本發(fā)明涉及電解液技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種-40℃超頻低阻抗低壓電解液及其制備方法。
背景技術(shù)：
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。
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。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
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-40℃超頻低阻抗低壓電解液，該電解液閃火電壓可以達到105v，電導(dǎo)率可以達到40ms/cm，-40℃電容器容量衰減少于20%，具有良好的電化學(xué)特性，具有高電導(dǎo)率、低阻抗和低壓的優(yōu)點，可應(yīng)用于低壓鋁電解電容器的制造。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種-40℃超頻低阻抗低壓電解液的制備方法，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)。
本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：一種-40℃超頻低阻抗低壓電解液，包括如下重量份的原料：
乙二醇單甲醚8-12份
己二酸銨7-11份
乙二醇6-10份
防水劑6-10份
甲酸銨1-3份
磷酸0.5-1.5份
對硝基苯甲銨0.5-1.5份
氨水0.5-1.5份
去離子水40-80份。
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105v，電導(dǎo)率可以達到40ms/cm，-40℃電容器容量衰減少于20%，具有良好的電化學(xué)特性，具有高電導(dǎo)率、低阻抗和低壓的優(yōu)點，可應(yīng)用于低壓鋁電解電容器的制造。
優(yōu)選的，包括如下重量份的原料：
乙二醇單甲醚8-10份
己二酸銨7-9份
乙二醇6-8份
防水劑6-8份
甲酸銨1-2份
磷酸0.5-1.0份
對硝基苯甲銨0.5-1.0份
氨水0.5-1.0份
去離子水40-60份。
優(yōu)選的，包括如下重量份的原料：
乙二醇單甲醚9-11份
己二酸銨8-10份
乙二醇7-9份
防水劑7-9份
甲酸銨1.5-2.5份
磷酸0.8-1.2份
對硝基苯甲銨0.8-1.2份
氨水0.8-1.2份
去離子水50-70份。
優(yōu)選的，包括如下重量份的原料：
乙二醇單甲醚10-12份
己二酸銨9-11份
乙二醇8-10份
防水劑8-10份
甲酸銨2-3份
磷酸1.0-1.5份
對硝基苯甲銨1.0-1.5份
氨水1.0-1.5份
去離子水60-80份。
優(yōu)選的，包括如下重量份的原料：
乙二醇單甲醚9份
己二酸銨8份
乙二醇7份
防水劑7份
甲酸銨1.5份
磷酸0.8份
對硝基苯甲銨0.8份
氨水0.8份
去離子水50份。
優(yōu)選的，包括如下重量份的原料：
乙二醇單甲醚10份
己二酸銨9份
乙二醇8份
防水劑8份
甲酸銨2份
磷酸1.0份
對硝基苯甲銨1.0份
氨水1.0份
去離子水60份。
優(yōu)選的，包括如下重量份的原料：
乙二醇單甲醚11份
己二酸銨10份
乙二醇9份
防水劑9份
甲酸銨2.5份
磷酸1.2份
對硝基苯甲銨1.2份
氨水1.2份
去離子水70份。
優(yōu)選的，所述防水劑是由乙二醇、羥基羧酸和磷化物按重量比5-7：1.5-2.5:1于120-170℃溫度下脂化3-4h制得。
優(yōu)選的，所述防水劑是由乙二醇、羥基羧酸和磷化物按重量比6：2:1于145℃溫度下脂化3.5h制得。
還包括高聚物添加劑3-5份、阻礙羧酸酯化劑2-4份、高溫穩(wěn)定劑1-3份、防腐添加劑1-2份、閃火添加劑1-2份和消氫添加劑0.5-1.5份。
