專利名稱：一種led燈用鋁電解電容器及其采用的工作電解液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋁電解電容器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種LED燈用鋁電解電容器的工作電解液及采用該電解液的電解電容器。
背景技術(shù)：
全球照明用電量居全年總用電量約20%，其中多達(dá)90%的電能，被轉(zhuǎn)換成熱能消耗，不具經(jīng)濟(jì)效益。LED燈做為新型照明，因其具有高節(jié)能、高省電、光衰性能好以及使用壽命長等優(yōu)勢，在國外開始進(jìn)入家庭室內(nèi)照明，在國內(nèi)，也開始進(jìn)入商業(yè)照明和家庭照明，但由于成本較高，消費(fèi)者仍需有一個(gè)接受過程。對LED燈，因其工作環(huán)境溫度高，以及電路本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對鋁電解電容器要求較苛刻，對應(yīng)用于LED照明中鋁電解電容器，因需使用壽命長、體積小、穩(wěn)定性高、耐高溫以及大紋波電流沖擊等特點(diǎn)，目前市場上主要是使用日本CHEMI-C0N的產(chǎn)品，產(chǎn)品技術(shù)水平達(dá)使用壽命 750C 30000小時(shí)，國內(nèi)廠家的現(xiàn)有技術(shù)LED燈用鋁電解電容器由于采用的工作電解液體系比較單一，工作電解液高溫物化性能不穩(wěn)定，易發(fā)生熱分解、酰胺化以及酯化等反應(yīng)，生產(chǎn)工藝也比較簡單，以及采用常規(guī)設(shè)計(jì)，導(dǎo)致電容器體積較大，穩(wěn)定性不高，使用壽命短，耐紋波電流能力差。幾乎不能滿足LED燈用鋁電解電容器的要求。公開號為CN101866751A，
公開日為2010年10月20日，發(fā)明名稱為《一種耐高溫鋁電解的電解液及其應(yīng)用》的中國發(fā)明專利申請公開了一種耐高溫鋁電解的電解液，在其配方中包括主溶劑、輔助溶劑、溶質(zhì)、防腐劑、提高閃火電壓的添加劑、消氫劑及防水合劑。該申請著眼于提高電解液的則高溫性能、抗腐蝕性及閃火電壓性能等。

發(fā)明內(nèi)容
針對目前鋁電解電容器技術(shù)發(fā)展的需求和LED燈行業(yè)發(fā)展的需要，本發(fā)明專利主要是通過對工作電解液進(jìn)行研究，提高電解液電導(dǎo)率，閃火電壓以及高溫穩(wěn)定性等，提供一種改進(jìn)的鋁電解電容器電解液及采用該電解液的鋁電解電容器。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案一種LED燈用鋁電解電容器的工作電解液，該電解液組分包括質(zhì)量百分含量為38. 5% 85. 7%的主溶劑、5% 25%的輔助溶劑、4% 20%的溶質(zhì)和5% 15%的改性添加劑、0.2% 的消氫劑及 0. 0.5%的防水合劑，所述主溶劑為三甘醇；所述輔助溶劑為乙二醇、磷酸三甲酯、丙三醇、二甘醇、二甘醇二丁醚中的一種或若干種的混合；所述溶質(zhì)采用碳鏈數(shù)達(dá)20 40以上的帶支鏈羧酸鉀鹽、苯甲酸鉀、癸二酸鉀、癸二酸、壬二酸、甲酸鉀、十八碳烯雙酸銨中的一種或若干種的混合；所述改性添加劑，包括防腐劑，該防腐劑為季戊四醇、偏鎢酸銨、偏硅酸銨、硅鎢酸、鎢酸銨、鉬酸銨、鉻酸銨中的一種或若干種的混合；還包括為改善工作電解液閃火電壓及高溫穩(wěn)定能而添加的選自聚乙烯醇縮甲醛、聚乙烯醇縮乙醛、對氨基苯磺酸、重鉻酸銨、 硅酮油中的一種或若干種的混合物的改性添加劑；所述消氫劑為葡萄糖酸δ內(nèi)酯、2，4，6_三硝基苯酚中的一種或若干種的混合；所述防水合劑為硝酸鍶、次亞磷酸、次亞磷酸銨、多聚磷酸、三聚磷酸鈉中的一種或若干種的混合。一種采用如上所述的工作電解液的鋁電解電容器。