JP2001297947A - 電解コンデンサ用電解液およびそれを用いた電解コンデンサ - Google Patents
電解コンデンサ用電解液およびそれを用いた電解コンデンサInfo
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- JP2001297947A JP2001297947A JP2000112855A JP2000112855A JP2001297947A JP 2001297947 A JP2001297947 A JP 2001297947A JP 2000112855 A JP2000112855 A JP 2000112855A JP 2000112855 A JP2000112855 A JP 2000112855A JP 2001297947 A JP2001297947 A JP 2001297947A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 火花電圧が高く、電解コンデンサ使用中のガ
ス発生の少ない電解液およびそれを用いた電解コンデン
サを提供する。 【解決手段】 溶媒中に、有機酸および／または無機酸
またはその塩を溶質として溶解し、アルキレンジアミン
（メチレンホスホン酸）またはその塩を添加した電解コ
ンデンサ用電解液を用いているので、電極の水和劣化反
応が抑制されてガス発生が抑制され、そのことによっ
て、電解コンデンサの高温寿命特性が向上する。
ス発生の少ない電解液およびそれを用いた電解コンデン
サを提供する。 【解決手段】 溶媒中に、有機酸および／または無機酸
またはその塩を溶質として溶解し、アルキレンジアミン
（メチレンホスホン酸）またはその塩を添加した電解コ
ンデンサ用電解液を用いているので、電極の水和劣化反
応が抑制されてガス発生が抑制され、そのことによっ
て、電解コンデンサの高温寿命特性が向上する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電解コンデンサ用
電解液およびそれを用いた電解コンデンサに関するもの
である。
電解液およびそれを用いた電解コンデンサに関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】一般に、電解コンデンサは、アルミニウ
ム、タンタルなどのいわゆる弁金属の酸化皮膜を誘電体
層として形成したものを陽極側電極として使用する。そ
して、この陽極側電極に対向させて陰極側電極を配置
し、陽極側電極と陰極側電極間にセパレータを介在さ
せ、このセパレータに電解液を保持させている。
ム、タンタルなどのいわゆる弁金属の酸化皮膜を誘電体
層として形成したものを陽極側電極として使用する。そ
して、この陽極側電極に対向させて陰極側電極を配置
し、陽極側電極と陰極側電極間にセパレータを介在さ
せ、このセパレータに電解液を保持させている。
【０００３】そして、通常、電解液には、電解液の比抵
抗の低減、難燃性の向上を図る目的で、水分が含有され
ているが、寿命試験中に、この水分によって、電極の水
素ガスの発生を伴う溶解、いわゆる水和劣化反応が起こ
る。そして、この水素ガスによって、コンデンサ内部の
圧力が上昇し、電解コンデンサの寿命特性が著しく損な
われる。そこで、この水和劣化反応を抑制するため、燐
酸化合物、シンラカップリング剤等が用いられる。ここ
で用いられる燐酸化合物としては、燐酸、亜燐酸、次亜
燐酸、ポリ燐酸、アルキル燐酸エステル（特開昭５２−
１５３１５４号公報、特開昭６２−１４５８０８号公
報、特開昭６３−１６９０１６号公報、特開平１−１１
４０２０号公報、特開平３−１８００８号公報、特開平
３−１８００１４号公報等）が知られている。
抗の低減、難燃性の向上を図る目的で、水分が含有され
ているが、寿命試験中に、この水分によって、電極の水
素ガスの発生を伴う溶解、いわゆる水和劣化反応が起こ
る。そして、この水素ガスによって、コンデンサ内部の
圧力が上昇し、電解コンデンサの寿命特性が著しく損な
われる。そこで、この水和劣化反応を抑制するため、燐
酸化合物、シンラカップリング剤等が用いられる。ここ
で用いられる燐酸化合物としては、燐酸、亜燐酸、次亜
燐酸、ポリ燐酸、アルキル燐酸エステル（特開昭５２−
１５３１５４号公報、特開昭６２−１４５８０８号公
報、特開昭６３−１６９０１６号公報、特開平１−１１
４０２０号公報、特開平３−１８００８号公報、特開平
３−１８００１４号公報等）が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ようなこれまでに知られている、燐酸、亜燐酸、次亜燐
酸、ポリ燐酸を添加した場合には、その効果が長期間維
持されず、アルキル燐酸エステル、シランカップリング
剤を添加した場合には、十分な効果が得られないという
問題点があった。
ようなこれまでに知られている、燐酸、亜燐酸、次亜燐
酸、ポリ燐酸を添加した場合には、その効果が長期間維
持されず、アルキル燐酸エステル、シランカップリング
剤を添加した場合には、十分な効果が得られないという
