一种具有长寿命电容器用电解液及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有长寿命电容器用电解液及其制备方法；本发明专利技术制备了一种具有长寿命电容器用电解液，其中合成了一种支链多元羧酸铵盐作为电解质，以己二酸二（2

【技术实现步骤摘要】
一种具有长寿命电容器用电解液及其制备方法


[0001]本专利技术涉及电解液
，具体为一种具有长寿命电容器用电解液及其制备方法。

技术介绍

[0002]电容器作为各类电子产品的基础元器件之一，近年来产量节节攀升，但由于电子
的发展，其所需的电容器工作性能的要求也随之升高。作为决定着电容器工作性能的电解液，却多数面临着不耐高温、电学性能随使用时间快速下降、可利用寿命短的问题，极大的限制了电容器的工作性能，也极大的增加了相关设备的制造成本，因此，目前亟需一款可以长时间维持工作性能稳定、可使用寿命长的电解液，以满足市场需求。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种具有长寿命电容器用电解液及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种具有长寿命电容器用电解液，具备以下特征：按重量份数计，所述长寿命电容器用电解液包括以下组分：52.5
‑
65份有机溶剂、16
‑
22份电解质、0.1
‑
0.3份吸氢剂、1
‑
10份闪火电压提高剂与5
‑
10份阻燃剂组成；其中，所述电解质为支链多元羧酸铵盐。
[0005]进一步的，所述有机溶剂为δ
‑
丁内酯、乙二醇中的任意一种或多种；所述吸氢剂为对硝基苯酚、对硝基苯甲醇中的任意一种或多种。
[0006]进一步的，所述闪火电压提高剂为聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺中的任意一种或多种；所述阻燃剂为二乙基亚磷酸酯。
[0007]一种具有长寿命电容器用电解液的制备方法，包括以下步骤：S1.制备支链多元羧酸铵盐：S11.将环戊醇钠溶于丙二醇乙醚中，加入己二酸二（2
‑
乙基己基）酯，充分搅拌混合后，水浴升温至60
‑
80℃，反应5
‑
8h，旋蒸去除多余溶剂；S12.加入磷酸溶液，调节pH至6
‑
7，加入溶有三氟甲磺酸乙酯与环戊醇钠的N,N
‑
二甲基甲酰胺溶液，水浴升温至120
‑
150℃，回流反应18
‑
24后，取出并旋蒸反应产物，去除多余溶剂；S13.再次加入磷酸溶液调节溶液pH值至6
‑
7，剧烈震荡搅拌3
‑
5min后，静置0.5
‑
1h，分离上层油状物质；S14.向上述油状物质中加入NaOH溶液，升温至60
‑
80℃，保温2
‑
3h后，冷却至室温，滴加磷酸溶液调节pH至中性，加入乙酸乙酯，以1000
‑
1500rpm的速率搅拌混合3
‑
5min后，静置萃取溶液内羧酸，重复3
‑
5次后，向乙酸乙酯溶液内通入氨气18
‑
24h，通气结束后进行真空干燥，获得支链多元羧酸铵盐；
S2.将有机溶剂升温至70
‑
80℃，加入闪火电压提高剂，搅拌均匀后升温至120
‑
135℃，保温0.5
‑
1h，强制冷却至80
‑
90℃后，加入电解质，继续升温至130
‑
140℃，保温1
‑
2h后，降温至60
‑
80℃，加入吸氢剂与阻燃剂，保温0.5
‑
1h后，冷却至室温即可得长寿命电容器用电解液。
[0008]现有电容器电解液多为直链多元羧酸及其铵盐，在长时间使用的情况下，直链多元羧酸类物质两端的羧基由于没有保护基团，会逐渐被酯化，导致无法继续电离出羧酸根离子导电，造成电导率下降，并进而导致电容器ESR值增大，使得电容器产生严重发热，造成失效。
[0009]因此本专利技术以己二酸二（2
‑
乙基己基）酯为原料，制备了支链多元羧酸铵盐型电解质；支链型电解质在电解液中有着更高的溶解度，可以提供更高的电导率。本专利技术首先将己二酸二（2
‑
乙基己基）酯与碱金属醇盐混合反应，在强碱作用下发生酸式分解，之后加酸中和碱性后，去除多余溶剂，之后再次将其与三氟甲磺酸乙酯混合，发生加成反应，在己二酸二（2
‑
乙基己基）酯α位置接枝长支链，α位置的烷烃基团具有较大的空间位阻效应，可以有效保护相邻的羧酸基团在高温环境中不发生酯化反应。
