一种基于PEDOT：SNC的固态铝电解电容器及其制备方法技术

一种基于PEDOT：SNC的固态铝电解电容器，包括阳极箔和阴极箔卷绕成的芯包，阳极箔和阴极箔之间形成有高分子导电聚合物薄膜，高分子导电聚合物薄膜包括PEDOT：SNC薄膜；所述PEDOT：SNC的重量比为1:2

【技术实现步骤摘要】
一种基于PEDOT：SNC的固态铝电解电容器及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种固态铝电解电容器，尤其涉及一种基于PEDOT：SNC的固态铝电解电容器及其制备方法。

技术介绍

[0002]铝电解电容器的阳极是由铝金属组成，在阳极箔的表面形成有很多腐蚀坑，并且阳极箔的表面形成有电介质氧化膜，也就是氧化铝膜。与氧化膜接触的导电性电解质，在电解电容器中承担着真正阴极的角色。作为电容器真正的阴极，电解质的好坏极大的影响铝电解电容器的电气性能。
[0003]为了谋求铝电解电容器的大容量，在阳极箔和阴极箔之间夹入电解纸一起卷绕形成芯包；固态铝电解电容器在电解纸上吸附着具有导电性的高分子聚合物。
[0004]在固态铝电解电容器中在芯包上形成高分子导电聚合物有两种形式。一是芯包含浸高分子导电聚合物单体，然后在氧化剂的作用下进行聚合；这种方式会引入杂质使得杂质去除非常麻烦。二是，直接含浸高分子导电聚合物的分散液，但是一般高分子导电聚合物分散液的粘度较高，使得芯包不易含浸到芯包的深处，这就使得需要降低高分子导电聚合物分散液中的浓度，这样就使得含浸到芯包内部的高分子导电聚合物的量减少，从而导致芯包内部的高分子导电聚合物的孔洞过多，影响固态铝电解电容器的循环性能。
[0005]专利202011435148X，公开的一种新型固态铝电解电容器及其制备方法；其中采用的固态电解质为PEDOT:PSS，通过聚烯丙基缩水甘油醚的改性，从而降低高分子导电聚合物的粘度，然而对甲苯磺酸的存在还是会影响高分子导电聚合物的电导率，并且对甲苯磺酸本身对PEDOT的分散稳定性没有帮助，在高电容量和高电气性能的产品中，还是不能满足要求。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种容量高并且电气性能好的基于PEDOT：SNC的固态铝电解电容器及其制备方法。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：、一种基于PEDOT：SNC的固态铝电解电容器，包括阳极箔和阴极箔卷绕成的芯包，阳极箔和阴极箔之间形成有高分子导电聚合物薄膜，所述高分子导电聚合物薄膜包括PEDOT：SNC薄膜；所述PEDOT：SNC的重量比为1:2
‑
2:1。
[0008]上述的基于PEDOT：SNC的固态铝电解电容器，优选的，所述PEDOT：SNC薄膜中掺杂有碳纳米管，所述碳纳米管的掺杂重量为SNC重量的10％
‑
40％。
[0009]一种基于PEDOT：SNC的固态铝电解电容器的制备方法，包括以下步骤，
[0010]1)制备硫酸化纳米纤维素；
[0011]2)将EDOT单体加入到步骤1)制备的硫酸化纳米纤维素水分散液中，分散均匀；
[0012]3)芯包含浸步骤2)得到的分散液；
[0013]4)将步骤3)的芯包含浸氧化剂和过硫酸铵的混合液；
[0014]5)进行聚合反应，在芯包上形成PEDOT：SNC的高分子导电聚合物膜。
[0015]上述的基于PEDOT：SNC的固态铝电解电容器的制备方法，优选的，所述硫酸化纳米纤维素的制备；包括以下步骤，
①
将氨基磺酸加入DMF中，混合均匀，加入纤维素，然后进行加热反应；
[0016]②
得到反应液，过滤并渗析去除杂质，取滤渣加入到分散液中；
[0017]③
然后使用分散器，离心分散均匀，得到所述硫酸化纳米纤维素水分散液。
[0018]上述的基于PEDOT：SNC的固态铝电解电容器的制备方法，优选的，所述步骤
①
中的纤维素为松木浆，加热反应的温度为80
‑
120℃，时间为2
‑
4小时。
[0019]上述的基于PEDOT：SNC的固态铝电解电容器的制备方法，优选的，所述步骤3)中的含浸为多次含浸，多次含浸包括第一次含浸和第二次含浸；第一次含浸的时间为2分钟，温度为常温；第一次含浸完成后直接在100
‑
150℃的温度下干燥20
‑
40分钟；第二次含浸的与第一次含浸的方法相同。
[0020]本专利技术还提供一种根据权利要求1或权利要求2所述的基于PEDOT：SNC的固态铝电解电容器的制备方法，包括以下步骤，
