電解液、電解液的制備方法及鋁電解電容器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種電解液、電解液的制備方法及鋁電解電容器，其中，所述電解液的組分按重量百分比計(jì)包括：溶劑50w％～65w％，溶質(zhì)23w％～33w％，及添加劑8w％～19w％；其中，溶質(zhì)包括硼酸、苯甲酸銨、選自十二雙酸銨和2，7?二丁基辛二酸銨中的至少一種、及選自癸二酸銨和烷基癸二酸銨中的至少一種。本發(fā)明技術(shù)方案能夠提高鋁電解電容器的耐溫性能及穩(wěn)定性。
【專利說(shuō)明】
電解液、電解液的制備方法及錯(cuò)電解電容器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及侶電解電容器技術(shù)領(lǐng)域，特別設(shè)及一種電解液、電解液的制備方法及 侶電解電容器。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，隨著新能源汽車、太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)、AV伺服放大器、汽車電子、及航天 軍工等領(lǐng)域的快速發(fā)展，整機(jī)用電子元器件被寄予越來(lái)越高的使用要求。其中，相關(guān)行業(yè)對(duì) 高穩(wěn)定性長(zhǎng)壽命的侶電解電容器的需求越來(lái)越大。但是，目前市場(chǎng)上普遍W耐溫l〇5°C的侶 電解電容器居多，已不能完全滿足發(fā)展需求。于是，相關(guān)行業(yè)對(duì)穩(wěn)定性更高、耐溫性能更好 的侶電解電容器需求已日趨明顯。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的主要目的是提供一種電解液，旨在提高侶電解電容器的耐溫性能及穩(wěn)定 性。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的電解液的組分按重量百分比計(jì)包括:溶劑50w%~ 65w%，溶質(zhì)23w%~33w%，及添加劑8w%~19w% ;其中，
[0005] 溶質(zhì)包括棚酸、苯甲酸錠、選自十二雙酸錠和2,7-二下基辛二酸錠中的至少一種、 及選自癸二酸錠和烷基癸二酸錠中的至少一種。
[0006] 可選地，所述電解液中各溶質(zhì)的重量百分含量為：
[0007] 棚酸 Iw% ~3w%;
[000引苯甲酸錠0.2w%~Iw%;
[0009] 十二雙酸錠和2,7-二下基辛二酸錠中的至少一種5w%~13w% ;
[0010] 癸二酸錠和烷基癸二酸錠中的至少一種12w%~22w%。
[0011] 可選地，所述溶劑包括乙二醇、及選自二甘醇和聚乙二醇中的至少一種。
[0012] 可選地，所述電解液中各溶劑的重量百分含量為：
[0013] 乙二醇 40w% ~59w%;
[0014] 二甘醇和聚乙二醇中的至少一種6w%~lOw%。
[0015] 可選地，所述添加劑包括閃火電壓提升劑、穩(wěn)定劑、吸氨劑、防水合劑、及功能提升 劑。
[0016] 可選地，所述閃火電壓提升劑包括PVA124和/或PVA105;
[0017] 所述穩(wěn)定劑包括甘露醇和/或=梨糖醇；
[0018] 所述吸氨劑包括對(duì)硝基苯甲醇、鄰硝基苯甲酸、及對(duì)硝基苯酪中的至少一種；
[0019] 所述防水合劑包括次亞憐酸錠、憐酸單下醋、及憐酸二氨錠中的至少一種；
[0020] 所述功能提升劑包括改性聚乙締醇脂。
[0021] 可選地，所述電解液中各添加劑的重量百分含量為：
[0022] 閃火電壓提升劑0.5w%~1.5w%;
[0023] 穩(wěn)定劑 Iw% ~7w%;
[0024] 吸氨劑 0.2w% ~Iw%;
[0025] 防水合劑 O.lw% ~0.3w%;
[0026] 功能提升劑5w%~12w%。
[0027] 本發(fā)明還提出一種電解液的制備方法，所述制備方法包括W下步驟：
[002引將第一溶劑加熱至140°C~145°C ;
[00巧]加入第二溶劑，并加熱至15(TC~155C;
[0030] 加入部分第一溶質(zhì)，保溫30min~60min;
[0031 ] 降溫至130 r~135r，加入第一溶質(zhì)剩余部分、第二溶質(zhì)，保溫30min~60min后， 降溫至95°C~100°C;
