CN105977027B - 一种铝电解电容器用电解液 - Google Patents
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Abstract
一种铝电解电容器用电解液，其包括以下质量份的原料：10～15份主电解质、6～8份辅助电解质、65～70份溶剂、0.5～2份CMC、1～3份间位聚芳硫醚砜酰胺、1～5份添加剂，其中，主电解质硼酸、四氟硼酸季铵盐与丙基甲基咪唑四氟硼酸盐的混合物，辅助电解质为三甲基己二酸、癸二酸、壬二酸、十二二酸、己二酸及其铵盐中的一种，也包括无机酸及其铵盐，而溶剂为相对介电常数在90以上的质子惰性溶剂；添加剂包括防水剂、消氢剂和闪火电压提升剂。本发明具有更高的稳定性，可在保证铝电解电容器的使用寿命的情况下，有效提高铝电解电容器的各项性能指标。
Description
技术领域
本发明涉及材料技术科学中的电化学领域，具体为一种可用于制备铝电解电容器的铝电解电容器用电解液。
背景技术
电容器是一种储能元件，具有高功率密度、高循环寿命、能快速充放电等优点，在电路中具有调谐、滤波、耦合、旁路、能量转换和延时的作用。常用作交流旁路和滤波，在要求不高时也可用于信号耦合。现有技术中的铝电解电容器由铝圆筒做负极，里面装有液体电解质，其芯子是由阳极铝箔、浸有电解液的衬垫纸、阴极铝箔、天然氧化膜等重叠卷绕而成的，芯子含浸电解液后用铝壳和胶盖密闭起来就构成一个电解电容器。
一般认为，电解液是铝电解电容器的实际阴极，起到提供氧离子、修补阳极氧化膜的重要作用，对电容器的性能有很大影响，决定着电容器的等效内阻，工作电压范围，储电容量及工作温度和工作环境，因此高性能的电解液对于保证铝电解电容器起到至关重要的作用。现有技术中的电容器电解液多使用的有机酸系电解液溶质如：癸二酸、壬二酸、十二二酸、十三双酸、己二酸等，这些有机酸溶质因氧化效率和稳定性较好，被广泛用作铝电解电容器的工作电解液，然而这些溶质同时也存在着链短的内部结构缺陷，容易在使用过程中出现耐压不足被击穿的情况，导致铝电解电容器失效。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种铝电解电容器用电解液，具有较佳的均一性和稳定性，同时制备工艺简单，可满足大规模工业化生产的需要，以解决上述技术背景中的缺陷。
一种铝电解电容器用电解液，包括以下质量份的原料：
主电解质：10～15份
辅助电解质：6～8份
溶剂：65～70份
CMC：0.5～2份
间位聚芳硫醚砜酰胺：1～3份
添加剂1～5份。
其中，主电解质为硼酸、四氟硼酸季铵盐与丙基甲基咪唑四氟硼酸盐的按摩尔比1:1:2的混合物；而辅助电解质为三甲基己二酸、癸二酸、壬二酸、十二二酸、己二酸及其铵盐中的一种，也包括无机酸及其铵盐。
在本发明中，所述溶剂为相对介电常数在90以上的质子惰性溶剂，优选采用乙酰胺、N-甲基甲酰胺、N-甲基乙酰胺、N-甲基丙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺中的一种。
在本发明中，所述添加剂包括防水剂、消氢剂以及电压提升剂，其中，防水剂为磷酸、亚磷酸、次亚磷酸中的一种；消氢剂为对硝基苯甲酸、对硝基苯酚和对硝基苯甲醇中的一种；闪火电压提升剂为甘露醇，防水剂、消氢剂和闪火电压提升剂三者的添加比例为1:1:3。
有益效果：本发明采用的溶剂为相对介电常数90的质子惰性溶剂作为溶剂，配合两级电解质结构和CMC填充，拥有较佳的导电性能，配合添加剂的性能提升，可使电解质在长时间持续使用的条件下能保持其电导率，延长了电容器的使用寿命，明显提升铝电解电容器的使用性能，同时还能有效缓解电容在高电压情况下耐压不足带来的问题。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例一：
包括以下质量的原料：硼酸、四氟硼酸季铵盐与丙基甲基咪唑四氟硼酸盐的按摩尔比1:1:2的混合物：10kg、三甲基己二酸6kg、N-甲基甲酰胺68kg、CMC：1kg、间位聚芳硫醚砜酰胺：1kg、磷酸：1kg、对硝基苯甲酸：1kg、甘露醇3kg。
实施例二：
包括以下质量的原料：硼酸、四氟硼酸季铵盐与丙基甲基咪唑四氟硼酸盐的按摩尔比1:1:2的混合物：12kg、壬二酸：8kg、乙酰胺：70kg、CMC：0.5kg、间位聚芳硫醚砜酰胺：2kg、亚磷酸：1kg；对硝基苯酚1kg；甘露醇3kg。
实施例三：
包括以下质量的原料：硼酸、四氟硼酸季铵盐与丙基甲基咪唑四氟硼酸盐的按摩尔比1:1:2的混合物：14kg、硼酸：7kg、N,N-二甲基甲酰胺中：70kg、CMC：0.5kg、间位聚芳硫醚砜酰胺：2kg、亚磷酸：0.5kg；对硝基苯酚0.5kg；甘露醇1.5kg。
实施例四：
