RU2358348C1 - Working electrolyte for condenser, procedure for its preparation and aluminium elecrolytic condenser with such electrolyte - Google Patents
Working electrolyte for condenser, procedure for its preparation and aluminium elecrolytic condenser with such electrolyte Download PDFInfo
- Publication number
- RU2358348C1 RU2358348C1 RU2008118960/09A RU2008118960A RU2358348C1 RU 2358348 C1 RU2358348 C1 RU 2358348C1 RU 2008118960/09 A RU2008118960/09 A RU 2008118960/09A RU 2008118960 A RU2008118960 A RU 2008118960A RU 2358348 C1 RU2358348 C1 RU 2358348C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrolyte
- capacitor
- temperature
- working electrolyte
- amine
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к производству изделий электронной техники, конкретно к производству алюминиевых электролитических конденсаторов, в частности, с низким эквивалентным последовательным сопротивлением (ЭПС), работающих при повышенных номинальных напряжениях от 100 до 350 В в интервале рабочих температур от минус 60 до 105°С.The invention relates to the production of electronic products, specifically to the production of aluminum electrolytic capacitors, in particular, with a low equivalent series resistance (EPS), operating at high nominal voltages from 100 to 350 V in the range of operating temperatures from
Рабочий электролит (далее - электролит), в котором прохождение электрического тока осуществляется за счет движения ионов и сопровождается электролизом, обеспечивает работоспособность конденсатора при определенных номинальных напряжениях в определенном интервале рабочих температур, а также номинальный ток пульсации, срок службы конденсатора. К рабочему электролиту предъявляются различные, зачастую противоречащие друг другу требования:The working electrolyte (hereinafter referred to as the electrolyte), in which the passage of electric current is carried out due to the movement of ions and is accompanied by electrolysis, ensures the performance of the capacitor at certain rated voltages in a certain range of operating temperatures, as well as the rated ripple current and the life of the capacitor. Various, often conflicting, requirements are presented to the working electrolyte:
- высокая собственная проводимость;- high intrinsic conductivity;
- малые изменения проводимости во всем интервале рабочих температур;- small changes in conductivity in the entire range of operating temperatures;
- хорошая формующая способность - для подформовки анода, т.е. быстрого образования при тренировке конденсатора на алюминиевом фольговом аноде диэлектрической пленки оксида алюминия по кромкам и микротрещинам, образовавшимся при порезке фольги и намотке конденсаторного элемента;- good forming ability - for shaping the anode, i.e. the rapid formation during training of the capacitor on an aluminum foil anode of a dielectric film of aluminum oxide along the edges and microcracks formed during cutting of the foil and winding of the capacitor element;
- высокое напряжение искрения, выражающего начинающийся процесс анодного пробоя электролита, а в последующем и конденсатора, которое должно быть всегда заведомо больше напряжения формовки, которое, в свою очередь, должно быть больше номинального напряжения конденсатора;- high sparking voltage, which expresses the beginning process of anode breakdown of the electrolyte, and subsequently the capacitor, which should always be known to be greater than the molding voltage, which, in turn, should be greater than the rated voltage of the capacitor;
- стабильные характеристики при максимальной рабочей температуре;- stable performance at maximum operating temperature;
- отсутствие реакций взаимодействия с алюминием, оксидом алюминия и другими элементами конденсатора;- the absence of reaction reactions with aluminum, aluminum oxide and other elements of the capacitor;
- стабильность параметров при хранении в нормальных условиях (НУ);- stability of parameters during storage under normal conditions (NU);
- низкие токсичность и воспламеняемость.- low toxicity and flammability.
При этом электролит должен быть химически совместим с материалом сепаратора (прокладки), например конденсаторной бумагой, и с остальными материалами, из которых выполнены элементы конденсатора, в частности с анодной алюминиевой пластиной и оксидом алюминия. Система электролит-прокладка-оксид должна обеспечиватьIn this case, the electrolyte must be chemically compatible with the material of the separator (gasket), for example, capacitor paper, and with the rest of the materials from which the capacitor elements are made, in particular with the anode aluminum plate and aluminum oxide. The electrolyte-gasket-oxide system should provide
хорошую впитываемость прокладочных конденсаторных бумаг;good absorbency of cushioning capacitor papers;
стабильность характеристик конденсаторного элемента после пропитки;stability characteristics of the capacitor element after impregnation;
отсутствие растравливания оксида алюминия электролитом.no etching of alumina by electrolyte.
Основными компонентами электролита являются ионообразующие вещества (ионогены), органические и неорганические кислоты и их соли, но они редко применяются непосредственно в том виде, как они есть. Как правило, они требуют растворения в подходящем растворителе, чтобы произошла электролитическая диссоциация с образованием ионов и получился электролит с нужной величиной вязкости.The main components of the electrolyte are ion-forming substances (ionogens), organic and inorganic acids and their salts, but they are rarely used directly in the form as they are. As a rule, they require dissolution in a suitable solvent in order for electrolytic dissociation to form ions and an electrolyte with the desired viscosity is obtained.
Из кислот могут использоваться монокарбоновые (нонановая, олеиновая, стеариновая) и дикарбоновые кислоты (янтарная, адипиновая, азелаиновая, себациновая, додекандикарбоновая, тридекандикарбоновая), а также ортофосфорная, борная кислоты, бензойная кислота (или бензоат аммония). Борная кислота улучшает формующую способность электролита.Of the acids, monocarboxylic (nonanoic, oleic, stearic) and dicarboxylic acids (succinic, adipic, azelaic, sebacic, dodecandicarboxylic, tridecandicarboxylic), as well as orthophosphoric, boric acid, benzoic acid (or benzoate) can be used. Boric acid improves the forming ability of the electrolyte.
Для средне- и высоковольтных конденсаторов в качестве растворителей могут использоваться лактоновые и амидные растворители. Электролиты на основе лактоновых растворителей позволяют средне- и высоковольтным конденсаторам достигать высокой надежности и большого срока эксплуатации, однако нижняя граница рабочей температуры конденсаторов с такими электролитами ограничена, как правило, величиной минус 55°С. Электролиты на основе амидных растворителей позволяют достичь конденсатору нижней границы рабочей температуры минус 60°С и даже ниже. Однако эти электролиты не способны обеспечить большой срок эксплуатации конденсатора, так как они очень летучи, а также вступают в реакцию с оксидом алюминия на аноде и разрушают его, что приводит к росту тока утечки в конденсаторе и к сокращению срока его службы. Однако при снижении содержания амидных растворителей и замене их на другие растворители они менее летучие и менее агрессивные по отношению к оксиду алюминия, низкотемпературные характеристики электролита, а следовательно, и конденсатора ухудшаются и уменьшается проводимость электролита.For medium and high voltage capacitors, lactone and amide solvents can be used as solvents. Electrolytes based on lactone solvents allow medium- and high-voltage capacitors to achieve high reliability and a long service life, however, the lower limit of the operating temperature of capacitors with such electrolytes is limited, as a rule, to minus 55 ° С. Amide solvent based electrolytes allow the capacitor to reach the lower limit of the operating temperature minus 60 ° C and even lower. However, these electrolytes are not able to provide a long life of the capacitor, since they are very volatile and also react with aluminum oxide on the anode and destroy it, which leads to an increase in the leakage current in the capacitor and to a reduction in its service life. However, with a decrease in the content of amide solvents and their replacement with other solvents, they are less volatile and less aggressive with respect to alumina, the low-temperature characteristics of the electrolyte, and hence the capacitor, deteriorate and the conductivity of the electrolyte decreases.
