一种基于Ti3SiC2掺杂的固态铝电解电容器及其制备方法技术

一种基于Ti3SiC2掺杂的固态铝电解电容器，包括外壳和芯包，芯包密封设置在外壳内；芯包包括阳极箔、电解纸和阴极箔，电解纸设置在阳极箔和阴极箔之间，在阳极箔和阴极箔之间形成有高分子导电聚合物膜，高分子导电聚合物膜中掺杂有Ti3SiC2。在本发明专利技术中，固态电解质中用Ti3SiC2后能够有效的降低固态铝电解电容器的内阻；在本发明专利技术中，Ti3SiC2掺杂后的固态电解质，由于Ti3SiC2对高分子导电聚合物的支撑作用，使得固态铝电解电容器的循环性能得到提高。高。

【技术实现步骤摘要】
一种基于Ti3SiC2掺杂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固态铝电解电容器，尤其涉及一种内阻小的基于Ti3SiC2掺杂的固态铝电解电容器及其制备方法。

技术介绍

[0002]就目前来看，固态电容器因为其成长性较好，故有着良好的应用前景。固态电容器采用导电率高、热稳定性好的高分子材料取代传统电解质，因此相对于普通液态铝电解电容器而言，它不仅可靠性较高、使用寿命长，而且有频率高、阻抗低、耐特大纹波电流等特性，故每一颗固态电容器可以替代2~3颗普通的铝电解电容器，也可以克服液态铝电解电容器易漏液的缺点，所以在电子产品的集成化和小型化方面有广范的应用前景，目前已经在笔记本电脑、LCDTV、3D显示器、游戏机等领域应用。5G网络、电子信息产业的兴起及消费结构的升级，尤其是随着其核心原材料售价的逐渐下降，固态电容器的应用范围会在将来不断扩大，市场需求也随之快速增加。
[0003]然而随着市场的发展，对于固态铝电解电容器的要求也越来越高，然而现在的固态铝电解电容器在内阻和循环性能上还不能完全满足市场的需求。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种内阻小、循环性能好的基于Ti3SiC2掺杂的固态铝电解电容器及其制备方法。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：一种基于Ti3SiC2掺杂的固态铝电解电容器，包括外壳和芯包，所述芯包密封设置在外壳内；其特征在于：所述芯包包括阳极箔、电解纸和阴极箔，电解纸设置在阳极箔和阴极箔之间，在阳极箔和阴极箔之间形成有高分子导电聚合物膜，所述高分子导电聚合物膜中掺杂有Ti3SiC2。
[0006]上述的基于Ti3SiC2掺杂的固态铝电解电容器，优选的，所述Ti3SiC2与高分子导电聚合物的单体的重量比为1:40
‑
1:10。
[0007]上述的基于Ti3SiC2掺杂的固态铝电解电容器，优选的，高分子导电聚合物为PEDOT膜、聚苯胺膜或者聚吡咯膜。
[0008]上述的基于Ti3SiC2掺杂的固态铝电解电容器，优选的，所述芯包为叠层式芯包，阳极箔的表面形成有高分子导电聚合物膜，阴极箔上形成有Ti3SiC2掺杂的高分子导电聚合物膜。
[0009]一种基于Ti3SiC2掺杂的固态铝电解电容器的制备方法，包括以下步骤；1）Ti3SiC2粉末加入到导电聚合物单体溶液中，均匀形成含浸液；Ti3SiC2与导电聚合物单体的重量比为1:40
‑
1:10；2）芯包含浸步骤1）中形成的含浸液，然后烘干；3）将完成步骤2）的芯包含浸氧化剂；4）将含浸有氧化剂的芯包进行聚合反应；聚合时温度在50
‑
120℃；
5）组立；6）老化。
[0010]上述的基于Ti3SiC2掺杂的固态铝电解电容器的制备方法，优选的，所述聚合反应时将温度从50
‑
70℃开始依次升高；每次升高温度的幅度不超过50摄氏度，每次温度升高后保温30min
‑
90min。
[0011]上述的基于Ti3SiC2掺杂的固态铝电解电容器的制备方法，优选的，所述步骤1）中含浸液的溶剂包括去离子水、乙醇、乙二醇、丙二醇、甘油中的一种或者多种，导电聚合物单体在含浸液中的浓度为1
‑
10%。
[0012]一种基于Ti3SiC2掺杂的固态铝电解电容器的制备方法，包括以下步骤：1）Ti3SiC2粉末加入到导电聚合物单体溶液中，均匀形成涂覆液；Ti3SiC2与导电聚合物单体的重量比为1:40
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1:10；2）将步骤1）中的涂覆液均匀的涂覆在阴极箔上；3）将氧化剂均匀的涂覆在步骤2）的阴极箔上；4）将步骤3）的阴极箔进行聚合反应；5）将步骤4）形成的阴极箔、隔膜和阳极箔依次层叠形成叠层式芯包；6）在步骤5）形成的叠层式芯包中的阳极箔与步骤4）形成的阴极箔中形成高分子导电聚合物膜；7）组立。
[0013]上述的基于Ti3SiC2掺杂的固态铝电解电容器的制备方法，优选的，所述聚合反应时将温度从50
‑
70℃开始依次升高；每次升高温度的幅度不超过50摄氏度，每次温度升高后保温30min
‑
90min。
[0014]上述的基于Ti3SiC2掺杂的固态铝电解电容器的制备方法，优选的，所述步骤6）的方法为直接含浸高分子导电聚合物的分散液，然后烘干；高分子导电聚合物的分散液中高分子导电聚合物的浓度为1
