耐高温使用寿命长的铝电解电容器电解液

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2024-03-12 16:42:44

权利要求书： 1.一种耐高温使用寿命长的铝电解电容器电解液制备方法，其特征在于，其制备过程包括以下步骤：

S01：备料，包括导电聚合物基本合成物、支链多元羧酸盐添加剂和溶剂；导电聚合物基本合成物包括导电高分子、溶质、消氢剂以及防水合剂；支链多元羧酸盐添加剂包括添加剂A和添加剂B；

S02：在反应釜内对溶剂进行恒定温度加热，温度范围为80℃?100℃；

S03：在步骤S02中添加支链多元羧酸盐添加剂，提高反应釜内的加热温度，并保持反应釜内温度恒定不变，加热温度范围为120℃?150℃，且加热的同时进行搅拌；

S04：在步骤S03中依次添加导电聚合物基本合成物，保持反应釜的温度恒定不变,并进行匀速搅拌，直至所有导电聚合物基本合成物完全溶解，最终形成新的混合溶液；

S05：对步骤S04中混合溶液进行恒定温度冷却至室温，得到电解液；

所述备料各成分质量份数为：溶剂50?65份、添加剂A5份、添加剂B5份、溶质10份、导电高分子10?20份、消氢剂1?2份和防水合剂4?8份；

所述溶剂为：δ?丁内酯和乙二醇中的任意一种或几种；

所述添加剂A为：甘露醇、8?羟基喹啉和聚乙烯吡咯烷酮中的任意一种或几种；

所述添加剂B为：磷酸单酯、乙二胺四乙酸和聚乙二醇中的任意一种或几种；

所述溶质为：壬二酸铵、1.7?癸二酸铵和葵二酸铵中的任意一种或几种；

所述导电高分子为：聚噻吩、聚苯胺和聚吡咯中的任意一种或几种；

所述消氢剂为：对硝基苯酚和对硝基苯甲醇中的任意一种或几种；

所述防水合剂为：磷酸二氢铵和次亚磷酸中的任意一种或几种。

说明书：一种耐高温使用寿命长的铝电解电容器电解液技术领域[0001] 本发明涉及一种耐高温使用寿命长的铝电解电容器电解液。背景技术[0002] 电容器是一种储能元件，即用来储存电荷。铝电解电容器电解液为电解电容器中的一种。

[0003] 铝电解电容器以高纯度铝作为阳极，以电解液作为阴极，在电解液中电解铝，使铝表面产生一层极薄的氧化铝膜，氧化铝膜的主要作用除了不导电,更主要的是提高铝的抗

腐蚀能力,提高铝表面硬度，从而提高铝电解电容器的储电性能；而铝电解电容器的工作电

解液是装在电容器内部来随时修补阳极氧化膜的一种电解液，电解液的质量直接决定了电

容器的漏电流、损耗、工作温度范围及使用寿命等；

[0004] 现有的铝电解电容器仍存在一些弊端：[0005] 1、然而铝电解电容器在高温条件下，电解液中成分会发生化学反应生成水，不仅会与氧化膜产生水合作用，导致氧化膜劣化，加速铝腐蚀，而且会使电容器内部蒸汽压升

高，加速电容器的失效；因而研制一种耐高温的铝电解电容器对铝电解电容器的使用寿命

有着很大影响；

[0006] 2、目前铝电解电容器的工作电解液一般有三种溶液体系：硼酸+乙二醇体系、直链羧酸铵盐+硼酸+乙二醇体系和支链多元羧酸盐+乙二醇体系；a、硼酸+乙二醇体系会产生

水，导致铝电极箔腐蚀并产生氢气，在大于100℃时更是会导致点容易破裂；b、直链羧酸铵

盐+硼酸+乙二醇体系及支链多元羧酸盐+乙二醇体系中，盐的可溶性会随分子量增大而减

少，从而导致阻抗增加；因而研制一种合适的电解液，对于铝电解电容器的耐高温性能和使

用寿命有很大影响。

发明内容[0007] 本发明的目的是提供一种耐高温使用寿命长的铝电解电容器电解液，解决了现有技术中铝电解电容器的耐高温性能有待提高的问题。

[0008] 为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：[0009] 一种耐高温使用寿命长的铝电解电容器电解液，其制备过程包括以下步骤：[0010] S01：备料，包括导电聚合物基本合成物、支链多元羧酸盐和乙二醇体系溶剂；[0011] S02：在反应釜内对乙二醇体系溶液进行恒定温度加热；[0012] S03：在步骤S02中添加支链多元羧酸盐添加剂，并提高反应釜内的加热温度后，保持反应釜内温度恒定不变；

