[发明专利]一种延长超级电容器工作寿命的制备方法

说明书

一种延长超级电容器工作寿命的制备方法，涉及电解电容器领域。所述制备方法包括如下步骤：低密度阳极钽块制备、阳极钽块强酸溶液浸泡、分阶段形成介质层、介质层热处理、补充形成介质层。确保高比容规格钽粉颗粒的流动性，使成型烧结后得到的阳极钽芯具有良好的孔隙度与可浸润性；分阶段形成，使介质氧化膜层持续稳定生长，延长了超级电容器的使用寿命，且按此制备方法制备出来的电容器阳极钽块表面的介质氧化膜均匀致密，瑕疵点少。解决了现有技术中阳极钽块表面的介质氧化膜存在强度低、致密度差、瑕疵点多的问题。广泛应用于超级电容器领域。

技术领域

本发明涉及电解电容器领域，进一步来说，涉及超级电容器领域，具体来说，涉及一种延长超级电容器工作寿命的制备方法。

背景技术

电解电容器作为常见的电子元件，广泛应用于通信、航天和军工、海底电缆和高级电子装置、民用电器等多方面，在电子线路中起储能、滤波、去耦、旁路、转相等作用。传统的超级钽电容器采用钽外壳封装，虽然这类电容器具有漏电流小、单位体积的CV乘积大等优点，但是这类电容器阳极钽块表面的介质氧化膜存在强度低、致密度差、瑕疵点多等缺陷，因此电容器产品1000h及以上工作时间稳定性较差，容易出现明显的漏电流和等效串联电阻值变大等现象，严重影响产品的使用寿命和可靠性。有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：现有技术中阳极钽块表面的介质氧化膜存在强度低、致密度差、瑕疵点多的问题。

为此，本发明提供了一种延长超级电容器工作寿命的制备方法，该制备方法通过低密度阳极钽块制备、阳极钽块强酸溶液浸泡、分阶段形成介质层、介质层热处理、补充形成介质层等步骤解决电容器阳极钽块表面的介质氧化膜存在强度低、致密度差、瑕疵点多等缺陷。

具体包括以下步骤：

步骤①：低密度阳极钽块制备：降低常规阳极钽块的压制密度，同时加入耐高温粘结剂，采用高温造粒工艺，保证颗粒的流动性，提高颗粒间的结合力；

步骤②：阳极钽块强酸溶液浸泡：将阳极钽块在中强酸溶液(如稀硫酸、硝酸)中浸泡；

步骤③：分阶段形成介质层：以电容器额定电压为依据，当形成电压为电容器额定电压的0～0.3倍时,采用电流密度为40mA/g升压；当形成电压为电容器额定电压的0.3～1倍时,降低电流密度，且乙二醇的添加量控制在50％～70％之内，减缓形成速率，达到电容器额定电压后恒压保持1h～1.5h；

步骤④：介质层热处理：加热破坏掉形成过程中靠近阳极钽块表面的有明显缺陷的氧化膜，并去掉阳极钽块基体表面的毛刺；

步骤⑤：补充形成介质层：将经热处理后的阳极钽块在原溶液中浸泡，补充形成步骤④去掉的介质层，以满足电容器的额定电压。

所述步骤①中阳极钽块的压制密度为4.5g/m³～4.8g/m³。

所述步骤①中高温混粉造粒工艺的环境温度为75℃～130℃。

所述步骤④中加热温度为300℃～400℃，并保持20min～40min。。

所述步骤②中将阳极钽块在60℃～95℃的HNO₃溶液中浸泡0.5h～1.5h。

所述步骤⑤的温度86℃，电压为电容器额定电压值的1倍～1.2倍。

所述步骤⑤采用电流密度为10mA/g～30mA/g对阳极钽块再进行恒压保持2h～3h。

本发明的有益效果在于：确保高比容规格钽粉颗粒的流动性，使成型烧结后得到的阳极钽芯具有良好的孔隙度与可浸润性；分阶段形成，使介质氧化膜层持续稳定生长，延长了超级电容器的使用寿命，且按此制备方法制备出来的电容器阳极钽块表面的介质氧化膜均匀致密，瑕疵点少。

具体实施方式