CN105140035A - 一种耐高压及宽温铝电解电容器工作电解液及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种耐高压及宽温铝电解电容器工作电解液及其制备方法，组成包括：按重量百分比，溶剂70％～90％、溶质9％～29％、高温稳定剂0.1～1％和气体吸收剂0.1～1％。制备方法包括：(1)按重量百分比，将溶剂进行混合后加热，再加入溶质，搅拌加热完全溶解；(2)将步骤(1)已经反应并基本澄清的溶液加入高温稳定剂和气体吸收剂，搅拌，最后自然冷却得到电解液。本发明具有较好的低温抗冻结性能，使电解电容器具有宽温工作能力，同时本发明还具有很高的闪火电压，可以适用于400V～500V高压电解电容器；制备方法工艺简单，成本低，具有良好的应用前景。

Description

一种耐高压及宽温铝电解电容器工作电解液及其制备方法

技术领域

本发明属于电解液领域，特别涉及一种耐高压及宽温铝电解电容器工作电解液及其制备方法

背景技术

电解电容器是电子产品的基础元件之一，近几年随着户外大屏幕显示器、电动汽车充电桩、通信基站、户外照明的发展，特别对高压、宽温铝电解电容器需求量越来越大。

电解液是铝电解电容器的阴极，它可以修补阳极氧化膜疵点和缺陷，同时对铝电解电容器的使用温度范围、使用寿命、可靠性以及其它的电气性能等起着决定性的作用。传统的高压铝电解电容器使用的工作电解液一般为乙二醇硼酸盐体系和乙二醇癸二酸铵体系。前者由于电解液配制过程中产生较多的水分使得电解液的蒸汽压较大容易导致电容器鼓胀而失效；后者由于电导率较高而导致电容器耐压不稳定。两种体系的电解液都不能很好地满足铝电解电容器对使用温度范围和耐电压的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种耐高压及宽温铝电解电容器工作电解液及其制备方法，该电解液具有较好的低温抗冻结性能，使电解电容器具有宽温工作能力，同时还具有很高的闪火电压，可以适用于400V～500V高压电解电容器；制备方法工艺简单，成本低，具有良好的应用前景。

本发明的一种耐高压及宽温铝电解电容器工作电解液，所述电解液组成包括：按重量百分比，溶剂70％～90％、溶质9％～29％、高温稳定剂0.1～1％和气体吸收剂0.1～1％；其中，所述溶剂为乙二醇、丙三醇、二甘醇单甲醚、三甘醇单甲醚中的两种或者两种以上。

所述溶质为五硼酸铵、壬二酸铵、癸二酸铵、1,6-十二双酸铵、1,4-十二双酸铵、2,7-二丁基辛二酸铵中的两种或者两种以上。

所述高温稳定剂为磷酸、磷酸铵盐、次亚磷酸或次亚磷酸铵。

所述气体吸收剂为对硝基苯甲醇、邻硝基茴香醚、对硝基苯酚、间硝基苯乙酮中的一种或几种。

本发明的一种耐高压及宽温铝电解电容器工作电解液的制备方法，包括：

(1)按重量百分比，将70％～90％的溶剂加热至60～90℃，再加入9％～29％的溶质，搅拌加热至85～95℃完全溶解；

(2)将步骤(1)已经反应并基本澄清的溶液加入0.1～1％的高温稳定剂和0.1～1％的气体吸收剂，搅拌，继续加热至85～95℃，最后冷却得到电解液。

乙二醇和丙三醇为质子极性溶剂，具有对有机羧酸铵盐极好的溶解性能；二甘醇单甲醚、三甘醇单甲醚的冰点很低，其中二甘醇单甲醚的冰点为-70℃，三甘醇单甲醚的冰点为-44℃。这些溶剂混合后，形成高低温互补，从而降低了电解液冻结温度，而且因为醚类溶剂对铵根阳离子具有较高的溶剂化作用，抑制了阳离子的活性，从而提高了电解液的耐压。因此，以这些成分组成的工作电解液不但可以满足电解电容器在-45℃低温下工作，同时能够做到使电解电容器耐高压。

用该电解液制备的电解电容器在-45℃、4h低温储存后，电容量变化率不超过常温电容量的-25％，外观没有发生变化。

有益效果

本发明具有较好的低温抗冻结性能，使电解电容器具有宽温工作能力，同时本发明还具有很高的闪火电压，可以适用于400V～500V高压电解电容器；制备方法工艺简单，成本低，具有良好的应用前景。

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

电解液的制备：

(1)按表1的配方，将乙二醇、丙三醇、二甘醇单甲醚混合加热至60℃；然后加入五硼酸铵、癸二酸铵、2,7-二丁基辛二酸铵，充分搅拌均匀，加热至85℃；

(2)将上述混合液加入磷酸、对硝基苯甲醇，搅拌混合均匀，继续加热至87℃；通过强制冷却或者自然冷却，从而得到耐高压宽温铝电解电容器用工作电解液。

实施例2

电解液的制备：

(1)按表2的配方，将乙二醇、丙三醇、三甘醇单甲醚混合加热至60℃；然后加入五硼酸铵、壬二酸铵、1,6-十二双酸铵，充分搅拌均匀，加热至88℃；

(2)将上述混合液加入次亚磷酸、邻硝基茴香醚，搅拌混合均匀，继续加热至90℃；通过强制冷却或者自然冷却，从而得到耐高压宽温铝电解电容器用工作电解液。

实施例3

电解液的制备：

(1)按表3的配方，将乙二醇、丙三醇、三甘醇单甲醚混合加热至80℃；然后加入五硼酸铵、癸二酸铵、1,4-十二双酸铵，充分搅拌均匀，加热至90℃；

(2)将上述混合液加入次亚磷酸、间硝基苯乙酮，搅拌混合均匀，继续加热至95℃；通过强制冷却或者自然冷却，从而得到耐高压宽温铝电解电容器用工作电解液。

Claims (5)

1.一种耐高压及宽温铝电解电容器工作电解液，其特征在于：所述电解液组成包括：按重量百分比，溶剂70％～90％、溶质9％～29％、高温稳定剂0.1～1％和气体吸收剂0.1～1％；其中，所述溶剂为乙二醇、丙三醇、二甘醇单甲醚、三甘醇单甲醚中的两种或者两种以上。

2.根据权利要求1所述的一种耐高压及宽温铝电解电容器工作电解液，其特征在于：所述溶质为五硼酸铵、壬二酸铵、癸二酸铵、1,6-十二双酸铵、1,4-十二双酸铵、2,7-二丁基辛二酸铵中的两种或者两种以上。

3.根据权利要求1所述的一种耐高压及宽温铝电解电容器工作电解液，其特征在于：所述高温稳定剂为磷酸、磷酸铵盐、次亚磷酸或次亚磷酸铵。

4.根据权利要求1所述的一种耐高压及宽温铝电解电容器工作电解液，其特征在于：所述气体吸收剂为对硝基苯甲醇、邻硝基茴香醚、对硝基苯酚、间硝基苯乙酮中的一种或几种。

5.一种耐高压及宽温铝电解电容器工作电解液的制备方法，包括：

(1)按重量百分比，将70％～90％的溶剂加热至60～90℃，再加入9％～29％的溶质，搅拌加热至85～95℃完全溶解；

(2)将步骤(1)已经反应并基本澄清的溶液加入0.1～1％的高温稳定剂和0.1～1％的气体吸收剂，搅拌，继续加热至85～95℃，最后冷却得到电解液。