[发明专利]基于电导率高的离子凝胶电解液的电容器及其制备方法

说明书

一种基于电导率高的离子凝胶电解液的电容器，包括外壳和芯包，芯包上形成有凝胶电解液，凝胶电解液包括溶液体系和溶液体系，溶液体系为在微波加热的情况下聚合得到的凝胶状高分子化合物，溶液体系为附着在溶液体系上的离子液体溶液；溶液体系包括80%‑95%的聚合单体、1‑8%的GN、1‑10%的交联剂和0.1%‑5%的光引发剂；溶液体系包括80%‑95%的离子液体、5‑20%的溶质以及0.5%‑3%的添加剂。本发明的电容器内阻小、保湿性好，寿命长，能够保持芯包结构稳定（与铝箔贴合紧密，层与层贴合紧密）、电气特性稳定。

技术领域

本发明涉及一种电容器，尤其涉及一种基于电导率高的离子凝胶电解液的电容器及制备方法。

背景技术

铝电解电容器由正负极铝箔铆接导针与电解纸卷绕成芯包，含浸电解液后，通过铝壳与胶塞密封形成，但是传统的铝电解电容器具有以下的缺点：1，卷绕而成的芯包，最后由胶带缠绕，电容器层与层之间存在空隙。2，电解液里一般存在0.5%~50%左右的水分，水分的存在能提高电解液的电导率，使得电容器有较小的esr值。但电容器高温寿命试验过程中，电解液挥发（包括水分）是导致产品失效的主要因素。3、传统的电解液的电导率偏低直接影响到电容器的内阻。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种内阻小、保湿性好，寿命长，能够保持芯包结构稳定（与铝箔贴合紧密，层与层贴合紧密）、电气特性稳定的基于电导率高的离子凝胶电解液的电容器及制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：一种基于电导率高的离子凝胶电解液的电容器，包括外壳和芯包，所述芯包上形成有凝胶电解液，所述凝胶电解液包括溶液体系和溶液体系，所述溶液体系和溶液体系的体积比例为1:4-10:1，所述溶液体系为在UV光照射的情况下聚合得到的凝胶状高分子化合物，所述溶液体系为附着在溶液体系上的离子液体溶液；所述溶液体系包括80%-95%的聚合单体、1-8%的GN、1-10%的交联剂和0.1%-5%的光引发剂；所述溶液体系包括80%-95%的离子液体、5-20%的溶质以及0.5%-3%的添加剂，所述离子液体包括1-丁基吡啶四氟硼酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、丁基吡咯烷双三氟甲磺酰亚胺盐、1-乙基-3-甲基咪唑鎓乙基硫酸乙酯、N-甲基-丙基哌啶双三氟甲磺酰亚胺盐和BMIPF¬6中的一种或几种。

上述的基于电导率高的离子凝胶电解液的电容器，优选的，所述溶质包括丁二酸、戊二酸、己二酸、己二酸铵、辛二酸铵、壬二酸铵、癸二酸铵、1,7-癸二酸铵、异癸二酸铵、烷基癸二酸铵、十二双酸铵、2-己基己二酸、硼酸、聚乙烯醇、聚乙二醇、磷酸丁酯、磷酸单丁酯、五硼酸铵、苯二酸、对苯二酸、柠檬酸的一种或多种。

通过阳极氧化过程在阳极上产生三氧化二铝介质膜，从而达到修复阳极的作用，阳极反应如下：

式中R^n-为电解液中电解质n价的含氧酸根负离子。

上述的基于电导率高的离子凝胶电解液的电容器，优选的，所述添加剂包括对硝基苯酚、邻硝基苯酚、间二硝基苯、对硝基苯甲醚或对硝基苯甲醇、次亚磷酸铵的一种或多种。

对硝基苯酚、邻硝基苯酚、间二硝基苯、对硝基苯甲醚和对硝基苯甲醇属于消氢剂，目的在于吸收电容器工作时内部化学反应产生的气体（氢气和水蒸气），降低电容器内部压力、避免其底凸、开阀，消氢剂主要成分是含硝基、芳香环类基团的化合物，可以有效吸收电解液中多余的H⁺，其化学反应过程如下所示：