電解電容器中高壓用工作電解液的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電解電容器中高壓用工作電解液，該電解液采用2,2,4-三甲基己二酸與2,4,4-三甲基己二酸的混合酸為主電解質(zhì)，添加各種添加劑配制成，2,2,4-三甲基己二酸與2，4,4-三甲基己二酸的混合酸在乙二醇中溶解度大，即使電解液中的乙二醇溶媒高溫下?lián)]發(fā)，所述電解質(zhì)仍能保持其電導(dǎo)率，延長了電容器的使用壽命。
【專利說明】電解電容器中高壓用工作電解液
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電解電容器用電解液，即電解電容器的驅(qū)動用電解液，特別是涉及可有利地用作中高壓用鋁電解電容器的驅(qū)動用電解液的電解液組合物。
【背景技術(shù)】
[0002]工作電解液是電解電容器的實(shí)際陰極，起提供氧離子、修補(bǔ)陽極氧化膜的重要作用。因此，研制高性能的工作電解液對于保證電容器的性能是至關(guān)重要的?，F(xiàn)有的電解電容驅(qū)動用電解液大致可分為以下幾類:
[0003](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100°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)生所謂的破壞問題，該體系無法應(yīng)用在高溫環(huán)境，現(xiàn)已基本被淘汰。
[0004](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；高溫下隨著電容器的使用，電解液中的乙二醇溶媒揮發(fā)，直鏈型飽和二羧酸容易結(jié)晶析出，因而產(chǎn)生過大電流，不能避免電容器高溫特性劣化，并且直鏈羧酸鹽體系的氧化效率較低，這些問題都制約著電容器性能的進(jìn)一步提聞。
[0005](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(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。支鏈羧酸鹽體系電解液用于鋁電解電容器工作電解液性能優(yōu)異，但支鏈羧酸鹽難于制備，價(jià)格昂貴。
[0006]CN1511326A公開了一種支鏈酸為2_ 丁基辛二酸，其來源為工業(yè)十二雙酸中的少量成分，分離提純困難。CN1289458C中公開了一種電解液，該種電解液的主溶質(zhì)為2-甲基壬二酸與一種或多種側(cè)鏈上具有烷基和烷氧基擬基、并且在兩端的竣基之間的碳鏈在8個碳原子以上的長鏈二元酸混合，該種混合物在-15~_5°C低溫條件下制備，條件苛刻，成本聞，廣能難于提聞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對上述問題，本發(fā)明提供了一種新的電解電容器工作電解液，利用2，2，4-三甲基己二酸與2，4，4-三甲基己二酸的混合酸作為主電解質(zhì)。
[0008]本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下:
[0009]一種電解電容器中高壓用工作電解液，該電解液的重量配比的組分組成如下:[0010]主電解質(zhì):2%-10%;
[0011]溶劑:75%-90%;
[0012]閃火電壓提升劑:2 % -5 % ;
[0013]防水合劑:0.1 % -1 % ;
[0014]消氫劑:0.1%-1
[0015]余量為輔助電解質(zhì)。
[0016]所述主電解質(zhì)為2，2，4-三甲基己二酸、2，4，4_三甲基己二酸中的一種或兩種。
[0017]所述輔助電解質(zhì)為硼酸、甲酸、己二酸、癸二酸、壬二酸、十二雙酸、苯甲酸、鄰苯二甲酸一種或多種。
[0018]所述溶劑為醇類、醚類或酯類中的一種或多種。
[0019]所述閃火電壓提升劑為多羥基化合物或多羥基水溶性聚合物，如甘露醇、山梨醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇等。
[0020]所述防水合劑為含磷化合物如磷酸、亞磷酸、次磷酸，磷酸酯類如磷酸三丁酯、磷酸二丁酯、磷酸單丁酯、磷酸甲酯、磷酸二辛酯等，常用的為次磷酸和磷酸單丁酯。
[0021]所述消氫劑為硝基化合物，包括對硝基苯酚、鄰硝基苯酚、間二硝基苯、對硝基苯甲醚或?qū)ο趸郊状贾械囊环N或多種。
[0022]本發(fā)明所采用的2，2，4-三甲基己二酸與2，4，4_三甲基己二酸的混合酸的制備路線為異佛爾酮催化加氫得二氫異佛爾酮，二氫異佛爾酮在相轉(zhuǎn)移催化劑下用高錳酸鉀或硝酸氧化得2，2，4-三甲基己二酸與2，4，4-三甲基己二酸得混合物，提純至離子雜質(zhì)符合電解液要求。
[0023]使用本電解電容器工作電解液可達(dá)到以下性能指標(biāo):閃火電壓380-410V，40°C下電導(dǎo)率(2.3 ?2.7) X l(T3S/cm。
