CN102779645A - 一种铝电解电容器工作电解液及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电解液技术领域，尤其涉及一种铝电解电容器工作电解液及制备方法。该电解液包括乙二醇占75%-85%，纯水占1%-5%，己二酸占2%-8%，己二酸铵占2%-8%，次亚磷酸铵占0.1%-2%，该电解液还包括有m-偏硝基乙酰苯，占0.1%-2%，聚乙二醇PEG，占5-10%。本发明的有益效果是具有成本低，氧化效率高，电导率高、火花电压高，能在高温条件下长期稳定工作，寿命达105℃、3000h，可广泛应用于开关电源、电源适配器等领域。

Description

一种铝电解电容器工作电解液及制备方法

技术领域

本发明涉及电解液技术领域，尤其涉及一种适用于耐高温、长寿命的铝电解电容器用的制备方法及电解液。

背景技术

随着电子技术的飞速发展，电子产品的体积越来越小，如汽车电子、电源适配器、电子镇流器等产品，相应对铝电解电容器的要求也越来越高，特别对高压铝电解电容器。由于通过电容器的纹波电流较大，电容器本身会发热而且长时间连续工作，电子产品对电容器提出更高的要求：小体积、高工作环境温度、长寿命。

铝电解电容器工作电解液作为铝电解电容器的实际阴极，其性能对铝电解电容器起决定作用。工作电解液一般由溶剂、溶质和各种添加剂组成，溶剂包括纯水、乙二醇、γ-丁内酯、二乙二醇等，溶质为有机羧酸及其盐，添加剂包括火花电压提高剂、漏电流抑制剂、消氢剂、防水合剂、阻燃剂等。合理选择工作电解液的溶剂体系，加入溶质组合并加入各种添加剂，使电容器在特定条件下正常工作。

高压铝电解电容器所用的工作电解液要求有较高的火花电压，保证在高压条件下正常工作，不可因工作电解液火花电压较低闪火而导致电容器鼓底失效甚至爆炸。乙二醇、己二酸铵体系电解液，一般火花电压较低，无法达到高压电容器要求，选择合理的火花电压提高剂并添加适当的比例，使火花电压达到高压要求。

铝电解电容器的介质是氧化膜Al2O3，工作电解液完全覆盖、渗透氧化膜Al2O3，介质的好坏是铝电解电容器的关键。作为电容器的真正阴极——工作电解液，电解液中含有水分，其中的水分容易与氧化膜Al2O3发生水合，水合氧化膜会导致铝电解电容器性能恶化直至产品提前失效。所以在工作电解液中要加入适当的防水合剂显得特别重要，防止氧化膜水合而使电容器性能恶化。

铝电解电容器在工作过程中，会自动修补阳极氧化膜（Al2O3），修补氧化膜的过程会产生氢气，产生的气体越多，电容器内部的压力就越高，最终电容器会鼓底甚至爆炸。铝电解电容器工作电解液，特别是高压电解液，一般要加入消氢剂，吸收电容器工作过程中产生的氢气，使电容器的内部压力保证在正常范围内，不因鼓底而失效。合理、正确选择工作电解液的消氢剂显得尤其重要。

发明内容

本发明解决的技术问题是：公开一种铝电解电容器工作电解液及其制备方法，具有成本低，氧化效率高，电导率高、火花电压高，能在高温条件下长期稳定工作。

本发明采取的技术方案为公开一种铝电解电容器工作电解液及其制备方法，该电解液的主要成中电解液主要成分中乙二醇占75%-85%，纯水占1%-5%，己二酸占2%-8%，己二酸铵占2%-8%，次亚磷酸铵占0.1%-2%，该电解液主要成分中还包括有m-偏硝基乙酰苯，占0.1%-2%。m-偏硝基乙酰苯为，其中m-表示间位，两基团各自所连的碳之间间隔一个碳，指硝基和酚羟基之间的关系，具有不同的空间构型，间硝基乙酰苯为白色针状结晶，熔点154-156℃，溶于氯仿、硝基苯、乙醇，稍溶于热水，作为有机合成的中间体，改善和提高了铝电解电容器的氧化效率。

