CN102760573B - 一种中高压铝电解电容器的电解液及其配制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种中高压铝电解电容器的电解液，包含的成份及占总质量的比例为：乙二醇，82％；去离子水，2％；己二酸铵，10％；癸二酸，5％；对硝基苯甲酸，0.25％；2-4二硝基苯酚，0.25％；次亚磷酸铵，0.5％。采用上述技术方案，满足欧盟REACH法规对高关注物质的管控要求；提高电解液的闪火电压和其阳离子修补氧化能力，减少工作过程中氢气的析出和水的产生，得到高品质的工作电解液，在用新物质替代原有硼酸类物质的同时，可满足压缩机起动用电解电容器无故障连续起动次数达20万次，具备了经受400V工作电压的性能；加热时间短、配制环节少、易于控制配制温度，能够明显提升铝电解电容器的使用性能。

Description

一种中高压铝电解电容器的电解液及其配制方法

技术领域

本发明属于化工产品及生产的技术领域，涉及应用于电器元件中的化工产品及其生产技术。更具体地说，本发明涉及一种中高压铝电解电容器的电解液。本发明还涉及该电解液的配制方法。

背景技术

冰箱、冰柜、空调等家用电器的核心部件——电机，其性能和品质对家用电器的使用性能和寿命起着决定性的作用，而这些电机频繁无规律起动，则离不开另一个核心部件——起动电容。

电机用起动电容器一般为铝电解电容器。电解液作为影响铝电解电容器质量的核心因素，其重要性就在于：作为电容器在工作状态下的实际阴极，在工作中不仅要不断提供修补电容器介质氧化膜的化学能力，而且电解液要在物理、化学性质和电化学性质等方面保持长期稳定，以保证产品的性能稳定和使用寿命。

目前，国内外铝电解电容器广泛使用乙二醇——硼酸盐体系配制铝电解电容器电解液。使用这种方法配制的电解液，其优点在于技术上比较成熟，配制过程操作简单，配制成本低且市场上采购容易，能够满足电容器一般工作状态的电气性能。但是使用这种电解液的电容器存在一个非常突出的问题。

2010年6月9日及10日结束的赫尔辛基会议上，欧盟化学品管理局(ECHA)与成员国委员会(SMCs)对可能成为高度关注物质的8项SVHC提案物质达成一致认同。这些物质在ECHA最终做出将其纳入的候选清单的决议后，将被正式纳入SVHC候选清单，该清单将在ECHA网站上更新。此前，ECHA公布了由丹麦、法国、德国3个欧盟成员国提出的将8种化学物——三聚乙烯、硼酸、无水四硼酸钠、七水合四硼酸钠、铬酸钠、重铬酸铵、重铬酸钾。其中，硼酸、无水四硼酸钠、七水合四硼酸钠被列入SVHC的原因，是该类物质属于致生殖毒类第2类。

SVHC，即高度关注物质，来源于欧盟REACH法规。根据REACH法规第57条款，SVHC按照以下标准来确定：

a)、按照欧盟指令67/548/EEC被分类为1类及2类的致癌物质、致畸变物质和生殖毒性物质；该指令将于近期被欧盟1272/2008/EC(《化学物质及混合物的分类、标签及包装》，即CLP法规)取代，在新法规中分类为1a及1b的上述危害物质；

b)、按照REACH法规附件XIII确定的持久、生物累积、有毒物质(PBT)和强持久强生物累积物质(vPvB)；

c)、其它有实际案例证明对人类及环境有严重危害影响的物质(如内分泌干扰。

2010年6月18日，第三批SVHC正式被加入候选列表中，至此，候选清单中的SVHC已增加至38种。从此含有硼酸类物质的产品也被列入重点管控对象，所以研制不含硼酸的电解液将是各铝电解电容器生产企业面临的一个崭新的课题。

发明内容

本发明提供一种中高压铝电解电容器的电解液，其目的是满足欧盟REACH法规对硼酸类等高度关注物质的管控要求。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

本发明提供的中高压铝电解电容器的电解液，包含的成份及占总质量的比例为：

乙二醇，80％～82％；去离子水，2％～3％；己二酸铵，10％～11％；癸二酸，4％～5％；对硝基苯甲酸，0.20％～0.25％；2-4二硝基苯酚，0.20％～0.25％；次亚磷酸铵，0.5％～0.6％。

本发明还提供了上述的中高压铝电解电容器的电解液的配制方法，包括以下步骤：

1、按所述的质量比例，取乙二醇、去离子水及癸二酸，加入容器内，搅拌均匀并加热至110℃，保温4～5分钟；

2、按所述的质量比例，用天平称量己二酸铵、对硝基苯甲酸、2-4二硝基苯酚、次亚磷酸铵，依次加入容器内并搅拌；

3、将搅拌后的电解液迅速冷却到50℃，测PH值、电导率、闪火电压，如果数值无偏离，则出料；

如果数值有偏离则用氨水调整，或提高烧煮温度；达到要求后，自然冷却到室温即可出料。

本发明采用上述技术方案，满足欧盟REACH法规对高关注物质硼酸、无水四硼酸钠、七水合四硼酸钠等的管控要求，又可达到产品原有的技术指标，满足客户产品出口欧盟等国家的需要；本发明提高电解液的闪火电压和其阳离子修补氧化能力，减少工作过程中氢气的析出和水的产生，得到高品质的工作电解液，在用新物质替代原有硼酸类物质的同时，可满足压缩机起动用电解电容器无故障连续起动次数达20万次，具备了经受400V工作电压的性能；加热时间短、配制环节少、易于控制配制温度，能够明显提升铝电解电容器的使用性能。

