CN101866751A

CN101866751A - 一种耐高温铝电解的电解液及其应用

Info

Publication number: CN101866751A
Application number: CN 201010197158
Authority: CN
Inventors: 赵石华; 赵勇刚; 陈明杰; 周庆波
Original assignee: Guangdong Fenghua Advanced Tech Holding Co Ltd
Current assignee: Guangdong Fenghua Advanced Tech Holding Co Ltd
Priority date: 2010-06-07
Filing date: 2010-06-07
Publication date: 2010-10-20

Abstract

本发明公开了一种耐高温铝电解的电解液及其应用，在电解液的配方中，其质量比为：主溶剂37.5％～89.5％、辅助溶剂5％～25％、溶质4％～20％、防腐蚀剂0.2％～1％、提高闪火电压的添加剂1％～15％、消氢剂0.2％～1％、防水合剂0.1％～0.5％。该配方电解液具有耐高温性能好、抗腐蚀强及闪火电压高等特性。用该电解液所得的铝电解电容器上限工作温度高达150℃，使用寿命达150℃2000小时，产品能完全满足大功率电子节能灯、汽车电子等对其需耐高温、使用寿命长的苛刻要求。

Description

一种耐高温铝电解的电解液及其应用

技术领域

本发明涉及一种铝电解电容器用的电解液产品，尤其涉及一种耐高温铝电解的电解液及其应用。

背景技术

随着电子节能灯的大量推广应用以及汽车电子的快速增长，相应地对铝电解电容器(简称铝电解)的需求也提出了新的技术要求。目前，应用于工厂、大型商场以及码头等场所的大功率电子节能灯，一般功率在100W以上，导致正常点灯时灯管产生的热量导致线路板温升高达130℃以上；同时，汽车引擎发热量大，空间紧闭等因素，导致汽车电子对铝电解电容器在耐高温性能方面要求较高，上限工作温度需达150℃。常规铝电解电容器由于采用工作电解液饱和蒸气压高，高温物化性能不稳定，成分之间易相互发生反应，所以其耐高温能力较差，导致铝电解电容器稳定性差，使用寿命短，耐纹波电流能力差，已远远不能满足大功率电子节能灯及汽车电子的技术要求，产品主要存在以下缺陷：在150℃高温下进行寿命试验，产品损耗值增加较快，电容量易衰减，剖析产品，发现芯子的工作电解液干涸。在150℃高温下进行纹波电流试验，连续负荷一段时间后，产品顶部鼓起，工作电解液泄露，或者产品内部发生闪火，防爆阀打开，导致产品提前失效。产品在150℃高温下负荷一段时间后，阳极铝箔和阳极引线被腐蚀，甚至引线被腐蚀断，产品处于开路状态。在150℃高温环境下无负荷储存，产品漏电流大幅度增加，导致产品性能下降，无法正常工作。

发明内容

针对上述技术问题，本发明要解决的技术问题是解决了现有技术铝电解电容器存在的耐高温能力不足，产品在高温下稳定性低及耐稳波电流能力差的难题。

本发明要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的：一种耐高温铝电解的电解液，其质量比为：主溶剂37.5％～89.5％、辅助溶剂5％～25％、溶质4％～20％、防腐蚀剂0.2％～1％、提高闪火电压的添加剂1％～15％、消氢剂0.2％～1％、防水合剂0.1％～0.5％。

进一步：溶剂采用沸点较高的乙二醇为主，加入适量的高沸点二甘醇、三甘醇中的一种或多种的混合物，作为第二溶剂，加入适量的磷钨酸、磷钼酸、聚乙烯醇、聚乙二醇或它们的混合物；溶质采用1.7-癸二酸铵、1.10-癸二酸铵、1.6-十二双酸铵或1.10-十二双酸铵等有机羧酸盐中的一种或两种以上的混合物。防腐蚀剂：该类添加剂能捕获Cl^-，与Cl^-形成络化物，沉积在铝箔表面上保护和防止铝箔被腐蚀，能抑制Al³⁺溶出，起到封杀金属离子的作用。本发明专利采用下列物质中一种或几种：硝基三氮硼、8-羟基喹啉、乙二胺四乙酸、氨三乙酸、柠檬酸银。提高闪火电压的添加剂：为提高、改善工作电解液在高温下的耐电压能力，本发明专利主要添加易于释氧修补氧化膜的氧化剂，以及容易被Al₂O₃膜吸附的大分子有机物。该类添加剂可能包含下列物质中的一种或几种：重铬酸铵、纳米二氧化硅、柠檬酸。消氢剂：该类添加剂主要利用“硝基效应”，以硝基和芳香环等基团的强诱导效应和共轭效应，抑制或消除氢气。本发明主要添加2，4，6-三硝基苯酚、对硝基苯酚、对硝基苯甲酸中的一种或两种物质吸收产品内部氢气。防水合剂：该类添加剂主要是有机磷酸盐类。在电场作用下，磷酸根与阳极溶解下来的Al³⁺化合生成AlPO₄，从而防止水合作用继续进行。同时，该类添加剂的有机基团对水有排斥性，将水分子与铝箔隔离开来，从而达到防止水合作用的效果。本发明主要添加磷酸三丁酯、磷酸二丁酯、-磷戊戌酸单丁酯中的一种或两种物质。