問題点があった。
【０００５】そこで、本発明は、従来の電解コンデンサ
用電解液の火花電圧などの優れた特性を損なうことな
く、かつ、電解コンデンサの作動中のガスの発生を抑制
することができ、寿命特性の良好な電解コンデンサ用電
解液およびそれを用いた電解コンデンサを提供すること
をその目的とする。
用電解液の火花電圧などの優れた特性を損なうことな
く、かつ、電解コンデンサの作動中のガスの発生を抑制
することができ、寿命特性の良好な電解コンデンサ用電
解液およびそれを用いた電解コンデンサを提供すること
をその目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の電解コンデンサ
用電解液は、上記の目的を達成するために、溶媒中に、
有機酸および／または無機酸、またはそれらの塩を溶質
として溶解し、一般式（化３）で示されるアルキレンジ
アミン（メチレンホスホン酸）化合物またはその塩を添
加したことを特徴としている。
用電解液は、上記の目的を達成するために、溶媒中に、
有機酸および／または無機酸、またはそれらの塩を溶質
として溶解し、一般式（化３）で示されるアルキレンジ
アミン（メチレンホスホン酸）化合物またはその塩を添
加したことを特徴としている。
【０００７】そして、前記電解コンデンサ用電解液の含
水率が７〜６０ｗｔ％であることを特徴としている。
水率が７〜６０ｗｔ％であることを特徴としている。
【０００８】また、前記電解コンデンサ用電解液におい
て、溶媒がエチレングリコールを含み、無機酸が硼酸ま
たは硼酸の多価アルコール錯化合物であり、有機酸が有
機カルボン酸であることを特徴としている。
て、溶媒がエチレングリコールを含み、無機酸が硼酸ま
たは硼酸の多価アルコール錯化合物であり、有機酸が有
機カルボン酸であることを特徴としている。
【０００９】また、有機カルボン酸が、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、アジピン
酸、グルタル酸、コハク酸、安息香酸、イソフタル酸、
蟻酸のうち、少なくとも1 種以上であることを特徴とし
ている。
ン酸、オクタンジカルボン酸、アゼライン酸、アジピン
酸、グルタル酸、コハク酸、安息香酸、イソフタル酸、
蟻酸のうち、少なくとも1 種以上であることを特徴とし
ている。
【００１０】そして、本発明の電解コンデンサは、これ
らの電解コンデンサ用電解液を用いたことを特徴として
いる。
らの電解コンデンサ用電解液を用いたことを特徴として
いる。
【化３】 （式中、Ｙは炭素数１〜２２の脂肪族炭化水素基であ
り、Ｘ1 〜Ｘ4 はそれぞれ同一又は異なってよい水素原
子、又は一般式（化２）で示されるメチレンホスホン酸
基であり、少なくとも一つはメチレンホスホン酸基であ
る。）
り、Ｘ1 〜Ｘ4 はそれぞれ同一又は異なってよい水素原
子、又は一般式（化２）で示されるメチレンホスホン酸
基であり、少なくとも一つはメチレンホスホン酸基であ
る。）
【化４】 （式中、Ｒ1 、Ｒ2 は同一又は異なってよい水素原子又
は炭素数１〜５のアルキル基である。）
は炭素数１〜５のアルキル基である。）
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の電解液は、溶媒中に、有
機酸および／または無機酸、またはそれらの塩を溶質と
して溶解し、（化３）で示されるアルキレンジアミン
（メチレンホスホン酸）化合物またはその塩を添加して
なることを特徴とするものである。このような本発明の
電解コンデンサ用電解液を用いた電解コンデンサにおい
ては、電極の水和劣化反応が抑制されるので、水素ガス
の発生が抑制され、そのことによって、高温寿命特性が
向上する。このように本発明の電解液において電極の水
和劣化反応が抑制されるのは、アルキレンジアミン（メ
チレンホスホン酸）化合物またはその塩が電極表面に化
学的に結合し、アルミニウムの溶解を抑制するためと思
われる。さらに、電極表面の鉄、銅などの微量異種金属
と反応し、これらの金属イオンの活性を抑制する。この
ことによって、これらの金属とアルミニウムとの電位差
によるアルミニウムの溶解を抑制して、水和劣化が抑制
されるものと考えられる。ここで、（化３）の脂肪族炭
化水素基の炭素数が２３以上の場合は溶解性が低下す
る。
機酸および／または無機酸、またはそれらの塩を溶質と
して溶解し、（化３）で示されるアルキレンジアミン
（メチレンホスホン酸）化合物またはその塩を添加して
なることを特徴とするものである。このような本発明の
電解コンデンサ用電解液を用いた電解コンデンサにおい
ては、電極の水和劣化反応が抑制されるので、水素ガス
の発生が抑制され、そのことによって、高温寿命特性が
向上する。このように本発明の電解液において電極の水
和劣化反応が抑制されるのは、アルキレンジアミン（メ
チレンホスホン酸）化合物またはその塩が電極表面に化
学的に結合し、アルミニウムの溶解を抑制するためと思
われる。さらに、電極表面の鉄、銅などの微量異種金属
と反応し、これらの金属イオンの活性を抑制する。この
