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工作電壓300~500V鋁電解電容器用電解液及鋁電解電容器

149   編輯:管理員   來源:深圳新宙邦科技股份有限公司  
2024-05-21 09:21:09
權(quán)利要求書: 1.一種工作電壓300~500鋁電解電容器用電解液,其特征在于,包括以下組分:主溶劑,主溶質(zhì)以及水;

其中,所述主溶劑包括內(nèi)酯類化合物;

所述主溶質(zhì)包括間二氮雜環(huán)戊烯陽離子與有機羧酸陰離子;

以所述電解液的總重量為100%計,所述水的含量為0.5%~2%;

所述間二氮雜環(huán)戊烯陽離子包括1?乙基?3甲基間二氮雜環(huán)戊烯陽離子、1?乙基?2,3?二甲基間二氮雜環(huán)戊烯陽離子、1,3?二甲基間二氮雜環(huán)戊烯陽離子、1,2,3?三甲基間二氮雜環(huán)戊烯陽離子、2?甲基間二氮雜環(huán)戊烯陽離子、2?苯基間二氮雜環(huán)戊烯陽離子和2?丙基?

2?間二氮雜環(huán)戊烯陽離子中的一種或多種;

所述有機羧酸陰離子選自結(jié)構(gòu)式Ⅰ所示化合物:

結(jié)構(gòu)式Ⅰ

其中,P選自碳原子數(shù)5~20的主碳鏈,R1、R2、R3、R4各自獨立地選自氫、苯環(huán)、烴基苯環(huán)、硝基苯環(huán)、碳原子數(shù)1~8的直碳鏈、碳原子數(shù)1~8帶支鏈的碳鏈或羧基,且R1、R2、R3、R4中的兩個選自羧基。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解液,其特征在于,以所述電解液的總重量為100%計,所述主溶劑的含量為55%~97%,所述主溶質(zhì)的含量為0.5%~12%。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解液,其特征在于,所述內(nèi)酯類化合物包括γ?丁內(nèi)酯和/或γ?戊內(nèi)酯。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電解液,其特征在于,所述電解液還包括輔助溶劑,所述輔助溶劑包括乙二醇、二甘醇、甲氧基丙二醇、二甲基亞砜、丙二醇、丙三醇、正丁醇、正辛醇、環(huán)丁砜、N?甲基甲酰胺、N,N?二甲基甲酰胺和N,N?二乙基甲酰胺中的一種或多種,以所述電解液的總重量為100%計,所述輔助溶劑的含量為4%~20%。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電解液,其特征在于,所述電解液還包括輔助溶質(zhì),所述輔助溶質(zhì)包括二甲胺、二乙胺、三乙胺、壬二酸二乙胺、壬二酸二甲胺、壬二酸三乙胺、癸二酸二乙胺、癸二酸三乙胺和碳原子數(shù)5~15的有機羧酸及銨鹽中的一種或多種,以所述電解液的總重量為100%計,所述輔助溶質(zhì)的含量為0.1%~5%。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電解液,其特征在于,所述電解液還包括防水合劑,所述防水合劑包括甘露醇、木糖醇、烷基磷酸酯、硼酸、五硼酸銨、次亞磷酸及銨鹽、磷酸及銨鹽、磷酸酯化物、亞磷酸及銨鹽、磷鎢酸及銨鹽、磷鉬酸及銨鹽和聚磷酸及銨鹽中的一種或多種,以所述電解液的總重量為100%計,所述防水合劑的含量為0.05%~3.5%。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電解液,其特征在于,所述電解液還包括閃火提升劑,所述閃火提升劑包括聚乙烯醇硼酸酯、聚合度200~5000的聚乙烯醇、聚合度100~5000的聚丙三醇、聚合度200~5000的聚丙烯醇、硅烷偶聯(lián)劑、聚環(huán)氧丙烷醚、聚合脂肪酸及銨鹽、納米二氧化硅、有機硅和聚丙烯酸銨中的一種或多種,以所述電解液的總重量為100%計,所述閃火提升劑的含量為3%~12%。

