铝电解电容器用电解液及其制备方法与流程

1.本发明属于铝电解电容器技术领域，具体涉及铝电解电容器用电解液及其制备方法。


背景技术：

2.铝电解电容器在电子电路中起到滤波、旁路、去耦等重要作用，是基础电子元器件之一。当电容器在电路中长期工作或线路中电压或电路不稳时，电容器将会承受较大的负荷，电容器内部会快速发热，大大降低了电容器的使用寿命。
3.铝电解电容器为了满足储能需求，通常会做成较大容量，采用卷绕或叠层等方式，且随着整机小型化趋势，为使电容器体积更小，通常会采用较大张力卷绕或叠层压实，使得芯包浸渍后阴阳极箔和电解纸之间非常紧实，当芯包内部发热严重时不易导出，电容器散热受阻，导致内部温度持续升高，阳极箔氧化膜受到破坏，电解液劣化加速等不良现象，电容器寿命将大大缩短。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术中的缺陷，本发明提供一种铝电解电容器用电解液。
5.本发明还提供一种铝电解电容器用电解液的制备方法。
6.本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
7.一种铝电解电容器用电解液，包括碳纳米管。
8.上述的铝电解电容器用电解液，使用时碳纳米管附着在电解纸和铝箔等各个材料上面，电容器在使用过程中内部的热量会很好的通过碳纳米管构建的导热体系传导到金属外壳上，并从外壳将热量扩散到环境中，降低了电容器的内部温升，从而延长了电容器的使用寿命。
9.一实施例中，所述的铝电解电容器用电解液，包括基础电解液及分散于所述基础电解液的所述碳纳米管。
10.一实施例中，所述碳纳米管在所述电解液中的重量比例为1％
‑
10％。
11.一实施例中，所述碳纳米管的尺寸为2nm
‑
20nm。
12.一实施例中，所述电解液包括溶剂、溶质、添加剂及碳纳米管。
13.一实施例中，所述电解液包括乙二醇50
‑
80份、二甘醇单丁醚5
‑
30份、聚乙烯醇0.1
‑
5份、硼酸0.1
‑
5份、甘露醇1
‑
10份、癸二酸铵1
‑
10份、次亚磷酸铵0.1
‑
5份、对硝基苯甲酸0.1
‑
5份及碳纳米管1.5
‑
5份。
14.本发明还提供一种所述的铝电解电容器用电解液的制备方法，包括如下步骤：
15.制备基础电解液；
16.将碳纳米管加入所述基础电解液中，于频率为50hz
‑
120hz的超声环境中进行超声处理。
17.一实施例中，所述超声处理的时间为1min
‑
20min。
18.一实施例中，所述的铝电解电容器用电解液的制备方法，还包括如下步骤：将所述基础电解液降温至50℃以下。
19.一实施例中，所述的铝电解电容器用电解液的制备方法，包括如下步骤：
20.将乙二醇、二甘醇单丁醚、聚乙烯醇、硼酸、甘露醇、癸二酸铵、次亚磷酸铵及对硝基苯甲酸制备成基础电解液；
21.将碳纳米管加入所述基础电解液中，于频率为50hz
‑
120hz的超声环境中进行超声处理。
具体实施方式
22.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
23.本发明实施例所述的铝电解电容器用电解液，包括碳纳米管。使用时碳纳米管附着在电解纸和铝箔等各个材料上面，电容器在使用过程中内部的热量会很好的通过碳纳米管构建的导热体系传导到金属外壳上，并从外壳将热量扩散到环境中，降低了电容器的内部温升，从而延长了电容器的使用寿命。
24.一实施例中，上述的铝电解电容器用电解液，包括基础电解液及分散于基础电解液的碳纳米管。碳纳米管分散于基础电解液中，可以达到电解液的作用，且又能发挥碳纳米管导热的作用。
25.其中，碳纳米管在上述的电解液中的重量比例为1％
‑
10％。添加该比例的碳纳米管后，可以较好地发挥导热作用，又可节省碳纳米管的用量。
