600v鋁電解電容器工作電解液及其應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種600V鋁電解電容器工作電解液及其應(yīng)用，該電解液重量份組分為：主要溶劑55-85%，主溶質(zhì)2-10%，副溶質(zhì)1-7%，添加劑0.1-35%；其中，主要溶劑選自醇類溶劑，酯類溶劑或醚類溶劑；主溶質(zhì)選自碳原子數(shù)為20到40的高級脂肪酸及其銨鹽。該電解液采用了合適的高級脂肪酸及其鹽做選自主溶質(zhì)及有機(jī)大分子聚合物作選自耐高溫高壓添加劑，從而實(shí)現(xiàn)使用該電解液制作而成的鋁電解電容器能夠耐高壓、高溫。
【專利說明】600V鋁電解電容器工作電解液及其應(yīng)用【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明屬高壓電解電容器領(lǐng)域，特別涉及一種600V鋁電解電容器用電解液。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著大屏幕平板電視、電源、民用電子產(chǎn)品、高速鐵路等的高速發(fā)展，進(jìn)而促進(jìn)了鋁電解電容器的小型化和高壓化。使用電壓在600V-630V甚至更高使用電壓的鋁電解電容器的需求將得到進(jìn)一步提高。
[0003]電解液是鋁電解電容器的實(shí)際陰極，起到提供氧離子、修補(bǔ)陽極氧化膜的重要作用，因此高性能的電解液對于保證鋁電解電容器起到至關(guān)重要的作用。然而，現(xiàn)有的電解液當(dāng)應(yīng)用于600V以上的鋁電解電容器時(shí)會出現(xiàn)耐壓不足的情況。這與現(xiàn)有電解液的溶質(zhì)有關(guān)，電解液的溶質(zhì)對電解液閃火電壓有決定性的作用，現(xiàn)有電解液所使用的溶質(zhì)如:癸二酸、壬二酸、十二二酸、己二酸、苯甲酸、甲酸、等有機(jī)羧酸及其銨鹽，硼酸等無機(jī)酸及其銨鹽，這些溶質(zhì)由于鏈短，進(jìn)而應(yīng)用于600V以上的鋁電解電容器會出現(xiàn)耐壓不足，在鋁電解電容器在使用過特別是很容易引起擊穿，而致使鋁電解電容器失效。專利CN101599367B，提供一種600V鋁電解電容器，但是，該電容器只能應(yīng)用于85 °C，應(yīng)用范圍有限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種耐600V且耐105°C高溫鋁電解電容器用電解液，及用該電解液制作而成的鋁電解電容器。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案提供了一種600V鋁電解電容器工作電解液，包括如下重量份的組分:主要溶劑55-85%，主溶質(zhì)2-10%，副溶質(zhì)1_7%，添加劑0.1-35% ;其中，主要溶劑選自醇類溶劑、酯類溶劑或醚類溶劑；主溶質(zhì)選自碳原子個(gè)數(shù)為20-40的高級脂肪酸及其銨鹽；副溶質(zhì)選自硼酸、硼酸銨、五硼酸、五硼酸銨、苯甲酸、苯甲酸銨、己二酸、乙二酸銨、癸二酸、癸二酸銨、壬二酸、壬二酸銨、十二二酸、十二二酸銨、十三二酸、十三二酸銨、十四二酸、十四二酸銨、十五二酸、十五二酸銨、十六二酸或十六二酸銨；添加劑為消氫添加劑、防水合添加劑與耐高溫高壓添加劑的混合物。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案提供的電解液，在一些實(shí)施方式中，醇類溶劑選自乙二醇、正丁醇、苯甲醇、一縮二乙二醇、正辛醇或聚乙二醇；所述酯類溶劑選自Y-丁內(nèi)酯或醋酸丁酯；所述醚類溶劑選自乙二醇甲醚、二甘醇甲醚或乙二醇丁醚。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案提供的電解液，在一些實(shí)施方式中，所述主溶質(zhì)選自碳原子個(gè)數(shù)為30-40的高級脂肪酸或其銨鹽。