‑
5%。
[0015]上述的基于Ti3SiC2掺杂的固态铝电解电容器的制备方法，优选的，所述步骤6）的方法包括以下步骤：
①
将步骤5）形成的叠层式芯包含浸高分子导电聚合物的单体溶液，然后烘干；
②
将步骤
①
的芯包含浸氧化剂；然后进行聚合反应。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：在本专利技术中，固态电解质中用Ti3SiC2后能够有效的降低固态铝电解电容器的内阻；在本专利技术中，Ti3SiC2掺杂后的固态电解质，由于Ti3SiC2对高分子导电聚合物的支撑作用，使得固态铝电解电容器的循环性能得到提高。
具体实施方式
[0017]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。
[0018]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。
[0019]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。
[0020]实施例1一种基于Ti3SiC2掺杂的固态铝电解电容器，包括外壳和芯包，芯包通过橡胶塞密封设置在外壳内。在本实施例中，芯包由阳极箔、电解纸和阴极箔卷绕而成，电解纸设置在阳极箔和阴极箔之间，在阳极箔和阴极箔之间形成有Ti3SiC2掺杂的PEDOT薄膜。在本实施例中，高分子导电聚合物为PEDOT，Ti3SiC2与高分子导电聚合物的单体的重量比为1:40
‑
1:10。
[0021]在本实施例中，通过在PEDOT中掺杂Ti3SiC2能够有效的降低高分子导电聚合物的内阻，同时在固态铝电解电容器充放电循环中，Ti3SiC2对PEDOT的膨胀和收缩起到支撑作用使得固态铝电解电容器的循环性能得到有效的提高。
[0022]本实施例还提供一种基于Ti3SiC2掺杂的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）Ti3SiC2粉末加入到EDOT溶液中，均匀形成含浸液；Ti3SiC2与EDOT的重量比为3:80；Ti3SiC2与EDOT的重量比可以按照具体情况设置在1:40
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1:本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于Ti3SiC2掺杂的固态铝电解电容器，包括外壳和芯包，所述芯包密封设置在外壳内；其特征在于：所述芯包包括阳极箔、电解纸和阴极箔，电解纸设置在阳极箔和阴极箔之间，在阳极箔和阴极箔之间形成有高分子导电聚合物膜，所述高分子导电聚合物膜中掺杂有Ti3SiC2。2.根据权利要求1所述的基于Ti3SiC2掺杂的固态铝电解电容器，其特征在于：所述Ti3SiC2与高分子导电聚合物的单体的重量比为1:40
‑
1:10。3.根据权利要求1或2所述的基于Ti3SiC2掺杂的固态铝电解电容器，其特征在于：高分子导电聚合物为PEDOT膜、聚苯胺膜或者聚吡咯膜。4.根据权利要求3所述的基于Ti3SiC2掺杂的固态铝电解电容器，其特征在于：所述芯包为叠层式芯包，阳极箔的表面形成有高分子导电聚合物膜，阴极箔上形成有Ti3SiC2掺杂的高分子导电聚合物膜。5.一种基于Ti3SiC2掺杂的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）Ti3SiC2粉末加入到导电聚合物单体溶液中，均匀形成含浸液；Ti3SiC2与导电聚合物单体的重量比为1:40
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1:10；2）芯包含浸步骤1）中形成的含浸液，然后烘干；3）将完成步骤2）的芯包含浸氧化剂；4）将含浸有氧化剂的芯包进行聚合反应；聚合时温度在50
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120℃；5）组立；6）老化。6.根据权利要求5所述的基于Ti3SiC2掺杂的固态铝电解电容器的制备方法，其特征在于：所述聚合反应时将温度从50
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70℃开始依次升高；每次升高温度的幅度不超过50摄氏度，每次温度升高后保温30min
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90min。7.根据权利要求5所述的基于Ti3SiC2掺杂的固态铝电解电容器的制备方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖敏之，蔡锦丰，彭小昕，肖忠良，夏浩午，夏凯翔，余海艳，宋刘斌，张孟，蓝云鹏，夏静，伍晨辉，张翔，王伟，
申请(专利权)人：益阳市万京源电子有限公司，
类型：发明
国别省市：