[发明专利]大容量钽电容器阴极片及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于超级电容器领域，具体涉及一种新型超小型大容量钽电容器阴极片及其制备方法。

技术背景

超小型大容量钽电容器是由钽阳极、Ta₂O₅ 介质、硫酸电解质和钽基RuＯ₂涂层阴极组成的高能量密度电容器，它是一种结合了电解电容器和电化学电容器优点的新型电容器, 具有体积小、工作电压高、交流特性好、能量密度高、电容量大、高比能量、高比功率、快速充放电能力强、长循环寿命等优点的储能器件，在移动通讯、信息技术、电动汽车、电力、航空航天等方面具有广阔的应用前景。

目前，超小型大容量钽电容器阴极片是RuO₂/Ta阴极片，制备方法主要有三种：1、在Ta基片上涂覆RuCl₃·xH₂O 醇类溶液并经250℃以上热分解处理制备RuO₂/Ta阴极片，该方法工艺简单、成本低，已在生产中广泛采用，缺点是RuＯ₂涂层与Ta基片结合力较差，成本高；2、以Ta基片为阳极或阴极，在RuCl₃·xH₂O溶液中电沉积制备RuO₂/Ta阴极片，该法工艺可控性较差，难于大批量生产，还未在生产中应用；3、 采用溶胶-凝胶法制备超细RuO₂粉体、参入粘接剂制成浆料涂敷到钽基片上制备RuO₂/Ta阴极片，该法工艺复杂、RuO₂涂层厚、成本高、且结合力差，也未在生产中应用。RuO₂/Ta阴极片由于涂层是纯氧化钌，价格贵，因此制备低成本Ta基RuO₂复合涂层阴极片是实现超小型大容量Ta电容器低成本化急需解决的关键技术。文献报道了采用RuCl₃·xH₂O 、TiCl₃·xH₂O、SnCl₄·xH₂O前驱体制备RuO₂-TiO₂、RuO₂-SnO₂超细粉体后加入粘接剂在石墨基片上制备RuO₂-TiO₂、RuO₂-SnO₂复合涂层，但不适于作钽电容器阴极片。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术存在的缺陷，提供一种显著节约贵金属Ru的大容量钽电容器阴极片，本发明的另一目的是提供一种成本低、制备工艺简单易控、生产设备简单、容易实现工业化的新型超小型大容量钽电容器钽（钛）基RuO₂复合涂层的大容量钽电容器阴极片的制备方法。

本发明所述大容量钽电容器阴极片，为钽（钛）基RuO₂复合涂层阴极片，是由质量百分含量为40-70%RuO₂、15-50%TiO₂、10-20%Ta₂O₅组成复合涂层、用0.05-0.1毫米厚度的Ta 或Ti片为基片构成的RuO₂-TiO₂-Ta₂O₅/Ta或Ti阴极片。

本发明所述的大容量钽电容器阴极片的制备方法，其步骤为：

A、RuO₂-Ta₂O₅凝胶粉制备

a、8-12% RuO₄溶液制备：用RuCl₃·xH₂O 为原料，经氧化蒸出RuO₄，然后用水吸收得到RuO₄含量为8-12%的溶液；