一种耐高温耐纹波长寿命铝电解电容器用电解液及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电解液技术领域，具体涉及一种耐高温耐纹波长寿命铝电解电容器用 电解液及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 铝电解电容器是电子产品的基础元件之一。随着电子产品质量的不断提高及铝电 解电容器应用范围的扩大，对其性能提出更高的要求。开关电源、节能灯等电子产品对高压 电解电容器的安全性能要求很高。在滤波电路中，电容器承受高电压、高纹波电流，若馈电 不稳或施加过电压，即可导致电容器的破坏、着火、燃烧等事故。铝电解电容器电解液是电 容器整个工作过程中的实际阴极，对电容器的性能有重要影响，其中：使用温度范围、工作 寿命、可靠性、漏电流、损耗、容量变化等对电性能起决定作用。
[0003] 目前，已知的或在用的中高压铝电解电容器的工作电解液，经过了以下几个发展 过程:一、以乙二醇为主溶剂，硼酸或五硼酸铵等无机化合物为主溶质。这样配制的工作电 解液存在电导率低的问题，而且硼酸及其盐在高温下易与乙二醇发生酯化反应而生成大量 的缩合水，造成电解液内部的水分含量升高，电解液的蒸汽压增大，电容器内压升高而引起 电容器开阀失效;二、以乙二醇为主溶剂，采用壬二酸、癸二酸或十二二酸等直连烃饱和二 羧酸及其盐为电解质的电解液，这一类的电解液虽然避免了一部分酯化反应，但是由于这 一类的直链烷烃在乙二醇内的溶解度较小，导致产品的阻抗较大，大纹波下容易发热而使 溶剂挥发，从而产生恶性循环，导致电容器干枯而失效，同时直链烷烃在高温下易发生酰胺 化副反应生成水，亦易引起电容器早期失效;三、采用一些带支链的酸或其盐，如报道的1， 6-DDA及其盐以及2-丁基辛二酸及其盐，这类带支链的羧酸及其盐对溶媒的溶解度比直链 烷烃有所提高，因而一定程度上产生了效果，但同时，这类酸或其盐主要依靠进口，因而成 本高而且制约因素较多。
【发明内容】
[0004] 为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种耐高温耐纹 波长寿命铝电解电容器用电解液，该电解液闪火电压可以达到510V，电导率可以达到 l.Sms/cm，具有良好的电化学特性，具有耐高温、耐纹波和长寿命的优点，可应用于铝电解 电容器的制造。
[0005] 本发明的另一目的在于提供一种耐高温耐纹波长寿命铝电解电容器用电解液的 制备方法，该制备方法工艺简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，生产成本低，可大 规模工业化生产。
[0006] 本发明的目的通过下述技术方案实现:一种耐高温耐纹波长寿命铝电解电容器用 电解液，它由如下重量份的原料组成： 癸二酸铵 4-6份 五硼酸铵 1.5-2.5份 甘露醇 0.8-1.2份 支链羧酸 10-14份 闪火提升剂 16-20份 有机磷酸 0.2-0.4份 邻硝基苯甲醚 2.5-3.5份 次亚磷酸铵 0.2-0.3份 乙二醇 45-70份。
[0007] 本发明的电解液通过采用上述原料之间的相互作用，并严格控制各原料的重量配 比，制得的电解液闪火电压可以达到510V，电导率可以达到1.8ms/cm，具有良好的电化学特 性，具有耐高温、耐纹波和长寿命的优点，可应用于铝电解电容器的制造。
[0008] 优选的，它由如下重量份的原料组成： 癸二酸铵 4-5份 五硼酸铵 1.5-2份 甘露醇 0.8-1份 支链羧酸 10-12份 闪火提升剂 16-18份 有机磷酸 0.2-0.3份 邻硝基苯甲醚 2.5-3份 次亚磷酸铵 0.2-0.25份 乙二醇 45-58.5份。
[0009] 另一优选的，它由如下重量份的原料组成： 癸二酸铵 4.5-5.5份 五硼酸铵 1.8-2.2份 甘露醇 0.9-1.1份 支链羧酸 11-13份 闪火提升剂 17-19份 有机磷酸 0.25-0.35份 邻硝基苯甲醚 2.8-3.2份 次亚磷酸铵 0.22-0.28份 乙二醇 50-65份。
[0010] 另一优选的，它由如下重量份的原料组成： 癸二酸铵 5-6份 五硼酸铵 2-2.5份 甘露醇 1-1.2份 支链羧酸 12-14份 闪火提升剂 18-20份 有机磷酸 0.3-0.4份 邻硝基苯甲醚 3-3.5份 次亚磷酸铵 0.25-0.3份 乙二醇 58.5-70份。
[0011] 更为优选的，它由如下重量份的原料组成： 癸二酸铵 4.5份 五硼酸铵 1.8份 甘露醇 〇. 9份 支链羧酸 11份 闪火提升剂 17份 有机磷酸 0.25份 邻硝基苯甲醚 2.8份 次亚磷酸铵 0.22份 乙二醇 50份。
[0012] 另一优选的，它由如下重量份的原料组成： 癸二酸铵 5份 五硼酸铵 2份 甘露醇 1份 支链羧酸 12份 闪火提升剂 18份 有机磷酸 0.3份 邻硝基苯甲醚 3份 次亚磷酸铵 0.25份 乙二醇 58.5份。
[0013] 另一优选的，它由如下重量份的原料组成： 癸二酸铵 5.5份 五硼酸铵 2.2份 甘露醇 1.1份 支链羧酸 13份 闪火提升剂 19份 有机磷酸 0.35份 邻硝基苯甲醚 3.2份 次亚磷酸铵 0.28份 乙二醇 65份。
