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CN115483035A - 蓄电设备 - Google Patents

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CN115483035A
CN115483035A CN202211283201.8A CN202211283201A CN115483035A CN 115483035 A CN115483035 A CN 115483035A CN 202211283201 A CN202211283201 A CN 202211283201A CN 115483035 A CN115483035 A CN 115483035A
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CN202211283201.8A
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久保大辅
莲道雄
松泽伸行
增田美代子
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Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
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Abstract

本发明提供一种蓄电设备,其具备蓄电元件、具有开口部并且收容所述蓄电元件的外壳、和将所述开口部封口的封口构件。所述封口构件具备嵌入到所述开口部的弹性构件。所述弹性构件包含弹性高分子和受阻酚化合物。对于所述受阻酚化合物而言,在酚骨架中,在与酚性羟基相邻的第1取代位置和第2取代位置分别具有第1受阻基团和第2受阻基团。所述第1受阻基团和所述第2受阻基团分别包含至少1个叔碳,就所述第1受阻基团和所述第2受阻基团而言,所述叔碳中的1个分别键合于所述第1取代位置和所述第2取代位置。

Description

蓄电设备
本申请是申请日为2018年9月28日、申请号为201880061655.6、发明名称为“蓄电设备”的申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种使用了具备弹性构件的封口构件的蓄电设备。
背景技术
作为蓄电设备的一种的电解电容器具备电容器元件、收容电容器元件的外壳、和将外壳的开口部封口的封口构件。封口构件具备嵌入外壳的开口部的弹性构件,该弹性构件由橡胶、橡胶状高分子等弹性材料构成。在弹性构件中有时添加例如填充剂、硫化剂、增强剂、抗老化剂等添加剂(专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平11-274011号公报
发明内容
发明所要解决的问题
在高温环境下使用蓄电设备的情况下,弹性构件的热劣化变得显著。以往的弹性构件难以充分地抑制热劣化。
用于解决问题的方法
本发明的一个方面涉及一种蓄电设备,其具备蓄电元件、具有开口部并且收容所述蓄电元件的外壳、和将所述开口部封口的封口构件,所述封口构件具备嵌入到所述开口部的弹性构件,所述弹性构件包含弹性高分子和受阻酚化合物,对于所述受阻酚化合物而言,在酚骨架中,在与酚性羟基相邻的第1取代位置和第2取代位置分别具有第1受阻基团和第2受阻基团,所述第1受阻基团和所述第2受阻基团分别包含至少1个叔碳,就所述第1受阻基团和所述第2受阻基团而言,所述叔碳中的1个分别键合于所述第1取代位置和所述第2取代位置。
发明效果
在蓄电设备中,可以抑制弹性构件的热劣化。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式的电解电容器的剖面示意图。
图2是用于说明相同实施方式的电容器元件的构成的示意图。
具体实施方式
