CN101473391B - 铝电解电容器用电解液及使用该电解液的铝电解电容器 - Google Patents

铝电解电容器用电解液及使用该电解液的铝电解电容器 Download PDF

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Abstract

本发明提供将在30℃下的电解液的比电导率维持在4～25mS/cm且火花电压高、无需担心电容器部件腐蚀的铝电解电容器用电解液及使用该电解液的铝电解电容器。即，本发明的电解液的特征在于，含有电解质(C)及有机溶剂(D)，所述电解质(C)由下述通式(1)或(2)表示的烷基磷酸酯阴离子(A)和阳离子(B)构成，该电解液中所含的磷酸的含量为1重量％以下。R1是碳原子数为1～10的烷基，R2是氢原子或碳原子数为1～10的烷基。

Description

铝电解电容器用电解液及使用该电解液的铝电解电容器
技术领域
本发明涉及电解电容器用电解液及使用该电解液的电解电容器。
背景技术
近年，随着车载电装用电源或数码家电的使用电压上升，人们越来越要求将电解液的比电导率维持在4mS/cm以上且电解液的火花电压高的电解液。
作为上述铝电解电容器用电解液，已知含有电解质和有机溶剂的电解液，所述电解质由具有N，N，N’-取代脒基的化合物{例如1-甲基咪唑、1，2-二甲基咪唑啉等}季盐和苯二甲酸构成(专利文献1)。
还已知含有由四氟铝酸离子构成的电解质和有机溶剂的电解液(专利文献2)。
【专利文献1】国际公开第95/15572号小册子
【专利文献2】特开2003-142346
发明内容
前者的电解液具有火花电压过低的问题。
另外，后者的电解液虽然火花电压高，但具有下述问题：四氟铝酸水解产生氟化氢，腐蚀作为电解电容器的阳极箔的氧化铝。
本发明的课题在于提供将在30℃下的电解液的比电导率维持在4～25mS/cm且火花电压高、无需担心电容器部件腐蚀的铝电解电容器用电解液及使用该电解液的铝电解电容器。
本发明人等为了解决上述课题而进行了潜心研究，结果完成了本发明。即，本发明是一种电解液以及使用该电解液的铝电解电容器，其特征在于，所述电解液含有电解质(C)及有机溶剂(D)，所述电解质(C)由下述通式(1)或(2)表示的烷基磷酸酯的阴离子(A)和阳离子(B)构成，其中，该电解液中所含的磷酸的含量为1重量％以下。
Figure G200780023290XD00021
[式中，R1是碳原子数为1～10的烷基，R2是氢原子或碳原子数为1～10的烷基。]
本发明的电解液将30℃下的电解液的比电导率维持在4～25mS/cm并且火花电压高，无需担心电容器部件腐蚀。
具体实施方式
<烷基磷酸酯的阴离子(A)>
从比电导率和火花电压的观点考虑，烷基(R1、R2)的碳原子数为1～10，优选为1～8，更优选为1～6，特别优选为1～4。需要说明的是，碳原子数越小，比电导率和火花电压越高。
由于磷酸腐蚀电容器部件{特别是作为铝电解电容器的阳极的氧化铝箔}，所以需要在烷基磷酸酯阴离子中具有至少1个烷基。与电容器的使用的同时(包括在125℃下的负荷试验)，烷基磷酸酯阴离子(A)水解，有磷酸增加的倾向，所以烷基磷酸酯阴离子(A)优选为通式(2)表示的阴离子，更优选为R1及R2均是烷基的阴离子。
导致电容器部件(特别是氧化铝箔)腐蚀的磷酸相对于电解液的重量为1重量％(以下也将重量％记载为wt％)以下，优选为0.5wt％以下，更优选为0.1wt％以下。在该范围内时，即使长期使用电容器(包括长期可靠性试验)，也难以进一步发生电性不良的情况(电极箔腐蚀导致短路等)。
