用於化成箔後處理的電解質膠液、電極箔和電容器的製造方法
2023-09-16 16:30:20
用於化成箔後處理的電解質膠液、電極箔和電容器的製造方法
【專利摘要】本申請公開了一種用於化成箔後處理的電解質膠液、電極箔和電容器。本申請的電解質膠液的主要活性成分包括25-99.5重量份的導電聚合物、0.5-40重量份的水性樹脂、0.1-5重量份的矽烷偶聯劑和0.1-5重量份的流平劑。採用本申請的電解質膠液，直接對化成箔進行處理獲得電極箔，採用該電極箔能有效簡化後續的電容器製備工藝，提高生產效率；與現有的電容器製備工藝相比，避免了EDOT單體和氧化劑聚合所帶來的不確定性，及由此造成的對電容器質量的影響。由本申請電解質膠液塗覆產生的電解質層結構緻密，附著牢固，具有良好導電性且與金屬氧化層接觸良好，在保持固體電解電容器優良特性同時，提高了電容器的高頻性能。
【專利說明】用於化成箔後處理的電解質膠液、電極箔和電容器
【技術領域】
[0001] 本申請涉及電容器電極材料領域，特別是涉及一種用於化成箔後處理的電解質膠 液，經過該電解質膠液處理獲得的電極箔，以及採用該電極箔的電容器。
【背景技術】
[0002] 電解電容器是電子產品中不可缺少的元器件之一，隨著電子技術的發展，電子整 機的組裝密度和集成化程度進一步增大。鋁電解電容器作業中關鍵不可集成的分立元件， 正向著小體積、大容量、低成本、高頻低阻抗方向發展。鋁電解電容器具有性能優良、大容 量、價格低廉、易於加工、使用便捷等特點，因此廣泛用於信息電子設備、儀器、機電、家電等 電子整機產品中。而作為鋁電電解電容器家庭中的新成員，固態鋁電解電容器，其電極材料 電導率高，可達l〇〇S/cm，相對普通液態電解液電導率0. OlS/cm，兩者電導率相差10000倍， 因此，製備出的電容器有更為優良的電性能，尤其是在等效串聯電阻（簡稱ESR值）方面， 有更為出色的表現。由於電極材料為固態高分子化合物，無電容器爆炸的風險，導電高聚物 的穩定性高，所製備出的電容器的壽命，較液態鋁電解電容器也有更為良好的表現。基於上 述原因，鋁固態電解電容器深受廣大整機廠商和用戶的歡迎。
[0003] 目前固態鋁電解電容器用鋁箔製備工藝大致包括：光箔-前處理_ 一級腐蝕-二 級腐蝕_後處理_ 一級化成-二級化成。經過以上處理後，得到固態的用於鋁電解電容器 的低壓鋁箔。下遊廠家獲得經過兩級化成的低壓鋁箔，即化成箔後，還需要進行很長的工藝 路線才能製備成完整的電容器。大致路線包括：開箔-鉚接-卷繞-前處理-碳化-含浸 單體-含浸氧化劑-聚合-封口 -化成。從工藝路線中可以看出，採用現有的化成箔，其電 容器製備工藝工序較多、比較複雜；並且，ED0T單體（即3, 4-乙烯二氧噻吩）與氧化劑的 聚合反應存在較多的不確定性，影響電容器的性能，甚至影響電容器的合格率。
【發明內容】
[0004] 本申請的目的是針對一種改進的化成箔的後處理方法提供一種全新的電解質膠 液，由該電解質膠液處理獲得的電極箔，以及由該電極箔製備的電容器。
[0005] 為了實現上述目的，本申請採用了以下技術方案：
[0006] 本申請公開了一種用於化成箔後處理的電解質膠液，該電解質膠液的主要活性成 分包括25-99. 5重量份的導電聚合物、0. 5-40重量份的水性樹脂、0. 1-5重量份的矽烷偶聯 劑和0. 1-5重量份的流平劑。
[0007] 需要說明的是，本申請的電解質膠液是基於一種化成箔的後處理方法而提出的。 該化成箔的後處理方法包括在化成箔的金屬氧化層表面塗覆電解質膠液，形成電解質層； 該後處理方法的關鍵在於，在原本的化成箔基礎上再進行塗覆電解質膠液處理，形成電解 質層，從而製成電極箔；經過該後處理方法獲得的電極箔，在用於後續的電容器製備時，無 需進行前處理、碳化、含浸ED0T單體、含浸氧化劑和聚合等工序；直接開箔、鉚接、卷繞、含 浸、封口即裝配成固體鋁電解電容器；從而簡化了電極箔製成電容器的工藝。另外，在現 有工藝中，含浸EDOT單體、含浸氧化劑和聚合這三個工序，實際上就是將聚合形成導電聚 合物，並且附著在化成箔上，而本申請直接將導電聚合物作為膠液塗覆在化成箔上，並且， 為了增加導電聚合物的附著力還添加了出導電聚合物以外的組分，如水性樹脂和矽烷偶聯 齊U ;從而避免了 ED0T單體與氧化劑聚合反應的不確定性，提高了電容器的質量和生產穩定 性。另外，為了保障電解質膠液塗覆獲得的塗層的平整、光滑，本申請還創造性的在電解質 膠液中添加了流平劑，以保障塗層和電極箔的外觀。
