一种铝电解电容器用电解液的制作方法

文档序号:10614311阅读:575来源:国知局
一种铝电解电容器用电解液的制作方法
【专利摘要】一种铝电解电容器用电解液,其包括以下质量份的原料:10~15份主电解质、6~8份辅助电解质、65~70份溶剂、0.5~2份CMC、1~3份间位聚芳硫醚砜酰胺、1~5份添加剂,其中,主电解质硼酸、四氟硼酸季铵盐与丙基甲基咪唑四氟硼酸盐的混合物,辅助电解质为三甲基己二酸、癸二酸、壬二酸、十二二酸、己二酸及其铵盐中的一种,也包括无机酸及其铵盐,而溶剂为相对介电常数在90以上的质子惰性溶剂;添加剂包括防水剂、消氢剂和闪火电压提升剂。本发明具有更高的稳定性,可在保证铝电解电容器的使用寿命的情况下,有效提高铝电解电容器的各项性能指标。
【专利说明】
一种铝电解电容器用电解液
技术领域
[0001]本发明涉及材料技术科学中的电化学领域,具体为一种可用于制备铝电解电容器的铝电解电容器用电解液。
【背景技术】
[0002]电容器是一种储能元件,具有高功率密度、高循环寿命、能快速充放电等优点,在电路中具有调谐、滤波、耦合、旁路、能量转换和延时的作用。常用作交流旁路和滤波,在要求不高时也可用于信号耦合。现有技术中的铝电解电容器由铝圆筒做负极,里面装有液体电解质,其芯子是由阳极铝箔、浸有电解液的衬垫纸、阴极铝箔、天然氧化膜等重叠卷绕而成的,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]—般认为,电解液是铝电解电容器的实际阴极,起到提供氧离子、修补阳极氧化膜的重要作用,对电容器的性能有很大影响,决定着电容器的等效内阻,工作电压范围,储电容量及工作温度和工作环境,因此高性能的电解液对于保证铝电解电容器起到至关重要的作用。现有技术中的电容器电解液多使用的有机酸系电解液溶质如:癸二酸、壬二酸、十二二酸、十三双酸、己二酸等,这些有机酸溶质因氧化效率和稳定性较好,被广泛用作铝电解电容器的工作电解液,然而这些溶质同时也存在着链短的内部结构缺陷,容易在使用过程中出现耐压不足被击穿的情况,导致铝电解电容器失效。

