CN102074368B - 一种电容器用电解液的制备方法、制品及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电解电容器用电解液的制备方法，包括以下工艺步骤：在配液锅中依次加入乙二醇、水、己二酸铵、对硝基苯甲酸铵、防水合助剂；然后加热，控温50～60℃，搅拌1～2小时，完全溶解后冷却至30～40℃，用氨气或氨水调节PH值为6.5～7.0，出料，得电容器用电解液。本发明还提供了一种电解液，由乙二醇、水、己二酸铵、对硝基苯甲酸铵、复合防水合助剂组成。本发明的电解液适用于高频低阻抗、低漏电、低压电解电容器。

Description

一种电容器用电解液的制备方法、制品及其应用
技术领域
本发明涉及电解液技术领域，特别地涉及到一种适用于低压、耐高温、长寿命的电解电容器用的电解液的制备方法及电解液。
背景技术
从1987年以来，全球电容器生产量每年以20％以上的速度增长，但随着集成电路(IC)、超大规模集成电路(VLSI)的发展在一定程度冲击了电解电容器的生存，电解电容器在部分电路中被别的电容器所取代。电解电容器自身性能的提高是提升企业竞争力的根本路径。目前，电解电容器的性能缺点主要有：漏电流大、损耗值大、寿命短、应用范围受限制等。漏电流较大是电解电容器的性能缺点之一，低压电解电容器对精度要求较高，对漏电流也有特别的要求，降低漏电流成了满足这方面要求的重要课题。对于低压电解电容器来说，其损耗值的大小取决于电极箔的固有介质损耗和电解液的电导率，因此从电解液方向研究低损耗电解电容器也是其技术攻关的一个重要方向。许多现代电子产品的性能越来越高，因而信号及其高次谐波引起的噪音也相应地出现在更高的频率范围，相应地对电容器的高频性能提出越来越高的要求。因此高频化是电解电容器发展的必要方向。
综上所述，未来低压电解电容器关键在于满足高频化、低阻抗、低漏电、长寿命的性能要求。高频、低阻抗电容器对其所用的电解液也提出了新的要求，其需具有高的电导率。以低分子量的化合物，如二元酸铵的乙二醇溶液为主要成分的电解液亦未达到要求。采取含水量高的电解液是达到高导电率最有希望的途径，然而由于电解液含水量高，电容器在贮存、使用过程中，铝电极箔表面的氧化铝化成膜产生严重的水合作用，致使漏电流大幅升高、贮存使用寿命严重缩短。因此，高效防水合是高含水量电解液的研究关键技术。
目前，为了防止水合反应，通常在电解液中加入磷酸、亚磷酸、次亚磷酸及其盐，但加入过量这些化合物为酸性物质往往导致电解电容器容易受到腐蚀而失效，因而这些化合物的用量受到了限制。此外还可以通过加入磷酸烷基酯来防水合作用，但酯难溶于水，作用效果不好。
发明内容
本发明目的在于提供一种低压电解电容器用的电解液的制备方法及电解液，从而解决目前电解液难以满足电容器高频化、低阻抗、低漏电、长寿命的要求，尤其是采用含水量高的电解液时，因水合作用而造成电容器漏电流大、贮存使用寿命短的技术难题。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：
一种电解电容器用电解液的制备方法，其包括以下工艺步骤：
(1)预备原料：乙二醇20～30g，水45～55g，己二酸铵14～20g，对硝基苯甲酸铵2g，防水合助剂3g；
(2)加料：在配液锅中依次加入乙二醇、水、己二酸铵、对硝基苯甲酸铵、防水合助剂；
(3)溶解：加热，控制温度为50～60℃，搅拌1～2小时，使步骤(1)加入的化合物充分溶解；
(4)调节PH：冷却步骤(3)溶解的化合物至30～40℃，用氨气或氨水调节PH值为6.5～7.0，出料，得电容器用电解液。
由所述的电解电容器用电解液的制备方法制得的电解液，其原料组份为：
乙二醇            20～30g
水                45～55g
己二酸铵          14～20g
对硝基苯甲酸铵    2g
防水合助剂        3g
前述电解电容器用电解液其原料组份配方优选：
乙二醇            26g
