本發(fā)明涉及電解液
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種高性能阻燃電解液及其制備方法。
背景技術(shù)：
：電解液是鋁電解電容器的陰極，其性能對(duì)鋁電解電容器的性能有一定的影響，現(xiàn)有的電解液配方主要由溶質(zhì)和溶劑組成。中國(guó)專利99121506.0(鋁電解電容器)發(fā)明的一種無(wú)閃點(diǎn)的，即使在高溫下長(zhǎng)時(shí)間使用其外觀變化和特性劣化也很少的，可靠性高的鋁電解電容器，其電解液的含水率為20～90wt％，電解液中含有選自甲酸銨、乙酸銨、乳酸銨、乙醇酸銨、草酸銨、琥珀酸銨、丙二酸銨、己二酸銨、苯甲酸銨、戊二酸銨、壬二酸銨中一種以上的化合物作為主電解質(zhì)，另外含有1wt％以上選自特定結(jié)構(gòu)的有機(jī)羧酸或其銨鹽中一種以上的化合物，上述電解液的凝固點(diǎn)在-10℃以下，改善了其耐電壓、高溫性能，但未能抑制氫氣的產(chǎn)生。另一方面電解液作為鋁電解電容器的核心組成部分，其性能的好壞，直接影響電容器產(chǎn)品的使用性能和壽命。在開關(guān)電源的應(yīng)用領(lǐng)域中，對(duì)于電解電容器電子元器件的要求比較高，電容器在老化中漏電會(huì)加大；長(zhǎng)期工作后，電容器的等效串聯(lián)電阻加大，阻抗增加，電容器產(chǎn)生發(fā)熱，電容器壽命縮短，一定程度上會(huì)影響開關(guān)電源的正常安全工作。電解液作為鋁電解電容器的核心組成，其耐高壓、低阻抗、長(zhǎng)壽命的各項(xiàng)系數(shù)性能對(duì)于電容器的性能起著絕對(duì)的影響作用。隨著電力設(shè)備應(yīng)用越來(lái)越廣泛，而現(xiàn)有的電解液在耐高壓方面性能不是很好，因此研究制備一種具有耐高溫、高壓和減少氫氣量的電解液具有重要的實(shí)際意義。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種高性能阻燃電解液，該電解液既耐高溫高壓，又可以減少電解液工作過(guò)程產(chǎn)生的氫氣量，可降低電解液蒸汽壓以及水解反應(yīng)，具有阻燃性，添加的適量的沉淀二氧化硅，提高了電解液的流動(dòng)性，降低其粘結(jié)度，有效改善電解液灌注困難；同時(shí)本發(fā)明的高性能阻燃電解液的制備方法其成本較低、原料易得、且工藝簡(jiǎn)明，具有良好的應(yīng)用前景。本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題采用如下技術(shù)方案：本發(fā)明提供了一種高性能阻燃電解液，包括以下重量份的原料：乙二醇80-90份，甲基苯磺酸鹽5-10份、三氟乙酸鹽5-10份、聚乙二醇5-8份，甘露醇1-2份、二氧化硅10-16份、硼酸20-30份、磷酸5-15份、酸銨類混合物25-35份、消氫劑1-2份和水解抑制劑1-3份。優(yōu)選地，所述一種高性能阻燃電解液包括以下重量份的原料：乙二醇85份，甲基苯磺酸鹽8份、三氟乙酸鹽8份、聚乙二醇7.5份，甘露醇1.5份、二氧化硅13份、硼酸25份、磷酸10份、酸銨類混合物30份、消氫劑1.5份和水解抑制劑2份。優(yōu)選地，所述二氧化硅為納米級(jí)二氧化硅微粒子。優(yōu)選地，所述酸銨類混合物為丁基辛二酸銨、五硼酸銨、十二雙酸銨、磷酸銨、己二酸銨、壬二酸氫銨，按照重量比2:3:1:0.5:1:1組成的混合物。優(yōu)選地，所述消氫劑為1，4-雙（苯基乙炔基）苯。優(yōu)選地，所述水解抑制劑為苯酚、酚磺酸、酒石酸中的一種或幾種。本發(fā)明還提供了一種高性能阻燃電解液的制備方法，包括以下步驟：步驟一，稱取適量的各組分；步驟二，將乙二醇、酸銨類混合物混合放入攪拌機(jī)中，加熱攪拌25-45分鐘，攪拌溫度為65-75℃，攪拌轉(zhuǎn)速為600-800r/min，再加入二氧化硅，繼續(xù)攪拌15-35分鐘，得到混合物a；步驟三，將步驟二制得的混合物a加熱到125-135℃，再依次加入聚乙二醇、甘露醇，以300-500r/min的攪拌轉(zhuǎn)速繼續(xù)攪拌20-30分鐘，再將混合液溫度降到93-97℃，再加入甲基苯磺酸鹽、三氟乙酸鹽、硼酸，以400-600r/min的攪拌轉(zhuǎn)速繼續(xù)攪拌30-40分鐘得到混合液b；步驟四，將步驟三制得的混合物b溫度降至66-68℃，再加入磷酸、消氫劑和水解抑制劑，以400-600r/min的攪拌轉(zhuǎn)速繼續(xù)攪拌40-60分鐘，自然冷卻得到本發(fā)明的高性能阻燃電解液。