超宽温低压铝电解电容器工作电解液及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种超宽温低压铝电解电容器工作电解液，所述电解液由如下占比构成：溶剂一：60％～82.95％，溶剂二：32.4％～15％，溶质：5.8g～25.3g/100g溶剂，PH调节剂：调节PH＝3～7.5，消氢剂：2.5％～1％，防水合剂：0.1％～0.05％，耐压稳定剂：5％～1％，同时还提供一种超宽温低压铝电解电容器工作电解液的制备方法；本发明专利技术的优点在于：既能满足严酷的高低温使用环境又能保证具有较好的产品特性，满足产品的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
超宽温低压铝电解电容器工作电解液及其制备方法
：本专利技术涉及一种-60℃～+150℃超宽温低压铝电解电容器工作电解液及其制备方法。
技术介绍
：随着电子技术的迅猛发展，由于铝电解电容器具有性能优良、大容量、价格低廉、易于加工、使用便捷等优势，加上本身技术的改进，向小体积、低成本、高频低阻抗方向的发展，使铝电解电容器成为电子行业关键的、不可或缺的元件。另一方面超人规模集成电路(VLSI)的发展，小容量的电容器被集成到电路内部，IC的发展使电路系统的工作频率大大提高，导致电解电容器在部分电路中被别的电容器所取代，但是由于IC电路的电源部分始终离不开电解电容器，再者电解电容器自身性能的提高也向其它电容器的应用领域扩展，特别是向低损耗、高纯度、高强度薄型化发展使其具有更强的生命力。由于近几年LED技术的不断成熟，使LED灯的用途有了突飞猛进的发展，因而对铝电解电容器提出了更高的要求，必须要适应高低温的严酷环境以使LED真正达到它应有的寿命。目前低压铝电解电容器所使用的低压电解液主要有两种，一是水系，即用高纯度离子水加上一些有机直链铵盐配置，特点是电导率较高，产品损耗小，但缺点是，由于水的冰点高以及蒸汽压较高，导致使用温度范围较窄，高低温状况下容易出问题而影响产品的寿命，一般只能应用于-40℃～105℃；二是γ-丁内酯系，即以γ-丁内酯作为溶剂，配以四级铵盐，它的特点是使用温度范围有了较大改进，一般能延伸到-55℃～130℃，但是电导率较低，导致产品的损耗较大，引起使用过程中的温升较高，亦会导致使用寿命缩短。
技术实现思路
：本专利技术的目的是为了克服以上的不足，提供了一种新体系低压电解液，既能满足严酷的高低温使用环境又能保证具有较好的产品特性，满足产品的使用寿命。本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：一种超宽温低压铝电解电容器工作电解液，所述电解液由如下占比构成：溶剂一：60％～82.95％，溶剂二：32.4％～15％，溶质：5.8g～25.3g/100g溶剂，PH调节剂：调节PH＝3～7.5，消氢剂：2.5％～1％，防水合剂：0.1％～0.05％，耐压稳定剂：5％～1％。优选的是，溶剂一为甲基甲酰胺、二甲基甲酰胺、甲基乙酰胺、二甲基乙酰胺等酰胺中的一种或两种的混合物。优选的是，溶剂二为甲基二乙二醇乙醚、乙基二乙二醇甲醚、甲基二乙二醇甲醚、乙基二乙二醇乙醚中的一种或两种的混合物。优选的是，溶质为马来酸、马来酸的酸性盐、马来酸铵、柠檬酸、柠檬酸铵中的一种或两种的混合物。优选的是，PH调节剂为二乙胺、三乙胺中的一种或两种的混合物。优选的是，消氧剂为对硝基苯甲酸、对硝基苯甲醚、间硝基乙酰苯中的一种或两种的混合物。优选的是，防水合剂为磷酸、聚磷酸、磷酸铵、次业磷酸铵中的一种或两种的混合物。优选的是，耐压稳定剂为二氧化硅纳米级乙二醇溶液、聚合度500～1000的马来酸-氧化乙烯共聚物中的一种或两种的混合物。一种超宽温低压铝电解电容器工作电解液的制备方法，包括以下步骤：首先将溶剂一与溶剂二按比例投入密闭反应釜中，边搅拌边加热，以使两溶剂充分混合，待温度升到90℃时，加入规定量的耐压稳定剂，继续边加热边搅拌，温度升到120℃时，加入溶质，并保持此温度搅拌40分钟，再加入PH调节剂将PH调整至规定值，最后加入消氢剂和防水合剂，再搅拌40分钟后降温至常温即得。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：避免了水合的发生，使正极箔能维持更久的寿命；具有较低的冰点及较小的蒸汽压，提升了电容器的高低温寿命；采用小分子溶质，具有较强的迁移率及极高的溶解度，因而具有满意的电导率，并且具有更高的耐高温特性。使用温度范围大大扩展。具体实施方式：为了加深对本专利技术的理解，下面将结合实施例对本专利技术作进一步详述，该实施例仅用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术保护范围的限定。