CN111247612B - 电解电容器 - Google Patents
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Abstract
电解电容器具备电容器元件和电解液。所述电容器元件具备:具有电介质层的阳极体、阴极体、和与所述电介质层接触的固体电解质。所述电解液包含:溶剂、溶质、和高分子成分。所述溶剂包含乙二醇化合物,所述高分子成分包含聚亚烷基二醇。所述聚亚烷基二醇包含选自聚环氧乙烷与聚环氧丙烷的混合物、和环氧乙烷‑环氧丙烷共聚物中的至少1者。所述聚亚烷基二醇中,环氧乙烷单元相对于环氧丙烷单元的摩尔比(=m/n)大于1。
Description
技术领域
本发明涉及使用固体电解质和电解液的电解电容器。
背景技术
作为小型并且大容量、ESR(等效串联电阻)低的电容器,具备固体电解质和电解液的所谓混合型的电解电容器被视为是有前途的。
专利文献1中提出了在混合型电解电容器的电解液中使用乙二醇及γ-丁内酯作为溶剂,并添加聚乙二醇作为添加剂。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2014/021333号单行本
发明内容
发明要解决的问题
通常,对于电解电容器,为了提高耐电压,在阳极体的表面形成有作为氧化覆膜(化学转化覆膜)的电介质层。乙二醇、二乙二醇等乙二醇化合物难以使电解液中的溶质解离,氧化覆膜的修复功能容易降低。因此,使用包含乙二醇化合物的电解液的情况下,漏电流的减少效果不充分。
用于解决问题的方案
本发明的一方面涉及一种电解电容器,其具备电容器元件和电解液,
所述电容器元件具备:具有电介质层的阳极体、阴极体、和与所述电介质层接触的固体电解质,
所述电解液包含:溶剂、溶质、和高分子成分,
所述溶剂包含乙二醇化合物,
所述高分子成分包含聚亚烷基二醇,
所述聚亚烷基二醇包含选自聚环氧乙烷与聚环氧丙烷的混合物、和环氧乙烷-环氧丙烷共聚物中的至少1者,
所述聚亚烷基二醇中,环氧乙烷单元相对于环氧丙烷单元的摩尔比(=m/n)大于1。
发明效果
使用包含乙二醇等乙二醇化合物的电解液的混合型的电解电容器能够充分减少漏电流。
附图说明
图1为本发明的一个实施方式的电解电容器的截面示意图。
图2为用于说明该实施方式的电容器元件的构成的概略图。
具体实施方式
本发明的一个实施方式的电解电容器具备电容器元件和电解液。电容豁元件具备:具有电介质层的阳极体、阴极体、和与电介质层接触的固体电解质。电解液包含:溶剂、溶质、和高分子成分。溶剂包含乙二醇化合物,高分子成分包含聚亚烷基二醇。聚亚烷基二醇包含选自聚环氧乙烷与聚环氧丙烷的混合物、和环氧乙烷-环氧丙烷共聚物中的至少1者。聚亚烷基二醇中,环氧乙烷单元相对于环氧丙烷单元的摩尔比(=m/n)大于1。
乙二醇等乙二醇化合物不易透过封口构件,具有抑制电解电容器的电解液的蒸散的效果,但难以使电解液中所含的溶质解离。在电解电容器内,为了修复产生了缺陷的电介质层,需要利用通过溶质的解离而生成的阴离子的作用,将阳极体中所含的金属抽出并且氧化。因此,电解液中使用乙二醇化合物时,电介质层(电介质覆膜)的修复性容易降低。
本实施方式中,使用环氧乙烷单元相对于环氧丙烷单元的摩尔比(=m/n)大于1的聚亚烷基二醇(具体而言,为聚环氧乙烷与聚环氧丙烷的混合物、和/或环氧乙烷-环氧丙烷共聚物)。详细情况尚不确定,但可以认为:通过使摩尔比(m/n)大于1,从而容易使聚亚烷基二醇存在于阳极体的附近的适度的位置,在电介质层产生缺陷并对电介质层进行修复时,由阴离子的作用导致的构成阳极体的金属的抽出被限制为适度,由此致密地形成经修复的电介质层。另一方面,摩尔比(m/n)为1以下的情况下,难以充分减少漏电流。可以认为这是因为:摩尔比(m/n)为1以下的情况下,具有环氧丙烷单元的聚亚烷基二醇在阳极体附近过剩地存在,阴离子难以对阳极体表面发挥作用,电介质层的修复受到阻害。另外,摩尔比(m/n)为1以下的情况下,若聚亚烷基二醇与阳极体密合,则有时阳极体的表面的孔、凹陷(凹坑)被阻塞,从而得不到容量。本实施方式中,通过使摩尔比(m/n)大于1,也能够抑制这样的凹坑的阻塞。这样的聚亚烷基二醇会提高电解电容器的电介质层的修复性,因此能够减少漏电流。