[0032] 其中，第一溶質(zhì)包括選自棚酸和苯甲酸錠中的一種、選自十二雙酸錠和2,7-二下 基辛二酸錠中的一種、及選自癸二酸錠和烷基癸二酸錠中的一種；
[0033] 第二溶質(zhì)包括選自棚酸和苯甲酸錠中的另一種。
[0034] 可選地，所述加入第二溶劑的步驟之前還包括加入閃火電壓提升劑，并保溫30min ~60min;
[0035] 所述加入第一溶質(zhì)剩余部分、第二溶質(zhì)的步驟中還加入穩(wěn)定劑、功能提升劑；
[0036] 所述降溫至95°C~100°C的步驟之前還包括加入第S溶質(zhì)；
[0037] 所述降溫至95°C~100°C的步驟之后還包括加入吸氨劑、防水合劑；
[0038] 其中，第S溶質(zhì)包括選自十二雙酸錠和2,7-二下基辛二酸錠中的另一種，及選自 癸二酸錠和烷基癸二酸錠中的另一種。
[0039] 本發(fā)明再提出一種侶電解電容器，所述侶電解電容器包括如上述的電解液。
[0040] 本發(fā)明技術(shù)方案，通過(guò)選用具有帶有支鏈的十碳鏈和/或十二碳鏈的簇酸錠鹽作 為電解液的有效溶質(zhì)，并輔W混合溶劑對(duì)有效溶質(zhì)及各添加劑溶解度的提升，可有效提高 電解液的耐溫性能及穩(wěn)定性，從而使得應(yīng)用該電解液的電容器能夠獲得較現(xiàn)有電容器更高 的耐溫性能及穩(wěn)定性，進(jìn)而使得應(yīng)用該電解液的電容器能夠滿足更高的行業(yè)使用需求，為 相關(guān)儀器或設(shè)備帶來(lái)更加優(yōu)異的工作性能。此外，應(yīng)用該電解液的電容器還具備更低的漏 電流。
【具體實(shí)施方式】
[0041] 下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施 例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普 通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的 范圍。
[0042] 另外，各個(gè)實(shí)施例之間的技術(shù)方案可W相互結(jié)合，但是必須是W本領(lǐng)域普通技術(shù) 人員能夠?qū)崿F(xiàn)為基礎(chǔ)，當(dāng)技術(shù)方案的結(jié)合出現(xiàn)相互矛盾或無(wú)法實(shí)現(xiàn)時(shí)應(yīng)當(dāng)認(rèn)為運(yùn)種技術(shù)方 案的結(jié)合不存在，也不在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0043] 本發(fā)明提出一種電解液。
[0044] 該電解液的組分按重量百分比計(jì)包括:溶劑50w%~65w%，溶質(zhì)23w%~33w%，及 添加劑8w%~19w%。其中，
[0045] 溶劑包括乙二醇、及選自二甘醇和聚乙二醇中的至少一種。
[0046] 可W理解的，由于溶劑化效應(yīng)的存在，該電解液中混合溶劑的選擇及使用可有效 增加電解液中有關(guān)溶質(zhì)的溶解度，降低電解液的飽和蒸汽壓，從而改善電解液的低溫特性， 進(jìn)而優(yōu)化電容器的工作性能。
[0047] 溶質(zhì)包括棚酸、苯甲酸錠、選自十二雙酸錠和2,7-二下基辛二酸錠中的至少一種、 及選自癸二酸錠和烷基癸二酸錠中的至少一種。
[0048] 添加劑包括閃火電壓提升劑、穩(wěn)定劑、吸氨劑、防水合劑、及功能提升劑。其中，閃 火電壓提升劑包括PVA124和/或PVA105，可有效提升電解液的閃火電壓值，從而實(shí)現(xiàn)有效提 高電容器的工作性能。
[0049] 穩(wěn)定劑包括甘露醇和/或=梨糖醇，可防止電容器工作過(guò)程中電壓突變?cè)斐傻哪?壓不穩(wěn)定，同時(shí)，達(dá)到有效防止電解液水合作用發(fā)生、抑制由水分引起的電容器內(nèi)壓上升的 目的。
[0050] 吸氨劑包括對(duì)硝基苯甲醇、鄰硝基苯甲酸、及對(duì)硝基苯酪中的至少一種，可吸收電 容器工作過(guò)程中在陰極產(chǎn)生的氨氣，從而防止電容器鼓底失效的發(fā)生。
[0051] 防水合劑包括次亞憐酸錠、憐酸單下醋、及憐酸二氨錠中的至少一種，可有效防止 電解液水合作用的發(fā)生，并提升電容器的氧化效率。
[0052] 功能提升劑包括改性聚乙締醇脂，可在進(jìn)一步提升電解液的閃火電壓值的同時(shí)， 進(jìn)一步改善電容器的氧化效率，從而實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步提高電容器工作性能的目的。
