JP2002203753A - Electrolyte for electrolytic capacitor, and electrolytic capacitor using the same - Google Patents
Electrolyte for electrolytic capacitor, and electrolytic capacitor using the sameInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この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。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrolytic solution for an electrolytic capacitor and an electrolytic capacitor using the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】電解コンデンサは一般的には以下のよう
な構成を取っている。すなわち、帯状に形成された高純
度のアルミニウム箔を化学的あるいは電気化学的にエッ
チングを行って拡面処理するとともに、拡面処理したア
ルミニウム箔をホウ酸アンモニウム水溶液等の化成液中
にて化成処理することによりアルミニウム箔の表面に酸
化皮膜層を形成させた陽極箔と、同じく高純度のアルミ
ニウム箔を拡面処理した陰極箔をセパレータを介して巻
回してコンデンサ素子が形成される。そしてこのコンデ
ンサ素子には駆動用の電解液が含浸され、金属製の有底
筒状の外装ケースに収納される。さらに外装ケースの開
口端部は弾性ゴムよりなる封口体が収納され、さらに外
装ケースの開口端部を絞り加工により封口を行い、電解
コンデンサを構成する。2. Description of the Related Art An electrolytic capacitor generally has the following configuration. In other words, the high-purity aluminum foil formed in a belt shape is chemically or electrochemically etched to enlarge the surface, and the expanded aluminum foil is subjected to a chemical conversion treatment in a chemical solution such as an ammonium borate aqueous solution. By doing so, a capacitor element is formed by winding an anode foil having an oxide film layer formed on the surface of an aluminum foil and a cathode foil having a high-purity aluminum foil subjected to a surface-expansion treatment via a separator. The capacitor element is impregnated with a driving electrolyte, and is housed in a metal bottomed cylindrical outer case. Further, a sealing body made of elastic rubber is housed at the opening end of the outer case, and the opening end of the outer case is sealed by drawing to form an electrolytic capacitor.
【0003】そして、この電解コンデンサの、コンデン
サ素子に含浸される電解液としては、従来より、エチレ
ングリコールを主溶媒とし、アジピン酸、安息香酸など
のアンモニウム塩を溶質とするもの、または、γ−ブチ
ロラクトンを主溶媒とし、フタル酸、マレイン酸などの
四級化環状アミジニウム塩を溶質とするもの等が知られ
ている。[0003] As an electrolytic solution impregnated in the capacitor element of this electrolytic capacitor, a solution in which ethylene glycol is used as a main solvent and an ammonium salt such as adipic acid or benzoic acid is used as a solute, or γ- It is known to use butyrolactone as a main solvent and a quaternized cyclic amidinium salt such as phthalic acid and maleic acid as a solute.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
電解コンデンサを放置すると、静電容量が減少し、漏れ
電流特性が劣化し、さらには、安全弁の開弁にいたるこ
とがあるという問題点があり、このような負荷もしくは
無負荷での長時間経過後の特性である放置特性は、電解
コンデンサの信頼性に大きな影響を与えている。However, when such an electrolytic capacitor is left unattended, the capacitance is reduced, the leakage current characteristic is deteriorated, and the safety valve may be opened. Such a standing characteristic, which is a characteristic after a long period of time with or without a load, has a great influence on the reliability of the electrolytic capacitor.
【0005】そこで、放置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。Accordingly, an object of the present invention is to provide an electrolytic solution for an electrolytic capacitor having good standing characteristics and an electrolytic capacitor using the same.
【0006】[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、リン酸金属錯体を含み、pHを7以下に維
持したことを特徴とする。The electrolytic solution for an electrolytic capacitor of the present invention contains a metal phosphate complex, and has a pH maintained at 7 or less.
【0007】さらに、前記リン酸金属錯体がリン酸アル
ミニウム錯体であることを特徴とする。Further, the metal phosphate complex is an aluminum phosphate complex.
【0008】また、前記電解コンデンサ用電解液におい
て、アミン塩を溶質とすることを特徴とする。Further, in the electrolytic solution for an electrolytic capacitor, an amine salt is used as a solute.
