阻燃電解質電解電容器的製作方法
2023-05-28 00:06:56 4
專利名稱：阻燃電解質電解電容器的製作方法
技術領域：
本發明涉及電解電容器，特別地阻燃電解電容器。
背景技術：
電解電容器是使用如下方式形成的氧化物層作為電介質的電容器通過將金屬箔如鋁或鉭的表面進行電解氧化處理以形成絕緣氧化物層，由於可使用的電極區域和絕緣膜的介電常數大，而使得電容增大。
使用鋁的通常鋁電解電容器組件是其中通過隔片圓柱形卷繞含有通過陽極氧化形成的絕緣氧化物層的帶形正電極箔和不合有絕緣氧化物層的帶形負電極箔的結構，或其中隔片夾在正電極和負電極之間和它們交替層壓或折迭得結構。將電解電容器組件採用電解質浸漬和放入鎧裝盒和另外將鎧裝盒的開口埠採用密封材料氣密封以形成電解電容器。作為電解質通常使用通過在有機溶劑如乙二醇、N，N-二甲基甲醯胺、γ-丁內酯等中溶解硼酸或羧酸，或其銨鹽獲得的溶液。
在以上電解電容器中，當由於熱量、超電勢等組件的內部壓力升高時，可以引起電解質從密封埠洩露出的情況，或啟動防曝閥以噴出電解質。在此情況下，存在如下可能性由於電解電容器自身的短路或來自其它電子部件的火花，點燃洩漏的電解質以損害設備或引起火災。近來，採用電解電容器的電子設備甚至在通用家庭用具中廣泛使用。對此目的，需要開發即使由於電解電容器的原因，電解質洩漏到外部，仍具有高安全性的電解質。然而，硼酸或羧酸或其銨鹽在有機溶劑中的上述溶液具有安全性不足夠的問題。
另一方面，由於塑料用阻燃劑是已知的磷化合物、滷素化合物、氧化銻等，但賦予電解質阻燃性時，重要的是不降低電解質的基本性能(服務溫度範圍，電導率，火花電壓，對電極的兼容性等)。例如，一般考慮固體材料降低電導率和滷化物腐蝕電極和因此它們不能包括在電解質中。考慮到此情況，提出將非滷素磷酸酯加入到電解質中以改進電解電容器阻燃性的技術(參見日本專利No.2611262)。然而，甚至在此電解電容器中根據使用環境阻燃性不足夠，使得需要開發進一步改進阻燃性的電解電容器。
發明公開本發明的目的是通過向電解質給予比常規阻燃性高的阻燃性，提供即使電解質洩漏到外部，仍具有高安全性的含有阻燃電解質的電解電容器。
本發明人進行各種研究以達到以上目的和發現與常規電解質相比，通過加入磷腈衍生物和/或其異構體向電解質中進一步改進電解質的阻燃性和因此相當改進電解電容器的安全性，和結果是，完成本發明。
即，本發明的電解電容器是一種電解電容器，該電容器包括具有通過陽極氧化形成的絕緣氧化物層的正電極，負電極，隔片和包含有機溶劑中的溶質的電解質，其特徵在於電解質包含不小於3質量％磷腈衍生物和/或磷腈衍生物的異構體。
在本發明電解電容器的優選實施方案中，電解質包含不小於5質量％磷腈衍生物和/或磷腈衍生物的異構體。
進一步優選電解質包含不小於10質量％磷腈衍生物和/或磷腈衍生物的異構體。
磷腈衍生物優選在25℃下的粘度不大於100mPa·s(100cP)和由如下通式(I)或(II)表示 (其中R1，R2和R3獨立地是單價取代基或滷素元素，X1是包含至少一種選自碳、矽、鍺、錫、氮、磷、砷、鈮、銻、鉍、氧、硫、硒、碲和釙的元素的取代基，和Y1，Y2和Y3獨立地是二價連接基團、二價元素或單鍵)(NPR42)n……(II)(其中R4獨立地是單價取代基或滷素元素，且n是3-15)。
在通式(II)的磷腈衍生物中，特別優選是由如下通式(III)或(IV)表示的磷腈衍生物(NPF2)n……(III)(其中n是3-13)(NPR52)n……(IV)(其中R5獨立地是單價取代基或氟，條件是所有R5的至少一個是含氟單價取代基或氟，且不是所有的R5均為氟，且n是3-8)。
