JP2000068155A - 電解コンデンサ用電解液 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 火花電圧が高く、かつ高温寿命特性の良好な
中高圧用の電解液を提供する。 【解決手段】 エチレングリコールを主体とする溶媒中
に、硼酸の多価アルコール錯化合物あるいはその塩を一
種又は二種以上を溶解した電解液に、（化１）で示され
る総炭素数１１〜１８の脂肪族カルボン酸化合物あるい
はその塩を０．１〜１０重量％添加した電解液であり、
火花電圧が高く、高温長寿命特性が良好である。したが
って、本発明の電解液を用いることによって、耐電圧及
び過電圧特性が良好で、さらに、寿命試験後の容量変
化、ｔａｎδ変化の低い、寿命特性の良好な電解コンデ
ンサを得ることができる。 【化１】 （式中、Ｒ₁ は炭素数２〜４のアルキル基または水素原
子であり、Ｒ₂ ないしＲ₄ は炭素数１〜４のアルキル基
または水素原子であり、Ｒ₂ ないしＲ₄ のうち少なくと
も一つはアルキル基である。）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電解コンデンサ用
電解液に関し、更に詳しくは中高圧用の電解液に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】電解コンデンサ用電解液は、アルミニウ
ムまたはタンタルなどの表面に絶縁性の酸化皮膜が形成
された弁金属を陽極電極に使用し、前記酸化皮膜層を誘
電体とし、この酸化皮膜層の表面に電解質層となる電解
液を接触させ、さらに通常陰極と称する集電用の電極を
配置して構成されている。

【０００３】電解コンデンサ用電解液は、上述のように
誘電体層に直接に接触し、真の陰極として作用する。即
ち、電解液は電解コンデンサの誘電体と集電陰極との間
に介在して、電解液の抵抗分が電解コンデンサに直列に
挿入されていることになる。故に、その電解液の特性が
電解コンデンサ特性を左右する大きな要因となる。

【０００４】電解コンデンサの従来技術においては、中
高圧用の電解液として、火花電圧が比較的高く得られる
ことから、エチレングリコールを溶媒とし、セバシン
酸、やアゼライン酸等の有機ジカルボン酸が用いられる
こともあるが、これらは溶解性が低いため、低温におい
て結晶が析出しやすくコンデンサの低温特性を劣化させ
るという欠点を免れ得なかった。さらに、特公昭６０−
１３２９６号公報に示されているようにブチルオクタン
二酸を溶質として用いる例や特公昭６３−１５７３８号
公報に示されているように５，６−デカンジカルボン酸
を溶質として用いた例がある。これらの二塩基酸あるい
はその塩を用いた電解液では、火花電圧および電導度が
高く、溶解性も高いので、低温特性も良好である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の電解液においては、エチレングリコールの水酸基と溶
質のカルボキシル基との間でエステル化反応が進行し、
イオンの減少により電導度が低下するという現象が起こ
り、このため、電解コンデンサの高温での寿命特性が十
分なものではないという問題点があった。

【０００６】さらに、近年、スイッチング電源を使用し
た電子機器が一般家庭で汎用されるようになり、アルミ
電解コンデンサの安全性に対する要求が高まっている。
この電解コンデンサの安全性を向上させるために、電解
コンデンサ用電解液の火花電圧を向上させて、電解コン
デンサの過電圧特性を向上させることが望まれている。

【０００７】そこで、本発明は、火花電圧が高く、さら
に、これを用いた電解コンデンサの高温寿命特性の長期
安定化が図れる中高圧用電解液を提供することを目的と
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の電解コンデンサ用電解液は、エチレングリ
コールを主体とする溶媒中に、硼酸の多価アルコール錯
化合物あるいはその塩を一種又は二種以上を溶解した電
解液に、一般式（化６）で示される総炭素数１１〜１８
の脂肪族カルボン酸化合物あるいはその塩を０．１〜１
０重量％添加したことを特徴とする。

【０００９】また、エチレングリコールを主体とする溶
媒中に、硼酸の多価アルコール錯化合物あるいはその塩
を一種又は二種以上を溶解した電解液に、一般式（化
７）で示される総炭素数１５〜２３の脂肪族カルボン酸
化合物あるいはその塩、一般式（化８）で示される総炭
素数１９〜２８の脂肪族カルボン酸化合物あるいはその
塩、一般式（化９）で示される総炭素数２２〜３９の脂
肪族カルボン酸化合物あるいはその塩のうち、一種また
は二種以上と、一般式（化６）で示される総炭素数１１
〜１８の脂肪族カルボン酸化合物あるいはその塩を０．
１〜１０重量％添加したことを特徴とする。

【００１０】そして、前記電解液において、脂肪族カル
ボン酸化合物（化６）ないし（化９）のＲ₁ が、水素原
子であることを特徴とする。

【００１１】さらに、前記電解液の硼酸の多価アルコー
ル錯化合物における多価アルコールが、エリトリット、
アラビット、アドニット、ソルビット、マンニット、ズ
ルシット、タリットのうちから選ばれる糖アルコールで
あることを特徴とする。

