[发明专利]一种基于3D打印技术的铝电解电容器阳极箔的制备方法

说明书

一种基于3D打印技术的铝电解电容器阳极箔的制备方法，包括以下步骤：1)铝粉的预处理，将小分子酸按照1:10‑1:20的重量比例溶解在乙醇溶液中，将铝粉倒入到溶液中，超声搅拌30分钟以上；得到铝粉粒子；2)配置浆料；3)将步骤2)得到的浆料采用电场驱动微尺度3D打印技术喷射印刷到铝箔基体上；4)将步骤3)印刷有浆料的铝箔基体放入到烧结炉内，烧结成阳极箔。在本发明中制备的铝粉或者铝合金浆料的固含量能够达到75％，具有良好的分散性和电性能；同时本发明中利用电场驱动(EFD，Electric‑Field Driven)微尺度3D打印技术实现高粘度、高固含量铝粉浆料稳定连续打印。

技术领域

本发明涉及一种铝电解电容器的阳极箔的制备方法，尤其涉及一种电场驱动(EFD，Electric-Field Driven)微尺度3D打印技术的铝电解电容器阳极箔的制备方法。

背景技术

目前在中国大陆地区铝电解电容器大多是用的腐蚀箔，但是腐蚀箔在中高压铝电解电容器的应用很难使得电容器具有高容量。在日本和中国台湾地区一般中高压铝电解电容器采用的是烧结箔，也就是将铝粉或者铝合金粉烧结在铝箔基体上，例如专利：“2008801287834，用于铝电解电容器的电极材料和制造该电极材料的方法”，公开的电极材料和方法。目前国内烧结铝的应用还只能够算是起步。

目前传统的方法是将铝粉或者铝合金粉分散到有机溶剂中，目前传统非挥发性有机溶剂如NMP等，其在浆料固化和烧结后仍会有残留，影响导电性能，导致电阻偏高，但如果使用挥发性强的溶剂，制备的浆料却难以长期保存，传统的铝粉浆料在较长时间放置时容易聚沉、氧化，而稳定性是决定其应用价值的重要指标。并且对于一些要求高性能的应用，就需要高固含量和导电性能强的浆料进行高精度的涂敷。但是高粘度导致的容易结块等问题，使得现有涂敷（印刷）技术无法实现高粘度、高固含量铝粉浆料稳定连续涂敷。

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，提供一种固含量能够达到75%的铝粉或者铝合金粉浆料，并且提供一种利用这种浆料制备铝电解电容器阳极箔的方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：一种基于3D打印技术的铝电解电容器阳极箔的制备方法，包括以下步骤：

1）铝粉的预处理，将含有2个以上羧基小分子酸按照1:10-1:20的重量比例溶解在乙醇溶液中，将预先准备好的铝粉或者铝合金粉倒入到溶液中，超声搅拌30分钟以上；离心处理得到预处理后的铝粉或者铝合金粉粒子；铝粉或者铝合金粉与含有2个以上羧基小分子酸的重量比为1：0.5-1:2；

2）浆料的配置：将添加剂按照0.2-0.3的重量比添加到溶剂中超声搅拌混合均匀，得到混合溶液；整个过程中在45-55℃的温度下恒温水浴；添加剂包括粘结剂、增塑剂、均化剂、分散剂和偶联剂；

将环氧树脂缓慢加入到步骤得到的混合溶液中，得到有机载体，所述环氧树脂与步骤的混合溶液的重量比为5:4-4:5；

将步骤1）中经过预处理的铝粉或者铝合金粉缓慢添加到有机载体中，超声搅拌100-150分钟，得到浆料；铝粉与有机载体的重量比为1.8-2.4；

3）将步骤2）得到的浆料采用电场驱动微尺度3D打印技术喷射印刷到铝箔基体上，厚度为20-1000μm，最好是40-500μm；驱动电压在600-1400伏之间，气压在100-140千帕之间，印刷喷嘴到铝箔基体上的距离为0.13-0.17mm，印刷速度为20mm/s-60 mm/s；

4）将步骤3）印刷有浆料的铝箔基体放入到烧结炉内，烧结成阳极箔。

上述的基于3D打印技术的铝电解电容器阳极箔的制备方法，优选的，所述溶剂包括α-松油醇、无水乙醇和聚乙二醇的一种或者多种。

上述的基于3D打印技术的铝电解电容器阳极箔的制备方法，优选的，所述粘结剂包括非离子型纤维素醚类、聚醚类和聚氧乙烯醚类中的一种或者多种；