一种固态铝电解电容器及其制备方法技术

一种固态铝电解电容器，包括阳极箔、电解纸和阴极箔，阳极箔、电解纸和阴极箔卷绕形成芯包；芯包上形成导电高分子聚合物后还含浸聚甲基丙烯酸丁酯和聚甲基丙烯酸的共聚物。本发明专利技术的固态铝电解电容器具有耐充放电，循环性能好的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种固态铝电解电容器及其制备方法
本专利技术涉及一种固态铝电解电容器，尤其涉及一种循环性能好并且耐大电流冲击的固态铝电解电容器及其制备方法。
技术介绍
铝电解电容器的阳极是由铝金属组成，在阳极箔的表面形成有很多腐蚀坑，并且阳极箔的表面形成有电介质氧化膜，也就是氧化铝膜。与氧化膜接触的导电性电解质，在电解电容器中承担着真正阴极的角色。作为电容器真正的阴极，电解质的好坏极大的影响铝电解电容器的电气性能。为了谋求铝电解电容器的大容量，在阳极箔和阴极箔之间夹入电解纸一起卷绕形成芯包；固态铝电解电容器在电解纸上吸附着具有导电性的高分子聚合物。传统的固态铝电解电容器是在芯包上直接含浸导电高分子聚合物或者含浸单体和氧化剂，例如3，4-乙烯二氧噻吩和对甲苯磺酸铁，进行聚合反应形成导电高分子聚合物。形成高分子导电聚合物后，随着电容器充放电的进行，从导电高分子聚合物上脱掺杂的掺杂剂，以及由于掺杂剂分解的酸(例如从对甲苯磺酸产生的硫酸)会腐蚀氧化膜，导致电容器的电性能产生问题。针对上面的问题，研究人员提出了很多的解决方法，例如专利号为2019106397008，一种超低漏电流小尺寸固态铝电解电容器的制备方法中提出了在芯包上形成导电高分子聚合物后，在含浸电解液用于阳极表面电介质(氧化膜)的修复。上面的专利确实能够解决一部分问题，但是电解液含浸的时候，由于在芯包内部形成有导电高分子聚合物，所以在含浸的时候，电解液到达芯包的最内部是有难度的，这就是的电解液对阳极箔氧化膜的修复效果没有预想中的好。同时导电高分子聚合物在电容器充电和放电过程中，会不断的膨胀和收缩，这个时候非常容易出现导电高分子聚合物与阳极箔和阴极箔表面发生脱离的现象，从而影响固态铝电解电容器的容量。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种耐高压(大电流)冲击，并且循环性能好的固态铝电解电容器及其制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：一种固态铝电解电容器，包括阳极箔、电解纸和阴极箔，所述阳极箔、电解纸和阴极箔卷绕形成芯包；所述芯包上形成导电高分子聚合物后还含浸聚甲基丙烯酸丁酯和聚甲基丙烯酸的共聚物。上述的固态铝电解电容器，优选的，所述聚甲基丙烯酸丁酯和聚甲基丙烯酸的共聚物内混杂有柔性聚甲基丙烯酸总重量0.5％-2％的石墨烯。上述的固态铝电解电容器，优选的，所述聚甲基丙烯酸丁酯和聚甲基丙烯酸的共聚物内混杂有电解液。一种固态铝电解电容器，优选的，所述导电高分子聚合物包括聚噻吩及其衍生物、聚苯胺及其衍生物或者聚吡咯及其衍生物。一种固态铝电解电容器的制备方法，包括以下步骤：1)在芯包上形成导电高分子聚合物后烘干；2)含浸含有聚甲基丙烯酸丁酯和聚甲基丙烯酸的共聚物的分散液；3)烘干；4)含浸电解液；5)组立。上述的固态铝电解电容器的制备方法，优选的，重复步骤1)-步骤3)一到三次。上述的固态铝电解电容器的制备方法，优选的，所述步骤1)中的导电高分子聚合物包括聚噻吩及其衍生物。上述的固态铝电解电容器的制备方法，优选的，所述导电高分子聚合物为PEDOT：PSS。上述的固态铝电解电容器的制备方法，优选的，所述聚甲基丙烯酸丁酯和聚甲基丙烯酸的共聚物的分散液的溶剂与电解液的溶剂相同。上述的固态铝电解电容器的制备方法，优选的，所述步骤3)烘干的温度在120℃以下。上述的固态铝电解电容器的制备方法，优选的，所述步骤2)中聚甲基丙烯酸丁酯和聚甲基丙烯酸的共聚物中，聚甲基丙烯酸丁酯占共聚物总重量的5％-50％。本专利技术的固态铝电解电容器具有耐充放电，循环性能好的特点。具体实施方式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。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。