本發明屬于導電紙材料,具體涉及一種導電電解紙的制備方法。
背景技術:
1、固態鋁電解電容器采用電導率高的導電聚合物作為電解質,與普通鋁電解電容器相比,它不但具有普通電解電容器的特性,且具有可靠性好、使用壽命長、高頻低阻抗、耐特大紋波電流等特性,可用于計算機、通信、軍事、工業控制等領域及照相機、錄像機、平板電視、游戲機等消費類電子產品的新一代高檔整機產品中,有利于電子產品的集成化和小型化。
2、目前固態鋁電解電容器制備工藝大致包括:開箔-鉚接-卷繞-化成-含浸-烘烤-封口-老化。從工藝路線中可以看出,鋁固態電解電容器制作過程復雜,工序繁瑣,控制點多,設備要求高,一直制約著整個鋁固態電解電容器行業的發展。從影響電容器最終性能的工藝看,含浸過程是一個較大的影響因素。現有的固態電容器制備工藝為先制備電解紙,與正負箔卷繞后制備成電容器素子,再含浸導電聚合物溶液裝配后制成。但存在不同種類的電解紙對于導電聚合物溶液的浸潤性、吸液能力不一而導致吸液效果千差萬別,吸液厚度、均勻度不一,從而制備的電容器性能良莠不齊,不能完全滿足用戶的需求。
技術實現思路
1、基于此,本發明的目的在于提供一種導電電解紙的制備方法,有效解決了電解紙對于導電聚合物溶液的吸液效果差異導致的電容器性能不穩定的問題,并且簡化了后續固態電解電容器的制備工藝。
2、為達到上述目的,本發明采用如下技術方案。
3、本發明的第一方面,提供了一種導電電解紙的制備方法,包括以下步驟:將紙漿與導電聚合物溶液混合均勻,然后再制備成電解紙;所述導電聚合物溶液包含以下質量百分含量的組分:導電聚合物1%~10%、表面活性劑0.1%~5%、交聯劑0.1%~10%、電導提升劑1%~20%,余量為水。
4、在一些實施例中,所述所述導電聚合物溶液與紙漿的質量比為1:10~1:100。
5、在一些實施例中,所述導電聚合物包括乙炔類及其衍生物、噻吩類及其衍生物、苯胺類及其衍生物、吡咯及其衍生物、苯并二呋喃二酮類及其衍生物中的至少一種。
6、在一些實施例中,所述表面活性劑包括聚乙烯吡咯烷酮、聚環氧乙烯月桂酸醚、聚氧乙烯醚、十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、單硬脂酸甘油酯和聚山梨酯、聚二甲基硅氧烷中的至少一種。
7、在一些實施例中,所述交聯劑包括3-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2,3-環氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、g-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-巰丙基三乙氧基硅烷中的至少一種。
8、在一些實施例中,所述電導提升劑包括乙二醇、二甘醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、丙三醇、1,4-丁二醇、丁三醇、二甲基亞砜中的至少一種。
9、在一些實施例中,所述紙漿包括牛皮紙紙漿、馬尼拉麻纖維紙漿、劍麻纖維紙漿、針葉木纖維紙漿、種毛纖維紙漿、韌皮纖維紙漿、pma紙漿中的至少一種。
10、本發明的第二方面,提供了如上所述方法制備獲得的導電電解紙。
11、本發明的第三方面,提供了一種固態電解電容器,所述固態電解電容器包含如上所述方法制備獲得的導電電解紙。
12、本發明提供了一種電解紙的制備方法,發明人巧妙地在電解紙抄紙過程中使用合適的導電聚合物溶液與紙漿進行混抄,有效解決了現有電解紙對導電聚合物溶液的吸液效果差異導致的電容器性能不穩定的問題,并且簡化了后續固態電解電容器的制備工藝。所述混抄可以使導電聚合物在電解紙內分布更加均勻,提升了電解紙的密度、強度及韌性,在增強現有電解紙物理特性的基礎上賦予了導電性。并且電解紙因與導電聚合物鍵合而大幅降低其電阻率,在后續應用中,能有效降低電容器元器件的等效串聯電阻。此外,因提前混抄進了導電聚合物溶液,在后期芯包含浸陰極材料時,可縮短制程工藝,并提升了工藝穩定性。并且,得益于導電聚合物與電解紙纖維之間的化學鍵作用力,兩者結合更牢固,有利于提升電容器器件的綜合性能,包括高溫壽命壽命、回流焊、穩定性等。
13、本發明與紙漿進行混抄的導電聚合物溶液包含合適配比的導電聚合物、表面活性劑、交聯劑和電導提升劑,各組分之間相互配合,相輔相成。其中,交聯劑可以促進導電聚合物與紙漿的結合力,并提升了制備獲得的導電電解紙的強度;復配使用的電導提升劑通過二次摻雜作用進一步提升了導電聚合物溶液的導電性能,進而提升其混抄的電解紙的導電性能。
1.一種導電電解紙的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:將紙漿與導電聚合物溶液混合均勻,然后再制備成電解紙;所述導電聚合物溶液包含以下質量百分含量的組分:導電聚合物1%~10%、表面活性劑0.1%~5%、交聯劑0.1%~10%、電導提升劑1%~20%,余量為水。
2.如權利要求1所述的制備方法,其特征在于,所述導電聚合物溶液與紙漿的質量比為1:10~1:100。
3.如權利要求1所述的制備方法,其特征在于,所述導電聚合物包括聚乙炔及其衍生物、聚噻吩及其衍生物、聚苯胺及其衍生物、聚吡咯及其衍生物、聚苯并二呋喃二酮及其衍生物中的至少一種。
4.如權利要求1所述的制備方法,其特征在于,所述表面活性劑包括聚乙烯吡咯烷酮、聚環氧乙烯月桂酸醚、聚氧乙烯醚、十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、單硬脂酸甘油酯和聚山梨酯、聚二甲基硅氧烷中的至少一種。
5.如權利要求1所述的制備方法,其特征在于,所述交聯劑包括3-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2,3-環氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、g-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-巰丙基三乙氧基硅烷中的至少一種。
6.如權利要求1所述的制備方法,其特征在于,所述電導提升劑包括乙二醇、二甘醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、丙三醇、1,4-丁二醇、丁三醇、二甲基亞砜中的至少一種。
7.如權利要求1所述的制備方法,其特征在于,所述紙漿包括牛皮紙紙漿、馬尼拉麻纖維紙漿、劍麻纖維紙漿、針葉木纖維紙漿、種毛纖維紙漿、韌皮纖維紙漿、pma紙漿中的至少一種。
8.如權利要求1~7任一項所述方法制備獲得的導電電解紙。
9.一種固態電解電容器,其特征在于,所述固態電解電容器包含權利要求1~7任一項所述方法制備獲得的導電電解紙。