鋁電解電容器用電解液及使用該電解液的鋁電解電容器的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及電解液技術領域，尤其涉及一種鋁電解電容器用電解液及使用該電解 液的鋁電解電容器。
【背景技術】
[0002] 近年來，車載電裝電源和通訊設備的使用電壓日趨上升，人們越來越要求將鋁電 解電容尤其是貼片電容的比電導率在現有4mS/cm基礎上能夠有更高的提升同時火花電壓 高的電解液。
[0003] 作為上述鋁電解電容器用電解液，已知含有四氟鋁酸離子構成的電解質和有機溶 劑的電解液（日本特開2003-142346)，該電解液雖然火花電壓高，但具有以下問題，四氟鋁 酸水解產生氟化氫，腐蝕作為電解電容器的陽極箔的氧化鋁。
[0004] 還已知含有烷基磷酸酯陰離子構成的電解質和有機溶劑的電解液，該電解液以烷 基磷酸酯陰離子作為電解液陰離子成分，其中可以是單一烷基磷酸酯陰離子或混合烷基磷 酸酯陰離子，本質上是烷基磷酸酯陰離子單成分的電解液，雖然不存在腐蝕作為電解電容 器的陽極箔的問題，但是還存在比電導率和火花電壓均不夠高的缺陷。
【發明內容】
[0005] 本發明提供一種有效提高比電導率同時保證較高的火花電壓的鋁電解電容器用 電解液及使用該電解液的鋁電解電容器。
[0006] 根據本發明的第一方面，本發明提供一種鋁電解電容器用電解液，該電解液含有 電解質⑷和有機溶劑（B)，上述電解質⑷包含電解質（C)和電解質（D)，上述電解質（C) 由陽離子（E)和烷基磷酸酯陰離子組成，上述電解質（D)由陽離子（F)和鄰苯二甲酸陰離 子組成。
[0007] 根據本發明的第二方面，本發明提供一種鋁電解電容器，該鋁電解電容器使用第 一方面的電解液形成。
[0008] 本發明的電解液中的電解質同時含有烷基磷酸酯陰離子和鄰苯二甲酸陰離子，能 夠同時獲得高比電導率及火花電壓。尤其相比烷基磷酸酯陰離子單成分的電解液，本發明 的電解液的比電導率和火花電壓均較高。本發明的電解液同時能實現無需擔心電容器部件 腐蝕的鋁電解電容器。因此，在市場上使用電源的高耐壓競爭中，具有非常大的市場價值。
【具體實施方式】
[0009] 下面通過【具體實施方式】對本發明作進一步詳細說明。
[0010] 本發明的關鍵構思之一在于，將含有烷基磷酸酯陰離子的電解質和含有鄰苯二甲 酸陰離子的電解質混合作為鋁電解電容器用電解液的電解質成分，并出人意料的發現，本 發明的混合電解質相比單一成分的電解質（即含有烷基磷酸酯陰離子的電解質或含有鄰 苯二甲酸陰離子的電解質）具有更高的比電導率同時保證較高的火花電壓，說明本發明的 電解質中烷基磷酸酯陰離子與鄰苯二甲酸陰離子的協同作用良好。
[0011] 在本發明的一個實施方案中，電解液含有電解質（A)和有機溶劑（B)，上述電解質 (A)包含電解質（C)和電解質（D)，上述電解質（C)由陽離子（E)和烷基磷酸酯陰離子組成， 上述電解質（D)由陽離子（F)和鄰苯二甲酸陰離子組成。
[0012] 在上述實施方案中，電解質（C)的含量基于電解質（A)和有機溶劑（B)的重量優 選為10%~65%，例如10.2%、11%、12%、12.5%、13.5%、14.5%、15%、18%、18.5%、 20. 5 %,22. 5 %,25 %,28 %,30 %,32 %,35 %,38 %,40 %,42 %,45 %,47 %,50 %,52 %, 55%、56%、58%、60%、62%、63.5%、64.5%或64.8%，更優選為15%~45%，最優選為 18. 5%~25. 5%〇
[0013] 在上述實施方案中，電解質0)的含量基于電解質（A)和有機溶劑（B)的重量優 選為 1%~35%，例如 1. 2%、1. 5%、1. 8%、2%、2. 5%、4%、5%、6%、7%、8%、10%、12%、 12. 5 %、15 %、18 %、20 %、22. 5 %、25 %、26 %、28 %、30 %、31. 5 %、32 %、33 %、33. 5 %、 34%、34. 5%或34. 8%，更優選為5%~30%，最優選為15. 5~25. 5%。
[0014]在上述實施方案中，陽離子（E)和陽離子（F)各自獨立地選自脒鑰陽離子或季銨 鹽陽離子。
[0015] 作為脒鑰陽離子，包含（1)咪唑陽離子及（2)咪唑鑰陽離子。
[0016] (1)咪唑陽離子
