CN109216032B - 一种低腐蚀性电解电容器用电解液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低腐蚀性电解电容器用电解液及其制备方法，包括以下重量份的原料：柠檬酸2.6‑5.3份、硅酸钾3.7‑4.6份、十二烷基硫酸镁2.8‑5.4份、植物油5‑7.6份、甘露醇4.8‑7.7份、丙三醇9.6‑12.5份、脂肪醚4‑7.8份、低聚果糖4.7‑6.6份、碳酸丙烯酯13‑15.4份、月桂基硫酸铵2.8‑4.5份和香茅5‑7.5份。本发明原料来源广泛，通过将各种原料配合使用，制备的成品可以抑制漏电流的回升，延长电容器的使用寿命，还可以阻止电解液在使用过程中产生氢气，防止产生电容器起鼓的现象，提高了电解电容器的使用安全性，应用前景广阔。
Description
技术领域
本发明涉及一种电解液，具体是一种低腐蚀性电解电容器用电解液。
背景技术
电容器是一种容纳电荷的器件，电容器是电子设备中大量使用的电子元件之一，广泛应用于电路中的隔直通交，耦合，旁路，滤波，调谐回路，能量转换，控制等方面。电解电容器就是常见的一种电容器。
电解电容器的内部有储存电荷的电解质材料，分正、负极性，类似于电池，不可接反，正极为粘有氧化膜的金属基板，负极通过金属极板与电解质(固体和非固体)相连接，电解电容器具有隔直流、耦合、滤波、整流、储能等作用。
随着电子产品性能的提高，对于电解电容器的要求也在提高，也要求电解电容器所用的电解液在电导率等方面的性能提高。现有的电解液虽然可以满足电解电容器的使用需求，但是电解液在使用过程中会对电容器造成腐蚀，比如公告号为CN 108133835 A的专利中的电解液，进而降低电容器的使用性能，降低了电容器的安全性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低腐蚀性电解电容器用电解液，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种低腐蚀性电解电容器用电解液，包括以下重量份的原料：柠檬酸2.6-5.3份、硅酸钾3.7-4.6份、十二烷基硫酸镁2.8-5.4份、植物油5-7.6份、甘露醇4.8-7.7份、丙三醇9.6-12.5份、脂肪醚4-7.8份、低聚果糖4.7-6.6份、碳酸丙烯酯13-15.4份、月桂基硫酸铵2.8-4.5份和香茅5-7.5份。
作为本发明进一步的方案：植物油包括椰子油、棕榈油、玉米油和大豆油中的至少两种。
作为本发明进一步的方案：低聚果糖的相对分子量为580-960。
所述低腐蚀性电解电容器用电解液的制备方法，具体步骤如下：
步骤一，按照重量份称取柠檬酸、硅酸钾、十二烷基硫酸镁、植物油、甘露醇、丙三醇、脂肪醚、低聚果糖、碳酸丙烯酯、月桂基硫酸铵和香茅，备用；
步骤二，将香茅加入其重量6-9倍的水中并且加热至30-45摄氏度，然后搅拌洗涤15-20分钟，然后加入高压蒸气锅中密封加热，在110-125摄氏度下保持4-10分钟，然后自然降温至常温，再用其质量5-8倍的质量分数为40-58％的乙醇溶液提取，过滤、减压回收乙醇，得到香茅提取液；
步骤三，将柠檬酸、硅酸钾、植物油和香茅提取液在60-76摄氏度下搅拌均匀，然后微波照射60-90秒，得到第一混合液；
步骤四，将十二烷基硫酸镁、丙三醇、脂肪醚、低聚果糖和碳酸丙烯酯在反应釜中反应2-4小时，边搅拌边向其中加入月桂基硫酸铵，完全加入完毕后在80-90摄氏度下搅拌均匀，得到第二混合液；
步骤五，将第一混合液和第二混合液高速混合均匀，然后加热至40-58摄氏度并且边搅拌边加入甘露醇，完全加入完毕后继续搅拌12-18分钟，自然冷却至室温，即得到成品。
作为本发明进一步的方案：步骤二中乙醇溶液提取时采用功率为150-180W、频率为21-28KHz的超声波辅助。
作为本发明进一步的方案：步骤三中搅拌速度为60-135rpm，微波照射的功率为110-145W。
