一种在固态铝电解电容器中制备导电聚合物阴极的方法技术

本发明专利技术公开了一种在固态铝电解电容器中制备导电聚合物阴极的方法，属于固态铝电解电容器领域。包括：采用化学气相沉积法在阳极箔介质层表面预沉积导电层；在沉积的导电层表面采用电化学法制备导电聚合物，形成固态铝电解电容器中的复合导电层；对所述复合导电层进行阴极电极引出，即制得导电聚合物阴极。本发明专利技术所用的化学气相沉积技术避免了浸渍法和化学聚合法中溶液分子难以进入阳极铝箔表面微小孔洞的问题，同时有效避免了溶液对介质层的破坏。坏。坏。

【技术实现步骤摘要】
一种在固态铝电解电容器中制备导电聚合物阴极的方法


[0001]本专利技术涉及固态铝电解电容器领域，具体涉及一种使用化学气相沉积法在固态铝电解电容器阳极箔表面上制备导电聚合物薄膜的技术。

技术介绍

[0002]固态铝电解电容器中的导电阴极制备是当前要解决的主要问题之一。导电聚合物是目前作为固态铝电解电容器阴极材料而广泛使用的主要材料。在固态铝电解电容器阳极箔表面制备导电聚合物阴极薄膜的方法有浸渍法、化学合成法、电化学合成法等。浸渍法由于溶液的表面张力和分子尺寸的影响使得溶液分子难以进入阳极铝箔的微小孔洞中，影响导电层在阳极箔表面的覆盖度，导致电容器的容量引出率低；化学合成法溶液中含有的酸性物质和强氧化剂等会对铝电解电容器阳极箔表面的介质层造成损害，从而造成固态铝电解电容器耐压降低、漏电流增大等问题；电化学法是在外加电场的作用下发生聚合形成导电层，其具有可控性强、合成的聚合物的导电性能和力学性能优异，且电化学法的溶液对阳极箔介质层的损害小于化学法。但由于电容器阳极箔表面介质层的绝缘性，所以使用电化学法时需要先通过热解法或者化学法等在介质层表面预先制备一层导电层。在此基础上才能使用电化学法制备导电聚合物层。使用热解法或者化学法在阳极箔介质上制备预沉积的导电层时会存在溶液对介质层的破坏、预制的导电层与介质层的附着力较差以及导率低等问题，造成最终的固态电容器的耐压降低、漏电流增大、容量引出率低等问题。
[0003]经文献调研，2011年陈远强采用化学氧化法和电化学法制备了聚吡咯作为固体铝电解电容器的导电阴极。1996年，Yasuo Kudoh等人采用热解氧化锰和电化学法制备聚吡咯作为固态铝电解电容器的导电阴极。对比以上的文献报道我们发现了一个共同之处，当前方法制备固态铝电解电容器时都采用了液相法制备预导电层，然后使用电化学法制备聚合物导电层。这样制备的电容器容量引出量低、等效串联电阻和损耗都较大。

