制備工藝參數(shù)對(duì)PPY固體鋁電解電容器性能影響的研究.pdf

1、本論文主要研究聚吡咯(PPY)在固體鋁電解電容器中的應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)中將形成氧化膜的陽極鋁箔、襯墊物和陰極箔三者卷繞形成電容器芯包,該芯包經(jīng)高溫碳化后采用原位化學(xué)聚合的方法在芯包內(nèi)形成PPY固體導(dǎo)電陰極層,制成卷繞式鋁電解電容器。實(shí)驗(yàn)試劑采用硫酸鐵(Fe2(SO4)3)、過硫酸銨(APS)和對(duì)甲苯磺酸鐵(Fe(OTS)3)作氧化劑,十二烷基苯磺酸鈉(DBSNa)作表面活性劑,對(duì)硝基苯酚(p-NPh)作摻雜劑,探討不同氧化劑、不同有機(jī)溶劑及其體

2、積百分含量、聚合時(shí)間、聚合壓力等反應(yīng)條件的變化對(duì)PPY粉末的電性能及顯微結(jié)構(gòu)的影響；最終制備出電導(dǎo)率較高、顆粒細(xì)小均勻、熱穩(wěn)定性好、可應(yīng)用于卷繞式電解電容器的PPY粉末。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明不同有機(jī)溶劑對(duì)PPY的顯微形貌影響較大,無水乙醇與甲醇為有機(jī)溶劑制備的PPY顆粒細(xì)小均勻,有利于在卷繞式電容器芯包內(nèi)的滲透披覆；不同氧化劑對(duì)PPY的電導(dǎo)率有較明顯的影響,含鐵離子氧化劑制備的PPY電導(dǎo)率較高；保持聚合反應(yīng)溶液中各組分比例一定的條件下,改變反應(yīng)

3、溶劑、氧化劑種類等反應(yīng)條件對(duì)PPY的結(jié)構(gòu)組成和結(jié)晶性的影響不明顯；而添加DBSNa和p-NPh后PPY及其電導(dǎo)率的熱穩(wěn)定性得到極大提高。
　　 在PPY粉末的合成研究基礎(chǔ)上,探討制備工藝參數(shù)對(duì)卷繞式PPY固體鋁電解電容器介電性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明芯包碳化時(shí)間為16min,聚合反應(yīng)以APS為氧化劑、以無水乙醇為有機(jī)溶劑且其體積百分含量為總?cè)軇w積的33.3％,常壓低溫浸漬反應(yīng)3次,每次反應(yīng)時(shí)間為4h為優(yōu)選的制備工藝。對(duì)采用碳化工

4、藝自制PPY鋁電解電容器與非碳化工藝制備的PPY鋁電解電容器及傳統(tǒng)液體鋁電解電容器的介電性能進(jìn)行對(duì)比,得出碳化工藝自制的PPY鋁電解電容器具有較穩(wěn)定的介電溫度和頻率特性,提高了電容器的高頻和低溫特性,擴(kuò)展了電容器的使用溫度和頻率范圍,但相對(duì)進(jìn)口產(chǎn)品仍還有一定的差距,特別表現(xiàn)在ESR值偏高。
　　 針對(duì)碳化工藝制備的電容器相對(duì)進(jìn)口產(chǎn)品還存在Cp值偏低,D和ESR值偏高的缺點(diǎn),本論文還對(duì)鋁陽極箔多孔性介質(zhì)層Al2O3膜表面微觀結(jié)構(gòu)、

5、表面狀態(tài)進(jìn)行分析,采用陰離子表面活性劑和硅烷偶聯(lián)劑對(duì)鋁陽極箔進(jìn)行表面改性,改善聚吡咯在其表面的附著狀態(tài),形成較為均勻致密和電導(dǎo)率高的PPY層；探討不同種類、不同濃度的表面活性劑和硅烷偶聯(lián)劑及其改性處理時(shí)間對(duì)PPY在鋁箔表面的披覆效果和PPY膜電導(dǎo)率的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:采用純KH550,表面改性處理30min的鋁陽極箔浸漬反應(yīng)三次時(shí),PPY在鋁箔上的披覆效果最佳,電導(dǎo)率達(dá)最大值6.02 S·cm-1。
　　 根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果,本