CN109390158B - 一种铝电容器电解液及铝电容器 - Google Patents

一种铝电容器电解液及铝电容器 Download PDF

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Abstract

为克服现有技术中铝电解电容器易发生漏液的问题，本发明提供了一种铝电容器电解液，包括含氮化合物，上述含氮化合物选自如下结构式1、结构式2中的一种或多种；结构式1：
Figure DDA0001913037900000011
其中，R1、R2、R3、R4、R5、R6各自独立的选自氢原子或碳原子数为1‑5的烃基，且两两相连成环状或不成环；结构式2：
Figure DDA0001913037900000012
其中，R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14各自独立的选自氢原子或碳原子数为1‑5的烃基，且两两相连成环状或不成环。同时，本发明还公开了采用上述电解液的铝电容器。本发明提供的铝电解电容器电解液用于铝电解电容器中后，铝电解电容器不易发生漏液。

Description

一种铝电容器电解液及铝电容器
技术领域
本发明涉及一种铝电容器电解液及采用该电解液的铝电容器。
背景技术
铝电解电容器在日常生产和生活中发挥着越来越重要的作用。
通常，铝电解电容器的制作过程包括：对带状的高纯度的铝箔进行化学或者电化学的蚀刻处理，在使铝箔表面扩大的同时，将该铝箔在硼酸铵水溶液等化学转化液中进行化学转化处理后，在表面形成氧化薄膜层的阳极电极箔和由仅经过蚀刻处理的高纯度铝箔形成的阴极电极箔，通过由马尼拉纸等形成的隔板将其卷绕形成电容器元件。然后，该电容器元件中充满电解电容器驱动用电解液后，收装在由铝等制成的有底筒状的外装壳体内。在外装壳体的开口部安装由弹性橡胶构成的封口体，通过深冲加工密封外装壳体。
然后，在阳极电极箔、阴极电极箔上，通过缝焊、超声波焊接等方法分别连接着引出线，作为用于将各两极的电极引出至外部的的电极引出装置。作为各电极引出装置的引出线是由：圆棒部和与两极电极箔抵接的连接部一起构成的铝制的电极片，以及固定在圆棒部前端的由可焊接金属形成的外部连接部而构成的。
其中，作为在电容器元件中充满的具有高电导率的电解电容器驱动用的电解液，目前使用以γ-丁内酯为主溶剂，以作为将环状脒化合物季盐化而形成的阳离子的咪唑啉阳离子和咪唑阳离子为阳离子成分、以酸的共轭碱为阴离子成分的盐作为溶质溶解于其中的电解液。
然而，近年来，电子信息设备正被数字化，进而作为这些电子信息设备的心脏部的微处理器的驱动频率的高速化也在不断进展。与此相应地，周边电路的电子部件消耗的电力的增大化也在发展，由此纹波电流的增大化变得显著，用于该电路中的电解电容器要求具有低阻抗特性。
此外，目前的铝电解电容器通常存在电解液漏液的问题，由于电解液漏液，会导致电解电容器的电容量降低等电学特性的恶化，结果就具有电解电容器的寿命缩短的缺点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中的铝电解电容器易发生漏液的问题，提供一种铝电容器电解液。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：
提供一种铝电容器电解液，包括含氮化合物，所述含氮化合物选自如下结构式1、结构式2中的一种或多种；
结构式1：
Figure BDA0001913037890000021
其中，R1、R2、R3、R4、R5、R6各自独立的选自氢原子或碳原子数为1-5的烃基，且两两相连成环状或不成环；
结构式2：
Figure BDA0001913037890000022
其中，R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14各自独立的选自氢原子或碳原子数为1-5的烃基，且两两相连成环状或不成环。