作为本发明一个实施方式的蓄电设备的一种的电解电容器具备作为蓄电元件的一种的电容器元件、具有开口部并且收容电容器元件的外壳、和将开口部封口的封口构件。封口构件具备嵌入到开口部的弹性构件。弹性构件包含弹性高分子和受阻酚化合物。对于受阻酚化合物而言,在酚骨架中,在与酚性羟基相邻的第1取代位置和第2取代位置分别具有第1受阻基团和第2受阻基团。第1受阻基团和第2受阻基团分别包含至少1个叔碳,就第1受阻基团和第2受阻基团而言,叔碳中的1个分别键合于第1取代位置和第2取代位置。
电解电容器例如有时被设想为在汽车的发动机室内等高温环境下使用。收容电容器元件的外壳的开口部被通过嵌入弹性构件而封口,由于弹性构件由橡胶等有机聚合物构成,因此耐热性不够充分,在高温环境下发生氧化劣化。具体而言,在高温环境下,因热的作用,从构成弹性构件的有机聚合物中产生自由基,并加成氧,该加成物进一步将有机聚合物变换为自由基。在重复这些过程的期间,有机聚合物的聚合物链变短。由于变短了的有机聚合物因热的作用而蒸发,因此弹性构件变脆。当向弹性构件中添加抗老化剂时,即从抗老化剂供给质子自由基,因此可以捕捉有机聚合物的自由基,抑制氧化劣化。但是,在高温环境下,抗老化剂挥发,无法获得由抗老化剂带来的充分的自由基捕捉效果,难以抑制弹性构件的热劣化。
另外,电解电容器中,在将电容器元件收容于外壳中并封口时,由于在外壳的开口部嵌入弹性构件,因此会对弹性构件施加大的应力。在对弹性构件施加了应力的状态下,若弹性构件发生热劣化,则易于产生裂纹。
根据本发明的上述实施方式,通过在弹性构件中使用特定的受阻酚化合物,即使在高温环境下,也可以抑制构成弹性构件的弹性高分子的氧化劣化。由此,可以抑制弹性构件的热劣化。因热劣化受到抑制,即使在因封口而对弹性构件施加了应力的状态下,也可以抑制在弹性构件产生裂纹。
以下,基于实施方式对本发明进行更具体的说明。但是,以下的实施方式并不限定本发明。
图1是本实施方式的电解电容器的剖面示意图,图2是将相同电解电容器的电容器元件的一部分展开而得的示意图。
电解电容器例如具备:电容器元件10、收容电容器元件10的圆筒状的外壳11、封堵外壳11的开口部的由弹性构件12构成的封口构件、与弹性构件12相面对的座板13、从弹性构件12的贯穿孔12a导出并贯穿座板13的引线14A、14B、和连接引线与电容器元件10的电极的引线接头15A、15B。外壳11的开口端附近被向内侧拉深加工,开口端被以压紧于弹性构件12的方式进行了卷曲加工。另外,在外壳11的与弹性构件12的侧壁相面对的部分,形成有将外壳11利用拉深加工(具体而言为横向拉深加工)缩径了的区域11a。
电容器元件10由如图2所示的卷绕体制作。卷绕体具备与引线接头15A连接了的阳极部21、与引线接头15B连接了的阴极部22、和间隔件23。图2中所示的卷绕体是不具备电解质的半成品。
阳极部21和阴极部22夹隔着间隔件23卷绕。卷绕体的最外周由卷绕固定带24固定。需要说明的是,图2表示出将卷绕体的最外周固定前的、一部分展开了的状态。
阳极部21具备经过粗糙化而表面具有凹凸的金属箔,在具有凹凸的金属箔上形成有化学处理膜。电容器元件10中,在化学处理膜的表面的至少一部分附着有固体电解质。固体电解质可以将阴极部22的表面和/或间隔件23的表面的至少一部分覆盖。将形成有固体电解质的电容器元件10收容于外壳11中,并将外壳11的开口用封口构件封口,由此制作电解电容器。在使用电解液的情况下,电解液与电容器元件10一起收容于外壳11中。
(封口构件)
封口构件具备弹性构件12,在将弹性构件12嵌入收容电容器元件10的外壳的开口部的状态下将开口部封口。弹性构件12包含弹性高分子和受阻酚化合物。
作为弹性高分子,使用绝缘性的弹性高分子。作为弹性高分子,例如可以举出丁基橡胶、异戊二烯橡胶、硅橡胶、氟橡胶、乙丙橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶(Hypalon橡胶等)等。弹性高分子可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
