[发明专利]一种用于固态电容器的石墨烯分散液及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于固态电容器的石墨烯分散液及其制备方法，包括：溶质、溶剂、分散剂、消泡剂、附着力促进剂；溶质选自氧化石墨烯、氟化石墨烯、氢化石墨烯、巯基化石墨烯、羧基化石墨烯中的至少一种；分散液中各组分的重量百分比为：溶质0.05wt％～2wt％、分散剂0.5wt％～5wt％、消泡剂0.1wt％～5wt％、附着力促进剂0.1wt％～5wt％、余量为溶剂。本发明的石墨烯分散液用于固态电容器，不仅可以有效降低电容器等效串联电阻，提高频率特性和导热性，而且可提高其耐电压、疏水性、耐高温、耐高温高湿，降低电容器芯子的整体厚度，在有限的空间内增加叠层数量等优点。

技术领域

本发明属于石墨烯技术领域，具体涉及一种用于固态电容器的石墨烯分散液及其制备方法。

背景技术

电容器是一种能够储存电荷的元件，电容器、电阻、电感是电路中的三大基础元件，是电子线路中不可缺少的基础元件，约占全部电子元器件用量的45％左右。铝电解电容器凭借其优异的性能、低廉的价格，占据了电容器30％以上的市场份额。从短期来看，铝电解电容器不存在被完全替代的可能，未来将继续在汽车电子、通讯领域、物联网、人工智能、安防监控、消费电子、新能源及国防军工等领域发挥重要作用。

近年来，随着5G智能手机、物联网、新通讯技术及新能源汽车的快速发展，主动芯片得到了前所未有的快速发展，作为被动元件的铝电解电容器相应朝着薄型化、小型化、大容量、低等效串联电阻(ESR)、、良好频率特性、低漏电流及高可靠性等方向发展。传统的液态铝电解电容器尤其无法满足薄型化和小型化的要求，因此，固态铝电解电容器、固态钽电容器等作为薄型化和小型化的解决方案近年来也得到了快速的发展。如何进一步薄型化、降低等效串联电阻、提高散热性，以提高电容器的频率特性、降低损耗、提高比容量、提高可靠性等，已成为一个迫切解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于固态电容器的制备方法，以解决上述背景技术中所述的问题。

本发明一个目的是提供一种用于固态电容器的石墨烯分散液，包括：溶质0.05wt％～2wt％、分散剂0.5wt％～5wt％、消泡剂0.1wt％～5wt％、附着力促进剂0.1wt％～5wt％、余量为溶剂；所述溶质选自石墨烯或石墨烯衍生物，所述石墨烯衍生物选自还原态石墨烯、氧化石墨烯、氟化石墨烯、氢化石墨烯、巯基化石墨烯、羧基化石墨烯中的至少一种。所述溶质优选地至少包含还原态石墨烯，均值厚度为1nm～100nm，如果厚度过大，分散液所制备的涂层太厚，不利于固态电容器的薄型化；厚度太小不易分散，材料成本高。

本发明所述溶剂包括主溶剂和辅助溶剂；所述辅助溶剂与主溶剂质量比为1:10～3:10；所述主溶剂为水；所述辅助溶剂选自乙醇、乙二醇、丙三醇、正丁醇、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、异丙醇、丙酮、甲醇中的至少一种；优选地为异丙醇。

本发明分散剂选自硬脂酸单甘油酯，三硬脂酸甘油酯、聚乙烯蜡中的至少一种；所述消泡剂为聚醚改性硅油；所述附着力促进剂选自有机硅、环氧树脂、聚氨酯、丙烯酸树脂中的至少一种；所述分散液含有添加剂，添加剂至少包含氨水，优选地添加剂包含氨水和含氟烷烃，或者氨水和含氟硅烷，所述添加剂的质量分数为0.1wt％～5wt％；以提高分散液所制备的涂层的疏水性能。优选地溶质0.1wt％～0.5wt％、分散剂1wt％～3wt％、消泡剂0.1wt％～2wt％、附着力促进剂0.1wt％～2wt％、添加剂0.1wt％～2wt％、余量为溶剂。

本发明另一个目的是提供一种用于固态电容器的石墨烯分散液的制备方法，按照以下步骤进行：

S1：将溶质加入30℃～80℃的溶剂中，搅拌或超声混合1h～12h，配制混合液A；

S2：将消泡剂、附着力促进剂、添加剂加入30℃～80℃的溶剂，搅拌或超声混合1h～12h，配制混合液B；

S3：将混合液B加入混合液A中，搅拌或超声混合1h～4h，配制石墨烯分散液。