[发明专利]一种低电阻率电解电容器用电解液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于电解液技术领域，具体涉及一种低电阻率电解电容器用电解液及其制备方法。

背景技术

铝电解电容器是电子产品的基础元件之一，广泛应用于笔记本电脑、镇流器、汽车电子等产业。随着电子技术的迅猛发展，电子整机的组装密度和集成化程度的进一步提高，对铝电解电容器的综合性能提出了更高的要求。目前，电解电容器的性能缺点主要是漏电流和损耗值大，寿命短，应用范围受限制等，无法满足现代电子产品的需求。

目前，许多现代电子产品的性能越来越高，信号及其高次谐波引起的噪音也相应地出现在更高的频率范围，因此高频化是电解电容器发展方向。要满足低压电解电容器的高频化、低阻抗、低漏电、长寿命的性能要求，其所用的电解液需要具有较高的电导率，水系电解液是目前高电导率电解液的最佳选择。

然而，水系电解液含有大量的水，在电解电容器中工作时会使铝缓慢地从电极箔溶解出而生成铝离子，该铝离子与工作电解液中的水反应，生成氢氧化铝在箔表面析出，使铝箔恶化，最终引起电解电容器的特性失效。为了减缓水合反应带来的危害，目前的防水合方法是将磷酸添加到电解液中，磷酸与氧化铝反应生成磷酸铝网络结构，磷酸铝经过同化和钝化处理，形成磷酸铝的阻水层，可以阻止水的进入，可以起到缓蚀作用。

廖振华等发表了一篇题目为“电解电容器用超低电阻率工作电解液”的论文，所述超低电阻率工作电解液由60-80％纯水、适量乙二醇、10-20％甲酸铵、4-10％苯甲酸铵和1-2％复合添加剂组成。制备得到的超低电阻率工作电解液用于6.3V，1000μF电容器中，该电容器具有低阻抗、低漏电流、低温特性良好，在105℃寿命在2000h以上，且105℃贮存1000h 无异常。但是，该复合添加剂物成分不明确，对目前的低电阻电解液的研究意义不大。

中国专利CN102074368B公开了一种电容器用电解液的制备方法、制品及其应用，所述电容器用电解液的制备方法为：在配液锅中依次加入乙二醇、水、己二酸铵、对硝基苯甲酸铵、防水合助剂；加热，控温50-60℃，搅拌1-2小时，完全溶解后冷却至30-40℃，用氨气或氨水调节pH值为6.5-7.0，出料，即得，所述复合防水合助剂为含有磷酸二氢铵、甘露糖醇、三乙基四胺六乙酸、乙二胺四甲叉磷酸的复合防水合助剂。制备得到的电解液具有高频低阻抗、低漏电的优点。但是，电解液中的氨水在使用过程会产生大量的氨气，大大降低了电解电容器的安全性。

中国专利申请201510973314.4公开了一种高水系高频低阻抗铝电解电容器用电解液及其制备方法，所述电解液由己二酸铵、防水合剂、氨水、甲酸铵、对硝基苯甲酸、磷酸、乙二醇和去离子水，所述防水合剂是由乙二醇、羟基羧酸和磷化物按重量比5-7:1.5-2.5:1于 120-170℃温度下脂化3-4h制得。制得的电解液具有高频低阻抗和高稳定性的优点，还具有良好的电化学特性，可应用于铝电解电容器的制造。但是，电解液中的氨水在使用过程会产生大量的氨气，同时还会降低电解液的电导率，不符合铝电解电容器电解液的要求。

发明内容

为了解决现有技术中电解电容器存在的不足，本发明的目的在于提供一种低电阻率电解电容器用电解液及其制备方法，以解决上述问题。本发明提供的低电阻率电解电容器用电解液具有高频低阻抗、低漏电和腐蚀性低的优点，该电解液通过水溶性金属螯合物可以抑制漏电流的回升，可以有效的提高电解电容器的安全性，同时还可以抑制电极箔的水合劣化，延长电解电容器的使用寿命。

本发明提供了一种低电阻率电解电容器用电解液，包括以下组分及其重量份数：

乙二醇120-140份、己二酸铵15-20份、甲酸铵12-18份、添加剂2-6份和超纯水45-65 份；所述添加剂包括乙二醇、磷酸二氢铵、磷酸、二氧化硅、络合剂、界面活性剂和消氢剂。

进一步地，所述的低电阻率电解电容器用电解液包括以下组分及其重量份数：

乙二醇130份、己二酸铵18份、甲酸铵15份、添加剂4份和超纯水55份。

进一步地，所述添加剂包括以下组分及其重量百分比：

乙二醇60-80％、磷酸二氢铵2-5％、磷酸3-7％、二氧化硅2-6％、络合剂4-8％和界面活性剂3-7％和消氢剂4-10％。

进一步地，所述添加剂包括以下组分及其重量百分比：

乙二醇70％、磷酸二氢铵3％、磷酸5％、二氧化硅3％、络合剂6％、界面活性剂5％和消氢剂8％。

进一步地，所述络合剂由乙二胺四乙酸和柠檬酸按重量比2:3组成。