【００１２】そして、前記電解液に、芳香族ニトロ化合
物を一種又は二種以上を添加したことを特徴とする。

【００１３】また、前記電解液に、一般式（化１０）で
示される酸性アルキル燐酸エステルあるいは、燐酸、亜
燐酸を一種又は二種以上添加したことを特徴とする。

【００１４】さらに、前記電解液に、非イオン性界面活
性剤、多価アルコールに酸化エチレン及び／または酸化
プロピレンを重合させ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を一種又は二種以上添加
したことを特徴とする。

【００１５】

【化６】 （式中、Ｒ₁ は炭素数２〜４のアルキル基または水素原
子であり、Ｒ₂ ないしＲ₄ は炭素数１〜４のアルキル基
または水素原子であり、Ｒ₂ ないしＲ₄ のうち少なくと
も一つはアルキル基である。）

【００１６】

【化７】 （式中、Ｒ₁ は炭素数２〜４のアルキル基または水素原
子であり、Ｒ₂ ないしＲ₄ は炭素数１〜４のアルキル基
または水素原子であり、Ｒ₂ ないしＲ₄ のうち少なくと
も一つはアルキル基であり、Ｒ₅ は炭素数１〜５のアル
キル基または水素原子である。）

【００１７】

【化８】 （式中、Ｒ₁ は炭素数２〜４のアルキル基または水素原
子であり、Ｒ₂ ないしＲ₄ は炭素数１〜４のアルキル基
または水素原子であり、Ｒ₂ ないしＲ₄ のうち少なくと
も一つはアルキル基であり、Ｒ₅ 、Ｒ₆ は炭素数１〜５
のアルキル基または水素原子である。）

【００１８】

【化９】 （式中、Ｒ₁ 、Ｒ₈ は炭素数２〜４のアルキル基または
水素原子であり、Ｒ₂ ないしＲ₇ は炭素数１〜４のアル
キル基または水素原子であり、Ｒ₂ ないしＲ₄ のうち少
なくとも一つはアルキル基、Ｒ₅ ないしＲ₇ のうち少な
くとも一つはアルキル基、Ｒ₉ 、Ｒ₁₀は炭素数１〜５の
アルキル基または水素原子である。）

【００１９】

【化１０】 （式中、Ｒ₁ 、Ｒ₂ は、炭素数１〜１８のアルキル基ま
たは水素原子であり、少なくとも一つはアルキル基であ
る。）

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の電解コンデンサ用電解液
は、エチレングリコールを主たる溶媒とし、硼酸の多価
アルコール錯化合物あるいはその塩を主たる溶質として
いる。この硼酸の多価アルコール錯化合物あるいはその
塩は、エチレングリコールとの実質的な化学反応によっ
てイオンの減少が起こるというようなことがないため、
電解液の電導度の低下が緩やかになり、電解コンデンサ
のｔａｎδ（誘電損失）の上昇が抑制される。ここで、
硼酸の多価アルコール錯化合物の含有率は、１〜５０重
量％、好適には５〜２０重量％である。この範囲未満で
は、イオン濃度が低いため、また、この範囲を越えると
電解液の粘性が高くなってイオンの移動度が低下するた
め、電導度が低下する。

【００２１】また、本発明の電解液における硼酸の多価
アルコール錯化合物は、予め、合成した錯化合物あるい
はその塩をエチレングリコールを主体とする溶媒中に溶
解させることで得られるが、エチレングリコール中に硼
酸及び硼酸とエステルを形成させる多価アルコールとを
所定量混合し、加熱溶解させることでも得ることができ
る。後者の方法で電解液を調整した場合は、硼酸の多価
アルコール錯化合物形成時に水の生成（硼酸１モルに対
して３モルの水）を伴うが、必要に応じ開放系で加熱攪
拌する等により、水分を除去することができる。

【００２２】しかしながら、この硼酸の多価アルコール
錯化合物あるいはその塩は、化学的な安定性にすぐれて
いる反面、電解液の酸化皮膜の修復能力が低い、即ち化
成性が悪いという欠点がある。このため、陽極酸化皮膜
の劣化修復時の発熱が大きく、寿命試験での漏れ電流の
上昇等、結果としてコンデンサの特性を長時間維持でき
なくなるという欠点がある。

【００２３】そこで、本発明においては、（化６）ない
し（化９）で示される脂肪族カルボン酸化合物あるいは
その塩を添加し、本添加物の、皮膜修復能力を高める特
性によって、長時間安定な特性を有する電解コンデンサ
を得ている。さらにこれらの硼酸の多価アルコール錯化
合物あるいはその塩と（化６）ないし（化９）で示され
る脂肪族カルボン酸化合物あるいはその塩との相乗作用
により、電解液の火花電圧も上昇する。

【００２４】また、（化６）で示される脂肪族カルボン
酸化合物あるいはその塩を単独で用いるよりも、（化
６）ないし（化９）で示される脂肪族カルボン酸化合物
あるいはその塩の混合物を用いると、さらに火花電圧は
向上する。

