CN103943361A

CN103943361A - 一种碳化液及其制备方法和使用方法

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Publication number: CN103943361A
Application number: CN201410165738.3A
Authority: CN
Inventors: 林金村
Original assignee: Capxon Electronics (shenzhen) Co Ltd
Current assignee: Fengbin Electronic Technology Co ltd
Priority date: 2014-04-23
Filing date: 2014-04-23
Publication date: 2014-07-23
Anticipated expiration: 2034-04-23
Also published as: CN103943361B

Abstract

本发明涉及电容生产技术领域，具体为一种高分子固态电容碳化工序中使用的碳化液及其制备方法和使用方法，该碳化液由以下质量百分比的各物质组成：己二酸铵0.5-1.5％，磷酸0.05-0.15％，聚苯乙烯磺酸1-2.5％，余量为水。本发明的碳化液组成简单，便于制备。电容器芯子含浸碳化液后再进行碳化，可降低碳化温度至210℃，缩短碳化时间至10min，并因碳化工序的优化，还可同时提高高分子电解电容的性能。

Description

一种碳化液及其制备方法和使用方法

技术领域

本发明涉及电容生产技术领域，尤其涉及一种在制备高分子电解电容的碳化工序中使用的碳化液及其制备方法和使用方法。

背景技术

电解电容的使用范围相当广泛，基本上，有电源的设备都会使用到电解电容。例如通讯产品、数码产品、汽车上音响、发动机、ABS、GPS、电子喷油系统以及几乎所有的家用电器。但是,传统的铝电解电容由是以电解液作为阴极材料，摆脱不了因为物理特性而受热膨胀，出现漏液的危险现象，让铝电解电容器面临著前所未有的压力和挑战。另外，传统钽电解电容采用二氧化锰作为阴极材料，除了由于电压问题容易出现燃烧的危险之外，更因为环保问题使得未来市场大幅受限。此外，由于有机半导体TCNQ是一种氰化物，在高温时容易挥发出剧毒的氰气，在生产和使用中会有限制。随着电解电容技术的不断进步，高分子电解电容呈现了巨大的发展潜力。以高分子导电材料取代传统电解液的固态铝质电解电容器，具有高频低阻抗、高温稳定、快速放电、减小体积、无漏液现象，以及在85℃的工作环境中，寿命最高可达40000小时等优点。

高分子电容的制备一般包括如下工序：通过钉卷形成电容器芯子(素子),并依次进行焊接、化成、碳化、含浸聚合、组立、清洗和老化。现有的制备方法中，进行碳化工序时，通常将素子直接至于碳化炉中进行碳化，不仅碳化温度较高且碳化时间长，一般碳化温度为240-280℃，碳化时间为1-9h。碳化工序的低效率、高能耗直接影响了电容的生产成本以及生产的节能环保性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种可降低制备高分子电解电容过程中的碳化温度及缩短其碳化时间的碳化液，及其制备方法和使用方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种碳化液，由以下质量百分比的各物质组成：己二酸铵0.5-1.5％，磷酸0.05-0.15％，聚苯乙烯磺酸1-2.5％，余量为水。

优选的，所述碳化液由以下质量百分比的各物质组成：己二酸铵0.8-1.2％，磷酸0.08-0.12％，聚苯乙烯磺酸1.2-2.3％，余量为水。

优选的，所述碳化液由以下质量百分比的各物质组成：己二酸铵1％，磷酸0.1％，聚苯乙烯磺酸1-2.5％，余量为水；更优选的，聚苯乙烯磺酸的质量百分比为1％或1.5％或2％或2.5％。

以上所述碳化液的制备方法，将己二酸铵、磷酸和聚苯乙烯磺酸分别溶解于水中并搅拌均匀。

以上所述碳化液的使用方法，在制备高分子电解电容的碳化工序中，先将待碳化处理的电容器芯子浸没于碳化液中使其含浸碳化液，然后再将电容器芯子置于碳化炉中进行碳化。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的碳化液组成简单，便于制备。电容器芯子含浸碳化液后再进行碳化，可降低碳化温度至210℃，缩短碳化时间至10min，并因碳化工序的优化，还可同时提高电容器的性能。由于使用碳化液而降低了碳化温度和缩短了碳化时间，可极大的降低生产能耗，既环保节能，又可降低生产成本。

具体实施方式

为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步介绍和说明。

实施例1-8

根据各实施例和各比较例中各组分的用量(如下表1所示)，将己二酸铵、磷酸和聚苯乙烯磺酸分别溶解于水中并搅拌均匀，得碳化液。

表1实施例1-8和比较例1-6的碳化液由以下质量百分比的各组分组成

根据现有的高分子电解电容的制备方法制备规格为390μF/6.8V，5×9L的高分子电解电容(实验电容1-14)，并且在碳化工序中，各电容器芯子分别先对应含浸以上实施例1-8和比较例1-6所制备的碳化液，再进行碳化。含浸实施例1-8的碳化液所制备的高分子电解电容分别记为实验电容1-8，含浸比较例1-6的碳化液所制备的高分子电解电容分别记为实验电容9-14。