【0009】そして本発明の電解コンデンサは、前記の
電解コンデンサ用電解液を用いたことを特徴とする。An electrolytic capacitor according to the present invention is characterized in that the electrolytic solution for an electrolytic capacitor is used.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】本発明の電解コンデンサ用電解液
は、リン酸金属錯体を含みpHを7以下に維持してい
る。すなわち、電解コンデンサは製造後、ある程度の期
間常温で保管され、その後電子機器に搭載されて使用さ
れることになるが、本発明の電解コンデンサは、この製
造直後から使用の期間、pHを7以下に維持している。
この電解コンデンサ用電解液を用いた電解コンデンサの
放置特性は良好である。本発明の電解コンデンサ用電解
液においては、リン酸金属錯体を含み、pHを7以下に
維持することによって、電解液中のリン酸イオン濃度を
適正量に維持することができ、そのことによって、アル
ミニウム電極箔と電解液中の水分との反応が抑制され、
電極箔の劣化やガス発生による電解コンデンサの開弁が
防止され、放置特性が向上する。このリン酸イオン濃度
の適正量は放置温度が60℃以上では0.01ppm以
上であり、105℃では0.1ppm以上であり、12
5℃では1ppm以上である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The electrolytic solution for an electrolytic capacitor of the present invention contains a metal phosphate complex and maintains the pH at 7 or less. In other words, the electrolytic capacitor is stored at room temperature for a certain period of time after manufacture, and then used after being mounted on an electronic device. The electrolytic capacitor of the present invention has a pH of 7 or less during the period of use immediately after the manufacture. Has been maintained.
The leaving characteristics of the electrolytic capacitor using the electrolytic solution for electrolytic capacitors are good. The electrolytic solution for an electrolytic capacitor of the present invention contains a metal phosphate complex, and by maintaining the pH at 7 or less, the phosphate ion concentration in the electrolytic solution can be maintained at an appropriate amount. The reaction between the aluminum electrode foil and the water in the electrolyte is suppressed,
The opening of the electrolytic capacitor due to the deterioration of the electrode foil and the generation of gas is prevented, and the leaving characteristics are improved. The appropriate amount of the phosphate ion concentration is 0.01 ppm or more when the storage temperature is 60 ° C. or more, and 0.1 ppm or more at 105 ° C.
At 5 ° C., it is 1 ppm or more.
【0011】以上の本発明の電解コンデンサ用電解液に
おいては、電解液中のリン酸イオン濃度が低下すると、
リン酸金属錯体がリン酸イオンを電解液中に放出して、
電解液中のリン酸イオン濃度を適正量に維持することが
できる。このことによって、電解コンデンサの放置特性
を向上することができる。In the above electrolytic solution for an electrolytic capacitor of the present invention, when the phosphate ion concentration in the electrolytic solution decreases,
The metal phosphate complex releases phosphate ions into the electrolyte,
The phosphate ion concentration in the electrolytic solution can be maintained at an appropriate amount. Thereby, the leaving characteristics of the electrolytic capacitor can be improved.
【0012】そして、前記のリン酸金属錯体は、金属ま
たは金属化合物と溶媒中でリン酸イオンを生成する化合
物(以下、リン酸生成性化合物)とを溶媒に溶解するこ
とによって得ることができる。この溶液中では、リン酸
イオンと溶媒中に溶解した金属イオンとが錯体を形成す
る。そして、このリン酸金属錯体を電解液に添加して本
発明の電解コンデンサ用電解液を得ることができる。ま
た、ここで用いる溶媒は、金属または金属化合物、溶媒
中でリン酸生成性化合物を溶解する溶媒であればよく、
なかでも水、エチレングリコール、γ−ブチロラクトン
等が好ましい。The above-mentioned metal phosphate complex can be obtained by dissolving a metal or a metal compound and a compound capable of forming phosphate ions in a solvent (hereinafter, a phosphate-forming compound) in a solvent. In this solution, phosphate ions and metal ions dissolved in the solvent form a complex. Then, this metal phosphate complex is added to the electrolytic solution to obtain the electrolytic solution for an electrolytic capacitor of the present invention. Further, the solvent used here may be a metal or a metal compound, a solvent capable of dissolving the phosphoric acid-forming compound in the solvent,
Among them, water, ethylene glycol, γ-butyrolactone and the like are preferable.
