[發(fā)明專利]一種高分子聚合物、其制備方法及包含其的電解液

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711373103.2
• 申請日: 2017-12-19
• 公開（公告）號: CN109957060B
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 余意;何鳳榮
• 申請（專利權(quán)）人: 東莞東陽光科研發(fā)有限公司
• 主分類號: C08F216/16
• 分類號: C08F216/16;C08F220/04;C08F220/06;C08F220/14;C08F220/20;H01G9/035
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本發(fā)明提供一種高分子聚合物、其制備方法及包含其的電解液；所述高分子聚合物如式(I)所示，其通過單體十一烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羥乙酯和乙烯基正丁醚聚合而成；所述電解液以式(I)所示高分子聚合物的銨鹽作為主溶質(zhì)，于同類電容器產(chǎn)品相比，采用本發(fā)明所述電解液制備的電容器的閃火電壓更高(≥700V)，電導(dǎo)率更好，經(jīng)高溫長時間運行后電導(dǎo)率變化明顯較小，高溫穩(wěn)定性更好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電解液技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高分子聚合物及其在鋁電解電容器電解液中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

鋁電解電容器是各種電子產(chǎn)品中不可替代的基礎(chǔ)元件，隨著科技的發(fā)展，社會需要的提高，對于鋁電解電容器的要求越來越高，使電容器迫切的朝著小體積、長壽命、耐高溫、耐高電壓、耐高頻紋波電流、低阻抗、低漏電流的主流方向發(fā)展。

而電解液作為鋁電解電容器的陰極，具有提供氧離子、修補陽極氧化膜的重要作用，并且決定了電容器的工作溫度范圍、額定電壓、損耗因子、阻抗、額定紋波電流、工作壽命等，直接影響著電容器的性能。

電解液成分復(fù)雜，涉及到的主溶質(zhì)及添加劑多達(dá)十幾種。目前主溶質(zhì)局限在40個碳以內(nèi)的長鏈多元羧酸，其在提高電容器的工作溫度范圍、額定電壓、工作壽命等方面成長有限。

近年來，支鏈羧酸鹽由于側(cè)鏈基團的空間位阻作用和烷氧基團的極化作用，相對于直鏈羧酸鹽而言具有更高的溶解能力和更強的化學(xué)修復(fù)能力，使得鋁電解電容器具有低有效阻抗、耐大波紋電流等優(yōu)點，因而應(yīng)用廣泛。但是，雖然支鏈羧酸鹽比直鏈羧酸鹽具有更多的優(yōu)點，但還是存在許多問題，在長時間的使用過程中，電解液的各組分會發(fā)生緩慢的化學(xué)變化，造成如水分含量增加、電導(dǎo)率降低和閃火電壓降低等現(xiàn)象。隨著電容器的相關(guān)參數(shù)急劇惡化，最終造成電容器失效，其可靠性無法得到保障。

因此，增加主溶質(zhì)主鏈段長度，增加鄰位上帶有支鏈的羧酸官能個數(shù)，增加主溶質(zhì)在電解液中的溶解性，同時盡量減少電容器在長時間使用過程中主溶質(zhì)的官能團分解、酰胺化或者酯化則顯得尤為重要。如中國專利CN106449113公開了一種鋁電解電容器用熱固化凝膠態(tài)電解液，并具體公開了溶液體系II的配制過程，采用丙烯酸、甲基丙烯酸酯和過硫酸銨反應(yīng)；但是溶液體系II僅為熱固化凝膠態(tài)電解液的部分組成，該種電解液的制備包含多個步驟，且說明書中未記載任何溶液體系II和該熱固化凝膠態(tài)電解液的性能參數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種新型的超高壓鋁電解電容器電解液使用主電解質(zhì)，并提供此電解質(zhì)為主溶質(zhì)時適配的相應(yīng)的超高壓鋁電解電容器電解液，該電解液不僅性能明顯優(yōu)于市面上出售的同類型產(chǎn)品，成本低于同類產(chǎn)品，并且能夠滿足超高壓鋁電解電容器的使用要求。

為達(dá)上述目的，本發(fā)明一方面提供一種高分子聚合物，其結(jié)構(gòu)為式(I)所示：

其中，所述高分子聚合物的分子量范圍為10000～100000。

本發(fā)明另一方面提供式(I)所示高分子聚合物的制備方法，包括以下步驟：

1)向反應(yīng)瓶中加入反應(yīng)單體十一烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羥乙酯和乙烯基正丁醚，同時加入引發(fā)劑和溶劑；室溫下攪拌均勻，然后將其轉(zhuǎn)移至油浴中升溫至60-85℃持續(xù)反應(yīng)8-24h；

2)反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)混合物倒入水中沉淀，然后過濾、水洗、干燥，得到式(I)所示高分子聚合物。

進一步地，以質(zhì)量份計，所述反應(yīng)單體為5～20份，所述引發(fā)劑為0.1～1.0份，所述溶劑為80～85份。

進一步地，所述反應(yīng)單體十一烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羥乙酯和乙烯基正丁醚的摩爾比為1:0.8～1.2:0.3～0.8:0.8～1.5:1.5～2.5。

進一步地，所述引發(fā)劑為偶氮二異丁腈或者過氧化苯甲酰。