所述電解電容器的陽極采用高比容化成鋁箔，所述芯子選取薄電解紙，可縮小產(chǎn)品的尺寸，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的縮體化。所述電解電容器的陰極鋁箔采用2-3V的化成鋁箔，提高產(chǎn)品使用壽命以及耐紋波電流能力。一種鋁電解電容器的制造方法，其特征在于包括以下步驟(1)卷繞芯子；(2)按照如上所述的配方配制電解液；(3)將卷繞好的芯子裝入帶孔的硬質(zhì)盒中再疊放入含浸缸，加入配好的電解液，采用加正壓力0. 2Mpa與抽真空度-0. IMpa交替循環(huán)含浸，循環(huán)含浸的間隔時(shí)間40分鐘；(4)將芯子鉚接蓋板；(5)開口常溫老化，然后卷邊封口再高溫老化，老化好后套管并測試。作為一種優(yōu)先實(shí)施方式，步驟C3)組裝時(shí)采用“方形”束腰輪，可加強(qiáng)產(chǎn)品束腰處的密封性，降低產(chǎn)品電解液揮化性，有利于延長產(chǎn)品使用壽命。本發(fā)明改進(jìn)了鋁電解電容器的工作電解液，同時(shí)優(yōu)選陽極鋁箔、電解紙等材料，改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，縮小產(chǎn)品外型體積；改進(jìn)產(chǎn)品封口工藝，改用“方形”束腰輪組裝，降低電解液揮化性，提高產(chǎn)品使用壽命，成功開發(fā)出了 LED燈用高性能、長壽命鋁電解電容器。產(chǎn)品能滿足LED照明燈對其需長壽命、小體積化、低損耗以及低漏電流要求。產(chǎn)品使用壽命長達(dá) 750C 30000小時(shí)或105°C 4000小時(shí)的整燈點(diǎn)燈試驗(yàn)。LED燈用鋁電解電容器的成功開發(fā)使產(chǎn)品能完全滿足LED照明行業(yè)的發(fā)展需求，并逐步取代日本同類產(chǎn)品，對今后實(shí)現(xiàn)新的經(jīng)濟(jì)增長具有較大貢獻(xiàn)，將產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。通過開發(fā)高電導(dǎo)率、高穩(wěn)定性工作電解液，以及改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、優(yōu)化生產(chǎn)工藝，確保產(chǎn)品能滿足LED照明領(lǐng)域?qū)︿X電解電容器的特殊要求，產(chǎn)品的主要特點(diǎn)有(1)使用壽命長，達(dá)75°C 30000小時(shí)。(2)陽極采用高比容化成鋁箔，用薄的電解紙?jiān)O(shè)計(jì)芯子，滿足產(chǎn)品的小型化要求。(3)陰極鋁箔采用2-3V的化成鋁箔，提高產(chǎn)品使用壽命以及耐紋波電流能力。(4)采用650-700V化成導(dǎo)針，降低產(chǎn)品漏電流，提高產(chǎn)品的貯存穩(wěn)定性。(5)產(chǎn)品工作電壓范圍寬200-500V。解決了用于LED照明中鋁電解電容器需使用壽命長、體積小、穩(wěn)定性高、耐大紋波電流沖擊的難題。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明電解電容器的生產(chǎn)工藝流程如下1、卷繞芯子。
