脂；所述溶剂为DMF或DMSO。优选地，所述导电碳浆料中各组分的质量分数为：金属氟化物GICs0.5～8%，黏结剂1～10%，分散剂0.05～1.0%，余量为溶剂。优选地，所述导电碳浆料中各组分的质量分数为：金属氟化物GICs1.0～5.0%，黏结剂2～8%，分散剂0.1～0.5%，余量为溶剂。优选地，导电碳浆料混合过程采用超声波乳化分散设备，以改善导电碳浆料的分散性和稳定性，减少金属氟化物GICs在浆料中团聚、沉积的现象。优选地，步骤S3中的涂覆采用微凹版或网纹辊方式涂覆。优选地，步骤S3中导电碳浆料涂覆的厚度为0.5～3.0μm。优选地，步骤S3中导电碳浆料涂覆的厚度为0.8～2.0μm。优选地，步骤S4中所述惰性气体为氮气或氩气；所述烧结的过程为：温度为200～300℃排胶1～5h，然后升温至450～600℃烧结6～15h。优选地，步骤S4中所述烧结的过程为：温度为240～290℃排胶4h，然后升温至480～550℃烧结12h。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术所述涂碳铝箔通过将金属氟化物GICs为导电碳材料涂覆在铝箔表面制备得到的，由于采用的特殊的导电碳材料，使得涂碳铝箔能够明显降低高分子导电材料与铝箔之间的接触电阻。在涂碳铝箔的制备过程中，将将金属氟化物GIC与黏结剂、分散剂和溶剂以一定比例和添加顺序混合均匀，可以得到分散均匀的导电碳浆料，将导电碳浆料按照一定厚度均匀的涂覆在铝箔表面后，可以降低高分子导电材料与铝箔之间的接触电阻。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做出进一步地详细阐述，所述实施例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。下述实施例中所使用的试验方法如无特殊说明，均为常规方法；所使用的材料、试剂等，如无特殊说明，为可从商业途径得到的试剂和材料。以下实施例以氟化镁GICs、氟化钾GICs和氟化锂GICs为代表进行制备涂碳铝箔。实施例1一种固体铝电容器用涂碳铝箔，具体制备方法如下：使用的铝箔是30μm硬质光箔，Al%（质量百分比）≥99.8%。（1）铝箔在0.2mol/L的氢氧化钠溶液中清洗，清洗条件为50℃、20s。（2）导电碳浆料的组成为氟化钾GICs1%、黏结剂2%、分散剂0.1%、其余为溶剂，配制方法为：先将黏结剂、分散剂和溶剂混合，充分搅拌至完全溶解，再加入氟化钾GICs，在超声波乳化分散设备中充分混合。（3）将导电碳浆料涂覆在铝箔表面，涂层厚度为1.0μm。（4）再放入钟罩炉中烧结，惰性气体为氮气，在280℃中排胶4h，在500℃中烧结12h。实施例2一种固体铝电容器用涂碳铝箔，具体制备方法如下：使用的铝箔是30μm硬质光箔，Al%（质量百分比）≥99.8%。（1）铝箔在0.2mol/L的氢氧化钠溶液中清洗，清洗条件为50℃、20s。（2）导电碳浆料的组成为氟化镁GICs1%、黏结剂2%、分散剂0.1%、其余为溶剂，配制方法为：先将黏结剂、分散剂和溶剂混合，充分搅拌至完全溶解，再加入氟化镁GICs，在超声波乳化分散设备中充分混合。（3）将导电碳浆料涂覆在铝箔表面，涂层厚度为1.0μm。（4）再放入钟罩炉中烧结，惰性气体为氮气，在280℃中排胶4h，在500℃中烧结12h。实施例3一种固体铝电容器用涂碳铝箔，具体制备方法如下：使用的铝箔是30μm硬质光箔，Al%（质量百分比）≥99.8%。（1）铝箔在0.2mol/L的氢氧化钠溶液中清洗，清洗条件为50℃、20s。（2）导电碳浆料的组成为氟化钾GICs2%、黏结剂2.5%、分散剂0.2%、其余为溶剂，配制方法为：先将黏结剂、分散剂和溶剂混合，充分搅拌至完全溶解，再加入金属氟化物GICs，在超声波乳化分散设备中充分混合。（3）将导电碳浆料涂覆在铝箔表面，涂层厚度为1.5μm。（4）再放入钟罩炉中烧结，惰性气体为氮气，在300℃中排胶4h，在550℃中烧结12h。实施例4本实施例的涂碳铝箔的制备方法同实施例1，不同之处在于步骤（2）中导电碳浆料的组成为氟化锂GICs本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种固体铝电容器用涂碳铝箔，其特征在于，涂碳铝箔以铝箔为负极箔，以金属氟化物石墨层间化合物为导电碳材料涂覆在铝箔表面制备得到。

【技术特征摘要】
1.一种固体铝电容器用涂碳铝箔，其特征在于，涂碳铝箔以铝箔为负极箔，以金属氟化物石墨层间化合物为导电碳材料涂覆在铝箔表面制备得到。2.权利要求1所述固体铝电容器用涂碳铝箔的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.将铝箔清洗干净并进行粗化处理；S2.导电碳浆料的制备：将黏结剂、分散剂和溶剂混合完全溶解，再分步加入金属氟化物GICs，充分混合；S3.在步骤S1的铝箔表面均匀的涂覆步骤S2中的导电碳浆料；S4.将步骤S3中涂覆导电碳浆料的铝箔置于惰性气体氛围中烧结，即可制备得到所述涂碳铝箔。3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，步骤S2中所述分散剂为改性聚氨酯类高聚化合物；所述黏结剂为丙烯腈树脂；所述溶剂为DMF或DMSO。4.根据权利要求3所述方法，其特征在于，步骤S2中所述金属氟化物GICs为氟化镁GICs、氟化钾GICs或氟化锂GICs。5.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述导电碳浆...

【专利技术属性】
技术研发人员：江国东，张东彬，
申请(专利权)人：韶关东阳光包装印刷有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44