作为烷基磷酸酯阴离子(A)，包括(1)单烷基磷酸酯的单阴离子和二阴离子以及(2)二烷基磷酸酯的单阴离子。
(1)单烷基磷酸酯{对应于通式(1)表示的烷基磷酸酯阴离子(二阴离子)及通式(2)表示的烷基磷酸酯(R2为氢原子；单阴离子)。}
单甲基磷酸酯、单乙基磷酸酯、单丙基磷酸酯[单(正丙基)磷酸酯、单(异丙基)磷酸酯]、单丁基磷酸酯[单(正丁基)磷酸酯、单(异丁基)磷酸酯、及单(叔丁基)磷酸酯]、单戊基磷酸酯、单己基磷酸酯、单庚基磷酸酯、单辛基磷酸酯[单(2-乙基己基)磷酸酯等]等。
(2)二烷基磷酸酯{对应于通式(2)表示的烷基磷酸酯阴离子(单阴离子)。}
二甲基磷酸酯、二乙基磷酸酯、二丙基磷酸酯[二(正丙基)磷酸酯、二(异丙基)磷酸酯]、二丁基磷酸酯[二(正丁基)磷酸酯、二(异丁基)磷酸酯及二(叔丁基)磷酸酯]、二戊基磷酸酯、二己基磷酸酯、二庚基磷酸酯、二辛基磷酸酯[双(2-乙基己基)磷酸酯等]等。
烷基磷酸酯阴离子(A)可以用一种或并用二种以上，还可以为单阴离子和二阴离子的混合物。
上述阴离子中，优选通式(2)中R1及R2是碳原子数为1～8的烷基的单阴离子，更优选为二甲基磷酸酯阴离子、二乙基磷酸酯阴离子、二(正丙基)磷酸酯阴离子、二(异丙基)磷酸酯阴离子、二(正丁基)磷酸酯阴离子、二(异丁基)磷酸酯阴离子、二(叔丁基)磷酸酯阴离子及双(2-乙基己基)磷酸酯阴离子。
通常能工业获得的烷基磷酸酯为单烷基磷酸酯、二烷基磷酸酯及三烷基磷酸酯的混合物，但本发明中，作为烷基磷酸酯阴离子(A)，优选使用二烷基磷酸酯。得到二烷基磷酸酯阴离子的方法没有特别限定，优选通过混合咪唑鎓盐{单甲基碳酸盐、氢氧化物盐等}和能工业获得的三烷基磷酸酯，进行水解，得到咪唑鎓阳离子和二烷基磷酸酯阴离子的盐的方法。
<阳离子(B)>
作为阳离子(B)，可以使用脒鎓阳离子(B1)、鏻阳离子及季铵阳离子等。
作为脒鎓阳离子(B1)，包含(1)咪唑鎓阳离子及(2)咪唑鎓阳离子。
(1)咪唑鎓阳离子
1，2，3，4-四甲基咪唑鎓、1，3，4-三甲基-2-乙基咪唑鎓、1，3-二甲基-2，4-二乙基咪唑鎓、1，2-二甲基-3，4-二乙基咪唑鎓、1-甲基-2，3，4-三乙基咪唑鎓、1，2，3，4-四乙基咪唑鎓、1，2，3-三甲基咪唑鎓、1，3-二甲基-2-乙基咪唑鎓、1-乙基-2，3-二甲基咪唑鎓、1，2，3-三乙基咪唑鎓、4-氰基-1，2，3-三甲基咪唑鎓、3-氰基甲基-1，2-二甲基咪唑鎓、2-氰基甲基-1，3-二甲基咪唑鎓、4-乙酰基-1，2，3-三甲基咪唑鎓、3-乙酰基甲基-1，2-二甲基咪唑鎓、4-甲基羧基甲基-1，2，3-三甲基咪唑鎓、3-甲基羧基甲基-1，2-二甲基咪唑鎓、4-甲氧基-1，2，3-三甲基咪唑鎓、3-甲氧基甲基-1，2-二甲基咪唑鎓、4-甲酰基-1，2，3-三甲基咪唑鎓、3-甲酰基甲基-1，2-二甲基咪唑鎓、3-羟基乙基-1，2-二甲基咪唑鎓、4-羟基甲基-1，2，3-三甲基咪唑鎓、2-羟基乙基-1，3-二甲基咪唑鎓等。
(2)咪唑鎓阳离子
1，3-二甲基咪唑鎓、1，3-二乙基咪唑鎓、1-乙基-3-甲基咪唑鎓、1，2，3-三甲基咪唑鎓、1，2，3，4-四甲基咪唑鎓、1，3-二甲基-2-乙基咪唑鎓、1-乙基-2，3-二甲基-咪唑鎓、1，2，3-三乙基咪唑鎓、1，2，3，4-四乙基咪唑鎓、1，3-二甲基-2-苯基咪唑鎓、1，3-二甲基-2-苄基咪唑鎓、1-苄基-2，3-二甲基-咪唑鎓、4-氰基-1，2，3-三甲基咪唑鎓、3-氰基甲基-1，2-二甲基咪唑鎓、2-氰基甲基-1，3-二甲基-咪唑鎓、4-乙酰基-1，2，3-三甲基咪唑鎓、3-乙酰基甲基-1，2-二甲基咪唑鎓、4-甲基羧基甲基-1，2，3-三甲基咪唑鎓、3-甲基羧基甲基-1，2-二甲基咪唑鎓、4-甲氧基-1，2，3-三甲基咪唑鎓、3-甲氧基甲基-1，2-二甲基咪唑鎓、4-甲酰基-1，2，3-三甲基咪唑鎓、3-甲酰基甲基-1，2-二甲基咪唑鎓、3-羟基乙基-1，2-二甲基咪唑鎓、4-羟基甲基-1，2，3-三甲基咪唑鎓、2-羟基乙基-1，3-二甲基咪唑鎓等。