具体实施方式

下面通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

本发明为一种中高压铝电解电容器的电解液。为了克服现有技术存在缺陷，实现满足欧盟REACH法规对硼酸类高度关注物质的管控要求的发明目的，本发明采取的技术方案为：

所述的中高压铝电解电容器的电解液包含的成份及占总质量的比例为：乙二醇，80％～82％；去离子水，2％～3％；己二酸铵，10％～11％；癸二酸，4％～5％；对硝基苯甲酸，0.20％～0.25％；2-4二硝基苯酚，0.20％～0.25％；次亚磷酸铵，0.5％～0.6％。

上述成份的主要作用是：

己二酸铵：易于释放氧，能够快速修复介质氧化膜损伤，可改善形成性能，有助于闪火电压提高；

乙二醇：为工作电解液的基础溶剂；

去离子水、癸二酸：起调节电导率作用；

消氢剂——对硝基苯甲酸：在工作电解液中能够有效地抑制或消除氢气；

2-4二硝基苯酚：起到提高产品耐久性的作用；

次亚磷酸铵：在工作电解液中作为钝化剂，防止水合作用发生。

本发明的中高压铝电解电容器的电解液的配制方法，包括以下步骤：

以配制100kg的电解液计算：

1、取乙二醇82kg、去离子水2kg及癸二酸5kg，加入容器内，搅拌均匀并加热至110℃，保温4～5分钟；

2、按所述的质量比例，用天平称量己二酸铵10kg、对硝基苯甲酸0.25kg、2-4二硝基苯酚0.25kg、次亚磷酸铵0.5kg，依次加入容器内并搅拌；

3、将搅拌后的电解液迅速冷却到50℃，测PH值、电导率、闪火电压，如果数值无偏离，则出料；

如果数值有偏离则用氨水调整，或提高烧煮温度；达到要求后，自然冷却到室温即可出料。

乙二醇作为基础溶剂，是用于溶质的溶解使用的，由于癸二酸不易溶解，故先加入癸二酸，并一边加热一边搅拌，便于癸二酸充分溶解，对硝基苯甲酸、2-4二硝基苯酚、次亚磷酸铵等化工产品易溶解，所以放在后面加入，而且这几种物质在温度过高的情况下容易挥发。

在所有的物质加入后，测量PH等值时，要求达到以下数值，PH＝6.6±0.5，电导率p30＝2000±200μs/cm，闪火电压≥460V。

本发明采用先进的电解液配方工艺，通过对铝电解电容器用电解液应用正交实验法，对溶剂、溶质、添加剂进行筛选，提高电解液的闪火电压、其阳离子修补氧化能力和耐高压特性，减少工作过程中氢气的析出和水的产生，得到高品质的工作电解液，从而提高电机起动电容器内在品质，延长产品使用寿命，从而使压缩机起动用电容器能够连续无故障起动次数达到20万次，经受住400V的电压；加热时间短、配制环节少、易于控制配制温度，能够明显提升铝电解电容器的使用性能。

本发明的电解液成分符合欧盟电子ROHS和欧盟化学品REACH环保指令对重点管控物质的要求，确保使用该电解液的家用电器产品出口。

本发明铝电解电容器的使用性能与现有技术的对比，如下表所示：

以上对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种中高压铝电解电容器的电解液，其特征在于：组成所述电解液的成份及它们占总质量的比例为：

乙二醇，80％～82％；

去离子水，2％～3％；

己二酸铵，10％～11％；

癸二酸，4％～5％；

对硝基苯甲酸，0.20％～0.25％；

2-4二硝基苯酚，0.20％～0.25％；

次亚磷酸铵，0.5％～0.6％。

2.权利要求1所述的中高压铝电解电容器的电解液的配制方法，其特征在于：所述的配制方法包括以下步骤：

1)、按所述的质量比例，取乙二醇、去离子水及癸二酸，加入容器内，搅拌均匀并加热至110℃，保温4～5分钟；

2)、按所述的质量比例，用天平称量己二酸铵、对硝基苯甲酸、2-4二硝基苯酚、次亚磷酸铵，依次加入容器内并搅拌；

3)、将搅拌后的电解液迅速冷却到50℃，测PH值、电导率、闪火电压，如果数值无偏离，则出料；

如果数值有偏离则用氨水调整，或提高烧煮温度；达到要求后，自然冷却到室温即可出料。