需要说明的是,聚亚烷基二醇为聚环氧乙烷与聚环氧丙烷的混合物、和/或环氧乙烷-环氧丙烷共聚物。混合物的情况下,聚环氧丙烷容易位于阳极体等的附近。上述共聚物容易使聚亚烷基二醇存在于阳极体的附近的适度的位置,电介质层的修复性进一步提高。另外,上述共聚物的主结构为链状(或者主链为链状),因此与支链结构相比,容易在电解液内移动,容易在电介质层附近适度地配置,因此能够提高电介质层的修复性。
以下,基于实施方式,更具体地对本发明进行说明。但是,以下的实施方式不限定本发明。
图1为本实施方式的电解电容器的截面示意图,图2为将该电解电容器的电容器元件的一部分展开的概略图。
电解电容器例如具备:电容器元件10、用于容纳电容器元件10的圆筒状的壳体11、用于封堵壳体11的开口部的封口构件12、覆盖封口构件12的座板13、从封口构件12的贯通孔导出并贯通座板13的引线14A、14B、以及将引线14A、14B与电容器元件10的电极连接的引线接头(1ead tab)15A、15B。对于壳体11的开口端附近,向内侧进行了拉深加工,开口端以嵌接于封口构件12的方式进行了卷曲加工。
电容器元件10由图2所示那样的卷绕体来制作。卷绕体具备:与引线接头15A连接的阳极体21、与引线接头15B连接的阴极体22、和间隔件23。卷绕体是在阳极体21与阴极体22之间未形成固体电解质的半成品。
阳极体21及阴极体22隔着间隔件23而卷绕。卷绕体的最外周利用卷绕固定带24来固定。需要说明的是,图2示出将卷绕体的最外周固定前的一部分被展开的状态。
阳极体21具备表面进行了粗糙化以使具有凹凸的金属箔,在具有凹凸的金属箔上形成有电介质层。在电介质层的表面的至少一部分附着有固体电解质。固体电解质可以覆盖阴极体22的表面和/或间隔件23的表面的至少一部分。形成有固体电解质的电容器元件10与电解液(未图示)一起被容纳于壳体11。
(电解液)
电解液包含:溶剂、溶质、和高分子成分。电解液可以通过将构成成分混合来制备。
(溶剂)
溶剂至少包含乙二醇化合物(第一溶剂)即可。作为乙二醇化合物,优选乙二醇、环氧乙烷单元的重复数为2~8的聚乙二醇。对于作为第一溶剂的聚乙二醇,可列举出二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、五乙二醇、六乙二醇等。聚乙二醇中的环氧乙烷单元的重复数优选2~6、可以为2~4。乙二醇化合物可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。其中,乙二醇从不易透过封口构件的观点出发是优选的。另外,乙二醇在第一溶剂中粘度也低,因此容易将溶质溶解。进而,乙二醇由于导热性高,产生纹波电流时的散热性也优异,因此提高耐热性的效果也大。
溶剂可以包含除乙二醇化合物以外的第二溶剂。作为第二溶剂,可列举出非水溶剂,例如有机溶剂、离子性液体等。
