复合电解纸及其制备方法

技术领域

本发明涉及铝电解电容器技术领域，具体地，涉及一种复合电解纸及其制备方法，更具体地，涉及一种纳米纤维复合电解纸及其制备方法。

背景技术

电解纸作为电容器的三大主要组成材料之一，一方面用于防止阴极箔和阳极箔之间短接，另一方面其能吸附大量电解液充作阴极载体。近年来，电解纸的反倾销政策使得电解纸进口量急剧缩减小，国内电解纸供应链主要依靠国内电解纸生产龙头企业，如凯恩、民丰和仙鹤等。随着电容器市场的迅速扩大和高端产品对电容器性能需求的提升，电容器市场对高品质电解纸需求量增大。国内电解纸的品质距离日本NKK等进口电解纸有一定的距离，且国内电解纸的供给依然存在一定的缺口，国内电容器厂依然需要花费大量的本金和高额的反倾销税来购买进口电解纸。

因此，开发高性能电解纸以及寻求高效电解纸的制备工艺对解决电解纸内需问题和推进我国元器件产业化升级具有重要的意义。

目前，传统静电纺丝法可以直接高效制备人造纤维电解纸，但存在以下问题：溶剂静电纺丝人造纤维与纤维之间为无序堆积，结合力差，制备的电解纸蓬松且人造纤维易脱落，使得耐压性能下降；脱落的纤维易堵塞化成箔孔洞，导致电气性能下降；过于蓬松的人造纤维电解纸导致卷芯包体积大，且收卷胶带无着力点等。另一方面，纤维与纤维之间结合力差，人造纤维电解纸具有一定的塑性，在组装电容器过程中，由于张力作用，电解纸发生拉伸形变，长度、厚度和形状均发生变化，电容器性能不稳定且一致性差。

基于此，有必要开发一种能够改善上述技术问题的电解纸。

发明内容

本发明旨在一定程度地解决上述技术问题之一，为此，本发明提供一种纳米纤维复合电解纸及其制备方法。

具体地，本发明提供如下技术方案。

第一方面，本发明提供一种复合电解纸，包括：

纳米纤维，所述纳米纤维形成网络；以及

微粒，所述微粒分布于所述纳米纤维形成的网络中。

根据本发明提供的复合电解纸，所述微粒均匀分布于所述纳米纤维形成的网络中，且微粒表面通过大量的氢键作用和范德华力与多根纳米纤维紧密结合在一起，由于微粒的约束力作用，纳米纤维被束缚在一定的空间内，难以从纳米纤维网中脱离，有效地解决了传统人造纤维电解纸存在的纤维与纤维之间结合力差、电解纸蓬松及纤维易脱落等问题，且所述复合电解纸具有耐高压、抗拉强度高、损耗低等优点。

根据本发明提供的实施方式，所述复合电解纸还可以进一步包括以下附加技术特征。

根据本发明提供的实施方式，所述纳米纤维的直径为50-1000nm，优选为50-600nm，更优选为50-400nm。

具体地，所述纳米纤维的直径可列举：50nm、80nm、100nm、150nm、200nm、250nm、300nm、350nm、400nm、450nm、500nm、550nm、600nm、650nm、700nm、750nm、800nm、850nm、900nm、950nm、1000nm，等等。

根据本发明提供的实施方式，所述微粒的粒径为0.1-10μm，优选为0.5-5μm。

具体地，所述微粒的粒径可列举：0.1μm、0.3μm、0.5μm、0.8μm、1μm、1.5μm、2μm、2.5μm、3μm、3.5μm、4μm、4.5μm、5μm、5.5μm、6μm、6.5μm、7μm、7.5μm、8μm、8.5μm、9μm、9.5μm、10μm，等等。

根据本发明提供的实施方式，所述纳米纤维形成的网络的孔径为0.1-20μm，优选为0.1-10μm，更优选为0.1-5μm。

所述纳米纤维形成的网络的孔径为0.1-20μm，是指所述纳米纤维形成的网络的平均孔径为0.1-20μm。

具体地，所述纳米纤维形成的网络的孔径可列举：0.1μm、0.3μm、0.5μm、0.8μm、1μm、1.5μm、2μm、2.5μm、3μm、3.5μm、4μm、4.5μm、5μm、5.5μm、6μm、6.5μm、7μm、7.5μm、8μm、8.5μm、9μm、9.5μm、10μm、11μm、12μm、13μm、14μm、15μm、16μm、17μm、18μm、19μm、20μm，等等。