26.碳纳米管的尺寸为2nm
‑
20nm，优选为5nm
‑
15nm。
27.其中，电解液包括溶剂、溶质、添加剂及碳纳米管。即基础电解液包括溶剂、溶质、添加剂。
28.例如，溶剂为乙二醇、丙三醇、二甘醇、正丁醇、二甘醇单丁醚、二甘醇单甲醚、γ
‑
丁内酯、柠檬酸酯中的一种或几种的组合。
29.溶质为己二酸铵、壬二酸铵、癸二酸铵、2
‑
丁基辛二酸铵、苯甲酸铵、马来酸铵中的一种或几种的组合。
30.添加剂为甘露醇、对硝基苯甲酸铵、对硝基苯酚、间硝基乙酰苯、磷酸单丁酯、次亚磷酸铵、磷酸、纳米二氧化硅、聚环氧乙烷醚、8
‑
羟基喹啉、聚乙二醇甲醚、聚合硼酸酯、氨水中的一种或几种的组合。
31.优选地，上述的铝电解电容器用电解液，包括乙二醇50
‑
80份、二甘醇单丁醚5
‑
30份、聚乙烯醇0.1
‑
5份、硼酸0.1
‑
5份、甘露醇1
‑
10份、癸二酸铵1
‑
10份、次亚磷酸铵0.1
‑
5份、对硝基苯甲酸0.1
‑
5份及碳纳米管1.5
‑
5份。
32.本发明还提供上述的铝电解电容器用电解液的制备方法，包括如下步骤：
33.制备基础电解液；
34.将碳纳米管加入上述基础电解液中，于频率为50hz
‑
120hz的超声环境中进行超声处理。
35.其中，超声处理的时间为1min
‑
20min。在一实施例中，超声处理的时间为10min。
36.上述的铝电解电容器用电解液的制备方法，还包括如下步骤：将基础电解液降温至50℃以下，降温后再加入碳纳米管。
37.一实施例中，上述的铝电解电容器用电解液的制备方法，包括如下步骤：
38.将乙二醇、二甘醇单丁醚、聚乙烯醇、硼酸、甘露醇、癸二酸铵、次亚磷酸铵及对硝基苯甲酸制备成基础电解液；将碳纳米管加入基础电解液中，于频率为50hz
‑
120hz的超声环境中进行超声处理。
39.具体地，上述基础电解液的制备方法为：将乙二醇与二甘醇单丁醚加热至140℃
‑
160℃，加入聚乙烯醇，保温，于500rpm
‑
1000rpm转速搅拌30min
‑
180min至完全溶解，再降温到120℃
‑
140℃，加入硼酸、甘露醇，保温搅拌；降温至100℃
‑
120℃后，加入癸二酸铵、次亚磷酸铵及对硝基苯甲酸，保温搅拌。
40.提供一实施例，铝电解电容器用电解液，包括乙二醇65份、二甘醇单丁醚20份、聚乙烯醇2份、硼酸2份、甘露醇5份、癸二酸铵5份、次亚磷酸铵2份、对硝基苯甲酸2份及碳纳米管2份。
41.提供一对比例，铝电解电容器用电解液，包括乙二醇65份、二甘醇单丁醚20份、聚乙烯醇2份、硼酸2份、甘露醇5份、癸二酸铵5份、次亚磷酸铵2份及对硝基苯甲酸2份。
42.以下将测试上述实施例和对比例的铝电解电容器用电解液的性能，测试方法如下：
43.1、电解液参数采用对应的各常规仪器测试，闪火电压测试载体为640v化成箔。
44.2、温升测试条件：频率120hz，环境温度105℃，纹波电流2.42a/pcs；电容器底部中心将会打孔，将感温探头置于芯包中心位置，然后密封，测试至温度稳定。温升(℃)＝感温探头稳定温度
‑
环境温度。
45.3、负荷寿命测试条件：频率120hz，环境温度105℃，纹波电流2.42a/pcs，额定电压下工作；测试至有电容器出现开阀漏液，或参数失效，或击穿等失效现象即为负荷寿命时长。
46.测试结果见表一。
47.表一
[0048][0049]
由表一可以看出，实施例的铝电解电容器用电解液，其温升明显小于对比例，负荷寿命明显大于对比例，由此可以看出，在电解液中加入碳纳米管后，降低了电容器的内部温升，延长了电容器的使用寿命。
[0050]
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。