CN113658802B - 低阻抗固液混合电解液及其制备方法与应用 - Google Patents
低阻抗固液混合电解液及其制备方法与应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113658802B CN113658802B CN202110803856.2A CN202110803856A CN113658802B CN 113658802 B CN113658802 B CN 113658802B CN 202110803856 A CN202110803856 A CN 202110803856A CN 113658802 B CN113658802 B CN 113658802B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- liquid mixed
- mixed electrolyte
- low
- pedot
- solid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 68
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 title claims abstract description 65
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 229920001609 Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) Polymers 0.000 claims abstract description 48
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 26
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 24
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 15
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 68
- 229920001467 poly(styrenesulfonates) Polymers 0.000 claims description 54
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 36
- YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 4-Butyrolactone Chemical compound O=C1CCCO1 YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 34
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- YGSDEFSMJLZEOE-UHFFFAOYSA-N salicylic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1O YGSDEFSMJLZEOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 21
- HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N sulfolane Chemical compound O=S1(=O)CCCC1 HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims description 15
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims description 15
- LCPVQAHEFVXVKT-UHFFFAOYSA-N 2-(2,4-difluorophenoxy)pyridin-3-amine Chemical compound NC1=CC=CN=C1OC1=CC=C(F)C=C1F LCPVQAHEFVXVKT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- BTJIUGUIPKRLHP-UHFFFAOYSA-N 4-nitrophenol Chemical compound OC1=CC=C([N+]([O-])=O)C=C1 BTJIUGUIPKRLHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 claims description 14
- FJKROLUGYXJWQN-UHFFFAOYSA-N papa-hydroxy-benzoic acid Natural products OC(=O)C1=CC=C(O)C=C1 FJKROLUGYXJWQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229960004889 salicylic acid Drugs 0.000 claims description 14
- CHQMHPLRPQMAMX-UHFFFAOYSA-L sodium persulfate Substances [Na+].[Na+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O CHQMHPLRPQMAMX-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 14