【0013】さらに、コンデンサ素子内にリン酸生成性
化合物を含有させることによって、電極箔を形成してい
る金属と反応して、リン酸生成性化合物金属錯体を形成
させて,電解コンデンサ用電解液にリン酸金属錯体を含
ませることができ、このようにして本発明の電解コンデ
ンサ用電解液を作成することもできる。コンデンサ素子
内にリン酸生成性化合物を含有させる方法として、電解
コンデンサ用電解液に添加してもよいし、またはコンデ
ンサ素子を形成する電極箔、セパレータに付着させても
よい。Further, by including a phosphoric acid-generating compound in the capacitor element, it reacts with the metal forming the electrode foil to form a phosphoric acid-generating compound metal complex, and the electrolytic solution for the electrolytic capacitor is formed. Can contain a metal phosphate complex, and thus the electrolytic solution for an electrolytic capacitor of the present invention can be prepared. As a method for incorporating the phosphoric acid-generating compound into the capacitor element, the phosphoric acid-generating compound may be added to an electrolytic solution for an electrolytic capacitor, or may be attached to an electrode foil or a separator forming the capacitor element.
【0014】金属としては、アルミニウム、鉄、銅、ニ
ッケル、マンガン、亜鉛、カルシウム、マグネシウム、
バリウム、鉛、チタン、ニオブ、タンタル等、キレート
化剤と錯体を形成する金属を用いることができる。ま
た、金属化合物としては、酸化物、水酸化物、塩化物、
また硫酸塩、炭酸塩等の金属塩など、溶媒中で金属イオ
ンを生成する化合物を用いることができる。As the metal, aluminum, iron, copper, nickel, manganese, zinc, calcium, magnesium,
Metals that form a complex with the chelating agent, such as barium, lead, titanium, niobium, and tantalum, can be used. Further, as the metal compound, oxides, hydroxides, chlorides,
In addition, compounds that generate metal ions in a solvent, such as metal salts such as sulfates and carbonates, can be used.
【0015】そして、前記のリン酸生成性化合物とし
て、一般式(化1)で示されるリン化合物又はこれらの
塩もしくはこれらの縮合体又はこれらの縮合体の塩を挙
げることができる。Examples of the phosphoric acid-generating compound include a phosphorus compound represented by the general formula (Chemical Formula 1), a salt thereof, a condensate thereof, or a salt of a condensate thereof.
【化1】 Embedded image
【0016】これらのリン酸生成性化合物としては、以
下のものを挙げることができる。正リン酸、亜リン酸、
次亜リン酸、及びこれらの塩、これらの塩としては、ア
ンモニウム塩、アルミニウム塩、ナトリウム塩、カルシ
ウム塩、カリウム塩である。正リン酸及びこの塩は、水
溶液中で分解してリン酸イオンを生じる。また、亜リン
酸、次亜リン酸、及びこれらの塩は、水溶液中で分解し
て、亜リン酸イオン、次亜リン酸イオンを生じ、その後
に酸化してリン酸イオンとなる。The following are examples of these phosphoric acid-generating compounds. Orthophosphoric acid, phosphorous acid,
Hypophosphorous acid, their salts, and ammonium salts, aluminum salts, sodium salts, calcium salts, and potassium salts. Orthophosphoric acid and its salts decompose in aqueous solution to produce phosphate ions. Phosphorous acid, hypophosphorous acid, and salts thereof are decomposed in an aqueous solution to generate phosphite ions and hypophosphite ions, and then oxidized to phosphate ions.
【0017】また、リン酸エチル、リン酸ジエチル、リ
ン酸ブチル、リン酸ジブチル等のリン酸化合物、1−ヒ
ドロキシエチリデン−1,1−ジホスホン酸、アミノト
リメチレンホスホン酸、フェニルホスホン酸等のホスホ
ン酸化合物等が挙げられる。また、メチルホスフィン
酸、ホスフィン酸ブチル等のホスフィン酸化合物が挙げ
られる。Phosphoric acid compounds such as ethyl phosphate, diethyl phosphate, butyl phosphate and dibutyl phosphate; and phosphonic compounds such as 1-hydroxyethylidene-1,1-diphosphonic acid, aminotrimethylene phosphonic acid and phenylphosphonic acid. Acid compounds and the like. In addition, phosphinic acid compounds such as methylphosphinic acid and butyl phosphinate are exemplified.
