CN104681278A

CN104681278A - 一种高压铝电解电容器

Info

Publication number: CN104681278A
Application number: CN201310636368.2A
Authority: CN
Inventors: 李文胜
Original assignee: Kai Qijia Science And Technology Ltd Of Shenzhen
Current assignee: Kai Qijia Science And Technology Ltd Of Shenzhen
Priority date: 2013-12-03
Filing date: 2013-12-03
Publication date: 2015-06-03

Abstract

本发明公开一种高压铝电解电容器，其具有：电容器元件，其包括在表面具有电介质层的阳极箔、阴极箔、介于所述阳极箔和所述阴极箔之间的隔膜；电解液，其含浸于所述电容器元件中；以及外包覆体，其将所述电容器元件与所述电解液一起封闭；其中，所述阳极箔的化成电压为950-1200Vf，所述电解液包括：63-75％的乙二醇或多元醇；4-15％的24-50碳原子带支链的二元或三元羧酸铵盐；1-10％的五硼酸铵；1-12％的甘露醇；0.2-1％的磷酸一丁酯，上述百分比为质量百分比，其25℃下电导率为0.1-0.4ms，25℃下pH值为5.8-7.8。由于所述阳极箔的化成电压为950-1200Vf，以及所述电解液具有非常高的闪火电压，能达到700V以上，所以该电容器具有700V的工作电压，能有效的防止电容器击穿。

Description

一种高压铝电解电容器

技术领域

本发明涉及电解电容器，特别涉及一种高压铝电解电容器。

背景技术

铝电解电容器中，卷绕型、层叠型等形状被广为使用，该铝电解电容器具有在密封盒中容纳有下述的结构：由在表面具有氧化铝被膜的铝箔构成的阳极、由铝箔构成的阴极、及配置于阳极与阴极间且保持电解液的间隔件(Separator)。

电解电容器用电解液如上直接与电介质层接触，作为真正的阴极起作用。即，电解液介于电解电容器的电介质和集电阴极之间，将电解液的电阻成分串联插入电解电容器。因此，该电解液的特性成为左右电解电容器特性的大的主要原因。

作为用于低压铝电解电容器的驱动用电解液，以往已知有：将乙二醇作为主溶剂，并将己二酸、苯甲酸等羧酸或其铵盐等作为电解质的电解液；以及以γ-丁内酯作为主溶剂，并将邻苯二甲酸、顺丁烯二酸等羧酸的四级环状脒鎓盐(amidinium)等作为电解质的电解液。

作为用于中高压用电解电容器的电解液，为了谋求中高电压中的特性的稳定化，作为耐电压高且电极箔的劣化小的电解液，一般使用以乙二醇作为溶剂并将壬二酸、癸二酸、1-甲基-壬二酸、1，6-癸二酸或它们的盐用作溶质的电解液。

然而普通中高压铝电解电容器额定电压一般不超过630V，主要原因是因为没有配套的电解液及相应的高压阳极箔，满足不了目前对高压电容器生产的需要。

发明内容

本发明的发明目的在于克服现有技术问题，提供一种高压铝电解电容器。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种高压铝电解电容器，其具有：

电容器元件，其包括在表面具有电介质层的阳极箔、阴极箔、介于所述阳极箔和所述阴极箔之间的隔膜；

电解液，其含浸于所述电容器元件中；以及

外包覆体，其将所述电容器元件与所述电解液一起封闭；

其中，所述阳极箔的化成电压为950-1200Vf，所述电解液包括：

63-75％的乙二醇或多元醇；

4-15％的24-50碳原子带支链的二元或三元羧酸铵盐；

1-10％的五硼酸铵；

1-12％的甘露醇；

0.2-1％的磷酸一丁酯，

上述百分比为质量百分比，其25℃下电导率为0.1-0.4ms，25℃下pH值为5.8-7.8。

上述方案中，进一步优选如下：

乙二醇或多元醇的含量为65-70％；

羧酸铵盐优选26-40个碳原子带支链的二元羧酸铵盐；

五硼酸铵优选3-5％；

甘露醇优选3-6％；

上述方案中，还包括

0-1.0％的硝基甲酸；

0-0.5％的次磷酸铵。

采用上述技术方案所取得的技术效果在于：由于所述阳极箔的化成电压为950-1200Vf，以及所述电解液具有非常高的闪火电压，能达到700V以上，所以该电容器具有700V的工作电压，能有效的防止电容器击穿；同时，由于其具有700V的工作电压，在实际应用中，取代2个400V产品串联时可取消均压电阻，从而消除了使用均压电阻带来的技术隐患；另外，在减少整机使用的电子元器件数量的同时提高了整机的可靠性；此外，可减少整机的发热和降低无功功耗以及节省安装空间，有利于整机的小体积化。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式详予说明。

