一种650v铝电解电容器工作电解液的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明具体涉及铝电解电容器工作电解液，还涉及一种铝电解电容器。
【背景技术】
[0002] 铝电解电容器是各种电子产品终端必不可少的元件，在工业、电源等应用中起着 至关重要的作用。近年来，随着高压变频器、电动汽车、风力发电及光伏发电新能源等新
技术领域的小体积、高稳定性能技术的高速发展，厂商对电容器提出了耐高电压、大纹波电 流，以及超长寿命的要求。为了适应该趋势，开发了 650V超高压铝电解电容器。
[0003] 电解液是铝电解电容器的真正阴极，起到提供氧离子、修补阳极氧化膜的重要作 用，其性能对铝电解电容器的寿命起着至关重要的作用，而电解液的闪火电压对产品的耐 压起着决定作用。通常为了获得高的闪火电压，一般的高压铝电解电容器用电解液采用的 闪火提升剂为聚乙二醇，聚乙烯醇硼酸酯，聚乙烯磷酸酯，聚丙烯酸铵，纳米无机氧化物粒 子，聚环氧丙烷醚中的一种或几种，但是其本身没有电导，只是作为闪火提升剂使用。因此， 若要使电解液的闪火电压达到要求，必须添加大量此类闪火电压提升剂，由于电解液是铝 电解电容器的实际阴极，而阴极的导电载流子不再是自由电子而是离子，因此这些添加剂 并不能增强电解液的离子导电性，反而使电解液的电导率大大降低，同时也增加了铝电解 电容器制作过程中的含浸难度，引起电容器的电性能降低，如介质损耗因素的增加或电容 量的降低，产品击穿等，严重缩短电容器的使用寿命。
[0004] 专利CN101599367B提供了一种铝电解电容器，但是该电容器的耐压只有600V。 目前650V铝电解电容器目前只有在日本的Chemi-Con公司目录中出现过。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是针对上述不足，提供一种增加导电性和闪火电压的电解液。为达 到上述目的，电解液的主溶质采用主碳链上碳原子数为26、28、32、34的有侧支链的脂肪酸 或其铵盐以提高电解液的闪火电压，同时在脂肪酸中引入了多个羟基、羧基等基团，以使其 具有良好的溶解性。
[0006] 本发明的目的由以下技术方案实现：
[0007] 本发明的一个技术方案提供了一种铝电解电容器工作电解液，由溶质、溶剂和添 加剂组成，其特征在于，所述溶质由主溶质和副溶质组成，溶剂由主溶剂和副溶剂组成，其 中，主溶质为主碳链上碳原子数为32或34的有侧支链的脂肪酸或其铵盐；副溶质为CS_C16 羧酸；主溶剂选自乙二醇、正丁醇、一缩二乙二醇、正辛醇、γ-丁内酯、醋酸丁酯；副溶剂 选自苯甲醇、乙二醇独甲醚、二甘醇独甲醚、乙二醇独丁醚、丙二醇或二甘醇，添加剂由闪火 提升剂、消氢剂、防水合剂组成；各组分的质量分数为：
[0008] 主溶剂 45%-85%; 辅助溶剂 1%-15%; 溶质 3%-30%; 添加剂 0.1%-15%。
[0009] 根据上述技术方案提供的电解液，在一些实施方式中，主溶剂选自乙二醇、正丁 醇、一缩二乙二醇、正辛醇、γ-丁内酯、醋酸丁酯。
[0010] 在一些实施方式中，副溶质选自癸二酸铵或十二二酸铵。
[0011] 在一些实施方式中，闪火提升剂选自聚乙二醇400-20000、聚丙二醇、聚丙烯醇、聚 合脂肪酸、聚合脂肪酸铵、纳米无机氧化物粒。
[0012] 在一些实施方式中，消氢剂选自邻硝基苯酚、对硝基苯甲酸、对硝基苯甲醇、对硝 基苯酚或它们能形成的盐；
[0013] 在一些实施方式中，防水合剂选自磷酸铵、磷钨酸、磷酸、亚磷酸、次亚磷酸、磷钼 酸或它们的铵盐。
[0014] 在一些实施方式中，电解液由以下质量分数的组份组成：
[0015] 艺二醇 71%; 聚丙二醇 3%； 二甘醇 5%;: Csf脂肪fe 18% ； 癸二酸铵 2%; 亚磷酸 0.3%; 对硝基苯甲酸 0.7%。
[0016] 在一些实施方式中，电解液由以下质量分数的组份组成：