根据本发明提供的实施方式，所述复合电解纸中，所述微粒的质量占比为2-50％，优选为3-20％。

具体地，所述微粒的质量占比可列举：2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％、21％、22％、23％、24％、25％、26％、27％、28％、29％、30％、31％、32％、33％、34％、35％、36％、37％、38％、39％、40％、41％、42％、43％、44％、45％、46％、47％、48％、49％、50％，等等。

根据本发明提供的实施方式，所述复合电解纸的厚度为10-100μm。

根据本发明提供的实施方式，所述复合电解纸的表面粗糙度为0.5-10μm，远低于植物纤维电解纸(20-200μm)，较低的粗糙度使得产品具有更为平整的微表面，从厚度均一性、耐毛刺性能和耐压性能等多方面为产品的一致性提供了保证。

根据本发明提供的实施方式，所述复合电解纸的比表面积为1-1000m

根据本发明提供的实施方式，所述复合电解纸的抗拉强度为0.1-1.0MPa，可与传统电解纸相比拟，满足电容器用电解纸的各项性能需求；与人造纤维电解纸相比，所述复合电解纸结构紧凑，在卷芯过程中无拉伸形变、无断裂现象，卷芯胶带无脱落等。

根据本发明提供的实施方式，形成所述纳米纤维的材料选自聚丙烯腈、乙烯-乙酸乙烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚酰亚胺、聚对二甲苯和聚苯并咪唑中的至少之一。

根据本发明提供的实施方式，形成所述微粒的材料选自选自聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚酰亚胺和聚乙烯醇缩丁醛中的至少之一。

第二方面，本发明提供制备上述复合电解纸的装置，包括正高压电极板、供液装置、喷丝头、履带和热压对辊；

其中：所述正高压电极板与所述履带之间形成高压静电场；

所述供液装置位于所述正高压电极板的下方，用于提供静电纺丝液和静电喷雾液；

所述喷丝头与所述供液装置连接，用于将所述静电纺丝液和静电喷雾液进行静电纺丝和喷雾，形成复合纳米纤维膜；

所述履带接地放置，与所述正高压电极板之间形成高压静电场，用于收集复合纳米纤维膜并不断将复合纳米纤维膜转移到热压对辊；

所述热压对辊用于将所述复合纳米纤维膜辊压成型，得到复合电解纸。一方面通过辊压成型将复合纳米纤维膜压缩至一定的厚度，另一方面通过对复合纳米纤维膜快速热处理得到复合电解纸坯，起到加速溶剂挥发和移除聚合物高分子侧链基团的作用，能够使所得复合电解纸在电解液或者高温条件下更稳定地存在。

根据本发明提供的实施方式，所述供液装置包括注射泵和供液管，所述喷丝头与所述供液管滑动连接，所述喷丝头能够沿着供液管水平滑动，以保证纳米纤维和微粒均匀沉积在所述履带表面。

根据本发明提供的实施方式，所述装置还可以包括收卷辊，用于收集得到的复合电解纸。

根据本发明提供的另一些实施方式，所述装置还可以包括裁切辊，将复合电解纸坯裁切至特定宽度后再进行收卷。

第三方面，本发明还提供利用上述装置制备所述复合电解纸的方法，包括以下步骤：

S1、配制静电纺丝液：将第一高分子聚合物于第一溶剂中溶解，得到静电纺丝液；

S2、配制静电喷雾液：将第二高分子聚合物于第二溶剂中溶解，得到静电喷雾液；

S3、静电纺丝和喷雾：将静电纺丝液和静电喷雾液通过供液装置转移至喷丝头，设定纺丝和喷雾参数，进行静电纺丝和喷雾，将静电纺丝和喷雾得到复合纳米纤维膜通过履带转移到热压对辊，进行热压后，得到复合电解纸。

