一种提升中高压铝电解电容器耐水合性能的工作电解液和制备方法与流程

1.本发明属于铝电解电容器领域，具体涉及一种提升中高压铝电解电容器耐水合性能的工作电解液和制备方法。


背景技术：

2.铝电解电容器作为传统的储能器件，在电路中具有整流、滤波、旁路、耦合以及能量储存等用途，以其单位体积比容量大、工作电场强度高、自愈特性、价格低廉的特点，被广泛应用于家用电器、汽车电子、工业控制、航空航天及军事等领域，是电路中不可缺少的分立式电子元器件。随着电子行业的不断发展，对铝电解电容器的性能要求越来越高，促使铝电解电容器向小型化、长寿命等方向发展。
3.铝电解电容器在与空气接触或电解电容器工作过程中的电极反应均会不可避免地使电解液产生水分，在电容器存放和工作过程中，电解液中的水分会使阳极箔表面形成水合氧化物。随着电解电容器使用时间的增加，阳极表面的水合氧化物的增多会使电容器的容量等参数急剧恶化，最终造成电容器失效，无法适应未来电解电容器长寿命的发展趋势。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术中的问题，本发明的目的是提供一种提升中高压铝电解电容器耐水合性能的工作电解液和制备方法。
5.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
6.一种提升中高压铝电解电容器耐水合性能的工作电解液，其特征在于，按质量百分比计，包括主溶质1
‑
25％、含氟的辅助溶质0.01
‑
5％，溶剂60
‑
90％以及添加剂0.04
‑
15％。
7.本发明进一步的改进在于，主溶质为碳原子数为7
‑
12的二元羧酸、二元羧酸铵盐、带支链的二元羧酸、带支链的二元羧酸铵盐、硼酸、五硼酸铵、四硼酸钠、水杨酸、磺胺酸、碳原子数为7
‑
10的一元羧酸、一元羧酸铵盐、带支链的一元羧酸、带支链的一元羧酸铵盐、顺丁烯二酸与顺丁烯二酸铵中的一种或多种。
8.本发明进一步的改进在于，含氟的辅助溶质为碳原子个数为7
‑
10的全氟一元羧酸、全氟一元羧酸铵盐、带支链的全氟一元羧酸和带支链的全氟一元羧酸铵盐、碳原子数为7
‑
12的全氟二元羧酸、全氟二元羧酸铵盐、带支链的全氟二元羧酸、带支链的全氟二元羧酸铵盐中的一种或几种。
9.本发明进一步的改进在于，溶剂为水与有机物的混合物，电解液中水的质量百分数为0.5
‑
5％。
10.本发明进一步的改进在于，碳原子数为7
‑
12的二元羧酸为辛二酸、癸二酸、十二双酸，带支链的二元羧酸为异辛二酸、异癸二酸或异十二双酸；其它碳原子数为7
‑
12的二元羧
酸也可用于本发明。
11.本发明进一步的改进在于，碳原子数为7
‑
10的一元羧酸为庚酸、辛酸、壬酸、癸酸，带支链的一元羧酸为异辛酸、异壬酸、异庚酸或异癸酸；其它碳原子数为7
‑
10的一元羧酸也可用于本发明。
12.本发明进一步的改进在于，碳原子个数为7
‑
10的全氟一元羧酸为全氟庚酸、全氟辛酸、全氟壬酸、全氟癸酸；其他碳原子个数为7
‑
10的全氟一元羧酸也可用于本发明。
13.本发明进一步的改进在于，带支链的全氟一元羧酸为异全氟庚酸、异全氟辛酸、异全氟壬酸、异全氟癸酸；碳原子个数为7
‑
10的其它带支链的全氟一元羧酸也可用于本发明。
14.本发明进一步的改进在于，碳原子个数为7
‑
12的全氟二元羧酸为全氟辛二酸、全氟癸二酸、全氟十二双酸；其他碳原子个数为7
‑
12的全氟一元羧酸也可用于本发明。
15.本发明进一步的改进在于，带支链的全氟二元羧酸为异全氟辛二酸、异全氟癸二酸、异全氟十二双酸；碳原子个数为7
‑
10的其它带支链的全氟一元羧酸也可用于本发明。
16.本发明进一步的改进在于，有机物为乙二醇、n
‑
n
‑
二甲基甲酰胺、γ
‑
丁内酯、正丁醇、正戊醇、正己醇、丙二醇、丁二醇和丙三醇中的一种或几种。
17.本发明进一步的改进在于，添加剂包括防水合剂、吸氢剂、闪火电压提升剂及添加物，电解液中防水合剂的质量百分数为0.01
‑
10％，电解液中吸氢剂质量百分数为0.01
‑
10％，电解液中闪火电压提升剂的质量百分数为0.01
‑
10％，电解液中防水合剂的质量百分数为0.01
‑
10％。
18.本发明进一步的改进在于，防水合剂为磷酸、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、次磷酸、亚磷酸、次亚磷酸、次磷酸铵、亚磷酸铵、次亚磷酸铵、磷烷、磷脂、磷钨酸和磷钨酸铵中的一种或几种。
19.本发明进一步的改进在于，吸氢剂为间苯二酚、对硝基苯甲酸、对硝基苯甲醇、间硝基乙酰苯、对硝基苯酚、邻硝基苯甲醚、对苯醌二硝基苯和二硝基苯酚中的一种或多种。
