[发明专利]一种固态电容碳箔纳米导电碳浆及其制备方法

说明书

本发明涉及一种固态电容碳箔纳米导电碳浆及其制备方法，包括高分子载体和分散在高分子载体中的纳米导电碳纤维体系，高分子载体由黏结剂、高分子溶剂和加工助剂混合而成，纳米导电碳纤维体系包括碳纳米管和经浓硝酸和浓硫酸混合液酸化的酸化碳纳米管，黏结剂为：聚酯丙烯酸树脂、水性聚氨酯树脂、环氧丙烯酸树脂和聚氨基甲酸酯树脂中的一种或几种,高分子溶剂为：二乙二醇丁醚、聚氧乙烯烷基苯基醚、甲基苄醇、N,N‑二甲基乙酰胺和松油醇中的几种,采用纳米导电碳纤维体系分散在高分子载体中，增加碳层微观覆盖致密性，适用于固态电容碳箔，保护集流体，防止铝箔表面氧化或腐蚀，大幅降低固态电容器ESR。

技术领域

本发明涉及一种固态电容碳箔纳米导电碳浆及其制备方法，属于固态电容碳箔技术领域。

背景技术

固态电容又称为固态铝质电解电容，它与普通液态铝质电解电容最大差别在于采用了不同的介电材料，液态铝电容介电材料为电解液，而固态电容的介电材料则为导电性高分子，不会与氧化铝产生作用，通电后不至于发生爆炸的现象，具有低ESR和高额定纹波电流而被广泛使用。固态电容阴极箔材采用腐蚀铝箔表面附着导电浆料制成，因此导电浆料均匀、稳定和连续性直接关系到成品碳箔的表面质量、固态铝电解体积容量、铝箔表面抗氧化腐蚀性能等。

现有技术中的导电碳浆一般采用非金属导体碳溪颗粒分布于热塑性分散剂溶剂中，当导电颗粒在基体中的非导电成分比例达到预定限度后，导电颗粒相互接触形成导电通道，磨蹭电阻率突降，并随着导电颗粒的增多，粒子间距进一步缩小形成导电网络，由于点状碳颗粒铺展的浆料层颗粒接近单层，碳浆料容易团聚，存在致密性不足，难以连续覆盖且与铝箔的亲和力不足的问题，导致界面结合粗糙附着是容易出现微观裂缝区，增加了工艺难度，使耐酸和耐氧化能力均受限。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种固态电容碳箔纳米导电碳浆及其制备方法，采用纳米导电碳纤维体系分散在高分子载体中，增加碳层微观覆盖致密性，适用于固态电容碳箔，保护集流体，防止铝箔表面氧化或腐蚀，大幅降低固态电容器ESR。

本发明是通过如下的技术方案予以实现的：

一种固态电容碳箔纳米导电碳浆，其中，包括高分子载体和分散在高分子载体中的纳米导电碳纤维体系，所述高分子载体由黏结剂、高分子溶剂和加工助剂混合而成，所述高分子载体和纳米导电碳纤维体系的质量比为：(85.4～91.2)：(2～5)；

所述纳米导电碳纤维体系包括碳纳米管和经浓硝酸和浓硫酸混合液酸化的酸化碳纳米管，碳纳米管与酸化碳纳米管的质量比为1:2；黏结剂、高分子溶剂和加工助剂的质量比为(15～20):70:(0.4～1.2)；所述黏结剂为：聚酯丙烯酸树脂、水性聚氨酯树脂、环氧丙烯酸树脂和聚氨基甲酸酯树脂中的一种或几种；所述高分子溶剂为：二乙二醇丁醚、聚氧乙烯烷基苯基醚、甲基苄醇、N,N-二甲基乙酰胺和松油醇中的几种，加工助剂为：三烯丙基异氰脲酸酯、三乙醇胺硼酸酯、铝酸酯偶联剂、抗氧剂1010、聚乙烯吡咯烷酮和消泡剂3168按质量比4:5:3:1:2:3组成。

一种固态电容碳箔纳米导电碳浆的制备方法，其中，其制备方法如下：

(1)取碳纳米管置于浓硝酸和浓硫酸混合液中浸泡酸化1～2h，用去离子水洗至中性，烘干得酸化碳纳米管，再与碳纳米管按质量比2:1混合均匀，得纳米导电碳纤维体系；

(2)取二乙二醇丁醚、聚氧乙烯烷基苯基醚、甲基苄醇、N,N-二甲基乙酰胺和松油醇中的几种依次加入搅拌釜中，在搅拌釜侧底部安装超声波振荡器，超声波振荡器的600～1200W，与搅拌釜的搅拌器同步启闭，在搅拌速度为85～115r/min、温度为40～45℃下，搅拌混合30min得高分子溶剂；

(3)在高分子溶剂中加入占总粘结剂体积一半的黏结剂，在搅拌速度为46～58r/min下搅拌混合0.5～1h，再加入纳米导电碳纤维体系，纳米导电碳纤维体系与高分子溶剂的质量比为(2～5)：70，在搅拌速度为60～75r/min下混合1～2h；