[0013] S04：在步骤S03中依次添加导电聚合物基本合成物，保持步骤S03中反应釜的温度恒定不变，并进行匀速搅拌，直至所有导电聚合物基本合成物完全溶解在步骤S03中的溶液

中，最终形成新的混合溶液；

[0014] S05：对步骤S04中混合溶液进行恒定温度冷却，得到电解液。[0015] 优选的，所述步骤S01中备料成分为：溶剂50?65份、添加剂A5份、添加剂B5份、溶质10份、导电高分子10?20份、消氢剂1?2份和防水合剂4?8份。

[0016] 优选的，所述步骤S02中恒定加热的温度范围为80℃?100℃。[0017] 优选的，所述步骤S03中支链多元羧酸盐添加剂为添加剂A和添加剂B，且步骤S03中恒定加热的温度范围为120℃?150℃，且加热的同时进行搅拌。

[0018] 优选的，所述步骤S04中导电聚合物基本合成物为按照顺序分批次加入的导电高分子、溶质、消氢剂以及防水合剂。

[0019] 优选的，所述步骤S04中需要对混合物进行充分的搅拌，直至所有材料完全溶解在混合溶液内。

[0020] 优选的，所述步骤S05中冷却温度为室温。[0021] 优选的，所述步骤S01中，溶剂为：δ?丁内酯和乙二醇中的任意一种或几种；添加剂A为：甘露醇、8?羟基喹和聚乙烯吡咯烷酮中的任意一种或几种；添加剂B为：磷酸单酯、乙二

胺四乙酸和聚乙二醇中的任意一种或几种；溶质为：壬二酸铵、1.7?癸二酸铵和葵二酸铵中

的任意一种或几种；导电高分子为：聚噻吩、聚苯胺和聚吡咯中的任意一种或几种；消氢剂

为：对硝基苯酚和对硝基苯甲醇中的任意一种或几种；防水合剂为：磷酸二氢铵和次亚磷酸

中的任意一种或几种。

[0022] 优选的，所述步骤S05中冷却方式为冷却器冷却或者自然冷却。[0023] 本发明至少具备以下有益效果：[0024] 1.通过本导电聚合物+支链多元羧酸盐+乙二醇体系三者配合研制了一种电解液；其中支链多元羧酸盐起到提供氧离子和修补阳极氧化膜的作用，导电聚合物起到降低电解

液阻抗、提高电解液电导率的作用；本电解液通过对阳极氧化膜的加强保护，降低自身的阻

抗提高自身的导电率，从而提高了铝电解电容器的使用温度和工作电压，克服了铝电解电

容器高压条件下电解液漏液导致电解电容器寿命缩短的问题，从而降低电解液因高温发生

的水合反应，降低氧化膜劣化，从而降低铝腐蚀的可能性；实现了一种耐高温的、使用寿命

长的铝电解电容器电解液。

附图说明[0025] 为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普

通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0026] 图1为铝电解电容器的电解液制备工艺流程。具体实施方式[0027] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并

不用于限定本发明。

[0028] 实施例一[0029] 参照图1，一种耐高温使用寿命长的铝电解电容器电解液，其制备过程包括以下步骤：

[0030] S01：备料，包括导电聚合物基本合成物、支链多元羧酸盐和乙二醇体系溶剂；溶剂乙二醇50g、添加剂A甘露醇5g、添加剂B磷酸单酯5g、溶质壬二酸铵10g、导电高分子聚噻吩

20g、消氢剂对硝基苯酚2g和防水合剂次亚磷酸8g；

[0031] S02：在反应釜内对乙二醇体系溶液进行恒定温度加热；温度范围保持在100℃；[0032] S03：在步骤S02中添加支链多元羧酸盐添加剂，即添加剂A与添加剂B，并提高反应釜内的加热温度后，保持反应釜内温度恒定不变；温度范围保持在120℃；