[0008]在另一些實(shí)施方式中，主溶質(zhì)選自二十二酸、二十二酸銨、二十五二酸、二十五二酸銨、三十二酸或三十二酸銨。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案提供的電解液，在一些實(shí)施方式中，消氫添加劑選自對硝基苯酚硝基化合物或其鹽、鄰硝基苯酚、對硝基苯甲酸或?qū)ο趸郊状肌?br> [0010]根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案提供的電解液，在一些實(shí)施方式中，防水合添加劑選自磷鎢酸、磷酸、亞磷酸、次亞磷酸、磷鑰酸或它們的銨鹽。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案提供的電解液，在一些實(shí)施方式中，耐高溫高壓添加劑選自聚-1,4-丁二酸酯、聚乙二醇(500-20000)、聚丙二醇2000、聚新戊二醇癸二酸酯、聚-1，2-丙二醇己二酸酯、聚丙烯醇或聚乙烯醇縮丁醛。
[0012]本發(fā)明的又一個(gè)技術(shù)方案提供了上述技術(shù)方案提供的600V鋁電解電容器工作電解液用于在制備高壓電解電容器中的應(yīng)用。
[0013]本發(fā)明的技術(shù)方案提供的電解液由于采用了碳原子個(gè)數(shù)為20-40的高級脂肪酸及其鹽做為主溶質(zhì)及有機(jī)大分子聚合物作為耐高溫高壓添加劑，從而實(shí)現(xiàn)使用該電解液制作而成的鋁電解電容器能夠，耐600V高壓且耐105°C高溫。[0014]本發(fā)明所述的添加劑為消氫添加劑、防水合添加劑與耐高溫高壓添加劑的混合物，其中，消氫添加劑又稱吸氣劑，其目的是消除工作電解液在工作中釋放出的氣體(主要是氫氣，其次是水蒸汽)，以降低電容器的氣體壓力。抑制或消除氫氣的添加劑一般為含硝基、芳香環(huán)和不飽和羥基的化合物，因此優(yōu)選對硝基苯酚硝基化合物或其鹽、鄰硝基苯酚、對硝基苯甲酸或?qū)ο趸郊状迹环浪咸砑觿┲改茏柚够蛞种其X氧化膜和工作電解液惡化、變性的添加劑，其作用機(jī)理是添加劑中的磷是親氧元素，磷原子總是通過氧原子和別的原子或基團(tuán)相聯(lián)結(jié)的。它不僅單純吸收著與表面，并且也可能形成磷酸鋁ALPO4或P2O5之形態(tài)取代AL2O3晶格中之鋁原子，這種磷酸鋁的結(jié)構(gòu)是穩(wěn)定的，因該骨架的存在使形成箔的抗水合作用能力提高，耐腐蝕能力增強(qiáng)，提高介質(zhì)膜的質(zhì)量，因此優(yōu)選磷鎢酸、磷酸、亞磷酸、次亞磷酸、磷鑰酸或它們的銨鹽；耐高溫高壓添加劑是指耐600V高壓且耐105°C高溫的物質(zhì)，一般為高聚物，其目的是提高電解液的耐溫性和耐壓性，防止氧化膜被破壞，出現(xiàn)擊穿、腐蝕現(xiàn)象，因此優(yōu)選聚-1，4- 丁二酸酯、聚乙二醇(500-20000)、聚丙二醇2000、聚新戊二醇癸二酸酯、聚-1，2-丙二醇己二酸酯、聚丙烯醇或聚乙烯醇縮丁醛。
[0015]除非明確地說明與此相反，否則，本發(fā)明引用的所有范圍包括端值。例如，“包括如下重量份的組分:主要溶劑55-85%”主要溶劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的范圍a為55% ^ 85%。
[0016]本發(fā)明使用的術(shù)語“或”表示備選方案，如果合適的話，可以將它們組合，也就是說，術(shù)語“或”包括每個(gè)所列出的單獨(dú)備選方案以及它們的組合。例如，主要溶劑選自醇類溶劑，酯類溶劑或醚類溶劑表示主要溶劑選自醇類溶劑，酯類溶劑、醚類溶劑的一種或其一種以上的組合。
【具體實(shí)施方式】
