一种稳定性好的固态铝电解电容器及其制备方法技术

一种稳定性好的固态铝电解电容器，包括芯包和外壳，芯包通过橡胶塞密封在外壳内；芯包由阳极箔、电解纸和阴极箔卷绕而成，阳极箔和阴极箔之间形成有高分子导电聚合物的薄膜，高分子导电聚合物膜中含有占高分子导电聚合物总重量0.2％

【技术实现步骤摘要】
一种稳定性好的固态铝电解电容器及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种铝电解电容器，尤其涉及一种稳定性好的固态铝电解电容器及其制备方法

技术介绍

[0002]随着电子产品的数据化，那些电流输出的回路，特别是ai机器、电动汽车、车载电子、导航、车载快充汽车装置领域以及医疗电子等领域，对高信赖化的呼声越来越高，要求其小型化、高容量、低ESR、低LC等性能，耐瞬间大电流冲击及多次数充放电也有特别要求，液态铝电解电容器和固态电解电容器比较，其优点是电解液可以对阳极箔氧化膜缺陷部有修复能力，抑制短路情况的发生。液态电解电容因其导电模式为离子在液态电解液中传导导电，其速率较慢，且本身阻值较大，能内部消耗一定电流的冲击。即使电解液的溶媒因挥发没有了，可氧化膜和负箔间还有电解纸绝缘隔离，所以电容器失效模式是开路而不会短路。而传统固态铝电解电容器是电子经过高分子固体链进行传导，其优点是低ESR、低内阻，传导速率比传统快近10000倍导电率，但对阳极氧化膜缺陷部的修复能力弱。且本身内阻较小，受瞬间电流及充放电冲击时，能量聚集容易出现高分子链断裂导致短路失效。这种传统的固态铝电解电容器在高温环境下使用的时候，容易出现性能不稳定的现象，主要是在充放电循环的时候容易出现高分子导电聚合物薄容易出现从阳极箔和阴极箔上剥离，并且高分子导电聚合物在充放电循环的时候其本身容易出现裂纹，从而出现容量损失的现象。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种稳定性好的固态铝电解电容器及其制备方法。<br/>[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：一种稳定性好的固态铝电解电容器，包括芯包和外壳，所述芯包通过橡胶塞密封在外壳内；所述芯包由阳极箔、电解纸和阴极箔卷绕而成，所述阳极箔和阴极箔之间形成有高分子导电聚合物的薄膜，所述高分子导电聚合物膜中含有占高分子导电聚合物总重量0.2％
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5％的UiO
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66。
[0005]上述的稳定性好的固态铝电解电容器，优选的，所述高分子导电聚合物中还含有聚环氧乙烷；所述聚环氧乙烷和UiO
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66的重量比为20:1
‑
5:1。
[0006]上述的稳定性好的固态铝电解电容器，优选的，所述UiO
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66的粒径为100
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500nm。
[0007]上述的稳定性好的固态铝电解电容器，优选的，所述高分子导电聚合物包括PEDOT及其衍生物。
[0008]一种稳定性好的固态铝电解电容器的制备方法，包括以下方法：
[0009]1)将UiO
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66和聚环氧乙烷均匀的分散在分散液中；
[0010]2)将高分子导电聚合物粉末加入到步骤1)中的分散液中，分散均匀；
[0011]3)将芯包含浸步骤2)得到的溶液；并且干燥。
[0012]上述的稳定性好的固态铝电解电容器的制备方法，优选的，在步骤1)之前将UiO
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66在聚环氧乙烷溶液中活化。
[0013]上述的稳定性好的固态铝电解电容器的制备方法，优选的，所述UiO
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66的制备方法包括以下步骤：将摩尔比为5：3的四氯化锆和对苯二甲酸溶解在含有乙酸的DMF中，然后混合物密封在100ml高压釜中，并在120℃结晶24小时；冷却到室温后，用DMF/甲醇纯化并在100℃下干燥12小时。
[0014]上述的稳定性好的固态铝电解电容器的制备方法，优选的，还包括步骤4)含浸电解液，所述溶剂包括乙二醇；溶质包括葵二酸铵、硼酸、壬二酸氢铵、五硼酸铵、甘露醇和烷基葵二酸铵中的一种或者多种；所述添加剂包括对硝基苯酸铵、次亚磷酸铵、石墨中的一种或者多种。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术的稳定性好的固态铝电解电容器的静电容量高，并且在80℃的温度下进行浪涌测试，在经过1000次循环后，电容保持率仍可以保持在96％。
具体实施方式
[0016]为了便于理解本专利技术，下文将结合较佳的实施例对本专利技术作更全面、细致地描述，但本专利技术的保护范围并不限于以下具体的实施例。