ことによって、これらの金属とアルミニウムとの電位差
によるアルミニウムの溶解を抑制して、水和劣化が抑制
されるものと考えられる。ここで、（化３）の脂肪族炭
化水素基の炭素数が２３以上の場合は溶解性が低下す
る。
【００１２】以上のアルキレンジアミン（メチレンホス
ホン酸）化合物としては、エチレンジアミンテトラ（メ
チレンホスホン酸）、ヘキサメチレンジアミンテトラ
（メチレンホスホン酸）、オクタメチレンジアミンテト
ラ（メチレンホスホン酸）、ノナメチレンジアミンテト
ラ（メチレンホスホン酸）、デカメチレンジアミンテト
ラ（メチレンホスホン酸）、ドデカメチレンジアミンテ
トラ（メチレンホスホン酸）、テトラデカンメチレンジ
アミンテトラ（メチレンホスホン酸）、オレイルメチレ
ンジアミンジアミンテトラ（メチレンホスホン酸）、エ
チレンジアミントリ（メチレンホスホン酸）、エチレン
ジアミンジ（メチレンホスホン酸）、ヘキサメチレンジ
アミントリ（メチレンホスホン酸）、ヘキサメチレンジ
アミンジ（メチレンホスホン酸）、エチレンジアミン
（メチルホスホン酸）・（ブチリデンホスホン酸）、エ
チレンジアミンジ（イソプロピリデンホスホン酸）、エ
チレンジアミンテトラ（エチリデンホスホン酸）等を挙
げることができる。
ホン酸）化合物としては、エチレンジアミンテトラ（メ
チレンホスホン酸）、ヘキサメチレンジアミンテトラ
（メチレンホスホン酸）、オクタメチレンジアミンテト
ラ（メチレンホスホン酸）、ノナメチレンジアミンテト
ラ（メチレンホスホン酸）、デカメチレンジアミンテト
ラ（メチレンホスホン酸）、ドデカメチレンジアミンテ
トラ（メチレンホスホン酸）、テトラデカンメチレンジ
アミンテトラ（メチレンホスホン酸）、オレイルメチレ
ンジアミンジアミンテトラ（メチレンホスホン酸）、エ
チレンジアミントリ（メチレンホスホン酸）、エチレン
ジアミンジ（メチレンホスホン酸）、ヘキサメチレンジ
アミントリ（メチレンホスホン酸）、ヘキサメチレンジ
アミンジ（メチレンホスホン酸）、エチレンジアミン
（メチルホスホン酸）・（ブチリデンホスホン酸）、エ
チレンジアミンジ（イソプロピリデンホスホン酸）、エ
チレンジアミンテトラ（エチリデンホスホン酸）等を挙
げることができる。
【００１３】また、これらの塩としては、アンモニウム
塩、アミン塩、四級アンモニウム塩、環状アミジン化合
物の四級塩およびアルカリ金属塩が挙げられる。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、メチルエチルアミ
ン、ジフェニルアミン等）、三級アミン（トリメチルア
ミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリフ
ェニルアミン、１，８─ジアザビシクロ（５，４，０）
─ウンデセン─７等）が挙げられる。第四級アンモニウ
ム塩を構成する第四級アンモニウムとしてはテトラアル
キルアンモニウム（テトラメチルアンモニウム、テトラ
エチルアンモニウム、テトラプロピルアンモニウム、テ
トラブチルアンモニウム、メチルトリエチルアンモニウ
ム、ジメチルジエチルアンモニウム等）、ピリジウム
（１─メチルピリジウム、１─エチルピリジウム、１，
３─ジエチルピリジウム等）が挙げられる。また、環状
アミジン化合物の四級塩を構成するカチオンとしては、
以下の化合物を四級化したカチオンが挙げられる。すな
わち、イミダゾール単環化合物（１─メチルイミダゾー
ル、１，２−ジメチルイミダゾール、１，４─ジメチル
─２─エチルイミダゾール、１─フェニルイミダゾール
等のイミダゾール同族体、１−メチル−２−オキシメチ
ルイミダゾール、１−メチル−２−オキシエチルイミダ
ゾール等のオキシアルキル誘導体、１−メチル−４
（５）−ニトロイミダゾール、１，２−ジメチル−５
（４）−アミノイミダゾール等のニトロおよびアミノ誘
導体）、ベンゾイミダゾール（１−メチルベンゾイミダ
ゾール、１−メチル−２−ベンジルベンゾイミダゾール
等）、２−イミダゾリン環を有する化合物（１─メチル
イミダゾリン、１，２−ジメチルイミダゾリン、１，
２，４−トリメチルイミダゾリン、１，４−ジメチル−
２−エチルイミダゾリン、１−メチル−２−フェニルイ
ミダゾリン等）、テトラヒドロピリミジン環を有する化
合物（１−メチル−１，４，５，６−テトラヒドロピリ
ミジン、１，２−ジメチル−１，４，５，６−テトラヒ
ドロピリミジン、１，８−ジアザビシクロ〔５．４．
０〕ウンデセン−７、１，５−ジアザビシクロ〔４．
３．０〕ノネン−５等）等である。また、アルカリ金属
塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩等が挙げられ
る。これらのうちで好ましいのは、アンモニウム塩であ
る。
塩、アミン塩、四級アンモニウム塩、環状アミジン化合
物の四級塩およびアルカリ金属塩が挙げられる。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、メチルエチルアミ
ン、ジフェニルアミン等）、三級アミン（トリメチルア
ミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリフ
ェニルアミン、１，８─ジアザビシクロ（５，４，０）
─ウンデセン─７等）が挙げられる。第四級アンモニウ
ム塩を構成する第四級アンモニウムとしてはテトラアル
キルアンモニウム（テトラメチルアンモニウム、テトラ
エチルアンモニウム、テトラプロピルアンモニウム、テ
トラブチルアンモニウム、メチルトリエチルアンモニウ
ム、ジメチルジエチルアンモニウム等）、ピリジウム
（１─メチルピリジウム、１─エチルピリジウム、１，
３─ジエチルピリジウム等）が挙げられる。また、環状
アミジン化合物の四級塩を構成するカチオンとしては、
以下の化合物を四級化したカチオンが挙げられる。すな
わち、イミダゾール単環化合物（１─メチルイミダゾー
ル、１，２−ジメチルイミダゾール、１，４─ジメチル
─２─エチルイミダゾール、１─フェニルイミダゾール
等のイミダゾール同族体、１−メチル−２−オキシメチ
ルイミダゾール、１−メチル−２−オキシエチルイミダ
ゾール等のオキシアルキル誘導体、１−メチル−４
（５）−ニトロイミダゾール、１，２−ジメチル−５
（４）−アミノイミダゾール等のニトロおよびアミノ誘
導体）、ベンゾイミダゾール（１−メチルベンゾイミダ
ゾール、１−メチル−２−ベンジルベンゾイミダゾール
等）、２−イミダゾリン環を有する化合物（１─メチル
イミダゾリン、１，２−ジメチルイミダゾリン、１，
２，４−トリメチルイミダゾリン、１，４−ジメチル−
２−エチルイミダゾリン、１−メチル−２−フェニルイ
ミダゾリン等）、テトラヒドロピリミジン環を有する化
合物（１−メチル−１，４，５，６−テトラヒドロピリ
ミジン、１，２−ジメチル−１，４，５，６−テトラヒ
ドロピリミジン、１，８−ジアザビシクロ〔５．４．
０〕ウンデセン−７、１，５−ジアザビシクロ〔４．
３．０〕ノネン−５等）等である。また、アルカリ金属
塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩等が挙げられ
る。これらのうちで好ましいのは、アンモニウム塩であ
る。
【００１４】そして、アルキレンジアミン（メチレンホ
スホン酸）化合物またはその塩の添加量は０．０１〜７
％重量、好ましくは、０．１〜３重量％であり、０．１
未満では十分な効果が得られず、また７重量％をこえる
と電解液の耐電圧および電導度が低下する。
スホン酸）化合物またはその塩の添加量は０．０１〜７
％重量、好ましくは、０．１〜３重量％であり、０．１
未満では十分な効果が得られず、また７重量％をこえる
と電解液の耐電圧および電導度が低下する。
【００１５】さらに、電解液中の含水率が７〜６０ｗｔ
％であると、低電導度が得られるので、好適である。そ
して、このような含有水率が高い場合にも、本発明の電
解液の良好な高温寿命特性が低下することはない。
％であると、低電導度が得られるので、好適である。そ
して、このような含有水率が高い場合にも、本発明の電
解液の良好な高温寿命特性が低下することはない。
【００１６】本発明の電解液の溶媒としては、低温特性
の改善、電解液の蒸気圧低減の目的で、プロトン性極性
溶媒、非プロトン性極性溶媒を用いることができる。プ
ロトン性極性溶媒としては、一価アルコール類（エタノ
ール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキ
サノール、シクロブタノール、シクロペンタノール、シ
クロヘキサノール、ベンジルアルコール等）、多価アル
コール類およ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、メトキシプロピレング
リコール、ジメトキシプロパノール等）などが挙げられ
る。また、非プロトン性の有機極性溶媒としては、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─ジエチル
ホルムアミド、Ｎ─メチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ─ジメ
チルアセトアミド、Ｎ─エチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−
ジエチルアセトアミド、ヘキサメチルホスホリックアミ
ド等）、ラクトン類（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）、環状アミド系（Ｎ
─メチル─２─ピロリドン、エチレンカーボネイト、プ
ロピレンカーボネイト、イソブチレンカーボネイト
等）、ニトリル系（アセトニトリル等）、オキシド系
（ジメチルスルホキシド等）、２−イミダゾリジノン系
〔１，３−ジアルキル−２−イミダゾリジノン（１，３
−ジメチル−２−イミダゾリジノン、１，３−ジエチル
−２−イミダゾリジノン、１，３−ジ（ｎ−プロピル）
−２−イミダゾリジノン等）、１，３，４−トリアルキ
ル−２−イミダゾリジノン（１，３，４−トリメチル−
２−イミダゾリジノン等）〕などが代表として挙げられ
