本發(fā)明涉及一種鋁電解電容器,尤其涉及一種高壓鋁電解電容器的電解液及其制備方法。
背景技術:
鋁電解電容器是電子產品的基礎元件之一,隨著電子產品質量的不斷提高,對鋁電解電容器的工作電壓、使用壽命、上限工作溫度等性能也提出了越來越高的要求。目前,走在世界前列的日本等許多知名品牌電容器廠家已經相繼推出額定工作電壓大于600V的產品,并且,他們所推出的新產品系列大多都是在超高壓方面的,可見,超高壓鋁電解電容器是未來發(fā)展的一種趨勢。雖然中國的鋁電解電容器占世界的市場份額越來越大,但在超高壓鋁電解電容器上還是存在著空開區(qū),和世界先進技術還有一定的差距。
電解液是鋁電解電容器的實際陰極,起到提供氧離子、修補陽極氧化膜的作用,因此,高性能的電解液對于保證鋁電解電容器的品質起到至關重要的作用。目前,對于超高壓(大于600V)電解液的開發(fā),主要優(yōu)先選用長碳鏈的羧酸銨鹽或羧酸,但目前研發(fā)所用的長碳鏈羧酸銨鹽或羧酸主要來自國外,國內的生產技術并不成熟,因此會導致電解液的生產成本高,并不適用與實際的生產。此外,長碳鏈的羧酸銨鹽或羧酸由于其碳鏈長,其溶解度較低,會導致電解液的電導率較低。專利CN103839682A,提供一種600V的鋁電解電容器;專利CN103811183A提供一種630V的鋁電解電容器;專利CN103794369A提供一種700V的鋁電解電容器;專利CN104465100A提供一種800V鋁電解電容器,但是,它們均采用長碳鏈羧酸銨鹽或羧酸為主溶質,其電解液電導率均比較低,產品損耗較大。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明要解決的技術問題是克服現(xiàn)有技術的不足,提供一種性能穩(wěn)定,電解液黏度小,電導率較高,利于批量生產,可降低生產成本的高壓鋁電解電容器的電解液及其制備方法。
為解決上述技術問題,本發(fā)明提出的技術方案為:一種高壓鋁電解電容器的電解液,包括70-90份主溶劑、5-25份輔助溶劑、2-10份溶質和1-5份閃火電壓提升劑;所述主溶劑包括乙二醇、γ-丁內酯、DMF、一縮二乙二醇單丁醚的中一種或多種,所述輔助溶劑包括聚乙二醇200、聚乙二醇400、納米二氧化硅溶液、甘油、碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯中的兩種或兩種以上;所述溶質為癸二酸銨、己二酸銨、己二酸、硼酸、五硼酸銨、壬二酸銨、十二雙酸銨、甲酸銨、苯甲酸銨、甘露醇、山梨醇、檸檬酸、乙二胺中的兩種或兩種以上;所述閃火電壓提升劑為聚乙烯醇、硼酸乙二醇聚酯、硼酸丙二醇聚酯、硼酸丙三醇聚酯、硼酸聚乙二醇聚酯、聚乙二醇6000中的一種或多種。本發(fā)明中,主溶劑對溶質的溶解性能好,黏度低,介電常數(shù)大(電解液電導率會較高)。輔助溶劑主要是起到改善電解液的黏度以及電解液的氧化效率,能一定程度的提高電解液的閃火電壓。本發(fā)明的溶質采用短鏈溶質,由于其相對長碳鏈溶質來說溶解性能好,能在保證較高閃火電壓的情況下,保持較高的電導率,同時,由于其碳鏈短,分子量小,電解液黏度也相應會變小。本發(fā)明中,閃火添加劑能夠優(yōu)先的吸附于陽極箔的表面,可抑制配液過程中水的產生,提高閃火電壓。
上述的高壓鋁電解電容器的電解液,優(yōu)選的,電解液中還包括輔助添加劑,所述輔助添加劑為磷酸、次亞磷酸銨、次磷酸銨、對硝基苯甲酸、對硝基苯甲醇、磷鎢酸中的兩種或兩種以上。本發(fā)明中,輔助添加劑主要起到消氫和防水的作用。
