[发明专利]一种基于导电聚苯铵-聚酰亚胺膜的固态铝电解电容器及其制备方法

说明书

一种基于导电聚苯铵‑聚酰亚胺膜的固态铝电解电容器，包括芯包和外壳，芯包通过橡胶塞密封设置在外壳内，芯包由阳极箔、电解纸和阴极箔卷绕而成，阳极箔和阴极箔之间形成有导电聚苯铵‑聚酰亚胺膜；导电聚苯铵占导电聚苯铵‑聚酰亚胺膜总重量的50‑80％。在本发明中，在聚苯铵聚合物膜上穿插有聚酰亚胺聚合物膜，聚苯铵聚合物膜和聚酰亚胺聚合物膜相互嵌合在一起，两种聚合物的相容性，与单纯的聚苯铵聚合物膜相比具有良好的机械性能，这也就使得固态电容器在进行浪涌测试的时候，电容的保持率得到提高。

技术领域

本发明涉及一种固态铝电解电容器，尤其涉及一种基于导电聚苯铵-聚酰亚胺膜的固态铝电解电容器及其制备方法。

背景技术

电容器是电子工业的三大基本元器件之一，广泛应用于各类电子产品中。目前，液态电解电容器在市场上占主导地位，占据了电容器市场的大部分份额。但是，由于电子科学技术的发展，电子产品向高频化、小型化、高可靠度方向发展，对电容器性能，特别是在高频、高低温下的性能的要求也相应提高。

液态电解电容器具有如下所描述的结构：在由铝等阀金属作用形成的阳极箔和阴极箔分别与引出线相连，阳极箔和阴极箔之间插入隔离板，然后环绕起来形成电容器芯包，将电解液浸渍到电容器芯包中，然后将浸渍了电解液的芯包封装在铝或者其他材料制成的壳体中，并使壳体密封。

由于液态电解电容器是使用电解液作为电解质，随着使用时间的推移，以及使用温度的升高，液态电解电容器的电解液逐渐挥发，从而使其容量降低，阻抗增大。固态电解电容器是由液态电解电容器发展而来的一种新型电解电容器，它将液态电容器中的电解液替换为高分子导电聚合物，解决了一些困扰着液态电解电容器的难题，特别是寿命短、耐高温、低温性能差以及稳定性差的问题，在高温环境下，其容量变化的速度远远小于液态电容器。

随着固态铝电解电容器的发展，固态铝电解电容器的电解质主要有三种系列，分别是PEDOT、聚吡咯和聚苯铵(PANI)，其中聚苯铵具有代表性的例如专利：201410319836.8，一种基于纳米级石墨烯复合聚苯胺的固态电解电容器；在这个专利里面电解质的成分就是聚苯铵(PANI)。随着固态铝电解电容器的发展，发现电解质采用聚苯铵，由于聚苯铵具有很高的脆性使得电容器的使用寿命不高，具体表现为在浪涌测试的时候，电容保持率的性能差。

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，提供一种使用寿命长的基于导电聚苯铵-聚酰亚胺膜的固态铝电解电容器及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：一种基于导电聚苯铵-聚酰亚胺膜的固态铝电解电容器，包括芯包和外壳，所述芯包通过橡胶塞密封设置在外壳内，所述芯包由阳极箔、电解纸和阴极箔卷绕而成，所述阳极箔和阴极箔之间形成有导电聚苯铵-聚酰亚胺膜；所述导电聚苯铵占导电聚苯铵-聚酰亚胺膜总重量的50-80％。

上述的基于导电聚苯铵-聚酰亚胺膜的固态铝电解电容器，优选的，所述导电聚苯铵占导电聚苯铵-聚酰亚胺膜总重量的70％。

上述的基于导电聚苯铵-聚酰亚胺膜的固态铝电解电容器，优选的，所述导电聚苯铵-聚酰亚胺膜中掺杂有纳米级石墨烯粉末。

一种基于导电聚苯铵-聚酰亚胺膜的固态铝电解电容器的制备方法，包括以下步骤：

1)将阳极箔、电解纸和阴极箔卷绕成芯包待用；

2)将聚苯铵聚合物溶液在真空烘箱中干燥至少12小时，温度在60-80摄氏度温度下去除水分；

3)将聚酰亚胺溶解在N-甲基吡咯烷酮溶液中，并且充分搅拌均匀，聚酰亚胺与N-甲基吡咯烷酮的重量比为1:10-1:4；

4)将步骤2)得到的聚苯铵聚合物溶液缓慢溶解在步骤3)的溶液中，在60-80摄氏度温度下充分搅拌均匀；

5)将步骤4)得到的溶液静置12小时以上；