20.本发明进一步的改进在于，闪火电压提升剂为聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇、聚戊二醇、聚己二醇、聚乙烯醇、聚丙烯醇、聚丁烯醇、二甘醇、羧甲基纤维素、甘露醇、和纳米二氧化硅中的一种或多种；
21.添加物为柠檬酸、柠檬酸铵、酒石酸、酒石酸铵、聚环氧乙烷醚、聚环氧甲烷醚、聚合硼酸酯聚合脂肪酸、聚合硼酸酯聚合脂肪酸铵盐、三乙胺、三乙醇胺、甲酰胺、丁二肟、铬黑t、邻非咯啉和8
‑
羟基喹啉中的一种或多种；
22.一种提升中高压铝电解电容器耐水合性能的工作电解液的制备方法，包括以下步骤：
23.步骤一：将按质量百分数计，称量主溶质1
‑
25％、含氟的辅助溶质0.01
‑
5％、溶剂60
‑
90％以及添加剂0.04
‑
15％；
24.步骤二：在50
‑
90℃下，将主溶质和含氟的辅助溶质加入溶剂中，搅拌至混合均匀，得到混合液；
25.步骤三：在85
‑
90℃下，将添加剂加入步骤二得到的混合液中，搅拌至混合均匀，得到混合液；
26.步骤四：将步骤三得到的混合液在90
‑
120℃下煮30
‑
120min，冷却，得到提升铝电解电容器容量和耐水合性能的工作电解液。
27.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
28.本发明中主溶质为含有一元羧酸及其铵盐，与常规电解电容器工作电解液相比，可一定程度上降低二元羧酸铵盐的用量。与二元羧酸铵盐相比，相同碳链长度的一元羧酸铵盐在水中的溶解度较低，疏水性较强，主溶质中一元羧酸及其铵盐可以附着在铝箔阳极氧化膜表面，阻碍水分进入氧化膜内，从而有效抑制水合氧化物的形成；且与二元羧酸铵盐相比，相同碳链长度的一元羧酸铵盐的成本较低。本发明中电解液含氟的辅助溶质、溶剂与添加剂的协同作用，可提高电解电容器阳极的修补特性、增强抗水合性。相比常规中高压铝电解电容器，使用本发明所述电解液的中高压铝电解电容器寿命可提高1倍以上。
29.进一步的，本发明中含氟的辅助溶质中的全氟一元羧酸、全氟一元羧酸铵盐、带支链的全氟一元羧酸、带支链的全氟一元羧酸铵盐全氟二元羧酸、全氟二元羧酸铵盐、带支链的全氟二元羧酸或带支链的全氟二元羧酸铵盐，与常规羧酸铵盐相比，与碳连接的氢原子被氟替代，分子极性变小疏水性极大提高，且氧化效率高，并可提高铝电解电容器的自愈特性可以使得制备的电解液在160
‑
650v的工作电压下，能不断提供修补电解电容器阳极介质氧化膜的电化学能力；在电解液的工作过程中，含氟的辅助溶质附着在电容器阳极表面，能阻碍水及其他含氧物质迁移入内，可抑制阳极水合氧化物的产生并保护阳极氧化膜的内层成分。
30.进一步的，由于全氟一元羧酸、全氟一元羧酸铵盐、带支链的全氟一元羧酸、带支链的全氟一元羧酸铵盐、全氟二元羧酸、全氟二元羧酸铵盐、带支链的全氟二元羧酸和带支链的全氟二元羧酸铵盐与一元羧酸、一元羧酸铵盐、带支链的一元羧酸、带支链的一元羧酸铵盐、二元羧酸、二元羧酸铵盐、带支链的二元羧酸和带支链的二元羧酸铵盐化学性质相似，所以氧化效率高。
31.进一步的，在电解液中加入顺丁烯二酸和顺丁烯二酸铵可对阳极氧化膜的疵点进行修补，提高氧化膜质量，延长其使用寿命。
32.进一步的，在电解液中加入磺胺酸、酒石酸、柠檬酸或水杨酸可提高电解液的电导率，提高氧化膜的修补效率。
33.进一步的，本发明的工作电解液中，添加剂包括防水合剂、吸氢剂、闪火电压提升剂和添加物。防水合剂也可提升阳极的抗水合性，但抗水合剂一般为磷酸及其衍生物，可在氧化膜表面形成钝化层，磷酸类溶质对阳极表面的介质氧化膜具有一定的腐蚀作用，使电容器的性能下降。因此，本发明所述的电解液可减少磷酸类防水合剂的用量，减少对阳极介质膜的腐蚀。本发明中电解液含氟的辅助溶质和防水合剂的协同作用，使得电解电容器阳极的抗水合性极大增强。在电容器的工作电压较高时，在不改变其他组分的同时，引入适量的闪火电压提升剂可在不影响电解电容器其他性能参数的同时，有效提升电解液的闪火电压；本发明中的吸氢剂可对电容器工作过程中电极反应生成的氢气进行有效的吸收，降低电容器的内压，可避免或延缓电容器出现破裂或鼓包的问题，提升电容器寿命。
34.进一步的，本发明所述工作电解液中，添加物为三乙胺、三乙醇胺、甲酰胺、丁二肟、铬黑t、邻非咯啉和8
‑
羟基喹啉中的一种或多种，添加物可以调节ph，且添加物中的金属络合物可以抑制电解液中氧化铝沉淀的形成，对电解液起到保护作用。
35.进一步的，与常规铝电解电容器用电解液几乎不含水的特点相比，本发明所述铝电解电容器用电解液含质量分数为0.5
‑
5％的水。由于本发明所述电解液的抗水合性较强，
