JP2017188640A - Electrolyte solution, power storage device arranged by use thereof, and electric field capacitor - Google Patents

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JP2017188640A JP2016107626A JP2016107626A JP2017188640A JP 2017188640 A JP2017188640 A JP 2017188640A JP 2016107626 A JP2016107626 A JP 2016107626A JP 2016107626 A JP2016107626 A JP 2016107626A JP 2017188640 A JP2017188640 A JP 2017188640A
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美勝 清野
Yoshikatsu Kiyono
美勝 清野
宏寿 石井
Hirotoshi Ishii
宏寿 石井
徹 板東
Toru Bando
徹 板東
吉田 幸生
Yukio Yoshida
吉田  幸生
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide: an electrolyte solution which enables the stable operation of a capacitor even under a high-temperature condition when used in the capacitor; a power storage device arranged by use of the electrolyte solution; and an electric field capacitor.SOLUTION: An electrolyte solution comprises, as a solvent component, a compound A having a repeating structure expressed by the formula (1) below, and a terminal structure composed of hydrogen, a hydroxyl group or an alkoxy group, and/or a compound B having a repeating structure expressed by the formula (2) below, and a terminal structure composed of hydrogen, a hydroxyl group or an alkoxy group.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、電解液並びにそれを用いた蓄電デバイス及び電界コンデンサに関する。   The present invention relates to an electrolytic solution, an electric storage device using the electrolytic solution, and an electric field capacitor.

電解コンデンサは、一般的には以下のような方法で製造される。まず、帯状に形成された高純度のアルミニウムに化学的あるいは電気化学的にエッチングを行って拡面処理した後、ホウ酸アンモニウム水溶液等の化成液中にて化成処理することにより、アルミニウムの表面に酸化皮膜層を形成する。これを陽極箔とする一方、高純度のアルミニウムを同じく拡面処理して陰極箔とし、上記陽極箔及び陰極箔を、セパレータを介して巻回してコンデンサ素子を形成する。次に、このコンデンサ素子に駆動用電解液を含浸し、金属製の有底筒状の外装ケースに収納する。さらに、外装ケースの開口端部に弾性ゴムよりなる封口体(封口ゴム)を収納し、外装ケースの開口端部を絞り加工により封口を行い、電解コンデンサとする。   An electrolytic capacitor is generally manufactured by the following method. First, high-purity aluminum formed in a strip shape is chemically or electrochemically etched to expand the surface, and then subjected to a chemical conversion treatment in a chemical conversion solution such as an aqueous ammonium borate solution, so that the surface of the aluminum is formed. An oxide film layer is formed. While this is used as an anode foil, a high-purity aluminum is similarly subjected to a surface expansion treatment to form a cathode foil, and the anode foil and the cathode foil are wound through a separator to form a capacitor element. Next, the capacitor element is impregnated with a driving electrolyte solution and stored in a metal bottomed cylindrical outer case. Further, a sealing body (sealing rubber) made of elastic rubber is accommodated in the opening end portion of the outer case, and the opening end portion of the outer case is sealed by drawing to form an electrolytic capacitor.

しかしながら、上記のような電解コンデンサでは、高温下、例えば120℃以上で使用すると電解液が分解又は揮発し、コンデンサ機能を低下させ、寿命を低下させる問題があった。
アルミ電解コンデンサにはγブチロラクトンやスルホランが電解液の溶媒として一般的に使用されている。使用限界温度は120℃付近である。今後車載用途に使用されるアルミ電解コンデンサには、エンジンルーム内に設置されたり、発熱するパワーデバイスの付近に設置されたりする場合には冷却機構を付与するが、経済的観点から冷却機構を省く場合においては、150℃以上の耐熱性が求められている。
However, the electrolytic capacitor as described above has a problem that when used at a high temperature, for example, 120 ° C. or more, the electrolytic solution is decomposed or volatilized, the capacitor function is lowered, and the life is shortened.
In an aluminum electrolytic capacitor, γ-butyrolactone and sulfolane are generally used as a solvent for the electrolytic solution. The use limit temperature is around 120 ° C. Aluminum electrolytic capacitors that will be used in automotive applications in the future will be provided with a cooling mechanism when installed in the engine room or in the vicinity of power devices that generate heat. In some cases, heat resistance of 150 ° C. or higher is required.

また、アルミ電解コンデンサは車載用途に使用される場合、寒冷地の冬季には−50℃という低温でも使用される場合がある。従来、このような低温では安定して作動することができなかった。   In addition, when an aluminum electrolytic capacitor is used for in-vehicle use, it may be used even at a low temperature of −50 ° C. in winter in a cold region. Conventionally, it was not possible to operate stably at such a low temperature.

特許文献1には、耐電圧性能と耐熱性とを兼ね備えたアルミ電解コンデンサ用電解液に含まれる電解質として、ジオキサ骨格構造を導入したα,α’−置換二塩基酸が記載されている。   Patent Document 1 describes an α, α′-substituted dibasic acid into which a dioxa skeleton structure is introduced as an electrolyte contained in an electrolytic solution for an aluminum electrolytic capacitor having both withstand voltage performance and heat resistance.

特開2015−032726号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-032726

本発明の目的は、コンデンサに用いられたときに高温下で安定にコンデンサが作動する電解液、並びにそれを用いた蓄電デバイス及び電界コンデンサを提供することである。   An object of the present invention is to provide an electrolytic solution in which a capacitor operates stably at a high temperature when used in a capacitor, and an electric storage device and an electric field capacitor using the electrolytic solution.

本発明によれば、以下の電解液等を提供できる。
1.下記式(1)で表される繰返し構造を有し、末端構造は水素、水酸基又はアルコキシ基である化合物A、及び/又は
下記式(2)で表される繰返し構造を有し、末端構造は水素、水酸基又はアルコキシ基である化合物B
を、溶媒成分として含む電解液。

Figure 2017188640
(式(1)中、Rは、水素;炭素数1〜20の直鎖状炭化水素基;炭素数3〜20の分岐状炭化水素基;炭素数3〜20の環状炭化水素基;炭素数1〜20のアルコキシル基;又は炭素数1〜20の直鎖状炭化水素基、炭素数3〜20の分岐状炭化水素基、炭素数3〜20の環状炭化水素基、及び炭素数1〜20のアルコキシル基から選択される2以上の置換基が組み合わさってなる基である。複数存在するRは互いに同じでも異なってもよい。
nは、平均繰返し数であり、5〜1000の数である。)
(式(2)中、Rは、炭素数1〜20の直鎖状炭化水素基;炭素数3〜20の分岐状炭化水素基;炭素数3〜20の環状炭化水素基;炭素数1〜20の直鎖状炭化水素基、炭素数3〜20の分岐状炭化水素基、及び炭素数3〜20の環状炭化水素基から選択される2以上の置換基が組み合わさってなる基;又は炭素数1〜20の直鎖状炭化水素基、炭素数3〜20の分岐状炭化水素基、及び炭素数3〜20の環状炭化水素基から選択される2以上の置換基が組み合わさってなる基と、炭素数1〜20のアルコキシル基が結合した基である。複数存在するRは互いに同じでも異なってもよい。
mは、平均繰返し数であり、5〜1000の数である。)
2.前記化合物Aが、下記式(1a)で表される繰返し構造と、下記式(1b)で表される繰返し構造を有し、
前記式(1a)で表される繰返し構造と、前記式(1b)で表される繰返し構造のモル比は、99:1〜1:99であり、
末端構造は水素、水酸基又はアルコキシ基である共重合体である1に記載の電解液。
Figure 2017188640
(式(1a)及び式(1b)中、R11及びR12は、式(1)のRと同じであるが、R11とR12は互いに異なる。R11が複数のときR11は互いに同じでも異なってもよい。R12が複数のときR12は互いに同じでも異なってもよい。)
3.前記化合物Bを含む1又は2に記載の電解液。
4.前記溶媒成分に含まれるAg、Al、Ba、Ca、Cd、Co、Cr、Cu、Fe、K、Mg、Mn、Mo、Na、Ni、Pb、Sn、V及びZnの含有量が、それぞれ1ppm以下である1〜3のいずれかに記載の電解液。
5.前記溶媒成分に含まれるフッ素、塩素、臭素及びヨウ素の含有量が、それぞれ2ppm以下である1〜4のいずれかに記載の電解液。
6.1〜5のいずれかに記載の電解液を含む蓄電デバイス。
7.1〜5のいずれかに記載の電解液を含むアルミ電解コンデンサ。
8.1〜5のいずれかに記載の電解液を含む、液系アルミ電解コンデンサ又はハイブリッド型アルミ電解コンデンサ。
9.1〜5のいずれかに記載の電解液を含むキャパシタ。
10.1〜5のいずれかに記載の電解液を含むリチウムイオン電池。 According to the present invention, the following electrolytic solution and the like can be provided.
1. The compound has a repeating structure represented by the following formula (1), the terminal structure is a compound A which is hydrogen, a hydroxyl group or an alkoxy group, and / or has a repeating structure represented by the following formula (2), and the terminal structure is Compound B which is hydrogen, hydroxyl group or alkoxy group
Electrolyte solution containing as a solvent component.
Figure 2017188640
(In Formula (1), R 1 is hydrogen; a linear hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms; a branched hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms; a cyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms; carbon A C1-C20 linear hydrocarbon group, a C3-C20 branched hydrocarbon group, a C3-C20 cyclic hydrocarbon group, and a C1-C20 alkoxyl group; It is a group formed by combining two or more substituents selected from 20 alkoxyl groups, and a plurality of R 1 may be the same or different.
n is an average number of repetitions, and is a number of 5 to 1000. )
(In the formula (2), R 2 represents a linear hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms; a branched hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms; a cyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms; A group formed by combining two or more substituents selected from a linear hydrocarbon group of -20, a branched hydrocarbon group of 3 to 20 carbon atoms, and a cyclic hydrocarbon group of 3 to 20 carbon atoms; or Two or more substituents selected from a linear hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a branched hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, and a cyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms are combined. A group bonded to an alkoxyl group having 1 to 20 carbon atoms, and a plurality of R 2 may be the same or different from each other.
m is an average number of repetitions, and is a number of 5 to 1000. )
2. Compound A has a repeating structure represented by the following formula (1a) and a repeating structure represented by the following formula (1b),
The molar ratio of the repeating structure represented by the formula (1a) and the repeating structure represented by the formula (1b) is 99: 1 to 1:99,
2. The electrolytic solution according to 1, wherein the terminal structure is a copolymer having hydrogen, a hydroxyl group, or an alkoxy group.
Figure 2017188640
(In the formula (1a) and the formula (1b), R 11 and R 12 are the same as R 1 of formula (1), when different .R 11 R 11 and R 12 are each of a plurality R 11 is together when good .R 12 be the same or different is a multiple R 12 may be the same or different.)
3. The electrolyte solution according to 1 or 2 containing the compound B.
4). The contents of Ag, Al, Ba, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Mo, Na, Ni, Pb, Sn, V, and Zn contained in the solvent component are each 1 ppm. The electrolyte solution in any one of 1-3 which is the following.
5. Electrolyte solution in any one of 1-4 whose content of the fluorine, chlorine, bromine, and iodine contained in the said solvent component is 2 ppm or less, respectively.
The electrical storage device containing the electrolyte solution in any one of 6.1-5.
An aluminum electrolytic capacitor containing the electrolytic solution according to any one of 7.1 to 5.
A liquid type aluminum electrolytic capacitor or a hybrid type aluminum electrolytic capacitor containing the electrolytic solution according to any one of 8.1 to 5.
The capacitor containing the electrolyte solution in any one of 9.1-5.
The lithium ion battery containing the electrolyte solution in any one of 10.1-5.