【００２５】さらに、（化６）ないし（化９）で示され
る脂肪族カルボン酸化合物のＲ₁ が水素原子である場合
は、より化成性の良好な電解液を得ることができ、電解
コンデンサの漏れ電流の低減等が図れる。

【００２６】脂肪族ジカルボン酸化合物あるいはその塩
の添加量は０．１〜１０重量％、好適には０．５〜５．
０重量％である。この範囲未満では効果が小さく、また
これを越えると、（化６）ないし（化９）で表される脂
肪族カルボン酸化合物のカルボキシル基とエチレングリ
コールの水酸基との間でエステル化反応が起こり、アニ
オンが減少して電解液のｐＨが上昇し、さらにコンデン
サ内部の内圧が上昇して、結果的にコンデンサの寿命が
短くなる。

【００２７】（化６）で示される脂肪族カルボン酸化合
物の具体例としては、２−メチル−１，７−オクタンジ
カルボン酸、３−メチル−１，７−オクタンジカルボン
酸、２，３−ジメチル−１，７−オクタンジカルボン
酸、２，４−ジメチル−１，７−オクタンジカルボン
酸、２，３，４−トリメチル−１，７−オクタンジカル
ボン酸、，９−デカンジカルボン酸、２−エチル−１，
７−オクタンジカルボン酸、３−エチル−１，７−オク
タンジカルボン酸、２−プロピル−１，７−オクタンジ
カルボン酸、３−プロピル−１，７−オクタンジカルボ
ン酸、１−プロピル−１，７−オクタンジカルボン酸、
３−ブチル−１，７−オクタンジカルボン酸、２，４−
ジブチル−１，７−オクタンジカルボン酸、１，３−ジ
ブチル−１，７−オクタンジカルボン酸、１−ブチル−
１，７−オクタンジカルボン酸等を例示できる。

【００２８】（化７）で示される脂肪族カルボン酸化合
物の具体例としては、２，７−ジメチル−７−メトキシ
カルボニル−１，９−デカンジカルボン酸、３，７−ジ
メチル−７−メトキシカルボニル−１，９−デカンジカ
ルボン酸、２，３，７−トリメチル−７−メトキシカル
ボニル−１，９−デカンジカルボン酸、２，４，７−ト
リメチル−７−メトキシカルボニル−１，９−デカンジ
カルボン酸、２，３，４，７−テトラメチル−７−メト
キシカルボニル−１，９−デカンジカルボン酸、２−エ
チル−７−メチル−７−メトキシカルボニル−１，９−
デカンジカルボン酸、３−エチル−７−メチル−７−メ
トキシカルボニル−１，９−デカンジカルボン酸、９−
メチル−９−メトキシカルボニル−３，１２−ドデカン
ジカルボン酸、７−メチル−７−メトキシカルボニル−
２−プロピル−１，９−デカンジカルボン酸、７−メチ
ル−７−メトキシカルボニル−３−プロピル−１，９−
デカンジカルボン酸、７−メチル−７−メトキシカルボ
ニル−１−プロピル−１，９−デカンジカルボン酸、３
−ブチル−７−メチル−７−メトキシカルボニル−１，
９−デカンジカルボン酸、２，４−ジブチル−７−メチ
ル−７−メトキシカルボニル−１，９−デカンジカルボ
ン酸、１，３−ジブチル−７−メチル−７−メトキシカ
ルボニル−１，９−デカンジカルボン酸、１−ブチル−
７−メチル−７−メトキシカルボニル−１，９−デカン
ジカルボン酸、２，７−ジメチル−１，７，９−デカン
トリカルボン酸、３，７−ジメチル−１，７，９−デカ
ントリカルボン酸、３−エチル−１，７，９−デカント
リカルボン酸、９−メチル−３，９，１２−ドデカント
リカルボン酸、３−ブチル−７−メチル−１，７，９−
デカントリカルボン酸、１−ブチル−７−メチル−１，
７，９−デカントリカルボン酸、１，３−ジブチル７−
メチル−１，７，９−デカントリカルボン酸等を例示で
きる。

