CN108231419A - 一种抗高温和高压的铝电解电容器的电解液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗高温和高压的铝电解电容器的电解液，包括：乙二醇30‑40wt%、γ‑丁内酯15‑30 wt%、支链多元羧酸盐12‑18 wt%、甘露醇1‑3 wt%、聚乙二醇1‑3 wt%、有机羧酸4‑10 wt%、有机羧酸盐4‑8 wt%、纳米二氧化硅1‑2 wt%、氯化铝0.5‑1 wt%、消氢剂1‑2 wt%、甲酰胺0.5‑1 wt%。本发明还公开了该种电解液的制备方法。本发明提供的电解液，具有适应温度广、耐高压、使用寿命长、性能稳定等优点。
Description
技术领域
本发明属于电解液技术领域，具体涉及一种抗高温和高压的铝电解电容器的电解液及其制备方法。
背景技术
铝电解电容器是各种电子产品中不可替代的基础元件，广泛应用在包括电源器、主机板、音响及不断电系统等电子设备。近年电子元器件集成化与高速处理化技术的迅猛发展，全球市场对电容产品性能提出更高要求。小体积、长寿命、耐高温、耐高频纹波电流、低阻抗是铝电解电容器的发展趋势。
电解液是铝电解电容器的阴极，其性能对电容器的性能有很大的影响。现行及传统的直链铝电解电容器用工作电解液表现为氧化效率底，闪火电压不高，耐高纹波电流的能力相对较差，通常在高温负荷 105℃的情况下，使用 1000 小时后就会失效，而在 -40℃以下电解液就会有晶体析出，严重限制了铝电解电容器的应用范围。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种抗高温和高压的铝电解电容器的电解液，采用技术方案如下：
一种抗高温和高压的铝电解电容器的电解液，包括：乙二醇30-40wt%、γ-丁内酯15-30wt%、支链多元羧酸盐12-18 wt%、甘露醇1-3 wt%、聚乙二醇1-3 wt%、有机羧酸4-10 wt%、有机羧酸盐4-8 wt%、氯化铝0.5-1 wt%、消氢剂1-2 wt%、甲酰胺0.5-1 wt%。
优选地，所述支链多元羧酸盐为支链多元羧酸铵盐。
优选地，所述有机羧酸为苯甲酸、柠檬酸、乙二酸、己二酸中的一种或多种。
优选地，所述有机羧酸盐为有机羧酸铵盐。
优选地，所述消氢剂为间苯二酚、对硝基苯酚、对硝基苯甲醇、对苯醌中的一种或多种。
优选地，纳米二氧化硅1-2 wt%、
一种抗高温和高压的铝电解电容器的电解液的制备方法，包括以下步骤：
（1）将甘露醇、聚乙二醇、有机羧酸、有机羧酸盐加入乙二醇中，加热到110℃-140℃，抽真空，搅拌反应1-3小时后，停止加热；
（2）将纳米二氧化硅、支链多元羧酸盐加入γ-丁内酯中，搅拌均匀，然后倒入前述混合液中；
（3）停止加热后，待其温度下降到 60-80℃后再加入氧化铝、消氢剂、甲酰胺，最后，待其自然冷却至室温，便可制得铝电解电容器用工作电解液。
优选地，在步骤（1）还可加入酯化反应催化剂。
本发明的提供的电解液，具有使用耐高温、耐高压、使用寿命长、性能稳定、不易鼓底等特征。
（1）乙二醇和γ-丁内酯混合作为溶剂，可显著提高电解液的电性能和稳定性，使用安全、环保。
（2）加入的有机羧酸盐与乙二醇、甘露醇、聚乙二醇反应形成复合酯化物，能显著提高电解液的闪火电压，而剩下的有机羧酸盐还可作为辅助电解质。同时剩余的甘露醇作为水溶性高分子，有很强的亲水性可以使水分子被固定，可阻止水及其他有害物质直接与介质膜接触，抑制饱和蒸气压的提高、防止水合与侵蚀。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种抗高温和高压的铝电解电容器的电解液，包括：乙二醇30wt%、γ-丁内酯30 wt%、支链多元羧酸盐18 wt%、甘露醇3 wt%、聚乙二醇3 wt%、有机羧酸6wt%、有机羧酸盐8wt%、氯化铝0.5 wt%、消氢剂1 wt%、甲酰胺0.5 wt%。
一种抗高温和高压的铝电解电容器的电解液的制备方法，包括以下步骤：
（1）将甘露醇、聚乙二醇、有机羧酸、有机羧酸盐加入乙二醇中，加入酯化反应催化剂，加热到110℃-140℃，抽真空，搅拌反应1-3小时后，停止加热；
（2）将支链多元羧酸盐加入γ-丁内酯中，搅拌均匀，然后倒入前述混合液中；
