CN104465100A - 一种800v铝电解电容器的工作电解液及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种800V铝电解电容器的工作电解液，所述的工作电解液由以下重量百分比的组分组成：主溶剂30～65％，辅助溶剂10～35％，溶质5～25％，闪火电压提升剂5～15％，添加剂1.5～3.5％。本发明还公开了上述电解液的制备方法。该电解液突破了700 V～750 V超高压技术大关，直接达到800 V超高压技术领域，具有工作电压高、使用寿命长、在高温环境下性能稳定、产品耐压性好和产气性能好等优点。
Description
技术领域
本发明涉及新能源的超高压铝电容器技术领域，具体涉及一种800V铝电解电容器的工作电解液及制备方法。
技术背景
随着科学技术的发展，社会需求的提高，环境的改善，新型整机的诞生，使得铝电容器小型化、片式化、中高压和大容量的趋势发展。最近走在世界前列的日本等许多知名品牌电容器厂家在铝电容器有趋向超高压(600V以上的额定电压)这方面的发展，近几年时间相继推出额定工作电压大于600V以上(600V～630V)系列的产品，并且他们推出新型系列的产品大都是在超高压这方面的，由此我们可以得出，超高压铝电容器是未来的一种发展趋势。
目前高压大容量铝电容器一般多用在工业变频领域，很多变频设备电路电压较高(有的在1000V以上)，而国内很多铝电容器厂家的高压产品一般工作电压只能满足在400V～450V，工作电压在500V以上的产品却很少，所以很多电子行业制造商不得不将铝电容器以串联的方式连接，这样做会带来三个问题：一是铝电容器以串联的方式连接使得整机的整体体积变大，无法实现整机小型化；二是铝电容器以串联的方式连接，电路板上的散热效果大大降低，这样在高温高密集的环境下工作运行会使得铝电容器和其他元器件的使用寿命大打折扣；三是铝电容器以串联的方式连接，串联在一起的每只铝电容器产品在性能和使用寿命上也存在差异，品质不好的铝电容器会提早失效，从而会影响其他铝电容器和元器件的工作，故提高铝电容器的额定工作电压，用一只高电压铝电容器取代几只低电压铝电容器无论从电路设计的空间布局和散热以及设备性能的稳定等方面的考虑是非常有必要的。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点和不足，提供了一种800V铝电解电容器的工作电解液及制备方法，该电解液突破了700V～750V超高压技术大关，直接达到800V超高压技术领域。
本发明的技术方案一方面提供了一种800V铝电解电容器的工作电解液，包括主溶剂、辅助溶剂、溶质、闪火电压提升剂、添加剂，其中各组分的重量百分比为：主溶剂30～65％，辅助溶剂10～35％，溶质5～25％，闪火电压提升剂5～15％，添加剂1.5～3.5％，共计100％；
所述主溶剂选自多元醇类化合物或醇醚类化合物；
所述辅助溶剂选自聚乙二醇、二甘醇、甘油衍生物、γ—丁内酯、醋酸丁酯、甲氧基聚乙二醇、丙烯醇中的至少两种；
所述溶质由含碳原子数为C30～C35具有单端侧支链或者两端侧支链的脂肪酸和以下组分中至少1种组成：2,7-二丁基庚二酸、十二烷基二酸、十四烷基二酸、木糖醇、甘露醇、柠檬酸及葡萄糖酸；
所述闪火提升剂选择聚乙烯醇、纳米二氧化硅硅溶胶和硅烷偶联剂中的至少两种；
所述添加剂选自邻硝基苯甲醇、邻硝基苯甲醚、对硝基苯甲醇、乙二酸四乙酸、酒石酸、8-羟基喹啉、次亚磷酸铵中的至少两种。
根据本发明技术方案提供的电解液，主溶剂选自乙二醇、正丁醇、一缩二乙二醇、正辛醇、二乙二醇-甲醚、二乙二醇-丁醚、二乙二醇-己醚、三乙二醇-丁醚中的至少两种。
根据本发明技术方案提供的电解液，聚乙二醇的分子量为1000-20000。
根据本发明技术方案提供的电解液，在本发明的一些实施方式中，电解液中各组分的重量百分比为：主溶剂45.6～55.8％，辅助溶剂15.7～23.6％，溶质11.8～15.4％，闪火提升剂6.5～8.8％，其他添加剂0.9～1.5％。
一种如权利要求1所述的电解液的配制方法，其特征在于，包括以下步骤：先将固态的组分溶于温度为110～115℃的主溶剂和辅助溶剂的混合溶剂中，待温度冷却至100℃时加入溶质，溶解充分后将混合溶液置于100℃恒温真空条件下烧煮15～20分钟后，冷却至90℃加入添加剂在85℃下保温60分钟，最后，冷却至70℃温度下加入另一种闪火提升剂，即得800V铝电解电容器的工作电解液。
本发明的有益效果在于：
1)突破了700V～750V超高压技术大关，直接达到800V超高压技术领域；
2)工作电压高，使用寿命长，800V产品在85℃下达到了长达3000h的寿命；
3)工作电解液闪火电压高，能达到810V以上，且在高温环境下性能稳定，产品耐压性好；
4)产品电气性能优越，产气性能好。
本发明提供的用定向凝固工艺制备硅质靶材的方法生产周期短，所制备的硅靶材电阻率可通过掺杂剂的量连续精确控制，且具有分布均匀，靶材尺寸大，晶体完整等特点。
具体实施方式
以下所述的是本发明的优选实施方式，本发明所保护的不限于以下优选实施方式。应当指出，对于本领域的技术人员来说在此发明创造构思的基础上，做出的若干变形和改进，都属于本发明的保护范围。实施例中所用的原料均可以通过商业途径获得。
实施例1
800V超高压(小型品)铝电解电容器的工作电解液的配制：
