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特殊纳米SiO_2溶胶的制备及其在铝电解电容器中的应用

作　者: 范中晓
导　师: 何为
学　校: 电子科技大学
专　业: 应用化学
关键词: 铝电解电容器硅溶胶电解液闪火电压
分类号: TM53
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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内容摘要

铝电解电容器的关键技术是铝箔化成技术和工作电解液技术,本文将制备的纳米SiO₂ 乙二醇溶胶加入工作电解液,然后制成高压铝电解电容器。通过测试发现,使用纳米SiO₂ 溶胶电解液的铝电解电容器的电性能优于使用普通电解液的电容器。由于纳米SiO₂粒子的高活性,解决制备和使用过程中SiO₂溶胶容易凝胶化的问题显得非常重要。本文采用正交实验设计法,通过摸底实验和正交实验,初步找到了先用离子交换法制备SiO₂ 水溶胶,再用溶剂置换的方法制备稳定纳米SiO₂ 乙二醇溶胶的实验条件。找到的优化实验条件为:离子交换时Na₂SiO₃ 溶液的浓度为35%,有机硅偶联剂CH₃Si（OC₂H₅）₃的加入量为2.5%,陈化温度为60℃,陈化时间为1 小时,溶剂置换温度为90℃减压蒸馏,pH 控制在弱酸性,制得的SiO₂ 乙二醇溶胶浓度为5%。在此条件下制得的SiO₂ 乙二醇溶胶性能稳定,不易凝胶化,Cl-、SO₄^2-等有害杂质离子含量低,可以用于配制铝电解电容器工作电解液。用纳米SiO₂溶胶配制成SiO₂浓度为2%的溶胶电解液,以不含纳米SiO₂粒子的电解液做对照电解液。测得纳米SiO₂ 溶胶电解液30℃下的电导率为1830μS/cm;对照电解液的电导率为1800μS/cm,前者比后者有小幅提高;纳米SiO₂ 溶胶电解液的闪火电压达520V,比对照电解液的闪火电压460V 高出13%。纳米SiO₂溶胶电解液的升压速度为4.24V/s,对照电解液的升压速度为1.83 V/s。电导率提高的原因是:纳米SiO₂ 胶粒表面羟基的电离,使电解液中参与导电的电荷数增多。闪火电压和升压速度提高的原因是:带负电的纳米SiO₂ 胶粒在阳极氧化膜薄弱点发生电吸附,并且成为新生成氧化膜的一部分,从而加快了铝箔表面氧化膜瑕疵的修复速度。分别用SiO₂ 浓度为2%的溶胶电解液和未加SiO₂ 溶胶的对照电解液制成电容器。在425V 电压下老练后,使用纳米SiO₂ 溶胶电解液的电容器tgδ平均为

特殊纳米SiO_2溶胶的制备及其在铝电解电容器中的应用

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