[發明專利]電極結構材料及制備電極結構材料的方法、電解電容器

有效

• 申請號: 202010475839.6
• 申請日: 2020-05-29
• 公開（公告）號: CN111540607B
• 公開（公告）日: 2022-01-14
• 發明（設計）人: 趙威威;胡三元;池國明;何鳳榮;周政;董煌成;韋奮崇
• 申請（專利權）人: 東莞東陽光科研發有限公司
• 主分類號: H01G9/042
• 分類號: H01G9/042;H01G9/045;H01G9/048
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 尚偉凈

本發明提出了電極結構材料及制備電極結構材料的方法、電解電容器。該方法包括：提供金屬基體，并將所述金屬基體置于導電極板上；提供金屬，并對所述金屬進行加熱以形成熔體，并令所述熔體在電場的作用下，噴至所述基體的一側表面以形成纖維層，所述纖維層中具有多根纖維，所述纖維的直徑為30?1000nm。由此，該方法可以簡便地在金屬基體表面形成多根纖維堆積形成的纖維層，進而獲得具有較大的比表面積和較好的機械強度的電極結構材料，可以有效地提升電極結構材料的力學強度和比電容，適于制備電解電容器的陽極。

技術領域

本發明涉及材料領域，具體地，涉及電極結構材料及制備電極結構材料的方法、電解電容器。

背景技術

電解電容器由于性能獨特，在小型化、大容量化方面有著其他電容器無法比擬的優勢，被廣泛應用于消費類電子產品中。電子產品已廣泛應用于社會生活的各個領域，其功能越來越多、精度越來越高、不斷朝著微型化、集成化方向發展，近年來，為適應電子產品微型化、集成化的需求，電解電容器也朝著小型化、大容量化和低成本化等方向發展。由此，要求電解電容器不僅要具有較大的比容量，還要具有良好的機械性能。為適應電解電容器的上述性能要求，陽極箔作為電解電容器中非常重要的一部分，也需要具備較大的比容量和良好的機械性能，比如良好的折彎強度等。

然而，目前的電極結構材料及制備電極結構材料的方法、電解電容器仍有待改進。

發明內容

本申請是基于發明人對以下事實和問題的發現和認識而做出的：

在鋁電解電容器陽極箔制造領域，通常利用電化學腐蝕技術和粉末層積技術來形成陽極箔。具體地，采用電化學腐蝕技術形成陽極箔，是通過在較低溫度下使用酸性電解液對金屬箔進行一系列電化學腐蝕，以形成表面多孔而芯部保留金屬基體的腐蝕箔。這種方法意在通過較長時間的電化學腐蝕在金屬箔表面形成多孔結構以增大金屬箔的表面積，進而增大其比電容，然而，電化學腐蝕會造成陽極材料結構的不均一性，導致形成的陽極箔的比電容和折彎強度等很難達到理論狀態，難以滿足小型化、大容量化的需求。該處理過程因使用酸性電解液對金屬箔進行電化學腐蝕，會產生相應的酸性廢液，如含有硫酸、鹽酸和硝酸的廢液，其處理難度大，處理工序復雜，會增加環保成本，進而也會導致陽極箔和電解電容器的生產成本的增加，而且一系列的電化學腐蝕會導致金屬箔表面金屬的損失，造成一部分原材料的浪費，也會造成形成的陽極箔的機械強度的降低。粉末層積技術采用金屬粉末在金屬載體上涂布后再進行燒結，形成層積電極箔。而層積電極箔對金屬粉末的形狀、粒徑分布以及燒結技術要求都很高，現有設備很難得到形狀、粒徑分布滿足使用要求的金屬粉末，且燒結過程中會產生較多揮發性氣體。另外，金屬粉末是以顆粒形式堆積的，在化成之后容易龜裂，導致化成箔的機械強度低，例如，折彎強度低，難以滿足使用需求。因此，如能夠開發出一種新的能夠保持高的折彎強度和高比容量的陽極箔電極結構材料和制備該電極結構材料的方法，則將有利于緩解甚至解決上述問題。

本發明旨在至少一定程度上解決以上相關技術中的技術問題之一。為此，在本發明的一方面，本發明提出了一種制備電極結構材料的方法。該方法包括：提供金屬基體，并將所述金屬基體置于導電極板上；提供金屬，并對所述金屬進行加熱以形成熔體，并令所述熔體在電場的作用下，噴至所述金屬基體的一側表面以形成纖維層，所述纖維層中具有多根纖維，所述纖維的直徑為30-1000nm。由此，該方法可以簡便地在金屬基體表面形成多根纖維堆積形成的纖維層，進而獲得具有較大的比表面積和較好的機械強度的電極結構材料，可以有效地提升電極結構材料的力學強度和比電容，適于制備電解電容器的陽極。

根據本發明的實施例，所述加熱是將所述金屬置于底部具有噴嘴的熔爐中進行的，通過控制所述熔爐的加熱溫度、所述金屬基體與所述噴嘴的尖端的距離、所述噴嘴向所述金屬基體噴出的所述熔體的流量以及所述電場的強度，令所述纖維的直徑為30-1000nm。由此，可以進一步優化電極結構材料的電性能和機械性能。