[发明专利]包含液体电解质的电解电容

说明书

背景技术

电解电容由于其较高的有效体积、稳定性以及加工稳定性而在电路设计中逐渐被大量使用。电解电容相对与其他电容器，具备每单位体积更大的电容，从而在相对高电流和低频率的电路中显得更有价值。一种已被开发的电容为湿电解电容，包括阳极、阴极集流器(如铝罐)以及液体电解质。液体电解质由于其能够达到较高的离子电导率而较为有利。例如，通常要求分离器材料(如织物或纸)能够在阳极和阴极之间保持液体电解质，且在电极之间保持恒定的距离。这对于高电压和高稳定性电容来说特别重要。然而，虽然液体电解质本身具有相对较高的离子电导率，液体电解质与分离器材料的组合具有较高的电阻。增加了分离器可能导致电容能量密度的降低。进一步，液体电解质通常易于从电容中泄露，导致不同的问题，包括电器安装的困难。

因此，需要一种改进的电解电容，其包含液体电解质。

发明内容

根据本发明的一个实施例，公开了一种电解电容，包括包含阳极氧化的多孔主体的阳极；包含金属基底的阴极；以及位于阴极和阳极之间的液体电解质。所述电解质包含碱金属盐、离子导电聚合物以及有机溶剂。所述液体电解质的粘度约10-约400泊(Poise)，所述粘度在25℃，剪切速率为1s^-1下确定的。

根据本发明的另一个实施例，公开了一种电解电容，包括阳极、阴极和位于阴极和阳极之间的液体电解质。所述阳极包括阳极氧化的多孔主体，所述多孔主体包含钽、铌或其导电氧化物。阴极包括金属基底。进一步，所述电解质包含锂盐、离子导电聚合物和有机溶剂，其中，所述有机溶剂由约50wt％-约99wt％的电解质组成。

本发明的其他特征和方面将在下述内容中详细记载。

附图说明

本发明完整和可行的公开，包括其最佳的实施方式，在说明书的以下内容中公开，并参照附图，其中：

图1为根据本发明的电容器的一个实施例的横截面图；

图2-4为实施例1-3中不同剪切速率下形成的电解质的粘度的图示；

图5为实施例6中记载的电容测试电池的对1kΩ放电曲线；

图6为实施例6中记载的电容测试电池的对50Ω放电曲线；

图7为实施例12中记载的电容测试电池的对1kΩ放电曲线；

图8为实施例12中记载的电容测试电池的对50Ω放电曲线；

图9为实施例13中记载的电容测试电池的对1kΩ放电曲线；

图10为实施例13中记载的电容测试电池的对50Ω放电曲线；

图11为实施例13中记载的电容测试电池的对10kΩ放电曲线；

图12为电容器测试电池使用实施例14记载的电容器而得到的10mA的充电电流下的充电曲线；

图13为实施例14中记载的电容测试电池的对100Ω放电曲线；

图14为电容器测试电池使用实施例15记载的电容器而得到的10mA的充电电流下的充电曲线；

图15为实施例15中记载的电容测试电池的对100Ω放电曲线；

图16为电容器测试电池使用实施例16记载的电容器而得到的10mA的充电电流下的充电曲线；

图17为实施例16中记载的电容测试电池的对100Ω放电曲线。

在本说明书和附图中重复使用的附图标记表示本发明中相同或类似的特征或原件。

发明详述

本领域的技术人员应理解，本说明书的内容是作为示例，并不能限制本发明更广的范围，而所述更广的范围以实施例作为示例。

通常，本发明涉及电解电容，所述电容包括阳极氧化的多孔阳极，阴极以及包含碱金属盐和离子导电聚合物的电解质。所述碱金属盐与离子导电聚合物形成络合物，从而提高其离子电导率，特别是在高温下的离子电导率。所述电解质还含有有机溶剂，以降低电解质的粘度，并降低在电解质中对金属离子传导的电势屏障，从而提高传导率。通过选择性地控制这些组分的相对量，本发明的发明人发现，能够形成粘性液体形态的高离子传导的电解质。所述电解质的液体性质使其能够更易通过毛细作用进入阳极的微孔，并提高比电容。进一步，虽然是液体，但其粘性可能阻碍其泄露的可能性。