同时，本发明还提供了采用上述铝电容器电解液的铝电容器。
本发明提供的铝电容器电解液中含有上述含氮化合物，当用于铝电容器中后，可以显著减少电容器漏液现象的发生。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，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。
本发明提供的铝电容器电解液包括含氮化合物，所述含氮化合物选自如下结构式1、结构式2中的一种或多种；
结构式1：
Figure BDA0001913037890000031
其中，R1、R2、R3、R4、R5、R6各自独立的选自氢原子或碳原子数为1-5的烃基，且两两相连成环状或不成环；
结构式2：
Figure BDA0001913037890000032
其中，R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14各自独立的选自氢原子或碳原子数为1-5的烃基，且两两相连成环状或不成环。
根据本发明，符合上述结构式1和结构式2所示结构的含氮化合物均可实现本发明的目的。优选情况下，所述含氮化合物选自如下N,N-二甲基-1,2-丙二胺、N,N’-二甲基-1,2-丙二胺、N,N-二甲基-N’-甲基-1,2-丙二胺、N,N-二甲基-N’,N’-二甲基-1,2-丙二胺、N,N-二甲基-1,2-丙二胺、N,N’-二甲基-1,2-丙二胺、N,N-二甲基-N’-甲基-1,2-丙二胺、N,N-二甲基-N’,N’-二甲基-1,2-丙二胺、N,N,N-三甲基-N’,N’-二甲基-1,2-丙二铵、N,N,N-三甲基-N’,N’,N’-三甲基-1,2-丙二铵中的一种或多种。
本发明中，以所述铝电容器电解液的总重量为基准，所述含氮化合物的含量为3％以下，优选为0.001％-3％。当所述含氮化合物的含量过低时，对漏液现象的抑制效果不明显；而当含氮化合物的含量过高时，会导致电解液电导率降低。
上述含氮化合物可通过如下方式制备得到，例如：选用1,2-丙二胺与碳酸二甲酯在甲醇中(50℃-150℃)进行烷基化反应，得到上述产物。
如本领域技术人员所公知的，铝电容器电解液中一般还包括溶质和溶剂。本发明中，上述含氮化合物用于各类铝电容器中均能实现本发明的目的。为使铝电容器电解液具有优异的综合性能，优选情况下，所述溶质为咪唑啉鎓盐。
具体的，上述咪唑啉鎓盐包括咪唑啉鎓阳离子和阴离子。
优选情况下，所述咪唑啉鎓盐选自1,2,3,4-四甲基咪唑啉鎓盐、1,3,4-三甲基-2-乙基咪唑啉鎓盐、1,3-二甲基-2,4-二乙基咪唑啉鎓盐、1,2-二甲基-3,4-二乙基咪唑啉鎓盐、1-甲基-2,3,4-三乙基咪唑啉鎓盐、1,2,3,4-四乙基咪唑啉鎓盐、1,2,3-三甲基咪唑啉鎓盐、1,3-二甲基-2-乙基咪唑啉鎓盐、1-乙基-2,3-二甲基咪唑啉鎓盐、1,2,3-三乙基咪唑啉鎓盐中的一种或多种。
上述阴离子可以采用本领域常规的阴离子，优选情况下，所述溶质的阴离子选自邻苯二甲酸阴离子或者顺丁烯二酸阴离子。
本发明中，以所述铝电容器电解液的总重量为基准，所述溶质的含量为10％-40％，优选为24％-26％。
本发明提供的铝电容器电解液中的溶剂选自醚、酰胺、恶唑啶酮、内酯、腈、碳酸酯、砜中的一种或多种。
上述醚可以选自单醚(例如乙二醇单丁醚、乙二醇单苯醚、四氢呋喃、3-甲基四氢呋喃等)、二醚(例如乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚等)、三醚(例如二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚等)。
上述酰胺可以选自甲酰胺(例如N-甲基甲酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N-乙基甲酰胺、N,N-二乙基甲酰胺等)、乙酰胺(例如N-甲基乙酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-乙基乙酰胺、N,N-二乙基乙酰胺等)、丙酰胺(例如N,N-二甲基丙酰胺等)、吡咯啶酮(例如N-甲基吡咯啶酮、N-乙基吡咯啶酮等)、六甲基磷酰胺等。
