本發(fā)明涉及一種鋁電解電容器的工作電解液，尤其涉及一種耐低溫和高壓的鋁電解電容器工作電解液及其制備方法。

背景技術(shù)：

鋁電解電容器是電子產(chǎn)品中應(yīng)用最廣泛的基礎(chǔ)元件。近些年，隨著科學(xué)技術(shù)、電子產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，各種戶外電器產(chǎn)品和設(shè)備不斷推陳出新，要求電器設(shè)備具備良好的溫度性能和穩(wěn)定性以應(yīng)對(duì)復(fù)雜多變的自然環(huán)境。這些需求極大的拓寬了耐低溫、高壓鋁電解電容器的市場(chǎng)，與此同時(shí)也對(duì)鋁電解電容器產(chǎn)品的性能提出了新的挑戰(zhàn)。

電解液作為鋁電解電容器的核心組分，電容器的使用壽命、可靠性以及相應(yīng)的電氣化參數(shù)都和電解液息息相關(guān)，其性能的優(yōu)劣直接影響到電容器產(chǎn)品品質(zhì)的高低。電解液需要具備寬泛的溫度特性和穩(wěn)定的耐壓范圍；然而目前市場(chǎng)上還沒(méi)有耐-55℃、600V高壓的鋁電解電容器工作電解液。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種耐-55℃、600V高壓的鋁電解電容器工作電解液及其制備方法。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為：一種耐低溫和高壓的鋁電解電容器工作電解液，包括按質(zhì)量百分比主溶劑45%-75%，輔助溶劑15%-40%，溶質(zhì)3%-12%，閃火提升添加劑0.5%-2%，氣體吸收添加劑0.2%-1.5%；所述主溶劑為乙二醇、丙二醇、丙三醇、聚義二醇200、聚乙二醇400的一種或幾種；所述輔助溶劑為γ-丁內(nèi)酯、二甲基甲酰胺、二甘醇單甲醚、二甘醇單乙醚、二甘醇單丁醚的一種或幾種；輔助溶劑還可為碳酸丙烯酯加上γ-丁內(nèi)酯、二甲基甲酰胺、二甘醇單甲醚、二甘醇單乙醚、二甘醇單丁醚的一種或幾種；所述閃火電壓提升劑為酒石酸、檸檬酸、變性硅油、聚乙二醇6000、聚乙二醇8000，聚乙烯醇5000，聚乙烯醇7000的一種或多種。

本發(fā)明中，溶劑是優(yōu)良的極性質(zhì)子性溶劑，對(duì)羧酸鹽具有良好的溶解度，通過(guò)混合輔助超低凝固點(diǎn)的溶劑一方面可以利用不同溶劑的沸點(diǎn)、凝固點(diǎn)不同達(dá)到共凝固點(diǎn)、共沸點(diǎn)的目的，顯著降低混合溶劑體系的凝固點(diǎn)，從而滿足電解液低溫環(huán)境不凝固的要求。另一方面，混合溶劑體系可以進(jìn)一步加強(qiáng)溶質(zhì)的溶劑化作用，促進(jìn)溶質(zhì)在低溫下的電離度，提高電容器低溫下的性能參數(shù)。

通過(guò)添加閃火提升劑，其成分在工作通電情況下吸附、覆蓋在陽(yáng)極介質(zhì)膜的表面，形成一層保護(hù)層，降低和減少陽(yáng)極介質(zhì)膜瑕疵處擊穿的情況，因而可以提升電解液的閃火電壓，使得電解液的閃火電壓達(dá)到600V。

上述的耐低溫和高壓的鋁電解電容器工作電解液，優(yōu)選的，所述溶質(zhì)為丁二酸、戊二酸、己二酸、己二酸銨、壬二酸銨、庚二酸銨、癸二酸銨、硼酸、五硼酸銨、1,6-十二雙酸銨、1,4-十二雙酸銨、2-己基己二酸、磷酸丁酯、磷酸單丁酯、苯二酸、對(duì)苯二酸的一種或幾種。

上述的耐低溫和高壓的鋁電解電容器工作電解液，優(yōu)選的，所述氣體吸收添加劑為對(duì)硝基苯甲醇、鄰硝基茴香醚、對(duì)硝基苯酚、間硝基苯乙酮中的一種或多種。

本發(fā)明中的氣體吸收添加劑能夠有效吸收鋁電解電容器在使用過(guò)程中產(chǎn)生的氣體。

一種如上述的耐低溫和高壓的鋁電解電容器工作電解液的制備方法，包括以下步驟：1）在濕度小于60%的條件下，按質(zhì)量百分比混合主溶劑和輔助溶劑并且升溫至70-90攝氏度；通過(guò)控制制備環(huán)境濕度，從源頭上減少水分對(duì)電解液性能的影響。

2）將溶質(zhì)加入到步驟1）中的混合溶液中，并且加熱到120-140攝氏度攪拌溶解；

3）維持120-140攝氏度的溫度40-80分鐘。該步驟一方面可以有效的加快電解液中溶劑和溶質(zhì)的反應(yīng)速率和產(chǎn)率，得到性能更穩(wěn)定的電解液體系；另一方面，在高溫?zé)笄闆r下可以進(jìn)一步降低電解液中的水含量，避免水含量過(guò)高造成的電解液凝固點(diǎn)、飽和蒸汽壓升高的不良影響。

4）冷卻至90-110攝氏度，加入閃火提升添加劑和氣體吸收添加劑，攪拌溶解并且冷卻至室溫。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：本發(fā)明的的鋁電解電容器工作電解液在-55攝氏度時(shí)不凝固，具有良好的抗凍性，適合氣候嚴(yán)寒地區(qū)的自然環(huán)境，同時(shí)，本發(fā)明電解液還具備>600V的閃火電壓，適合于500-550V的高壓鋁電解電容器產(chǎn)品，具有良好的應(yīng)用背景。

