一種金屬聚合物、生產(chǎn)方法及在電容器素子上的形成方法
【專利摘要】一種金屬聚合物，金屬以微米粉末或者納米粉末的形式復(fù)合在導(dǎo)電聚合物中，其中金屬包括銀、鈷、銅、鐵、鎳、鉍、錫中的一種或者多種；導(dǎo)電聚合物包括乙炔、苯胺、吡咯、噻吩及其衍生物經(jīng)聚合后生成的具有導(dǎo)電性質(zhì)的聚合物。本發(fā)明的金屬聚合物應(yīng)用到固態(tài)電容器能有效降低電容的ESR，提高耐紋波電流能力。
【專利說(shuō)明】
一種金屬聚合物、生產(chǎn)方法及在電容器素子上的形成方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種電容器素子上面的金屬聚合物，尤其涉及一種金屬聚合物、生產(chǎn) 方法及在電容器素子上的形成方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 為了解決化石能源日趨短缺帶來(lái)的能源危機(jī)和化石能源過(guò)度使用造成的環(huán)境污 染，新型能源裝置研究引起廣泛關(guān)注。與燃料電池、鋰離子電池、化學(xué)二次電池相比，超級(jí)電 容器功率密度非常高、循環(huán)壽命長(zhǎng)，并具有充放電速度快、效率高、對(duì)環(huán)境無(wú)污染、使用溫度 范圍寬、安全性高等特點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種應(yīng)用于固態(tài)電容能有 效降低電容器的ESR，并且提高耐紋波電流能力的金屬聚合物、生產(chǎn)方法及在電容器素子上 的形成方法。
[0004] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為：一種金屬聚合物，其特征在于： 金屬以微米粉末或者納米粉末的形式復(fù)合在導(dǎo)電聚合物中，其中金屬包括銀、鈷、銅、鐵、 鎳、鉍、錫中的一種或者多種；導(dǎo)電聚合物包括乙炔、苯胺、吡咯、噻吩及其衍生物經(jīng)聚合后 生成的具有導(dǎo)電性質(zhì)的聚合物。
[0005] 上述的金屬聚合物的生產(chǎn)方法，包括以下步驟：1)金屬粉末的前處理，將微米級(jí)或 者納米級(jí)的金屬粉末在含有聚硅氧烷的稀溶液中進(jìn)行前處理，聚硅氧烷的濃度為〇.lwt%~ 20wt%，前處理過(guò)程在常溫常壓下進(jìn)行； 2) 將步驟1)中的金屬粉末烘干； 3) 將步驟2)中的金屬粉末在常溫常壓下分散于含有導(dǎo)電聚合物單體的溶液中，單體溶 液的溶度為1~40wt%，形成含有微米或納米金屬顆粒和聚合單體的懸浮液，在攪拌狀態(tài)下 逐漸將含有氧化劑為芳香族類磺酸鐵的溶液加入至單體懸浮液中，以金屬顆粒為核發(fā)生聚 合反應(yīng)，形成聚合物包覆金屬顆粒的金屬聚合物。
[0006] 1)將電容器素子浸入含有金屬粉末和導(dǎo)電聚合物單體的懸浮液中；2)將含浸后的 電容器素子在室溫~60 °C溫度條件下干燥;3)將干燥后的電容器素子進(jìn)行氧化劑含浸，氧 化劑為芳香族類磺酸鐵，氧化劑溶液濃度10~70wt%;4)對(duì)含浸氧化劑后的電容器素子進(jìn)行 進(jìn)行聚合反應(yīng)，加熱反應(yīng)的最高溫度為200°C。
[0007] 上述的金屬聚合物在電容器素子上的形成方法，其特征在于：步驟1)中采用重復(fù) 含浸的方式，重復(fù)含浸的工藝為:將含浸單體后電容器素子干燥后，在室溫~60 °C溫度條件 下干燥30~90min后，將電容器素子進(jìn)行再次含浸，并且不超過(guò)3次； 上述的金屬聚合物在電容器素子上的形成方法，優(yōu)選的，步驟1)中采用真空加壓含浸 的方式，加壓含浸的壓力大小范圍為0.01~IMPa; 上述的金屬聚合物在電容器素子上的形成方法，優(yōu)選的，步驟1)中采用真空含浸的方 式，含浸時(shí)真空度為:0.1~lxl(T4Pa。