В электролите не должны создаваться ионы, вызывающие коррозию или способствующие коррозии алюминия, оксида алюминия и других материалов конденсатора.Ions must not be generated in the electrolyte, causing corrosion or contributing to corrosion of aluminum, aluminum oxide and other capacitor materials.
Электролит не должен проявлять повышенное газообразование (при работе электролитического конденсатора идет процесс электролиза, сопровождающийся образованием водорода на катоде конденсатора) при повышенной температуре, в том числе на верхней границе интервала рабочих температур. Понизить газообразование можно с помощью введения в электролит в качестве добавок катодных деполяризаторов, например ароматического нитросоединения.The electrolyte should not exhibit increased gas generation (during the operation of the electrolytic capacitor, the electrolysis process is accompanied by the formation of hydrogen at the cathode of the capacitor) at elevated temperatures, including at the upper boundary of the operating temperature range. Gas formation can be reduced by introducing cathodic depolarizers, for example aromatic nitro compounds, into the electrolyte as additives.
Удельная проводимость зависит от остаточного содержания воды в приготовленном электролите, в том числе образованной в процессе химического взаимодействия его компонентов, и, следовательно, от состава электролита, а также от конечной температуры нагрева электролита, которая соответствует конечному моменту его приготовления и является наибольшей температурой, до которой нагревают электролит, и времени его приготовления. Для увеличения электропроводности электролита также возможно добавление к электролиту деионизованной воды.The specific conductivity depends on the residual water content in the prepared electrolyte, including that formed during the chemical interaction of its components, and, therefore, on the electrolyte composition, as well as on the final heating temperature of the electrolyte, which corresponds to the final moment of its preparation and is the highest temperature, up to which heated the electrolyte, and the time of its preparation. To increase the conductivity of the electrolyte, it is also possible to add deionized water to the electrolyte.
Напряжение анодного пробоя также зависит от конечной температуры нагрева электролита, при этом дикарбоновые кислоты повышают его величину, способствуя улучшению этого параметра.The voltage of the anode breakdown also depends on the final temperature of the heating of the electrolyte, while dicarboxylic acids increase its value, contributing to the improvement of this parameter.
Как правило, электролит должен иметь величину логарифма концентрации водородных ионов (рН) около 7, чтобы не проявлялись нежелательные процессы, ухудшающие работоспособность и срок службы конденсатора, например растворение алюминия и оксида алюминия в электролите или гидратация оксида алюминия. Величина рН зависит как от состава электролита, так и от температуры его приготовления. Для окончательного приведения рН к нужной величине применяют в качестве добавки к электролиту амин.As a rule, the electrolyte should have a logarithm of the concentration of hydrogen ions (pH) of about 7 so that unwanted processes do not appear that impair the performance and life of the capacitor, for example, the dissolution of aluminum and aluminum oxide in the electrolyte or hydration of aluminum oxide. The pH value depends on both the composition of the electrolyte and the temperature of its preparation. To finally bring the pH to the desired value, amine is used as an additive to the electrolyte.
Вязкость характеризует консистенцию электролита и зависит от содержания в нем воды и летучих веществ, а также от температуры и времени приготовления электролита.Viscosity characterizes the consistency of the electrolyte and depends on the content of water and volatile substances in it, as well as on the temperature and time of preparation of the electrolyte.
В конечном итоге на параметры электролита влияют как его состав, так и технология его приготовления, а электрические характеристики конденсатора и срок его службы в значительной степени зависят от параметров использованного в нем электролита.Ultimately, both the composition and the technology of its preparation affect the parameters of the electrolyte, and the electrical characteristics of the capacitor and its service life largely depend on the parameters of the electrolyte used in it.
Известен электролит, описанный в патенте US 6285543, кл. H01G 9/02, опубл. 04.09.2001, который состоит из смешанного с водой органического растворителя - протонового, например этиленгликоля, непротонового, например глюконового лактона, или их смеси - в соотношении соответственно 80-20 и 20-80 мас.%, ионогена, представленного карбоновой кислотой, например бензойной, или ее солью либо неорганической кислотой, например борной, или ее солью, и добавки в виде одного нитросоединения или комбинации из двух и более нитросоединений, таких как нитрофенол, нитроацетофенон, нитробензойная кислота, динитробензойная кислота, нитроанизол; работоспособен при напряжениях 160-500 В и несколько ниже 160 В; имеет низкий импеданс, хорошую долговечность, очень стабильные характеристики при низких температурах, вплоть до минус 40°С; способен абсорбировать образующийся в процессе эксплуатации газообразный водород даже при повышенной температуре 105°С и большом содержании воды в смешанном растворителе.Known electrolyte described in patent US 6285543, class. H01G 9/02, publ. 09/04/2001, which consists of an organic solvent mixed with water - a proton, for example ethylene glycol, non-proton, for example gluconic lactone, or a mixture thereof, in a ratio of 80-20 and 20-80 wt.%, Respectively, of an ionogen represented by a carboxylic acid, for example benzoic or its salt or inorganic acid, for example boric, or its salt, and additives in the form of a single nitro compound or a combination of two or more nitro compounds, such as nitrophenol, nitroacetophenone, nitrobenzoic acid, dinitrobenzoic acid, nitroanisis l; operable at voltages of 160-500 V and somewhat lower than 160 V; has low impedance, good durability, very stable characteristics at low temperatures, up to minus 40 ° C; capable of absorbing hydrogen gas generated during operation even at elevated temperatures of 105 ° C and a high water content in the mixed solvent.
Однако этот электролит не может работать при температуре минус 60°С и имеет повышенную токсичность, когда в его состав включена комбинация из нескольких нитросоединений.However, this electrolyte cannot work at a temperature of minus 60 ° C and has increased toxicity when a combination of several nitro compounds is included in its composition.
Также известен электролит, описанный в патенте ЕР 0396192, кл. H01G 9/02, опубл. 07.11.1990, где в состав электролита входят борная кислота, амин и смесь из органических растворителей, в которой один из них, например бутиролактон, диметилацетамид, диметилформамид или комбинация диметилацетамида с диметилформамидом, составляет большую часть смеси, а другой, полиалкиленгликоль, например полиэтиленгликоль - ее меньшую часть. Электролит способен работать при напряжениях выше 200 В в диапазоне температур от минус 40 до 105°С и поглощать образующийся в процессе работы газообразный водород, так что газа остается мало или не будет совсем.Also known is the electrolyte described in patent EP 0396192, cl. H01G 9/02, publ. 11/07/1990, where the electrolyte contains boric acid, an amine and a mixture of organic solvents, in which one of them, for example, butyrolactone, dimethylacetamide, dimethylformamide or a combination of dimethylacetamide with dimethylformamide, makes up most of the mixture, and the other, polyalkylene glycol, for example polyethylene glycol - its smaller part. The electrolyte is able to operate at voltages above 200 V in the temperature range from
Однако этот электролит не работает при низких температурах до минус 60°С.However, this electrolyte does not work at low temperatures up to minus 60 ° С.
