CN106158380A - 一种高压铝电解电容器的电解液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种高压铝电解电容器的电解液，其特征在于：包括主溶剂、辅助溶剂、溶质和闪火电压提升剂；主溶剂包括乙二醇、γ‑丁内酯、DMF、一缩二乙二醇单丁醚的中一种或多种，辅助溶剂包括聚乙二醇200、聚乙二醇400、纳米二氧化硅溶液、甘油、碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯中的两种或两种以上；溶质为癸二酸铵、己二酸铵、己二酸、硼酸、五硼酸铵、壬二酸铵、十二双酸铵、甲酸铵、苯甲酸铵、甘露醇、山梨醇、柠檬酸、乙二胺中的两种或两种以上。本发明的电解液可用于600V超高压，电解液性能稳定，电解液黏度小，电导率较高，利于批量生产，可降低生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种铝电解电容器，尤其涉及一种高压铝电解电容器的电解液及其制备方法。
背景技术
铝电解电容器是电子产品的基础元件之一，随着电子产品质量的不断提高，对铝电解电容器的工作电压、使用寿命、上限工作温度等性能也提出了越来越高的要求。目前，走在世界前列的日本等许多知名品牌电容器厂家已经相继推出额定工作电压大于600V的产品，并且，他们所推出的新产品系列大多都是在超高压方面的，可见，超高压铝电解电容器是未来发展的一种趋势。虽然中国的铝电解电容器占世界的市场份额越来越大，但在超高压铝电解电容器上还是存在着空开区，和世界先进技术还有一定的差距。
电解液是铝电解电容器的实际阴极，起到提供氧离子、修补阳极氧化膜的作用，因此，高性能的电解液对于保证铝电解电容器的品质起到至关重要的作用。目前，对于超高压（大于600V）电解液的开发，主要优先选用长碳链的羧酸铵盐或羧酸，但目前研发所用的长碳链羧酸铵盐或羧酸主要来自国外，国内的生产技术并不成熟，因此会导致电解液的生产成本高，并不适用与实际的生产。此外，长碳链的羧酸铵盐或羧酸由于其碳链长，其溶解度较低，会导致电解液的电导率较低。专利CN103839682A，提供一种600V的铝电解电容器；专利CN103811183A提供一种630V的铝电解电容器；专利CN103794369A提供一种700V的铝电解电容器；专利CN104465100A提供一种800V铝电解电容器，但是，它们均采用长碳链羧酸铵盐或羧酸为主溶质，其电解液电导率均比较低，产品损耗较大。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种性能稳定，电解液黏度小，电导率较高，利于批量生产，可降低生产成本的高压铝电解电容器的电解液及其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：一种高压铝电解电容器的电解液，包括70-90份主溶剂、5-25份辅助溶剂、2-10份溶质和1-5份闪火电压提升剂；所述主溶剂包括乙二醇、γ-丁内酯、DMF、一缩二乙二醇单丁醚的中一种或多种，所述辅助溶剂包括聚乙二醇200、聚乙二醇400、纳米二氧化硅溶液、甘油、碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯中的两种或两种以上；所述溶质为癸二酸铵、己二酸铵、己二酸、硼酸、五硼酸铵、壬二酸铵、十二双酸铵、甲酸铵、苯甲酸铵、甘露醇、山梨醇、柠檬酸、乙二胺中的两种或两种以上；所述闪火电压提升剂为聚乙烯醇、硼酸乙二醇聚酯、硼酸丙二醇聚酯、硼酸丙三醇聚酯、硼酸聚乙二醇聚酯、聚乙二醇6000中的一种或多种。本发明中，主溶剂对溶质的溶解性能好，黏度低，介电常数大（电解液电导率会较高）。辅助溶剂主要是起到改善电解液的黏度以及电解液的氧化效率，能一定程度的提高电解液的闪火电压。本发明的溶质采用短链溶质，由于其相对长碳链溶质来说溶解性能好，能在保证较高闪火电压的情况下，保持较高的电导率，同时，由于其碳链短，分子量小，电解液黏度也相应会变小。本发明中，闪火添加剂能够优先的吸附于阳极箔的表面，可抑制配液过程中水的产生，提高闪火电压。
上述的高压铝电解电容器的电解液，优选的，电解液中还包括辅助添加剂，所述辅助添加剂为磷酸、次亚磷酸铵、次磷酸铵、对硝基苯甲酸、对硝基苯甲醇、磷钨酸中的两种或两种以上。本发明中，辅助添加剂主要起到消氢和防水的作用。
上述的高压铝电解电容器的电解液，优选的，包括以下步骤，1）将主溶剂和辅助溶剂混合均匀；2）在温度为40-70摄氏度的条件下加入40%-45%的溶质，搅拌并将温度升至120-130摄氏度；使部分主溶质和辅助溶质在高温下与溶剂发生化学反应，产生大分子链的羧酸酯类有机物，提高电解液的闪火电压。3）在温度为100-130摄氏度的条件下加入闪火电压提升剂，继续升温加热使得闪火电压提升剂溶解；4）闪火电压提升剂溶解完全后，冷却至115-130摄氏度加入剩余的溶质并保温40-80分钟；5）将4）中的电解液冷却至100-105摄氏度时加入辅助添加剂。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明的电解液可用于600V超高压，电解液性能稳定，电解液黏度小，电导率较高，利于批量生产，可降低生产成本。