[0024]本發(fā)明利用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在乙二醇中溶解度大，即使電解液中的乙二醇溶媒高溫下?lián)]發(fā)，所述電解質(zhì)仍能保持其電導(dǎo)率，延長了電容器的使用壽命。且本發(fā)明所述的電解質(zhì)原料易得，可大量供應(yīng)。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下述實(shí)施例是為更好地說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0026]本發(fā)明提供一種鋁電解電容工作電解液，其采用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要溶質(zhì)，添加各種添加劑配制成電解電容器驅(qū)動用高壓工作電解液，其特征在于，它由下述重量配比的組分組成:
[0027]主電解質(zhì):2%-10%;
[0028]溶劑:75%-90%;
[0029]閃火電壓提升劑:2% -5% ;
[0030]防水合劑:0.1% -1% ；
[0031]消氫劑:0.1%-1
[0032]余量為輔助電解質(zhì)。
[0033]其中主電解質(zhì)為2，2，4-三甲基己二酸與2，4，4_三甲基己二酸的混合酸鹽；輔助電解質(zhì)為硼酸、甲酸、己二酸、癸二酸、壬二酸、十二雙酸、苯甲酸、鄰苯二甲酸一種或多種；溶劑為醇類、醚類或酯類中的一種或一種以上，常用的有乙二醇、Y-丁內(nèi)酯、乙二醇單甲醚、乙二醇單丁醚、二甲基甲酰胺(DMF)、單甲基甲酰胺(NMF)的一種或多種混合；所述閃火電壓提升劑為多羥基化合物或多羥基水溶性聚合物，如甘露醇、山梨醇、聚乙烯吡咯烷酮，聚乙烯醇等；所述防水合劑為含磷化合物如磷酸、亞磷酸、次磷酸，磷酸酯類如磷酸三丁酯、磷酸二丁酯、磷酸單丁酯、磷酸甲酯、磷酸二辛酯等，常用的為次磷酸和磷酸單丁酯；所述消氫劑為硝基化合物，包括對硝基苯酚、鄰硝基苯酚、間二硝基苯、對硝基苯甲醚或?qū)ο趸郊状贾械囊环N或多種。
[0034]實(shí)施例1
[0035]配制本發(fā)明所述的電解液，見表I。
[0036]實(shí)施例2
[0037]配制本發(fā)明所述的電解液，見表I。
[0038]實(shí)施例3
[0039]配制本發(fā)明所述的電解液，見表I。
[0040]實(shí)施例4
[0041]配制本發(fā)明所述的電解液，見表I。
[0042]實(shí)施例5
[0043]配制本發(fā)明所述的電解液，見表I。
[0044]表I電解液配方表
【權(quán)利要求】
1.一種電解電容器中高壓用工作電解液，其特征在于，所述的電解液各組分的重量配比如下:主電解質(zhì)2% -10% ;溶劑75% -90% ;閃火電壓提升劑2% -5% ;防水合劑0.1% -1% ;消氫劑0.1% -1% ;余量為輔助電解質(zhì)； 其中，所述主電解質(zhì)為2，2，4-三甲基己二酸、2，4，4-三甲基己二酸中的一種或兩種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電解電容器中高壓用工作電解液，其特征在于，所述輔助電解質(zhì)為硼酸、甲酸、己二酸、癸二酸、壬二酸、十二雙酸、苯甲酸、鄰苯二甲酸一種或多種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電解電容器中高壓用工作電解液，其特征在于，所述溶劑為醇類、醚類或酯類中的一種或多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電解電容器中高壓用工作電解液，其特征在于，所述閃火電壓提升劑為多羥基化合物或多羥基水溶性聚合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電解電容器中高壓用工作電解液，其特征在于，所述防水合劑為含磷化合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種電解電容器中高壓用工作電解液，其特征在于，所述的含磷化合物為磷酸、亞磷酸、次磷酸、磷酸三丁酯、磷酸二丁酯、磷酸單丁酯、磷酸甲酯、磷酸二辛酯中的一種或多種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電解電容器中高壓用工作電解液，其特征在于，所述消氫劑為硝基化合物，包括對硝基苯酚、鄰硝基苯酚、間二硝基苯、對硝基苯甲醚或?qū)ο趸郊状贾械囊环N或多種。
【文檔編號】H01G9/035GK103779096SQ201410043146
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年1月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月25日
【發(fā)明者】陸亞清, 薛瑄武 申請人:南通瑞達(dá)電子材料有限公司