作为鏻阳离子，可以举出具有碳原子数为1～4的烷基的四烷基鏻阳离子{四甲基鏻、四乙基鏻及三乙基甲基鏻等}。
作为季铵阳离子，可以举出具有碳原子数为1～4的烷基的四烷基铵阳离子{四甲基铵、四乙基铵及三乙基甲基铵等}等。
脒鎓阳离子可以使用一种或并用二种以上。上述脒鎓阳离子中，优选为脒鎓阳离子(B1)，更优选为1，2，3，4-四甲基咪唑鎓阳离子、1-乙基-2，3-二甲基咪唑鎓阳离子、1-乙基-3-甲基咪唑鎓阳离子、1-乙基-2，3-二甲基咪唑鎓阳离子。
<电解质(C)>
作为烷基磷酸酯阴离子(A)和阳离子(B)的组合，可以举出单阴离子和单阳离子、二阴离子和单阳离子、单阴离子与二阴离子的混合物和单阳离子等。
作为电解质(C)，可以举出1，2，3，4-四甲基咪唑鎓·单甲基磷酸酯阴离子、1，2，3，4-四甲基咪唑鎓·二甲基磷酸酯阴离子、1，2，3，4-四甲基咪唑鎓·单乙基磷酸酯阴离子、1，2，3，4-四甲基咪唑鎓·二乙基磷酸酯阴离子、1，2，3，4-四甲基咪唑鎓·单(正丙基)磷酸酯阴离子、1，2，3，4-四甲基咪唑鎓·二(正丙基)磷酸酯阴离子、1，2，3，4-四甲基咪唑鎓·单(异丙基)磷酸酯阴离子、1，2，3，4-四甲基咪唑鎓·二(异丙基)磷酸酯阴离子、1，2，3，4-四甲基咪唑鎓·单(正丁基)磷酸酯阴离子、1，2，3，4-四甲基咪唑鎓·二(正丁基)磷酸酯阴离子、1，2，3，4-四甲基咪唑鎓·单(异丁基)磷酸酯阴离子、1，2，3，4-四甲基咪唑鎓·二(异丁基)磷酸酯阴离子、1，2，3，4-四甲基咪唑鎓·单(叔丁基)磷酸酯阴离子、1，2，3，4-四甲基咪唑鎓·二(叔丁基)磷酸酯阴离子、1，2，3，4-四甲基咪唑鎓·单(2-乙基己基)磷酸酯阴离子、1，2，3，4-四甲基咪唑鎓·双(2-乙基己基)磷酸酯阴离子、1-乙基-2，3-二甲基咪唑鎓·单乙基磷酸酯阴离子、1-乙基-2，3-二甲基咪唑鎓·二乙基磷酸酯阴离子、1-乙基-3-甲基咪唑鎓·单乙基磷酸酯阴离子、1-乙基-3-甲基咪唑鎓·二乙基磷酸酯阴离子、1-乙基-2，3-二甲基咪唑鎓·单乙基磷酸酯阴离子及1-乙基-2，3-二甲基咪唑鎓·二乙基磷酸酯阴离子等。
<有机溶剂(D)>
作为有机溶剂(D)，包括(1)醇、(2)醚、(3)酰胺、(4)噁唑烷酮、(5)内酯、(6)腈、(7)碳酸酯、(8)砜和(9)其他有机溶剂。
(1)醇
一元醇(甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、二丙酮醇、苄醇、氨基醇、糠醇等)、二元醇(乙二醇、丙二醇、二甘醇、己二醇等)、三元醇(丙三醇等)、四元以上的醇(己糖醇等)等。
(2)醚
单醚(乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、乙二醇单苯基醚、四氢呋喃、3-甲基四氢呋喃等)、二醚(乙二醇二甲基醚、乙二醇二乙基醚、二甘醇单甲基醚、二甘醇单乙基醚等)、三醚(二甘醇二甲基醚、二甘醇二乙基醚等)等。
(3)酰胺