根据本发明提供的实施方式，所述第一高分子聚合物选自聚丙烯腈、乙烯-乙酸乙烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚酰亚胺、聚对二甲苯和聚苯并咪唑中的至少之一；所述第一溶剂选自N,N二甲基甲酰胺、乙酸乙酯、甲苯、二甲苯、四氢呋喃和正己烷中的至少之一。

根据本发明提供的实施方式，所述静电纺丝液中，第一高分子聚合物的质量占比为10％-40％，第一溶剂的质量占比为60％-90％。

根据本发明提供的实施方式，所述第二高分子聚合物选自聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚酰亚胺和聚乙烯醇缩丁醛中的至少之一；所述第二溶剂选自乙醇、N,N二甲基甲酰胺、乙酸乙酯、甲苯、四氢呋喃、去离子水和乙二醇中的至少之一。

根据本发明提供的实施方式，所述静电喷雾液中，第二高分子聚合物的质量占比为0.1％-5％，第二溶剂的质量占比为95％-99.9％。

本发明提供的制备方法中，静电纺丝液和静电喷雾液的浓度对复合电解纸的微观结构和性能有重要影响。在一定浓度范围内，静电纺丝液浓度越高，纺丝纳米纤维的直径越粗，最终复合电解纸的抗拉强度越高，耐毛刺击穿能力越强；静电喷雾液的溶质高分子中包含大量的侧链基团，喷雾颗粒在溶剂挥发前迅速与纺丝纳米纤维通过氢键和范德华力结合，将纳米纤维约束在一定空间内，提高纳米纤维膜的密实度和抗拉强度。当静电喷雾液浓度偏低时，雾滴中主要包含大量溶剂，使得高比表面积的纳米纤维膜部分溶解并造成结构坍塌；当静电喷雾液浓度偏高时，喷雾状态被打破，变成静电纺丝，仅能得到蓬松且抗拉强度低的纳米纤维膜。

根据本发明提供的实施方式，所述设定纺丝和喷雾参数包括：

湿度为10％-40％，温度为20℃-50℃；

正高压极板电压为20-100kV；

纺丝或喷雾距离为15-40cm；

纺丝或喷雾供液速率为0.1-5L/h，优选地，所述纺丝供液速率与所述喷雾供液速率之比为(0.2-7):1

喷丝头的滑动速率为0-50cm/s；

热压对辊间距为10-100μm，热压对辊的温度为100-300℃；

收卷速率为0.1-10m/min。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明采用静电纺丝结合静电喷雾一步法制备电解纸，与现有技术中的人造纤维电解纸相比，由于省去了传统工艺中的漂洗和去杂质过程，整个工艺过程无污水排放，整个装置工作时可处于密闭空间，挥发的溶剂通过冷凝塔回收重复利用，成本低、高效节能且无污染。

(2)采用传统造纸工艺制备的电解纸中纤维与纤维之间随机交互堆积，需要利用填料、胶料、施胶剂等各种辅料来改善纸张的力学性能；而本发明中静电纺丝和静电喷雾过程同时进行，纳米纤维和喷雾微粒交织在一起，巧妙地利用纳米纤维与大量喷雾微粒的氢键和范德华力结合作用，喷雾微粒将纳米纤维约束在一定的空间内，既能保留静电纺丝纤维的多孔结构，亦能改善电解纸蓬松、抗拉性能差和纤维易脱落等问题。

(3)本发明提供的复合电解纸的表面粗糙度为0.5-10μm，远低于植物纤维电解纸(20-200μm)，较低的粗糙度使得产品具有更为平整的微表面，从厚度均一性、耐毛刺性能和耐压性能等多方面为产品的一致性提供了保证。

(4)本发明采用静电纺丝制造纳米纤维的截面为圆柱状，缩短了电流通路，利于离子的传输，损耗降低。采用复合电解纸组装的电解电容器产品的ESR较传统电解纸组装产品降低约50％。

(5)本发明提供的复合电解纸的高压击穿性能均在1000V以上，远高于普通电解纸。组装电解电容器产品后，其产品不良率较普通电解纸大大降低。

(6)本发明提供的复合电解纸的比表面积为1-1000m

(7)本发明提供的复合电解纸的抗拉强度为0.1-1.0MPa，可与传统电解纸相比拟，满足电容器用电解纸的各项性能需求；与人造纤维电解纸相比，所述复合电解纸结构紧凑，在卷芯过程中无拉伸形变、无断裂现象，卷芯胶带无脱落等。

