一種固液混合型電解電容器的制備方法技術

本發明專利技術涉及電解電容器技術領域，公開了一種固液混合型電解電容器的制備方法，通過將正極鋁箔和負極碳箔以及正負極導針介入電解紙中，卷繞形成芯包，再對芯包進行化成處理，接著將芯包浸入固液混合電解液中進行含浸處理，最后進行封裝操作，獲得固液混合型電解電容器，其中，固液混合電解液由主溶劑、助溶劑、導電納米聚合物等成分組成，導電納米聚合物的存在可以使電解液的導電性得到巨大提升，而且該導電納米聚合物粒徑較小，有利于芯包在含浸過程中負載更多的導電納米聚合物，提高固液混合電解電容器的電容量，配合電解液中其他成分，可有效提高固液混合型電解電容器的容量引出率等綜合性能。綜合性能。綜合性能。

【技術實現步驟摘要】
一種固液混合型電解電容器的制備方法


[0001]本專利技術涉及電解電容器
，具體涉及一種固液混合型電解電容器的制備方法。

技術介紹

[0002]電容器是一種基礎的電子元件，是通過在兩個靠近的導體中加一層不導電的絕緣介質材料，在外加電壓的情況下，起到存儲電荷的作用。根據制造材料的不同，可將電容器分為鋁電解電容器、鈮電解電容器、薄膜電容器、云母電容器和陶瓷電容器等，其中鋁電解電容器單位體積電容量大，體積小、重量輕且價格低廉，在日常生活中應用廣泛。在鋁電解電容器中，又分為導電高分子固態鋁電解電容器和液態鋁電解電容器，近年來，固液混合型鋁電解電容器由于能夠結合導電高分子固態鋁電解電容器和液態鋁電解電容器的優勢，因此受到了廣泛的關注，并逐漸應用到新能源汽車、大功率快充和工業變頻器等行業中。
[0003]作為鋁電解電容器的核心部件之一，電解液的研發也逐漸深入，電解液主要包括溶劑、溶質和添加劑，其中溶劑作為電解液的主體，主要是起到分散和溶解溶質的作用，而溶質是電解液的核心部分，主要是起到提高電解液的電導率的作用，而添加劑是起到改良的效果，雖然現有的電解液能夠滿足電解液的相關測試參數要求，但是隨著電子行業和大型工業設備的快速發展，對鋁電解電容器的電導率和容量引出率等綜合性能提出了更高的要求。
[0004]基于此，本專利技術提供了一種固液混合電解液，具有較高的電導率，可直接應用于鋁電解電容器中，實現提高鋁電解電容器電容量和容量引出率等綜合性能的目的。

