一種電解電容器中低壓用電解液及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于化工電解液制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電解電容器中低壓用電解液 及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在電解液中常使用的溶劑有二甲基甲酰胺、y-丁內(nèi)酯、乙二醇、丙三醇、水等。二 甲基甲酰胺是一種軍用電容器的溶劑，它具有很廣的工作溫度范圍。在亞洲，Y-丁內(nèi)酯作 為電解質(zhì)的溶劑使用也很流行，主要用在低壓小型電容器，使用這種溶劑為主溶劑的電容 器具有較低的ESR。乙二醇是使用最廣泛的溶劑，低壓電容器通常用的是乙二醇加部分水為 溶劑的體系。電解液中的溶質(zhì)主要用的是硼酸、硼酸鹽、羧酸鹽及少量的其他無機(jī)鹽和去極 化消氫劑、緩蝕劑、水解抑制劑等。對(duì)于低壓電解液中一般人為添加部分水，改善電解液的 導(dǎo)電性能；中高壓電解液，通常使用的是無水乙二醇體系，即使含水也要求在3%以下。
[0003] 電解液的發(fā)展大致經(jīng)歷了以下階段：第一代：硼酸+乙二醇體系，已發(fā)明50多年， 水的含量較高，否則電導(dǎo)率太低。硼酸和乙二醇酯化以及硼酸變成偏硼酸都會(huì)產(chǎn)生水，水少 量存在于電解液中有助于支持氧化物的形成，對(duì)于提高氧化膜的修復(fù)能力是有益處的，但 大量的水會(huì)引起電極箔的腐蝕，產(chǎn)生氫氣，并且在高溫下的蒸汽壓較高，容易致使電容器爆 裂。所以這種體系的電容器無法用在l〇5°C。第二代：直鏈羧酸鹽+硼酸+乙二醇體系，改進(jìn) 目標(biāo)是如何降低并控制水的含量，這意味著必須使用硼酸替代物或其它溶劑，以便獲得水 含量穩(wěn)定、低阻抗的電解質(zhì)。目前國內(nèi)仍有使用的改進(jìn)體系為硼酸+直鏈羧酸銨鹽（DCA) + 乙二醇體系。該體系雖能一定程度地降低水含量并具有使用成本低的優(yōu)點(diǎn)，但DCA的強(qiáng)度 隨碳鏈的增長(zhǎng)而降低。較弱的酸雖能用于較高的電壓而不崩潰，但其鹽的可溶性隨分子量 的增大而降低，從而阻抗增加。直鏈二元羧酸在低溫下有結(jié)晶析出的趨勢(shì)，電容器的工作溫 度范圍受到制約，這些問題成為了制造中、高壓、低阻抗、寬溫度范圍、長(zhǎng)壽命電解電容器的 大障礙。第三代：直鏈羧酸鹽+乙二醇體系，鋁電解電容器在漏電流方面較第二代電解液 有較顯據(jù)改善，但羧酸鹽由于分子量的增大閃火上升，但其溶解量下降。第四代：支鏈羧鹽 +乙二醇體系，支鏈羧酸鹽取代或部分取代直鏈羧鹽，支鏈羧酸鹽溶解量大，熱穩(wěn)定性較優(yōu)， 但造價(jià)一般較高。近年來在電解液研宄開發(fā)方面走在世界前列的國家是日本，他們采用支 鏈二元羧酸鹽取代或部分取代直鏈二元羧酸鹽。
[0004] 目前電解液種類已經(jīng)多用多樣，可以勝任不同的電解要求，如適用于不同電壓條 件下的電解液等，但是目前適用于中低電壓的電解液存在電導(dǎo)性差、使用壽命段的問題，因 此需要進(jìn)行進(jìn)一步研宄與開發(fā)性能更加優(yōu)異的電解液。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于為了克服以上現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種電解電容器中低壓 用電解液及其制備方法，提高電解液電導(dǎo)性能以及使用壽命。
[0006] 本發(fā)明是通過以下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)的：