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 12
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 claims description 12
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 claims description 12
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 12
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 12
- BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M sulfonate Chemical compound [O-]S(=O)=O BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 12
- GKWLILHTTGWKLQ-UHFFFAOYSA-N 2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxine Chemical compound O1CCOC2=CSC=C21 GKWLILHTTGWKLQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229940006186 sodium polystyrene sulfonate Drugs 0.000 claims description 8
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 2
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 abstract description 7
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 13
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 11
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 8
- WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N adipic acid Chemical compound OC(=O)CCCCC(O)=O WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229920000123 polythiophene Polymers 0.000 description 6
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 6
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 4
- 235000011037 adipic acid Nutrition 0.000 description 3
- 239000001361 adipic acid Substances 0.000 description 3
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 2
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 2
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229920005549 butyl rubber Polymers 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/004—Details
- H01G9/022—Electrolytes; Absorbents
- H01G9/035—Liquid electrolytes, e.g. impregnating materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
- C08J3/02—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques
- C08J3/03—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques in aqueous media
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/004—Details
- H01G9/022—Electrolytes; Absorbents
- H01G9/025—Solid electrolytes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2325/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring; Derivatives of such polymers
- C08J2325/18—Homopolymers or copolymers of aromatic monomers containing elements other than carbon and hydrogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2365/00—Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain; Derivatives of such polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2425/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring; Derivatives of such polymers
- C08J2425/18—Homopolymers or copolymers of aromatic monomers containing elements other than carbon and hydrogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2465/00—Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain; Derivatives of such polymers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
本发明属于电解液技术领域，公开了一种低阻抗固液混合电解液及其制备方法与应用。所述固液混合电解液，包含PEDOT/PSS聚合物，制备所述PEDOT/PSS聚合物的操作包括分步聚合和超声搅拌。所述低阻抗固液混合电解液的性能优良，采用所述低阻抗固液混合电解液所制得的电容器具备更好的容量引出率、耐高温性能和导电性能。
Description
技术领域
本发明属于电解液技术领域，尤其涉及一种低阻抗固液混合电解液及其制备方法与应用。
背景技术
现阶段，以导电高分子聚噻吩为阴极材料的技术极大的促进了铝电解电容器的技术发展。相比较传统液态铝电解电容器，导电高分子固态铝电解电容器在低温性能、高频特性方面具有极大的优势，能适应大功率、高频、大纹波滤波应用，但也存在漏电较大、抗浪涌电压能力较差等问题。而采用固液混合电解液制得的铝电解电容器由于能够较好的结合固态和液态二者的优势，因而在新能源汽车、5G通信、大功率快充、工业变频器等行业的应用得到快速发展。
然而现有的固液混合电解液(电解质)在高温稳定性、容量引出率和导电性等性能方面还存在一定的不足。因此，希望提供一种综合性能更好，生产更为简便的固液混合电解液产品。
发明内容
本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种低阻抗固液混合电解液及其制备方法与应用，所述低阻抗固液混合电解液的性能优良，采用所述固液混合电解液所制得的电容器具备更好的容量引出率、耐高温性能和导电性能。
本发明提供一种低阻抗固液混合电解液，包含PEDOT/PSS聚合物，制备所述PEDOT/PSS聚合物的操作包括分步聚合和超声搅拌。
在使用电解液制备铝电解电容器时，电解液及其所含有的聚噻吩成分需要进入铝箔的孔洞，因此对聚噻吩的粒径有一定的要求，粒径越小其效果越佳。但在使用高浓度的原料进行聚噻吩的制备时，很难保证产品的粒径大小和稳定性，而低浓度的原料又会对所制得产品的电导率产生不良影响，因此传统电解液中聚噻吩的粒径大小通常以40纳米至数百纳米不等，难以实现更小的粒径。本发明所制得的PEDOT/PSS聚合物属于聚噻吩中的一种，本发明发现通过采用分步聚合并辅以超声搅拌的方式，所制得的PEDOT/PSS聚合物中绝大多数的粒径可小于30nm，能够有效降低PEDOT/PSS的粒径。
优选的，所述低阻抗固液混合电解液中PEDOT/PSS聚合物所占质量百分数为6-12％。本发明所述低阻抗固液混合电解液中PEDOT/PSS聚合物含量较高，可实现良好的导电性能。
优选的，所述低阻抗固液混合电解液还包括助渗透溶剂，所述助渗透溶剂包括乙二醇、环丁砜或γ-丁内酯中的至少一种。乙二醇、环丁砜和γ-丁内酯不仅起到溶剂的作用，还可以提高电解液渗透性和容量引出。
更优选的，所述助渗透溶剂为乙二醇、环丁砜和γ-丁内酯的组合。由于乙二醇的黏度较大，将环丁砜、γ-丁内酯与乙二醇配合，能够有效控制黏度并实现更好的电解液渗透性和容量引出提高效果。
优选的，所述低阻抗固液混合电解液还包括高温稳定剂，所述高温稳定剂为硼酸、水杨酸和对硝基苯酚中的组合。
本发明还提供了上述低阻抗固液混合电解液的制备方法，包括以下步骤：
(1)将水，3,4-乙烯二氧噻吩和催化剂混合，分步多次加入聚苯乙烯磺酸钠进行反应，超声搅拌，制得PEDOT/PSS分散液；
(2)将助渗透溶剂、高温稳定剂与所述PEDOT/PSS分散液混合，制得低阻抗固液混合电解液。
步骤(1)中所述PEDOT/PSS分散液中包含有所制得PEDOT/PSS聚合物，其绝大多数的粒径小于30nm。
优选的，所述催化剂为过硫酸钠、过硫酸铵或过氧化氢中的至少一种。
优选的，步骤(1)所述分步多次加入的次数≥3次。试验表明，在分步多次加入的次数≥3次时，能够制得较小粒径的PEDOT/PSS聚合物。
优选的，步骤(1)所述PEDOT/PSS分散液中还包括有硫酸。硫酸防止Na离子破坏聚合反应。
优选的，步骤(1)所述PEDOT/PSS分散液中还包括有聚乙二醇。聚乙二醇可降低PEDOT/PSS聚合物的ESR(等效串联电阻)值，有助于提高其性能。
优选的，步骤(1)所述PEDOT/PSS分散液中还包括有异丙醇。异丙醇可改善PEDOT/PSS分散液的粘度，防止其挥发并稳定性。
优选的，所述步骤(1)包括加热操作。
