CN105140034B - 一种阻燃电解液及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种阻燃电解液及其制备方法，组成包括：按重量百分比，乙二醇63％‑86.5％，二氧化硅1％‑3％、硼酸5％‑15％、五硼酸铵5％‑10％、甘露糖醇1％‑5％、邻硝基茴香醚0.5～2.0％和磷酸1～2％。制备方法包括：(1)将乙二醇加热到60～75℃，然后依次加入硼酸、五硼酸铵、甘露糖醇，继续加热到95～105℃，搅拌直到完全溶解；(2)将二氧化硅加入溶液中，不断搅拌，直到完全澄清为止；(3)将溶液冷却到65～70℃，加入邻硝基茴香醚和磷酸，自然冷却，得到电解液。本发明的电解液既耐高温高压，又可以减少电解电容器工作过程产生的氢气量，可降低电解液蒸汽压，具有阻燃性。

Description

一种阻燃电解液及其制备方法

技术领域

本发明属于电解液领域，特别涉及一种阻燃电解液及其制备方法。

背景技术

电解液是铝电解电容器的阴极，其性能对铝电解电容器的性能有一定的影响，现有的电解液配方主要由溶质和溶剂组成。中国专利99121506.0(铝电解电容器)发明的一种无闪点的，即使在高温下长时间使用其外观变化和特性劣化也很少的，可靠性高的铝电解电容器，其电解液的含水率为20～90wt％，电解液中含有选自甲酸铵、乙酸铵、乳酸铵、乙醇酸铵、草酸铵、琥珀酸铵、丙二酸铵、己二酸铵、苯甲酸铵、戊二酸铵、壬二酸铵中一种以上的化合物作为主电解质，另外含有1wt％以上选自特定结构的有机羧酸或其铵盐中一种以上的化合物，上述电解液的凝固点在-10℃以下，改善了其耐电压、高温性能，但未能抑制氢气的产生。

中国专利02805612.4(电解电容器和电解电容器驱动用电解液)公开了吸收铝电极箔和电解液反应生成的氢气，添加含有不饱和键的化合物，制成电解电容器的电特性和在高温放置条件下的特性良好的电容器，提供在内部含有引起加氢反应的不饱和化合物的电解电容器，和相对于含有溶剂是由10～80wt％的有机溶剂和90～20wt％的水构成的溶剂，和选自羧酸或其盐和无机酸或其盐的至少1种电解质的电解液，含有1种或以上在水溶性或极性溶剂和质子系极性溶剂中可溶的不饱和化合物构成的电解液，此配方虽能减少氢气量，但对改善耐高温和高压等性能效果不明显。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种阻燃电解液及其制备方法，该电解液既耐高温，高压又减少电解电容器工作过程中的氢气产量，制成的铝电解电容器使用寿命85℃，5000小时，耐高压达到450V，可降低电解液蒸汽压，具有阻燃性。

本发明的一种阻燃电解液，所述电解液组成包括：按重量百分比，乙二醇63％-86.5％，二氧化硅1％-3％、硼酸5％-15％、五硼酸铵5％-10％、甘露糖醇1％-5％、邻硝基茴香醚0.5～2.0％和磷酸1～2％。

所述二氧化硅为纳米级二氧化硅微粒子。

本发明的一种阻燃电解液的制备方法，包括：

(1)按重量百分比，将63％-86.5％乙二醇加热到60～75℃，然后依次加入5％-15％硼酸、5％-10％五硼酸铵、1％-5％甘露糖醇，继续加热到95～105℃，搅拌直到完全溶解；

