CN102176379B - 一种高沸点、低凝固点三元混合溶剂及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高沸点、低凝固点三元混合电解液溶剂，包括以下原料组成重量份：70～80酯类溶剂、5～10醚类溶剂、5～10酮类溶剂，其中优选γ-丁内酯、环己酮基环己烯、二乙二醇独丁醚三元混合物。本发明的三元混合电解液溶剂可以应用于片式铝电解电容器电解液。将本发明的三元混合溶剂和隣苯二甲酸单四甲基铵盐配制成电解液，并用它制备成的铝电解电容器，此类电容器在105℃高温负荷2000小时后，性能稳定，外观无异常，回流焊后膨胀率为0。

Description

一种高沸点、低凝固点三元混合溶剂及其应用

技术领域

本发明涉及电化学技术领域，特别地涉及到一种高沸点、低凝固点的混合溶剂及其在电容器的电解液中的应用。

背景技术

铝电解电容器与其它电容器相比具有容量大、生产成本低廉、可靠性强的优势，被广泛应用于电视等多种电器。片式铝电解电容器继普通铝电解电容器的又一新型、高性能的电容器，属于电解电容器中的高档产品。但其在应用过程中亦存在一些缺陷：一些因素会引起其电解电容失效，如极低的温度，电容温升(焊接温度，环境温度，交流纹波)，过高的电压，瞬时电压，甚高频或反偏压；其中温升是对电解电容工作寿命影响最大的因素。片式铝解电容器应用时常采用表面安装技术贴装元件(片式电子元件)，这就要求电解液要具备良好的耐高温性能。

中国专利“200310112466.2”公开了一种片式铝电解电容器用电解液，该电解液采用N-甲基吡咯烷酮为主溶剂，辅助溶剂为γ-丁内酯、甲酰胺、N-甲基甲酰胺、N-甲基乙酰胺、N-乙基甲酰胺、N-乙基乙酰胺、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N，N-二乙基甲酰胺、N，N-二乙基乙酰胺、碳酸亚乙酯、碳酸丙二醇酯、二甲基亚砜和乙肼的一种或几种混合物。该溶剂与溶质邻苯二甲酸盐、富马酸盐、丁二酸盐组成的电解液可耐260℃回流焊高温。

中国专利“200780023290.x”公开一种电解液，其电解质为阳离子和阴离子，其溶剂为γ-丁内酯、环丁砜、己二醇构成的组中选择的至少一种。

中国专利“200710026239.6”公开了电解液的溶质为带有多支链多碳原子的有机酸或其盐，其溶剂为醇类溶剂、酯类溶剂、醚类溶剂、吡咯烷酮溶剂等的一种或两种以上组合：醇类可以是乙二醇、正丁醇、苯甲醇、一缩二乙二醇、乙烯醇、正辛醇等；酯类可以是：γ-丁内酯、δ-戊内酯等；醚类可以是乙二醇独一丁醚、乙二醇独甲醚、二甘醇一丁醚等；吡咯烷酮溶剂是N-甲基吡咯烷酮、α-吡咯烷酮等。

根据现有技术，在片式铝电解电容器用的电解液中，其溶剂多采用乙二醇、γ-丁内酯、N，N-二甲基甲酰胺等或其混合体系。以下是几种可选用的高沸点溶剂：

化合物	乙二醇	γ-丁内酯	环己酮基环己烯	二乙二醇独丁醚
					沸点℃	198	204	265	230.4
凝固点℃	-13	-44	-78	-68.1

γ-丁内酯是一种沸点高、溶解性强、电性能及稳定性好的溶剂，在往常有使用作溶剂，但是其耐高温性能并不理想，难以达到片式铝电解电容器贴面组装时250℃的高温考验。此外，还有很多沸点比γ-丁内酯高的溶剂，但单独使用这些溶剂存在的缺陷是电容器的低温性能差。环己酮基环己烯、二乙二醇独丁醚的沸点都比γ-丁内酯沸点高，且凝固点也低，但用两者对电解质所配制的电解液的电导率较低，溶解度也不高而无法单独应用。

发明内容

本发明目的在于提供一种高沸点、凝固点、低蒸汽压的溶剂，其能承受长时间的高温考验和短时间250℃的考验，从而解决目前电解液耐温高温或低温性能不高的技术难点，尤其是片式铝解电容器用电解液对耐高温性能的要求。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种高沸点、低凝固点三元混合电解液溶剂，其重量份为70～80份酯类溶剂、5～10份醚类溶剂、5～10份酮类溶剂三种化合物组成。

