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。该电极结构材料包括：基材，所述基材是由金属形成的；纤维层，所述纤维层位于所述基材的表面上，所述纤维层由金属纤维构成，其中，形成所述基材和所述金属纤维的材料分别独立地为阀金属，所述金属纤维之间具有夹角。该电极结构材料具有适于作为电解电容的阳极箔的优点，制成的阳极箔比容量较高，折弯强度较高，可缓解电解液绕流进而有利于降低电解电容器的阻抗。于降低电解电容器的阻抗。于降低电解电容器的阻抗。

【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]电解电容器以电解质为阴极的主要部分，并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。构成正极的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。目前制备高比容阳极箔的方法主要有电化学腐蚀技术和粉末层积技术。总的来说，为获得性能优良的电解电容器要求阳极箔要具有一定的比容量同时能够保持较好的折弯强度。
[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]目前基于电化学腐蚀技术和粉末层积技术制成的阳极箔难以在比容量、折弯强度以及成本上保持较好的平衡，这主要是由于目前的阳极箔多是基于结构较为简单的平面电极结构材料而形成的。以电化学腐蚀技术为例，为了获得高比容腐蚀化成箔，则需要保持较薄的腐蚀夹心层，从而将降低化成箔的折弯强度，并且腐蚀箔的蚀孔孔径均匀性和孔分布均匀性等参数也难以控制。粉末层积技术是将金属粉末在涂布在金属载体上进行烧结而形成层积化成箔的，因此层积化成箔对原材料和烧结技术要求很高，且通常情况下层积化成箔的损耗较高，折弯强度较低，较适用于叠层电容器。总的来说，由于电化学腐蚀技术和粉末层积技术原理的限制，获得的阳极箔的表面形貌的均匀性均较难控制，且进一步提高目前基于电化学腐蚀技术和粉末层积技术的电极结构材料性能难度较大。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，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电极结构材料。该电极结构材料包括：基材，所述基材是由金属形成的；纤维层，所述纤维层位于所述基材的表面上，所述纤维层由金属纤维构成，其中，形成所述基材和所述金属纤维的材料分别独立地为阀金属，所述金属纤维之间具有夹角。该电极结构材料具有适于作为电解电容的阳极箔的优点，制成的阳极箔比容量较高，折弯强度较高，可缓解电解液绕流进而有利于降低电解电容器的阻抗。
[0007]根据本专利技术的实施例，所述阀金属选自铝、钽、铌、钛、锆或铪。由此，可进一步提高该电极结构材料的应用范围。
[0008]根据本专利技术的实施例，所述基材的厚度为5
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80微米。由此，可提高该电极结构材料的机械性能。
[0009]根据本专利技术的实施例，所述基材的厚度为10
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50微米。由此，可进一步提高该电极结构材料的机械性能。
[0010]根据本专利技术的实施例，所述金属纤维的直径为0.1
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20微米。由此，可较好地提高该电极结构材料的表面积，从而有利于提高利用该电极结构材料制备的阳极箔的比容量。
[0011]根据本专利技术的实施例，所述金属纤维的长径比大于20。由此，可保证该电极结构材料具有一定的折弯强度，从而有利于提高利用该电极结构材料制备的阳极箔的机械性能。
[0012]根据本专利技术的实施例，所述纤维层包括至少两个亚层，位于同一个亚层中相邻的两个所述金属纤维之间的间距为0.01
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1000微米。由此，可进一步提高该电极结构材料的性能。
[0013]根据本专利技术的实施例，所述纤维层包括至少两个亚层，位于同一亚层中的所述金属纤维沿同一方向排布，位于相邻的两个亚层中的所述金属纤维之间具有夹角。由此，可避免电解液在金属纤维之间绕流，进而有利于降低化成箔损坏和制备低阻抗的电解电容器。
[0014]根据本专利技术的实施例，所述纤维层包括至少两个亚层，位于相邻的两个所述亚层之间的所述金属纤维之间的夹角为20
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90度。由此，可进一步降低化成箔制备过程中的损坏，并降低基于化成箔的电解电容器的阻抗。
[0015]根据本专利技术的实施例，所述夹角为50
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90度。由此，可进一步提高该电极结构材料的性能。
[0016]根据本专利技术的实施例，所述纤维层的厚度为20
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80微米。由此，可进一步提高该电极结构材料的性能。
[0017]根据本专利技术的实施例，该电极结构材料进一步包括氧化膜，所述氧化膜至少覆盖所述金属纤维的部分表面。由此，可进一步提高该电极结构材料的性能。
[0018]在本专利技术的另一方面，本专利技术提出了一种制备前面所述的电极结构材料的方法。该方法包括：提供基材；在所述基材上设置由金属纤维构成的纤维层，并控制所述金属纤维之间具有夹角。由此，可简便地获得前述的电极结构材料。
[0019]根据本专利技术的实施例，所述纤维层是通过近场直写或3D打印而形成的。由此，可简便地形成孔径分布较为均匀的纤维层。
[0020]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。根据本专利技术的实施例，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。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
[0021]图1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；
[0022]图2显示了根据本专利技术另一个实施例的电极结构材料的结构示意图；
[0023]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部分结构示意图；
[0024]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部分结构示意图；
[0025]图5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；以及
[0026]图6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。
具体实施方式
[0027]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。
[0028]在本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种电极结构材料。参考图1，该电极结构材料包括：基材100和纤维层200，基材100和纤维层200均是由金属形成的。参考图2，纤维层200由金属纤维20构成，具体可包括至少两个的亚层(如图中所示出的210以及220)。形成基材和金属纤维的材料分别独立地为阀金属，具体地，所述阀金属包括铝、钽、铌、钛、锆或铪。具体地，纤维层200位于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电极结构材料，其特征在于，包括：基材，所述基材是由金属形成的；纤维层，所述纤维层位于所述基材的表面上，所述纤维层包括金属纤维；其中，形成所述基材和所述金属纤维的材料分别独立地为阀金属，所述金属纤维之间具有夹角。2.根据权利要求1所述的电极结构材料，其特征在于，所述阀金属选自铝、钽、铌、钛、锆或铪。3.根据权利要求1所述的电极结构材料，其特征在于，所述基材的厚度为5
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80微米；任选地，所述基材的厚度为10
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50微米。4.根据权利要求1所述的电极结构材料，其特征在于，所述金属纤维的直径为0.1
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20微米；任选地所述金属纤维的长径比大于20。5.根据权利要求1所述的电极结构材料，其特征在于，所述纤维层包括至少两个亚层，位于同一个所述亚层中相邻的两个所述金属纤维之间的间距为0.01
‑
1000微米。6.根据权利要求1所述的电极结构材料，其特征在于，所述纤维层包括至少两个亚层，位于同一所述亚层中的所述金属纤维沿同一方向排布，位于相邻的两个所述亚层中的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖远龙，胡三元，邓利松，何凤荣，
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：