[0017] 乙二醇 65.5%; 乙二醇独丁醚 8%; 聚乙二醇2000 6%； C32脂肪酸 16%; 壬二酸铵 3. 5%; 次亚磷酸铵 0. 4%; 对硝基苯甲醇 0.6%。
[0018] 在一些实施方式中，电解液由以下质量分数的组份组成：
[0019] 乙二醇 6制％:; 聚丙烯醇 5%; 二甘醇独甲醚 6%; C34脂肪酸 17%; 十二二酸铵 4.5%； 磷靈 0.3%; 邻硝基苯酚 0.7%。
[0020] 在一些实施方式中，电解液由以下质量分数的组份组成：
[0021] 乙二醇 66.5%； 乙二醇独丁醚 10%; C34脂肪酸 15%; 癸二酸铵 2.5%; 聚乙二醇4000 5%； 亚磷酸 0.2%; 对硝基苯酚 0.8%。
[0022] 本发明的另一个技术方案提供了一种650V铝电解电容器，包括根据上述技术方 案提供的电解液。
[0023] 本发明的定义"CJ旨肪酸"表示最长碳链上碳原子数为n，如C34脂肪酸代表最长 碳链上碳原子数为34的脂肪酸。
[0024] 本发明使用的定义"脂肪族的"或"脂肪族基团"，表示直链（即非支链）或支链， 取代或非取代的完全饱和或含有一个或多个不饱和度的烃链。除非另外详细说明，脂肪族 基团含有1-50个碳原子，其中一些实施例是，脂肪族基团含有1-16个碳原子，另外一些实 施例是，脂肪族基团含有1-12个碳原子，另外一些实施例是，脂肪族基团含有1-6个碳原 子，另外一些实施例是，脂肪族基团含有1-4个碳原子，另外一些实施例是，脂肪族基团含 有1-3个碳原子。合适的脂肪族基团包括，但并不限于，直链或支链，取代或非取代的烷基， 亚烷基，烯基或炔基基团，如甲基，乙基，丙基，乙烯基等。
[0025] 本发明所述的纳米无机氧化物的粒径是10_50nm。
[0026] 除非明确地说明与此相反，否则，本发明引用的所有范围包括端值。例如，"主溶剂 40-85份"表示主溶剂的份数η为40 <η< 85。
[0027] 由本发明提供的电解液制成的铝电解电容器，可耐650V高压5000Η，填补了国内 650V铝电解电容器的空白。
【具体实施方式】
[0028] 以下所述的是本发明的优选实施方式，本发明所保护的不限于以下优选实施方 式。应当指出，对于本领域的技术人员来说在此发明创造构思的基础上，做出的若干变形和 改进，都属于本发明的保护范围。
[0029] 实施例1
[0030] 按照表1中的配方配置电解液，用配好的电解液制铝电解电容器10个， 每个都供做寿命试验。铝电解电容器的规格为：650V，1200μF，Φ76*170mm，按照 此060384-4-1-2007标准测试其容量(：（以？)、损耗了&113(%)、漏电流1(以4)，并在负 载5000小时后测试其容量C(yF)、容量变化百分比AC(% )、损耗TanS(% )、漏电流 I(μA)，负载条件为85°C、120Hz、纹波电流15. 8A/只。试验结果见表7。
[0031] 表1实施例1的配方
[0032]
[0033] 实施例2
[0034] 按照表2中的配方配置电解液，用配好的电解液制铝电解电容器10个，每个都供 做寿命试验。测试项目及标准同实施例1。试验结果见表7。
[0035] 表2实施例2的配方
[0036]
[0037]
[0038] 实施例3
[0039] 按照表3中的配方配置电解液，用配好的电解液制铝电解电容器10个，每个都供 做寿命试验。测试项目及标准同实施例1。试验结果见表7。
[0040] 表3实施例3的配方
[0041]
[0042] 实施例4
[0043] 按照表4中的配方配置电解液，用配好的电解液制铝电解电容器10个，每个都供 做寿命试验。测试项目及标准同实施例1。试验结果见表7。
[0044] 表4实施例4的配方
[0045]
[0046]
[0047] 对比例1
[0048] 按照专利CN101599367B中实施例3的配方配置电解液，配方见表5。用配好的电 解液制铝电解电容器10个，测试项目及标准同实施例1，结果见表7。