る。これらのうちで好ましいのは、エチレングリコール
である。
の改善、電解液の蒸気圧低減の目的で、プロトン性極性
溶媒、非プロトン性極性溶媒を用いることができる。プ
ロトン性極性溶媒としては、一価アルコール類（エタノ
ール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキ
サノール、シクロブタノール、シクロペンタノール、シ
クロヘキサノール、ベンジルアルコール等）、多価アル
コール類およ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、メトキシプロピレング
リコール、ジメトキシプロパノール等）などが挙げられ
る。また、非プロトン性の有機極性溶媒としては、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─ジエチル
ホルムアミド、Ｎ─メチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ─ジメ
チルアセトアミド、Ｎ─エチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−
ジエチルアセトアミド、ヘキサメチルホスホリックアミ
ド等）、ラクトン類（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）、環状アミド系（Ｎ
─メチル─２─ピロリドン、エチレンカーボネイト、プ
ロピレンカーボネイト、イソブチレンカーボネイト
等）、ニトリル系（アセトニトリル等）、オキシド系
（ジメチルスルホキシド等）、２−イミダゾリジノン系
〔１，３−ジアルキル−２−イミダゾリジノン（１，３
−ジメチル−２−イミダゾリジノン、１，３−ジエチル
−２−イミダゾリジノン、１，３−ジ（ｎ−プロピル）
−２−イミダゾリジノン等）、１，３，４−トリアルキ
ル−２−イミダゾリジノン（１，３，４−トリメチル−
２−イミダゾリジノン等）〕などが代表として挙げられ
る。これらのうちで好ましいのは、エチレングリコール
である。
【００１７】そして、電解液に含まれる溶質としては、
通常電解コンデンサ用電解液に用いられる、酸の共役塩
基をアニオン成分とする、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塩
が挙げられる。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、メチルエチルアミン、ジフェニルアミン等）、三級
アミン（トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプ
ロピルアミン、トリフェニルアミン、１，８─ジアザビ
シクロ（５，４，０）─ウンデセン─７等）が挙げられ
る。第四級アンモニウム塩を構成する第四級アンモニウ
ムとしてはテトラアルキルアンモニウム（テトラメチル
アンモニウム、テトラエチルアンモニウム、テトラプロ
ピルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、メチル
トリエチルアンモニウム、ジメチルジエチルアンモニウ
ム等）、ピリジウム（１─メチルピリジウム、１─エチ
ルピリジウム、１，３─ジエチルピリジウム等）が挙げ
られる。また、環状アミジン化合物の四級塩を構成する
カチオンとしては、以下の化合物を四級化したカチオン
が挙げられる。すなわち、イミダゾール単環化合物（１
─メチルイミダゾール、１，２−ジメチルイミダゾー
ル、１，４─ジメチル─２─エチルイミダゾール、１─
フェニルイミダゾール等のイミダゾール同族体、１−メ
チル−２−オキシメチルイミダゾール、１−メチル−２
−オキシエチルイミダゾール等のオキシアルキル誘導
体、１−メチル−４（５）−ニトロイミダゾール、１，
２−ジメチル−５（４）−アミノイミダゾール等のニト
ロおよびアミノ誘導体）、ベンゾイミダゾール（１−メ
チルベンゾイミダゾール、１−メチル−２−ベンジルベ
ンゾイミダゾール等）、２−イミダゾリン環を有する化
合物（１─メチルイミダゾリン、１，２−ジメチルイミ
ダゾリン、１，２，４−トリメチルイミダゾリン、１，
４−ジメチル−２−エチルイミダゾリン、１−メチル−
２−フェニルイミダゾリン等）、テトラヒドロピリミジ
ン環を有する化合物（１−メチル−１，４，５，６−テ
トラヒドロピリミジン、１，２−ジメチル−１，４，
５，６−テトラヒドロピリミジン、１，８−ジアザビシ
クロ〔５．４．０〕ウンデセン−７、１，５−ジアザビ
シクロ〔４．３．０〕ノネン−５等）等である。これら
のうちで好ましいのは、アンモニウム塩である。
通常電解コンデンサ用電解液に用いられる、酸の共役塩
基をアニオン成分とする、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塩
が挙げられる。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、メチルエチルアミン、ジフェニルアミン等）、三級
