本發(fā)明屬于電容器領(lǐng)域，尤其是一種耐超低溫性的高壓鋁電解電容器電解液的制備方法。

背景技術(shù)：

1、鋁電解電容器作為電子產(chǎn)品中電路板上應(yīng)用最為廣泛的元器件之一，近年來，隨著各種電子產(chǎn)品和設(shè)備應(yīng)用環(huán)境越來越廣泛，特別是北方極寒地區(qū)，對戶外電器產(chǎn)品耐低溫性提出了更高的要求，像變頻空調(diào)室外機(jī)、戶外充電樁等這類長期在超低溫環(huán)境下工作的電器，其電容器容量會產(chǎn)生大幅衰減、esr劇烈上升，導(dǎo)致整機(jī)開機(jī)運(yùn)行時電容濾波效果嚴(yán)重下降、無法正常工作，設(shè)備開機(jī)時間延長甚至無法啟動。這就要求這類鋁電解電容具有更佳的耐超低溫性能，而其中核心技術(shù)就是鋁電容的電解液。普通的高壓鋁電容電解液適用的溫度環(huán)境為-20℃～105℃，要求高一點的會到-40℃，而能耐-40℃以下的高壓鋁電解電容目前還存在技術(shù)瓶頸，因為-40℃以下鋁電容的液態(tài)電解液極易凝固，導(dǎo)致電解液導(dǎo)電率急劇下降，電容器阻抗急劇上升，使電容器的參數(shù)完全無法滿足其特性需求，導(dǎo)致不能正常工作而失效。

2、行業(yè)內(nèi)解決鋁電容電解液低溫特性常見的辦法是采用能耐超低溫的gbl電解液體系，但該類體系的電解液普遍耐壓能力不足，無法實現(xiàn)高工作電壓的需求；而高電壓電容器解決耐低溫性主要是從電解液的溶劑出發(fā)，一般添加凝固點更低的輔助溶劑多以醚類為主，以降低整體電解液的凝固點，從而保證低溫下電解液的特性變化率低；但高壓電解液常用的溶質(zhì)為長鏈有機(jī)物，溶解性沒有低壓短鏈小分子有機(jī)物好，所以一般常見的低凝固點溶劑對溶質(zhì)的溶解度都沒有主溶劑乙二醇好，添加后會影響電解液溶質(zhì)的溶解度，在超低溫環(huán)境下電解液容易析出晶體，從而影響電容特性和功能性。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種耐超低溫性的高壓鋁電解電容器電解液的制備方法，采用溶解性好的長碳鏈多支鏈的多元有機(jī)羧酸銨鹽作為電解液的主溶質(zhì)再結(jié)合具備極性強(qiáng)、凝固點低的輔助溶劑，二者結(jié)合能提高電離程度，增加電解液的導(dǎo)電率，降低分子間作用力，能大幅提高高壓電解液耐低溫性能，從而解決高壓鋁電容器在超低溫下容量衰減大和阻抗大的難題。

2、本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

3、一種耐超低溫性的高壓鋁電解電容器電解液的制備方法，其特征在于，耐超低溫性的高壓電解液包括：主溶劑60%～80%；輔助溶劑5%～10%；溶質(zhì)3%～10%；添加劑0.5%～5%；其中所述添加劑包括閃火提升劑、消氫劑、穩(wěn)定劑、ph調(diào)節(jié)劑；所述溶質(zhì)為長碳鏈多支鏈的多元有機(jī)羧酸銨鹽類，其主要結(jié)構(gòu)式如下：

4、

5、其中：r1、r2為c1～4烷基，r3、r4各自獨立選自h、c1～6烷基、c2～8烯基中的一種或兩種；x、y、z獨立選自1～8中的數(shù)字。

6、進(jìn)一步的，所述主溶劑為乙二醇；所述輔助溶劑為凝固點低于主溶劑的有機(jī)物。

7、進(jìn)一步的，所述輔助溶劑選自二甘醇單丁醚、二乙二醇、丙二醇、碳酸丙烯酯、二乙二醇二丁醚、乙二醇乙醚醋酸酯、3?甲氧基丁醇、1?,2?丙二醇碳酸酯、乙二醇甲醚中的一種或兩種。

8、進(jìn)一步的，所述閃火提升劑選自乙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯醇、改性納米硅溶膠、高分子聚合有機(jī)羧酸鹽、聚酯類中的一種或兩種及以上。

9、進(jìn)一步的，所述消氫劑選自對硝基苯酚、對硝基苯甲醇、對苯醌、鄰硝基苯甲醇、鄰硝基苯甲醚、對硝基苯甲醇、對硝基苯甲酸中的一種或兩種及以上。

10、進(jìn)一步的，所述穩(wěn)定劑選自乙二胺四乙胺、磷酸甲酯、磷酸丁酯、磷酸、磷酸二氫銨、磷酸氫二銨、山梨糖醇、葡萄糖醇、硼酸、五硼酸銨中的兩種或兩種以上。

11、進(jìn)一步的，所述電解液的制備方法包括以下步驟：

12、si：將主溶劑和輔助溶劑按照比例混合均勻，加熱至50～70℃，得到混合物a;

