基于PEDOT:PSS的固态电容器分散液的关键问题
在固液混合铝电解电容器的领域中,传统的电容器设计通常采用电解液作为阴极材料。然而,这种设计存在一个显著的问题,那就是由于电解液的物理特性,当电容器在使用过程中温度升高时,电解液可能会发生热膨胀。这种热膨胀现象会导致电解液从电容器内部泄漏出来,从而引发一系列的安全隐患和可靠性问题。为了解决这一问题,现代技术的进步带来了新的解决方案。
目前,聚吡咯、聚苯胺和PEDOT:PSS等新型材料已经被开发出来,并逐渐成为替代传统电解液的阴极材料。这些新材料不仅具有更好的热稳定性,而且能够有效防止漏液现象的发生,从而提高了电容器的整体性能和可靠性。通过采用这些先进的材料,固液混合铝电解电容器在高温环境下的稳定性和寿命得到了显著提升,为各种电子设备提供了更加安全和高效的电能存储解决方案。
湖南纳昇电子科技有限公司专注于推进PEDOT:PSS材料的国产化及规模化生产。在与中南大学签订的产学研合作协议框架下,纳昇电子致力于导电高分子材料(PEDOT:PSS)的合成改性及其应用拓展。为深化技术研究与创新,公司与重庆大学能源与动力学院共同建立了《导电聚合物联合实验室》,致力于深入研发PEDOT:PSS材料的基础技术及其原位聚合技术。
PEDOT:PSS具备以下优点:1.其表面电阻最小可达150Ω/cm2;2.具有良好的抗水解性、光稳定性和热稳定性;3.在高PH值环境下,其导电性不会降低。采用PEDOT:PSS作为阴极材料的电容器,其导电率可达到100S/CM,并能承受超过300℃的高温。然而,PEDOT:PSS具有强酸性,对铝箔有腐蚀作用。为减轻其对铝箔的腐蚀,需调整分散液的PH值,通过在分散液中添加碱性氨基酸或有机弱碱盐,将其PH值调节至弱酸性(3-4)。此改进不仅不会影响PEDOT:PSS的导电性,还能提升分散液的浸润性和热稳定性。
高压电解液密度较大,含有多种溶剂,改良的PEDOT:PSS分散液能耐受多种溶剂,具有良好的耐溶剂性,并且高压电解液对电极具有保护作用,使得分散液具有更好的热稳定性。电容器的ESR值越低,其滤波效果越好。ESR会导致电容器两端电压突变,从而降低滤波效果。改良后的分散液制成的电容器,其ESR值较低。
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