CN112017864A - 高压铝电解电容器电解液、其制备方法及其制作的电容器 - Google Patents

高压铝电解电容器电解液、其制备方法及其制作的电容器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及电解液技术领域，具体地，涉及一种高压铝电解电容器电解液、制备方法及其制作的电容器。所述高压铝电解电容器电解液，包括如下重量份的各组分：主溶剂50‑70份、辅助熔剂10‑20份、溶质10‑30份、添加剂1‑10份；其中，所述主溶剂为乙二醇、二甘醇、丙三醇中的两种或三种的混合物；所述辅助熔剂选自γ‑丁内酯、丙二醇和二甲基甲酰胺中的至少一种。用该高压铝电解电容器电解液制作的电容器耐高压性能良好，耐高温性能高，通过105℃高温负荷寿命，工作时间可达2000h以上，显著提升电容器可靠性。

Description

高压铝电解电容器电解液、其制备方法及其制作的电容器
技术领域
本发明涉及电解液技术领域，具体地，涉及一种高压铝电解电容器电解液、其制备方法及其制作的电容器。
背景技术
铝电解电容器工作电解液是电容器的关键工艺之一。电解液是铝电解电容器的血液，电容器性能的优劣取决于工作电解液的电化学性能。电解液在铝电解电容器制造和使用过程中扮演着重要的角色,它作为电容器的实际阴极，对铝电解电容器的使用温度范围、使用寿命、可靠性以及其它的电气性能等起着决定性的作用。随着电子产品性能的不断提高，其对电解电容器使用上限工作温度、使用寿命等要求越来越高。例如应用在航空、军工、UPS电源、焊机设备等方面的铝电解电容器，工作时需要承受较大的纹波电流，不断发热，长期处于连续发热工作的状态，导致电容器容易出现失效。现有高压铝电解电容器工作电解液通常闪火电压不够高，耐纹波电流能力不足，在长期高温工作中不足以修复氧化膜处缺陷，一般在高温105℃寿命负荷中，工作1000h后容易出现击穿或漏液失效。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种高压铝电解电容器电解液、其制备方法及其制作的电容器，本发明提高了电解液闪火电压和耐高温性能，进而提高了电容器的耐高压性能和可靠性。
本发明的技术方案如下：一种高压铝电解电容器电解液，包括如下重量份的各组分：主溶剂50-70份、辅助熔剂10-20份、溶质10-30份、添加剂1-10份；其中，所述主溶剂为乙二醇、二甘醇、丙三醇中的两种或三种的混合物；
所述辅助熔剂选自γ-丁内酯、丙二醇和二甲基甲酰胺中的至少一种。
所述溶质选自多碳羧酸铵盐，1，7-癸二酸铵、1，6-十二双酸铵、1，10-十六双酸铵、1，12-十八双酸铵、,2-丁基辛二酸铵、硼酸、五硼酸铵、癸二酸铵、壬二酸氢铵、十二双酸铵和聚合羧酸铵盐中的至少两种的混合物。
所述添加剂为聚乙烯醇、纳米二氧化硅、聚乙二醇400～20000、甘露醇、对硝基本甲醚、对硝基本甲醇、次亚磷酸铵和丁基磷酸酯中的至少三种以上。
本发明所述高压铝电解电容器电解液的制备方法，包括以下步骤：
(1)分别量取各组分，备用；
(2)将所述辅助熔剂混合，加热到60-90℃，然后加入部分所述添加剂加热搅拌至120-150℃，将其完全溶解后，将其保温60min；
(3)加入所述溶质，120-140℃保温30min，再加入所选主溶剂，搅拌加热至120-130℃，加入部分所述添加剂，待其温度降至95-105℃加入另一部分添加剂，降至80-100℃搅拌至室温，得到所述高压铝电解电容器电解液。
用所述高压铝电解电容器电解液制备的电容器。
本发明的有益效果为：本发明所述的高压铝电解电容器电解液，闪火电压和耐高温性能高，用该高压铝电解电容器电解液制作的电容器耐高压性能良好，通过105℃高温负荷寿命，工作时间可达2000h以上，显著提升电容器可靠性。