【0018】さらに、以下のような、縮合リン酸又はこ
れらの塩をあげることができる。ピロリン酸、トリポリ
リン酸、テトラポリリン酸等の直鎖状の縮合リン酸、メ
タリン酸、ヘキサメタリン酸等の環状の縮合リン酸、又
はこのような鎖状、環状の縮合リン酸が結合したもので
ある。そして、これらの縮合リン酸の塩として、アンモ
ニウム塩、アルミニウム塩、ナトリウム塩、カルシウム
塩、カリウム塩等を用いることができる。Further, the following condensed phosphoric acids or salts thereof can be mentioned. It is a linear condensed phosphoric acid such as pyrophosphoric acid, tripolyphosphoric acid, or tetrapolyphosphoric acid, or a cyclic condensed phosphoric acid such as metaphosphoric acid or hexametaphosphoric acid, or a combination of such chained or cyclic condensed phosphoric acids. . And, as salts of these condensed phosphoric acids, ammonium salts, aluminum salts, sodium salts, calcium salts, potassium salts and the like can be used.
【0019】これらも、水溶液中でリン酸イオンを生ず
るか、もしくは、亜リン酸イオン、次亜リン酸イオンを
生じ、その後に酸化してリン酸イオンとなる、リン酸生
成性化合物である。These are also phosphoric acid-generating compounds that generate phosphate ions in an aqueous solution or generate phosphite ions and hypophosphite ions, and then oxidize to phosphate ions.
【0020】なお、これらの中でも、容易にリン酸イオ
ンを生ずる正リン酸またはその塩、縮合リン酸、または
リン酸化合物が好ましい。さらに、添加量に対して、比
較的速やかに、多くのリン酸イオンを生ずる正リン酸、
ピロリン酸、トリポリリン酸等の直鎖状の縮合リン酸、
またはその塩が好ましい。なお、これらの化合物以外で
も、水溶液中でリン酸イオンを生ずる物質であれば、本
発明の効果を得ることができる。Of these, orthophosphoric acid or a salt thereof, a condensed phosphoric acid, or a phosphoric acid compound which easily generates a phosphate ion is preferred. Further, orthophosphoric acid which generates a lot of phosphate ions relatively quickly with respect to the amount added,
Linear condensed phosphoric acid such as pyrophosphoric acid and tripolyphosphoric acid,
Or a salt thereof is preferred. In addition, other than these compounds, the effect of the present invention can be obtained as long as the substance generates phosphate ions in an aqueous solution.
【0021】また、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、ジメチルエチルアミン、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。The solutes contained in the electrolytic solution include ammonium salts, amine salts, quaternary ammonium salts and cyclic amidine compounds which are usually used in electrolytic solutions for electrolytic capacitors and have an anionic component of a conjugate base of an acid. Grade salts. Primary amines (methylamine, ethylamine, propylamine,
Butylamine, ethylenediamine, etc.), secondary amines (dimethylamine, diethylamine, dipropylamine, methylethylamine, diphenylamine, etc.), tertiary amines (trimethylamine, dimethylethylamine, triethylamine, tripropylamine, triphenylamine,
1,8─diazabicyclo (5,4,0) ─undecene─
7 etc.). As the quaternary ammonium constituting the quaternary ammonium salt, tetraalkylammonium (tetramethylammonium, tetraethylammonium, tetrapropylammonium, tetrabutylammonium, methyltriethylammonium, dimethyldiethylammonium, etc.), pyridium (1-methylpyridium) 1,1-ethylpyridium, 1,3-diethylpyridium, etc.). In addition, examples of the cation constituting the quaternary salt of the cyclic amidine compound include cations obtained by quaternizing the following compounds. That is, imidazole monocyclic compounds (imidazole homologues such as 1-methylimidazole, 1,2-dimethylimidazole, 1,4-dimethyl-2-ethylimidazole, 1-phenylimidazole, 1-methyl-2-oxymethylimidazole,
Oxyalkyl derivatives such as 1-methyl-2-oxyethylimidazole, nitro and amino derivatives such as 1-methyl-4 (5) -nitroimidazole, 1,2-dimethyl-5 (4) -aminoimidazole), benzimidazole (1-methylbenzimidazole, 1-methyl-2
-Benzylbenzimidazole, etc.) and compounds having a 2-imidazoline ring (1 @ -methylimidazoline, 1,2-
Dimethylimidazoline, 1,2,4-trimethylimidazoline, 1,4-dimethyl-2-ethylimidazoline,
1-methyl-2-phenylimidazoline, etc.), and compounds having a tetrahydropyrimidine ring (1-methyl-1,
4,5,6-tetrahydropyrimidine, 1,2-dimethyl-1,4,5,6-tetrahydropyrimidine, 1,8
-Diazabicyclo [5.4.0] undecene-7,1,
5-diazabicyclo [4.3.0] nonene-5 and the like.