作為磷腈衍生物，它也優選是在25℃下為固體和由如下通式(V)表示的磷腈衍生物(NPR62)n……(V)(其中R6獨立地是單價取代基或滷素元素且n是3-6)。
作為磷腈衍生物的異構體，它優選是由如下通式(VI)表示，且是由如下通式(VII)表示的磷腈衍生物異構體 (在通式(VI)和(VII)中，R7，R8和R9獨立地是單價取代基或滷素元素，X2是包含至少一種選自碳、矽、鍺、錫、氮、磷、砷、鈮、銻、鉍、氧、硫、硒、碲和釙的元素的取代基，Y7和Y8獨立地是二價連接基團、二價元素或單鍵)。
在本發明電解電容器的另一個優選實施方案中，電解質包含在25℃下的介電常數不小於30的有機溶劑。特別地，電解質優選包含γ-丁內酯和/或乙二醇。
在本發明電解電容器的其它優選實施方案中，在正電極中選自鋁、鉭和鈮的元素的總比例不小於95質量％。
本發明的最佳實施方式以下詳細描述本發明。本發明的電解電容器包括具有通過陽極氧化形成的絕緣氧化物層的正電極，負電極，隔片和包含有機溶劑中的溶質的電解質。在此情況下，電解質包括有機溶劑，溶質和磷腈衍生物和/或磷腈衍生物的異構體。
為什么電解質包含磷腈衍生物和/或其異構體的原因如下。即，在常規技術中存在的危險是當電解電容器的內部壓力由於熱量、超電勢等升高時，電解質從密封埠洩漏出來或啟動防曝閥以噴出電解質和洩漏的電解質點燃或著火。相反，構成磷腈衍生物或其異構體的磷具有抑制構成電解電容器的高分子量材料鏈分解的作用，使得通過向常規電解質包括磷腈衍生物和/或其異構體可以有效降低點燃-著火的危險。同樣，含滷素(如氟)的磷腈衍生物和/或其異構體用作捕捉最壞燃燒中活性基的試劑和由於在燃燒中有機取代基在隔片表面上形成碳化物(炭)而具有屏蔽氧的效應。
作為磷腈衍生物及其異構體，優選在它的分子結構中含有包括滷素元素的取代基。當包括滷素元素的取代基在分子結構中存在時，可以更有效地改進電解質的安全性。另外，已經考慮到由於它腐蝕電極，不能將滷化物加入到直接與電極接觸的電解質中。然而在磷腈衍生物及其異構體的情況下，分子結構中的磷元素捕捉滷素基以形成穩定的磷滷化物而沒有滷素的離解，使得不引起電極的腐蝕。同樣，磷腈衍生物及其異構體的分解電勢高和取寬的電勢範圍，使得當它們用於電解電容器時，電解質不分解和電特性不下降。
磷腈衍生物及其異構體中滷素元素的數量優選是2-80質量％，更優選2-60質量％，進一步優選2-50質量％。當含量小於2質量％時，通過包括滷素元素的效應不足夠顯現，而當超過80質量％時，電導率可下降。作為滷素元素，優選是氟、氯、溴等，和特別優選是氟。
作為磷腈衍生物，它優選是在25℃下的粘度不大於100mPa·s(100cP)，更優選不大於10mPa·s和由通式(I)或(II)表示的磷腈衍生物。
在通式(I)中，R1，R2和R3不特別限制只要它們是單價取代基或滷素元素。作為單價取代基，提及烷氧基、苯氧基、烷基、羧基、醯基、芳基等。作為滷素元素，優選提及氟、氯、溴等。所有的R1-R3可以是相同種類的取代基，或它們的一些可以是不同種類的取代基。
作為烷氧基，提及例如，甲氧基、乙氧基、丙氧基、和丁氧基等，或者是烷氧基取代的烷氧基，如甲氧乙氧基、甲氧乙氧乙氧基等。在它們之中，對於所有的R1-R3特別優選是甲氧基、乙氧基、甲氧乙氧基或甲氧乙氧乙氧基，對於粘度降低，甲氧基、乙氧基是特別優選的。