甲酰胺(N-甲基甲酰胺、N，N-二甲基甲酰胺、N-乙基甲酰胺、N，N-二乙基甲酰胺等)、乙酰胺(N-甲基乙酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N-乙基乙酰胺、N，N-二乙基乙酰胺等)、丙酰胺(N，N-二甲基丙酰胺等)、吡咯烷酮(N-甲基吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮等)、六甲基磷酰胺等。
(4)噁唑烷酮
N-甲基-2-噁唑烷酮、3，5-二甲基-2-噁唑烷酮等。
(5)内酯
γ-丁内酯(以下记为GBL。)、α-乙酰基-γ-丁内酯、β-丁内酯、γ-戊内酯、δ-戊内酯等。
(6)腈
乙腈、丙腈、丁腈、丙烯腈、甲基丙烯腈、苯腈等。
(7)碳酸酯
碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸亚丁酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯等。
(8)砜
环丁砜、二甲基亚砜、二甲基砜等。
(9)其他有机溶剂
1，3-二甲基-2-咪唑啉酮、芳香族溶剂(甲苯、二甲苯等)链烷溶剂(正链烷、异链烷等)等。
有机溶剂可以使用一种或并用二种以上。上述有机溶剂中，优选为醇、内酯及砜，更优选为γ-丁内酯、环丁砜、乙二醇。
从比电导率和在有机溶剂中的溶解度的观点来看，电解质(C)的含量基于电解质(C)及有机溶剂(D)的重量优选为5～70wt％，特别优选为10～40wt％。
从比电导率的观点来看，有机溶剂(D)的含量基于电解质(C)及有机溶剂(D)的重量优选为30～95wt％、特别优选为60～90wt％。
优选本发明的电解液中还含有水。含有水时，能提高电容器部件{作为阳极箔的氧化铝箔等}的化成性{阳极箔表面有缺损部分时，形成氧化被膜来修复该缺损的性质}。另一方面，水的含量较多时，烷基磷酸酯阴离子的水解易进行，通过水解生成的磷酸腐蚀电容器部件。因此，含有水时，水的含量基于电解质(C)及有机溶剂(D)的重量优选为0.01～5wt％，更优选为0.05～1wt％，特别优选为0.1～0.5wt％。需要说明的是，根据JIS K0113：2005的“8.卡尔-费希尔滴定方法、8.1容量滴定方法”{对应国际规格ISO760：1978；参照公开于其中的公开内容，将其用于本申请中。}来测定水分。
从腐蚀电容器部件{铝电解电容器的封口橡胶及氧化铝箔等}的观点来看，电解质(C)中的烷基磷酸酯阴离子(A)和阳离子(B)的摩尔比率(A/B)优选为0.9～1.1，更优选为0.95～1.05，特别优选为0.98～1.02。
比(A/B)小于1时，电解液的液性变成碱性，作为铝电解电容器的封口橡胶的丁基橡胶易劣化，结果容易产生电解液从电容器中漏出等不良情况。另一方面，比(A/B)超过1时，电解液的液性变成酸性，阳极的氧化铝箔易被腐蚀，结果容易产生短路等不良情况。
根据需要，可以在本发明的电解液中添加电解液中通常使用的各种添加剂。作为该添加剂，可以举出硼酸衍生物(例如硼酸、硼酸和多糖类〔甘露糖、山梨糖等〕的络合物、硼酸和多元醇〔乙二醇、丙三醇等〕的络合物等)、硝基化合物(例如邻硝基苯甲酸、对硝基苯甲酸、间硝基苯甲酸、邻硝基苯酚、对硝基苯酚等)等。从比电导率和在电解液中的溶解度的观点来看，其添加量基于电解质(C)及有机溶剂(D)的重量优选为5wt％以下、特别优选为2wt％以下即可。
本发明的电解液作为铝电解电容器用是优选的。作为铝电解电容器，没有特别限定，例如可以举出下述电容器，所述电容器是卷筒形铝电解电容器，通过在阳极表面形成有氧化铝的阳极(氧化铝箔)和阴极铝箔之间夹隔隔板卷绕而成。将本发明的电解液作为驱动用电解液含浸于隔板中，与阴阳极一起收容在有底筒状的铝罐中后，用封口橡胶密封铝罐的开口部，即可构成铝电解电容器。
