具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以 下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述 的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种铝电解电容器用电解液，包括以下组分：

主溶剂，主溶质以及材料A，其中，主溶剂包括内酯类化合物；

主溶质包括间二氮杂环戊烯类阳离子与有机羧酸阴离子；材料A选自结构式 Ⅰ所示化合物：

其中，R₁～R₇各自独立的选自氢基、苯环、烃基苯环、硝基苯环、碳原子数 1～10的直碳链或碳原子数1～10带支链的碳链；

R₈为含碳总数1～22个的带支链的碳链或含碳总数1～22个的不带支链的碳 链，其中R₈中含有或者不含有羰基、酯基和羧基。本发明提供的一种铝电解电 容器用电解液以内酯类化合物为主溶剂，加入间二氮杂环戊烯类阳离子与有机 羧酸阴离子组成的主溶质以及材料A，其中，材料A的结构为：

其中，R₁～R₇各自独立的选自氢基、苯环、烃基苯环、硝基苯环、碳原子数 1～10的直碳链或碳原子数1～10带支链的碳链；R₈为含碳总数1～22个的带支链 或含碳总数1～22个的不带支链的碳链，其中R₈中可以含有或者不含有羰基、 酯基和羧基。由于使用间二氮杂环戊烯类阳离子配制的铝电解电容器用电解液 会引入过量甲醇，甲醇的沸点低易蒸发，导致过回流焊产气凸底严重，通过加 入材料A抑制甲醇蒸发成气体，减小过回流焊凸底，而且本发明的铝电解电容 器用电解液耐低温性能优异。

在本发明的一些实施例中，材料A包括结构式Ⅱ、结构式Ⅲ、结构式Ⅳ与 结构式Ⅴ所示的化合物中的一种或多种，其中，结构式Ⅱ、结构式Ⅲ、结构式 Ⅳ以及结构式Ⅴ的结构如下所示：

其中，结构式Ⅱ为化合物A1，结构式Ⅲ为化合物A2，结构式Ⅳ为化合物 A3，结构式Ⅴ为化合物A4。

在本发明的一些实施例中，以铝电解电容器用电解液的总重量为100％计， 主溶剂的含量为63％～90％，主溶质的含量为0.3％～37％，材料A的含量为 0.0001％～0.5％。

在本发明的一些实施例中，铝电解电容器用电解液还包括甲醇，甲醇的含 量为0～300ppm。

以间二氮杂环戊烯类阳离子为主溶剂易引入甲醇，甲醇的沸点易蒸发，导 致过回流焊产气凸底严重。本发明在甲醇含量较高的情况下，仍能保持制备的 电容器满足过回流焊性能要求。

在本发明的一些实施例中，内酯类化合物包括γ-丁内酯和/或γ-戊内酯。

优选的，内酯类化合物以γ-丁内酯作为主溶剂。

在本发明的一些实施例中，间二氮杂环戊烯类阳离子包括1-乙基-3甲基间 二氮杂环戊烯阳离子、1-乙基-2,3-二甲基间二氮杂环戊烯阳离子、1,2,3,4-四甲基 间二氮杂环戊烯阳离子、1,2,3-三甲基间二氮杂环戊烯阳离子、2-甲基间二氮杂 环戊烯阳离子、2-苯基间二氮杂环戊烯阳离子、1,2,3,4-四乙基间二氮杂环戊烯阳 离子、1,3,4-三甲基间二氮杂环戊烯、1,3-二甲基-2-乙基间二氮杂环戊烯、1-乙基 -2，3-二甲基间二氮杂环戊烯、1-甲基-2,3,4-三乙基间二氮杂环戊烯和1,3,4-三甲 基-2-乙基间二氮杂环戊烯阳离子中的一种或多种；

有机羧酸选自苯甲酸、苯甲酸衍生物或结构式Ⅵ所示化合物：

其中，P₁为碳原子数1～26的主碳链，R₉、R₁₀、R₁₁、R₁₂各自独立地选自氢、 苯环、烃基苯环、硝基苯环、碳原子数1～12的直碳链、碳原子数1～12带支链 的碳链或羧基，且R₉、R₁₀、R₁₁、R₁₂中的一个或两个选自羧基，R₉、R₁₀、R₁₁、 R₁₂可以分别连接P₁任意的碳原子上。

