[发明专利]耐高温超高压电解液用二元羧酸及其制备方法和用途

说明书

本发明公开了一种耐高温超高压电解液用二元羧酸及其制备方法和用途，属于化学产品技术领域。其具备如下式E结构通式：其中，m与n均为2～12之间的整数。该二元羧酸的铵盐以乙二醇为溶剂，不需要添加任何添加剂，制得的电解液耐高温高压，并能有效提升电容器使用寿命，在工业高压用铝电解电容器中有着重要意义和作用。

技术领域

本发明涉及电解液，属于化学产品技术领域，具体地涉及一种耐高温超高压电解液用二元羧酸及其制备方法和用途。

背景技术

铝电解电容器用电解液在高温高压及纹波电流下溶质会发生酯化、分解、铝箔腐蚀等问题，使得电容器使用寿命具有局限性，而电容器作为电子设备的核心电子元器件，其使用寿命的长短决定电子设备的使用寿命。

为使电容器拥有更长寿命，电容器电解液应用研究者们使用特殊带支链羧酸盐，延长了电解器使用寿命，铝电解电容器是指阳极为铝，阴极为电解液的电容器，这种电容器具有很好的电容量，耐高温耐压能力较好，并且具有一定的自愈能力。在铝电解电容器中，工作电解液的重要作用是随着修补阳极氧化膜上的缺陷，维护电容器的性能，因此，提高电解液的质量，是提高电容器性能的关键之一。铝电解电容器在使用时，如果发生闪火就会击穿电极，从而使电容器失效，所以提高电解液的闪火电压具有很大的意义。目前随着大屏彩电、汽车电子、变频技术及许多通信设备的发展，对铝电解电容器的性能要求越来越高，如耐高压、寿命长、使用温度范围宽等。

铝电解电容器电解液的主要组成是：约80％以上的主溶剂(一般为乙二醇)，5～10％的主电解质以及少量其他添加剂。主电解质的性能决定了电解液性能，也是电容器最终性能好坏的关键因素。多年来国内外相关企业对电容器电解液中的主电解质的研究不断地改进，主电解质的体系也在不断升级。

大致情况如下：

1、硼酸+乙二醇体系：该体系中硼酸和乙二醇酯化以及硼酸变成偏硼酸都会产生水，水含量过高会引起铝电极箔的腐蚀并产生氢气，导致电容器破裂。由于此体系无法应用在高温的环境，现已基本淘汰。

2、直链羧酸铵盐+硼酸+乙二醇体系：这是目前国内广泛使用的体系。该体系虽能一定程度的降低水含量，但直链羧酸铵盐的可溶性随分子量的增大而降低，从而阻抗增加，电导率下降。直链羧酸在低温下有结晶析出的现象，影响电容器的低温性能。

对于直链羧酸铵盐中使用比较频率比较多的是具备支链的二元羧酸或其铵盐，如2-丁基辛二酸铵(公开号：CN1885458A)，2-甲基壬二酸(美国专利号：4629807)等。然而由上述二元羧酸或其铵盐制备的电解液存在电导率低导致电容器损耗较大的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种耐高温超高压电解液用二元羧酸及其制备方法和用途，其中，该二元羧酸为双键一端带羧基且另一端带烷基支链的羧酸，能有效提升电容器闪火电压，延长使用寿命，能长时间耐受高温，在工业超高压用铝电解电容器中有着重要意义和作用。

为实现上述目的，本发明公开了一种耐高温超高压电解液用二元羧酸，其具备如下式E结构通式：

其中，m与n均为2～12之间的整数。

进一步地，m与n为数值相等的整数。优选的，n为8或7，使E化合物配置的电解液导电率比较高。

进一步地，m为5，n为10。此时，电解液的导电率高达9.09ms/cm。

优选的，该二元羧酸具备如下结构式中的一种：

为了更好的实现本发明目的，本发明还公开了上述耐高温超高压电解液用二元羧酸的制备方法，它包括如下式A所示化合物在氯铬酸吡啶中氧化得如下式B所示化合物，所述化合物B与化合物C经加成、脱水反应得化合物D，所述化合物D经皂化反应及酸处理得化合物E；