【实施例】
下面，说明本发明的具体实施例，但本发明并不现定于此。
<实施例1>
在碳酸二甲酯(0.2mol)的甲醇溶液(74wt％)中滴入2，4-二甲基咪唑啉(0.1mol)，在120℃下搅拌15小时，由此得到1，2，3，4-四甲基咪唑鎓·碳酸二甲酯盐的甲醇溶液。
将甲基磷酸混合酯(磷酸约1～3wt％，单甲基磷酸酯约44～49wt％，二甲基磷酸酯约44～49wt％，三甲基磷酸酯约3～5wt％)(AP-1；大八化学工业社制)(0.1mol)加入1，2，3，4-四甲基咪唑鎓·碳酸二甲酯盐(0.1mol)的甲醇溶液中，进行盐交换反应，得到1，2，3，4-四甲基咪唑鎓·甲基磷酸混合酯阴离子的甲醇溶液。将上述溶液在1.0kPa以下的减压度、50℃下加热蒸馏甲醇，直至不再蒸馏出甲醇为止，然后，使温度从50℃上升到100℃，加热30分钟，蒸馏碳酸单甲酯(HOCO2CH3)、甲醇及二氧化碳(甲醇及二氧化碳是因碳酸单甲酯的热分解而少量生成的。以下，将其简称为副产物。)，由此得到电解质(c1){1，2，3，4-四甲基咪唑鎓·甲基磷酸混合酯阴离子}。收率为98wt％{基于1，2，3，4-四甲基咪唑鎓·甲基碳酸酯盐(0.1mol)的重量的收率，以下相同。}。
使25g电解质(c1)溶解在75g有机溶剂(d1){γ-丁内酯(三菱化学社制)}中，由此得到本发明的电解液。上述电解液中所含的磷酸的含量为0.14wt％。水的含量为0.1wt％{以下相同。}。
<实施例2>
除使用丁基磷酸混合酯(单(正丁基)磷酸酯约20wt％、二(正丁基)磷酸酯约60wt％、三(正丁基)磷酸酯约20wt％)(DP-4；大八化学工业社制)代替甲基磷酸酯(AP-1)之外，与实施例1相同地操作，得到电解质(c2){1，2，3，4-四甲基咪唑鎓·丁基磷酸混合酯阴离子}。收率为99wt％。
使25g电解质(c2)溶解在75g有机溶剂(d1)中，由此得到本发明的电解液。上述电解液中所含的磷酸的含量为0.03wt％。
<实施例3>
除使用2-乙基己基磷酸混合酯[单(2-乙基己基)磷酸酯约3wt％，双(2-乙基己基)磷酸酯约95wt％，三(2-乙基己基)磷酸酯约2wt％](DP-8R；大八化学工业社制)代替甲基磷酸酯(AP-1)之外，与实施例1相同地操作，得到电解质(c3){1，2，3，4-四甲基咪唑鎓·2-乙基己基磷酸混合酯阴离子}。收率为99wt％。
使25g电解质(c3)溶解在75g有机溶剂(d1)中，由此得到本发明的电解液。上述电解液中所含的磷酸为0.01wt％。
<实施例4>
除使用(异丙基)磷酸混合酯[单(异丙基)磷酸酯约44～49wt％，二(异丙基)磷酸酯约44～49wt％，三(异丙基)磷酸酯约3～5wt％](PAP；日本化学工业社制)代替甲基磷酸酯(AP-1)之外，与实施例1相同地操作，得到电解质(c4){1，2，3，4-四甲基咪唑鎓·(异丙基)磷酸混合酯阴离子}。收率为99wt％。
使25g电解质(c4)溶解在75g有机溶剂(d1)中，由此得到本发明的电解液。上述电解液所含的磷酸的含量为0.08wt％。
<实施例5>
将磷酸三甲酯(TMP：大八化学工业社制)(0.1mol)加入与实施例1相同地操作得到的1，2，3，4-四甲基咪唑鎓·碳酸二甲酯盐(0.1mol)的甲醇溶液中，添加水(0.3mol)，通过在100℃下搅拌20小时，水解磷酸三甲酯，同时进行盐交换反应，得到1，2，3，4-四甲基咪唑鎓·二甲基磷酸酯单阴离子的甲醇溶液。将上述溶液在1.0kPa以下的减压度、50℃下加热蒸馏甲醇，直至不再蒸馏出甲醇为止，然后使温度从50℃上升到100℃，加热30分钟，蒸馏副产物，由此得到电解质(c5){1，2，3，4-四甲基咪唑鎓·二甲基磷酸酯单阴离子}。收率为99wt％。阴离子中的二甲基磷酸酯单阴离子的含量为99摩尔％。