[0053] 該電解液中：
[0054] 各溶劑的重量百分含量為：
[0化5]乙二醇40w%~59w% ;
[0化6] 二甘醇和聚乙二醇中的至少一種6w%~lOw%。
[0057] 可W理解的，在該電解液中，二甘醇的重量百分含量為6w%~1 Ow%，或聚乙二醇 的重量百分含量為6w%~lOw%，或二甘醇和聚乙二醇的重量百分含量為6w%~lOw%。
[005引各溶質(zhì)的重量百分含量為：
[0化9] 棚酸Iw%~3w%;
[0060] 苯甲酸錠0.2w%~Iw%;
[0061 ] 十二雙酸錠和2,7-二下基辛二酸錠中的至少一種5w%~13w% ;
[0062] 癸二酸錠和烷基癸二酸錠中的至少一種12w%~。
[0063] 需要說(shuō)明的是，本發(fā)明電解液中2,7-二下基辛二酸錠的加入可選用已配制好的含 有該錠鹽的重量百分含量為20w %的乙二醇溶液。
[0064] 烷基癸二酸錠的加入可選用已配制好的含有該錠鹽的重量百分含量為20w%的乙 二醇溶液。
[00化]可W理解的，在該電解液中，十二雙酸錠的重量百分含量為5w%~13w%，或2,7- 二下基辛二酸錠的重量百分含量為5w%~13w%，或十二雙酸錠和2,7-二下基辛二酸錠的 重量百分含量為5w%~13w%。
[0066]在該電解液中，癸二酸錠的重量百分含量為12w%~，或烷基癸二酸錠的重 量百分含量為%~22w %，或癸二酸錠和烷基癸二酸錠的重量百分含量為%~ 22w%。
[0067]各添加劑的重量百分含量為：
[006引閃火電壓提升劑0.5w%~1.5w%;
[0069] 穩(wěn)定劑 Iw% ~7w%;
[0070] 吸氨劑 0.2w% ~Iw%;
[0071] 防水合劑 O.lw% ~0.3w%;
[0072] 功能提升劑5w%~12w%。
[0073] 本發(fā)明技術(shù)方案，通過(guò)選用具有帶有支鏈的十碳鏈和/或十二碳鏈的簇酸錠鹽作 為電解液的有效溶質(zhì)，并輔W混合溶劑對(duì)有效溶質(zhì)及各添加劑溶解度的提升，可有效提高 電解液的耐溫性能及穩(wěn)定性，從而使得應(yīng)用該電解液的電容器能夠獲得較現(xiàn)有電容器更高 的耐溫性能及穩(wěn)定性，進(jìn)而使得應(yīng)用該電解液的電容器能夠滿足更高的行業(yè)使用需求，為 相關(guān)儀器或設(shè)備帶來(lái)更加優(yōu)異的工作性能。此外，應(yīng)用該電解液的電容器還具備更低的漏 電流。
[0074] 本發(fā)明還提出一種電解液的制備方法，所述制備方法包括W下步驟：
[00巧]將第一溶劑加熱至14(TC~145。(：；
[0076] 加入閃火電壓提升劑，并保溫30min~60min;
[0077] 加入第二溶劑，并加熱至150°C~155°C。
[007引加入部分第一溶質(zhì)，保溫SOmin~60min。
[0079] 降溫至130°C~135°C，加入第一溶質(zhì)剩余部分、第二溶質(zhì)、穩(wěn)定劑、功能提升劑，保 溫30min~60min。
[0080] 加入第S溶質(zhì)，降溫至95。(：~10(TC。
[0081] 加入吸氨劑、防水合劑。
[0082] 其中，第一溶質(zhì)包括選自棚酸和苯甲酸錠中的一種、選自十二雙酸錠和2,7-二下 基辛二酸錠中的一種、及選自癸二酸錠和烷基癸二酸錠中的一種。
[0083] 第二溶質(zhì)包括選自棚酸和苯甲酸錠中的另一種。
[0084] 第S溶質(zhì)包括選自十二雙酸錠和2，7-二下基辛二酸錠中的另一種，及選自癸二酸 錠和烷基癸二酸錠中的另一種。
[0085] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明電解液的制備方法進(jìn)行說(shuō)明。
[0086] 本實(shí)施例中，第一溶劑為乙二醇，第二溶劑為二甘醇和/或聚乙二醇。第一溶質(zhì)為 棚酸、癸二酸錠、及十二雙酸錠，第二溶質(zhì)為苯甲酸錠，第=溶質(zhì)為2,7-二下基辛二酸錠、及 烷基癸二酸錠。因此，該電解液的制備方法包括：
[0087] 將乙二醇加熱至140°C~145°C。
[0088] 加入PVA125和/或PVA105,攬拌溶解，并保溫30min~60min。
[0089] 加入二甘醇和/或聚乙二醇，并加熱至150°C~155°C。
[0090] 加入棚酸、癸二酸錠、及十二雙酸錠各含量的=分之一，攬拌溶解，保溫30min~ 60min 后，降溫至 130°C ~135°C。
