一種中高壓鋁電解電容器多支鏈電解液及其生產(chǎn)方法技術(shù)

一種中高壓鋁電解電容器多支鏈電解液，包括10?40份帶有烷基和烷氧基的多支鏈銨鹽、10?80份乙二醇和1?5份的水。本發(fā)明專利技術(shù)的中高壓鋁電解電容器多支鏈電解液，在結(jié)構(gòu)上引入烷基和烷氧基，由于側(cè)鏈上基團(tuán)的空間位阻作用以及烷氧基團(tuán)的極化作用，使長(zhǎng)鏈多元羧酸在乙二醇中的溶解度增加，阻止酯化從而改善高溫性能，但電導(dǎo)率并不下降。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種電解液，尤其涉及一種中高壓鋁電解電容器多支鏈電解液及其生產(chǎn)方法。
技術(shù)介紹
電容器是使用最廣、用量最大，且不可取代的電子元件。其產(chǎn)量約占電子元器件總量的40%，而鋁電解電容器又占三大類電容器（電解電容器、陶瓷電容器、有機(jī)薄膜電容器）產(chǎn)量的36.8%左右。目前，我國(guó)已成為全球鋁電解電容器的主要生產(chǎn)國(guó)。據(jù)IT情報(bào)中心的數(shù)據(jù)，2004年，中國(guó)鋁電解電容器的產(chǎn)量達(dá)到700億只，占全球同類產(chǎn)品的40%，銷售額超過100億元人民幣。隨著PC產(chǎn)品、電視機(jī)、DVD等視聽產(chǎn)品、洗衣機(jī)、節(jié)能燈等家用電器和變壓器、汽車電子品等的快速發(fā)展，鋁電解電容器的市場(chǎng)需求量將以不低于5%的速度增長(zhǎng)。鋁電解電容器的突出特點(diǎn)是：（1）單位體積電容量大，是其它電容器的幾倍到幾十倍。（2）額定容量大，由于采用卷繞結(jié)構(gòu)，很容易擴(kuò)大體積，因此可以很容易地做到幾百甚至幾千微法的額定電容量。（3）具有自愈作用，由于在電容器內(nèi)部存在電解液，在工作中電容器陽極鋁箔上的電介質(zhì)一旦發(fā)生局部破損，電解液中的OH- 根離子會(huì)在電場(chǎng)的作用下迅速到達(dá)，將破損位置堵住并將破壞的氧化膜修復(fù)，使電容器恢復(fù)正常。（4）工作電場(chǎng)強(qiáng)度高，由于陽極氧化膜在形成過程中每伏特生長(zhǎng)約1.4nm，即陽極氧化膜生長(zhǎng)時(shí)的電場(chǎng)強(qiáng)度約為7×107 V/cm，其工作狀態(tài)下的電場(chǎng)強(qiáng)度約為5×107 V/cm，此值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于陶瓷電容器和薄膜電容器的工作電場(chǎng)強(qiáng)度。（5）價(jià)格優(yōu)勢(shì)，制造鋁電解電容器的成本相對(duì)較低，尤其是單位容量的制造成本比其它類型的電容器具有壓倒性優(yōu)勢(shì)。正是由于上述優(yōu)點(diǎn)，鋁電解電容器得到了極其廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。雖然在發(fā)展過程中，鋁電解電容器遇到來自集成電路、整機(jī)電路的改進(jìn)和在高壓、高頻、長(zhǎng)壽命、小容量應(yīng)用領(lǐng)域中其它電容器（如多層獨(dú)石陶瓷電容器、金屬化薄膜電容器、鉭電解電容器等）的相互滲透和挑戰(zhàn)，但由于鋁電解電容器容量?jī)r(jià)格比的優(yōu)勢(shì)，并隨著鋁電解電容器自身的不斷改進(jìn)和完善，小型化、片式化以及中高壓大容量鋁電解電容器的應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓寬，尤其是電動(dòng)運(yùn)載工具的投入使用以及各類電源的發(fā)展，鋁電解電容器不僅不會(huì)萎縮，還會(huì)具有更強(qiáng)的生命力和更廣闊的發(fā)展空間。盡管國(guó)產(chǎn)電容器生產(chǎn)規(guī)模極大，然而高性能，尤其是耐高溫（160℃）的中、高壓鋁電解電容器仍需進(jìn)口。