作为本发明进一步的方案：步骤四中反应釜的温度为55-70摄氏度，反应釜的压强为6.8-9.5MPa。
作为本发明进一步的方案：步骤五中混合搅拌的速度为1560-1750rpm。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明原料来源广泛，通过将各种原料配合使用，制备的成品可以抑制漏电流的回升，延长电容器的使用寿命，还可以阻止电解液在使用过程中产生氢气，防止产生电容器起鼓的现象，提高了电解电容器的使用安全性，应用前景广阔。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种低腐蚀性电解电容器用电解液，包括以下重量份的原料：柠檬酸2.6份、硅酸钾3.7份、十二烷基硫酸镁2.8份、植物油5份、甘露醇4.8份、丙三醇9.6份、脂肪醚4份、低聚果糖4.7份、碳酸丙烯酯13份、月桂基硫酸铵2.8份和香茅5份。植物油包括椰子油和棕榈油的混合物。
所述低腐蚀性电解电容器用电解液的制备方法，具体步骤如下：
步骤一，按照重量份称取柠檬酸、硅酸钾、十二烷基硫酸镁、植物油、甘露醇、丙三醇、脂肪醚、低聚果糖、碳酸丙烯酯、月桂基硫酸铵和香茅，备用；
步骤二，将香茅加入其重量7倍的水中并且加热至38摄氏度，然后搅拌洗涤16分钟，然后加入高压蒸气锅中密封加热，在118摄氏度下保持7分钟，然后自然降温至常温，再用其质量6倍的质量分数为44％的乙醇溶液提取并且采用功率为166W、频率为24KHz的超声波辅助，过滤、减压回收乙醇，得到香茅提取液；
步骤三，将柠檬酸、硅酸钾、植物油和香茅提取液在68摄氏度下搅拌均匀，然后微波照射75秒，得到第一混合液；
步骤四，将十二烷基硫酸镁、丙三醇、脂肪醚、低聚果糖和碳酸丙烯酯在反应釜中反应2.5小时，边搅拌边向其中加入月桂基硫酸铵，完全加入完毕后在84摄氏度下搅拌均匀，得到第二混合液；
步骤五，将第一混合液和第二混合液高速混合均匀，然后加热至45摄氏度并且边搅拌边加入甘露醇，完全加入完毕后继续搅拌15分钟，自然冷却至室温，即得到成品。
实施例2
一种低腐蚀性电解电容器用电解液，包括以下重量份的原料：柠檬酸3.2份、硅酸钾3.9份、十二烷基硫酸镁3.5份、植物油5.7份、甘露醇5.6份、丙三醇10.4份、脂肪醚4.6份、低聚果糖5.2份、碳酸丙烯酯13.8份、月桂基硫酸铵3.3份和香茅5.7份。低聚果糖的相对分子量为580-840。
所述低腐蚀性电解电容器用电解液的制备方法，具体步骤如下：
步骤一，按照重量份称取柠檬酸、硅酸钾、十二烷基硫酸镁、植物油、甘露醇、丙三醇、脂肪醚、低聚果糖、碳酸丙烯酯、月桂基硫酸铵和香茅，备用；
步骤二，将香茅加入其重量7倍的水中并且加热至36摄氏度，然后搅拌洗涤16分钟，然后加入高压蒸气锅中密封加热，在112摄氏度下保持9分钟，然后自然降温至常温，再用其质量6倍的质量分数为54％的乙醇溶液提取，过滤、减压回收乙醇，得到香茅提取液；
步骤三，将柠檬酸、硅酸钾、植物油和香茅提取液在74摄氏度下以75rpm的转速搅拌均匀，然后用128W功率的微波照射84秒，得到第一混合液；
步骤四，将十二烷基硫酸镁、丙三醇、脂肪醚、低聚果糖和碳酸丙烯酯在反应釜中反应3.3小时，边搅拌边向其中加入月桂基硫酸铵，完全加入完毕后在85摄氏度下搅拌均匀，得到第二混合液；
步骤五，将第一混合液和第二混合液高速混合均匀，然后加热至48摄氏度并且边搅拌边加入甘露醇，完全加入完毕后继续搅拌16分钟，自然冷却至室温，即得到成品。
实施例3
一种低腐蚀性电解电容器用电解液，包括以下重量份的原料：柠檬酸4.1份、硅酸钾4.2份、十二烷基硫酸镁4.5份、植物油6.4份、甘露醇6.5份、丙三醇11.4份、脂肪醚5.9份、低聚果糖5.6份、碳酸丙烯酯14.4份、月桂基硫酸铵3.9份和香茅6.2份。植物油包括椰子油玉米油和大豆油的混合物。
所述低腐蚀性电解电容器用电解液的制备方法，具体步骤如下：