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電解液,其特征在于,所述電解液還包括消氫劑,所述消氫劑包括對苯二酚、間苯二酚、對硝基苯甲醇、間硝基乙酰苯、偏硝基乙酰苯、對硝基苯甲酸、對硝基苯甲酸銨、對硝基苯酚、間硝基苯酚、鄰硝基苯酚、對硝基苯乙酮和鄰硝基苯甲醚中的一種或多種,以所述電解液的總重量為100%計,所述消氫劑的含量為0.1%~1.5%。

9.一種鋁電解電容器,其特征在于,包括正箔、負箔、電解紙以及如權(quán)利要求1~8中任意一項所述的電解液。

說明書: 一種工作電壓300~500鋁電解電容器用電解液及鋁電解電容器

技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明屬于電容器用電解液領(lǐng)域,具體涉及一種工作電壓300~500鋁電解電容器用電解液及鋁電解電容器。背景技術(shù)[0002] 鋁電解電容器的應(yīng)用范圍廣泛,具體涉及到家電、工業(yè)、農(nóng)業(yè)以及航天等領(lǐng)域。鋁電解電容器在電路中具有調(diào)諧、濾波、耦合、旁路以及能量轉(zhuǎn)換的作用且價格便宜,這是其他電容器不可替代的。目前,傳統(tǒng)高壓段電壓300~500的鋁電解電容器,主要是以乙二醇為主溶劑。乙二醇為主溶劑體系的電解液,在低溫?40℃條件下,容易因容量衰減以及散逸因數(shù)(DissipationFactor,DF)等參數(shù)劣化而失效。而且,由于市場逐漸拓寬對鋁電解電容器的需求,對鋁電解電容器電解液的寬溫性能要求也日漸變高。這導(dǎo)致乙二醇為主溶劑體系電解液產(chǎn)品無法滿足市場要求,開發(fā)一種新型體系的鋁電解電容器用電解液非常有必要性。[0003] 內(nèi)酯類溶劑,目前主要在100以內(nèi)的低壓段鋁電解液中使用。內(nèi)酯類溶劑體系電解液具有優(yōu)異的寬溫性能,在低溫?55℃條件下,各參數(shù)仍能保持在合格的參數(shù)范圍內(nèi)。[0004] 但工作電壓300~500的高壓鋁電解電容器使用中,需要在正箔表面形成更為致密穩(wěn)定的氧化鋁膜,而內(nèi)酯類作主溶劑的電解液提供氧負離子能力以及對高壓溶質(zhì)的溶解能力有限,會導(dǎo)致使用該電解液的鋁電解電容器的耐高壓性能差、漏電流回升大以及使用壽命短的問題。發(fā)明內(nèi)容[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中鋁電解電容器用電解液的耐高壓性能差、漏電流回升大以及電容器使用壽命短的問題,提供一種工作電壓300~500鋁電解電容器用電解液及鋁電解電容器。[0006] 本發(fā)明解決上述問題所采用的技術(shù)方案如下:[0007] 一方面,本發(fā)明提供了一種工作電壓300~500鋁電解電容器用電解液,包括以下組分:[0008] 主溶劑,主溶質(zhì)以及水,其中,所述主溶劑包括內(nèi)酯類化合物,所述主溶質(zhì)包括間二氮雜環(huán)戊烯陽離子與有機羧酸陰離子;以所述電解液的總重量為100%計,所述水的含量為0.01%~2%。[0009] 可選的,以所述電解液的總重量為100%計,所述主溶劑的含量為55%~97%,所述主溶質(zhì)的含量為0.5%~12%。[0010] 可選的,所述內(nèi)酯類化合物包括γ?丁內(nèi)酯和/或γ?戊內(nèi)酯。[0011] 可選的,所述間二氮雜環(huán)戊烯陽離子包括1?乙基?3甲基間二氮雜環(huán)戊烯陽離子、1?乙基?2,3?二甲基間二氮雜環(huán)戊烯陽離子、1,2,3,4?四甲基間二氮雜環(huán)戊烯陽離子、1,3?二甲基間二氮雜環(huán)戊烯陽離子、1,2,3?三甲基間二氮雜環(huán)戊烯陽離子、2?甲基間二氮雜環(huán)戊烯陽離子、2?苯基間二氮雜環(huán)戊烯陽離子和2?丙基?2?間二氮雜環(huán)戊烯陽離子中的一種或多種;

