CN106449103A - 一种超低温铝电解电容器专用电解液 - Google Patents

Abstract

一种超低温铝电解电容器专用电解液，其特征在于：包括50%‑70%的主溶剂、30%‑50%的辅助溶剂、5%‑15%的溶质和1%‑5%的添加剂；所述辅助溶剂包括一缩二乙二醇、N,N‑二甲基甲酰胺、γ‑丁内酯、二甘醇单丁醚的一种或多种。本发明中，通过使用两种或两种以上低凝固点的溶剂，一方面，根据溶液的依数性可知，得到的混合溶剂的凝固点显著降低，避免电解液在超低温（‑55℃）环境下发生凝固，提高了超低温下电解液的电导率，使得铝电解电容器低温下的损耗值显著降低。另一方面，不同的溶剂体系之间发生溶剂化作用，大大地促进了溶质的电离，进一步提高了电解液的电导率，进而提高了电解液的低温性能。

Description

一种超低温铝电解电容器专用电解液

技术领域

本发明涉及一种铝电解电容器的电解液，尤其涉及一种超低温铝电解电容器专用电解液。

背景技术

铝电解电容器是电子产品的基础元器件，伴随着户外照明显示设备、通信基站、新能源汽车充电桩等电子工业的快速发展，对于铝电解电容器的宽温性能有着越来越严苛的要求，对于超低温电容器产品有着巨大的市场需求。

现阶段，特殊应用领域的超低温电容器产品要求电容器的Z(-40℃)/Z(20℃)<2，电解液作为铝电解电容器的实际阴极，在使用过程中修补破损的氧化膜，并对电容器的低温性能起到决定性的作用，所以性能优良的电容器电解液是超低温高压电容器产品开发的先决条件。

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，提供一种性能优良，配制简单的超低温铝电解电容器专用电解液。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：一种超低温铝电解电容器专用电解液，包括50%-70%的主溶剂、30%-50%的辅助溶剂、5%-15%的溶质和1%-5%的添加剂；所述辅助溶剂包括一缩二乙二醇、N,N-二甲基甲酰胺、γ-丁内酯、二甘醇单丁醚的两种或两种以上种。

本发明的辅助溶剂为底凝固点的溶剂。通过使用两种或两种以上低凝固点的溶剂，一方面，根据溶液的依数性可知，得到的混合溶剂的凝固点显著降低，避免电解液在超低温（-55℃）环境下发生凝固，提高了超低温下电解液的电导率，使得铝电解电容器低温下的损耗值显著降低。另一方面，不同的溶剂体系之间发生溶剂化作用（即本发明中主溶剂和辅助溶剂），大大地促进了溶质的电离，进一步提高了电解液的电导率，进而提高了电解液的低温性能。

上述的超低温铝电解电容器专用电解液，优选的，所述主溶剂包括乙二醇、二甘醇、丙二醇、二甘醇单甲醚的一种或多种；

上述的超低温铝电解电容器专用电解液，优选的，所述溶质包括己二酸、己二酸铵、苯甲酸铵、癸二酸铵、烷基癸二酸铵、五硼酸铵，水杨酸铵、水杨酸的一种或多种。

上述的超低温铝电解电容器专用电解液，优选的，所述添加剂包括次亚磷酸铵、对硝基苯甲酸、对硝基苯甲醇、对硝基苯甲醚、次亚磷铵、聚乙二醇2000的一种或多种。

添加剂主要分为防水合剂,如次亚磷铵和次亚磷酸铵，避免阳极箔和电解液发生水合作用导致的恶化变质；消氢剂，如对硝基苯甲酸、对硝基苯甲醇、对硝基苯甲醚，吸收电容器老化过程阴极产生的氢气,避免电容器因内部气压过大造成的底突\开阀；闪火提升剂，如聚乙二醇2000，为一种或多种高分子有机物,分子量大,碳链复杂,可以有效覆盖在阳极箔表面,保护阳极箔不被轻易击穿。,

上述的超低温铝电解电容器专用电解液的生产方法，优选的，包括以下步骤，1）将主溶剂和辅助溶剂混合均匀并加热至60-80摄氏度；

2）加入总重量20%-30%的溶质，并升温至150-160摄氏度保温15-20分钟；通过先添加一部分溶质可以在高温下发生反应生成长碳链羧酸酯类有机物，提高电解液的闪火电压；另一方面，高温烧煮过程可以使电解液中的水分蒸发，降低电解液的含水率；