所述高聚物添加劑是由聚乙烯醇、聚丙二醇和環(huán)氧乙烷與環(huán)氧丙烷共聚物以重量比0.4-0.8:0.8-1.2:1組成的混合物。本發(fā)明通過嚴格控制高聚物添加劑的種類、復(fù)配及配比，能夠屏蔽外加電場，保護介質(zhì)膜的介電性能，因為這兩種或兩種以上可互溶的有機大分子共同作用可調(diào)節(jié)電解質(zhì)溶液的粘度，降低電容器內(nèi)部的飽和蒸氣壓，提高閃火電壓，改善穩(wěn)定性。
所述阻礙羧酸酯化劑是由2-丁基-2-乙基-1，3-丙二醇、2-丁基-2-甲基-1，3-丙二醇和新戊二醇以重量比1:0.4-0.8:0.2-0.6組成的混合物。本發(fā)明通過嚴格控制阻礙羧酸酯化劑的種類、復(fù)配及配比，可以阻礙羧酸酯化。
所述高溫穩(wěn)定劑是由聚乙烯醇縮乙醛、聚乙烯吡咯烷酮和對氨基苯磺酸以重量比0.5-1.5:1:1.5-2.5組成的混合物。本發(fā)明通過嚴格控制高溫穩(wěn)定劑的種類、復(fù)配及配比，可以提高電解液的耐高溫使用壽命。
所述防腐添加劑是由乙二胺四乙酸、8-羧基喹啉和偏硅酸銨以重量比1:0.8-1.2:1.5-2.5組成的混合物。本發(fā)明通過嚴格控制防腐添加劑的種類、復(fù)配及配比，可以減少電解液對電容器的腐蝕。
所述閃火添加劑選自聚1,4-丁二酸酯、聚新戊二醇癸二酸酯、聚丙烯醇和聚乙烯醇縮丁醛以重量比1:1.4-1.8:1.5-2.5組成的混合物。本發(fā)明通過嚴格控制閃火添加劑種類、復(fù)配及配比，可以提高電解液的閃火電壓從而增強鋁電解電容器耐壓能力的作用。
所述消氫添加劑是由鄰硝基苯甲醚、對硝基苯甲酸銨和2,4,6-三硝基苯酚以重量比0.4-0.8:0.8-1.2:1組成的混合物。本發(fā)明通過嚴格控制消氫添加劑種類、復(fù)配及配比，可以提高電解液的消氫能力從而降低鋁電解電容器產(chǎn)氣起鼓失效現(xiàn)象的作用。
本發(fā)明的另一目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：一種-40℃超頻低阻抗低壓電解液的制備方法，將甲酸銨、己二酸銨、乙二醇和防水劑混合加熱到120-130℃保溫25-35min，再加入剩余原料，55-65℃恒溫12-18min，放料，制得-40℃超頻低阻抗低壓電解液。
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105v，電導(dǎo)率可以達到40ms/cm，-40℃電容器容量衰減少于20%，具有良好的電化學(xué)特性，具有高電導(dǎo)率、低阻抗和低壓的優(yōu)點，可應(yīng)用于低壓鋁電解電容器的制造。
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
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。
實施例1
一種-40℃超頻低阻抗低壓電解液，包括如下重量份的原料：
乙二醇單甲醚8份
己二酸銨7份
乙二醇6份
防水劑6份
甲酸銨1份
磷酸0.5份
對硝基苯甲銨0.5份
氨水0.5份
去離子水40份。
所述防水劑是由乙二醇、羥基羧酸和磷化物按重量比5-7：1.5:1于120℃溫度下脂化3h制得。
一種-40℃超頻低阻抗低壓電解液的制備方法，將甲酸銨、己二酸銨、乙二醇和防水劑混合加熱到120℃保溫25min，再加入剩余原料，55℃恒溫12min，放料，制得-40℃超頻低阻抗低壓電解液。
實施例2
一種-40℃超頻低阻抗低壓電解液，包括如下重量份的原料：
乙二醇單甲醚9份
己二酸銨8份
乙二醇7份
防水劑7份
甲酸銨1.5份
磷酸0.8份
對硝基苯甲銨0.8-份
氨水0.8份
去離子水50份。
所述防水劑是由乙二醇、羥基羧酸和磷化物按重量比5-7：1.8:1于130℃溫度下脂化3.5h制得。
