一种用于新能源汽车的电容器及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于新能源汽车的电容器及其制备方法，电容器包括第一电极

【技术实现步骤摘要】
一种用于新能源汽车的电容器及其制备方法


[0001]本专利技术涉及电容器
，尤其是涉及一种用于新能源汽车的电容器及其制备方法
。

技术介绍

[0002]随着电子信息技术的蓬勃发展，新能源汽车
、
移动电子设备等技术的更新迭代速度也越来越快，随之也需要发展更先进的电能存储技术来为上述电子设备提供动力来源
。
在目前的电能存储技术中，电容器因具有较高的功率密度
、
能够快速的实现充放电等优点，被人们广泛应用
。
[0003]电容器包括两个相互靠近的导体和设置在两个导体之间的绝缘介质，并且为了进一步提高电容器的储能能力，人们通常会在两个导体相对的侧面上采用脉冲激光技术沉积电介质储能薄膜，目前常用的电介质储能薄膜是铁电薄膜，但是由于铁电薄膜内固有的氧空位以及低介电常数层内的高场强，会逐渐引起电子的注入，这样就会造成铁电薄膜的疲劳甚至失效，进而导致电容器的储能能力变差，不能满足日益增长的储能需求
。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题，本专利技术提供一种用于新能源汽车的电容器及其制备方法
。
[0005]第一方面，本申请提供的一种用于新能源汽车的电容器，采用如下的技术方案：一种用于新能源汽车的电容器，包括第一电极
、
第二电极
、
位于二者之间的绝缘介质以及电介质储能薄膜，所述电介质储能薄膜包括沉积在第一电极上的第一电介质储能薄膜和沉积在第二电极上的第二电介质储能薄膜，并且所述电介质薄膜沉积在所述第一电极与所述第二电极相对的一侧表面，所述第一电介质储能薄膜采用氧化锆薄膜，所述第二电介质储能薄膜采用偏氟乙烯
‑
三氟乙烯
‑
三氟氯乙烯薄膜
。
[0006]通过采用上述技术方案，由于氧化锆薄膜中的氧化锆具有较高的介电常数，并且其禁带宽度大于
5eV
，因此当氧化锆薄膜沉积在电极表面时，可以在第一电极和氧化锆薄膜之间形成较高的肖特基势垒，而较高的肖特基势垒会减少漏电流的发生，进而提高了电容器的储能能力
。
[0007]同时，偏氟乙烯
‑
三氟乙烯
‑
三氟氯乙烯聚合物中的
C
‑
F
键的高极化和铁电性，使得其具有极高的介电常数，高介电常数意味着高电容，即可容纳更多的电荷
。
因此，本申请还将高介电常数的偏氟乙烯
‑
三氟乙烯
‑
三氟氯乙烯薄膜沉积在第二电极上，来进一步提高电容器的储能能力
。
[0008]其中，第一电极可为正极箔或者负极箔，第二电极也可为正极箔或者负极箔
。
[0009]第二方面，本申请提供了一种用于新能源汽车的电容器的制备方法，包括以下步骤：
(1)
制备第一电极；
(2)
在第一电极上沉积氧化锆薄膜：在电流为
0.3
‑
0.5A
，溅射靶材为锆，氩气与氧
气的流量比为
(2
‑
4)
：1的条件下，采用磁控溅射技术在第一电极上沉积氧化锆薄膜；
(3)
制备第二电极；
(4)
在第二电极上沉积偏氟乙烯
‑
三氟乙烯
‑
三氟氯乙烯薄膜：配置质量分数为7％
‑
10
％的偏氟乙烯
‑
三氟乙烯
‑
三氟氯乙烯溶液，然后在电场为1‑
4kV/mm
，推速为
0.7
‑
1.0mm/min
的条件下，采用高速静电纺丝技术将偏氟乙烯
‑
三氟乙烯
‑
三氟氯乙烯溶液沉积到第二电极上；最后再对沉积在第二电极上的偏氟乙烯
‑
三氟乙烯
‑
三氟氯乙烯进行热压冷却，得到偏氟乙烯
‑
三氟乙烯
‑
三氟氯乙烯薄膜
。
[0010]通过采用上述技术方案，本申请采用磁控溅射技术在第一电极朝向第二电极的一侧沉积一层氧化锆薄膜，该技术中使用的磁控溅射镀膜机会发射出电子并且对其施加电流为
0.3
‑
0.5A