[0021]1)制备硫酸化纳米纤维素；
[0022]2)将EDOT单体加入到步骤1)制备的硫酸化纳米纤维素水分散液中，分散均匀；
[0023]3)向步骤2)中的分散液中加入氧化剂和过硫酸铵，进行聚合反应；
[0024]4)步骤3)的聚合反应完成后，进行除杂，得到PEDOT：SNC的分散液；
[0025]5)芯包含浸步骤4)得到的分散液；烘干后在芯包上形成PEDOT：SNC的高分子导电聚合物膜。
[0026]上述的基于PEDOT：SNC的固态铝电解电容器的制备方法，优选的，所述氧化剂为FeCl3，过硫酸铵与EDOT的质量比和FeCl3对EDOT的质量比分别为2和0.06。
[0027]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：在本专利技术中，通过硫酸化纳米纤维素(SNC)作为分散剂，通过原位聚合制备了PEDOT：SNC分散体，烘干后得到高分子导电聚合物。硫酸化纳米纤维素上的硫酸根基团具有出色的电负性和纳米纤维素的胶体稳定性，因此获得的PEDOT：SNC分散体显示出可控的电导率，高稳定性，具有出色的稳定性，并具有良好的再分散性。
[0028]在芯包含浸PEDOT：SNC分散体的时候，由于PEDOT：SNC具有良好的分散性，使得芯包的深处容易形成高分子导电聚合物，从而增加电容器的静电容量；同时由于PEDOT：SNC的稳定性，使得电容器获得良好的电气性能。
具体实施方式
[0029]为了便于理解本专利技术，下文将结合较佳的实施例对本专利技术作更全面、细致地描述，但本专利技术的保护范围并不限于以下具体的实施例。
[0030]需要特别说明的是，当某一元件被描述为“固定于、固接于、连接于或连通于”另一元件上时，它可以是直接固定、固接、连接或连通在另一元件上，也可以是通过其他中间连接件间接固定、固接、连接或连通在另一元件上。
[0031]除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义
相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本专利技术的保护范围。
[0032]实施例1
[0033]本实施例提供一种基于PEDOT：SNC的固态铝电解电容器，包括阳极箔、电解纸和阴极箔卷绕成的芯包，阳极箔和阴极箔之间形成有高分子导电聚合物薄膜，高分子导电聚合物薄膜包括PEDOT：SNC薄膜；PEDOT：SNC的重量比为1:1。
[0034]本实施例中，硫酸化纳米纤维素的制备；包括以下步骤，
①
将氨基磺酸加入DMF中，混合均匀，加入纤维素，然后进行加热反应；纤维素采用松木浆，加热反应的温度为80
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于PEDOT：SNC的固态铝电解电容器，包括阳极箔和阴极箔卷绕成的芯包，阳极箔和阴极箔之间形成有高分子导电聚合物薄膜，其特征在于：所述高分子导电聚合物薄膜包括PEDOT：SNC薄膜；所述PEDOT：SNC的重量比为1:2
‑
2:1。2.根据权利要求1所述的基于PEDOT：SNC的固态铝电解电容器，其特征在于：所述PEDOT：SNC薄膜中掺杂有碳纳米管，所述碳纳米管的掺杂重量为SNC重量的10％
‑
40％。3.一种根据权利要求1或权利要求2所述的基于PEDOT：SNC的固态铝电解电容器的制备方法，其特征在于：包括以下步骤，1)制备硫酸化纳米纤维素；2)将EDOT单体加入到步骤1)制备的硫酸化纳米纤维素水分散液中，分散均匀；3)芯包含浸步骤2)得到的分散液；4)将步骤3)的芯包含浸氧化剂和过硫酸铵的混合液；5)进行聚合反应，在芯包上形成PEDOT：SNC的高分子导电聚合物膜。4.根据权利要求3所述的基于PEDOT：SNC的固态铝电解电容器的制备方法，其特征在于：所述硫酸化纳米纤维素的制备；包括以下步骤，
①
将氨基磺酸加入DMF中，混合均匀，加入纤维素，然后进行加热反应；
②
得到反应液，过滤并渗析去除杂质，取滤渣加入到分散液中；
③
然后使用分散器，离心分散均匀，得到所述硫酸化纳米纤维素水分散液。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡少强，刘一民，刘晓明，潘振炎，
申请(专利权)人：湖南艾华集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：