本発明によれば、コンデンサに用いられたときに高温下で安定にコンデンサが作動する電解液、並びにそれを用いた蓄電デバイス及び電界コンデンサを提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when used for a capacitor | condenser, the electrolyte solution which a capacitor | condenser operate | moves stably at high temperature, an electrical storage device using the same, and an electric field capacitor can be provided.

以下、本発明の電解液について説明する。
<溶媒>
本発明の電解液は、下記式(1)で表される繰返し構造を有し、末端構造は水素、水酸基又はアルコキシ基である化合物A(ポリアルキレングリコール(PAG)系誘導体)、及び/又は下記式(2)で表される繰返し構造を有し、末端構造は水素、水酸基又はアルコキシ基である化合物B(ポリビニルエーテル(PVE)系誘導体)を、溶媒成分として含む。

Figure 2017188640
式(1)中、Rは、水素;炭素数1〜20の直鎖状炭化水素基;炭素数3〜20の分岐状炭化水素基;炭素数3〜20の環状炭化水素基;炭素数1〜20のアルコキシル基;又は炭素数1〜20の直鎖状炭化水素基、炭素数3〜20の分岐状炭化水素基、炭素数3〜20の環状炭化水素基、及び炭素数1〜20のアルコキシル基から選択される2以上の置換基が組み合わさってなる基である。複数存在するRは互いに同じでも異なってもよい。
nは、平均繰返し数であり、5〜1000の数である。
式(2)中、Rは、炭素数1〜20の直鎖状炭化水素基;炭素数3〜20の分岐状炭化水素基;炭素数3〜20の環状炭化水素基;炭素数1〜20の直鎖状炭化水素基、炭素数3〜20の分岐状炭化水素基、及び炭素数3〜20の環状炭化水素基から選択される2以上の置換基が組み合わさってなる基;又は炭素数1〜20の直鎖状炭化水素基、炭素数3〜20の分岐状炭化水素基、及び炭素数3〜20の環状炭化水素基から選択される2以上の置換基が組み合わさってなる基と、炭素数1〜20のアルコキシル基が結合した基である。複数存在するRは互いに同じでも異なってもよい。
mは、平均繰返し数であり、5〜1000の数である。
化合物A,Bの重量平均分子量は、好ましくは200〜20000、より好ましくは200〜10000である。
重量平均分子量並びに平均繰返し数n及びmはGPC測定により算出できる。 Hereinafter, the electrolytic solution of the present invention will be described.
<Solvent>
The electrolytic solution of the present invention has a repeating structure represented by the following formula (1), and the terminal structure is hydrogen, a hydroxyl group or an alkoxy group, compound A (polyalkylene glycol (PAG) derivative), and / or Compound B (polyvinyl ether (PVE) derivative) having a repeating structure represented by formula (2) and having a terminal structure of hydrogen, a hydroxyl group or an alkoxy group is included as a solvent component.
Figure 2017188640
In the formula (1), R 1 is hydrogen; a linear hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms; a branched hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms; a cyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms; An alkoxyl group having 1 to 20 carbon atoms; or a linear hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a branched hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, a cyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, and 1 to 20 carbon atoms. These are groups formed by combining two or more substituents selected from the alkoxyl groups. A plurality of R 1 may be the same as or different from each other.
n is an average number of repetitions, and is a number of 5 to 1000.
In the formula (2), R 2 represents a linear hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms; a branched hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms; a cyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms; A group formed by combining two or more substituents selected from 20 linear hydrocarbon groups, branched hydrocarbon groups having 3 to 20 carbon atoms, and cyclic hydrocarbon groups having 3 to 20 carbon atoms; or carbon A group formed by combining two or more substituents selected from a linear hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a branched hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, and a cyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms And a group to which an alkoxyl group having 1 to 20 carbon atoms is bonded. A plurality of R 2 may be the same or different.
m is an average number of repetitions, and is a number of 5 to 1000.
The weight average molecular weight of the compounds A and B is preferably 200 to 20000, more preferably 200 to 10,000.
The weight average molecular weight and the average repeating numbers n and m can be calculated by GPC measurement.

化合物A,Bは、それぞれ、単独重合体(ホモポリマー)又は共重合体でよく、共重合体は、交互共重合体、ランダム共重合体、グラフト共重合体又はブロック共重合体でもよい。例えば、化合物Aにおいて、n個のRが同じとき単独重合体となることができ、n個のRが異なるとき共重合体となる。共重合体にすることにより融点(凝固点)を低下させることができる。その結果、−40℃以下という低温でも凝結、固化せず液体状態を保つことが可能となり、例えばコンデンサに使用するとき、コンデンサが安定に作動できる。 Each of the compounds A and B may be a homopolymer or a copolymer, and the copolymer may be an alternating copolymer, a random copolymer, a graft copolymer, or a block copolymer. For example, in the compound A, a homopolymer can be formed when n pieces of R 1 are the same, and a copolymer can be formed when n pieces of R 1 are different. The melting point (freezing point) can be lowered by using a copolymer. As a result, it is possible to maintain a liquid state without condensing and solidifying even at a low temperature of −40 ° C. or lower. For example, when used for a capacitor, the capacitor can be stably operated.

例えば、化合物Aは、下記式(1a)で表される繰返し構造と、下記式(1b)で表される繰返し構造を有し、末端構造は水素、水酸基又はアルコキシ基である共重合体である。

Figure 2017188640
式(1a)及び式(1b)中、R11及びR12は、式(1)のRと同じであるが、R11とR12は互いに異なる。R11が複数のときR11は互いに同じでも異なってもよい。R12が複数のときR12は互いに同じでも異なってもよい。
式(1a)で表される繰返し構造と、式(1b)で表される繰返し構造のモル比は、繰返し構造(1a):繰返し構造(1b)=99:1〜1:99である。
構造及び組成は、H−NMR及び13C−NMRにより分析できる。 For example, Compound A is a copolymer having a repeating structure represented by the following formula (1a) and a repeating structure represented by the following formula (1b), and the terminal structure is hydrogen, a hydroxyl group or an alkoxy group. .
Figure 2017188640
In formula (1a) and formula (1b), R 11 and R 12 are the same as R 1 in formula (1), but R 11 and R 12 are different from each other. When R 11 is plural, R 11 may be the same as or different from each other. When R 12 is plural, R 12 may be the same as or different from each other.
The molar ratio of the repeating structure represented by the formula (1a) and the repeating structure represented by the formula (1b) is the repeating structure (1a): the repeating structure (1b) = 99: 1 to 1:99.
The structure and composition can be analyzed by 1 H-NMR and 13 C-NMR.

本発明の電解液は、化合物A及び/又は化合物Bを含むことにより、高温下でも消失しないで、例えばコンデンサに使用するとき、コンデンサは安定に作動する。   The electrolytic solution of the present invention contains compound A and / or compound B, so that it does not disappear even at high temperatures. For example, when used in a capacitor, the capacitor operates stably.

上記式(1),(2)において、炭素数1〜20の直鎖状炭化水素基は、好ましくは炭素数1〜20の直鎖状アルキル基であり、より好ましくは炭素数1〜10の直鎖状アルキル基であり、さらに好ましくは炭素数1〜6の直鎖状アルキル基である。具体例として、メチル基、エチル基等が挙げられる。
炭素数3〜20の分岐状炭化水素基は、好ましくは炭素数3〜20の分岐状アルキル基であり、より好ましくは炭素数3〜10の分岐状アルキル基であり、さらに好ましくは炭素数3〜6の分岐状アルキル基である。具体例として、イソプロピル基、イソブチル基等が挙げられる。
炭素数3〜20の環状炭化水素基は、好ましくは炭素数3〜20のシクロアルキル基であり、さらに好ましくは炭素数5〜10のシクロアルキル基である。具体例として、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。
炭素数1〜20のアルコキシル基は、好ましくは炭素数1〜10のアルコキシル基であり、より好ましくは炭素数1〜6のアルコキシル基である。具体例として、メトキシ基、エトキシ基、イソプロピルオキシ基等が挙げられる。
炭素数1〜20の直鎖状炭化水素基、炭素数3〜20の分岐状炭化水素基、炭素数3〜20の環状炭化水素基、及び炭素数1〜20のアルコキシル基から選択される2以上の置換基が組み合わさってなる基を構成する各基の好適例及び具体例は上記と同じである。組み合わさってなる基の具体例として、2−メトキシエチル基、2−エトキシエチル等が挙げられる。
炭素数1〜20の直鎖状炭化水素基、炭素数3〜20の分岐状炭化水素基、及び炭素数3〜20の環状炭化水素基から選択される2以上の置換基が組み合わさってなる基と、炭素数1〜20のアルコキシル基が結合した基を構成する各基の好適例及び具体例は上記と同じである。結合した基の具体例として、2−(シクロヘキシルメトキシ)エチル等が挙げられる。
In the above formulas (1) and (2), the linear hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms is preferably a linear alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 10 carbon atoms. It is a linear alkyl group, More preferably, it is a C1-C6 linear alkyl group. Specific examples include a methyl group and an ethyl group.
The branched hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms is preferably a branched alkyl group having 3 to 20 carbon atoms, more preferably a branched alkyl group having 3 to 10 carbon atoms, and further preferably 3 carbon atoms. -6 branched alkyl groups. Specific examples include isopropyl group and isobutyl group.
The cyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms is preferably a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, and more preferably a cycloalkyl group having 5 to 10 carbon atoms. Specific examples include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, and the like.
The alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms is preferably an alkoxyl group having 1 to 10 carbon atoms, and more preferably an alkoxyl group having 1 to 6 carbon atoms. Specific examples include methoxy group, ethoxy group, isopropyloxy group and the like.
2 selected from a linear hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a branched hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, a cyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, and an alkoxyl group having 1 to 20 carbon atoms. Preferable examples and specific examples of the groups constituting the group formed by combining the above substituents are the same as described above. Specific examples of the combined group include 2-methoxyethyl group, 2-ethoxyethyl and the like.
Two or more substituents selected from a linear hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a branched hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, and a cyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms are combined. The suitable example and specific example of each group which comprise the group which group and the C1-C20 alkoxyl group couple | bonded are the same as the above. Specific examples of the bonded group include 2- (cyclohexylmethoxy) ethyl and the like.

nは好ましくは5〜500であり、より好ましくは5〜200である。
mは好ましくは5〜400であり、より好ましくは5〜150である。
n is preferably 5 to 500, more preferably 5 to 200.
m is preferably 5 to 400, and more preferably 5 to 150.

