CN111128553A - 一种新型固态铝电解电容器及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种新型固态铝电解电容器,包括密封在外壳内的芯包,芯包由阳极箔、非碳化电解纸和阴极箔卷绕而成,阳极箔和阴极箔之间填充有由甲基萘磺酸甲醛缩聚物掺杂的PEDOT即PEDOT:MNSF。在本发明中,由于PEDOT:MNSF相比于PEDOT:PSS而言电导率进一步的提高,也就使得电容器的ESR进一步的降低,同时PEDOT:MNSF的膜厚比PEDOT:PSS均匀,这样就使得芯包的结构性更好,在阳极箔和阴极箔之间的导电聚合物的膜厚更加均匀,这样对于电容的引出率和漏电流性能都有一定的帮助。另外,PEDOT:MNSF对阳极箔的腐蚀也是很小的,并不会影响电容器的漏电流。
Description
技术领域
本发明涉及一种铝电解电容器,尤其涉及一种新型固态铝电解电容器及其制备方法。
背景技术
低压固态电容中的电解质是通过含浸单体、含浸氧化剂,再聚合等工艺进入电容素子内部,填充的为化学原位聚合生成的PEDT。由于氧化剂会对阳极箔的氧化膜有一定的腐蚀性,故会使得固态电容的耐压值较低、漏电流较大。
为了解决上面的问题,专利201610302908.7,一种新型固态铝电解电容器及其生产方法,中提出了在所述电解纸与阳极箔以及电解纸与阴极箔之间的空隙填充有PEDOT:PSS。但是PEDOT:PSS的膜厚均匀性差,这是因为PEDOT分子量小,而PSS的分子量较高,PSS主链上存在一些未与PEDOT短链结合的位点,为了维持分散液的稳定,PEODT:PSS体系中的PSS通常是过量的,这就导致了PEDOT:PSS薄膜的均匀性较差;也就使得电容器的引出率不高,同时漏电流较大。同时,虽然PEDOT:PSS的电导率较高,但是对于电容器而言,导电聚合物的电导率越高,那么固态铝电解电容器的内阻就越小,耐纹波电流的能力也就越强,所以针对PEDOT:PSS而言,电导率还有提高的空间。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足,提供一种导电聚合物膜厚均匀,电导率高的新型固态铝电解电容器及其制备方法。
为解决上述技术问题,本发明提出的技术方案为:一种新型固态铝电解电容器,包括密封在外壳内的芯包,所述芯包由阳极箔、非碳化电解纸和阴极箔卷绕而成,所述阳极箔和阴极箔之间填充有由甲基萘磺酸甲醛缩聚物掺杂的PEDOT即PEDOT:MNSF。
上述的新型固态铝电解电容器,优选的,所述电解纸上附着有PEDOT,所述电解纸与阳极箔之间以及电解纸与阴极箔之间填充有由甲基萘磺酸甲醛缩聚物掺杂的PEDOT即PEDOT:MNSF。
上述的新型固态铝电解电容器,优选的,制备PEDOT:MNSF分散液的时候EDOT:MNSF的重量比为5:1-1:2。
一种如上述的新型固态铝电解电容器的制备方法,包括以下步骤:
1)PEDOT:MNSF分散液的制备,
2)将阳极箔、电解纸和阴极箔卷绕成芯包;
3)将芯包浸入到PEDOT:MNSF分散液中,使得芯包内充分含浸有PEDOT:MNSF分散液后干燥。
上述的新型固态铝电解电容器的制备方法,优选的,所述氧化剂为芳香族类磺酸铁。
上述的新型固态铝电解电容器的制备方法,优选的,芯包含浸PEDOT:MNSF分散液时采用重复含浸法、加压含浸法或真空含浸法;其中重复含浸法在常温下进行,含浸次数为1-3次,在含浸完第一次后先进行干燥,然后进行下一次含浸,其中干燥温度为室温~120℃,干燥时间5~120min;加压含浸的的压力为0.1~1MPa,真空含浸真空度为0.1~1×10- 4Pa。
上述的新型固态铝电解电容器的制备方法,优选的,所述重复含浸的每次含浸时间以及加压含浸和真空含浸的时间均为0.5~12h,PEDT:PSS分散液的浓度为0.1~30wt%。