在這些單價取代基中，氫元素優選由滷素元素取代。作為滷素元素，優選提及氟、氯、溴等。
在通式(I)中，作為由Y1，Y2和Y3顯示的二價連接基團，例如提及CH2基團和每個包含至少一種選自氧、硫、硒、氮、硼、鋁、鈧、鎵、釔、銦、鑭、鉈、碳、矽、鈦、錫、鍺、鋯、鉛、磷、釩、砷、鈮、銻、鉭、鉍、鉻、鉬、碲、釙、鎢、鐵、鈷和鎳的元素的單價連接基團。在它們之中，優選是CH2基團和包含至少一種選自氧、硫、硒和氮的元素的二價連接基團。同樣，Y1，Y2和Y3可以是二價元素如氧、硫、硒等，或單鍵。在相當改進電解質安全性的方面，特別優選是包含硫和/或硒、硫元素和硒元素的二價連接基團。所有的Y1-Y3可以相同，或它們的一些可以不同。
在通式(I)中，從毒性和環境意味的觀點來看，X1優選是包含至少一種選自碳、矽、氮、磷、氧和硫的元素的有機基團。在這些有機基團中，它優選是具有由如下通式(VIII)、(IX)或(X)顯示的結構的有機基團 條件是在通式(VIII)，(IX)和(X)中，R10-R14是單價取代基或滷素元素，Y10-Y14是二價連接基團、二價元素或單鍵，和Z是二價基團或二價元素。
在通式(VIII)，(IX)和(X)中，作為R10-R14，優選提及與在通式(I)的R1-R3中所述相同的單價取代基或滷素元素。同樣，它們可以是相同有機基團中的相同種類，或它們的一些可以是不同種類。此外，通式(VIII)中的R10和R11，或通式(X)中的R13和R14可以彼此鍵合以形成環。
作為由通式(VIII)，(IX)和(X)中Y10-Y14顯示的基團，提及與通式(I)的Y1-Y3中所述相同二價連接基團、二價元素等。相似地，由於降低電解質中點燃-著火的危險，特別優選是包含硫和/或硒元素的基團。它們可以是相同有機基團中的相同種類，或它們的一些可以不同。
作為通式(VIII)中的Z，例如提及CH2基團、CHR基團(R是烷基、烷氧基、苯基等，它們以下相同)、NR基團、和包含至少一種選自氧、硫、硒、硼、鋁、鈧、鎵、釔、銦、鑭、鉈、碳、矽、鈦、錫、鍺、鋯、鉛、磷、釩、砷、鈮、銻、鉭、鉍、鉻、鉬、碲、釙、鎢、鐵、鈷和鎳的元素的二價基團。在它們之中，優選是CH2基團、CHR基團、NR基團、和包含至少一種選自氧、硫和硒的元素的二價基團。特別地，由於降低電解質中點燃-著火的危險，特別優選是包含硫和/或硒元素的基團。同樣，Z可以是二價元素如氧、硫、硒等。
在這些有機基團中，在可以有效降低點燃-著火的危險方面特別優選是如通式(VIII)中所示的含磷有機基團。同樣，在降低電解質的界面阻力的方面特別優選是如通式(IX)中所示的含硫基團。
在通式(II)中，R4不特別限制只要它是單價取代基或滷素元素。作為單價取代基，提及烷氧基、苯氧基、烷基、羧基、醯基、芳基等。在它們之中，特別優選是烷氧基和苯氧基。作為滷素元素，優選提及氟、氯、溴等。作為烷氧基，提及例如，甲氧基、乙氧基、甲氧乙氧基、丙氧基等。在它們之中，特別優選是甲氧基、乙氧基和甲氧乙氧基。在這些取代基中，氫元素優選由滷素元素取代，和作為滷素元素，優選提及氟、氯、溴等。
可以通過合適地選擇通式(I)，(II)和(VIII)-(X)中的R1-R4，R10-R14，Y1-Y3，Y10-Y14和Z合成具有更優選粘度，適於加料和混合等的溶解度的磷腈衍生物。這些磷腈衍生物可以單獨使用或以兩種或多種結合使用。