受阻酚化合物在苯酚骨架中,在与酚性羟基相邻的2个取代位置(第1取代位置和第2取代位置),分别具有第1受阻基团和第2受阻基团。这些受阻基团分别包含至少1个叔碳,在各受阻基团中,叔碳中的1个与上述取代位置键合,在受阻酚化合物中成为季碳。具体而言,第1和第2受阻基团的叔碳中的1个分别直接键合于第1取代位置和第2取代位置。此种结构的受阻酚化合物与在第1取代位置、第2取代位置键合有氢原子、或取代基的伯碳或仲碳的情况相比,耐热性高,即使在高温(例如155℃)下也可以抑制分解,基本上没有质量变化。因此,即使在高温环境下,在弹性构件中残存有受阻酚化合物,发挥自由基捕捉功能,所以可以抑制弹性高分子的热劣化。由此,即使弹性构件12在因被外壳的开口端推压而对弹性构件12施加应力、或因外壳的拉深加工等而对弹性构件12施加应力的状态下暴露于高温环境下,也可以抑制裂纹的产生。
第1和第2受阻基团分别为空间位阻大的取代基,包含至少1个叔碳即可,也可以包含2个以上的叔碳。作为各受阻基团,可以例示出叔丁基、1,1-二甲基-丙基、均三甲苯基等。从易于获取受阻酚化合物、可以获得高的热劣化抑制效果的观点出发,优选第1和第2受阻基团两者均为叔丁基的情况。
弹性构件12中所含的受阻酚化合物例如可以如下鉴定,即,利用索氏提取器对弹性构件12在加热下(例如在80℃)用溶剂(丙酮等)进行萃取处理,对所得的萃取物进行气相色谱-质谱(GC-MS分析),由此可以进行鉴定。需要说明的是,对于较高分子量的化合物可以取代GC-MS分析而利用液相色谱-质谱(LC-MS分析)进行鉴定。
受阻酚化合物的分子量优选为300以上且3000以下,更优选为400以上且2000以下或450以上且1500以下。分子量在此种范围的受阻酚化合物不仅易于均匀地分散,而且高温(例如155℃)下的质量变化少。因高温下的质量变化少,即使弹性构件12暴露于高温环境下,也不会挥发,可以发挥抗老化效果,进一步提高弹性构件12的热劣化的抑制效果。
需要说明的是,分子量可以利用GC-MS分析或LC-MS分析求出。需要说明的是,就较高分子量的化合物而言,只要平均分子量(重均分子量)为上述的分子量的范围即可。
若受阻酚化合物易于产生质子自由基,则捕捉从弹性高分子中生成的自由基的效果提高。通过从受阻酚化合物中脱除质子自由基而生成的酚自由基越稳定,越易于产生质子自由基,该情况下,抑制弹性高分子的热劣化的效果提高。从此种观点出发,受阻酚化合物的酚自由基生成反应热优选为82kcal/mol(≈343kJ/mol)以下,更优选为81kcal/mol(≈339kJ/mol)以下或80kcal/mol(≈335kJ/mol)以下。
需要说明的是,利用下式算出受阻酚化合物的酚自由基生成反应热(Hr)。
Hr(kcal/mol)=Er-(E0+Ep)
(式中,Er为受阻酚化合物的自由基状态的能量,E0为受阻酚化合物变为自由基前的状态的能量,Ep为质子自由基的能量。)
Er、E0、及Ep的各能量分别利用密度泛函数法求出。在密度泛函数的计算中,使用Gaussian公司制的第一原理分子轨道法计算程序Gaussian09、Revision E.01。作为密度泛函数,使用由Becke、Lee、Yang、以及Parr提出的B3LYP密度泛函数(A.D.Becke,J.Chem.Phys.98(1993)5648;C.Lee,W.Yang,R.G.Parr,Phys.Rev.B 37(1988)785)。作为基函数,使用6-31G*基函数(R.Ditchfield,W.J.Hehre,以及J.A.Pople,J.Chem.Phys.,54(1971)724.)。需要说明的是,处于开壳状态的自由基的能量使用基于限制性开壳法的值。
将各能量的单位Ha换算为kcal/mol而求出稳定化能量。
作为受阻酚化合物,例如可以举出季戊四醇四[3-(3’,5’-二叔丁基-4’-羟基苯基)丙酸酯]、3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八烷醇酯、2,4,6-三(3’,5’-二叔丁基-4’-羟基苄基)均三甲苯、1,3,5-三[[3,5-双(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯基]甲基]-1,3,5一三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮、2,2’-硫代二乙基双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]等。