[0012] 所述有機羧酸選自苯甲酸或結(jié)構(gòu)式Ⅰ所示化合物:[0013][0014] 其中,P選自碳原子數(shù)1~20的主碳鏈,R1、R2、R3、R4各自獨立地選自氫、苯環(huán)、烴基苯環(huán)、硝基苯環(huán)、碳原子數(shù)1~8的直碳鏈、碳原子數(shù)1~8帶支鏈的碳鏈或羧基,且R1、R2、R3、R4中的一個或兩個選自羧基。[0015] 可選的,所述電解液還包括輔助溶劑,所述輔助溶劑包括乙二醇、二甘醇、甲氧基丙二醇、二甲基亞砜、丙二醇、丙三醇、正丁醇、正辛醇、環(huán)丁砜、N?甲基甲酰胺、N,N?二甲基甲酰胺和N,N?二乙基甲酰胺中的一種或多種,以所述電解液的總重量為100%計,所述輔助溶劑的含量為4%~20%。[0016] 可選的,所述電解液還包括輔助溶質(zhì),輔助溶質(zhì)包括二甲胺、二乙胺、三乙胺、壬二酸二乙胺、壬二酸二甲胺、壬二酸三乙胺、癸二酸二乙胺、癸二酸三乙胺和碳原子數(shù)5~15的有機羧酸及銨鹽中的一種或多種,以所述電解液的總重量為100%計,所述輔助溶質(zhì)的含量為0.1%~5%。[0017] 可選的,所述電解液還包括防水合劑,所述防水合劑包括甘露醇、木糖醇、烷基磷酸酯、硼酸、五硼酸銨、次亞磷酸及銨鹽、磷酸及銨鹽、磷酸酯化物、亞磷酸及銨鹽、磷鎢酸及銨鹽、磷鉬酸及銨鹽和聚磷酸及銨鹽中的一種或多種,以所述電解液的總重量為100%計,所述防水合劑的含量為0.05%~3.5%。[0018] 可選的,所述電解液還包括閃火提升劑,所述閃火提升劑包括聚乙烯醇硼酸酯、聚合度200~5000的聚乙烯醇、聚合度100~5000的聚丙三醇、聚合度200~5000的聚丙烯醇、硅烷偶聯(lián)劑、聚環(huán)氧丙烷醚、聚合脂肪酸及銨鹽、納米二氧化硅、有機硅和聚丙烯酸銨中的一種或多種,以所述電解液的總重量為100%計,所述閃火提升劑的含量為3%~12%。[0019] 可選的,所述電解液還包括消氫劑,所述消氫劑包括對苯二酚、間苯二酚、對硝基苯甲醇、間硝基乙酰苯、偏硝基乙酰苯、對硝基苯甲酸、對硝基苯甲酸銨、對硝基苯酚、間硝基苯酚、鄰硝基苯酚、對硝基苯乙酮和鄰硝基苯甲醚中的一種或多種,以所述電解液的總重量為100%計,所述消氫劑的含量為0.1%~1.5%。[0020] 另一方面,本發(fā)明還提供一種鋁電解電容器,包括正箔、負箔、電解紙以及上述任意一項所述的電解液。[0021] 本發(fā)明提供的工作電壓300~500鋁電解電容器用電解液通過優(yōu)化配方,以內(nèi)酯類化合物為主溶劑,并加入包括間二氮雜環(huán)戊烯陽離子與有機羧酸陰離子的主溶質(zhì)以及水;由于高壓鋁電解電容器工作中需要正箔表面有致密穩(wěn)定的氧化鋁膜來保證絕緣耐壓能力,而內(nèi)酯類作主溶劑的電解液提供氧負離子能力有限,導(dǎo)致鋁電解電容器耐壓不足,漏電流回升大以及使用壽命短。本發(fā)明通過加入一定含量的水,提供足量的氧負離子,使電解液具有優(yōu)異的耐高壓性能,使用溫度范圍寬,低漏電流回升值小以及電容器使用壽命長的性能。附圖說明[0022] 圖1是本發(fā)明提供的測試閃火電壓的測試方法圖。