[0007] -種電解電容器中低壓用電解液，以重量組分計(jì)包括：氯乙酸5-10份，聚乙二醇 1-4份，乙醇10-20份，醋酸酐3-7份，鄰苯二甲酸5-10份，鄰苯二甲酸氫鉀1-3份，順丁烯二 酸酐2-6份，丙烯腈1-5份，亞硫酸氫鉀0. 5-1份，硝基苯酚0. 3-0. 8份，過硫酸銨0. 1-0. 5 份，丙烯酰胺1-4份，癸二酸3-8份。
[0008] 所述的電解電容器中低壓用電解液，可以優(yōu)選為以重量組分計(jì)包括：氯乙酸6-8 份，聚乙二醇2-4份，乙醇13-16份，醋酸酐4-6份，鄰苯二甲酸6-9份，鄰苯二甲酸氫鉀1-2 份，順丁烯二酸酐3-5份，丙烯腈2-4份，亞硫酸氫鉀0. 6-0. 8份，硝基苯酚0. 4-0. 7份，過 硫酸銨0. 2-0. 4份，丙烯酰胺1-3份，癸二酸4-6份。
[0009] 所述的電解電容器中低壓用電解液，可以進(jìn)一步優(yōu)選為以重量組分計(jì)包括：氯乙 酸7份，聚乙二醇3份，乙醇15份，醋酸酐5份，鄰苯二甲酸7份，鄰苯二甲酸氫鉀2份，順 丁烯二酸酐4份，丙烯腈3份，亞硫酸氫鉀0. 7份，硝基苯酚0. 6份，過硫酸銨0. 3份，丙烯 酰胺2份，癸二酸5份。
[0010] 以上任一項(xiàng)所述的電解電容器中低壓用電解液的制備方法，包括以下步驟：
[0011] 步驟一，按照重量份稱取各組分；
[0012] 步驟二，將各組分進(jìn)行混合，得到混合液，然后在混合液中鼓入惰性氣體，將混合 液中氧氣排除，然后升溫至50-60°C，攪拌30-40分鐘，自然降至室溫，得到電解電容器中低 壓用電解液。
[0013] 所述的電解電容器中低壓用電解液的制備方法，步驟二中惰性氣體可以為氮?dú)饣?氬氣。
[0014] 所述的電解電容器中低壓用電解液的制備方法，步驟二中鼓入惰性氣體的時(shí)間可 以為30-50分鐘。
[0015] 所述的電解電容器中低壓用電解液的制備方法，步驟二中攪拌的速度可以為 80-100轉(zhuǎn)/分鐘。
[0016] 本發(fā)明提供的電解電容器中低壓用電解液在火花電壓為100V的條件下電導(dǎo)度達(dá) 到了 4. 2ms/cm以上，達(dá)到電壓達(dá)到了 125V-130V，125°C條件下壽命達(dá)到了 4100h以上，能夠 長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定的使用，同時(shí)具有良好的導(dǎo)電性能。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 實(shí)施例1
[0018] -種電解電容器中低壓用電解液，以重量組分計(jì)包括：氯乙酸5份，聚乙二醇1份， 乙醇10份，醋酸酐3份，鄰苯二甲酸5份，鄰苯二甲酸氫鉀1份，順丁烯二酸酐2份，丙烯腈 1份，亞硫酸氫鉀0. 5份，硝基苯酚0. 3份，過硫酸銨0. 1份，丙烯酰胺1份，癸二酸3份。
[0019] 所述的電解電容器中低壓用電解液的制備方法，包括以下步驟：
[0020] 步驟一，按照重量份稱取各組分；
[0021] 步驟二，將各組分進(jìn)行混合，得到混合液，然后在混合液中鼓入氮?dú)?，鼓入時(shí)間為 30分鐘，將混合液中氧氣排除，然后升溫至50°C，攪拌30分鐘，攪拌速度為80轉(zhuǎn)/分鐘，自 然降至室溫，得到電解電容器中低壓用電解液。
[0022] 實(shí)施例2
[0023]-種電解電容器中低壓用電解液，以重量組分計(jì)包括：氯乙酸6份，聚乙二醇2份， 乙醇13份，醋酸酐4份，鄰苯二甲酸6份，鄰苯二甲酸氫鉀1份，順丁烯二酸酐3份，丙烯腈 2份，亞硫酸氫鉀0. 6份，硝基苯酚0. 4份，過硫酸銨0. 2份，丙烯酰胺1份，癸二酸4份。 [0024] 所述的電解電容器中低壓用電解液的制備方法，包括以下步驟：
[0025] 步驟一，按照重量份稱取各組分；
[0026] 步驟