优选的，所述步骤(2)包括加热操作。
采用加热操作可以促进反应的进行和原料的混合，也可除去固液混合电解液中多余的水分。
本发明还提供了上述低阻抗固液混合电解液在制备电容器中的应用。
相对于现有技术，本发明的有益效果如下：
本发明通过采用分步聚合并辅以超声搅拌的方式，使所制得的PEDOT/PSS聚合物中绝大多数的粒径可小于30nm，能够有效降低PEDOT/PSS的粒径，从而改善固液混合电解液的性能。同时，本发明还通过在低阻抗固液混合电解液中加入助渗透溶剂(乙二醇、环丁砜和γ-丁内酯)和高温稳定剂(硼酸、水杨酸、对硝基苯酚)，可进一步提高容量引出率、高温稳定性和导电性等性能。
具体实施方式
为了让本领域技术人员更加清楚明白本发明所述技术方案，现列举以下实施例进行说明。需要指出的是，以下实施例仅为本发明的优选实施例，对本发明要求的保护范围不构成限制作用，任何未违背本发明的精神实质和原理下所做出的修改、替代、组合，均包含在本发明的保护范围内。
以下实施例中所用的原料、试剂或装置如无特殊说明，均可从常规商业途径得到，或者可以通过现有已知方法得到。
实施例1
本实施例提供一种低阻抗固液混合电解液，包括以下重量百分比的组分：PEDOT/PSS聚合物8％，过硫酸钠2％，硫酸1％，聚乙二醇2％，异丙醇1％，环丁砜20％，γ-丁内酯10％，对硝基苯酚0.5％，硼酸0.5％，水杨酸2％，乙二醇余量。
本实施例中低阻抗固液混合电解液的制备方法，包括以下步骤：
(1)在3,4-乙烯二氧噻吩和过硫酸钠加入至水中，加入总聚苯乙烯磺酸钠量的三分之一的，加热至50℃，机械搅拌10min；冷却至室温，再加入总聚苯乙烯磺酸钠量的三分之一，以及硫酸，聚乙二醇和异丙醇，加热至50℃，超声搅拌10min；最后加入剩余的聚苯乙烯磺酸钠，超声搅拌20min，制得PEDOT/PSS分散液；
(2)在PEDOT/PSS分散液中加入环丁砜，加热至90℃，30min后加入γ-丁内酯和部分乙二醇；继续加热30min后，加入对硝基苯酚、硼酸、水杨酸和剩余乙二醇，持续加热至体系内水含量小于0.5％，制得低阻抗固液混合电解液。
实施例2
本实施例提供一种低阻抗固液混合电解液，包括以下重量百分比的组分：PEDOT/PSS聚合物8％，过硫酸钠3％，硫酸1％，聚乙二醇1.5％，异丙醇1％，环丁砜15％，γ-丁内酯15％，对硝基苯酚0.5％，硼酸0.5％，水杨酸2％，乙二醇余量。
本实施例中低阻抗固液混合电解液的制备方法，包括以下步骤：
(1)在3,4-乙烯二氧噻吩和过硫酸钠加入至水中，加入总聚苯乙烯磺酸钠量的三分之一，加热至55℃，超声搅拌15min；冷却至室温，再加入总聚苯乙烯磺酸钠量的三分之一，以及硫酸，聚乙二醇和异丙醇，加热至50℃，超声搅拌10min；最后加入剩余的聚苯乙烯磺酸钠，超声搅拌20min，制得PEDOT/PSS分散液；
(2)在PEDOT/PSS分散液中加入环丁砜，加热至85℃，35min后加入γ-丁内酯和部分乙二醇；继续加热30min后，加入对硝基苯酚、硼酸、水杨酸和剩余乙二醇，持续加热至体系内水含量小于0.5％，制得低阻抗固液混合电解液。
实施例3
本实施例提供一种低阻抗固液混合电解液，包括以下重量百分比的组分：PEDOT/PSS聚合物8％，过硫酸钠2％，硫酸1％，聚乙二醇2％，异丙醇1％，对硝基苯酚0.5％，硼酸0.5％，水杨酸2％，乙二醇余量。
本实施例中低阻抗固液混合电解液的制备方法，包括以下步骤：
(1)在3,4-乙烯二氧噻吩和过硫酸钠加入至水中，加入总聚苯乙烯磺酸钠量的三分之一，加热至50℃，机械搅拌10min；冷却至室温，再加入总聚苯乙烯磺酸钠量的三分之一，以及硫酸，聚乙二醇和异丙醇，加热至50℃，超声搅拌10min；最后加入剩余的聚苯乙烯磺酸钠，超声搅拌20min，制得PEDOT/PSS分散液；
(2)在PEDOT/PSS分散液中加入对硝基苯酚、硼酸、水杨酸和剩余乙二醇，加热至90℃，持续加热至体系内水含量小于0.5％，制得低阻抗固液混合电解液。
与实施例1相比，实施例3中低阻抗固液混合电解液不含环丁砜和γ-丁内酯。
实施例4
本实施例提供一种低阻抗固液混合电解液，包括以下重量百分比的组分：PEDOT/PSS聚合物8％，过硫酸钠2％，硫酸1％，聚乙二醇2％，异丙醇1％，环丁砜20％，γ-丁内酯10％，己二酸3％，乙二醇余量。
本实施例中低阻抗固液混合电解液的制备方法，包括以下步骤：
(1)在3,4-乙烯二氧噻吩和过硫酸钠加入至水中，加入总聚苯乙烯磺酸钠量的三分之一，加热至50℃，机械搅拌10min；冷却至室温，再加入总聚苯乙烯磺酸钠量的三分之一，以及硫酸，聚乙二醇和异丙醇，加热至50℃，超声搅拌10min；最后加入剩余的聚苯乙烯磺酸钠，超声搅拌20min，制得PEDOT/PSS分散液；
(2)在PEDOT/PSS分散液中加入环丁砜，加热至90℃，30min后加入γ-丁内酯和部分乙二醇；继续加热30min后，加入己二酸和剩余乙二醇，持续加热至体系内水含量小于0.5％，制得低阻抗固液混合电解液。
与实施例1相比，实施例4中低阻抗固液混合电解液用己二酸替代对硝基苯酚，硼酸和水杨酸。
对比例1
本对比例提供一种固液混合电解液，包括以下重量百分比的组分：PEDOT/PSS聚合物8％，过硫酸钠2％，硫酸1％，聚乙二醇2％，异丙醇1％，环丁砜20％，γ-丁内酯10％，对硝基苯酚0.5％，硼酸0.5％，水杨酸2％，乙二醇余量。
本对比例中固液混合电解液的制备方法，包括以下步骤：
(1)在3,4-乙烯二氧噻吩和过硫酸钠加入至水中，加入硫酸，聚乙二醇、异丙醇和聚苯乙烯磺酸钠，加热至50℃，超声搅拌40min，制得PEDOT/PSS分散液；
(2)在PEDOT/PSS分散液中加入环丁砜，加热至90℃，30min后加入γ-丁内酯和部分乙二醇；继续加热30min后，加入对硝基苯酚、硼酸、水杨酸和剩余乙二醇，持续加热至体系内水含量小于0.5％，制得固液混合电解液。