А также известен электролит для алюминиевого электролитического конденсатора, описанный в патенте US 6744619, кл. H01G 9/42, опубл. 01.06.2004, который содержит этиленгликоль в качестве основного растворителя; полярный органический сорастворитель, например алканол; сорастворитель с высокой диэлектрической проницаемостью, например ацетонитрил; алифатическую дикарбоновую кислоту, например себациновую кислоту; монокарбоновую кислоту, например додекановую кислоту; амин, например этилдиизопропиламин, и в который при необходимости можно добавить небольшое количество борной кислоты, гипофосфористой кислоты, нитроароматического соединения, например нитроанизола, гидроксида аммония, деионизованной воды. Электролит обеспечивает пониженное газообразование и хорошую работу конденсатора на номинальные напряжения до 440 В при повышенной температуре.Also known is an electrolyte for an aluminum electrolytic capacitor described in US Pat. No. 6,744,619, cl. H01G 9/42, publ. 06/01/2004, which contains ethylene glycol as the main solvent; polar organic cosolvent, for example alkanol; a co-solvent with a high dielectric constant, for example acetonitrile; aliphatic dicarboxylic acid, for example sebacic acid; monocarboxylic acid, for example dodecanoic acid; an amine, for example ethyldiisopropylamine, and to which, if necessary, a small amount of boric acid, hypophosphorous acid, a nitroaromatic compound, for example nitroanisole, ammonium hydroxide, deionized water can be added. The electrolyte provides reduced gas generation and good operation of the capacitor for rated voltages up to 440 V at elevated temperatures.
Этот электролит не приспособлен для работы при низких температурах, тем более при температуре минус 60°С.This electrolyte is not suitable for operation at low temperatures, especially at a temperature of minus 60 ° C.
Известен способ приготовления электролита, описанный в указанном выше патенте US 6744619, где сначала этиленгликоль и сорастворители, имеющие высокую точку кипения, нагревают до 60-65°С и добавляют к ним дикарбоновую, монокарбоновую и борную кислоты, затем нагревают раствор до 120-130°С и выдерживают его при этой температуре в течение 1 ч, после этого для введения катодного деполяризатора раствор охлаждают до 90°С (в случае применения нелетучего вещества) или до 50°С (в случае применения летучего вещества, такого как нитроанизол) и подмешивают в него соответствующий катодный деполяризатор, затем раствор охлаждают до 30°С, добавляют воду, гипофосфористую кислоту и гидроксид аммония и перемешивают, после чего для нейтрализации кислой среды добавляют какой-нибудь амин, например безводный аммиак, и доводят рН электролита до 6-10.There is a known method of preparing an electrolyte described in the aforementioned US Pat. No. 6,744,619, where first ethylene glycol and cosolvents having a high boiling point are heated to 60-65 ° C and dicarboxylic, monocarboxylic and boric acids are added to them, then the solution is heated to 120-130 ° C and kept it at this temperature for 1 h, after which, for the introduction of the cathode depolarizer, the solution is cooled to 90 ° C (in the case of the use of a non-volatile substance) or to 50 ° C (in the case of the use of a volatile substance such as nitroanisole) and mixed him The appropriate cathode depolarizer, then the solution was cooled to 30 ° C, water was added, hypophosphorous acid and ammonium hydroxide and stirred, followed by neutralization of the acid medium for some added an amine, e.g., anhydrous ammonia, and the electrolyte is adjusted to pH 6-10.
В этом способе приготовление электролита не оптимизировано по таким параметрам, как скорость перемешивания и скорость набора температуры, а это приводит к вступлению ингредиентов в нежелательные окислительно-восстановительные реакции или, наоборот, к неполному реагированию между собой, что ухудшает низкотемпературные характеристики электролита и снижает его проводимость.In this method, the preparation of the electrolyte is not optimized for such parameters as the speed of mixing and the speed of temperature rise, and this leads to the entry of the ingredients into undesirable redox reactions or, conversely, to incomplete reaction between themselves, which affects the low-temperature characteristics of the electrolyte and reduces its conductivity .
Известен алюминиевый электролитический конденсатор, описанный в указанном выше патенте US 6285543, который работает при напряжениях 160-500 В и несколько ниже в интервале рабочих температур от минус 40 до 105°С, где электролит состоит, например, из смешанного с водой в соотношении (80-20):(20-80) мас.% этиленгликоля или глюконового лактона, или их смеси; карбоновой кислоты, например бензойной, или ее соли; неорганической кислоты, например борной, или ее соли; добавки в виде одного нитросоединения или комбинации из двух и более нитросоединений, таких как нитрофенол, нитроацетофенон, нитробензойная кислота, динитробензойная кислота, нитроанизол. Конденсатор имеет низкий импеданс, хорошую долговечность, очень стабильные характеристики при низких температурах, вплоть до минус 40°С, и хорошую абсорбцию образующегося в процессе эксплуатации газообразного водорода даже при повышенной температуре 105°С и большом содержании воды в смешанном растворителе.Known aluminum electrolytic capacitor described in the above patent US 6285543, which operates at voltages of 160-500 V and slightly lower in the range of operating temperatures from
Однако этот конденсатор не может работать при температуре минус 60°С, а в процессе производства имеет повышенную токсичность, когда в нем в качестве катодного деполяризатора использована комбинация из нескольких нитросоединений.However, this capacitor cannot operate at a temperature of
Известен также алюминиевый электролитический конденсатор, описанный в указанном выше патенте US 6744619, где в составе электролита используются этиленгликоль в качестве основного растворителя; полярный органический сорастворитель, например алканол; сорастворитель с высокой диэлектрической проницаемостью, например ацетонитрил; алифатическая дикарбоновая кислота, например себациновая; монокарбоновая кислота, например додекановая; амин, например этилдиизопропиламин, и при необходимости могут быть добавлены в небольших количествах борная кислота, гипофосфористая кислота, гидроксид аммония, деионизованная вода и нитроароматическое соединение, например нитроанизол. Конденсатор хорошо работает на номинальные напряжения до 440 В при повышенной температуре и имеет в этих условиях пониженное газообразование.Also known is an aluminum electrolytic capacitor described in the aforementioned US Pat. No. 6,744,619, wherein ethylene glycol is used as the main solvent in the electrolyte; polar organic cosolvent, for example alkanol; a co-solvent with a high dielectric constant, for example acetonitrile; aliphatic dicarboxylic acid, for example sebacic; monocarboxylic acid, for example dodecanoic; an amine, for example ethyldiisopropylamine, and, if necessary, small amounts of boric acid, hypophosphorous acid, ammonium hydroxide, deionized water and a nitroaromatic compound, for example nitroanisole can be added. The capacitor works well for rated voltages up to 440 V at elevated temperatures and under these conditions has reduced gas generation.
Этот конденсатор не способен работать в условиях низких температур, тем более при температуре минус 60°С.This capacitor is not able to work at low temperatures, especially at a temperature of minus 60 ° C.