恶唑啶酮可以选自N-甲基-2-恶唑啶酮、3,5-二甲基-2-恶唑啶酮等。
内酯可以选自γ-丁内酯、α-乙酰基-γ-丁内酯、β-丁内酯、γ-戊内酯、δ-戊内酯等。
腈可以选自乙腈、丙腈、丁腈、丙烯腈、甲基丙烯腈、苯甲腈等。
碳酸酯可以选自碳酸乙二酯、碳酸丙二酯、碳酸丁二酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯等。
砜可以选自环丁砜、二甲基砜等。
同时，上述溶剂还可以选自1,3-二甲基-2-咪唑啶酮、二甲基亚砜、芳香族溶剂(甲苯、二甲苯等)石蜡溶剂(正构石蜡、异构石蜡等)等。
本发明中溶剂可使用上述物质中的一种或并用两种以上。优选采用内酯及砜，例如γ-丁内酯、环丁砜，最好为γ-丁内酯。
本发明还提供了一种含有上述铝电容器电解液的铝电容器。
以下通过实施例对本发明进行进一步的说明。
实施例1
本实施例用于说明本发明公开的铝电容器电解液。
1、含氮化合物的制备
通过选用1,2-丙二胺与碳酸二甲酯在甲醇中(100℃)进行烷基化反应36小时，得到含氮化合物N,N-二甲基-N’,N’-二甲基-1,2-丙二胺，记为E1。
2、电解液的制备
以0.1％重量份的E1、75％重量份的γ-丁内酯、24.9％重量份的1,2,3,4-四甲基咪唑啉鎓邻苯二甲酸盐作为原料，制备电解液S1。
实施例2
本实施例用于说明本发明公开的铝电容器电解液。
1、含氮化合物的制备
通过选用1,2-丙二胺与碳酸二甲酯在甲醇中(100℃)进行烷基化反应30小时，得到含氮化合物N,N-二甲基-N’-甲基-1,2-丙二胺，记为E2。
2、电解液的制备
以0.05％重量份的E2、75％重量份的环丁砜、24.95％重量份的1,3,4-三甲基-2-乙基咪唑啉鎓顺丁烯二酸盐作为原料，制备电解液S2。
实施例3
本实施例用于说明本发明公开的铝电容器电解液。
1、含氮化合物的制备
通过选用1,2-丙二胺与碳酸二甲酯在甲醇中(80℃)进行烷基化反应24小时，得到含氮化合物N,N-二甲基-1,2-丙二胺，记为E3。
2、电解液的制备
以0.07％重量份的E3、75％重量份的γ-丁内酯、24.93％重量份的1,2,3,4-四甲基咪唑啉鎓邻苯二甲酸盐作为原料，制备电解液S3。
实施例4
本实施例用于说明本发明公开的铝电容器电解液。
1、含氮化合物的制备
通过选用1,2-丙二胺与碳酸二甲酯在甲醇中(120℃)进行烷基化反应48小时，得到含氮化合物N,N,N-三甲基-N’,N’-二甲基-1,2-丙二铵碳酸单甲酯，记为E4。
2、电解液的制备
以0.05％重量份的E4、75％重量份的环丁砜、24.95％重量份的1,3,4-三甲基-2-乙基咪唑啉鎓顺丁烯二酸盐作为原料，制备电解液S4。
实施例5
本实施例用于说明本发明公开的铝电容器电解液。
以0.08％重量份的E1、75％重量份的γ-丁内酯、24.92％重量份的1,2,3,4-四甲基咪唑啉鎓邻苯二甲酸盐作为原料，制备电解液S5。
实施例6
本实施例用于说明本发明公开的铝电容器电解液。
以0.01％重量份的E3、75％重量份的γ-丁内酯、24.99％重量份的1,2,3,4-四甲基咪唑啉鎓邻苯二甲酸盐作为原料，制备电解液S6。
实施例7
本实施例用于说明本发明公开的铝电容器电解液。
按照实施例1的方法制备铝电容器电解液，区别在于：含氮化合物E1的含量为0.0005％。
实施例8
本实施例用于说明本发明公开的铝电容器电解液。
按照实施例1的方法制备铝电容器电解液，区别在于：含氮化合物E1的含量为5％。
对比例1
本对比例用于对比说明本发明公开的铝电容器电解液。
按照实施例1的方法制备铝电容器电解液，区别在于未添加含氮化合物E1。
对比例2
本对比例用于对比说明本发明公开的铝电容器电解液。