在通式(II)的磷腈衍生物中，特別優選是由通式(III)表示的磷腈衍生物。在通式(III)中，n優選是3-4，更優選3。當n的數值小時，沸點低和可以改進在接近火焰中防止點燃的性能。另一方面，當n的數值變大時，混點變得更高，使得它可以甚至在更高溫度下穩定使用。為通過採用這樣的性能獲得目標表現，可以合適地選擇和使用多種磷腈衍生物。
同樣，在通式(II)的磷腈衍生物中，優選是由通式(IV)表示的磷腈衍生物。作為通式(IV)中的單價取代基，提及烷氧基、苯氧基、烷基、羧基、醯基、芳基等。在它們在電解質的安全性改進中特別優異的方面，優選是烷氧基。作為烷氧基，提及甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、丁氧基等，或烷氧基取代的烷氧基如甲氧乙氧基等。在它們之中，在它們在電解質的安全性改進中特別優異的方面，特別優選是甲氧基、乙氧基和正丙氧基。同樣，在使電解質的粘度變小方面，優選是甲氧基。在通式(IV)中，在可以向電解質給予優異的安全性方面n優選是3-4。單價取代基優選由氟取代。當通式(IV)中的不是所有的R5均為氟時，至少一個單價取代基包含氟。通式(IV)的磷腈衍生物中氟的含量優選是3-70wt％，更優選7-45wt％。
作為以上的磷腈衍生物，它優選是在25℃下為固體和由通式(V)表示的磷腈衍生物。在通式(V)中，R6不特別限制只要它是單價取代基或滷素元素。作為單價取代基，提及烷氧基、烷基、羧基、醯基、芳基等。作為滷素元素，優選提及滷素元素如氟、氯、溴、碘等。在它們之中，在可以抑制電解質中粘度上升的方面優選是烷氧基。作為烷氧基，在可以抑制電解質中粘度上升的方面優選是甲氧基、乙氧基、甲氧乙氧基、丙氧基(異丙氧基，正丙氧基)、苯氧基、三氟乙氧基等，特別地甲氧基、乙氧基、甲氧乙氧基、丙氧基(異丙氧基，正丙氧基)、苯氧基、三氟乙氧基。單價取代基優選包含上述滷素元素。在通式(V)中，在可以抑制電解質中粘度上升的方面n特別優選是3-4。
作為通式(V)的磷腈衍生物，在可以抑制電解質中粘度上升的方面，特別優選是其中R6是甲氧基且n是3的通式(V)的結構、其中R6至少是甲氧基或苯氧基且n是4的通式(V)的結構、其中R6是乙氧基且n是4的通式(V)的結構、其中R6是異丙氧基且n是3或4的通式(V)的結構、其中R6是異丙氧基且n是3或4的通式(V)的結構、其中R6是三氟乙氧基且n是3或4的通式(V)的結構、和其中R6是苯氧基且n是3或4的通式(V)的結構。
作為磷腈衍生物的異構體，它優選是由通式(VI)表示的異構體，且是由如下通式(VII)表示的磷腈衍生物異構體。在通式(VI)中，R7，R8和R9不特別限制只要它們是單價取代基或滷素元素，和優選包括與通式(I)的R1-R3中所述相同的單價取代基或滷素元素。作為通式(VI)的Y7和Y8中所示的二價連接基團或二價元素，優選提及與通式(I)的Y1-Y3中所述相同的二價連接基團和二價元素。作為通式(VI)的X2中所示的取代基，優選提及與通式(I)的X2中所述相同的取代基。
由通式(VI)表示的異構體是由通式(VII)表示的磷腈衍生物的異構體，和可以例如在由通式(VII)表示的磷腈衍生物的形成中調節真空度和/或溫度生產。電解質中異構體的含量(體積％)可以由如下測量方法測量。
《測量方法》它可以由如下方式測定通過凝膠滲透色譜(GPC)或高速液相色譜測量樣品的峰面積，比較此峰面積與先前測量的每mol異構體的面積以獲得摩爾比，和此外考慮到比重按體積轉化比例。