作为非水溶剂,例如,可列举出除乙二醇化合物以外的二醇化合物、砜化合物、内酯化合物、碳酸酯化合物。作为二醇化合物,例如,可列举出丙二醇、三亚甲基二醇、1,4-丁二醇、戊二醇、己二醇。作为砜化合物,例如,可列举出链状砜(二甲基砜、二乙基砜等)、环状砜(环丁砜、3-甲基环丁砜、3,4-二甲基环丁砜、3,4-二苯甲基环丁砜等)。作为内酯化合物,例如,可列举出γ-丁内酯(GBL)、γ-戊内酯。作为碳酸酯化合物,例如,可列举出碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、氟代碳酸亚乙酯。第二溶剂可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
乙二醇化合物在溶剂中所占的比率优选为10质量%以上、进一步优选为20质量%以上或30质量%以上。乙二醇化合物的比率为这样的范围的情况下,电介质层的修复性容易降低。本实施方式中,通过使用m/n比大于1的聚亚烷基二醇,从而能够致密地形成电介质层,因此即使乙二醇化合物的比率为上述的范围,也能提高电介质层的修复性从而抑制漏电流。另外,乙二醇化合物的比率为上述的范围的情况下,也容易得到抑制溶剂的蒸散的效果。乙二醇化合物在溶剂中所占的比率的上限没有特别限制,为100质量%以下即可。从容易确保电介质层高的修复性的观点出发,将乙二醇化合物在溶剂中所占的比率设为70质量%以下为宜。这些下限值和上限值可以任意组合。
另外,至少使用砜化合物作为第二溶剂时,容易提高溶质的解离度,因此能够进一步提高电介质层的修复性。砜化合物为分子内具有磺酰基(-SO2-)的有机化合物。作为砜化合物,例如,可列举出链状砜、环状砜。作为链状砜,例如,可列举出二甲基砜、二乙基砜、二丙基砜、二苯基砜。作为环状砜,例如,可列举出环丁砜、3-甲基环丁砜、3,4-二甲基环丁砜、3,4-二苯甲基环丁砜。其中,从溶质的解离性及热稳定性的观点出发,砜化合物优选为环丁砜。环丁砜在砜化合物的中粘度也低,因此容易将溶质溶解。溶剂中包含砜化合物的情况下,溶剂中的砜化合物的比例优选10质量%以上且70质量%以下。
(溶质)
作为溶质,优选酸成分与碱成分的盐等离子性物质。盐在电解液中至少一部分进行解离从而生成了阳离子及阴离子。通过使溶质包含酸成分及碱成分,从而离子的解离度提高,因此能够提高电介质层的修复性。需要说明的是,制备电解液时,可以向溶剂中添加盐、可以添加酸成分及碱成分、也可以添加盐以及酸成分和/或碱成分。
作为酸成分,优选有机酸。作为有机酸,例如,可列举出有机羧酸或其酐。作为有机酸,例如,可列举出芳香族羧酸、脂肪族羧酸、脂环族羧酸等。作为芳香族羧酸,可列举出邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、苯甲酸、水杨酸、偏苯三酸、均苯四甲酸等。作为脂环族羧酸,可列举出马来酸、己二酸等。作为脂环族羧酸,可列举出芳香族羧酸的氢化物等。从电介质层的修复性及热稳定性高的观点出发,优选邻苯二甲酸。酸成分可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
作为碱成分,优选有机碱。作为有机碱,可列举出胺化合物、季脒鎓(quaternaryamidinium)化合物、季铵化合物等。胺化合物可以为伯胺、仲胺、及叔胺中的任意者。作为胺化合物,可列举出脂肪族胺、芳香族胺、杂环式胺等。碱成分可以单独使用一种,也可以组合使用两种以上。
作为胺化合物的具体例,可列举出甲基胺、二甲基胺、单乙基二甲基胺、三甲基胺、乙基胺、二乙基胺、三乙胺、乙二胺、N,N-二异丙基乙基胺、四甲基乙二胺、六亚甲基二胺、亚精胺、精胺、金刚烷胺、苯胺、苯乙胺、甲苯胺、吡咯烷、哌啶、哌嗪、吗啉、咪唑、咪唑啉、吡啶、哒嗪、嘧啶、吡嗪、4-二甲基氨基吡啶。
