[发明专利]一种固体电解电容器电极片及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电极片，尤其涉及一种固体电解电容器电极片以及制备方法。

背景技术

固体电容器主要分为二氧化锰、TCNQ等有机小分子和PEDOT等有机高分子固体电容器。在电解电容中，传统的铝电解电容由是以电解液作为介电材料，这种电容器摆脱不了因为物理特性而受热膨胀，出现漏液的危险现象，让铝电解电容器面临著前所未有的压力和挑战；另外，传统铝电解电容采用二氧化锰作为阴极材料，除了由于电压问题容易出现燃烧的危险之外，更因为环保问题使得未来市场大幅受限。

有机半导体TCNQ是一种氰化物，在高温时容易挥发出剧毒的氰气，因此，也就限制了TCNQ应用。高分子产品PEDOT作为阴极材料的固体电容器，其生产成本高，也就限制了PEDOT的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种安全性能好、无毒，且生产成本低的固体电解电容器电极片

本发明的技术方案如下：

一种固体电解电容器电极片，其结构为铝/三氧化二铝-钛酸钡/石墨烯-导电高分子，该固体电解电容器电极片的电导率为2500～10000s/m；其中，导电高分子包括苯胺单体、3，4-乙撑二氧噻吩单体或吡咯单体。

本发明的另一目的在于提供固体电解电容器电极片的制备方法，其步骤如下：

S1、将铝箔或铝网浸入盛有钛酸钡纳米粉体的悬浮液的容器中，然后真空氛围下于500-700℃热处理0.5-12h，得到涂覆钛酸钡的铝箔或铝网；

S2、将氧化石墨烯溶于水溶液中，随后往水溶液中加入导电高分子(如，导电高分子包括苯胺单体、3，4-乙撑二氧噻吩单体或吡咯单体)，制得电解液；其中，电解液中，氧化石墨烯的摩尔浓度为1～3mol/L；

S3、将步骤S1制得的涂覆钛酸钡的铝箔或铝网作为电极插入步骤S2制得的电解液中，并在电极上通以1～10mA的直流电流，通电时间为1～24h，得到铝/钛酸钡/氧化石墨烯-导电高分子电极片；

S4、将步骤S3制得的铝/钛酸钡/氧化石墨烯-导电高分子电极片置于真空氛围中、80～300℃下烘烤2～24h，制得铝/钛酸钡/石墨烯-导电高分子电极片；

S5、采用阳极氧化法，在步骤S4得到的铝/钛酸钡/石墨烯-导电高分子电极片上通过直流电压，通电时间为0.5～2h后，铝氧化制得三氧化二铝，得道结构为铝/三氧化二铝-钛酸钡/石墨烯-导电高分子的所述固体电解电容器电极片；其中，所述直流电压的电压值为固体电解电容器额定电压值的135～200％，即三氧化二铝的厚度大约每伏形成的电压为1.2～1.5nm。

上述制备方法中，步骤S2中，所述氧化石墨采用下述步骤制得：

S21、将质量比2∶1∶1的石墨粉、过硫酸钾、五氧化二磷加入浓硫酸中，搅拌，随后冷却、过滤，并洗涤滤物至中性，干燥，备用；

S22、将步骤S21干燥后的滤物加入0℃的浓硫酸中，随后加入高锰酸钾，搅拌；接着依次加入去离子水和质量浓度为30％的双氧水溶液，搅拌混合为混合溶液；其中，高锰酸钾的质量为石墨粉质量的3倍；

S23、过滤步骤S22的混合溶液，并用质量浓度为10％的盐酸洗涤、抽滤、干燥滤物，最后得到氧化石墨烯。

本发明提供的固体电解电容器电极片，用石墨烯取代传统的导电高分子电解质材料，石墨烯和导电高分的符合结合了石墨烯材料的高导电性能和导电高分子的柔性和自愈性能，两者复合，可以很好的提高产品的稳定性和一致性；且该电极片制备工艺简单、成本低廉、适合工业化生产。

附图说明

图1为本发明铝/三氧化二铝-钛酸钡/石墨烯-导电高分子电极片的SEM图；其中，扫面电镜型号：FESEM，Hitachi S-4300；加速电压：10-15KV；

图2为本发明铝/三氧化二铝-钛酸钡/石墨烯-导电高分子电极片的截面SEM图；其中，扫面电镜型号：FESEM，Hitachi S-4300；加速电压：10-15KV；

图3为本发明铝/三氧化二铝-钛酸钡/石墨烯-导电高分子电极片的制备工艺流程图。

具体实施方式

本发明提供的一种固体电解电容器电极片，如图1和2所示，其结构为铝/三氧化二铝-钛酸钡/石墨烯-导电高分子，该固体电解电容器电极片的电导率为2500～10000s/m；其中，导电高分子包括苯胺单体、3，4-乙撑二氧噻吩单体或吡咯单体。

本发明提供的上述固体电解电容器电极片的制备方法，其步骤如下：