【0022】ここで、本発明の電解コンデンサ用電解液
はpHを7以下に維持しているが、アミン塩を用いると
放置中にpHが上昇することがなくpHを7以下に維持
できるので好適である。それは以下のような理由である
と思われる。通常保存中に電解液中のアニオン成分が電
極箔を構成する金属と反応して減少しpHが上昇する。
しかしながら、アミン塩の場合はそうなるとカチオン成
分であるアミンも電解液から蒸発して減少するのでpH
が上昇することはない。なかでも、ジエチルアミン、ジ
メチルエチルアミン、トリエチルアミンが好適である。Here, the electrolytic solution for an electrolytic capacitor of the present invention maintains the pH at 7 or less. However, the use of an amine salt is preferable because the pH can be maintained at 7 or less without increasing during standing. It is. It may be for the following reasons. Usually, during storage, the anion component in the electrolytic solution reacts with the metal constituting the electrode foil and decreases to increase the pH.
However, in the case of an amine salt, the amine, which is a cationic component, also evaporates from the electrolyte and decreases, so
Never rises. Among them, diethylamine, dimethylethylamine and triethylamine are preferred.
【0023】アニオン成分としては、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、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、
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、セバシン酸等の有機酸、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、リン酸、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、セバシン酸、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。The anionic component includes adipic acid, glutaric acid, succinic acid, benzoic acid, isophthalic acid, phthalic acid, terephthalic acid, maleic acid, toluic acid, enanthic acid, malonic acid, formic acid, 1,6-decanedicarboxylic acid ,
Decanedicarboxylic acid such as 5,6-decanedicarboxylic acid,
Octanedicarboxylic acid such as 1,7-octanedicarboxylic acid, azelaic acid, organic acid such as sebacic acid, or
Examples thereof include boric acid, a polyhydric alcohol complex compound of boric acid obtained from boric acid and a polyhydric alcohol, and conjugate bases of inorganic acids such as phosphoric acid, carbonic acid, and silicic acid. Of these, preferred are decanedicarboxylic acid, octanedicarboxylic acid, azelaic acid, sebacic acid, adipic acid, glutaric acid, succinic acid, benzoic acid, isophthalic acid, organic carboxylic acids such as formic acid, or boric acid, boric acid. It is a polyhydric alcohol complex compound.
