JP2000124076A - 電解コンデンサ用電解液 - Google Patents
電解コンデンサ用電解液Info
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- JP2000124076A JP2000124076A JP10289719A JP28971998A JP2000124076A JP 2000124076 A JP2000124076 A JP 2000124076A JP 10289719 A JP10289719 A JP 10289719A JP 28971998 A JP28971998 A JP 28971998A JP 2000124076 A JP2000124076 A JP 2000124076A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電解コンデンサの寿命を長くでき、耐圧を高
くできる電解コンデンサ用電解液を提供すること。 【解決手段】 多価アルコールを主な溶媒とする電解コ
ンデンサ用電解液において、テトラヒドロフランと酸化
エチレンとの共重合体を溶解することを特徴とする電解
コンデンサ用電解液。
くできる電解コンデンサ用電解液を提供すること。 【解決手段】 多価アルコールを主な溶媒とする電解コ
ンデンサ用電解液において、テトラヒドロフランと酸化
エチレンとの共重合体を溶解することを特徴とする電解
コンデンサ用電解液。
Description
【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、特に、高圧用の電解コンデンサ用電解液に
関する。
解液に関し、特に、高圧用の電解コンデンサ用電解液に
関する。
【０００２】
【従来の技術】アルミ電解コンデンサ等の電解コンデン
サは、例えば、陽極酸化皮膜を形成した陽極箔と、陰極
箔とをセパレータを介して積層し、巻回してコンデンサ
素子とし、これに電解液を含浸したものを金属製や樹脂
製のケースに収納し、このケースに蓋を取り付けて密閉
し、蓋から端子を引き出した構造になっている。そして
電解液としては、例えば、エチレングリコール等の多価
アルコール類を主な溶媒とし、ホウ酸や安息香酸あるい
はアゼライン酸やセバシン酸，１，６−デカンジカルボ
ン酸等の高級二塩基酸等を溶解した組成のものが用いら
れている。
サは、例えば、陽極酸化皮膜を形成した陽極箔と、陰極
箔とをセパレータを介して積層し、巻回してコンデンサ
素子とし、これに電解液を含浸したものを金属製や樹脂
製のケースに収納し、このケースに蓋を取り付けて密閉
し、蓋から端子を引き出した構造になっている。そして
電解液としては、例えば、エチレングリコール等の多価
アルコール類を主な溶媒とし、ホウ酸や安息香酸あるい
はアゼライン酸やセバシン酸，１，６−デカンジカルボ
ン酸等の高級二塩基酸等を溶解した組成のものが用いら
れている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、エチレングリ
コールにホウ酸を溶質として溶解した電解液は、分子内
に結晶水が存在する他に、エチレングリコールとホウ酸
のエステル化反応によって多量の水が発生する。そして
温度が９０℃より高くなるとこれらの水と陽極箔表面の
陽極酸化皮膜とが反応して、漏れ電流が増加し、水素ガ
スが多量に発生する。このため、ケース内の圧力が上昇
し易く、ケースや蓋に設けた防爆機構が作動して水素ガ
スがケース外に放出し、電解コンデンサの爆発を防止で
きるが、電解コンデンサが不良品となる欠点がある。
コールにホウ酸を溶質として溶解した電解液は、分子内
に結晶水が存在する他に、エチレングリコールとホウ酸
のエステル化反応によって多量の水が発生する。そして
温度が９０℃より高くなるとこれらの水と陽極箔表面の
陽極酸化皮膜とが反応して、漏れ電流が増加し、水素ガ
スが多量に発生する。このため、ケース内の圧力が上昇
し易く、ケースや蓋に設けた防爆機構が作動して水素ガ
スがケース外に放出し、電解コンデンサの爆発を防止で
きるが、電解コンデンサが不良品となる欠点がある。
【０００４】また、安息香酸を溶解した電解液は、火花
