CN106783180B - 一种制备高工作电压聚合物片式叠层铝电解电容器的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电容器技术领域，具体涉及一种制备高工作电压聚合物片式叠层铝电解电容器的方法，包括增加铝箔表面孔洞填充的浸渍工序、制备递增导电性导电聚合物的化学聚合工艺，以及铝箔减薄工序。其优点在于：与现有聚合物片式叠层铝电解电容器工艺兼容的基础上，增加铝箔表面孔洞填充的浸渍工序、制备递增导电性导电聚合物的化学聚合工艺、以及铝箔减薄工序，可以使高工作电压聚合物片式叠层铝电解电容器的耐受电压能力更强、性能更稳定，满足市场对聚合物片式叠层铝电解电容器的需求，制备工艺可操作性强，具有显著的经济效益和社会效益。
Description
技术领域
本发明涉及电容器技术领域，具体涉及一种制备高工作电压聚合物片式叠层铝电解电容器的方法。
背景技术
聚合物片式叠层铝电解电容器以导电高分子作为电解质，具有体积更小、性能更好、宽温、长寿命、高可靠性和高环保等诸多优点。目前聚合物片式叠层铝电解电容器的制备工艺主要是通过再化成工艺修复铝箔侧面形成氧化层，化学聚合或电化学聚合方法在化成铝箔表面形成导电聚合物膜，之后在阴极区域依次涂覆石墨和银浆，形成电容器单元；多个单元经过叠层粘接在引线框上后，分别引出阳极和阴极，用环氧树脂进行封装，老化，成型测试后制得产品。
现有技术制作工艺如图1所示，通过该制作工艺，虽然可以制备性能较优的聚合物片式叠层铝电解电容器，但因受到高工作电压铝箔自身厚度较厚，将影响叠层粘接的电学接触效果，铝箔再化成工艺对铝箔侧面修复的同时将降低前后表面铝箔的耐压能力，在工作电压大于10V以上的聚合物片式叠层铝电解电容器，其性能稳定性特别是耐压能力方面一直存在较大隐患，并导致产业化成品率偏低，影响了该类产品的经济效益。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明目的在于提供一种制备高工作电压聚合物片式叠层铝电解电容器的方法，以解决高工作电压聚合物片式叠层铝电解电容器的性能稳定性问题。
本发明的技术方案为：
一种制备高工作电压聚合物片式叠层铝电解电容器，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
（1）阴阳极分区：选取铝箔进行裁切，之后在裁切好的铝箔上设置一道阻隔胶，所述阻隔胶将裁切好的铝箔分成阳极区和阴极区；
（2）再化成：将步骤（1）得到的铝箔的一端作为阴极，浸入盛有化成溶液的化成槽中，接通直流电压进行铝箔侧面氧化膜的修复；
（3）铝箔表面孔洞填充：选取步骤（2）制得的铝箔阴极端浸入浸渍溶液中，然后置于85℃-100℃烘箱中烘干；
（4）第一阴极制备：在步骤（3）制得的铝箔阴极端上采用化学聚合工艺制备递增导电性导电聚合物作为第一阴极；
（5）第二阴极制备：将步骤（4）制得的铝箔采用浸渍的方式在铝箔阴极端表面分别涂覆上石墨和银浆；
（6）阳极铝箔激光减薄：选取步骤（5）制成的铝箔阳极端表面，采用激光扫除的方式，对阳极端铝箔氧化层进行减薄处理；
（7）后处理：利用处理后的单元，采用常规工艺制备形成聚合物片式叠层铝电解电容器。
优选地，所述步骤（1）中，所述阻隔胶为环氧树脂胶、有机硅树脂胶、氟碳树脂胶、丙烯酸树脂胶、酚醛树脂胶、聚氨酯胶中的至少一种。
优选地，所述步骤（3）中，所述浸渍溶液的材料包括氧化铝凝胶、二氧化硅凝胶、TiO2凝胶、导电聚合物中的任何一种。
优选地，所述步骤（4）中，所述导电聚合物选自聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚乙烯二氧噻吩、聚呋喃，及其取代衍生物和共聚物。
