一种片式电解电容器及其制备方法技术

本发明专利技术涉及电解电容器技术领域，公开了一种片式电解电容器及其制备方法，其中，片式电解电容器用电解液包括以下原料：溶剂、溶质、防水合剂、消氢剂、功能性添加剂，本发明专利技术通过硅烷偶联剂对二氧化硅进行改性，再利用静电作用，依次在经改性的二氧化硅表面吸附磺酸基团和苯胺基团，通过原位聚合，在纳米二氧化硅表面修饰聚苯胺制得功能性添加剂，提升电解液的耐高温与自修复的性能，降低电解电容器的漏电流性，利用纳米粒子提高电解液的闪火电压对电解电容器起到保护作用，提升电解电容器的使用寿命，带来显著的经济效应。带来显著的经济效应。带来显著的经济效应。

【技术实现步骤摘要】
一种片式电解电容器及其制备方法


[0001]本专利技术涉及电解电容器
，具体涉及一种片式电解电容器及其制备方法。

技术介绍

[0002]电解电容器是指在铝、钽、铌、钛等金属表面采用阳极氧化法生成一种薄层氧化物作为电介质，以其作为阴极而构成的电容器，电容器作为一种基础的电子元件，在两个靠近的导体中间，加上一层不导电的绝缘材料，在外加电压的情况下，能够起到储存电荷的作用，传统的电容器被广泛应用在电子电路中，起到隔直通交、滤波、退耦、调谐回路、转换能量等作用。随着各种工业领域对于产品轻量化的追求，铝电解电容器由于其具有优异的单位体积电容量、体积小、重量轻以及价格低廉的特点，被广泛应用于电子玩具、家用电器、开关照明、通信设备等领域，如今电子产业发展的十分迅速，对于电解电容器的要求也越来越高，铝电解电容器作为应用最为广泛的电容器之一，对其进行改进研究无可厚非的成为了人们夜以继日的工作目标，其中，电解液作为电容器中最为核心的内容，对它的改进是目前研究最多的方向。
[0003]铝电解电容器在使用过程中有着许多需要注意的地方，除了需要较高的导电率之外，应用于路由器、充电器、服务器等电子设备时，还需要具有能承受较高瞬间电压与电流冲击的性能，这就要求铝电解电容器需要有高的闪火电压，同时，为了提升铝电解电容器的使用寿命，带来经济效应，就需要提高电解液的修复性，减少漏电流的性能。公开号为CN113593908B的专利公开了一种铝电解电容器电解液、其制备方法及铝电解电容器，该铝电解电容器通过在电解液制备过程中，添加含氮的胺类或者酰胺类的缓蚀剂，利用极性基团间的吸附作用，改变金属表面的电荷状态以及界面性质，能够在非极性基团的分子表面形成一层保护膜提高工作电解液的耐腐蚀性能，进一步提高电解电容器的使用寿命，但是该电解电容器在漏电流以及提高闪火电压的性能上稍有欠缺。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种片式电解电容器，解决了以下几点技术问题：（1）铝电解电容器闪火电压不高的问题。（2）铝电解电容器漏电流修复性差漏电流的问题。（3）铝电解电容器使用时导电率不高的问题。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种片式电解电容器的制备方法，包括以下制备步骤：步骤一、将阳极铝箔、第一电解纸、阴极铝箔、第二电解纸按照需求裁切成指定宽度，将阳极导针与阳极铝箔铆接，阴极导针与阴极铝箔铆接后，将阳极铝箔、第一电解纸、阴极铝箔、第二电解纸依次平铺层叠卷绕成芯子；步骤二、将芯子在0.25
‑
0.45MPa下循环式加压含浸4
‑
8次，使电解液充分吸附于芯子上；步骤三、将含浸好的芯子脱液，使用橡胶塞密封，进行束腰和卷边封口，然后外接
电源进行老练，修补电容内部的氧化膜缺陷，老练完成后，得到片式电解电容器；步骤二中，所述电解液包括以下重量份原料：70
‑
100份溶剂、15
‑
30份溶质、防水合剂2
‑
6份、消氢剂1
‑
2份、功能性添加剂2
‑
5份；所述功能性添加剂是通过硅烷偶联剂对二氧化硅进行改性，再利用静电作用，依次在经改性的二氧化硅表面吸附磺酸基团和苯胺基团，然后通过原位聚合，在纳米二氧化硅表面修饰聚苯胺制得。
[0006]进一步地，所述电解液的制备方法为：将重量份的溶剂加热至130
‑
150℃，保温10
‑
20min，搅拌均匀，降温至115
‑
120℃，加入重量份的溶质，充分搅拌至溶解，密封保温45
‑
60min后，降温至90
‑
100℃，加入重量份的防水合剂、消氢剂以及功能性添加剂，密封，冷却至室温，得到片式电解电容器用电解液。
[0007]进一步地，所述溶剂为乙二醇、γ
‑
丁内酯、丙三醇中的任意一种或多种；所述溶质为己二酸铵、庚二酸铵、壬二酸铵、壬二酸氢铵、癸二酸铵、十二双酸铵、硼酸中的任意一种或多种。
[0008]进一步地，所述防水合剂为磷酸、次亚磷酸、甘露糖醇、聚丙烯醇、己二酰二胺、山梨糖醇中的任意一种或多种。
[0009]进一步地，所述消氢剂为硝基苯甲酸、对硝基苯酚、对硝基苯甲醇、苯甲酸铵、甘露醇中的任意一种或多种。
[0010]进一步地，所述功能性添加剂包括以下制备步骤：S1：将KH550加入无水乙醇与去离子水中，搅拌，充分混合后，加入纳米二氧化硅，继续搅拌充分混合后，静置2
‑
4h，洗涤、干燥，得到氨基化二氧化硅；S2：将1
‑
萘酚
‑
3，6
‑
二磺酸钠加入去离子水中，超声分散1
‑
2h，得到分散液，加入氨基化二氧化硅，继续超声分散0.5
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1h后搅拌2
‑
6h，加入苯胺，搅拌1
‑
5h后，过滤、洗涤、干燥，得到改性二氧化硅；S3：将改性二氧化硅加入去离子水中，超声分散1