具體實施方式[0023] 為了使本發(fā)明所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白,以下結(jié)合附圖及實施例,對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解,此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明,并不用于限定本發(fā)明。[0024] 本發(fā)明提供了一種300~500鋁電解電容器用電解液,包括以下組分:[0025] 主溶劑,主溶質(zhì)以及水,其中,主溶劑包括內(nèi)酯類化合物,所述主溶質(zhì)由間二氮雜環(huán)戊烯陽離子和有機羧酸組成;以電解液的總重量為100%計,水的含量為0.01%~2%。[0026] 鋁電解電容器通過提高正箔的絕緣能力,以達到提高電容器耐壓,降低漏電流,延長電容器產(chǎn)品使用壽命的效果。而提升正箔的絕緣能力,需要在其表面形成致密穩(wěn)定的氧化鋁膜,也因此需要電解液提供足夠的氧負離子。氧負離子通過與鋁箔表面的鋁離子形成氧化鋁,對正箔表面有破壞的地方進行絕緣修補。正箔的絕緣性越好,耐壓越高,放置過程中的漏電流回升越?。煌瑫r在高電壓條件下,氧負離子及時修補破損的氧化膜,可以防止電容器使用過程中出現(xiàn)擊穿失效的情況。由于以內(nèi)酯類化合物作主溶劑的電解液,自身提供氧負離子的能力十分有限,導(dǎo)致該類體系的電解液在耐壓和漏電流回升方面有較大的缺陷,容易使電容器的使用壽命縮減,漏電流回升大。為了提供足夠的氧負離子,本發(fā)明添加了0.01%~2%的水份,該范圍的水份含量電離生成的氧負離子,足夠提供修補氧化膜所需的氧負離子量,使該體系的產(chǎn)品具有優(yōu)異的高耐壓,低漏電流值,使用壽命的特性。[0027] 如果電解液加入的水分含量大于2%,首先,過量的水分會與氧化鋁膜之間反應(yīng)形成氫氧化鋁,從而影響正箔表面的氧化膜的致密性,導(dǎo)致電容器用電解液的高壓段寬溫性能變差、漏電流回升變大以及電容器使用壽命縮短的問題。其次,大量的水分會電解產(chǎn)氣,導(dǎo)致電容器過回流焊凸底嚴重。[0028] 本發(fā)明提供的電解液以優(yōu)化配方的內(nèi)酯類化合物為主溶劑,并加入包括間二氮雜環(huán)戊烯陽離子與有機羧酸陰離子的主溶質(zhì)以及水,由于鋁電解電容器正箔表面形成致密穩(wěn)定的氧化鋁膜需要氧負離子以及內(nèi)酯類作主溶劑提供氧負離子能力有限,導(dǎo)致鋁電解電容器的耐高壓性能差、漏電流回升大以及使用壽命短,本發(fā)明通過加入足夠含量的水,提供足量的氧負離子,使電解液具有優(yōu)異的耐高壓,低漏電流回升值以及電容器使用壽命長的性能。[0029] 本發(fā)明的內(nèi)酯類溶劑體系可應(yīng)用于工作電壓300~500的高壓鋁電解電容器。[0030] 在本發(fā)明的一些實施例中,以電解液的總重量為100%計,主溶劑的含量為55%~97%,主溶質(zhì)的含量為0.5%~12%。