(2)将1％-3％二氧化硅加入到步骤(1)的溶液中，不断搅拌，直到完全澄清为止；

(3)将步骤(2)的溶液冷却到65～70℃，加入0.5～2.0％邻硝基茴香醚和1～2％磷酸，自然冷却，得到电解液。

有益效果

(1)本发明的电解液既耐高温高压，又可减少电解电容器工作过程中的氢气产量；

(2)制成铝电解电容器使用寿命85℃，5000小时，耐高压达到450V；

(3)本发明的电解液含有硼酸、五硼酸铵，既可以作为电解质使用，又可以作为阻燃剂，阻燃原理是吸热和形成隔热层；

(4)本发明的电解液中含有较多含量的磷酸，既可以作为高温稳定剂使用，防止发生氧化膜水合反应，也可以作为阻燃剂，阻燃原理是受热时会生成PO.自由基，能够降低炭层的透气性和减少炭层的氧化，从而抑制电容器中的电解纸的进一步炭化燃烧。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

(1)按重量百分比，将73.5％乙二醇加热到60℃，然后依次加入10％硼酸、10％五硼酸铵、3％甘露糖醇，继续加热到95℃，搅拌直到完全溶解；

(2)将2％纳米级二氧化硅微粒子加入到步骤(1)的溶液中，不断搅拌，直到完全澄清为止；

(3)将步骤(2)的溶液冷却到65℃，加入0.5％邻硝基茴香醚和1％磷酸，自然冷却，得到电解液。

实施效果：

将实施例1用1000ml的不锈钢杯子配制电解液500ml，在1.5KW的电炉上将杯子加热至135'C，然后用丁烷气喷枪朝着电解液喷射火花，时间至少10秒钟，电解液未发生燃烧。

实施例2

(1)按重量百分比，将69.5％乙二醇加热到65℃，然后依次加入12％硼酸、8％五硼酸铵、5％甘露糖醇，继续加热到100℃，搅拌直到完全溶解；

(2)将3％纳米级二氧化硅微粒子加入到步骤(1)的溶液中，不断搅拌，直到完全澄清为止；

(3)将步骤(2)的溶液冷却到65℃，加入1.0％邻硝基茴香醚和1.5％磷酸，自然冷却，得到电解液。

实施效果：

将实施例2用1000ml的不锈钢杯子配制电解液500ml，在1.5KW的电炉上将杯子加热至135'C，然后用丁烷气喷枪朝着电解液喷射火花，时间至少10秒钟，电解液未发生燃烧。

实施例3

(1)按重量百分比，将64％乙二醇加热到75℃，然后依次加入15％硼酸、10％五硼酸铵、5％甘露糖醇，继续加热到105℃，搅拌直到完全溶解；

(2)将2.5％纳米级二氧化硅微粒子加入到步骤(1)的溶液中，不断搅拌，直到完全澄清为止；

(3)将步骤(2)的溶液冷却到65℃，加入1.5％邻硝基茴香醚和2％磷酸，自然冷却，得到电解液。

实施效果：

将实施例3用1000ml的不锈钢杯子配制电解液500ml，在1.5KW的电炉上将杯子加热至135'C，然后用丁烷气喷枪朝着电解液喷射火花，时间至少10秒钟，电解液未发生燃烧。

Claims (3)

1.一种阻燃电解液，其特征在于：所述电解液组成包括：按重量百分比，乙二醇63％-86.5％，二氧化硅1％-3％、硼酸5％-15％、五硼酸铵5％-10％、甘露糖醇1％-5％、邻硝基茴香醚0.5～2.0％和磷酸1～2％。

2.根据权利要求1所述的一种阻燃电解液，其特征在于：所述二氧化硅为纳米级二氧化硅微粒子。

3.一种阻燃电解液的制备方法，包括：

(1)按重量百分比，将63％-86.5％乙二醇加热到60～75℃，然后依次加入5％-15％硼酸、5％-10％五硼酸铵、1％-5％甘露糖醇，继续加热到95～105℃，搅拌直到完全溶解；

(2)将1％-3％二氧化硅加入到步骤(1)的溶液中，不断搅拌，直到完全澄清为止；

(3)将步骤(2)的溶液冷却到65～70℃，加入0.5～2.0％邻硝基茴香醚和1～2％磷酸，自然冷却，得到电解液。