因此该电解液中的水难以使电解电容器阳极形成水合氧化物，不会对阳极氧化膜的成分产生影响。本发明所述电解液由于含有一定含量的水，因此提升了电解液的电导率，此特性可使电容器阳极的修补性能增强，从而提高了电容器的频率特性并且降低了损耗、漏电流与等效电路的串联电阻阻值，提高电容器的品质；在电解液中引入水可减少电解液中其他溶剂的用量，降低成本。
具体实施方式
36.下面通过实施例对本发明进行详细说明。
37.本发明的电解液适用的铝电解电容器的工作电压为160
‑
650v，电容器的规格与此工作电压范围下的通用电解电容器相同。
38.一种提升中高压铝电解电容器耐水合性能的工作电解液，其特征在于，按质量百分比计，包括主溶质1
‑
25％、含氟的辅助溶质0.01
‑
5％，溶剂60
‑
90％以及添加剂0.04
‑
15％。
39.其中，主溶质为碳原子数为7
‑
12的二元羧酸、二元羧酸铵盐、带支链的二元羧酸、带支链的二元羧酸铵盐、硼酸、五硼酸铵、四硼酸钠、磺胺酸、水杨酸、碳原子数为7
‑
10的一元羧酸、一元羧酸铵盐、带支链的一元羧酸、带支链的一元羧酸铵盐、顺丁烯二酸、顺丁烯二酸铵中的一种或多种。
40.含氟的辅助溶质为碳原子个数为7
‑
10的全氟一元羧酸、全氟一元羧酸铵盐、带支链的全氟一元羧酸、带支链的全氟一元羧酸铵盐、碳原子数为7
‑
12的全氟二元羧酸、全氟二元羧酸铵盐、带支链的全氟二元羧酸、带支链的全氟二元羧酸铵盐中的一种或几种。
41.溶剂为水与有机物的混合物，电解液中水的质量百分数为0.5
‑
5％。
42.有机物为乙二醇、n
‑
n
‑
二甲基甲酰胺、γ
‑
丁内酯、正丁醇、正戊醇、正己醇、丙二醇、丁二醇和丙三醇中的一种或几种。
43.添加剂为防水合剂、吸氢剂、闪火电压提升剂及添加物的混合物，电解液中防水合剂的质量百分数为0.01
‑
10％，电解液中吸氢剂质量百分数为0.01
‑
10％，电解液中闪火电压提升剂的质量百分数为0.01
‑
10％，电解液中防水合剂的质量百分数为0.01
‑
10％。
44.防水合剂为磷酸、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、亚磷酸、次亚磷酸、亚磷酸铵、次亚磷酸铵、磷烷、磷脂、磷钨酸和磷钨酸铵中的一种或几种。
45.吸氢剂为间苯二酚、对硝基苯甲酸、对硝基苯甲醇、间硝基乙酰苯、对硝基苯酚、邻硝基苯甲醚、对苯醌二硝基苯和二硝基苯酚中的一种或多种。
46.闪火电压提升剂为聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇、聚戊二醇、聚己二醇、聚乙烯醇、聚丙烯醇、聚丁烯醇、二甘醇、羧甲基纤维素、甘露醇、和纳米二氧化硅中的一种或多种；
47.添加物为柠檬酸、柠檬酸铵、酒石酸、酒石酸铵、聚环氧乙烷醚、聚环氧甲烷醚、聚合硼酸酯聚合脂肪酸、聚合硼酸酯聚合脂肪酸铵盐、三乙胺、三乙醇胺、甲酰胺、丁二肟、铬黑t、邻非咯啉和8
‑
羟基喹啉中的一种或多种。
48.一种提升中高压铝电解电容器耐水合性能的工作电解液的制备方法，包括以下步骤：
49.步骤一：将按质量百分数计，称量主溶质1
‑
25％、含氟的辅助溶质0.01
‑
5％、溶剂60
‑
90％以及添加剂0.04
‑
15％；
50.步骤二：在50
‑
90℃下，将主溶质和含氟的辅助溶质加入溶剂中，搅拌至混合均匀，得到混合液；
51.步骤三：在85
‑
90℃下，将添加剂加入步骤二得到的混合液中，搅拌至混合均匀，得到混合液；
52.步骤四：将步骤三得到的混合液在90
‑
120℃下煮30
‑
120min，冷却，得到提升铝电解电容器容量和耐水合性能的工作电解液。
53.在电解电容器使用过程中，一般认为容量下降到初始容量的80％以下时，电容器失效，即电容器容量下降20％所用的时间为电容器的寿命。
54.下面为具体实施例。
55.实施例1
56.按质量百分比计，铝电解电容器工作电解液的组分包括：辛二酸铵0.1wt％、辛二酸0.1wt％、庚酸0.1wt％、庚酸铵0.1wt％、异辛二酸0.1wt％、异辛二酸铵0.1wt％、辛酸铵0.1wt％、水杨酸0.1wt％、顺丁烯二酸0.1wt％、顺丁烯二酸铵0.1wt％、全氟庚酸铵0.01wt％、水5wt％、乙二醇55wt％、丙二醇10wt％、γ
‑
丁内酯10wt％、正丁醇10wt％、磷酸0.01wt％、间苯二酚0.01wt％、聚乙二醇0.01wt％、柠檬酸1wt％、聚环氧乙烷醚1wt％、聚环氧甲烷醚0.5wt％、聚合硼酸酯聚合脂肪酸0.5wt％、聚合硼酸酯聚合脂肪酸铵0.5wt％、三乙胺0.5wt％、三乙醇胺1wt％、甲酰胺1wt％、丁二肟1wt％、铬黑t1wt％、邻非咯啉0.5wt％和8
‑
羟基喹啉0.46wt％。
57.工作电解液的制备方法包括以下步骤：
58.步骤一：按照上述质量百分比称量铝电解电容器工作电解液各组分；
59.步骤二：在90℃下，将主溶质和含氟的辅助溶质加入溶剂中，搅拌至混合均匀，得到混合液；