实施例1：本专利技术提供了一种超宽温低压铝电解电容器下作电解液，由以下质量百分比和添加量组成：溶剂一为60％～82.95％的二甲基甲酰胺；溶剂二为32.4％～15％的甲基二乙二醇乙醚；PH调节剂为三乙胺；消氢剂为2.5％～1％的对硝基苯甲醚与对硝基苯甲酸；防水合剂为0.1％～0.05％的三聚磷酸；耐压稳定剂为5％～1％聚合度500的马米酸-氧化乙烯共聚物与纳米二氧化硅乙二醇溶液；溶质为5.8g～25.3g/100g溶剂的马来酸。实施例2：超宽温低压工作电解液由以下质量百分比和添加量组成：溶剂一为62％的二甲基甲酰胺；溶剂二为30.4％的甲基二乙二醇乙醚；三乙胺作为PH调节剂，控制PH值最终为6.5；消氢剂为2.5％的对硝基苯甲醚；防水合剂为0.1％三聚磷酸；耐压稳定剂为5％的聚合度500的马来酸-氧化乙烯共聚物；溶质为25g/100g溶剂的马来酸。实施例3：超宽温低压工作电解液由以下质量百分比和添加量组成：溶剂一为65％的二甲基甲酰胺；溶剂二为27.92％的甲基二乙二醇乙醚；三乙胺作为PH调节剂，控制PH值最终为6.85；消氢剂为1.8％的对硝基苯甲醚和0.2％的对硝基苯甲酸；防水合剂为0.08％三聚磷酸；耐压稳定剂为3.5％的聚合度500的马来酸-氧化乙烯共聚物和1.5％的纳米二氧化硅乙二醇溶液；溶质为22.5g/100g溶剂的马来酸。试验例：将上述实施例2根据电解液的制作方法配制成电解液，与相同规格电容所使用的电解液进行对比，基础数据如表一所示：表一：将表一中三种电解液同时放入高低温测试设备中(ESPECSETH-Z-022L)，温度设定-40℃，并保持4小时，观察性状，结果见表二：表二：电解液-40℃4小时性状水系果冻状，毫无流动性γ-丁系流动性尚好实施例2具有流动性将表一中三种电解液同时做100V100μF电容，在135℃环境下进行例试，结果见表三：备注：1、所有测试数据均在25℃；2、每种电解液的数据均为10只电容的平均值；3、容量变化率不超过初始值的±20％；4、损耗变化率不超过规定值的2倍。结果：1、从表二中可看出，在-40℃时，水系电解液已成果冻状，溶液已失去流动性，离子迁移率即已很低，因而在那种状态下，电容器的阻抗会很大，从而引起产品发热量急剧增大，而导致失效；2、从表三中数据可知，水系由于高温蒸汽压大，因而引起电解液的脱离以及本身水合因素，而导致产品过早失效；3、γ-丁内酯系在-40℃时表现尚可，而在135℃高温情况下几近失效边缘：4、本专利技术超宽温电解液则在两种状况下均能满足产品的寿命要求，135℃达到3000小时，完全符合使用要求，达到了最初的设计目标。本专利技术与现有技术相比具有如下优点：用本专利技术所配制的电解液与水系低压比较，其一、由于电解液中几乎不含水，因而避免了水合的发生，使正极箔能维持更久的寿命；其二、由于水系的冰点较高且蒸汽压大，特性较差，而本电解液则克服了此种缺陷，具有较低的冰点及较小的蒸汽压，从而提升了电容器的高低温寿命。用本专利技术所配制的电解液与γ-丁内酯系低压比较，γ-丁内酯系所用溶质为四级铵盐，电导率较低，做成产品后损耗较大，导致在线路上发热量大，而本专利技术则是采用小分子溶质，具有较强的迁移率及极高的溶解度，因而具有满意的电导率，所以就避免了此种情况的发生，并且具有更高的耐高温特性。由此使低压电解液的使用温度范围大大扩展。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超宽温低压铝电解电容器工作电解液，其特征在于：所述电解液由如下占比构成：溶剂一：60％～82.95％，溶剂二：32.4％～15％，溶质：5.8g～25.3g/100g溶剂，PH调节剂：调节PH＝3～7.5，消氢剂：2.5％～1％，防水合剂：0.1％～0.05％，耐压稳定剂：5％～1％。

【技术特征摘要】
1.一种超宽温低压铝电解电容器工作电解液，其特征在于：所述电解液由如下占比构成：溶剂一：60％～82.95％，溶剂二：32.4％～15％，溶质：5.8g～25.3g/100g溶剂，PH调节剂：调节PH＝3～7.5，消氢剂：2.5％～1％，防水合剂：0.1％～0.05％，耐压稳定剂：5％～1％。2.根据权利要求1所述的超宽温低压铝电解电容器工作电解液，其特征在于：所述溶剂一为甲基甲酰胺、二甲基甲酰胺、甲基乙酰胺、二甲基乙酰胺等酰胺中的一种或两种的混合物。3.根据权利要求1所述的超宽温低压铝电解电容器工作电解液，其特征在于：所述溶剂二为甲基二乙二醇乙醚、乙基二乙二醇甲醚、甲基二乙二醇甲醚、乙基二乙二醇乙醚中的一种或两种的混合物。4.根据权利要求1所述的超宽温低压铝电解电容器工作电解液，其特征在于：所述溶质为马来酸、马来酸的酸性盐、马来酸铵、柠檬酸、柠檬酸铵中的一种或两种的混合物。5.根据权利要求1所述的超宽温低压铝电解电容器工作电解液，其特征在于：所述PH调节剂为...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建华，
申请(专利权)人：南通新三能电子有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32