水                53g
己二酸铵          16g
对硝基苯甲酸铵    2g
防水合助剂        3g
所述防水合助剂为复合防水合助剂，所述复合防水合助剂为含磷、多元醇及铵盐的复合防水合助剂。
所述复合防水合助剂为含有磷酸二氢铵、甘露糖醇、三乙基四胺六乙酸、乙二胺四甲叉磷酸的复合防水合助剂。
所述复合防水合助剂包括以下原料组成重量份配比：
磷酸二氢铵        20
甘露糖醇          36
三乙基四胺六乙酸        28
乙二胺四甲叉磷酸        16
所述的电解电容器用电解液的应用于制备低压电解电容器。
发明的有益效果
1、采用本发明提供的电解液制备方法，其工艺简单，条件易于控，容易实现工业化生产；
2、本发明的低压电解电容器用的电解液导电率高，同时满足电容器高频、低阻抗、长寿命性能对电解液提出的要求；
3、由于本发明电解液中添加了高效的复合防水合助剂，可以有效的抑制电解液铝电极箔表面的氧化铝化成膜产生的水合作用，从而降低电容器的漏电流并延长了电容器的使用寿命。
下面结合实施例，对本发明进一步说明。
具体实施方式
一种低压电解电容器用电解液的制备方法，其包括以下工艺步骤：
(1)按照表1中实施例1-4给出的配方称量原料，并分别按照以下步骤(2)-(4)制备电解液；
(2)加料：在配液锅中依次加入乙二醇、水、己二酸铵、对硝基苯甲酸铵、防水合助剂；
(3)溶解：加热，控制温度为50～60℃，搅拌1～2小时，使步骤(1)加入的化合物溶解；
(4)调节PH：冷却步骤(2)完全溶解的化合物至30～40℃，用氨气或氨水调节PH值为6.5～7.0，出料，得低压电解电容器用电解液。
本发明使用防水合助剂为含磷、多元醇及铵盐的复合防水合助剂，可以为含有磷酸二氢铵、甘露糖醇、三乙基四胺六乙酸、乙二胺四甲叉磷酸的复合防水合助剂。
表1对比实施例的组成配方
Figure BSA00000407919000051
备注：表中“-”表示无
分别制备使用按照表1中以往实施例1-2及本发明实施例1-4的成分组成配制的电解液并用其制备电容器，各10个。电容器的规格为：35WV，1000μf，并在125℃下进行有和无负荷试验，试验结果如表2和表3所示：
表2各实施例的平均测试数据
Figure BSA00000407919000061
表3各实施例的平均测试数据
Figure BSA00000407919000062
比较表2和表3的试验数据可以看出本发明实施例的电解电容器的在125℃无或有负荷2000h的寿命试验后各种性能都明显优于以往实施例。
本发明并不限于上述实施例，凡是能实现本发明目的的所有等同的实施方式，均在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种电容器用电解液的制备方法，其特征在于，包括以下工艺步骤：
(1)预备原料：乙二醇20～30g，水45～55g，己二酸铵14～20g，对硝基苯甲酸铵2g，防水合助剂3g；
(2)加料：在配液锅中依次加入乙二醇、水、己二酸铵、对硝基苯甲酸铵、防水合助剂；
(3)溶解：加热，控制温度为50～60℃，搅拌1～2小时，使步骤(1)加入的化合物充分溶解；
(4)调节PH：冷却步骤(3)溶解后的化合物的溶液至30～40℃，用氨气或氨水调节PH值为6.5～7.0，出料，得电容器用电解液。
2.一种根据权利要求1所述的电容器用电解液的制备方法制得的电解液，其包括以下原料组份：
Figure FSB00000910081100011
其特征在于：
其中所述的防水合助剂包括以下原料重量份组份：
Figure FSB00000910081100021
3.根据权利要求2所述的电解液，其特征在于，其原料组份配方优选：
Figure FSB00000910081100022
4.一种根据权利要求2～3之一所述的电解液，其特征在于，用于低压电解电容器。
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