阅读说明：本技术 一种铝电解电容器用电解液及其制备方法 (Electrolyte for aluminum electrolytic capacitor and preparation method thereof ) 是由 黄丽华 于 2019-11-18 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种铝电解电容器用电解液,所述电解液包括主溶剂、辅助溶剂、主溶质、辅助溶质和添加剂,以及硝基化合物和/或间苯酚。本发明还提供该电解液的制备方法。本发明的铝电解电容器用电解液,具有稳定性高、耐压能力强、氧化效率高、使用寿命长等优点,同时其制备方法简单,易于工业化生产。(The invention discloses an electrolyte for an aluminum electrolytic capacitor, which comprises a main solvent, an auxiliary solvent, a main solute, an auxiliary solute, an additive, a nitro compound and/or m-phenol. The invention also provides a preparation method of the electrolyte. The electrolyte for the aluminum electrolytic capacitor has the advantages of high stability, strong pressure resistance, high oxidation efficiency, long service life and the like, and meanwhile, the preparation method is simple and easy for industrial production.)

一种铝电解电容器用电解液及其制备方法

技术领域

本发明涉及电解液，更具体地说，涉及一种铝电解电容器用的电解液及其制备方法。

背景技术

铝电解电容器，由于其工作电解液一般为用于修复电容器在加工和使用过程中所导致的氧化膜的损伤的工作介质，电容器的阳极氧化膜的厚度是随着电压的升高而成正比关系。因此，工作电解液的氧化效率高低直接影响到电解电容器的氧化膜的质量和耐压高低，同时其在线路使用中因温度和频率的变化冲击导致电性能变化因而使电容器在应用中受到很大的限制，甚至已经制约相关电子技术的发展。

为此，如何解决铝电解电容器工作电解液的氧化效率问题成为广大电容器厂家研究的方向，同时在线路中由于有交流成分的存在，电解电容器因工作电解液氧化效率不高导致气体产生从而使内部气压的产生导致电解液挥发而失效，特别是在高压条件下如何保持电容器随温度和频率的变化的稳定性显得更为迫切。

发明内容

针对现有技术中电解电容器所用的电解液氧化效率不高、使用寿命短、耐压性差等问题，本发明提供一种氧化效率高、稳定性好、耐压性强、使用寿命长等优点的铝电解电容器用的电解液，同时本发明还提供该电解液的制备方法。

一种铝电解电容器用电解液，所述电解液包括主溶剂、辅助溶剂、主溶质、辅助溶质和添加剂，以及硝基化合物和/或间苯酚，所述主溶剂包括有机醇和有机酯，所述有机醇选自二元醇、三元醇中的一种或者两种以上的组合，所述有机酯选自γ-丁内酯和/或6-己内酯；所述辅助溶剂为有机聚合物溶剂，所述有机聚合物溶剂为聚乙烯醇、聚丙烯醇、聚乙二醇、聚乙醇中的一种或两种以上的组合；所述主溶质为支链有机酸铵，所述支链有机酸铵为葵二酸铵、己二酸铵、壬二酸氢铵和支链葵二酸铵中的一种或者两种以上的组合；所述辅助溶质为硼酸和/或五硼酸铵；所述添加剂选自次亚磷酸及其铵盐、十六碳二酸及其铵盐、十八烷双烯酸及其铵盐、十二双烯酸及其铵盐、三十碳烯酸及其铵盐中的一种或者两种以上的组合。

本发明中，优选的方案为，主溶剂7.5-75份、辅助溶剂0.5-15份、主溶质6-57份、辅助溶质0.1-5份和、硝基化合物和或间苯酚0.1-5份、添加剂0.4-10份。

本发明中，优选的方案为，所述电解液按照重量份计包括：乙二醇和/或丙三醇2.5-60份、二甘醇5-15份、γ-丁内酯5-30份、辅助溶剂0.5-15份、硼酸0.1-5份、葵二酸铵2-10份、壬二酸氢铵1-12份、支链葵二酸铵2.5-30份、十二双烯酸及铵盐0.5-5份、十八烷双烯酸及其铵盐0.1-2份、硝基化合物和/或间苯酚0.1-5份、次亚磷酸及其铵盐0.1-3份、三十碳烯酸及其铵盐0.1-3份、支链烷基酸及其盐0.1-2份；所述硝基化合物为对硝基苯甲酸、对硝基苯甲酸盐、间苯酚、二硝基苯酸、二硝甲苯酸盐中的一种或两种以上的组合。

