[发明专利]一种用于135度低压铝电解电容器的电解液及制备方法

说明书

一种用于135度低压铝电解电容器的电解液，包括带大官能团的磷酸盐混合溶液；带大官能团的磷酸盐混合溶液包括60‑75份带大官能团的磷酸盐、3‑5份磷酸乙二醇酯、10‑15份乙二醇、1‑3份亚磷酸和20‑30份水。本发明中，在磷酸结构上引入体积庞大而又稳定的官能团，由于侧链上基团的空间大位阻作用以及磷酸基团的极化作用，使磷酸盐在乙二醇、γ‑丁内酯和水的混合溶剂中的溶解度增加，磷酸盐磷酸基团吸附在低压铝箔上，大分子基团能有效阻止阻止水分靠近铝箔而破坏氧化膜从而改善水合和提高高温性能。

技术领域

本发明涉及一种电容器的电解液，尤其涉及一种用于135度低压铝电解电容器的电解液。

背景技术

电容器是使用最广、用量最大，且不可取代的电子元件。其产量约占电子元器件总量的40%，而铝电解电容器又占三大类电容器（电解电容器、陶瓷电容器、有机薄膜电容器）产量的50%左右。

目前，我国已成为全球铝电解电容器的主要生产国。据IT情报中心的数据，2017年，中国铝电解电容器的产量达到1000亿只，占全球同类产品的50%，销售额超过340亿元人民币。随着手机，普通电源充电器、变频空调、变频洗衣机、LED灯等家用电器和变压器、生活用小型家电、汽车电子品等的快速发展，铝电解电容器的市场需求量将以不低于5%的速度增长。

铝电解电容器的突出特点是：

（1）单位体积电容量大，是其它电容器的几倍到几十倍。

（2）额定容量大，由于采用卷绕结构，很容易扩大体积，因此可以很容易地做到几百甚至几千微法的额定电容量。

（3）具有自愈作用，由于在电容器内部存在电解液，在工作中电容器阳极铝箔上的电介质一旦发生局部破损，电解液中的OH^- 根离子会在电场的作用下迅速到达，将破损位置堵住并将破坏的氧化膜修复，使电容器恢复正常。

（4）工作电场强度高，由于阳极氧化膜在形成过程中每伏特生长约1.4nm，即阳极氧化膜生长时的电场强度约为7×10⁷ V/cm，其工作状态下的电场强度约为5×10⁷ V/cm，此值远远大于陶瓷电容器和薄膜电容器的工作电场强度。

（5）价格优势，制造铝电解电容器的成本相对较低，尤其是单位容量的制造成本比其它类型的电容器具有压倒性优势。

正是由于上述优点，铝电解电容器得到了极其广泛的应用和发展。虽然在发展过程中，铝电解电容器遇到来自集成电路、整机电路的改进和在高压、高频、长寿命、小容量应用领域中其它电容器（如多层独石陶瓷电容器、金属化薄膜电容器、钽电解电容器等）的相互渗透和挑战，但由于铝电解电容器容量价格比的优势，并随着铝电解电容器自身的不断改进和完善，小型化、片式化以及低压铝电解电容器的应用领域不断拓宽，尤其是电动工具的投入使用以及各类电源的发展，铝电解电容器不仅不会萎缩，还会具有更强的生命力和更广阔的发展空间。

尽管国产电容器生产规模极大，然而高性能，尤其是耐高温（135℃）的低压铝电解电容器达不到应用要求。导致应用低压电容器方面存在瓶颈。

电解电容器中的电解液对电容器性能的影响至关重要。它决定了电容器的工作温度特性、耐压范围和耐纹波电流大小，以及电容器寿命。国产低压铝电解电容器耐高温性能不高的主要原因，主要是电容器中的电解液性能受到制约。

低压铝电解电容器产品所表现出的承受温度低、承受纹波电流能力低、损耗因子容量在使用中变化快和寿命短等缺点，其根本原因是低压铝电解电容器中含有大量的水分。国内许多电解电容器的企业及研发人员对此已有认识，但苦于难以找到低压多水体系防水合剂和取代水的低廉溶剂而止步不前。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种防水性能好的用于135度低压铝电解电容器的电解液。