使25g电解质(c5)溶解在75g有机溶剂(d1)中，由此得到本发明的电解液。上述电解液中所含的磷酸的含量为0.14wt％。
<实施例6>
除使用磷酸三乙酯(TEP：大八化学工业社制)代替磷酸三甲酯(TMP)之外，与实施例5相同地操作，得到电解质(c6){1，2，3，4-四甲基咪唑鎓·二乙基磷酸酯单阴离子}。收率为99wt％。阴离子中的二乙基磷酸酯单阴离子的含量为99摩尔％。
使25g电解质(c6)溶解在75g有机溶剂(d1)中，由此得到本发明的电解液。上述电解液中所含的磷酸的含量为0.12wt％。
<实施例7>
除使用磷酸三(正丙基)酯(Tripropyl Phosphate：Aldrich社制)代替磷酸三甲酯(TMP)之外，与实施例5相同地操作，得到电解质(c7){1，2，3，4-四甲基咪唑鎓·二(正丙基)磷酸酯单阴离子}。收率为99wt％。阴离子中的二(正丙基)磷酸酯单阴离子的含量为99摩尔％。
使25g电解质(c7)溶解在75g有机溶剂(d1)中，由此得到本发明的电解液。上述电解液中所含的磷酸的含量为0.08wt％。
<实施例8>
除使用磷酸三(异丙基)酯(Tripropyl Phosphate：Aldrich社制)代替磷酸三甲酯(TMP)之外，与实施例5相同地操作，得到电解质(c8){1，2，3，4-四甲基咪唑鎓·二(异丙基)磷酸酯单阴离子}。收率为99wt％。阴离子中的二(异丙基)磷酸酯单阴离子的含量为99摩尔％。
使25g电解质(c8)溶解在75g有机溶剂(d1)中，由此得到本发明的电解液。上述电解液中所含的磷酸的含量为0.07wt％。
<实施例9>
除使用磷酸三(正丁基)酯(TBP：大八化学工业社制)代替磷酸三甲酯(TMP)之外，与实施例5相同地操作，得到电解质(c9){1，2，3，4-四甲基咪唑鎓·二(正丁基)磷酸酯单阴离子}。收率为99wt％。阴离子中的二(正丁基)磷酸酯单阴离子的含量为99摩尔％。
使25g电解质(c9)溶解在75g有机溶剂(d1)中，由此得到本发明的电解液。上述电解液中所含的磷酸的含量为0.04wt％。
<实施例10>
在碳酸二甲酯(0.1mol)的甲醇溶液(74重量％)中滴入1-乙基咪唑(0.1mol)，在120℃下搅拌15小时，由此得到1-乙基-3-甲基咪唑鎓·碳酸二甲酯盐的甲醇溶液。
将磷酸三乙酯(TEP；大八化学工业社制)(0.1mol)加入1-乙基-3-甲基咪唑鎓·碳酸二甲酯盐(0.1mol)的甲醇溶液中，添加水(0.3mol)，在100℃下搅拌20小时，由此使磷酸三乙酯水解，同时进行盐交换反应，得到1-乙基-3-甲基咪唑鎓·二乙基磷酸酯单阴离子的甲醇溶液。将上述溶液在1.0kPa以下的减压度、50℃下加热蒸馏甲醇，直至不再蒸馏出甲醇为止，然后使温度从50℃上升至100℃，加热30分钟，蒸馏副产物，得到电解质(c10){1-乙基-3-甲基咪唑鎓·二乙基磷酸酯单阴离子}。收率为98wt％。阴离子中的二乙基磷酸酯的含量为99摩尔％。
使25g电解质(c10)溶解在75g有机溶剂(d1)中，由此得到本发明的电解液。上述电解液中所含的磷酸的含量为0.12wt％。
<实施例11>
