[发明专利]一种固态铝电容器用铝/碳复合阴极箔及其制备方法

说明书

本发明公开了一种固态铝电容器用铝/碳复合阴极箔及其制备方法，具体步骤如下制备混合碳浆料：将N‑甲基吡咯烷酮、粘结剂、活性炭、石墨粉、乙炔黑与金属锡粉混合，得到混合碳浆料；预处理铝箔：将铝箔NaOH溶液中浸泡后，用清水冲洗，再用无水乙醇或丙酮脱水、冷风吹干；制备铝/碳复合阴极箔：将步骤1)中的混合碳浆料涂覆在步骤2)中的铝箔上经压制及加热过程，得到铝/碳复合阴极箔，工艺操作简单，成本低廉，安全高效、使用范围广，便于工业推广。

技术领域

本发明属于固态铝电容器阴极箔制造的技术领域，具体涉及一种固态铝电容器用铝/碳复合阴极箔及其制备方法。

背景技术

固态铝电容器采用固体电解质的导电高分子材料，属于电子传导，高频特性好，扩大了铝电容器的应用范围，但作为固态电容器的阴极引出箔的电容量在高频条件下容量衰减极大，严重制约固态铝电容器的性能发挥和应用，所以改变其阴极箔材料及制取工艺是有效途径。

固体高分子铝电容器由于替代电解液的导电高分子无法像电解液一样浸入腐蚀铝箔的腐蚀坑洞中，其阴极箔只能采用表面涂覆功能涂层的铝箔作为阴极箔。近年来出现在铝箔上施加导电碳层制成铝/碳复合箔替代铝箔作为阴极箔的技术。铝/碳复合箔表面的碳层可以扩大与活性材料的接触面积并降低与活性材料的界面接触电阻。

国内外研究者已开发出三种不同的工艺方法来制取铝/碳复合箔。现有无粘结剂涂碳方法按碳层的来源主要有气相沉积法、直接涂碳法和涂碳-沉积结合法。目前直接涂碳法并未有产业化的铝/碳复合箔面世、制备工序复杂。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种固态铝电容器用铝/碳复合阴极箔。

本发明的第二目的是提供一种固态铝电容器用铝/碳复合阴极箔的制备方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种固态铝电容器用铝/碳复合阴极箔，所述铝/碳复合阴极箔包括有铝箔及涂覆于铝箔表面的混合碳浆料；

所述铝箔ω(Al)≥99.9％，厚度为50μm；

所述混合碳浆料涂覆于铝箔表面的碳层质量为2.5mg/cm²-3.5mg/cm²，密度为125mg/cm³-175mg/cm³，所述碳层的厚度为35μm-50μm；

所述混合碳浆料按照质量份数包括有如下组分：

N-甲基吡咯烷酮4mL-5mL、活性炭60％-75％、乙炔黑10％-15％、石墨粉5％-10％、金属锡粉5％-10％、粘结剂5％-10％。

进一步，所述铝/碳复合阴极箔在1kHz-0.3V的条件下，其比容量为143.64×10^-6F/cm²～2950×10^-6F/cm²，所述混合碳浆料涂覆于铝箔表面的碳层脱落百分比小于10％。

进一步，所述铝箔ω(Al)≥99.9％，厚度为50μm；

所述混合碳浆料涂覆于铝箔表面的碳层质量为3mg/cm²，密度为150mg/cm³，所述碳层的厚度为40μm；

所述混合碳浆料按照质量份数包括有如下组分：

N-甲基吡咯烷酮4mL、活性炭70％、乙炔黑10％、石墨粉5％、金属锡粉5％、粘结剂10％。

进一步，具体步骤如下：

1)制备混合碳浆料：将N-甲基吡咯烷酮、粘结剂、活性炭、石墨粉、乙炔黑与金属锡粉混合，得到混合碳浆料；

2)预处理铝箔：将铝箔NaOH溶液中浸泡后，用清水冲洗，再用无水乙醇或丙酮脱水、冷风吹干；