650v～700v超高壓鋁電解電容器、工作電解液及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種650V～700V超高壓鋁電解電容器工作電解液，包括如下重量百分比含量的組分：主要溶劑：45～65%；輔助溶劑：5～20.5%；溶質：10～20%；閃火電壓提高劑：8-25%；穩(wěn)定劑：5-10%；氫氣吸收劑：0.2～3%；其他添加劑：2-5%。本發(fā)明還公開了一種650V～700V超高壓鋁電解電容器工作電解液的制備方法以及650V～700V超高壓鋁電解電容器。本發(fā)明采用合理范圍內的閃火電壓提高劑和穩(wěn)定劑，提高電解液的耐高壓、耐高溫特性，同時具有低產氣性能，且用該電解液制成鋁電解電容器，耐久性壽命在85℃，2000小時紋波試驗時，耐壓可達650～700V甚至更高，不會因為電解液閃火電壓不穩(wěn)定而發(fā)生擊穿。
【專利說明】650V~700V超高壓鋁電解電容器、工作電解液及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及電解液領域，尤其涉及650V?700V超高壓鋁電解電容器、所述650V?700V超高壓鋁電解電容器工作電解液及其制備方法。
【背景技術】
[0002]近年來，變頻器和AC伺服放大器、電子汽車等能源電子機器的發(fā)展日新月異。以低燃料消耗、低排出氣體為目標的混合動力機車和燃料電池車，其車體的輕量化是發(fā)展的趨勢。為此，大功率驅動用變頻電源的高電壓化、低電流化(IGBT的高電壓化)是研究的主要目標，而現(xiàn)在的很多情況是在電源中將電容器串聯(lián)使用。為了節(jié)省空間、降低成本，電子機器廠家越來越要求減少串聯(lián)電容器的個數(shù)。電解液是鋁電解電容器的真正陰極，其性能對鋁電解電容器的特性有很大的影響，特別是電解液的閃火電壓對電容器的耐壓有決定作用。一般的電解液配制主要是由溶質、溶劑和添加劑組成。中國專利200410051254.2公開了一種鋁電解電容器工作電解液，包括溶劑、溶質、抗腐蝕用添加劑和改性添加劑，抗腐蝕用添加劑是選自8-羥基喹啉、甘露糖醇、磷酸單丁酯、有機酸中的一種或幾種物質；改性添加劑的組成分包括:聚乙烯醇和/或聚乙二醇、次亞磷酸和/或次亞磷酸銨、硼酸和/或五硼酸銨、以及乙二醇；此配方耐高壓性能效果不明顯，只能做成500V電解電容器。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的主要目的在于提供650V?700V超高壓鋁電解電容器、所述650V?700V超高壓鋁電解電容器工作電解液及其制備方法，旨在采用合理范圍內的閃火電壓提高劑和穩(wěn)定劑，提高電解液的耐高壓、耐高溫特性，同時具有低產氣性能，且用該電解液制成鋁電解電容器，耐久性壽命在85°C，2000小時紋波試驗時，耐壓可達650?700V甚至更高，不會因為電解液閃火電壓不穩(wěn)定而發(fā)生擊穿。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的650V?700V超高壓鋁電解電容器工作電解液，包括如下重量百分比含量的組分:
[0005]主要溶劑:45?65% ；
[0006]輔助溶劑:5?20.5% ；