60.步骤三：在90℃下，将添加剂加入步骤二得到的混合液中，搅拌至混合均匀，得到混合液；
61.步骤四：将步骤三得到的混合液在90℃下煮120min，冷却，得到铝电解电容器工作电解液。
62.实施例2
63.按质量百分比计，铝电解电容器工作电解液的组分包括：癸二酸铵5wt％、异癸二酸5wt％、异十二双酸铵5wt％、异癸酸铵1wt％、癸酸1wt％、癸酸铵1wt％、辛酸1wt％、异庚酸1wt％、硼酸2wt％、五硼酸铵2wt％、四硼酸钠1wt％、异全氟癸酸铵1wt％、全氟癸酸1wt％、全氟癸酸铵1wt％、全氟辛酸1wt％、异全氟庚酸1wt％、水0.5wt％、乙二醇10wt％、n
‑
n
‑
二甲基甲酰胺4.5wt％、γ
‑
丁内酯10wt％、正丁醇5wt％、正戊醇5wt％、正己醇5wt％、丙二醇5wt％、丁二醇10wt％、丙三醇5wt％、磷酸2wt％、对硝基苯甲酸0.5wt％、对硝基苯甲醇0.1wt％、间硝基乙酰苯0.1wt％、对硝基苯酚0.1wt％、邻硝基苯甲醚0.1wt％、对苯醌二硝基苯0.1wt％、二硝基苯酚1wt％、聚乙二醇0.99wt％、聚丙二醇0.2wt％、聚丁二醇0.3wt％、聚戊二醇0.5wt％、聚己二醇0.5wt％、聚乙烯醇0.5wt％、聚丙烯醇0.5wt％、聚丁烯醇0.5wt％、二甘醇0.5wt％、羧甲基纤维素0.5wt％、甘露醇0.5wt％、纳米二氧化硅0.5wt％以及酒石酸0.01wt％。
64.工作电解液的制备方法包括以下步骤：
65.步骤一：按照上述质量百分比称量铝电解电容器工作电解液各组分；
66.步骤二：在50℃下，将主溶质和含氟的辅助溶质加入溶剂中，搅拌至混合均匀，得到混合液；
67.步骤三：在85℃下，将添加剂加入步骤二得到的混合液中，搅拌至混合均匀，得到混合液；
68.步骤四：将步骤三得到的混合液在120℃下煮30min，冷却，得到铝电解电容器工作电解液。
69.实施例3
70.按质量百分比计，铝电解电容器工作电解液的组分包括：癸二酸5wt％、十二双酸1wt％、十二双酸铵1wt％、异十二双酸1wt％、异癸酸铵2wt％、异全氟癸酸铵1wt％、全氟庚酸1wt％、全氟辛酸铵1wt％、全氟壬酸1wt％、异全氟辛酸1wt％、水0.5wt％、乙二醇69.5wt％、磷酸0.2wt％、磷酸二氢铵0.3wt％、磷酸氢二铵0.5wt％、亚磷酸0.5wt％、次亚磷酸0.5wt％、亚磷酸铵0.5wt％、次亚磷酸铵0.5wt％、磷烷0.5wt％、磷脂0.5wt％、磷钨酸0.5wt％、磷钨酸铵0.5wt％、对硝基苯甲醇2wt％、聚乙二醇3wt％、柠檬酸0.1wt％、柠檬酸铵0.1wt％、酒石酸0.1wt％、酒石酸铵0.1wt％、聚环氧乙烷醚0.1wt％、聚环氧甲烷醚0.45wt％、聚合硼酸酯聚合脂肪酸0.45wt％、聚合硼酸酯聚合脂肪酸铵0.45wt％、三乙胺0.45wt％、三乙醇胺0.45wt％、甲酰胺0.45wt％、丁二肟0.45wt％、铬黑t 0.45wt％、邻非咯啉0.45wt％以及8
‑
羟基喹啉0.45wt％。
71.工作电解液的制备方法包括以下步骤：
72.步骤一：按照上述质量百分比称量铝电解电容器工作电解液各组分；
73.步骤二：在90℃下，将主溶质和含氟的辅助溶质加入溶剂中，搅拌至混合均匀，得到混合液；
74.步骤三：在90℃下，将添加剂加入步骤二得到的混合液中，搅拌至混合均匀，得到混合液；
75.步骤四：将步骤三得到的混合液在110℃下煮90min，冷却，得到铝电解电容器工作电解液。
76.实施例4
77.按质量百分比计，铝电解电容器工作电解液的组分包括：硼酸4.96wt％、异全氟癸酸铵1wt％、全氟壬酸铵1wt％、异全氟庚酸铵1wt％、异全氟辛酸1wt％、异全氟壬酸1wt％、水5wt％、乙二醇85wt％、磷酸0.01wt％、对硝基苯酚0.01wt％、聚乙二醇0.01wt％以及酒石酸0.01wt％。
78.工作电解液的制备方法包括以下步骤：
79.步骤一：按照上述质量百分比称量铝电解电容器工作电解液各组分；
80.步骤二：在80℃下，将主溶质和含氟的辅助溶质加入溶剂中，搅拌至混合均匀，得到混合液；
81.步骤三：在90℃下，将添加剂加入步骤二得到的混合液中，搅拌至混合均匀，得到混合液；
82.步骤四：将步骤三得到的混合液在100℃下煮80min，冷却，得到铝电解电容器工作电解液。
83.实施例5
84.按质量百分比计，铝电解电容器工作电解液的组分包括：壬酸1wt％、壬酸铵2wt％、异辛酸1wt％、异壬酸1wt％、异癸酸1wt％、异庚酸铵1wt％、异辛酸铵1wt％、异壬酸铵2wt％、异全氟辛酸铵2wt％、异全氟壬酸铵3wt％、水5wt％、乙二醇50wt％、n
‑
n
‑
二甲基甲酰胺10wt％、γ