优选地，所述步骤（4）中，可以对导电能力递增的所述导电聚合物分为2-8层制备，每层所述导电聚合物电导率由里至外依次递增。
优选地，所述步骤（4）具体步骤如下：选取步骤（3）制得的铝箔阴极端浸入第1化学聚合槽中，在铝箔阴极端表面形成第1层导电聚合物，然后将其置于80℃-100℃烘箱中烘干后，浸入第2化学聚合槽中，在铝箔阴极端表面形成第2层导电聚合物，然后再次将其置于80℃-100℃烘箱中烘干；所述第一层导电聚合物电导率为5 S/cm-50 S/cm，厚度为5μm-l0μm：所述第二层导电聚合物电导率为50 S/cm-500 S/cm，厚度为5μm-10μm。
优选地，所述步骤（6）中，经过激光扫除处理后的铝箔氧化层厚度为10μm-40μm。
优选地，所述的步骤（7）采用的常规工艺包括以下步骤：叠层粘接、封装、老化、成型和测试。
有益效果：在现有聚合物片式叠层铝电解电容器工艺兼容的基础上，增加铝箔表面孔洞填充的浸渍工序、制备递增导电性导电聚合物的化学聚合工艺、以及铝箔激光减薄工序，可以使高工作电压聚合物片式叠层铝电解电容器耐受电压能力更强、性能更稳定，满足市场对固体电解电容器的需求，制备工艺可操作性强，具有显著的经济效益和社会效益。
附图说明
图1为现有高压聚合物片式叠层铝电容器制作工艺流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种制备高工作电压聚合物片式叠层铝电解电容器，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
（1）选取23VF高压铝箔进行尺寸裁剪，裁剪后的铝箔呈长条型，之后在铝箔上设置一道阻隔胶，该阻隔胶将铝箔分成阳极区和阴极区；
（2）将铝箔的一端作为阴极，浸入盛有化成溶液的化成槽中，接通直流电压进行铝箔侧面氧化膜的修复；
（3）选取步骤（2）制得的铝箔阴极端浸入盛有氧化铝凝胶的溶液中，然后置于85-100℃烘箱中烘干；
（4）选取步骤（3）制得的铝箔阴极端浸入第1化学聚合槽中，在铝箔阴极端表面形成第1层导电聚合物，然后将其置于80-100℃烘箱中烘干后，浸入第2化学聚合槽中，在铝箔阴极端表面形成第2层导电聚合物，然后再次将其置于80-100℃烘箱中烘干。第一层导电聚合物电导率为5 S/cm-50 S/cm，厚度为5μm-l0μm：第二层导电聚合物电导率为50 S/cm-500S/cm，厚度为5μm-10μm。
（5）将步骤（4）制成的铝箔采用浸渍的方式在铝箔阴极端表面分别涂覆上石墨和银浆。
（6）选取步骤五制成的铝箔阳极端表面，采用激光扫除的方式，对阳极端铝箔氧化层进行减薄处理，减薄后氧化层的厚度为30μm，大大改善叠层焊接强度和电学接触效果。
（7）将步骤（6）制成的铝箔进行叠层粘结后得到单个电容器芯子，然后使用环氧树脂对电容器芯子进行包封，保护芯子免受外界环境的破坏。之后对电容器进行老化处理以修复产品和稳定产品性能。
（8）将步骤（7）制成的电容器进行成型测试。
实施例2
与上述实施例1不同的是，在步骤（4）中增加导电聚合物的层数，导电聚合物层数增至5层。也即是，在铝箔阴极端表面形成第2层导电聚合物且烘干后，继续重复实施例1中的步骤（4），直至铝箔阴极端表面形成第5层导电聚合物且烘干。
对比例1
与上述实施例1不同的是，取消实施例1中的步骤（3）和步骤（6），步骤（4）中2层导电聚合物的导电性一致。
对比例2
与上述实施例1不同的是，取消实施例1中步骤（3）和步骤（6）；以及与本实施例2区别在于，对比例2中的5层导电聚合物的导电性一致。
上述实施例和对比例制备成10V/47μF产品，成型后测试相关数据如下表1所示：
表1 实施例与对比例电性能表