【００２９】（化８）で示される脂肪族カルボン酸化合
物の具体例としては、２，７，９−トリメチル−７，９
−ジメトキシカルボニル−１，１１−ドデカンジカルボ
ン酸、３，７，９−トリメチル−７，９−ジメトキシカ
ルボニル−１，１１−ドデカンジカルボン酸、２，３，
７，９−テトラメチル−７，９−ジメトキシカルボニル
−１，１１−ドデカンジカルボン酸、２，４，７，９−
テトラメチル−７，９−ジメトキシカルボニル−１，１
１−ドデカンジカルボン酸、 ２，３，４，７，９−ペ
ンタメチル−，９−ジメトキシカルボニル−１，１１−
ドデカンジカルボン酸、 ２−エチル−７，９−ジメチ
ル−７，９−ジメトキシカルボニル−１，１１−ドデカ
ンジカルボン酸、３−エチル−７，９−ジメチル−７，
９−ジメトキシカルボニル−１，１１−ドデカンジカル
ボン酸、９，１１−ジメチル−９，１１−ジメトキシカ
ルボニル−３，１３−テトラデカンジカルボン酸、７，
９−ジメチル−７，９−ジメトキシカルボニル−２−プ
ロピル−１，１１−ドデカンジカルボン酸、７，９−ジ
メチル−７，９−ジメトキシカルボニル−３−プロピル
−１，１１−ドデカンジカルボン酸、７，９−ジメチル
−７，９−ジメトキシカルボニル−１−プロピル−１，
１１−ドデカンジカルボン酸、３−ブチル−７，９−ジ
メチル−７，９−ジメトキシカルボニル−１，１１−ド
デカンジカルボン酸、２，４−ジブチル−７，９−ジメ
トキシカルボニル−１，１１−ドデカンジカルボン酸、
１，３−ジブチル−７，９−ジメトキシカルボニル−
１，１１−ドデカンジカルボン酸、１−ブチル−７，９
−ジメトキシカルボニル−１，１１−ドデカンジカルボ
ン酸等を例示できる。

【００３０】（化９）で示される脂肪族カルボン酸化合
物の具体例としては、２，７，８，１３−テトラメチル
−７，８−ジメトキシカルボニル−１，１４−テトラデ
カンジカルボン酸、３，７，８，１２−テトラメチル−
７，８−ジメトキシカルボニル−１，１４−テトラデカ
ンジカルボン酸、２，３，７，８，１２，１３−ヘキサ
メチル−７，８−ジメトキシカルボニル−１，１４−テ
トラデカンジカルボン酸、２，４，７，８，１１，１３
−ヘキサメチル−７，８−ジメトキシカルボニル−１，
１４−テトラデカンジカルボン酸、２，３，４，７，
８，１１，１２，１３−オクタメチル−７，８−ジメト
キシカルボニル−１，１４−テトラデカンジカルボン
酸、２，１３−ジエチル−７，８−ジメトキシカルボニ
ル−１，１４−テトラデカンジカルボン酸、３，１２−
ジエチル−７，８−ジメトキシカルボニル−１，１４−
テトラデカンジカルボン酸、９，１０−ジメチル−９，
１０−ジメトキシカルボニル−３，１６−オクタデカン
ジカルボン酸、７，８−ジメチル−７，８−ジメトキシ
カルボニル−２，１３−ジプロピル−１，１４−テトラ
デカンジカルボン酸、７，８−ジメチル−７，８−ジメ
トキシカルボニル−３，１２−ジプロピル−１，１４−
テトラデカンジカルボン酸、７，８−ジメチル−７，８
−ジメトキシカルボニル−１，１４−ジプロピル−１，
１４−テトラデカンジカルボン酸、３，１２−ジブチル
−７，８−ジメチル−７，８−ジメトキシカルボニル−
１，１４−テトラデカンジカルボン酸、２，４，１１，
１４−テトラブチル−７，８−ジメチル−７，８−ジメ
トキシカルボニル−１，１４−テトラデカンジカルボン
酸、１，１４−ジブチル−７，８−ジメチル−７，８−
ジメトキシカルボニル−１，１４−テトラデカンジカボ
ン酸、１，３，１２，１４−テトラブチル−７，８−ジ
メチル−７，８−ジメトキシカルボニル−１，１４−テ
トラデカンジカルボン酸等を例示できる。

【００３１】硼酸の多価アルコール錯化合物における多
価アルコールとしては、エチレングリコール、プロピレ
ングリコール、トリメチロールプロパン、トリメチロー
ルエタン、ペンタエリトリット、ポリビニルアルコール
等、さらには、トリット、テトリット、ペンチット、ヘ
キシット、へプチット、オクチット、ノニット、デシッ
ト、ドデシット等の糖アルコールがあげられる。

【００３２】ここで、硼酸の多価アルコール錯化合物に
おける多価アルコールとして、エリトリット、アラビッ
ト、アドニット、ソルビット、マンニット、ズルシッ
ト、タリットのようにシス位の水酸基をもつ糖アルコー
ルを用いると、硼酸エステル錯陰イオンが形成され、さ
らに、熱安定性の向上を図ることができる。

【００３３】このことは、以下のように推察される。す
なわち、通常は、遊離の硼酸陰イオンが、加水分解によ
って生成するが、この硼酸陰イオンは、高温下では、陽
極酸化皮膜層中にとりこまれて、電解液中の硼酸陰イオ
ン濃度が低下し、このことによって、電解液の電導度が
低下する。しかしながら、シス位の水酸基をもつ糖アル
コールを用いると、このシス位の二つの水酸基が、高温
下において、硼酸エステルと結合して、安定な硼酸エス
テル錯陰イオンが生成される。この硼酸エステル錯陰イ
オンは陽極酸化皮膜層中にとりこまれるというようなこ
とがないので、電解液中の硼酸陰イオン濃度が低下して
電解液の電導度が低下するというようなことがなく、熱
安定性が向上する。

