CN117976414A - 一种固液混合的铝电解电容器及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种固液混合的铝电解电容器，包括芯包，芯包包括阳极箔、电解纸和阴极箔，电解纸设置在阳极箔和阴极箔之间，阳极箔和阴极箔之间形成有PEDOT薄膜；PEDOT薄膜上接枝有二氨基蒽醌和还原氧化石墨烯复合材料。在本发明中，通过对PEDOT接枝二氨基蒽醌和还原氧化石墨烯的处理，从而提高PEDOT表面的导电位点，从而提高铝电解电容器容量的引出率。同时，在本发明中，接枝二氨基蒽醌和还原氧化石墨烯的PEDOT的互联网络中，存在导电纳米通道，能够促进电解液中电解质离子的快速转移，从而提高阳极箔表面氧化膜的修复效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种铝电解电容器，尤其涉及一种固液混合的铝电解电容器及其制备方法。
背景技术
固态铝电解电容器采用的是固态电解质，由于固态铝电解电容器的工艺和材料限，故固态铝电解电容器的容量较小，并且漏电流一般较大。为了解决固态铝电解电容器的漏电流，目前行业的做法是，在形成有固态电解质后，也就是形成导电高分子聚合物薄膜后，在含浸一定量的电解液，用以修复芯包中阳极箔在生产过程中损伤的表面氧化膜。然而，由于固态电解质的存在，在芯包内含浸的电解液的量很少，并且由于电解液自身的粘度较高，在加上电解液的离子电导率普遍不高，从而导致电解液对阳极箔表面的氧化膜损伤修复效果不好。
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，提供一种漏电流小的固液混合的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：一种固液混合的铝电解电容器，包括芯包，所述芯包包括阳极箔、电解纸和阴极箔，电解纸设置在阳极箔和阴极箔之间，所述阳极箔和阴极箔之间形成有PEDOT薄膜；所述PEDOT薄膜上接枝有二氨基蒽醌和还原氧化石墨烯复合材料。
上述的固液混合的铝电解电容器，优选的，所述二氨基蒽醌和还原氧化石墨烯复合材料中二氨基蒽醌和还原氧化石墨烯的重量比为1:1-1:5。
一种固液混合的铝电解电容器的制备方法，包括以下步骤，
1）二氨基蒽醌和还原氧化石墨烯复合材料的制备；
①将氧化石墨烯分散在去离子水中，分散均匀；
②然后将二氨基蒽醌加入到步骤①的氧化石墨烯悬浮液中，将氧化石墨烯转化为氧化还原石墨烯；
③想步骤②中的混合液中，加入水合肼；加热，过滤后烘干形成二氨基蒽醌和还原氧化石墨烯复合材料；
2）芯包含浸EDOT单体分散液；
3）芯包含浸氧化剂后，芯包加热形成PEDOT薄膜；
4）形成有PEDOT薄膜的芯包含浸步骤1）形成的二氨基蒽醌和还原氧化石墨烯复合材料的分散液，并加热；然后烘干；
5）含浸电解液。
上述的固液混合的铝电解电容器的制备方法，优选的，所述步骤4）中二氨基蒽醌和还原氧化石墨烯复合材料的分散液的溶剂包括去离子水和醇类溶剂的一种或者多种。
上述的固液混合的铝电解电容器的制备方法，优选的，所述步骤4）中加热温度在50-120℃之间。
上述的固液混合的铝电解电容器的制备方法，优选的，所述步骤1）中水合肼加入的量为氧化石墨烯重量的千分之一到百分之一。
与现有技术相比，本发明的优点在于：在本发明中，通过对PEDOT接枝二氨基蒽醌和还原氧化石墨烯的处理，从而提高PEDOT表面的导电位点，从而提高铝电解电容器容量的引出率。同时，在本发明中，接枝二氨基蒽醌和还原氧化石墨烯的PEDOT的互联网络中，存在导电纳米通道，能够促进电解液中电解质离子的快速转移，从而提高阳极箔表面氧化膜的修复效果。
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
一种固液混合的铝电解电容器，包括芯包，芯包由阳极箔、电解纸和阴极箔卷绕而成，电解纸设置在阳极箔和阴极箔之间；芯包通过橡胶塞密封设置在外壳内。阳极箔和阴极箔之间形成有PEDOT薄膜；PEDOT薄膜上接枝有二氨基蒽醌和还原氧化石墨烯复合材料。在本实施例中，二氨基蒽醌和还原氧化石墨烯复合材料中二氨基蒽醌和还原氧化石墨烯的重量比为1:1-1:5。在本实施例的其他实施方式中，二氨基蒽醌和还原氧化石墨烯的重量比可以为1:1-1:5。
