一種高電導(dǎo)高閃火鋁電解電容器用電解液及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電解液技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高電導(dǎo)高閃火鋁電解電容器用電解液 及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 鋁電解電容器是電子產(chǎn)品的基礎(chǔ)元件之一。隨著電子產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高及鋁電 解電容器應(yīng)用范圍的擴大，對其性能提出更高的要求。開關(guān)電源、節(jié)能燈等電子產(chǎn)品對高壓 電解電容器的安全性能要求很高。在濾波電路中，電容器承受高電壓、高紋波電流，若饋電 不穩(wěn)或施加過電壓，即可導(dǎo)致電容器的破壞、著火、燃燒等事故。鋁電解電容器電解液是電 容器整個工作過程中的實際陰極，對電容器的性能有重要影響，其中：使用溫度范圍、工作 壽命、可靠性、漏電流、損耗、容量變化等對電性能起決定作用。
[0003] 目前，已知的或在用的中高壓鋁電解電容器的工作電解液，經(jīng)過了以下幾個發(fā)展 過程:一、以乙二醇為主溶劑，硼酸或五硼酸銨等無機化合物為主溶質(zhì)。這樣配制的工作電 解液存在電導(dǎo)率低的問題，而且硼酸及其鹽在高溫下易與乙二醇發(fā)生酯化反應(yīng)而生成大量 的縮合水，造成電解液內(nèi)部的水分含量升高，電解液的蒸汽壓增大，電容器內(nèi)壓升高而引起 電容器開閥失效;二、以乙二醇為主溶劑，采用壬二酸、癸二酸或十二二酸等直連烴飽和二 羧酸及其鹽為電解質(zhì)的電解液，這一類的電解液雖然避免了一部分酯化反應(yīng)，但是由于這 一類的直鏈烷烴在乙二醇內(nèi)的溶解度較小，導(dǎo)致產(chǎn)品的阻抗較大，大紋波下容易發(fā)熱而使 溶劑揮發(fā)，從而產(chǎn)生惡性循環(huán)，導(dǎo)致電容器干枯而失效，同時直鏈烷烴在高溫下易發(fā)生酰胺 化副反應(yīng)生成水，亦易引起電容器早期失效;三、采用一些帶支鏈的酸或其鹽，如報道的1， 6-DDA及其鹽以及2-丁基辛二酸及其鹽，這類帶支鏈的羧酸及其鹽對溶媒的溶解度比直鏈 烷烴有所提高，因而一定程度上產(chǎn)生了效果，但同時，這類酸或其鹽主要依靠進口，因而成 本高而且制約因素較多。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點和不足，本發(fā)明的目的在于提供一種高電導(dǎo)高閃 火鋁電解電容器用電解液，該電解液閃火電壓可以達到490V，電導(dǎo)率可以達到2.4m S/cm，具 有良好的電化學(xué)特性，具有高電導(dǎo)率和高閃火電壓的優(yōu)點，可應(yīng)用于鋁電解電容器的制造。
[0005] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種高電導(dǎo)高閃火鋁電解電容器用電解液的制備方 法，該制備方法工藝簡單，操作控制方便，質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)成本低，可大規(guī)模工 業(yè)化生產(chǎn)。
[0006] 本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：一種高電導(dǎo)高閃火鋁電解電容器用電解 液，它由如下重量份的原料組成： 癸二酸銨 4.5-6.5份 壬二酸氫銨 1.5-2.5份 五硼酸銨 1.5-2.5份 閃火提升劑 13-17份 十二雙酸銨 1.5-2.5份 次亞磷酸銨 0.2-0.3份 對硝基苯甲醇 0.3-0.7份 乙二醇 60-85份。
[0007] 本發(fā)明的電解液通過采用上述原料之間的相互作用，并嚴格控制各原料的重量配 比，制得的電解液閃火電壓可以達到490V，電導(dǎo)率可以達到2.4ms/cm，具有良好的電化學(xué)特 性，具有高電導(dǎo)率和高閃火電壓的優(yōu)點，可應(yīng)用于鋁電解電容器的制造。
[0008] 優(yōu)選的，它由如下重量份的原料組成： 癸二酸銨 4.5-5.5份 壬二酸氫銨 1.5-2份 五硼酸銨 1.5-2份 閃火提升劑 13-15份 十二雙酸銨 1.5-2份 次亞磷酸銨 0.2-0.25份 對硝基苯甲醇 0.3-0.5份 乙二醇 60-72.8份。
[0009] 另一優(yōu)選的，它由如下重量份的原料組成： 癸二酸銨 5-6份 壬二酸氫銨 1.8-2.2份 五硼酸銨 1.8-2.2份 閃火提升劑 14-16份 十二雙酸銨 1.8-2.2份 次亞磷酸銨 0.22-0.28份 對硝基苯甲醇 0.4-0.6份 乙二醇 65-80份。
[0010] 另一優(yōu)選的，它由如下重量份的原料組成： 癸二酸銨 5.5-6.5份 壬二酸氫銨 2-2.5份 五硼酸銨 2-2.5份 閃火提升劑 15-17份 十二雙酸銨 2-2.5份 次亞磷酸銨 0.25-0.3份 對硝基苯甲醇 0.5-0.7份 乙二醇 72.8-85份。
[0011] 更為優(yōu)選的，它由如下重量份的原料組成： 癸二酸銨 5份 壬二酸氫銨 1.8份 五硼酸銨 1.8份 閃火提升劑 14份 十二雙酸銨 1.8份 次亞磷酸銨 0.22份 對硝基苯甲醇 0.4份 乙二醇 65份。