（3）停止加热后，待其温度下降到 60-80℃后再加入氧化铝、消氢剂、甲酰胺，最后，待其自然冷却至室温，便可制得铝电解电容器用工作电解液。
实施例2
一种抗高温和高压的铝电解电容器的电解液，包括：乙二醇40wt%、γ-丁内酯18 wt%、支链多元羧酸盐18 wt%、甘露醇1 wt%、聚乙二醇1 wt%、有机羧酸10 wt%、有机羧酸盐7wt%、纳米二氧化硅2 wt%、氯化铝1 wt%、消氢剂1 wt%、甲酰胺1 wt%。
一种抗高温和高压的铝电解电容器的电解液的制备方法，包括以下步骤：
（1）将甘露醇、聚乙二醇、有机羧酸、有机羧酸盐加入乙二醇中，加入酯化反应催化剂，加热到110℃-140℃，抽真空，搅拌反应1-3小时后，停止加热；
（2）将纳米二氧化硅、支链多元羧酸盐加入γ-丁内酯中，搅拌均匀，然后倒入前述混合液中；
（3）停止加热后，待其温度下降到 60-80℃后再加入氧化铝、消氢剂、甲酰胺，最后，待其自然冷却至室温，便可制得铝电解电容器用工作电解液。
实施例3
一种抗高温和高压的铝电解电容器的电解液，包括：乙二醇35wt%、γ-丁内酯28 wt%、支链多元羧酸盐15 wt%、甘露醇2 wt%、聚乙二醇2 wt%、有机羧酸6wt%、有机羧酸盐7wt%、纳米二氧化硅1wt%、氯化铝1 wt%、消氢剂2 wt%、甲酰胺1wt%。
其中，电解液的制备方法与实施例2一致。
以上实施例中，所述支链多元羧酸盐为支链多元羧酸铵盐。具体为1，6-DDA、1，7癸二酸铵中的一种，还可以是带支链（8-20个碳）羧酸二元羧酸铵盐。
以上实施例中，所述有机羧酸为苯甲酸、柠檬酸、乙二酸、己二酸中的一种或多种。
以上实施例中，所述有机羧酸盐为有机羧酸铵盐。具体可以为苯甲酸铵、己二酸铵等。
以上实施例中，所述消氢剂为间苯二酚、对硝基苯酚、对硝基苯甲醇、对苯醌中的一种或多种。
本发明提供的电解液，具有适应温度广、耐高压、使用寿命长、性能稳定等优点。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种抗高温和高压的铝电解电容器的电解液，其特征在于，包括：乙二醇30-40wt%、γ-丁内酯15-30 wt%、支链多元羧酸盐12-18 wt%、甘露醇1-3 wt%、聚乙二醇1-3 wt%、有机羧酸4-10 wt%、有机羧酸盐4-8 wt%、氯化铝0.5-1 wt%、消氢剂1-2 wt%、甲酰胺0.5-1 wt%。
2.根据权利要求1所述的一种抗高温和高压的铝电解电容器的电解液，其特征在于，所述支链多元羧酸盐为支链多元羧酸铵盐。
3.根据权利要求1所述的一种抗高温和高压的铝电解电容器的电解液，其特征在于，所述有机羧酸为苯甲酸、柠檬酸、乙二酸、己二酸中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种抗高温和高压的铝电解电容器的电解液，其特征在于，所述有机羧酸盐为有机羧酸铵盐。
5.根据权利要求1所述的一种抗高温和高压的铝电解电容器的电解液，其特征在于，所述消氢剂为间苯二酚、对硝基苯酚、对硝基苯甲醇、对苯醌中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的一种抗高温和高压的铝电解电容器的电解液，其特征在于，还包括纳米二氧化硅1-2 wt%。
7.一种抗高温和高压的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）将甘露醇、聚乙二醇、有机羧酸、有机羧酸盐加入乙二醇中，加热到110℃-140℃，抽真空，搅拌反应1-3小时后，停止加热；
（2）将支链多元羧酸盐加入γ-丁内酯中，搅拌均匀，然后倒入前述混合液中；
（3）停止加热后，待其温度下降到 60-80℃后再加入氧化铝、消氢剂、甲酰胺，最后，待其自然冷却至室温，便可制得铝电解电容器用工作电解液。
8.根据权利要求7所述的一种抗高温和高压的铝电解电容器的电解液的制备方法，其特征在于，在步骤（1）还可加入酯化反应催化剂。
9.根据权利要求7所述的一种抗高温和高压的铝电解电容器的电解液的制备方法，其特征在于，步骤（2）中还可加入纳米二氧化硅。
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