[发明专利]超高压大型铝电解电容器及其驱动用电解液

说明书

技术领域

本发明涉及一种超高压大型铝电解电容器，尤其涉及一种超高压大型铝电解电容器及其驱动用电解液。

背景技术

超高压大容量储能铝电解电容器是储能点焊机、高压输电设备、三相电源及激光器等装置设备中必不可少的储能电气元件。

大容量超高压铝电解电容器具备以下特点：(1)电解电容器的耐电压非常高，额定工作电压通常超过650V，瞬间可承受的极限电压更高，通常超过700V；(2)大容量超高压铝电解电容器一般用于各种大型电子设备，要求能承受特别大的纹波电流；(3)大容量超高压铝电解电容器的外形尺寸超大，相应阳极箔的几何面积可达数平米，大体积的铝电解电容器在工作时，由于内部发热和阳极氧化铝膜自我修复作用，电容器内部的压力值和热值增长迅速，电容器易发生破裂甚至燃烧事故。

目前，单个高压铝电解电容器的工作电压一般为400-500V，要制作上千伏大容量铝电解电容器，必须将若干单个铝电解电容器进行串联和并联。这对电容的一致性要求大大提高，如有某一个电容在工作中出了故障，结果形成整个铝电解电容器不能工作，若内部短路，会导致电容器发生“爆炸”，甚至会造成人生事故。为了防止这种弊端，降低串并联电容的复杂性，需要提高单个铝电解电容器的耐压性，容量及可靠性，进而减小电子设备的体积，降低生产成本。

传统的铝电解电容器，是由阳极铝箔和阴极铝箔夹着隔膜重叠卷绕成筒状芯子、用电解液含浸后装入铝壳内密封而成。作为该隔膜，可例如为织布、无纺布、马尼拉麻纸、多孔质膜。电容器的等效串联电阻(ESR)值主要决定于浸渍电解液后隔膜的电阻值，因此ESR值不仅与电解液本身的电阻率有关，而且也和隔膜吸饱电解液的难易程度有密切关系。隔膜常用的单层厚度为20-80μm，实际应用在超高压电解电容器中使用双层隔膜，总厚度为80-100μm，若厚度低于这个范围，强度不够，电解电容器发生短路；若高于这个范围，电容器的DF值变得过大；单层隔膜的密度约为0.15-1.0g/cm³，若密度低于这个范围，强度不够，电解电容器发生短路，若其密度高于这个范围，则电解电容器的DF值过大。

对于650V及以上超高压大容量电解电容器，传统的液态电容器在老化过程中极易出现内爆及闪火现象；在高温负荷时，易造成漏液，腐蚀及燃烧等危险。为了避免电容器内部短路而导致的危险，其隔膜通常采用高密度(＞0.8g/cm³)的马尼拉麻与牛皮纸的混抄纸，导致电容器的损耗角因子偏大，同样尺寸的电容器容量偏低。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种超高压大容量铝电解电容器及其驱动用电解液，更具体地说，是一种通过使用凝胶态电解质溶液而具有改进的安全性和可靠性的超高压大容量铝电解电容器及其驱动用电解液。

针对本发明的目的，在本发明的第一方面，本发明提供了一种超高压大型铝电解电容器驱动用电解液，包括：单体：1～6％重量；热引发剂：0.01～1％重量；液态有机电解液：92～98％重量；所述单体为双官能团丙烯酸酯或其衍生物单体，结构为：

CH₂＝C(R₁)CO₂(CH₂CH₂O)_n-R₂-(CH₂CH₂O)_n1-CO-C(R₁)＝CH₂，其中R₁基团的结构为CH₃或H，R₂为下属结构中的一种：C_mH_2m、-C₆H₄-、-CO-C₆H4-COO-、-(CH₂CH₂O)_m-或含杂环基团；n＝0～8，n1＝0～8，m＝0～8。

针对本发明的目的，在本发明的第二方面，本发明提供了一种超高压大型铝电解电容器，包括：电解液；芯包，由带引线的阳极箔、隔膜和带引线的阴极箔叠置卷绕而成，且所述芯包浸渍有所述电解液；以及壳体，容置并密封浸渍所述电解液的芯包，以制成电容器组装件；其中，所述电解液为依据本发明的第一方面制备的所述的超高压大型铝电解电容器驱动用电解液，所述隔膜在叠置卷绕前渗入有所述丙烯酸酯及其衍生物单体，所述超高压大型铝电解电容器驱动用电解液在所述电容器组装件形成后被加热聚合而形成凝聚态电解液。