所述的酯类溶剂为内酯，所述的内酯为β-内酯、γ-丁内酯、6-内酯的任一种；

所述的酮类溶剂为环己酮基环己烯；

所述的醚类溶剂为二乙二醇独丁醚、二甘醇一丁醚的任一种；

所述三种化合物优选重量份为70～80份γ-丁内酯、5～10份环己酮基环己烯、5～10份二乙二醇独丁醚；

所述高沸点、低凝固点三元混合电解液溶剂的应用于片式铝电解电容器的电解液。

所述片式铝电解电容器的电解液由高沸点、低凝固点三元混合电解液溶剂和隣苯二甲酸单四甲基铵盐组成。

所述片式铝电解电容器的电解液由重量份为90的高沸点、低凝固点三元混合电解液溶剂和重量份为10的隣苯二甲酸单四甲基铵盐组成。

所述高沸点、低凝固点三元混合电解液溶剂，应用于片式铝电解电容器的电解液溶剂。

发明的有益效果

1、采用混合溶剂的方法，利用混合溶剂沸点升高的原理，克服γ-丁内酯、环己酮基环己烯、二乙二醇独丁醚单一溶剂沸点不够高的缺点。γ-丁内酯、环己酮基环己烯、二乙二醇独丁醚组成的三元混合溶剂的沸点较单一溶剂高，蒸汽压较单一溶剂低。

2、γ-丁内酯、环己酮基环己烯、二乙二醇独丁醚组成的三元混合溶剂沸点高、凝固点低，克服了单独使用γ-丁内酯，二乙二醇独丁醚单独使用的缺陷。

3、本发明三元混合溶剂和隣苯二甲酸单四甲基铵盐溶质可以配备成电解液，并应用于片式铝解电容器。由本发明三元混合溶剂制备的铝解电容器在105℃高温负荷中2000小时后，其性能稳定，外观无异常，其回流焊后膨胀率为0。

下面结合实施例，对本发明进一步说明。

具体实施方式

实施例

采用γ-丁内酯、环己酮基环己烯、二乙二醇独丁醚、双丙酮醇四种化合物，按照表1配方分别制备重量份为90份的电解液溶剂，再将90份的电解液溶剂与10份的隣苯二甲酸单四甲基铵盐配比成电解液。

表1实施例的原料成分份及重量份

表中“-”表示无

使用对比例、本实施例1-6得到的电解液分别制作50只10V/470μf的铝电解电容器，先在20℃环境温度下进行测试性能；然后再在105℃高温负荷中2000小时，恢复16小时后测试性能。测试性能包括：静电容量、损耗值tgδ、漏电流等。对比例及各实施例中50个铝解电容器的检测数据的平均值如下表2所示：

表2试验检测数据

从以上测试参数可以看出，使用本发明的以γ-丁内酯、环己酮基环己烯、二乙二醇独丁醚三种化合物配制的三元混合物作为溶剂的电解液制作的铝电解电容器在105℃高温负荷2000小时后，检测其电参数，其完全合乎产品的国家标准。而对比例中使用单一的γ-丁内酯溶剂则回流焊后膨胀，不符合要求，而使用双丙酮醇亦如此。

本发明不局限于上述的具体原料组成及配方，只要是采用与本发明相同或相似的原料组份及其配比作为铝解电解液的溶剂就落在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种高沸点、低凝固点三元混合电解液溶剂，其特征在于，包括以下原料重量份组成：70～80份酯类溶剂、5～10份醚类溶剂、5～10份酮类溶剂；所述的酯类溶剂为内酯，所述的内酯为β-内酯、γ-丁内酯、δ-内酯的任一种；所述的酮类溶剂为环己酮基环己烯；所述的醚类溶剂为二乙二醇独丁醚、二甘醇独丁醚的任一种。

2.根据权利要求1所述的高沸点、低凝固点三元混合电解液溶剂，其特征在于，所述酯类溶剂、醚类溶剂、酮类溶剂三种化合物的重量份组成为：70～80份γ-丁内酯、5～10份环己酮基环己烯、5～10份二乙二醇独丁醚。

3.一种根据权利要求1所述高沸点、低凝固点三元混合电解液溶剂的应用，其特征在于，应用于制备片式铝电解电容器的电解液。

4.根据权利要求3所述高沸点、低凝固点三元混合电解液溶剂的应用，其特征在于，所述片式铝电解电容器的电解液由高沸点、低凝固点三元混合电解液溶剂和隣苯二甲酸单四甲基铵盐组成。

5.根据权利要求3所述高沸点、低凝固点三元混合电解液溶剂的应用，其特征在于，所述片式铝电解电容器的电解液由90份重量份的高沸点、低凝固点三元混合电解液溶剂和10份重量份的隣苯二甲酸单四甲基铵盐组成。