上記化合物Aのうち、末端に水酸基を有する化合物(ポリアルキレングリコール系誘導体)は、この水酸基の含有量が全末端基に対して、50モル%以下が好ましい。この水酸基の含有量が50モル%を超えると吸湿性が増大し、粘度指数が低下する恐れがある。   Among the compounds A, the compound having a hydroxyl group at the terminal (polyalkylene glycol derivative) preferably has a hydroxyl group content of 50 mol% or less based on the total terminal groups. When the hydroxyl group content exceeds 50 mol%, the hygroscopicity increases and the viscosity index may be lowered.

このようなポリアルキレングリコール系誘導体としては、例えばポリプロピレングリコールジメチルエーテル、ポリオキシエチレン、ポリプロピレングリコールジメチルエーテル、ポリプロピレングリコールモノブチルエーテル、ポリプロピレングリコールジアセテート等が、経済性及び効果の点で好適である。尚、ポリオキシプロピレンポリオキシエチレン共重合体ジメチルエーテルのようなポリオキシプロピレン(PO)単位とポリオキシエチレン(EO)単位とからなる共重合体では、PO/EOのモル比は99:1〜1:99の範囲であり、ランダム重合体又はブロック重合体のいずれでもよい。   As such a polyalkylene glycol derivative, for example, polypropylene glycol dimethyl ether, polyoxyethylene, polypropylene glycol dimethyl ether, polypropylene glycol monobutyl ether, polypropylene glycol diacetate and the like are preferable in terms of economy and effect. In the case of a copolymer comprising polyoxypropylene (PO) units and polyoxyethylene (EO) units such as polyoxypropylene polyoxyethylene copolymer dimethyl ether, the molar ratio of PO / EO is 99: 1 to 1. : 99, and either a random polymer or a block polymer may be used.

さらに、ポリアルキレングリコール系誘導体として、特開平2−305893号公報に詳細に記載されたものをいずれも使用することができる。   Furthermore, any of the polyalkylene glycol derivatives described in detail in JP-A-2-305893 can be used.

化合物Bの例として、ビニルエーテルモノマーを重合して得られたもの(以下、ポリビニルエーテルIと称する。)、ビニルエーテルモノマーとオレフィン性二重結合を有する炭化水素モノマーとを共重合して得られたもの(以下ポリビニルエーテル共重合体IIと称する。)及びポリビニルエーテルと、アルキレングリコール若しくはポリアルキレングリコール、又はそれらのモノエーテルとの共重合体(以下、ポリビニルエーテル共重合体IIIと称する。)が挙げられる。   Examples of compound B are those obtained by polymerizing vinyl ether monomers (hereinafter referred to as polyvinyl ether I), and those obtained by copolymerizing vinyl ether monomers and hydrocarbon monomers having olefinic double bonds. (Hereinafter referred to as polyvinyl ether copolymer II) and a copolymer of polyvinyl ether and alkylene glycol or polyalkylene glycol, or a monoether thereof (hereinafter referred to as polyvinyl ether copolymer III). .

前記ポリビニルエーテルIの原料として用いるビニルエーテルモノマーとしては、例えばビニルメチルエーテル;ビニルエチルエーテル;ビニル−n−プロピルエーテル;ビニル−イソプロピルエーテル;ビニル−n−ブチルエーテル;ビニル−イソブチルエーテル;ビニル−sec−ブチルエーテル;ビニル−tert−ブチルエーテル;ビニル−n−ペンチルエーテル;ビニル−n−ヘキシルエーテル;ビニル−2−メトキシエチルエーテル;ビニル−2−エトキシエチルエーテル;ビニル−2−メトキシ−1−メチルエチルエーテル;ビニル−2−メトキシ−プロピルエーテル;ビニル−3,6−ジオキサヘプチルエーテル;ビニル−3,6,9−トリオキサデシルエーテル;ビニル−1,4−ジメチル−3,6−ジオキサヘプチルエーテル;ビニル−1,4,7−トリメチル−3,6,9−トリオキサデシルエーテル;ビニル−2,6−ジオキサ−4−ヘプチルエーテル;ビニル−2,6,9−トリオキサ−4−デシルエーテル;1−メトキシプロペン;1−エトキシプロペン;1−n−プロポキシプロペン;1−イソプロポキシプロペン;1−n−ブトキシプロペン;1−イソブトキシプロペン;1−sec−ブトキシプロペン;1−tert−ブトキシプロペン;2−メトキシプロペン;2−エトキシプロペン;2−n−プロポキシプロペン;2−イソプロポキシプロペン;2−n−ブトキシプロペン;2−イソブトキシプロペン;2−sec−ブトキシプロペン;2−tert−ブトキシプロペン;1−メトキシ−1−ブテン;1−エトキシ−1−ブテン;1−n−プロポキシ−1−ブテン;1−イソプロポキシ−1−ブテン;1−n−ブトキシ−1−ブテン;1−イソブトキシ−1−ブテン;1−sec−ブトキシ−1−ブテン;1−tert−ブトキシ−1−ブテン;2−メトキシ−1−ブテン;2−エトキシ−1−ブテン;2−n−プロポキシ−1−ブテン;2−イソプロポキシ−1−ブテン;2−n−ブトキシ−1−ブテン;2−イソブトキシ−1−ブテン;2−sec−ブトキシ−1−ブテン;2−tert−ブトキシ−1−ブテン;2−メトキシ−2−ブテン;2−エトキシ−2−ブテン;2−n−プロポキシ−2−ブテン;2−イソプロポキシ−2−ブテン;2−n−ブトキシ−2−ブテン;2−イソブトキシ−2−ブテン;2−sec−ブトキシ−2−ブテン;2−tert−ブトキシ−2−ブテン等が挙げられる。これらのビニルエーテル系モノマーは公知の方法により製造することができる。   Examples of the vinyl ether monomer used as a raw material for the polyvinyl ether I include vinyl methyl ether; vinyl ethyl ether; vinyl-n-propyl ether; vinyl-isopropyl ether; vinyl-n-butyl ether; vinyl-isobutyl ether; Vinyl-tert-butyl ether; vinyl-n-pentyl ether; vinyl-n-hexyl ether; vinyl-2-methoxyethyl ether; vinyl-2-ethoxyethyl ether; vinyl-2-methoxy-1-methylethyl ether; 2-methoxy-propyl ether; vinyl-3,6-dioxaheptyl ether; vinyl-3,6,9-trioxadecyl ether; vinyl-1,4-dimethyl-3,6-dioxaheptyl ether Ter; vinyl-1,4,7-trimethyl-3,6,9-trioxadecyl ether; vinyl-2,6-dioxa-4-heptyl ether; vinyl-2,6,9-trioxa-4-decyl ether 1-methoxypropene; 1-ethoxypropene; 1-n-propoxypropene; 1-isopropoxypropene; 1-n-butoxypropene; 1-isobutoxypropene; 1-sec-butoxypropene; 1-tert-butoxypropene; 2-methoxypropene; 2-ethoxypropene; 2-n-propoxypropene; 2-isopropoxypropene; 2-n-butoxypropene; 2-isobutoxypropene; 2-sec-butoxypropene; 2-tert-butoxypropene 1-methoxy-1-butene; 1-ethoxy-1-butene; 1-n- 1-isopropoxy-1-butene; 1-n-butoxy-1-butene; 1-isobutoxy-1-butene; 1-sec-butoxy-1-butene; 1-tert-butoxy-1 2-butene; 2-methoxy-1-butene; 2-ethoxy-1-butene; 2-n-propoxy-1-butene; 2-isopropoxy-1-butene; 2-n-butoxy-1-butene; Isobutoxy-1-butene; 2-sec-butoxy-1-butene; 2-tert-butoxy-1-butene; 2-methoxy-2-butene; 2-ethoxy-2-butene; 2-n-propoxy-2- 2-isopropoxy-2-butene; 2-n-butoxy-2-butene; 2-isobutoxy-2-butene; 2-sec-butoxy-2-butene; 2-tert-butoxy-2 -Butene etc. are mentioned. These vinyl ether monomers can be produced by known methods.

これらのビニルエーテルモノマーは1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。   These vinyl ether monomers may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.

前記ポリビニルエーテル共重合体IIの原料として用いられるビニルエーテルモノマーとしては、前記例示のビニルエーテルモノマーと同じものを挙げることができ、これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。   Examples of the vinyl ether monomer used as a raw material for the polyvinyl ether copolymer II include the same vinyl ether monomers as those exemplified above, and these may be used alone or in combination of two or more. May be.

また、もう一つの原料であるオレフィン性二重結合を有する炭化水素モノマーとしては、例えばエチレン、プロピレン、各種ブテン、各種ペンテン、各種ヘキセン、各種ヘプテン、各種オクテン、ジイソブチレン、トリイソブチレン、スチレン、α−メチルスチレン、各種アルキル置換スチレン等を挙げることができる。   Further, as another raw material hydrocarbon monomer having an olefinic double bond, for example, ethylene, propylene, various butenes, various pentenes, various hexenes, various heptenes, various octenes, diisobutylene, triisobutylene, styrene, α -Methyl styrene, various alkyl substituted styrenes, etc. can be mentioned.

これらのオレフィン性二重結合を有する炭化水素モノマーは1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。また、このポリビニルエーテル共重合体IIはブロック又はランダム共重合体のいずれであってもよい。   These hydrocarbon monomers having an olefinic double bond may be used alone or in combination of two or more. Moreover, this polyvinyl ether copolymer II may be either a block or a random copolymer.

前記ポリビニルエーテルI及びポリビニルエーテル共重合体IIは、例えば以下に示す方法により、製造することができる。   The polyvinyl ether I and the polyvinyl ether copolymer II can be produced, for example, by the following method.