[0017]以下所述的是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明所保護(hù)的不限于以下優(yōu)選實(shí)施方式。應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說在此發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的基礎(chǔ)上，做出的若干變形和改進(jìn)，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0018]實(shí)施例1
[0019]按照表1中的配方配置電解液，用配好的電解液制鋁電解電容器10個(gè)，每個(gè)都供做壽命試驗(yàn)。鋁電解電容器的規(guī)格為:600WV，1200yF，Φ64Χ96，測試其容量C(yF)、損耗Tan δ (%)、漏電流LC ( μ Α)并在105°C下做加600V負(fù)載后測試其容量C ( μ F)、容量變化百分比Δ (%)、損耗Tan δ (%)、漏電流LC ( μ Α)。試驗(yàn)結(jié)果見表6。
[0020]表1實(shí)施例1的配方
【權(quán)利要求】
1.一種600V鋁電解電容器工作電解液，包括如下重量份的組分:主要溶劑55-85%，主溶質(zhì)2-10%，副溶質(zhì)1_7%，添加劑0.1-35% ;其中，主要溶劑選自醇類溶劑，酯類溶劑或醚類溶劑；主溶質(zhì)選自碳原子個(gè)數(shù)為20-40的高級脂肪酸及其銨鹽；副溶質(zhì)選自硼酸、硼酸銨、五硼酸、五硼酸銨、苯甲酸、苯甲酸銨、己二酸、乙二酸銨、癸二酸、癸二酸銨、壬二酸、壬二酸銨、十二二酸、十二二酸銨、十三二酸、十三二酸銨、十四二酸、十四二酸銨、十五二酸、十五二酸銨、十六二酸或十六二酸銨；添加劑為消氫添加劑、防水合添加劑與耐高溫高壓添加劑的混合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解液，其特征在于，所述醇類溶劑選自乙二醇、正丁醇、苯甲醇、一縮二乙二醇、正辛醇或聚乙二醇，酯類溶劑選自Y-丁內(nèi)酯或醋酸丁酯醚類溶劑選自乙二醇甲醚、二甘醇甲醚或乙二醇丁醚。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解液，其特征在于，所述主溶質(zhì)選自碳原子個(gè)數(shù)為30-40的脂肪酸或其銨鹽。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解液，其特征在于，所述主溶質(zhì)選自二十二酸、二十二酸銨、二十五二酸、二十五二酸銨、三十二酸或三十二酸銨。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解液，其特征在于，所述消氫添加劑選自對硝基苯酚硝基化合物或其鹽、鄰硝基苯酚、對硝基苯甲酸或?qū)ο趸郊状肌?br> 6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解液，其特征在于，所述防水合添加劑選自磷鎢酸、磷酸、亞磷酸、次亞磷酸、磷鑰酸或它們的銨鹽。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解液，其特征在于，所述耐高溫高壓添加劑選自聚-1，4-丁二酸酯、聚乙二醇(500-20000)、聚丙二醇2000、聚新戊二醇癸二酸酯、聚-1，2-丙二醇己二酸酯、聚丙烯醇或聚乙烯醇縮丁醛。
8.—種如權(quán)利要求1-7所述的600V鋁電解電容器工作電解液用于在制備高壓電解電容器中的應(yīng)用。
【文檔編號】H01G9/035GK103839682SQ201310598384
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月21日
【發(fā)明者】陳如祥 申請人:東莞市東陽光電容器有限公司