附图说明

图1显示了本发明提供的复合电解纸制备装置示意图；

其中：1-正高压极板；2-供液装置，21-注射泵，22-供液管；3-喷丝头；4-履带；5-热压对辊；6-裁切辊；7-收卷辊；

图2显示了本发明实施例1得到的复合电解纸的SEM图；

图3显示了本发明实施例1得到的复合电解纸的照片；

图4显示了对比例1得到电解纸的SEM图；以及

图5显示了对比例2得到电解纸的SEM图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。除非另外说明，本发明所使用的所有科技术语具有与本发明所属领域技术人员的通常理解相同的含义。本发明涉及的所有专利和公开出版物通过引用方式整体并入本发明。术语“包含”或“包括”为开放式表达，即包括本发明所指明的内容，但并不排除其他方面的内容。

下面对本发明所述的复合电解纸的制备装置和制备方法进行详细说明。

1、复合电解纸的制备装置

如图1所示，本发明提供的复合电解纸的制备装置包括：包括正高压电极板1、供液装置2、喷丝头3、履带4、热压对辊5、裁切辊6和收卷辊7；

其中：

所述正高压电极板1与所述履带4之间形成高压静电场，保证静电纺丝和静电喷雾过程持续进行；

在一些实施方式中，所述供液装置2位于所述正高压电极板的下方，所述供液装置2包括注射泵21和供液管22，一供液管用于供给静电纺丝液，另一供液管用于供给静电喷雾液。

所述喷丝头3与供液管22滑动连接，所述喷丝头3能够沿着所述供液管22水平滑动，以保证静电纺丝形成的纳米纤维和静电喷雾形成的微粒均匀沉积在所述履带表面，得到复合纳米纤维膜。

所述履带4接地放置，用于收集所述复合纳米纤维膜并不断将所述复合纳米纤维膜转移到所述热压对辊5；

所述热压对辊5用于将复合纳米纤维膜辊压成型。一方面通过辊压成型将复合纳米纤维膜压缩至一定的厚度，另一方面通过对复合纳米纤维膜快速热处理得到复合电解纸坯，起到加速溶剂挥发和移除聚合物高分子侧链基团的作用，能够使所得复合电解纸在电解液或者高温条件下更稳定地存在。

所述复合纳米纤维膜经过所述热压对辊5热压之后，经裁切辊6裁切至特定宽度，最后经过收卷辊7进行收卷，得到成品的复合电解纸产品。

2、复合电解纸的制备

S1、配制静电纺丝液

将第一高分子聚合物于第一溶剂中搅拌溶解，得到静电纺丝液。

所述第一高分子聚合物为耐高温的高分子聚合物，优选地，所述第一高分子聚合物选自聚丙烯腈、乙烯-乙酸乙烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚酰亚胺、聚对二甲苯和聚苯并咪唑中的至少之一。

所述第一溶剂选自N,N二甲基甲酰胺、乙酸乙酯、甲苯、二甲苯、四氢呋喃和正己烷中的至少之一。所述第一溶剂与所述第一高分子聚合物相匹配，以保证第一高分子聚合物充分溶解。

静电纺丝液的浓度对复合电解纸的微观结构和性能有重要影响，在一定浓度范围内，静电纺丝液浓度越高，纺丝纳米纤维的直径越粗，最终复合电解纸的抗拉强度越高，耐毛刺击穿能力越强。根据本发明提供的实施方式，所述静电纺丝液中，第一高分子聚合物的质量占比为10％-40％，第一溶剂的质量占比为60％-90％。该浓度范围的静电纺丝液，得到的复合电解纸的抗拉强度和耐毛刺击穿能力较优。

具体地，所述第一高分子聚合物的质量占比可列举：10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％，等等。

所述第一溶剂的质量占比可列举：60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％，等等。

在一些实施方式中，所述静电纺丝液中，第一高分子聚合物的质量占比为10％-30％，第一溶剂的质量占比为70％-90％。

所述搅拌溶解的温度可根据所述第一高分子聚合物的种类进行选择，搅拌时间无特别限定，使得所述第一高分子聚合物溶解即可。根据本发明提供的实施方式，搅拌溶解的温度为25-100℃。