作為通式(VII)的磷腈衍生物，優選是粘度相對低和能夠較好溶解載體鹽的那些。作為通式(VII)中的R7-R9，Y7-Y9和X2，優選提及與通式(VI)的R7-R9，Y7-Y9和X2中所述相同的。
磷腈衍生物或其異構體的閃點不特別限制，便優選低小於100℃，更優選不小於150℃，進一步優選不小於230℃，最優選無點燃。在此使用的術語「閃點」具體表示火焰在物質表面上擴展至少75％物質表面的溫度，它是檢查與空氣形成可燃混合物的傾向的量度。當磷腈衍生物或其異構體的閃點不小於100℃時，抑制著火等，和也可以降低在電解質表面上鋪展點燃火焰的危險。
在電解質中磷腈衍生物和/或其異構體佔據的的比例根據電解電容器要求的性能而不同，但當溶劑的總數量是磷腈衍生物和/或其異構體時，獲得具有最高阻燃性的電解電容器。同樣，為通過加入到常規電解質中作為助溶劑而改進阻燃性，它的要求使用數量不小於3質量％，優選不小於5質量％，進一步優選不小於10質量％。
作為用於電解質的有機溶劑，提及醇溶劑如乙二醇、丙二醇、甘油、甲氧基乙醇等；醯胺溶劑如N-甲基甲醯胺、N-乙基甲醯胺、N，N-二甲基甲醯胺、N，N-二乙基甲醯胺、N-甲基乙醯胺、N-乙基乙醯胺、N，N-二甲基乙醯胺、N，N-二乙基乙醯胺、N-甲基吡咯烷酮等；內酯溶劑如γ-丁內酯、β-丁內酯、γ-戊內酯、δ-戊內酯等；碳酸酯溶劑如碳酸乙二醇酯、碳酸丙二醇酯、碳酸丁二醇酯等；腈溶劑如3-甲氧基丙腈等；氨基甲酸酯溶劑如N-甲基噁唑烷酮(oxazolidinone)等；脲溶劑如N，N』-二甲基咪唑啉酮；環丁碸溶劑如環丁碸和三甲基環丁碸等。在本發明的電解電容器中，除以上有機溶劑以外可以將不大於10質量％的水加入到電解質中。在以上的有機溶劑中，它在25℃下的介電常數不小於30，和特別優選是γ-丁內酯和乙二醇。
作為用於電解質的溶質，可以使用無機酸和有機酸的鹼金屬鹽、銨鹽、胺鹽、季銨鹽、季磷鎓鹽等。作為無機酸，提及硼酸、碳酸、矽酸、磷酸、亞磷酸、次磷酸、硝酸、硫酸、氫硫酸、硫氰酸、氰酸、硼氫氟酸、磷氫氟酸、砷氫氟酸、銻氫氟酸、高氯酸等。作為有機酸，提及甲酸、乙酸、草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸、十三烷二酸、十四烷二酸、十五烷二酸、二甲基丙二酸、二乙基丙二酸、二丙基丙二酸、3，3-二甲基戊二酸、3-甲基己二酸、1，6-癸烷二羧酸、1，2-環己烷二羧酸、馬來酸、檸康酸、苯甲酸、鄰苯二甲酸、1，2，4-苯三酸、均苯四酸、水楊酸、γ-間羥基苯甲酸、對硝基苯甲酸、酚酸、苦味酸、甲磺酸、苯磺酸、三氟甲磺酸等。
作為鹼金屬，提及鋰、鈉、鉀等。作為胺，提及甲胺、乙胺、丙胺、乙二胺、單乙醇胺、二甲胺、二乙胺、二丙胺、乙基甲基胺、二苯胺、二乙醇胺、三甲胺、三乙胺、三丁胺、1，8-二氮雜雙環(5，4，0)-十一碳烯-7、三乙醇胺等。作為季銨，提及二乙基銨、三乙基銨、三丙基銨、乙醇銨、二乙醇銨、三乙醇銨、環己基銨、哌啶鎓、1，5-二氮雜雙環(4，3，0)壬烯鎓、5，1，8-二氮雜雙環(5，4，0)十一碳烯鎓-7、四甲基銨、甲基三乙基銨、二甲基二乙基銨、三甲基乙基銨、四乙基銨、四丁基銨、N，N-二甲基吡咯烷鎓、N-甲基-N-乙基吡咯烷鎓、N，N-二甲基哌啶鎓、苄基三甲基銨、N-乙基吡啶鎓、N，N』-二甲基咪唑鎓等。作為季磷鎓，提及四甲基磷鎓、甲基三乙基磷鎓、四乙基磷鎓、四丙基磷鎓、四丁基磷鎓等。溶質的數量不大於飽和濃度，優選0.1-40質量％。