【００３４】さらに、糖アルコールを含む硼酸エステル
形錯イオンは、エチレングリコール単独の硼酸エステル
形錯イオンの場合よりも、火花電圧を上昇させる。これ
らの糖アルコールのうち、最も好ましいのはマンニット
である。

【００３５】硼酸の多価アルコール錯化合物を構成する
多価アルコール中の糖アルコール含有量は、重量比で、
硼酸１に対して０．５〜３．０、好適には、１．０〜
２．０の範囲である。この範囲未満では、高温での熱安
定性が低く、またこの範囲をこえると電導度が低下す
る。

【００３６】本発明における硼酸の多価アルコール錯化
合物の塩、脂肪族カルボン酸化合物の塩としては、アン
モニウム塩、アミン塩、四級アンモニウム塩および環状
アミジン化合物の四級アンモニウム塩があげられる。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、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）があげられる。これらのうちで好ま
しいのは、アンモニウム塩である。

【００３７】溶媒はエチレングリコールを主体としてい
るが、低温度特性の改善、比抵抗の低減等の目的でプロ
トン性極性溶媒、非プロトン性溶媒、あるいは水を添加
することもできる。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（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）などがあげられる。非プロトン性溶媒とし
ては、アミド系（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
−ジメチルホルムアミド、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）、ラクトン類、環状
アミド類、カーボネート類（γ−ブチロラクトン、Ｎ−
メチル−２−ピロリドン、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）オキシド類（ジメチルスルホキシド等）などが代表
としてあげられる。

【００３８】以上のように、本発明の電解液は、火花電
圧が高く、高温下での電解液の特性が安定で、さらに、
酸化皮膜の化成性も安定である。したがって、本発明の
電解液を用いることによって、耐電圧、さらには過電圧
特性が良好で、高温での誘電損失変化、静電容量変化等
の寿命特性が良好な電解コンデンサを得ることができ
る。

【００３９】また、前記電解液に芳香族ニトロ化合物を
添加することにより、コンデンサ内部圧力の上昇を抑制
することができ、コンデンサの寿命特性の改善が図るこ
とができる。これは、コンデンサ内部に発生した水素ガ
スとの間でニトロ基の還元反応がおこることによるもの
と思われる。芳香族ニトロ化合物の添加量は、０．０１
〜７．０重量％、好適には０．１〜５．０重量％であ
る。この範囲未満では、効果が低下し、この範囲を越え
ると電解液の電導度が低下する。

【００４０】芳香族ニトロ化合物の具体例としては、ニ
トロフェノール、ジニトロフェノール、ニトロ安息香
酸、ニトロトルエン、ジニトロトルエン、ニトロキシレ
ン、ニトロベンゼン、ジニトロベンゼン、ニトロベンジ
ルアルコール、ニトロアセトフェノン、ニトロアニソー
ル、ジメトキシニトロベンゼン、ニトロアニリン、ニト
ロフェネトール、ニトロフタル酸、２−（ニトロフェノ
キシ）エタノール等をあげることができる。

【００４１】また、前記電解液に（化１０）で示される
酸性アルキル燐酸エステル化合物、燐酸、亜燐酸を添加
することにより、コンデンサの漏れ電流の上昇を抑制す
ることができる。これは、これらの添加剤の、コンデン
サを長時間放置した際に発生する陽極酸化皮膜の水和劣
化を抑制する効果によるものであると思われる。燐酸、
亜燐酸の添加量は、０．０１〜１．０重量％、好適には
０．１〜０．５重量％である。酸性アルキル燐酸エステ
ル化合物の添加量は０．０１〜５．０重量％、好適には
０．１〜３．０重量％である。この範囲未満では効果が
低下し、この範囲を越えると、火花電圧が低下する。

【００４２】そして、前記電解液に非イオン性界面活性
剤、多価アルコールに酸化エチレン及び／または酸化プ
ロピレンを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を添加することにより、電解
液の火花電圧を向上させることができる。このことによ
って、コンデンサに過電圧が印加された際の安全性を向
上することができる。

【００４３】非イオン性界面活性剤としては、ポリオキ
シエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアル
キルフェニルエーテル、アルキルアリルホルムアルデヒ
ド縮合ポリオキシエチレンエーテル、ポリオキシエチレ
ンポリオキシプロピレンアルキルエーテル、グリセリン
脂肪酸エステルのポリオキシエチレンエーテル、ソルビ
タン脂肪酸エステルのポリオキシエチレンエーテル、ソ
ルビトール脂肪酸エステルのポリオキシエチレンエーテ
ル、ポリエチレングリコールの脂肪酸エステル、親水性
シリコンオイル等があげられる。ポリオキシアルキレン
多価アルコールエーテル化合物の多価アルコールとして
は、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリ
セリン、ペンタエリスリトール、ソルビット、ポリグリ
セリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタ
ン等があげられる。非イオン性界面活性剤、ポリオキシ
アルキレン多価アルコールエーテル化合物の添加量は、
０．１〜１５重量％、好適には０．５〜１０重量％であ
る。この範囲未満では、効果が低下し、この範囲を越え
ると、電導度が低下する。