優(yōu)選地，所述高性能阻燃電解液的制備步驟為：步驟一，稱取適量的各組分；步驟二，將乙二醇、酸銨類混合物混合放入攪拌機(jī)中，加熱攪拌35分鐘，攪拌溫度為70℃，攪拌轉(zhuǎn)速為700r/min，再加入二氧化硅，繼續(xù)攪拌25分鐘，得到混合物a；步驟三，將步驟二制得的混合物a加熱到130℃，再依次加入聚乙二醇、甘露醇，以400r/min的攪拌轉(zhuǎn)速繼續(xù)攪拌25分鐘，再將混合液溫度降到95℃，再加入甲基苯磺酸鹽、三氟乙酸鹽、硼酸，以500r/min的攪拌轉(zhuǎn)速繼續(xù)攪拌35分鐘，得到混合液b；步驟四，將步驟三制得的混合物b溫度降至67℃，再加入磷酸、消氫劑和水解抑制劑，以500r/min的攪拌轉(zhuǎn)速繼續(xù)攪拌50分鐘，自然冷卻得到本發(fā)明的高性能阻燃電解液。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：（1）本發(fā)明的高性能阻燃電解液添加了適量的沉淀二氧化硅，提高了電解液的流動(dòng)性，降低其粘結(jié)度，有效改善電解液灌注困難，同時(shí)促進(jìn)電解液的存儲(chǔ)和固定。（2）本發(fā)明的高性能阻燃電解液添加的消氫劑可有效減少電解電容器工作過(guò)程產(chǎn)生的氫氣量，降低電解液的蒸汽壓，有效增強(qiáng)電容器的安全性能。（3）本發(fā)明的高性能阻燃電解液添加的硼酸和酸銨類化合物，既可以作為電解質(zhì)使用，又可以通過(guò)吸熱和形成隔熱層起到增強(qiáng)耐熱和阻燃的作用；同時(shí)加入的磷酸，既可以作為高溫穩(wěn)定劑使用，防止發(fā)生氧化膜水合反應(yīng)，也可以在受熱時(shí)會(huì)生成po自由基，能夠降低炭層的透氣性和減少炭層的氧化，從而抑制電容器中的電解紙的進(jìn)一步炭化燃燒，起到阻燃劑的作用。（4）本發(fā)明的高性能阻燃電解液添加的水解抑制劑能夠有效降低電解液的水解反應(yīng)，促使電解液的在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)維持在一個(gè)較好的工作狀態(tài)，延長(zhǎng)其使用壽命。（5）本發(fā)明的高性能阻燃電解液的制備方法其成本較低、原料易得、且工藝簡(jiǎn)明，具有較高的實(shí)用價(jià)值和良好的應(yīng)用前景。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施例，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)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(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。實(shí)施例1.本實(shí)施例的一種高性能阻燃電解液，包括以下重量份的原料：乙二醇80份，甲基苯磺酸鹽5份、三氟乙酸鹽5份、聚乙二醇5份，甘露醇1份、二氧化硅10份、硼酸20份、磷酸5份、酸銨類混合物25份、消氫劑1份和水解抑制劑1份。本實(shí)施例中二氧化硅為納米級(jí)二氧化硅微粒子。本實(shí)施例中酸銨類混合物為丁基辛二酸銨、五硼酸銨、十二雙酸銨、磷酸銨、己二酸銨、壬二酸氫銨，按照重量比2:3:1:0.5:1:1組成的混合物。本實(shí)施例中消氫劑為1，4-雙（苯基乙炔基）苯。本實(shí)施例中水解抑制劑為苯酚。本實(shí)施例的一種高性能阻燃電解液的制備方法，包括以下步驟：步驟一，稱取適量的各組分；步驟二，將乙二醇、酸銨類混合物混合放入攪拌機(jī)中，加熱攪拌25分鐘，攪拌溫度為65℃，攪拌轉(zhuǎn)速為600r/min，再加入二氧化硅，繼續(xù)攪拌15分鐘，得到混合物a；步驟三，將步驟二制得的混合物a加熱到125℃，再依次加入聚乙二醇、甘露醇，以300r/min的攪拌轉(zhuǎn)速繼續(xù)攪拌20分鐘，再將混合液溫度降到93℃，再加入甲基苯磺酸鹽、三氟乙酸鹽、硼酸，以400r/min的攪拌轉(zhuǎn)速繼續(xù)攪拌30分鐘得到混合液b；步驟四，將步驟三制得的混合物b溫度降至66℃，再加入磷酸、消氫劑和水解抑制劑，以400r/min的攪拌轉(zhuǎn)速繼續(xù)攪拌40分鐘，自然冷卻得到本發(fā)明的高性能阻燃電解液。實(shí)施例2.本實(shí)施例的一種高性能阻燃電解液，包括以下重量份的原料：乙二醇90份，甲基苯磺酸鹽10份、三氟乙酸鹽10份、聚乙二醇8份，甘露醇2份、二氧化硅16份、硼酸30份、磷酸15份、酸銨類混合物35份、消氫劑2份和水解抑制劑3份。