[發明專利]一種基于導電聚苯銨-聚酰亞胺膜的固態鋁電解電容器及其制備方法

有效

• 申請號: 202011015512.7
• 申請日: 2020-09-24
• 公開（公告）號: CN112038095B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 胡少強;鄧亞琪;冷瀟泠;潘振炎;張茂貴;劉一民
• 申請（專利權）人: 湖南艾華集團股份有限公司;湖南城市學院
• 主分類號: H01G9/028
• 分類號: H01G9/028;H01G9/15
• 代理公司: 北京成實知識產權代理有限公司 11724
• 代理人: 陳永虔

一種基于導電聚苯銨?聚酰亞胺膜的固態鋁電解電容器，包括芯包和外殼，芯包通過橡膠塞密封設置在外殼內，芯包由陽極箔、電解紙和陰極箔卷繞而成，陽極箔和陰極箔之間形成有導電聚苯銨?聚酰亞胺膜；導電聚苯銨占導電聚苯銨?聚酰亞胺膜總重量的50?80％。在本發明中，在聚苯銨聚合物膜上穿插有聚酰亞胺聚合物膜，聚苯銨聚合物膜和聚酰亞胺聚合物膜相互嵌合在一起，兩種聚合物的相容性，與單純的聚苯銨聚合物膜相比具有良好的機械性能，這也就使得固態電容器在進行浪涌測試的時候，電容的保持率得到提高。

技術領域

本發明涉及一種固態鋁電解電容器，尤其涉及一種基于導電聚苯銨-聚酰亞胺膜的固態鋁電解電容器及其制備方法。

背景技術

電容器是電子工業的三大基本元器件之一，廣泛應用于各類電子產品中。目前，液態電解電容器在市場上占主導地位，占據了電容器市場的大部分份額。但是，由于電子科學技術的發展，電子產品向高頻化、小型化、高可靠度方向發展，對電容器性能，特別是在高頻、高低溫下的性能的要求也相應提高。

液態電解電容器具有如下所描述的結構：在由鋁等閥金屬作用形成的陽極箔和陰極箔分別與引出線相連，陽極箔和陰極箔之間插入隔離板，然后環繞起來形成電容器芯包，將電解液浸漬到電容器芯包中，然后將浸漬了電解液的芯包封裝在鋁或者其他材料制成的殼體中，并使殼體密封。

由于液態電解電容器是使用電解液作為電解質，隨著使用時間的推移，以及使用溫度的升高，液態電解電容器的電解液逐漸揮發，從而使其容量降低，阻抗增大。固態電解電容器是由液態電解電容器發展而來的一種新型電解電容器，它將液態電容器中的電解液替換為高分子導電聚合物，解決了一些困擾著液態電解電容器的難題，特別是壽命短、耐高溫、低溫性能差以及穩定性差的問題，在高溫環境下，其容量變化的速度遠遠小于液態電容器。

隨著固態鋁電解電容器的發展，固態鋁電解電容器的電解質主要有三種系列，分別是PEDOT、聚吡咯和聚苯銨(PANI)，其中聚苯銨具有代表性的例如專利：201410319836.8，一種基于納米級石墨烯復合聚苯胺的固態電解電容器；在這個專利里面電解質的成分就是聚苯銨(PANI)。隨著固態鋁電解電容器的發展，發現電解質采用聚苯銨，由于聚苯銨具有很高的脆性使得電容器的使用壽命不高，具體表現為在浪涌測試的時候，電容保持率的性能差。

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，提供一種使用壽命長的基于導電聚苯銨-聚酰亞胺膜的固態鋁電解電容器及其制備方法。

為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為：一種基于導電聚苯銨-聚酰亞胺膜的固態鋁電解電容器，包括芯包和外殼，所述芯包通過橡膠塞密封設置在外殼內，所述芯包由陽極箔、電解紙和陰極箔卷繞而成，所述陽極箔和陰極箔之間形成有導電聚苯銨-聚酰亞胺膜；所述導電聚苯銨占導電聚苯銨-聚酰亞胺膜總重量的50-80％。

上述的基于導電聚苯銨-聚酰亞胺膜的固態鋁電解電容器，優選的，所述導電聚苯銨占導電聚苯銨-聚酰亞胺膜總重量的70％。

上述的基于導電聚苯銨-聚酰亞胺膜的固態鋁電解電容器，優選的，所述導電聚苯銨-聚酰亞胺膜中摻雜有納米級石墨烯粉末。

一種基于導電聚苯銨-聚酰亞胺膜的固態鋁電解電容器的制備方法，包括以下步驟：

1)將陽極箔、電解紙和陰極箔卷繞成芯包待用；

2)將聚苯銨聚合物溶液在真空烘箱中干燥至少12小時，溫度在60-80攝氏度溫度下去除水分；

3)將聚酰亞胺溶解在N-甲基吡咯烷酮溶液中，并且充分攪拌均勻，聚酰亞胺與N-甲基吡咯烷酮的重量比為1:10-1:4；

4)將步驟2)得到的聚苯銨聚合物溶液緩慢溶解在步驟3)的溶液中，在60-80攝氏度溫度下充分攪拌均勻；

5)將步驟4)得到的溶液靜置12小時以上；