[发明专利]一种具备自我修复功能的固态铝电解电容器及其制备方法

说明书

一种具备自我修复功能的固态铝电解电容器，包括外壳和芯包，芯包密封设置在外壳内，芯包包括阳极箔、阴极箔、电解纸，阳极箔、电解纸和阴极箔依次层叠并且卷绕成芯包，电解纸碳化后在阳极箔和阴极箔之间形成有一层固态导电聚合物层，固态导电聚合物层上形成有凝胶状的修复体，修复体包括凝胶网架和修复电解液，修复液附着在凝胶网架上。在本发明中，固态电解质能够为电容器提供高电导率，而由于固态电解质在阳极箔和阴极箔之间是一种相对“松散”的状态，在这种松散的状态中形成凝胶状态的修复体，在修复体中含有少量的阳极箔表面氧化膜的修复液，使得固态铝电解电容器也具备一定的自我修复能力，从而提高产品的性能。

技术领域

本发明涉及一种固态铝电解电容器，尤其涉及一种具备自我修复功能的固态铝电解电容器及其制备方法。

背景技术

现有固态铝电解电容器具备电导率高、低ESR等优良性能，但同时固态电容器本身耐电压能力有限，基本上没有自我修复能力，内部结构也极其容易因机械运动跌落、碰撞等发生损坏，从而影响产品的电气性能。

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，提供一种具备自我修复功能的固态铝电解电容器及其制备方法，这种电容器在固态电解质上形成有凝胶态的修复体，在修复体上附着有阳极氧化膜的修复液，从而使得固态铝电解电容器也具备一定的自我修复能力，从而提供产品的性能。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：一种具备自我修复功能的固态铝电解电容器，包括外壳和芯包，所述芯包密封设置在外壳内，所述芯包包括阳极箔、阴极箔、电解纸，所述阳极箔、电解纸和阴极箔依次层叠并且卷绕成芯包，所述电解纸碳化后在阳极箔和阴极箔之间形成有一层固态导电聚合物层，所述固态导电聚合物层上形成有凝胶状的修复体，所述修复体包括凝胶网架和修复电解液，所述修复液附着在凝胶网架上；所述修复液包括对甲苯黄酸铁、过硫酸铵、过硫酸钠、硫酸铵、氯化铁中的一种或多种。

在本发明中，固态电解质能够为电容器提供高电导率，而由于固态电解质在阳极箔和阴极箔之间是一种相对“松散”的状态，在这种松散的状态中形成凝胶状态的修复体，在修复体中含有少量的阳极箔表面氧化膜的修复液，使得固态铝电解电容器也具备一定的自我修复能力，从而提高产品的性能。

本发明中，所述凝胶网架是由聚合单体、PVA、交联剂以及热引发剂发生聚合反应而形成的，所述聚合单体包括丙烯酸、聚丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸异丁酯和甲基丙烯酸乙酯的一种或多种；所述交联剂包括甲基丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸-2-羟基乙酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸-2-羟基丙酯和甲基丙烯酸甲酯的一种或多种；所述热引发剂包括过氧化氢、过硫酸盐和氢过氧化物的一种或多种。

在本发明中，PVA分子主链为碳链，每一个重复单元上含有一个经基，由于羟基尺寸小，极性强，容易形成氢键，其化学性质稳定，具有足够的热稳定性、高度的亲水性和水溶性，同时它还具有良好的成膜性和粘接力。在PVA和PAA（可开环进行聚合的丙烯酸及其衍生物）大分子之间发生-COOH与-OH之间酯化反应形成交联，同时PVA与修复液中的水分子形成氢键，水分不易挥发。聚合后的PVA与PAA的交联结构如下：

本发明中，所述修复体内还含有消氢剂，所述消氢剂包括对硝基苯酚、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。

一种具备自我修复功能的固态铝电解电容器的制备方法，包括以下步骤1）将正极引线和负极引线通过铆接的方式分别连接在阳极箔和阴极箔上；

2）在铆接有正极引线的阳极箔和铆接有负极引线的阴极箔之间垫一层电解纸；并在卷绕机上卷绕成芯包；