作为季脒鎓化合物,优选环状的脒化合物的季化物,例如,可列举出咪唑鎓化合物及咪唑啉鎓化合物。作为季咪唑鎓化合物,例如,可列举出1,3-二甲基咪唑鎓、1,2,3-三甲基咪唑鎓、1-乙基-3-甲基咪唑鎓、1-乙基-2,3-二甲基咪唑鎓、1,3-二乙基咪唑鎓、1,2-二乙基-3-甲基咪唑鎓、1,3-二乙基-2-甲基咪唑鎓。作为季咪唑啉鎓化合物,例如,可列举出1,3-二甲基咪唑啉鎓、1,2,3-三甲基咪唑啉鎓、1-乙基-3-甲基咪唑啉鎓、1-乙基-2,3-二甲基咪唑啉鎓、1,3-二乙基咪唑啉鎓、1,2-二乙基-3-甲基咪唑啉鎓、1,3-二乙基-2-甲基咪唑啉鎓、1,2,3,4-四甲基咪唑啉鎓。
作为季铵化合物,例如,优选二乙基二甲基铵、单乙基三甲基铵等。
从固体电解质的劣化抑制及电介质层的修复性提高的观点出发,酸成分相对于碱成分的摩尔比(=酸成分/碱成分)优选为1.1以上且10.0以下。
电解液中的酸成分的浓度优选为5质量%以上且50质量%以下、更优选为10质量%以上且30质量%以下。电解液中的碱成分的浓度优选为1质量%以上且40质量%以下、更优选为3质量%以上且20质量%以下。这些情况下,能够进一步提高电介质层的修复性。
(高分子成分)
高分子成分至少包含聚亚烷基二醇(第一高分子)即可,也可以包含除聚亚烷基二醇以外的第二高分子。
作为聚亚烷基二醇,使用聚环氧乙烷与聚环氧丙烷的混合物、和/或环氧乙烷-环氧丙烷共聚物。此处,聚亚烷基二醇中,环氧乙烷单元(-O-CH2-CH2-)相对于环氧丙烷单元(-O-CH(-CH3)-CH2-)的摩尔比(=m/n)大于1。通过使用这样的聚亚烷基二醇,从而如上所述,电介质层的修复性提高,能够减少漏电流。
m/n比大于1即可,从容易将聚亚烷基二醇配置于阳极体附近的适度的位置的观点出发,m/n比优选1.1以上,进一步优选为1.2以上。m/n比为1以下的情况下,如上所述,电介质层的修复性不充分,并且有时根据情况容量会降低。从聚亚烷基二醇容易位于阳极体的附近的观点出发,m/n比优选为10以下、可以为5以下。这些下限值和上限值可以进行任意组合。
电解电容器中,电解液中所含的聚亚烷基二醇的m/n比例如可以通过用从电解电容器取出的电解液并利用NMR(Nuclear Magnetic Resonance)分析来算出。
需要说明的是,上述共聚物中,环氧乙烷单元及环氧丙烷单元的排列没有特别限定。共聚物可以为无规共聚物,也可以为嵌段共聚物。另外,共聚物可以为具有环氧乙烷单元与环氧丙烷单元无规地排列的部分、以及聚环氧乙烷嵌段和/或聚环氧丙烷嵌段的共聚物。
聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、及上述共聚物的数均分子量(Mn)分别进一步优选为200以上且5,000以下或1,000以上且3,000以下。若使用具有这样的Mn者,则会在某种程度上确保聚亚烷基二醇与溶剂的亲和性,并且容易使聚亚烷基二醇位于阳极体的附近。
需要说明的是,Mn为使用凝胶渗透色谱法算出的聚苯乙烯换算的数均分子量。
电解液中的聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、及上述共聚物的浓度分别优选为50质量%以下、进一步优选为40质量%以下或30质量%以下。浓度为这样的范围的情况下,能够进一步提高电解液的电介质层的修复性。从防止铝离子的扩散的观点出发,电解液中的聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、及上述共聚物的浓度优选为5质量%以上。
(酯化合物)
电解液可以进而包含选自由硼酸与羟基化合物的缩合物、及磷酸与羟基化合物的缩合物所组成的组中的至少一种酯化合物。本实施方式中,通过使用乙二醇化合物和作为溶质的酸成分,从而在电解液中通过脱水缩合而产生水,从而在回流时水发生气化,由此有时电解电容器的内压上升。添加酯化合物时,通过酯化合物的水解,能够减少电解电容器内的水分量。因此,能够抑制回流处理时的电解电容器的内压上升。由此,也能够抑制伴随内压上升的封口构件的变形所导致的电解电容器的安装不良等。需要说明的是,酯化合物由于基本不会将溶质溶解,因此在电解液中不含于溶剂中。
