电极结构材料及制备电极结构材料的方法、电解电容器技术

本发明专利技术提出了电极结构材料及制备电极结构材料的方法、电解电容器。该方法包括：提供基材，并将所述基材置于可移动的操作台上；利用激光将熔炉内的金属原料熔融形成金属熔体，所述熔炉底部具有漏嘴，所述漏嘴位于所述基材的上方，并令金属熔体连续沉积至所述基材上；当所述金属熔体与所述基材接触之后，按照预定轨迹移动所述操作台，以在所述基材上形成金属纤维形成的纤维层，其中，调节所述漏嘴的内径以及移动所述操作台的速度可令所述金属纤维的直径D满足0.1μm≤D≤20μm。该方法可简便快速地获得电极结构材料，且该电极结构材料制成化成箔后具有较好的折弯强度和较大的比容量，适于制备电解电容器的阳极。适于制备电解电容器的阳极。适于制备电解电容器的阳极。

【技术实现步骤摘要】
电极结构材料及制备电极结构材料的方法、电解电容器


[0001]本专利技术涉及材料领域，具体地，涉及电极结构材料及制备电极结构材料的方法、电解电容器。

技术介绍

[0002]电解电容器由于性能独特被广泛应用于消费类电子产品中。近年来为适应电子产品集成化的需求，小型化、高容量和低成本成为了电解电容器的主要发展方向。由此，要求电解电容器具有较好的机械性能和较大的比容量。阳极箔为电解电容器的关键性原料，为适应电解电容器的上述性能要求，要求阳极箔也需要具备较高的比容量和较好的折弯强度。目前形成阳极箔的方法主要有电化学腐蚀技术和粉末层积技术。
[0003]然而，目前的电极结构材料及制备电极结构材料的方法、电解电容器仍有待改进。