アミン（トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプ
ロピルアミン、トリフェニルアミン、１，８─ジアザビ
シクロ（５，４，０）─ウンデセン─７等）が挙げられ
る。第四級アンモニウム塩を構成する第四級アンモニウ
ムとしてはテトラアルキルアンモニウム（テトラメチル
アンモニウム、テトラエチルアンモニウム、テトラプロ
ピルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、メチル
トリエチルアンモニウム、ジメチルジエチルアンモニウ
ム等）、ピリジウム（１─メチルピリジウム、１─エチ
ルピリジウム、１，３─ジエチルピリジウム等）が挙げ
られる。また、環状アミジン化合物の四級塩を構成する
カチオンとしては、以下の化合物を四級化したカチオン
が挙げられる。すなわち、イミダゾール単環化合物（１
─メチルイミダゾール、１，２−ジメチルイミダゾー
ル、１，４─ジメチル─２─エチルイミダゾール、１─
フェニルイミダゾール等のイミダゾール同族体、１−メ
チル−２−オキシメチルイミダゾール、１−メチル−２
−オキシエチルイミダゾール等のオキシアルキル誘導
体、１−メチル−４（５）−ニトロイミダゾール、１，
２−ジメチル−５（４）−アミノイミダゾール等のニト
ロおよびアミノ誘導体）、ベンゾイミダゾール（１−メ
チルベンゾイミダゾール、１−メチル−２−ベンジルベ
ンゾイミダゾール等）、２−イミダゾリン環を有する化
合物（１─メチルイミダゾリン、１，２−ジメチルイミ
ダゾリン、１，２，４−トリメチルイミダゾリン、１，
４−ジメチル−２−エチルイミダゾリン、１−メチル−
２−フェニルイミダゾリン等）、テトラヒドロピリミジ
ン環を有する化合物（１−メチル−１，４，５，６−テ
トラヒドロピリミジン、１，２−ジメチル−１，４，
５，６−テトラヒドロピリミジン、１，８−ジアザビシ
クロ〔５．４．０〕ウンデセン−７、１，５−ジアザビ
シクロ〔４．３．０〕ノネン−５等）等である。これら
のうちで好ましいのは、アンモニウム塩である。
【００１８】アニオン成分としては、１，６−デカンジ
カルボン酸、５，６−デカンジカルボン酸等のデカンジ
カルボン酸、セバシン酸、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、アジピン
酸、グルタル酸、コハク酸、安息香酸、イソフタル酸、
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、蟻酸等の有機酸、あるいは、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、りん酸、炭酸、けい酸等の無機酸の共
役塩基を挙げることができる。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、アジピン酸、グルタル酸、コハク酸、安息香
酸、イソフタル酸、蟻酸等の有機カルボン酸、または、
硼酸、硼酸の多価アルコール錯化合物である。
カルボン酸、５，６−デカンジカルボン酸等のデカンジ
カルボン酸、セバシン酸、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、アジピン
酸、グルタル酸、コハク酸、安息香酸、イソフタル酸、
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、蟻酸等の有機酸、あるいは、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、りん酸、炭酸、けい酸等の無機酸の共
役塩基を挙げることができる。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、アジピン酸、グルタル酸、コハク酸、安息香
酸、イソフタル酸、蟻酸等の有機カルボン酸、または、
硼酸、硼酸の多価アルコール錯化合物である。
【００１９】また、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。
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。
【００２０】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／
また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、糖アルコール、ペンタエリスリトール等
の硼酸エステル化合物を添加することもできる。
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／
また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、糖アルコール、ペンタエリスリトール等
の硼酸エステル化合物を添加することもできる。
【００２１】また、本発明の電解コンデンサ用電解液
に、硼酸と多糖類（マンニット、ソルビット、ペンタエ