[0031] 在本發(fā)明的一些實施例中,內(nèi)酯類化合物包括γ?丁內(nèi)酯和/或γ?戊內(nèi)酯。[0032] 優(yōu)選的,以γ?丁內(nèi)酯作為主溶劑。[0033] 在本發(fā)明的一些實施例中,間二氮雜環(huán)戊烯陽離子包括1?乙基?3甲基間二氮雜環(huán)戊烯陽離子、1?乙基?2,3?二甲基間二氮雜環(huán)戊烯陽離子、1,2,3,4?四甲基間二氮雜環(huán)戊烯陽離子、1,3?二甲基間二氮雜環(huán)戊烯陽離子、1,2,3?三甲基間二氮雜環(huán)戊烯陽離子、2?甲基間二氮雜環(huán)戊烯陽離子、2?苯基間二氮雜環(huán)戊烯陽離子和2?丙基?2?間二氮雜環(huán)戊烯陽離子中的一種或多種;[0034] 有機羧酸選自苯甲酸或結(jié)構(gòu)式Ⅰ所示化合物:[0035][0036] 其中,P選自碳原子數(shù)1~20的主碳鏈,R1、R2、R3、R4各自獨立地選自氫、苯環(huán)、烴基苯環(huán)、硝基苯環(huán)、碳原子數(shù)1~8的直碳鏈、碳原子數(shù)1~8帶支鏈的碳鏈或羧基,且R1、R2、R3、R4中的一個或兩個選自羧基。[0037] 在本發(fā)明的一些實施例中,電解液還包括輔助溶劑,輔助溶劑包括乙二醇、二甘醇、甲氧基丙二醇、二甲基亞砜、丙二醇、丙三醇、正丁醇、正辛醇、環(huán)丁砜、N?甲基甲酰胺、N,N?二甲基甲酰胺和N,N?二乙基甲酰胺中的一種或多種。[0038] 優(yōu)選的,輔助溶劑選自于乙二醇,乙二醇和環(huán)丁砜之間的組合。[0039] 以電解液的總重量為100%計,所述輔助溶劑的含量為4%~20%。[0040] 當主溶劑選擇內(nèi)酯類化合物時,本發(fā)明在優(yōu)選方案中常常會添加一些添加劑,由于添加劑難溶于內(nèi)酯類化合物,此時需要添加輔助溶劑幫助添加劑的溶解。[0041] 在本發(fā)明的一些實施例中,電解液還包括輔助溶質(zhì),輔助溶質(zhì)包括二甲胺、二乙胺、三乙胺、壬二酸二乙胺、壬二酸二甲胺、壬二酸三乙胺、癸二酸二乙胺、癸二酸三乙胺和碳原子數(shù)5~15的有機羧酸及銨鹽中的一種或多種,以電解液的總重量為100%計,輔助溶質(zhì)的含量為0.1%~5%。[0042] 所述碳原子數(shù)5~15的有機羧酸及銨鹽包括己二酸及銨鹽,苯甲酸及銨鹽,癸二酸及銨鹽和十二雙酸銨。[0043] 在本發(fā)明的一些實施例中,電解液還包括防水合劑,防水合劑包括甘露醇、木糖醇、烷基磷酸酯、硼酸、五硼酸銨、次亞磷酸及銨鹽、磷酸及銨鹽、磷酸酯化物、亞磷酸及銨鹽、磷鎢酸及銨鹽、磷鉬酸及銨鹽和聚磷酸及銨鹽中的一種或多種,以電解液的總重量為100%計,防水合劑的含量為0.05%~3.5%。

