一种宽温度范围电容器用电解液及其制备方法和电容器技术

本申请涉及电解液技术领域，具体公开了一种宽温度范围电容器用电解液及其制备方法和电容器，所述宽温度范围电容器用电解液包括如下重量份的原料：溶剂45

【技术实现步骤摘要】
一种宽温度范围电容器用电解液及其制备方法和电容器


[0001]本申请涉及电解液
，更具体地说，它涉及一种宽温度范围电容器用电解液及其制备方法和电容器。

技术介绍

[0002]铝电解电容器是各类电子产品的基础元器件之一。铝电解电容器在军事、航天、高铁、通信等高精尖领域应用越来越广。其中，通信一般通过通信基站之间的无线信号进行建立，通信基站上通常装有信号收发器，铝电解电容器是信号收发器的基础元器件之一。由于通信基站需要在各种温度环境中使用，因此对铝电解电容器的使用温度范围也有一定的要求。
[0003]铝电解电容器一般包括阳极、阴极和电解液。当铝电解电容器长时间处于高温高压环境中时，阳极表面致密的氧化膜容易被破坏，从而影响铝电解电容器的使用。在电容器工作过程中，电解液对电容器阳极表面的氧化膜具有修复作用。但通常组成电解液的溶质与溶剂之间容易发生酯化反应，生成小分子水，这些小分子水在高温环境中会蒸发成水蒸气，造成电容器壳内压力过高，甚至可能会导致电容器失效。因此，电解液中溶剂和溶质的选择，对电容器的容量变化、使用温度范围、漏电流、使用寿命等性能起着非常重要的作用。

