[发明专利]一种高介电常数的塑料薄膜及其制造方法

说明书

本发明提供了一种高介电常数的塑料薄膜，其特征在于：它包括有机塑料、氧化钽及氧化铌；氧化钽、氧化铌均匀分布于有机塑料中；氧化钽与氧化铌的体积比含量占有机塑料、氧化钽及氧化铌的总体积的10％‑70％；氧化铌的体积比含量占氧化钽与氧化铌总体积的10％‑90％。本发明解决现有高介电常数的塑料薄膜的基础上如何进一步提高塑料薄膜的介电常数，同时又能减小由塑料薄膜制成电容器体积和重量的问题。

技术领域

本发明涉及电容器用塑料薄膜技术领域，尤其涉及一种高介电常数的塑 料薄膜及其制造方法。

背景技术

目前所用电容器主要为有机薄膜电容器、电解电容器、陶瓷电容器三 大类电容器。有机薄膜电容器具有温度范围宽、耐压高、介质损耗小、性能 稳定、寿命长、可靠性高等优点，但产品体积大。电解电容器具有体积小、 容量大、成本低的特点，但产品耐压低、损耗大、寿命短。陶瓷电容器体积 小、绝缘性好，但容量比较小、损耗大，稳定性差。随着社会发展，对电容 器产品的可靠性、稳定性及产品体积要求越来越高。特别是随着新能源汽车 的快速发展，对电容器要求进一步提升，要求大容量、产品性能稳定可靠， 且要减小产品体积及重量。目前适合新能源汽车的电容器均采用有机薄膜电 容器，虽然性能满足要求，但存在产品体积大，重量重的缺点。

目前性能稳定、较常用的电容器介质材料为聚丙烯薄膜。聚丙烯性能 稳定，吸水率低(0.01％)，结晶性高，结构规整，具有优良的力学性能，且 具有良好的耐热性、化学稳定性、电性能、耐候性等优良性能，是目前广泛 应用的电容器介质材料。用于电容器的聚丙烯薄膜的介电强度高达400V/μm 以上，且介质损耗因数较小，只有0.0002,非常适合制作电容器。但由于聚丙 烯塑料介电常数较小，介电常数只有2.2，制作的电容器体积较大。而电容器 行业中的钽电解电容器介质为氧化钽，氧化钽膜的化学性能稳定，损耗因数 较氧化铝小，而且温度稳定性良好，其介电常数比氧化铝大，通常为28,因而 产品体积很小，且电性性能稳定。但因其介电强度较小，只能制作直流低压 电容器(通常只有十伏左右)。要制作高压钽电解电容器只能通过内部串联 形式，但这样则造成产品容量减小，体积增大，即使这样产品的电压也只能 达到300Vdc左右，严重限制了产品的电压使用范围。

本公司曾发明并申请了一种高介电常数的塑料薄膜及其制造方法发明 专利，专利申请号为201910395940.8，该专利产品由氧化钽均匀分布于有机 塑中组成，产品具有介电常数高、性能安全可靠、体积小等优点。但由于氧 化钽的密度较大(约为8.53g/cm³),是聚丙烯密度(约为0.91g/cm³)的9.37 倍，由氧化钽、聚丙烯组成的材料的密度相对也较大，虽然由其制成的电容 器产品的总体重量有所减小，但总体而言产品在重量方面的优势并不十分突 出。

因此，在本公司申请的一种高介电常数的塑料薄膜及其制造方法发明 专利(专利申请号为201910395940.8)基础上，如何进一步提高塑料薄膜的 介电常数，同时又能减小由塑料薄膜制成电容器体积和重量，成为目前急需 解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高介电常数的塑料薄膜及其制造方法，主要 解决上述现有技术中存在的问题一：如何进一步提高塑料薄膜的介电常数的 问题；问题二，如何利用这种高介电常数的塑料薄膜制作电容器，在得到塑 料薄膜电容器的可靠性能时，可大大减小有机薄膜电容器的体积及重量的问 题，而提供的一种高介电常数的塑料薄膜及其制造方法。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种高介电常数的塑 料薄膜，其特征在于：它包括有机塑料、氧化钽及氧化铌；氧化钽、氧化铌 均匀分布于有机塑料中；氧化钽与氧化铌的体积比含量占有机塑料、氧化钽 及氧化铌的总体积的10％-70％；氧化铌的体积比含量占氧化钽与氧化铌总体 积的10％-90％。

进一步，所述氧化钽、氧化铌以纳米级状态均匀分布于有机塑料中。

进一步，所述的有机塑料为聚丙烯或聚乙烯或聚四氟乙烯或聚苯乙烯或 聚酯或聚碳酸酯。