与实施例1相比，对比例1中采用一步聚合替代分步聚合。
对比例2
本对比例提供一种固液混合电解液，包括以下重量百分比的组分：PEDOT/PSS聚合物8％，过硫酸钠2％，硫酸1％，聚乙二醇2％，异丙醇1％，环丁砜20％，γ-丁内酯10％，对硝基苯酚0.5％，硼酸0.5％，水杨酸2％，乙二醇余量。
本对比例中固液混合电解液的制备方法，包括以下步骤：
(1)在3,4-乙烯二氧噻吩和过硫酸钠加入至水中，加入总聚苯乙烯磺酸钠量的三分之一，加热至50℃，机械搅拌10min；冷却至室温，再加入总聚苯乙烯磺酸钠量的三分之一，以及硫酸，聚乙二醇和异丙醇，加热至50℃，机械搅拌10min；最后加入剩余的聚苯乙烯磺酸钠，机械搅拌20min，制得PEDOT/PSS分散液；
(2)在PEDOT/PSS分散液中加入环丁砜，加热至90℃，30min后加入γ-丁内酯和部分乙二醇；继续加热30min后，加入对硝基苯酚、硼酸、水杨酸和剩余乙二醇，持续加热至体系内水含量小于0.5％，制得固液混合电解液。
与实施例1相比，对比例2中采用机械搅拌替代超声搅拌。
产品效果测试
经检测，实施例1-4所制得固液混合电解液中超过70-80％的PEDOT/PSS聚合物粒径小于30nm，而对比例1所制得固液混合电解液中PEDOT/PSS聚合物的粒径范围为60-180nm，对比例2所制得固液混合电解液中PEDOT/PSS聚合物的粒径范围为50-150nm。
将以相同的芯包分别含浸实施例1-4，对比例1-2所制得固液混合电解液，制得对应的电容器产品(依次命名为电容器1-6)，电容器的具体制备方法如下所示：
(1)将正极铝箔、负极碳箔、正负极导针、电解纸卷绕成芯包，
(2)将芯包点焊在铁条上进行化成充电，
(3)将化成好的芯包烘干并含浸上述电解液，
(4)将含浸完电解液的芯包使用丁基橡胶和铝壳进行封装，即制得电容器(规格：35V390；尺寸：10*12.5)。
对上述所制得的电容器产品(电容器1-6)的性能进行测试，测试结果如表1所示。
表1电容性性能测试结果
上面对本申请实施例作了详细说明，但是本申请不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本申请宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
Claims (3)
1.一种低阻抗固液混合电解液，其特征在于，所述低阻抗固液混合电解液的制备方法包括以下步骤：
(1)将3,4-乙烯二氧噻吩和过硫酸钠加入至水中，加入总聚苯乙烯磺酸钠量的三分之一，加热至50-55℃，机械搅拌或超声搅拌10-15min；冷却至室温，再加入总聚苯乙烯磺酸钠量的三分之一，以及硫酸，聚乙二醇和异丙醇，加热至50℃，超声搅拌10min；最后加入剩余的聚苯乙烯磺酸钠，超声搅拌20min，制得PEDOT/PSS分散液；
(2)在PEDOT/PSS分散液中加入环丁砜，加热至85-90℃，30-35min后再加入γ-丁内酯和部分乙二醇；继续加热30min，加入对硝基苯酚、硼酸、水杨酸和剩余乙二醇，持续加热至体系内水含量小于0.5％，制得低阻抗固液混合电解液。
2.根据权利要求1所述的低阻抗固液混合电解液，其特征在于，所述低阻抗固液混合电解液中PEDOT/PSS聚合物所占质量百分数为6-12％。
3.权利要求1-2中任一项所述的低阻抗固液混合电解液在制备电容器中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110803856.2A CN113658802B (zh) | 2021-07-16 | 2021-07-16 | 低阻抗固液混合电解液及其制备方法与应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110803856.2A CN113658802B (zh) | 2021-07-16 | 2021-07-16 | 低阻抗固液混合电解液及其制备方法与应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113658802A CN113658802A (zh) | 2021-11-16 |
| CN113658802B true CN113658802B (zh) | 2022-10-04 |
Family
ID=78489452
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110803856.2A Active CN113658802B (zh) | 2021-07-16 | 2021-07-16 | 低阻抗固液混合电解液及其制备方法与应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113658802B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117691160B (zh) * | 2023-12-07 | 2024-05-07 | 温州锌时代能源有限公司 | 液流电池电解液及其应用 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2543688A4 (en) * | 2010-03-01 | 2018-04-25 | Nippon Chemi-Con Corporation | Polymerization fluid, process for production thereof, transparent film made from the polymerization fluid, and transparent electrode |
