[发明专利]一种超级电解电容器纸

说明书

技术领域

本发明涉及一种电解电容器纸，特别涉及一种超级电解电容器纸。

背景技术

电解电容器是电子工程中极为重要的基础电子元件之一。它在电子电路中除了有滤波、耦合和旁路作用外，还在特殊电路如校正电路、电源电路和交流电动机起动电路起到特殊作用。广泛应用于军工、民用通讯设备、视听系统、控制电器及电子仪表等领域。电解电容器纸是电解电容器中吸附电解液的衬垫材料，它的性能直接影响电解电容器的质量。

随着电子科技的高速发展，电解电容器朝着小型化、高品质化、高可靠性和长寿命方向迅速发展。相应对电解电容器纸提出更高的要求，新品高级电解电容器的开发往往依赖新型电解电容器纸的开发。超级电解电容器(Supercapacitor)，是近年随着材料科学的突破而出现的新型功率型电子元器件。它填补了普通电容器与电池之间的比能量与比功率空白，具有高至数千法拉的电容量，瞬间放电电流可达数千安培，简言之，它同进具有电池的电容量和电容器的快速充放电性能，同时还具有安全可靠、适用范围宽的特点，是改善和解决电能动力性能应用的突破性元器件，而且不会像化学电池或蓄电池那样对环境造成污染。超级电容器在汽车(特别是电动汽车、混合燃料汽车和特殊载重车辆)、电力、铁路、通讯、国防工业(特别是导弹发射和通讯)、消费性电子产品等方面有着巨大的应用价值和市场潜力，被世界各国所广泛关注。由于超级电解电容器具有超大容量的特性，许多发达国家都将它用于军事装备，如美国首先将该电容器用于重型卡车、装甲运兵车和坦克上，确保了所用车辆在低温情况下的快速、安全启动。而其中的超级电解电容器纸是该超级电解电容器的核心原材料之一。

由于超级电容器的正极材料是碾细的活性炭材料，其粒径最小的只有2μm，也就是说作为隔离材料的纸最大孔径应在2μm以下，防止炭粒通过，到达负极后引起漏电，大师的炭粒通过后就短路了。所以对纸的要求是最大孔径小，孔隙率高。

中国发明专利(专利申请号为：200310109194.0)公布了一种低紧度高强度电解电容器纸，由于使用的纤维原料最细的是剑麻，其宽度在14-15μm，由其制作的电解电容器纸用在超级电容器上，最大的特点是漏电流大，电容器的储能性能不好。

发明内容

本发明的目的是解决上述背景技术中的缺陷，提供一种满足超级电容器使用的超级电解纸，其纸紧度低、强度好，孔径小而均匀，适合用在超级电容器上。紧度低使其损耗低，不会增大超级电容器的内阻，强度好使其适合超级电容器的加工，孔径小就会使超级电容器的漏电流小，使之适合储能。

为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种超级电解电容器纸，该超级电解电容器纸由菠萝麻纤维和天丝纤维抄纸构成，按重量百分比计菠萝麻纤维为10～80％，天丝纤维为20～90％。菠萝麻纤维高于80％，纸页的孔隙率小，纸的损耗太大，不能满足超级电容器的要求，低于10％，纸页的强度不好，难以满足超级电容器装配过程的强度要求。

作为优选，根据权利要求1所述的一种超级电解电容器纸，其特征在于：按重量百分比计菠萝麻纤维为30～70％，天丝纤维为30～70％。再优选，按重量百分比计菠萝麻纤维为40～60％，天丝纤维为40～60％。

本发明的超级电解电容器纸由菠萝麻纤维和天丝纤维共同组成，纸页可以是单层，也可以是多层。其中菠萝麻浆的打浆度是18～88°SR，天丝的浆度可在15～86°SR之间。浆度高，纸页的强度就好，同时纤维分丝充分，纸页的孔径小，漏电流就小，但损耗会高。浆度低，损耗就低，但同时纸的强度会降低，漏电流会增加。再优选，菠萝麻浆的打浆度为25～65°SR，天丝纤维的浆度为55～85°SR。

由于纸页的厚度由超级电容器的体积决定，所以其厚度范围应在30-60μm，由于对纸的强度和孔隙率的平衡，其纸的紧度在0.20-0.50g/cm³。

本发明由于采用了上述的技术方案，上述的组分中菠萝麻浆是自然界中直径最小的造纸原料，其直径最粗处在4μm，绝大部分的直径在2μm左右，作为一种麻浆其长度较长，一般在3mm左右，这样的纤维成纸强度是很高的，而且由于纤维细，成纸孔径小，满足超级电容器对漏电流的严格要求。而天丝是一种新型环保粘胶纤维，其生产过程不排放碱液，对环境没有污染。在造纸中天丝最大的优点是可以分丝帚化，而且其分出的细小纤维均呈圆形，与植物纤维的扁平丝有着极大的区别，用这样的纤维原料制作低紧度的纸是非常合适的，而且由于分的丝非常细，最小的在1～2μm，做成的纸页其孔径小，满足超级电容器对隔离材料的要求。