Задачи изобретений образуют комплексную задачу создания электролита такого состава и такого способа приготовления, чтобы получить с этим электролитом алюминиевый электролитический конденсатор на номинальные напряжения от 100 до 350 В, хорошо работающий при температурах от минус 60 до 105°С, особенно при низкой температуре.The tasks of the inventions form the complex task of creating an electrolyte of such a composition and such a cooking method to obtain an aluminum electrolytic capacitor with this electrolyte for nominal voltages from 100 to 350 V, working well at temperatures from
Эта комплексная задача решается путем исследований и разработки электролита, способа его приготовления и конденсатора с таким электролитом, позволяющих получить следующие технические результаты: хорошую температурную стабильность параметров электролита, особенно проводимости, и электрических характеристик конденсатора во всем интервале рабочих температур, особенно при низких температурах; хорошую формующую способность электролита, гарантирующую стабильную работу конденсатора при заданных номинальных напряжениях в указанном интервале рабочих температур, особенно при низкой температуре; пониженное газообразование электролита и соответственно пониженное выделение водорода на катоде конденсатора; высокое напряжение анодного пробоя в электролите и соответственно в конденсаторе; пониженную токсичность электролита; высокую коррозионную стойкость конденсатора.This complex problem is solved by researching and developing an electrolyte, a method for its preparation, and a capacitor with such an electrolyte, which allow one to obtain the following technical results: good temperature stability of electrolyte parameters, especially conductivity, and electrical characteristics of the capacitor over the entire operating temperature range, especially at low temperatures; good forming ability of the electrolyte, which guarantees stable operation of the capacitor at specified nominal voltages in the specified range of operating temperatures, especially at low temperatures; reduced gas formation of the electrolyte and, accordingly, reduced hydrogen evolution at the cathode of the capacitor; high voltage anode breakdown in the electrolyte and, accordingly, in the capacitor; reduced electrolyte toxicity; high corrosion resistance of the capacitor.
Предлагается электролит, в состав которого входят следующие компоненты (см. таблицу 1) с такими качествами:An electrolyte is proposed, which includes the following components (see table 1) with the following qualities:
- смесь органических растворителей, в которой основным растворителем является лактон в силу стабильности и низкой токсичности, например γ-бутиролактон, который предпочтительнее γ-валеролактона, δ-валеролактона; сорастворителем - амид, так как обеспечивает хорошую растворимость компонентов и хорошие низкотемпературные свойства электролита, например диметилформамид, который предпочтительнее метилформамида, диметилацетамида, диэтилформамида; с добавкой или без добавки дополнительного сорастворителя - многоатомного спирта, например этиленгликоля, который предпочтительнее глицерина, 2-метоксиэтанола, диэтиленгликоля, его монометилового и моноэтилового эфиров, триэтиленгликоля и в большей степени дополнительно увеличивает растворяемость и диссоциацию кислот, уменьшает электрохимическую коррозию, усиливает газопоглощение;- a mixture of organic solvents, in which the main solvent is lactone due to stability and low toxicity, for example γ-butyrolactone, which is preferable to γ-valerolactone, δ-valerolactone; co-solvent - amide, as it provides good solubility of the components and good low-temperature properties of the electrolyte, for example dimethylformamide, which is preferable to methylformamide, dimethylacetamide, diethylformamide; with or without the addition of an additional cosolvent - a polyhydric alcohol, for example ethylene glycol, which is preferable to glycerol, 2-methoxyethanol, diethylene glycol, its monomethyl and monoethyl ethers, triethylene glycol and to a greater extent increases the solubility and dissociation of acids, reduces electrochemical corrosion, enhances electrochemical absorption, enhances electrochemical absorption, enhances
- дикарбоновая кислота (или ее аммонийная соль), которая как основной ионоген обеспечивает хорошую проводимость электролита, например себациновая, которая предпочтительнее янтарной, малеиновой, адипиновой, азелаиновой, додекандикарбоновой, тридекандикарбоновой, итаконовой кислот, так как позволяет получить наилучшее соотношение напряжения пробоя и удельной проводимости по сравнению с другими кислотами с той же концентрацией;- dicarboxylic acid (or its ammonium salt), which as the main ionogen provides good electrolyte conductivity, for example, sebacic, which is preferable to succinic, maleic, adipic, azelaic, dodecandicarboxylic, tridecandicarboxylic, itaconic acids, as it allows to obtain the best ratio of breakdown voltage and conductivity in comparison with other acids with the same concentration;
- алифатический амин, лучше третичный в силу меньшей летучести при повышенной температуре, например триэтиламин, триэтаноламин, трибутиламин, этилдиизопропиламин, последний предпочтителен, так как за счет разветвленных цепочек заместителей позволяет повысить напряжение пробоя без снижения удельной проводимости как органическое основание, обеспечивающее нейтрализацию кислой среды электролита для оптимизации рН, и отчасти как ионоген, что дополнительно улучшает проводимость электролита;- an aliphatic amine, better tertiary due to its lower volatility at elevated temperature, for example triethylamine, triethanolamine, tributylamine, ethyldiisopropylamine, the latter is preferred, since due to the branched chains of substituents it allows to increase the breakdown voltage without reducing the conductivity as an organic base, which neutralizes the acidic environment of the electrolyte to optimize the pH, and in part as an ionogen, which further improves the conductivity of the electrolyte;
- борная кислота, которая способствует как повышению напряжения искрения, а значит и напряжения формовки, так и улучшению формующей способности электролита;- boric acid, which contributes both to an increase in the sparking voltage, and hence to molding tension, and to an improvement in the forming ability of the electrolyte;
- ароматическое нитросоединение, например нитроанизол, нитроацетофенон, которое, при необходимости, может быть добавлено в электролит в качестве катодного деполяризатора, чтобы противодействовать процессу газообразования и выделения водорода на катоде конденсатора;- aromatic nitro compound, for example nitroanisole, nitroacetophenone, which, if necessary, can be added to the electrolyte as a cathode depolarizer to counteract the process of gas generation and hydrogen evolution at the cathode of the capacitor;
- дикарбонильные соединения бензил и/или бензойная монокарбоновая кислота, которые, при необходимости, могут быть добавлены в электролит для стабилизации оксида алюминиевого анода и снижения тока утечки в конденсаторе;- dicarbonyl compounds benzyl and / or benzoic monocarboxylic acid, which, if necessary, can be added to the electrolyte to stabilize the aluminum oxide anode and reduce the leakage current in the capacitor;
- деионизованная вода, которая, при необходимости, может быть добавлена в электролит для повышения его проводимости.- deionized water, which, if necessary, can be added to the electrolyte to increase its conductivity.
Состав электролита оптимизирован по компонентам и их количественным соотношениям. Оптимизированный состав электролита позволяет получить оптимальные для заданных диапазонов номинальных напряжений, от 100 до 350 В, и рабочих температур, от минус 60 до 105°С, параметры электролита (см. таблицу 2). Достигаемые параметры электролита зависят также и от режимов его приготовления, когда происходит смешивание и химическое взаимодействие компонентов электролита между собой и физическое воздействие на компоненты режимных факторов.The electrolyte composition is optimized by components and their quantitative ratios. The optimized electrolyte composition makes it possible to obtain electrolyte parameters that are optimal for the specified ranges of nominal voltages, from 100 to 350 V, and operating temperatures, from minus 60 to 105 ° C (see table 2). The achieved electrolyte parameters also depend on the modes of its preparation, when mixing and chemical interaction of the electrolyte components among themselves and the physical effect on the components of the operating factors occur.