受阻酚化合物可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
弹性构件12中所含的受阻酚化合物的量相对于弹性高分子100质量份优选为0.5质量份以上且6.0质量份以下,更优选为0.5质量份以上且4.0质量份以下。在受阻酚化合物的量为此种范围的情况下,易于发挥由受阻酚化合物带来的自由基捕捉效果,可以进一步提高抑制弹性构件12的热劣化的效果。另外,易于确保适度的硬度,可以抑制在回流时弹性构件12膨胀、或在形成弹性构件12时硫化受到阻碍。
弹性构件12可以还包含填充剂。作为填充剂,可以举出滑石、云母、二氧化硅、高岭土、二氧化钛、和/或氧化铝等。弹性构件中所含的填充剂的量相对于弹性高分子100质量份例如优选为10质量份以上,更优选为50质量份以上。由此,即使弹性构件12暴露于高温环境下,也可以抑制裂纹的产生。弹性构件中所含的填充剂的量相对于弹性高分子100质量份例如优选为120质量份以下,更优选为100质量份以下。由此,易于在弹性构件12中确保适度的硬度,易于确保高的封口功能而抑制电解电容器的气密性的降低,并且可以抑制组装时的成品率的降低。这些下限值与上限值可以任意地组合。
若使用滑石作为填充剂,则弹性高分子的交联得到促进,因此可以更加有效地抑制弹性高分子的热劣化。弹性构件中所含的滑石的量相对于弹性高分子100质量份例如为10质量份以上,更优选为50质量份以上或大于50质量份,特别优选为70质量份以上或80质量份以上。在滑石的量为此种范围的情况下,弹性高分子的交联促进效果易于提高,在抑制弹性高分子的热劣化的方面更加有效。相对于弹性高分子100质量份而言的滑石的量例如为120质量份以下或100质量份以下。这些下限值与上限值可以任意地组合。
另外,弹性构件12可以根据需要包含添加剂(增强剂(炭黑等)、交联剂、交联促进剂、分散助剂、改性剂、硫化剂、硫化助剂、和/或加工助剂等)。
弹性构件12具有与外壳11的开口部的形状对应的形状(例如圆盘状等盘状等)。通过对开口端进行卷曲加工、并将开口端向弹性构件12直接或间接地推压而将外壳11的开口部封口。
以封堵外壳11的开口的方式形成弹性构件12,弹性构件12通常具备使导线贯穿的贯穿孔12a,所述导线包含用于从电容器元件10取出电流的引线14A、14B及引线接头15A、15B。在贯穿孔12a部分,由于需要使弹性构件12与导线之间不出现间隙,因此弹性构件12的贯穿孔12a的周围由导线推压而受到应力。为此,一般而言,此种具有贯穿孔的弹性构件在高温环境下容易产生裂纹。本实施方式中,通过在弹性构件12中含有如上所述的受阻酚化合物,可以抑制弹性高分子的热劣化,因此即使在弹性构件12具有贯穿孔12a的情况下,也可以抑制裂纹的产生。
封口构件可以仅由弹性构件12构成,也可以在包含弹性构件12的基础上还包含其他构件。例如,弹性构件可以在外侧的表面形成有树脂层。该情况下,封口构件包含弹性构件和树脂层。
(外壳11)
作为收容电容器元件10的外壳11的材料,例如可以举出铝、不锈钢、铜、铁、黄铜等金属或它们的合金。在收容电容器元件10后,外壳11的开口部由封口构件密封。外壳11为圆筒形等筒形,也可以如图示例子那样具有底部。在使用有底外壳的情况下,将1个开口部用封口构件密封即可。另外,在筒形的外壳的两个端部(即筒形的长度方向(或轴向)的两个端部)开口的情况下,可以将两个开口部用封口构件密封。
在外壳11中收容电容器元件10、并向外壳11的开口部嵌入封口构件的弹性构件12后,外壳11成为相对于弹性构件12的侧壁缩径并向其推压的状态。利用该缩径,封口构件得到固定,并且可以提高弹性构件12与外壳11的侧壁之间的密闭性。缩径可以通过将筒状的外壳11从外侧相对于弹性构件12的侧壁进行拉深加工(具体而言是横向拉深加工)来进行。因缩径而对弹性构件12施加应力,在受到应力的状态下,当弹性构件12暴露于高温时,则弹性构件12的热劣化变得显著。本实施方式中,即使在如此所述易于因缩径而对弹性构件12施加应力的情况下,因弹性构件12包含如上所述的受阻酚化合物,弹性高分子的热劣化会受到抑制,因此可以抑制裂纹的产生。
