CN108091489B - 一种850-900v铝电解电容器的工作电解液及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种850‑900V铝电解电容器的工作电解液，所述的工作电解液由以下重量百分比的组分组成：主溶剂35～45％，辅助溶剂20～30％，溶质5～25％，闪火电压提升剂5～15％，其他添加剂1.0～2.0％，共计100％。本发明还公开了上述电解液的制备方法。该电解液突破了800V超高压技术大关，直接达到850‑900V超高压技术领域，具有工作电压高、使用寿命长、在高温环境下性能稳定、产品耐压性好和产气性能好等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种850-900V铝电解电容器的工作电解液及制造方法，属于新能源的超高压铝电容器技术领域。
技术背景
铝电解电容器作为电子工业生产中必不可少的电子元器件，其需求量大、使用范围广泛等特点，一直在整个电容器行业市场中占有相当大的比重。随着科学技术的飞速发展及市场需求的不断提高，铝电解电容器越来越广泛运用于空调变频器、点焊机、充电桩及UPS设备等领域，因此对产品性能的要求也越来越高。
在整机线路中，电容器等元器件的大小直接影响到整机体积的大小，所以要想实现整机小型化、轻型化，必须减小电容器等元器件的体积及减少使用数量。减小电容器体积会带来整机体积的减小，但不会带来整机线路的简化，如果减少电容器使用的数量，不但会减小整机的体积，而且还会减少其他辅助元器件的数量，从而带来整个电路的简化，因此更能实现整机小型化、轻型化的特点。近几年时间，排在世界前列的日本等许多知名品牌电容器厂家在相继推出了许多超高压系列(600V以上的额定电压)的铝电解电容器，相信超高压系列铝电解电容器在未来实现整机小型化、轻型化上必然是一种发展趋势。尽管目前国内许多铝电解电容器生产厂家的产品性能已经逐渐接近国外技术水平，但是在超高压系列方面还存在一定的差距，所以开发超高压系列的铝电解电容器尤其是开发850-900V工作电压以上(850-900V)铝电解电容器是势在必行的。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点和不足，提供了一种850-900V铝电解电容器的工作电解液及制备方法，该电解液突破了800V超高压技术大关，直接达到850-900V超高压技术领域。
本发明的技术方案一方面提供了一种850-900V铝电解电容器的工作电解液，包括主溶剂、辅助溶剂、溶质、闪火电压提升剂、添加剂，其中各组分的重量百分比为：主溶剂35～45％，辅助溶剂20～30％，溶质5～25％，闪火电压提升剂5～15％，其他添加剂1.0～2.0％，共计100％；
所述主溶剂选自多元醇类化合物或醇醚类化合物；
所述辅助溶剂选自二乙二醇丁醚、二乙二醇己醚、二乙二醇辛醚、三乙二醇丁醚中的两种或两种以上；
所述溶质由含碳原子数为C38具有单端侧支链或者两端侧支链的脂肪酸和以下组分中至少1种组成：十六烷基二酸、十八烷基二酸；
所述闪火电压提升剂选自烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯聚甘油醚、聚氧丙烯聚甘油醚中两种或两种以上；
所述添加剂选自邻硝基苯甲醇、邻硝基苯甲醚、对硝基苯甲醇、间硝基苯乙酮、8-羟基喹啉、次亚磷酸铵中两种或两种以上。
根据本发明技术方案提供的电解液，主溶剂为乙二醇。
根据本发明技术方案提供的电解液，在本发明的一些实施方式中，电解液中各组分的重量百分比为：主溶剂38.0％，辅助溶剂27.0％，溶质22.0％，闪火电压提升剂10.0％，其他添加剂1.0％。
根据本发明技术方案提供的电解液，在本发明的一些实施方式中，电解液中各组分的重量百分比为：主溶剂43.0％，辅助溶剂24.0％，溶质18.0％，闪火提升剂15.0％，其他添加剂2.0％。
本发明的技术方案另一方面提供了所述的电解液的配制方法，包括以下步骤：将主溶剂和辅助溶剂混合加热到110～120℃，添加溶质搅拌溶于混合溶剂中，随后降温至100℃后，真空条件下恒温搅拌20～30分钟，随后冷却温度至85℃加入其他添加剂，控温搅拌45分钟，最后，冷却至60℃温度加入闪火电压提升剂，恒温反应15分钟，即得850-900V铝电解电容器的工作电解液；