本实施例还提供一种固液混合的铝电解电容器的制备方法，包括以下步骤，
1）二氨基蒽醌和还原氧化石墨烯复合材料的制备；
①将氧化石墨烯分散在去离子水中，分散均匀；
②然后将二氨基蒽醌加入到步骤①的氧化石墨烯悬浮液中，将氧化石墨烯转化为氧化还原石墨烯；
③想步骤②中的混合液中，加入水合肼；加热，过滤后烘干形成二氨基蒽醌和还原氧化石墨烯复合材料。水合肼加入的量为氧化石墨烯重量的千分之一到百分之一。
在本实施例中，还原氧化石墨烯中的环氧基和二氨基蒽醌中的氨基氨基集团相互作用，形成C-O-C共价键；从而形成二氨基蒽醌和还原氧化石墨烯复合材料。
2）芯包含浸EDOT单体分散液；在本实施例中，EDOT单体分散液的溶剂可以是无水甲醇、无水乙醇、无水丙醇、乙二醇、DMF或丙酮的中的一种或者多种。
3）芯包含浸氧化剂后，芯包加热形成PEDOT薄膜。本实施例中的氧化剂可以是对甲苯磺酸铁、过硫酸铵、过硫酸钠中的一种或者多种。
4）形成有PEDOT薄膜的芯包含浸步骤1）形成的二氨基蒽醌和还原氧化石墨烯复合材料的分散液，并加热；然后烘干。在本实施例中，步骤4）中二氨基蒽醌和还原氧化石墨烯复合材料的分散液的溶剂包括去离子水和醇类溶剂的一种或者多种。步骤4）中加热温度在50-120℃之间。在本实施例中，二氨基蒽醌和还原氧化石墨烯复合材料和PEDOT之间通过非共价的π-π相互作用从而结合在一起。
5）含浸电解液。
在本实施例中，二氨基蒽醌均匀并且相对密集的粘附在还原氧化石墨烯薄片上；二氨基蒽醌作为一个屏障，降低还原氧化石墨烯薄片之间的力，从而阻止还原氧化石墨烯薄片的聚集。在本实施例中，接枝有二氨基蒽醌和还原氧化石墨烯复合材料的PEDOT薄膜，是一个三维网络多孔结构，孔径为微米级。PEDOT薄膜接枝二氨基蒽醌和还原氧化石墨烯复合材料后，表面粗糙度和电荷储存位点增加。接枝后的PEDOT薄膜的三维网络多孔结构的微米级孔，可以作为电解液的缓冲储存点，从而减少电解液修复阳极箔表面氧化膜时候，电解液中电解质离子的快速转移。
对比例1
在对比例1中，芯包内的PEDOT未接枝二氨基蒽醌和还原氧化石墨烯复合材料。其他部分与实施例1相同。
分别选取20个电容量为1200μf，额定电压为6.3V的实施例1和对比例1的固液混合铝电解电容器，分别测试其ESR值和电容量。
Claims (6)
1.一种固液混合的铝电解电容器，其特征在于：包括芯包，所述芯包包括阳极箔、电解纸和阴极箔，电解纸设置在阳极箔和阴极箔之间，所述阳极箔和阴极箔之间形成有PEDOT薄膜；所述PEDOT薄膜上接枝有二氨基蒽醌和还原氧化石墨烯复合材料。
2.根据权利要求1所述的固液混合的铝电解电容器，其特征在于：所述二氨基蒽醌和还原氧化石墨烯复合材料中二氨基蒽醌和还原氧化石墨烯的重量比为1:1-1:5。
3.根据权利要求1或2所述的固液混合的铝电解电容器的制备方法，其特征在于：包括以下步骤，
1）二氨基蒽醌和还原氧化石墨烯复合材料的制备；
①将氧化石墨烯分散在去离子水中，分散均匀；
②然后将二氨基蒽醌加入到步骤①的氧化石墨烯悬浮液中，将氧化石墨烯转化为氧化还原石墨烯；
③想步骤②中的混合液中，加入水合肼；加热，过滤后烘干形成二氨基蒽醌和还原氧化石墨烯复合材料；
2）芯包含浸EDOT单体分散液；
3）芯包含浸氧化剂后，芯包加热形成PEDOT薄膜；
4）形成有PEDOT薄膜的芯包含浸步骤1）形成的二氨基蒽醌和还原氧化石墨烯复合材料的分散液，并加热；然后烘干；
5）含浸电解液。
4.根据权利要求3所述的固液混合的铝电解电容器的制备方法，其特征在于：所述步骤4）中二氨基蒽醌和还原氧化石墨烯复合材料的分散液的溶剂包括去离子水和醇类溶剂的一种或者多种。
5.根据权利要求3所述的固液混合的铝电解电容器的制备方法，其特征在于：所述步骤4）中加热温度在50-120℃之间。
6.根据权利要求3所述的固液混合的铝电解电容器的制备方法，其特征在于：所述步骤1）中水合肼加入的量为氧化石墨烯重量的千分之一到百分之一。
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