一种多元羧酸在电解液中的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种多元羧酸在电解液中的用途，属于电解液技术领域。所述多元羧酸的结构通式如式(I)所示，该多元羧酸在溶媒中溶解度大，所配置成的电解液组成的中高压铝电解电容器具有使用寿命长、电导率高、高温性能好的特点。

The application of a polycarboxylic acid in the electrolyte

The invention discloses the use of polycarboxylic acid in electrolyte, and belongs to the technical field of electrolyte. The structure general formula (I) of the polycarboxylic acid shows that the polycarboxylic acid has a large solubility in the solvent, and the medium and high pressure aluminum electrolytic capacitor, which is composed of the electrolyte, has the characteristics of long service life, high conductivity and good high temperature performance.

【技术实现步骤摘要】
一种多元羧酸在电解液中的应用
本专利技术涉及铝电解电容器的电解液
，具体地指一种中高压铝电解电容器电解液用多元羧酸及其应用。
技术介绍
铝电解电容器是各种电子产品终端必不可少的元件，在工业、电源等应用中起着至关重要的作用。近年来，随着高压变频器、电动汽车、风力发电及光伏发电新能源等新
的小体积、高稳定性能技术的高速发展，厂商对电容器提出了耐高电压、大纹波电流，以及超长寿命的要求。而电容器的工作电解液被称为电容器的“血液”，不仅作为电容器的实际阴极，而且具有修补阳极箔氧化膜和运载导电离子的功能。因此，工作电解液的优劣对铝电解电容器的性能具有至关重要的作用。目前铝电解电容器用电解液常用的酸及其铵盐有硼酸铵盐，甲酸铵，己二酸铵，丁二酸铵，顺丁烯二酸铵，邻苯二甲酸铵，季铵盐，癸二酸铵，壬二酸铵，苯甲酸铵等。上述工作电解液所用的酸及其铵盐生产技术成熟，并已实现规模化生产。但是，它们存在着在溶媒中的溶解度小、配制的电解液电导率低、闪火电压不高、耐低温性能差且使用寿命短的问题，已不能满足现代高端电容器行业，如中高压铝电解电容器的需求。因此，开发耐高温、使用寿命长、电导率高的电解液用酸或其铵盐显得尤为重要，以改善工作电解液的高温性能，从而提高中高压电容器产品的性能。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的技术方案一方面提供一种如式(I)所示结构化合物的电解液用多元羧酸，其中，R选自氢或C1-C6的烷基；n为1～3的整数。在一些实施例中，R为氢；n＝1；即多元羧酸为式(II)所示的9-甲基-7-烯-1,6,14-十四烷三羧酸：在一些实施例中，R为氢；n＝2；即多元羧酸为式(III)所示的9,13-二甲基-7,11-二烯-1,6,10,18-十八烷四羧酸：在一些实施例中，R为氢；n＝3；即多元羧酸为式(IV)所示的9,13,17-三甲基-7,11,15-三烯-1,6,10,14,22-二十二烷五羧酸：本专利技术的另一方面是使用本专利技术式(I)所示化合物配制电解液的方法，所述方法包括如下步骤：a)将式(I)所示化合物溶于溶剂中，向溶液中通入氨气充分反应，即可得到式(V)所示的化合物：其反应方程式为：其中各R和n具有如本专利技术所述的含义；b)将通式(V)所示的化合物溶于乙二醇、丙三醇或γ-丁内酯中，调整溶液的浓度为10-30％，即可得到配置成的电解液。在一些实施例中，步骤a)中的溶剂为乙二醇、丙三醇或γ-丁内酯中的一种。本专利技术的第三方面公开了式(I)所示化合物的的制备方法，包括以下步骤：(1)、在酸催化条件下，将通式(VI)所示化合物、双氧水、通式(VII)所示化合物以及七水硫酸亚铁在醇类溶剂中反应，得到通式(VIII)所示多元羧酸酯；(2)、将通式(VIII)所示的多元羧酸酯在碱液中进行水解反应，得到通式(IVV)所示多元羧酸金属盐；(3)、将通式(IVV)表示的多元羧酸金属盐在无机酸进行酸化处理，既得到用通式(I)所示化合物；其中式(VI)为：式(VII)为：式(VIII)为：式(IVV)为：式(VI)、(VII)、(VIII)和(IVV)中，R选自氢或C1-C6的烷基；R1和R2为C1-C6的烷基；n为1-3的整数；M为钠或钾。