按照实施例2的方法制备铝电容器电解液，区别在于未添加含氮化合物E3。
性能测试
采用电导率测试仪测试实施例1-8与对比例1-2的铝电容器电解液的电导率。
使用实施例1-8与对比例1-2的铝电容器电解液制作卷筒形的铝电容器(额定电压6.3V，静电电容220μF，尺寸：
Figure BDA0001913037890000071
)。使用过氧化物硫化的丁基橡胶作为封口胶。每个实施例及对比例的铝电容器电解液制作100个铝电容器样品。
对所制作的铝电容器施加额定电压，在温度105℃、湿度85％的条件下存放3000小时后，观察是否发生漏液。
得到的测试结果填入表1。
表1
实施例 是否发生漏液 电导率
实施例1 未发生漏液 12.9mS/cm
实施例2 未发生漏液 13.0mS/cm
实施例3 未发生漏液 13.0mS/cm
实施例4 未发生漏液 13.0mS/cm
实施例5 未发生漏液 13.1mS/cm
实施例6 1个发生漏液 13.1mS/cm
实施例7 3个发生漏液 13.1mS/cm
实施例8 未发生漏液 9.2mS/cm
对比例1 4个发生漏液 13mS/cm
对比例2 5个发生漏液 13.1mS/cm
从表1的测试结果可以看出，电解液中添加本发明提供的含氮化合物后，可有抑制漏液的发生。对比实施例1、7和8的测试结果可以看出，当含氮化合物含量过低时，抑制漏液效果并不明显，而当含量过高时，会导致电导率降低。
以上所述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 (7)

1.一种铝电解电容器电解液，其特征在于，包括含氮化合物，所述含氮化合物选自如下N,N-二甲基-1,2-丙二胺、N,N’-二甲基-1,2-丙二胺、N,N-二甲基-N’-甲基-1,2-丙二胺、N,N-二甲基-N’,N’-二甲基-1,2-丙二胺、N,N,N-三甲基-N’,N’-二甲基-1,2-丙二铵碳酸单甲酯中的一种或多种；
以所述铝电解电容器电解液的总重量为基准，所述含氮化合物的含量为0.001％-3％。
2.根据权利要求1所述的铝电解电容器电解液，其特征在于，所述铝电解电容器电解液包括溶质，所述溶质为咪唑啉鎓盐。
3.根据权利要求2所述的铝电解电容器电解液，其特征在于，所述溶质选自1,2,3,4-四甲基咪唑啉鎓盐、1,3,4-三甲基-2-乙基咪唑啉鎓盐、1,3-二甲基-2,4-二乙基咪唑啉鎓盐、1,2-二甲基-3,4-二乙基咪唑啉鎓盐、1-甲基-2,3,4-三乙基咪唑啉鎓盐、1,2,3,4-四乙基咪唑啉鎓盐、1,2,3-三甲基咪唑啉鎓盐、1,3-二甲基-2-乙基咪唑啉鎓盐、1-乙基-2,3-二甲基咪唑啉鎓盐、1,2,3-三乙基咪唑啉鎓盐中的一种或多种。
4.根据权利要求2所述的铝电解电容器电解液，其特征在于，所述溶质的阳离子为咪唑啉鎓阳离子，所述溶质的阴离子选自邻苯二甲酸阴离子或者顺丁烯二酸阴离子。
5.根据权利要求2-4中任意一项所述的铝电解电容器电解液，其特征在于，以所述铝电解电容器电解液的总重量为基准，所述溶质的含量为10％-40％。
6.根据权利要求1所述的铝电解电容器电解液，其特征在于，所述铝电解电容器电解液包括溶剂，所述溶剂选自醚、酰胺、内酯、腈、碳酸酯、砜中的一种或多种。
7.一种铝电解电容器，其特征在于，包括权利要求1-6中任意一项所述的铝电解电容器电解液。
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WO2010151227A1 (en) * 2009-06-26 2010-12-29 Nanyang Technological University Energy charge storage device using a printable polyelectrolyte as electrolyte material
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