技术实现思路

[0004]为了扩大铝电解电容器的使用温度范围，本申请提供一种宽温度范围电容器用电解液及其制备方法和电容器。
[0005]第一方面，本申请提供一种宽温度范围电容器用电解液，采用如下的技术方案：一种宽温度范围电容器用电解液，其包括如下重量份的原料：溶剂45
‑
75份、溶质10
‑
30份、稳定剂2
‑
5份、消氢剂0.5
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2.5份、防水合剂0.5
‑
3.5份；所述溶剂由乙二醇、γ
‑
丁内酯、3
‑
甲基戊二醇、5,5
‑
二甲基
‑3‑
己醇制得，其添加的重量份如下：乙二醇35
‑
45份、γ
‑
丁内酯10
‑
20份、3
‑
甲基戊二醇3
‑
5份、5,5
‑
二甲基
‑3‑
己醇4
‑
6份。
[0006]通过采用上述技术方案，本申请采用溶剂、溶质、稳定剂、消氢剂和防水合剂进行共混复配得到宽温度范围电容器用电解液，使宽温度范围电容器用电解液用于铝电解电容器，使铝电解电容器在
‑
55
‑
150℃的变温条件下耐久性得到提高。溶剂是电解液的基础，主要决定了电容器的使用温度范围，本申请的溶剂为乙二醇、γ
‑
丁内酯、3
‑
甲基戊二醇和5,5
‑
二甲基
‑3‑
己醇的混合溶剂，乙二醇为主溶剂，配以不同类型的辅助溶剂，有利于电介质的电离平衡向离子化方向移动，提高电解液形成能力；同时5,5
‑
二甲基
‑3‑
己醇由于羟基所在的位置，空间位阻较大，增大了酯化反应难度，因此可减少小分子水的产生，从而降低溶剂体系蒸气压，提高了电解液的稳定性，从而使电容器具有更好的耐温性以及拥有更宽的使用温度。
[0007]作为优选，所述宽温度范围电容器用电解液包括如下重量份的原料：溶剂55
‑
65
份、溶质15
‑
25份、稳定剂3
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4份、消氢剂1
‑
2份、防水合剂1
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2.5份。
[0008]通过采用上述技术方案，本申请通过优化宽温度范围电容器用电解液的各原料的用量，使宽温度范围电容器用电解液原料用量在此范围内时，所制备的宽温度范围电容器用电解液用于铝电解电容器时，其耐久性提高，从而延长电容器的使用寿命。
[0009]作为优选，所述溶剂还包括2
‑
6重量份的二甘醇。
[0010]通过采用上述技术方案，本申请中将二甘醇加入到宽温度范围电容器用电解液的制备过程中，使电解液的化学稳定性更好，加入6kg的二甘醇后，测得电容器的电容量为28.05μF、容量变化率为9.3％、损耗值0.22％和漏电流10.6μA，说明电容器的耐久性得到了提高。
[0011]作为优选，所述溶质由1,7
‑
癸二酸铵、异癸二酸铵、柠檬酸制得，其添加的重量份为1,7
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癸二酸铵4
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8份、异癸二酸铵1
‑
2.5份、柠檬酸3
‑
5份。
[0012]通过采用上述技术方案，本申请的溶质由直链羧酸铵盐和支链多元羧酸盐组成，使表面电场均匀分布、提高闪火电压和电解液的高温工作稳定性，降低高温环境中电解液酯化反应的发生，从而减少酯化反应所产生的水，减少水对铝箔的侵蚀和给电容器带来的鼓胀，从而提高电解液的活性与耐高温性；同时，采用小分子溶质具有较强的迁移率及极高的溶解度，因而具有较好的电导率，并且具有更高的耐高温特性，使电解液的温度范围得到扩展。
[0013]作为优选，所述稳定剂为聚乙二醇；所述消氢剂为对硝基苯甲酸；所述防水合剂为磷酸铵。
[0014]通过采用上述技术方案，本申请中采用高聚物作为宽温度范围电容器用电解液的稳定剂，可提高电解液在高温环境中工作的稳定性；加入消氢剂能有效地抑制或消除氢气；在铝电解电容器工作中，电解液介质中的水分子会与铝氧化膜反应生成水合氧化膜，导致电容器性能恶化甚至失效，因此需在电解液中加入防水合剂，本申请中添加的磷酸铵可防止水合作用发生，使电容器性能的失效得以改善。
[0015]作为优选，所述聚乙二醇的平均相对分子质量为400
‑
800。
[0016]通过采用上述技术方案，本申请通过限制聚乙二醇的相对分子质量，使制备的宽温度范围电容器用电解液用于铝电解电容器中，该电容器经耐久性测试5500h后，测得电容器的耐久性较好，电容量可到达28.43μF、容量变化率为8.5％、损耗值0.16％和漏电流9.4μA。
[0017]第二方面，本申请提供一种宽温度范围电容器用电解液的制备方法，其包括如下步骤：1)将溶剂加热至85
‑
95℃，然后加入稳定剂，搅拌25
‑
35min，得到第一混合物；2)将第一混合物加热至110
‑
125℃，然后加入溶质，搅拌30
‑
40min，得到第二混合物；3)将第二混合物降温至65
‑
75℃，加入消氢剂和防水合剂，搅拌45
‑
55min，得到宽温度范围电容器用电解液。
[0018]通过采用上述技术方案，将溶剂、溶质、稳定剂、消氢剂和防水合剂按一定顺序和温度条件进行共混制得宽温度范围电容器用电解液，再将宽温度范围电容器用电解液用于铝电解电容器，该电容器在
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55
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150℃的变温条件下耐久性得到提高；以上步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种宽温度范围电容器用电解液，其特征在于：其包括如下重量份的原料：溶剂45
‑
75份、溶质10
‑
30份、稳定剂2
‑
5份、消氢剂0.5
‑
2.5份、防水合剂0.5
‑
3.5份；所述溶剂由乙二醇、γ
‑
丁内酯、3
‑
甲基戊二醇、5,5
‑
二甲基
‑3‑
己醇制得，其添加的重量份如下：乙二醇35
‑
45份、γ
‑
丁内酯10
‑
20份、3
‑
甲基戊二醇3
‑
5份、5,5
‑
二甲基
‑3‑
己醇4
‑
6份。2.根据权利要求1所述的一种宽温度范围电容器用电解液，其特征在于：所述宽温度范围电容器用电解液包括如下重量份的原料：溶剂55
‑
65份、溶质15
‑
25份、稳定剂3
‑
4份、消氢剂1
‑
2份、防水合剂1
‑
2.5份。3.根据权利要求1所述的一种宽温度范围电容器用电解液，其特征在于：所述溶剂还包括2
‑
6重量份的二甘醇。4.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵志飞，汪海霞，林小亮，
申请(专利权)人：深圳奥凯普电容器有限公司，
类型：发明
国别省市：