[0007]溶質:10?20%;
[0008]閃火電壓提高劑:8-25% ；
[0009]穩(wěn)定劑:5-10%；
[0010]氫氣吸收劑:0.2?3% ;
[0011]其他添加劑:2-5%。
[0012]優(yōu)選地，所述主要溶劑為乙二醇；
[0013]所述輔助溶劑為丙三醇、二甘醇、二甘醇丁醚或二甘醇甲醚中的一種或多種；
[0014]所述溶質為硼酸、五硼酸銨、1，7-癸二酸銨、1，6_十二雙酸銨鹽、聚合羧酸銨、C16、C24、C30等帶支鏈的雙羧酸銨中的一種或多種；
[0015]所述閃火電壓提高劑為聚乙烯醇、聚丙烯酸銨、聚乙二醇、聚環(huán)氧乙烷環(huán)氧丙烷醚、納米Si02、聚合脂肪酸、聚合脂肪酸銨中的一種或多種；
[0016]所述穩(wěn)定劑為硼酸酯化物、甘露糖醇、山梨糖醇、木糖醇、次亞磷酸、次亞磷酸銨、磷酸氫二銨、聚磷酸、聚磷酸銨、烷基磷酸酯中的一種或兩種；
[0017]所述氫氣吸收劑為對硝基苯甲醇、對硝基苯甲酸、偏硝基乙酰苯、間苯二酚、對苯二酚、鄰硝基茴香醚、鄰硝基苯甲醚中的一種。
[0018]優(yōu)選地，包括如下重量百分比含量的組分:
[0019]乙二醇:50%;
[0020]二甘醇:9% ；
[0021]硼酸:2.5%;
[0022]聚合羧酸銨:15%;
[0023]C16 雙羧酸銨:3%;
[0024]聚乙二醇:2%;
[0025]聚乙烯醇:1%;
[0026]納米Si02:6% ；
[0027]甘露糖醇:6% ；
[0028]對硝基苯甲醇:0.5% ；
[0029]其他添加劑:5%。
[0030]優(yōu)選地，包括如下重量百分比含量的組分:
[0031]乙二醇:45%;
[0032]二甘醇:10%;
[0033]二甘醇丁醚:9% ；
[0034]硼酸:3%；
[0035]C16 雙羧酸銨:3%;
[0036]C30 雙羧酸銨:9% ；
[0037]聚乙二醇:1.5%;
[0038]聚環(huán)氧乙烷環(huán)氧丙烷醚:2% ；
[0039]納米Si02:6% ；
[0040]聚磷酸銨:0.3% ；
[0041]山梨糖醇:7%;
[0042]鄰硝基苯甲醚:2%;
[0043]其他添加劑:2.2%。
[0044]優(yōu)選地，包括如下重量百分比含量的組分:
[0045]乙二醇:54%；
[0046]二甘醇丁醚:8% ；
[0047]五硼酸銨:3% ；
[0048]聚合羧酸銨:11%;
[0049]C30 雙羧酸銨:5%;[0050]納米Si02:6% ；
[0051]聚乙二醇:3%;
[0052]甘露糖醇:5% ；
[0053]次亞磷酸銨:0.05% ；
[0054]對硝基苯甲醇:0.45% ；
[0055]其他添加劑:4.5%。
[0056]優(yōu)選地，所述其他添加劑包括重量百分比含量為1-3%的潤滑劑。
[0057]優(yōu)選地，所述潤滑劑的重量百分比含量為2%。
[0058]本發(fā)明進一步提供一種650V?700V超高壓鋁電解電容器工作電解液的制備方法，包括:
[0059]將重量百分比為45?65%的主要溶劑與5?20%的輔助溶劑充分混合后，加熱至60 ?90。。；
[0060]加入重量百分比為0.5?2.5%的閃火電壓提高劑，并充分攪拌均勻后，加熱至140 ?155°C ；
