一种低阻抗型电容器及其制备方法技术

本申请涉及电容器的技术领域，具体公开了一种低阻抗型电容器及其制备方法。一种低阻抗型电容器，包括电极片、电解纸和电解液，电解纸包括以下重量份物质：85

【技术实现步骤摘要】
一种低阻抗型电容器及其制备方法


[0001]本申请涉及电容器的领域，尤其是涉及一种低阻抗型电容器及其制备方法。

技术介绍

[0002]电容器是一种用于储存电荷的容器，包括正极、负极和介质构成，在电容器正极与负极之间加载电压时，电容器就会存储电荷。电容器按照电介质分类可大致分为有机介质电容器、无机介质电容器、电解电容器、电热电容器和空气介质电容器等，其中铝电解电容器目前的应用较为广泛，铝电解电容器能够广泛应用于笔记本电脑、镇流器、汽车电子等产业。
[0003]铝电解电容器包括两个电极片和电解液，通过电解液将两个电极片进行分隔。电流流过包含电容器的电路时，电路中的电容器、电阻等对电流具有后阻碍作用，这种作用叫做阻抗作用。由于阻抗的产生，导致电路中的电流降低，为了降低电容器的阻抗作用，目前大多采用水含量较高的电解液，增加电解液的导电率，从而降低阻抗。
[0004]针对上述相关技术，专利技术人认为含水量较高的电解液的体积较大，当电容器应用于精密仪器时，致使电容器中的电解液较少，因此电容器仍存在高频性较差、阻抗较高的缺陷。