‑
丁内酯5wt％、磷酸二氢铵10wt％、对硝基苯甲醚2wt％、二甘醇2wt％以及三乙胺1wt％。
85.工作电解液的制备方法包括以下步骤：
86.步骤一：按照上述质量百分比称量铝电解电容器工作电解液各组分；
87.步骤二：在90℃下，将主溶质和含氟的辅助溶质加入溶剂中，搅拌至混合均匀，得到混合液；
88.步骤三：在90℃下，将添加剂加入步骤二得到的混合液中，搅拌至混合均匀，得到混合液；
89.步骤四：将步骤三得到的混合液在120℃下煮120min，冷却，得到铝电解电容器工作电解液。
90.实施例6
91.按质量百分比计，铝电解电容器工作电解液的组分包括：硼酸8wt％、磺胺酸2wt％、全氟辛二酸0.1wt％、全氟癸二酸0.1wt％、全氟十二双酸0.1wt％、全氟辛二酸铵1wt％、全氟癸二酸铵1wt％、全氟十二双酸铵1wt％、异全氟辛二酸0.1wt％、异全氟癸二酸0.1wt％、异全氟十二双酸铵0.5wt％、异全氟辛二酸铵0.5wt％、异全氟癸二酸铵0.3wt％、异全氟十二双酸铵0.2wt％、水5wt％、乙二醇55wt％、n
‑
n
‑
二甲基甲酰胺5wt％、γ
‑
丁内酯5wt％、次亚磷酸铵2wt％、对硝基苯甲醇10wt％、甘露醇2wt％以及聚环氧乙烷醚1wt％。
92.工作电解液的制备方法包括以下步骤：
93.步骤一：按照上述质量百分比称量铝电解电容器工作电解液各组分；
94.步骤二：在90℃下，将主溶质和含氟的辅助溶质加入溶剂中，搅拌至混合均匀，得到混合液；
95.步骤三：在90℃下，将添加剂加入步骤二得到的混合液中，搅拌至混合均匀，得到混合液；
96.步骤四：将步骤三得到的混合液在90℃下煮120min，冷却，得到铝电解电容器工作电解液。
97.实施例7
98.按质量百分比计，铝电解电容器工作电解液的组分包括：硼酸10wt％、全氟癸酸铵5wt％、水5wt％、乙二醇55wt％、n
‑
n
‑
二甲基甲酰胺5wt％、γ
‑
丁内酯5wt％、次亚磷酸铵2wt％、对硝基苯甲醇2wt％、甘露醇10wt％以及8
‑
羟基喹啉1wt％。
99.工作电解液的制备方法包括以下步骤：
100.步骤一：按照上述质量百分比称量铝电解电容器工作电解液各组分；
101.步骤二：在90℃下，将主溶质和含氟的辅助溶质加入溶剂中，搅拌至混合均匀，得到混合液；
102.步骤三：在90℃下，将添加剂加入步骤二得到的混合液中，搅拌至混合均匀，得到混合液；
103.步骤四：将步骤三得到的混合液在100℃下煮60min，冷却，得到铝电解电容器工作电解液。
104.实施例8
105.按质量百分比计，铝电解电容器工作电解液的组分包括：硼酸10wt％、全氟癸酸铵5wt％、水5wt％、乙二醇50wt％、n
‑
n
‑
二甲基甲酰胺10wt％、γ
‑
丁内酯5wt％、次亚磷酸铵2wt％、对硝基苯甲醇2wt％、纳米二氧化硅10wt％以及丁二肟1wt％。
106.工作电解液的制备方法包括以下步骤：
107.步骤一：按照上述质量百分比称量铝电解电容器工作电解液各组分；
108.步骤二：在90℃下，将主溶质和含氟的辅助溶质加入溶剂中，搅拌至混合均匀，得到混合液；
109.步骤三：在85℃下，将添加剂加入步骤二得到的混合液中，搅拌至混合均匀，得到混合液；
110.步骤四：将步骤三得到的混合液在100℃下煮120min，冷却，得到铝电解电容器工作电解液。
111.实施例9
112.按质量百分比计，铝电解电容器工作电解液的组分包括：硼酸10wt％、全氟癸酸铵5wt％、水5wt％、乙二醇55wt％、n
‑
n
‑
二甲基甲酰胺5wt％、γ
‑
丁内酯5wt％、次亚磷酸铵2wt％、对硝基苯甲醇2wt％、纳米二氧化硅1wt％以及丁二肟10wt％。
113.工作电解液的制备方法包括以下步骤：
114.步骤一：按照上述质量百分比称量铝电解电容器工作电解液各组分；
115.步骤二：在90℃下，将主溶质和含氟的辅助溶质加入溶剂中，搅拌至混合均匀，得到混合液；
116.步骤三：在90℃下，将添加剂加入步骤二得到的混合液中，搅拌至混合均匀，得到混合液；
117.步骤四：将步骤三得到的混合液在110℃下煮100min，冷却，得到铝电解电容器工作电解液。
118.对比例1
119.按质量百分比计，铝电解电容器工作电解液的组分包括：辛二酸铵0.1wt％、辛二酸0.1wt％、庚酸0.1wt％、庚酸铵0.11wt％、异辛二酸0.1wt％、异辛二酸铵0.1wt％、辛酸铵0.1wt％、水杨酸0.1wt％、顺丁烯二酸0.1wt％、顺丁烯二酸铵0.1wt％、水5wt％、乙二醇55wt％、丙二醇10wt％、γ
‑