一種-40℃超頻低阻抗低壓電解液的制備方法，將甲酸銨、己二酸銨、乙二醇和防水劑混合加熱到122℃保溫28min，再加入剩余原料，58℃恒溫14min，放料，制得-40℃超頻低阻抗低壓電解液。
實施例3
一種-40℃超頻低阻抗低壓電解液，包括如下重量份的原料：
乙二醇單甲醚10份
己二酸銨9份
乙二醇8份
防水劑8份
甲酸銨2份
磷酸1.0份
對硝基苯甲銨1.0份
氨水1.0份
去離子水60份。
所述防水劑是由乙二醇、羥基羧酸和磷化物按重量比6：2:1于145℃溫度下脂化3.5h制得。
一種-40℃超頻低阻抗低壓電解液的制備方法，將甲酸銨、己二酸銨、乙二醇和防水劑混合加熱到125℃保溫30min，再加入剩余原料，60℃恒溫15min，放料，制得-40℃超頻低阻抗低壓電解液。
實施例4
一種-40℃超頻低阻抗低壓電解液，包括如下重量份的原料：
乙二醇單甲醚11份
己二酸銨10份
乙二醇9份
防水劑9份
甲酸銨2.5份
磷酸1.2份
對硝基苯甲銨1.2份
氨水1.2份
去離子水70份。
所述防水劑是由乙二醇、羥基羧酸和磷化物按重量比5-7：2.2:1于160℃溫度下脂化3.5h制得。
一種-40℃超頻低阻抗低壓電解液的制備方法，將甲酸銨、己二酸銨、乙二醇和防水劑混合加熱到128℃保溫32min，再加入剩余原料，62℃恒溫16min，放料，制得-40℃超頻低阻抗低壓電解液。
實施例5
一種-40℃超頻低阻抗低壓電解液，包括如下重量份的原料：
乙二醇單甲醚12份
己二酸銨11份
乙二醇10份
防水劑10份
甲酸銨3份
磷酸1.5份
對硝基苯甲銨1.5份
氨水1.5份
去離子水80份。
所述防水劑是由乙二醇、羥基羧酸和磷化物按重量比5-7：2.5:1于170℃溫度下脂化4h制得。
一種-40℃超頻低阻抗低壓電解液的制備方法，將甲酸銨、己二酸銨、乙二醇和防水劑混合加熱到130℃保溫35min，再加入剩余原料，65℃恒溫18min，放料，制得-40℃超頻低阻抗低壓電解液。
實施例6
本實施例與上述實施例的不同之處在于：還包括高聚物添加劑3份、阻礙羧酸酯化劑2份、高溫穩(wěn)定劑1份、防腐添加劑1份、閃火添加劑1份、消氫添加劑0.5份和防水合劑1份。
所述高聚物添加劑是由聚乙烯醇、聚丙二醇和環(huán)氧乙烷與環(huán)氧丙烷共聚物以重量比0.4:0.8:1組成的混合物。
所述阻礙羧酸酯化劑是由2-丁基-2-乙基-1，3-丙二醇、2-丁基-2-甲基-1，3-丙二醇和新戊二醇以重量比1:0.4:0.2組成的混合物。
所述高溫穩(wěn)定劑是由聚乙烯醇縮乙醛、聚乙烯吡咯烷酮和對氨基苯磺酸以重量比0.5-1.5:1:1.5-2.5組成的混合物。
所述防腐添加劑是由乙二胺四乙酸、8-羧基喹啉和偏硅酸銨以重量比1:0.8:1.5組成的混合物。
所述閃火添加劑選自聚1,4-丁二酸酯、聚新戊二醇癸二酸酯、聚丙烯醇和聚乙烯醇縮丁醛以重量比1:1.4:1.5組成的混合物。
所述消氫添加劑是由鄰硝基苯甲醚、對硝基苯甲酸銨和2,4,6-三硝基苯酚以重量比0.4:0.8:1組成的混合物。
實施例7
本實施例與上述實施例的不同之處在于：還包括高聚物添加劑3.5份、阻礙羧酸酯化劑2.5份、高溫穩(wěn)定劑1.5份、防腐添加劑1.2份、閃火添加劑1.2份、消氫添加劑0.8份和防水合劑1.2份。
所述高聚物添加劑是由聚乙烯醇、聚丙二醇和環(huán)氧乙烷與環(huán)氧丙烷共聚物以重量比0.5:0.9:1組成的混合物。
所述阻礙羧酸酯化劑是由2-丁基-2-乙基-1，3-丙二醇、2-丁基-2-甲基-1，3-丙二醇和新戊二醇以重量比1:0.5:0.3組成的混合物。
所述高溫穩(wěn)定劑是由聚乙烯醇縮乙醛、聚乙烯吡咯烷酮和對氨基苯磺酸以重量比0.5-1.5:1:1.5-2.5組成的混合物。
所述防腐添加劑是由乙二胺四乙酸、8-羧基喹啉和偏硅酸銨以重量比1:0.9:1.8組成的混合物。
所述閃火添加劑選自聚1,4-丁二酸酯、聚新戊二醇癸二酸酯、聚丙烯醇和聚乙烯醇縮丁醛以重量比1:1.5:1.8組成的混合物。