[0010]一般而言在电容器使用过程中，电解质的氧负离子供电子能力更强，对电容器氧化膜的修复作用越好，但是其所对应的闪火电压也越低，因此为了抑制电解质的氧负离子生成率，本专利技术又添加了三氟甲磺酸乙酯与环戊醇钠，在高温下，三氟甲磺酸乙酯与环戊醇钠会发生成醚反应，在本专利技术制备的支链多元羧酸铵盐型电解质中引入醚基，醚基为非极性基团，其中的氧原子电势较高，在高温环境下会阻碍氧负离子生成，从而维持电解液的稳定性，并防止氧负离子对电容器氧化膜的损害，延长其使用寿命。同时本专利技术所使用的三氟甲磺酸乙酯中还含有F元素，具有较高的电负性，同样可以阻碍氧负离子生成，并可以有效提高电解液的阻燃性能，降低其安全隐患。
[0011]进一步的，步骤S11中，按摩尔份数计，环戊醇钠、丙二醇乙醚、己二酸二（2
‑
乙基己基）酯、三氟甲磺酸乙酯、N,N
‑
二甲基甲酰胺的摩尔比为（1.6
‑
2.3）：（6
‑
10）：（0.5
‑
1）：（1
‑
1.5）：（10
‑
15）。
[0012]进一步的，按摩尔份数计，步骤S11中环戊醇钠与步骤S12中环戊醇钠的摩尔比为（1
‑
1.5）：（0.6
‑
0.8）。
[0013]进一步的，步骤S14中，油状物质与NaOH溶液的体积比为（1
‑
1.2）：1，其中所述NaOH溶液浓度为35
‑
45wt%。
[0014]进一步的，步骤S14中，所述油状物质与乙酸乙酯的体积比为（1
‑
1.2）：（4
‑
5）。
[0015]进一步的，步骤S14中，通入氨气时，每升乙酸乙酯溶液通气量为0.2
‑
0.4m3/min。
[0016]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：本专利技术制备了一种具有长寿命电容器用电解液，其中合成了一种支链多元羧酸铵盐作为电解质，以己二酸二（2
‑
乙基己基）酯作为基础碳链，在其上接枝了烷烃基团，利用烷烃基团的位阻作用保护羧酸基团在高温下不被酯化，防止电导率下降，造成电容器发热失效；同时本专利技术为了进一步提高电解液的闪火电压，降低氧负离子的生成率，本专利技术还在支链多元羧酸铵盐中引入了醚基与氟元素，借助其较高的电势，抑制氧负离子生成，维持电解液的稳定性。本专利技术制备的长寿命电容器用电解液可使用寿命长，导电性质稳定，且具本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有长寿命电容器用电解液，其特征在于：按重量份数计，所述长寿命电容器用电解液包括以下组分：52.5
‑
65份有机溶剂、16
‑
22份电解质、0.1
‑
0.3份吸氢剂、1
‑
10份闪火电压提高剂与5
‑
10份阻燃剂组成；其中，所述电解质为支链多元羧酸铵盐。2.根据权利要求1所述的一种具有长寿命电容器用电解液，其特征在于：所述有机溶剂为δ
‑
丁内酯、乙二醇中的任意一种或多种；所述吸氢剂为对硝基苯酚、对硝基苯甲醇中的任意一种或多种。3.根据权利要求1所述的一种具有长寿命电容器用电解液，其特征在于：所述闪火电压提高剂为聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺中的任意一种或多种；所述阻燃剂为二乙基亚磷酸酯。4.一种具有长寿命电容器用电解液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.制备支链多元羧酸铵盐：S11.将环戊醇钠溶于丙二醇乙醚中，加入己二酸二（2
‑
乙基己基）酯，充分搅拌混合后，水浴升温至60
‑
80℃，反应5
‑
8h，旋蒸去除多余溶剂；S12.加入磷酸溶液，调节pH至6
‑
7，加入溶有三氟甲磺酸乙酯与环戊醇钠的N,N
‑
二甲基甲酰胺溶液，水浴升温至120
‑
150℃，回流反应18
‑
24后，取出并旋蒸反应产物，去除多余溶剂；S13.再次加入磷酸溶液调节溶液pH值至6
‑
7，剧烈震荡搅拌3
‑
5min后，静置0.5
‑
1h，分离上层油状物质；S14.向上述油状物质中加入NaOH溶液，升温至60
‑
80℃，保温2
‑
3h后，冷却至室温，滴加磷酸溶液调节pH至中性，加入乙酸乙酯，以1000
‑
1500rpm的速率搅拌混合3
‑
5min后，静置萃取溶液内羧酸，重复3
‑
5次后，向乙酸乙酯溶液内通...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁朱洁，孟杰杰，王鑫磊，袁桂清，
申请(专利权)人：江苏瑞友康电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：