作为硼酸,优选原硼酸,作为磷酸,优选正磷酸。
羟基化合物可以为一元醇及多元醇中的任意者。作为羟基化合物,可以为糖醇。从耐电压性的观点出发,作为羟基化合物,优选使用多元醇。从在耐电压性的基础上,提高水的减少效果的观点出发,多元醇之中,优选聚亚烷基二醇等二醇,一元醇之中,优选聚亚烷基二醇单烷基醚。根据需要,可以将硼酸或磷酸与多元醇的缩合物、和硼酸或磷酸与一元醇的缩合物组合使用。
对于硼酸酯,硼酸与羟基化合物的摩尔比(硼酸∶羟基化合物)例如为1∶3~6∶1,优选1∶3~1∶1。对于磷酸酯,磷酸与羟基化合物的摩尔比(磷酸∶羟基化合物)例如为1∶3~6∶1,优选1∶3~1∶1。
例如,通式:H(OC2H4)qOCpH2p+1(式中,p为1以上且500以下的整数,q为2以上且20以下的整数)所示的化合物可作为聚亚烷基二醇单烷基醚而举出。具体而言,作为聚亚烷基二醇单烷基醚,可列举出三乙二醇单甲醚、四乙二醇单乙基醚等。
例如,通式:H(OC2H4)rOH(式中,r为2以上且500以下的整数)所示的化合物可作为聚亚烷基二醇而列举出。具体而言,作为聚亚烷基二醇,可列举出二乙二醇、三乙二醇等。
酯化合物在电解液整体(包含酯化合物)中所占的含量优选为5质量%以上且40质量%以下,更优选为10质量%以上且30质量%以下。
(电容器元件10)
电容器元件10具备:具有电介质层的阳极体、阴极体、和与电介质层接触的固体电解质。电容器元件10通常具备夹在阳极体与阴极体之间的间隔件。
(阳极体)
作为阳极体,例如,可列举出表面进行了粗糙化的金属箔。构成金属箔的金属的种类没有特别限定,从电介质层的形成容易的方面出发,优选使用铝、钽、铌等阀作用金属、或包含阀作用金属的合金。
金属箔表面的粗糙化可以通过公知的方法来进行。通过粗糙化,在金属箔的表面形成多个凹凸。粗糙化优选例如通过对金属箔进行蚀刻处理来进行。蚀刻处理例如可以通过直流电解法或交流电解法等进行。
(电介质层)
电介质层在阳极体的表面形成。具体而言,电介质层在进行了粗糙化的金属箔的表面形成,从而沿着阳极体的表面的孔、凹陷(凹坑)的内壁面而形成。
电介质层的形成方法没有特别限定,可以通过对金属箔进行化学转化处理来形成。化学转化处理例如可以通过将金属箔浸渍于己二酸铵溶液等化学转化液来进行。化学转化处理中,根据需要,可以在将金属箔浸渍于化学转化液的状态下施加电压。
通常从量产性的观点出发,对大张的由阀作用金属等形成的金属箔进行粗糙化处理及化学转化处理。该情况下,通过将处理后的箔裁切为期望的大小,从而准备形成了电介质层的阳极体。
(阴极体)
阴极体例如使用金属箔。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。阴极体根据需要可以进行粗糙化和/或化学转化处理。粗糙化及化学转化处理例如可以通过关于阳极体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、芳纶等芳香族聚酰胺)的纤维的无纺布等。
(固体电解质)
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使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。
(其他)