上述的高壓鋁電解電容器的電解液,優(yōu)選的,包括以下步驟,1)將主溶劑和輔助溶劑混合均勻;2)在溫度為40-70攝氏度的條件下加入40%-45%的溶質,攪拌并將溫度升至120-130攝氏度;使部分主溶質和輔助溶質在高溫下與溶劑發(fā)生化學反應,產生大分子鏈的羧酸酯類有機物,提高電解液的閃火電壓。3)在溫度為100-130攝氏度的條件下加入閃火電壓提升劑,繼續(xù)升溫加熱使得閃火電壓提升劑溶解;4)閃火電壓提升劑溶解完全后,冷卻至115-130攝氏度加入剩余的溶質并保溫40-80分鐘;5)將4)中的電解液冷卻至100-105攝氏度時加入輔助添加劑。
與現(xiàn)有技術相比,本發(fā)明的優(yōu)點在于:本發(fā)明的電解液可用于600V超高壓,電解液性能穩(wěn)定,電解液黏度小,電導率較高,利于批量生產,可降低生產成本。
本發(fā)明的有點如下,1.黏度?。核x溶劑黏度低,溶質碳鏈短,分子量小以及溶質含量占電解液含量的比重較小,會使電解液的黏度變小。2.高電導率:同質量的短碳鏈溶質其NH4+會比長碳鏈的溶質要多,輔助溶劑的加入基本不影響電解液的電導率,這樣能讓電解液保證高閃火電壓的情況下保持教高的電導率。3.利于批量生產:所選用的原料國內均有成熟的生產技術,不像其他專利選用的長碳鏈溶質,生產成本低。
具體實施方式
為了便于理解本發(fā)明,下文將結合較佳的實施例對本發(fā)明作更全面、細致地描述,但本發(fā)明的保護范圍并不限于以下具體的實施例。
需要特別說明的是,當某一元件被描述為“固定于、固接于、連接于或連通于”另一元件上時,它可以是直接固定、固接、連接或連通在另一元件上,也可以是通過其他中間連接件間接固定、固接、連接或連通在另一元件上。
除非另有定義,下文中所使用的所有專業(yè)術語與本領域技術人員通常理解的含義相同。本文中所使用的專業(yè)術語只是為了描述具體實施例的目的,并不是旨在限制本發(fā)明的保護范圍。
實施例
一種高壓鋁電解電容器的電解液,其特征在于:包括70-90份主溶劑、5-25份輔助溶劑、2-10份溶質和1-5份閃火電壓提升劑;所述主溶劑包括乙二醇、γ-丁內酯、DMF、一縮二乙二醇單丁醚的中一種或多種,所述輔助溶劑包括聚乙二醇200、聚乙二醇400、納米二氧化硅溶液、甘油、碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯中的兩種或兩種以上;所述溶質為癸二酸銨、己二酸銨、己二酸、硼酸、五硼酸銨、壬二酸銨、十二雙酸銨、甲酸銨、苯甲酸銨、甘露醇、山梨醇、檸檬酸、乙二胺中的兩種或兩種以上;所述閃火電壓提升劑為聚乙烯醇、硼酸乙二醇聚酯、硼酸丙二醇聚酯、硼酸丙三醇聚酯、硼酸聚乙二醇聚酯、聚乙二醇6000中的一種或多種。
本實施例中,電解液中還包括輔助添加劑,所述輔助添加劑為磷酸、次亞磷酸銨、次磷酸銨、對硝基苯甲酸、對硝基苯甲醇、磷鎢酸中的兩種或兩種以上。
本實施例的高壓鋁電解電容器的電解液的制備方法,包括以下步驟,1)將主溶劑和輔助溶劑混合均勻;2)在溫度為40-70攝氏度的條件下加入總重量45%的溶質,攪拌并將溫度升至120-130攝氏度;3)在溫度為100-130攝氏度的條件下加入閃火電壓提升劑,繼續(xù)升溫加熱使得閃火電壓提升劑溶解;4)閃火電壓提升劑溶解完全后,冷卻至115-130攝氏度加入剩余55%的溶質并保溫40-80分鐘;5)將4)中的電解液冷卻至100-105攝氏度時加入輔助添加劑。
本實施例的電解液可用于600V超高壓,電解液性能穩(wěn)定,電解液黏度小,電導率較高,利于批量生產,可降低生產成本。