需要说明的是,在嵌入有弹性构件12的部分,当将外壳11相对于弹性构件12的侧壁缩径时,则在该缩径的区域11a中,外壳11的外径与其他部分相比变小。在该弹性构件12的与侧壁对应的部分,将外壳11的外径与其他部分相比变小的区域设为缩径的区域。
(电容器元件10)
电容器元件10(蓄电元件)具备:具有电介质层(化学处理膜)的阳极部、阴极部、夹设于阳极部与阴极部之间的间隔件、以及与电介质层接触的电解质。
(阳极部)
作为阳极部,例如可以举出表面经过粗糙化的金属箔、金属烧结体。构成阳极部的金属的种类没有特别限定,然而从易于形成电介质层这一点出发,优选使用铝、钽、铌、钛等阀作用金属、或包含阀作用金属的合金。
金属箔表面的粗糙化可以利用公知的方法进行。利用粗糙化,在金属箔的表面形成多个凹凸。粗糙化例如优选通过对金属箔进行蚀刻处理来进行。蚀刻处理例如可以利用直流电解法或交流电解法等来进行。
(电介质层)
电介质层形成于阳极部的表面。具体而言,由于电介质层形成于经过粗糙化的金属箔的表面,因此沿着阳极部的表面的孔、凹陷(坑)的内壁面形成。
电介质层的形成方法没有特别限定,可以通过对阳极部进行化成处理来形成。化成处理例如可以通过将金属箔浸渍于己二酸铵溶液等化成液中来进行。化成处理中,根据需要,可以在将金属箔浸渍于化成液中的状态下施加电压。
通常从批量生产性的观点出发,对由大张的阀作用金属等形成的金属箔进行粗糙化处理及化成处理。该情况下,通过将处理后的箔裁割为所期望的大小来准备形成有电介质层的阳极部。
(阴极部)
作为阴极部,例如可以使用金属箔。金属的种类没有特别限定,优选使用铝、钽、铌等阀作用金属或包含阀作用金属的合金。根据需要,对于阴极部可以进行粗糙化和/或化成处理。粗糙化及化成处理例如可以利用对阳极部所记载的方法等来进行。
(间隔件)
作为间隔件,没有特别限制,例如可以使用包含纤维素、聚对苯二甲酸乙二醇酯、维尼纶、聚酰胺(例如脂肪族聚酰胺、芳族聚酰胺等芳香族聚酰胺)的纤维的无纺布等。
电容器元件可以利用公知的方法制作。例如,电容器元件可以通过将形成有电介质层的阳极部与阴极部夹隔着间隔件重叠后、在阳极部与阴极部之间形成导电性高分子层来制作。也可以通过将形成有电介质层的阳极部与阴极部夹隔着间隔件卷绕,而形成如图2所示的卷绕体,通过在阳极部与阴极部之间形成导电性高分子层来制作。在形成卷绕体时,可以通过一边将引线接头15A、15B卷入一边卷绕,而如图2所示使引线14A、14B从卷绕体中竖立。
阳极部、阴极部及间隔件当中的位于卷绕体的最外层的部分(图2中为阴极部22)的外侧表面的端部由卷绕固定带固定。需要说明的是,在通过裁割大张的金属箔来准备阳极部的情况下,为了在阳极部的裁割面设置电介质层,可以对卷绕体等状态的电容器元件进一步进行化成处理。
作为电解质,可以使用电解液或固体电解质,也可以将固体电解质与电解液并用。
固体电解质例如包含锰化合物、导电性高分子。作为导电性高分子,例如可以使用聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺及它们的衍生物等。包含导电性高分子的固体电解质例如可以通过将原料单体在电介质层上进行化学聚合和/或电解聚合来形成。或者可以通过将溶解有导电性高分子的溶液、或分散有导电性高分子的分散液涂布于电介质层来形成。
作为电解液,可以是非水溶剂,也可以是非水溶剂与溶解于其中的离子性物质(溶质、例如有机盐)的混合物。非水溶剂可以是有机溶剂,也可以是离子性液体。作为非水溶剂,例如可以使用乙二醇、丙二醇、环丁砜、γ-丁内酯、N-甲基乙酰胺等。作为有机盐,例如可以举出马来酸三甲胺、硼二水杨酸三乙胺、邻苯二甲酸乙基二甲基胺、邻苯二甲酸单1,2,3,4-四甲基咪唑鎓、邻苯二甲酸单1,3-二甲基-2-乙基咪唑鎓等。