本发明的进一步改进，该电解液主要成分中还进一步包括有聚乙二醇PEG，占5%-10%，聚乙二醇PEG组成混合溶剂，可以使电解液具有更好的耐高温性能，具有更低的饱和蒸汽压。

一种铝电解电容器工作电解液的制备方法，包括以下步骤：

A、将重量百分比75-85%的乙二醇倒入不锈钢容器中;

B、加入重量百分比5-10%聚乙二醇PEG并充分搅拌;

C、加入重量百分比1-5%纯水并搅拌加热到80-110℃;

D、然后依次加入重量百分比2-8%己二酸、重量百分比2-8%己二酸铵和重量百分比0.1-2% m-偏硝基乙酰苯，充分搅拌至完全溶解；

E、最后加入重量百分比0.1-2%次亚磷酸铵，完全溶解后冷却至室温。根据设计电容器的使用要求，合理选择率电解电容器工作电解液的各种成分，通过配方的合理搭配和优化，配制出的铝电解电容器的工作电解液，具有高氧化效率、高电导率、高火花电压的特点。

本发明的有益效果是：具有成本低，氧化效率高，电导率高、火花电压高，能在高温条件下长期稳定工作，寿命达105℃、3000h，可广泛应用于开关电源、电源适配器等领域。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进一步说明。

表1和表2是本发明提供的两个电解液配方及它们的性能：

表1工作电解液配方实例

组分	配方例1	配方例2
			重量百分比
乙二醇	85	75
			纯水	1	4
己二酸	4	6
			己二酸铵	4	5
次亚磷酸铵	0.8	2
			m-偏硝基乙酰苯	0.2	1
聚乙二醇PEG	6	7

表2 实例工作电解液特性

电解液	25℃电导率	105℃闪火电压
			配方1	1.9	≥460
配方2	1.6	≥460

从表2可以看出，跟普通的铝电解电容器的电解液相比，采用配方1和配方2所制作出来的铝电解电容器，其电导率高、闪火电压高。

实施例1：铝电解电容器22UF400V，16*20，试验温度为105℃，试验电压400V，测试条件是在室内温度25℃，湿度65%，120HZ。

本实施例中采用配方1的电解液，测试结果如下：

实施例1：铝电解电容器470UF400V，35*50，试验温度为105℃，试验电压400V，测试条件是在室内温度25℃，湿度65%，120HZ。

本实施例中采用配方2的电解液，测试结果如下：

从上述的表格中，可以看出使用本发明的配方，其损耗、电容容差∆C/C、漏电在试验时间为3044小时内还能正常工作，火花电压达460V以上，比普通的铝电解电容器具有更优越的性能。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种铝电解电容器工作电解液，该电解液包括乙二醇占75%-85%，纯水占1%-5%，己二酸占2%-8%，己二酸铵占2%-8%，次亚磷酸铵占0.1%-2%，其特征在于：该电解液还包括有m-偏硝基乙酰苯。

2.根据权利要求1所述的铝电解电容器工作电解液，其特征在于：该电解液中的m-偏硝基乙酰苯占0.2%-3%。

3.根据权利要求1所述的铝电解电容器工作电解液，其特征在于：该电解液中的m-偏硝基乙酰苯占0.1%-2%。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的铝电解电容器工作电解液，其特征在于：该电解液进一步包括有聚乙二醇PEG。

5.根据权利要求4所述的铝电解电容器工作电解液，其特征在于：该电解液中聚乙二醇PEG占4-12%。

6.根据权利要求4所述的铝电解电容器工作电解液，其特征在于：该电解液中聚乙二醇PEG占5-10%。

7.一种制备权利要求1所述的铝电解电容器工作电解液的制备方法，包括以下步骤：

A、将重量百分比75-85%的乙二醇倒入容器中;

B、加入重量百分比5-10%聚乙二醇PEG并充分搅拌;

C、加入重量百分比1-5%纯水并搅拌加热到80-110℃;

D、然后依次加入重量百分比2-8%己二酸、重量百分比2-8%己二酸铵和重量百分比0.1-2% m-偏硝基乙酰苯，充分搅拌至完全溶解；

E、最后加入重量百分比0.1-2%次亚磷酸铵，完全溶解后冷却至室。