技术实现思路

[0004]为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种在固态铝电解电容器中制备导电聚合物阴极的方法。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0006]本专利技术公开了一种在固态铝电解电容器中制备导电聚合物阴极的方法，其特征在于，
[0007]采用化学气相沉积法在阳极箔介质层表面预沉积导电层；
[0008]在沉积的导电层表面采用电化学法制备导电聚合物，形成固态铝电解电容器中的复合导电层；
[0009]对所述复合导电层进行阴极电极引出，制得导电聚合物阴极。
[0010]优选地，所述阳极箔为具有电介质层的多孔铝箔。
[0011]优选地，预沉积的导电层为使用化学气相沉积形成的导电层。
[0012]优选地，预沉积的导电层采用导电碳材料。
[0013]进一步优选地，所述导电碳材料选择碳纳米管和/或石墨烯。
[0014]优选地，所述导电聚合物包括聚吡咯、聚苯胺和聚3，4
‑
乙撑二氧噻吩中的一种或几种。
[0015]优选地，采用导电碳浆、银浆、铝箔或银丝将所述复合导电层进行阴极电极引出。
[0016]优选地，阳极箔的几何面积尺寸可调。
[0017]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0018]1、本专利技术所用的化学气相沉积技术避免了浸渍法和化学聚合法中溶液分子难以进入阳极铝箔表面微小孔洞的问题，使导电薄膜在微纳米级孔洞中具有高的阶梯覆盖率，提高了电容器的容量引出率。
[0019]2、避免了溶液中强氧化剂、强酸性物质对铝箔介质层的损害。
[0020]3、本专利技术中使用化学气相法制备的预沉积导电层杂质少，具有电导率高、均匀性好等优势。
[0021]本专利技术中使用的化学气相沉积技术得到的预沉积导电层与介质层附着力较好，同时可以有效地避免后续制备复合导电层时对介质层的破坏。
附图说明
[0022]图1为固态铝电解电容器的结构示意图；
[0023]图2为使用化学气相沉积技术在铝阳极箔介质层上预沉积导电层后的截面SEM图；
[0024]表1为使用本技术所制备的固态铝电容的电性能参数。
具体实施方式
[0025]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0026]需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0027]下面结合附图对本专利技术做进一步详细描述：
[0028]参见图1和图2，本专利技术公开的在固态铝电解电容器中制备导电聚合物阴极的方法，采用化学气相沉积法在阳极箔介质层表面预沉积导电层；在沉积的导电层表面采用电化学法制备导电聚合物，形成固态铝电解电容器中的复合导电层；对所述复合导电层进行阴极电极引出，即制得导电聚合物阴极。图2中，白色圈处意为预先沉积的碳材料。
[0029]对导电聚合物阴极进行电化学性能测试，包括电容器的电容、损耗、漏电流、等效串联电阻等测试。
[0030]对比例1
[0031](1)准备工作：使用铝箔切片模具切出带有阳极引出端的阳极箔，对裁切边缘进行补形成。
[0032](2)通过预沉积氧化锰制备导电层。具体为：将经过步骤(1)处理后得到的阳极铝箔浸没在60℃的高锰酸盐水溶液中，逐滴加入甲醇和0.1M硝酸溶液，混合加热30min，取出制备好氧化锰层的阳极铝箔。
[0033](3)通过电化学法制备导电层。具体为：在室温常压下，采用恒电流法(j≤5mA
·
cm
‑2，电位≤1V(相对于SCE))，将经过上述步骤(2)处理后得到的阳极铝箔在含有0.5M的吡咯单体和0.5M三异丙基萘磺盐(TIPNS)的溶液中进行电聚合。在上述碳纳米管导电层表面上沉积一层聚吡咯，形成固态铝电解电容器中的复合导电层。
[0034](4)在经过步骤(2)的阳极箔表面滴涂一层导电碳浆，室温固化之后，滴涂银浆、放置银丝作为阴极引出端。
[0035]对制备的固态铝电解电容器的电性能参数测试为：69％电容引出量；5.5％损耗；6Ω等效串联电阻；0.2mA漏电流。
[0036]对比例2
[0037](1)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种在固态铝电解电容器中制备导电聚合物阴极的方法，其特征在于，包括：采用化学气相沉积法在阳极箔介质层表面预沉积导电层；在沉积的导电层表面采用电化学法制备导电聚合物，形成固态铝电解电容器中的复合导电层；对所述复合导电层进行阴极电极引出，制得导电聚合物阴极。2.根据权利要求1所述的在固态铝电解电容器中制备导电聚合物阴极的方法，其特征在于，所述阳极箔为具有电介质层的多孔铝箔。3.根据权利要求1所述的在固态铝电解电容器中制备导电聚合物阴极的方法，其特征在于，预沉积的导电层为使用化学气相沉积形成的导电层。4.根据权利要求1所述的在固态铝电解电容器中制备导电聚合物阴极的方法，其特征在于，预沉积的...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊礼龙，武晶晶，杜显锋，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：