專利名稱：鋁電解電容器電解液與鋁電解電容器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電化學(xué)領(lǐng)域，具體涉及鋁電解電容器電解液與鋁電解電容器。
背景技術(shù)：
電容器是一種儲能元件，在電路中用于調(diào)諧、濾波、耦合、旁路、能量轉(zhuǎn)換和延時。鋁電解電容器的特點是容量大，但是漏電大，誤差大，穩(wěn)定性差，常用作交流旁路和濾波，在要求不高時也用于信號耦合。鋁電解電容器的典型結(jié)構(gòu)是由鋁圓筒做負極，里面裝有液體電解質(zhì)，插入一片彎曲的鋁帶做正極。它的芯子是由陽極鋁箔、浸有電解液的襯墊紙、陰極鋁箔、天然氧化膜等重疊卷繞而成的，芯子含浸電解液后用鋁殼和膠蓋密閉起來就構(gòu)成一個電解電容器。其中，鋁電解電容器電解液經(jīng)歷了以下的發(fā)展歷程(I)硼酸+乙二醇體系該體系為鋁電解電容器早期使用的電解液.這樣的電解 液中的乙二醇和硼酸之間由于醋化反應(yīng)生成大量的縮合水、造成電解液系統(tǒng)內(nèi)部的水分含量升高、其結(jié)果在超過100°c的使用溫度條件下使用該電解液時，電解液中的水將變成水蒸氣而蒸發(fā)，隨之電解電容的組件內(nèi)壓升高，難免產(chǎn)生所謂的破壞問題，該體系無法應(yīng)用在高溫環(huán)境，現(xiàn)已基本被淘汰。(2)直鏈羧酸鹽+乙二醇體系采用含有壬二酸、癸二酸、十二烷二酸等直鏈型飽和二羧酸或其鹽作為電解質(zhì)的電解液，這是目前國內(nèi)廣泛使用的體系，但直鏈羧酸鹽在低溫下有結(jié)晶析出的現(xiàn)象，影響了電容器的低溫性能，并且直鏈羧酸鹽體系的電導(dǎo)率變化大，電容器損耗變化大，這些問題都制約著電容器性能的進一步提高。(3)支鏈羧酸鹽+乙二醇體系國外廠商多使用支鏈羧酸鹽作為主電解質(zhì)。相對比于直鏈羧酸，支鏈羧酸中側(cè)鏈基團的引入，使其在高溫條件下抑制酯化的能力加強，從而提高了高溫穩(wěn)定性而且由于側(cè)鏈上基團的空間位阻作用以及烷氧基團的極化作用，使其在乙二醇中的溶解度增加，從而改善其低溫性能，支鏈羧酸鹽的溶解度和熱穩(wěn)定性均優(yōu)于直鏈羧酸鹽，能制造出性能更優(yōu)異的電容器產(chǎn)品。中國專利申請201110100364. 3公布號CN102254690A，其公開了一種驅(qū)動用高壓工作電解液，其采用乙二醇為溶媒，以2，2，4-三甲基己二酸與2，4，4-三甲基己二酸的混合酸及其鹽為主電解質(zhì)，添加各種添加劑配置成電解液。使用該電解液，閃火電壓為380-410V，耐高溫高長壽，125°C壽命試驗2000h以上。但是，該電解液閃火電壓不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種高閃火電壓，熱穩(wěn)定性優(yōu)異的鋁電解電容器電解液。同時，本發(fā)明還提供使用上述電解液制備的鋁電解電容器。為實現(xiàn)上述第一個發(fā)明目的本發(fā)明一種鋁電解電容器電解液，其特征在于，包括以下組分有機溶劑；2-己基己二酸銨或2-己基己二酸與其銨鹽的組合；
上述成分在電解液中的總含量折合成2-己基己二酸計為鋁電解電容器電解液總質(zhì)量的I 30% ;若添加量少于鋁電解電容器電解液總質(zhì)量的1%，則起不到提高閃火電壓及熱穩(wěn)定性的作用；若濃度超過鋁電解電容器電解液總質(zhì)量的30%，則低溫下的電解電容器的特性下降。本發(fā)明中所述電解液中可以包含2-己基己二酸的銨鹽，還可以同時包含2-己基己二酸與其銨鹽，為統(tǒng)一并方便不同配方下，各組分的含量比例，在本發(fā)明中2-己基己二酸銨的含量在計算時折合成等物質(zhì)的量的2-己基己二酸來計算質(zhì)量百分比。電解液中可以含以下組分之一或其組合組分a :8-11個碳原子的二元羧酸的銨鹽，或該羧酸與其銨鹽的組合，組分b :含4-7個碳原子的單羧酸的銨鹽，或該羧酸與其銨鹽的組合，
組分c :硼酸的銨鹽，或硼酸與其銨鹽的組合。按同樣的含量計量方法，上述組分
