[发明专利]一种耐压高强度电容器材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种耐压高强度电容器材料的制备方法，属于电子材料制备技术领域。本发明以竹片、木屑、铁粉等为原料制得反应固体，再将反应固体高温热处理并与氮化硅、硝酸锌等物料混合制得预制产物，最后将预制产物与甘油三醋酸酯、十二烷基苯磺酸钠等物质混合，热压，煅烧即得耐压高强度电容器材料，本发明从竹片、木屑中提取出竹纤维、木质素等有机成分，竹纤维表面生成羟基、羧基等官能团，提高电容器材料微观结构的力学强度，本发明中铝单质颗粒成分生成氧化铝，各氧化铝之间吸附形成氧化铝膜层包覆碳纤维，使电容器材料的化学稳定性得到提高，同时氧化铝的导电性能差，还能提高电容器材料的介电常数，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种耐压高强度电容器材料的制备方法，属于电子材料制备技术领域。

背景技术

当今随着人类社会的飞速发展和能源需求的持续增长，导致传统化石能源急剧减少、全球生态环境日益恶化。大力发展清洁的、可再生的能源已经是迫在眉睫。超级电容器作为一种清洁能源，由于其高功率密度、快速充放电及长循环寿命等优点，受到科研界和产业界的密切关注。

超级电容器是一种性能介于物理电容器和二次电池之间的新型储能器件，具有比普通电容器更高的比电容和能量密度，而且同时具有比电池更高的功率密度。主要依靠电极表面的电化学反应或双电层储存电荷，具有充放电迅速、使用寿命长、稳定性好、工作温度宽、电路简单、安全可靠、绿色环保等优点，可广泛应用于汽车工业、航空航天、国防科技、信息技术、电子工业等多个领域，具有广阔的应用前景。

电极材料作为决定超级电容器性能的决定性因素，它决定着超级电容器的主要性能指标。理想的电极材料应该具有较高的比电容、高倍率性能和循环稳定性。超级电容器根据电极材料的不同可分为碳电极电容器、金属氧化物基电容器和导电聚合物基电容器；根据储能机理的不同可分为双电层电容器和法拉第（赝）电容电容器。法拉第电容器是基于电极界面上发生可逆、快速的氧化还原反应来储存能量。双电层电容器是基于电极和电解质之间形成的界面双电层电容来储存能量。

碳材料是最早用作超级电容器活性物质的材料，也是目前使用最多的电极材料。其中，活性炭由于其比表面积大、容易制备、价格低等特点，依然是制备超级电容器电极材料的首选材料，但是其比容量和能量密度相对比较低。以金属氧化物或导电聚合物为电极材料的赝电容电容器，不仅能在电解液与电极界面形成双电层，而且在电极材料表面发生氧化还原反应，因此，后者比前者具有更大的比电容。过渡金属氧化物和导电聚合物虽然都体现出较高的比电容和高能量密度，但它们的功率密度却差强人意，且在高充放电倍率下的能量密度较低。

现有技术中的电容器材料往往存在介电常数较小，不能满足电子线路小型化的需求，且耐压值不够高，结构不稳定，介质损耗较高，在生产、使用以及报废过程中会对人体和环境造成一定的危害。中国专利公开号CN106554201A公开一种无铅高压陶瓷电容器材料，由以下成分制成：钛酸钡、二氧化钛、碳酸钙、二氧化锆、二氧化硅、改性添加料。配方中不含铅元素及稀有金属元素，绿色环保，成本低，通过添加了改性添加料极大的改善陶瓷材料的性能，大大提高了陶瓷材料的介电常数与耐压值，并能达到较小的温度变化率，使电容器在工作工程性能更加稳定，但是该产品是采用固相合成法，最终产品的均匀性不好，进而影响产品的性能。

因此，提供一种不含有毒物质、不会对环境造成污染，且介电常数高、耐压值高的电容器材料及其制备方法，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对目前现有的电容器材料的介电常数低，适用范围有限，并且耐压值不足，结构不稳定的缺陷，提供了一种耐压高强度电容器材料的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

耐压高强度电容器材料的具体制备步骤为：