重合の開始には、ブレンステッド酸類、ルイス酸類又は有機金属化合物類に対して、水、アルコール類、フェノール類、アセタール類又はビニルエーテル類とカルボン酸との付加物を組み合わせたものを使用することができる。ブレンステッド酸類としては、例えばフッ化水素酸、塩化水素酸、臭化水素酸、ヨウ化水素酸、硝酸、硫酸、トリクロロ酢酸、トリフルオロ酢酸等が挙げられる。ルイス酸類としては、例えば三フッ化ホウ素、三塩化アルミニウム、三臭化アルミニウム、四塩化スズ、二塩化亜鉛、塩化第二鉄等が挙げられ、これらのルイス酸類の中では、特に三フッ化ホウ素が好適である。また、有機金属化合物としては、例えばジエチル塩化アルミニウム、エチル塩化アルミニウム、ジエチル亜鉛等が挙げられる。   For the initiation of the polymerization, a combination of an adduct of water, alcohols, phenols, acetals or vinyl ethers with a carboxylic acid may be used for Bronsted acids, Lewis acids or organometallic compounds. it can. Examples of Bronsted acids include hydrofluoric acid, hydrochloric acid, hydrobromic acid, hydroiodic acid, nitric acid, sulfuric acid, trichloroacetic acid, trifluoroacetic acid and the like. Examples of Lewis acids include boron trifluoride, aluminum trichloride, aluminum tribromide, tin tetrachloride, zinc dichloride, and ferric chloride. Among these Lewis acids, boron trifluoride is particularly preferred. Is preferred. Examples of the organometallic compound include diethyl aluminum chloride, ethyl aluminum chloride, diethyl zinc and the like.

ポリマーの重合開始末端は、水、アルコール類、フェノール類を使用した場合は水素が結合し、アセタール類を使用した場合は水素又は使用したアセタール類から一方のアルコキシ基が脱離したものとなる。またビニルエーテル類とカルボン酸との付加物を使用した場合には、ビニルエーテル類とカルボン酸との付加物からカルボン酸部分由来のアルキルカルボニルオキシ基が脱離したものとなる。   The polymerization initiation terminal of the polymer is such that when water, alcohols or phenols are used, hydrogen is bonded, and when acetals are used, one alkoxy group is eliminated from hydrogen or the used acetals. When an adduct of vinyl ethers and carboxylic acid is used, the alkylcarbonyloxy group derived from the carboxylic acid moiety is eliminated from the adduct of vinyl ethers and carboxylic acid.

一方、停止末端は、水、アルコール類、フェノール類、アセタール類を使用した場合には、アセタール、オレフィン又はアルデヒドとなる。またビニルエーテル類とカルボン酸との付加物の場合は、ヘミアセタールのカルボン酸エステルとなる。このようにして得られたポリマーの末端は、公知の方法により所定の基に変換することができる。   On the other hand, when water, alcohols, phenols, or acetals are used, the terminal ends are acetals, olefins, or aldehydes. In the case of an adduct of vinyl ethers and carboxylic acid, it becomes a carboxylic acid ester of hemiacetal. The terminal of the polymer thus obtained can be converted into a predetermined group by a known method.

この重合反応は、原料や開始剤の種類にもよるが、−80〜150℃の間で開始することができ、通常は−80〜50℃の範囲の温度で行うことができる。また、重合反応は反応開始10秒から10時間程度で終了する。重合反応は、通常溶媒の存在下に行われる。該溶媒については、反応原料を必要量溶解し、かつ反応に不活性なものであればよく特に制限はないが、例えばヘキサン、ベンゼン、トルエン等の炭化水素系、及びエチルエーテル、1,2−ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン等のエーテル系の溶媒を好適に使用することができる。   Although this polymerization reaction depends on the type of raw material and initiator, it can be initiated between -80 and 150 ° C, and can usually be carried out at a temperature in the range of -80 to 50 ° C. The polymerization reaction is completed in about 10 seconds to 10 hours from the start of the reaction. The polymerization reaction is usually performed in the presence of a solvent. The solvent is not particularly limited as long as it dissolves a necessary amount of the reaction raw material and is inert to the reaction. For example, hydrocarbons such as hexane, benzene, and toluene, and ethyl ether, 1,2- Ether solvents such as dimethoxyethane and tetrahydrofuran can be preferably used.

一方、前記ポリビニルエーテル共重合体IIIは、アルキレングリコール若しくはポリアルキレングリコール、又はそれらのモノエーテルを開始剤とし、前記重合方法に従ってビニルエーテルモノマーを重合させることにより、製造することができる。   On the other hand, the polyvinyl ether copolymer III can be produced by polymerizing a vinyl ether monomer according to the polymerization method using an alkylene glycol or polyalkylene glycol, or a monoether thereof as an initiator.

このアルキレングリコール若しくはポリアルキレングリコール、又はそれらのモノエーテルとしては、例えばエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール等のアルキレングリコールやポリアルキレングリコール;エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル等のアルキレングリコールモノエーテルやポリアルキレングリコールモノエーテルを挙げることができる。   Examples of the alkylene glycol or polyalkylene glycol, or monoethers thereof include alkylene glycols such as ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, and polypropylene glycol, and polyalkylene glycols. ; Mentioning alkylene glycol monoethers such as ethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether, and polyalkylene glycol monoethers; It can be.

また、原料として用いられるビニルエーテルモノマーとしては、前記ポリビニルエーテルIの説明において、ビニルエーテルモノマーとして例示したものと同じものを挙げることができる。このビニルエーテルモノマーは1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。   Moreover, as a vinyl ether monomer used as a raw material, the same thing as what was illustrated as a vinyl ether monomer in description of the said polyvinyl ether I can be mentioned. This vinyl ether monomer may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.

本発明の電解液は、少なくもと化合物Bを含むことが好ましい。例えば、化合物Bのみを含んでも、化合物A,Bの両方を含んでもよい。また、化合物Aとして、複数の異なる化合物Aを含んでもよく、化合物Bとして、複数の異なる化合物Bを含んでもよい。   The electrolytic solution of the present invention preferably contains at least Compound B. For example, only compound B may be included, or both compounds A and B may be included. Further, the compound A may include a plurality of different compounds A, and the compound B may include a plurality of different compounds B.

封口ゴムの膨潤は、用いる溶媒のSP値に応じたゴム素材の選択(ゴムと溶媒のΔSP値が大きい選択)により任意に制御できるが、化合物A、化合物Bはポリマーであり分子量の分布を有するため、特にSP値が小さくなる高分子量体による膨潤が支配的になる。
SP値の観点では化合物Bの方が分子量の違いによるSP値への影響が鈍感であり、化合物Bの分子量が変化した場合でも封口ゴムの膨潤性が安定して変化しない。化合物Aでは分子量の違いがあると封口ゴムの膨潤性への影響が大きく変化する。そのため、結果的に化合物Aの方が高分子量成分の影響で封口ゴムの膨潤性が大きくなり、化合物Bでは高分子量体による膨潤が相対的に少ない。従って、化合物Bを用いた方が、アルミ電解コンデンサの耐久性が高くなる。
The swelling of the sealing rubber can be arbitrarily controlled by selecting a rubber material according to the SP value of the solvent to be used (selecting a rubber and a solvent having a large ΔSP value), but Compound A and Compound B are polymers and have a molecular weight distribution. For this reason, the swelling due to the high molecular weight material having a particularly small SP value becomes dominant.
From the viewpoint of the SP value, Compound B is less sensitive to the SP value due to the difference in molecular weight, and even when the molecular weight of Compound B changes, the swelling property of the sealing rubber does not change stably. In Compound A, when there is a difference in molecular weight, the influence on the swelling property of the sealing rubber is greatly changed. Therefore, as a result, the swelling property of the sealing rubber is larger in the compound A due to the influence of the high molecular weight component, and the swelling by the high molecular weight material is relatively less in the compound B. Therefore, the durability of the aluminum electrolytic capacitor is higher when the compound B is used.

電解液の溶媒は、金属イオン及びハロゲンイオンの含有量が少ないと好ましい。
例えば液体型電解コンデンサにおいては、電解液が金属イオン及び/又はハロゲンイオンを含むと、陽極箔、陰極箔、セパレータ、封口体及び外装ケースの腐食が促進されるおそれがある。また、電解コンデンサの動作時には、電解液が電気化学的反応により分解が引き起こされる、正極箔、陰極箔及び外装ケースが腐食する、セパレータが劣化しショートする、封口体が劣化し電解液が漏れる、陰極箔上に含まれる金属イオンを由来とする金属分が析出する等の事象が生じて、結果的に耐久性、寿命を低下させるおそれがある。さらに、これらの問題は電解コンデンサが高温下に置かれるほど促進される。
The solvent of the electrolytic solution is preferably low in the content of metal ions and halogen ions.
For example, in a liquid electrolytic capacitor, if the electrolytic solution contains metal ions and / or halogen ions, corrosion of the anode foil, the cathode foil, the separator, the sealing body, and the outer case may be accelerated. Also, during the operation of the electrolytic capacitor, the electrolytic solution is decomposed by an electrochemical reaction, the positive foil, the negative foil and the outer case are corroded, the separator is deteriorated and short-circuited, the sealing body is deteriorated and the electrolytic solution is leaked, Events such as deposition of metal components derived from metal ions contained on the cathode foil may occur, resulting in a decrease in durability and life. Furthermore, these problems are exacerbated as the electrolytic capacitors are placed at higher temperatures.

電解液の溶媒成分に含まれるAg、Al、Ba、Ca、Cd、Co、Cr、Cu、Fe、K、Mg、Mn、Mo、Na、Ni、Pb、Sn、V及びZnの含有量は、それぞれ1ppm以下であると好ましい。
電解液の溶媒成分に含まれるフッ素、塩素、臭素、ヨウ素の含有量は、微量であるほど好ましく、具体的には2ppm以下であると好ましく、1ppm以下であるとより好ましい。
上記金属元素及びハロゲン元素の含有量は、溶媒成分における重量分率であり、実施例に記載の方法で確認できる。
The contents of Ag, Al, Ba, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Mo, Na, Ni, Pb, Sn, V, and Zn contained in the solvent component of the electrolyte are: Each is preferably 1 ppm or less.
The content of fluorine, chlorine, bromine and iodine contained in the solvent component of the electrolytic solution is preferably as small as possible, specifically 2 ppm or less, more preferably 1 ppm or less.
The content of the metal element and the halogen element is a weight fraction in the solvent component and can be confirmed by the method described in the examples.

