一種電解電容器中高壓用電解液及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電解液制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電解電容器中高壓用電解液及其 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(wú)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(wú)水乙二醇體系，即使含水也要求在3%以下。
[0003] 中高壓主電解質(zhì)發(fā)展情況大致如下：
[0004] (1)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 液從硼酸產(chǎn)生結(jié)晶水、以及乙二醇和硼酸之間由于酯化反應(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(guò)l〇〇°C的使用溫度條件下使用該電解液時(shí)，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(wèn)題， 該體系無(wú)法應(yīng)用在高溫環(huán)境，現(xiàn)已基本被淘汰。
[0005] (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(guó)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氧化效率較低， 這些問(wèn)題都制約著電容器性能的進(jìn)一步提高。
[0006] (3)支鏈羧酸鹽+乙二醇體系：國(guó)外廠商多使用支鏈羧酸鹽作為主電解質(zhì)。相對(duì) 比于直鏈羧酸，支鏈羧酸中側(cè)鏈基團(tuán)的引入，使其在高溫條件下抑制酯化的能力加強(qiáng)，從而 提高了高溫穩(wěn)定性；而且由于側(cè)鏈上基團(tuán)的空間位阻作用以及烷氧基團(tuán)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。
[0007] 目前所使用的中高壓電解質(zhì)，使用壽命較短，同時(shí)電解質(zhì)的電學(xué)性能一般，因此有 待進(jìn)一步提尚。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 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高壓 用電解液及其制備方法，提高電解液的電學(xué)性能以及穩(wěn)定性。
[0009] 本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)的：
[0010] -種電解電容器中高壓用電解液，以重量組分計(jì)包括：氯乙酸5-10份，聚乙二醇 2-4份，乙二醇10-20份，異丙醇2-8份，順丁烯二酸酐3-7份，壬二酸4-8份，鄰苯二甲酸 2-5份，鄰苯二甲酸氫鉀1-3份，馬來(lái)酸酐1-5份，三乙醇胺2-5份，十水四硼酸鈉1-5份，硝 基苯酚0. 3-0. 6份，磷酸氫二胺1-4份。
[0011] 所述的電解電容器中高壓用電解液，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2-3份，乙二醇15-18份，異丙醇6-8份，順丁烯二酸酐4-6份，壬二酸5-7份， 鄰苯二甲酸2-4份，鄰苯二甲酸氫鉀2-3份，馬來(lái)酸酐3-5份，三乙醇胺2-4份，十水四硼酸 鈉1-3份，硝基苯酚0. 4-0. 6份，磷酸氫二胺1-3份。
[0012] 以上所述的電解電容器中高壓用電解液，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，乙二醇17份，異丙醇7份，順丁烯二酸酐5份，壬二酸6份，鄰 苯二甲酸3份，鄰苯二甲酸氫鉀2份，馬來(lái)酸酐4份，三乙醇胺3份，十水四硼酸鈉2份，硝 基苯酚0. 5份，磷酸氫二胺2份。
[0013] 以上任一項(xiàng)所述的電解電容器中高壓用電解液的制備方法，包括以下步驟：
[0014] 步驟一，按照重量份稱取各組分；
[0015] 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，然后在真空度為〇. 02-0. 06MPa的條件下升溫至40-50°C，攪拌60-90分鐘， 自然降至室溫，得到電解電容器中高壓用電解液。
[0016] 所述的電解電容器中高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。
[0017] 所述的電解電容器中高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40-50分鐘。
[0018] 所述的電解電容器中高壓用電解液的制備方法，步驟二中攪拌的速度可以為 70-80轉(zhuǎn)/分鐘。
[0019] 本發(fā)明提供的電解電容器中高壓用電解液在火花電壓為400V時(shí)，電導(dǎo)度達(dá)到了 3. 6ms/cm以上，達(dá)到電壓達(dá)到了 428-438V，125°C條件下壽命試驗(yàn)達(dá)到了 3700h以上，具有 良好的電導(dǎo)度以及使用壽命，能夠更好的用于高壓條件的電解中。
【具體實(shí)施方式】 [0020] 實(shí)施例1
[0021] -種電解電容器中高壓用電解液，以重量組分計(jì)包括：氯乙酸5份，聚乙二醇2份， 乙二醇10份，異丙醇2份，順丁烯二酸酐3份，壬二酸4份，鄰苯二甲酸2份，鄰苯二甲酸氫 鉀1份，馬來(lái)酸酐1份，三乙醇胺2份，十水四硼酸鈉1份，硝基苯酚0. 3份，磷酸氫二胺1 份。
[0022] 所述的電解電容器中高壓用電解液的制備方法，包括以下步驟：
[0023] 步驟一，按照重量份稱取各組分；
[0024] 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)猓娜霘怏w的 時(shí)間為40分鐘，將混合液中氧氣排除，然后在真空度為0. 02MPa的條件下升溫至40°C，攪拌 60分鐘，攪拌的速度為70轉(zhuǎn)/分鐘，自然降至室溫，得到電解電容器中高壓用電解液。
[0025] 實(shí)施例2
[0026] -種電解電容器中高壓用電解液，以重量組分計(jì)包括：氯乙酸6份，聚乙二醇2份， 乙二醇15份，異丙醇6份，順丁烯二酸酐4份，壬二酸5份，鄰苯二甲酸2份，鄰苯二甲酸氫 鉀2份，馬來(lái)酸酐3份，三乙醇胺2份，十水四硼酸鈉1份，硝基苯酚0. 4份，磷酸氫二胺1 份。
[0027] 所述的電解電容器中高壓用電解液的制備方法，包括以下步驟：
[0028] 步驟一，按照重量份稱取各組分；
[0029] 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氬氣，鼓入氣體的 時(shí)間為42分鐘，將混合液中氧氣排除，然后在真空度為0. 03MPa的條件下升溫至43°C，攪拌 65分鐘，攪拌的速度為70轉(zhuǎn)/分鐘，自然降至室溫，得到電解電