【００４４】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。

【００４５】（表１）〜（表３）は、本発明例の実施
例、従来例、及び、比較例について、電解コンデンサ用
電解液の組成と、火花電圧および電導度を、示したもの
である。ここで、電解液の作成は常法により行い、アン
モニアガスを注入してｐＨを調整した。また、火花電圧
は、コンデンサ素子（定格：５５０Ｖ−１２０μＦ）を
用い、室温において、１０ｍＡの定電流を流して測定し
た値である。

【００４６】ここで、以下の、脂肪族カルボン酸Ａは３
−ブチル−１，７−オクタンジカルボン酸を示す。ま
た、脂肪族カルボン酸Ｂは２，４−ジメチル−１，７−
オクタンジカルボン酸（５３％）、２，４，７−トリメ
チル−７−メトキシカルボニル−１，９−デカンジカル
ボン酸（１２％）、２，４，７，９−テトラメチル−
７，９−ジメトキシカルボニル−１，１１−ドデカンジ
カルボン酸（１３％）、２，４，７，８，１１，１３−
ヘキサメチル−７，８−ジメトキシカルボニル−１，１
４−テトラデカンジカルボン酸（１８％）の混合物を、
脂肪族カルボン酸Ｃは３−メチル−１，７−オクタンジ
カルボン酸（４１％）、３，７−ジメチル−７−メチコ
シカルボニル−１，９−デカンジカルボン酸（１６
％）、３，７，９−トリメチル−７，９−ジメトキシカ
ルボニル−１，１１−ドデカンジカルボン酸（１８
％）、３，７，８，１２―テトラメチル−７，８−ジメ
トキシカルボニル−１，１４−テトラデカンジカルボン
酸（２３％）の混合物を、脂肪族カルボン酸化合物Ｄは
３，９−デカンジカルボン酸（４２％）、９−メチル−
９−メトキシカルボニル−３，１２−ドデカンジカルボ
ン酸（１３％）、９，１１−ジメチル−９，１１−ジメ
トキシカルボニル−３，１３−テトラデカンジカルボン
酸（１１％）、９，１０−ジメチル−９，１０−ジメト
キシカルボニル−３，１６−オクタデカンジカルボン酸
（２１％）の混合物を示す。

【００４７】そして、（表４）には、（表１）〜（表
３）における実施例、従来例、比較例の電解液を用い
た、４５０Ｖ−１８０μＦの電解コンデンサの初期特性
及び、１０５℃で定格電圧を印加した、２０００時間後
の特性を示す。

【００４８】

【表１】

【００４９】

【表２】

【００５０】

【表３】

【００５１】

【表４】 （注）Ｃａｐ：静電容量（μＦ）、ｔａｎδ：誘電損失の正接、 ＬＣ：漏れ電流（μＡ）、ΔＣａｐ：静電容量変化率（％）

【００５２】（表１）〜（表３）から明らかなように、
本発明の実施例の電解液は、従来例の電解液と比較し
て、火花電圧が高く、電導度特性に優れた電解液であ
る。さらに、（化６）ないし（化９）の脂肪族カルボン
酸の混合物を用いた、実施例２〜実施例４は、（化６）
の脂肪族カルボン酸単独で用いた、実施例１より、さら
に火花電圧が高い。

【００５３】また、（表４）から明らかなように、本発
明の電解液を用いた、実施例１〜７の電解コンデンサ
は、２０００時間後のｔａｎδ変化、静電容量変化共に
小さく、優れた寿命特性を示している。さらに、（化
６）ないし（化９）で示される脂肪族カルボン酸におい
て、Ｒ₁ が水素原子である、実施例１〜実施例５、実施
例７は、Ｒ₁ がエチル基である、実施例６よりも、初期
の漏れ電流が低減しており、化成性が向上していること
がわかる。

【００５４】これらに比べて、有機酸を主体とした電解
液を用いた、従来例２、比較例２〜４の電解コンデンサ
では、２０００時間後のｔａｎδ変化、静電容量変化共
に大きく、本発明の硼酸の多価アルコール錯化合物の添
加の効果がわかる。また、脂肪族カルボン酸化合物を添
加していない硼酸主体の電解液を用いた、比較例１の電
解コンデンサでは、初期の漏れ電流が大きく、寿命試験
中においても漏れ電流による水素ガス発生で、安全弁動
作（開弁）が認められており、本発明の脂肪族カルボン
酸の添加によって、電解液の化成性が大きく改善される
ことがわかる。

【００５５】以上のように、本発明の硼酸の多価アルコ
ール錯化合物あるいはその塩と（化６）ないし（化９）
の脂肪族カルボン酸との相乗効果により、火花電圧が高
く、かつ、高温寿命試験中のｔａｎδならびに静電容量
の変化の少ない電解コンデンサを得ることができる、電
解液を実現している。