如絕大部分生產(chǎn)出口節(jié)能燈行業(yè)用的鋁電解電容器均采用日本、韓國(guó)等進(jìn)口產(chǎn)品。國(guó)產(chǎn)鋁電解電容器性能不高的主要原因，除了制造工藝水平、陽極鋁箔質(zhì)量等原因外，電容器中的電解液性能是一個(gè)重要制約因素。電解電容器中的電解液對(duì)電容器性能的影響至關(guān)重要。它決定了電容器的工作溫度特性、耐壓范圍和耐紋波電流大小，以及電容器壽命。現(xiàn)在在國(guó)外進(jìn)口國(guó)內(nèi)電容器產(chǎn)品所表現(xiàn)出的承受紋波電流能力低、損耗因子容量在使用中變化快和壽命短等缺點(diǎn)，主要是由于電解液的影響，使得現(xiàn)在在生產(chǎn)高要求的中、高壓電解電容器時(shí)，只能采用日本、韓國(guó)的進(jìn)口產(chǎn)品。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種耐高溫、耐高壓、耐高紋波電流和壽命長(zhǎng)的中高壓鋁電解電容器多支鏈電解液及其生產(chǎn)方法。為解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)提出的技術(shù)方案為：一種中高壓鋁電解電容器多支鏈電解液，包括10-40份帶有烷基和烷氧基的多支鏈銨鹽、10-80份乙二醇和1-5份的水。上述的中高壓鋁電解電容器多支鏈電解液，優(yōu)選的，所述多支鏈銨鹽包括多支鏈的二元羧酸銨、多支鏈的三元羧酸銨、多支鏈的四元羧酸銨和多支鏈的六元羧酸銨，并且它們的側(cè)鏈上有烷基或烷氧基，兩個(gè)羧基之間的碳原子數(shù)等于或大于十八。上述的中高壓鋁電解電容器多支鏈電解液生產(chǎn)方法，包括以下步驟：1）帶有支鏈的多元酸酯的合成，以丁烯酮和烷基戊烯酸酯作原料反應(yīng)，以無機(jī)酸作催化劑，在有機(jī)溶劑介質(zhì)中，加入Fenton試劑作為自由基反應(yīng)引發(fā)劑，在-10-10℃的條件下反應(yīng)2小時(shí)，得到多支鏈的多元羧酸酯；2）多支鏈多元酸的形成，將步驟1）中得到的多元羧酸酯進(jìn)行水解得到多支鏈多元酸。3）電解液的制備，將步驟2）中得到的多元羧酸溶解在乙二醇中，通氨氣調(diào)節(jié)pH在6-8之間，得到多元羧酸銨鹽的乙二醇溶液即電解液。上述的中高壓鋁電解電容器多支鏈電解液生產(chǎn)方法，優(yōu)選的，在步驟2）中加入Fenton試劑作為相轉(zhuǎn)移催化劑。上述的中高壓鋁電解電容器多支鏈電解液生產(chǎn)方法，優(yōu)選的，步驟3）中緩慢通入氨氣，并且通入氨氣的量為總質(zhì)量的10%-20%。上述的中高壓鋁電解電容器多支鏈電解液生產(chǎn)方法，優(yōu)選的，步驟1）中的無機(jī)酸包括硫酸、磷酸和氫氟酸。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于：1、本專利技術(shù)的中高壓鋁電解電容器多支鏈電解液，在結(jié)構(gòu)上引入烷基和烷氧基，由于側(cè)鏈上基團(tuán)的空間位阻作用以及烷氧基團(tuán)的極化作用，使長(zhǎng)鏈多元羧酸在乙二醇中的溶解度增加，阻止酯化從而改善高溫性能，但電導(dǎo)率并不下降；2、利用反應(yīng)體系的特點(diǎn)，控制反應(yīng)條件可得到不同結(jié)構(gòu)的多元羧酸，其比例調(diào)整，反應(yīng)物質(zhì)鏈條長(zhǎng)度不同，能夠調(diào)控多元羧酸中的側(cè)鏈烷氧基團(tuán)的多少。3、直接合成所需支鏈多元混合羧酸及其鹽，利用“混合物”的協(xié)同作用，既不需要“混合物”的分離，又可明顯提高電容器的耐溫、耐壓等電性能，此工藝路線目前尚未見報(bào)道。產(chǎn)品收率不低于90%。4、利用工藝特點(diǎn)，可明顯降低生產(chǎn)成本。5、可通過工藝參數(shù)的改變，調(diào)控產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及多元羧酸成分的比例，可以形成滿足不同性能要求的系列化產(chǎn)品。