【发明内容】

[0004]本发明所解决的技术问题在于提供一种铝电解电容器用电解液,具有较佳的均一性和稳定性,同时制备工艺简单,可满足大规模工业化生产的需要,以解决上述技术背景中的缺陷。
[0005]—种铝电解电容器用电解液,包括以下质量份的原料:
主电解质:10?15份
辅助电解质:6?8份溶剂:65?70份 。1?::0.5~2份
间位聚芳硫醚砜酰胺:I?3份添加剂I?5份。
[0006]其中,主电解质为硼酸、四氟硼酸季铵盐与丙基甲基咪唑四氟硼酸盐的按摩尔比1:1:2的混合物;而辅助电解质为三甲基己二酸、癸二酸、壬二酸、十二二酸、己二酸及其铵盐中的一种,也包括无机酸及其铵盐。
[0007]在本发明中,所述溶剂为相对介电常数在90以上的质子惰性溶剂,优选采用乙酰胺、N-甲基甲酰胺、N-甲基乙酰胺、N-甲基丙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺中的一种。
[0008]在本发明中,所述添加剂包括防水剂、消氢剂以及电压提升剂,其中,防水剂为磷酸、亚磷酸、次亚磷酸中的一种;消氢剂为对硝基苯甲酸、对硝基苯酚和对硝基苯甲醇中的一种;闪火电压提升剂为甘露醇,防水剂、消氢剂和闪火电压提升剂三者的添加比例为I: I:3。
[0009]有益效果:本发明采用的溶剂为相对介电常数90的质子惰性溶剂作为溶剂,配合两级电解质结构和CMC填充,拥有较佳的导电性能,配合添加剂的性能提升,可使电解质在长时间持续使用的条件下能保持其电导率,延长了电容器的使用寿命,明显提升铝电解电容器的使用性能,同时还能有效缓解电容在高电压情况下耐压不足带来的问题。
【具体实施方式】
[0010]为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。
[0011]实施例一:
包括以下质量份的原料:硼酸、四氟硼酸季铵盐与丙基甲基咪唑四氟硼酸盐的按摩尔比1: 1: 2的混合物:10kg、三甲基己二酸6kg、N_甲基甲酰胺68kg、CMC: 1kg、间位聚芳硫醚砜酰胺:lkg、磷酸:lkg、对硝基苯甲酸:lkg、甘露醇3kg。
[0012]实施例二:
包括以下质量份的原料:硼酸、四氟硼酸季铵盐与丙基甲基咪唑四氟硼酸盐的按摩尔比1: 1:2的混合物:12kg、壬二酸:8kg、乙酰胺:7Okg、CMC: 0.5kg、间位聚芳硫醚砜酰胺:2kg、亚磷酸:lkg;对硝基苯酸lkg;甘露醇3kg。
[0013]实施例三:
包括以下质量份的原料:硼酸、四氟硼酸季铵盐与丙基甲基咪唑四氟硼酸盐的按摩尔比1: 1:2的混合物:14kg、硼酸:7kg、N,N-二甲基甲酰胺中:7Okg、CMC: 0.5kg、间位聚芳硫醚砜酰胺:2kg、亚磷酸:0.5kg;对硝基苯酸0.5kg;甘露醇1.5kg。
[0014]实施例四:
包括以下质量份的原料:硼酸、四氟硼酸季铵盐与丙基甲基咪唑四氟硼酸盐的按摩尔比1: 1: 2的混合物:13kg、三甲基己二酸:8份、N-甲基丙酰胺:66份、CMC: 2份、间位聚芳硫醚砜酰胺:3份、亚磷酸:0.2kg ;对硝基苯酸0.2kg ;甘露醇0.6kg。
[0015]分别利用上述四个实施例中的原料配制而成的电解液,采用活性炭电极作为正负极片,采用纸隔膜或无纺布隔膜作为衬垫纸,制备铝电解电容器,各制造100个,铝电解电容器的规格为:500WV,150yF,Φ 30 X 40,四组实施例中的各组的电容器的平均过冲电压分别为:5.26V、5.34V、5.37V、5.38V,同时,每个都供做寿命试验,经过50000周次的循环,各组的电容器的平均容量保持在初始容量的87%、86%、89%、92%、84%。同时,这四组实施例的闪火电压及电导率以及比能量均有明显提高,适用于制备200v~500v的铝电解电容器。
[0016]以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1.一种铝电解电容器用电解液,其特征在于,包括以下质量份的原料: 主电解质:10?15份 辅助电解质:6?8份 溶剂:65?70份 。1?::0.5~2份 间位聚芳硫醚砜酰胺:I?3份 添加剂I?5份。 其中,主电解质为硼酸、四氟硼酸季铵盐与丙基甲基咪唑四氟硼酸盐的按摩尔比1:1:2的混合物;而辅助电解质为三甲基己二酸、癸二酸、壬二酸、十二二酸、己二酸及其铵盐中的一种,也包括无机酸及其铵盐。2.根据权利要求1所述的一种复合电极浆料,其特征在于,所述溶剂为相对介电常数在90以上的质子惰性溶剂,优选采用乙酰胺、N-甲基甲酰胺、N-甲基乙酰胺、N-甲基丙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺中的一种。3.根据权利要求1所述的一种复合电极浆料,其特征在于,所述添加剂包括防水剂、消氢剂以及电压提升剂,其中,防水剂为磷酸、亚磷酸、次亚磷酸中的一种;消氢剂为对硝基苯甲酸、对硝基苯酚和对硝基苯甲醇中的一种;闪火电压提升剂为甘露醇。4.根据权利要求3所述的一种复合电极浆料,其特征在于,防水剂、消氢剂和闪火电压提升剂三者的添加比例为1: 1: 3。
【文档编号】H01G9/035GK105977027SQ201610629793
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年8月4日
【发明人】蔡锦丰
【申请人】湖南柯立凯科技开发有限公司
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