CN104681279A - 电容器电解液及使用该电解液的电容器 - Google Patents

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李文胜
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Abstract

本发明提供一种电容器电解液，其包括：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。上述配方的电解液具有非常高的闪火电压，能达到700V以上，同时，该电解液还具有耐高温、低产气等性能，使用该电解液制造的电容器能耐高压，寿命长，不会因为电解液的闪火电压不稳定而发生击穿。

Description

电容器电解液及使用该电解液的电容器
技术领域
本发明涉及电解电容器用电解液，特别涉及高闪火电压电解液及使用该电解液的电容器。
背景技术
电解电容器按如下而构成：将在铝或钽等在表面形成有绝缘性的氧化覆膜的阀金属用作阳极电极箔，将上述氧化覆膜层作为电介质，使成为电解质层的电解液与该氧化覆膜层的表面接触，进而，配置通常称为阴极的集电用的电极箔。
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。
在电解电容器的现有技术中，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。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，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，提供一种高闪火电压电解液以及提供使用该电解液的电容器。
为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
一种电容器电解液，其包括：
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。
本发明的另一个目的还在于提供一种使用上述电解液的电容器，其标称电压可以达到700V。
采用上述技术方案所取得的技术效果在于：上述配方的电解液具有非常高的闪火电压，能达到700V以上，同时，该电解液还具有耐高温、低产气等性能，使用该电解液制造的电容器能耐高压，寿命长，不会因为电解液的闪火电压不稳定而发生击穿。
附图说明
图1为实施例4电解液闪火电压测试图。
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。
本发明的电解液用作铝电解液电容器。
本发明得到的电解液包括：
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，其电导率为0.1-0.4ms，pH值为5.8-7.8。
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
按照惯常工艺配置电解液，其具体成分如下(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％。
然后使用10cm2的高压用化学转化蚀刻铝箔作为阳极、使用10cm2的平的铝箔作为阴极，在25℃下，测定以恒定电流法(8mA)为负荷时的电解液的闪火电压。使用东亚电波工业株式会社制造的电导率仪CM-40S，测定了25℃下的电导率。使用上海伟业仪器厂制造的pHS-25pH计测定了其在25℃的pH值，具体测试结果见表1.
实施例2
本实施例与实施例1基本一致，不同之处在于电解液具体成分如下：
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％。
实施例3
本实施例与实施例1基本一致，不同之处在于电解液具体成分如下：
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％。
实施例4
本实施例与实施例1基本一致，不同之处在于电解液具体成分如下：
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％。闪火电压测试图如图1所示。
实施例5
本实施例与实施例1基本一致，不同之处在于电解液具体成分如下：
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％。
实施例6
本实施例与实施例1基本一致，不同之处在于电解液具体成分如下：
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％。
实施例7
本实施例与实施例1基本一致，不同之处在于电解液具体成分如下：
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％。
实施例8
本实施例与实施例1基本一致，不同之处在于电解液具体成分如下：
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％。
实施例9
本实施例与实施例1基本一致，不同之处在于电解液具体成分如下：
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％。
对比例
按照惯常方法配置对比例电解液，其具体成分如下：
乙二醇80％，癸二酸铵5％，乙醇铵5％，五硼酸铵8％，纯水2％。
使用东亚电波工业株式会社制造的电导率仪CM-40S，测定了25℃下的电导率为1.4S／m.使用10cm2的高压用化学转化蚀刻铝箔作为阳极、使用10cm2的平的铝箔作为阴极，在25℃下，测定以恒定电流法(8mA)为负荷时的电解液的闪火电压闪火电压610伏。
表1各实施例及对比例各项测试数据表
实施例 电导率s／m pH 闪火电压V
1 0.4 5.8 710
2 0.4 7.2 750
3 0.2 7.8 745
4 0.3 6.5 725
5 0.4 7.6 750
6 0.1 7.2 715
7 0.4 7.6 750
8 0.4 7.2 755
9 0.4 7.3 780
对比例 1.4 7.2 610
从上述实施例及对比例可以看出，本发明提供的电解液确实能有效的提高电解液的闪火电压，能达到700V以上，同时，该电解液还具有耐高温、低产气等性能，使用该电解液制造的电容器能耐高压，寿命长，不会因为电解液的闪火电压不稳定而发生击穿。
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 (8)

1.一种电容器电解液，其包括： 
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。 
2.根据权利要求1所述电解液，其特征在于：乙二醇或多元醇的含量为65-70％。 
3.根据权利要求1所述电解液，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所述电解液，其特征在于：所述五硼酸铵含量为3-5％。 
5.根据权利要求1所述电解液，其特征在于：所述甘露醇含量为3-6％。 
6.根据权利要求1-5所述电解液，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。 
7.使用上述1-5任一权利要求所述电解液制造的电容器。 
8.使用上述权利要求6所述电解液制造的电容器。 
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