各成分的组成如表1所示，将质量百分比63.5％乙二醇、10.0％二乙二醇-甲醚、5.8％二甘醇、混合加热到110～115℃，添加质量百分比2.0％聚乙烯醇和3.0％聚乙二醇10000溶于混合溶剂中，冷却至100℃时添加质量百分比5.8％11,12-二庚基-10，12-二十二碳二烯双酸铵，3.0％2,7-二丁基庚二酸、3.4％十二烷基二酸，然后，在100℃恒温真空条件下烧煮15～20分钟，冷却至90℃加入质量百分比1.3％邻硝基苯甲醚、0.2％次亚磷酸铵，并在85℃温度条件下保温60分钟，最后冷却至70℃下加入质量百分比2.0％纳米硅溶胶，配制完毕。
800V超高压(小型品)铝电解电容器工作电解液参数性能如表2所示，产品电气特性如表3所示。
实施例2
800V超高压(大型品)铝电解电容器的工作电解液的配制方法：
各组分的组成如表1所示，将质量百分比53.5％乙二醇、19.4％二乙二醇-甲醚、5.0％二甘醇、混合加热到110～115℃，添加质量百分比3.0％聚乙烯醇和3.0％聚乙二醇10000溶于混合溶剂中，冷却至100℃时添加质量百分比4.0％11,12-二庚基-10，12-二十二碳二烯双酸铵，4.8％2,7-二丁基庚二酸、1.2％十二烷基二酸，然后，在100℃恒温真空条件下烧煮15～20分钟，冷却至90℃加入质量百分比2.0％邻硝基苯甲醚、0.1％次亚磷酸铵，并在85℃温度条件下保温60分钟，最后冷却至70℃下加入质量百分比4.0％纳米硅溶胶，配制完毕。
800V超高压(大型品)铝电解电容器工作电解液参数性能如表2所示，产品电气特性如表4所示。
表1：800V工作电解液中各个材料成分的配比
| 材料成分 | 小型品 | 大型品 |
| 主溶剂 | 63.5％ | 53.5％ |
| 辅助溶剂 | 15.8％ | 24.4％ |
| 溶质 | 12.2％ | 10.0％ |
| 闪火提升剂 | 7.0％ | 10.0％ |
| 其他添加剂 | 1.5％ | 2.1％ |
表2：800V工作电解液测试参数
| 性能参数 | 小型品 | 大型品 |
| 水分含量 | 2.0％ | 2.2％ |
| 电导率(30℃ms/cm) | 0.30 | 0.28 |
| PH | 5.45 | 5.50 |
| 闪火电压 | 812 | 820 |
| 低温特性(-25℃) | 未冻结，未沉淀析出 | 未冻结，未沉淀析出 |
表3：800V小型品电容器电气特性(以800V 6.8μf规格为例)
表4：800V大型品电容器电气特性(以800V 3300μf规格为例)
Claims (5)
1.一种800V铝电解电容器的工作电解液，包括主溶剂、辅助溶剂、溶质、闪火电压提升剂、添加剂，其特征在于，各组分的重量百分比为：主溶剂30～65％，辅助溶剂10～35％，溶质5～25％，闪火电压提升剂5～15％，添加剂1.5～3.5％，共计100％；
所述主溶剂选自多元醇类化合物或醇醚类化合物；
所述辅助溶剂选自二乙二醇-甲醚或二甘醇；
所述溶质由含碳原子数为C30～C35具有单端侧支链或者两端侧支链的脂肪酸和以下组分中至少1种组成：2,7-二丁基庚二酸、十二烷基二酸、十四烷基二酸；
所述闪火提升剂选自聚乙烯醇、聚乙二醇或纳米二氧化硅硅溶胶；
所述添加剂选自邻硝基苯甲醚、对硝基苯甲醇或次亚磷酸铵。
2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述主溶剂为乙二醇。
3.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述聚乙二醇的分子量为1000-20000。
4.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，各组分的重量百分比为：主溶剂45.6～55.8％，辅助溶剂15.7～23.6％，溶质11.8～15.4％，闪火提升剂5.0～15.0％，其他添加剂1.5～2.5％。
5.一种如权利要求1-4所述的电解液的配制方法，其特征在于，包括以下步骤：先将固态的组分溶于温度为110～115℃的主溶剂和辅助溶剂的混合溶剂中，待温度冷却至100℃时加入溶质，溶解充分后将混合溶液置于100℃恒温真空条件下烧煮15～20分钟后，冷却至90℃加入添加剂在85℃下保温60分钟，最后，冷却至70℃温度下加入闪火提升剂，即得800V铝电解电容器的工作电解液。
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Denomination of invention: A working electrolyte and preparation method for 800V aluminum electrolytic capacitors Granted publication date: 20170616 Pledgee: Jiangxi Bank Co.,Ltd. Guangzhou Branch Pledgor: RUYUAN YAOZUZHIZHIXIAN DONGYANGGUANG FORMED FOIL Co.,Ltd. Registration number: Y2024980006169 |
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