本實(shí)施例中二氧化硅為納米級(jí)二氧化硅微粒子。本實(shí)施例中酸銨類混合物為丁基辛二酸銨、五硼酸銨、十二雙酸銨、磷酸銨、己二酸銨、壬二酸氫銨，按照重量比2:3:1:0.5:1:1組成的混合物。本實(shí)施例中消氫劑為1，4-雙（苯基乙炔基）苯。本實(shí)施例中水解抑制劑為酚磺酸。本實(shí)施例的一種高性能阻燃電解液的制備方法，包括以下步驟：步驟一，稱取適量的各組分；步驟二，將乙二醇、酸銨類混合物混合放入攪拌機(jī)中，加熱攪拌45分鐘，攪拌溫度為75℃，攪拌轉(zhuǎn)速為800r/min，再加入二氧化硅，繼續(xù)攪拌35分鐘，得到混合物a；步驟三，將步驟二制得的混合物a加熱到135℃，再依次加入聚乙二醇、甘露醇，以500r/min的攪拌轉(zhuǎn)速繼續(xù)攪拌30分鐘，再將混合液溫度降到97℃，再加入甲基苯磺酸鹽、三氟乙酸鹽、硼酸，以600r/min的攪拌轉(zhuǎn)速繼續(xù)攪拌40分鐘得到混合液b；步驟四，將步驟三制得的混合物b溫度降至68℃，再加入磷酸、消氫劑和水解抑制劑，以600r/min的攪拌轉(zhuǎn)速繼續(xù)攪拌60分鐘，自然冷卻得到本發(fā)明的高性能阻燃電解液。實(shí)施例3.本實(shí)施例的一種高性能阻燃電解液，包括以下重量份的原料：乙二醇85份，甲基苯磺酸鹽8份、三氟乙酸鹽8份、聚乙二醇7.5份，甘露醇1.5份、二氧化硅13份、硼酸25份、磷酸10份、酸銨類混合物30份、消氫劑1.5份和水解抑制劑2份。本實(shí)施例中二氧化硅為納米級(jí)二氧化硅微粒子。本實(shí)施例中酸銨類混合物為丁基辛二酸銨、五硼酸銨、十二雙酸銨、磷酸銨、己二酸銨、壬二酸氫銨，按照重量比2:3:1:0.5:1:1組成的混合物。本實(shí)施例中消氫劑為1，4-雙（苯基乙炔基）苯。本實(shí)施例中水解抑制劑為苯酚、酚磺酸、酒石酸中的一種或幾種。本實(shí)施例的一種高性能阻燃電解液的制備方法，包括以下步驟：步驟一，稱取適量的各組分；步驟二，將乙二醇、酸銨類混合物混合放入攪拌機(jī)中，加熱攪拌35分鐘，攪拌溫度為70℃，攪拌轉(zhuǎn)速為700r/min，再加入二氧化硅，繼續(xù)攪拌25分鐘，得到混合物a；步驟三，將步驟二制得的混合物a加熱到130℃，再依次加入聚乙二醇、甘露醇，以400r/min的攪拌轉(zhuǎn)速繼續(xù)攪拌25分鐘，再將混合液溫度降到95℃，再加入甲基苯磺酸鹽、三氟乙酸鹽、硼酸，以500r/min的攪拌轉(zhuǎn)速繼續(xù)攪拌35分鐘，得到混合液b；步驟四，將步驟三制得的混合物b溫度降至67℃，再加入磷酸、消氫劑和水解抑制劑，以500r/min的攪拌轉(zhuǎn)速繼續(xù)攪拌50分鐘，自然冷卻得到本發(fā)明的高性能阻燃電解液。以上各實(shí)施例制備的高性能阻燃電解液性能測(cè)試結(jié)果如下：電解液類別105℃下使用壽命h30℃下閃火電壓v電導(dǎo)率μs/cm2實(shí)施例155005721.98實(shí)施例253005861.93實(shí)施例354005801.95參照例30005101.6本發(fā)明的一種高性能阻燃電解液既耐高溫高壓，又可以減少電解液工作過(guò)程產(chǎn)生的氫氣量，可降低電解液蒸汽壓以及水解反應(yīng)，具有阻燃性，添加的適量的沉淀二氧化硅，提高了電解液的流動(dòng)性，降低其粘結(jié)度，有效改善電解液灌注困難；同時(shí)本發(fā)明的高性能阻燃電解液的制備方法其成本較低、原料易得、且工藝簡(jiǎn)明，具有較高的實(shí)用價(jià)值和良好的應(yīng)用前景。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無(wú)論從哪一點(diǎn)來(lái)看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說(shuō)明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說(shuō)明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說(shuō)明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見(jiàn)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說(shuō)明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。當(dāng)前第1頁(yè)12