[发明专利]一种凝胶电解质铝电解电容器及其制备方法

说明书

本发明涉及电容器技术领域，提供了一种凝胶电解质铝电解电容器及其制备方法。本发明利用单体、引发剂和交联剂形成凝胶，并将电解液包覆在三维高分子凝胶网络中，从而形成凝胶电解质；本发明利用凝胶电解质替代传统的液态电解质，凝胶电解质具有液体和固体两方面性质，既能维持固态形状不变，又不影响凝胶中离子的自由通过，且此三维高分子凝胶网络具有高吸液性，不会造成液体泄漏，能够显著提高电容器的安全性。本发明提供的凝胶电解质铝电解电容器既有固态铝电解电容器不会有液体泄漏的优点，又有液态电容器生成和修复氧化膜的优点，且抗过电压能力强，失效率低，电容器的可靠性和安全性好。

技术领域

本发明涉及电容器技术领域，尤其涉及一种凝胶电解质铝电解电容器及其制备方法。

背景技术

在电子电路中，电容器作为整流或滤波元件，是必不可少的基础元器件。液态电容器是指在电容器芯子中含浸有电解液的电容器，固液混合电容器是指电容器芯子上附着有固态的导电高分子，且电容器芯子上含浸有电解液的电容器。液态电容器和固液混合电容器中因为含浸有电解液，能够提供大量离子修复正极氧化膜，产品漏电流低、抗过压能力强、成本低。

但是，液态电容器因内部有液体，容易出现泄漏，电容器的安全性较低。固液混合电容器虽然兼具固态和液态电容器的优点，但是极端工作条件下电容器防爆阀打开时，液体电解液依然有泄漏风险，会造成电子产品的损坏，严重的会引起安全事故。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种凝胶电解质铝电解电容器及其制备方法。本发明提供采用凝胶电解质替代传统的液态电解质，所得凝胶电解质电容器不会发生液体泄漏，安全性高，且耐压能力强，耐高温性能好。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种凝胶电解质铝电解电容器的制备方法，包括以下步骤：

(1)将隔离纸置于正极铝箔和负极箔之间，然后卷绕成电容器芯子；

(2)将所述电容器芯子在水凝胶电解液中含浸，将含浸后的电容器芯子进行固化和封装，得到凝胶电解质铝电解电容器；所述水凝胶电解液的组成成分包括溶剂、溶质、添加剂、单体、引发剂和交联剂，且所述水凝胶电解液中不包括含苯环结构的化合物；

或，将所述电容器芯子在水凝胶溶液中含浸后进行固化和干燥，然后再在电解液中含浸，将含浸后的电容器芯子封装，得到凝胶电解质铝电解电容器；所述水凝胶溶液的组成成分包括溶剂、单体、引发剂和交联剂；所述电解液的组成成分包括溶剂、溶质和添加剂；

其中，所述单体为能够聚合成凝胶化合物的单体。

优选的，卷绕得到电容器芯子后，还包括将所述电容器芯子在导电高分子分散液中含浸后干燥的步骤。

优选的，所述水凝胶电解液和水凝胶溶液的组成成分独立地还包括导电高分子。

优选的，所述水凝胶电解液和水凝胶溶液中的单体独立地包括环氧树脂、丙烯酸树脂、二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、羟基乙基丙烯酰胺、N-羟基甲基丙烯酰胺、N-羟基乙基丙烯酰胺、单乙烯醚、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸羟乙酯和二丙酮丙烯酰胺中的一种或几种；

所述水凝胶电解液和水凝胶溶液中的引发剂独立地包括聚酰胺、聚酰亚胺、过氧化氢和偶氮类引发剂中的一种或几种；

所述水凝胶电解液和水凝胶溶液中的交联剂独立地包括聚氨酯、乙二醇二丙烯酸、乙二醇二丙烯酸盐，二乙二醇二丙烯酸、二乙二醇二丙烯酸盐、聚乙二醇丙烯酸、聚乙二醇丙烯酸盐和聚乙二醇丙烯酸酯中的一种或几种。

优选的，所述水凝胶电解液、水凝胶溶液和电解液中的溶剂独立地包括乙二醇、二甘醇、甘油、聚乙二醇、r-丁内酯、环丁砜和水中的一种或几种；

所述水凝胶电解液和电解液中的溶质独立地包括硼酸、硼酸盐、有机酸、有机酸盐、胺、胺盐和铵盐中的一种或几种；