上述的新型固态铝电解电容器的制备方法,优选的,所述电解纸上附着有PEDOT;电解纸附着PEDOT的方法包括以下步骤:
与现有技术相比,本发明的优点在于:在本发明中,由于PEDOT:MNSF相比于PEDOT:PSS而言电导率进一步的提高,也就使得电容器的ESR进一步的降低,同时PEDOT:MNSF的膜厚比PEDOT:PSS均匀,这样就使得芯包的结构性更好,在阳极箔和阴极箔之间的导电聚合物的膜厚更加均匀,这样对于电容的引出率和漏电流性能都有一定的帮助。另外,PEDOT:MNSF对阳极箔的腐蚀也是很小的,并不会影响电容器的漏电流。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下文将结合较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述,但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。
需要特别说明的是,当某一元件被描述为“固定于、固接于、连接于或连通于”另一元件上时,它可以是直接固定、固接、连接或连通在另一元件上,也可以是通过其他中间连接件间接固定、固接、连接或连通在另一元件上。
除非另有定义,下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的,并不是旨在限制本发明的保护范围。
实施例
一种新型固态铝电解电容器,包括密封在外壳内的芯包,所述芯包由阳极箔、非碳化电解纸和阴极箔卷绕而成,所述阳极箔和阴极箔之间填充有由甲基萘磺酸甲醛缩聚物掺杂的PEDOT即PEDOT:MNSF。在制备PEDOT:MNSF时,EDOT:MNSF的重量比为1:2。
在本实施例中,电解纸上附着有PEDOT
一种新型固态铝电解电容器的制备方法,包括以下步骤:
1)PEDOT:MNSF分散液的制备,
2)将阳极箔、电解纸和阴极箔卷绕成芯包;
3)将芯包浸入到PEDOT:MNSF分散液中,使得芯包内充分含浸有PEDOT:MNSF分散液后干燥。
本发明中,所述电解纸上附着有PEDOT;电解纸附着PEDOT的方法包括以下步骤:
本发明中,所述氧化剂为对甲苯磺酸铁。
本发明中,芯包含浸PEDOT:MNSF分散液时采用重复含浸法、加压含浸法或真空含浸法;其中重复含浸法在常温下进行,含浸次数为1-3次,在含浸完第一次后先进行干燥,然后进行下一次含浸,其中干燥温度为室温~120℃,干燥时间5~120min;加压含浸的的压力为0.1~1MPa,真空含浸真空度为0.1~1×10-4Pa。
本发明中,所述重复含浸的每次含浸时间以及加压含浸和真空含浸的时间均为0.5~12h,PEDOT:MNSF分散液的浓度为0.1~30wt%。
实施例1
一种新型固态铝电解电容器,包括密封在外壳内的芯包,所述芯包由阳极箔、非碳化电解纸和阴极箔卷绕而成,所述阳极箔和阴极箔之间填充有由甲基萘磺酸甲醛缩聚物掺杂的PEDOT即PEDOT:MNSF。
在本发明中,所述电解纸上附着有PEDOT,所述电解纸与阳极箔之间以及电解纸与阴极箔之间填充有由甲基萘磺酸甲醛缩聚物掺杂的PEDOT即PEDOT:MNSF。在本发明中,由于PEDOT的电导率比PEDOT:MNSF高,所以可以现在电解纸上附着PEDOT,然后在电解纸与阳极箔之间以及电解纸与阴极箔之间填充有由甲基萘磺酸甲醛缩聚物掺杂的PEDOT即PEDOT:MNSF;这样能够进一步的降低电容器的ESR,从而使得电容器的耐纹波电流的能力更强。
在本实施例中,由于MNSF掺杂剂中的磺酸根含量较低;并且MNSF掺杂剂为小分子量的部分枝化结构,有效促进了PEDOT在MNSF链上的均匀分布,并降低了PEDOT导电聚合物分散液成膜过程中的相分离尺度;这就湿度PEDOT:MNSF薄膜的膜厚均匀性好。