电容器元件10可以通过公知的方法来制作。例如,电容器元件10可以如下来制作:使形成有电介质层的阳极体和阴极体隔着间隔件重叠后,在阳极体与阴极体之间形成固体电解质层,由此来制作。也可以如下来制作:将形成有电介质层的阳极体和阴极体隔着间隔件卷绕,从而形成图2所示那样的卷绕体,在阳极体与阴极体之间形成固体电解质层,由此来制作。可以在形成卷绕体时,一边将引线接头15A、15B卷入一边进行卷绕,由此如图2所示那样,使引线14A、14B从卷绕体立起。
阳极体、阴极体及间隔件中,位于卷绕体的最外层者(图2中为阴极体22)的外侧表面的端部用卷绕固定带来固定。需要说明的是,通过将大张的金属箔裁切来准备阳极体的情况下,为了在阳极体的裁切面设置电介质层,可以对卷绕体等的状态的电容器元件进而进行化学转化处理。
电解电容器可以通过将电容器元件10和所制备的电解液容纳于壳体11内,并将壳体11的开口部用封口构件12进行密封来制造。
[实施例]
以下,基于实施例及比较例具体地对本发明进行说明,但本发明不限定于以下的实施例。
《实施例1》
本实施例中,制作额定电压35V、额定静电电容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的制造方法进行说明。
(电容器元件的制作)
对将表面粗糙化的Al箔,使用己二酸铵溶液进行化学转化处理,形成电介质层。将得到的阳极箔裁切为规定尺寸。使阳极箔和作为阴极箔的Al箔分别与引线接头连接,将阳极箔和阴极箔隔着间隔件进行卷绕,用卷绕固定带对外侧表面进行固定,由此制作卷绕体。此时,引线接头及与引线接头一体化的引线在从卷绕体引出的状态下,一边将引线接头卷入一边进行卷绕。对卷绕体进而使用己二酸铵溶液再次进行化学转化处理。
将卷绕体在容纳于规定容器的包含聚乙烯二氧噻吩、聚苯乙烯磺酸和水的导电性高分子分散体中浸渍5分钟,然后,从导电性高分子分散体中提起卷绕体。接着,将浸渗有高分子分散体的卷绕体在150℃的干燥炉内进行20分钟干燥,使导电性高分子附着于卷绕体的阳极箔与阴极箔之间。如此操作,完成电容器元件,并容纳于直径10mm×长度10mm的有底圆筒状的壳体。
(电解液的浸渗)
向壳体内注入电解液,在减压气氛(40kPa)中使电解液浸渗至电容器元件。作为电解液,使用将作为溶质的邻苯二甲酸及三乙胺、以及环氧乙烷-环氧丙烷共聚物溶解于以质量比1∶1包含乙二醇和环丁砜的溶剂而成的溶液。电解液中,邻苯二甲酸成分及三乙胺成分的浓度分别为20质量%及5质量%,共聚物的浓度设为20质量%。共聚物中的环氧乙烷单元相对于环氧丙烷单元的摩尔比m/n为1.3,共聚物的Mn为1700。
(电容器元件的密封)
将浸渗有电解液的电容器元件密封,完成电解电容器。具体而言,以引线位于有底壳体的开口侧的方式将电容器元件容纳于有底壳体,将以引线贯通的方式形成的封口构件(包含丁基橡胶作为橡胶成分的弹性材料)配置在电容器元件的上方,将电容器元件密封于有底壳体内。然后,对有底壳体的开口端附近实施拉深加工,进而对开口端进行卷曲加工,将座板配置于卷曲部分,由此完成图1所示那样的电解电容器。然后,一边施加电压一边进行老化处理。
《实施例2》
使用聚环氧乙烷(Mn:1000)及聚环氧丙烷(Mn:1000)的混合物来代替共聚物,除此以外,与实施例1同样地制备电解液,组装电解电容器。电解液中的聚环氧乙烷及聚环氧丙烷的浓度分别设为10质量%及10质量%。使用的聚环氧乙烷及聚环氧丙烷整体中,环氧乙烷单元相对于环氧丙烷单元的摩尔比m/n为1.3。
《实施例3》
将环氧乙烷-环氧丙烷共聚物中的环氧乙烷单元相对于环氧丙烷单元的摩尔比m/n变更为1.05。除此以外,与实施例1同样地制备电解液,组装电解电容器。
《实施例4》
将环氧乙烷-环氧丙烷共聚物中的环氧乙烷单元相对于环氧丙烷单元的摩尔比m/n变更为2.0。除此以外,与实施例1同样地制备电解液,组装电解电容器。
