CN112133562A - 一种耐高温使用寿命长的铝电解电容器电解液 - Google Patents
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Abstract
一种耐高温使用寿命长的铝电解电容器电解液，其制备过程包括以下步骤：S01：备料，包括导电聚合物基本合成物、支链多元羧酸盐和乙二醇体系溶剂。本发明通过本导电聚合物+支链多元羧酸盐+乙二醇体系三者配合研制了一种电解液；其中支链多元羧酸盐起到提供氧离子和修补阳极氧化膜的作用，导电聚合物起到降低电解液阻抗、提高电解液电导率的作用；并通过对阳极氧化膜的加强保护，降低自身的阻抗提高自身的导电率，从而提高了铝电解电容器的使用温度和工作电压，从而降低电解液因高温发生的水合反应，降低氧化膜劣化，从而降低铝腐蚀的可能性；实现了一种耐高温的、使用寿命长的铝电解电容器电解液。
Description
技术领域
本发明涉及一种耐高温使用寿命长的铝电解电容器电解液。
背景技术
电容器是一种储能元件，即用来储存电荷。铝电解电容器电解液为电解电容器中的一种。
铝电解电容器以高纯度铝作为阳极，以电解液作为阴极，在电解液中电解铝，使铝表面产生一层极薄的氧化铝膜，氧化铝膜的主要作用除了不导电,更主要的是提高铝的抗腐蚀能力,提高铝表面硬度，从而提高铝电解电容器的储电性能；而铝电解电容器的工作电解液是装在电容器内部来随时修补阳极氧化膜的一种电解液，电解液的质量直接决定了电容器的漏电流、损耗、工作温度范围及使用寿命等；
现有的铝电解电容器仍存在一些弊端：
1、然而铝电解电容器在高温条件下，电解液中成分会发生化学反应生成水，不仅会与氧化膜产生水合作用，导致氧化膜劣化，加速铝腐蚀，而且会使电容器内部蒸汽压升高，加速电容器的失效；因而研制一种耐高温的铝电解电容器对铝电解电容器的使用寿命有着很大影响；
2、目前铝电解电容器的工作电解液一般有三种溶液体系：硼酸+乙二醇体系、直链羧酸铵盐+硼酸+乙二醇体系和支链多元羧酸盐+乙二醇体系；a、硼酸+乙二醇体系会产生水，导致铝电极箔腐蚀并产生氢气，在大于100℃时更是会导致点容易破裂；b、直链羧酸铵盐+硼酸+乙二醇体系及支链多元羧酸盐+乙二醇体系中，盐的可溶性会随分子量增大而减少，从而导致阻抗增加；因而研制一种合适的电解液，对于铝电解电容器的耐高温性能和使用寿命有很大影响。
发明内容
本发明的目的是提供一种耐高温使用寿命长的铝电解电容器电解液，解决了现有技术中铝电解电容器的耐高温性能有待提高的问题。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种耐高温使用寿命长的铝电解电容器电解液，其制备过程包括以下步骤：
S01：备料，包括导电聚合物基本合成物、支链多元羧酸盐和乙二醇体系溶剂；
S02：在反应釜内对乙二醇体系溶液进行恒定温度加热；
S03：在步骤S02中添加支链多元羧酸盐添加剂，并提高反应釜内的加热温度后，保持反应釜内温度恒定不变；
S04：在步骤S03中依次添加导电聚合物基本合成物，保持步骤S03中反应釜的温度恒定不变，并进行匀速搅拌，直至所有导电聚合物基本合成物完全溶解在步骤S03中的溶液中，最终形成新的混合溶液；
S05：对步骤S04中混合溶液进行恒定温度冷却，得到电解液。
优选的，所述步骤S01中备料成分为：溶剂50-65份、添加剂A5份、添加剂B5份、溶质10份、 导电高分子10-20份、 消氢剂1-2份和防水合剂4-8份。
优选的，所述步骤S02中恒定加热的温度范围为80℃-100℃。
优选的，所述步骤S03中支链多元羧酸盐添加剂为添加剂A和添加剂B，且步骤S03中恒定加热的温度范围为120℃-150℃，且加热的同时进行搅拌。
优选的，所述步骤S04中导电聚合物基本合成物为按照顺序分批次加入的导电高分子、溶质、消氢剂以及防水合剂。
优选的，所述步骤S04中需要对混合物进行充分的搅拌，直至所有材料完全溶解在混合溶液内。
优选的，所述步骤S05中冷却温度为室温。