電解液の溶媒中の金属イオン及びハロゲンイオンの許容含有量については、電解液を使用する蓄電デバイスの種類、構造、使用部材種、あるいは使用条件等により一概に規定することはできないが、特に液体型電解コンデンサの場合には、上記範囲が好ましい。   The allowable content of metal ions and halogen ions in the solvent of the electrolytic solution cannot be generally defined by the type of storage device using the electrolytic solution, the structure, the type of member used, or the conditions of use. In the case of a type electrolytic capacitor, the above range is preferable.

溶媒は、上記の化合物A,Bに加えて、他の溶媒成分を含むことができる。
他の溶媒成分として、例えば、水、プロトン性極性溶媒、非プロトン性溶媒、及びこれらの混合物が挙げられる。具体的に、プロトン性極性溶媒としては、一価アルコール(メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、シクロペンタノール、ベンジルアルコール等)、多価アルコール及びオキシアルコール化合物類(エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、1,3−ブタンジオール、メトキシプロピレングリコール等)等が挙げられる。非プロトン性溶媒としては、アミド類(N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N−エチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、N−メチルアセトアミド、ヘキサメチルホスホリックアミド等)、環状アミド類(N−メチル−2−ピロリドン等)、ラクトン類(γ−ブチロラクトン、δ−バレロラクトン、γ−バレロラクトン等)、スルホラン類(スルホラン、3−メチルスルホラン、2,4−ジメチルスルホラン等)、カーボネート類(エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等)、ニトリル類(アセトニトリル)、スルホキシド類(ジメチルスルホキシド等)等が挙げられる。好ましくは、γ−ブチロラクトン、スルホラン等である。
The solvent can contain other solvent components in addition to the above-mentioned compounds A and B.
Other solvent components include, for example, water, protic polar solvents, aprotic solvents, and mixtures thereof. Specifically, as the protic polar solvent, monohydric alcohol (methanol, ethanol, propanol, butanol, hexanol, cyclohexanol, cyclopentanol, benzyl alcohol, etc.), polyhydric alcohol and oxyalcohol compounds (ethylene glycol, propylene) Glycol, glycerin, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, 1,3-butanediol, methoxypropylene glycol, etc.). As aprotic solvents, amides (N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, N-ethylformamide, N, N-diethylformamide, N-methylacetamide, hexamethylphosphoric amide, etc.), cyclic amides (N-methyl-2-pyrrolidone, etc.), lactones (γ-butyrolactone, δ-valerolactone, γ-valerolactone, etc.), sulfolanes (sulfolane, 3-methylsulfolane, 2,4-dimethylsulfolane, etc.), carbonate (Ethylene carbonate, propylene carbonate, etc.), nitriles (acetonitrile), sulfoxides (dimethyl sulfoxide, etc.) and the like. Preferred are γ-butyrolactone, sulfolane and the like.

電解液の溶媒は、化合物A及び/又はBを、好ましくは60重量%以上、より好ましくは70重量%以上、さらに好ましくは80重量%以上、特に好ましくは90重量%以上含む。化合物A,Bを100重量%含んでもよい。   The solvent of the electrolytic solution preferably contains Compound A and / or B in an amount of 60% by weight or more, more preferably 70% by weight or more, still more preferably 80% by weight or more, and particularly preferably 90% by weight or more. The compounds A and B may be contained by 100% by weight.

<溶質>
電解液の溶質としては、アジピン酸、ギ酸、安息香酸等のカルボン酸のアミン塩やアンモニウム塩を用いることができる。アミン塩を構成するアミンとしては、一級アミン(メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、エチレンジアミン、モノエタノールアミン等)、二級アミン(ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、エチルメチルアミン、ジフェニルアミン、ジエタノールアミン等)、三級アミン(トリメチルアミン、トリエチルアミン、エチルジメチルアミン、トリブチルアミン、1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)−ウンデセン−7、トリエタノールアミン等)等が挙げられる。
<Solute>
As the solute of the electrolytic solution, amine salts or ammonium salts of carboxylic acids such as adipic acid, formic acid, benzoic acid and the like can be used. As amines constituting the amine salt, primary amines (methylamine, ethylamine, propylamine, butylamine, ethylenediamine, monoethanolamine, etc.), secondary amines (dimethylamine, diethylamine, dipropylamine, ethylmethylamine, diphenylamine, diethanolamine) Etc.), tertiary amines (trimethylamine, triethylamine, ethyldimethylamine, tributylamine, 1,8-diazabicyclo (5,4,0) -undecene-7, triethanolamine, etc.).

さらに、前記のカルボン酸として、以下の酸を用いることもできる。ギ酸、グルタル酸、アジピン酸、コハク酸、イソフタル酸、安息香酸、フタル酸、テレフタル酸、マレイン酸、トルイル酸、エナント酸、マロン酸、1,6−デカンジカルボン酸や5,6−デカンジカルボン酸等のデカンジカルボン酸、1,7−オクタンジカルボン酸等のオクタンジカルボン酸、アゼライン酸、セバシン酸等のカルボン酸である。また、硼酸、硼酸と多価アルコールより得られる硼酸の多価アルコール錯化合物、リン酸、炭酸、ケイ酸等の無機酸を用いることもできる。これらの中で好ましいのは、デカンジカルボン酸、オクタンジカルボン酸、アゼライン酸、セバシン酸、アジピン酸、グルタル酸、コハク酸、安息香酸、イソフタル酸、ギ酸等の有機カルボン酸、又は、硼酸、硼酸の多価アルコール錯化合物である。   Furthermore, the following acids can also be used as the carboxylic acid. Formic acid, glutaric acid, adipic acid, succinic acid, isophthalic acid, benzoic acid, phthalic acid, terephthalic acid, maleic acid, toluic acid, enanthic acid, malonic acid, 1,6-decanedicarboxylic acid and 5,6-decanedicarboxylic acid Decanedicarboxylic acid such as 1,7-octanedicarboxylic acid, and carboxylic acid such as azelaic acid and sebacic acid. In addition, boric acid, a polyhydric alcohol complex compound of boric acid obtained from boric acid and a polyhydric alcohol, and inorganic acids such as phosphoric acid, carbonic acid, and silicic acid can also be used. Among these, decanedicarboxylic acid, octanedicarboxylic acid, azelaic acid, sebacic acid, adipic acid, glutaric acid, succinic acid, benzoic acid, isophthalic acid, formic acid and other organic carboxylic acids, or boric acid and boric acid are preferred. It is a polyhydric alcohol complex compound.

溶質として、下記式で示される、N−アシルグルタミン酸化合物を用いることができる。この化合物は、炭素数17〜36のN−アシルグルタミン酸及び/又はそのアンモニウム塩並びに有機アンモニウム塩である。尚、式の点線の結合はイオン性結合を示す。

Figure 2017188640
As the solute, an N-acylglutamic acid compound represented by the following formula can be used. This compound is N-acylglutamic acid having 17 to 36 carbon atoms and / or an ammonium salt thereof and an organic ammonium salt. Note that the dotted bond in the formula represents an ionic bond.
Figure 2017188640

式中、R及びRは、水素イオン、アンモニウムイオン又は有機アンモニウムイオンを示し、さらにRとRは互いに同一又はそれぞれ異なっていてもよい。Rは炭素数11又は12のアルキル基、ベンジル基又はナフチル基を示し、Rは水素原子、炭素数1〜12のアルキル基、フェニル基又はベンジル基を示す。前記アルキル基は、直鎖状、分岐鎖状、環状又はこれらの組合せのアルキル基を示す。ここで、Rとして好ましくは炭素数11又は12のアルキル基であり、Rとして好ましくは水素原子である。 In the formula, R 1 and R 2 represent a hydrogen ion, an ammonium ion, or an organic ammonium ion, and R 1 and R 2 may be the same or different from each other. R 3 represents an alkyl group having 11 or 12 carbon atoms, a benzyl group or a naphthyl group, and R 4 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a phenyl group or a benzyl group. The alkyl group represents a linear, branched, cyclic, or a combination thereof. Here, R 3 is preferably an alkyl group having 11 or 12 carbon atoms, and R 4 is preferably a hydrogen atom.

上記式のR及びRの具体例としては、水素イオン(H)、アンモニウムイオン(NH );メチルアミン、エチルアミン、t−ブチルアミン等の一級アミンの第4アンモニウムイオン(一級アミンのプロトン付加体);ジメチルアミン、エチルメチルアミン、ジエチルアミン等の二級アミンの第4アンモニウムイオン(二級アミンのプロトン付加体);トリメチルアミン、ジエチルメチルアミン、エチルジメチルアミン、トリエチルアミン等の三級アミンの第4アンモニウムイオン(三級アミンのプロトン付加体);テトラメチルアンモニウムイオン、トリエチルメチルアンモニウムイオン、テトラエチルアンモニウムイオン等の第四級アンモニウムイオン;1,2,3,4−テトラメチルイミダゾリニウムイオン、1,3,4−トリメチル−2−エチルイミダゾリニウムイオン、1,3−ジメチル−2,4−ジエチルイミダゾリニウムイオン、1,2−ジメチル−3,4−ジエチルイミダゾリニウムイオン、1−メチル−2,3,4−トリエチルイミダゾリニウムイオン、1,2,3,4−テトラエチルイミダゾリニウムイオン、1,2,3−トリメチルイミダゾリニウムイオン、1,3−ジメチル−2−エチルイミダゾリニウムイオン、1−エチル−2,3−ジメチルイミダゾリニウムイオン、1,2,3−トリエチルイミダゾリニウムイオン、4−シアノ−1,2,3−トリメチルイミダゾリニウムイオン、3−シアノメチル−1,2−ジメチルイミダゾリニウムイオン、2−シアノメチル−1,3−ジメチルイミダゾリニウムイオン、4−アセチル−1,2,3−トリメチルイミダゾリニウムイオン、3−アセチルメチル−1,2−ジメチルイミダゾリニウムイオン、4−メチルカルボオキシメチル−1,2,3−トリメチルイミダゾリニウムイオン、3−メチルカルボオキシメチル−1,2−ジメチルイミダゾリニウムイオン、4−メトキシ−1,2,3−トリメチルイミダゾリニウムイオン、3−メトキシメチル−1,2−ジメチルイミダゾリニウムイオン、4−ホルミル−1,2,3−トリメチルイミダゾリニウムイオン、3−ホルミルメチル−1,2−ジメチルイミダゾリニウムイオン、3−ヒドロキシエチル−1,2−ジメチルイミダゾリニウムイオン、4−ヒドロキシメチル−1,2,3−トリメチルイミダゾリニウムイオン、2−ヒドロキシエチル−1,3−ジメチルイミダゾリニウム等のイミダゾリニウムイオン(イミダゾール環を有するカチオン)等が挙げられるが、好ましくは、アンモニウムイオンである。 Specific examples of R 1 and R 2 in the above formula include hydrogen ions (H + ), ammonium ions (NH 4 + ); quaternary ammonium ions of primary amines such as methylamine, ethylamine, and t-butylamine (of primary amines). Proton adduct); quaternary ammonium ions of secondary amines such as dimethylamine, ethylmethylamine, and diethylamine (proton adducts of secondary amine); tertiary amines such as trimethylamine, diethylmethylamine, ethyldimethylamine, and triethylamine Quaternary ammonium ion (proton adduct of tertiary amine); quaternary ammonium ion such as tetramethylammonium ion, triethylmethylammonium ion, tetraethylammonium ion; 1,2,3,4-tetramethylimidazolinium ion, 1,3,4 -Trimethyl-2-ethylimidazolinium ion, 1,3-dimethyl-2,4-diethylimidazolinium ion, 1,2-dimethyl-3,4-diethylimidazolinium ion, 1-methyl-2,3 , 4-triethylimidazolinium ion, 1,2,3,4-tetraethylimidazolinium ion, 1,2,3-trimethylimidazolinium ion, 1,3-dimethyl-2-ethylimidazolinium ion, 1 -Ethyl-2,3-dimethylimidazolinium ion, 1,2,3-triethylimidazolinium ion, 4-cyano-1,2,3-trimethylimidazolinium ion, 3-cyanomethyl-1,2-dimethyl Imidazolinium ion, 2-cyanomethyl-1,3-dimethylimidazolinium ion, 4-acetyl-1,2, -Trimethylimidazolinium ion, 3-acetylmethyl-1,2-dimethylimidazolinium ion, 4-methylcarbooxymethyl-1,2,3-trimethylimidazolinium ion, 3-methylcarbooxymethyl-1, 2-dimethylimidazolinium ion, 4-methoxy-1,2,3-trimethylimidazolinium ion, 3-methoxymethyl-1,2-dimethylimidazolinium ion, 4-formyl-1,2,3-trimethyl Imidazolinium ion, 3-formylmethyl-1,2-dimethylimidazolinium ion, 3-hydroxyethyl-1,2-dimethylimidazolinium ion, 4-hydroxymethyl-1,2,3-trimethylimidazolinium Ion, 2-hydroxyethyl-1,3-dimethylimidazolinium Imidazolinium ions (cations having an imidazole ring), etc. etc., but is preferably an ammonium ion.