术语定义本专利技术意图涵盖所有的替代、修改和等同技术方案，它们均包括在如权利要求定义的本专利技术范围内。本领域技术人员应认识到，许多与本专利技术所述类似或等同的方法和材料能够用于实践本专利技术。本专利技术绝不限于本专利技术所述的方法和材料。在所结合的文献、专利和类似材料的一篇或多篇与本申请不同或相矛盾的情况下(包括但不限于所定义的术语、术语应用、所描述的技术等等)，以本申请为准。应进一步认识到，本专利技术的某些特征，为清楚可见，在多个独立的实施方案中进行了描述，但也可以在单个实施例中以组合形式提供。反之，本专利技术的各种特征，为简洁起见，在单个实施方案中进行了描述，但也可以单独或以任意合适的子组合提供。除非另外说明，本专利技术所使用的所有科技术语具有与本专利技术所属领域技术人员的通常理解相同的含义。本专利技术涉及的所有专利和公开出版物通过引用方式整体并入本专利技术。除非另外说明，应当应用本专利技术所使用的下列定义。出于本专利技术的目的，化学元素与元素周期表CAS版，和1994年第75版《化学和物理手册》一致。此外，有机化学一般原理可参考"OrganicChemistry",ThomasSorrell,UniversityScienceBooks,Sausalito:1999,和"March'sAdvancedOrganicChemistry”byMichaelB.SmithandJerryMarch,JohnWiley&Sons,NewYork:2007中的描述，其全部内容通过引用并入本专利技术。术语“包含”或“包括”为开放式表达，即包括本专利技术所指明的内容，但并不排除其他方面的内容。在本说明书的各部分，本专利技术公开化合物的取代基按照基团种类或范围公开。特别指出，本专利技术包括这些基团种类和范围的各个成员的每一个独立的次级组合。例如，术语“C1-C6烷基”特别指独立公开的甲基、乙基、C3烷基、C4烷基、C5烷基和C6烷基。在本专利技术的各部分，描述了连接取代基。当该结构清楚地需要连接基团时，针对该基团所列举的马库什变量应理解为连接基团。例如，如果该结构需要连接基团并且针对该变量的马库什基团定义列举了“烷基”，则应该理解，该“烷基”代表连接的亚烷基基团。具体实施方式以下所述的是本专利技术的优选实施方式，本专利技术所保护的不限于以下优选实施方式。应当指出，对于本领域的技术人员来说在此专利技术创造构思的基础上，做出的若干变形和改进，都属于本专利技术的保护范围。实施例中所用的原料均可以通过商业途径获得。式(I)化合物的合成：(1)、在一个具有机械搅拌、滴液漏斗、温度计的2L四口烧瓶中加入无水甲醇(800mL)、环己酮(100g,1.02mol)，降温至-5℃。再用滴管滴加浓硫酸(10g)。完毕后，通过滴液漏斗滴加H2O2溶液(体积浓度为30％,114g)，保持温度在5℃左右，完毕后，搅拌10min。随后滴加山梨酸甲酯(129g,1.02mol)到反应液中，保持温度在0℃左右，完毕后，搅拌20min，将FeSO4·7H2O(297g)缓慢加入到反应液中，保持温度在0℃左右，完毕后，继续反应2小时。蒸馏除去甲醇，用乙酸乙酯萃取，经水洗后，减压除去溶剂，即可得到羧酸酯产物。(2)、将上述羧酸酯产物加入到氢氧化钠溶液(重量浓度为30％,500g)中，加热至100℃，反应12小时，得到羧酸盐产物。3、将所得羧酸盐产物用浓度为50％的稀硫酸进行酸化、水洗、蒸馏，即可得到羧酸产物共计340.5g。(3)、将该羧酸产物进行甲酯化精制，利用精馏产物来确定各种羧酸酯的结构，再通过对所得羧酸甲酯化产物进行核磁氢谱测定，得到如下结果：其中，9-甲基-7-烯-1,6,14-十四烷三羧酸甲酯化产物：1H-NMR(CDCl3，TMS为标准，δppm):3.69(s,9H,OCH3),5.6-5.7(m,2H,CH＝CH),3.0(m,1H,CH),2.35(m,1H,CH),2.29(m,4H,CH2),1.2-17(m,16H,CH2),1.08(s,3H,CH3)。9,13-二甲基-7,11-二烯-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种式(I)所示的化合物在电解液中的用途：

【技术特征摘要】
1.一种式(I)所示的化合物在电解液中的用途：其中，R选自氢或C1-C6的烷基；n为1-3的整数。2.根据权利要求1所述的用途，其中，所述式(I)化合物中R为氢；n＝1。3.根据权利要求1所述的用途，其中，所述式(I)化合物中R为氢；n＝2。4.根据权利要求1所述的用途，其中，所述式(I)化合物中R为氢；n＝3。5.一种利用式(I)所示化合...

【专利技术属性】
技术研发人员：余意，何凤荣，
申请(专利权)人：东莞东阳光科研发有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44