[發明專利]一種高比容量納米電介質電容器及其制備方法

有效

• 申請號: 201610640912.4
• 申請日: 2016-08-05
• 公開（公告）號: CN106252071B
• 公開（公告）日: 2018-04-03
• 發明（設計）人: 宋曄;邢季;范昊雯;廖茂穎;張偉康;朱緒飛
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: H01G4/06
• 分類號: H01G4/06;H01G4/08;H01G4/10;C25D11/26;B82Y40/00
• 代理公司: 南京理工大學專利中心32203
• 代理人: 鄒偉紅,朱顯國

1.一種高比容量納米電介質電容器，其特征在于，所述電容器包括鋁片、鋁質納米圓柱陣列、氧化鋁電介質膜、導電高分子薄膜，所述的鋁質納米圓柱陣列設置在鋁片上，所述的氧化鋁電介質膜設置在所述的鋁質納米圓柱陣列上，所述的導電高分子薄膜設置在所述的氧化鋁電介質膜上，所述電容器由以下步驟制備：

步驟1：將鋁片采用真空熔融熱壓法壓注于PAA模板上，其中，所述的真空熔融熱壓注法是指將PAA模板、鋁片依次放入加壓裝置中，先將裝置抽真空到500±10 Pa，升溫至350±10℃，保溫5-7 min然后施加40-80 MPa的壓力，經10-30 min后升溫至655±5℃，維持15-18 min，整個過程氬氣保護，真空度保持500±10 Pa；

步驟2：去除PAA模板，在鋁片表面得到鋁質納米圓柱陣列結構；

步驟3：通過陽極氧化法在鋁質納米圓柱陣列上形成氧化鋁電介質膜；

步驟4：將涂覆有氧化劑的氧化鋁電介質膜放置在氣相聚合裝置中，然后在3,4-乙撐二氧噻吩氣氛下進行氣相聚合30 min以上，在氧化鋁電介質膜表面得到聚3,4-乙撐二氧噻吩導電高分子薄膜，即得到所述的納米電介質電容器。

2.如權利要求1所述的高比容量納米電介質電容器，其特征在于，所述的導電高分子薄膜為PEDOT導電高分子薄膜。

3.一種高比容量納米電介質電容器的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：將鋁片采用真空熔融熱壓法壓注于PAA模板上，其中，所述的真空熔融熱壓注法是指將PAA模板、鋁片依次放入加壓裝置中，先將裝置抽真空到500±10 Pa，升溫至350±10℃，保溫5-7 min然后施加40-80 MPa的壓力，經10-30 min后升溫至655±5℃，維持15-18 min，整個過程氬氣保護，真空度保持500±10 Pa；

步驟2：去除PAA模板，在鋁片表面得到鋁質納米圓柱陣列結構；

步驟3：通過陽極氧化法在鋁質納米圓柱陣列上形成氧化鋁電介質膜；

步驟4：將涂覆有氧化劑的氧化鋁電介質膜放置在氣相聚合裝置中，然后在3,4-乙撐二氧噻吩氣氛下進行氣相聚合30 min以上，在氧化鋁電介質膜表面得到聚3,4-乙撐二氧噻吩導電高分子薄膜，即得到所述的納米電介質電容器。

4.如權利要求3所述的高比容量納米電介質電容器的制備方法，其特征在于，步驟1中，所述的PAA模板中的孔徑范圍為70 ~ 500 nm。

5.如權利要求3所述的高比容量納米電介質電容器的制備方法，其特征在于，步驟2中，采用腐蝕液去除PAA模板，所述的腐蝕液采用濃度為1.8 wt%鉻酸和6 wt%磷酸的混合溶液，腐蝕溫度為60-90℃，腐蝕時間為1-12h。

6.如權利要求3所述的高比容量納米電介質電容器的制備方法，其特征在于，步驟3中，陽極氧化法中采用的電解液為中性的銨鹽溶液，包括己二酸銨、五硼酸銨和癸二酸銨中任意一種。

7.如權利要求3所述的高比容量納米電介質電容器的制備方法，其特征在于，步驟4中，所述的氧化劑采用20wt%對甲苯磺酸鐵的正丁醇溶液。