| WO2013035640A1 (ja) * | 2011-09-06 | 2013-03-14 | 日本ケミコン株式会社 | 固体電解コンデンサ用分散液の製造方法及び固体電解コンデンサ用分散液、この分散液を用いた固体電解コンデンサの製造方法及び固体電解コンデンサ |
| CN103937170B (zh) * | 2014-05-04 | 2016-05-04 | 常州大学 | 一种pedot:pss水分散体及其制备方法 |
| CN104211969B (zh) * | 2014-09-10 | 2017-02-01 | 万星光电子(东莞)有限公司 | Pedot/pss分散液的制备方法、高压固态电容的制备方法 |
| CN108610470B (zh) * | 2016-12-09 | 2020-06-02 | 湖南师范大学 | Pedot:pss聚合物及其制备方法和应用 |
| TW201908363A (zh) * | 2017-07-12 | 2019-03-01 | 鈺邦科技股份有限公司 | 用於固態電容器的高分子複合材料、使用高分子複合材料的電容器封裝結構以及其等的製造方法 |
| CN110379627A (zh) * | 2019-05-31 | 2019-10-25 | 益阳艾华富贤电子有限公司 | 一种固液混合电容器的制备工艺及固液混合电容器 |
| TWI718986B (zh) * | 2020-10-29 | 2021-02-11 | 冠坤電子企業股份有限公司 | 導電高分子混合型電解電容器 |
-
2021
- 2021-07-16 CN CN202110803856.2A patent/CN113658802B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113658802A (zh) | 2021-11-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10090111B2 (en) | Method for manufacturing high-voltage solid-electrolyte aluminum electrolytic capacitor | |
| JP6056012B2 (ja) | 導電性高分子分散溶液の製造方法及び電解コンデンサの製造方法 | |
| JP5978468B2 (ja) | 導電性高分子微粒子分散体とそれを用いた電解コンデンサ、およびそれらの製造方法 | |
| Karaman et al. | Novel flexible Li-doped PEO/copolymer electrolytes for supercapacitor application | |
| CN104637690B (zh) | 一种固体电解质铝电解电容器及其制造方法 | |
| CN103560006A (zh) | 固液混合型铝电解电容器制备方法 | |
| CN113658802B (zh) | 低阻抗固液混合电解液及其制备方法与应用 | |
| CN104752061A (zh) | 复合电极及电解电容器 | |
| US20190019626A1 (en) | Polymer composite material for solid capacitor, capacitor package structure using the same and manufacturing method thereof | |
| CN109979756A (zh) | 一种耐低温和耐浪涌的固态铝电解电容器及其制造方法 | |
| CN111029155B (zh) | 一种机械性能好的固态铝电解电容器及其制备方法 | |
| JP2013175701A (ja) | 電気化学キャパシタ | |
| CN110676055A (zh) | 一种混合型铝电解电容器的二步含浸制备方法 | |
| CN110634681B (zh) | 一种混合型铝电解电容器的含浸制备方法 | |
| WO2016159083A1 (ja) | 電気化学キャパシタ | |
| Li et al. | Performance enhancement of gel polymer electrolytes using sulfonated poly (ether ether ketone) for supercapacitors | |
| CN109786137B (zh) | 一种固态电容器制备方法 | |
| CN109920646A (zh) | 一种改善高压固态铝电解电容器低温特性的制备工艺 | |
| CN107093518B (zh) | 一种电容器芯包及其制备方法和一种固体铝电解电容器 | |
| JP2013197297A (ja) | 電解コンデンサ用セパレータ及び該セパレータを用いた電解コンデンサ | |
| CN113345717B (zh) | 电容器阴极材料、其制备方法及应用 | |
| JP4475669B2 (ja) | 固体電解コンデンサの製造方法 | |
| CN111403178A (zh) | 一种超宽温域耐高压铝电解电容器 | |
| CN112768250A (zh) | 一种基于掺杂聚苯铵的固态铝电解电容器及其制备方法 | |
| CN113539687A (zh) | 一种降低导电聚合物固体铝电解电容器阻抗和损耗的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |