一种耐高温的电解液及含有其的铝电解电容器的制作方法

文档序号:16889535发布日期:2019-02-15 22:56阅读:350来源:国知局
本发明涉及铝电解电容器领域,具体涉及一种耐高温的电解液及含有其的铝电解电容器。
背景技术
:铝电解电容容量大,价格便宜,在许多电子电路中具有多种不可替代的作用。随着科技的发展,对铝电解电容也提出了更高的要求。如在变频、储能领域,对电解电容耐电压需求越来越高。而在大功率节能灯、汽车电子等领域,对电解电容则提出了更高的使用温度上限需求,如温度上限达到140℃~150℃,传统常用的铝电解电容器,特别是400v以上的高压铝电解电容器,在如此高温下,其电解液会发生酯化、酰胺化,这会使电解液参数明显恶化,其电解纸会发生碳化,这会使电解纸吸附能力减弱,其铝箔会发生耐压下降,或者更易被杂质侵蚀而使电容器失效,因此,有必要对上述的不足加以改进。技术实现要素:为克服现有技术存在的上述不足,本发明提供一种能够耐受140℃~150℃高温的铝电解电容器用的电解液,其可通过以下技术方案实现:一种耐高温的电解液,包括以下重量百分比的组分:45~70wt%的主溶剂、5~30wt%的辅助溶剂、7~12wt%的溶质和5.9~15.8wt%的添加剂,其中,所述辅助溶剂为环丁砜,所述溶质包括羧酸铵盐,所述添加剂包括甘露醇、含磷化合物、高分子化合物和芳香族化合物。优选的,所述主溶剂为乙二醇,所述溶质还包括烷基苯甲酸,所述羧酸铵盐选自癸二酸铵、烷基癸二酸铵、1,4—十二双酸铵、2-丁基-辛二酸铵、1,6-十二双酸铵和苯甲酸铵中的一种或几种。优选的,所述含磷化合物所占百分比为0.1~0.3wt%,所述高分子化合物所占百分比为5~10wt%,所述芳香族化合物所占百分比为0.3~2wt%。本发明还提供一种含有上述电解液以耐受140℃~150℃高温的铝电解电容器,其可通过以下技术方案实现:一种耐高温的铝电解电容,包括正箔、负箔、电解纸和电解液,所述电解液为上述的电解液。优选的,所述电解纸包括尼龙纤维和马尼拉麻。优选的,所述正箔为高压阳极箔,所述负箔的纯度为99.9%以上。本发明的电解液由于使用两种复合溶剂,根据稀溶液的依数性,其整体沸点升高,饱和蒸汽压下降,这与溶质和添加剂的配合效果更好,能够使电解液在高温下更稳定,不易酯化、酰胺化和裂解,能够耐受140℃~150℃的高温。具体实施方式下面结合具体实施方式对本发明进行进一步的描述:作为一种示例,本实施例耐150℃高温的电解液,包括以下重量百分比的组分:59wt%的乙二醇、25wt%环丁砜、3.5wt%烷基癸二酸铵、2.5wt%烷基苯甲酸、1.5wt%癸二酸铵、5wt%硼酸聚乙二醇酯、2.5wt%甘露醇、0.2wt%次亚磷酸铵和0.3wt%对硝基苯甲醇。为了模拟上述的电解液在铝电解电容器中高温环境下的变化,并排除其它影响因素,将其装入密闭的不锈钢容器中,并在150℃环境下放置,并在不同的放置时间对电解液的各参数进行检测,检测结果如表一所示:表一:电解液高温劣化实验(150℃)通过表一可以发现,本实施例的电解液经过在150℃长时间放置,各特征参数均表现相对稳定,为了对其性能进一步地验证,将其与铝壳、丁基封口橡胶、正箔、负箔和电解纸一起制备成铝电解电容器。具体地,采用加厚丁基封口橡胶,化成电压650v、比容0.52μf/cm2正箔,纯度99.9%的高纯负箔,经过处理包括有尼龙纤维和马尼拉麻的电解纸厚度30μm,密度0.6,双层,电解纸上吸附适量上述的电解液,经组立得到20pcs铝电解电容器,其规格为47uf/400v,φ16*25,验证其高温性能,具体地,高温负荷实验如表二所示:时间(h)cap(μf)df(%)lc(ua,60s)044.84.3823.425045.14.612250045.14.9521.3100044.95.6318.5200044.757.1618表二:电容高温负荷实验(150℃)高温放置实验如表三所示:时间(h)cap(μf)df(%)lc(ua,60s)044.84.3823.425045.04.528250045.24.71123100045.155.33231200045.16.85420表三:电容高温放置实验(150℃)高温放置后质量变化如表四所示:时间(h)m(g)变化率(%)07.910202507.906-0.0535007.9035-0.08510007.9007-0.12020007.8856-0.311表四:电容高温放置实验(150℃)后质量变化通过表二至表四可以发现,制得的铝电解电容各特征参数均能表现相对稳定,完全可以满足150℃、2000h正常使用,可作为需求耐高温高压铝电解电容的有效方案,这在大功率电子节能灯,汽车电子等使用温度很高的领域有较好的应用前景。应当理解的是,在其他一些实施例中,上述的烷基癸二酸铵和癸二酸铵,还可以替换为其他的羧酸铵盐,可以癸二酸铵、烷基癸二酸铵、1,4—十二双酸铵、2-丁基-辛二酸铵、1,6-十二双酸铵和苯甲酸铵中的一种或几种的方式实施,与上述的烷基苯甲酸一起作为溶质;上述的硼酸聚乙二醇酯也可以替换为其他的高分子化合物,以增加闪火电压;上述的甘露醇可起到增加高温稳定性的作用;上述的次亚磷酸铵也可以替换为其他的含磷化合物,以提高化成性能;上述的对硝基苯甲醇也可以替换为其他的芳香族化合物,以减少气体产生,减小电容内压,产生硝基效应;上述的正箔还可以替换为其他低比容、高化成电压的正箔,这可降低其初始df值,减少热量产生,并在高温下提供足够的耐压,防止耐压不足导致电容器失效,进而延长电容器使用寿命;上述的高纯负箔可以减少高温下杂质的腐蚀;上述的丁基橡胶耐腐蚀,高温气密性好,且经过加厚处理,以尽可能减少高温下电解液气化溢出量,以增长电容器使用寿命;上述经过处理的电解纸,可增强其高温下对电解液的吸附能力,提高耐高温可靠性,可有效避免电解纸在高温下微碳化导致对电解液吸附能力减弱,进而使更多电解液气化导致电容器内压增大而使其较快失效的后果。具体实施时,上述含磷化合物所占百分比优选为0.1~0.3wt%,上述高分子化合物所占百分比优选为5~10wt%,上述芳香族化合物所占百分比优选为0.3~2wt%,以该方式实施的电解液综合耐高温性能更均衡优异。需要说明的是,本发明的电解液的溶液由于包括两种不同的溶液,根据稀溶液的依数性,使其整体沸点升高,饱和蒸汽压下降,这对于提升电解液的耐高温性能,增强电解液的稳定性能是非常重要的。应当理解的是,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。上面对本发明专利进行了示例性的描述,显然本发明专利的实现并不受上述方式的限制,只要采用了本发明专利的方法构思和技术方案进行的各种改进,或未经改进将本发明专利的构思和技术方案直接应用于其它场合的,均在本发明的保护范围内。当前第1页12
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