[发明专利]基于光固化的掺杂凝胶电容器电解液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铝电解电容器的电解液，尤其涉及一种基于光固化的掺杂凝胶电容器电解液。

背景技术

电解质是铝电解电容器重要的组成之一，铝电解电容器根据电解质形态可分为液态铝电解电容和固态铝电解电容器两类，现在还出线了半液半固的凝胶电解液；然而这种电解液由于聚合物的存在使得电解液导电率低，不能够满足市场需要。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种导电率高，并且电解液阻抗小的基于光固化的掺杂凝胶电容器电解液。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：基于光固化的掺杂凝胶电容器电解液，由溶液体系和溶液体系在UV光的引发下聚合得到，所述溶液体系和溶液体系的比例为1:4-4:1；所述溶液体系为水系电解液也可以是非水系电解液，并且溶液体系中含有占溶液体系质量百分数5%-20%的纳米Al₂O₃；所述溶液体系包括85%~95%的单体、2%-10%的交联剂和0.1%-10%的光引发剂，所述单体为含有羟基、碳碳双键类的功能基团的能够器聚合反应或者缩聚反应的高分子化合物；所述光引发剂包括photoinitiator184、photoinitiator907、photoinitiator1173、photoinitiator369和二苯基乙酮的一种或多种。

上述的基于光固化的掺杂凝胶电容器电解液，优选的，所述纳米Al₂O₃的占溶液体系质量百分数的10%。

上述的基于光固化的掺杂凝胶电容器电解液，优选的，所述交联剂包括甲基丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸-2-羟基乙酯、甲基丙烯酸-2-羟基丙酯和甲基丙烯酸甲酯的一种或多种。

上述的基于光固化的掺杂凝胶电容器电解液，优选的，所述单体包括丙烯酸、聚丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸异丁酯和甲基丙烯酸乙酯的一种或多种。

上述的基于光固化的掺杂凝胶电容器电解液，优选的，所述溶液体系还包括65%-80%的溶剂、8%-25%的主溶质、2%-20%的副溶质和0.5%-10%的PH调节剂，所述溶剂包括醇类溶剂、酯类溶剂和醚类溶剂的一种或多种，所述主溶质包括辛二酸、癸二酸、壬二酸、1,6-癸烷二羧酸、马来酸铵、马来酸氢铵和苯甲酸铵的一种或多种；所述副溶质包括乙二酸、丙二酸、己二酸、己二酸铵、水杨酸、水杨酸铵、谷氨酸和谷氨酰胺的一种或多种。

上述的基于光固化的掺杂凝胶电容器电解液，优选的，所述PH调节剂包括乙二胺、三乙胺、三乙醇胺和植酸的一种或多种。

上述的基于光固化的掺杂凝胶电容器电解液，优选的，所述醇类溶剂包括乙二醇、正丁醇、丙三醇、一缩二乙二醇、聚乙二醇、聚乙烯醇和二甘醇的一种或多种；所述子类溶剂包括γ-丁内酯、δ-戊内酯、碳酸丙烯酯和碳酸甲乙酯的一种或多种；所述醚类溶剂包括乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、二甘醇单丁醚、乙二醇二甲醚和正丁醚的一种或多种。

一种基于光固化的掺杂凝胶电容器电解液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，1）制备溶液体系和溶液体系，并将溶液体系和溶液体系按照1:4-4:1的比例搅拌混合均匀，搅拌时间为10-30分钟，1.1) 溶液体系的配制，将所选用的溶剂混合加热到90-120摄氏度，加入所选用的主溶质和副溶质，在110-140摄氏度保温30-60分钟，冷却到100摄氏度后，加入添加剂，并且冷却至室温；1.2）在常温下加入纳米Al₂O₃，并且在超声波下振荡30-60分钟，使得纳米Al₂O₃扩散均匀；1.3）将所选用的单体和交联剂依次加入到配液槽中，混合搅拌均匀后，加入引发剂，搅拌30-50分钟；

2) 在UV灯的照射下，将溶液体系和溶液体系，进行固化。

本发明采用的是自由基聚合光引发剂中的裂解型光引发剂，即引发剂分子吸收光能后，跃迁至激发单线态，经系间窜跃到激发三线态，在其激发单线态或三线态，分子结构呈不稳定状态，其中弱键会发生均裂产生初级活性自由基，引发聚合。光引发剂分子吸收光能后，由基态变成激发态分子发生NorrishΙ反应，羰基和相邻碳原子之间的共价键拉长、弱化、断裂、生成初级自由基。

X-Y -------(X…Y)`-------X`+Y`