技术实现思路

[0004]本申请是基于专利技术人对以下事实和问题的发现和认识而做出的：
[0005]目前应用于电解电容器的化成箔多是通过对平面的金属基体进行处理而获得的。具体地，电化学腐蚀技术是在含氯高温酸性电解液中对铝箔施加直流电，从而在铝箔表面形成大量隧道孔。因此，为了获得高比容的腐蚀化成箔，电解腐蚀需要在较低温度和较长时间下进行，这就导致电极箔的折弯强度不高，难以满足小型化需求。并且，电化学腐蚀产生的酸性废液如硫酸、盐酸和硝酸等的处理难度大，增加了环保成本。此外，电化学腐蚀技术对金属基体的种类也有一定要求，目前的电化学腐蚀技术主要以铝箔为主，难以生产钽、铌等贵金属电解电容器。而粉末层积技术在金属载体上涂布金属粉末后再进行烧结形成层积电极箔，因此层积箔对金属粉末(粒径分布、粉末形状)和烧结技术要求很高。现有设备很难得到粒径均一的粉末，且烧结过程中会产生较多VOC气体。另外，金属粉末以颗粒形式堆积，化成后容易龟裂，导致电极箔折弯强度低。因此，如能够开发一种新的能够保持高的折弯强度和高比容的化成箔电极结构和制备方法，则将有利于缓解甚至解决上述问题。
[0006]本专利技术旨在至少一定程度上解决以上相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种制备电极结构材料的方法。该方法包括：提供基材，并将所述基材置于可移动的操作台上；利用激光将熔炉内的金属原料熔融形成金属熔体，所述熔炉底部具有漏嘴，所述漏嘴位于所述基材的上方，并令金属熔体连续沉积至所述基材上；当所述金属熔体与所述基材接触之后，按照预定轨迹移动所述操作台，以在所述基材上形成金属纤维形成的纤维层，其中，调节所述漏嘴的内径以及移动所述操作台的速度可令所述金属纤维的直径D满足：0.1μm≤D≤20μm。该方法可简便快速地获得电极结构材料，且该电极结构材料制成化成箔后具有较好的折弯强度和较大的比容量，适于制备电解电容器的阳极。
[0007]根据本专利技术的实施例，所述熔炉为陶瓷熔炉，所述激光光源被配置为可通过照射将所述金属原料熔融。由此，可简便地获得金属熔体。
[0008]根据本专利技术的实施例，所述漏嘴的内径为0.5
‑
1000μm；所述操作台相对于所述漏
嘴进行移动的速度为50
‑
150mm/s。由此，可较好地控制金属纤维的直径，以获得比容量较为理想的电极结构材料。
[0009]根据本专利技术的实施例，所述熔炉进一步连接有流体控制推进器，所述流体控制推进器可控制所述金属熔体的熔体流速为1
‑
20mL/h。由此，可简便地控制金属熔体的流速。
[0010]根据本专利技术的实施例，所述预定轨迹包括第一预定图形以及第二预定图形，所述第一预定图形包括多条沿第一方向延伸的平行线；所述第二预定图形包括多条沿第二方向延伸的平行线，所述第一预定图形中相邻的两条平行线之间的距离为0.1
‑
1000μm；所述第二预定图形中相邻的两条平行线之间的距离为0.1
‑
1000μm。由此，形成的纤维层中的金属纤维排布规则，且有利于提高电极结构材料的比容量。
[0011]根据本专利技术的实施例，进一步包括以下操作的至少之一：多次重复按照所述第一预定图形和所述第二预定图形移动所述操作台的步骤，以在所述基材上形成多个金属纤维形成的亚层堆积而成的所述纤维层；以及所述基材具有相对的第一表面以及第二表面，在所述第一表面形成所述纤维层之后，将所述基材的所述第二表面相对于所述熔炉放置，并重复形成所述纤维层的操作，在所述第二表面以形成所述纤维层。由此，可在基板的两侧均形成纤维层从而构成三明治型结构，进而有利于进一步提高该电极结构材料的比容量。
[0012]根据本专利技术的实施例，形成所述基材以及所述金属原料的材料包括阀金属，所述阀金属分别独立地包括铝、钽、铌、钛、锆或铪。由此，有利于进一步提高利用该方法获得的电极结构材料的性能。
[0013]在本专利技术的另一方面，本专利技术提出了一种电极结构材料。该电极结构材料包括：基材；纤维层，所述纤维层包括多个规则排列的金属纤维，所述金属纤维的直径D满足：0.1μm≤D≤20μm。该电极结构材料具有比容量较高、折弯性能较好等优点，较为适用于制备电解电容器的阳极箔。
[0014]根据本专利技术的实施例，所述电极结构材料是利用前面所述的方法获得的。由此，该电极结构材料具有制备成本低廉、环境友好等优点的至少之一。
[0015]在本专利技术的又一方面，本专利技术提出了一种电解电容器。该电解电容器包括：阳极，所述阳极包括前面所述的电极结构材料；阴极，所述阴极包括电解质以及导电电极。由此，该电解电容器具有前面所述的电极结构材料具有的全部特征以及优点，在此不再赘述。总的来说，该电解电容器具有比容量较高、电化学阻抗较小、阳极机械性能较好等优点的至少之一。
附图说明
[0016]图1显示了根据本专利技术一个实施例的制备电极结构材料的方法的流程示意图；
[0017]图2显示了根据本专利技术另一个实施例的制备电极结构材料的方法的装置示意图；
[0018]图3显示了根据本专利技术一个实施例的电极结构材料的结构示意图；
[0019]图4显示了根据本专利技术又一个实施例的电极结构材料的结构示意图；
[0020]图5显示了根据本专利技术一个实施例的第一预定图形的结构示意图；
[0021]图6显示了根据本专利技术一个实施例的第二预定图形的结构示意图；以及
[0022]图7显示了根据本专利技术实施例1制备的电极结构材料的扫描电子显微镜照片。
具体实施方式
[0023]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。除非另外说明，本专利技术所使用的所有科技术语具有与本专利技术所属领域技术人员的通常理解相同的含义。本专利技术涉及的所有专利和公开出版物通过引用方式整体并入本专利技术。术语“包含”或“包括”为开放式表达，即包括本专利技术所指明的内容，但并不排除其他方面的内容。
[0024]在本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种制备电极结构材料的方法。该方法利用激光将金属粉末或块体加热至熔融以形成金属熔体，并利用可移动的操作台按照预定的路径移动基材，以令金属本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备电极结构材料的方法，其特征在于，包括：提供基材，并将所述基材置于可移动的操作台上；利用激光将熔炉内的金属原料熔融形成金属熔体，所述熔炉底部具有漏嘴，所述漏嘴位于所述基材的上方，并令金属熔体连续沉积至所述基材上；当所述金属熔体与所述基材接触之后，按照预定轨迹移动所述操作台，以在所述基材上形成由金属纤维形成的纤维层；其中，调节所述漏嘴的内径以及移动所述操作台的速度可令所述金属纤维的直径D满足：0.1μm≤D≤20μm。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述熔炉为陶瓷熔炉，所述激光光源被配置为可通过照射将所述金属原料熔融。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述漏嘴的内径为0.5
‑
1000μm；所述操作台相对于所述漏嘴进行移动的速度为50
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150mm/s。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述熔炉进一步连接有流体控制推进器，所述流体控制推进器可控制所述金属熔体的熔体流速为1
‑
20mL/h。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的方法，其特征在于，所述预定轨迹包括第一预定图形以及第二预定图形，所述第一预定图形包括多条沿第一方向延伸的平行线；所述第二预定图形包括多条沿第二方向延伸的平行线...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡三元，肖远龙，何凤荣，周政，李向东，
申请(专利权)人：乳源瑶族自治县东阳光化成箔有限公司，
类型：发明
国别省市：