铝电解电容器工作电解液及其制备方法、铝电解电容器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电容器技术领域，尤其涉及一种铝电解电容器工作电解液及其制备方 法、铝电解电容器。
【背景技术】
[0002] 电容器是应用广泛的挤出电子元件，是一种储能元件，在电路中用于调谐、滤波、 耦合、旁路、能量转换和延时。其中大型铝电解电容器一般应用于变频器空调、变频电梯、航 空军工、电焊机、风能发电、UPS等设备及新能源领域，铝电解电容器的特点是容量大，但是 漏电大，误差大，稳定性差，常用作交流旁路和滤波，在要求不高时也可用于信号耦合。铝电 解电容器的典型结构是由铝圆筒做负极，里面装有液体电解质，插入一片弯曲的铝带做正 极。它的芯子是由阳极铝箱、浸有电解液的衬垫纸、阴极铝箱、天然氧化酶等重叠卷绕而成 的，芯子含浸电解液后用铝壳和胶盖密闭起来就构成一个电解电容器。
[0003] 铝电解电容器电解液经历了以下的发展：
[0004] (1)硼酸+乙二醇体系：该体系为铝电解电容器早期使用的电解液。这样的电解 液中的乙二醇和硼酸之间由于醋化反应生成大量的缩合水、造成电解液系统内部的水分含 量升高，其结果在超过100°c的使用温度条件下使用该电解液时，电解液中的水将会变成水 蒸气而蒸发，随之电解电容的组件内压升高，难免产生所谓的破坏问题，该体系无法应用在 高温环境，现已基本被淘汰。
[0005] (2)支链羧酸盐+乙二醇体系：采用含有壬二酸、葵二酸、十二烷二酸等直链型饱 和二羧酸或其盐作为电解质的电解液。这是目前国内广泛使用的体系，但直链羧酸盐在低 温下有结晶析出的现象，影响了电容器的低温性能，并且直链羧酸盐体系的电导率变化大， 电容器损耗变化大，这些问题都制约着电容器性能的进一步提高。
[0006] (3)支链羧酸盐+乙二醇体系：国外厂商多使用支链羧酸盐作为主电解质，相对比 于直链羧酸，支链羧酸中侧链基团的引入，使其在高温条件下抑制酯化的能力加强，从而提 高了高温稳定性；而且由于侧链上基团的空间位阻作用以及烷氧基团的极化作用，使其在 乙二醇中的溶解度增加，从而改善其低温性能，支链羧酸盐的溶解度和热稳定性均优于直 链羧酸盐，能制造出性能更优异的电容器产品。
[0007] 工作电解液的品质决定了电容器的稳定性、寿命和漏电等性能，这些性能直接决 定电容器的优劣。
【发明内容】
[0008] 有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种铝电解电容器工作电解液及其 制备方法、铝电解电容器，该电解液可用于耐大纹波类铝电解电容器。
[0009] 本发明提供了一种铝电解电容器工作电解液，包括：38~65重量份的主溶剂、3~ 23重量份的辅助溶剂、8~22重量份的溶质、3~15重量份的耐纹波特性添加剂与1. 2~ 7重量份的其他添加剂；
[0010] 所述主溶剂为醇类和/或醚类溶剂；
[0011] 所述辅助溶剂选自磷酸三丁酯、聚乙二醇、聚丙二醇、乳化剂、γ-丁内酯、1，2-丙 二醇、乙烯醇、1，3-丁二醇、聚乙二醇脂肪酸酯中的两种或两种以上；
[0012] 所述溶质选自十二烷基二酸、聚乙烯醇、月桂酸、三羟甲基乙烷、山梨糖醇、三羟甲 基丙烷、甘露醇、2-羟基乙胺、葡萄糖酸、聚乙二醇酯、壬二酸、聚甘油酯、磷钼酸、磷钨酸中 的两种或两种以上；
[0013] 所述耐纹波特性添加剂选自12-乙烯基-8-十八碳烯双酸铵、2, 7-二正丁基葵二 酸、2, 7-二正丁基辛二酸、2-乙基壬二酸、十四烷二酸与十八烷二酸中的一种或多种。
[0014] 优选的，所述主溶剂选自乙二醇、聚甘油醚、甘油衍生物与乙二醇丁醚中的两种或 两种以上。
