一種高比容低壓鋁電解電容器及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高比容低壓鋁電解電容器及其制備方法。即采用氧化鈦納米管陣列膜作為陰極，替代傳統(tǒng)鋁電解電容器的腐蝕鋁箔陰極，并采用傳統(tǒng)鋁電解電容器類似的生產(chǎn)工藝、工作電解液和老化工藝，制備電容器。由于氧化鈦陰極強(qiáng)度大、厚度薄、比容高，在電容器體積相同的情況下，可以增加陽極鋁箔的面積，從而提高電容器的比容。這種方法可以提高低壓鋁電解電容器比容達(dá)50%以上；而且氧化鈦陰極是在鈦箔基體上通過陽極氧化直接形成的，與鈦基體的結(jié)合力強(qiáng)，不會有氧化鈦膜從基體上脫落的問題。
【專利說明】—種高比容低壓鋁電解電容器及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電化學(xué)儲能器件領(lǐng)域，涉及鋁電解電容器制備，特別涉及一種高比容低壓鋁電解電容器及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鋁電解電容器由于價格低廉、比容量高而在各種電子設(shè)備中廣泛應(yīng)用，是近二十年來發(fā)展速度最快和最重要的電子元件之一。這種電容器一般是由陽極鋁箔、電解紙、陰極鋁箔、電解紙等4層重迭卷繞而成。當(dāng)卷繞得到的電容器芯子含浸電解液后，用鋁殼和膠塞密封起來就構(gòu)成一個電解電容器。芯子中的電解紙則是起吸附工作電解液和襯墊隔離的作用。鋁電解電容器的結(jié)構(gòu)決定了其電容(C)實際上由陽極鋁箔電容(Ca)和陰極鋁箔電容(Cc)串聯(lián)而成，亦即鋁電解電容器的電容量由下式?jīng)Q定:
[0003]
【權(quán)利要求】
1.一種高比容低壓鋁電解電容器，其特征在于所述電容器陰極為鈦箔，其上設(shè)置氧化鈦納米管陣列膜，所述陽極為高比容低壓賦能鋁箔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高比容低壓鋁電解電容器，其特征在于所述電容器按以下方法制備: 步驟1.對鈦箔進(jìn)行化學(xué)拋光以去除表面天然氧化膜，然后在去離子水中超聲清洗拋光后的鈦箔； 步驟2.以拋光后的鈦箔為工作電極，碳棒為對電極的兩電極體系中進(jìn)行陽極氧化，電解液是0.5wt%NH4F和2vol%H20的乙二醇溶液； 步驟3.采用二次陽極氧化法制備高度有序的氧化鈦納米管陣列:一次氧化在20°C恒壓60V下氧化5-10min，然后超聲15min去除一次氧化膜，而后用去離子水清洗干凈；再于同樣條件下二次氧化5-10min;最后，對得到的氧化鈦納米管膜進(jìn)行退火處理，采用2V.HiirT1的升溫速率升至500°C，保溫5h后自然冷卻，即得氧化鈦陰極； 步驟4.將上述氧化鈦陰極與賦能陽極鋁箔組合制備高比容低壓鋁電解電容器。
3.—種高比容低壓鋁電解電容器的制備方法，其特征在于通過恒壓陽極氧化法在鈦箔上制備氧化鈦納米管陣列膜，以此作為電解電容器陰極，以高比容低壓賦能鋁箔作為陽極，包括以下步驟: 步驟1.對鈦箔進(jìn)行化學(xué)拋光以去除表面天然氧化膜，然后在去離子水中超聲清洗拋光后的鈦箔； 步驟2.以拋光后的鈦箔為工作電極，碳棒為對電極的兩電極體系中進(jìn)行陽極氧化，電解液是0.5wt%NH4F和2vol%H20的乙二醇溶液； 步驟3.采用二次陽極氧化法制備高度有序的氧化鈦納米管陣列:一次氧化在20°C恒壓60V下氧化5-10min，然后超聲15min去除一次氧化膜，而后用去離子水清洗干凈；再于同樣條件下二次氧化5-10min;最后，對得到的氧化鈦納米管膜進(jìn)行退火處理，采用2V.HiirT1的升溫速率升至500°C，保溫5h后自然冷卻，即得氧化鈦陰極； 步驟4.將上述氧化鈦陰極與賦能陽極鋁箔組合制備高比容低壓鋁電解電容器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高比容低壓鋁電解電容器的制備方法，其特征在于第一步中所述的化學(xué)拋光時間為60s ;所述的拋光液組成為HF:HN03:H20=1: l:2(v)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高比容低壓鋁電解電容器的制備方法，其特征在于第四步中所述的陽極鋁箔的比容為大于90 μ F/cm2 ;所述的低壓為6.3-16V。
【文檔編號】H01G9/042GK103680978SQ201310710685
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月20日
【發(fā)明者】宋曄, 呂惠玲, 曹劉, 朱緒飛 申請人:南京理工大學(xué)