発生電圧が低く、高圧用の電解コンデンサに使用できな
い欠点がある。
発生電圧が低く、高圧用の電解コンデンサに使用できな
い欠点がある。
【０００５】さらに、高級二基酸を溶解した電解液は、
比較的に火花発生電圧が高く、高圧用の電解コンデンサ
に用いることもある。しかし、最近の電気機器等に組み
込む電解コンデンサとしてより高い耐圧のものを必要と
することがある。そして高級二塩基酸を溶解した電解液
は、このような電解コンデンサには、耐圧が低くて使用
できない欠点がある。
比較的に火花発生電圧が高く、高圧用の電解コンデンサ
に用いることもある。しかし、最近の電気機器等に組み
込む電解コンデンサとしてより高い耐圧のものを必要と
することがある。そして高級二塩基酸を溶解した電解液
は、このような電解コンデンサには、耐圧が低くて使用
できない欠点がある。
【０００６】本発明は、以上の欠点を改良し電解コンデ
ンサの寿命を長くでき、かつ耐圧を高くできる電解コン
デンサ用電解液を提供することを課題とするものであ
る。
ンサの寿命を長くでき、かつ耐圧を高くできる電解コン
デンサ用電解液を提供することを課題とするものであ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために、多価アルコールを主な溶媒とする電解
コンデンサ用電解液において、テトラヒドロフランと酸
化エチレンとの共重合体を溶解することを特徴とする電
解コンデンサ用電解液を提供するものである。
解決するために、多価アルコールを主な溶媒とする電解
コンデンサ用電解液において、テトラヒドロフランと酸
化エチレンとの共重合体を溶解することを特徴とする電
解コンデンサ用電解液を提供するものである。
【０００８】すなわち、テトラヒドロフランと酸化エチ
レンとの共重合体は分子内に結晶が少なく、かつエチレ
ングリコール等の多価アルコールとエステル反応し難
く、エステル反応によって生じる水が少ない。従って、
電解コンデンサの寿命を長くできる。また、テトラヒド
ロフランと酸化エチレンとの共重合体を含む電解液は火
花発生電圧が高くなる。そして前記共重合体は、その分
子内に−ＣＨ２−等の親油性を示す官能基と−０−との
親水基を有しているため表面活性作用がある。このた
め、この共重合体を含む電解液は、陽極酸化皮膜との接
触が良く、エージング処理等の際に陽極酸化皮膜の損傷
箇所を修復し易い。従って、電解コンデンサの耐圧を高
くできる。
レンとの共重合体は分子内に結晶が少なく、かつエチレ
ングリコール等の多価アルコールとエステル反応し難
く、エステル反応によって生じる水が少ない。従って、
電解コンデンサの寿命を長くできる。また、テトラヒド
ロフランと酸化エチレンとの共重合体を含む電解液は火
花発生電圧が高くなる。そして前記共重合体は、その分
子内に−ＣＨ２−等の親油性を示す官能基と−０−との
親水基を有しているため表面活性作用がある。このた
め、この共重合体を含む電解液は、陽極酸化皮膜との接
触が良く、エージング処理等の際に陽極酸化皮膜の損傷
箇所を修復し易い。従って、電解コンデンサの耐圧を高
くできる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。主溶媒とする多価アルコール類は、エチレングリ
コールやジエチレングリコール，プロピレングリコー
ル，１，３−ブタンジオール，１，４−ブタンジオー
ル，ヘキシレングリコール，イソブチレングリコール，
エチレングリコールモノメチルエーテル，エチレングリ
コールモノエチルエーテル，エチレングリコールジメチ
ルエーテル，エチレングリコールジエチルエーテル，ジ
エチレングリコールモノメチルエーテル，ジエチレング
リコールモノエチルエーテル，ジエチレングリコールジ
メチルエーテル，ジエチレングリコールジエチルエーテ
ル，トリメチルエチレングリコール，トリメチレングリ
コール，ペンタグリセロール，グリセリン等を単独であ
るいは任意に組合せて用いる。
する。主溶媒とする多価アルコール類は、エチレングリ
コールやジエチレングリコール，プロピレングリコー
ル，１，３−ブタンジオール，１，４−ブタンジオー
ル，ヘキシレングリコール，イソブチレングリコール，