步骤一，按照重量份称取柠檬酸、硅酸钾、十二烷基硫酸镁、植物油、甘露醇、丙三醇、脂肪醚、低聚果糖、碳酸丙烯酯、月桂基硫酸铵和香茅，备用；
步骤二，将香茅加入其重量7倍的水中并且加热至38摄氏度，然后搅拌洗涤19分钟，然后加入高压蒸气锅中密封加热，在122摄氏度下保持8分钟，然后自然降温至常温，再用其质量6倍的质量分数为46％的乙醇溶液提取，过滤、减压回收乙醇，得到香茅提取液；
步骤三，将柠檬酸、硅酸钾、植物油和香茅提取液在65摄氏度下搅拌均匀，然后微波照射75秒，得到第一混合液；
步骤四，将十二烷基硫酸镁、丙三醇、脂肪醚、低聚果糖和碳酸丙烯酯在反应釜中反应3.6小时，反应釜的温度为64摄氏度，反应釜的压强为8.3MPa，边搅拌边向其中加入月桂基硫酸铵，完全加入完毕后在84摄氏度下搅拌均匀，得到第二混合液；
步骤五，将第一混合液和第二混合液高速混合均匀，然后加热至55摄氏度并且边搅拌边加入甘露醇，完全加入完毕后继续搅拌14分钟，自然冷却至室温，即得到成品。
实施例4
一种低腐蚀性电解电容器用电解液，包括以下重量份的原料：柠檬酸5.1份、硅酸钾4.4份、十二烷基硫酸镁5.2份、植物油7.3份、甘露醇7份、丙三醇11.9份、脂肪醚7.5份、低聚果糖6.3份、碳酸丙烯酯15.1份、月桂基硫酸铵4份和香茅7.2份。植物油包括棕榈油、玉米油和大豆油的混合物。低聚果糖的相对分子量为580-750。
所述低腐蚀性电解电容器用电解液的制备方法，具体步骤如下：
步骤一，按照重量份称取柠檬酸、硅酸钾、十二烷基硫酸镁、植物油、甘露醇、丙三醇、脂肪醚、低聚果糖、碳酸丙烯酯、月桂基硫酸铵和香茅，备用；
步骤二，将香茅加入其重量9倍的水中并且加热至42摄氏度，然后搅拌洗涤18分钟，然后加入高压蒸气锅中密封加热，在115摄氏度下保持7分钟，然后自然降温至常温，再用其质量6倍的质量分数为46％的乙醇溶液提取，过滤、减压回收乙醇，得到香茅提取液；
步骤三，将柠檬酸、硅酸钾、植物油和香茅提取液在65摄氏度下搅拌均匀，然后微波照射72秒，得到第一混合液；
步骤四，将十二烷基硫酸镁、丙三醇、脂肪醚、低聚果糖和碳酸丙烯酯在反应釜中反应3.6小时，边搅拌边向其中加入月桂基硫酸铵，完全加入完毕后在86摄氏度下搅拌均匀，得到第二混合液；
步骤五，将第一混合液和第二混合液以1650rpm的转速混合均匀，然后加热至46摄氏度并且边搅拌边加入甘露醇，完全加入完毕后继续搅拌15分钟，自然冷却至室温，即得到成品。
实施例5
一种低腐蚀性电解电容器用电解液，包括以下重量份的原料：柠檬酸5.3份、硅酸钾4.6份、十二烷基硫酸镁5.4份、植物油7.6份、甘露醇7.7份、丙三醇12.5份、脂肪醚7.8份、低聚果糖6.6份、碳酸丙烯酯15.4份、月桂基硫酸铵4.5份和香茅7.5份。植物油包括椰子油、棕榈油、玉米油和大豆油的混合物。低聚果糖的相对分子量为680-820。
所述低腐蚀性电解电容器用电解液的制备方法，具体步骤如下：
步骤一，按照重量份称取柠檬酸、硅酸钾、十二烷基硫酸镁、植物油、甘露醇、丙三醇、脂肪醚、低聚果糖、碳酸丙烯酯、月桂基硫酸铵和香茅，备用；
步骤二，将香茅加入其重量8倍的水中并且加热至36摄氏度，然后搅拌洗涤18分钟，然后加入高压蒸气锅中密封加热，在117摄氏度下保持6分钟，然后自然降温至常温，再用其质量4倍的质量分数为45％的乙醇溶液提取并且采用功率为160W、频率为24KHz的超声波辅助，过滤、减压回收乙醇，得到香茅提取液；
步骤三，将柠檬酸、硅酸钾、植物油和香茅提取液在74摄氏度下以105rpm的转速搅拌均匀，然后用120W的微波照射66秒，得到第一混合液；
步骤四，将十二烷基硫酸镁、丙三醇、脂肪醚、低聚果糖和碳酸丙烯酯在反应釜中反应3小时，反应釜的温度为57摄氏度，反应釜的压强为7.7MPa，边搅拌边向其中加入月桂基硫酸铵，完全加入完毕后在85摄氏度下搅拌均匀，得到第二混合液；