本发明的高压铝电解电容器，其具有：

电解液，其含浸于所述电容器元件中；以及

外包覆体，其将所述电容器元件与所述电解液一起封闭；

其中，所述阳极箔的化成电压为950-1200Vf，所述电解液包括：

63-75％的乙二醇或多元醇；

4-15％的24-50碳原子带支链的二元或三元羧酸铵盐；

1-10％的五硼酸铵；

1-12％的甘露醇；

0.2-1％的磷酸一丁酯，

上述方案中多元醇可以是二甘醇、甘油、二甘醇丁醚，含量范围选择在63-75％的范围是基于电解液的性能及溶质溶解度的考虑，溶剂太少<63％时，溶质不能完全溶解；>75％时，电解液中其他成分相应的减少，从而达不到相应的电化学性能。该含量范围可以进一步优选65-70％。

带支链的二元或三元羧酸铵盐选择碳原子数量为24-50个的，可以进一步优选26-40个碳原子的，可以是以下物质：

当上述含量<4％时，导电性太差，不能达到所要求的性能，>15％时，难以完全溶解，且不具有经济性。

五硼酸铵的含量范围为1-10％，上述范围也是基于电化学性能及溶解度的考虑，小于1％起不到相应的效果，导电性也不够，>10％，不容易溶解，五硼酸铵优选3-5％。

甘露醇、磷酸一丁酯主要起到提高闪火电压的作用，含量太低，不能有效的提高闪火电压，含量太高，会影响电解液的其他性能，甘露醇含量分别优选3-6％。

电解液中还进一步含有0-1.0％的硝基甲酸及0-0.5％的次磷酸铵，这两种物质主要作用是消除工作电解液在工作中释放出的气体，以降低电容器内部的气体压力，另外次磷酸铵也起到提高闪火电压的作用。

下面将以具体实施例来详细说明本发明.

实施例1

按照惯常的生产工艺制作电容器，其工作电压为700V，容量为6800uF，其特别之处在于阳极箔选用化成电压为950Vf的阳极箔，其电解液成分如下：(质量百分比，下同)：

二甘醇63％、14％上述(1)式所述羧酸铵盐，五硼酸铵10％，甘露醇12％，磷酸一丁酯1％。25℃下的电导率为0.4s／m，其25℃下pH值为5.8。

实施例2

该实施例与实施例1基本相同，其不同之处在于阳极箔选用化成电压为980Vf的阳极箔，其电解液成分如下：(质量百分比，下同)：

乙二醇65％、15％上述(2)式所述羧酸铵盐，五硼酸铵8.5％，甘露醇10％，磷酸一丁酯0.2％，硝基甲酸1％，次磷酸铵0.3％。25℃下的电导率为0.4s／m，其25℃下pH值为7.2。

实施例3

该实施例与实施例1基本相同，其不同之处在于阳极箔选用化成电压为1000Vf的阳极箔，其电解液成分如下：(质量百分比，下同)：

二甘醇丁醚75％、8％上述(3)式所述羧酸铵盐，五硼酸铵5％，甘露醇10.5％，磷酸一丁酯0.5％，硝基甲酸0.5％，次磷酸铵0.5％。25℃下的电导率为0.2s／m，其25℃下pH值为7.8。

实施例4

该实施例与实施例1基本相同，其不同之处在于阳极箔选用化成电压为1100Vf的阳极箔，其电解液成分如下：(质量百分比，下同)：

乙二醇75％、15％上述(4)式所述羧酸铵盐，五硼酸铵1％，甘露醇7.5％，磷酸一丁酯0.5％，硝基甲酸0.8％，次磷酸铵0.2％。25℃下的电导率为0.3s／m，其25℃下pH值为6.5。