需要说明的是,作为蓄电设备,并不限于本实施方式中记载的电解电容器,只要是具有用于密封外壳的封口构件的设备即可。作为具有封口构件的蓄电设备,包括如下等各种形态,即,包括锂离子电池、锂离子聚合物电池、镍氢电池等二次电池的电池、锂离子电容器及双电层电容器等。
[实施例]
以下,基于实施例及比较例对本发明进行具体的说明,然而本发明并不限定于以下的实施例。
《样品A1~A4》
本样品中,制作出额定电压35V、额定静电容量270μF的卷绕型的电解电容器(直径10mm×长度10mm)。以下,对电解电容器的具体制造方法进行说明。
(电容器元件的制作)
对将表面粗糙化了的Al箔使用己二酸铵溶液进行化成处理,形成电介质层。将所得的阳极部裁割为给定尺寸。在作为阳极部和阴极部的Al箔分别连接引线接头,将阳极部与阴极部夹隔着间隔件卷绕,将外侧表面用卷绕固定带固定,由此制作出卷绕体。此时,在将引线接头及与引线接头一体化了的引线从卷绕体中拉出的状态下,一边卷入引线接头一边进行卷绕。对卷绕体进一步使用己二酸铵溶液再次进行化成处理。
将卷绕体在收容于给定容器中的包含聚亚乙基二氧基噻吩和聚苯乙烯磺酸和水的导电性高分子分散体中浸渍5分钟,其后,从导电性高分子分散体中提起卷绕体。然后,将浸渗了高分子分散体的卷绕体在150℃的干燥炉内干燥20分钟,使导电性高分子附着于卷绕体的阳极部与阴极部之间。如此所述地操作,完成电容器元件,并收容于直径10mm×长度10mm的有底圆筒状的外壳中。
(电解液的浸渗)
向外壳内中注入电解液,在减压气氛(40kPa)中使电解液向电容器元件浸渗5分钟。通过在包含γ-丁内酯及乙二醇的溶剂中溶解邻苯二甲酸和三乙胺而制备出电解液。
(电容器元件的密封)
使从电容器元件10导出的引线接头15A、15B贯穿如图1所示的由弹性构件12构成的封口构件的贯穿孔12a,将分别与引线接头15A、15B一体化了的引线14A、14B向弹性构件12的外侧拉出。该状态下,将弹性构件12嵌入外壳11的开口部,实施横向拉深加工,将弹性构件12固定。通过对外壳11的开口端部进行卷曲加工,而将电容器元件10用由弹性构件12构成的封口构件密封。
作为弹性构件12,使用了将丁基聚合物、受阻酚化合物、填充剂(煅烧高岭土及滑石)、交联剂、以及添加剂混匀、并用模具硫化成形为具有贯穿孔12a的圆盘状的构件。作为添加剂,使用了增强剂(炭黑)、交联促进剂、分散助剂(硬脂酸)及改性剂(硅烷偶联剂)。需要说明的是,对于弹性构件12的各成分的量而言,相对于作为弹性高分子的丁基橡胶100质量份,将受阻酚化合物设为1.5质量份,将煅烧高岭土没为20质量份,将滑石80设为质量份。
需要说明的是,样品A1~A4中所用的受阻酚化合物分别为下述的(a1)~(a4)。同时还记载了按照前述的步骤算出的酚自由基生成反应热Hr及分子量。
(a1)季戊四醇四[3-(3’,5’-二叔丁基-4’-羟基苯基)丙酸酯]、Hr=76.8kcal/mol(≈321.3kJ/mol)、分子量1178
(a2)3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八烷醇酯、Hr=78.5kcal/mol(≈328.4kJ/mol)、分子量531
(a3)2,4,6-三(3’,5’-二叔丁基-4’-羟基苄基)均三甲苯、Hr=78.1kcal/mol(≈326.8kJ/mol)、分子量775
(a4)1,3,5-三[[3,5-二(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯基]甲基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮、Hr=80.0kcal/mol(≈334.7kJ/mol)、分子量784
另外,将(a1)~(a4)的结构式表示如下。
[化1]
Figure BDA0003897379370000121
《样品B1~B5》
除了取代受阻酚化合物而使用低受阻酚(less hindered phenol)化合物以外,与样品A1同样地形成弹性构件,使用该弹性构件制作出电解电容器。