[0044] 在本發(fā)明中,防水合劑的使用,使鋁電解電容器表面的氧化鋁膜致密化,并進一步提升電解液的耐高壓性能以及降低漏電流回升。[0045] 在本發(fā)明的一些實施例中,電解液還包括閃火提升劑,所述閃火提升劑包括聚乙烯醇硼酸酯、聚合度200~5000的聚乙烯醇、聚合度100~5000的聚丙三醇、聚合度200~5000的聚丙烯醇、硅烷偶聯(lián)劑、聚環(huán)氧丙烷醚、聚合脂肪酸及銨鹽、納米二氧化硅、有機硅和聚丙烯酸銨中的一種或多種,以電解液的總重量為100%計,閃火提升劑的含量為3%~

12%。

[0046] 添加閃火提升劑對提高電解液的閃火電壓效果明顯,而且對電導(dǎo)率的影響甚微,并且能夠提高電容器的使用壽命和穩(wěn)定性,同時也改善了漏電流回升。[0047] 在本發(fā)明的一些實施例中,電解液還包括消氫劑,所述消氫劑包括對苯二酚、間苯二酚、對硝基苯甲醇、間硝基乙酰苯、偏硝基乙酰苯、對硝基苯甲酸、對硝基苯甲酸銨、對硝基苯酚、間硝基苯酚、鄰硝基苯酚、對硝基苯乙酮和鄰硝基苯甲醚中的一種或多種,以電解液的總重量為100%計,消氫劑的含量為0.1%~1.5%。[0048] 本發(fā)明還提供一種鋁電解電容器,包括正箔、負箔、電解紙以及上述任意一項所述的電解液。[0049] 以下通過實施例對本發(fā)明進行進一步的說明。應(yīng)理解,本發(fā)明不限于以下實施案例,方法如無特別說明均視為常規(guī)方法。材料如無特別說明均能從公開商業(yè)途徑獲得。[0050] 實施例1[0051] 本實施例用于說明本發(fā)明公開的工作電壓300~500鋁電解電容器用電解液及其制備方法。[0052] 以電解液的總重量為100%計,包括以下組分:[0053] (1)γ?丁內(nèi)酯86.0%[0054] (2)1?乙基?3?甲基間二氮雜環(huán)戊烯陽離子1.5%[0055] (3)2?丁基?辛二酸1.5%[0056] (4)有機硅10%[0057] (5)對硝基苯甲醇0.5%[0058] (6)水0.5%[0059] 其制備方法包括以下步驟:[0060] (1)按上述組分,先將1?乙基?3?甲基間二氮雜環(huán)戊烯陽離子和2?丁基?辛二酸混合制備得到主溶質(zhì);[0061] (2)按上述組分,將γ?丁內(nèi)酯,主溶質(zhì),有機硅,對硝基苯甲醇以及水混合均勻,制備得到電解液,標記為S1。[0062] 實施例2[0063] 本實施例用于說明本發(fā)明公開的工作電壓300~500鋁電解電容器用電解液及其制備方法。[0064] 以電解液的總重量為100%計,包括以下組分:[0065] (1)γ?丁內(nèi)酯77.9%[0066] (2)1?乙基?3?甲基間二氮雜環(huán)戊烯陽離子5.5%[0067] (3)2?丁基?辛二酸5.5%[0068] (4)次亞磷酸及銨鹽0.1%[0069] (5)有機硅10%[0070] (6)對硝基苯甲醇0.5%[0071] (7)水0.5%[0072] 其制備方法包括以下步驟:[0073] (1)按上述組分,先將1?乙基?3?甲基間二氮雜環(huán)戊烯陽離子和2?丁基?辛二酸混合制備得到主溶質(zhì);[0074] (2)按上述組分,將γ?丁內(nèi)酯,主溶質(zhì),次亞磷酸及銨鹽,有機硅,對硝基苯甲醇以及水混合均勻,制備得到電解液,標記為S2。[0075] 實施例3[0076] 本實施例用于說明本發(fā)明公開的工作電壓300~500鋁電解電容器用電解液及其制備方法。[0077] 以電解液的總重量為100%計,包括以下組分:[0078] (1)γ?丁內(nèi)酯74.5%[0079] (2)1?乙基?3?甲基間二氮雜環(huán)戊烯陽離子5.5%[0080] (3)2?己基?己二酸5.5%[0081] (4)乙二醇5%[0082] (5)次亞磷酸及銨鹽0.1%[0083] (6)無機納米二氧化硅8%[0084] (7)對硝基苯甲醇0.7%[0085] (8)水0.7%[0086] 其制備方法包括以下步驟:[0087] (1)按上述組分,先將1?乙基?3?甲基間二氮雜環(huán)戊烯陽離子和2?己基?己二酸混合制備得到主溶質(zhì);[0088] (2)按上述組分,將γ?丁內(nèi)酯,主溶質(zhì),乙二醇,次亞磷酸及銨鹽,無機納米二氧化硅,對硝基苯甲醇以及水混合均勻,制備得到電解液,標記為S3。