[0008] 此外，本申請中，電解質膠液的製備，可以參考常規的塗覆溶液的製備，如加水或 異丙醇稀釋膠液攪拌混勻，在此不做具體限定，只要按照本申請的配方配製即可；至於將電 解質膠液塗覆到化成箔表面的方式，也可以參照常規的塗覆溶液的塗覆，在此不做具體限 定。
[0009] 還需要說明的是，本申請中，導電聚合物、水性樹脂、矽烷偶聯劑和流平劑等都可 以採用生產中常規使用的試劑，本申請的關鍵只是在於創造性的利用這些試劑配製成特殊 的電解質膠液，從而實現本申請的用於塗覆製備電極箔的目的，而非發明一種新的試劑。但 是，本申請的優選方案中，針對本申請的特殊使用需求，分別對導電聚合物、水性樹脂、矽烷 偶聯劑和流平劑進行了限定。
[0010] 優選的，導電聚合物為具有通式（I )或（II)的重複單元的聚合物，或者通式 (I )和（II)的重複單元的聚合物；
[0011]
[0012] 其中，
【權利要求】
1. 一種用於化成箔後處理的電解質膠液，其特徵在於：所述電解質膠液的主要活性成 分包括25-99. 5重量份的導電聚合物、0. 5-40重量份的水性樹脂、0. 1-5重量份的矽烷偶聯 劑和0. 1-5重量份的流平劑。
2. 根據權利要求1所述的電解質膠液，其特徵在於：所述導電聚合物為具有通式（I) 或（II)的重複單元的聚合物，或者通式（I)和（II)的重複單元的聚合物；
其中， A表示任選取代的C1-C5亞烷基； R表示任選取代的直鏈或支鏈C1-C18烷基、任選取代的C5-C12環烷基、任選取代的C6-C14芳基、任選取代的C7-C18芳烷基、任選取代的C1-C4羥基烷基或羥基中的至少一 種； X取值為0-8中的整數。
3. 根據權利要求2所述的電解質膠液，其特徵在於：所述導電聚合物為聚噻吩，優選 為，聚（3,4-亞乙基二氧噻吩）。
4. 根據權利要求1所述的電解質膠液，其特徵在於：所述水性樹脂為水性聚氨酯樹脂 和/或丙烯酸乳液。
5. 根據權利要求1所述的電解質膠液，其特徵在於：所述矽烷偶聯劑為KH560或 A-187 ;所述流平劑選自聚二甲基矽氧烷、聚酯改性有機矽氧烷和有機矽改性聚二甲基矽氧 烷中的至少一種。
6. 根據權利要求1-5任一項所述的電解質膠液，其特徵在於：所述電解質膠液還包括 乙二醇、蠟乳液、表面活性劑、消泡劑、膜形成劑、附著力促進劑和異丙醇中的至少一種。
7. 根據權利要求6所述的電解質膠液，其特徵在於：所述蠟乳液的用量為0. 5-20重量 份，表面活性劑的用量為0. 1-5重量份，消泡劑的用量為0. 1-3重量份，膜形成劑的用量為 0. 1-5重量份，附著力促進劑的用量為0. 1-5重量份。
8. 根據權利要求6所述的電解質膠液，其特徵在於：所述蠟乳液為天然蠟與合成蠟等 材料在乳化劑的作用分散於水中的一種多相體系的乳液；所述表面活性劑選自聚乙烯吡咯 烷酮、聚環氧乙烯月桂酸醚、聚乙二醇、十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、單硬脂酸甘油 酯和聚山梨酯中的至少一種；所述消泡劑選自聚醚改性有機矽氧烷、聚氧乙烯聚氧丙烯季 戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯中的至少一種；所述膜形成 劑選自丙烯酸樹脂和/或聚氨酯樹脂；所述附著力促進劑選自氨基改性矽烷化合物和/或 環氧基改性矽烷化合物。
9. 一種電極箔，其特徵在於：包括金屬層、位於金屬層表面的金屬氧化層，以及位於金 屬氧化層表面的電解質層； 所述金屬層的材質為鉭、鈮、鋁、鈦、鋯、鉿、釩或者這些金屬的合金或化合物中的至少 一種； 所述金屬氧化層為由所述金屬層化成後，在其表面形成的氧化層； 所述電解質層由權利要求1-8任一項所述的電解質膠液塗覆於所述金屬氧化層表面 而形成。
10. -種採用權利要求9所述的電極箔製備的電容器。
【文檔編號】H01G9/042GK104409213SQ201410638033
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月12日 優先權日:2014年11月12日
【發明者】趙大成, 曹勇飛 申請人:深圳新宙邦科技股份有限公司