[0061]將上述混合液通過循環(huán)水冷卻至120°C后，加入重量百分比為10?20%的溶質，攪拌混合均勻，然后加入重量百分比為6?10%的穩(wěn)定劑，再加熱到110?130°C ；
[0062]最后加入重量百分比為0.2?3%的氫氣吸收劑及重量百分比為2-5%的其他添加齊U，混合均勻后自然冷卻，制得650?700V超高壓鋁電解電容器用工作電解液。
[0063]優(yōu)選地，所述主要溶劑為乙二醇；
[0064]所述輔助溶劑為丙三醇、二甘醇、二甘醇丁醚或二甘醇甲醚中的一種或多種；
[0065]所述溶質為硼酸、五硼酸銨、1，7-癸二酸銨、1，6_十二雙酸銨鹽、聚合羧酸銨、C16、C24、C30等帶支鏈的雙羧酸銨中的一種或多種；
[0066]所述閃火電壓提高劑為聚乙烯醇、聚丙烯酸銨、聚乙二醇、聚環(huán)氧乙烷環(huán)氧丙烷醚、納米Si02、聚合脂肪酸、聚合脂肪酸銨中的一種或多種；
[0067]所述穩(wěn)定劑為硼酸酯化物、甘露糖醇、山梨糖醇、木糖醇、次亞磷酸、次亞磷酸銨、磷酸氫二銨、聚磷酸、聚磷酸銨、烷基磷酸酯中的一種或兩種；
[0068]所述氫氣吸收劑為對硝基苯甲醇、對硝基苯甲酸、偏硝基乙酰苯、間苯二酚、對苯二酚、鄰硝基茴香醚、鄰硝基苯甲醚中的一種。
[0069]本發(fā)明進一步提供一種650V?700V超高壓鋁電解電容器，采用所述的650V?700V超高壓鋁電解電容器工作電解液。
[0070]本發(fā)明650V?700V超高壓鋁電解電容器工作電解液，包括如下重量百分比含量的組分:主要溶劑:45?65% ;輔助溶劑:5?20.5% ;溶質:10?20% ;閃火電壓提高劑:8-25% ;穩(wěn)定劑:5-10% ;氫氣吸收劑:0.2?3% ;其他添加劑:2_5%。本發(fā)明采用合理范圍內的閃火電壓提聞劑和穩(wěn)定劑，提聞電解液的耐聞壓、耐聞溫特性，同時具有低廣氣性能，且用該電解液制成鋁電解電容器，耐久性壽命在85 °C，2000小時紋波試驗時，耐壓可達650?700V甚至更高，不會因為電解液閃火電壓不穩(wěn)定而發(fā)生擊穿。
[0071]本發(fā)明目的的實現(xiàn)、功能特點及優(yōu)點將結合實施例做進一步說明。
【具體實施方式】[0072]以下結合具體實施例進一步說明本發(fā)明的技術方案。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0073]本發(fā)明提供一種650V?700V超高壓鋁電解電容器工作電解液，用于650V?700V超高壓鋁電解電容器的制備；所述650V?700V超高壓鋁電解電容器工作電解液包括如下重量百分比含量的組分:
[0074]主要溶劑:45?65% ;輔助溶劑:5?20.5% ;溶質:10?20% ；
[0075]閃火電壓提聞劑:8_25% ;為提聞電解液的耐聞壓,本實施例在電解液中添加了閃火電壓提高劑，明顯減少電解液與鋁箔氧化膜界面的陰離子濃度，從面提高陰離子的放電電壓，同時這些聚合物在鋁箔氧化表面強有力吸附后，又可以防止水的侵蝕，提高了高溫的穩(wěn)定性。
[0076]穩(wěn)定劑:5-10% ;穩(wěn)定劑的添加不但防止電解液在工作過程中因電壓突變波動造成的電容器耐壓不穩(wěn)定，而且可以避免電容器在高溫儲存后電性能的變壞。