[0012] 另一優(yōu)選的，它由如下重量份的原料組成： 癸二酸銨 5.5份 壬二酸氫銨 2份 五硼酸銨 2份 閃火提升劑 15份 十二雙酸銨 2份 次亞磷酸銨 0.25份 對硝基苯甲醇 0.5份 乙二醇 72.8份。
[0013] 另一優(yōu)選的，它由如下重量份的原料組成： 癸二酸銨 6份 壬二酸氫銨 2.2份 五硼酸銨 2.2份 閃火提升劑 16份 十二雙酸銨 2.2份 次亞磷酸銨 0.28份 對硝基苯甲醇 0.6份 乙二醇 80份。
[0014]優(yōu)選的，所述閃火提升劑是由PVA和硼酸以重量比1:1.8-2.2反應(yīng)制得的具有立體 結(jié)構(gòu)的膠狀化合物。本發(fā)明通過采用PVA和硼酸以重量比1:1.8-2.2反應(yīng)制得的具有立體結(jié) 構(gòu)的膠狀化合物作為閃火提升劑，制得的電解液具有較高的閃火電壓;還可以保證電容器 高耐壓的同時，使鋁電解電容器在長期使用后仍能保持較佳的性能，實現(xiàn)了長壽命。更為優(yōu) 選的，所述閃火提升劑是由PVA和硼酸以重量比1:2反應(yīng)制得的具有立體結(jié)構(gòu)的膠狀化合 物。
[0015] 本發(fā)明的另一目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn):一種高電導(dǎo)高閃火鋁電解電容器用電 解液，包括如下步驟： (1) 按原料的重量配比稱取癸二酸銨、壬二酸氫銨、五硼酸銨、閃火提升劑、十二雙酸 銨、次亞磷酸銨、對硝基苯甲醇和乙二醇； (2) 將乙二醇、閃火提升劑、癸二酸銨、壬二酸氫銨、五硼酸銨和十二雙酸銨混合，加熱 至95-105°C 攪拌 25-35min，再升溫到 120-130°C 保溫 50-70min，急冷至85-95°C; (3) 再加入次亞磷酸銨和對硝基苯甲醇，攪拌至冷卻至室溫，制得高電導(dǎo)高閃火鋁電解 電容器用電解液。
[0016] 本發(fā)明的制備方法工藝簡單，操作控制方便，質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)成本低， 可大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
[0017] 本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明的電解液閃火電壓可以達到490V，電導(dǎo)率可以達 到2.4ms/cm，具有良好的電化學(xué)特性，具有高電導(dǎo)率和高閃火電壓的優(yōu)點，可應(yīng)用于鋁電解 電容器的制造。
[0018] 本發(fā)明的電解液還具有如下優(yōu)點： 1、實現(xiàn)了支持鋁電解電容器在_55°C~+ 155°C的環(huán)境溫度下能夠可靠持續(xù)性工作 10000小時以上的目的。
[0019] 2、可承受較大的紋波電流，適用于各種大型電子設(shè)備;在負荷壽命的耐久性試驗 中通過了紋波電流IA時105°C負荷SOOOh的考核，沒有出現(xiàn)引線腐蝕、擊穿、防爆閥開裂甚至 燃燒等狀況，具有高的可靠性。
[0020] 3、大大提高了電容器的安全性能及使用壽命，電容器不會發(fā)生爆炸、防爆閥開裂 甚至燃燒等不良，成品率尚，可達98%以上。
[0021 ]本發(fā)明的制備方法工藝簡單，操作控制方便，質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)成本低， 可大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
【具體實施方式】
[0022]為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的說明，實 施方式提及的內(nèi)容并非對本發(fā)明的限定。
[0023] 實施例1 一種高電導(dǎo)高閃火鋁電解電容器用電解液，它由如下重量份的原料組成： 癸二酸銨 4.5份 壬二酸氫銨 1.5份 五硼酸銨 1.5份 閃火提升劑 13份 十二雙酸銨 1.5份 次亞磷酸銨 0.2份 對硝基苯甲醇 0.3份 乙二醇 60份。
[0024] 所述閃火提升劑是由PVA和硼酸以重量比1:1.8反應(yīng)制得的具有立體結(jié)構(gòu)的膠狀 化合物。
[0025] -種高電導(dǎo)高閃火鋁電解電容器用電解液，包括如下步驟： (1) 按原料的重量配比稱取癸二酸銨、壬二酸氫銨、五硼酸銨、閃火提升劑、十二雙酸 銨、次亞磷酸銨、對硝基苯甲醇和乙二醇； (2) 將乙二醇、閃火提升劑、癸二酸銨、壬二酸氫銨、五硼酸銨和十二雙酸銨混合，加熱 至95°C攪拌35min，再升溫到120°C保溫70min，急冷至85°C; (3) 再加入次亞磷酸銨和對硝基苯甲醇，攪拌至冷卻至室溫，制得高電導(dǎo)高閃火鋁電解 電容器用電解液。
[0026] 實施例2 一種高電導(dǎo)高閃火鋁電解電容器用電解液，它由如下重量份的原料組成： 癸二酸銨 5份 壬二酸氫銨 1.8份 五硼酸銨 1.8份 閃火提升劑 14份 十二雙酸銨 1.8份 次亞磷酸銨 0.22份 對硝基苯甲醇 0.4份 乙二醇 65份。
[0027] 所述閃火提升劑是由PVA和硼酸以重量比1:1.9反應(yīng)制得的具有立