リスリトールなど）との錯化合物、コロイダルシリカ等
を添加することによって、さらに、耐電圧の向上をはか
ることができる。
に、硼酸と多糖類（マンニット、ソルビット、ペンタエ
リスリトールなど）との錯化合物、コロイダルシリカ等
を添加することによって、さらに、耐電圧の向上をはか
ることができる。
【００２２】また、漏れ電流の低減の目的でリン系化合
物（燐酸、亜燐酸、ポリ燐酸）、オキシカルボン酸化合
物等を添加することができる。
物（燐酸、亜燐酸、ポリ燐酸）、オキシカルボン酸化合
物等を添加することができる。
【００２３】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。
【００２４】（表１）は、本発明の実施例及び比較例に
ついて、電解コンデンサ用電解液の組成を示したもので
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。
ついて、電解コンデンサ用電解液の組成を示したもので
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。
【００２５】次いで、実施例１、２、比較例１、２の電
解液を用い、定格４００Ｖ、３３０μＦの電解コンデン
サを、また、実施例３、比較例３の電解液を用い、定格
３５Ｖ、１５０μＦの電解コンデンサを作成し、１０５
℃で、定格電圧を印加し、２０００時間の寿命試験を行
った。その結果を、それぞれ（表２）、（表３）に示
す。また、１０５℃、２０００時間後のそれぞれの製品
高さ寸法の変化を（表４）に示す。なお、実施例１、
２、比較例１、２の電解コンデンサ作成後のコンデンサ
内部の電解液の含水率は２１±１％であり、実施例３、
比較例３については、３７±１％であった。
解液を用い、定格４００Ｖ、３３０μＦの電解コンデン
サを、また、実施例３、比較例３の電解液を用い、定格
３５Ｖ、１５０μＦの電解コンデンサを作成し、１０５
℃で、定格電圧を印加し、２０００時間の寿命試験を行
った。その結果を、それぞれ（表２）、（表３）に示
す。また、１０５℃、２０００時間後のそれぞれの製品
高さ寸法の変化を（表４）に示す。なお、実施例１、
２、比較例１、２の電解コンデンサ作成後のコンデンサ
内部の電解液の含水率は２１±１％であり、実施例３、
比較例３については、３７±１％であった。
【００２６】
【表１】
【００２７】
【表２】
【００２８】
【表３】
【００２９】
【表４】
【００３０】（表２）、（表３）からわかるように、本
発明のエチレンジアミンテトラ（メチレンホスホン酸）
を用いた実施例１〜３は、２０００時間後も良好な結果
を示している。これに比べて、エチレンジアミンテトラ
（メチレンホスホン酸）を添加していない、比較例１で
は静電容量変化、ｔａｎδ上昇ともに大きく、同じくエ
チレンジアミンテトラ（メチレンホスホン酸）を添加し
ていない比較例２、３では、１０００時間までに全数が
開弁にいたっている。
発明のエチレンジアミンテトラ（メチレンホスホン酸）
を用いた実施例１〜３は、２０００時間後も良好な結果
を示している。これに比べて、エチレンジアミンテトラ
（メチレンホスホン酸）を添加していない、比較例１で
は静電容量変化、ｔａｎδ上昇ともに大きく、同じくエ
チレンジアミンテトラ（メチレンホスホン酸）を添加し
ていない比較例２、３では、１０００時間までに全数が
開弁にいたっている。
【００３１】また、（表４）からわかるように、寿命試
験後の製品高さ寸法変化も、電気特性と同様の結果を示
している。なお、ここでの開弁は、製品高さ方向の膨れ
が発生し、製品高さ寸法が大きくなった後に、安全弁が
作動したものである。
験後の製品高さ寸法変化も、電気特性と同様の結果を示
している。なお、ここでの開弁は、製品高さ方向の膨れ
が発生し、製品高さ寸法が大きくなった後に、安全弁が
作動したものである。
【００３２】
【発明の結果】以上のように、本発明の電解コンデンサ
用電解液は、溶媒中に、有機酸および／または無機酸ま
たはその塩を溶質として溶解し、（化３）で示される、
アルキレンジアミン（メチレンホスホン酸）化合物を添
加しているので、これを用いた本発明の電解コンデンサ
においては、電極の水和劣化反応が抑制され、そのこと
によって、高温寿命特性が向上する。
用電解液は、溶媒中に、有機酸および／または無機酸ま
たはその塩を溶質として溶解し、（化３）で示される、
アルキレンジアミン（メチレンホスホン酸）化合物を添
加しているので、これを用いた本発明の電解コンデンサ
においては、電極の水和劣化反応が抑制され、そのこと
によって、高温寿命特性が向上する。
Claims (5)
- 【請求項１】 溶媒中に、有機酸および／または無機
酸、またはそれらの塩を溶質として溶解し、一般式（化
１）で示されるアルキレンジアミン（メチレンホスホン
酸）化合物またはその塩を添加した電解コンデンサ用電
解液。 - 【請求項２】 電解液の含水率が７〜６０ｗｔ％であ
る、請求項１記載の電解コンデンサ用電解液。 - 【請求項３】 溶媒がエチレングリコールを含み、無機