エチレングリコールモノメチルエーテル，エチレングリ
コールモノエチルエーテル，エチレングリコールジメチ
ルエーテル，エチレングリコールジエチルエーテル，ジ
エチレングリコールモノメチルエーテル，ジエチレング
リコールモノエチルエーテル，ジエチレングリコールジ
メチルエーテル，ジエチレングリコールジエチルエーテ
ル，トリメチルエチレングリコール，トリメチレングリ
コール，ペンタグリセロール，グリセリン等を単独であ
るいは任意に組合せて用いる。
【００１０】そしてこの多価アルコール類に、主溶質と
してアゼライン酸アンモニウムや２−メチルアゼライン
酸アンモニウム，セバシン酸アンモニウム，ドデカン二
酸アンモニウム，１，６−デカンジカルボン酸アンモニ
ウム，５，６−デカンジカルボン酸アンモニウム，７−
ビニルーヘキサデセン−１，１６−ジカルボン酸アンモ
ニウム，カプリル酸アンモニウム等を１種類以上溶解す
る。これ等の物質の溶解量は、１〜３０wt％の範囲が好
ましく、特に５〜１５wt％の範囲が好ましい。すなわ
ち、溶解量が１wt％未満では、電解コンデンサのtanδ
特性や漏れ電流特性等の各特性が低下し易い。また、溶
解量が３０wt％より多いと、飽和状態に近づくため電解
コンデンサの低温特性が低下する。そして溶解量が５〜
１５wt％の場合には、tanδ特性や低温特性等の特に良
好な電解コンデンサが得られる。
してアゼライン酸アンモニウムや２−メチルアゼライン
酸アンモニウム，セバシン酸アンモニウム，ドデカン二
酸アンモニウム，１，６−デカンジカルボン酸アンモニ
ウム，５，６−デカンジカルボン酸アンモニウム，７−
ビニルーヘキサデセン−１，１６−ジカルボン酸アンモ
ニウム，カプリル酸アンモニウム等を１種類以上溶解す
る。これ等の物質の溶解量は、１〜３０wt％の範囲が好
ましく、特に５〜１５wt％の範囲が好ましい。すなわ
ち、溶解量が１wt％未満では、電解コンデンサのtanδ
特性や漏れ電流特性等の各特性が低下し易い。また、溶
解量が３０wt％より多いと、飽和状態に近づくため電解
コンデンサの低温特性が低下する。そして溶解量が５〜
１５wt％の場合には、tanδ特性や低温特性等の特に良
好な電解コンデンサが得られる。
【００１１】また、多価アルコールにテトラヒドロフラ
ンと酸化エチレンとの共重合体を溶解する。この共重合
体の溶解量は、０．１〜３０wt％の範囲が好ましく、特
に１〜１５wt％の範囲が好ましい。すなわち、溶解量が
０．１wt％未満では電解コンデンサの耐圧等を改善する
効果が小さい。また、溶解量が３０wt％より多いと、飽
和状態に近づくため、電解コンデンサの低温特性が低下
する。そして特に、溶解量が１〜１５wt％の場合には、
電解コンデンサの耐圧等を向上できる効果が顕著にな
る。そしてこのテトラヒドロフランと酸化エチレンとの
共重合体の平均分子量は２００〜２００００の範囲が好
ましく特に、１０００〜１００００の範囲が好ましい。
すなわち、共重合体は平均分子量が２００未満では、電
解コンデンサの耐圧等を改善する効果が小さい。また、
平均分子量が２００００より大きくても共重合体が溶媒
に溶解し難くなるため、耐圧を改善する効果が小さい。
ンと酸化エチレンとの共重合体を溶解する。この共重合
体の溶解量は、０．１〜３０wt％の範囲が好ましく、特
に１〜１５wt％の範囲が好ましい。すなわち、溶解量が
０．１wt％未満では電解コンデンサの耐圧等を改善する
効果が小さい。また、溶解量が３０wt％より多いと、飽
和状態に近づくため、電解コンデンサの低温特性が低下
する。そして特に、溶解量が１〜１５wt％の場合には、
電解コンデンサの耐圧等を向上できる効果が顕著にな
る。そしてこのテトラヒドロフランと酸化エチレンとの
共重合体の平均分子量は２００〜２００００の範囲が好
ましく特に、１０００〜１００００の範囲が好ましい。
すなわち、共重合体は平均分子量が２００未満では、電
解コンデンサの耐圧等を改善する効果が小さい。また、
平均分子量が２００００より大きくても共重合体が溶媒
に溶解し難くなるため、耐圧を改善する効果が小さい。
【００１２】さらに、他の成分とし、ホウ酸アンモニウ
ムやマンニトール，ソルビトール，イノシトール等の糖