对于1，2，3，4-四甲基咪唑鎓·甲基磷酸混合酯阴离子的甲醇溶液，除将在100℃下加热30分钟(副产物的蒸馏)改变为在110℃下加热3小时之外，与实施例1相同地操作，得到电解质(c11){1，2，3，4-四甲基咪唑鎓·甲基磷酸混合酯阴离子}。收率为98wt％。
使25g电解质(c11)溶解在75g有机溶剂(d1)中，由此得到本发明的电解液。上述电解液中所含的磷酸的含量为0.50wt％。
<比较例1>
除使用邻苯二甲酸代替甲基磷酸酯(AP-1)之外，与实施例1相同地操作，得到电解质(HC 1){1，2，3，4-四甲基咪唑鎓·邻苯二甲酸}。收率为99wt％。
使25g电解质(HC 1)溶解在75g有机溶剂(d1)中，由此得到用于比较的电解液。上述电解液中所含的磷酸的含量未检出。
<比较例2>
在碳酸二甲酯(0.2mol)的甲醇溶液(74重量％)中滴入2，4-二甲基咪唑啉(0.1mol)，在120℃下搅拌15小时，由此得到1，2，3，4-四甲基咪唑鎓·碳酸二甲酯盐的甲醇溶液。
将甲基磷酸混合酯(AP-1；大八化学工业社制)(0.1mol)加入1，2，3，4-四甲基咪唑鎓·碳酸二甲酯盐(0.1mol)的甲醇溶液中，由此进行盐交换反应，得到1，2，3，4-四甲基咪唑鎓·甲基磷酸混合酯单阴离子的甲醇溶液。将上述溶液在1.0kPa以下的减压度、120℃下加热蒸馏甲醇，直至不再蒸馏出甲醇为止，由此得到电解质(HC2){1，2，3，4-四甲基咪唑鎓·甲基磷酸混合酯单阴离子}。收率为98wt％。
使25g电解质(HC2)溶解在75g有机溶剂(d1)中，由此得到用于比较的电解液。上述电解液中所含的磷酸的含量为1.18wt％。
使用实施例1～11、比较例1及2中得到的电解液，测定比电导率、火花电压，其结果示于表1。
比电导率：使用东亚电波工业株式会社制电导度计CM-40S，测定在30℃下的比电导率。
火花电压：在阳极使用10cm2的高压用化成蚀刻铝箔，在阴极使用10cm2的平面铝箔，在25℃下测定负荷定电流法(2mA)时的电解液的放电电压。
磷酸含量：使用株式会社岛津制作所制离子的色谱装置来进行。
柱：Shim-Pack IC-A1
流动相：2.5mM苯二甲酸水溶液及2.4mM三(羟基甲基)氨基甲烷(pH4.0)水溶液的混合溶剂
流量：流速1.5mL/min(商品名：Pump LP-6A、株式会社岛津制作所)
柱温箱(CTO-6AS)：温度40℃
检测器(CDD-6A)：极性(+)
阴离子中的二烷基磷酸酯的含量：使用日本电子制AL-300型超导NMR装置进行测定。
试样调制：在5mmΦ的NMR管中加入30mg试样、0.3ml氘代甲醇、0.1mL三乙胺。
测定核种：31P
磷酸二酯的化学位移：-2PPM左右、5重态
使用由实施例1～11及比较例1～2得到的电解液，制作卷筒型铝电解电容器(额定电压100WV、静电电容200μF、尺寸；Φ10mm×L16mm)。
将制作的铝电解电容器进行负荷试验{在125℃下放置500小时}后，测定损耗角的正切(tanδ)、漏电流(LC)、磷酸的含量，该评价结果记载于表1。评价结果表示10个测定结果的平均值。需要说明的是，损耗角的正切(tanδ)、漏电流(LC)基于日本工业规格的JIS  C5101-4：1998{对应国际规格IEC60384-4：1985；参照公开于其中的公开内容，将其应用于本申请。以下相同。}进行测定。
另外，基于JIS C5101-4：1998，测定负荷试验前的静电电容(C0)、负荷试验后的静电电容(C1)，求出因负荷试验而降低的静电电容(ΔC)，示于表1。另外，由负荷试验前的磷酸含量(PO)和负荷试验后的磷酸含量(P1)求出因负荷试验增加的磷酸的量(ΔP)，示于表1。
【表1】