高分子电解电容的制备方法如下:

钉卷：将经过腐蚀以及化成处理的阳极箔与阴极箔上面分别通过钉接引出导针，作为阳极引线与阴极引线，再在阳极箔与阴极箔之间夹以电解纸卷绕而成电容器芯子(素子)，并用耐高温胶带将其固定。

焊接：将钉卷好的素子焊接到T板上面，并放入淬盘。

化成：将已焊接到T板的素子浸没到已调配好的化成液中(1％～5％的己二酸铵溶液)使阳极箔全部浸入并加以相应的化成电压进行化成处理，用来修复铝箔的裁切边缘防止漏电及短路。

碳化：先将电容器芯子浸于碳化液中至完全润湿，然后将含浸了碳化液的电容器芯子置于炭化炉中进行碳化处理。碳化温度和碳化时间如下表2所示。

含浸聚合：将碳化完成后的电容器芯子先含浸氧化剂溶液浓度为40％-55％的氧化剂对甲基苯磺酸铁，然后再含浸导电高分子溶液，使之在电容器芯子中发生化学聚合反应，形成导电高分子材料-固体电解质层。

组立：将聚合好的素子装在胶盖上并将其放入铝壳内，随后进行滚边封口，得到电容器裸品。

清洗：导针由于经过化成以及碳化和聚合高温，表面变黑，所以要用相应的溶液将导针清洗干净。

老化：将电容器裸品进行高温充电处理，以修复其电介质(三氧化二铝)的损伤，减少漏电流，并通过老化机进行选别。

此外，还根据以上高分子电解电容的制备方法，制备一个规格为390μF/6.8V，5×9L的空白组电容，与以上制备方法的不同之处是：电容器芯子在进行碳化工序时，不含浸碳化液，而是将电容器芯子直接至于炭化炉中进行碳化。

分别检测实验电容1-14和空白组电容的性能，测试方法为本领域技术人员常用的方法，测试结果如表2所示。

表2实验电容1-14和空白组电容的性能测试结果

碳化工序中，电容器芯子先含浸实施例1-8制备的碳化液再进行碳化处理，可明显降低碳化温度并缩短碳化时间，碳化温度可低至210℃，而碳化时间最短只需10min，并且还可保障甚至提高电容的性能，实验电容1-8的漏电流LC小于空白组电容。由于降低了碳化温度和缩短了碳化时间，可极大的降低生产能耗，既环保节能，又可降低生产成本。

以上所述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。

Claims

1.一种碳化液，其特征在于，由以下质量百分比的各物质组成：己二酸铵0.5-1.5％，磷酸0.05-0.15％，聚苯乙烯磺酸1-2.5％，余量为水。

2.根据权利要求1所述一种碳化液，其特征在于：由以下质量百分比的各物质组成：己二酸铵0.8-1.2％，磷酸0.08-0.12％，聚苯乙烯磺酸1.2-2.3％，余量为水。

3.根据权利要求1所述一种碳化液，其特征在于：由以下质量百分比的各物质组成：己二酸铵1％，磷酸0.1％，聚苯乙烯磺酸1-2.5％，余量为水。

4.根据权利要求3所述一种碳化液，其特征在于：由以下质量百分比的各物质组成：己二酸铵1％，磷酸0.1％，聚苯乙烯磺酸1％，余量为水。

5.根据权利要求3所述一种碳化液，其特征在于：由以下质量百分比的各物质组成：己二酸铵1％，磷酸0.1％，聚苯乙烯磺酸1.5％，余量为水。

6.根据权利要求3所述一种碳化液，其特征在于：由以下质量百分比的各物质组成：己二酸铵1％，磷酸0.1％，聚苯乙烯磺酸2％，余量为水。

7.根据权利要求3所述一种碳化液，其特征在于：由以下质量百分比的各物质组成：己二酸铵1％，磷酸0.1％，聚苯乙烯磺酸2.5％，余量为水。

8.一种如权利要求1所述碳化液的制备方法，其特征在于，将己二酸铵、磷酸和聚苯乙烯磺酸溶解于水中并搅拌均匀。

9.一种如权利要求1所述碳化液的使用方法，其特征在于，在制备高分子电解电容的碳化工序中，先将待碳化处理的电容器芯子浸没于碳化液中使其含浸碳化液，然后再将电容器芯子置于碳化炉中进行碳化。