【0024】そして、溶媒としては、プロトン性極性溶
媒、非プロトン性極性溶媒、水、及びこれらの混合物を
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(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(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、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(γ−ブチロラクトン、δ−
バレロラクトン等)、環状アミド類(N−メチル−2−
ピロリドン等)、カーボネート類(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
ニトリル等)、オキシド類(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)〕などが代表としてあげられる。As the solvent, a protic polar solvent, an aprotic polar solvent, water, and a mixture thereof can be used. Protic polar solvents include monohydric alcohols (methanol, ethanol, propanol, butanol, hexanol, cyclohexanol,
Cyclopentanol, benzyl alcohol, etc.), polyhydric alcohol and oxy alcohol compounds (ethylene glycol, propylene glycol, glycerin, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, 1,3-butanediol, methoxypropylene glycol, etc.). As aprotic polar solvents, amides (N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, N
-Ethylformamide, N, N-dimethylformamide, N-methylacetamide, hexamethylphosphoramide, etc.), lactones (γ-butyrolactone, δ-
Valerolactone, etc.), cyclic amides (N-methyl-2-
Pyrrolidone, etc.), carbonates (ethylene carbonate, propylene carbonate, etc.), nitriles (acetonitrile, etc.), oxides (dimethylsulfoxide, etc.), 2-imidazolidinone [1,3-dialkyl-
2-imidazolidinone (1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, 1,3-diethyl-2-imidazolidinone, 1,3-di (n-propyl) -2-imidazolidinone, etc.), 1 , 3,4-trialkyl-2-imidazolidinone (eg, 1,3,4-trimethyl-2-imidazolidinone)] and the like.
【0025】ここで、通常、電解コンデンサ用電解液の
溶媒が水を含んでいると電極箔の劣化は顕著になるが、
この場合にも本発明においては、リン酸イオンが0.0
1ppm以上に維持されるので、本発明の電解コンデン
サの放置特性は良好である。さらに、水を主成分とした
溶媒を用いた場合にも放置特性が劣化することはなく、
このような溶媒を用いることによって、電解コンデンサ
用電解液の比抵抗が低減でき、そのことによって電解コ
ンデンサの低インピーダンス化を図ることができる。こ
こで、溶媒中の水の含有率は、35〜100wt%、好
ましくは、35〜65wt%である。この範囲以上であ
るとインピーダンス特性が良好であり、この範囲以下で
は低温特性が良好である。また、水を主成分とした溶媒
を用いた場合、高電圧使用などの規格外の使用によって
コンデンサが故障した際にも、発火が生じるなどの問題
点がなく、耐環境性も良好である。Here, usually, when the solvent of the electrolytic solution for the electrolytic capacitor contains water, the deterioration of the electrode foil becomes remarkable,
Also in this case, in the present invention, the phosphate ion is 0.0
Since it is maintained at 1 ppm or more, the standing characteristics of the electrolytic capacitor of the present invention are good. Furthermore, even when a solvent containing water as a main component is used, the storage characteristics do not deteriorate,
By using such a solvent, the specific resistance of the electrolytic solution for the electrolytic capacitor can be reduced, and thereby the impedance of the electrolytic capacitor can be reduced. Here, the content of water in the solvent is 35 to 100 wt%, preferably 35 to 65 wt%. Above this range, the impedance characteristics are good, and below this range, the low-temperature characteristics are good. In addition, when a solvent containing water as a main component is used, there is no problem such as ignition when the capacitor fails due to nonstandard use such as high voltage use, and the environment resistance is good.
【0026】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。In order to stabilize the life characteristics of the electrolytic capacitor, nitrophenol, nitrobenzoic acid, nitroacetophenone, nitrobenzyl alcohol,
(Nitrophenoxy) ethanol, nitroanisole,
Aromatic nitro compounds such as nitrophenetol, nitrotoluene, dinitrobenzene and the like can be added.
【0027】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
ルアルコールを添加することもできる。Further, in order to improve the safety of the electrolytic capacitor, a nonionic surfactant, a polyhydric alcohol, ethylene oxide and / or
Alternatively, a polyoxyalkylene polyhydric alcohol ether compound or polyvinyl alcohol obtained by addition polymerization of propylene oxide can also be added.
【0028】また、本発明の電解コンデンサ用電解液
に、硼酸、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)、硼酸と多糖類との錯化合物、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。Further, by adding boric acid, a polysaccharide (such as mannitol, sorbite, pentaerythritol), a complex compound of boric acid and a polysaccharide, and colloidal silica, to the electrolytic solution for an electrolytic capacitor of the present invention. The voltage can be improved.
【0029】また、漏れ電流の低減の目的で、オキシカ
ルボン酸化合物等を添加することができる。For the purpose of reducing the leakage current, an oxycarboxylic acid compound or the like can be added.
