JP2002217068A - Electrolyte for driving electrolytic capacitor and electrolytic capacitor using the same - Google Patents

Electrolyte for driving electrolytic capacitor and electrolytic capacitor using the same

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JP2002217068A
JP2002217068A JP2001008494A JP2001008494A JP2002217068A JP 2002217068 A JP2002217068 A JP 2002217068A JP 2001008494 A JP2001008494 A JP 2001008494A JP 2001008494 A JP2001008494 A JP 2001008494A JP 2002217068 A JP2002217068 A JP 2002217068A
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JP
Japan
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electrolytic capacitor
driving
salt
electrolyte
sulfolane
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JP2001008494A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Matsuura
裕之 松浦
Yuichiro Tsubaki
雄一郎 椿
Hideki Shimamoto
秀樹 島本
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide electrolyte for driving an electrolytic capacitor having improved long life at a high temperature and humidity resistance, and the electric capacitor using the electrolyte. SOLUTION: This electrolyte for driving an electrolytic capacitor uses a mixed solvent of sulfolane and an aprotic polarized solvent, the amine salt of phthalic acid or the dissolved substance of amidine salt, and hypophosphite ammonium as essential ingredients, thus achieving stability under high- temperature conditions, and inhibiting chemical reaction to the phthalic acid, and hydration deterioration in an electrode material due to contained water or the penetration of water under moisture-resistant conditions.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は電解コンデンサ駆動
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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrolytic solution for driving an electrolytic capacitor and an electrolytic capacitor using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般的な電解コンデンサは、アルミニウ
ム箔をエッチング処理によって実効表面積を拡大させた
表面に陽極酸化により誘電体酸化皮膜を形成した陽極箔
とアルミニウム箔をエッチング処理した陰極箔とをセパ
レータを介して巻回することによりコンデンサ素子を構
成し、このコンデンサ素子に駆動用電解液を含浸させる
とともに、このコンデンサ素子を金属ケース内に封止す
ることにより構成されている。
2. Description of the Related Art A general electrolytic capacitor is composed of an anode foil having a dielectric oxide film formed by anodic oxidation on the surface of which the effective surface area is increased by etching an aluminum foil and a cathode foil having an aluminum foil etched. To form a capacitor element, impregnating the capacitor element with a driving electrolyte, and sealing the capacitor element in a metal case.

【0003】上記駆動用電解液は、電解コンデンサの性
能により種々のものが用いられ、エチレングリコールの
溶媒に溶質としてホウ酸やアジピン酸のアンモニウム塩
を溶解させたものや、γ−ブチロラクトンの溶媒に有機
酸や無機酸またはそれらの塩を溶質として溶解させたも
のが用いられている。
Various types of driving electrolytes are used depending on the performance of the electrolytic capacitor. For example, a solution obtained by dissolving an ammonium salt of boric acid or adipic acid as a solute in a solvent of ethylene glycol or a solvent of γ-butyrolactone is used. A solution in which an organic acid, an inorganic acid, or a salt thereof is dissolved as a solute is used.

【0004】また、高温長寿命、耐湿性、低温特性の改
善を図る目的で、スルホランとγ−ブチロラクトンを溶
媒とし、四級化イミダゾリニウム塩を溶解した電解液を
用いたアルミニウム電解コンデンサが提案されている
(特開平11−126732号公報)。
Further, in order to improve high-temperature long-life, moisture resistance, and low-temperature characteristics, an aluminum electrolytic capacitor using an electrolyte in which sulfolane and γ-butyrolactone are used as a solvent and a quaternized imidazolinium salt is dissolved is proposed. (JP-A-11-126732).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年車
載分野における自動車性能の高性能化に伴い、エンジン
ルーム内で使用される電子部品の使用環境がさらに高温
化傾向にあり、上記従来の駆動用電解液では、電解コン
デンサの内部に含まれるわずかな水の影響および外部か
ら浸入する水によって、構成する電極材料が水和反応を
起こして特性劣化を激しくし、要求性能を満足できない
という問題点があった。
However, in recent years, the use environment of electronic components used in an engine room has been further increased in temperature in accordance with the improvement of the performance of the vehicle in the field of the vehicle. With the liquid, there is a problem that the electrode material constituting the electrolytic capacitor undergoes a hydration reaction due to the influence of a small amount of water contained inside the electrolytic capacitor and water entering from the outside, resulting in severe deterioration of the characteristics, and the required performance cannot be satisfied. Was.

【0006】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、電極材料の劣化を防ぎ、高温長寿命を向上させた電
解コンデンサ駆動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目的とするものである。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide an electrolytic solution for driving an electrolytic capacitor, which prevents deterioration of electrode materials and has an improved high temperature and long life, and an electrolytic capacitor using the same. Is what you do.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は以下の構成を有する。
In order to achieve the above object, the present invention has the following arrangement.