由上述实施例与对比例的电性能数据可以看出，实施例1-2的各项电性能都优于对比例，尤其是耐受电压能力更强、性能更稳定，满足市场对聚合物片式叠层铝电解电容器的需求，且制备工艺可操作性强，提高了高工作电压聚合物片式叠层铝电解电容器的经济效益和社会效益。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种制备高工作电压聚合物片式叠层铝电解电容器的方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
（1）阴阳极分区：选取铝箔进行裁切，之后在裁切好的铝箔上设置一道阻隔胶，所述阻隔胶将裁切好的铝箔分成阳极区和阴极区；
（2）再化成：将步骤（1）得到的铝箔的一端作为阴极，浸入盛有化成溶液的化成槽中，接通直流电压进行铝箔侧面氧化膜的修复；
（3）铝箔表面孔洞填充：选取步骤（2）制得的铝箔阴极端浸入浸渍溶液中，然后置于85-100℃烘箱中烘干；
（4）第一阴极制备：在步骤（3）制得的铝箔阴极端上采用化学聚合工艺制备递增导电性导电聚合物作为第一阴极；
（5）第二阴极制备：将步骤（4）制得的铝箔采用浸渍的方式在铝箔阴极端表面分别涂覆上石墨和银浆；
（6）阳极铝箔激光减薄：选取步骤（5）制成的铝箔阳极端表面，采用激光扫除的方式，对阳极端铝箔氧化层进行减薄处理；
（7）后处理：利用处理后的单元，采用常规工艺制备形成聚合物片式叠层铝电解电容器。
2.根据权利要求1所述一种制备高工作电压聚合物片式叠层铝电解电容器的方法，其特征在于：所述步骤（1）中，所述阻隔胶为环氧树脂胶、有机硅树脂胶、氟碳树脂胶、丙烯酸树脂胶、酚醛树脂胶、聚氨酯胶中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种制备高工作电压聚合物片式叠层铝电解电容器的方法，其特征在于：所述步骤（3）中，所述浸渍溶液的材料包括氧化铝凝胶、二氧化硅凝胶、TiO2凝胶、导电聚合物中的任何一种。
4.根据权利要求1所述的一种制备高工作电压聚合物片式叠层铝电解电容器的方法，其特征在于：所述步骤（4）中，所述导电聚合物选自聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚乙烯二氧噻吩、聚呋喃，及其取代衍生物和共聚物。
5.根据权利要求1或4所述的任一种制备高工作电压聚合物片式叠层铝电解电容器的方法，其特征在于：所述步骤（4）中，对导电能力递增的所述导电聚合物分为2-8层制备，每层所述导电聚合物电导率由里至外依次递增。
6.根据权利要求5所述的一种制备高工作电压聚合物片式叠层铝电解电容器的方法，其特征在于：所述步骤（4）具体步骤如下：选取步骤（3）制得的铝箔阴极端浸入第一化学聚合槽中，在铝箔阴极端表面形成第一层导电聚合物，然后将其置于80℃-100℃烘箱中烘干后，浸入第二化学聚合槽中，在铝箔阴极端表面形成第二层导电聚合物，然后再次将其置于80℃-100℃烘箱中烘干；所述第一层导电聚合物电导率为5 S/cm-50 S/cm，厚度为5μm-l0μm：所述第二层导电聚合物电导率为50 S/cm-500 S/cm，厚度为5μm-10μm。
7.根据权利要求1所述的一种制备高工作电压聚合物片式叠层铝电解电容器的方法，其特征在于：所述步骤（6）中，经过激光扫除处理后的铝箔氧化层厚度为10μm-40μm。
8.根据权利要求1所述的一种制备高工作电压聚合物片式叠层铝电解电容器的方法，其特征在于：所述的步骤（7）采用的常规工艺包括以下步骤：叠层粘接、封装、老化、成型和测试。
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