CN117542675A - 一种固态电容器的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种固态电容器的制备方法，包括以下步骤：制作电容器素子：将阳极箔、阴极箔之间介入电解纸卷绕成电容器素子，所述阳极箔和阴极箔上分别连接有导针；化成修复：将电容器素子悬空进行抽真空，使真空度为负压，再将素子置于化成液中，所述化成液为碳酸铵溶液，对电容器素子施加直流电压进行化成，对氧化膜进行修复，化成后取出电容器素子；含浸处理：将化成修复后的电容器素子含浸在分散液中，取出后烘干电容器素子，电容器素子内形成阴极电解质；组立得到固态电容器。本发明悬空抽真空时，可以抽取芯包以及铝箔蚀孔中的气体，加快了浸渍速度，采用碳酸铵溶液进行化成能够有效对氧化膜进行修复，能有效的避免电容器性能劣化。
Description
技术领域
本发明涉及电容器技术领域，具体涉及一种固态电容器的制备方法。
背景技术
电容器已广泛地被使用于消费性家电用品、计算机主板及其周边、电源供应器、通讯产品、及汽车等的基本组件，其主要的作用包括：滤波、旁路、整流、耦合、去耦、转相等，是电子产品中不可缺少的组件之一。电容器依照不同的材质及用途，有不同的型态，包括铝质电解电容、钽质电解电容、积层陶瓷电容、薄膜电容等。现有技术中，固态电解电容器具有小尺寸、大电容量、频率特性优越等优点，而可使用于中央处理器的电源电路的解耦合作用上。
无论采用哪种形成工艺制作固态电容器，都需要在含浸前对电容器素子进行化成处理，然而，通过现有方法对电容器素子进行化成处理，阴极电解质形成后，电容器性能较差，存在容量偏低、损耗高、ESR高的问题。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种固态电容器的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种固态电容器的制备方法，其创新点在于，包括以下步骤：
S1、制作电容器素子：将阳极箔、阴极箔之间介入电解纸卷绕成电容器素子，所述阳极箔和阴极箔上分别连接有导针；
S2、化成修复：将电容器素子悬空进行抽真空，使真空度为负压，再将素子置于化成液中，所述化成液为碳酸铵溶液，对电容器素子施加直流电压进行化成，对氧化膜进行修复，化成后取出电容器素子；
S3、含浸处理：将化成修复后的电容器素子含浸在分散液中，取出后烘干电容器素子，电容器素子内形成阴极电解质；
S4、组立得到固态电容器。
进一步的，所述碳酸铵溶液的浓度为3％～15％。
进一步的，所述化成的温度为20～60℃。
进一步的，所述分散液为石墨烯分散液，包括：溶质0.1wt％～2wt％、分散剂1.5wt％～4.5wt％、消泡剂0.1wt％～4wt％、附着力促进剂0.4wt％～4wt％、余量为溶剂。
进一步的，所述分散剂选自硬脂酸单甘油酯，三硬脂酸甘油酯、聚乙烯蜡中的至少一种。
进一步的，所述消泡剂为聚醚改性硅油。
进一步的，所述附着力促进剂选自有机硅、环氧树脂、聚氨酯、丙烯酸树脂中的至少一种。
进一步的，所述步骤四中，将电容器素子、胶塞和铝壳组立密封，得到电容器，然后进行老化捺印和切脚加工。
本发明有益效果为：
本发明在化成前进行悬空抽真空，可以抽取芯包以及铝箔蚀孔中的气体，因此当芯包接触含浸液时，加快了浸渍速度，采用碳酸铵溶液进行化成能够有效对氧化膜进行修复，能有效的避免电容器性能劣化，同时石墨烯分散液应用于固态电容器，不仅可以有效降低电容器等效串联电阻，提高频率特性和导热性。
具体实施方式
下面对本发明作进一步的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种固态电容器的制备方法，其创新点在于，包括以下步骤：
S1、制作电容器素子：将阳极箔、阴极箔之间介入电解纸卷绕成电容器素子，阳极箔和阴极箔上分别连接有导针；
S2、化成修复：将电容器素子悬空进行抽真空，使真空度为负压，再将素子置于化成液中，所述化成液为5％碳酸铵溶液，对电容器素子施加直流电压进行化成，45℃，对氧化膜进行修复，化成后取出电容器素子；
S3、含浸处理：将化成修复后的电容器素子含浸在分散液中，分散液为石墨烯分散液，包括：溶质0.1wt％～2wt％、三硬脂酸甘油酯1.5wt％～4.5wt％、聚醚改性硅油0.1wt％～4wt％、环氧树脂0.4wt％～4wt％、余量为溶剂，取出后烘干电容器素子，电容器素子内形成阴极电解质；
S4、组立得到固态电容器，具体为，将电容器素子、胶塞和铝壳组立密封，得到电容器，然后进行老化捺印和切脚加工。
实施例2
一种固态电容器的制备方法，其创新点在于，包括以下步骤：
S1、制作电容器素子：将阳极箔、阴极箔之间介入电解纸卷绕成电容器素子，阳极箔和阴极箔上分别连接有导针；