酸が硼酸または硼酸の多価アルコール錯化合物であり、
有機酸が有機カルボン酸である、請求項１記載の電解コ
ンデンサ用電解液。 - 【請求項４】 有機カルボン酸が、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、アジピン
酸、グルタル酸、コハク酸、安息香酸、イソフタル酸、
蟻酸のうち、少なくとも1 種以上である請求項３記載の
電解コンデンサ用電解液。 - 【請求項５】 請求項１記載の電解コンデンサ用電解液
を用いた電解コンデンサ。 【化１】 （式中、Ｙは炭素数１〜２２の脂肪族炭化水素基であ
り、Ｘ1 〜Ｘ4 はそれぞれ同一又は異なってよい水素原
子、又は一般式（化２）で示されるメチレンホスホン酸
基であり、少なくとも一つはメチレンホスホン酸基であ
る。） 【化２】 （式中、Ｒ1 、Ｒ2 は同一又は異なってよい水素原子又
は炭素数１〜５のアルキル基である。）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000112855A JP2001297947A (ja) | 2000-04-14 | 2000-04-14 | 電解コンデンサ用電解液およびそれを用いた電解コンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000112855A JP2001297947A (ja) | 2000-04-14 | 2000-04-14 | 電解コンデンサ用電解液およびそれを用いた電解コンデンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001297947A true JP2001297947A (ja) | 2001-10-26 |
Family
ID=18624931
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000112855A Pending JP2001297947A (ja) | 2000-04-14 | 2000-04-14 | 電解コンデンサ用電解液およびそれを用いた電解コンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001297947A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030087326A (ko) * | 2002-05-08 | 2003-11-14 | 삼화전기주식회사 | 알루미늄 전해 콘덴서용 저저항 전해액 |
| WO2008029821A1 (fr) * | 2006-09-07 | 2008-03-13 | Panasonic Corporation | Solution électrolytique et condensateur électrolytique l'utilisant |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01168016A (ja) * | 1987-12-23 | 1989-07-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電解コンデンサ駆動用電解液 |
| JPH0268914A (ja) * | 1988-09-02 | 1990-03-08 | Nichicon Corp | 電解コンデンサの駆動用電解液 |
| JPH09115779A (ja) * | 1995-10-17 | 1997-05-02 | Nichicon Corp | 電解コンデンサの駆動用電解液 |
| JP2000228332A (ja) * | 1998-12-01 | 2000-08-15 | Rubycon Corp | 電解コンデンサ駆動用電解液及びこれを用いた電解コンデンサ |
-
2000
- 2000-04-14 JP JP2000112855A patent/JP2001297947A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2008029821A1 (fr) * | 2006-09-07 | 2008-03-13 | Panasonic Corporation | Solution électrolytique et condensateur électrolytique l'utilisant |
| US7675734B2 (en) | 2006-09-07 | 2010-03-09 | Panasonic Corporation | Electrolytic solution and electrolytic capacitor using the same |
| CN101512693B (zh) * | 2006-09-07 | 2012-08-08 | 松下电器产业株式会社 | 电解液和使用该电解液的电解电容器 |
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