[发明专利]一种基于电导率高的凝胶电解液的电容器及其制备方法

说明书

一种基于电导率高的凝胶电解液的电容器，包括外壳和芯包，芯包密封设置在外壳内，芯包上形成有凝胶电解液，凝胶电解液包括溶液体系和溶液体系，溶液体系为在微波加热的情况下聚合得到的凝胶状高分子化合物，溶液体系附着在溶液体系上，溶液体系包括80%‑95%的聚合单体、1%‑8%的GN、1%‑10%的交联剂和0.1%‑5%的热引发剂，溶液体系包括45%‑65%的主溶剂、15%‑25%的辅助溶剂、8%‑25%的主溶质、2%‑5%的副溶质以及0.5%‑3%的添加剂。本发明中的电解液具有很好的耐热性和高导电率，使得铝电解电容器有优异的ESR和耐热性。

技术领域

本发明涉及一种电容器，尤其涉及一种基于电导率高的凝胶电解液的电容器及其制备方法。

背景技术

铝电解电容器由正负极铝箔铆接导针与电解纸卷绕成芯包，含浸电解液后，通过铝壳与胶塞密封形成，但是传统的铝电解电容器具有以下的缺点：1、卷绕而成的芯包，最后由胶带缠绕，电容器层与层之间存在空隙。2、传统的电解液的电导率偏低直接影响到电容器的内阻。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种保湿性好，寿命长，能够保持芯包结构稳定（与铝箔贴合紧密，层与层贴合紧密）、电气特性稳定（正负极贴合紧密）并且内阻小的基于电导率高的凝胶电解液的电容器及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：一种基于电导率高的凝胶电解液的电容器，包括外壳和芯包，所述芯包密封设置在外壳内，所述芯包上形成有凝胶电解液，所述凝胶电解液包括溶液体系和溶液体系，所述溶液体系和溶液体系的体积比例为1:4-7:1，所述溶液体系为在微波加热的情况下聚合得到的凝胶状高分子化合物，所述溶液体系附着在溶液体系上，所述溶液体系包括80%-95%的聚合单体、1%-8%的GN、1%-10%的交联剂和0.1%-5%的热引发剂，所述溶液体系包括45%-65%的主溶剂、15%-25%的辅助溶剂、8%-25%的主溶质、2%-5%的副溶质以及0.5%-3%的添加剂。

常规加热聚合，热量传导至电解液内部需要一定时间，导致聚合反应慢。凝胶电解液在高温环境下时间过长会导致电解液挥发，从而影响电解液性能。特别是电容器素子含浸凝胶电解液一直含液量比较少，素子长时间处于高温下，电解液挥发严重，加上聚合反应时为放热反应，会导致素子内部温度更高，容易致使凝胶变少，素子变干。微波红外加热，加热时间快，且微波可以穿过电解液直达电解液内部，可以使凝胶电解液直接聚合。

本发明中，GN（纳米石墨，粒径20-50nm）在基体中均匀、稳定分散，几乎无团聚， GN被束缚在聚合物的网络结构中，被物理包裹，并在基体的网络结构中形成导电网络。

本发明中，以纳米石墨为导电填料制备本发明的电解液。GN 的加入能够大大提高纯聚合单体离子液体凝胶的导电性， GN 含量为 6.0%时，复合材料的电阻率约为 3.025Ω·cm，相对聚丙烯酸凝胶，高了四个数量级。

上述的基于电导率高的凝胶电解液的电容器，优选的，所述聚合单体包括丙烯酸、聚丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸异丁酯和甲基丙烯酸乙酯的一种或多种。

上述的基于电导率高的凝胶电解液的电容器，优选的，所述交联剂包括甲基丙烯酸-2-乙基己酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、甲基丙烯酸-2-羟基乙酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸-2-羟基丙酯和甲基丙烯酸甲酯的一种或多种。

上述的基于电导率高的凝胶电解液的电容器，优选的，所述热引发剂包括过氧化氢、过硫酸盐和氢过氧化物的一种或多种。

上述的基于电导率高的凝胶电解液的电容器，优选的，所述主溶剂为乙二醇；所述辅助溶剂包括水、甘油、丙三醇、山梨醇、丙二醇和1，4-丁二醇的一种或多种。