丁内酯10wt％、正丁醇10wt％、磷酸0.01wt％、间苯二酚0.01wt％、聚乙二醇0.01wt％、柠檬酸1wt％、聚环氧乙烷醚1wt％、聚环氧甲烷醚0.5wt％、聚合硼酸酯聚合脂肪酸0.5wt％、聚合硼酸酯聚合脂肪酸铵0.5wt％、三乙胺0.5wt％、三乙醇胺1wt％、甲酰胺1wt％、丁二肟1wt％、铬黑t1wt％、邻非咯啉0.5wt％和8
‑
羟基喹啉0.46wt％。
120.工作电解液的制备方法包括以下步骤：
121.步骤一：按照上述质量百分比称量铝电解电容器工作电解液各组分；
122.步骤二：在90℃下，将主溶质和含氟的辅助溶质加入溶剂中，搅拌至混合均匀，得到混合液；
123.步骤三：在90℃下，将添加剂加入步骤二得到的混合液中，搅拌至混合均匀，得到混合液；
124.步骤四：将步骤三得到的混合液在90℃下煮120min，冷却，得到铝电解电容器工作电解液。
125.对比例2
126.按质量百分比计，铝电解电容器工作电解液的组分包括：癸二酸铵5wt％、异癸二酸5wt％、异十二双酸铵5wt％、异癸酸铵2wt％、癸酸2wt％、癸酸铵2wt％、辛酸2wt％、异庚酸2wt％、硼酸2wt％、五硼酸铵2wt％、四硼酸钠1wt％、水0.5wt％、乙二醇10wt％、n
‑
n
‑
二甲基甲酰胺4.5wt％、γ
‑
丁内酯10wt％、正丁醇5wt％、正戊醇5wt％、正己醇5wt％、丙二醇5wt％、丁二醇10wt％、丙三醇5wt％、磷酸2wt％、对硝基苯甲酸0.5wt％、对硝基苯甲醇0.1wt％、间硝基乙酰苯0.1wt％、对硝基苯酚0.1wt％、邻硝基苯甲醚0.1wt％、对苯醌二硝基苯0.1wt％、二硝基苯酚1wt％、聚乙二醇0.99wt％、聚丙二醇0.2wt％、聚丁二醇0.3wt％、聚戊二醇0.5wt％、聚己二醇0.5wt％、聚乙烯醇0.5wt％、聚丙烯醇0.5wt％、聚丁烯醇0.5wt％、二甘醇0.5wt％、羧甲基纤维素0.5wt％、甘露醇0.5wt％、纳米二氧化硅0.5wt％以及酒石酸0.01wt％。
127.工作电解液的制备方法包括以下步骤：
128.步骤一：按照上述质量百分比称量铝电解电容器工作电解液各组分；
129.步骤二：在90℃下，将主溶质和含氟的辅助溶质加入溶剂中，搅拌至混合均匀，得到混合液；
130.步骤三：在90℃下，将添加剂加入步骤二得到的混合液中，搅拌至混合均匀，得到混合液；
131.步骤四：将步骤三得到的混合液在90℃下煮120min，冷却，得到铝电解电容器工作电解液。
132.对比例3
133.按质量百分比计，铝电解电容器工作电解液的组分包括：癸二酸5wt％、十二双酸1wt％、十二双酸铵1wt％、异十二双酸1wt％、异癸酸铵3wt％、庚酸1wt％、辛酸铵1wt％、壬酸1wt％、异辛酸1wt％、水0.5wt％、乙二醇69.5wt％、磷酸0.2wt％、磷酸二氢铵0.3wt％、磷酸氢二铵0.5wt％、亚磷酸0.5wt％、次亚磷酸0.5wt％、亚磷酸铵0.5wt％、次亚磷酸铵0.5wt％、磷烷0.5wt％、磷脂0.5wt％、磷钨酸0.5wt％、磷钨酸铵0.5wt％、对硝基苯甲醇2wt％、聚乙二醇3wt％、柠檬酸0.1wt％、柠檬酸铵0.1wt％、酒石酸0.1wt％、酒石酸铵0.1wt％、聚环氧乙烷醚0.1wt％、聚环氧甲烷醚0.45wt％、聚合硼酸酯聚合脂肪酸0.45wt％、聚合硼酸酯聚合脂肪酸铵0.45wt％、三乙胺0.45wt％、三乙醇胺0.45wt％、甲酰胺0.45wt％、丁二肟0.45wt％、铬黑t 0.45wt％、邻非咯啉0.45wt％以及8
‑
羟基喹啉0.45wt％。工作电解液的制备方法包括以下步骤：
134.步骤一：按照上述质量百分比称量铝电解电容器工作电解液各组分；
135.步骤二：在90℃下，将主溶质和含氟的辅助溶质加入溶剂中，搅拌至混合均匀，得到混合液；
136.步骤三：在90℃下，将添加剂加入步骤二得到的混合液中，搅拌至混合均匀，得到混合液；
137.步骤四：将步骤三得到的混合液在110℃下煮90min，冷却，得到铝电解电容器工作电解液。
138.对比例4
139.按质量百分比计，铝电解电容器工作电解液的组分包括：硼酸4.96wt％、异癸酸铵1wt％、壬酸铵1wt％、异庚酸铵1wt％、异辛酸1wt％、异壬酸1wt％、水5wt％、乙二醇85wt％、磷酸0.01wt％、对硝基苯酚0.01wt％、聚乙二醇0.01wt％、酒石酸0.01wt％。
140.工作电解液的制备方法包括以下步骤：
141.步骤一：按照上述质量百分比称量铝电解电容器工作电解液各组分；
142.步骤二：在80℃下，将主溶质和含氟的辅助溶质加入溶剂中，搅拌至混合均匀，得到混合液；
143.步骤三：在90℃下，将添加剂加入步骤二得到的混合液中，搅拌至混合均匀，得到混合液；
144.步骤四：将步骤三得到的混合液在100℃下煮80min，冷却，得到铝电解电容器工作电解液。
145.对比例5
