[发明专利]一种宽温高压铝电解电容器用工作电解液及其制备方法

说明书

(一)技术领域：

本发明涉及一种铝电解电容器用工作电解液，特别是一种宽温高压铝电解电容器用工作电解液；本发明还涉及这种宽温高压铝电解电容器用工作电解液的制备方法。

(二)背景技术：

电子元器件产业是信息产业的基础，而电容器是电子元器件的主要组成部分，约占电子元器件的40％。目前电容器产品主要是三大类：电解电容器，陶瓷电容器，有机薄膜电容器，其中铝电解电容器约占其36.8％，由于铝电解电容器的特点(极高的比容量和非常高的工作电场强度)，使之成为用量最大，目前仍不可取代的电子元器件之一，尤其是高压铝电解电容器已经广泛用于汽车电子、家用电器、显示器、开关电源、节能灯、电子整流器等电子设备中，已成为电子整机系统中不可缺少的一部分。由于在当前使用的高压铝电解电容器用工作电解液主要是用乙二醇做溶剂，用硼酸及其铵盐如五硼酸铵做溶质，辅以相应的添加剂配制而成的。这种体系的最高使用温度为85℃，在高温下硼酸易于与乙二醇发生酯化反应生成大量的水，从而导致电解液在高温时蒸汽压过大，电容器易鼓胀甚至炸裂而失效，且在低温时硼酸容易析出，因此，这种体系的电解液很难满足制造宽温高压铝电解电容器的要求。后来人们用直链有机二元羧酸及其铵盐作为电解质，但随着碳原子数增多，直链有机二元羧酸在乙二醇中的溶解度逐渐变小，导致电解液中溶质含量较少，从而使其电导率变小，并且由于直链有机二元羧酸的碳链较长，受空间效应等影响，电解液的升压速度较慢，氧化效率低，用其生产的电容器的损耗角正切值较大。且单独用直链有机二元羧酸做电解质的电解液高温稳定性较差。

(三)发明内容：

本发明将公开一种成本较低、高温稳定性好的宽温高压铝电解电容器用工作电解液配方；本发明还将公开用上述配方制备这种宽温高压铝电解电容器用工作电解液的最佳制备方法。

经过申请人反复研究、试验，采用乙二醇、γ-丁内酯、水做混合溶剂，用带有支链的异癸二酸铵、癸二酸、癸二酸铵做复合溶质为电解电容器用工作电解液的主要原料，并将上述各原料按照下列配方比例和工艺条件下进行反应，则可以制备出成本较低、高温稳定性好的宽温高压铝电解电容器用工作电解液。

具体配方(各组分以质量百分比计)：

乙二醇  60～80％；    γ-丁内酯5～20％；     水  0～5％；

癸二酸铵2～5％；      异癸二酸铵5～10％；    癸二酸0～5％；

磷酸二氢铵0.1～2％；  柠檬酸0.1～1％；       对硝基苯甲酸0.1～2％；

聚乙二醇5～20％。

制备方法：

1)将乙二醇、γ-丁内酯、水混合均匀，加热到60～90℃，使各反应物之间充分反应，同时也可以加速原料溶解的速度；

2)在上述混合溶剂中加入癸二酸铵、癸二酸、磷酸二氢铵、柠檬酸、对硝基苯甲酸、聚乙二醇，搅拌均匀；

3)所得的混合物加热至110～150℃，待各原料充分溶解后，保持上述温度5～30分钟，以蒸发反应生成的水；将混合物加热至110～150℃主要是为加快反应速度，同时也使反应生成的水能够更快的蒸发；所述混合物加热的优选温度为110～140℃；

4)在上述混合物中加入异癸二酸铵，保持步骤3)所述温度5～30分钟，蒸发反应生成的水，然后停止加热，在空气中待其自然冷却，得到宽温高压铝电解电容器用工作电解液。

以本方法制备的宽温高压铝电解电容器用工作电解液，既可以弥补乙二醇对癸二酸铵溶解能力差的缺点，又能保证电解液的氧化效率，同时能使电解液的高温性能大大提高，可以很好地满足宽温、高压电解电容器的要求。

(四)具体实施方式：

实施例1：

各原料配比见表1。

              表1  实施例1各原料组分