[发明专利]电极结构材料及制备电极结构材料的方法、电解电容器

说明书

本发明提出了电极结构材料及制备电极结构材料的方法、电解电容器。该方法包括：提供金属基体，并将所述金属基体置于导电极板上；提供金属，并对所述金属进行加热以形成熔体，并令所述熔体在电场的作用下，喷至所述基体的一侧表面以形成纤维层，所述纤维层中具有多根纤维，所述纤维的直径为30‑1000nm。由此，该方法可以简便地在金属基体表面形成多根纤维堆积形成的纤维层，进而获得具有较大的比表面积和较好的机械强度的电极结构材料，可以有效地提升电极结构材料的力学强度和比电容，适于制备电解电容器的阳极。

技术领域

本发明涉及材料领域，具体地，涉及电极结构材料及制备电极结构材料的方法、电解电容器。

背景技术

电解电容器由于性能独特，在小型化、大容量化方面有着其他电容器无法比拟的优势，被广泛应用于消费类电子产品中。电子产品已广泛应用于社会生活的各个领域，其功能越来越多、精度越来越高、不断朝着微型化、集成化方向发展，近年来，为适应电子产品微型化、集成化的需求，电解电容器也朝着小型化、大容量化和低成本化等方向发展。由此，要求电解电容器不仅要具有较大的比容量，还要具有良好的机械性能。为适应电解电容器的上述性能要求，阳极箔作为电解电容器中非常重要的一部分，也需要具备较大的比容量和良好的机械性能，比如良好的折弯强度等。

然而，目前的电极结构材料及制备电极结构材料的方法、电解电容器仍有待改进。

发明内容

本申请是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识而做出的：

在铝电解电容器阳极箔制造领域，通常利用电化学腐蚀技术和粉末层积技术来形成阳极箔。具体地，采用电化学腐蚀技术形成阳极箔，是通过在较低温度下使用酸性电解液对金属箔进行一系列电化学腐蚀，以形成表面多孔而芯部保留金属基体的腐蚀箔。这种方法意在通过较长时间的电化学腐蚀在金属箔表面形成多孔结构以增大金属箔的表面积，进而增大其比电容，然而，电化学腐蚀会造成阳极材料结构的不均一性，导致形成的阳极箔的比电容和折弯强度等很难达到理论状态，难以满足小型化、大容量化的需求。该处理过程因使用酸性电解液对金属箔进行电化学腐蚀，会产生相应的酸性废液，如含有硫酸、盐酸和硝酸的废液，其处理难度大，处理工序复杂，会增加环保成本，进而也会导致阳极箔和电解电容器的生产成本的增加，而且一系列的电化学腐蚀会导致金属箔表面金属的损失，造成一部分原材料的浪费，也会造成形成的阳极箔的机械强度的降低。粉末层积技术采用金属粉末在金属载体上涂布后再进行烧结，形成层积电极箔。而层积电极箔对金属粉末的形状、粒径分布以及烧结技术要求都很高，现有设备很难得到形状、粒径分布满足使用要求的金属粉末，且烧结过程中会产生较多挥发性气体。另外，金属粉末是以颗粒形式堆积的，在化成之后容易龟裂，导致化成箔的机械强度低，例如，折弯强度低，难以满足使用需求。因此，如能够开发出一种新的能够保持高的折弯强度和高比容量的阳极箔电极结构材料和制备该电极结构材料的方法，则将有利于缓解甚至解决上述问题。

本发明旨在至少一定程度上解决以上相关技术中的技术问题之一。为此，在本发明的一方面，本发明提出了一种制备电极结构材料的方法。该方法包括：提供金属基体，并将所述金属基体置于导电极板上；提供金属，并对所述金属进行加热以形成熔体，并令所述熔体在电场的作用下，喷至所述金属基体的一侧表面以形成纤维层，所述纤维层中具有多根纤维，所述纤维的直径为30-1000nm。由此，该方法可以简便地在金属基体表面形成多根纤维堆积形成的纤维层，进而获得具有较大的比表面积和较好的机械强度的电极结构材料，可以有效地提升电极结构材料的力学强度和比电容，适于制备电解电容器的阳极。

根据本发明的实施例，所述加热是将所述金属置于底部具有喷嘴的熔炉中进行的，通过控制所述熔炉的加热温度、所述金属基体与所述喷嘴的尖端的距离、所述喷嘴向所述金属基体喷出的所述熔体的流量以及所述电场的强度，令所述纤维的直径为30-1000nm。由此，可以进一步优化电极结构材料的电性能和机械性能。