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術(shù)實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術(shù)的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為實(shí)施例1中獲得的中高壓鋁電解電容器多支鏈電解液的時(shí)間-電壓曲線。具體實(shí)施方式為了便于理解本專利技術(shù)，下文將結(jié)合較佳的實(shí)施例對(duì)本專利技術(shù)作更全面、細(xì)致地描述，但本專利技術(shù)的保護(hù)范圍并不限于以下具體的實(shí)施例。需要特別說明的是，當(dāng)某一元件被描述為“固定于、固接于、連接于或連通于”另一元件上時(shí)，它可以是直接固定、固接、連接或連通在另一元件上，也可以是通過其他中間連接件間接固定、固接、連接或連通在另一元件上。除非另有定義，下文中所使用的所有專業(yè)術(shù)語與本領(lǐng)域技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中所使用的專業(yè)術(shù)語只是為了描述具體實(shí)施例的目的，并不是旨在限制本專利技術(shù)的保護(hù)范圍。實(shí)施例1如圖1所示的一種中高壓鋁電解電容器多支鏈電解液，包括10份帶有烷基和烷氧基的多支鏈銨鹽、80份乙二醇和3份的水。本實(shí)施例中，多支鏈銨鹽包括多支鏈的二元羧酸銨、多支鏈的三元羧酸銨、多支鏈的四元羧酸銨和多支鏈的六元羧酸銨，并且它們的側(cè)鏈上有烷基或烷氧基，兩個(gè)羧基之間的碳原子數(shù)等于或大于十八。本實(shí)施例中，中高壓鋁電解電容器多支鏈電解液生產(chǎn)方法，包括以下步驟：1）帶有支鏈的多元酸酯的合成，以丁烯酮和烷基戊烯酸酯作原料反應(yīng)，以無機(jī)酸作催化劑，在有機(jī)溶劑介質(zhì)中，加入Fenton試劑作為自由基反應(yīng)引發(fā)劑，在10℃的條件下反應(yīng)2小時(shí)，得到多支鏈的多元羧酸酯；2）多支鏈多元酸的形成，將步驟1）中得到的多元羧酸酯進(jìn)行水解得到多支鏈多元酸。3）電解液的制備，將步驟2）中得到的多元羧酸溶解在乙二醇中，通氨氣調(diào)節(jié)pH在6-8之間，得到多元羧酸銨鹽的乙二醇溶液即電解液。本實(shí)施例中，在步驟2）中加入Fenton本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種中高壓鋁電解電容器多支鏈電解液，其特征在于：包括10?40份帶有烷基和烷氧基的多支鏈銨鹽、10?80份乙二醇和1?5份的水。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種中高壓鋁電解電容器多支鏈電解液，其特征在于：包括10-40份帶有烷基和烷氧基的多支鏈銨鹽、10-80份乙二醇和1-5份的水。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中高壓鋁電解電容器多支鏈電解液，其特征在于：所述多支鏈銨鹽包括多支鏈的二元羧酸銨、多支鏈的三元羧酸銨、多支鏈的四元羧酸銨和多支鏈的六元羧酸銨，并且它們的側(cè)鏈上有烷基或烷氧基，兩個(gè)羧基之間的碳原子數(shù)等于或大于十八。3.一種如權(quán)利要求1或2所述的中高壓鋁電解電容器多支鏈電解液生產(chǎn)方法，其特征在于，包括以下步驟：1）帶有支鏈的多元酸酯的合成，以丁烯酮和烷基戊烯酸酯作原料反應(yīng)，以無機(jī)酸作催化劑，在有機(jī)溶劑介質(zhì)中，加入Fenton試劑作為自由基反應(yīng)引發(fā)劑，在-10-10℃的條件...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：彭帥凡，馮耀邦，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：益陽市安興電子有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：湖南;43