- при температуре 20°С
- при температуре минус 60°СVolume resistivity, Ohm · cm:
- at a temperature of 20 ° C
- at a temperature of minus 60 ° C
- при температуре 20°С
- при температуре минус 60°СSpecific conductivity, mS / cm:
- at a temperature of 20 ° C
- at a temperature of minus 60 ° C
- напряжение формовки, В
- время достижения напряжения формовки, мин
- остаточный ток, мАForming ability:
- molding voltage, V
- time to achieve molding stress, min
- residual current,
Оптимизация состава электролита и его параметров осуществлялась по результатам исследований, в частности, зависимости параметров электролита от конечной температуры его нагрева. От конечной температуры нагрева электролита особенно зависят напряжение пробоя, напряжение формовки, сопротивление как в НУ, так и при пониженных температурах. Конечная температура нагрева должна обеспечивать оптимальное соотношение между удельными объемными сопротивлениями электролита в этих температурных условиях и напряжениями пробоя и формовки (см. графики на фиг.1-3). Из графиков видно, что наиболее приемлемой величиной конечной температуры нагрева электролита является 130°С.The optimization of the electrolyte composition and its parameters was carried out according to the research results, in particular, the dependence of the electrolyte parameters on the final temperature of its heating. The breakdown voltage, molding voltage, resistance both in the NU and at low temperatures are especially dependent on the final temperature of the heating of the electrolyte. The final heating temperature should provide the optimal ratio between the specific volume resistivities of the electrolyte under these temperature conditions and the breakdown and molding voltages (see graphs in Figs. 1-3). From the graphs it is seen that the most acceptable value of the final temperature for heating the electrolyte is 130 ° C.
Предлагается способ приготовления электролита, который заключается в том, что сначала растворители смешивают между собой и нагревают до температуры 40°С, не выше, при постоянном перемешивании - для улучшения растворимости компонентов, затем вводят остальные компоненты, кроме амина, и перемешивают их до полного растворения, а затем добавляют амин и при постоянном перемешивании нагревают смесь до конечной температуры нагрева электролита, которая составляет 130±5°С, после чего готовый электролит принудительно охлаждают до 30°С, не выше, в течение примерно 15 минут. При этом обеспечивают равномерный набор температуры со скоростью 4-7°С/мин и перемешивание при скорости мешалки 50-80 об/мин.A method for preparing an electrolyte is proposed, which consists in first that the solvents are mixed with each other and heated to a temperature of 40 ° C, not higher, with constant stirring - to improve the solubility of the components, then the remaining components, except the amine, are introduced and mixed until complete dissolution and then the amine is added and the mixture is heated with constant stirring to a final temperature of heating the electrolyte, which is 130 ± 5 ° С, after which the finished electrolyte is forcedly cooled to 30 ° С, not higher, for of approximately 15 minutes. At the same time, they provide a uniform temperature set at a speed of 4-7 ° C / min and stirring at a stirrer speed of 50-80 rpm.
Оптимизированный состав электролита и способ его приготовления с оптимальными технологическими режимами дают синергический эффект, позволяющий наилучшим образом реализовать данный электролит в конденсаторах со средневольтным диапазоном номинальных напряжений, в данном случае от 100 до 350 В, способных хорошо работать при низких температурах, включая минус 60°С. К синергическому эффекту приводят следующие факторы: во-первых, введение растворяемых компонентов в заранее подогретую до оптимальной температуры, которая по результатам исследований составляет 40°С, смесь органических растворителей; во-вторых, оптимизация содержания компонентов в составе электролита, что позволяет существенно снизить температуру замерзания электролита при хорошей растворяемости ионогенов, а следовательно, хорошую степень их диссоциации, что повышает проводимость и температурную стабильность электролита; в-третьих, оптимизация величины конечной температуры нагрева электролита, которая влияет на все параметры электролита и составляет здесь 130±5°С.The optimized composition of the electrolyte and the method of its preparation with optimal technological conditions give a synergistic effect that allows you to best implement this electrolyte in capacitors with a medium voltage range of rated voltages, in this case from 100 to 350 V, capable of working well at low temperatures, including minus 60 ° C . The following factors lead to a synergistic effect: firstly, the introduction of soluble components in preheated to the optimum temperature, which according to the research results is 40 ° C, a mixture of organic solvents; secondly, optimization of the content of components in the electrolyte composition, which can significantly reduce the freezing temperature of the electrolyte with good solubility of ionogens, and therefore, a good degree of their dissociation, which increases the conductivity and temperature stability of the electrolyte; thirdly, optimization of the value of the final temperature of heating of the electrolyte, which affects all parameters of the electrolyte and is here 130 ± 5 ° C.
Алюминиевый электролитический конденсатор на номинальные напряжения от 100 до 350 В и рабочие температуры от минус 60 до 105°С представляет собой конденсаторный элемент, полученный путем намотки из катодной и анодной алюминиевой фольги с прокладкой из конденсаторных бумаг, пропитанный электролитом и помещенный в алюминиевый корпус, выходное отверстие в котором закрывается крышкой с уплотнительным резиновым элементом, причем электролит имеет состав в соответствии с заявляемым электролитом и приготовлен способом в соответствии с заявляемым способом приготовления этого электролита. Конструкция корпуса и крышки конденсатора может иметь варианты по аксиальному или радиальному исполнению выводов: конденсатор с радиальными выводами имеет внешние, анодный и катодный, выводы на крышке, а конденсатор с аксиальными выводами имеет корпус с предварительно приваренным внешним катодным проволочным выводом, а крышку выполняют в виде обрезиненного вывода с приваренным внешним анодным проволочным выводом.An aluminum electrolytic capacitor for rated voltages from 100 to 350 V and operating temperatures from minus 60 to 105 ° C is a capacitor element obtained by winding from cathode and anode aluminum foil with a capacitor paper gasket, impregnated with electrolyte and placed in an aluminum case, the output the hole in which is closed by a lid with a sealing rubber element, and the electrolyte has a composition in accordance with the claimed electrolyte and prepared by the method in accordance with the claimed m way of preparing this electrolyte. The design of the case and cap of the capacitor can have axial or radial versions of the terminals: a capacitor with radial terminals has external, anode and cathode terminals on the cover, and a capacitor with axial terminals has a body with a pre-welded external cathode wire terminal, and the cover is made as rubberized terminal with a welded external anode wire terminal.
В предлагаемых изобретениях поставленная комплексная задача решена и достигнуты указанные выше технические результаты благодаря следующим факторам.In the proposed invention, the complex task is solved and the above technical results are achieved due to the following factors.
Хорошая температурная стабильность параметров электролита, особенно проводимости, во всем интервале рабочих температур, особенно при низких температурах, а проводимость от НУ до минус 60°С уменьшается незначительно (см. таблицу 2) достигается за счет описанного выше синергического эффекта.Good temperature stability of the parameters of the electrolyte, especially conductivity, over the entire range of operating temperatures, especially at low temperatures, and the conductivity from NU to minus 60 ° C decreases slightly (see table 2) is achieved due to the synergistic effect described above.