[0089] 實施例4[0090] 本實施例用于說明本發(fā)明公開的工作電壓300~500鋁電解電容器用電解液及其制備方法。[0091] 以電解液的總重量為100%計,包括以下組分:[0092] (1)γ?丁內(nèi)酯74.0%[0093] (2)1,2,3,4?四甲基間二氮雜環(huán)戊烯陽離子7%[0094] (3)2?己基?己二酸7%[0095] (4)癸二酸銨0.5%[0096] (5)無機納米二氧化硅10%[0097] (6)間硝基乙酰苯0.5%[0098] (7)水1.0%[0099] 其制備方法包括以下步驟:[0100] (1)按上述組分,先將1,2,3,4?四甲基間二氮雜環(huán)戊烯陽離子和2?己基?己二酸混合制備得到主溶質(zhì);[0101] (2)按上述組分,將γ?丁內(nèi)酯,主溶質(zhì),癸二酸銨,無機納米二氧化硅,有機硅,間硝基乙酰苯以及水混合均勻,制備得到電解液,標記為S4。[0102] 對比例1[0103] 本對比例用于對比說明本發(fā)明公開的工作電壓300~500鋁電解電容器用電解液及其制備方法。[0104] 對比的以電解液的總重量為100%計,包括以下組分:[0105] (1)γ?丁內(nèi)酯80.5%[0106] (2)1,2,3,4?四甲基間二氮雜環(huán)戊烯陽離子5.5%[0107] (3)苯甲酸5.5%[0108] (4)有機硅8%[0109] (5)對硝基苯酚0.5%[0110] 其制備方法包括以下步驟:[0111] (1)按上述組分,先將1,2,3,4?四甲基間二氮雜環(huán)戊烯陽離子和苯甲酸混合制備得到主溶質(zhì);[0112] (2)按上述組分,將γ?丁內(nèi)酯,主溶質(zhì),有機硅以及對硝基苯酚混合均勻,制備得到對比的電解液,標記為D1。[0113] 對比例2[0114] 本對比例用于對比說明本發(fā)明公開的工作電壓300~500鋁電解電容器用電解液及其制備方法。[0115] 對比的以電解液的總重量為100%計,包括以下組分:[0116] (1)γ?丁內(nèi)酯86.5%[0117] (2)1?乙基?3?甲基間二氮雜環(huán)戊烯陽離子1.5%[0118] (3)2?丁基?辛二酸1.5%[0119] (4)有機硅10%[0120] (5)對硝基苯甲醇0.5%[0121] 其制備方法包括以下步驟:[0122] (1)按上述組分,先將1?乙基?3?甲基間二氮雜環(huán)戊烯陽離子和2?丁基?辛二酸混合制備得到主溶質(zhì);[0123] (2)按上述組分,將γ?丁內(nèi)酯,主溶質(zhì),有機硅以及對硝基苯甲醇混合均勻,制備得到對比的電解液,標記為D2。[0124] 對比例3[0125] 本對比例用于對比說明本發(fā)明公開的工作電壓300~500鋁電解電容器用電解液及其制備方法。[0126] 對比的以電解液的總重量為100%計,包括以下組分:[0127] (1)乙二醇86.5%[0128] (2)1?乙基?3?甲基間二氮雜環(huán)戊烯陽離子1.5%[0129] (3)2?丁基?辛二酸1.5%[0130] (4)有機硅10%[0131] (5)對硝基苯甲醇0.5%[0132] 其制備方法包括以下步驟:[0133] (1)按上述組分,先將1?乙基?3?甲基間二氮雜環(huán)戊烯陽離子和2?丁基?辛二酸混合制備得到主溶質(zhì);[0134] (2)按上述組分,將乙二醇,主溶質(zhì),有機硅以及對硝基苯甲醇混合均勻,制備得到對比的電解液,標記為D3。[0135] 對比例4[0136] 本對比例用于對比說明本發(fā)明公開的工作電壓300~500鋁電解電容器用電解液及其制備方法。[0137] 對比的以電解液的總重量為100%計,包括以下組分:[0138] (1)γ?丁內(nèi)酯84.0%[0139] (2)1?乙基?3?甲基間二氮雜環(huán)戊烯陽離子1.5%[0140] (3)2?丁基?辛二酸1.5%[0141] (4)有機硅10%[0142] (5)對硝基苯甲醇0.5%[0143] (6)水2.5%[0144] 其制備方法包括以下步驟:[0145] (1)按上述組分,先將1?乙基?3?甲基間二氮雜環(huán)戊烯陽離子和2?丁基?