[發明專利]基于電導率高的離子凝膠電解液的電容器及其制備方法

在審

• 申請號: 201810471973.1
• 申請日: 2018-05-17
• 公開（公告）號: CN108766766A
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: 賈明;賴延清;劉芳洋;艾立華
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: H01G9/028
• 分類號: H01G9/028;H01G9/15
• 代理公司: 北京華仲龍騰專利代理事務所(普通合伙) 11548
• 代理人: 李靜

一種基于電導率高的離子凝膠電解液的電容器，包括外殼和芯包，芯包上形成有凝膠電解液，凝膠電解液包括溶液體系和溶液體系，溶液體系為在微波加熱的情況下聚合得到的凝膠狀高分子化合物，溶液體系為附著在溶液體系上的離子液體溶液；溶液體系包括80%?95%的聚合單體、1?8%的GN、1?10%的交聯劑和0.1%?5%的光引發劑；溶液體系包括80%?95%的離子液體、5?20%的溶質以及0.5%?3%的添加劑。本發明的電容器內阻小、保濕性好，壽命長，能夠保持芯包結構穩定（與鋁箔貼合緊密，層與層貼合緊密）、電氣特性穩定。

技術領域

本發明涉及一種電容器，尤其涉及一種基于電導率高的離子凝膠電解液的電容器及制備方法。

背景技術

鋁電解電容器由正負極鋁箔鉚接導針與電解紙卷繞成芯包，含浸電解液后，通過鋁殼與膠塞密封形成，但是傳統的鋁電解電容器具有以下的缺點：1，卷繞而成的芯包，最后由膠帶纏繞，電容器層與層之間存在空隙。2，電解液里一般存在0.5%~50%左右的水分，水分的存在能提高電解液的電導率，使得電容器有較小的esr值。但電容器高溫壽命試驗過程中，電解液揮發（包括水分）是導致產品失效的主要因素。3、傳統的電解液的電導率偏低直接影響到電容器的內阻。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種內阻小、保濕性好，壽命長，能夠保持芯包結構穩定（與鋁箔貼合緊密，層與層貼合緊密）、電氣特性穩定的基于電導率高的離子凝膠電解液的電容器及制備方法。

為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為：一種基于電導率高的離子凝膠電解液的電容器，包括外殼和芯包，所述芯包上形成有凝膠電解液，所述凝膠電解液包括溶液體系和溶液體系，所述溶液體系和溶液體系的體積比例為1:4-10:1，所述溶液體系為在UV光照射的情況下聚合得到的凝膠狀高分子化合物，所述溶液體系為附著在溶液體系上的離子液體溶液；所述溶液體系包括80%-95%的聚合單體、1-8%的GN、1-10%的交聯劑和0.1%-5%的光引發劑；所述溶液體系包括80%-95%的離子液體、5-20%的溶質以及0.5%-3%的添加劑，所述離子液體包括1-丁基吡啶四氟硼酸鹽、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽、丁基吡咯烷雙三氟甲磺酰亞胺鹽、1-乙基-3-甲基咪唑鎓乙基硫酸乙酯、N-甲基-丙基哌啶雙三氟甲磺酰亞胺鹽和BMIPF?6中的一種或幾種。

上述的基于電導率高的離子凝膠電解液的電容器，優選的，所述溶質包括丁二酸、戊二酸、己二酸、己二酸銨、辛二酸銨、壬二酸銨、癸二酸銨、1,7-癸二酸銨、異癸二酸銨、烷基癸二酸銨、十二雙酸銨、2-己基己二酸、硼酸、聚乙烯醇、聚乙二醇、磷酸丁酯、磷酸單丁酯、五硼酸銨、苯二酸、對苯二酸、檸檬酸的一種或多種。

通過陽極氧化過程在陽極上產生三氧化二鋁介質膜，從而達到修復陽極的作用，陽極反應如下：

式中R^n-為電解液中電解質n價的含氧酸根負離子。

上述的基于電導率高的離子凝膠電解液的電容器，優選的，所述添加劑包括對硝基苯酚、鄰硝基苯酚、間二硝基苯、對硝基苯甲醚或對硝基苯甲醇、次亞磷酸銨的一種或多種。

對硝基苯酚、鄰硝基苯酚、間二硝基苯、對硝基苯甲醚和對硝基苯甲醇屬于消氫劑，目的在于吸收電容器工作時內部化學反應產生的氣體（氫氣和水蒸氣），降低電容器內部壓力、避免其底凸、開閥，消氫劑主要成分是含硝基、芳香環類基團的化合物，可以有效吸收電解液中多余的H⁺，其化學反應過程如下所示：