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2h后，加入苯胺，滴加过硫酸铵与盐酸的混合液，搅拌3
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5h，冰浴反应，过滤、洗涤、干燥，得到功能性添加剂。
[0011]通过上述技术方案，利用KH550对纳米二氧化硅进行修饰，在纳米二氧化硅表面引入氨基，氨基在水溶液中带正电，利用带有正电的氨基与带有负电的磺酸基团之间的静电吸附作用，将1
‑
萘酚
‑
3，6
‑
二磺酸钠吸附在二氧化硅表面，苯胺在水溶液中带正电，可以吸附在二氧化硅表面的磺酸基团上，在酸性条件下，通过过硫酸铵的引发，苯胺进行原位聚合反应，最终在纳米二氧化硅的表面形成带有磺酸基团的聚苯胺，得到功能性添加剂。
[0012]进一步地，所述纳米二氧化硅粒径为20
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200nm。
[0013]进一步地，步骤S3中，所述冰浴反应温度为0
‑
5℃，时间为12
‑
24h。
[0014]一种片式电解电容器，采用上述制备方法制得。
[0015]本专利技术的有益效果：本专利技术通过制备功能性添加剂，该功能性添加剂由纳米二氧化硅作为基体，经过氨化后的二氧化硅表面产生了带有正电的氨基，可以更好的与1
‑
萘酚
‑
3，6
‑
二磺酸钠中的磺酸基团产生静电吸附作用，使二者紧密结合，加入苯胺后，由于1
‑
萘酚
‑
3，6
‑
二磺酸钠具有优异的亲水性，其偶氮上的磺酸基团能够进入苯胺分子中促进它进行结晶生成聚苯胺，通过聚苯胺具有优良的耐高温性与稳定性，可以在电解电容器工作产生的高温环境中提升
电解液的耐高温性能，同时，经过表面改性后的二氧化硅可以吸附在阳极氧化膜的孔洞中，能够阻止水或者其他物质对氧化铝膜的接触，可以有效的提高电解液的闪火电压，对电解电容器起到保护作用，降低电解电容器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种片式电解电容器的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：步骤一、将阳极铝箔、第一电解纸、阴极铝箔、第二电解纸按照需求裁切成指定宽度，将阳极导针与阳极铝箔铆接，阴极导针与阴极铝箔铆接后，将阳极铝箔、第一电解纸、阴极铝箔、第二电解纸依次平铺层叠卷绕成芯子；步骤二、将芯子在0.25
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0.45MPa下循环式加压含浸4
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8次，使电解液充分吸附于芯子上；步骤三、将含浸好的芯子脱液，使用橡胶塞密封，进行束腰和卷边封口，然后外接电源进行老练，修补电容内部的氧化膜缺陷，老练完成后，得到片式电解电容器；步骤二中，所述电解液包括以下重量份原料：70
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100份溶剂、15
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30份溶质、防水合剂2
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6份、消氢剂1
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2份、功能性添加剂2
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5份；所述功能性添加剂是通过硅烷偶联剂对二氧化硅进行改性，再利用静电作用，依次在经改性的二氧化硅表面吸附磺酸基团和苯胺基团，然后通过原位聚合，在纳米二氧化硅表面修饰聚苯胺制得。2.根据权利要求1所述的一种片式电解电容器的制备方法，其特征在于，所述电解液的制备方法为：将重量份的溶剂加热至130
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150℃，保温10
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20min，搅拌均匀，降温至115
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120℃，加入重量份的溶质，充分搅拌至溶解，密封保温45
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60min后，降温至90
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100℃，加入重量份的防水合剂、消氢剂以及功能性添加剂，密封，冷却至室温，得到片式电解电容器用电解液。3.根据权利要求2所述的一种片式电解电容器的制备方法，其特征在于，所述溶剂为乙二醇、γ
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丁内酯、丙三醇中的任意一种或多种；所述溶质为己二酸铵、庚二酸铵、壬二酸铵、壬...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志雄，王德全，罗志刚，李深广，姚中锋，
申请(专利权)人：深圳市新中元电子有限公司，
类型：发明
国别省市：