Достаточные напряжения формовки и формующая способность электролита на заданные номинальные напряжения от 100 до 350 В, гарантирующие стабильную работу конденсатора в интервале рабочих температур от минус 60 до 105°С, особенно при низких температурах (см. таблицу 2), улучшаются введением в состав электролита борной кислоты (см. таблицу 1).Sufficient molding voltages and the forming ability of the electrolyte for specified nominal voltages from 100 to 350 V, guaranteeing stable operation of the capacitor in the range of operating temperatures from minus 60 to 105 ° C, especially at low temperatures (see table 2), are improved by the introduction of boron into the electrolyte acid (see table 1).
Пониженные газообразование электролита и соответственно выделение водорода на катоде конденсатора обеспечиваются введением в состав электролита ароматического нитросоединения, особенно нитроанизола, как катодного деполяризатора в небольших количествах (см. таблицу 1) - в связи с присутствием лактона, особенно γ-бутиролактона, и многоатомного спирта, особенно этиленгликоля, которые при не очень высоких рабочих напряжениях ведут себя отчасти как катодные деполяризаторы.Reduced gas generation of the electrolyte and, accordingly, hydrogen evolution at the cathode of the capacitor are provided by introducing an aromatic nitro compound, especially nitroanisole, as a cathode depolarizer in small amounts into the electrolyte (see Table 1) due to the presence of a lactone, especially γ-butyrolactone, and a polyhydric alcohol, especially ethylene glycol, which, at not very high operating voltages, behave partly as cathode depolarizers.
Высокое, относительно номинального напряжения на конденсаторе, напряжение пробоя электролита и соответственно конденсатора получают, повышая напряжение искрения электролита при введении в состав электролита борной кислоты, алифатического амина, лучше третичного, особенно этилдиизопропиламина, и в некоторой степени многоатомного спирта, особенно этиленгликоля (см. таблицу 1), что еще снижает удельное объемное сопротивления электролита.A high breakdown voltage of the electrolyte and, respectively, of the capacitor relative to the rated voltage across the capacitor is obtained by increasing the sparking voltage of the electrolyte when boric acid, an aliphatic amine, better than tertiary, especially ethyldiisopropylamine, and to some extent polyhydric alcohol, especially ethylene glycol, are introduced into the electrolyte (see table 1), which further reduces the specific volume resistance of the electrolyte.
Пониженная токсичность электролита обеспечивается тем, что обязательные компоненты, занимающие в его составе основную долю 94-100 мас.%, являются нетоксичными или малотоксичными веществами, а наличие токсичных соединений ограничено применением их лишь в качестве добавок в небольших количествах и только при необходимости (см. таблицу 1).Reduced toxicity of the electrolyte is ensured by the fact that the mandatory components, which occupy the bulk of 94-100 wt.%, Are non-toxic or low-toxic substances, and the presence of toxic compounds is limited to their use only as additives in small quantities and only if necessary (see table 1).
Хорошая температурная стабильность электрических характеристик конденсатора во всем интервале рабочих температур, особенно при низких температурах (см. таблицу 3), определяется хорошей температурной стабильностью параметров его электролита.Good temperature stability of the electrical characteristics of the capacitor over the entire range of operating temperatures, especially at low temperatures (see table 3), is determined by the good temperature stability of the parameters of its electrolyte.
Высокая коррозионная стойкость конденсатора достигается выбором таких компонентов в составе электролита, которые проявляют достаточную инертность в отношении оксида алюминия, самого алюминия и материала других элементов конденсатора.The high corrosion resistance of the capacitor is achieved by the selection of such components in the electrolyte composition that exhibit sufficient inertness with respect to aluminum oxide, aluminum itself and the material of other capacitor elements.
Предлагаемый конденсатор отличается хорошими электрическими характеристиками, в частности низким ЭПС, во всем интервале рабочих температур, особенно при низкой температуре, высоким напряжением анодного пробоя относительно номинальных напряжений, пониженным выделением водорода на катоде и высокой коррозионной стойкостью - благодаря хорошим параметрам электролита, достигнутым оптимизацией состава и способа приготовления электролита с синергическим эффектом в отношении параметров электролита и характеристик конденсатора.The proposed capacitor is characterized by good electrical characteristics, in particular low ESR, in the entire range of operating temperatures, especially at low temperature, high anode breakdown voltage relative to rated voltages, reduced hydrogen evolution at the cathode and high corrosion resistance due to good electrolyte parameters achieved by optimizing the composition and a method for preparing an electrolyte with a synergistic effect with respect to electrolyte parameters and capacitor characteristics.
Фиг.1 графически представляет зависимость напряжения пробоя электролита и напряжения формовки электролита от конечной температуры нагрева электролита.Figure 1 graphically represents the dependence of the breakdown voltage of the electrolyte and the molding voltage of the electrolyte on the final temperature of the heating of the electrolyte.
Фиг.2 графически представляет зависимость удельного объемного сопротивления электролита, измеренного при температуре минус 60°С (нижняя граница интервала рабочих температур), от конечной температуры нагрева электролита.Figure 2 graphically represents the dependence of the specific volume resistance of the electrolyte, measured at a temperature of minus 60 ° C (the lower limit of the range of operating temperatures), on the final temperature of the heating of the electrolyte.
Фиг.3 графически представляет зависимость удельного объемного сопротивления электролита, измеренного при температуре 20°С (НУ), от конечной температуры нагрева электролита.Figure 3 graphically represents the dependence of the specific volume resistance of the electrolyte, measured at a temperature of 20 ° C (NU), on the final temperature of the heating of the electrolyte.
Предлагаемые изобретения реализованы на ОАО «Элеконд», г.Сарапул, где в серийном производстве выпускается алюминиевый электролитический конденсатор К50-76 с использованием предлагаемого электролита, приготовленного предлагаемым способом.The proposed inventions were implemented at Elekond OJSC, Sarapul, where K50-76 aluminum electrolytic capacitor is produced in serial production using the proposed electrolyte prepared by the proposed method.
Технология приготовления электролита, состав которого описан выше и указан в таблице 1, включает в себя следующие технологические этапы:The electrolyte preparation technology, the composition of which is described above and is shown in table 1, includes the following process steps:
1. Загрузку растворителей γ-бутиролактона, диметилформамида и, при необходимости, этиленгликоля в реактор установки при температуре окружающей среды и включение нагревательного устройства и мешалки.1. The loading of solvents of γ-butyrolactone, dimethylformamide and, if necessary, ethylene glycol into the reactor of the installation at ambient temperature and the inclusion of a heating device and stirrer.
2. Нагрев растворителей до температуры не выше 40°С при постоянном перемешивании и равномерном наборе температуры.2. Heating of solvents to a temperature of no higher than 40 ° C with constant stirring and uniform temperature set.
Скорость мешалки устанавливают 50-80 об/мин, а скорость набора температуры - 4-7°С/мин.The stirrer speed is set to 50-80 rpm, and the temperature set speed is 4-7 ° C / min.
3. Загрузка остальных компонентов электролита, кроме этилдиизопропиламина, и постоянное перемешивание при указанной температуре до их полного растворения.3. Download the remaining components of the electrolyte, except ethyldiisopropylamine, and constant stirring at the indicated temperature until they are completely dissolved.
