[發(fā)明專利]一種固態(tài)電容器用新型分散液、電容器及其制備方法

有效

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• 申請日: 2019-06-13
• 公開（公告）號: CN110310832B
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張茂華;陳偉科;黎民
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東華鴻科技有限公司
• 主分類號: H01G9/15
• 分類號: H01G9/15;H01G9/04;H01G9/00
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 顏希文;宋靜娜

本發(fā)明公開了一種固態(tài)電容器用新型分散液、電容器及其制備方法。本發(fā)明選用磺化聚苯乙烯嵌段共聚物、酸化聚苯乙烯嵌段共聚物、磺化聚苯乙烯接枝共聚物等聚陰離子替換聚苯乙烯磺酸，經(jīng)過改性改善PSS的剛性結(jié)構(gòu)，賦予PEDOT結(jié)構(gòu)一定的柔韌性，從而改善PEDOT/PSS膜的性能，解決由于PSS結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的電容器耐高溫性能、耐低溫性能、耐反復(fù)充放電性能比原位聚合方法差的問題；同時加入的磺化聚苯乙烯嵌段共聚物、酸化聚苯乙烯嵌段共聚物、磺化聚苯乙烯接枝共聚物等聚陰離子，乳化效果更好，形成乳滴更小，制備得到的PEDOT分散液粒徑更小且電導(dǎo)率更高，從而使得其更容易引出電容器容量，其制備得到的電容器的ESR值更低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電容器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種固態(tài)電容器用新型分散液、電容器及其制備方法。

背景技術(shù)

電解電容器通常由多孔金屬電極、位于所述金屬表面上的用作電介質(zhì)的氧化物層、引入所述多孔結(jié)構(gòu)中的導(dǎo)電材料等組成。常用的電解質(zhì)電容器包括鉭電解電容器、鈮電解電容器、鋁電解電容器等，其陽極通過陽極氧化形成有均勻的氧化物介電層；液體或固體電解質(zhì)形成所述電容器的陰極。此外，通常還使用陽極電極由其上通過陽極氧化而形成有作為電介質(zhì)的均勻且電絕緣氧化鋁層的閥金屬鋁制成的鋁電容器，液體電解質(zhì)或固體電解質(zhì)也形成所述電容器的陰極，該鋁電容器通常構(gòu)造為卷繞式電容器或堆疊型電容器。

共軛聚合物由于其高電導(dǎo)率，也稱為導(dǎo)電聚合物或合成金屬，特別適于作為上述電容器中的固體電解質(zhì)。共軛聚合物包括，例如聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺、聚乙炔、聚亞苯基和聚(對亞苯基-亞乙烯基)，其中聚(3,4-乙撐二氧噻吩)(PEDOT)由于其導(dǎo)電率高、穩(wěn)定性好的特點，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于電子電器、涂料、柔性屏、導(dǎo)電材料、防靜電材料、電磁屏蔽材料、涂料等工業(yè)或電子領(lǐng)域。

PEDOT在固態(tài)電容器的應(yīng)用包括：使用原位聚合法制備固態(tài)電容器；用聚(3,4-乙撐二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸(PEDOT/PSS)分散液含浸至氧化物層上，然后通過蒸發(fā)移除分散劑，形成PEDOT/PSS膜制備固態(tài)電容器。其中，原位聚合法工藝復(fù)雜性、擊穿電壓低、在特定情況下還必須使用爆炸性或有毒溶劑，難以滿足高耐電壓電容器等要求，因而使用受到一定的限制；此外，采用PEDOT/PSS分散液制備得到的電容器比利用原位聚合法制備得到的電容器具有更高的擊穿電壓。

目前PEDOT/PSS合成通常為：在PSS溶液中加入氧化劑(過硫酸氨等過硫酸鹽、高錳酸鹽等高價鹽)、催化劑(氯化鐵、硫化亞鐵等鹽)、EDOT進行聚合反應(yīng)。然而目前用PEDOT/PSS分散液制備得到的電容器也存在較大缺點：(1)電容器的長期高溫穩(wěn)定性差(耐高溫性能差)，特別是電容和等效串聯(lián)電阻(ESR)在高溫下顯著變差；(2)受粒徑的影響，電容器容量引出率較液態(tài)電容器低；(3)耐低溫性能、耐反復(fù)充放電性能比原位聚合方法差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種固態(tài)電容器用新型分散液及其制備方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：

一種固態(tài)電容器用新型分散液的制備方法，包括以下步驟：

(1)將聚陰離子和去離子水加入到反應(yīng)容器中，加熱攪拌溶解后，加入氧化劑和催化劑，攪拌溶解后降至室溫，得到混合溶液，其中，所述聚陰離子包括磺化聚苯乙烯嵌段共聚物、酸化聚苯乙烯嵌段共聚物、磺化聚苯乙烯接枝共聚物、酸化聚苯乙烯接枝共聚物、改性聚苯乙烯磺酸、改性聚苯乙烯有機酸、改性聚乙烯有機酸、磺化天然聚合物、磺化橡膠中的至少一種；

(2)在混合溶液中加入3,4-乙撐二氧噻吩，在室溫進行聚合反應(yīng)；

(3)聚合反應(yīng)停止后，調(diào)節(jié)pH值，經(jīng)陳化、去除無機鹽，得到所述分散液。