[0077]氫氣吸收劑:0.2?3% ;為了防止電容器在老化和工作過程中產生氫氣，添加了氫氣吸收劑，在老化過時以及高溫高壓的工作環(huán)境中，電容器氧化膜會因存在缺陷而被再次化成修補，在氧化修補過程中電容器陰極將不可避免的產生氫氣，如果不及時將氣體消除或者說在氫原子結合成為分子前沒有被消化掉，那電容器內部的壓力將會越來越大，結果會導致產品鼓底，為了解決這個問題，利用具有某些電負性基團如硝基化合物、酚類來吸收產生的氫氣或者說置換氫原子，以減少最后的氫氣壓力。
[0078]其他添加劑:2-5% ;作為優(yōu)選，所述其他添加劑包括重量百分比含量為1-3%的潤滑劑，最佳實施例中，所述潤滑劑的重量百分比含量為2% ;所述潤滑劑可以為XP-23B ;所述其他添加劑中還可以包括表面活性劑等，如HA-13。
[0079]本實施例米用合理范圍內的閃火電壓提聞劑和穩(wěn)定劑，提聞電解液的耐聞壓、耐高溫特性，同時具有低產氣性能，且用該電解液制成鋁電解電容器，耐久性壽命在85°C，2000小時紋波試驗時，耐壓可達650?700V甚至更高，不會因為電解液閃火電壓不穩(wěn)定而
發(fā)生擊穿。
[0080]進一步地，所述650V?700V超高壓鋁電解電容器工作電解液中:
[0081 ] 所述主要溶劑為乙二醇；
[0082]所述輔助溶劑為丙三醇、二甘醇、二甘醇丁醚或二甘醇甲醚中的一種或多種；
[0083]所述溶質為硼酸、五硼酸銨、1，7-癸二酸銨、1，6_十二雙酸銨鹽、聚合羧酸銨、C16、C24、C30等帶支鏈的雙羧酸銨中的一種或多種；
[0084]所述閃火電壓提高劑為聚乙烯醇、聚丙烯酸銨、聚乙二醇、聚環(huán)氧乙烷環(huán)氧丙烷醚、納米Si02、聚合脂肪酸、聚合脂肪酸銨中的一種或多種；
[0085]所述穩(wěn)定劑為硼酸酯化物、甘露糖醇、山梨糖醇、木糖醇、次亞磷酸、次亞磷酸銨、磷酸氫二銨、聚磷酸、聚磷酸銨、烷基磷酸酯中的一種或兩種；
[0086]所述氫氣吸收劑為對硝基苯甲醇、對硝基苯甲酸、偏硝基乙酰苯、間苯二酚、對苯二酚、鄰硝基茴香醚、鄰硝基苯甲醚中的一種。
[0087]本發(fā)明進一步提供一種650V?700V超高壓鋁電解電容器工作電解液的制備方法，包括:
[0088]將重量百分比為45?65%的主要溶劑與5?20%的輔助溶劑充分混合后，加熱至60 ?90。。；
[0089]加入重量百分比為0.5?2.5%的閃火電壓提高劑(此處添加的閃火電壓提高劑不包含納米Si02)，并充分攪拌均勻后，加熱至140?155°C ；
[0090]將上述混合液通過循環(huán)水冷卻至120°C后，加入重量百分比為10?20%的溶質，攪拌混合均勻，然后加入重量百分比為6?10%的穩(wěn)定劑，再加熱到110?130°C ;在本發(fā)明中，所述閃火電壓提高劑中若是含有納米Si02該種成分，則所述納米Si02需要在此處加入，且作為優(yōu)選，使上述混合液降溫至90度后，加入納米Si02 ；
[0091]最后加入重量百分比為0.2?3%的氫氣吸收劑及重量百分比為2-5%的其他添加齊U，混合均勻后自然冷卻，制得650?700V超高壓鋁電解電容器用工作電解液。
[0092]進一步地，上述650V?700V超高壓鋁電解電容器工作電解液的制備方法中，所述主要溶劑為乙二醇；
[0093]所述輔助溶劑為丙三醇、二甘醇、二甘醇丁醚或二甘醇甲醚中的一種或多種；