所述消氫添加劑是由鄰硝基苯甲醚、對硝基苯甲酸銨和2,4,6-三硝基苯酚以重量比0.5:0.9:1組成的混合物。
實施例8
本實施例與上述實施例的不同之處在于：還包括高聚物添加劑4份、阻礙羧酸酯化劑3份、高溫穩(wěn)定劑2份、防腐添加劑1.5份、閃火添加劑1.5份、消氫添加劑1份和防水合劑1.5份。
所述高聚物添加劑是由聚乙烯醇、聚丙二醇和環(huán)氧乙烷與環(huán)氧丙烷共聚物以重量比0.6:1:1組成的混合物。
所述阻礙羧酸酯化劑是由2-丁基-2-乙基-1，3-丙二醇、2-丁基-2-甲基-1，3-丙二醇和新戊二醇以重量比1:0.6:0.4組成的混合物。
所述高溫穩(wěn)定劑是由聚乙烯醇縮乙醛、聚乙烯吡咯烷酮和對氨基苯磺酸以重量比1:1:2組成的混合物。
所述防腐添加劑是由乙二胺四乙酸、8-羧基喹啉和偏硅酸銨以重量比1:1:2組成的混合物。
所述閃火添加劑選自聚1,4-丁二酸酯、聚新戊二醇癸二酸酯、聚丙烯醇和聚乙烯醇縮丁醛以重量比1:1.6:2組成的混合物。
所述消氫添加劑是由鄰硝基苯甲醚、對硝基苯甲酸銨和2,4,6-三硝基苯酚以重量比0.6:1:1組成的混合物。
實施例9
本實施例與上述實施例的不同之處在于：還包括高聚物添加劑4.5份、阻礙羧酸酯化劑3.5份、高溫穩(wěn)定劑2.5份、防腐添加劑1.8份、閃火添加劑1.8份、消氫添加劑1.2份和防水合劑1.8份。
所述高聚物添加劑是由聚乙烯醇、聚丙二醇和環(huán)氧乙烷與環(huán)氧丙烷共聚物以重量比0.7:1.1:1組成的混合物。
所述阻礙羧酸酯化劑是由2-丁基-2-乙基-1，3-丙二醇、2-丁基-2-甲基-1，3-丙二醇和新戊二醇以重量比1:0.7:0.5組成的混合物。
所述高溫穩(wěn)定劑是由聚乙烯醇縮乙醛、聚乙烯吡咯烷酮和對氨基苯磺酸以重量比1.2:1:2.2組成的混合物。
所述防腐添加劑是由乙二胺四乙酸、8-羧基喹啉和偏硅酸銨以重量比1:1.1:2.2組成的混合物。
所述閃火添加劑選自聚1,4-丁二酸酯、聚新戊二醇癸二酸酯、聚丙烯醇和聚乙烯醇縮丁醛以重量比1:1.7:2.2組成的混合物。
所述消氫添加劑是由鄰硝基苯甲醚、對硝基苯甲酸銨和2,4,6-三硝基苯酚以重量比0.7:1.1:1組成的混合物。
實施例10
本實施例與上述實施例的不同之處在于：還包括高聚物添加劑5份、阻礙羧酸酯化劑4份、高溫穩(wěn)定劑3份、防腐添加劑2份、閃火添加劑2份、消氫添加劑1.5份和防水合劑2份。
所述高聚物添加劑是由聚乙烯醇、聚丙二醇和環(huán)氧乙烷與環(huán)氧丙烷共聚物以重量比0.8:1.2:1組成的混合物。
所述阻礙羧酸酯化劑是由2-丁基-2-乙基-1，3-丙二醇、2-丁基-2-甲基-1，3-丙二醇和新戊二醇以重量比1:0.8:0.6組成的混合物。
所述高溫穩(wěn)定劑是由聚乙烯醇縮乙醛、聚乙烯吡咯烷酮和對氨基苯磺酸以重量比1.5:1:2.5組成的混合物。
所述防腐添加劑是由乙二胺四乙酸、8-羧基喹啉和偏硅酸銨以重量比1:1.2:2.5組成的混合物。
所述閃火添加劑選自聚1,4-丁二酸酯、聚新戊二醇癸二酸酯、聚丙烯醇和聚乙烯醇縮丁醛以重量比1:1.8:2.5組成的混合物。
所述消氫添加劑是由鄰硝基苯甲醚、對硝基苯甲酸銨和2,4,6-三硝基苯酚以重量比0.8:1.2:1組成的混合物。
本發(fā)明的電解液閃火電壓可以達到105v，電導(dǎo)率可以達到40ms/cm，-40℃電容器容量衰減少于20%，具有良好的電化學(xué)特性，具有高電導(dǎo)率、低阻抗和低壓的優(yōu)點，可應(yīng)用于低壓鋁電解電容器的制造。
上述實施例為本發(fā)明較佳的實現(xiàn)方案，除此之外，本發(fā)明還可以其它方式實現(xiàn)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下任何顯而易見的替換均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。