具體實(shí)施方式

為了便于理解本發(fā)明，下文將結(jié)合較佳的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作更全面、細(xì)致地描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于以下具體的實(shí)施例。

需要特別說(shuō)明的是，當(dāng)某一元件被描述為“固定于、固接于、連接于或連通于”另一元件上時(shí)，它可以是直接固定、固接、連接或連通在另一元件上，也可以是通過(guò)其他中間連接件間接固定、固接、連接或連通在另一元件上。

除非另有定義，下文中所使用的所有專業(yè)術(shù)語(yǔ)與本領(lǐng)域技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中所使用的專業(yè)術(shù)語(yǔ)只是為了描述具體實(shí)施例的目的，并不是旨在限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

一種耐低溫和高壓的鋁電解電容器工作電解液，包括按質(zhì)量百分比主溶劑45%-75%，輔助溶劑15%-40%，溶質(zhì)3%-12%，閃火提升添加劑0.5%-2%，氣體吸收添加劑0.2%-1.5%；主溶劑為乙二醇、丙二醇、丙三醇、聚義二醇200、聚乙二醇400的一種或幾種；輔助溶劑為γ-丁內(nèi)酯、二甲基甲酰胺、二甘醇單甲醚、二甘醇單乙醚、二甘醇單丁醚的一種或幾種；輔助溶劑還可為碳酸丙烯酯加上γ-丁內(nèi)酯、二甲基甲酰胺、二甘醇單甲醚、二甘醇單乙醚、二甘醇單丁醚的一種或幾種；閃火電壓提升劑為酒石酸、檸檬酸、變性硅油、聚乙二醇6000、聚乙二醇8000，聚乙烯醇5000，聚乙烯醇7000的一種或多種。

本實(shí)施例中，溶質(zhì)為丁二酸、戊二酸、己二酸、己二酸銨、壬二酸銨、庚二酸銨、癸二酸銨、硼酸、五硼酸銨、1,6-十二雙酸銨、1,4-十二雙酸銨、2-己基己二酸、磷酸丁酯、磷酸單丁酯、苯二酸、對(duì)苯二酸的一種或幾種。

本實(shí)施例中，氣體吸收添加劑為對(duì)硝基苯甲醇、鄰硝基茴香醚、對(duì)硝基苯酚、間硝基苯乙酮中的一種或多種。

一種耐低溫和高壓的鋁電解電容器工作電解液的制備方法，包括以下步驟：1）在濕度小于60%的條件下，按質(zhì)量百分比混合主溶劑和輔助溶劑并且升溫至70-90攝氏度；

2）將溶質(zhì)加入到步驟1）中的混合溶液中，并且加熱到120-140攝氏度攪拌溶解；

3）維持120-140攝氏度的溫度40-80分鐘；

4）冷卻至90-110攝氏度，加入閃火提升添加劑和氣體吸收添加劑，攪拌溶解并且冷卻至室溫。

實(shí)施例1

一種耐低溫和高壓的鋁電解電容器工作電解液，其成分有乙二醇50%、二甘醇單甲醚40%、

癸二酸銨6%、烷基十二雙酸銨2%、檸檬酸1%、對(duì)硝基苯甲醇1%，以上成分均是按質(zhì)量百分比。在配制本實(shí)施例的鋁電解電容器工作電解液時(shí)，先在濕度小于60%的條件下，將乙二醇和二甘醇單甲醚混合，并且升溫至90攝氏度；然后將癸二酸銨和烷基十二雙酸銨加入到混合液中，并且加熱到125攝氏度攪拌溶解維持125攝氏度的溫度70分鐘；最后冷卻至100攝氏度，加入檸檬酸和對(duì)硝基苯甲醇，攪拌溶解并且冷卻至室溫。

測(cè)試實(shí)施例1的耐低溫和高壓的鋁電解電容器工作電解液的參數(shù)，在30攝氏度測(cè)試條件下電解液電導(dǎo)率2450μs/cm，閃火電壓>610V，PH值6.2-6.4，性狀穩(wěn)定，-55℃低溫冷凍6h，電解液不發(fā)生凝固。

實(shí)施例1的鋁電解電容器工作電解液，通過(guò)含浸、組立、老化，制備成12.5*20，550V，20μF的鋁電解電容器器件，并進(jìn)行性能檢測(cè)；

電容器性能參數(shù)：本實(shí)施例測(cè)試了使用本實(shí)施例電解液的鋁電解電容器在-25℃、-40℃以及-55℃下和20℃時(shí)的阻抗比，并測(cè)試了-25℃、-40℃以及兩個(gè)溫度下容量與20℃容量的損失比，結(jié)果分別是Z（-25℃）/Z（20℃）<1.2，Z（-40℃）/Z（20℃）<2.5，Z（-55℃）/Z（20℃）<8?！鰿（-25）=[C(20℃)-C(-25℃)]/C(20℃)<10%，△C（-40）=[C(20℃)-C(-40℃)]/C(20℃)<15%。

同類產(chǎn)品性能參數(shù)：

Z（-25℃）/Z（20℃）<1.5，Z（-40℃）/Z（20℃）<3，Z（-55℃）/Z（20℃）<15，△C（-25）<15%,△C（-40）<25%有了明顯提高，證明該款電解液可以實(shí)現(xiàn)-55℃超低溫使用溫度環(huán)境又可以達(dá)到600V的工作電壓條件。