Figure G200780023290XD00141
由表1明确，本发明(实施例1～11)的电解液中，30℃的电解液的比电导率维持在4mS/cm以上，并且火花电压足够高。而比较例1中得到的电解液由于火花电压低，所以在100WV的额定电压下阳极箔发生短路，静电电容的变化率(ΔC)显著增大，损耗角的正切(tanδ)、漏电流(LC)均大幅增加。
对作为阴离子使用甲基磷酸酯的实施例1、11及比较例2，比较磷酸的含量时，磷酸含量高的比较例2中，因箔腐蚀导致阳极箔发生短路，从而静电电容的变化率(/C)显著增大，损失角的正切(tanδ)、漏电流(LC)均增加。而磷酸含量低的实施例1～11中，静电电容的变化率(ΔC)、损耗角的正切(tanδ)、漏电流(LC)的变化量均小，能制作可靠性高的电容器。
实施例9得到的含有二(正丁基)磷酸酯阴离子的电解液与含有单(正丁基)磷酸酯阴离子和二(正丁基)磷酸酯阴离子的电解液(实施例2)相比，磷酸的增加量(ΔP)少，能进一步减小静电电容的变化率(ΔC)、损耗角的正切(tanδ)、漏电流(LC)的变化量。同样，实施例5得到的含有二甲基磷酸酯阴离子的电解液与含有单甲基磷酸酯阴离子和二甲基磷酸酯阴离子的电解液(实施例1)相比较，磷酸的增加量(ΔP)少，能进一步减小静电电容的变化率(ΔC)、损耗角的正切(tanδ)、漏电流(LC)的变化量。另外，与实施例4和实施例8比较的情况也相同。
产业上的可利用性
通过使用本发明的电解液，能同时获得高比电导率及高火花电压，并能实现无需担心电容器部件腐蚀的铝电解电容器。因此，在市场中的使用电源的高耐电压化进展中，该发明的电解液的市场价值非常大。

Claims (9)

1.一种电解液，其特征在于，其为含有电解质C及有机溶剂D的电解液，所述电解质C由下述通式(1)或(2)表示的烷基磷酸酯阴离子A和阳离子B构成，所述电解液中所含的磷酸的含量为1重量％以下，
Figure FDA00002320989100011
式中，R1是碳原子数为1～10的烷基，R2是氢原子或碳原子数为1～10的烷基，
所述电解质C的含量基于电解质C及有机溶剂D的重量为5～70重量％。
2.如权利要求1所述的电解液，其中，通式(1)及(2)中，R1是碳原子数为1～4的烷基，R2是氢原子或碳原子数为1～4的烷基。
3.如权利要求1所述的电解液，其中，烷基磷酸酯阴离子A为通式(2)表示的阴离子。
4.如权利要求1所述的电解液，其中，烷基磷酸酯阴离子A为从由二甲基磷酸酯阴离子、二乙基磷酸酯阴离子、二—异丙基磷酸酯阴离子、二—正丙基磷酸酯阴离子、二—正丁基磷酸酯阴离子、二—异丁基磷酸酯阴离子及二—叔丁基磷酸酯阴离子构成的组中选择的至少一种。
5.如权利要求1所述的电解液，其中，烷基磷酸酯阴离子A为从由单甲基磷酸酯阴离子、二甲基磷酸酯阴离子、单丁基磷酸酯阴离子、二丁基磷酸酯阴离子、单(2-乙基己基)磷酸酯阴离子及双(2-乙基己基)磷酸酯阴离子构成的组中选择的至少一种。
6.如权利要求1～5中任一项所述的电解液，其中，阳离子B为脒鎓阳离子B1。
7.如权利要求1～5中任一项所述的电解液，其中，阳离子B为从由1，2，3，4-四甲基咪唑鎓阳离子、1-乙基-3-甲基咪唑鎓阳离子及1-乙基-2，3-二甲基咪唑鎓阳离子构成的组中选择的至少一种。
8.如权利要求1～5中任一项所述的电解液，其中，有机溶剂D为从由γ-丁内酯、环丁砜及乙二醇构成的组中选择的至少一种。
9.一种铝电解电容器，其使用权利要求1～8中任一项所述的电解液形成。
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