13、s2：向si中得到的混合物a加入溶質(zhì)和閃火提升劑，并加熱至120～130℃，恒溫攪拌40～60min，得到混合物b;

14、s3：將s2中得到的混合物b自然冷卻至70～80℃，加入消氫劑和穩(wěn)定劑，持續(xù)攪拌冷卻至室溫；制得耐超低溫性的高壓電解液。

15、本發(fā)明優(yōu)點和積極效果是：

16、1.本發(fā)明一種耐超低溫性的高壓鋁電解電容器電解液的制備方法，采用特殊結(jié)構(gòu)的含有多支鏈結(jié)構(gòu)的長碳鏈多元有機(jī)羧酸銨鹽作為電解液的主溶質(zhì)，該溶質(zhì)因為具有多支鏈，其溶解性好；多元羧酸結(jié)構(gòu)能夠大幅提高電離程度，增加電解液的導(dǎo)電率。同時使用極性較強(qiáng)，凝固點低的物質(zhì)做輔助溶劑，大大降低了溶劑分子間作用力，提高了電解液的耐低溫性能。兩種因素共同作用能大幅提高高壓電解液超低溫性能，克服了現(xiàn)有高壓電解液在低溫條件下溶解度降低，容量引出率極小，阻抗大的缺陷，使得高壓電解液在超低溫條件下也能保持良好的液態(tài)性能，從而解決高壓鋁電容器在超低溫下容量衰減大和阻抗大的難題。

17、2.?本發(fā)明的耐超低溫性的高壓的電解液在?55℃下無結(jié)晶析出，電阻率變化小，在常溫條件下將該高壓超低溫電解液應(yīng)用于鋁電解電容器，鋁電解電容器的性能優(yōu)良，可在55℃～105℃之間正常使用，且同時能夠保持80％以上的電容容量，尤其是超低溫環(huán)境下產(chǎn)品阻抗小，功耗低，遙遙領(lǐng)先于目前行內(nèi)同類型產(chǎn)品水平，且性價比高。

技術(shù)特征：

1.一種耐超低溫性的高壓鋁電解電容器電解液的制備方法，其特征在于，耐超低溫性的高壓電解液包括：主溶劑60%～80%；輔助溶劑5%～10%；溶質(zhì)3%～10%；添加劑0.5%～5%；其中所述添加劑包括閃火提升劑、消氫劑、穩(wěn)定劑、ph調(diào)節(jié)劑；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐超低溫性的高壓鋁電解電容器電解液的制備方法，其特征在于：所述主溶劑為乙二醇；所述輔助溶劑為凝固點低于主溶劑的有機(jī)物。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐超低溫性的高壓鋁電解電容器電解液的制備方法，其特征在于：所述輔助溶劑選自二甘醇單丁醚、二乙二醇、丙二醇、碳酸丙烯酯、二乙二醇二丁醚、乙二醇乙醚醋酸酯、3?甲氧基丁醇、1?,2?丙二醇碳酸酯、乙二醇甲醚中的一種或兩種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐超低溫性的高壓鋁電解電容器電解液的制備方法，其特征在于：所述閃火提升劑選自乙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯醇、改性納米硅溶膠、高分子聚合有機(jī)羧酸鹽、聚酯類中的一種或兩種及以上。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐超低溫性的高壓鋁電解電容器電解液的制備方法，其特征在于：所述消氫劑選自對硝基苯酚、對硝基苯甲醇、對苯醌、鄰硝基苯甲醇、鄰硝基苯甲醚、對硝基苯甲醇、對硝基苯甲酸中的一種或兩種及以上。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐超低溫性的高壓鋁電解電容器電解液的制備方法，其特征在于：所述穩(wěn)定劑選自乙二胺四乙胺、磷酸甲酯、磷酸丁酯、磷酸、磷酸二氫銨、磷酸氫二銨、山梨糖醇、葡萄糖醇、硼酸、五硼酸銨中的兩種或兩種以上。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐超低溫性的高壓鋁電解電容器電解液的制備方法，其特征在于：所述電解液的制備方法包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種耐超低溫性的高壓鋁電解電容器電解液的制備方法，其特征在于，耐超低溫性的高壓電解液包括：主溶劑60%～80%；輔助溶劑5%～10%；溶質(zhì)3%～10%；添加劑0.5%～5%；其中添加劑包括閃火提升劑、消氫劑、穩(wěn)定劑、PH調(diào)節(jié)劑；溶質(zhì)為長碳鏈多支鏈的多元有機(jī)羧酸銨鹽類，其主要結(jié)構(gòu)式如下：其中：R1、R2為C1～4烷基，R3、R4各自獨立選自H、C1～6烷基、C2～8烯基中的一種或兩種；x、y、z獨立選自1～8中的數(shù)字。采用長碳鏈多支鏈的多元有機(jī)羧酸銨鹽作為主溶質(zhì)再結(jié)合具備極性強(qiáng)、凝固點低的輔助溶劑，二者結(jié)合提高電離程度，降低分子間作用力，大幅提高高壓電解液耐低溫性能，解決高壓鋁電容器在超低溫下容量衰減大和阻抗大的難題。

技術(shù)研發(fā)人員：余新,張萬紅,林元瑜,林金村,林薏竹
受保護(hù)的技術(shù)使用者：豐賓電子科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30