辛二酸混合制備得到主溶質(zhì);[0146] (2)按上述組分,將γ?丁內(nèi)酯,主溶質(zhì),有機硅,對硝基苯甲醇以及水混合均勻,制備得到對比的電解液,標記為D4。[0147] 性能測試[0148] 對上述制備得到的S1~S4和對比樣品D1~D4進行性能測試。[0149] 1、將上述制備得到的S1~S4和對比樣品D1~D4分別進行電導(dǎo)率以及閃火電壓測試。[0150] (1)電導(dǎo)率[0151] 使用電導(dǎo)儀分別測試上述制備得到的S1~S4和對比樣品D1~D4的電導(dǎo)率。[0152] (2)閃火電壓[0153] 使用導(dǎo)箔條(未化成)尺寸為1.0×0.5cm,如圖1所示測試方法,測試上述制備得到的S1~S4和對比樣品D1~D4的閃火電壓,其中,測試條件為電壓:800,[0154] 電流:20mA,溫度:30℃。[0155] 得到的測試結(jié)果填入表1。[0156] 表1[0157][0158] 由表1可知,由實施例S1~S4與D3相比可知,以內(nèi)酯類作主溶劑比以乙二醇作主溶劑,具有更高的電導(dǎo)率和閃火電壓。[0159] 2、將上述制備得到的電解液S1~S4和對比樣品D1~D4分別在20℃以及?55℃環(huán)境下,測試和計算電容值(C),△C(%),散逸因數(shù)損失角(DF),阻抗(Z)以及阻抗比,其中,電容器芯包選擇規(guī)格和尺寸:4006.8μF,Ф10×12。[0160] 得到的測試結(jié)果填入表2。[0161] 表2[0162][0163][0164] 由表2可知,本發(fā)明在加入水的實施例S1~S4中,低溫?55℃的各項參數(shù)都能滿足性能要求,而添加過量的水中,在低溫?55℃的各項參數(shù)不能滿足性能要求。[0165] 3、將上述制備得到的S1~S4和對比樣品D1~D4在高溫125℃進行負荷試驗,測試電容器的電容值(Cap),散逸因數(shù)損失角(DF),漏電流回升值(LC),△C(%)以及產(chǎn)氣情況,其中,電容器芯包選擇的規(guī)格和尺寸:4006.8μF,Ф10×12。[0166] 得到的測試結(jié)果填入表3。[0167] 表3[0168][0169][0170] 由表3可知,加水的實施例S1~S4在高溫125℃負荷壽命5000H時,參數(shù)在合格范圍內(nèi),能夠滿足125℃5000H的壽命要求;對比例D1~D2因缺少水份提供的氧負離子,導(dǎo)致在負荷壽命過程中,未能及時修補破損的氧化膜,絕緣性降低,導(dǎo)致中途2000H之前發(fā)生擊穿失效;以乙二醇為主溶劑的D3,因耐壓不足產(chǎn)氣嚴重,凸底開閥,導(dǎo)致各參數(shù)超標失效;對比例D4因添加過量的水,反而破壞氧化膜,絕緣性降低,導(dǎo)致中途2000H之前發(fā)生擊穿失效。[0171] 4、將上述制備得到的S1~S4和對比樣品D1~D4在高溫105℃進行儲存試驗,測試電容器的電容值(Cap),散逸因數(shù)損失角(DF),漏電流回升值(LC)以及△C(%),其中,電容器芯包選擇規(guī)格和尺寸:4006.8μF,Ф10×12。[0172] 得到的測試結(jié)果填入表4。[0173] 表4[0174][0175][0176] 由表4可知,實施例S1~S4的漏電流回升值均很小,相比于對比例D1~D4,漏電流回升嚴重。經(jīng)分析可知,對比例D1~D3缺少氧負離子,不能及時修補氧化鋁膜,氧化鋁膜的絕緣性降低,導(dǎo)致漏電流快速增大,加入過量水的對比例D4破壞氧化鋁膜,氧化鋁膜的絕緣性降低,導(dǎo)致漏電流快速增大。[0177] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已,并不用以限制本發(fā)明,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。



聲明:
“工作電壓300~500V鋁電解電容器用電解液及鋁電解電容器” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請聯(lián)系該技術(shù)所有人。
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