优选的，所述步骤S01中，溶剂为：δ-丁内酯和乙二醇中的任意一种或几种；添加剂A为：甘露醇、8-羟基喹和聚乙烯吡咯烷酮中的任意一种或几种；添加剂B为：磷酸单酯、乙二胺四乙酸和聚乙二醇中的任意一种或几种；溶质为：壬二酸铵、1.7-癸二酸铵和葵二酸铵中的任意一种或几种；导电高分子为：聚噻吩、聚苯胺和聚吡咯中的任意一种或几种；消氢剂为：对硝基苯酚和对硝基苯甲醇中的任意一种或几种；防水合剂为：磷酸二氢铵和次亚磷酸中的任意一种或几种。
优选的，所述步骤S05中冷却方式为冷却器冷却或者自然冷却。
本发明至少具备以下有益效果：
1.通过本导电聚合物+支链多元羧酸盐+乙二醇体系三者配合研制了一种电解液；其中支链多元羧酸盐起到提供氧离子和修补阳极氧化膜的作用，导电聚合物起到降低电解液阻抗、提高电解液电导率的作用；本电解液通过对阳极氧化膜的加强保护，降低自身的阻抗提高自身的导电率，从而提高了铝电解电容器的使用温度和工作电压，克服了铝电解电容器高压条件下电解液漏液导致电解电容器寿命缩短的问题，从而降低电解液因高温发生的水合反应，降低氧化膜劣化，从而降低铝腐蚀的可能性；实现了一种耐高温的、使用寿命长的铝电解电容器电解液。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为铝电解电容器的电解液制备工艺流程。
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，以下结合附图及实施例，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。
实施例一
参照图1，一种耐高温使用寿命长的铝电解电容器电解液，其制备过程包括以下步骤：
S01：备料，包括导电聚合物基本合成物、支链多元羧酸盐和乙二醇体系溶剂；溶剂乙二醇50g、添加剂A甘露醇5g、添加剂B磷酸单酯5g、溶质壬二酸铵10g、导电高分子聚噻吩20g、消氢剂对硝基苯酚2g和防水合剂次亚磷酸8g；
S02：在反应釜内对乙二醇体系溶液进行恒定温度加热；温度范围保持在100℃；
S03：在步骤S02中添加支链多元羧酸盐添加剂，即添加剂A与添加剂B，并提高反应釜内的加热温度后，保持反应釜内温度恒定不变；温度范围保持在120℃；
S04：在步骤S03中依次添加导电聚合物基本合成物，按照顺序分批次加入导电高分子、溶质、消氢剂以及防水合剂，保持步骤S03中反应釜的温度恒定不变，并进行匀速搅拌，直至所有导电聚合物基本合成物完全溶解在步骤S03中的溶液中，最终形成新的混合溶液；
S05：对步骤S04中混合溶液进行恒定温度冷却，得到电解液；冷却温度为室温，冷却方式分为冷却器冷却或者自然冷却。
实施例二
参照图1，一种耐高温使用寿命长的铝电解电容器电解液，其制备过程包括以下步骤：
S01：备料，包括导电聚合物基本合成物、支链多元羧酸盐和乙二醇体系溶剂；溶剂δ-丁内酯60g、添加剂A8-羟基喹啉5g、添加剂B乙二胺四乙酸5g、溶质1.7-癸二酸铵10g、导电高分子聚苯胺10g、消氢剂对硝基苯甲醇2g和防水合剂磷酸二氢铵8g；
S02：在反应釜内对乙二醇体系溶液进行恒定温度加热；温度范围保持在80℃；
S03：在步骤S02中添加支链多元羧酸盐添加剂，即添加剂A与添加剂B，并提高反应釜内的加热温度后，保持反应釜内温度恒定不变；温度范围保持在140℃；
S04：在步骤S03中依次添加导电聚合物基本合成物，按照顺序分批次加入导电高分子、溶质、消氢剂以及防水合剂，保持步骤S03中反应釜的温度恒定不变，并进行匀速搅拌，直至所有导电聚合物基本合成物完全溶解在步骤S03中的溶液中，最终形成新的混合溶液；
S05：对步骤S04中混合溶液进行恒定温度冷却，得到电解液；冷却温度为室温，冷却方式分为冷却器冷却或者自然冷却。
实施例三
参照图1，一种耐高温使用寿命长的铝电解电容器电解液，其制备过程包括以下步骤：
S01：备料，包括导电聚合物基本合成物、支链多元羧酸盐和乙二醇体系溶剂；溶剂乙二醇65g、添加剂A聚乙烯吡咯烷酮5g、添加剂B聚乙二醇5g、溶质葵二酸铵10g、导电高分子聚吡咯10g、消氢剂对硝基苯甲醇1g和防水合剂磷酸二氢铵4g；
S02：在反应釜内对乙二醇体系溶液进行恒定温度加热；温度范围保持在85℃；
