CN107195461A - 一种中高压铝电解电容器的电解液及其制备方法 - Google Patents

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杨富国
杨飞
张玉红
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    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
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    • H01G9/145—Liquid electrolytic capacitors

Abstract

本发明公开了一种中高压铝电解电容器的电解液及其制备方法，所述电解液包含下述质量分数的组分：乙二醇79％～80％，去离子水1.0％～1.5％，纳米TiO23.5％～5％，壬二酸铵8％～9％；壬二酸4.0％～4.5％；消氢剂0.20％～0.25％，阻化剂0.40％～0.50％，闪火电压剂0.20％～0.25％，漏电流抑制剂0.20％～0.25％，提高形成特性的添加剂0.20％～0.25％。采用上述技术方案，可以提高电解液的闪火电压和其阳离子修补氧化能力，减少工作过程中氢气的析出和水的产生，提高电解液的品质，并且满足欧盟REACH法规对硼酸类物质的管控。

Description

一种中高压铝电解电容器的电解液及其制备方法
技术领域
本发明涉及铝电解电容器用电解液领域，特别是涉及一种中高压铝电解电容器的电解液及其制备方法。
背景技术
目前，国内外铝电解电容器广泛使用乙二醇+硼酸盐体系配制铝电解电容器电解液。使用这种方法配制的电解液，其优点在于技术上比较成熟，配制过程操作简单，配制成本低且市场上采购容易，能够满足电容器一般工作状态的电气性能。但使用乙二醇+硼酸体系配制的电解液会从硼酸产生结晶水，以及乙二醇和硼酸之间由于酯化反应生成大量的缩合水，从而造成电解液系统内部的水分含量升高，在超过100℃的使用温度条件下使用该电解液时，电解液中的水将蒸发为水蒸气，电解电容组件内压升高，最终降低其高温使用寿命。
另外，SVHC即高度关注物质，来源于欧盟REACH法规。2010年6月18日，硼酸类物质归为第三类SVHC并正式加入候选列表中。从此还有硼酸类物质的产品被列入重点管控对象，因此研制不含硼酸的电解液将是个铝电解电容器生产企业面临的一个崭新的课题。
发明内容
本发明提供一种中高压铝电解电容器的电解液及其制备方法，所提供的电解液具有良好的热稳定性，漏电流低、高频低阻抗及高温长寿命性能并满足了欧明REACH法规对硼酸类物质的管控要求。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种中高压铝电解电容器的电解液的成分及它们占总质量的比例为：乙二醇79％～80％，去离子水1.0％～1.5％，纳米TiO23.5％～5％，壬二酸铵8％～9％；壬二酸4.0％～4.5％；消氢剂0.20％～0.25％，阻化剂0.40％～0.50％，闪火电压剂0.20％～0.25％，漏电流抑制剂0.20％～0.25％，提高形成特性的添加剂0.20％～0.25％。
进一步，消氢剂选用聚丙烯胺，阻化剂选用亚磷酸，闪火电压剂选用柠檬酸，漏电流抑制剂选用硝酸锶，提高形成特性的添加剂选用马来酸。
本发明还提供了一种中高压铝电解电容器的电解液的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)按所述组分的质量比例，将纳米TiO2、壬二酸铵及去离子水加入乙二醇溶液中混合均匀，并加热到75℃；
(2)按所述组分的质量比例，将壬二酸加入步骤(1)的混合溶液中，搅拌均匀，待各原料充分溶解后，将所述溶液加热到100℃后停止加热；
(3)待步骤(2)中混合溶液温度下降至75℃后，按所述组分的质量比例，加入消氢剂、阻化剂、闪火电压剂、漏电抑制剂、提高形成特性的添加剂，最后，待其自然冷却至室温，便可制得铝电解电容器的电解液。
与现有技术相比，本发明所述的铝电解电容器的电解液中添加了纳米TiO2溶液和提高形成特性的添加剂马来酸，TiO2的介电常数较高，可以将高介电性能的TiO2引入到复合膜中，这既可以改善复合膜的介电性能，而且还可以增加氧化铝膜的耐电压强度。因此，本发明中所述的铝电解电容器的电解液在高温下具有良好的热稳定性，漏电流低、高频低阻抗及高温长寿命性能。
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，本领域的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所限定的范围。
实施例1
制备一种中高压铝电解电容器的电解液，包括步骤：
(1)按质量百分比将5％的纳米TiO2、9％的壬二酸铵及1.5％的去离子水加入79％的乙二醇溶液中混合均匀，并加热到75℃；
(2)将壬二酸加入步骤(1)的混合溶液中，搅拌均匀，待各原料充分溶解后，将所述溶液加热到100℃后停止加热；
(3)待步骤(2)中混合溶液温度下降至75℃后，加入0.20％的消氢剂、0.40％的阻化剂、0.20％的闪火电压剂、0.20％的漏电抑制剂、0.20％的提高形成特性的添加剂，混合均匀，待其自然冷却至室温，便可制得铝电解电容器的电解液。
其中，消氢剂选用聚丙烯胺，阻化剂选用亚磷酸，闪火电压剂选用柠檬酸，漏电流抑制剂选用硝酸锶，提高形成特性的添加剂选用马来酸。
实施例2
其制备中高压铝电解电容器的电解液的步骤与实施例1相同，区别点在于配比(质量百分比)：乙二醇80％，去离子水1.0％，纳米TiO23.5％，壬二酸铵8.5％；壬二酸4.5％；消氢剂0.25％，阻化剂0.5％，闪火电压剂0.25％，漏电流抑制剂0.25％，提高形成特性的添加剂0.25％。
其中，消氢剂选用聚丙烯胺，阻化剂选用亚磷酸，闪火电压剂选用柠檬酸，漏电流抑制剂选用硝酸锶，提高形成特性的添加剂选用马来酸。
实施例3
其制备中高压铝电解电容器的电解液的步骤与实施例1相同，区别点在于配比(质量百分比)：乙二醇80％，去离子水1.0％，纳米TiO24.5％，壬二酸铵8.5％；壬二酸4.5％；消氢剂0.25％，阻化剂0.50％，闪火电压剂0.25％，漏电流抑制剂0.25％，提高形成特性的添加剂0.25％。
其中，消氢剂选用聚丙烯胺，阻化剂选用亚磷酸，闪火电压剂选用柠檬酸，漏电流抑制剂选用硝酸锶，提高形成特性的添加剂选用马来酸。