[0017]需要特别说明的是，当某一元件被描述为“固定于、固接于、连接于或连通于”另一元件上时，它可以是直接固定、固接、连接或连通在另一元件上，也可以是通过其他中间连接件间接固定、固接、连接或连通在另一元件上。
[0018]除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本专利技术的保护范围。
[0019]实施例1
[0020]一种稳定性好的固态铝电解电容器，包括芯包和外壳，所述芯包通过橡胶塞密封在外壳内；所述芯包由阳极箔、电解纸和阴极箔卷绕而成，所述阳极箔和阴极箔之间形成有高分子导电聚合物的薄膜，所述高分子导电聚合物膜中含有占高分子导电聚合物总重量1％的UiO
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66。在本实施例中，UiO
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66的粒径为100
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500nm。UiO
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66作为一种金属有机框架材料，均匀的分布在高分子导电聚合物中，UiO
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66可以作为支撑架，在充放电循环中支撑高分子导电聚合物，从而提高固态铝电解电容器的循环性能，使得固态电容器的稳定性增强。
[0021]在本实施例中，UiO
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66的粒径为100
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500nm，在芯包进行含浸的时候需要充分分散均匀，不能够出现团聚现象，不然的话会出现UiO
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66含浸到芯包比较困难。在本实施例中，为了解决这个问题，在含浸的时候将UiO
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66分散在聚环氧乙烷中。UiO
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66分散到聚环氧乙烷中后，UiO
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66得到活化。同时UiO
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66结构中的羟基能够抑制聚环氧乙烷(PEO)中环氧乙烷(EO)单元中氢键的连接；从而抑制聚环氧乙烷的结晶。这在含浸完成后，在高分子导电聚合物固化的时候，聚环氧乙烷能够有效的活化阳极箔和阴极箔的表面，使得导电高分子聚合物与阳极箔和阴极箔的连接更加牢固。不然的话，在高分子导电聚合物中添加聚环氧乙烷，在固化的时候，聚环氧乙烷首先结晶，这样就起不到活化的作用。在本实施例中，聚环氧乙烷和UiO
‑
66的重量比为5:1。同时，在本实施例中，聚环氧乙烷的加入有助于在含浸的时候，使得更多的高分子导电聚合物到达芯包的内部的深处，从而提高固态铝电解电容器的静电
容量。
[0022]在本实施例中，高分子导电聚合物采用PEDOT：PSS，PEDOT：PSS以4:1配置。
[0023]本实施例还提供了一种稳定性好的固态铝电解电容器的制备方法，包括以下方法：
[0024]1)将UiO
‑
66在聚环氧乙烷溶液中活化。
[0025本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种稳定性好的固态铝电解电容器，其特征在于：包括芯包和外壳，所述芯包通过橡胶塞密封在外壳内；所述芯包由阳极箔、电解纸和阴极箔卷绕而成，所述阳极箔和阴极箔之间形成有高分子导电聚合物的薄膜，所述高分子导电聚合物膜中含有占高分子导电聚合物总重量0.2％
‑
5％的UiO
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66。2.根据权利要求1所述的稳定性好的固态铝电解电容器，其特征在于：所述高分子导电聚合物中还含有聚环氧乙烷；所述聚环氧乙烷和UiO
‑
66的重量比为20:1
‑
5:1。3.根据权利要求1所述的稳定性好的固态铝电解电容器，其特征在于：所述UiO
‑
66的粒径为100
‑
500nm。4.根据权利要求1所述的稳定性好的固态铝电解电容器，其特征在于：所述高分子导电聚合物包括PEDOT及其衍生物。5.一种根据权利要求1
‑
4任一项所述的稳定性好的固态铝电解电容器的制备方法，其特征在于，包括以下方法：...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡少强，潘振炎，张茂贵，杨静如，
申请(专利权)人：湖南艾华集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：