[發明專利]一種高介電常數的塑料薄膜及其制造方法

在審

• 申請號: 202010045681.9
• 申請日: 2020-01-16
• 公開（公告）號: CN111333953A
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: 張自魁;潘浩
• 申請（專利權）人: 上海皓月新能源科技有限公司
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08K3/22;C08J5/18;H01G4/06;H01G4/33
• 代理公司: 上海滬慧律師事務所 31311
• 代理人: 朱九皋

本發明提供了一種高介電常數的塑料薄膜，其特征在于：它包括有機塑料、氧化鉭及氧化鈮；氧化鉭、氧化鈮均勻分布于有機塑料中；氧化鉭與氧化鈮的體積比含量占有機塑料、氧化鉭及氧化鈮的總體積的10％?70％；氧化鈮的體積比含量占氧化鉭與氧化鈮總體積的10％?90％。本發明解決現有高介電常數的塑料薄膜的基礎上如何進一步提高塑料薄膜的介電常數，同時又能減小由塑料薄膜制成電容器體積和重量的問題。

技術領域

本發明涉及電容器用塑料薄膜技術領域，尤其涉及一種高介電常數的塑 料薄膜及其制造方法。

背景技術

目前所用電容器主要為有機薄膜電容器、電解電容器、陶瓷電容器三 大類電容器。有機薄膜電容器具有溫度范圍寬、耐壓高、介質損耗小、性能 穩定、壽命長、可靠性高等優點，但產品體積大。電解電容器具有體積小、 容量大、成本低的特點，但產品耐壓低、損耗大、壽命短。陶瓷電容器體積 小、絕緣性好，但容量比較小、損耗大，穩定性差。隨著社會發展，對電容 器產品的可靠性、穩定性及產品體積要求越來越高。特別是隨著新能源汽車 的快速發展，對電容器要求進一步提升，要求大容量、產品性能穩定可靠， 且要減小產品體積及重量。目前適合新能源汽車的電容器均采用有機薄膜電 容器，雖然性能滿足要求，但存在產品體積大，重量重的缺點。

目前性能穩定、較常用的電容器介質材料為聚丙烯薄膜。聚丙烯性能 穩定，吸水率低(0.01％)，結晶性高，結構規整，具有優良的力學性能，且 具有良好的耐熱性、化學穩定性、電性能、耐候性等優良性能，是目前廣泛 應用的電容器介質材料。用于電容器的聚丙烯薄膜的介電強度高達400V/μm 以上，且介質損耗因數較小，只有0.0002,非常適合制作電容器。但由于聚丙 烯塑料介電常數較小，介電常數只有2.2，制作的電容器體積較大。而電容器 行業中的鉭電解電容器介質為氧化鉭，氧化鉭膜的化學性能穩定，損耗因數 較氧化鋁小，而且溫度穩定性良好，其介電常數比氧化鋁大，通常為28,因而 產品體積很小，且電性性能穩定。但因其介電強度較小，只能制作直流低壓 電容器(通常只有十伏左右)。要制作高壓鉭電解電容器只能通過內部串聯 形式，但這樣則造成產品容量減小，體積增大，即使這樣產品的電壓也只能 達到300Vdc左右，嚴重限制了產品的電壓使用范圍。

本公司曾發明并申請了一種高介電常數的塑料薄膜及其制造方法發明 專利，專利申請號為201910395940.8，該專利產品由氧化鉭均勻分布于有機 塑中組成，產品具有介電常數高、性能安全可靠、體積小等優點。但由于氧 化鉭的密度較大(約為8.53g/cm³),是聚丙烯密度(約為0.91g/cm³)的9.37 倍，由氧化鉭、聚丙烯組成的材料的密度相對也較大，雖然由其制成的電容 器產品的總體重量有所減小，但總體而言產品在重量方面的優勢并不十分突 出。

因此，在本公司申請的一種高介電常數的塑料薄膜及其制造方法發明 專利(專利申請號為201910395940.8)基礎上，如何進一步提高塑料薄膜的 介電常數，同時又能減小由塑料薄膜制成電容器體積和重量，成為目前急需 解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高介電常數的塑料薄膜及其制造方法，主要 解決上述現有技術中存在的問題一：如何進一步提高塑料薄膜的介電常數的 問題；問題二，如何利用這種高介電常數的塑料薄膜制作電容器，在得到塑 料薄膜電容器的可靠性能時，可大大減小有機薄膜電容器的體積及重量的問 題，而提供的一種高介電常數的塑料薄膜及其制造方法。

為了實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：一種高介電常數的塑 料薄膜，其特征在于：它包括有機塑料、氧化鉭及氧化鈮；氧化鉭、氧化鈮 均勻分布于有機塑料中；氧化鉭與氧化鈮的體積比含量占有機塑料、氧化鉭 及氧化鈮的總體積的10％-70％；氧化鈮的體積比含量占氧化鉭與氧化鈮總體 積的10％-90％。

進一步，所述氧化鉭、氧化鈮以納米級狀態均勻分布于有機塑料中。

進一步，所述的有機塑料為聚丙烯或聚乙烯或聚四氟乙烯或聚苯乙烯或 聚酯或聚碳酸酯。