有机羧酸总的含碳量为4～26个，优选的含碳量为6～13个，更优选的含碳 量为10～12个。

本发明中，主溶质使用间二氮杂环戊烯类阳离子和有机羧酸阴离子，修复 氧化覆膜，并能降低漏电流，而且稳定性优异，在低温下电容器也更耐压。

在本发明的一些实施例中，铝电解电容器用电解液还包括辅助溶剂，辅助 溶剂包括乙二醇、二甘醇、丙二醇、丙三醇、正丁醇、正辛醇、环丁砜、N-甲 基吡咯烷酮、二乙二醇单丁醚、二甲基亚砜、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙 醚和三乙二醇二甲醚中的一种或多种；

以铝电解电容器用电解液的总重量为100％计，辅助溶剂的含量为3％～30％。

优选的，以乙二醇作为辅助溶剂。

在本发明的一些实施例中，铝电解电容器用电解液还包括辅助溶质，辅助 溶质包括二甲胺、二乙胺、三乙胺、壬二酸二乙胺、壬二酸二甲胺、壬二酸三 乙胺、癸二酸二乙胺、癸二酸三乙胺和碳原子数5～15的有机羧酸铵盐中的一种 或多种；

以铝电解电容器用电解液的总重量为100％计，辅助溶质的含量为0％～7％。

其中，碳原子数5～15的有机羧酸铵盐包括癸二酸铵、十二双酸铵、己二酸 铵以及苯甲酸铵。

在本发明的一些实施例中，铝电解电容器用电解液还包括改性添加剂，改 性添加剂包括防水合剂、闪火提升剂和消氢剂；

防水合剂包括硼酸、五硼酸铵、次亚磷酸及铵盐、磷酸及铵盐、磷酸酯化 物、亚磷酸及铵盐、磷钨酸及铵盐、磷钼酸及铵盐和聚磷酸及铵盐中的一种或 多种；

防水合剂选择硼酸以及磷酸类的铵盐，可有效补充硼酸根，磷酸根或亚磷 酸根等物质至电容器电解液中，这些物质存在于电解液可快速修补正箔的氧化 铝膜，提升铝电解电容器耐低温性能，达到有效抑制水合的作用。

闪火提升剂包括甘露醇、聚乙烯醇硼酸酯、聚合度300～6000的聚乙烯醇、 聚合度300～6000的聚丙三醇、聚合度500～5000的聚丙烯醇、硅烷偶联剂、聚 环氧丙烷醚、聚合脂肪酸及铵盐、纳米二氧化硅和有机硅中的一种或多种；

闪火提升剂可以提升电解液的闪火电压，保证电容器在过压的情况下，不 会因电解液闪火导致电解纸被击穿。

消氢剂包括硝基苯甲醇、间硝基乙酰苯、偏硝基乙酰苯、对硝基苯甲酸、 对硝基苯甲酸铵、对硝基苯酚、间硝基苯酚、邻硝基苯酚、对硝基苯乙酮和邻 硝基苯甲醚中的一种或多种；