所述主溶剂选自多元醇类化合物或醇醚类化合物；
所述辅助溶剂选自二乙二醇丁醚、二乙二醇己醚、二乙二醇辛醚、三乙二醇丁醚中的两种或两种以上；
所述溶质由含碳原子数为C38具有单端侧支链或者两端侧支链的脂肪酸和以下组分中至少1种组成：十六烷基二酸、十八烷基二酸；
所述闪火电压提升剂选自烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯聚甘油醚、聚氧丙烯聚甘油醚中两种或两种以上；
所述添加剂选自邻硝基苯甲醇、邻硝基苯甲醚、对硝基苯甲醇、间硝基苯乙酮、8-羟基喹啉、次亚磷酸铵中两种或两种以上。
在一些实施例中，所述工作电解液的配制方法中主溶剂为乙二醇。
在一些实施方式中，所述工作电解液的配制方法为：首先，将乙二醇、二乙二醇丁醚、二乙二醇己醚、三乙二醇丁醚混合加热到110～120℃，添加12,15-二乙基-2,25-二丁基-二十六碳二烯双酸和十八烷基二酸，搅拌溶于混合溶剂中，在100℃真空条件下恒温20～30分钟，冷却温度至85℃添加邻硝基苯甲醇、间硝基苯乙酮、8-羟基喹啉及次亚磷酸铵，搅拌溶解，在85℃温度条件下保温45分钟，最后，冷却至60℃温度加入烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯聚甘油醚和聚氧丙烯聚甘油醚，在60℃温度条件下恒温反应15分钟，配制完毕。
本发明提供以C38具有单端侧支链或者两端侧支链的脂肪酸作为溶质的电解电容器的电解液，能够明显的提高电容器的相关性能，使其能够满足850-900V的超高压铝电解电容器的使用要求，使用寿命长，产品高温稳定，耐压性能好。
术语定义
本发明意图涵盖所有的替代、修改和等同技术方案，它们均包括在如权利要求定义的本发明范围内。本领域技术人员应认识到，许多与本文所述类似或等同的方法和材料能够用于实践本发明。本发明绝不限于本文所述的方法和材料。在所结合的文献、专利和类似材料的一篇或多篇与本申请不同或相矛盾的情况下(包括但不限于所定义的术语、术语应用、所描述的技术等等)，以本申请为准。
应进一步认识到，本发明的某些特征，为清楚可见，在多个独立的实施方案中进行了描述，但也可以在单个实施例中以组合形式提供。反之，本发明的各种特征，为简洁起见，在单个实施方案中进行了描述，但也可以单独或以任意合适的子组合提供。
除非另外说明，本发明所使用的所有科技术语具有与本发明所属领域技术人员的通常理解相同的含义。本发明涉及的所有专利和公开出版物通过引用方式整体并入本发明。
除非另外说明，应当应用本发明所使用的下列定义。出于本发明的目的，化学元素与元素周期表CAS版，和1994年第75版《化学和物理手册》一致。此外，有机化学一般原理可参考"Organic Chemistry",Thomas Sorrell,University Science Books,Sausalito:1999,和"March's Advanced Organic Chemistry”by Michael B.Smith and JerryMarch,John Wiley&Sons,New York:2007中的描述，其全部内容通过引用并入本发明。
术语“包含”或“包括”为开放式表达，即包括本发明所指明的内容，但并不排除其他方面的内容。
在本发明的各部分，描述了连接取代基。当该结构清楚地需要连接基团时，针对该基团所列举的马库什变量应理解为连接基团。例如，如果该结构需要连接基团并且针对该变量的马库什基团定义列举了“烷基”，则应该理解，该“烷基”代表连接的亚烷基基团。
除非明确地说明与此相反，否则，本发明所述的温度为范围值。例如，“100℃”表示温度的范围为100℃±5℃。
具体实施方式
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。实施例中所用的原料均可以通过商业途径获得。
实施例1
850-900V超高压(小型品)铝电解电容器的工作电解液的配制：
各成分的组成如表1所示，将43.0％的乙二醇、12％的二乙二醇丁醚和12％的二乙二醇己醚混合加热到110～120℃，加入15.0％的12,15-二乙基-2,25-二丁基-二十六碳二烯双酸和7.0％的十六烷基二酸，搅拌溶解，随后降温至100℃后，真空条件下恒温搅拌20～30分钟，继续冷却温度至85℃加入0.8％的邻硝基苯甲醇和0.2％的次亚磷酸铵，控温搅拌45分钟，最后，冷却至60℃温度加入3.0％的烷基酚聚氧乙烯醚和7.0％的聚氧丙烯聚甘油醚，恒温反应15分钟，即得850-900V铝电解电容器的工作电解液。