[0033] S04：在步骤S03中依次添加导电聚合物基本合成物，按照顺序分批次加入导电高分子、溶质、消氢剂以及防水合剂，保持步骤S03中反应釜的温度恒定不变，并进行匀速搅

拌，直至所有导电聚合物基本合成物完全溶解在步骤S03中的溶液中，最终形成新的混合溶

液；

[0034] S05：对步骤S04中混合溶液进行恒定温度冷却，得到电解液；冷却温度为室温，冷却方式分为冷却器冷却或者自然冷却。

[0035] 实施例二[0036] 参照图1，一种耐高温使用寿命长的铝电解电容器电解液，其制备过程包括以下步骤：

[0037] S01：备料，包括导电聚合物基本合成物、支链多元羧酸盐和乙二醇体系溶剂；溶剂δ?丁内酯60g、添加剂A8?羟基喹啉5g、添加剂B乙二胺四乙酸5g、溶质1.7?癸二酸铵10g、导

电高分子聚苯胺10g、消氢剂对硝基苯甲醇2g和防水合剂磷酸二氢铵8g；

[0038] S02：在反应釜内对乙二醇体系溶液进行恒定温度加热；温度范围保持在80℃；[0039] S03：在步骤S02中添加支链多元羧酸盐添加剂，即添加剂A与添加剂B，并提高反应釜内的加热温度后，保持反应釜内温度恒定不变；温度范围保持在140℃；

[0040] S04：在步骤S03中依次添加导电聚合物基本合成物，按照顺序分批次加入导电高分子、溶质、消氢剂以及防水合剂，保持步骤S03中反应釜的温度恒定不变，并进行匀速搅

拌，直至所有导电聚合物基本合成物完全溶解在步骤S03中的溶液中，最终形成新的混合溶

液；

[0041] S05：对步骤S04中混合溶液进行恒定温度冷却，得到电解液；冷却温度为室温，冷却方式分为冷却器冷却或者自然冷却。

[0042] 实施例三[0043] 参照图1，一种耐高温使用寿命长的铝电解电容器电解液，其制备过程包括以下步骤：

[0044] S01：备料，包括导电聚合物基本合成物、支链多元羧酸盐和乙二醇体系溶剂；溶剂乙二醇65g、添加剂A聚乙烯吡咯烷酮5g、添加剂B聚乙二醇5g、溶质葵二酸铵10g、导电高分

子聚吡咯10g、消氢剂对硝基苯甲醇1g和防水合剂磷酸二氢铵4g；

[0045] S02：在反应釜内对乙二醇体系溶液进行恒定温度加热；温度范围保持在85℃；[0046] S03：在步骤S02中添加支链多元羧酸盐添加剂，即添加剂A与添加剂B，并提高反应釜内的加热温度后，保持反应釜内温度恒定不变；温度范围保持在150℃；

[0047] S04：在步骤S03中依次添加导电聚合物基本合成物，按照顺序分批次加入导电高分子、溶质、消氢剂以及防水合剂，保持步骤S03中反应釜的温度恒定不变，并进行匀速搅

拌，直至所有导电聚合物基本合成物完全溶解在步骤S03中的溶液中，最终形成新的混合溶

液；

[0048] S05：对步骤S04中混合溶液进行恒定温度冷却，得到电解液；冷却温度为室温，冷却方式分为冷却器冷却或者自然冷却。

[0049] 通过以上实施例研制出一种本导电聚合物+支链多元羧酸盐+乙二醇体系电解液；其中支链多元羧酸盐起到提供氧离子和修补阳极氧化膜的作用，导电聚合物起到降低电解

液阻抗、提高电解液电导率的作用；本电解液通过对阳极氧化膜的加强保护，降低自身的阻

抗提高自身的导电率，从而提高了铝电解电容器的使用温度和工作电压，克服了铝电解电

容器高压条件下电解液漏液导致电解电容器寿命缩短的问题，从而降低电解液因高温发生

的水合反应，降低氧化膜劣化，从而降低铝腐蚀的可能性；实现了一种耐高温的、使用寿命

长的铝电解电容器电解液。

[0050] 以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明

的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和

改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其

等同物界定。