HP2484A精密LCR電橋；CLC-201漏電流測試儀；JZS-3型電解電容器交直流壽命試驗電源；SVC 3KVA高精度三相全自動交流穩(wěn)壓器；恒溫烘箱。 
2.2 材料 
    國產(chǎn)660VF正極箔；50μm負(fù)箔；遂昌WM270-90；丁基膠塞；650-700V高壓化成導(dǎo)針。 
2.3 實驗方法 
    85℃整燈加速試驗；130℃高溫負(fù)荷；105℃高溫貯存 

3 結(jié)果與分析 
3.1 工作電解液開發(fā) 
    工作電解液主要是由溶劑、溶質(zhì)以及添加劑組成，是鋁電解電容器的核心部分，也是產(chǎn)品的真正陰極，起提供氧離子，修補(bǔ)陽極箔氧化膜的重要作用，對產(chǎn)品的上限使用溫度、可靠性以及使用壽命起著至關(guān)重要的作用。對應(yīng)用于耐130℃高溫高壓鋁電解電容器的工作電解液，除具備普通高壓工作電解液的要求外，還必須有如下特點： 
    ⑴有較良好的高溫物化穩(wěn)定性，防止溶質(zhì)、溶劑在130℃高溫下發(fā)生分解以及脂化等化學(xué)反應(yīng) 
    ⑵飽和蒸汽壓，降低電解液在130℃下的揮化度 
    ⑶有較強(qiáng)的氧化修補(bǔ)能力，能及時修補(bǔ)在高溫下破壞的介質(zhì)氧化膜Al2O3  
    ⑷閃火電壓高，抗腐蝕性強(qiáng)，電導(dǎo)率低，產(chǎn)品漏電流小以及能耐大紋波電流沖擊 
3.1.1 電解液溶劑 
    溶劑是工作電解液的基礎(chǔ)，其沸點、凝固點直接決定著電解液的使用溫度范圍，對溶劑的選擇主要是要求其具有較低的蒸氣壓、較低的粘度、良好的溶解性、較高的極性以及較小的介質(zhì)損耗[1]。常使用的溶劑有乙二醇、二甘醇、磷酸三丁酯以及丙三醇、水以及N、N二******甲酰胺等。
    水雖然εr高且對電極與電解紙有較好的潤濕性，但沸點太低，?-丁內(nèi)酯不利于銨鹽溶解，丙三醇粘度偏高，N、N二******甲酰胺在高溫下較難密封。乙二醇沸點197.9℃，有較高的εr，能很好的溶解有機(jī)羧酸及其銨鹽，降低電解液電阻率，且價格便宜，在電解電容器工作電解液中仍被廣泛使用。但乙二醇凝固點為-12.6℃，在低溫時電解液粘度增加，導(dǎo)致電解液電阻率變大，而二甘醇、磷酸三丁酯作為輔助溶劑，沸點分別為244.3℃、289℃，凝固點為-80℃，具有高沸點、低凝固點性能，是理想的高溫穩(wěn)定溶劑。筆者采用乙二醇作主溶劑，并適當(dāng)加入二甘醇、磷酸三丁酯形成混合溶劑體系，使電解液具有良好的耐高溫性能以及低溫特性，在130℃高溫下具有較低飽和蒸氣壓。磷酸三丁酯雖對降低產(chǎn)品漏電流有利，但加入的量不能過多，否則會降低有機(jī)羧酸銨鹽的溶解度，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在5%-10%。 
3.1.2 電解液溶質(zhì) 
    對于高壓電解液溶質(zhì)，要求其閃火電壓高，高溫?zé)岱€(wěn)定性好，與溶劑有很好的互溶性。癸二酸銨作為長碳鏈羧酸銨鹽，具有較高閃火電壓，目前是高壓電解液常用的主溶質(zhì)。由于癸二酸銨分子碳鏈較長，受空間效應(yīng)影響，離子運(yùn)動速度小[2]，且癸二酸銨在乙二醇為主溶劑體系中溶解度不超過5%，單獨采用癸二酸銨做溶質(zhì)，其結(jié)果是電解液電導(dǎo)率偏低，電容器損耗較大，必須選擇第二溶質(zhì)。 