2、配制電解液。3、將卷繞好芯子裝入帶孔的硬質(zhì)盒中再疊放入含浸缸，加入電解液，采用加正壓力0. 2Mpa與抽真空度-0. IMpa交替循環(huán)含浸，循環(huán)含浸的間隔時(shí)間40分鐘。4、將芯子鉚接蓋板。5、開口常溫老化，然后卷邊封口再高溫老化，老化好后套管并測試。對于液態(tài)鋁電解電容器，工作電解液是真正陰極，電解液性能直接決定著產(chǎn)品的特性。本發(fā)明涉及的工作電解液適用于200-500V產(chǎn)品。下面以各實(shí)施例說明工作電解液的配制。實(shí)施例1按以下質(zhì)量百分含量配制電解液主溶劑85. 7%的丙三醇。輔助溶劑5%的乙二醇。溶質(zhì)2%的30-支鏈碳鉀鹽、的癸二酸鉀、的癸二酸。總含量為4%。防腐劑0. 5%的偏鎢酸銨、0. 5%的偏硅酸銨。總含量為1%。提高閃火電壓及高溫穩(wěn)定的添加劑3%的聚乙烯醇縮甲醛、1 %的重鉻酸銨?？偤繛?%。消氫劑0. 2%的葡萄糖酸δ內(nèi)酯。防水合劑0. 02%的次亞磷酸、0. 08%的次亞磷酸銨。含量為0. 1%。將主溶劑、輔助溶劑加熱至70-90°C，加入溶質(zhì)，加熱到110_135°C關(guān)火，加入添加劑、消氫劑以及防水合劑，使之完全溶解，自然冷卻后即可。實(shí)施例2按以下質(zhì)量百分含量配制電解液主溶劑73. 4%的丙三醇。輔助溶劑5%的乙二醇、5%的二甘醇?？偤繛?0%。溶質(zhì)2%的30-支鏈碳鉀鹽、3%的壬二酸鉀、的壬二酸、2%的癸二酸。總含量為8%。防腐劑的季戊四醇、的硅鎢酸?？偤繛?%。提高閃火電壓及高溫穩(wěn)定的添加劑4%的對氨基苯磺酸、1 %的重鉻酸銨、1 %的硅酮油?？偤繛?%。
消氫劑0. 4%的2，4，6-三硝基苯酚。防水合劑0. 的硝酸鍶、0. 的多聚磷酸。含量為0.2%。將主溶劑、輔助溶劑加熱至70-90°C，加入溶質(zhì)，加熱到110_135°C關(guān)火，加入添加劑、消氫劑以及防水合劑，使之完全溶解，自然冷卻后即可。實(shí)施例3按以下質(zhì)量百分含量配制電解液主溶劑62. 的丙三醇輔助溶劑5%的磷酸三甲酯、5%的三甘醇、5%的二甘醇。總含量為15%。溶質(zhì)2%的30-支鏈碳鉀鹽、4%的苯甲酸鉀、3%的壬二酸鉀、的壬二酸、2% 的癸二酸。總含量為12%。
防腐劑的季戊四醇、2%的鎢酸銨?？偤繛?%。提高閃火電壓及高溫穩(wěn)定的添加劑4%的聚乙烯醇縮甲醛、2%的對氨基苯磺酸、 的硅酮油?？偤繛?%。消氫劑0. 5%的葡萄糖酸δ內(nèi)酯、0. 的2，4，6-三硝基苯酚。含量為0.6%。 防水合劑0. 15%的多聚磷酸、0. 15%的三聚磷酸鈉。含量為0. 3%。將主溶劑、輔助溶劑加熱至70-90°C，加入溶質(zhì)，加熱到110_135°C關(guān)火，加入添加劑、消氫劑以及防水合劑，使之完全溶解，自然冷卻后即可。實(shí)施例4按以下質(zhì)量百分含量配制電解液主溶劑50. 8%的丙三醇。輔助溶劑5%的磷酸三甲酯、5%的三甘醇、5%的二甘醇、5%的二甘醇二丁醚?？偤繛?0%。溶質(zhì)2%的30-支鏈碳鉀鹽、4%的苯甲酸鉀、2%的癸二酸鉀、2%的壬二酸鉀、 2%的壬二酸、2%的癸二酸、的十八碳烯雙酸銨。總含量為15%。防腐劑的季戊四醇、2%的偏鎢酸銨、的鉻酸銨?？偤繛?%。提高閃火電壓及高溫穩(wěn)定的添加劑5%的聚乙烯醇縮乙醛、3%的對氨基苯磺酸、1 %的重鉻酸銨。總含量為9%。消氫劑0. 5%的葡萄糖酸δ內(nèi)酯、0.3%的2，4，6-三硝基苯酚。含量為0.8%。 防水合劑0. 2%的次亞磷酸銨、0. 2%的三聚磷酸鈉。含量為0. 4%。將主溶劑、輔助溶劑加熱至70-90°C，加入溶質(zhì)，加熱到110_135°C關(guān)火，加入添加劑、消氫劑以及防水合劑，使之完全溶解，自然冷卻后即可。實(shí)施例5按以下質(zhì)量百分含量配制電解液主溶劑38. 5%的丙三醇輔助溶劑15%的三甘醇、5%的二甘醇、5%的二甘醇二丁醚?？偤繛?5%。溶質(zhì)2%的30-支鏈碳鉀鹽、3%的癸二酸鉀、4%的壬二酸鉀、5%的壬二酸、4% 的癸二酸、2%的甲酸銨?？偤繛?0%。防腐劑3%的偏硅酸銨、的硅鎢酸、的鉬酸銨?？偤繛?%。提高閃火電壓及高溫穩(wěn)定的添加劑5%的聚乙烯醇縮乙醛、3%的對氨基苯磺酸、 的重鉻酸銨、的硅酮油?？偤繛?0%。消氫劑0. 5%的葡萄糖酸δ內(nèi)酯、0.5%的2，4，6_三硝基苯酚。含量為1%。防水合劑0. 的次亞磷酸銨、0. 2%的多聚磷酸、0. 2%的三聚磷酸鈉。含量為0. 5%。將主溶劑、輔助溶劑加熱至70-90°C，加入溶質(zhì)，加熱到110_135°C關(guān)火，加入添加劑、消氫劑以及防水合劑，使之完全溶解，自然冷卻后即可。應(yīng)用實(shí)施例1-5電解液制作10 μ F/400V產(chǎn)品高溫壽命性能見表1 表 權(quán)利要求
