[发明专利]一种平面型滤波电化学电容器及其制备方法

说明书

本发明公开了一种平面型滤波电化学电容器及其制备方法。滤波电化学电容器依次包括上封装壳、第一电极、电解质、隔膜、第二电极、下封装壳。第一电极和第二电极为完全相同的两个对称电极，均包括活性物质层与金属层，活性物质层优选为含镍钴锰的化合物，金属层优选为镍箔；电解质优选为KOH或Ksubgt;2/subgt;SOsubgt;4/subgt;电解液；隔膜优选为滤纸或聚丙烯多孔膜。本发明专利还提供了钴锰共掺杂碲化镍、钴锰共掺杂硒酸镍两种滤波电化学电容器，并给出了电极材料的具体结构特征及其制备方法，以及相应滤波电化学电容器的性能指标。本发明提供的滤波电化学电容器可以在低频下获得优秀的滤波性能，且具有比电容高、制备方法简单、电阻低，成本低等优点。

技术领域

本发明涉及滤波电容器领域，尤其涉及用于市电等低频领域的滤波电化学电容器。

背景技术

滤波电容器是一种常用电路储能器件，一般安装在整流电路两端用来降低交流脉动波纹系数，同时高效平滑直流输出。滤波电容器根据其在不同工作环境下的应用又分为低频滤波电容器和高频滤波电容器。低频滤波电容器主要应用较低频率下的电路，比如市电滤波和变压器整流后的滤波，其工作频率与市电一致，在国内一般为50赫兹；而高频滤波电容器则多用于开关电路，其工作频率动辄达到上万赫兹。

滤波电容器具有温升低、损耗低、安全性高等特点，同时要求有较大的储能电容量，目前绝大多数滤波电容都使用铝电解电容器。作为目前普遍使用的滤波电容器，电解电容器的容量虽然已经比传统陶瓷电容器大很多，但还是不够。在很多需要大容量滤波的场合，需要串联多个电解电容器来满足滤波需求，这样会大大增加整个电路系统的电阻，导致大量的能量损失，而且会占用大量的空间。

发明内容

为解决现有技术中上述问题，本发明旨在提供一种平面型滤波电化学电容器及其制备方法，该滤波电化学电容器(FEC)，通过活性物质的可逆化学吸附/脱附或法拉第氧化还原过程来获得较高的能量储存，其电容量比传统电解电容器高上千倍，而且具有功率特性优异、安全性高等优点，应用于滤波电容领域，工作频率可以满足国内市电50赫兹的需求，可作为市电等低频滤波电容器件使用。

为达到上述发明目的，本发明采用如下技术方案。

本发明提供了一种平面型滤波电化学电容器及其制备方法。所述的滤波电化学电容器，依次包括上封装壳、第一电极、电解质、隔膜、第二电极、下封装壳；封装完成后，在室温条件下静置不低于24小时，然后置于热处理炉中，在大气环境中于50～70℃的温度下静态加热3～5小时。

上述的滤波电化学电容器中，所述的第一电极和第二电极为完全相同的两个对称电极，均包括活性物质层与金属层，且活性物质层涂敷在金属层上；活性物质层优选为含镍钴锰的化合物；金属层优选为镍箔。

上述的滤波电化学电容器中，所述的电解质优选为KOH或K₂SO₄电解液，隔膜优选为滤纸或聚丙烯多孔膜。

上述的滤波电化学电容器中，所述的含镍钴锰的化合物优选为钴锰共掺杂碲化镍(NiTe₂:CoMn)或钴锰共掺杂硒酸镍(NiSeO₃:CoMn)。

所述的钴锰共掺杂碲化镍(NiTe₂:CoMn)，呈纳米立方体形貌，纳米立方体边长为500～900nm，纳米立方体表面为二级纳米片结构，纳米片纵横交错形成三维纳米墙的网络结构，表现为多孔纳米材料；在NiTe₂:CoMn中，Ni:Co:Mn的原子百分比约为80:10:10。这种形貌非常有利于电解液的浸润和渗透，也有利于离子和电子的快速扩散与转移，从而有利于滤波性能的快速响应。