CN110690048A - 一种铝电解电容器的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明所提供一种铝电解电容器的制备方法，它包括有以嵌入型化合物LiMn_2O_4或LiCoO_2与活性炭的混合物为正极材料，正极材料制备成正极片，将正极片放入KMnO4溶液内，得到复合正极片；用氨络合沉积法合成纳米级的氢氧化镍，将其烧结得到纳米级的氧化镍，采用氧化镍制备成负极片；在负极片表面涂覆负极浆料，形成复合负极片；再用氧化铝膜制备隔膜；将隔膜、正极片、隔膜、负极片依次层叠，再卷绕形成电容芯。本方案巡查的工艺简单，容易制造和造作，安全性和稳定性好，可实现工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及电容技术领域，尤其是指一种铝电解电容器的制备方法。
背景技术
随着科学技术的不断进步，人类物质文化的逐步提高，人们对科技产品的需求也日益提高。而新一代信息技术产业的发展，直接依赖电容产业的技术进步和产品更新，其中电容产业为此创造了前所未有的巨大市场。
发明内容
本发明的目的在于提供一种安全性高、性能好的铝电解电容器的制备方法。
为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种铝电解电容器的制备方法，它包括有以下步骤：
1）、正极片的制作 ：以嵌入型化合物LiMn_2O_4或LiCoO_2与活性炭的混合物为正极材料，正极材料制备成正极片，将正极片放入KMnO4溶液内，得到复合正极片；
2）、负极片的制作 ：用氨络合沉积法合成纳米级的氢氧化镍，将其烧结得到纳米级的氧化镍，采用氧化镍制备成负极片；在负极片表面涂覆负极浆料，形成复合负极片；
3）、隔膜的制作 ：通过两步阳极氧化在0.5M硫酸和5gL草酸混合溶液中制得多孔氧化铝膜，经5wt%的磷酸扩孔处理得到具有孔径大小均一，排列有序，并具有一定厚度的氧化膜，以该氧化膜为模板制备隔膜；
4）、将隔膜、正极片、隔膜、负极片依次层叠，再卷绕形成电容芯，正极极耳和负极极耳分别与正、负极极片平焊在一起，用铝塑膜将电容芯、正、负极耳封装成电容，向电容内按照5~10g/Ah 注入，封装后浸润，然后对电容芯抽真空，在 50~100℃温度下烘烤 12~36h电解液成胶，化成后即得到电容。
所述第1）步骤是将正极片放入含量为0.1mol/L的KMnO4和0.1mol/L的HNO3混合溶液内，恒温反应，使正极片表面包覆MnO2层得到MnO2/CMSs复合材料，用H2C2O4洗涤MnO2/CMSs复合材料得到复合正极片。
本发明在采用上述方案后，采用LiMn_2O_4或LiCoO_2与活性炭混合制成的正极片可以增大正极活性物质的载量，使正负极活性物质质量比约为2：1，从而使电容性能达到最佳；氧化镍负极片在KOH溶液中，表现出良好的电容性质，其比容量可达110F／g，且经5000次循环后保持90％以上；采用本方案后的电容性能优异、安全性高。
具体实施方式
下面对本发明作进一步说明，本发明的较佳实施例为：一种铝电解电容器的制备方法包括有以下步骤：
1）、正极片的制作 ：以嵌入型化合物LiMn_2O_4或LiCoO_2与活性炭的混合物为正极材料，正极材料制备成正极片，将正极片放入KMnO4溶液内，得到复合正极片；将正极片放入含量为0.1 mol/L的KMnO4和0.1 mol/L的HNO3混合溶液内，恒温反应，使正极片表面包覆MnO2层得到MnO2/CMSs复合材料，用H2C2O4洗涤MnO2/CMSs复合材料得到复合正极片；
活性炭电极在KOH溶液中，能够表现出较好的电容性质；电极的比容量随KOH溶液的浓度的增加而有明显提高，在30％的KOH溶液中，-1.0～0.0V(vs SCE)电位范围内，其性能达到最佳，比容量达200F／g。LiMn_2O_4或LiCoO_2与活性炭混合制成的正极片可以增大正极活性物质的载量，使正负极活性物质质量比约为2：1，从而使电容性能达到最佳；
随着活性炭量的增加比电容增大，当嵌入型化合物含量为25％时电容器的比电容较大，且LiCoO_2与活性炭混合材料组成的电容器的最高比电容为40.53F／g，LiMn_2O_4与活性炭混合材料的比电容相对较小；