具体实施方式
为了使本发明的发明目的，技术方案及技术效果更加清楚明白，下面结合具体实施方式对本发明做进一步的说明。应理解，此处所描述的具体实施例，仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例一：一种高压铝电解电容器电解液，包括如下重量份的各组分：主溶剂60份、辅助熔剂15份、溶质10份、添加剂5份；其中，所述主溶剂为乙二醇和二甘醇的混合物；
所述辅助熔剂为二甲基甲酰胺。
所述溶质为多碳羧酸铵盐和硼酸的混合物。
所述添加剂为聚乙烯醇、纳米二氧化硅、聚乙二醇400～20000的混合物。
本发明所述高压铝电解电容器电解液的制备方法，包括以下步骤：
(1)分别量取各组分，备用；
(2)将所述辅助熔剂混合，加热到80℃，然后加入部分所述添加剂加热搅拌至140℃，将其完全溶解后，将其保温60min；
(3)加入所述溶质，130℃保温30min，再加入所选主溶剂，搅拌加热至125℃，加入部分所述添加剂，待其温度降至100℃加入另一部分添加剂，降至90℃搅拌至室温，得到所述高压铝电解电容器电解液。
实施例二：一种高压铝电解电容器电解液，包括如下重量份的各组分：主溶剂50份、辅助熔剂20份、溶质30份、添加剂10份；其中，所述主溶剂为二甘醇和丙三醇的混合物；
所述辅助熔剂为丙二醇和二甲基甲酰胺的混合物。
所述溶质为1，7-癸二酸铵、五硼酸铵和聚合羧酸铵盐的混合物。
所述添加剂为聚乙二醇400～20000、甘露醇和丁基磷酸酯的混合物。
本发明所述高压铝电解电容器电解液的制备方法，包括以下步骤：
(1)分别量取各组分，备用；
(2)将所述辅助熔剂混合，加热到90℃，然后加入部分所述添加剂加热搅拌至120℃，将其完全溶解后，将其保温60min；
(3)加入所述溶质，120℃保温30min，再加入所选主溶剂，搅拌加热至130℃，加入部分所述添加剂，待其温度降至95℃加入另一部分添加剂，降至80℃搅拌至室温，得到所述高压铝电解电容器电解液。
实施例三：一种高压铝电解电容器电解液，包括如下重量份的各组分：主溶剂70份、辅助熔剂10份、溶质20份、添加剂1份；其中，所述主溶剂为乙二醇、二甘醇、丙三醇的混合物；
所述辅助熔剂为γ-丁内酯。
所述溶质为多癸二酸铵、十二双酸铵和聚合羧酸铵盐的混合物。
所述添加剂为聚乙烯醇、对硝基本甲醚和丁基磷酸酯的混合物。
本发明所述高压铝电解电容器电解液的制备方法，包括以下步骤：
(1)分别量取各组分，备用；
(2)将所述辅助熔剂混合，加热到60℃，然后加入部分所述添加剂加热搅拌至150℃，将其完全溶解后，将其保温60min；
(3)加入所述溶质，140℃保温30min，再加入所选主溶剂，搅拌加热至120℃，加入部分所述添加剂，待其温度降至95-105℃加入另一部分添加剂，降至100℃搅拌至室温，得到所述高压铝电解电容器电解液。
实施例四：一种高压铝电解电容器电解液，包括如下重量份的各组分：主溶剂60份、辅助熔剂10份、溶质30份、添加剂8份；其中，所述主溶剂为乙二醇、二甘醇、丙三醇的混合物；
所述辅助熔剂为γ-丁内酯、丙二醇和二甲基甲酰胺的混合物。
所述溶质选自多碳羧酸铵盐和癸二酸铵的混合物。
所述添加剂为聚乙烯醇、纳米二氧化硅和丁基磷酸酯的混合物。
本发明所述高压铝电解电容器电解液的制备方法，包括以下步骤：
(1)分别量取各组分，备用；
(2)将所述辅助熔剂混合，加热到70℃，然后加入部分所述添加剂加热搅拌至140℃，将其完全溶解后，将其保温60min；
(3)加入所述溶质，130℃保温30min，再加入所选主溶剂，搅拌加热至124℃，加入部分所述添加剂，待其温度降至105℃加入另一部分添加剂，降至90℃搅拌至室温，得到所述高压铝电解电容器电解液。
实施例五：一种高压铝电解电容器电解液，包括如下重量份的各组分：主溶剂70份、辅助熔剂20份、溶质10份、添加剂10份；其中，所述主溶剂为乙二醇和二甘醇的混合物；