【００５６】次に、シス位の水酸基を有する糖アルコー
ルを用いた実施例を示す。（表５）、 (表６）には、実
施例の電解液の組成と火花電圧、電導度を示した。電解
液の作成方法はこれまでと同様である。また、（表７）
には、（表５）、（表６）における実施例及び従来例２
の電解液を用いた４５０Ｖ−２２０μＦの電解コンデン
サの初期特性及び、１０５℃で定格電圧を印加した２０
００時間後の特性を示した。

【００５７】

【表５】

【００５８】

【表６】

【００５９】

【表７】 （注）Ｃａｐ：静電容量（μＦ）、ｔａｎδ：誘電損失の正接、 ＬＣ：漏れ電流（μＡ）、ΔＣａｐ：静電容量変化率（％）

【００６０】（表５）〜（表７）から明らかなように、
シス位の水酸基を有する糖アルコールを用いた、実施例
８〜１２の電解液は、シス位の水酸基を有する糖アルコ
ールではない多価アルコールであるエチレングリコール
を用いた、実施例１３より火花電圧は高い。さらに、実
施例８〜１２の電解コンデンサは、実施例１３、及び従
来例２の電解液の電解コンデンサと比較して、ｔａｎδ
変化が小さく、また静電容量変化も小さく、より高温で
の寿命特性に優れていることがわかる。

【００６１】次に、本発明の芳香族ニトロ化合物を用い
た実施例を示す。（表８）〜（表９）には、実施例の電
解液組成を示した。また、（表１０）には、これらの電
解液と従来例２の電解液を用いた４００Ｖ−２２０μＦ
の電解コンデンサの１０５℃の２０００時間後の製品高
さ寸法の変化を示した。

【００６２】

【表８】

【００６３】

【表９】

【００６４】

【表１０】

【００６５】（表８）〜（表１０）から明らかなよう
に、本発明の芳香族ニトロ化合物を用いた、実施例１４
〜１８は、これらを用いない、実施例１９、２０、及び
従来例２に比べて、２０００時間後の製品高さ寸法変化
は小さく、コンデンサの内圧上昇が抑制され、寿命特性
が向上している。

【００６６】次に、本発明の（化４）で示される酸性ア
ルキル燐酸エステル化合物、燐酸、亜燐酸を用いた実施
例を示す。（表１１）、（表１２）には、実施例の電解
液組成を示し、（表１３）には、これらの電解液と従来
例２の電解液を用いた、４００Ｖ−２２０μＦの電解コ
ンデンサの１０５℃の１０００時間放置後の特性を示し
た。

【００６７】

【表１１】

【００６８】

【表１２】

【００６９】

【表１３】 （注）Ｃａｐ：静電容量（μＦ）、ｔａｎδ：誘電損失の正接、 ＬＣ：漏れ電流（μＡ）、ΔＣａｐ：静電容量変化率（％）

【００７０】（表１０）〜（表１３）からわかるよう
に、本発明の燐酸等を用いた、実施例２１〜２４では、
これらを用いない、実施例２５、２６、及び従来例２に
比べて、高温放置後の漏れ電流は低く保たれ、寿命特性
が向上している。

【００７１】次に、本発明の非イオン性界面活性剤、ポ
リオキシ多価アルコールエーテル化合物を用いた電解液
の実施例を示す。（表１４）、（表１５）には、実施例
の電解液組成、火花電圧及び電導度特性を示した。

【００７２】

【表１４】

【００７３】

【表１５】

【００７４】（表１４）、（表１５）から明らかなよう
に、本発明の界面活性剤等を用いた、実施例２７〜３１
の電解液では、これらを用いない、実施例３２、３３に
比べて、火花電圧の向上が認められ、これらの電解液を
用いることによって、さらに過電圧特性に優れた電解コ
ンデンサを得ることができる。

【００７５】

【発明の効果】以上のように、本発明の電解液は、エチ
レングリコールを主体とする溶媒中に、硼酸の多価アル
コール錯化合物あるいはその塩を一種又は二種以上を溶
解した電解液に、（化６）で示される脂肪族カルボン酸
化合物あるいはその塩を０．１〜１０重量％添加した電
解液であり、火花電圧が高く、高温寿命特性が良好であ
る。また、（化７）ないし（化９）で示される脂肪族カ
ルボン酸化合物あるいはその塩のうち、一種又は二種以
上と、（化６）で示される脂肪族カルボン酸化合物ある
いはその塩を、０．１〜１０重量％添加した電解液は、
さらに、火花電圧が高い。また、（化６）ないし（化
９）で示される脂肪族カルボン酸化合物のＲ₁ が水素原
子である場合は、より化成性の良好な電解液を得ること
ができる。したがって、本発明の電解液を用いることに
よって、耐電圧及び過電圧特性が良好で、さらに、寿命
試験後の容量変化、ｔａｎδ変化の低い、寿命特性の良
好な電解コンデンサを得ることができる。

【００７６】さらに、前記電解液の硼酸の多価アルコー
ル錯化合物あるいはその塩の、多価アルコールとして、
エリトリット、アラビット、アドニット、ソルビット、
マンニット、ズルシット、タリットのうちから選ばれる
糖アルコールを用いると、高温寿命特性はより向上す
る。