《实施例5》
将环氧乙烷-环氧丙烷共聚物中的环氧乙烷单元相对于环氧丙烷单元的摩尔比m/n变更为5.0。除此以外,与实施例1同样地制备电解液,组装电解电容器。
《实施例6》
在电解液中添加硼酸与羟基化合物的缩合物,除此以外,与实施例1同样地制备电解液,组装电解电容器。作为硼酸与羟基化合物的缩合物,使用硼酸与一元醇化合物的缩合物及硼酸与二醇化合物的缩合物。一元醇化合物及二醇化合物的摩尔比(一元醇化合物:二醇化合物)设为1∶1。一元醇化合物使用三乙二醇单甲醚,二醇化合物使用二乙二醇。
《比较例1》
使用聚乙二醇(Mn:1000)来代替共聚物,除此以外,与实施例1同样地制备电解液,组装电解电容器。电解液中的聚乙二醇的浓度设为50质量%。
《比较例2》
将环氧乙烷-环氧丙烷共聚物中的环氧乙烷单元相对于环氧丙烷单元的摩尔比m/n变更为0.67,除此以外,与实施例1同样地制备电解液,组装电解电容器。
《比较例3》
电解液中的聚环氧乙烷及聚环氧丙烷的浓度分别设为17质量%及33质量%,使用的聚环氧乙烷及聚环氧丙烷整体中,将环氧乙烷单元相对于环氧丙烷单元的摩尔比m/n设为0.67。除此以外,与实施例2同样地制备电解液,与实施例1同样地组装电解电容器。
[评价]
使用在实施例及比较例中得到的电解电容器,按照下述的步骤对漏电流进行测定。
针对各例,将随机选择的10个电解电容器在155℃且3000小时的条件下放置,放置后对电解电容器的阳极体与阴极体之间施加35V的电压,测定120秒后的漏电流(LC)。然后,针对各例求出10个LC平均值。
将结果示于表1。实施例1~6分别为A1~A6,比较例1~3分别为B1~B3。
[表1]
如表1所示,与比较例相比,实施例中,能够大幅减小LC平均值。另外,使用了包含酯化合物的电解液的A6的电解电容器与其他电解电容器相比,能够抑制回流处理的电解电容器的内压上升。
产业上的可利用性
本发明适于使用固体电解质和电解液的混合型电解电容器。
附图标记说明
10:电容器元件、11:壳体、12:封口构件、13:座板、14A,14B:引线、15A,15B:引线接头、21:阳极体、22:阴极体、23:间隔件、24:卷绕固定带。
Claims (7)
1.一种电解电容器,其具备电容器元件和电解液,
所述电容器元件具备具有电介质层的阳极体、阴极体、和与所述电介质层接触的固体电解质,
所述电解液包含溶剂、溶质、和高分子成分,
所述溶剂包含乙二醇化合物,
所述高分子成分包含聚亚烷基二醇,
所述聚亚烷基二醇为聚环氧乙烷与聚环氧丙烷的混合物,
所述聚亚烷基二醇中,环氧乙烷单元相对于环氧丙烷单元的摩尔比即m/n大于1。
2.根据权利要求1所述的电解电容器,其中,所述乙二醇化合物在所述溶剂中所占的比例为10质量%以上。
3.根据权利要求1或2所述的电解电容器,其中,所述乙二醇化合物为选自由乙二醇和环氧乙烷单元的重复数为2~8的聚乙二醇所组成的组中的至少一种。
4.根据权利要求1或2所述的电解电容器,其中,所述聚环氧乙烷的数均分子量为200以上且5000以下,
所述聚环氧丙烷的数均分子量为200以上且5000以下。
5.根据权利要求1或2所述的电解电容器,其中,所述电解液中的所述聚环氧乙烷的浓度为50质量%以下,
所述电解液中的所述聚环氧丙烷的浓度为50质量%以下。
6.根据权利要求1或2所述的电解电容器,其中,所述溶质包含酸成分和碱成分。
7.根据权利要求1或2所述的电解电容器,其中,所述电解液还包含选自由硼酸与羟基化合物的缩合物、及磷酸与羟基化合物的缩合物所组成的组中的至少一种酯化合物。
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