CN105280385B - 一种细长型高压铝电解电容器用工作电解液 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于细长型高压铝电解电容器的工作电解液，包括溶剂、溶质和添加剂，溶质由占电解液重量5％‑30％的主溶质和占电解液总重量1％‑10％的副溶质组成，其中，主溶质选自主链上碳原子数为25或26的脂肪族羧酸；副溶质选自癸二酸铵、壬二酸铵、己二酸铵或苯甲酸铵。本发明提供的电解液改善了饱和蒸汽压，提升了消氢能力，提高了高温稳定性，可以应用于细长型高压铝电解电容器，可耐115℃高温5000h。

Description

一种细长型高压铝电解电容器用工作电解液

技术领域

本发明涉及一种细长型高压铝电解电容器用工作电解液。

背景技术

随着现代社会经济的快速发展，商品的超薄，轻巧已成为一种趋势，而现有的铝电解电容器的长径比一般在2.5以下，且随容量增加体积也随之增加，不便安装于超薄、便携式、LED薄屏等小型设备上，所以市场上对小体积、大容量的铝电解电容器的需求将逐步扩大。细长型高压铝电解电容器是其中之一。

高压铝电解电容器用工作电解液作为铝电解电容器的实际阴极，在铝电解电容器中占据至关重要的地位，高性能的电解液能够大幅度提升铝电解电容器的电气性能及使用寿命。

然而，将现有的高压铝电解电容器用工作电解液用于400-450V的细长型铝电解电容器时，电容器会出现严重起鼓开阀漏液的情况。主要原因是：现有电解液的抑制产气能力不足，加上细长型铝电解电容器内部空间狭小且不易散热，故在高温高压下由于大量产气造成内部压力过大容易引起产品开阀漏液。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有电解液抑制产气能力的不足，提供一种适用于细长型高压铝电解电容器的工作电解液。

为达到上述目的，本发明的技术方案提供了一种用于细长型高压铝电解电容器的工作电解液，包括溶剂、溶质和添加剂，其中溶质由占电解液重量5％-30％的主溶质和占电解液总重量1％-10％的副溶质组成，其中，主溶质选自2,3-二甲基二十五烷双酸铵、2,3,5-三甲基二十六烷双酸铵、2,3-二甲基-6-乙基二十五烷双酸铵或2,5,7-三甲基-6-乙基二十五烷双酸；副溶质选自癸二酸铵、壬二酸铵、己二酸铵或苯甲酸铵。

根据上述技术方案提供的电解液，在一些实施方式中，电解液含有以下重量百分比的组分：

a)50％-80％的溶剂；

b)7.5％-19％添加剂；

其中，溶剂选自C₁-C₈醇、C₁-C₆醚或C₁-C₆酯，添加剂包括闪火添加剂、消氢添加剂、防水合添加剂。

根据本发明上述技术方案提供的电解液，在一些实施方式中，溶剂选自乙二醇、二甘醇、丙二醇、丙三醇、正丁醇、苯甲醇、正辛醇、聚乙二醇、乙二醇独甲醚、二甘醇甲醚、乙二醇独丁醚、γ-丁内酯或醋酸丁酯的至少一种。

本发明所述的闪火添加剂是多元醇类化合物的聚合物，在本发明中起到提高电解液的闪火电压从而增强铝电解电容器耐压能力的作用。在一些实施方式中，闪火添加剂选自聚1,4-丁二酸酯、分子量200-12000的聚乙二醇、分子量400-2000的聚丙二醇、聚新戊二醇癸二酸酯、聚1,2-丙二醇己二酸酯、聚丙烯醇或聚乙烯醇缩丁醛。

本发明所述的消氢添加剂是硝基苯类有机化合物，在本发明中起到提高电解液的消氢能力从而降低铝电解电容器产气起鼓失效现象的作用。在一些实施方式中，消氢添加剂选自对硝基苯酚、对硝基苯甲醇、对硝基苯甲酸、对硝基苯甲酸铵、间硝基乙酰苯或对硝基乙酰苯。

本发明所述的防水合添加剂是磷酸系化合物，在本发明中起到提高氧化膜的耐水性从而能最有效地防止氧化膜水化的作用。在一些实施方式中，防水合添加剂选自磷钨酸、磷酸、亚磷酸、次亚磷酸、次亚磷酸铵或磷酸三丁酯。

根据本发明上述技术方案提供的电解液，在一些实施方式中，溶剂选自乙二醇、二甘醇、丙二醇、丙三醇、正丁醇、苯甲醇、正辛醇、聚乙二醇、乙二醇独甲醚、二甘醇甲醚、乙二醇独丁醚、γ-丁内酯或醋酸丁酯。

