[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: 202110245028.1
• 申請日: 2021-03-05
• 公開（公告）號: CN113035572B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 胡三元;肖遠龍;何鳳榮;周政;李向東
• 申請（專利權）人: 東莞東陽光科研發有限公司;乳源瑤族自治縣東陽光化成箔有限公司
• 主分類號: H01G9/042
• 分類號: H01G9/042;H01G9/045;H01G9/048;H01G9/145
• 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: 肖陽

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：提供基材，并將所述基材置于可移動的操作臺上；利用激光將熔爐內的金屬原料熔融形成金屬熔體，所述熔爐底部具有漏嘴，所述漏嘴位于所述基材的上方，并令金屬熔體連續沉積至所述基材上；當所述金屬熔體與所述基材接觸之后，按照預定軌跡移動所述操作臺，以在所述基材上形成金屬纖維形成的纖維層，其中，調節所述漏嘴的內徑以及移動所述操作臺的速度可令所述金屬纖維的直徑D滿足0.1μm≤D≤20μm。該方法可簡便快速地獲得電極結構材料，且該電極結構材料制成化成箔后具有較好的折彎強度和較大的比容量，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被廣泛應用于消費類電子產品中。近年來為適應電子產品集成化的需求，小型化、高容量和低成本成為了電解電容器的主要發展方向。由此，要求電解電容器具有較好的機械性能和較大的比容量。陽極箔為電解電容器的關鍵性原料，為適應電解電容器的上述性能要求，要求陽極箔也需要具備較高的比容量和較好的折彎強度。目前形成陽極箔的方法主要有電化學腐蝕技術和粉末層積技術。

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：

目前應用于電解電容器的化成箔多是通過對平面的金屬基體進行處理而獲得的。具體地，電化學腐蝕技術是在含氯高溫酸性電解液中對鋁箔施加直流電，從而在鋁箔表面形成大量隧道孔。因此，為了獲得高比容的腐蝕化成箔，電解腐蝕需要在較低溫度和較長時間下進行，這就導致電極箔的折彎強度不高，難以滿足小型化需求。并且，電化學腐蝕產生的酸性廢液如硫酸、鹽酸和硝酸等的處理難度大，增加了環保成本。此外，電化學腐蝕技術對金屬基體的種類也有一定要求，目前的電化學腐蝕技術主要以鋁箔為主，難以生產鉭、鈮等貴金屬電解電容器。而粉末層積技術在金屬載體上涂布金屬粉末后再進行燒結形成層積電極箔，因此層積箔對金屬粉末(粒徑分布、粉末形狀)和燒結技術要求很高?，F有設備很難得到粒徑均一的粉末，且燒結過程中會產生較多VOC氣體。另外，金屬粉末以顆粒形式堆積，化成后容易龜裂，導致電極箔折彎強度低。因此，如能夠開發一種新的能夠保持高的折彎強度和高比容的化成箔電極結構和制備方法，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，本發明提出一種制備電極結構材料的方法。該方法包括：提供基材，并將所述基材置于可移動的操作臺上；利用激光將熔爐內的金屬原料熔融形成金屬熔體，所述熔爐底部具有漏嘴，所述漏嘴位于所述基材的上方，并令金屬熔體連續沉積至所述基材上；當所述金屬熔體與所述基材接觸之后，按照預定軌跡移動所述操作臺，以在所述基材上形成金屬纖維形成的纖維層，其中，調節所述漏嘴的內徑以及移動所述操作臺的速度可令所述金屬纖維的直徑D滿足：0.1μm≤D≤20μm。該方法可簡便快速地獲得電極結構材料，且該電極結構材料制成化成箔后具有較好的折彎強度和較大的比容量，適于制備電解電容器的陽極。

根據本發明的實施例，所述熔爐為陶瓷熔爐，所述激光光源被配置為可通過照射將所述金屬原料熔融。由此，可簡便地獲得金屬熔體。

根據本發明的實施例，所述漏嘴的內徑為0.5-1000μm；所述操作臺相對于所述漏嘴進行移動的速度為50-150mm/s。由此，可較好地控制金屬纖維的直徑，以獲得比容量較為理想的電極結構材料。

根據本發明的實施例，所述熔爐進一步連接有流體控制推進器，所述流體控制推進器可控制所述金屬熔體的熔體流速為1-20mL/h。由此，可簡便地控制金屬熔體的流速。