アルコール、ポリエチレングリコール等の物質を溶解す
る。
ムやマンニトール，ソルビトール，イノシトール等の糖
アルコール、ポリエチレングリコール等の物質を溶解す
る。
【００１３】本発明の電解液の調合は、多価アルコール
類にカルボン酸等の主溶質や、テトラヒドロフランと酸
化エチレンの共重合体、ホウ酸アンモニウム等の成分を
溶解して１３０℃付近の温度まで加熱し、その後常温ま
で冷却し、冷却後アンモニアガスを液中に送り込み、混
合して電解液のｐＨを調整して行う。
類にカルボン酸等の主溶質や、テトラヒドロフランと酸
化エチレンの共重合体、ホウ酸アンモニウム等の成分を
溶解して１３０℃付近の温度まで加熱し、その後常温ま
で冷却し、冷却後アンモニアガスを液中に送り込み、混
合して電解液のｐＨを調整して行う。
【００１４】
【実施例】次に、本発明の実施例を説明する。実施例の
電解液の組成は表１に示す通りとする。また、各電解液
のｐＨは約６．０とする。そしてこの実施例の電解液に
ついて、表２に示す通りの従来例の電解液とともに、温
度３０℃での比抵抗と、温度８５℃での火花発生電圧を
測定し、各々表１及び表２に示した。
電解液の組成は表１に示す通りとする。また、各電解液
のｐＨは約６．０とする。そしてこの実施例の電解液に
ついて、表２に示す通りの従来例の電解液とともに、温
度３０℃での比抵抗と、温度８５℃での火花発生電圧を
測定し、各々表１及び表２に示した。
【００１５】
【表１】
【００１６】
【表２】
【００１７】この表１及び表２から明らかな通り、実施
例１〜実施例５は、比抵抗が６５０〜８５０Ω・cm，火
花発生電圧が５００〜５２０Ｖとなる。これに対して、
従来例１〜従来例５は、比抵抗が６５０〜８５０Ω・c
m，火花発生電圧が４２０〜４３０Ｖとなる。従って、
実施例１〜実施例５は、従来例１〜従来例５に比較し
て、比抵抗は同一範囲にあるが、火花発生電圧が約１．
１６〜１．２４倍高くなっている。
例１〜実施例５は、比抵抗が６５０〜８５０Ω・cm，火
花発生電圧が５００〜５２０Ｖとなる。これに対して、
従来例１〜従来例５は、比抵抗が６５０〜８５０Ω・c
m，火花発生電圧が４２０〜４３０Ｖとなる。従って、
実施例１〜実施例５は、従来例１〜従来例５に比較し
て、比抵抗は同一範囲にあるが、火花発生電圧が約１．
１６〜１．２４倍高くなっている。
【００１８】また、表１及び表２に示した組成の各電解
液を含浸した定格４００ｗＶ，５６０μＦのネジ端子形
のアルミ電解コンデンサを製造した。なお、このアルミ
電解コンデンサに用いる陽極箔は、アルミのエッチング
箔を６００Ｖの電圧で化成したものとする。また、製造
時のエージング処理は、温度８５℃の雰囲気中で直流電
圧４７５Ｖを３時間連続して印加した後、温度１０５℃
の雰囲気中で直流電圧４５０Ｖを２時間連続して印加し
て行う。試料数は各々２０個とする。
液を含浸した定格４００ｗＶ，５６０μＦのネジ端子形
のアルミ電解コンデンサを製造した。なお、このアルミ
電解コンデンサに用いる陽極箔は、アルミのエッチング
箔を６００Ｖの電圧で化成したものとする。また、製造
時のエージング処理は、温度８５℃の雰囲気中で直流電
圧４７５Ｖを３時間連続して印加した後、温度１０５℃
の雰囲気中で直流電圧４５０Ｖを２時間連続して印加し
て行う。試料数は各々２０個とする。
【００１９】その結果、エージング処理の際に、従来例
１〜従来例５の電解液を含浸したアルミ電解コンデンサ
は全数パンクした。これに対して、実施例１〜実施例５
の電解液を含浸したアルミ電解コンデンサは全数がパン
クすることなく良品として製造できた。
１〜従来例５の電解液を含浸したアルミ電解コンデンサ
は全数パンクした。これに対して、実施例１〜実施例５
の電解液を含浸したアルミ電解コンデンサは全数がパン
クすることなく良品として製造できた。
【００２０】そして、この良品として製造できた実施例
のアルミ電解コンデンサについて、初期特性と高温負荷
試験後の特性とを測定するとともに、外観を調べた。高
温負荷試験は、温度１０５℃の雰囲気中で定格電圧４０
０Ｖを３，０００時間連続して印加して行った。なお、
高温負荷試験後の特性の測定は、各試料を温度２０℃の
雰囲気中に２４時間放置して行う。測定結果は表３に示