溶質として、下記式で示される化合物(α,α’−置換二塩基酸)、又は当該化合物の塩を使用できる。

Figure 2017188640
式中、R,R,R及びRは、それぞれ水素又は炭素数1〜6のアルキル基を示す。ただし、R,R,R,及びRのうち少なくとも1つはアルキル基を示す。 As the solute, a compound represented by the following formula (α, α′-substituted dibasic acid) or a salt of the compound can be used.
Figure 2017188640
In the formula, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 each represent hydrogen or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. However, at least one of R 1 , R 2 , R 3 , and R 4 represents an alkyl group.

は、炭素数4〜16の分岐アルキル基、下記式のいずれかで示される脂肪族環を有する基、

Figure 2017188640
R 0 is a branched alkyl group having 4 to 16 carbon atoms, a group having an aliphatic ring represented by any of the following formulas,
Figure 2017188640

及び、下記式のいずれかで示される芳香族環を有する基

Figure 2017188640
からなる群より選ばれたものである。 And a group having an aromatic ring represented by any of the following formulae:
Figure 2017188640
Is selected from the group consisting of

の炭素数4〜16の分岐アルキル基の例として、下記式で示される分岐アルキル基が挙げられる。

Figure 2017188640
Examples of the branched alkyl group having 4 to 16 carbon atoms of R 0 include a branched alkyl group represented by the following formula.
Figure 2017188640

は、炭素数4〜16の分岐アルキル基であっても、前記の式で示される脂肪族環を有する基(シクロヘキサンジメタノール骨格を有する基、水素添加ビスフェノールA骨格を有する基、トリシクロデカンジメタノール骨格を有する基)であっても、前記の式で示される芳香族環を有する基(ビスフェノールAの両末端OH基の部分に一定数のアルキレンオキシド単位が結合した基)であってもよい。Rが、脂肪族環を有する基である場合、これら脂肪族環の一部が置換されていてもよく、また、Rが、芳香族環を有する基である場合、これら芳香族環の一部が置換されていてもよい。
が分岐アルキル基である場合には、当該基の炭素数が3以下の場合には耐電圧向上効果が低くなり、炭素数が16を超えると溶解性が低くなるので、当該基の炭素数は4〜16であるか、4〜12であることがより好ましい。
R 0 is a branched alkyl group having 4 to 16 carbon atoms, but has a group having an aliphatic ring represented by the above formula (a group having a cyclohexanedimethanol skeleton, a group having a hydrogenated bisphenol A skeleton, a tricyclo group). A group having a decanedimethanol skeleton) having an aromatic ring represented by the above formula (a group in which a certain number of alkylene oxide units are bonded to the OH groups at both ends of bisphenol A), Also good. When R 0 is a group having an aliphatic ring, a part of these aliphatic rings may be substituted, and when R 0 is a group having an aromatic ring, Some may be substituted.
In the case where R 0 is a branched alkyl group, the effect of improving the withstand voltage is lowered when the number of carbons in the group is 3 or less, and the solubility is lowered when the number of carbons exceeds 16. The number is 4-16 or more preferably 4-12.

上記式中のR、R、R、Rは、水素、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基等であり、これらのうち単独又は、二種類以上を含んでもよく、R、R、R、Rの少なくとも1つはアルキル基であることがより好ましく、RとRの少なくとも1つ及びRとRの少なくとも1つがアルキル基であることが特に好ましい。カルボキシル基のα位にアルキル基がある場合は、アルキル基の嵩高さから立体障害が生じ、また、電子供与性基が隣接することにより、溶媒であるエチレングリコールのOH基とのエステル化反応が抑制されるメリットがある。 R 1 , R 2 , R 3 , and R 4 in the above formula are hydrogen, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, hexyl group, etc., and may include one or more of them. , R 1 , R 2 , R 3 , R 4 are more preferably an alkyl group, and at least one of R 1 and R 2 and at least one of R 3 and R 4 are an alkyl group Is particularly preferred. When there is an alkyl group at the α-position of the carboxyl group, steric hindrance occurs due to the bulkiness of the alkyl group, and due to the adjacent electron-donating group, the esterification reaction with the OH group of ethylene glycol, which is the solvent, occurs There is merit to be suppressed.

上記のα,α’−置換二塩基酸の好ましい塩としては、2アンモニウム塩の他、メチルアミン、エチルアミン、t−ブチルアミン等の一級アミン塩、ジメチルアミン、エチルメチルアミン、ジエチルアミン等の二級アミン塩、トリメチルアミン、ジエチルメチルアミン、エチルジメチルアミン、トリエチルアミン等の三級アミン塩、テトラメチルアンモニウム、トリエチルメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム等の四級アンモニウム塩、イミダゾリニウム塩、イミダゾリウム塩等の溶融塩が挙げられ、特に好ましいのは2アンモニウム塩である。   Preferred salts of the above α, α′-substituted dibasic acids include diammonium salts, primary amine salts such as methylamine, ethylamine and t-butylamine, and secondary amines such as dimethylamine, ethylmethylamine and diethylamine. Salts, tertiary amine salts such as trimethylamine, diethylmethylamine, ethyldimethylamine, and triethylamine, quaternary ammonium salts such as tetramethylammonium, triethylmethylammonium, and tetraethylammonium, molten salts such as imidazolinium salts and imidazolium salts Particularly preferred are the diammonium salts.

溶質は、上記の電解質を1種のみ含んでも、2種以上含んでいてもよい。
電解液において、溶媒量と溶質量は、電解液の用途及び使用電圧等により異なるため、特に制限されないが、溶媒量は50.0〜99.5質量%、溶質量は0.5〜50.0質量%が好ましい。
The solute may contain only one type of the above electrolyte or two or more types.
In the electrolytic solution, the amount of solvent and the dissolved mass differ depending on the use of the electrolytic solution and the operating voltage, and are not particularly limited. However, the amount of solvent is 50.0 to 99.5% by mass, and the dissolved mass is 0.5 to 50. 0% by mass is preferred.

<添加剤>
電解液を電解コンデンサに用いるとき、電解コンデンサの寿命特性を安定化する目的で、ニトロフェノール、ニトロ安息香酸、ニトロアセトフェノン、ニトロベンジルアルコール、2−(ニトロフェノキシ)エタノール、ニトロアニソール、ニトロフェネトール、ニトロトルエン、ジニトロベンゼン等の芳香族ニトロ化合物を添加することができる。
<Additives>
When the electrolytic solution is used in an electrolytic capacitor, nitrophenol, nitrobenzoic acid, nitroacetophenone, nitrobenzyl alcohol, 2- (nitrophenoxy) ethanol, nitroanisole, nitrophenetole, Aromatic nitro compounds such as nitrotoluene and dinitrobenzene can be added.

また、電解コンデンサの安全性向上を目的として、電解液の耐電圧向上を図ることができる非イオン性界面活性剤、多価アルコールと酸化エチレン及び/又は酸化プロピレンを付加重合して得られるポリオキシアルキレン多価アルコールエーテル化合物、ポリビニルアルコールを添加することもできる。   In addition, for the purpose of improving the safety of electrolytic capacitors, nonionic surfactants that can improve the withstand voltage of electrolytic solutions, polyoxygens obtained by addition polymerization of polyhydric alcohols and ethylene oxide and / or propylene oxide An alkylene polyhydric alcohol ether compound and polyvinyl alcohol can also be added.