技術實現思路

[0005]本專利技術的目的在于提供一種固液混合型電解電容器的制備方法，解決了傳統電解電容器電導率等電化學性能較差的問題。
[0006]本專利技術的目的可以通過以下技術方案實現：一種固液混合型電解電容器的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：步驟一：將表面含有氧化膜的正極鋁箔和負極碳箔，以及正負極導針介入電解紙，卷繞，形成芯包；步驟二：對芯包進行干燥處理，并將其點焊在鐵條上，進行化成充電；步驟三：將經化成操作的芯包烘干，浸入固液混合電解液中，進行含浸處理；步驟四：將經含浸處理的芯包進行烘干處理，裝入鋁殼中，使用丁基橡膠進行封裝，進行老化處理，制得固液混合型電解電容器；所述固液混合電解液包括以下重量份的原料：主溶劑50
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60份、助溶劑10
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20份、導電納米聚合物4
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8份、甲酸銨2
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4份、對硝基甲醇1
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3份、水楊酸0.5
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1份、硼酸0.5
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2份、磷酸0.1
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0.5份；所述導電納米聚合物是通過微乳液法制備納米聚吡咯，再接枝噻吩基團制備。
[0007]進一步地，所述主溶劑為乙二醇；所述助溶劑為γ
?
丁內酯、環丁砜或者二甲基亞砜中的任意一種。
[0008]進一步地，所述固液混合電解液的制備方法包括以下制備步驟：第一步：將重量份的主溶劑和助溶劑混合，形成均勻溶液，升高溫度至60
?
80℃，加入重量份的導電納米聚合物，超聲分散20
?
40min，獲得電解預混液；第二步：向電解預混液中加入重量份的甲酸銨、對硝基甲醇、水楊酸、硼酸和磷酸，在80
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90℃的溫度環境中攪拌混合5
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10min，靜置10
?
15min后，自然冷卻，獲得固液混合電解液。
[0009]進一步地，所述導電納米聚合物的制備方法包括以下制備步驟：步驟S1：將十二烷基硫酸鈉溶于純水中，攪拌30
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60min后，加入吡咯單體，在100
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200rpm的轉速下攪拌1
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2h后，降低轉速至20
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40rpm，加入甘油，攪拌至形成均勻溶液；步驟S2：將過硫酸銨溶于純水中，配置成引發劑溶液，滴加至步驟S1制備的均勻溶液中，加畢，室溫攪拌12
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24h，離心分離固體產物，使用丙酮和純水洗滌，真空干燥，獲得納米聚吡咯；步驟S3：將納米聚吡咯超聲分散在體積分數為65
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75%的乙醇水溶液中，加入2
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溴噻吩和堿性催化劑，混勻后，升高體系溫度至60
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70℃，攪拌12
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24h，出料，離心分離固體物料，洗滌，真空干燥，獲得導電納米聚合物。
[0010]通過上述技術方案，以十二烷基硫酸鈉為乳化劑，甘油為助乳化劑，利用微乳液聚合的方式，制備出納米聚吡咯，由于聚吡咯結構中含有豐富的仲氨基，可以在堿性條件下與2
?
溴噻吩結構中的鹵素基團發生親核取代反應，從而在納米聚吡咯結構中引入了大量的噻吩基團，獲得導電納米聚合物。
[0011]進一步地，步驟S1中，所述十二烷基硫酸鈉、純水、吡咯單體、甘油的質量比為3
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5：40
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60：1：0.2
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0.4。
[0012]進一步地，步驟S2中，所述引發劑溶液的質量百分比濃度為4
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8%。
[0013]進一步地，步驟S2中，所述引發劑溶液和均勻溶液的體積比為1：4
?
6。
[0014]進一步地，步驟S3中，所述納米聚吡咯和2
?
溴噻吩的質量比為1：0.1
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0.25。
[0015]進一步地，步驟S3中，所述堿性催化劑為氫氧化鈉或者氫氧化鉀。
[0016]本專利技術的有益效果：（1）本專利技術通過制備納米級聚吡咯，可以提高其比表面積，在電解液溶劑中的有序度提高，從而能夠有效增強電解液的電導率，在納米聚吡咯結構中引入噻吩基團后，利用化學鍵，可以減小聚吡咯和噻吩基團之間的電子傳輸能壘，有利于提高載流子的遷移率，因此可進一步增強納米聚吡咯的導電性，使得電解液的電導率得到進一步提高。
[0017]（2）本專利技術在制備固液混合電解電容器過程中，需要將芯包含浸在固液混合電解液中，由于電解液中含有的導電納米聚合物成分需要進入芯包中鋁箔的孔隙中，因此需要導電聚合物具有較小的粒徑，而本專利技術通過微乳液聚合制備的導電納米聚合物粒徑較小，有利于芯包在含浸過程中負載更多的導電納米聚合物，而且聚吡咯具有較強的電荷存儲能力，從而提高固液混合電解電容器的電容量，配合電解液中其他成分，產生協同作用，可進一步提高固液混合型電解電容器的容量引出率等綜合性能。
[0018]當然，實施本專利技術的任一產品并不一定需要同時達到以上所述的所有優點。
附圖說明
[0019]為了更清楚地說明本專利技術實施例的技術方案，下面將對實施例描述所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0020]圖1為本專利技術實施例1中納米聚吡咯的電鏡圖，其中A為掃描電鏡圖，B為透射電鏡圖。
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【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種固液混合型電解電容器的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟：步驟一：將表面含有氧化膜的正極鋁箔和負極碳箔，以及正負極導針介入電解紙，卷繞，形成芯包；步驟二：對芯包進行干燥處理，并將其點焊在鐵條上，進行化成充電；步驟三：將經化成操作的芯包烘干，浸入固液混合電解液中，進行含浸處理；步驟四：將經含浸處理的芯包進行烘干處理，裝入鋁殼中，使用丁基橡膠進行封裝，進行老化處理，制得固液混合型電解電容器；所述固液混合電解液包括以下重量份的原料：主溶劑50
?
60份、助溶劑10
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20份、導電納米聚合物4
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8份、甲酸銨2
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4份、對硝基甲醇1
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3份、水楊酸0.5
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1份、硼酸0.5
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2份、磷酸0.1
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0.5份；所述導電納米聚合物是通過微乳液法制備納米聚吡咯，再接枝噻吩基團制備。2.根據權利要求1所述的一種固液混合型電解電容器的制備方法，其特征在于，所述主溶劑為乙二醇；所述助溶劑為γ
?
丁內酯、環丁砜或者二甲基亞砜中的任意一種。3.根據權利要求1所述的一種固液混合型電解電容器的制備方法，其特征在于，所述固液混合電解液的制備方法包括以下制備步驟：第一步：將重量份的主溶劑和助溶劑混合，形成均勻溶液，升高溫度至60
?
80℃，加入重量份的導電納米聚合物，超聲分散20
?
40min，獲得電解預混液；第二步：向電解預混液中加入重量份的甲酸銨、對硝基甲醇、水楊酸、硼酸和磷酸，在80
?
90℃的溫度環境中攪拌混合5
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10min，靜置10
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15min后，自然冷卻，獲得固液混合電解液。4.根據權利要求1所述的一種固液混合型電解電容器的制備方法，其特征在于，所述導電納米聚合物的制備...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王德全，羅志剛，王志雄，鄧艷麗，盛雄飛，
申請(專利權)人：深圳市新中元電子有限公司，
類型：發明
國別省市：