包括以下质量的原料：硼酸、四氟硼酸季铵盐与丙基甲基咪唑四氟硼酸盐的按摩尔比1:1:2的混合物：13kg、三甲基己二酸：8kg、N-甲基丙酰胺：66kg、CMC：2kg、间位聚芳硫醚砜酰胺：3kg、亚磷酸：0.2kg；对硝基苯酚0.2kg；甘露醇0.6kg。
分别利用上述四个实施例中的原料配制而成的电解液，采用活性炭电极作为正负极片，采用纸隔膜或无纺布隔膜作为衬垫纸，制备铝电解电容器，各制造100个，铝电解电容器的规格为：500WV，150μF，Φ30×40，四组实施例中的各组的电容器的平均过冲电压分别为：5.26V、5.34V、5.37V、5.38V，同时，每个都供做寿命试验，经过50000周次的循环，各组的电容器的平均容量保持在初始容量的87％、86％、89％、92％、84％。同时，这四组实施例的闪火电压及电导率以及比能量均有明显提高，适用于制备200v～500v的铝电解电容器。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (4)
1.一种铝电解电容器用电解液，其特征在于，包括以下质量份的原料：
主电解质：10～15份
辅助电解质：6～8份
溶剂：65～70份
CMC：0.5～2份
间位聚芳硫醚砜酰胺：1～3份
添加剂1～5份；
其中，主电解质为硼酸、四氟硼酸季铵盐与丙基甲基咪唑四氟硼酸盐的按摩尔比1:1:2的混合物；而辅助电解质为三甲基己二酸、癸二酸、壬二酸、十二二酸、己二酸及其铵盐中的一种或者是无机酸及其铵盐；所述溶剂为相对介电常数在90以上的质子惰性溶剂。
2.根据权利要求1所述的一种铝电解电容器用电解液，其特征在于，所述质子惰性溶剂为乙酰胺、N-甲基甲酰胺、N-甲基乙酰胺、N-甲基丙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种铝电解电容器用电解液，其特征在于，所述添加剂包括防水剂、消氢剂以及电压提升剂，其中，防水剂为磷酸、亚磷酸、次亚磷酸中的一种；消氢剂为对硝基苯甲酸、对硝基苯酚和对硝基苯甲醇中的一种；闪火电压提升剂为甘露醇。
4.根据权利要求3所述的一种铝电解电容器用电解液，其特征在于，防水剂、消氢剂和闪火电压提升剂三者的添加比例为1:1:3。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Preparation method of electrolyte for aluminum electrolytic capacitor Effective date of registration: 20191024 Granted publication date: 20171117 Pledgee: Postal Savings Bank of China Limited by Share Ltd Yiyang branch Pledgor: Hunan Ke Likai Science and Technology Development Co., Ltd. Registration number: Y2019430000034 |
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| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20210325 Address after: 413000 Industrial Road, Heng Long New District, Heshan District, Yiyang, Hunan Patentee after: YIYANG WANJINGYUAN ELECTRONICS Co.,Ltd. Address before: Tuanshan Road, Longling Industrial Park, Heshan District, Yiyang City, Hunan Province Patentee before: HUNAN KELIKAI TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co.,Ltd. |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20210802 Granted publication date: 20171117 Pledgee: Postal Savings Bank of China Limited by Share Ltd. Yiyang branch Pledgor: HUNAN KELIKAI TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co.,Ltd. Registration number: Y2019430000034 |