在溶劑和溶質的結合物中，除醇以外的有機溶劑，和用於本發明的磷腈衍生物及其異構體僅溶解略微數量的鹼金屬和銨鹽。因此，在使用除醇以外的有機溶劑和磷腈衍生物和/或其異構體的混合溶劑的情況下，優選使用胺鹽、季銨鹽和季磷鎓鹽。在它們之中，從溶解度和導電性的角度來看，特別優選使用季銨鹽或季磷鎓鹽作為溶質。
通過陽極氧化在基層金屬如鋁、鉭等的表面上布置絕緣氧化物層形成電解電容器中的正電極，鋁等用於負電極。這些電極可以經受蝕刻、燒結等用於增加與電解質的接觸面積。在此情況下，正電極中鋁、鉭和鈮的總數量優選不小於95質量％。
同樣，在正電極和負電極之間布置隔片用於防止短路。作為隔片，提及紙隔片如馬尼拉紙、牛皮紙等，聚烯烴隔片如聚丙烯、聚乙烯等，工程塑料隔片如聚苯硫醚、聚對苯二甲酸丁二醇酯等。
本發明的電解電容器可以由公知方法生產。例如，可以採用如下方式生產本發明的電解電容器將電解質浸漬入卷繞元件，該卷繞元件由通過表面氧化變成電介質的鋁製的正電極箔製成，鋁的負電極與正電極箔的電介質表面相對，隔片位於正電極箔和負電極箔之間，在盒中密封它們。在本發明的電解電容器中，必須包括在電解質中包括上述磷腈衍生物。
給出如下實施例以說明本發明而不希望限制本發明。
實施例
根據表1所示的配混配方製備電解質，和然後由如下方法測量可燃性和粘度和由公知方法測量閃點。另外，關於不包含載體鹽的溶液評價和測量可燃性和粘度。結果見表1。
(可燃性的評價)它由如下方式評價通過採用UL(保險業試驗室)標準的UL94HB方法的方法測量在大氣環境下點燃的火焰的燃燒長度和燃燒時間。在此情況下，也根據UL測試標準觀察點燃性，可燃性，碳化物的形成和第二次點燃中的現象。具體地，通過將1.0mL每種電解質滲入不可燃石英纖維以製備127mm×12.7mm的試件進行評價。不燃性，阻燃性，自熄性能和可燃性的評價標準顯示如下。
·不燃性的評價甚至通過加入試驗火焰不引起點燃的情況(燃燒長度0mm)評價為不燃性。
·阻燃性的評價點燃的火焰不達到設備的25mm線和在從網下落物體中觀察不到點燃的情況評價為阻燃性。
·自熄性能的評價點燃的火焰在25-100mm的線之間熄滅和在從網下落物體中觀察不到點燃的情況評價為自熄性能。
·可燃性的評價點燃的火焰超過100mm線和的情況評價為可燃性。
(粘度)粘度由如下方式測定通過使用粘度測量設備(R類型粘度計型號RE500-SL，由Toki Sanyo Co.，Ltd.製造)和在1rpm，2rpm，3rpm，5rpm，7rpm，10rpm，20rpm和50rpm的每種旋轉速率下進行測量120秒以在當指示數值是50-60％時的旋轉速率作為分析條件下測量粘度。
同樣，將電解質浸入用於電解電容器的元件，將它放入外部盒和採用密封材料進一步密封外部盒的開口埠以製備鋁電解電容器。在製備的鋁電解電容器中，鋁電極的質量是1.18g，和隔片的質量是0.36g，和電解質的質量是0.82g，和電解電容器的尺寸是12.5mm×20mm。關於這樣製備的鋁電解電容器，火花電壓，靜電容，介電正切和漏電流由公知方法測量。結果見表1。
表1