[0017] 1，2, 3, 4-四甲基咪唑、1，3, 4-三甲基-2-乙基咪唑、1,3-二甲基-2, 4-二乙基咪 唑、1,2-二甲基-3, 4-二乙基咪唑、1-甲基-2, 3, 4-三乙基咪唑、1，2, 3, 4-四乙基咪唑、 1-乙基-2, 3-二甲基咪唑、1，3-二甲基-2-乙基咪唑、4-氰基-1，2, 3-三甲基咪唑、3-氰 基甲基-1，2-二甲基咪唑、2-氰基甲基-1，3-二甲基咪唑、4-乙酰基-1，2, 3-三甲基咪唑、 3- 乙酰基甲基-1，2-二甲基咪唑、4-乙酰基-1，2, 3-三甲基咪唑、3-乙酰基甲基-1，2-二 甲基咪唑、4-甲基羧基甲基-1，2, 3-三甲基咪唑、3-甲基羧基甲基-1，2-二甲基咪唑、 4- 甲氧基-1，2, 3-三甲基咪唑、3-甲基羧基甲基-1，2-二甲基咪唑、4-甲酰基-1，2, 3-三 甲基咪唑、3-甲酰基甲基-1，2-二甲基咪唑、3-羥基乙基-1，2-二甲基咪唑、4-羥基甲 基-1，2, 3-三甲基咪唑、2-羥基乙基-1，3-二甲基咪唑等。
[0018] (2)咪唑鑰陽離子
[0019] 1，3_二甲基咪唑鑰、1,3-二乙基咪唑鑰、1-乙基-3-甲基咪唑鑰、1，2, 3-三甲基 咪唑鑰、1，2, 3, 4-四甲基咪唑鑰、1,3-二甲基-2-乙基咪唑鑰、1-乙基-2, 3-二甲基咪唑 鑰、1，2, 3-三乙基咪唑鑰、1，2, 3, 4-四乙基咪唑鑰、1，3-二甲基-2-苯基咪唑鑰、1，3-二甲 基-2-芐基咪唑鑰、1-芐基-2, 3-二甲基咪唑鑰、4-氰基-1，2, 3-三甲基咪唑鑰、3-氰基甲 基-1，2-二甲基咪唑鑰、2-氰基甲基-1，3-二甲基咪唑鑰、4-乙酰基-1，2, 3-三甲基咪唑 鑰、3-乙酰基甲基-1，2-二甲基咪唑鑰、4-甲基羧基甲基-1，2, 3-三甲基咪唑鑰、3-甲基羧 基甲基-1，2-二甲基咪唑鑰、4-甲氧基-1，2, 3-三甲基咪唑鑰、3-甲酰基甲基-1，2-二甲 基咪唑鑰、3-羥基乙基-1，2-二甲基咪唑鑰、4-羥基甲基-1，2, 3-三甲基咪唑鑰、2-羥基乙 基-1,3-二甲基咪唑鑰等。
[0020] (3)季銨鹽陽離子
[0021] 作為季銨鹽陽離子可以舉出具有碳原子數為1~4的烷基的四烷基銨陽離子（例 如四甲基銨、四乙基銨及三乙基甲基銨等）。
[0022] 上述脒鑰陽離子可以單獨使用一種，也可以混合使用兩種以上。上述脒鑰陽離子 優選1，2, 3, 4-四甲基咪唑鑰陽離子或1-乙基-3-甲基咪唑鑰陽離子。
[0023] 用于形成電解質（C)的陽離子（E)與用于形成電解質（D)的陽離子（F)二者可以 相同，也可以不同。本發明一個優選實施例中，陽離子（E)與陽離子（F)相同，并且發現陽 離子（E)與陽離子（F)相同的情況比二者不同的情況具有更好的效果。
[0024] 在上述實施方案中，烷基磷酸酯陰離子的烷基碳原子數為1~10,優選為1~4， 需要說明的是，碳原子數越少，比電導率和火花電壓越高。
[0025] 作為烷基磷酸酯陰離子，可以選用單烷基磷酸酯或二烷基磷酸酯。
[0026] 單烷基磷酸酯可以列出單甲基磷酸酯、單乙基磷酸酯、單丙基磷酸酯[單（正丙 基）磷酸酯、單（異丙基）磷酸酯]、單丁基磷酸酯[單（正丁基）磷酸酯、單（異丁基）磷 酸酯]、單戊基磷酸酯、單己基磷酸酯等。
[0027] 二烷基磷酸酯可以列出二甲基磷酸酯、二乙基磷酸酯、二丙基磷酸酯[二（正丙 基）磷酸酯、二（異丙基）磷酸酯]、二丁基磷酸酯[二（正丁基）磷酸酯、二（異丁基）磷 酸酯]、二戊基磷酸酯、二己基磷酸酯等。
[0028] 上述烷基磷酸酯陰離子可以單獨使用一種，也可以混合使用兩種以上；可以是單 烷基磷酸酯與二烷基磷酸酯的混合。作為本發明實施方案的優選，烷基磷酸酯陰離子選自 二乙基磷酸酯或二甲基磷酸酯陰離子。
[0029] 本發明中，含有烷基磷酸酯陰離子的電解質（C)可以通過如下方法合成：首先將 咪唑啉或季鹽溶解于甲醇溶液中，在一定條件下與碳酸二甲酯反應生成咪唑（或季銨）?碳 酸二甲酯鹽；然后加入烷基磷酸酯與以上得到的鹽的甲醇溶液發生鹽交換反應，得到咪唑 (或季銨）?烷基磷酸酯鹽；最后經過一系列的精餾提純得到需要的含有烷基磷酸酯的電解 質。
[0030] 本發明中，含有鄰苯二甲酸陰離子的電解質（D)可以通過如下方法合成：與上述 反應相似，首先將咪唑啉或季鹽溶解于甲醇溶液中，在一定條件下與碳酸二甲酯反應生成 咪唑（季銨）?碳酸二甲酯鹽，然后加入鄰苯二甲酸與以上得到的鹽的甲醇溶液發生鹽交換 反應，得到咪唑（或季銨）?鄰苯二甲酸鹽；最后經過一系列的精餾提純得到需要的含有鄰 苯二甲酸的電解質。
[0031] 在上述實施方案中，有機溶劑（B)可以選自（1)醇、（2)醚、（3)酰胺、（4)內酯、 (5)腈、（6)碳酸酯、（7)砜和⑶其它有機溶劑。
[0032] (1)醇
[0033] -元醇（例如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、二丙酮