S2、配制静电喷雾液

将第二高分子聚合物于第二溶剂中搅拌溶解，得到静电喷雾液。

所述第二高分子聚合物选自聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚酰亚胺和聚乙烯醇缩丁醛中的至少之一。

所述第二溶剂选自乙醇、N,N二甲基甲酰胺、乙酸乙酯、甲苯、四氢呋喃、去离子水和乙二醇中的至少之一。所述第二溶剂与所述第一高分子聚合物相匹配，以保证第二高分子聚合物充分溶解。

优选地，所述静电喷雾液中，第二高分子聚合物的质量占比为0.1％-5％，第二溶剂的质量占比为95％-99.9％。

静电喷雾液的浓度对复合电解纸的微观结构和性能有决定性的影响。所述静电喷雾液需要保持在较低浓度，所述低浓度的溶液在高压静电场中喷雾滴，溶剂迅速挥发形成微粒。在一定浓度范围内，静电喷雾液在高压静电场中会迅速形成大量的雾滴，喷雾颗粒在溶剂挥发前迅速与纺丝纳米纤维通过氢键和范德华力结合，将纳米纤维约束在一定空间内，提高纳米纤维膜的密实度和抗拉强度。当静电喷雾液浓度低于0.1％时，雾滴中主要包含大量溶剂，使得高比表面积的纳米纤维膜部分溶解并造成结构坍塌；当静电喷雾液浓度高于5％时，喷雾状态被打破，变成静电纺丝，仅能得到蓬松且抗拉强度低的纳米纤维膜。

具体地，所述第二高分子聚合物的质量占比可列举：0.1％、0.3％、0.5％、0.8％、1％、1.3％、1.5％、1.8％、2％、2.3％、2.5％、2.8％、3％、3.3％、3.5％、3.8％、4％、4.3％、4.5％、4.8％、5％，等等。

所述第二溶剂的质量占比可列举：95％、95.2％、95.5％、95.7％、96％、96.2％、96.5％、96.7％、97％、97.2％、97.5％、957.7％、98％、98.2％、98.5％、98.7％、99％、99.2％、99.5％、99.7％、99.9％，等等。

在一些实施方式中，所述静电喷雾液中，第二高分子聚合物的质量占比为1％-3％，第二溶剂的质量占比为97％-99％。

S3、静电纺丝和喷雾

利用图1所示的制备装置，分别将静电纺丝液和静电喷雾液通过注射泵21导入供液管22中，设定纺丝和喷雾参数，通过纺丝头3进行静电纺丝和喷雾，将静电纺丝和喷雾得到的复合纳米纤维膜通过履带4转移到热压对辊5，进行热压后，经过裁切辊6裁切，然后通过收卷辊7进行收卷，得到复合电解纸。

根据本发明提供的实施方式，所述设定纺丝和喷雾参数包括：

环境条件优选：湿度为10％-40％，温度为20℃-50℃；

正高压极板电压为20-100kV，例如：20kV、25kV、30kV、35kV、40kV、45kV、50kV、55kV、60kV、65kV、70kV、75kV、80kV、85kV、90kV、95kV、100kV，等等。

纺丝距离为15-40cm，即喷丝头到履带之间的垂直距离为15-40cm，例如：15cm、20cm、25cm、30cm、35cm、40cm，等等。

喷雾距离为15-40cm，即喷丝头到履带之间的垂直距离为15-40cm，例如：15cm、20cm、25cm、30cm、35cm、40cm，等等。

喷丝头的滑动速率为0-50cm/s，例如：0cm/s、5cm/s、10cm/s、15cm/s、20cm/s、25cm/s、30cm/s、35cm/s、40cm/s、45cm/s、50cm/s，等等。

纺丝供液速率为0.1-5L/h，例如：0.1L/h、0.5L/h、1L/h、1.5L/h、2L/h、2.5L/h、3L/h、3.5L/h、4L/h、4.5L/h、5L/h，等等。

