[发明专利]一种宽温铝电解电容器用电解液及其制备方法

说明书

本发明提供了一种宽温铝电解电容器用电解液及其制备方法，包括如下步骤：S10将主溶剂和辅助溶剂在120~150℃下进行混合，得第一混合液；S20待所述第一混合液的温度冷却至90~110℃时加入溶质，待所述溶质溶解后得第二混合液；S30将所述第二混合液在N₂保护下恒温烧煮30~60 min，冷却至70~90℃后依序加入各种添加剂并保温60~120 min，得宽温铝电解电容器用电解液；其中，所述辅助溶剂为烷氧链环丁砜。本发明的一种宽温铝电解电容器用电解液及其制备方法，使用带支链环状结构的砜基化合物作为辅助溶剂，使所述电解液的电导率提高，大大降低了电容器的漏电流，同时，由于辅助溶剂含有较多的氧原子，能提供更多阳极氧化膜的修复因子，使铝电解电容器能够在高温环境中长期稳定使用。

技术领域

本发明涉及电子化工技术领域，具体涉及一种宽温铝电解电容器用电解液及其制备方法。

背景技术

铝电解电容器是各类电子产品的基础元器件之一。近些年，铝电解电容器在计算机、军事、航天、高铁、精密仪器等高精尖领域应用越来越广。例如，随着5G技术的到来，通信基站势必需要在各种温度环境中使用，这对铝电解电容器的使用温度范围提出了更高的要求。当铝电解电容器长时间处于高温高压环境中时，阳极表面致密的氧化膜容易被破坏导致产品被击穿，甚至会引起短路发生爆炸。同时，溶质与溶剂之间容易发生酯化反应生成小分子水，这些小分子水在高温环境中会蒸发成水蒸气，造成电容器壳内压力过高，甚至可能会导致电容器阀门开启造成产品失效，这些都严重影响了产品的使用安全及寿命。当铝电解电容器长时间处于低温环境中时，由于溶剂乙二醇中的羟基彼此以氢键相连，容易生成络合物，造成工作电解液变稠甚至冻结，引起电阻率急剧增大，损耗角正切值增大和电容量下降，使电容器的性能恶化甚至失效。因此，研制在低温和高温环境中都能长期稳定工作的铝电解电容器已成为亟待解决的迫切任务。

铝电解电容器工作电解液是电容器工作过程中的实际阴极，对阳极表面氧化膜具有修复作用，因此对电容器的容量变化、使用温度范围、使用寿命、漏电流等性能起着非常重要的作用。乙二醇由于其饱和蒸汽压低，沸点高，价格低廉且易获得，与其它溶剂混合能表现出优异的低温性能，特别是当乙二醇与DMF按照一定比例混合后，其凝固点能降低至-60℃。环丁砜为无色透明液体，与乙二醇、DMF互溶性好，且沸点高，热稳定性高，在酸性和碱性环境中稳定，加入到电解液中可以改进其耐腐蚀性、防燃性、热稳定性和粘度等性能，是一种非常优良的非质子型溶剂。3-甲氧基丙腈熔点-62.9℃，沸点165℃，作为辅助溶剂能较好的提升工作电解液的低温性能。这些化合物在电容器电解液中的应用使得铝电解电容器的低温性能基本能够满足要求。但是，目前市面上的宽温铝电解电容器，最高工作温度一般不超过105℃，很难满足日新月异的电子产品对电容器高温、宽温性能的需求。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种宽温铝电解电容器用电解液及其制备方法，使用带支链环状结构的砜基化合物作为辅助溶剂，使所述电解液的电导率提高，大大降低了电容器的漏电流，同时，由于辅助溶剂含有较多的氧原子，能提供更多阳极氧化膜的修复因子，使铝电解电容器能够在高温环境中长期稳定使用。

为了实现以上目的，本发明采取的一种技术方案是：

一种宽温铝电解电容器用电解液的制备方法，包括如下步骤：S10将主溶剂和辅助溶剂在120~150℃下进行混合，得第一混合液；S20待所述第一混合液的温度冷却至90~110℃时加入溶质，待所述溶质溶解后得第二混合液；以及S30将所述第二混合液在N₂保护下恒温烧煮30~60 min，冷却至70~90℃后依序加入各种添加剂并保温60~120 min，得宽温铝电解电容器用电解液；其中，所述辅助溶剂为烷氧链环丁砜。

进一步地，所述烷氧链环丁砜为3,4-二烷氧基环丁砜。

进一步地，所述3,4-二烷氧基环丁砜的制备方法为：将3-环丁烯砜加入到溴的四氯化碳溶液中生成3,4-二溴环丁砜，经分液、蒸馏后加入现制的醇/醇钠，在四氢呋喃（THF）中加热回流生成3,4-二烷氧基环丁砜。