本发明中，优选的方案为，所述电解液按照重量份计包括：乙二醇75份、丙三醇10份、γ-丁内酯5份、硼酸1.5份、聚乙烯醇3份、聚乙二醇5份、葵二酸铵3份、支链葵二酸铵15份、十六烷基二酸2.5份、十八双烯酸铵2.5份、十二双烯酸铵3份、三十碳烯酸0.3份、间苯酚2份、次亚磷酸1.5份

本发明中，优选的方案为所述支链葵二酸铵为1,6-癸二酸铵和/或异癸二酸铵。

本发明中，所述铝电解电容器用电解液的制备方法，包括如下步骤：将配方量的主溶剂、辅助溶剂及辅助溶质在130-200℃的温度下搅拌均匀，然后加入主溶质、硝基化合物和/或间苯酚搅拌均匀，接着加入添加剂并搅拌均匀，即得。

本发明中，优选的方案为，所述的铝电解电容器用电解液的制备方法，包括如下步骤：将配方量的主溶剂、辅助溶剂及辅助溶质在200℃的温度下搅拌均匀，保温2h，然后降温至130℃，然后加入主溶质、硝基化合物和/或间苯酚搅拌均匀并加热到160℃，然后保温2h，接着降温至130℃，接着加入添加剂并搅拌均匀，冷却至室温，即得。

本发明的铝电解电容器用电解液，通过对组分的选择和配比的确定，电解液的共沸点得到明显提升，较普通电解液的共沸点高80-100℃；蒸汽压低，从而大大降低电解液的挥发速率；并提升氧化膜的耐压水平，能耐受≥500V以上的闪火电压；同时还具有良好的氧化效率，较现有电解液的氧化效率高近30％，使得电容器在生产时进入内部空气中的氧气得到消耗，从而降低电容器内部的气压，避免内部气压过大而损坏阳极氧化膜，进一步提升铝电解电容器的使用寿命；同时，本发明的电解液制备方法，操作简单、便捷，便于进行工业化生产。

具体实施方式

一种铝电解电容器用电解液，所述电解液包括主溶剂、辅助溶剂、主溶质、辅助溶质和添加剂，及硝基化合物和/或间苯酚(本文中的“硝基化合物和/或间苯酚”是指电解液包括主溶剂、辅助溶剂、主溶质、辅助溶质和添加剂，还包括硝基化合物和间苯酚中的一种或两种以上的组合)，所述主溶剂包括有机醇和有机酯，所述有机醇选自二元醇、三元醇中的一种或者两种以上的组合，所述有机酯选自γ-丁内酯和/或6-己内酯；所述辅助溶剂为有机聚合物溶剂，所述有机聚合物溶剂为聚乙烯醇、聚丙烯醇、聚乙二醇、聚乙醇中的一种或两种以上的组合；所述主溶质为支链有机酸铵，所述支链有机酸铵为葵二酸铵、己二酸铵、壬二酸氢铵和支链葵二酸铵中的一种或者两种以上的组合；所述辅助溶质为硼酸和/或五硼酸铵；所述添加剂选自次亚磷酸及其铵盐、十六碳二酸及其铵盐、十八烷双烯酸及其铵盐、十二双烯酸及其铵盐、三十碳烯酸及其铵盐中的一种或者两种以上的组合。(本发明中添加剂选自的多种酸及其铵盐中的一种或二中以上的组合，是指可以选用对应的酸、对应酸形成的铵盐中的一种或者两种以上的组合)

本本发明的铝电解电容器用电解液，通过对组分的选择和配比的确定，电解液的共沸点得到明显提升，较普通电解液的共沸点高80-100℃；蒸汽压低，从而大大降低电解液的挥发速率；并提升氧化膜的耐压水平，能耐受≥500V以上的闪火电压；同时还具有良好的氧化效率，较现有电解液的氧化效率高近30％，使得电容器在生产时进入内部空气中的氧气得到消耗，从而降低电容器内部的气压，避免内部气压过大而损坏阳极氧化膜，进一步提升铝电解电容器的使用寿命；同时，本发明的电解液制备方法，操作简单、便捷，便于进行工业化生产。

本发明中，优选的方案为，主溶剂7.5-75份、辅助溶剂0.5-15份、主溶质6-57份、辅助溶质0.1-5份和、硝基化合物和或间苯酚0.1-5份、添加剂0.4-10份。