[0008] 本發(fā)明中采用重復(fù)含浸、加壓含浸或真空含浸的方式提高多孔材料的填充率。
[0009] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:本發(fā)明的金屬聚合物能大幅提高固體電解 質(zhì)的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，應(yīng)用到固態(tài)電容器能有效降低電容的ESR，減少電容本身發(fā)熱量的同 時(shí)，改善電容的散熱性能，從而提高耐紋波電流能力。
【具體實(shí)施方式】
[0010] 為了便于理解本發(fā)明，下文將結(jié)合較佳的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作更全面、細(xì)致地描述， 但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于以下具體的實(shí)施例。
[0011] 需要特別說(shuō)明的是，當(dāng)某一元件被描述為"固定于、固接于、連接于或連通于"另一 元件上時(shí)，它可以是直接固定、固接、連接或連通在另一元件上，也可以是通過(guò)其他中間連 接件間接固定、固接、連接或連通在另一元件上。
[0012] 除非另有定義，下文中所使用的所有專業(yè)術(shù)語(yǔ)與本領(lǐng)域技術(shù)人員通常理解的含義 相同。本文中所使用的專業(yè)術(shù)語(yǔ)只是為了描述具體實(shí)施例的目的，并不是旨在限制本發(fā)明 的保護(hù)范圍。 實(shí)施例
[0013] -種金屬聚合物，金屬以微米粉末或者納米粉末的形式復(fù)合在導(dǎo)電聚合物中，其 中金屬包括銀、鈷、銅、鐵、鎳、鉍、錫中的一種或者多種;導(dǎo)電聚合物包括乙炔、苯胺、吡咯、 噻吩及其衍生物經(jīng)聚合后生成的具有導(dǎo)電性質(zhì)的聚合物。金屬含量為0.1~l〇wt%，導(dǎo)電聚 合物含量為90~99.9wt%。
[0014] 本實(shí)施例的金屬聚合物的生產(chǎn)方法，包括以下步驟:1)金屬粉末的前處理，將微米 級(jí)或者納米級(jí)的金屬粉末在含有聚硅氧烷的稀溶液中進(jìn)行前處理，聚硅氧烷的濃度為 0. lwt%~20wt%，前處理過(guò)程在常溫常壓下進(jìn)行； 2) 將步驟1)中的金屬粉末烘干； 3) 將步驟2)中的金屬粉末在常溫常壓下分散于含有導(dǎo)電聚合物單體的溶液中，單體溶 液的溶度為1~40wt%，形成含有微米或納米金屬顆粒和聚合單體的懸浮液，在攪拌狀態(tài)下 逐漸將含有氧化劑為芳香族類磺酸鐵的溶液加入至單體懸浮液中，以金屬顆粒為核發(fā)生聚 合反應(yīng)，形成聚合物包覆金屬顆粒的金屬聚合物。
[0015] 本實(shí)施例的金屬聚合物在電容器素子上的形成方法，包括以下步驟，1)將電容器 素子浸入含有金屬粉末和導(dǎo)電聚合物單體的懸浮液中；2 )將含浸后的電容器素子在室溫~ 60°C溫度條件下干燥;3)將干燥后的電容器素子進(jìn)行氧化劑含浸，氧化劑為芳香族類磺酸 鐵，氧化劑溶液濃度10~70wt%;4)對(duì)含浸氧化劑后的電容器素子進(jìn)行進(jìn)行聚合反應(yīng)，加熱 反應(yīng)的最高溫度為200°C。
[0016] 本實(shí)施例的金屬聚合物在電容器素子上的形成方法，在步驟1)中采用重復(fù)含浸的 方式，重復(fù)含浸的工藝為:將含浸單體后電容器素子干燥后，在室溫~60°C溫度條件下干燥 30~90min后，將電容器素子進(jìn)行再次含浸，并且不超過(guò)3次;在其他實(shí)施例中，可以采用真 空加壓含浸的方式，加壓含浸的壓力大小范圍為0.01~IMPa;在其他實(shí)施例中還可以采用 真空含浸的方式，含浸時(shí)真空度為:0.1~IX l(T4Pa。