一种新型固态铝电解电容器的制备方法,包括以下步骤:
1)PEDOT:MNSF分散液的制备,
2)将阳极箔、电解纸和阴极箔卷绕成芯包;
3)将芯包浸入到PEDOT:MNSF分散液中,使得芯包内充分含浸有PEDOT:MNSF分散液后干燥。
本发明中,所述电解纸上附着有PEDOT;电解纸附着PEDOT的方法包括以下步骤:
本发明中,所述氧化剂为对甲苯磺酸铁。
本发明中,芯包含浸PEDOT:MNSF分散液时采用重复含浸法;重复含浸法在常温下进行,含浸次数为1-3次,在含浸完第一次后先进行干燥,然后进行下一次含浸,其中干燥温度为室温~120℃,干燥时间5~120min;加压含浸的的压力为0.8MPa,真空含浸真空度为0.1~1×10-4Pa。
本实施例中,所述重复含浸的每次含浸时间以及加压含浸和真空含浸的时间均为0.5~12h,PEDOT:MNSF分散液的浓度为10wt%。
本实施例制备出来的导电聚合物薄膜(PEDOT:MNSF)能够达到0.137S·cm-1。
在本实施例中,由于PEDOT:MNSF相比于PEDOT:PSS而言电导率进一步的提高,也就使得电容器的ESR进一步的降低,同时PEDOT:MNSF的膜厚比PEDOT:PSS均匀,这样就使得芯包的结构性更好,在阳极箔和阴极箔之间的导电聚合物的膜厚更加均匀,这样对于电容的引出率和漏电流性能都有一定的帮助。另外,PEDOT:MNSF对阳极箔的腐蚀也是很小的,并不会影响电容器的漏电流。
Claims (8)
1.一种新型固态铝电解电容器,其特征在于:包括密封在外壳内的芯包,所述芯包由阳极箔、非碳化电解纸和阴极箔卷绕而成,所述阳极箔和阴极箔之间填充有由甲基萘磺酸甲醛缩聚物掺杂的PEDOT即PEDOT:MNSF。
2.根据权利要求1所述的新型固态铝电解电容器,其特征在于:所述电解纸上附着有PEDOT,所述电解纸与阳极箔之间以及电解纸与阴极箔之间填充有由甲基萘磺酸甲醛缩聚物掺杂的PEDOT即PEDOT:MNSF。
3.根据权利要求1所述的新型固态铝电解电容器,其特征在于:制备PEDOT:MNSF分散液的时候所述PEDOT的单体EDOT:MNSF的重量比为5:1-1:2。
4.一种如权利权利要求1-3任一项所述的新型固态铝电解电容器的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
1)PEDOT:MNSF分散液的制备,
2)将阳极箔、电解纸和阴极箔卷绕成芯包;
3)将芯包浸入到PEDOT:MNSF分散液中,使得芯包内充分含浸有PEDOT:MNSF分散液后干燥。
5.根据权利要求4所述的新型固态铝电解电容器的制备方法,其特征在于:所述氧化剂为芳香族类磺酸铁。
6.根据权利要求4所述的新型固态铝电解电容器的制备方法,其特征在于:芯包含浸PEDOT:MNSF分散液时采用重复含浸法、加压含浸法或真空含浸法;其中重复含浸法在常温下进行,含浸次数为1-3次,在含浸完第一次后先进行干燥,然后进行下一次含浸,其中干燥温度为室温~120℃,干燥时间5~120min;加压含浸的的压力为0.1~1MPa,真空含浸真空度为0.1~1×10-4Pa。
7.根据权利要求6所述的新型固态铝电解电容器的制备方法,其特征在于:所述重复含浸的每次含浸时间以及加压含浸和真空含浸的时间均为0.5~12h,PEDT:PSS分散液的浓度为0.1~30wt%。
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CN112038096A (zh) * | 2020-09-28 | 2020-12-04 | 湖南艾华集团股份有限公司 | 一种耐纹波电流的固态铝电解电容器及其制备方法 |
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