本发明中，优选的方案为，所述电解液按照重量份计包括：所述电解液按照重量份计包括：乙二醇和/或丙三醇2.5-60份、二甘醇5-15份、γ-丁内酯5-30份、辅助溶剂0.5-15份、硼酸0.1-5份、葵二酸铵2-10份、壬二酸氢铵1-12份、支链葵二酸铵2.5-30份、十二双烯酸及铵盐0.5-5份、十八烷双烯酸及其铵盐0.1-2份、硝基化合物和/或间苯酚0.1-5份、次亚磷酸及其铵盐0.1-3份、三十碳烯酸及其铵盐0.1-3份、支链烷基酸及其盐0.1-2份；所述硝基化合物为对硝基苯甲酸、对硝基苯甲酸盐、间苯酚、二硝基苯酸、二硝甲苯酸盐中的一种或两种以上的组合

本发明中，优选的方案为，所述电解液按照重量份计包括：乙二醇75份、丙三醇10份、γ-丁内酯5份、硼酸1.5份、聚乙烯醇3份、聚乙二醇5份、葵二酸铵3份、支链葵二酸铵15份、十六烷基二酸2.5份、十八双烯酸铵2.5份、十二双烯酸铵3份、三十碳烯酸0.3份、间苯酚2份、次亚磷酸1.5份

本发明中，优选的方案为所述支链葵二酸铵为1,6-癸二酸铵和/或异癸二酸铵。

本发明中，所述铝电解电容器用电解液的制备方法，包括如下步骤：将配方量的主溶剂、辅助溶剂及辅助溶质在130-200℃的温度下搅拌均匀，然后加入主溶质、硝基化合物和/或间苯酚(此处是指既加入主溶质，也加入硝基化合物和间苯酚中的一种或者两种以上的物质)搅拌均匀，接着加入添加剂并搅拌均匀，即得。

本发明中，优选的方案为，所述的铝电解电容器用电解液的制备方法，包括如下步骤：将配方量的主溶剂、辅助溶剂及辅助溶质在200℃的温度下搅拌均匀，保温2h，然后降温至130℃，然后加入主溶质、硝基化合物和/或间苯酚(此处是指既加入主溶质，也加入硝基化合物和间苯酚中的一种或者两种以上的物质)搅拌均匀并加热到160℃，然后保温2h，接着降温至130℃，接着加入添加剂并搅拌均匀，冷却至室温，即得。

实施例1

一种铝电解电容器用电解液，所述电解液铵照重量份计包括：乙二醇67.5份、γ-丁内酯15份、硼酸1份、5份聚乙烯醇117、3.5份聚乙二醇1000、葵二酸铵6份、1,6-癸二酸铵10份、十八双烯酸1份、十二双烯酸铵1.5份、三十碳烯酸铵0.5份、间苯酚2份、次亚磷酸0.5份、对硝基苯甲酸铵1.5份。

本实施例的铝电解电容器用电解液的制备方法，包括如下步骤：将配方量的乙二醇、γ-丁内酯、硼酸、聚乙烯醇117、聚乙二醇1000在140℃的温度下混合、搅拌均匀，保温2h，然后降温至120℃；接着依次加入葵二酸铵、1,6-癸二酸铵、十二双烯酸铵、十八双烯酸铵、三十碳烯酸铵、次亚磷酸在160℃的温度下混合、搅拌均匀，保温1h，然后降温至120℃；然后再加入对硝基苯甲酸铵，搅拌均匀，冷却至室温，即得。

实施例2

一种铝电解电容器用电解液，所述电解液铵照重量份计包括：乙二醇75份、丙三醇10份、γ-丁内酯5份、硼酸1.5份、3份聚乙烯醇124、5份聚乙二醇6000、葵二酸铵3份、1,6-癸二酸铵15份、十六烷基二酸2.5份、十八双烯酸铵2.5份、十二双烯酸铵3份、三十碳烯酸0.3份、间苯酚2份、次亚磷酸1.5份。

本实施例的铝电解电容器用电解液的制备方法，包括如下步骤：将乙二醇、丙三醇、硼酸、聚乙烯醇124、聚乙烯醇6000、γ-丁内酯在200℃的温度下混合、搅拌均匀，保温2h，然后降温至130℃；然后，依次加入葵二酸铵、1,6-癸二酸铵、十六烷基二酸、十八双烯酸铵、十二双烯酸铵、次亚磷酸、三十碳烯酸在160℃的温度下混合、搅拌均匀，保温2h，然后降温至130℃；接着加入间苯酚，搅拌均匀，冷却至室温，即得。