步骤五，将第一混合液和第二混合液以1720rpm的转速混合均匀，然后加热至48摄氏度并且边搅拌边加入甘露醇，完全加入完毕后继续搅拌16分钟，自然冷却至室温，即得到成品。
对比例1
采用公告号为CN 108133835 A的电解液作为对比例1。
在温度为105摄氏度，电压为25V，纹波电流为2.36A/100KHZ的条件下测定使用实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、实施例5和对比例1制备的低腐蚀性电解电容器用电解液的电解电容器的使用寿命并观察电解电容器底部鼓起的时间。其中：使用试验前后的容量差(ΔC/C)，损失角正切值(DF)两个指标表示电解电容器的使用寿命，ΔC/C＝(试验后电容容量-试验前电容容量)/试验前电容容量，ΔC/C越小，容量衰减越小；DF＝ESR×W×C，其中ESR为等效串联电阻，W＝2πf，f为交流电源的频率，C为电容容量，损失角正切值越小，电容器发热越小。其合格的判断标准为：ΔC/C<±20％,DF<12％,，LC(漏电流)<250uA，外观：无异常。测试结果见表1。
表1
从表1中可以看出，实施例1-5的产品在105摄氏度，电压为25V，纹波电流为2.36A/100KHZ的条件下正常使用的时间超过7000小时，对比例1的产品比实施例1-5产品的使用寿命短，表明本产品的使用性能优越。
观察实施例1-5的产品和对比例1的产品的外观，发现并记录电容器底部起鼓的时间，见表2。
表2
从表2中可以看出，实施例1-5的产品正常使用7000小时，电容器底部也不会起鼓，对比例1的产品正常使用不到5000小时，电容器底部就会起鼓。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (3)
1.一种低腐蚀性电解电容器用电解液，其特征在于，包括以下重量份的原料：柠檬酸2.6-5.3份、硅酸钾3.7-4.6份、十二烷基硫酸镁2.8-5.4份、植物油5-7.6份、甘露醇4.8-7.7份、丙三醇9.6-12.5份、脂肪醚4-7.8份、低聚果糖4.7-6.6份、碳酸丙烯酯13-15.4份、月桂基硫酸铵2.8-4.5份和香茅5-7.5份，所述低腐蚀性电解电容器用电解液的制备方法，具体步骤如下：
步骤一，按照重量份称取柠檬酸、硅酸钾、十二烷基硫酸镁、植物油、甘露醇、丙三醇、脂肪醚、低聚果糖、碳酸丙烯酯、月桂基硫酸铵和香茅，备用；
步骤二，将香茅加入其重量6-9倍的水中并且加热至30-45摄氏度，然后搅拌洗涤15-20分钟，然后加入高压蒸气锅中密封加热，在110-125摄氏度下保持4-10分钟，然后自然降温至常温，再用其质量5-8倍的质量分数为40-58％的乙醇溶液提取，乙醇溶液提取时采用功率为150-180W、频率为21-28KHz的超声波辅助，过滤、减压回收乙醇，得到香茅提取液；
步骤三，将柠檬酸、硅酸钾、植物油和香茅提取液在60-76摄氏度下搅拌均匀，搅拌速度为60-135rpm，然后微波照射60-90秒，微波照射的功率为110-145W，得到第一混合液；
步骤四，将十二烷基硫酸镁、丙三醇、脂肪醚、低聚果糖和碳酸丙烯酯在反应釜中反应2-4小时，反应釜的温度为55-70摄氏度，反应釜的压强为6.8-9.5MPa，边搅拌边向其中加入月桂基硫酸铵，完全加入完毕后在80-90摄氏度下搅拌均匀，得到第二混合液；
步骤五，将第一混合液和第二混合液以1560-1750rpm的转速混合均匀，然后加热至40-58摄氏度并且边搅拌边加入甘露醇，完全加入完毕后继续搅拌12-18分钟，自然冷却至室温，即得到成品。
2.根据权利要求1所述的低腐蚀性电解电容器用电解液，其特征在于，所述植物油包括椰子油、棕榈油、玉米油和大豆油中的至少两种。
3.根据权利要求1所述的低腐蚀性电解电容器用电解液，其特征在于，所述低聚果糖的相对分子量为580-960。
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