【0030】以上の本発明の電解液を含有した電解コン
デンサは、放置特性、すなわち、長期間にわたる負荷、
無負荷試験後の特性が良好である。The electrolytic capacitor containing the electrolytic solution of the present invention has a standing characteristic, that is, a long-term load,
Good characteristics after no-load test.
【0031】[0031]
【実施例】以下実施例を挙げて詳細に説明する。コンデ
ンサ素子は陽極箔と、陰極箔をセパレータを介して巻回
して形成する。陽極電極箔は、純度99.9%のアルミ
ニウム箔を酸性溶液中で化学的あるいは電気化学的にエ
ッチングして拡面処理した後、アジピン酸アンモニウム
の水溶液中で化成処理を行い、その表面に陽極酸化皮膜
層を形成したものを用いる。陰極箔として、純度99.
9%のアルミニウム箔をエッチングして拡面処理した箔
を用いた。The present invention will be described in detail below with reference to examples. The capacitor element is formed by winding an anode foil and a cathode foil via a separator. The anode electrode foil is obtained by chemically or electrochemically etching an aluminum foil having a purity of 99.9% in an acidic solution and expanding the surface thereof, and then performing a chemical conversion treatment in an aqueous solution of ammonium adipate. Use an oxide film layer. Purity 99.
9% of aluminum foil was etched and a foil subjected to a surface expansion treatment was used.
【0032】上記のように構成したコンデンサ素子に、
アルミ電解コンデンサの駆動用の電解液を含浸する。こ
の電解液を含浸したコンデンサ素子を、有底筒状のアル
ミニウムよりなる外装ケースに収納し、外装ケースの開
口端部に、ブチルゴム製の封口体を挿入し、さらに外装
ケースの端部を絞り加工することによりアルミ電解コン
デンサの封口を行う。ここで用いる電解液は以下のよう
に作成した。In the capacitor element configured as described above,
Impregnate the electrolytic solution for driving the aluminum electrolytic capacitor. The capacitor element impregnated with this electrolytic solution is housed in a cylindrical outer case made of aluminum with a bottom, a butyl rubber sealing body is inserted into the open end of the outer case, and the end of the outer case is drawn. To seal the aluminum electrolytic capacitor. The electrolyte used here was prepared as follows.
【0033】ついで、水10部に水酸化アルミニウム
0.2部、リン酸二水素アンモニウム1部を添加し、リ
ン酸とアルミニウムの錯体反応を完結させ、リン酸アル
ミニウム錯体を作成した。次いで、このリン酸アルミニ
ウム錯体の水溶液を、(表1)に示す、水、エチレング
リコール、安息香酸トリエチルアミン塩からなる電解液
に添加して、本発明の電解液を作成した。なお、組成は
部で示した。その比抵抗を(表1)に示す。また、比較
例として水25部、エチレングリコール65部、安息香
酸アンモニウム10部の電解コンデンサ用電解液を用い
た。比抵抗は106Ωcmであった。Next, 0.2 part of aluminum hydroxide and 1 part of ammonium dihydrogen phosphate were added to 10 parts of water to complete the complex reaction between phosphoric acid and aluminum, thereby producing an aluminum phosphate complex. Next, the aqueous solution of the aluminum phosphate complex was added to the electrolyte solution shown in (Table 1) consisting of water, ethylene glycol, and triethylamine benzoate to prepare an electrolyte solution of the present invention. The composition is shown in parts. The specific resistance is shown in (Table 1). Further, as a comparative example, an electrolytic solution for an electrolytic capacitor was used in which 25 parts of water, 65 parts of ethylene glycol, and 10 parts of ammonium benzoate were used. The specific resistance was 106 Ωcm.