技术实现思路

[0005]为了改善电容器阻抗较高的缺陷，本申请提供一种低阻抗型电容器及其制备方法。
[0006]第一方面，本申请提供一种低阻抗型电容器，采用如下的技术方案：一种低阻抗型电容器，包括电极片、电解纸和电解液，电解纸包括以下重量份物质：85
‑
95份针叶木浆纤维 5
‑
15份龙须草纤维和0.1
‑
1份纳米纤丝纤维素，所述龙须草纤维的打浆度为30
‑
50
°
SR，所述针叶木浆纤维为经高浓度打浆的打浆度为70
‑
90
°
SR的针叶木浆纤维。
[0007]通过采用上述技术方案，首先，本申请技术方案将电解液负载于电解纸上，通过负载于电解纸上的电解液进行电荷的传导，由于电解纸具有优良的电气性能，能够减小电容器的阻抗，同时组成的电容器体积较小，能够应用于较小精密仪器并维持较低的阻抗。
[0008]其次，本申请中采用针叶木浆纤维、龙须草纤维和纳米纤丝纤维素配合制备电解纸，纳米纤丝纤维素上的氢键结构使得电解纸中的纤维抱合力增强，即电解纸的结构更加致密，减少电解纸的孔隙结构，改善了电解纸的介电性能和抗张性能，降低了电容器的阻抗的同时，减少了电解纸断裂现象的发生。并且龙须草纤维、纳米纤丝纤维能够相互交织，形成立体网状结构，进一步增加电解纸的紧密程度，并且使得电解纸保留一定的孔隙度，提高了电解纸对电解液的吸收效果，稳定降低电容器的阻抗。
[0009]最后，优化了龙须草纤维的打浆度、针叶木浆纤维的打浆度以及打浆浓度，增加针叶木浆纤维以及龙须草纤维的分丝帚化程度，使得针叶木浆纤维和龙须草纤维更易在电解
纸中形成网状结构，增加电解纸抗张强度。
[0010]优选的，所述龙须草纤维为经改性剂改性处理的龙须草纤维，所述改性剂包括氢氧化钠、丙烯酰胺中的一种或两种。
[0011]通过采用上述技术方案，首先，采用氢氧化钠对龙须草进行改性处理，氢氧化钠能够扩散至纤维细胞壁内部，将龙须草纤维结晶区的半纤维素、树脂以及色素等溶解去除，并且在纤维表面形成刻蚀坑道，暴露更多氢键结合位点，增强了电解纸中各纤维之间的结合效果。
[0012]其次，采用丙烯酰胺对龙须草进行改性处理，能够在龙须草纤维中引入羧乙基，减少龙须草纤维之间的氢键结合，有利于龙须草纤维进行分丝帚化，改善电解纸中各纤维之间的结合效果。
[0013]最后，采用氢氧化钠和丙烯酰胺共同对龙须草进行改性，先对龙须草进行刻蚀处理，减少龙须草纤维结晶，并且在碱性条件下，加快丙烯酰胺分解转化为羧乙基，协同改善龙须草纤维的分丝帚化以及和其余纤维之间的结合效果，稳定提高了电解纸对电解液的吸附效果，即提高电荷流转效果，降低电容器的阻抗。
[0014]优选的，所述针叶木浆纤维为经生物酶预处理的针叶木浆纤维，所述生物酶包括纤维素酶、打浆酶中的任意一种。
[0015]通过采用上述技术方案，采用纤维素酶或打浆酶对针叶木浆纤维进行预处理，能够松散纤维次生壁外层，促进针叶木浆纤维吸水润涨，有利于针叶木浆纤维进行分丝帚化，进一步提高了电解纸中各纤维之间的结合效果。
[0016]优选的，所述电极片包括掺杂有石墨烯的铝基复合材料，所述铝基复合材料为三维结构。
[0017]通过采用上述技术方案，由于石墨烯具有三维结构以及较高的比表面积，将石墨烯掺杂至铝电极中，能够形成非团聚的三维空间形态，增大电极片的比表面积，提高电解片和电解液之间的接触充分性，有利于电荷的转移；同时由于石墨烯能够垂直于铝电极生长，能够优化电荷传输以及储存路径，不仅提高电容器的比电容，还能够降低电容器的阻抗，使得电容器获得高频率低阻抗的特性。
[0018]优选的，所述铝基复合材料还包括二氧化锰，所述铝基复合材料呈开放性多孔结构。
[0019]通过采用上述技术方案，在铝基复合材料中引入二氧化锰，使得石墨烯上负载有二氧化锰纳米片结构，并且铝基复合材料仍保持多孔的三维结构，且多孔三维结构为开放性、非团聚性结构，有利于电极片与电解液之间的重复接触，显著促进电子转移、离子传导和电解液扩散，进一步优化了电荷的传输路径，减少了电容器的阻抗。并且由于二氧化锰纳米片对石墨烯的包覆，二氧化锰作为赝电容和铝基复合材料中其余组分配合，优化电极片的比表面积，进一步增大了电容器的比电容，并且能够改善电容器的电化学稳定性。
[0020]优选的，所述铝基复合材料的制备包括以下步骤：预处理：将铝箔浸渍于盐酸中，刻蚀处理，取出，得到刻蚀铝箔，再将刻蚀铝箔依次浸渍于氢氧化钠和硝酸溶液中，得到孔洞铝箔；复合材料制备：将孔洞铝箔置于真空环境下，升温，等离子体处理，得到离子体铝箔，通入碳源气体，沉积处理，得到中间体；将中间体置于高锰酸钾溶液中，搅拌混合，恒温处理，取出中间体，洗涤、烘干，得到铝基复合材料。
[0021]通过采用上述技术方案，通过盐酸、氢氧化钠以及硝酸处理铝箔，去除铝箔上的杂质以及油污，为铝元素溶解提供形核中心，再对刻蚀铝箔进行等离子体处理，能够对铝箔进行处理，在等离子体的处理下，铝箔表面的氧化膜软化并塌陷，陷入铝箔基底中，形成刻蚀坑道。再于离子体铝箔上沉积石墨烯，能够在石墨烯与离子体铝箔之间形成Al4C3层和碳层，极大优化了电荷传输路径，并且降低了电容器的阻抗。最后，在铝箔上形成的刻蚀坑道能够优化石墨烯在铝箔上的沉积致密度，有效增加了石墨烯的厚度，提高了电容器的比电容。
[0022]此外，由于二氧化锰作为电子导体，能够加速导电效果，降低电容器阻抗，并且就有较强的自修复效果，能够自动修补并隔绝氧化膜中疵点的性能，提高电容器的稳定性，改善电容器的电化学性能。
[0023]优选的，所述电解液包括聚苯胺、溶胶电解质中的一种或两种。
[0024]通过采用上述技术方案，首先，采用聚苯胺作为电解液，聚苯胺能够有效浸渍电解本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低阻抗型电容器，其特征在于，包括电极片、电解纸和电解液，电解纸包括以下重量份物质：85
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95份针叶木浆纤维 5
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15份龙须草纤维和0.1
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1份纳米纤丝纤维素，所述龙须草纤维的打浆度为30
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50
°
SR，所述针叶木浆纤维为经高浓度打浆的打浆度为70
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90
°
SR的针叶木浆纤维。2.根据权利要求1所述的一种低阻抗型电容器，其特征在于：所述龙须草纤维为经改性剂改性处理的龙须草纤维，所述改性剂包括氢氧化钠、丙烯酰胺中的一种或两种。3.根据权利要求2所述的一种低阻抗型电容器，其特征在于：所述针叶木浆纤维为经生物酶预处理的针叶木浆纤维，所述生物酶包括纤维素酶、打浆酶中的任意一种。4.根据权利要求1所述的一种低阻抗型电容器，其特征在于：所述电极片包括掺杂有石墨烯的铝基复合材料，所述铝基复合材料为三维结构。5.根据权利要求4所述的一种低阻抗型电容器，其特征在于：所述铝基复合材料还包括二氧化锰，所述铝基复合材料呈开放性多孔结构。6.根据权利要求5所述的一种低阻抗型电容器，其特征在于，所述铝基复合材料的制备包括以下步骤：预处理：将...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵志飞，汪海霞，林小亮，
申请(专利权)人：深圳奥凯普电容器有限公司，
类型：发明
国别省市：