所述辅助熔剂为γ-丁内酯和丙二醇的混合物。
所述溶质为1，6-十二双酸铵、硼酸、十二双酸铵和聚合羧酸铵盐中的至少两种的混合物。
所述添加剂为聚乙烯醇、纳米二氧化硅、甘露醇、对硝基本甲醚的混合物。
本发明所述高压铝电解电容器电解液的制备方法，包括以下步骤：
(1)分别量取各组分，备用；
(2)将所述辅助熔剂混合，加热到70℃，然后加入部分所述添加剂加热搅拌至130℃，将其完全溶解后，将其保温60min；
(3)加入所述溶质，125℃保温30min，再加入所选主溶剂，搅拌加热至126℃，加入部分所述添加剂，待其温度降至95℃加入另一部分添加剂，降至80℃搅拌至室温，得到所述高压铝电解电容器电解液。
实施例六：
用上述的高压铝电解电容器电解液制备的电容器。
实施例七：
为了进一步证实本发明所述高压铝电解电容器电解液及其制备的电容器性能，本申请人对实施例2所述的高压铝电解电容器电解液其制备的电容器进行了性能检测，检测仪器，检测方法和检测结果如下。
检测仪器信息
仪器 厂家 型号 用途
智能阳极TV特性仪 扬州宝欧 YTV-51B/TV-1CH 测闪火电压
电导率仪 雷磁 DDS-307 测电导率
容量测试仪 同惠 TH2618B/TH2615F/E 测容量、损耗
漏电测试仪 同惠 TH2686ZX6589 测漏电流
实施例2所述的高压铝电解电容器电解液性能检测
序号 电导率(ms/cm) 闪火电压(V)
1 1.48 529
2 1.42 536
3 1.45 533
4 1.48 530
5 1.46 532
用实施例2所述的高压铝电解电容器电解液制备的性能检测
Figure BDA0002661220430000071
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其架构形式能够灵活多变，可以派生系列产品。只是做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (5)

1.一种高压铝电解电容器电解液，其特征在于，包括如下重量份的各组分：主溶剂50-70份、辅助熔剂10-20份、溶质10-30份、添加剂1-10份；其中，所述主溶剂为乙二醇、二甘醇、丙三醇中的两种或三种的混合物；所述辅助熔剂选自γ-丁内酯、丙二醇和二甲基甲酰胺中的至少一种。
2.如权利要求1所述的高压铝电解电容器电解液，其特征在于，所述溶质选自多碳羧酸铵盐，1，7-癸二酸铵、1，6-十二双酸铵、1，10-十六双酸铵、1，12-十八双酸铵、,2-丁基辛二酸铵、硼酸、五硼酸铵、癸二酸铵、壬二酸氢铵、十二双酸铵和聚合羧酸铵盐中的至少两种的混合物。
3.如权利要求1所述的高压铝电解电容器电解液，其特征在于，所述添加剂为聚乙烯醇、纳米二氧化硅、聚乙二醇400～20000、甘露醇、对硝基本甲醚、对硝基本甲醇、次亚磷酸铵和丁基磷酸酯中的至少三种以上。
4.根据权利要求1-3任一项所述高压铝电解电容器电解液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)分别量取各组分，备用；
(2)将所述辅助熔剂混合，加热到60-90℃，然后加入部分所述添加剂加热搅拌至120-150℃，将其完全溶解后，将其保温60min；
(3)加入所述溶质，120-140℃保温30min，再加入所选主溶剂，搅拌加热至120-130℃，加入部分所述添加剂，待其温度降至95-105℃加入另一部分添加剂，降至80-100℃搅拌至室温，得到所述高压铝电解电容器电解液。
5.用权利要求1所述的高压铝电解电容器电解液制备的电容器。
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