[0014]优选的，所述闪火提升剂是由PVA和硼酸以重量比1:1.8-2.2反应制得的具有立体 结构的胶状化合物。本发明通过采用PVA和硼酸以重量比1:1.8-2.2反应制得的具有立体结 构的胶状化合物作为闪火提升剂，制得的电解液具有较高的闪火电压;还可以保证电容器 高耐压的同时，使铝电解电容器在长期使用后仍能保持较佳的性能，实现了长寿命。更为优 选的，所述闪火提升剂是由PVA和硼酸以重量比1:2反应制得的具有立体结构的胶状化合 物。
[0015]优选的，所述支链羧酸为东莞市久制电子有限公司生产的型号为JZ-01的支链羧 酸。本发明通过采用东莞市久制电子有限公司生产的型号为JZ-01的支链羧酸，具有较高的 溶解度、低电阻、低温电解液不易结晶等优点。
[0016] 所述有机磷酸为东莞市久制电子有限公司生产的型号为JZ-12的有机磷酸。本发 明通过采用东莞市久制电子有限公司生产的型号为JZ-12的有机磷酸，制得电解液具有良 好的电化学特性，具有耐高温、耐纹波和长寿命的优点。
[0017] 本发明的另一目的通过下述技术方案实现:一种耐高温耐纹波长寿命铝电解电容 器用电解液的制备方法，包括如下步骤： (1) 按原料的重量配比称取癸二酸铵、五硼酸铵、甘露醇、支链羧酸、闪火提升剂、有机 磷酸、邻硝基苯甲醚、次亚磷酸铵和乙二醇； (2) 将乙二醇和闪火提升剂混合，加热至85-95°(3保温25-351^11; (3) 再依次加入癸二酸铵、五硼酸铵、甘露醇、支链羧酸和有机磷酸，加热至140-150°C 保温 1 · 5-2 · 5h，急冷至85-95°C; (4) 再加入邻硝基苯甲醚和次亚磷酸铵，搅拌至冷却至室温，制得耐高温耐纹波长寿命 铝电解电容器用电解液。
[0018] 本发明的制备方法工艺简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，生产成本低， 可大规模工业化生产。
[0019] 本发明的有益效果在于:本发明的电解液闪火电压可以达到510V，电导率可以达 到l.Sms/cm，具有良好的电化学特性，具有耐高温、耐纹波和长寿命的优点，可应用于铝电 解电容器的制造。
[0020] 本发明的电解液还具有如下优点： 1、实现了支持铝电解电容器在_55°C~+ 155°C的环境温度下能够可靠持续性工作 10000小时以上的目的。
[0021] 2、可承受较大的纹波电流，适用于各种大型电子设备;在负荷寿命的耐久性试验 中通过了纹波电流1A时105°C负荷8000h的考核，没有出现引线腐蚀、击穿、防爆阀开裂甚至 燃烧等状况，具有高的可靠性。
[0022] 3、大大提高了电容器的安全性能及使用寿命，电容器不会发生爆炸、防爆阀开裂 甚至燃烧等不良，成品率尚，可达98%以上。
[0023] 本发明的制备方法工艺简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，生产成本低， 可大规模工业化生产。
【具体实施方式】
[0024] 为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实 施方式提及的内容并非对本发明的限定。
[0025] 实施例1 一种耐高温耐纹波长寿命铝电解电容器用电解液，它由如下重量份的原料组成： 癸二酸铵 4份 五硼酸铵 1.5份 甘露醇 〇. 8份 支链羧酸 1〇份 闪火提升剂 16份 有机磷酸 0.2份 邻硝基苯甲醚 2.5份 次亚磷酸铵 0.2份 乙二醇 45份。
[0026] 所述闪火提升剂是由PVA和硼酸以重量比1:1.8反应制得的具有立体结构的胶状 化合物。
[0027] 所述支链羧酸为东莞市久制电子有限公司生产的型号为JZ-01的支链羧酸;所述 有机磷酸为东莞市久制电子有限公司生产的型号为JZ-12的有机磷酸。
[0028] -种耐高温耐纹波长寿命铝电解电容器用电解液的制备方法，包括如下步骤： (1) 按原料的重量配比称取癸二酸铵、五硼酸铵、甘露醇、支链羧酸、闪火提升剂、有机 磷酸、邻硝基苯甲醚、次亚磷酸铵和乙二醇； (2) 将乙二醇和闪火提升剂混合，加热至85°C保温35min; (3) 再依次加入癸二酸铵、五硼酸铵、甘露醇、支链羧酸和有机磷酸，加热至140°C保温 2.5h，急冷至 85°C; (4) 再加入邻硝基苯甲醚和次亚磷酸铵，搅拌至冷却至室温，制得耐高温耐纹波长寿命 铝电解电容器用电解液。
[0029] 实施例2 一种耐高温耐纹波长寿命铝电解电容器用电解液，它由如下重量份的原料组成： 癸二酸铵 4.5份 五硼酸铵 1.8份 甘露醇 〇. 9份 支链羧酸 11份 闪火提升剂 17份 有机磷酸 0.25份 邻硝基苯甲醚 2.8份 次亚磷酸铵 0.22份 乙二醇 50份。
[0030] 所述闪火提升剂是由PVA和硼酸以重量比1:1.9反应制得的具有立体结构的胶状 化合物。
[0031] 所述支链羧酸为东莞市久制电子有限公司生产的型号为JZ-01的支链羧酸;所述 有机磷酸为东莞市久制电子有限公司生产的型号为JZ-12的有机磷酸。
[0032] -种耐高温耐纹波长寿命