样品B1~B5中使用的低受阻酚化合物分别为以下的(b1)~(b5)。这些低受阻酚化合物中,如(b1)~(b5)的结构式所示,在苯酚骨架中,在与酚性羟基相邻的至少1个取代位置,键合有氢原子、伯碳或仲碳。
[化2]
Figure BDA0003897379370000131
对(b1)~(b5)按照前述的步骤算出的酚自由基生成反应热Hr及分子量如下所示。
(b1)Hr=83.0kcal/mol(≈347.3kJ/mol)、分子量545
(b2)Hr=81.2kcal/mol(≈339.7kJ/mol)、分子量741
(b3)Hr=83.2kcal/mol(≈348.1kJ/mol)、分子量369
(b4)Hr=83.4kcal/mol(≈348.9kJ/mol)、分子量341
(b5)Hr=83.3kcal/mol(≈348.5kJ/mol)、分子量407
《评价》
按照下述的步骤,评价了弹性构件的热劣化。
(评价1)
确认了样品A及B中分别制作的弹性构件的质量变化率。依照下式,根据弹性构件的初始质量m0、和在165℃的环境下静置并经过500小时后的质量m1求出质量变化率。
质量变化率(%)=((m0-m1)/m0)×100
(评价2)
将样品A和B的电解电容器静置于165℃的环境下,经过500小时后,求出弹性构件的裂纹长度。在从电解电容器的侧面观察的透射照片中,对所观察的最长的裂纹计测两个端部间的直线距离,由此求出裂纹长度。基于裂纹长度的大小,依照下述的基准评价了裂纹的产生状态。
◎:裂纹长度为0.2mm以下。
○:裂纹长度大于0.2mm且为0.7mm以下。
△:裂纹长度大于0.7mm。
将结果表示于表1中。
[表1]
质量变化率(%) 裂纹产生评价
A1 3.5
A2 4.0
A3 4.3
A4 3.9
B1 8.2
B2 7.9
B3 8.0
B4 7.9
B5 8.2
《样品A5~A8》
分别如下所示地变更相对于丁基橡胶100质量份而言的煅烧高岭土及滑石的量。除此以外,与样品A1同样地制作弹性构件及电解电容器,进行了评价。
煅烧高岭土/滑石=90质量份/10质量份(A5)、70质量份/30质量份(A6)、50质量份/50质量份(A7)、0质量份/120质量份(A8)
将样品A5~A8的结果表示于表2中。表2中,同时还给出样品A1的结果。
[表2]
质量变化率(%) 裂纹产生评价
A5 5.7
A6 4.9
A7 4.3
A1 3.5
A8 2.9
《样品A9~A13》
除了将相对于丁基橡胶100质量份而言的受阻酚化合物的量变更为0.5质量份以外,与样品A1、及A5~A8同样地制作出弹性构件及电解电容器,进行了评价。煅烧高岭土和滑石的量如下所示。
煅烧高岭土/滑石=90质量份/10质量份(A9)、70质量份/30质量份(A10)、50质量份/50质量份(A11)、20质量份/80质量份(A12)、0质量份/120质量份(A13)
将样品A9~A13的结果表示于表3中。
[表3]
质量变化率(%) 裂纹产生评价
A9 6.2
A10 5.3
A11 4.5
A12 3.6
A13 3.0
《样品A14~A18》
除了将相对于丁基橡胶100质量份而言的受阻酚化合物的量变更为4.0质量份以外,与样品A1、及A5~A8同样地制作出弹性构件及电解电容器,进行了评价。煅烧高岭土和滑石的量如下所示。
煅烧高岭土/滑石=90质量份/10质量份(A14)、70质量份/30质量份(A15)、50质量份/50质量份(A16)、20质量份/80质量份(A17)、0质量份/120质量份(A18)
将样品A14~A18的结果表示于表4中。
[表4]
质量变化率(%) 裂纹产生评价
A14 5.6
A15 4.7
A16 4.1
A17 3.4
A18 2.7
《样品A19~A23》
除了将相对于丁基橡胶100质量份而言的受阻酚化合物的量变更为6.0质量份以外,与样品A1、及A5~A8同样地制作出弹性构件及电解电容器,进行了评价。煅烧高岭土和滑石的量如下所示。
煅烧高岭土/滑石=90质量份/10质量份(A19)、70质量份/30质量份(A20)、50质量份/50质量份(A21)、20质量份/80质量份(A22)、0质量份/120质量份(A23)