1.一種LED燈用鋁電解電容器的工作電解液，其特征在于該電解液組分包括質(zhì)量百分含量為38. 5% 85. 7%的主溶劑、5% 25%的輔助溶劑、4% 20%的溶質(zhì)和5% 15%的改性添加劑、0.2% 的消氫劑及0. 0.5%的防水合劑，所述主溶劑為丙三醇；所述輔助溶劑為乙二醇、磷酸三甲酯、三甘醇、二甘醇、二甘醇二丁醚中的一種或若干種的混合；所述溶質(zhì)采用碳鏈數(shù)達(dá)20 40以上的帶支鏈羧酸鉀鹽、苯甲酸鉀、癸二酸鉀、癸二酸、 壬二酸、甲酸鉀、十八碳烯雙酸銨中的一種或若干種的混合；所述改性添加劑，包括防腐劑，該防腐劑為季戊四醇、偏鎢酸銨、偏硅酸銨、硅鎢酸、鎢酸銨、鉬酸銨、鉻酸銨中的一種或若干種的混合；還包括為改善工作電解液閃火電壓及高溫穩(wěn)定能而添加的選自聚乙烯醇縮甲醛、聚乙烯醇縮乙醛、對氨基苯磺酸、重鉻酸銨、硅酮油中的一種或若干種的混合物的改性添加劑；所述消氫劑為葡萄糖酸δ內(nèi)酯、2，4，6_三硝基苯酚中的一種或若干種的混合；所述防水合劑為硝酸鍶、次亞磷酸、次亞磷酸銨、多聚磷酸、三聚磷酸鈉中的一種或若干種的混合。
2.一種采用如權(quán)利要求1所述的工作電解液的鋁電解電容器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋁電解電容器，其特征在于所述電解電容器的陽極采用高比容化成鋁箔，所述芯子選取薄電解紙。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋁電解電容器，其特征在于所述電解電容器的陰極鋁箔采用2-3V的化成鋁箔。
5.一種鋁電解電容器的制造方法，其特征在于包括以下步驟(1)卷繞芯子；(2)按照如權(quán)利要求1所述的配方配制電解液；(3)將卷繞好的芯子裝入帶孔的硬質(zhì)盒中再疊放入含浸缸，加入配好的電解液，采用加正壓力0. 2Mpa與抽真空度-0. IMpa交替循環(huán)含浸，循環(huán)含浸的間隔時(shí)間40分鐘；(4)將芯子鉚接蓋板；(5)開口常溫老化，然后卷邊封口再高溫老化，老化好后套管并測試。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋁電解電容器，其特征在于步驟C3)組裝時(shí)采用“方形”束腰輪。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種LED燈用鋁電解電容器的工作電解液，該電解液組分包括質(zhì)量百分含量為38.5％～85.7％的主溶劑、5％～25％的輔助溶劑、4％～20％的溶質(zhì)和5％～15％的改性添加劑、0.2％～1％的消氫劑及0.1％～0.5％的防水合劑，所述主溶劑為丙三醇。本發(fā)明改進(jìn)了鋁電解電容器的工作電解液，同時(shí)優(yōu)選陽極鋁箔、電解紙等材料，改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，縮小產(chǎn)品外型體積；改進(jìn)產(chǎn)品封口工藝，改用“方形”束腰輪組裝，降低電解液揮化性，提高產(chǎn)品使用壽命，成功開發(fā)出了LED燈用高性能、長壽命鋁電解電容器。
文檔編號H01G9/022GK102254687SQ20111010401
公開日2011年11月23日 申請日期2011年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月25日
發(fā)明者周慶波, 趙勇剛, 陳明杰 申請人:廣東風(fēng)華高新科技股份有限公司