[发明专利]一种超高压铝电解电容器用电解质及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种超高压铝电解电容器用电解质及其制备方法和应用，其结构式如下：所述有机化合物电解质为三脂肪环二甲氧基二辛酸，具体的化学名为：2,2’‑[(八氢‑1H‑4,7‑亚甲基茚)‑2,5‑二甲氧基]二辛酸。与现有技术相比，本发明提出的三脂肪环二甲氧基二辛酸合成及提纯简单，产率达90％以上，经济性较高，符合绿色化学原则；将其作为电解质加入到合适溶剂中并调节pH至6～7，配制成铝电解电容器用工作电解液，其闪火电压高达750V以上。该电解质的提出及合成为我国目前高压铝电解电容器用电解质解决了技术瓶颈，打破长直链多元羧酸作为电解质的固化思维，为我国电容器产业跻身世界前列创造了源源不断的动力。

技术领域

本发明涉及电子化工技术领域，具体是一种超高压铝电解电容器用电解质三脂肪环二甲氧基二辛酸及其制备方法和应用。

背景技术

随着国内外工业电子电器设备的发展，电路中对直流电路输出的要求越来越高，现代电容器技术水平成为电容、电感、电阻三大元件中制约电路小型化发展的瓶颈，改进与发明新型小型化、高容量、高电压电容器成为未来电容器发展的必然趋势。

相对于陶瓷电容、安规电容、薄膜电容、涤纶电容等其他常规电容器来说，铝电解电容器具有容量大、价格低等特点，是不可或缺的电子元件。近年来电动汽车产业、5G通信基站、军事以及航空航天等领域的空前发展，使得质优价廉的铝电解电容器需求量呈现出稳中有升的趋势。生产高质量、低成本的高压铝电解电容器成为我国民族企业跻身全球高端电子元件领域引领者行列的重大机遇。

铝电解电容器在90年代受阳极箔材料的限制，比容低、杂质离子含量高的阳极箔严重制约了电容器的发展。90年代末，中国的阳极箔采用铬酸腐蚀法成功突破了容量不足的壁垒，国内阳极箔产业如雨后春笋般出现，目前已形成良好的市场形势，其技术水平与国外相差甚小。但是，电解液相关技术的缺乏导致电容器使用性能较差，使用寿命不能满足电子设备的应用要求，而且价格昂贵。因此，电解液技术水平成为限制高压铝电解电容器发展的瓶颈。

高压铝电解电容器对电解液的闪火电压提出了越来越高的要求，而电解质作为溶质是决定电解液闪火电压高低的关键材料。目前国内外中高压铝电解电容器产品采用的主流溶质大多为直链(如：己二酸铵、癸二酸铵、十二双酸铵等)或支链(如：1-6DDA、1-4DDA等)型电解质，由其配置的电解液的闪火电压已经不能满足日益增长的高压电解电容器的需求。另一方面，电解液的电导率和闪火电压呈负相关的特性，电导率低的电解液往往具有较高的闪火电压。然而，当低电导率的电解液应用于铝电解电容器时，漏电流大、寿命短，严重制约了高稳定、长寿命、高压铝电解电容器的发展。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种超高压铝电解电容器用电解质及其制备方法和应用。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种超高压铝电解电容器用电解质，该电解质为三脂肪环二甲氧基二辛酸，其具体的化学名为2,2’-[(八氢-1H-4,7-亚甲基茚)-2,5-二甲氧基]二辛酸，结构式如下：

将其作为电解质加入到合适溶剂中并调节pH至6～7，配制成铝电解电容器用工作电解液，其闪火电压高达750V。

一种超高压铝电解电容器用电解质三脂肪环二甲氧基二辛酸的制备方法，包括以下步骤：

(1)将(八氢-1H-4,7-亚甲基茚-2,5-二基)二甲醇(CAS号为26896-48-0)与Na丝反应制备(八氢-1H-4,7-亚甲基茚-2,5-二基)二甲醇钠；

其具体反应条件为：将摩尔比为1:2的(八氢-1H-4,7-亚甲基茚-2,5-二基)二甲醇与Na丝在20～50℃、N₂保护下反应1～8h，制得(八氢-1H-4,7-亚甲基茚-2,5-二基)二甲醇钠；

其化学反应式如下：