将样品A19~A23的结果表示于表5中。
[表5]
质量变化率(%) 裂纹产生评价
A19 5.2
A20 4.6
A21 4.0
A22 3.3
A23 2.5
如表2~表5所示,即使是添加有滑石的样品A,质量变化率也变低,且裂纹长度小,裂纹的产生得到减少。
产业上的可利用性
本发明的电解电容器中,构成将外壳的开口密封的封口构件的弹性构件的热劣化得到抑制。因此,电解电容器适于在汽车的发动机室内的利用等在高温(例如高于100℃、150℃的温度)下利用的用途。
符号的说明
10电容器元件,11外壳,11a缩径的区域,12弹性构件,13座板,14A、14B引线,15A、15B引线接头,21阳极部,22阴极部,23间隔件,24卷绕固定带。

Claims (11)

1.一种蓄电设备,其具备蓄电元件、具有开口部并且收容所述蓄电元件的外壳、和将所述开口部封口的封口构件,
所述封口构件具备嵌入到所述开口部的弹性构件,
所述弹性构件包含弹性高分子和受阻酚化合物,
对于所述受阻酚化合物而言,在酚骨架中,在与酚性羟基相邻的第1取代位置和第2取代位置分别具有第1受阻基团和第2受阻基团,
所述第1受阻基团和所述第2受阻基团分别包含至少1个叔碳,
就所述第1受阻基团和所述第2受阻基团而言,所述叔碳中的1个分别键合于所述第1取代位置和所述第2取代位置,
所述弹性构件中所含的所述受阻酚化合物的量相对于所述弹性高分子100质量份为0.5质量份以上且6质量份以下。
2.根据权利要求1所述的蓄电设备,其中,
所述弹性构件还包含滑石,
所述弹性构件中所含的所述滑石的量相对于所述弹性高分子100质量份为50质量份以上且120质量份以下。
3.根据权利要求1所述的蓄电设备,其中,
所述弹性构件还包含填充剂,
所述填充剂还包含滑石,
所述弹性构件中所含的所述填充剂的总量相对于所述弹性高分子100质量份为10质量份以上且120质量份以下,
所述弹性构件中所含的所述滑石的量相对于所述弹性高分子100质量份为10质量份以上且120质量份以下。
4.根据权利要求1所述的蓄电设备,其中,
所述弹性构件还包含填充剂,
所述填充剂包含选自滑石、云母、二氧化硅、高岭土、二氧化钛和氧化铝中的至少1种,
所述弹性构件中所含的滑石、云母、二氧化硅、高岭土、二氧化钛和氧化铝的总量相对于所述弹性高分子100质量份为10质量份以上且120质量份以下,
所述弹性构件中所含的所述滑石的量相对于所述弹性高分子100质量份为10质量份以上且120质量份以下。
5.根据权利要求3或4所述的蓄电设备,其中,
所述弹性构件中所含的所述滑石的量相对于所述弹性高分子100质量份为50质量份以上且120质量份以下。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的蓄电设备,其中,
所述弹性构件具备贯穿孔,
所述蓄电设备具备贯穿所述贯穿孔的导线。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的蓄电设备,其中,
所述外壳具有相对于所述弹性构件的侧壁缩径了的区域。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的蓄电设备,其中,
所述受阻酚化合物的分子量为300以上且3000以下。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的蓄电设备,其中,
所述受阻酚化合物的酚自由基生成反应热为82kcal/mol以下。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的蓄电设备,其中,
所述第1受阻基团和所述第2受阻基团分别为叔丁基。
11.根据权利要求1~10中任一项所述的蓄电设备,其中,
所述蓄电元件为具有阳极部和阴极部的电容器元件,所述阳极部在表面形成有电介质层。
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