CN108978354A

CN108978354A - 一种增强型超级电解电容器隔膜纸及其生产方法

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Publication number: CN108978354A
Application number: CN201811048338.9A
Authority: CN
Inventors: 左磊刚; 李南华; 陈然; 其他发明人请求不公开姓名
Original assignee: KAIEN SPECIAL MATERIALS CO Ltd ZHEJIANG; Zhejiang Kaine Special Paper Co Ltd
Current assignee: KAIEN SPECIAL MATERIALS CO Ltd ZHEJIANG; Zhejiang Kaine Special Paper Co Ltd
Priority date: 2018-09-10
Filing date: 2018-09-10
Publication date: 2018-12-11

Abstract

本发明属于电解电容器纸领域，尤其涉及一种超级电解电容器隔膜纸及其生产方法。一种超级电解电容器隔膜纸的生产方法，该方法包括以下步骤：1）将天丝纤维加水后制成天丝原浆料A；2）浆料A采用双盘磨打浆机或锥磨打浆机进行打浆，得到最终浆料B；3）将水溶性PVA纤维分散均匀，然后加入到浆料B中，分散均匀后得到浆料C，按干重质量百分比计，4）浆料C配置成浆料，采用长网纸机抄造，经过上网、成型、压榨、烘干、卷曲和分切后得到高强度超级电解电容器隔膜纸。本发明利用水溶性PVA纤维在隔膜干燥过程中溶化后干燥成膜，使天丝纤维之间产生粘结，从而提高隔膜的强度；同时，也提高了隔膜的耐击穿电压，减少了隔膜孔径，降低了漏电流。采用这种方法制备的隔膜纸，抗张强度能增加40%以上。

Description

一种增强型超级电解电容器隔膜纸及其生产方法

技术领域

本发明属于电解电容器纸领域，尤其涉及一种超级电解电容器隔膜纸及其生产方法。

背景技术

电解电容器是电子工业中重要的元器件之一，在电路中除了有滤波、退耦和信号耦合的作用外，还在特殊电路如矫正电路、电源电路和交流电动机启动电路起到特殊作用。广泛应用于汽车行业、安防行业、医疗电子、电脑电视、电子玩具和工业控制等领域。电解电容器纸是电解电容器中吸附电解液的衬垫材料，它的性能直接影响电解电容器的质量。

超级电解电容器，是近年来随着电子科技的高速发展及材料科学的突破而出现的新型功率型电子元器件。它介于普通电解电容器和电池之间，具有比普通电解电容器更高的容量，可以高达数千法拉；比普通电池具体更高的放电功率，放电电流可达数千安培。简言之，它具有电池的电容量和电容器的快速充放电性能，同时还具有安全可靠、适用范围宽等特点。超级电容器在汽车（特别是电动汽车）、电力、铁路、通讯、国防和消费性电子产品等方面有着巨大的应用价值和市场潜力。

超级电容器所用的隔膜纸不同于普通电解电容器所用的隔膜纸，由于其采用特殊的天丝纤维为原料，打浆过程中纤维容易切断，导致最终成浆后纤维长度大大降低，导致最终隔膜纸强度偏低。隔膜纸抗张强度偏低，会导致在装配过程中容易断头，降低生产效率，同时，还会降低隔膜纸的抗穿刺能力，导致漏电流增大，甚至导致短路。因此，要求超级电解电容器隔膜纸需要有较高的抗张强度。

申请人申请了中国发明专利（CN108221487A）公开了一种低内阻超级电解电容器纸，该超级电解电容器纸由天丝纤维和超细化学纤维构成，按重量百分比计天丝纤维为10～95％，化学纤维为5～90％；所用化学纤维包括聚酯纤维、聚烯烃纤维、聚酰胺纤维、聚酰亚胺纤维、聚丙烯腈纤维、聚乙烯醇纤维和氨纶纤维中的一种或多种的混合。该专利采用聚乙烯醇纤维可以替代聚酯纤维添加到天丝纤维中，但是该专利并没有公开聚乙烯醇纤维的具体技术方案。