4. Загрузка этилдиизопропиламина с последующим нагреванием смеси до конечной температуры нагрева электролита 130±5°С при постоянном перемешивании и равномерном наборе температуры со скоростями, указанными в п.2, а затем отключение нагревательного устройства и мешалки.4. Loading ethyldiisopropylamine with subsequent heating of the mixture to a final temperature of heating the electrolyte of 130 ± 5 ° C with constant stirring and uniform temperature selection at the speeds specified in paragraph 2, and then turning off the heating device and mixer.
5. Принудительное охлаждение электролита до температуры 30°С в течение примерно 15 минут и слив готового электролита в емкость для хранения электролита.5. Forced cooling of the electrolyte to a temperature of 30 ° C for about 15 minutes and the discharge of the finished electrolyte into a container for storing electrolyte.
Время нагрева до температуры 40°С не является существенным технологическим параметром, поскольку здесь перепад между температурами начала и завершения нагрева невелик и заданная температура достигается довольно быстро, что зависит от мощности нагревательного устройства.The heating time to a temperature of 40 ° C is not an essential technological parameter, since here the difference between the temperatures of the start and end of heating is small and the set temperature is reached quite quickly, which depends on the power of the heating device.
Скорость мешалки при перемешивании менее указанной выше величины может привести к неполному растворению компонентов, а слишком большая скорость - к насыщению электролита кислородом и, как следствие, к вступлению компонентов в нежелательные окислительно-восстановительные реакции. Скорость набора температуры менее указанной выше величины приводит к частичному испарению более летучих компонентов, а большая скорость - к неполному реагированию компонентов между собой. Все это снижает проводимость и ухудшает низкотемпературные характеристики электролита, а следовательно, и конденсатора.The speed of the stirrer with stirring less than the above value can lead to incomplete dissolution of the components, and too high a speed - to saturation of the electrolyte with oxygen and, as a consequence, to the entry of the components into undesirable redox reactions. The rate of temperature rise below the value indicated above leads to the partial evaporation of more volatile components, and the high speed leads to incomplete reaction of the components with each other. All this reduces the conductivity and degrades the low-temperature characteristics of the electrolyte, and hence the capacitor.
Пример 1. Электролит содержит: 44 мас.% γ-бутиролактона, 35 мас.% диметилформамида, 0,5 мас.% борной кислоты, 3 мас.% себациновой кислоты, 6 мас.% этилдиизопропиламина, 0,5 мас.% нитроанизола, 6 мас.% этиленгликоля, 5 мас.% бензойной кислоты.Example 1. The electrolyte contains: 44 wt.% Γ-butyrolactone, 35 wt.% Dimethylformamide, 0.5 wt.% Boric acid, 3 wt.% Sebacic acid, 6 wt.% Ethyldiisopropylamine, 0.5 wt.% Nitroanisole, 6 wt.% Ethylene glycol, 5 wt.% Benzoic acid.
Приготовлен по этапам 1-5 вышеописанной технологии, где на этапе 2 скорость перемешивания была установлена 80 об/мин, а скорость набора температуры - 4°С/мин; на этапе 4 достигнута конечная температура нагрева электролита 125°С за 22 мин (время указано для справки) при тех же скоростях перемешивания и набора температуры; на этапе 5 принудительное охлаждение электролита до 30°С достигнуто за 13 мин.Prepared according to stages 1-5 of the above technology, where at stage 2, the stirring speed was set to 80 rpm and the temperature set speed was 4 ° C / min; in step 4, the final temperature of heating the electrolyte was reached 125 ° C in 22 min (time is indicated for reference) at the same mixing and temperature set speeds; in step 5, forced cooling of the electrolyte to 30 ° C was achieved in 13 minutes.
Данный электролит имеет следующие параметры: удельное объемное сопротивление 600 Ом·см при 20°С, 11000 Ом·см при минус 60°С; удельную проводимость 1,67 мСм/см при 20°С, 0,091 мСм/см при минус 60°С; рН 7; вязкость 9,5 с; напряжение искрения 500 В; формующую способность: напряжение формовки 460 В, время его достижения 3 мин., остаточный ток 1,2 мА.This electrolyte has the following parameters:
Пример 2. Электролит содержит 80 мас.% γ-бутиролактона, 5 мас.% диметилформамида, 3,5 мас.% борной кислоты, 1,5 мас.% себациновой кислоты, 6 мас.% этилдиизопропиламина, 0,3 мас.% бензила, 1,7 мас.% этиленгликоля, 2 мас.% бензойной кислоты.Example 2. The electrolyte contains 80 wt.% Γ-butyrolactone, 5 wt.% Dimethylformamide, 3.5 wt.% Boric acid, 1.5 wt.% Sebacic acid, 6 wt.% Ethyldiisopropylamine, 0.3 wt.% Benzyl 1.7 wt.% Ethylene glycol, 2 wt.% Benzoic acid.
Приготовлен по этапам 1-5 вышеописанной технологии, где на этапе 2 скорость перемешивания была установлена 50 об/мин, а скорость набора температуры - 7°С/мин; на этапе 4 достигнута конечная температура нагрева электролита 135°С за 14 мин (время указано для справки) при тех же скоростях перемешивания и набора температуры; на этапе 5 принудительное охлаждение электролита до 30°С достигнуто за 16 мин.Prepared according to stages 1-5 of the above technology, where at stage 2, the stirring speed was set to 50 rpm and the temperature set speed was 7 ° C / min; in step 4, the final temperature of heating the electrolyte is 135 ° C in 14 min (time is indicated for reference) at the same mixing and temperature set speeds; at step 5, forced cooling of the electrolyte to 30 ° C was achieved in 16 minutes.
Данный электролит имеет следующие параметры: удельное объемное сопротивление 900 Ом·см при 20°С, 14000 Ом·см при минус 60°С; удельную проводимость 1,11 мСм/см при 20°С, 0,0714 мСм/см при минус 60°С; рН 7; вязкость 10 с; напряжение искрения 510 В; формующую способность: напряжение формовки 480 В, время его достижения 5,5 мин, остаточный ток 1 мА.This electrolyte has the following parameters: specific volume resistance 900 Ohm · cm at 20 ° C, 14000 Ohm · cm at minus 60 ° C; specific conductivity 1.11 mS / cm at 20 ° C; 0.0714 mS / cm at minus 60 ° C; pH 7; viscosity 10 s; sparking voltage 510 V; forming ability: forming voltage of 480 V, the time it takes to reach 5.5 minutes, residual current 1 mA.
Пример 3. Электролит содержит 45 мас.% γ-бутиролактона, 35 мас.% диметилформамида, 0,4 мас.% борной кислоты, 2 мас.% себациновой кислоты, 6 мас.% этилдиизопропиламина, 0,6 мас.% нитроанизола, 6 мас.% этиленгликоля, 5 мас.% бензойной кислоты.Example 3. The electrolyte contains 45 wt.% Γ-butyrolactone, 35 wt.% Dimethylformamide, 0.4 wt.% Boric acid, 2 wt.% Sebacic acid, 6 wt.% Ethyldiisopropylamine, 0.6 wt.% Nitroanisole, 6 wt.% ethylene glycol, 5 wt.% benzoic acid.