    1,7-癸二酸銨作為帶支鏈的有機(jī)羧酸長碳鏈銨鹽，在乙二醇溶液中的有很好的溶解度，由于分子直徑大，位阻效應(yīng)明顯，不易發(fā)生聚合、酯化等化合反應(yīng)，有良好的化學(xué)穩(wěn)定性以及化學(xué)自行修復(fù)能力，是高壓電解液理想的第二溶質(zhì)。目前生產(chǎn)廠商是采用一些特殊工藝將1,7-癸二酸銨溶解在乙二醇溶液中，制成1,7-癸二酸銨含量為20%的乙二醇溶液。筆者通過對國內(nèi)、外的1,7-癸二酸銨溶液進(jìn)行多次試驗、對比，發(fā)現(xiàn)采用國產(chǎn)1,7-癸二酸銨溶液制作的電容器在130℃高溫負(fù)荷易產(chǎn)氣鼓底，且電容量、損耗等電性能參數(shù)變化較國外產(chǎn)品大。究其原因，可能是各生產(chǎn)廠商在生產(chǎn)1,7-癸二酸銨的乙二醇溶液時，采用的工藝方法不同，產(chǎn)品中殘留的附產(chǎn)物及純度有差異。筆者采用癸二酸銨與日本某廠的1,7-癸二酸銨溶液的雙溶質(zhì)體系的工作電解液，具有較低的電阻率、良好的高溫穩(wěn)定性以及氧化形成能力。 
3.1.3 電解液添加劑 
    為改善電容器性能，在工作電解液中加入適量的添加劑是必不可少的，且工作電解液體系不同，添加劑起的作用不一樣。 
    （1）應(yīng)用于130℃產(chǎn)品的高壓工作電解液，其閃火電壓必須足夠高，目前常用于提高閃火電壓的有聚乙二醇、聚甘油、聚乙烯醇等。筆者通過試驗，采用乙二醇，多極性機(jī)團(tuán)高聚物，有機(jī)酸及其鹽等合成一種特殊添加劑，該添加劑能顯著提高電解液閃火電壓，而不降低電解液的電導(dǎo)率。經(jīng)電容器高溫負(fù)荷試驗證明，該添加劑還有利于緩解產(chǎn)品陽極腐蝕，提高產(chǎn)品高溫穩(wěn)定性以及使用壽命。 
    （2）本研究采用無水體系電解液，為改善產(chǎn)品損耗值，通過在電解液中添加適量OP乳化劑，改善電解液對電極、電解紙的潤濕性，增強(qiáng)電解液在陽極箔孔洞、電解紙中的滲透能力，降低產(chǎn)品損耗，提高產(chǎn)品耐大紋波電流能力。對OP乳化劑的加入量，筆者介意應(yīng)控制在5%以下，否則會導(dǎo)致產(chǎn)品貯存時漏電流回升偏大。 
    （3）磷酸系無機(jī)鹽對氧化膜耐水性的影響極大，磷酸或磷酸二銨雖然有防水合作用，但酸性比較強(qiáng)，對氧化膜有一定腐蝕性，不適合用于高壓工作電解液。本研究通過在電解液中加入少量的次亞磷酸銨，在鋁氧化膜表面形成一層網(wǎng)絡(luò)狀磷酸鋁石層抑制水分子侵入，可以達(dá)到防止氧化膜水合的效果[3]，降低產(chǎn)品漏電流。目前亞磷酸或次亞磷酸銨在電解液中作為防水合添加劑已被眾多電容器廠家采用。  
    （4）在電解液修補(bǔ)氧化膜時，負(fù)極釋放出氫氣，過多的氫氣會使產(chǎn)品內(nèi)壓升高，導(dǎo)致產(chǎn)品鼓底或防爆閥打開。為改善電容器性能，需在電解液中加入消氫劑，常用的消氫劑主要是帶苯環(huán)的硝基化合物，如對硝基苯酚甲酸、對硝基苯甲醇、對硝基苯酚、鄰硝基苯甲醚、間硝基乙酰苯以及對苯醌等，對硝基苯酚由于誘導(dǎo)效應(yīng)和共軛效應(yīng)共同作用，消氫效果優(yōu)于其他硝基化合物，且對電解液閃火電壓、電導(dǎo)率無負(fù)面影響。 
    經(jīng)優(yōu)化的工作電解液配方如表1所示，電解液性能參數(shù)：δ30℃≈2000μS/cm，US≥490V，PH=6～7。