本发明的有点如下，1.黏度小：所选溶剂黏度低，溶质碳链短，分子量小以及溶质含量占电解液含量的比重较小，会使电解液的黏度变小。2.高电导率：同质量的短碳链溶质其NH4+会比长碳链的溶质要多，辅助溶剂的加入基本不影响电解液的电导率，这样能让电解液保证高闪火电压的情况下保持教高的电导率。3.利于批量生产：所选用的原料国内均有成熟的生产技术，不像其他专利选用的长碳链溶质，生产成本低。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下文将结合较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。
需要特别说明的是，当某一元件被描述为“固定于、固接于、连接于或连通于”另一元件上时，它可以是直接固定、固接、连接或连通在另一元件上，也可以是通过其他中间连接件间接固定、固接、连接或连通在另一元件上。
除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。
实施例
一种高压铝电解电容器的电解液，其特征在于：包括70-90份主溶剂、5-25份辅助溶剂、2-10份溶质和1-5份闪火电压提升剂；所述主溶剂包括乙二醇、γ-丁内酯、DMF、一缩二乙二醇单丁醚的中一种或多种，所述辅助溶剂包括聚乙二醇200、聚乙二醇400、纳米二氧化硅溶液、甘油、碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯中的两种或两种以上；所述溶质为癸二酸铵、己二酸铵、己二酸、硼酸、五硼酸铵、壬二酸铵、十二双酸铵、甲酸铵、苯甲酸铵、甘露醇、山梨醇、柠檬酸、乙二胺中的两种或两种以上；所述闪火电压提升剂为聚乙烯醇、硼酸乙二醇聚酯、硼酸丙二醇聚酯、硼酸丙三醇聚酯、硼酸聚乙二醇聚酯、聚乙二醇6000中的一种或多种。
本实施例中，电解液中还包括辅助添加剂，所述辅助添加剂为磷酸、次亚磷酸铵、次磷酸铵、对硝基苯甲酸、对硝基苯甲醇、磷钨酸中的两种或两种以上。
本实施例的高压铝电解电容器的电解液的制备方法，包括以下步骤，1）将主溶剂和辅助溶剂混合均匀；2）在温度为40-70摄氏度的条件下加入总重量45%的溶质，搅拌并将温度升至120-130摄氏度；3）在温度为100-130摄氏度的条件下加入闪火电压提升剂，继续升温加热使得闪火电压提升剂溶解；4）闪火电压提升剂溶解完全后，冷却至115-130摄氏度加入剩余55%的溶质并保温40-80分钟；5）将4）中的电解液冷却至100-105摄氏度时加入辅助添加剂。
本实施例的电解液可用于600V超高压，电解液性能稳定，电解液黏度小，电导率较高，利于批量生产，可降低生产成本。
Claims (3)
1.一种高压铝电解电容器的电解液，其特征在于：包括70-90份主溶剂、5-25份辅助溶剂、2-10份溶质和1-5份闪火电压提升剂；所述主溶剂包括乙二醇、γ-丁内酯、DMF、一缩二乙二醇单丁醚的中一种或多种，所述辅助溶剂包括聚乙二醇200、聚乙二醇400、纳米二氧化硅溶液、甘油、碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯中的两种或两种以上；所述溶质为癸二酸铵、己二酸铵、己二酸、硼酸、五硼酸铵、壬二酸铵、十二双酸铵、甲酸铵、苯甲酸铵、甘露醇、山梨醇、柠檬酸、乙二胺中的两种或两种以上；所述闪火电压提升剂为聚乙烯醇、硼酸乙二醇聚酯、硼酸丙二醇聚酯、硼酸丙三醇聚酯、硼酸聚乙二醇聚酯、聚乙二醇6000中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的高压铝电解电容器的电解液，其特征在于：电解液中还包括辅助添加剂，所述辅助添加剂为磷酸、次亚磷酸铵、次磷酸铵、对硝基苯甲酸、对硝基苯甲醇、磷钨酸中的两种或两种以上。
3.一种如权利要求1或2所述的高压铝电解电容器的电解液的制备方法，其特征在于：包括以下步骤，1）将主溶剂和辅助溶剂混合均匀；2）在温度为40-70摄氏度的条件下加入总重量40%-45%的溶质，搅拌并将温度升至120-130摄氏度；3）在温度为100-130摄氏度的条件下加入闪火电压提升剂，继续升温加热使得闪火电压提升剂溶解；4）闪火电压提升剂溶解完全后，冷却至115-130摄氏度加入剩余的溶质并保温40-80分钟；5）将4）中的电解液冷却至100-105摄氏度时加入辅助添加剂。
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