さらに、添加剤としては、オルトリン酸、亜リン酸、次亜リン酸、ピロリン酸、ポリリン酸、リン酸メチル、リン酸エチル、リン酸ブチル、リン酸イソプロピル、リン酸ジブチル、リン酸ジオクチル等のリン酸化合物、ホウ酸及びその錯化合物等のホウ酸化合物、マンニトール、ソルビトール、キシリトール、ペンタエリスリトール、ポリビニルアルコール等の多価アルコール類、p−ニトロ安息香酸、m−ニトロアセトフェノン等のニトロ化合物類、コロイダルシリカ、アルミノシリケートやシリコーン化合物(例えば、反応性シリコーンであるヒドロキシ変性シリコーン、アミノ変性シリコーン、カルボキシル変性シリコーン、アルコール変性シリコーン、エポキシ変性シリコーン等)やシランカップリング剤(例えば、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン等)等のケイ素化合物等が挙げられる。   Furthermore, as additives, orthophosphoric acid, phosphorous acid, hypophosphorous acid, pyrophosphoric acid, polyphosphoric acid, methyl phosphate, ethyl phosphate, butyl phosphate, isopropyl phosphate, dibutyl phosphate, dioctyl phosphate, etc. Boric acid compounds such as phosphoric acid compounds, boric acid and complex compounds thereof, polyhydric alcohols such as mannitol, sorbitol, xylitol, pentaerythritol, polyvinyl alcohol, nitro compounds such as p-nitrobenzoic acid, m-nitroacetophenone, Colloidal silica, aluminosilicate and silicone compounds (for example, reactive-modified hydroxy-modified silicone, amino-modified silicone, carboxyl-modified silicone, alcohol-modified silicone, epoxy-modified silicone, etc.) and silane coupling agents (for example, 3-glycidoxy Trimethoxysilane, vinyl trimethoxysilane, ethyl triethoxysilane, etc.) silicon compounds such as and the like.

必要に応じて電解液に高級二塩基酸であるアジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、1,6−デカンジカルボン酸、5,6−デカンジカルボン酸、7−ビニルヘキサデセン−1,16−ジカルボン酸等の脂肪族カルボン酸、安息香酸等の芳香族カルボン酸、又はその塩を含有させることもできる。   Adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, 1,6-decanedicarboxylic acid, 5,6-decanedicarboxylic acid, 7-vinylhexadecene-1,16-dicarboxylic acid, etc., which are higher dibasic acids as required in the electrolyte An aromatic carboxylic acid such as an aliphatic carboxylic acid or benzoic acid, or a salt thereof can also be contained.

本発明の電解液を電解コンデンサに用いる場合、漏れ電流の低減、耐電圧の向上、ガス吸収剤の目的で種々の添加剤を加えることができ、これら添加剤として、リン酸化合物、ホウ酸化合物、多価アルコール類、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレングリコールのランダム共重合体及びブロック共重合体に代表される高分子化合物、ニトロ化合物等が挙げられる。   When the electrolytic solution of the present invention is used in an electrolytic capacitor, various additives can be added for the purpose of reducing leakage current, improving withstand voltage, and gas absorbents. Examples of these additives include phosphoric acid compounds and boric acid compounds. , Polyhydric alcohols, polyvinyl alcohol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyoxyethylene, polymer compounds represented by random copolymers and block copolymers of polyoxypropylene glycol, nitro compounds, and the like.

<電極箔>
電解コンデンサに用いられる電極箔としては、特に限定されず、例えばアルミニウム、チタン、ニオブ、タンタル等が挙げられる。
<Electrode foil>
It does not specifically limit as electrode foil used for an electrolytic capacitor, For example, aluminum, titanium, niobium, a tantalum etc. are mentioned.

本発明の電解液は、コンデンサ(例えば液体型電解コンデンサ、ハイブリッド型アルミ電解コンデンサ)、キャパシタ、リチウムイオン電池等の蓄電デバイスに用いることができる。特に、高温での耐久性が求められる液体型コンデンサに本発明は有用である。例えば、液体型アルミ電解コンデンサに用いることができる。   The electrolytic solution of the present invention can be used for power storage devices such as capacitors (for example, liquid electrolytic capacitors, hybrid aluminum electrolytic capacitors), capacitors, lithium ion batteries and the like. In particular, the present invention is useful for liquid capacitors that require durability at high temperatures. For example, it can be used for a liquid type aluminum electrolytic capacitor.

液体型アルミ電解コンデンサは、一般に、表面に酸化皮膜層が形成されたアルミニウム陽極箔と、アルミニウム陰極箔を、セパレータを介して巻回してコンデンサ素子とし、このコンデンサ素子に電解液を含浸させたものである。   A liquid type aluminum electrolytic capacitor is generally an aluminum anode foil having an oxide film layer formed on the surface thereof and an aluminum cathode foil wound through a separator to form a capacitor element, which is impregnated with an electrolytic solution. It is.

このようなコンデンサは、以下の方法で製造できる。
まず、アルミニウム箔の表面に誘電体酸化皮膜を形成させた陽極箔とアルミニウム陰極箔に陽極リード及び陰極リードをそれぞれ接合し、続いて、該箔を、セパレータを介して巻回させた後、本発明の電解液を含浸させてコンデンサ素子を得る。
Such a capacitor can be manufactured by the following method.
First, an anode lead and a cathode lead were respectively joined to an anode foil and an aluminum cathode foil having a dielectric oxide film formed on the surface of the aluminum foil, and then the foil was wound through a separator, A capacitor element is obtained by impregnating the electrolytic solution of the invention.

ついで、上記素子を金属製の円筒型容器内に載置し、封口ゴムに陽陰極リードを貫通させて、開口部を密封し、アルミニウム電解コンデンサを完成する。   Next, the element is placed in a metal cylindrical container, the positive electrode lead is passed through the sealing rubber, the opening is sealed, and the aluminum electrolytic capacitor is completed.

本発明の液体型電解コンデンサは、固体アルミ電解コンデンサやハイブリッド型アルミ電解コンデンサに比べ、静電容量が高いという利点がある。   The liquid electrolytic capacitor of the present invention has an advantage of higher electrostatic capacity than solid aluminum electrolytic capacitors and hybrid aluminum electrolytic capacitors.

本発明のハイブリッド型アルミ電解コンデンサは、液体型電解コンデンサに対して、導電性高分子コンデンサと同等レベルでESR(等価直列抵抗)が低く、リプル電流が高いという利点がある。   The hybrid aluminum electrolytic capacitor of the present invention has the advantages that the ESR (equivalent series resistance) is low and the ripple current is high at the same level as the conductive polymer capacitor, compared to the liquid electrolytic capacitor.

本発明のキャパシタは、コンデンサに比べると出力密度の点においては劣るが、エネルギー密度が高いという利点がある。   The capacitor of the present invention is inferior in terms of output density as compared with the capacitor, but has an advantage of high energy density.

本発明のリチウムイオン電池は、コンデンサ、キャパシタに対して、エネルギー密度が極めて高いという利点がある。   The lithium ion battery of the present invention has an advantage that the energy density is extremely high as compared with a capacitor and a capacitor.

以下、本発明を実施例と比較例を用いて説明する。しかしながら、本発明はこれら実施例に限定されない。   Hereinafter, the present invention will be described using examples and comparative examples. However, the present invention is not limited to these examples.

実施例1〜3、比較例1,2
溶質としてフタル酸テトラエチルアンモニウムを0.5g、添加物として五酸化二リンを0.01g、溶媒として表1に示す溶媒成分を10ml用いて、これらを混合して、電解液を作製した。
表1に示す溶媒成分の重量平均分子量、構造及び組成は、GPC(ポリスチレン換算)、H−NMR及び13C−NMRにより分析した。
Examples 1 to 3, Comparative Examples 1 and 2
Using 0.5 g of tetraethylammonium phthalate as a solute, 0.01 g of diphosphorus pentoxide as an additive, and 10 ml of a solvent component shown in Table 1 as a solvent, these were mixed to prepare an electrolytic solution.
The weight average molecular weight, structure and composition of the solvent components shown in Table 1 were analyzed by GPC (polystyrene conversion), 1 H-NMR and 13 C-NMR.

Figure 2017188640
Figure 2017188640

評価例1(耐熱性の評価)
自動蒸留試験器ADU 5(アントンパール社製)を用いて、上記表1に記載の溶媒成分の沸点を測定した。結果を表1に記載する。表2の結果より、各溶媒成分を使用した電解液を含むアルミ電解コンデンサを150℃で動作させる場合を想定すると、比較例1のGBL、比較例2のSFではコンデンサの内圧が上昇して封口ブチルゴムから溶媒成分が外部に蒸散しコンデンサ電解液の量が減少し、電解質濃度が増加するが、実施例1のPPG/PEG、実施例2のPVEでは外部には流出せず、電解液量減少、濃度増加が生じないことがわかる。
Evaluation Example 1 (Evaluation of heat resistance)
The boiling points of the solvent components described in Table 1 were measured using an automatic distillation tester ADU 5 (manufactured by Anton Paar). The results are listed in Table 1. From the results of Table 2, assuming that an aluminum electrolytic capacitor containing an electrolytic solution using each solvent component is operated at 150 ° C., the internal pressure of the capacitor is increased in the GBL of Comparative Example 1 and the SF of Comparative Example 2 due to the sealing. The solvent component evaporates from the butyl rubber to reduce the amount of the capacitor electrolyte, and the electrolyte concentration increases. However, the PPG / PEG of Example 1 and the PVE of Example 2 do not flow out to the outside, and the amount of electrolyte decreases. It can be seen that no increase in concentration occurs.

Figure 2017188640
Figure 2017188640

評価例2(膨潤性の評価)
評価例1で使用した溶媒成分の内、PPG/PEG(実施例1)、PVE(実施例2)をそれぞれ、容量20ccのスクリュー管瓶に5g入れて、その中にブチルゴム片(3mm厚×10mm×10mm、八幡ねじ製)を7日間浸漬して、ブチルゴム片の浸漬前の重量と浸漬後の重量から重量変化を測定した。結果を表3に記載する。表3よりPPG/PVEに比べてPVEの方が、封口ブチルゴムからの可塑剤等の添加剤の溶出が少なく、変質、劣化も少ないことがわかる。従って、封口ゴムにこれらの溶媒成分が直接触れた場合にはPVEの方が、封口ゴムに対する劣化促進の影響が小さく、結果としてアルミ電解コンデンサの寿命、耐久性が高くなる。
Evaluation Example 2 (Evaluation of swelling)
Among the solvent components used in Evaluation Example 1, 5 g of PPG / PEG (Example 1) and PVE (Example 2) were put in a screw tube bottle with a capacity of 20 cc, and a butyl rubber piece (3 mm thickness × 10 mm) therein. X 10 mm, manufactured by Yawata Screw) was immersed for 7 days, and the change in weight was measured from the weight before immersion of the butyl rubber piece and the weight after immersion. The results are listed in Table 3. From Table 3, it can be seen that PVE has less elution of additives such as plasticizers from the sealed butyl rubber, and less alteration and deterioration than PPG / PVE. Therefore, when these solvent components are in direct contact with the sealing rubber, PVE has a smaller effect of promoting deterioration on the sealing rubber, and as a result, the life and durability of the aluminum electrolytic capacitor are increased.