【００７７】また、前記電解液に、芳香族ニトロ化合物
を添加した場合は、コンデンサ内部のガス発生が抑制さ
れるので、電解コンデンサの寿命特性は向上する。

【００７８】そして、前記電解液に、（化１０）で示さ
れる、酸性アルキル燐酸エステルあるいは、燐酸、亜燐
酸を添加した場合は、陽極酸化皮膜の劣化を抑制できる
ので、電解コンデンサの高温放置後の漏れ電流の上昇を
抑制でき、さらに電解コンデンサの寿命特性は向上す
る。

【００７９】さらに、前記電解液に、非イオン性界面活
性剤、多価アルコールに酸化エチレン及び／または酸化
プロピレンを重合させ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を添加した場合は、電解
液の火花電圧をさらに上昇させることができ、電解コン
デンサの過電圧特性が向上する。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エチレングリコールを主体とする溶媒中
   に、硼酸の多価アルコール錯化合物あるいはその塩を一
   種又は二種以上を溶解した電解液に、一般式（化１）で
   示される総炭素数１１〜１８の脂肪族カルボン酸化合物
   あるいはその塩を０．１〜１０重量％添加したことを特
   徴とする電解コンデンサ用電解液。
2. 【請求項２】エチレングリコールを主体とする溶媒中
   に、硼酸の多価アルコール錯化合物あるいはその塩を一
   種又は二種以上を溶解した電解液に、一般式（化２）で
   示される総炭素数１５〜２３の脂肪族カルボン酸化合物
   あるいはその塩、一般式（化３）で示される総炭素数１
   ９〜２８の脂肪族カルボン酸化合物あるいはその塩、一
   般式（化４）で示される総炭素数２２〜３９の脂肪族カ
   ルボン酸化合物あるいはその塩のうち、一種または二種
   以上と、一般式（化１）で示される総炭素数１１〜１８
   の脂肪族カルボン酸化合物あるいはその塩を０．１〜１
   ０重量％添加したことを特徴とする電解コンデンサ用電
   解液。
3. 【請求項３】脂肪族カルボン酸化合物（化１）ないし
   （化４）のＲ₁ が、水素原子である、請求項１または２
   記載の電解コンデンサ用電解液。
4. 【請求項４】硼酸の多価アルコール錯化合物における多
   価アルコールが、エリトリット、アラビット、アドニッ
   ト、ソルビット、マンニット、ズルシット、タリットの
   うちから選ばれる糖アルコールである、請求項１または
   ２記載の電解コンデンサ用電解液。
5. 【請求項５】芳香族ニトロ化合物を一種または二種以上
   添加した、請求項１または２記載の電解コンデンサ用電
   解液。
6. 【請求項６】一般式（化５）で示される酸性アルキル燐
   酸エステルあるいは、燐酸、亜燐酸の１種または二種以
   上を添加した、請求項１または２記載の電解コンデンサ
   用電解液。
7. 【請求項７】非イオン性界面活性剤、多価アルコールに
   酸化エチレン及び／または酸化プロピレンを重合させて
   えられるポリオキシアルキレン多価アルコールエーテル
   化合物を１種以上添加した、請求項１または２記載の電
   解コンデンサ用電解液。 【化１】 （式中、Ｒ₁ は炭素数２〜４のアルキル基または水素原
   子であり、Ｒ₂ ないしＲ₄ は炭素数１〜４のアルキル基
   または水素原子であり、Ｒ₂ ないしＲ₄ のうち少なくと
   も一つはアルキル基である。） 【化２】 （式中、Ｒ₁ は炭素数２〜４のアルキル基または水素原
   子であり、Ｒ₂ ないしＲ₄ は炭素数１〜４のアルキル基
   または水素原子であり、Ｒ₂ ないしＲ₄ のうち少なくと
   も一つはアルキル基であり、Ｒ₅ は炭素数１〜５のアル
   キル基または水素原子である。） 【化３】 （式中、Ｒ₁ は炭素数２〜４のアルキル基または水素原
   子であり、Ｒ₂ ないしＲ₄ は炭素数１〜４のアルキル基
   または水素原子であり、Ｒ₂ ないしＲ₄ のうち少なくと
   も一つはアルキル基であり、Ｒ₅ 、Ｒ₆ は炭素数１〜５
   のアルキル基または水素原子である。） 【化４】 （式中、Ｒ₁ 、Ｒ₈ は炭素数２〜４のアルキル基または
   水素原子であり、Ｒ₂ ないしＲ₇ は炭素数１〜４のアル
   キル基または水素原子であり、Ｒ₂ ないしＲ₄ のうち少
   なくとも一つはアルキル基、Ｒ₅ ないしＲ₇ のうち少な
   くとも一つはアルキル基であり、Ｒ₉ 、Ｒ₁₀は炭素数１
   〜５のアルキル基または水素原子である。） 【化５】 （式中、Ｒ₁ 、Ｒ₂ は、炭素数１〜１８のアルキル基ま
   たは水素原子であり、少なくとも一つはアルキル基であ
   る。）