[0049] 表5对比例1的配方
[0050]
[0051] 对比例2
[0052] 用业内普遍采用的配方配置电解液，详细配方见表6。用配好的电解液制铝电解电 容器10个，对每个都进行测试，测试项目及标准同实施例1。测试结果见表7。
[0053] 表6对比例2的配方
[0054]
[0055] 表7试验结果
[0056]
[0058] 从表7的数据可知，按照对比例1和对比例2(以往实施例）中的配方制成的铝电 解电容器，由于电解液的闪火电压偏低，导致产品在500和2000小时以内全部击穿失效；使 用实施例1-5的电解液制作成的铝电解电容器能够达到650V、85°C下5000小时的寿命。
【主权项】
1. 一种铝电解电容器工作电解液，由溶质、溶剂和添加剂组成，其特征在于，所述溶质 由主溶质和副溶质组成，溶剂由主溶剂和副溶剂组成，其中，主溶质为主碳链上碳原子数为 32或34的有侧支链的脂肪酸；副溶质为Cs-C16羧酸铵盐；主溶剂选自乙二醇、正丁醇、一缩 二乙二醇、正辛醇、γ-丁内酯、醋酸丁酯；副溶剂选自苯甲醇、乙二醇独甲醚、二甘醇独甲 醚、乙二醇独丁醚、丙二醇或二甘醇，添加剂由闪火提升剂、消氢剂、防水合剂组成；各组分 的质量分数为：2. 根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述的副溶质选自癸二酸铵或十二二 酸铵。3. 根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述的闪火提升剂选自聚乙二醇 400-20000、聚丙二醇、聚丙烯醇、聚合脂肪酸、聚合脂肪酸铵或纳米无机氧化物粒。4. 根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述的消氢剂选自邻硝基苯酚、对硝基 苯甲酸、对硝基苯甲醇、对硝基苯酚或它们能形成的盐。5. 根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述的防水合剂选自磷酸铵、磷钨酸、 磷酸、亚磷酸、次亚磷酸、磷钼酸或它们的铵盐。6. 根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，电解液由以下质量分数的组份组成：7. 根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，电解液由以下质量分数的组份组成：8. 根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，电解液由以下质量分数的组份组成：9. 根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，电解液由以下质量分数的组份组成：10. -种650V铝电解电容器，其特征在于，包括根据权利要求1-9所述的电解液。
【专利摘要】本发明提供一种650V铝电解电容器工作电解液，及使用该电解液制作而成的铝电解电容器。所述铝电解电容器工作电解液由溶质、溶剂和添加剂组成，主溶质为主碳链上碳原子数为32或34的有侧支链的脂肪酸或其铵盐；副溶质为C8-C16羧酸；主溶剂选自乙二醇、正丁醇、一缩二乙二醇、正辛醇、γ—丁内酯、醋酸丁酯；副溶剂选自苯甲醇、乙二醇独甲醚、二甘醇独甲醚、乙二醇独丁醚、丙二醇或二甘醇该铝电解电容器具有耐高电压、大纹波电流、寿命长等优点，填补了国内额定电压达到650V铝电解电容器的空白。
【IPC分类】H01G9/035
【公开号】CN105304332
【申请号】CN201510313844
【发明人】陈如祥, 何凤荣, 董维福, 宋毅臻
【申请人】东莞市东阳光电容器有限公司, 东莞市长安东阳光铝业研发有限公司
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年6月8日