*1 GBLγ-丁內酯，在25℃下的介電常數＝39.1*2 EG乙二醇，在25℃下的介電常數＝37.7*3 TEAM馬來酸四乙基銨*4 TEP磷酸三乙酯*5 EO通式(I)的鏈磷腈衍生物，其中Y1-Y3是O，R1-R3是-CH2CH3和X1是-P(O)(OCH2CH3)2，在25℃下的粘度5.8mPa·s*6 PhOF苯氧基五氟環三磷腈，通式(II)的鏈磷腈衍生物，其中n是3和六個R4之一是苯氧基(PhO-)和剩餘五個是氟，在25℃下的粘度1.7mPa·s*7 TFEOF四氟乙氧基五氟環三磷腈，通式(II)的鏈磷腈衍生物，其中n是3和六個R4之一是四氟乙氧基和剩餘五個是氟，在25℃下的粘度1.8mPa·s如可以從表1看出的那樣，可以通過包括磷腈入電解質極大地改進電解質的安全性和因此可以相當改進電解電容器的安全性。
工業實用性根據本發明，可以通過向電解質中包括磷腈衍生物和/或磷腈衍生物的異構體，即使電解質洩漏到外部可以提供具有高安全性的電解電容器。
權利要求
1.一種電解電容器，包括具有通過陽極氧化形成的絕緣氧化物層的正電極，負電極，隔片和包含有機溶劑中的溶質的電解質，其特徵在於電解質包含不小於3質量％磷腈衍生物和/或磷腈衍生物的異構體。
2.根據權利要求1的電解電容器，其中電解質包含不小於5質量％磷腈衍生物和/或磷腈衍生物的異構體。
3.根據權利要求2的電解電容器，其中電解質包含不小於10質量％磷腈衍生物和/或磷腈衍生物的異構體。
4.根據權利要求1的電解電容器，其中磷腈衍生物在25℃下的粘度不大於100mPa.s(100cP)和由如下通式(I)或(II)表示 (其中R1，R2和R3獨立地是單價取代基或滷素元素，X1是包含至少一種選自碳、矽、鍺、錫、氮、磷、砷、銻、鉍、氧、硫、硒、碲和釙的元素的取代基，和Y1，Y2和Y3獨立地是二價連接基團、二價元素或單鍵)(NPR42)n……(II)(其中R4獨立地是單價取代基或滷素元素，且n是3-15)。
5.根據權利要求4的電解電容器，其中通式(II)的磷腈衍生物由如下通式(III)表示(NPF2)n……(III)(其中n是3-13)。
6.根據權利要求4的電解電容器，其中通式(II)的磷腈衍生物由如下通式(IV)表示(NPR52)n……(IV)(其中R5獨立地是單價取代基或氟，條件是所有R5的至少一個是含氟單價取代或或氟和不是所有的R5均為氟，且n是3-8)。
7.根據權利要求1的電解電容器，其中磷腈衍生物在25℃下為固體和由如下通式(V)表示(NPR62)n……(V)(其中R6獨立地是單價取代基或滷素元素且n是3-6)。
8.根據權利要求1的電解電容器，其中異構體由如下通式(VI)表示，且是由如下通式(VII)表示的磷腈衍生物異構體 (在通式(VI)和(VII)中，R7，R8和R9獨立地是單價取代基或滷素元素，X2是包含至少一種選自碳、矽、鍺、錫、氮、磷、砷、銻、鉍、氧、硫、硒、碲和釙的元素的取代基，Y7和Y8獨立地是二價連接基團、二價元素或單鍵)。
9.根據權利要求1的電解電容器，其中電解質包含在25℃下的介電常數不小於30的有機溶劑。
10.根據權利要求1的電解電容器，其中電解質包含γ-丁內酯和/或乙二醇。
11.根據權利要求1的電解電容器，其中在正電極中，選自鋁、鉭和鈮的元素的總比例不小於95質量％。
全文摘要
本發明涉及含有阻燃電解質和即使電解質洩露到外部時具有高安全性的電解電容器，和更特別地涉及包括如下部分的電解電容器具有通過陽極氧化形成的絕緣氧化物層的正電極，負電極，隔片和包含有機溶劑中的溶質的電解質，其特徵在於電解質包含不小於3質量％磷腈衍生物和/或磷腈衍生物的異構體。
文檔編號H01G9/022GK1720597SQ20038010489
公開日2006年1月11日 申請日期2003年11月26日 優先權日2002年12月3日
發明者菅野裕士, 大月正珠 申請人:株式會社普利司通