a、b、c或其組合的總含量按其所對應(yīng)的等物質(zhì)的量的羧酸或硼酸的含量計，為鋁電解電容器電解液總質(zhì)量的I 5%。作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述2-己基己二酸或其銨鹽的含量折合成2-己基己二酸計為鋁電解電容器電解液總質(zhì)量的2. 5 10%。作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述鋁電解電容器電解液還含有消氫劑。作為本發(fā)明的更優(yōu)選方案，所述消氫劑選自對硝基苯甲酸、對硝基苯甲醇、間硝基乙酰苯、鄰硝基苯甲醚中的一種或多種。由于這些化合物中的硝基具有還原性，因此能夠起吸收氫氣的作用。更進一步地，所述消氫劑的含量為鋁電解電容器電解液總質(zhì)量的O. 1_5%。進一步優(yōu)選為O. I O. 5%O作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述鋁電解電容器電解液還含有抑制漏電流和提升化成性能的添加劑。作為本發(fā)明的更優(yōu)選方案，所述抑制漏電流和提升化成性能的添加劑選自以下化合物的一種或多種磷酸、亞磷酸、次亞磷酸、磷酸單酯及前述化合物的銨鹽(也就是說，在電解液中可以含有上述酸或單酯化合物，也可以含有上述酸或單酯化合物的銨鹽，還可以同時含有上述酸或單酯化合物及其銨鹽)。當這些化合物吸附在電極箔上時，可以在不損害電容器性能的條件下抑制電極箔與水的反應(yīng)。更進一步地，所述抑制漏電流和提升化成性能的添加劑的含量折合成其所對應(yīng)的等物質(zhì)的量的酸或單酯計為鋁電解電容器電解液總質(zhì)量的O. 1-1. 0%。。作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，含8-11個碳原子的直鏈二元羧酸選自辛二酸銨、壬二酸銨、葵二酸銨、十二雙酸銨中的一種或多種。作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述有機溶劑為乙二醇或Y 丁內(nèi)酯。此外，本發(fā)明還提供一種鋁電解電容器，所述鋁電解電容器中的電解液采用本發(fā)明所述的鋁電解電容器電解液。本發(fā)明提供的電解液具有更高的閃火電壓和更好的熱穩(wěn)定性，而且，本發(fā)明所述的2-己基己二酸及其銨鹽在乙二醇中有更好的溶解性，含有該電解液的鋁電解電容器具有耐電壓高，電容器壽命長的優(yōu)點。2-己基己二酸及其銨鹽，含8-11個碳原子的二元羧酸銨鹽，或含4-7個碳原子的單羧酸銨鹽二者起協(xié)同作用，更進一步的提升電解液的電容器特性。
具體實施例方式為詳細說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、所實現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實施方式詳予說明。實施例I將2-己基己二酸與其銨鹽(5%，即占電解液總重量的5%，下面各實施例涉及類似表述的就不再累述)溶于乙二醇形成溶液，再依次加入對硝基苯甲酸(O. 2%)及次亞磷酸(O. 2%)，密封于不銹鋼瓶中，在105°C下恒溫。實施例2將2-己基己二酸與其銨鹽(2. 5%)溶于乙二醇形成溶液，再依次加入癸二酸銨 (2. 5%)和對硝基苯甲醇(O. 1%)及次亞磷酸(O. 1%)，密封于不銹鋼瓶中，在105°C下恒溫。 實施例3將2-己基己二酸與其銨鹽(4%)溶于乙二醇形成溶液，再依次加入壬二酸氫銨(1%)和間硝基乙酰苯(O. 5%)及次亞磷酸(O. 1%)，密封于不銹鋼瓶中，在105°C下恒溫。實施例4將2-己基己二酸與其銨鹽(3%)溶于乙二醇形成溶液，再依次加入十二雙酸銨(2%)和鄰硝基苯甲醚(O. 3%)及磷酸單酯(O. 1%)，密封于不銹鋼瓶中，在105°C下恒溫。實施例5將2-己基己二酸與其銨鹽(3%)溶于乙二醇形成溶液，再依次加入己酸銨(4%)和鄰硝基苯甲醚(O. 3%)及次亞磷酸(O. 1%)，密封于不銹鋼瓶中，在105°C下恒溫。實施例6將2-己基己二酸與其銨鹽(3%)溶于乙二醇形成溶液，再依次加入庚酸銨(4%)和鄰硝基苯甲醚(O. 3%)及磷酸單酯(O. 1%)，密封于不銹鋼瓶中，在105°C下恒溫。實施例7將2-己基己二酸與其銨鹽(1%)溶于乙二醇形成溶液，再依次加入辛二酸銨(5%)，對硝基苯甲醇(2%)及磷酸(O. 3%)，密封于不銹鋼瓶中，在105°C下恒溫。實施例8將2-己基己二酸與其銨鹽(30%)溶于乙二醇形成溶液，再依次加入癸二酸氫銨(1%)，對硝基苯甲醇(5%)及亞磷酸銨(O. 5%)，密封于不銹鋼瓶中，在105°C下恒溫。對比例I將葵二酸銨(5%)溶于乙二醇形成溶液，再加入次亞磷酸銨(O. 2%)和對硝基苯甲酸(O. 2%)，密封在不銹鋼瓶內(nèi)，在105°C下恒溫。對比例2將十二雙酸銨(5%)溶于乙二醇形成溶液，再加入鄰硝基苯甲醚(O. 3%)及磷酸單丁酯(O. 1%)密封在不銹鋼瓶內(nèi)，在105°C下恒溫。對比例3將己酸銨(4%)溶于乙二醇形成溶液，再加入十二雙酸銨(4%)和鄰硝基苯甲醚(O. 3%)及次亞磷酸銨(O. 1%)密封在不銹鋼瓶內(nèi)，在105°C下恒溫。將上述各實施例與對比例按照慣常的技術(shù)手段進行各項指標測試，所得結(jié)果如表I與表2 :表I :