发明内容

本发明的目的是解决上述背景技术中的缺陷，本发明的一个目的是提供一种强度较高的超级电容器隔膜纸及其制备方法，采用这种方法制备的隔膜纸孔径小而均匀，具有良好的吸液性能，同时具有较高的抗张强度，适合用在超级电容器上。

为了实现上述第一目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种超级电解电容器隔膜纸，该电容器隔膜由天丝纤维70~97%，水溶性PVA纤维3~30%抄纸制得。

进一步的天丝纤维纤度为0.3~3dtex，长度为3~10mm。

进一步的水溶性PVA纤维的水解度为50~99%，纤度为1.0~4dtex，长度为3~10mm。

一种超级电解电容器隔膜纸的生产方法，该方法包括以下步骤：

1）将天丝纤维加水后制成浓度在2.5~5.0%之间质量浓度的天丝原浆料A；

2）浆料A采用双盘磨打浆机或锥磨打浆机进行打浆，得到最终浆料B；浆料B打浆度为60~95°SR，湿重为5~30g；

3）将水溶性PVA纤维分散均匀，然后加入到浆料B中，分散均匀后得到浆料C，按干重质量百分比计，水溶性PVA纤维为3~30%，浆料B为70~97%；

4）浆料C配置成浓度为0.5~2%的浆料，采用长网纸机或圆网纸机抄造，上网浓度为0.001~0.1%，经过上网、成型、压榨、烘干、卷曲和分切后得到高强度超级电解电容器隔膜纸。

作为进一步改进，所述的步骤2）中，浆料B的打浆度为80~90°SR，湿重为7~10g。

作为进一步改进，所述的步骤3）中，水溶性PVA纤维纤度为1.5~3dtex，长度为3.5~5mm。

作为进一步改进，所述的步骤4）中，上网浓度为0.005~0.01%。

本发明由于采用了上述的技术方案，利用水溶性PVA纤维在隔膜干燥过程中溶化后干燥成膜，使天丝纤维之间产生粘结，从而提高隔膜的强度；同时，也提高了隔膜的耐击穿电压，减少了隔膜孔径，降低了漏电流。采用这种方法制备的隔膜纸，抗张强度能增加40%以上。

具体实施方式

参照例1

将纤度为1.5dtex，长度为5mm的天丝纤维加水配置成浓度为4%的浆料，然后用采用双盘磨打浆机进行打浆，得到最终浆料，其打浆度为80°SR，湿重为10g，然后配置成浓度为1%的浆料，采用长网纸机抄造，抄纸工艺按常规工艺，上网浓度为0.005%，隔膜纸检测紧度、厚度、抗张强度、孔径、耐击穿电压等指标，并做成超级电容器检测电容的容量、漏电流、内阻等指标。

参照例2

将纤度为1.5dtex，长度为5mm的天丝纤维加水配置成浓度为4%的浆料，然后用采用双盘磨打浆机进行打浆，得到最终浆料，其打浆度为85°SR，湿重为7g，然后配置成浓度为1%的浆料，采用长网纸机抄造，抄纸工艺按常规工艺，上网浓度为0.005%，隔膜纸检测紧度、厚度、抗张强度、孔径、耐击穿电压等指标，并做成超级电容器检测电容的容量、漏电流、内阻等指标。

参照例3

将纤度为1.5dtex，长度为5mm的天丝纤维加水配置成浓度为4%的浆料，然后用采用双盘磨打浆机进行打浆，得到最终浆料，其打浆度为80°SR，湿重为10g，然后配置成浓度为1%的浆料，采用圆网纸机抄造，抄纸工艺按常规工艺，上网浓度为0.005%，隔膜纸检测紧度、厚度、抗张强度、孔径、耐击穿电压等指标，并做成超级电容器检测电容的容量、漏电流、内阻等指标。