3）冷却到110-120摄氏度，加入剩下的溶质，并保温30-50分钟；

4）降温至90-100摄氏度加入添加剂，并冷却到室温。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明中，通过使用两种或两种以上低凝固点的溶剂，一方面，根据溶液的依数性可知，得到的混合溶剂的凝固点显著降低，避免电解液在超低温（-55℃）环境下发生凝固，提高了超低温下电解液的电导率，使得铝电解电容器低温下的损耗值显著降低。另一方面，不同的溶剂体系之间发生溶剂化作用（即本发明中主溶剂和辅助溶剂），大大地促进了溶质的电离，进一步提高了电解液的电导率，进而提高了电解液的低温性能。

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

一种超低温铝电解电容器专用电解液，包括50%-70%的主溶剂、30%-50%的辅助溶剂、5%-15%的溶质和1%-5%的添加剂；所述辅助溶剂包括一缩二乙二醇、N,N-二甲基甲酰胺、γ-丁内酯、二甘醇单丁醚的一种或多种。

本实发明中，主溶剂包括乙二醇、二甘醇、丙二醇、二甘醇单甲醚的一种或多种；

本发明中，溶质包括己二酸、己二酸铵、苯甲酸铵、癸二酸铵、烷基癸二酸铵、五硼酸铵，水杨酸铵、水杨酸的一种或多种。

本发明中，添加剂包括次亚磷酸铵、对硝基苯甲酸、对硝基苯甲醇、对硝基苯甲醚、次亚磷铵、聚乙二醇2000的一种或多种。

本发明的超低温铝电解电容器专用电解液的生产方法，包括以下步骤，1）将主溶剂和辅助溶剂混合均匀并加热至60-80摄氏度；

2）加入总重量20%-30%的溶质，并升温至150-160摄氏度保温15-20分钟；

3）冷却到110-120摄氏度，加入剩下的溶质，并保温30-50分钟；

4）降温至90-100摄氏度加入添加剂，并冷却到室温。

实施例1

成分	质量百分数
		乙二醇	50%-70%
DMF	30%-50%
		己二酸铵	2%-8%
烷基癸二酸铵	5%-10%
		次亚磷酸铵	0.5%-1%
对硝基苯甲酸	0.5%-1%

经过以上的烧煮工艺，得到的电解液在：闪火电压>540V，电导率：2.56ms/cm，PH:5.4

对使用该电解液的电容器进行超低温冷冻检测：

温度	损耗（tanδ）	ESR（Ω）	Z（Ω）
				20℃	0.0256	1.17	44.52
-25℃	0.235	11.05	48.08
				-40℃	0.91	44.87	67.52
-55℃	3.75	272.45	283.14

由上表可以看出，

Z（-25℃）/Z（20℃）<1.079，Z（-40℃）/Z（20℃）<1.6，Z（-55℃）/Z（20℃）<6。同类超低温电容器 产品的低温阻抗比数据Z（-25℃）/Z（20℃）<1.5，Z（-40℃）/Z（20℃）<3。比较可知，同等温度情况下，该超低温电容器电解液的电容器产品性能要显著优于同类超低温产品性能。且电解液还测试了-55℃下的低温阻抗比，性能优良。

Claims (5)

1.一种超低温铝电解电容器专用电解液，其特征在于：包括50%-70%的主溶剂、30%-50%的辅助溶剂、5%-15%的溶质和1%-5%的添加剂；所述辅助溶剂包括一缩二乙二醇、N,N-二甲基甲酰胺、γ-丁内酯、二甘醇单丁醚的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的超低温铝电解电容器专用电解液，其特征在于：所述主溶剂包括乙二醇、二甘醇、丙二醇、二甘醇单甲醚的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的超低温铝电解电容器专用电解液，其特征在于：所述溶质包括己二酸、己二酸铵、苯甲酸铵、癸二酸铵、烷基癸二酸铵、五硼酸铵，水杨酸铵、水杨酸的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的超低温铝电解电容器专用电解液，其特征在于：所述添加剂包括次亚磷酸铵、对硝基苯甲酸、对硝基苯甲醇、对硝基苯甲醚、次亚磷铵、聚乙二醇2000的一种或多种。

5.一种如权利要求1-4任一项所述的超低温铝电解电容器专用电解液的生产方法，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并加热至60-80摄氏度；

2）加入总重量20%-30%的溶质，并升温至150-160摄氏度保温15-20分钟；

3）冷却到110-120摄氏度，加入剩下的溶质，并保温30-50分钟；

4）降温至90-100摄氏度加入添加剂，并冷却到室温。