權(quán)利要求
1.一種鋁電解電容器電解液，其特征在于，包括以下組分 有機溶劑； .2-己基己二酸銨或2-己基己二酸與其銨鹽的組合，所述2-己基己二酸銨或2-己基己二酸與其銨鹽組合的含量折合成2-己基己二酸計為鋁電解電容器電解液總質(zhì)量的I 30%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋁電解電容器電解液，其特征在于，所述鋁電解電容器電解液還包括下列酸所對應(yīng)的銨鹽或下列酸與其銨鹽的組合含8-11個碳原子的二元羧酸，或含4-7個碳原子的單羧酸，或硼酸， 上述組分的總含量折合成所對應(yīng)的酸計為鋁電解電容器電解液總質(zhì)量的I 5%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋁電解電容器電解液，其特征在于，所述2-己基己二酸銨或2-己基己二酸與其銨鹽的組合的含量折合成2-己基己二酸計為鋁電解電容器電解液總質(zhì)量的2. 5 5%ο
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋁電解電容器電解液，其特征在于，所述鋁電解電容器電解液還含有消氫劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋁電解電容器電解液，其特征在于，所述消氫劑選自對硝基苯甲酸、對硝基苯甲醇、間硝基乙酰苯、鄰硝基苯甲醚中的一種或多種，所述消氫劑的含量為鋁電解電容器電解液總質(zhì)量的O. 1-5%。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋁電解電容器電解液，其特征在于，所述消氫劑的含量為鋁電解電容器電解液總質(zhì)量的O. 1-0. 5%。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋁電解電容器電解液，其特征在于，所述鋁電解電容器電解液還含有抑制漏電流和提升化成性能的添加劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鋁電解電容器電解液，其特征在于，所述抑制漏電流和提升化成性能的添加劑選自以下化合物的一種或多種磷酸、亞磷酸、次亞磷酸、磷酸單酯或前述化合物的銨鹽，所述抑制漏電流和提升化成性能的添加劑的含量折合成其所對應(yīng)的酸或單酯計為鋁電解電容器電解液總質(zhì)量的O. 1-0. 5%。
9.根據(jù)權(quán)利要求2至8任意一項所述的鋁電解電容器電解液，其特征在于，含8-11個碳原子的二元羧酸選自辛二酸銨、壬二酸銨、葵二酸銨、十二雙酸銨中的一種或多種。
10.根據(jù)權(quán)利要求2至8任意一項所述的鋁電解電容器電解液，其特征在于，所述有機溶劑為乙二醇或Y 丁內(nèi)酯。
11.一種鋁電解電容器，其特征在于，所述鋁電解電容器中的電解液為權(quán)利要求I至10任意一項所述的鋁電解電容器電解液。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種熱穩(wěn)定性優(yōu)異的鋁電解電容器電解液。同時，本發(fā)明還提供使用上述電解液制備的鋁電解電容器。包括以下組分有機溶劑；2-己基己二酸銨或2-己基己二酸與其銨鹽的組合。本發(fā)明提供的電解液具有更好的熱穩(wěn)定性。
文檔編號H01G9/145GK102842430SQ20121027701
公開日2012年12月26日 申請日期2012年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月6日
發(fā)明者鄭仲天, 何天虔, 陳長春 申請人:深圳新宙邦科技股份有限公司