[0091] 加入棚酸、癸二酸錠、及十二雙酸錠各含量剩余的=分之二、苯甲酸錠、甘露醇、及 改性聚乙締醇醋，保溫30min~60min。
[0092] 加入2,7-二下基辛二酸錠、烷基癸二酸錠，充分混合后，降溫至95°C~100°C。
[0093] 加入次亞憐酸錠、憐酸單下醋、及憐酸二氨錠中的至少一種、對(duì)硝基苯甲醇、鄰硝 基苯甲酸、及對(duì)硝基苯酪中的至少一種，攬拌、溶解。
[0094]需要說(shuō)明的是，第一溶劑、第二溶劑、第一溶質(zhì)、第二溶質(zhì)、第=溶質(zhì)、及各添加劑 的選擇可根據(jù)實(shí)際電解液的性能需要在上述電解液的配方中進(jìn)行合理調(diào)整。并且，第一溶 質(zhì)分步加入溶劑時(shí)，其第一次及其第二次的加入重量比亦可根據(jù)實(shí)際電解液的性能需要進(jìn) 行合理調(diào)整。
[00巧]此外，第一次加熱可升溫至140 r~145 r之間的任一值，例如，140 r、140.5 r、 14rC、142°C、143°C、144°C、145°C。
[0096] 第二次加熱可升溫至150°C~155°C之間的任一值，例如，150°C、150.5°C、15rC、 152°C、153°C、154°C、155°C。
[0097] 第一次降溫可降溫至130°C~135°C之間的任一值，例如，130°C、130.5°C、13rC、 132°C、133°C、1：M°C、135°C。
[0098] 第二次降溫可降溫至95 °C~100 °C之間的任一值，例如，95 °C、95.5 °C、96 °C、97 °C、 98°C、99°C、10(TC。
[0099] 保溫時(shí)間可取30min~60min之間的任一值，例如：30min、31min、32min、33min、 34min、35min、40min、SOmin、60min。
[0100] 本發(fā)明電解液的制備方法，通過(guò)將溶劑加熱至脂化反應(yīng)可進(jìn)行的溫度區(qū)間后，分 步加入各溶質(zhì)，可使得先加入的少部分溶質(zhì)與溶劑之間進(jìn)行醋化反應(yīng)、生成相應(yīng)的醋化物， W利用電解液中已生成的脂化物對(duì)后續(xù)可能發(fā)生的電解液脂化失效進(jìn)行有效抑制，從而有 效提高電解液的耐溫性能及穩(wěn)定性，使得應(yīng)用該電解液的電容器能夠獲得較現(xiàn)有電容器更 高的耐溫性能及穩(wěn)定性，進(jìn)而使得應(yīng)用該電解液的電容器能夠滿足更高的行業(yè)使用需求， 為相關(guān)儀器或設(shè)備帶來(lái)更加優(yōu)異的工作性能。
[0101 ] W下通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明電解液進(jìn)行具體說(shuō)明。
[0102] 按表1中實(shí)施例1-3對(duì)應(yīng)所示的各組分配比關(guān)系，分別進(jìn)行電解液組分配置；
[0103] 按前述本發(fā)明電解液的制備方法，分別進(jìn)行電解液的制備。
[0104] 表1
[0105]
[0106] 將實(shí)施例1-3的電解液分別制成47ii400V侶電解電容器(尺寸為16mmX30mm)。
[0107] 在125°C溫度條件下，對(duì)上述S款侶電解電容器，分別施加400V直流電壓及200mA (120Hz)的紋波電流，保持2000h。
[0108] 對(duì)2000h后的上述=款侶電解電容器進(jìn)行性能測(cè)試，結(jié)果記錄于表2。
[0109] 表2
[0110]
[0111] 從表2中的測(cè)試結(jié)果可得，上述由實(shí)施例1-3電解液所制成的=款侶電解電容器均 能通過(guò)125°C、200化的性能測(cè)試，即上述由實(shí)施例1-3電解液所制成的=款侶電解電容器均 具有125°C下超過(guò)2000h的壽命，亦即本發(fā)明電解液可有效提高電解液的耐溫性能及穩(wěn)定 性，使得應(yīng)用該電解液的電容器能夠獲得較現(xiàn)有電容器更高的耐溫性能及穩(wěn)定性，性能優(yōu) 異，可滿足設(shè)計(jì)要求。