喷雾供液速率为0.1-5L/h，例如：0.1L/h、0.5L/h、1L/h、1.5L/h、2L/h、2.5L/h、3L/h、3.5L/h、4L/h、4.5L/h、5L/h，等等。

收卷速率为0.1-10m/min，例如：0.1m/min、0.5m/min、1m/min、1.5m/min、2m/min、2.5m/min、3m/min、3.5m/min、4m/min、4.5m/min、5m/min、5.5m/min、6m/min、6.5m/min、7m/min、7.5m/min、8m/min、8.5m/min、9m/min、9.5m/min、10m/min，等等。

热压对辊间距为10-100μm，例如：10μm、15μm、20μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μm、50μm、55μm、60μm、65μm、70μm、75μm、80μm、85μm、90μm、95μm、100μm，等等。

热压辊的温度控制在100-300℃，例如：100℃、150℃、200℃、250℃、300℃，等等。

一方面通过辊压成型将复合纳米纤维膜压缩至一定的厚度，另一方面通过对复合纳米纤维膜快速热处理得到复合电解纸坯，起到加速溶剂挥发和移除聚合物高分子侧链基团的作用，使其在电解液或者高温条件下更稳定地存在。

静电纺丝液和静电喷雾液的供给比例影响复合电解纸的综合性能，在控制静电纺丝液的供给速率一定时，静电喷雾液供给速率过快，复合电解纸中微粒含量过高，密度过高，吸附电解液容量较小，容易造成离子传输通道受阻、高ESR和高损耗；当静电喷雾液供给速率过缓，纳米纤维与喷雾颗粒结合力减弱，复合电解纸易形成蓬松结构，抗拉强度和耐毛刺能力下降。

优选地，所述纺丝供液速率与所述喷雾供液速率之比为(0.2-7):1，例如：0.2:1、0.5:1、0.8:1、1:1、1.5:1、2:1、2.5:1、3:1、3.5:1、4:1、4.5:1、5:1、5.5:1、6:1、6.5:1、7:1，等等。

在一些实施方式中，所述纺丝供液速率与所述喷雾供液速率之比为(1-4):1。

下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

实施例1

以聚酰亚胺纳米纤维/聚偏氟乙烯颗粒复合电解纸的制备工艺为例，主要包括以下步骤：

第一步，静电纺丝液的配制：将摩尔比为1:1的4,4’-氨基二苯醚和均苯四甲酸酐分别溶解在一定量的N,N-二甲基甲酰胺中，其中溶质质量占比为15％，25℃充分搅拌得到澄清静电纺丝液；

第二步，静电喷雾液的配制：将一定量的聚偏氟乙烯粉末加入到一定量的N,N-二甲基甲酰胺中，其中溶质质量占比为3％，60℃充分搅拌得到澄清静电喷雾液；

第三步，使用图1所示的制备装置，将静电纺丝液和静电喷雾液分别通过注射泵21导入双排供液管22中。设定参数：静电纺丝液的供液速率为1L/h，静电喷雾液的供液速率为0.25L/h，正高压极板电压为50kV，喷丝头的移动速率和行程范围分别为5cm/s和60cm，履带、热压对辊、裁切辊和收卷辊的速率分别为3m/min，热压对辊的温度为280℃，对辊间距为30μm，裁切辊的裁切宽度为50cm；

最后，开启电压，通过引纸将复合纳米纤维膜牵引至热压对辊，经过裁切辊到收卷辊，即可连续成卷收集高强度纳米纤维复合电解纸。

该实施例制备的复合电解纸的微观结构如图2所示，复合电解纸主要由聚酰亚胺纳米纤维和聚偏氟乙烯微粒组成。其中，纳米纤维直径为50-200nm，微粒尺寸为1-10μm，纳米纤维网络孔径约为0.1-20μm；微粒均匀分布于纳米纤维网络中，且微粒表面通过大量的氢键作用及范德华力与多根纳米纤维紧密结合在一起，并将纳米纤维束缚在一定的空间内，使其难以从纳米纤维网中脱离。