的电场，再向其中通入氩气和氧气，氩原子和电子在电场的作用下会发生碰撞，电离出大量的氩离子和电子，并且氩离子在电场的作用下加速轰击位于磁控溅射镀膜机上的靶材锆，溅射出大量的锆原子，在溅射的过程中，锆原子和氧原子会结合生成氧化锆，氧化锆会在作为接收基材的第一电极上沉积，形成高介电性的氧化锆薄膜，提高了电容器的储能能力
。
[0011]同时，本申请还采用高速静电纺丝技术在第二电极朝向第一电极的一侧沉积偏氟乙烯
‑
三氟乙烯
‑
三氟氯乙烯薄膜，该技术中使用的高压发生器会对偏氟乙烯
‑
三氟乙烯
‑
三氟氯乙烯溶液施加上千伏的电压，偏氟乙烯
‑
三氟乙烯
‑
三氟氯乙烯溶液在高压静电场的作用下被喷射出，在喷射过程会被拉伸，最终会在第二电极上形成无纺状态的纳米纤维层，无纺状态的纳米纤维层经热压冷却，最终会在第二电极上沉积为偏氟乙烯
‑
三氟乙烯
‑
三氟氯乙烯薄膜，进一步提高了电容器的储能能力
。
[0012]并且，本申请的制备方法简单，制备工艺稳定可控，迎合了电子器件小型化
、
集成化的趋势，适合大规模生产
。
[0013]优选的，所述偏氟乙烯
‑
三氟乙烯
‑
三氟氯乙烯溶液中还包括氮化硼，所述氮化硼和所述偏氟乙烯
‑
三氟乙烯
‑
三氟氯乙烯的重量比为1：
(2
‑
3)。
[0014]通过采用上述技术方案，本申请还将具有优异绝缘性能的氮化硼作为填料加入到薄膜中，来进一步提高偏氟乙烯
‑
三氟乙烯
‑
三氟氯乙烯薄膜的介电性能
。
一方面，氮化硼是以
AAA
序列排列，即
N
或
B
原子总是与相邻面的
N
或
B
原子相邻，结构非常稳定，并且，
B
‑
N
为共价键，而由于
B
和
N
的电负性不同，使得部分
B
‑
N
键被离子化，具有离子键的特性，这些性质使得氮化硼具有良好的击穿强度和绝缘性能，因此将氮化硼与偏氟乙烯
‑
三氟乙烯
‑
三氟氯乙烯薄膜结合制成复合膜，可以进一步增大偏氟乙烯
‑
三氟乙烯
‑
三氟氯乙烯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于新能源汽车的电容器，包括第一电极
、
第二电极
、
位于二者之间的绝缘介质以及电介质储能薄膜，所述电介质储能薄膜包括沉积在第一电极上的第一电介质储能薄膜和沉积在第二电极上的第二电介质储能薄膜，并且所述电介质薄膜沉积在所述第一电极与所述第二电极相对的一侧表面，其特征在于：所述第一电介质储能薄膜采用氧化锆薄膜，所述第二电介质储能薄膜采用偏氟乙烯
‑
三氟乙烯
‑
三氟氯乙烯薄膜
。2.
根据权利要求1所述的一种用于新能源汽车的电容器的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）制备第一电极；（2）在第一电极上沉积氧化锆薄膜：在电流为
0.3
‑
0.5A
，溅射靶材为锆，氩气与氧气的流量比为（2‑4）：1的条件下，采用磁控溅射技术在第一电极上沉积氧化锆薄膜；（3）制备第二电极；（4）在第二电极上沉积偏氟乙烯
‑
三氟乙烯
‑
三氟氯乙烯薄膜：配置质量分数为
7%
‑
10%
的偏氟乙烯
‑
三氟乙烯
‑
三氟氯乙烯溶液，然后在电场为
0.1
‑
0.2kV/mm
，推速为
0.7
‑
1.0mm/min
的条件下，采用高速静电纺丝技术将偏氟乙烯
‑
三氟乙烯
‑
三氟氯乙烯溶液沉积到第二电极上；最后再对沉积在第二电极上的偏氟乙烯
‑
三氟乙烯
‑
三氟氯乙烯进行热压冷却，得到偏氟乙烯
‑
三氟乙烯
‑
三氟氯乙烯薄膜
。3.
根据权利要求2所述的一种用于新能源汽车的电容器的制备方法，其特征在于：所述偏氟乙烯
‑
三氟乙烯
‑
三氟氯乙烯溶液中还包括氮化硼，所述氮化硼和所述偏氟乙烯
‑
三氟乙烯
‑
三氟氯乙烯的重量比为1：（2‑3）
。4.
根据权利要求3所述的一种用于新能源汽车的电容器的制备方法，其特征在于：所述氮化硼在加入前进行预处理，包括以下步骤：将氮化硼与
N
，
N
‑
二甲...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明涛，冉艮富，张锡炼，付一丘，饶念田，
申请(专利权)人：四川创仕鼎电子有限公司，
类型：发明
国别省市：