参照例4

将纤度为1.5dtex，长度为5mm的天丝纤维加水配置成浓度为4%的浆料，然后用采用双盘磨打浆机进行打浆，得到最终浆料，其打浆度为85°SR，湿重为7g，然后配置成浓度为1%的浆料，采用圆网纸机抄造，抄纸工艺按常规工艺，上网浓度为0.005%，隔膜纸检测紧度、厚度、抗张强度、孔径、耐击穿电压等指标，并做成超级电容器检测电容的容量、漏电流、内阻等指标。

实施例1

将纤度为1.5dtex，长度为5mm的天丝纤维加水配置成浓度为4%的浆料，然后用采用双盘磨打浆机进行打浆，得到最终浆料，其打浆度为80°SR，湿重为10g；纤度为2dtex，长度为4mm的水溶性PVA纤维分散后，加入到打浆后的天丝纤维浆料中，按质量百分比计，天丝纤维占90%，水溶性PVA纤维占10%。两种纤维混合均匀后，配置成浓度为1%的浆料，采用长网纸机抄造，抄纸工艺按常规工艺，上网浓度为0.005%，隔膜纸检测紧度、厚度、抗张强度、孔径、耐击穿电压等指标，并做成超级电容器检测电容的容量、漏电流、内阻等指标。

实施例2

将纤度为1.5dtex，长度为5mm的天丝纤维加水配置成浓度为4%的浆料，然后用采用双盘磨打浆机进行打浆，得到最终浆料，其打浆度为80°SR，湿重为10g；纤度为2dtex，长度为4mm的水溶性PVA纤维分散后，加入到打浆后的天丝纤维浆料中，按质量百分比计，天丝纤维占80%，水溶性PVA纤维占20%。两种纤维混合均匀后，配置成浓度为1%的浆料，采用长网纸机抄造，抄纸工艺按常规工艺，上网浓度为0.005%，隔膜纸检测紧度、厚度、抗张强度、孔径、耐击穿电压等指标，并做成超级电容器检测电容的容量、漏电流、内阻等指标。

实施例3

将纤度为1.5dtex，长度为5mm的天丝纤维加水配置成浓度为4%的浆料，然后用采用双盘磨打浆机进行打浆，得到最终浆料，其打浆度为85°SR，湿重为7g；纤度为2dtex，长度为4mm的水溶性PVA纤维分散后，加入到打浆后的天丝纤维浆料中，按质量百分比计，天丝纤维占90%，水溶性PVA纤维占10%。两种纤维混合均匀后，配置成浓度为1%的浆料，采用长网纸机抄造，抄纸工艺按常规工艺，上网浓度为0.005%，隔膜纸检测紧度、厚度、抗张强度、孔径、耐击穿电压等指标，并做成超级电容器检测电容的容量、漏电流、内阻等指标。

实施例4

将纤度为1.5dtex，长度为5mm的天丝纤维加水配置成浓度为4%的浆料，然后用采用双盘磨打浆机进行打浆，得到最终浆料，其打浆度为85°SR，湿重为7g；纤度为2dtex，长度为4mm的水溶性PVA纤维分散后，加入到打浆后的天丝纤维浆料中，按质量百分比计，天丝纤维占80%，水溶性PVA纤维占20%。两种纤维混合均匀后，配置成浓度为1%的浆料，采用长网纸机抄造，抄纸工艺按常规工艺，上网浓度为0.005%，隔膜纸检测紧度、厚度、抗张强度、孔径、耐击穿电压等指标，并做成超级电容器检测电容的容量、漏电流、内阻等指标。

实施例5

将纤度为1.5dtex，长度为5mm的天丝纤维加水配置成浓度为4%的浆料，然后用采用双盘磨打浆机进行打浆，得到最终浆料，其打浆度为80°SR，湿重为10g；纤度为2dtex，长度为4mm的水溶性PVA纤维分散后，加入到打浆后的天丝纤维浆料中，按质量百分比计，天丝纤维占90%，水溶性PVA纤维占10%。两种纤维混合均匀后，配置成浓度为1%的浆料，采用圆网纸机抄造，抄纸工艺按常规工艺，上网浓度为0.005%，隔膜纸检测紧度、厚度、抗张强度、孔径、耐击穿电压等指标，并做成超级电容器检测电容的容量、漏电流、内阻等指标。