由于电解液会对负箔进行修复，会产生氢气。消氢剂主要通过消氢化合物 与氢气反应，减少电容器内的氢气，防止因氢气过多而产生爆炸。

以铝电解电容器用电解液的总重量为100％计，防水合剂的含量为0％～4％， 闪火提升剂的含量为2％～16％，消氢剂的含量为0.5％～2％。

本发明还提供一种铝电解电容器，正箔、负箔、电解纸以及由上述任意一 项所述的铝电解电容器用电解液。

以下通过实施例对本发明进行进一步的说明。应理解，本发明不限于以下 实施案例，方法如无特别说明均视为常规方法。材料如无特别说明均能从公开 商业途径获得。

实施例1

本实施例用于说明本发明公开的铝电解电容器用电解液及其制备方法。

以铝电解电容器用电解液的总重量为100％计，包括以下组分：

(1)γ-丁内酯87.47％

(2)1,2,3,4-四甲基间二氮杂环戊烯阳离子1.0％

(3)2-己基-己二酸1.0％

(4)乙二醇8％

(5)有机硅2％

(6)对硝基苯甲醇0.5％

(7)化合物A1 0.03％

化合物A1的结构式：

其制备方法包括以下步骤：

(1)按上述组分，先将1,2,3,4-四甲基间二氮杂环戊烯阳离子和2-己基-己 二酸混合制备得到主溶质；

(2)按上述组分，将γ-丁内酯，主溶质，乙二醇，有机硅，对硝基苯甲醇 以及化合物A1混合均匀，制备得到铝电解电容器用电解液，标记为S1。

实施例2

本实施例用于说明本发明公开的铝电解电容器用电解液及其制备方法。

以铝电解电容器用电解液的总重量为100％计，包括以下组分：

(1)γ-丁内酯80.35％

(2)1-乙基-3-甲基间二氮杂环戊烯阳离子4.5％

(3)2-丁基辛二酸4.5％

(4)乙二醇8％

(5)次亚磷酸铵0.1％

(6)有机硅2％

(7)对硝基苯酚0.5％

(8)化合物A2 0.05％

化合物A2的结构式：

其制备方法包括以下步骤：

(1)按上述组分，先将1-乙基-3-甲基间二氮杂环戊烯阳离子和2-丁基辛二 酸混合制备得到主溶质；

(2)按上述组分，将γ-丁内酯，主溶质，乙二醇，次亚磷酸铵，有机硅， 对硝基苯酚以及化合物A2混合均匀，制备得到铝电解电容器用电解液，标记为 S2。

实施例3

本实施例用于说明本发明公开的铝电解电容器用电解液及其制备方法。

以铝电解电容器用电解液的总重量为100％计，包括以下组分：

(1)γ-丁内酯70.39％

(2)1-乙基-3-甲基间二氮杂环戊烯阳离子9.5％

(3)2-丁基辛二酸9.5％

(4)乙二醇8％

(5)次亚磷酸铵0.1％

(6)有机硅2％

(7)对硝基苯甲醇0.5％

(8)化合物A3 0.01％

化合物A2的结构式：

其制备方法包括以下步骤：

(1)按上述组分，先将1-乙基-3-甲基间二氮杂环戊烯阳离子和2-丁基辛二 酸混合制备得到主溶质；

(2)按上述组分，将γ-丁内酯，主溶质，乙二醇，次亚磷酸铵，有机硅， 对硝基苯甲醇以及化合物A2混合均匀，制备得到铝电解电容器用电解液，标记 为S3。

实施例4

本实施例用于说明本发明公开的铝电解电容器用电解液及其制备方法。

以铝电解电容器用电解液的总重量为100％计，包括以下组分：

(1)γ-丁内酯78.8％

(2)1,2,3-三甲基间二氮杂环戊烯阳离子5％

(3)十二双酸5％

(4)乙二醇8％

(5)癸二酸铵0.5％

(6)次亚磷酸铵0.1％

(7)有机硅2％

(8)对硝基苯甲醇0.5％

(9)化合物A4 0.1％

化合物A3的结构式：

其制备方法包括以下步骤：

(1)按上述组分，先将1,2,3-三甲基间二氮杂环戊烯阳离子和十二双酸混 合制备得到主溶质；

(2)按上述组分，将γ-丁内酯，主溶质，乙二醇，癸二酸铵，次亚磷酸铵， 有机硅，对硝基苯甲醇以及化合物A3混合均匀，制备得到铝电解电容器用电解 液，标记为S4。

实施例5

本实施例用于说明本发明公开的铝电解电容器用电解液及其制备方法。

以铝电解电容器用电解液的总重量为100％计，包括以下组分：

(1)γ-丁内酯79.39％

(2)1-乙基-3-甲基间二氮杂环戊烯阳离子5％

(3)苯甲酸5％

(4)乙二醇8％

(5)次亚磷酸铵0.1％

(6)纳米二氧化硅2％

(7)对硝基苯甲醇0.5％

(8)化合物A5 0.01％

化合物A4的结构式：

其制备方法包括以下步骤：