Claims (7)

1.一种中高压铝电解电容器的电解液，其特征在于：组成所述电解液的成分及它们占总质量的比例为：乙二醇79％～80％，去离子水1.0％～1.5％，纳米TiO23.5％～5％，壬二酸铵8％～9％；壬二酸4.0％～4.5％；消氢剂0.20％～0.25％，阻化剂0.40％～0.50％，闪火电压剂0.20％～0.25％，漏电流抑制剂0.20％～0.25％，提高形成特性的添加剂0.20％～0.25％。
2.根据权利要求1所述的一种中高压铝电解电容器的电解液，其特征在于：所述消氢剂为聚丙烯胺。
3.根据权利要求1所述的一种中高压电解电容器的电解液，其特征在于：所述阻化剂为亚磷酸。
4.根据权利要求1所述的一种中高压电解电容器的电解液，其特征在于：所述闪火电压剂为柠檬酸。
5.根据权利要求1所述的一种中高压电解电容器的电解液，其特征在于：所述漏电流抑制剂为硝酸锶。
6.根据权利要求1所述的一种中高压电解电容器的电解液，其特征在于：所述提高形成特性的添加剂为马来酸。
7.一种中高压铝电解电容器的电解液的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
(1)按权利要求1所述质量比例，将纳米TiO2、壬二酸铵及去离子水加入乙二醇溶液中混合均匀，并加热到75℃；
(2)按权利要求1所述质量比例，将壬二酸加入步骤(1)的混合溶液中，搅拌均匀，待各原料充分溶解后，将所述溶液加热到100℃后停止加热；
(3)待步骤(2)中混合溶液温度下降至75℃后，按权利要求1所述的质量比例，加入消氢剂、阻化剂、闪火电压剂、漏电抑制剂、提高形成特性的添加剂，最后，待其自然冷却至室温，便可制得铝电解电容器的电解液。
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