850-900V超高压(小型品)铝电解电容器工作电解液参数性能如表2所示，产品电容器分别于850V及900V工作电压下特性如表3所示。
实施例2
850-900V超高压(大型品)铝电解电容器的工作电解液的配制方法：
各组分的组成如表1所示，38.0％的乙二醇、15％的二乙二醇丁醚和12％的二乙二醇辛醚混合加热到110～120℃，加入12.0％的12,15-二乙基-2,25-二丁基-二十六碳二烯双酸和8.0％的十八烷基二酸，搅拌溶解，随后降温至100℃后，真空条件下恒温搅拌20～30分钟，继续冷却温度至85℃加入1.5％的间硝基苯乙酮和0.5％的次亚磷酸铵，控温搅拌45分钟，最后，冷却至60℃温度加入3.0％的烷基酚聚氧乙烯醚和12.0％的聚氧丙烯聚甘油醚，恒温反应15分钟，即得850-900V铝电解电容器的工作电解液。
850-900V超高压(大型品)铝电解电容器工作电解液参数性能如表2所示，产品电气特性如表4所示。
表1：850-900V工作电解液中各个材料成分的配比
表2：850-900V工作电解液测试参数
| 性能参数 | 小型品 | 大型品 |
| 水分含量 | 2.00％±0.2％ | 2.00％±0.2％ |
| 电导率(30℃ms/cm) | 0.22±0.2 | 0.20±0.2 |
| pH | 6.55±0.5 | 6.65±0.5 |
| 闪火电压 | 945±10 | 952±10 |
| 低温特性(-25℃) | 未冻结，未沉淀析出 | 未冻结，未沉淀析出 |
表3：850-900V小型品电容器电气特性(小型品)
表4：850-900V大型品电容器电气特性(大型品)
从表3和表4中可以看出，使用本发明所述电解液得到的铝电解电容器，不仅闪火电压高，且在85℃下可使用2000h以上，有效的提高了铝电解电容器的使用寿命，产品高温稳定，电气性能优越。
Claims (3)
1.一种850～900V铝电解电容器的工作电解液，包括主溶剂、辅助溶剂、溶质、闪火电压提升剂、添加剂，其特征在于，各组分的重量百分比为：主溶剂35～45％，辅助溶剂20～30％，溶质5～25％，闪火电压提升剂5～15％，添加剂1.0～2.0％，各组分共计100％；
其中，所述主溶剂选自多元醇类化合物或醇醚类化合物；
所述辅助溶剂选自二乙二醇丁醚、二乙二醇己醚、二乙二醇辛醚、三乙二醇丁醚中的两种或两种以上；
所述溶质由12,15-二乙基-2,25-二丁基-二十六碳二烯双酸和以下组分中至少1种组成：十六烷基二酸、十八烷基二酸；
所述闪火电压提升剂选自烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯聚甘油醚、聚氧丙烯聚甘油醚中两种或两种以上；
所述添加剂选自邻硝基苯甲醇、邻硝基苯甲醚、对硝基苯甲醇、间硝基苯乙酮、8-羟基喹啉、次亚磷酸铵中两种或两种以上。
2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述主溶剂为乙二醇。
3.一种如权利要求1-2任一项所述的电解液的配制方法，其特征在于，包括以下步骤：将主溶剂和辅助溶剂混合加热到110～120℃，添加溶质搅拌溶于混合溶剂中，随后降温至100℃后，真空条件下恒温搅拌20～30分钟，随后冷却温度至85℃加入添加剂，控温搅拌45分钟，最后，冷却至60℃温度加入闪火电压提升剂，恒温反应15分钟，即得850-900V铝电解电容器的工作电解液。
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| CN104465100A (zh) * | 2014-12-03 | 2015-03-25 | 东莞市长安东阳光铝业研发有限公司 | 一种800v铝电解电容器的工作电解液及制备方法 |
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2016
- 2016-11-23 CN CN201611034137.4A patent/CN108091489B/zh active Active
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