[0094]所述溶質為硼酸、五硼酸銨、1，7-癸二酸銨、1，6_十二雙酸銨鹽、聚合羧酸銨、C16、C24、C30等帶支鏈的雙羧酸銨中的一種或多種；
[0095]所述閃火電壓提高劑為聚乙烯醇、聚丙烯酸銨、聚乙二醇、聚環(huán)氧乙烷環(huán)氧丙烷醚、納米Si02、聚合脂肪酸、聚合脂肪酸銨中的一種或多種；
[0096]所述穩(wěn)定劑為硼酸酯化物、甘露糖醇、山梨糖醇、木糖醇、次亞磷酸、次亞磷酸銨、磷酸氫二銨、聚磷酸、聚磷酸銨、烷基磷酸酯中的一種或兩種；
[0097]所述氫氣吸收劑為對硝基苯甲醇、對硝基苯甲酸、偏硝基乙酰苯、間苯二酚、對苯二酚、鄰硝基茴香醚、鄰硝基苯甲醚中的一種。
[0098]下面結合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明:
[0099]在第一實施例中，如表I所示，所述650V?700V超高壓鋁電解電容器工作電解液包括如下重量百分比含量的組分:
[0100]乙二醇:50%;
[0101]二甘醇:9%;
[0102]硼酸:2.5%;
[0103]聚合羧酸銨:15%;
[0104]C16 雙羧酸銨:3%;
[0105]聚乙二醇:2%;
[0106]聚乙烯醇:1%;
[0107]納米Si02:6%;
[0108]甘露糖醇:6%;
[0109]對硝基苯甲醇:0.5% ；
[0110]其他添加劑:5%，作為優(yōu)選，所述其他添加劑包括重量百分比含量為2%的潤滑劑。
[0111]所述第一實施例中所述650V?700V超高壓鋁電解電容器工作電解液的配比可以制成耐壓為650V的鋁電解電容器。
[0112]表I
[0113]
【權利要求】
1.一種650V~700V超高壓鋁電解電容器工作電解液，其特征在于，包括如下重量百分比含量的組分: 主要溶劑:45~65% ； 輔助溶劑:5~20.5% ； 溶質:10~20% ； 閃火電壓提高劑:8-25% ； 穩(wěn)定劑:5-10% ； 氫氣吸收劑:0.2~3% ； 其他添加劑:2_5%。
2.如權利要求1所述的650V~700V超高壓鋁電解電容器工作電解液，其特征在于， 所述主要溶劑為乙二醇； 所述輔助溶劑為丙三醇、二甘醇、二甘醇丁醚或二甘醇甲醚中的一種或多種； 所述溶質為硼酸、五硼酸銨、1，7-癸二酸銨、1，6_十二雙酸銨鹽、聚合羧酸銨、C16、C24、C30等帶支鏈的雙羧酸銨中的一種或多種； 所述閃火電壓提高劑為聚乙烯醇、聚丙烯酸銨、聚乙二醇、聚環(huán)氧乙烷環(huán)氧丙烷醚、納米Si02、聚合脂肪酸、聚合脂肪酸銨中的一種或多種； 所述穩(wěn)定劑為硼酸酯化物、甘露糖醇、山梨糖醇、木糖醇、次亞磷酸、次亞磷酸銨、磷酸氫二銨、聚磷酸、聚磷酸銨、烷基磷酸酯中的一種或兩種； 所述氫氣吸收劑為對硝基苯甲醇、對硝基苯甲酸、偏硝基乙酰苯、間苯二酚、對苯二酚、鄰硝基茴香醚、鄰硝基苯甲醚中的一種。
3.如權利要求2所述的650V~700V超高壓鋁電解電容器工作電解液，其特征在于，包括如下重量百分比含量的組分: 乙二醇:50% ； 二甘醇:9% ；
硼酸:2.5% ； 聚合羧酸銨:15% ； C16雙羧酸銨:3% ； 聚乙二醇:2%; 聚乙烯醇:1% ；
納米 Si02:6% ； 甘露糖醇:6% ； 對硝基苯甲醇:0.5% ； 其他添加劑:5%。