实施例5

该实施例与实施例1基本相同，其不同之处在于阳极箔选用化成电压为1200Vf的阳极箔，其电解液成分如下：(质量百分比，下同)：

甘油73％、14.5％上述(5)式所述羧酸铵盐，五硼酸铵5％，甘露醇6％，磷酸一丁酯0.3％，硝基甲酸0.7％，次磷酸铵0.5％。25℃下的电导率为0.4s／m，其25℃下pH值为7.6。

实施例6

该实施例与实施例1基本相同，其不同之处在于阳极箔选用化成电压为960Vf的阳极箔，其电解液成分如下：(质量百分比，下同)：

乙二醇74％、4％上述(6)式所述羧酸铵盐，五硼酸铵9.5％，甘露醇10％，磷酸一丁酯1％，硝基甲酸1％，次磷酸铵0.5％。25℃下的电导率为0.1s／m，其25℃下pH值为7.2。

实施例7

乙二醇71.5％、15％上述(4)式所述羧酸铵盐，五硼酸铵10％，甘露醇1％，磷酸一丁酯1％，硝基甲酸1％，次磷酸铵0.5％。25℃下的电导率为0.4s／m，其25℃下pH值为7.6。

实施例8

乙二醇70％、14.5％上述(5)式所述羧酸铵盐，五硼酸铵10％，甘露醇3％，磷酸一丁酯1％，硝基甲酸1％，次磷酸铵0.5％。25℃下的电导率为0.4s／m，其25℃下pH值为7.2。

实施例9

该实施例与实施例1基本相同，其不同之处在于阳极箔选用化成电压为950Vf的阳极箔，其电解液成分如下：(质量百分比，下同)：

乙二醇70％、12.5％上述(6)式所述羧酸铵盐，五硼酸铵3％，甘露醇12％，磷酸一丁酯1％，硝基甲酸1％，次磷酸铵0.5％。25℃下的电导率为0.4s／m，其25℃下pH值为7.3。

上述电容器在700V直流电，85℃烘箱中放置2000小时，再测量其容量保持率及损耗角正切值，详见表1.

表1各实施例测试数据

实施例	容量保持率％	损耗角正切值
			1	80	0.20
2	83	0.19
			3	80	0.18
4	85	0.19
			5	80	0.20
6	81	0.18
			7	84	0.19
8	83	0.19
			9	82	0.18

从上表可以看出，采用本发明的技术方案的电容器，其在700V工作电压及85℃烘箱中放置2000小时寿命实验中均获得通过。由于所述阳极箔的化成电压为950-1200Vf，以及所述电解液具有非常高的闪火电压，能达到700V以上，所以该电容器具有700V的工作电压，能有效的防止电容器击穿；同时，由于其具有700V的工作电压，在实际应用中，取代2个400V产品串联时可取消均压电阻，从而消除了使用均压电阻带来的技术隐患；另外，在减少整机使用的电子元器件数量的同时提高了整机的可靠性；此外，可减少整机的发热和降低无功功耗以及节省安装空间，有利于整机的小体积化。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种高压铝电解电容器，其具有：

电解液，其含浸于所述电容器元件中；以及

外包覆体，其将所述电容器元件与所述电解液一起封闭；

其特征在于，所述阳极箔的化成电压为950-1200Vf，所述电解液包括：

63-75％的乙二醇或多元醇；

4-15％的24-50碳原子带支链的二元或三元羧酸铵盐；

1-10％的五硼酸铵；

1-12％的甘露醇；

0.2-1％的磷酸一丁酯，

2.根据权利要求1所述的高压铝电解电容器，其特征在于：所述乙二醇或多元醇的含量为65-70％。

3.根据权利要求1所述的高压铝电解电容器，其特征在于：所述羧酸铵盐选自下列(1)-(6)所示物质的一种或多种：

。

4.根据权利要求1所述的高压铝电解电容器，其特征在于：所述五硼酸铵含量为3-5％。

5.根据权利要求1所述的高压铝电解电容器，其特征在于：所述甘露醇含量为3-6％。

6.根据权利要求1所述的高压铝电解电容器，其特征在于：其电解液中还包括有0-1.0％的硝基甲酸及0-0.5％的次磷酸铵。