146.按质量百分比计，铝电解电容器工作电解液的组分包括：壬酸1wt％、壬酸铵2wt％、异辛酸1wt％、异壬酸1wt％、异癸酸1wt％、异庚酸铵1wt％、异辛酸铵3wt％、异壬酸铵5wt％、水5wt％、乙二醇50wt％、n
‑
n
‑
二甲基甲酰胺10wt％、γ
‑
丁内酯5wt％、磷酸二氢铵10wt％、对硝基苯甲醚2wt％、二甘醇2wt％、三乙胺1wt％。
147.工作电解液的制备方法包括以下步骤：
148.步骤一：按照上述质量百分比称量铝电解电容器工作电解液各组分；
149.步骤二：在90℃下，将主溶质和含氟的辅助溶质加入溶剂中，搅拌至混合均匀，得到混合液；
150.步骤三：在90℃下，将添加剂加入步骤二得到的混合液中，搅拌至混合均匀，得到混合液；
151.步骤四：将步骤三得到的混合液在120℃下煮120min，冷却，得到铝电解电容器工作电解液。
152.对比例6
153.按质量百分比计，铝电解电容器工作电解液的组分包括：硼酸8wt％、磺胺酸2wt％、辛二酸0.1wt％、癸二酸0.1wt％、十二双酸0.1wt％、辛二酸铵1wt％、癸二酸铵1wt％、十二双酸铵1wt％、异辛二酸0.1wt％、异癸二酸0.1wt％、异十二双酸铵0.5wt％、异辛二酸铵0.5wt％、异癸二酸铵0.3wt％、异十二双酸铵0.2wt％、水5wt％、乙二醇55wt％、n
‑
n
‑
二甲基甲酰胺5wt％、γ
‑
丁内酯5wt％、次亚磷酸铵2wt％、对硝基苯甲醇10wt％、甘露醇2wt％、聚环氧乙烷醚1wt％。
154.工作电解液的制备方法包括以下步骤：
155.步骤一：按照上述质量百分比称量铝电解电容器工作电解液各组分；
156.步骤二：在90℃下，将主溶质和含氟的辅助溶质加入溶剂中，搅拌至混合均匀，得到混合液；
157.步骤三：在90℃下，将添加剂加入步骤二得到的混合液中，搅拌至混合均匀，得到
混合液；
158.步骤四：将步骤三得到的混合液在90℃下煮120min，冷却，得到铝电解电容器工作电解液。
159.实施例10
160.步骤一：将按质量百分数计，称量主溶质25％、含氟的辅助溶质5％、溶剂60％以及添加剂10％；
161.其中，主溶质为硼酸、五硼酸铵、四硼酸钠、异庚酸铵、异十二双酸铵、顺丁烯二酸与顺丁烯二酸铵的混合物。
162.含氟的辅助溶质为全氟壬酸。
163.溶剂为水与有机物的混合物，电解液中水的质量百分数为5％，电解液中有机物的质量百分数为55％。有机物为乙二醇、n
‑
n
‑
二甲基甲酰胺、γ
‑
丁内酯、正丁醇、正戊醇、正己醇、丙二醇、丁二醇和丙三醇的混合物。
164.添加剂包括防水合剂、吸氢剂、闪火电压提升剂及添加物，电解液中防水合剂的质量百分数为1％，电解液中吸氢剂质量百分数为2％，电解液中闪火电压提升剂的质量百分数为3％，电解液中防水合剂的质量百分数为4％。
165.防水合剂为磷酸、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、亚磷酸、次亚磷酸、亚磷酸铵、次亚磷酸铵、磷烷、磷脂、磷钨酸和磷钨酸铵的混合物。
166.吸氢剂为间苯二酚、对硝基苯甲酸、对硝基苯甲醇、间硝基乙酰苯、对硝基苯酚、邻硝基苯甲醚、对苯醌二硝基苯和二硝基苯酚的混合物。
167.闪火电压提升剂为聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇、聚戊二醇、聚己二醇、聚乙烯醇、聚丙烯醇、聚丁烯醇、二甘醇、羧甲基纤维素、甘露醇和纳米二氧化硅的混合物；
168.添加物为柠檬酸、柠檬酸铵、酒石酸、酒石酸铵、聚环氧乙烷醚、聚环氧甲烷醚、三乙胺、三乙醇胺、甲酰胺、丁二肟、铬黑t、邻非咯啉和8
‑
羟基喹啉的混合物；
169.步骤二：在50℃下，将主溶质和含氟的辅助溶质加入溶剂中，搅拌至混合均匀，得到混合液；
170.步骤三：在85℃下，将添加剂加入步骤二得到的混合液中，搅拌至混合均匀，得到混合液；
171.步骤四：将步骤三得到的混合液在120℃下煮30min，冷却，得到提升铝电解电容器容量和耐水合性能的工作电解液。
172.实施例11
173.步骤一：将按质量百分数计，称量主溶质1％、含氟的辅助溶质0.01％、溶剂90％以及添加剂8.99％；
174.其中，主溶质为硼酸。
175.含氟的辅助溶质为全氟癸酸。
176.溶剂为水与有机物的混合物，电解液中水的质量百分数为0.5％，电解液中有机物的质量百分数为89.5％。有机物为乙二醇。
177.添加剂包括防水合剂、吸氢剂、闪火电压提升剂及添加物，电解液中防水合剂的质量百分数为0.01％，电解液中吸氢剂质量百分数为0.01％，电解液中闪火电压提升剂的质量百分数为8％，电解液中防水合剂的质量百分数为0.97％。
178.防水合剂为磷酸与磷酸二氢铵。