す。
のアルミ電解コンデンサについて、初期特性と高温負荷
試験後の特性とを測定するとともに、外観を調べた。高
温負荷試験は、温度１０５℃の雰囲気中で定格電圧４０
０Ｖを３，０００時間連続して印加して行った。なお、
高温負荷試験後の特性の測定は、各試料を温度２０℃の
雰囲気中に２４時間放置して行う。測定結果は表３に示
す。
【００２１】
【表３】
【００２２】この表３から明らかな通り、３，０００時
間放置後において、容量変化率が−０．４〜０．５％，
tanδが０．０７８〜０．０９０，漏れ電流が２０μＡ
となる。これらの値のうち、tanδと漏れ電流とを初期
値と比較すると、tanδが約１．０８〜１．６１倍に増
加し、漏れ電流が約７０．３〜８１．７％の大きさに低
下している。また、外観については、ケースの一部が膨
脹したり、ケースに設けた防爆機構が作動する等の異常
は何も認められなかった。
間放置後において、容量変化率が−０．４〜０．５％，
tanδが０．０７８〜０．０９０，漏れ電流が２０μＡ
となる。これらの値のうち、tanδと漏れ電流とを初期
値と比較すると、tanδが約１．０８〜１．６１倍に増
加し、漏れ電流が約７０．３〜８１．７％の大きさに低
下している。また、外観については、ケースの一部が膨
脹したり、ケースに設けた防爆機構が作動する等の異常
は何も認められなかった。
【００２３】
【発明の効果】本発明は、テトラヒドロフランと酸化エ
チレンとの共重合体を溶解しているため、電解コンデン
サの寿命を長くでき、かつ耐圧を高くできる電解コンデ
ンサ用電解液が得られる。
チレンとの共重合体を溶解しているため、電解コンデン
サの寿命を長くでき、かつ耐圧を高くできる電解コンデ
ンサ用電解液が得られる。
Claims (1)
- 【請求項１】 多価アルコールを主な溶媒とする電解コ
ンデンサ用電解液において、テトラヒドロフランと酸化
エチレンとの共重合体を溶解することを特徴とする電解
コンデンサ用電解液。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10289719A JP2000124076A (ja) | 1998-10-12 | 1998-10-12 | 電解コンデンサ用電解液 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10289719A JP2000124076A (ja) | 1998-10-12 | 1998-10-12 | 電解コンデンサ用電解液 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000124076A true JP2000124076A (ja) | 2000-04-28 |
Family
ID=17746876
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10289719A Pending JP2000124076A (ja) | 1998-10-12 | 1998-10-12 | 電解コンデンサ用電解液 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000124076A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020091964A (ko) * | 2001-06-01 | 2002-12-11 | 삼성전기주식회사 | 중압용 알루미늄 전해콘덴서 전해액 및 이를 함유하는알루미늄 전해콘덴서 |
-
1998
- 1998-10-12 JP JP10289719A patent/JP2000124076A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020091964A (ko) * | 2001-06-01 | 2002-12-11 | 삼성전기주식회사 | 중압용 알루미늄 전해콘덴서 전해액 및 이를 함유하는알루미늄 전해콘덴서 |
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