[0017] 本實(shí)施例的金屬聚合物應(yīng)用到固態(tài)電容器能有效降低電容的ESR，提高耐紋波電 流能力。表一中采用的聚合物為3，4乙撐二氧噻吩(ED0T);銅的質(zhì)量含量為1%、3%和5%;表一 為是否添加本發(fā)明金屬聚合物10V560yF引線式電容的容量、ESR和耐紋波電流能力的對(duì)比 表。
[0018] 表一：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種金屬聚合物，其特征在于：金屬以微米粉末或者納米粉末的形式復(fù)合在導(dǎo)電聚 合物中，其中金屬包括銀、鈷、銅、鐵、鎳、鉍、錫中的一種或者多種;導(dǎo)電聚合物包括乙炔、苯 胺、吡咯、噻吩及其衍生物經(jīng)聚合后生成的具有導(dǎo)電性質(zhì)的聚合物。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬聚合物，其特征在于:金屬含量為0.1~10wt%，導(dǎo)電聚合 物含量為90~99.9wt%。3. -種如權(quán)利要求1或2所述的金屬聚合物的生產(chǎn)方法，其特征在于:包括以下步驟：1) 金屬粉末的前處理，將微米級(jí)或者納米級(jí)的金屬粉末在含有聚硅氧烷的稀溶液中進(jìn)行前處 理，聚硅氧烷的濃度為0. lwt%~20wt%，前處理過(guò)程在常溫常壓下進(jìn)行； 2 )將步驟1)中的金屬粉末烘干； 3)將步驟2)中的金屬粉末在常溫常壓下分散于含有導(dǎo)電聚合物單體的溶液中，單體溶 液的溶度為1~40wt%，形成含有微米或納米金屬顆粒和聚合單體的懸浮液，在攪拌狀態(tài)下 逐漸將含有氧化劑為芳香族類磺酸鐵的溶液加入至單體懸浮液中，以金屬顆粒為核發(fā)生聚 合反應(yīng)，形成聚合物包覆金屬顆粒的金屬聚合物。4. 一種如權(quán)利要求1或2所述的金屬聚合物在電容器素子上的形成方法，其特征在于： 包括以下步驟，1)將電容器素子浸入含有金屬粉末和導(dǎo)電聚合物單體的懸浮液中；2)將含 浸后的電容器素子在室溫~60 °C溫度條件下干燥;3)將干燥后的電容器素子進(jìn)行氧化劑含 浸，氧化劑為芳香族類磺酸鐵，氧化劑溶液濃度10~70wt% ; 4)對(duì)含浸氧化劑后的電容器素 子進(jìn)行進(jìn)行聚合反應(yīng)，加熱反應(yīng)的最高溫度為200°C。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的金屬聚合物在電容器素子上的形成方法，其特征在于:步驟1) 中采用重復(fù)含浸的方式，重復(fù)含浸的工藝為:將含浸單體后電容器素子干燥后，在室溫~60 °(：溫度條件下干燥30~90min后，將電容器素子進(jìn)行再次含浸，并且不超過(guò)3次。6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的金屬聚合物在電容器素子上的形成方法，其特征在于:步驟1) 中采用真空加壓含浸的方式，加壓含浸的壓力大小范圍為0.01~IMPa。7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的金屬聚合物在電容器素子上的形成方法，其特征在于:步驟1) 中采用真空含浸的方式，含浸時(shí)真空度為:0.1~IX l(T4Pa。
【文檔編號(hào)】H01G13/04GK105931863SQ201610302906
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年5月10日
【發(fā)明人】王安安, 賈明, 張超, 黃家奇
【申請(qǐng)人】湖南艾華集團(tuán)股份有限公司