2）、负极片的制作 ：用氨络合沉积法合成纳米级的氢氧化镍，将其烧结得到纳米级的氧化镍，采用氧化镍制备成负极片；在负极片表面涂覆负极浆料，形成复合负极片；
复合负极片是将负极活性物质、导电剂和粘结剂在负极制浆溶剂中混合成浆料，在负极集流体上涂覆，涂覆速度为 10~20m/min，然后在 80~150℃下干燥后，经辊压后形成厚度为 100~200μ 的负极片，负极片的压实密度为 1.0~2.0 g/cm3；负极活性物质为锌、镉、铅等活泼金属和氢或碳氢化合物；导电剂为导电炭黑、石墨导电剂或石墨烯，粘结剂为聚乙烯醇、聚四氟乙烯或聚胺酯，氧化镍负极片在KOH溶液中，表现出良好的电容性质，其比容量可达110F／g，且经5000次循环后保持90％以上；
3）、隔膜的制作 ：通过两步阳极氧化在0.5M硫酸和5gL草酸混合溶液中制得多孔氧化铝膜，经5wt%的磷酸扩孔处理得到具有孔径大小均一，排列有序，并具有一定厚度的氧化膜，以该氧化膜为模板制备隔膜；
本实施例通过两步阳极氧化在0.5M硫酸和5gL草酸混合溶液中制得多孔氧化铝膜,经5wt%的磷酸扩孔处理得到具有孔径大小均一，排列有序，并具有一定厚度的阳极氧化铝模板 (AAO) ,以该氧化膜为模板，用溶胶或凝胶法在其微孔内合成了MnO2纳米线。利用扫描电镜(SEM)对模板和纳米线材料的形貌进行了表征，发现氧化铝模板微孔直径为75±2nm ,MnO2 纳米线直径在70nm左右 ,长度为 500～700nm。通过X 射线衍射 (XRD)检测可知该纳米线为α MnO2。循环伏安 (CV)表明αMnO2 纳米线在 2.0mol L (NH4)2SO4 溶液中具有优良的电容行为 ,比电容达165Fg ；
4）、将隔膜、正极片、隔膜、负极片依次层叠，再卷绕形成电容芯，正极极耳和负极极耳分别与正、负极极片平焊在一起，用铝塑膜将电容芯、正、负极耳封装成电容，向电容内按照5~10g/Ah 注入，封装后浸润，然后对电容芯抽真空，在 50~100℃温度下烘烤 12~36h电解液成胶，化成后即得到电容。
按本方案制备的电容具有优异的安全可靠性，不易燃烧。由于采用，电容中没有液体存在，很难造成电芯短路，起火。工艺简单，容易制造和造作，安全性和稳定性好，可实现工业化生产。
以上所述之实施例只为本发明之较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，故凡依本发明的原理所作的变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (2)
1.一种铝电解电容器的制备方法，其特征在于：它包括有以下步骤：
1）、正极片的制作 ：以嵌入型化合物LiMn_2O_4或LiCoO_2与活性炭的混合物为正极材料，正极材料制备成正极片，将正极片放入KMnO4溶液内，得到复合正极片；
2）、负极片的制作 ：用氨络合沉积法合成纳米级的氢氧化镍，将其烧结得到纳米级的氧化镍，采用氧化镍制备成负极片；在负极片表面涂覆负极浆料，形成复合负极片；
3）、隔膜的制作 ：通过两步阳极氧化在0.5M硫酸和5gL草酸混合溶液中制得多孔氧化铝膜，经5wt%的磷酸扩孔处理得到具有孔径大小均一，排列有序，并具有一定厚度的氧化膜，以该氧化膜为模板制备隔膜；
4）、将隔膜、正极片、隔膜、负极片依次层叠，再卷绕形成电容芯，正极极耳和负极极耳分别与正、负极极片平焊在一起，用铝塑膜将电容芯、正、负极耳封装成电容，向电容内按照5~10g/Ah 注入，封装后浸润，然后对电容芯抽真空，在 50~100℃温度下烘烤 12~36h电解液成胶，化成后即得到电容。
2.根据权利要求1所述的一种铝电解电容器的制备方法，其特征在于：将正极片放入含量为0.1mol/L的KMnO4和0.1mol/L的HNO3混合溶液内，恒温反应，使正极片表面包覆MnO2层得到MnO2/CMSs复合材料，用H2C2O4洗涤MnO2/CMSs复合材料得到复合正极片。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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