本发明使用的定义“脂肪族的”或“脂肪族基团”，表示直链(即非支链)或支链，取代或非取代的完全饱和或含有一个或多个不饱和度的烃链。除非另外详细说明，脂肪族基团含有1-30个碳原子，其中一些实施例是，脂肪族基团含有1-29个碳原子，另外一些实施例是，脂肪族基团含有1-27个碳原子，另外一些实施例是，脂肪族基团含有1-10个碳原子，另外一些实施例是，脂肪族基团含有1-9个碳原子，另外一些实施例是，脂肪族基团含有1-6个碳原子。合适的脂肪族基团包括直链或支链，取代或非取代的烷基，亚烷基，烯基或炔基基团，如甲基，乙基，丙基，乙烯基等。

除非明确地说明与此相反，否则，本发明引用的所有范围包括端值。例如，“重量百分比为1％-10％的副溶质”表示副溶质的重量百分比的范围a为1％≤a≤10％。

本发明使用的术语“或”表示备选方案，如果合适的话，可以将它们组合，也就是说，术语“或”包括每个所列出的单独备选方案以及它们的组合。例如，“防水合添加剂选自磷钨酸、磷酸、亚磷酸、次亚磷酸、次亚磷酸铵或磷酸三丁酯”表示防水合添加剂可以是磷钨酸、磷酸、亚磷酸、次亚磷酸、次亚磷酸铵、磷酸三丁酯的一种，也可以是其一种以上的组合。

本发明的有益效果在于：主链上碳原子数为25或26的脂肪族羧酸或其铵盐作为主溶质，配合合适的复合溶剂及消氢剂，可使由该电解液制备的电容器耐温性能达到耐115℃5000小时。

具体实施方案

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1

按表1的配方分别配置4种电解液，分别测量其30℃下电导率、30℃下pH值、30℃下闪火电压、30℃下粘度、115℃下饱和蒸汽压，测得的电解液特性见表2。

表1电解液配方

表2电解液特性

实施例2

用实施例1配置的电解液1、电解液2、电解液3、电解液4来制备铝电解电容器，每种电解液制造12支，每支都供做加纹波寿命试验。铝电解电容器的规格尺寸为：450V82μF，Φ12.5×50。试验负荷条件：温度为115℃、频率为120HZ、纹波电流为864mA/pcs、总电压为450V。试验结果见表3：

表3电容器特性测试结果

从表2和表3数据可以看出，本发明实施例电解液抑制产气的能力好，并且电解液的高温稳定性及闪火电压高。使用该电解液制作而成的细长型铝电解电容器能够耐450V高压且耐115℃高温5000h。

Claims (4)

1.一种用于细长型高压铝电解电容器的工作电解液，包括溶剂、溶质和添加剂，其特征是，溶质由占电解液重量5％-30％的主溶质和占电解液总重量1％-10％的副溶质组成，溶剂占电解液重量的50％-80％，添加剂占电解液重量的7.5％-19％，其中，副溶质选自癸二酸铵、壬二酸铵、己二酸铵或苯甲酸铵；

所述的添加剂包括闪火添加剂、消氢添加剂、防水合添加剂；

所述主溶质为2,3-二甲基二十五烷双酸铵，所述溶剂为乙二醇、二甘醇甲醚和聚乙二醇，所述消氢添加剂为对硝基苯甲酸和间硝基乙酰苯；或者

所述主溶质为2,3,5-三甲基二十六烷双酸铵，所述溶剂为乙二醇和丙三醇，所述消氢添加剂为对硝基苯甲醇和间硝基乙酰苯；或者

所述主溶质为2,3-二甲基-6-乙基二十五烷双酸铵，所述溶剂为乙二醇、二甘醇和正辛醇，所述消氢添加剂为对硝基苯酚和对硝基苯甲酸铵；或者

所述主溶质为2,5,7-三甲基-6-乙基二十五烷双酸，所述溶剂为乙二醇、二甘醇和乙二醇独丁醚，所述消氢添加剂为对硝基苯甲醇和对硝基苯甲酸铵。

2.根据权利要求1所述的电解液，其特征是，所述的防水合添加剂选自磷钨酸、磷酸、亚磷酸、次亚磷酸、次亚磷酸铵、甘露醇或磷酸三丁酯。

3.根据权利要求1所述的电解液，其特征是，所述的闪火添加剂为多元醇类化合物的聚合物。

4.根据权利要求1所述的电解液，其特征是，所述的闪火添加剂选自聚1,4-丁二酸酯、分子量200-12000的聚乙二醇、分子量400-2000的聚丙二醇、聚新戊二醇癸二酸酯、聚1,2-丙二醇己二酸酯、聚丙烯醇或聚乙烯醇缩丁醛。