实施例6

将纤度为1.5dtex，长度为5mm的天丝纤维加水配置成浓度为4%的浆料，然后用采用双盘磨打浆机进行打浆，得到最终浆料，其打浆度为80°SR，湿重为10g；纤度为2dtex，长度为4mm的水溶性PVA纤维分散后，加入到打浆后的天丝纤维浆料中，按质量百分比计，天丝纤维占80%，水溶性PVA纤维占20%。两种纤维混合均匀后，配置成浓度为1%的浆料，采用圆网纸机抄造，抄纸工艺按常规工艺，上网浓度为0.005%，隔膜纸检测紧度、厚度、抗张强度、孔径、耐击穿电压等指标，并做成超级电容器检测电容的容量、漏电流、内阻等指标。

实施例7

将纤度为1.5dtex，长度为5mm的天丝纤维加水配置成浓度为4%的浆料，然后用采用双盘磨打浆机进行打浆，得到最终浆料，其打浆度为85°SR，湿重为7g；纤度为2dtex，长度为4mm的水溶性PVA纤维分散后，加入到打浆后的天丝纤维浆料中，按质量百分比计，天丝纤维占90%，水溶性PVA纤维占10%。两种纤维混合均匀后，配置成浓度为1%的浆料，采用圆网纸机抄造，抄纸工艺按常规工艺，上网浓度为0.005%，隔膜纸检测紧度、厚度、抗张强度、孔径、耐击穿电压等指标，并做成超级电容器检测电容的容量、漏电流、内阻等指标。

实施例8

将纤度为1.5dtex，长度为5mm的天丝纤维加水配置成浓度为4%的浆料，然后用采用双盘磨打浆机进行打浆，得到最终浆料，其打浆度为85°SR，湿重为7g；纤度为2dtex，长度为4mm的水溶性PVA纤维分散后，加入到打浆后的天丝纤维浆料中，按质量百分比计，天丝纤维占80%，水溶性PVA纤维占20%。两种纤维混合均匀后，配置成浓度为1%的浆料，采用圆网纸机抄造，抄纸工艺按常规工艺，上网浓度为0.005%，隔膜纸检测紧度、厚度、抗张强度、孔径、耐击穿电压等指标，并做成超级电容器检测电容的容量、漏电流、内阻等指标。

上述各个实施例的测试数据如下：

Claims

1.一种超级电解电容器隔膜纸的生产方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1）将天丝纤维加水后制成浓度在2.5~5.0%之间质量浓度的天丝原浆料A，天丝纤维纤度为0.3~3dtex，长度为3~10mm；

3）将水溶性PVA纤维分散均匀，水溶性PVA纤维水解度为50~99%，纤度为1.0~4dtex，长度为3~10mm；然后加入到浆料B中，分散均匀后得到浆料C，按干重质量百分比计，水溶性PVA纤维为3~30%，浆料B为70~97%；

4）浆料C配置成浓度为0.5~2%的浆料，采用长网纸机抄造，上网浓度为0.001~0.1%，经过上网、成型、压榨、烘干、卷曲和分切后得到高强度超级电解电容器隔膜纸。

2.根据权利要求1所述的一种超级电解电容器隔膜纸的生产方法，其特征在于，步骤2）中，浆料B的打浆度为80~90°SR，湿重为7~10g。

3.根据权利要求1所述的一种超级电解电容器隔膜纸的生产方法，其特征在于，步骤3）中，水溶性PVA纤维纤度为1.5~3dtex，长度为3.5~5mm。

4.根据权利要求1所述的一种超级电解电容器隔膜纸的生产方法，其特征在于，步骤3）中，按干重质量百分比计，水溶性PVA纤维为5~30%，浆料B为70~95%。

5.根据权利要求1所述的一种超级电解电容器隔膜纸的生产方法，其特征在于，步骤4）中，上网浓度为0.005~0.01%。

6.权利要求1~5任意一项权利要求所述的生产方法制备的超级电解电容器隔膜纸。