4.如權利要求2所述的650V~700V超高壓鋁電解電容器工作電解液，包括如下重量百分比含量的組分: 乙二醇:45% ； 二甘醇:10% ； 二甘醇丁醚:9% ； 硼酸:3% ；C16雙羧酸銨:3% ； C30雙羧酸銨:9% ； 聚乙二醇:1.5% ； 聚環(huán)氧乙烷環(huán)氧丙烷醚:2%;
納米 Si02:6% ； 聚磷酸銨:0.3% ； 山梨糖醇:7% ； 鄰硝基苯甲醚:2% ； 其他添加劑:2.2%。
5.如權利要 求2所述的650V~700V超高壓鋁電解電容器工作電解液，其特征在于，包括如下重量百分比含量的組分: 乙二醇:54% ； 二甘醇丁醚:8% ； 五硼酸銨:3% ； 聚合羧酸銨:11%; C30雙羧酸銨:5% ；
納米 Si02:6% ； 聚乙二醇:3%; 甘露糖醇:5% ； 次亞磷酸銨:0.05% ； 對硝基苯甲醇:0.45% ； 其他添加劑:4.5%。
6.如權利要求1至5任一項所述的650V~700V超高壓鋁電解電容器工作電解液，其特征在于，所述其他添加劑包括重量百分比含量為1-3%的潤滑劑。
7.如權利要求6所述的650V~700V超高壓鋁電解電容器工作電解液，其特征在于，所述潤滑劑的重量百分比含量為2%。
8.—種650V~700V超高壓鋁電解電容器工作電解液的制備方法，其特征在于，包括: 將重量百分比為45~65%的主要溶劑與5~20%的輔助溶劑充分混合后，加熱至60~90 0C ； 加入重量百分比為0.5~2.5%的閃火電壓提高劑，并充分攪拌均勻后，加熱至140~155。。； 將上述混合液通過循環(huán)水冷卻至120°C后，加入重量百分比為10~20%的溶質，攪拌混合均勻，然后加入重量百分比為6~10%的穩(wěn)定劑，再加熱到110~130°C ； 最后加入重量百分比為0.2~3%的氫氣吸收劑及重量百分比為2-5%的其他添加劑，混合均勻后自然冷卻，制得650~700V超高壓鋁電解電容器用工作電解液。
9.如權利要求7所述的650V~700V超高壓鋁電解電容器工作電解液的制備方法，其特征在于， 所述主要溶劑為乙二醇； 所述輔助溶劑為丙三醇、二甘醇、二甘醇丁醚或二甘醇甲醚中的一種或多種；所述溶質為硼酸、五硼酸銨、1，7-癸二酸銨、1，6-十二雙酸銨鹽、聚合羧酸銨、C16、C24、C30等帶支鏈的雙羧酸銨中的一種或多種； 所述閃火電壓提高劑為聚乙烯醇、聚丙烯酸銨、聚乙二醇、聚環(huán)氧乙烷環(huán)氧丙烷醚、納米Si02、聚合脂肪酸、聚合脂肪酸銨中的一種或多種； 所述穩(wěn)定劑為硼酸酯化物、甘露糖醇、山梨糖醇、木糖醇、次亞磷酸、次亞磷酸銨、磷酸氫二銨、聚磷酸、聚磷酸銨、烷基磷酸酯中的一種或兩種； 所述氫氣吸收劑為對硝基苯甲醇、對硝基苯甲酸、偏硝基乙酰苯、間苯二酚、對苯二酚、鄰硝基茴香醚、鄰硝基苯甲醚中的一種。
10.一種650V~700V超高壓鋁電解電容器，其特征在于，采用權利要求1至7任一項所述的650V~700V超 高壓鋁電解電容器工作電解液。
【文檔編號】H01G9/035GK103915258SQ201410013512
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年1月13日 優(yōu)先權日:2014年1月13日
【發(fā)明者】余秀娜 申請人:深圳市智勝新電子技術有限公司