(1)按上述组分，先将1-乙基-3-甲基间二氮杂环戊烯阳离子和苯甲酸混合 制备得到主溶质；

(2)按上述组分，将γ-丁内酯，主溶质，乙二醇，次亚磷酸铵，纳米二氧 化硅，对硝基苯甲醇以及化合物A4混合均匀，制备得到铝电解电容器用电解液， 标记为S5。

对比例1

本对比例用于对比说明本发明公开的铝电解电容器用电解液及其制备方法。

对比的以铝电解电容器用电解液的总重量为100％计，包括以下组分：

(1)γ-丁内酯87.5％

(2)1,2,3,4-四甲基间二氮杂环戊烯阳离子1％

(3)2-己基-己二酸1％

(4)乙二醇8％

(5)有机硅2％

(6)对硝基苯甲醇0.5％

其制备方法包括以下步骤：

(1)按上述组分，先将1,2,3,4-四甲基间二氮杂环戊烯阳离子和2-己基-己 二酸混合制备得到主溶质；

(2)按上述组分，将γ-丁内酯，主溶质，乙二醇，有机硅以及对硝基苯甲 醇混合均匀，制备得到对比的铝电解电容器用电解液，标记为D1。

对比例2

本对比例用于对比说明本发明公开的铝电解电容器用电解液及其制备方法。

对比的以铝电解电容器用电解液的总重量为100％计，包括以下组分：

(1)乙二醇92.5％

(2)1,2,3,4-四甲基间二氮杂环戊烯阳离子1％

(3)2-己基-己二酸1％

(4)癸二酸铵3％

(5)有机硅2％

(6)对硝基苯甲醇0.5％

其制备方法包括以下步骤：

(1)按上述组分，先将1,2,3,4-四甲基间二氮杂环戊烯阳离子和2-己基-己 二酸混合制备得到主溶质；

(2)按上述组分，将乙二醇，主溶质，癸二酸铵，有机硅以及对硝基苯甲 醇混合均匀，制备得到对比的铝电解电容器用电解液，标记为D2。

对比例3

本对比例用于对比说明本发明公开的铝电解电容器用电解液及其制备方法。

对比的以铝电解电容器用电解液的总重量为100％计，包括以下组分：

(1)乙二醇92.9％

(2)癸二酸铵3.5％

(3)十二双酸1.5％

(4)次亚磷酸铵0.1％

(5)聚乙烯醇1.5％

(6)对硝基苯甲醇0.5％

其制备方法包括以下步骤：

(1)按上述组分，先将癸二酸铵和十二双酸混合制备得到主溶质；

(2)按上述组分，将乙二醇，主溶质，次亚磷酸铵，聚乙烯醇以及对硝基 苯甲醇混合均匀，制备得到对比的铝电解电容器用电解液，标记为D3。

性能测试

对上述制备得到的S1～S5和对比样品D1～D3进行性能测试。

1、将上述制备得到的S1～S5和对比样品D1～D3分别进行电导率以及闪火 电压进行测试。

(1)电导率

使用电导仪分别测试上述制备得到的S1～S5和对比样品D1～D3的电导率。

(2)闪火电压

使用导箔条(未化成)尺寸为1.0×0.5cm，如图1所示测试方法，测试上 述制备得到的S1～S5和对比样品D1～D3的闪火电压，其中，测试条件为电压： 800V，

电流：20mA，温度：30℃。

得到的测试结果填入表1。

表1

由表1可知，主溶质包括间二氮杂环戊烯阳离子与有机羧酸阴离子的电解 液，其甲醇含量更高。

2、将上述制备得到的电解液S1～S5和对比样品D1～D3分别在20℃以及-55℃ 电容器电解下，测试和计算电容值(C)，△C(％)，散逸因数损失角(DF)，阻 抗(Z)以及阻抗比，其中，电容器芯包选择规格和尺寸：400V82μF，Ф16× 35。

得到的测试结果填入表2。

表2

由表2可知，实施例S1～S5在-55℃下，电容，散逸因数损失角以及阻抗数 值都在合格范围内，这表明本发明的铝电解电容器用电解液耐低温性能良好。

3、将上述制备得到的电解液S1～S5和对比样品D1～D3分别进行回流焊产 气凸底实验，设置回流焊的条件：最高炉温251.2℃，大于250℃的时间为9S， 总时间约7分钟左右。

合格判定条件：凸底高于0.2mm为不合格。

得到的测试结果填入表3。

表3

由表3可知，实施例S1～S5与甲醇含量较少的对比例D3，在过回流焊后电 容器的凸底高度较小，结合表1可知，在实施例S1～S5的甲醇含量较高的前提 下，通过加入材料A，能有效抑制电容器过回流焊的凸底高度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发 明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明 的保护范围之内。