Figure 2017188640
Figure 2017188640

評価例3(耐低温性の評価)
ポリアルキレングリコールのホモ重合体と共重合体の耐低温性を比較した。
PPG/PEG(実施例2)とPEG(実施例3)の低温での状態を目視により観測した。2種の溶媒成分を比較すると、−50℃においてPPG/PEGは液体であるが、PEGは凝固点が38〜41℃であるため固体である。これらの低温における状態より、PEGは凝固点以下の温度ではアルミ電解コンデンサの電解液の溶媒成分として機能しないが、PPG/PEGは−50℃においても機能する。
Evaluation Example 3 (Evaluation of low temperature resistance)
The low temperature resistance of polyalkylene glycol homopolymer and copolymer was compared.
The state of PPG / PEG (Example 2) and PEG (Example 3) at low temperatures was visually observed. Comparing the two solvent components, PPG / PEG is liquid at −50 ° C., but PEG is solid because its freezing point is 38 to 41 ° C. From these low temperature conditions, PEG does not function as a solvent component of the electrolytic solution of the aluminum electrolytic capacitor at temperatures below the freezing point, but PPG / PEG functions even at -50 ° C.

Figure 2017188640
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評価例4(ハロゲン分析)
評価例1で使用した溶媒成分のうち、PPG/PEG(実施例1)及びPVE(実施例2)それぞれ50mgを前処理燃焼装置(三菱化学アナリテック社製、製品名「AQF−100」)で燃焼させ、その燃焼ガスを吸収させた水溶液をイオンクロマトグラフィー(サーモフィッシャーサイエンティフィック社製、製品名「DX−120」)で測定し、溶媒成分中のハロゲン分を測定した。本測定条件の定量下限界はF、Clについては2ppm、Br、Iについては1ppmである。
得られた結果を表5に示す。
Evaluation Example 4 (Halogen Analysis)
Of the solvent components used in Evaluation Example 1, 50 mg each of PPG / PEG (Example 1) and PVE (Example 2) is pretreated with a combustion apparatus (product name “AQF-100” manufactured by Mitsubishi Chemical Analytech Co., Ltd.). The aqueous solution in which the combustion gas was burned and absorbed was measured by ion chromatography (manufactured by Thermo Fisher Scientific, product name “DX-120”), and the halogen content in the solvent component was measured. The lower limit of determination of this measurement condition is 2 ppm for F and Cl, and 1 ppm for Br and I.
The results obtained are shown in Table 5.

Figure 2017188640
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評価例5(金属分析)
評価例1で使用した溶媒成分のうち、PPG/PEG(実施例1)及びPVE(実施例2)それぞれ2.5gに濃硫酸を2.5g添加し、ホットプレートで加熱乾固後、電気炉で550℃12時間かけて灰化した。放冷後、アルカリ融剤として四ホウ酸リチウムとフッ化リチウムの混合物を0.1g添加し、電気炉で溶融させた後、酒石酸・硝酸混合溶液を15mL添加し加熱撹拌し、試料を溶解した。溶液を25mLにメスアップして測定用水溶液サンプルとした。測定用水溶液を用いてICP−OES装置(アジレント・テクノロジー社製、製品名「5100 ICP−OES」)で測定を行い、溶媒成分に含まれる金属分を算出した。
得られた結果を表6−1、表6−2、表6−3及び表6−4に示す。
Evaluation Example 5 (metal analysis)
Of the solvent components used in Evaluation Example 1, 2.5 g of concentrated sulfuric acid was added to 2.5 g of each of PPG / PEG (Example 1) and PVE (Example 2), heated to dryness on a hot plate, and then an electric furnace At 550 ° C. for 12 hours. After allowing to cool, 0.1 g of a mixture of lithium tetraborate and lithium fluoride as an alkali flux was added and melted in an electric furnace, and then 15 mL of a tartaric acid / nitric acid mixed solution was added and stirred with heating to dissolve the sample. . The solution was made up to 25 mL and used as an aqueous solution sample for measurement. Measurement was performed with an ICP-OES apparatus (manufactured by Agilent Technologies, product name “5100 ICP-OES”) using the measurement aqueous solution, and the metal content contained in the solvent component was calculated.
The obtained results are shown in Table 6-1, Table 6-2, Table 6-3, and Table 6-4.

Figure 2017188640
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本発明の電解液は各種蓄電デバイスに用いることができる。本発明の電解コンデンサは、電気・電子回路基板に実装される回路素子、特に、自動車等に搭載される回路素子として用いることができる。   The electrolytic solution of the present invention can be used for various power storage devices. The electrolytic capacitor of the present invention can be used as a circuit element mounted on an electric / electronic circuit board, particularly as a circuit element mounted on an automobile or the like.

Claims (10)

下記式(1)で表される繰返し構造を有し、末端構造は水素、水酸基又はアルコキシ基である化合物A、及び/又は
下記式(2)で表される繰返し構造を有し、末端構造は水素、水酸基又はアルコキシ基である化合物B
を、溶媒成分として含む電解液。
Figure 2017188640
(式(1)中、Rは、水素;炭素数1〜20の直鎖状炭化水素基;炭素数3〜20の分岐状炭化水素基;炭素数3〜20の環状炭化水素基;炭素数1〜20のアルコキシル基;又は炭素数1〜20の直鎖状炭化水素基、炭素数3〜20の分岐状炭化水素基、炭素数3〜20の環状炭化水素基、及び炭素数1〜20のアルコキシル基から選択される2以上の置換基が組み合わさってなる基である。複数存在するRは互いに同じでも異なってもよい。
nは、平均繰返し数であり、5〜1000の数である。)
(式(2)中、Rは、炭素数1〜20の直鎖状炭化水素基;炭素数3〜20の分岐状炭化水素基;炭素数3〜20の環状炭化水素基;炭素数1〜20の直鎖状炭化水素基、炭素数3〜20の分岐状炭化水素基、及び炭素数3〜20の環状炭化水素基から選択される2以上の置換基が組み合わさってなる基;又は炭素数1〜20の直鎖状炭化水素基、炭素数3〜20の分岐状炭化水素基、及び炭素数3〜20の環状炭化水素基から選択される2以上の置換基が組み合わさってなる基と、炭素数1〜20のアルコキシル基が結合した基である。複数存在するRは互いに同じでも異なってもよい。
mは、平均繰返し数であり、5〜1000の数である。)
The compound has a repeating structure represented by the following formula (1), the terminal structure is a compound A which is hydrogen, a hydroxyl group or an alkoxy group, and / or has a repeating structure represented by the following formula (2), and the terminal structure is Compound B which is hydrogen, hydroxyl group or alkoxy group
Electrolyte solution containing as a solvent component.
Figure 2017188640
(In Formula (1), R 1 is hydrogen; a linear hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms; a branched hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms; a cyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms; carbon A C1-C20 linear hydrocarbon group, a C3-C20 branched hydrocarbon group, a C3-C20 cyclic hydrocarbon group, and a C1-C20 alkoxyl group; It is a group formed by combining two or more substituents selected from 20 alkoxyl groups, and a plurality of R 1 may be the same or different.
n is an average number of repetitions, and is a number of 5 to 1000. )
(In the formula (2), R 2 represents a linear hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms; a branched hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms; a cyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms; A group formed by combining two or more substituents selected from a linear hydrocarbon group of -20, a branched hydrocarbon group of 3 to 20 carbon atoms, and a cyclic hydrocarbon group of 3 to 20 carbon atoms; or Two or more substituents selected from a linear hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, a branched hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms, and a cyclic hydrocarbon group having 3 to 20 carbon atoms are combined. A group bonded to an alkoxyl group having 1 to 20 carbon atoms, and a plurality of R 2 may be the same or different from each other.
m is an average number of repetitions, and is a number of 5 to 1000. )
前記化合物Aが、下記式(1a)で表される繰返し構造と、下記式(1b)で表される繰返し構造を有し、
前記式(1a)で表される繰返し構造と、前記式(1b)で表される繰返し構造のモル比は、99:1〜1:99であり、
末端構造は水素、水酸基又はアルコキシ基である共重合体である請求項1に記載の電解液。
Figure 2017188640
(式(1a)及び式(1b)中、R11及びR12は、式(1)のRと同じであるが、R11とR12は互いに異なる。R11が複数のときR11は互いに同じでも異なってもよい。R12が複数のときR12は互いに同じでも異なってもよい。)
Compound A has a repeating structure represented by the following formula (1a) and a repeating structure represented by the following formula (1b),
The molar ratio of the repeating structure represented by the formula (1a) and the repeating structure represented by the formula (1b) is 99: 1 to 1:99,
The electrolytic solution according to claim 1, wherein the terminal structure is a copolymer having hydrogen, a hydroxyl group, or an alkoxy group.
Figure 2017188640
(In the formula (1a) and the formula (1b), R 11 and R 12 are the same as R 1 of formula (1), when different .R 11 R 11 and R 12 are each of a plurality R 11 is together when good .R 12 be the same or different is a multiple R 12 may be the same or different.)
前記化合物Bを含む請求項1又は2に記載の電解液。   The electrolytic solution according to claim 1 or 2, comprising the compound B. 前記溶媒成分に含まれるAg、Al、Ba、Ca、Cd、Co、Cr、Cu、Fe、K、Mg、Mn、Mo、Na、Ni、Pb、Sn、V及びZnの含有量が、それぞれ1ppm以下である請求項1〜3のいずれかに記載の電解液。   The contents of Ag, Al, Ba, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Mo, Na, Ni, Pb, Sn, V, and Zn contained in the solvent component are each 1 ppm. The electrolytic solution according to claim 1, which is: 前記溶媒成分に含まれるフッ素、塩素、臭素及びヨウ素の含有量が、それぞれ2ppm以下である請求項1〜4のいずれかに記載の電解液。   5. The electrolytic solution according to claim 1, wherein the content of fluorine, chlorine, bromine and iodine contained in the solvent component is 2 ppm or less. 請求項1〜5のいずれかに記載の電解液を含む蓄電デバイス。   The electrical storage device containing the electrolyte solution in any one of Claims 1-5. 請求項1〜5のいずれかに記載の電解液を含むアルミ電解コンデンサ。   The aluminum electrolytic capacitor containing the electrolyte solution in any one of Claims 1-5. 請求項1〜5のいずれかに記載の電解液を含む、液系アルミ電解コンデンサ又はハイブリッド型アルミ電解コンデンサ。   A liquid aluminum electrolytic capacitor or a hybrid aluminum electrolytic capacitor comprising the electrolytic solution according to claim 1. 請求項1〜5のいずれかに記載の電解液を含むキャパシタ。   The capacitor containing the electrolyte solution in any one of Claims 1-5. 請求項1〜5のいずれかに記載の電解液を含むリチウムイオン電池。   The lithium ion battery containing the electrolyte solution in any one of Claims 1-5.
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