179.吸氢剂为间苯二酚与对硝基苯甲酸的混合物。
180.闪火电压提升剂为聚乙二醇、聚丙二醇与聚丁二醇的混合物；
181.添加物为柠檬酸；
182.步骤二：在60℃下，将主溶质和含氟的辅助溶质加入溶剂中，搅拌至混合均匀，得到混合液；
183.步骤三：在88℃下，将添加剂加入步骤二得到的混合液中，搅拌至混合均匀，得到混合液；
184.步骤四：将步骤三得到的混合液在100℃下煮120min，冷却，得到提升铝电解电容器容量和耐水合性能的工作电解液。
185.实施例12
186.步骤一：将按质量百分数计，称量主溶质10％、含氟的辅助溶质2％、溶剂73％以及添加剂15％；
187.其中，主溶质为五硼酸铵与四硼酸钠的混合物。
188.含氟的辅助溶质为全氟癸酸。
189.溶剂为水与有机物的混合物，电解液中水的质量百分数为5％，电解液中有机物的质量百分数为68％。有机物为n
‑
n
‑
二甲基甲酰胺与γ
‑
丁内酯的混合物。
190.添加剂包括防水合剂、吸氢剂、闪火电压提升剂及添加物，电解液中防水合剂的质量百分数为5％，电解液中吸氢剂质量百分数为5％，电解液中闪火电压提升剂的质量百分数为3％，电解液中防水合剂的质量百分数为2％。
191.防水合剂为亚磷酸。
192.吸氢剂为对硝基苯酚。
193.闪火电压提升剂为甘露醇；
194.添加物为聚环氧乙烷醚；
195.步骤二：在70℃下，将主溶质和含氟的辅助溶质加入溶剂中，搅拌至混合均匀，得到混合液；
196.步骤三：在87℃下，将添加剂加入步骤二得到的混合液中，搅拌至混合均匀，得到混合液；
197.步骤四：将步骤三得到的混合液在110℃下煮50min，冷却，得到提升铝电解电容器容量和耐水合性能的工作电解液。
198.实施例13
199.步骤一：将按质量百分数计，称量主溶质18.96％、含氟的辅助溶质1％、溶剂80％以及添加剂0.04％；
200.其中，主溶质为四硼酸钠、顺丁烯二酸与顺丁烯二酸铵的混合物。
201.含氟的辅助溶质为全氟癸酸与全氟癸酸铵的混合物。
202.溶剂为水与有机物的混合物，电解液中水的质量百分数为5％，电解液中有机物的质量百分数为75％。有机物为正戊醇、正己醇、丙二醇、丁二醇和丙三醇的混合物。
203.添加剂包括防水合剂、吸氢剂、闪火电压提升剂及添加物，电解液中防水合剂的质量百分数为0.01％，电解液中吸氢剂质量百分数为0.01％，电解液中闪火电压提升剂的质
量百分数为0.01％，电解液中防水合剂的质量百分数为0.01％。
204.防水合剂为次亚磷酸铵、磷烷、磷脂、磷钨酸和磷钨酸铵的混合物。
205.吸氢剂为邻硝基苯甲醚、对苯醌二硝基苯和二硝基苯酚的混合物。
206.闪火电压提升剂为甘露醇和纳米二氧化硅的混合物；
207.添加物为邻非咯啉和8
‑
羟基喹啉的混合物；
208.步骤二：在90℃下，将主溶质和含氟的辅助溶质加入溶剂中，搅拌至混合均匀，得到混合液；
209.步骤三：在90℃下，将添加剂加入步骤二得到的混合液中，搅拌至混合均匀，得到混合液；
210.步骤四：将步骤三得到的混合液在90℃下煮80min，冷却，得到提升铝电解电容器容量和耐水合性能的工作电解液。
211.制作铝电解电容器，制作规格为160v
‑
47μf 13mm*21mm、250v
‑
100μf 16mm*25mm、400v
‑
10μf 8mm*12mm、650v
‑
4.7μf 10mm*13mm。铝电解电容器的制作方法包括以下步骤：
212.步骤一：将裁切好的电解纸进入到电解电容器用电解液(本发明中实施例和对比例制得电解液)中10
‑
60s，得到含浸电解液的电解纸；
213.步骤二：将步骤一得到的含浸电解液的电解纸和阳极箔、引出极箔卷绕或折叠成芯包；
214.步骤三：将步骤二得到的芯包装入壳体并封装，得到电解电容器。
215.将电解电容器样品投入105℃的寿命负荷试验，实施例1
‑
实施例6和对比例1
‑
对比例6的每个实施例或对比例的电容器在不同规格的实验中投入5个样品，得到铝电解电容器的初始特性与寿命实验结果，记录电容器容量变化20％所需的时间，剔除异常值后，求出均值，结果如表1
‑
表4所示：
216.表1规格为160v
‑
47μf 13mm*21mm的铝电解电容器的性能
[0217][0218]
表2规格为250v
‑
100μf 16mm*25mm的铝电解电容器的性能
[0219][0220]
表3规格为400v
‑
10μf 8mm*12mm的铝电解电容器的性能
[0221][0222]
表4规格为650v
‑
4.7μf 10mm*13mm的铝电解电容器的性能
[0223][0224][0225]
从表1
‑
表4可以看出，本发明制备的电解液可以使电容器的寿命相对于对比例(常规电解液)提高1倍以上。