[0112] W上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是在本 發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思下，利用本發(fā)明說(shuō)明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變換，或直接/間接運(yùn)用在其他 相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域均包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種電解液，其特征在于，所述電解液的組分按重量百分比計(jì)包括：溶劑50w%~ 65w%，溶質(zhì)23w%~33w%，及添加劑8w%~19w% ;其中， 溶質(zhì)包括硼酸、苯甲酸銨、選自十二雙酸銨和2,7_二丁基辛二酸銨中的至少一種、及選 自癸二酸銨和烷基癸二酸銨中的至少一種。2. 如權(quán)利要求1所述的電解液，其特征在于，所述電解液中各溶質(zhì)的重量百分含量為： 硼酸lw%~3w% ; 苯甲酸錢〇 · 2w %~lw % ; 十二雙酸銨和2,7_二丁基辛二酸銨中的至少一種5w%~13w%; 癸二酸銨和烷基癸二酸銨中的至少一種12w%~22w%。3. 如權(quán)利要求1所述的電解液，其特征在于，所述溶劑包括乙二醇、及選自二甘醇和聚 乙二醇中的至少一種。4. 如權(quán)利要求3所述的電解液，其特征在于，所述電解液中各溶劑的重量百分含量為： 乙二醇40w%~59w% ; 二甘醇和聚乙二醇中的至少一種6w%~10w%。5. 如權(quán)利要求1所述的電解液，其特征在于，所述添加劑包括閃火電壓提升劑、穩(wěn)定劑、 吸氫劑、防水合劑、及功能提升劑。6. 如權(quán)利要求5所述的電解液，其特征在于，所述閃火電壓提升劑包括PVA124和/或 PVA105； 所述穩(wěn)定劑包括甘露醇和/或三梨糖醇； 所述吸氫劑包括對(duì)硝基苯甲醇、鄰硝基苯甲醚、及對(duì)硝基苯酚中的至少一種； 所述防水合劑包括次亞磷酸銨、磷酸單丁酯、及磷酸二氫銨中的至少一種； 所述功能提升劑包括改性聚乙烯醇脂。7. 如權(quán)利要求5所述的電解液，其特征在于，所述電解液中各添加劑的重量百分含量 為： 閃火電壓提升劑〇. 5w %~1.5w % ; 穩(wěn)定劑lw%~7w% ; 吸氫劑〇.2w%~lw% ; 防水合劑〇 · lw %~0 · 3w % ; 功能提升劑5w%~12w%。8. -種電解液的制備方法，其特征在于，包括以下步驟： 將第一溶劑加熱至140°C~145°C ; 加入第二溶劑，并加熱至150°C~155°C ; 加入部分第一溶質(zhì)，保溫30min~60min; 降溫至130°C~135°C，加入第一溶質(zhì)剩余部分、第二溶質(zhì)，保溫30min~60min后，降溫 至 95°C ~100°C; 其中，第一溶質(zhì)包括選自硼酸和苯甲酸銨中的一種、選自十二雙酸銨和2,7_二丁基辛 二酸銨中的一種、及選自癸二酸銨和烷基癸二酸銨中的一種； 第二溶質(zhì)包括選自硼酸和苯甲酸銨中的另一種。9. 如權(quán)利要求8所述的電解液的制備方法，其特征在于，所述加入第二溶劑的步驟之前 還包括加入閃火電壓提升劑，并保溫30min~60min; 所述加入第一溶質(zhì)剩余部分、第二溶質(zhì)的步驟中還加入穩(wěn)定劑、功能提升劑； 所述降溫至95 °C~100 °C的步驟之前還包括加入第三溶質(zhì)； 所述降溫至95°C~100 °C的步驟之后還包括加入吸氫劑、防水合劑； 其中，第三溶質(zhì)包括選自十二雙酸銨和2，7-二丁基辛二酸銨中的另一種，及選自癸二 酸銨和烷基癸二酸銨中的另一種。10.-種鋁電解電容器，其特征在于，所述鋁電解電容器包括如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所 述的電解液。
【文檔編號(hào)】H01G9/145GK106098379SQ201610643744
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年8月8日 公開號(hào)201610643744.4, CN 106098379 A, CN 106098379A, CN 201610643744, CN-A-106098379, CN106098379 A, CN106098379A, CN201610643744, CN201610643744.4
【發(fā)明人】余秀娜
【申請(qǐng)人】深圳市智勝新電子技術(shù)有限公司