Приготовлен по этапам 1-5 вышеописанной технологии, где на этапе 2 скорость перемешивания была установлена 80 об/мин, а скорость набора температуры - 4°С/мин; на этапе 4 достигнута конечная температура нагрева электролита 125°С за 22 мин (время указано для справки) при тех же скоростях перемешивания и набора температуры; на этапе 5 принудительное охлаждение электролита до 30°С достигнуто за 13 мин.Prepared according to stages 1-5 of the above technology, where in stage 2 the mixing speed was set to 80 rpm and the temperature set speed was 4 ° C / min; in step 4, the final temperature of heating the electrolyte was reached 125 ° C in 22 min (time is indicated for reference) at the same mixing and temperature set speeds; in step 5, forced cooling of the electrolyte to 30 ° C was achieved in 13 minutes.
Данный электролит имеет следующие параметры: удельное объемное сопротивление 600 Ом·см при 20°С, 11000 Ом·см при минус 60°С; удельную проводимость 1,67 мСм/см при 20°С, 0,091 мСм/см при минус 60°С; рН 7; вязкость 9,5 с; напряжение искрения 440 В; формующую способность: напряжение формовки 400 В, время его достижения 3 мин, остаточный ток 1,2 мА.This electrolyte has the following parameters:
Из приведенных примеров видно, что примененное в примере 3 содержание компонентов по борной и себациновой кислотам, несколько меньшее нижней границы допуска, уже приводит к существенному снижению напряжения искрения и напряжения формовки, т.е. к получению неприемлемого варианта электролита.It can be seen from the examples given that the content of components for boric and sebacic acids used in Example 3, slightly lower than the lower tolerance limit, already leads to a significant decrease in the arcing voltage and molding stress, i.e. to obtain an unacceptable variant of the electrolyte.
Предложенный электролит позволяет реализовать конденсатор с хорошими стабильными электрическими характеристиками, в частности с низким ЭПС, и показателями надежности.The proposed electrolyte allows you to implement a capacitor with good stable electrical characteristics, in particular with a low ESR, and reliability indicators.
В таблице 3 представлены полученные в ходе приемно-сдаточных и климатических испытаний, а также испытаний на безотказность электрические характеристики конденсатора К50-76, в частности для номиналов 100 В×100 мкФ и 250 В×22 мкФ, в котором применяется предлагаемый рабочий электролит. Table 3 presents the electrical characteristics of the K50-76 capacitor obtained during acceptance tests and climatic tests, as well as reliability tests, in particular for ratings of 100 V × 100 μF and 250 V × 22 μF, in which the proposed working electrolyte is used.
Результаты испытаний удовлетворительные, что подтверждает полную работоспособность конденсатора с рабочим электролитом по настоящему изобретению.The test results are satisfactory, which confirms the full performance of the capacitor with a working electrolyte of the present invention.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008118960/09A RU2358348C1 (en) | 2008-05-13 | 2008-05-13 | Working electrolyte for condenser, procedure for its preparation and aluminium elecrolytic condenser with such electrolyte |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008118960/09A RU2358348C1 (en) | 2008-05-13 | 2008-05-13 | Working electrolyte for condenser, procedure for its preparation and aluminium elecrolytic condenser with such electrolyte |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2358348C1 true RU2358348C1 (en) | 2009-06-10 |
Family
ID=41024840
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008118960/09A RU2358348C1 (en) | 2008-05-13 | 2008-05-13 | Working electrolyte for condenser, procedure for its preparation and aluminium elecrolytic condenser with such electrolyte |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2358348C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2713639C1 (en) * | 2019-07-19 | 2020-02-05 | Открытое акционерное общество "Элеконд" | Working electrolyte for condenser, method of its preparation and aluminum electrolytic capacitor with such electrolyte |
| RU2715998C1 (en) * | 2019-10-16 | 2020-03-05 | Открытое акционерное общество "Элеконд" | Working electrolyte for condenser, method of its preparation and aluminum electrolytic capacitor with such electrolyte |
-
2008
- 2008-05-13 RU RU2008118960/09A patent/RU2358348C1/en active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2713639C1 (en) * | 2019-07-19 | 2020-02-05 | Открытое акционерное общество "Элеконд" | Working electrolyte for condenser, method of its preparation and aluminum electrolytic capacitor with such electrolyte |
| RU2715998C1 (en) * | 2019-10-16 | 2020-03-05 | Открытое акционерное общество "Элеконд" | Working electrolyte for condenser, method of its preparation and aluminum electrolytic capacitor with such electrolyte |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2418225C (en) | Electrolytes for capacitors | |
| CN101866752B (en) | Electrolyte for driving ultrahigh voltage large-sized aluminium electrolytic capacitor and solute thereof | |
| CN109192509A (en) | A kind of aluminium electrolutic capacitor and its manufacturing method in 600V high pressure high temperature resistance and long service life | |
| JP2007194105A (en) | Proton conductive polymer battery | |
| JP2010129789A (en) | Method of manufacturing solid electrolytic capacitor | |
| RU2358348C1 (en) | Working electrolyte for condenser, procedure for its preparation and aluminium elecrolytic condenser with such electrolyte | |
| US20050117276A1 (en) | Electrolytes for high voltage electrolytic capacitors | |
| JP2018174233A (en) | Electrolyte solution for driving electrolytic capacitor and electrolytic capacitor arranged by use thereof | |
| RU2393569C1 (en) | Work electrolyte for condenser, method of electrolyte obtainment, and aluminium condenser with electrolyte | |
| KR101960548B1 (en) | Electrolyte for electrolytic capacitor | |
| RU2362229C1 (en) | Working electrolyte for capacitor, method of preparing said electrolyte and aluminium electrolytic capacitor with such electrolyte | |
| RU2612192C1 (en) | Working electrolyte for double electric layer capacitor, method of its preparation and capacitor with this electrolyte | |
| RU2713639C1 (en) | Working electrolyte for condenser, method of its preparation and aluminum electrolytic capacitor with such electrolyte | |
| RU2715998C1 (en) | Working electrolyte for condenser, method of its preparation and aluminum electrolytic capacitor with such electrolyte | |
| RU2716491C1 (en) | Working electrolyte for condenser, method of its preparation and aluminum electrolytic capacitor with such electrolyte | |
| CN1698145A (en) | Solid electrolytic capacitor and method for manufacturing same | |
| RU2307417C1 (en) | Capacitor working electrolyte, method for its production, and aluminum electrolytic capacitor using such electrolyte | |
| JP2007115947A (en) | Electrolyte for driving electrolytic capacitor | |
| JP4576317B2 (en) | Electrolytic solution for driving electrolytic capacitors | |
| JP2006339225A (en) | Electrolyte for driving electrolytic capacitor | |
| JP4793956B2 (en) | Electrolytic solution for driving aluminum electrolytic capacitor and aluminum electrolytic capacitor using the same | |
| JP4555163B2 (en) | Electrolytic solution for driving electrolytic capacitors | |
| JP2624710B2 (en) | Electrolytic capacitor | |
| JP3788486B2 (en) | Electrolytic solution for electrolytic capacitors | |
| JP4804063B2 (en) | Electrolytic solution for electrolytic capacitors |