S2、化成修复：将电容器素子悬空进行抽真空，使真空度为负压，再将素子置于化成液中，所述化成液为11％碳酸铵溶液，对电容器素子施加直流电压进行化成，35℃，对氧化膜进行修复，化成后取出电容器素子；
S3、含浸处理：将化成修复后的电容器素子含浸在分散液中，分散液为石墨烯分散液，包括：溶质0.1wt％～2wt％、聚乙烯蜡1.5wt％～4.5wt％、聚醚改性硅油0.1wt％～4wt％、丙烯酸树脂0.4wt％～4wt％、余量为溶剂，取出后烘干电容器素子，电容器素子内形成阴极电解质；
S4、组立得到固态电容器，具体为，将电容器素子、胶塞和铝壳组立密封，得到电容器，然后进行老化捺印和切脚加工。
实施例3
一种固态电容器的制备方法，其创新点在于，包括以下步骤：
S1、制作电容器素子：将阳极箔、阴极箔之间介入电解纸卷绕成电容器素子，阳极箔和阴极箔上分别连接有导针；
S2、化成修复：将电容器素子悬空进行抽真空，使真空度为负压，再将素子置于化成液中，所述化成液为15％碳酸铵溶液，对电容器素子施加直流电压进行化成，55℃，对氧化膜进行修复，化成后取出电容器素子；
S3、含浸处理：将化成修复后的电容器素子含浸在分散液中，分散液为石墨烯分散液，包括：溶质0.1wt％～2wt％、硬脂酸单甘油酯1.5wt％～4.5wt％、聚醚改性硅油0.1wt％～4wt％、有机硅0.4wt％～4wt％、余量为溶剂，取出后烘干电容器素子，电容器素子内形成阴极电解质；
S4、组立得到固态电容器，具体为，将电容器素子、胶塞和铝壳组立密封，得到电容器，然后进行老化捺印和切脚加工。
对比例1：不具备石墨烯分散液所制备获得的固态电容器。
电容器性能的测试
按照国标GB/T2693、GB/T6346.25、GB/T 6346.2501测试高压高能混合电容器的电容量、漏电流、等效串联电阻(ESR)、耐电压、105℃高温储存性能。以数字电桥LCR在120Hz频率下测试电容量。以漏电流测试仪测试漏电流和耐电压。10kHz容量保持率是10kHz下测试的电容量/120Hz的电容量比值。
实施例1-3和比例一制备的固态电容器的性能如下表所示：
| 实施例 | 电容量 | ESR | 100Hz电容量保持率 |
| 实施例1 | 467 | 14 | 96％ |
| 实施例2 | 481 | 12 | 94％ |
| 实施例3 | 472 | 13 | 92％ |
| 对比例1 | 357 | 21 | 87％ |
综上所述，实施例1-2采用石墨烯分散液制备的固态电容器与对比例一的固态电容器性能相比，容量更高、ESR更低、频率特性更佳。
以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (8)
1.一种固态电容器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、制作电容器素子：将阳极箔、阴极箔之间介入电解纸卷绕成电容器素子，所述阳极箔和阴极箔上分别连接有导针；
S2、化成修复：将电容器素子悬空进行抽真空，使真空度为负压，再将素子置于化成液中，所述化成液为碳酸铵溶液，对电容器素子施加直流电压进行化成，对氧化膜进行修复，化成后取出电容器素子；
S3、含浸处理：将化成修复后的电容器素子含浸在分散液中，取出后烘干电容器素子，电容器素子内形成阴极电解质；
S4、组立得到固态电容器。
2.根据权利要求1所述的一种固态电容器的制备方法，其特征在于：所述碳酸铵溶液的浓度为3％～15％。
3.根据权利要求1所述的一种固态电容器的制备方法，其特征在于：所述化成的温度为20～60℃。
4.根据权利要求1所述的一种固态电容器的制备方法，其特征在于：所述分散液为石墨烯分散液，包括：溶质0.1wt％～2wt％、分散剂1.5wt％～4.5wt％、消泡剂0.1wt％～4wt％、附着力促进剂0.4wt％～4wt％、余量为溶剂。
5.根据权利要求4所述的一种固态电容器的制备方法，其特征在于：所述分散剂选自硬脂酸单甘油酯，三硬脂酸甘油酯、聚乙烯蜡中的至少一种。
6.根据权利要求4所述的一种固态电容器的制备方法，其特征在于：所述消泡剂为聚醚改性硅油。
7.根据权利要求4所述的一种固态电容器的制备方法，其特征在于：所述附着力促进剂选自有机硅、环氧树脂、聚氨酯、丙烯酸树脂中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的一种固态电容器的制备方法，其特征在于：所述步骤四中，将电容器素子、胶塞和铝壳组立密封，得到电容器，然后进行老化捺印和切脚加工。
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