另外，本发明的上述耐高温铝电解的电解液用于工作电压为160-450V铝电解电容器产品的应用。通过开发耐高温性能好、高温物化性能稳定的工作电解液，从整体上提高铝电解电容器的稳定性，使产品上限工作温度高达150℃，产品特点是：

1)耐高温性能好，上限工作温度达150℃；

2)使用寿命长，达150℃2000小时；

3)工作电压范围宽：160-450V；

4)能耐大纹波电流冲击；

本发明与现有技术相比，该耐高温铝电解的电解液耐高温性能好、抗腐蚀强及闪火电压高的工作电解液。用该电解液所得的铝电解电容器上限工作温度高达150℃，使用寿命达150℃2000小时，产品能完全满足大功率电子节能灯、汽车电子等对其需耐高温、使用寿命长的苛刻要求。

具体实施方式

本发明的主旨是通过选择合适溶剂、溶质，再添加提高电解液抗腐蚀性、闪火电压等特性的多种改性添加剂，使得该耐高温铝电解的电解液具有耐高温性能好、抗腐蚀强及闪火电压高等特性。用该电解液所得的铝电解电容器上限工作温度高达150℃，使用寿命达150℃2000小时，产品能完全满足大功率电子节能灯、汽车电子等对其需耐高温、使用寿命长的苛刻要求。下面结合实施例对本发明的内容作进一步详述，实施例中所提及的内容并非对本发明的限定，制备方法中温度、时间等工艺条件的选择可因地制宜而对结果并无实质性影响。

实施例

一种耐高温铝电解的电解液，其质量比如实施例中的1-5号电解液的配方，将1-5号的电解液配方运用本领域技术人员常用的烧煮工艺调配。即将主溶剂、辅助溶剂加热至150℃以上，退火冷却到135℃后，加入溶质、防腐蚀剂、提高闪火电压的添加剂、消氢剂、防水合剂，使之完全溶解，自然冷却后即得可1-5号电解液。将该组电解液分别用于制作实施例电解液制做4.7μF/400V Φ12.5×20产品，所得的产品高温寿命性能见表2所示，测试频率/温度：120Hz/25℃；试验仪器是交直流寿命试验电源、高温烘箱。

表1：电解液的配方组分

表2：应用表1中1-5配方对应的电解液制做4.7μF/400V Φ12.5×20产品，其高温寿命性能

Claims

1.一种耐高温铝电解的电解液，其质量比为：主溶剂37.5％～89.5％、辅助溶剂5％～25％、溶质4％～20％、防腐蚀剂0.2％～1％、提高闪火电压的添加剂1％～15％、消氢剂0.2％～1％、防水合剂0.1％～0.5％；

所述的主溶剂是乙二醇，所述的辅助溶剂是二甘醇、三甘醇中的一种或两种的混合物；

所述的溶质是1.7-癸二酸铵、1.10-癸二酸铵、1.6-十二双酸铵或1.10-十二双酸铵中的一种或几种混合物，或者它们的全部混合物；

所述的防腐蚀剂是硝基三氮硼、8-羟基喹啉、乙二胺四乙酸、氨三乙酸、柠檬酸银中的一种或几种混合物，或者它们的全部混合物；

所述提高闪火电压的添加剂是重铬酸铵、纳米二氧化硅、柠檬酸中的一种或两种或三种物质；

所述的消氢剂是2，4，6-三硝基苯酚、对硝基苯酚、对硝基苯甲酸中的一种或两种物质；

所述的防水合剂是磷酸三丁酯、磷酸二丁酯、磷戊戌酸单丁酯中的一种或两种物质。

2.根据权利要求1所述的耐高温铝电解的电解液，其特征在于：所述的辅助溶剂中还加入微量的磷钨酸、磷钼酸、聚乙烯醇、聚乙二醇中的一种或几种混合物。

3.一种根据权利要求1或2所述的耐高温铝电解的电解液用于工作电压为160-450V铝电解电容器产品的应用。