S03：在步骤S02中添加支链多元羧酸盐添加剂，即添加剂A与添加剂B，并提高反应釜内的加热温度后，保持反应釜内温度恒定不变；温度范围保持在150℃；
S04：在步骤S03中依次添加导电聚合物基本合成物，按照顺序分批次加入导电高分子、溶质、消氢剂以及防水合剂，保持步骤S03中反应釜的温度恒定不变，并进行匀速搅拌，直至所有导电聚合物基本合成物完全溶解在步骤S03中的溶液中，最终形成新的混合溶液；
S05：对步骤S04中混合溶液进行恒定温度冷却，得到电解液；冷却温度为室温，冷却方式分为冷却器冷却或者自然冷却。
通过以上实施例研制出一种本导电聚合物+支链多元羧酸盐+乙二醇体系电解液；其中支链多元羧酸盐起到提供氧离子和修补阳极氧化膜的作用，导电聚合物起到降低电解液阻抗、提高电解液电导率的作用；本电解液通过对阳极氧化膜的加强保护，降低自身的阻抗提高自身的导电率，从而提高了铝电解电容器的使用温度和工作电压，克服了铝电解电容器高压条件下电解液漏液导致电解电容器寿命缩短的问题，从而降低电解液因高温发生的水合反应，降低氧化膜劣化，从而降低铝腐蚀的可能性；实现了一种耐高温的、使用寿命长的铝电解电容器电解液。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (9)
1.一种耐高温使用寿命长的铝电解电容器电解液，其特征在于，其制备过程包括以下步骤：
S01：备料，包括导电聚合物基本合成物、支链多元羧酸盐和乙二醇体系溶剂；
S02：在反应釜内对乙二醇体系溶液进行恒定温度加热；
S03：在步骤S02中添加支链多元羧酸盐添加剂，并提高反应釜内的加热温度后，保持反应釜内温度恒定不变；
S04：在步骤S03中依次添加导电聚合物基本合成物，保持步骤S03中反应釜的温度恒定不变，并进行匀速搅拌，直至所有导电聚合物基本合成物完全溶解在步骤S03中的溶液中，最终形成新的混合溶液；
S05：对步骤S04中混合溶液进行恒定温度冷却，得到电解液。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温使用寿命长的铝电解电容器电解液，其特征在于，所述步骤S01中备料成分为：溶剂50-65份、添加剂A5份、添加剂B5份、溶质10份、 导电高分子10-20份、 消氢剂1-2份和防水合剂4-8份。
3.根据权利要求1所述的一种耐高温使用寿命长的铝电解电容器电解液，其特征在于，所述步骤S02中恒定加热的温度范围为80℃-100℃。
4.根据权利要求1所述的一种耐高温使用寿命长的铝电解电容器电解液，其特征在于，所述步骤S03中支链多元羧酸盐添加剂为添加剂A和添加剂B，且步骤S03中恒定加热的温度范围为120℃-150℃，且加热的同时进行搅拌。
5.根据权利要求1所述的一种耐高温使用寿命长的铝电解电容器电解液，其特征在于，所述步骤S04中导电聚合物基本合成物为按照顺序分批次加入的导电高分子、溶质、消氢剂以及防水合剂。
6.根据权利要求1所述的一种耐高温使用寿命长的铝电解电容器电解液，其特征在于，所述步骤S04中需要对混合物进行充分的搅拌，直至所有材料完全溶解在混合溶液内。
7.根据权利要求1所述的一种耐高温使用寿命长的铝电解电容器电解液，其特征在于，所述步骤S05中冷却温度为室温。
8.根据权利要求1所述的一种耐高温使用寿命长的铝电解电容器电解液，其特征在于，所述步骤S01中，溶剂为：δ-丁内酯和乙二醇中的任意一种或几种；添加剂A为：甘露醇、8-羟基喹和聚乙烯吡咯烷酮中的任意一种或几种；添加剂B为：磷酸单酯、乙二胺四乙酸和聚乙二醇中的任意一种或几种；溶质为：壬二酸铵、1.7-癸二酸铵和葵二酸铵中的任意一种或几种；导电高分子为：聚噻吩、聚苯胺和聚吡咯中的任意一种或几种；消氢剂为：对硝基苯酚和对硝基苯甲醇中的任意一种或几种；防水合剂为：磷酸二氢铵和次亚磷酸中的任意一种或几种。
9.根据权利要求1所述的一种耐高温使用寿命长的铝电解电容器电解液，其特征在于，所述步骤S05中冷却方式为冷却器冷却或者自然冷却。
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