实施例3

一种铝电解电容器用电解液，所述电解液按照重量份计包括：乙二醇75份、丙三醇10份、γ-丁内酯5份、硼酸1.5份、聚乙烯醇(124)3份、聚乙二醇5份、葵二酸铵3份、异癸二酸铵15份、十六烷基二酸2.5份、十八双烯酸铵2.5份、十二双烯酸铵3份、三十碳烯酸0.3份、间苯酚2份、次亚磷酸1.5份。

本实施例的铝电解电容器用电解液的制备方法，包括如下步骤：将乙二醇、丙三醇、硼酸、聚乙烯醇6000、γ-丁内酯在200℃的温度下混合、搅拌均匀，保温2h，然后降温至130℃；然后，依次加入葵二酸按、异癸二酸铵、十六烷基二酸、十八双烯酸铵、十二双烯酸铵、次亚磷酸、三十碳烯酸在160℃的温度下混合、搅拌均匀，保温2h，然后降温至130℃；接着加入间苯酚，搅拌均匀，冷却至室温，即得。

实施例4

一种铝电解电容器用电解液，所述电解液按照重量份计包括：乙二醇3份、丙三醇2.5份、γ-丁内酯2份、五硼酸铵0.1份、聚乙烯醇(6000)0.3份、聚乙二醇(124)0.2份、葵二酸铵30份、异癸二酸铵27份、十六烷基二酸3份、十八双烯酸铵1份、十二双烯酸铵2份、三十碳烯酸4份、间苯酚0.4份。

本实施例的铝电解电容器用电解液的制备方法，包括如下步骤：将乙二醇、丙三醇、五硼酸铵、聚乙烯醇6000、聚乙二醇124、γ-丁内酯在200℃的温度下混合、搅拌均匀，保温2h，然后降温至130℃；然后，依次加入葵二酸按、异癸二酸铵、十六烷基二酸、十八双烯酸铵、十二双烯酸铵、三十碳烯酸在160℃的温度下混合、搅拌均匀，保温2h，然后降温至130℃；接着加入间苯酚，搅拌均匀，冷却至室温，即得。

实施例5

一种铝电解电容器用电解液，所述电解液按照重量份计包括：乙二醇30份、丙三醇20份、γ-丁内酯25份、硼酸5份、聚乙烯醇(6000)7份、聚乙二醇(124)8份、葵二酸铵1份、异癸二酸铵5份、十六烷基二酸0.1份、十八双烯酸铵0.1份、十二双烯酸铵0.1份、三十碳烯酸0.1份、间苯酚0.4份。

本实施例的铝电解电容器用电解液的制备方法，包括如下步骤：将乙二醇、丙三醇、硼酸、聚乙烯醇6000、聚乙二醇124、γ-丁内酯在200℃的温度下混合、搅拌均匀，保温2h，然后降温至130℃；然后，依次加入葵二酸按、异癸二酸铵、十六烷基二酸、十八双烯酸铵、十二双烯酸铵、三十碳烯酸在160℃的温度下混合、搅拌均匀，保温2h，然后降温至130℃；接着加入间苯酚，搅拌均匀，冷却至室温，即得。

实验例

取实施例1-5制得的电解液，对上述电解液的性能进行测试，测试性能主要为pH值、电导率、闪火电压、共沸点和氧化效率，其中，采用YTV-11B智能型阳极箔TV特性/漏电流测试仪在800V、4mA条件下，分别测量实施例1-5的电解液的闪火电压；在30℃的温度下采用PSH-3C型pH计测量实施例1-5的电解液的pH值；采用DDS-307电导率仪测定在30℃的温度下的电导率；对电解液加热，待沸腾时用Testo温度测量仪测量沸腾温度；氧化效率(COD值)采用GB-11914-89记载的重铬酸盐法测试；为了便于对比，购买市售某公司的铝电解电容器用电解液进行对比测试，电解液测试结果参加下表1：

表1：电解液性能测试数据表

从上表1中的数据可以看出，本发明的电解液的电导率、闪火电压、氧化效率等各项性能良好。

铝电解用电容器性能测试，采用实施例1-5制得的电解液分别加入到铝电解用电容器中，制成电容器，然后置于105℃的烘箱中，施加400V的工作电压和58mA、120Hz的纹波电流，每隔200h测试一次电容量C、损耗角正切tanα、漏电流I_L，测试仪器为宽频LCR数字电桥和TH2686型漏电流仪测试，对应的，将市售的某公司的铝电解电容器也做相关测试，测得数值参见下表2：

表2：电容器性能测试数据表

从上表2中的数据可以看出，本发明的电解液制得得电容器的电容量损耗、漏电流等各项指标良好，使用寿命长。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。