图3为该实施例制备的复合电解纸的照片，可以看出，表面极为光滑，由于其结构比较稳定，在外力摩擦作用下纤维膜结构依然保持完好。

实施例2

于本实施例中，与实施例1的区别在于：将静电纺丝液中溶质的质量分数调整为20％，其他参数不变。

实施例3

于本实施例中，与实施例1的区别在于：将静电纺丝液中溶质的质量分数调整为10％，其他参数不变。

实施例4

于本实施例中，与实施例1的区别在于：调节静电喷雾液的供给速率为1L/h，其他参数不变。

实施例5

于本实施例中，与实施例1的区别在于：调节静电喷雾液的供给速率为0.5L/h，其他参数不变。

对比例1

在实施例1基础上，关闭静电纺丝溶液供给阀门，设定静电喷雾溶液供给速率为1L/h，其他参数不变。传送带上沉积层的微观结构如附图4所示，在传送带上只能收集到沉积的微粒层，微粒直径为0.5-5μm，微粒之间由极少量的纳米纤维。由于失去纳米纤维的串联，微粒之间结合力差。宏观结构观察发现，该膜层结构力学性能极差，膜层与传送带结合紧密，且柔韧性差。该膜层一旦脱离传送带，迅速断裂坍塌，无法形成连续的膜结构。

对比例2

在实施例1基础上，关闭静电喷雾溶液供给阀门，设定静电纺丝溶液供给速率为1L/h，其他参数不变。得到的电解纸的微观结构如附图5所示，该电解纸主要由连续的纳米纤维组成，纤维长径比极高，直径分布在0.1-0.8μm范围，纤维与纤维之间处于无序搭接状态。宏观结构发现，该电解纸结构蓬松，且在牵引过程中出现一定程度的拉伸形变。在外力摩擦作用下，电解纸表面的纳米纤维极易脱落。

对比例3

按照测试和产品测试所需规格裁取30μm厚度的传统N-30电解纸对比测试备用。

性能测试

将实施例1-5制备的复合电解纸以及对比例1-3中的电解纸进行粗糙度、密度、拉伸强度、击穿电压及比表面积测试。

其中，电解纸的粗糙度通过原子力显微镜测试；

密度测试：用测厚仪测试十层叠加电解纸的厚度，取五个测试点的平均值并除以10作为试样的厚度，裁取长宽各为10cm的电解纸，称其重量，按照下式计算密度：密度(g/cm

拉伸强度通过拉力试验机进行测试；

击穿电压测试时，从350V开始，30V/次速率升压，直至电解纸击穿即为击穿电压值，每个样品平行测试两次；

比表面积利用比表面分析仪测试。

上述测试结果如表1所示。

实施例1-5制备的复合电解纸以及对比例1-3中的电解纸各组装成1000支铝电解电容器产品。产品规格为500V100μF，产品尺寸为18*45mm。制备工艺如下：首先，将两种电解纸、铝箔及引线条裁切成卷；然后利用两种电解纸分别剌铆卷绕成芯子，用配制的电解液浸泡芯子，并用铝壳和套管印刷装配，最后经过老练即可得到复合电解纸电容器和传统电解纸电容器，并测试计算电解电容器的等效串联电阻及产品不良率。结果如表1所示。

表1

对比实施例1、4和5可以发现，在保持静电纺丝液和静电喷雾液总供液量一定的条件下，调节静电纺丝液与静电喷雾液的供给速率比，可以得到不同密度的复合电解纸。静电喷雾速率越高，复合电解纸密度越大，其拉伸强度也有一定程度的提升。这是由于微粒越多，静电纺丝纤维被束缚程度越强，纤维膜密实性越好。同时，微粒越多，静电纺丝纤维与微粒结合位点越多，整体结合越紧密，所以复合电解纸拉伸强度也有一定的提升。

对比实施例1-5与对比例1-3所述产品组装的电解电容器性能发现，实施例1-5中复合电解纸耐电压击穿能力明显高于传统电解纸。实施例1-5组装的电容器产品的等效串联电阻(ESR)较N-30电解纸组装的电解电容器产品下降约为50％。用同等厚度电解纸组装电解电容器，复合电解纸组装的电解电容器的产品不良率小于3％，远低于N-30电解纸组装电解电容器的产品不良率。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施方案”、“另一实施方案”、“实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施方案以及实施例，可以理解的是，上述实施方案、实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施方案、实施例进行变化、修改、替换和变型。