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。实施例1本实施例提供一种固态铝电解电容器，包括阳极箔、电解纸和阴极箔，所述阳极箔、电解纸和阴极箔卷绕形成芯包；芯包上形成导电高分子聚合物后还含浸聚甲基丙烯酸丁酯和聚甲基丙烯酸的共聚物。聚甲基丙烯酸丁酯和聚甲基丙烯酸的共聚物内混杂有电解液。在本实施例中，由于在芯包里面含浸有聚甲基丙烯酸丁酯和聚甲基丙烯酸的共聚物，这样在导电高分子聚合物与阳极箔表面以及导电高分子聚合物自身的内部形成有弹性的粘接剂，并且聚甲基丙烯酸丁酯和聚甲基丙烯酸的共聚物本身也是导电的，不会对导电高分子聚合物的导电性产生大的影响，这样在固态铝电解电容器的充放电循环中聚甲基丙烯酸丁酯和聚甲基丙烯酸的共聚物就起到粘合剂的作用，从而提高固态铝电解电容器的循环性能；在浪涌测试中表现优异。同时，本实施例的聚甲基丙烯酸丁酯和聚甲基丙烯酸的共聚物与电解液具有相容性，这样在芯包含浸电解液的时候，能够对含浸起到促进作用。在含浸电解液的时候，由于聚甲基丙烯酸丁酯和聚甲基丙烯酸的共聚物溶于醇等大部分的有机溶剂，所以能够加快电解液在芯包上面的渗透。含浸足够多的电解液对阳极箔表面的氧化膜的修复是有大的帮助的。在本实施例中，聚甲基丙烯酸丁酯和聚甲基丙烯酸的共聚物内混杂有柔性聚甲基丙烯酸总重量0.5％-2％的石墨烯。在本实施例中，石墨烯的加入能够起到加快芯包内部散热的效果，聚甲基丙烯酸丁酯和聚甲基丙烯酸的共聚物与聚甲基丙烯酸相比其柔软性要好，在芯包内部聚甲基丙烯酸丁酯和聚甲基丙烯酸的共聚物与电解液一起作为散热介质，可以及时的把芯包内部的热量传递到芯包外部，从而提高芯包的散热性能，同时石墨烯的加入有利于提高聚甲基丙烯酸丁酯和聚甲基丙烯酸的共聚物材料的散热系数。在本实施例中，导电高分子聚合物采用的是PEDOT：PSS，PEDOT与PSS的摩尔比为4:1-1:1均可。在电容器充放电循环的时候，PEDOT：PSS作为导电高分子聚合物，作为掺杂剂的PSS，容易发生脱杂的现象，脱杂后容易发生分解，从而生成硫酸，硫酸会腐蚀阳极箔表面的电介质，严重的会发生短路现象。在本实施例中，在导电高分子聚合物的表面形成有一层聚甲基丙烯酸丁酯和聚甲基丙烯酸的共聚物，这样可以利用聚甲基丙烯酸丁酯和聚甲基丙烯酸的共聚物减少导电高分子中掺杂剂的脱杂现象。在本实施例中，电解液采用多元醇作为溶剂的时候，导电高分子聚合物容易产生溶胀，这个时候就容易发生脱杂的现象，但是在导电高分子聚合物的表面有一层聚甲基丙烯酸丁酯和聚甲基丙烯酸的共聚物就能够减少这种脱杂的现象。本实施例还提供一种固态铝电解电容器的制备方法，包括以下步骤：1)对阳极箔、电解纸和阴极箔的裁剪，裁剪后在阳极箔和阴极箔上引出阳极导针和阴极本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种固态铝电解电容器，其特征在于：包括阳极箔、电解纸和阴极箔，所述阳极箔、电解纸和阴极箔卷绕形成芯包；所述芯包上形成导电高分子聚合物后还含浸聚甲基丙烯酸丁酯和聚甲基丙烯酸的共聚物。/n

【技术特征摘要】
1.一种固态铝电解电容器，其特征在于：包括阳极箔、电解纸和阴极箔，所述阳极箔、电解纸和阴极箔卷绕形成芯包；所述芯包上形成导电高分子聚合物后还含浸聚甲基丙烯酸丁酯和聚甲基丙烯酸的共聚物。


2.根据权利要求1所述的固态铝电解电容器，其特征在于：所述聚甲基丙烯酸丁酯和聚甲基丙烯酸的共聚物内混杂有柔性聚甲基丙烯酸总重量0.5％-2％的石墨烯。


3.根据权利要求1或2所述的固态铝电解电容器，其特征在于：所述聚甲基丙烯酸丁酯和聚甲基丙烯酸的共聚物内混杂有电解液。


4.根据权利要求1所述的固态铝电解电容器，其特征在于：所述导电高分子聚合物包括聚噻吩及其衍生物、聚苯胺及其衍生物或者聚吡咯及其衍生物。


5.一种固态铝电解电容器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)在芯包上形成导电高分子聚合物后烘干；
2)含浸含有聚甲基丙烯酸丁酯和聚甲基丙烯酸的共聚物的分散液；
3)烘干；
4)含浸电解...

【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：湖南;43