[0015] 优选的，所述其他添加剂为磷酸单丁酯、聚磷酸、三乙醇胺、对硝基苯甲醇、二甲 胺、三乙胺、二乙醇胺、聚乙烯醇、马来酰胺、磷钨酸与聚乙二醇磷酸酯中的两种或两种以 上。
[0016] 优选的，包括：58~62重量份的主溶剂、16~18重量份的辅助溶剂、15~16重 量份的溶质、6. 7~7. 5重量份的耐纹波特性添加剂与3~5重量份的其他添加剂。
[0017] 本发明还提供了一种铝电解电容器工作电解液的制备方法，包括：
[0018] Α)将38~65重量份的主溶剂、3~23重量份的辅助溶剂、8~22重量份的溶质、 3~15重量份的耐纹波特性添加剂与1. 2~7重量份的其他添加剂混合，得到铝电解电容 器工作电解液；
[0019] 所述主溶剂选自乙二醇、聚甘油醚、甘油酯衍生物、乙二醇丁醚与三甘油醇中的两 种或两种以上；
[0020] 所述辅助溶剂选自磷酸三丁酯、聚乙二醇、聚丙二醇、乳化剂、γ-丁内酯、1，2-丙 二醇、乙烯醇、1，3-丁二醇、聚乙二醇脂肪酸酯中的两种或两种以上；
[0021] 所述溶质选自十二烷基二酸、聚乙烯醇、月桂酸、三羟甲基乙烷、山梨糖醇、三羟甲 基丙烷、甘露醇、2-羟基乙胺、葡萄糖酸、聚乙二醇酯、壬二酸、聚甘油酯、磷钼酸、磷钨酸中 的两种或两种以上；
[0022] 所述耐纹波特性添加剂选自12-乙烯基-8-十八碳烯双酸铵、2, 7-二正丁基葵二 酸、2, 7-二正丁基辛二酸、2-乙基壬二酸、十四烷二酸与十八烷二酸中的一种或多种。
[0023] 优选的，所述步骤Α)具体为：
[0024] 将38~65重量份的主溶剂与3~23重量份的辅助溶剂混合，然后升温加入8~ 22重量份的溶质混合搅拌，再加入3~15重量份的耐纹波特性添加剂，最后加入1. 2~7 重量份的其他添加剂混合，得到铝电解电容器工作电解液。
[0025] 优选的，所述升温的温度为105°C~110°C。
[0026] 优选的，所述混合搅拌的温度为125°C~130°C，时间为15~20min。
[0027] 优选的，所述加入1. 2~7重量份的其他添加剂混合的温度为70°C~90°C。
[0028] 本发明还提供了一种铝电解电容器，包括铝电解电容器工作电解液。
[0029] 本发明提供了一种铝电解电容器工作电解液，包括：38~65重量份的主溶剂、3~ 23重量份的辅助溶剂、8~22重量份的溶质、3~15重量份的耐纹波特性添加剂与1. 2~7 重量份的其他添加剂；所述主溶剂为醇类和/或醚类溶剂；所述辅助溶剂选自磷酸三丁酯、 聚乙二醇、聚丙二醇、乳化剂、γ - 丁内酯、1，2-丙二醇、乙烯醇、1，3-丁二醇、聚乙二醇脂肪 酸酯中的两种或两种以上；所述溶质选自十二烷基二酸、聚乙烯醇、月桂酸、三羟甲基乙烷、 山梨糖醇、三羟甲基丙烷、甘露醇、2-羟基乙胺、葡萄糖酸、聚乙二醇酯、壬二酸、聚甘油酯、 磷钼酸、磷钨酸中的两种或两种以上；所述耐纹波特性添加剂选自12-乙烯基-8-十八碳 烯双酸铵、2, 7-二正丁基葵二酸、2, 7-二正丁基辛二酸、2-乙基壬二酸、十四烷二酸与十八 烷二酸中的一种或多种。与现有技术相比，本发明以特定的辅助溶剂与主溶剂相互配合，并 加入特定的溶质，使电解液具有较高的电导率，从而使其制成的铝电解电容器具有较低的 损耗值，在高纹波电流状态下温度变化较小，同时，加入特定的长链酸作为耐纹波特定添加 剂，其具有耐高温及耐纹波的特性，使得电解液使用寿命较长，较稳定，也使其具有较高的 闪火电压，抗腐蚀能力较好。
[0030] 实验表明，本发明制备的铝电解电容器工作电解液的电导率可达2. 35 μ s/ cm (30°C )以上。
【具体实施方式】
[0031] 下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描