【0034】以上のように構成したアルミ電解コンデン
サの高温寿命試験を行った。アルミ電解コンデンサの定
格は、50WV−820μFである。試験条件は、10
5°C、無負荷、3000時間である。そして、試験後
のコンデンサを分解し、電解液のリン酸イオン濃度、及
びpHを測定した。なお、リン酸イオン濃度の測定下限
は0.1ppmである。それぞれの結果を(表2)に示
す。A high-temperature life test of the aluminum electrolytic capacitor constructed as described above was conducted. The rating of the aluminum electrolytic capacitor is 50 WV-820 μF. The test conditions were 10
5 ° C., no load, 3000 hours. Then, the capacitor after the test was disassembled, and the phosphate ion concentration and the pH of the electrolytic solution were measured. The lower limit of the measurement of the phosphate ion concentration is 0.1 ppm. The results are shown in (Table 2).
【0035】[0035]
【表1】 [Table 1]
【0036】[0036]
【表2】 (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(%) リン酸:リン酸イオン濃度(ppm)[Table 2] (Note) Cap: Capacitance (μF), tan δ: Tangent of dielectric loss, LC: Leakage current (μA), ΔCap: Capacitance change rate (%) Phosphate: Phosphate ion concentration (ppm)
【0037】(表2)から明らかなように、比較例は試
験中に開弁しているが、実施例においては105℃、3
000時においても良好な特性を保っている。この試験
後の電解液のpHは7以下に維持され、リン酸イオン濃
度も0.1ppm以上に保たれ、このことによって、良
好な放置特性を得ていることがわかる。As is clear from Table 2, the comparative example was open during the test, but in
Even at 000 hours, good characteristics are maintained. After the test, the pH of the electrolytic solution was maintained at 7 or less, and the phosphate ion concentration was also maintained at 0.1 ppm or more. This indicates that good standing characteristics were obtained.
【0038】[0038]
【発明の効果】以上のように、本発明においては、電解
コンデンサ用電解液においてリン酸金属錯体を含み、p
Hを7以下に維持しているので、電解液中のリン酸イオ
ンを適正量に長時間にわたって保つことができ、放置後
の電極箔の劣化を抑制することによって、良好な放置特
性有する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ができる。As described above, in the present invention, the electrolytic solution for an electrolytic capacitor contains a metal phosphate complex,
Since H is maintained at 7 or less, an appropriate amount of phosphate ions in the electrolytic solution can be maintained for a long time, and deterioration of the electrode foil after being left is suppressed, so that an electrolytic capacitor having good leaving characteristics can be obtained. An electrolytic solution for use and an electrolytic capacitor using the same can be provided.
フロントページの続き (72)発明者 伊東 久富 東京都青梅市東青梅1丁目167番地の1 日本ケミコン株式会社内 (72)発明者 辻 達紀 東京都青梅市東青梅1丁目167番地の1 日本ケミコン株式会社内Continuation of the front page (72) Inventor Hisatomi 1-167, Higashi-Ome, Ome-shi, Tokyo, Japan 1-167 Nippon Chemi-Con Corporation (72) Inventor Tatsuki Tsuji 1-167, Higashi-Ome, Ome-shi, Tokyo, 1 Nippon Chemi-Con Corporation
Claims (4)
維持したことを特徴とする電解コンデンサ用電解液。1. An electrolytic solution for an electrolytic capacitor, comprising a metal phosphate complex and maintaining the pH at 7 or less.
体である請求項1記載の電解コンデンサ用電解液。2. The electrolytic solution for an electrolytic capacitor according to claim 1, wherein the metal phosphate complex is an aluminum phosphate complex.
解コンデンサ用電解液。3. The electrolytic solution for an electrolytic capacitor according to claim 1, wherein an amine salt is a solute.
を用いた電解コンデンサ。4. An electrolytic capacitor using the electrolytic solution for an electrolytic capacitor according to claim 1.
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JP2007123817A (en) * | 2005-09-30 | 2007-05-17 | Nippon Chemicon Corp | Electrolytic capacitor |
Citations (2)
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JPH0653080A (en) * | 1991-08-27 | 1994-02-25 | Marcon Electron Co Ltd | Electrolyte for driving electrolytic capacitor |
WO2000055876A1 (en) * | 1999-03-17 | 2000-09-21 | Nippon Chemi-Con Corporation | Electrolyte for electrolytic capacitor |
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2001
- 2001-01-05 JP JP2001000327A patent/JP2002203753A/en active Pending
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