【0008】本発明の請求項1に記載の発明は、スルホ
ランと非プロトン性の有極性溶媒の混合溶媒と、フタル
酸をアニオン成分とし、アミン塩またはアミジン塩をカ
チオン成分とする溶質と、次亜リン酸アンモニウムを必
須成分とした構成としたもので、高沸点を有するスルホ
ランと非プロトン性の有極性溶媒との混合溶媒にするこ
とにより、高温条件下において安定で、フタル酸塩との
化学反応を抑制し、さらに次亜リン酸アンモニウムを添
加することにより、含有水分や耐湿条件での浸入水分に
よる電極材料の水和劣化を抑制することができるという
作用を有する。
The invention according to claim 1 of the present invention comprises a mixed solvent of sulfolane and an aprotic polar solvent, a solute containing phthalic acid as an anionic component and an amine salt or amidine salt as a cationic component, It is composed of ammonium phosphite as an essential component. By using a mixed solvent of sulfolane having a high boiling point and an aprotic polar solvent, it is stable under high-temperature conditions and is chemically stable with phthalate. By suppressing the reaction and further adding ammonium hypophosphite, there is an effect that the hydration deterioration of the electrode material due to the contained moisture or the infiltrated moisture under the moisture resistant condition can be suppressed.

【0009】また、混合溶媒は−25℃以下でも凝固し
ない凝固点降下効果があるので、電解液の低温の電導度
を改善することもできる。
Further, since the mixed solvent has a freezing point lowering effect that does not solidify even at -25 ° C. or lower, it is possible to improve the low-temperature conductivity of the electrolytic solution.

【0010】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の発明において、スルホランと非プロトン性の有極性溶
媒の混合比率をスルホラン1に対して非プロトン性の有
極性溶媒を0.25〜4.0の範囲にした構成としたも
ので、この範囲にすることにより、スルホランの特徴で
ある高温下での安定性を損なわず、スルホランと非プロ
トン性の有極性溶媒の混合により生じる凝固点降下効果
により、−25℃以下の低温でも凝固しない高い電導度
を得ることができるという作用を有する。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the mixing ratio of the sulfolane and the aprotic polar solvent is such that the ratio of the aprotic polar solvent to the sulfolane 1 is 0.25. In this range, the stability at high temperature, which is a characteristic of sulfolane, is not impaired, and the freezing point generated by mixing sulfolane and an aprotic polar solvent is maintained. The lowering effect has an effect that a high electrical conductivity that does not solidify even at a low temperature of −25 ° C. or less can be obtained.

【0011】なお、混合溶媒の混合比率がスルホラン1
に対して非プロトン性の有極性溶媒が0.25未満で
は、混合溶媒の凝固点の温度が高くなるので好ましくな
い。また、スルホラン1に対して非プロトン性の有極性
溶媒が4.0を超えるとスルホランの高温での安定性が
損なわれてしまうので好ましくない。
The mixing ratio of the mixed solvent is sulfolane 1
On the other hand, if the aprotic polar solvent is less than 0.25, the temperature of the freezing point of the mixed solvent increases, which is not preferable. On the other hand, if the amount of the aprotic polar solvent with respect to sulfolane 1 exceeds 4.0, the stability of sulfolane at high temperatures is impaired, which is not preferable.

【0012】請求項3に記載の発明は、請求項1に記載
の発明において、次亜リン酸アンモニウムを0.1〜
5.0wt%の範囲にした構成としたもので、次亜リン
酸アンモニウムを0.1wt%以上含有することで、電
極材料の耐水性を向上することができるので、高温条件
における含有水分による電極材料の水和劣化を抑制する
ことができるという作用を有する。
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect, ammonium hypophosphite is contained in an amount of 0.1 to 0.1.
The water resistance of the electrode material can be improved by containing 0.1% by weight or more of ammonium hypophosphite. It has the effect of suppressing hydration deterioration of the material.

【0013】また、高温高耐湿条件で長時間試験を行い
含水率が高まっても、アンモニウム塩が存在しているた
め、次亜リン酸アンモニウムの解離が促進され、電極材
料の耐水性がさらに向上する。
Further, even if the moisture content is increased by performing a long-term test under high temperature and humidity resistance conditions, the dissociation of ammonium hypophosphite is promoted due to the presence of the ammonium salt, and the water resistance of the electrode material is further improved. I do.

【0014】なお、次亜リン酸アンモニウムが5wt%
を超えると電極材料の溶解が激しくなり特性劣化につな
がるので好ましくない。
The amount of ammonium hypophosphite is 5 wt%.
Exceeding the range is not preferable because the dissolution of the electrode material becomes severe and leads to deterioration of characteristics.

【0015】本発明の請求項4に記載の発明は、請求項
1に記載の発明において、アミン塩またはアミジン塩を
第三級アミン塩、アルキル置換アミジン基を有する化合
物、アルキル置換アミジン基を有する化合物の四級塩か
らなる群より選ばれる少なくとも1種以上とした構成と
するものであり、この構成により封口部からの漏液の発
生を抑制することができるという作用を有する。
According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect, the amine salt or the amidine salt is a tertiary amine salt, a compound having an alkyl-substituted amidine group, or a compound having an alkyl-substituted amidine group. It has at least one kind selected from the group consisting of quaternary salts of compounds, and has the effect of suppressing the occurrence of liquid leakage from the sealing portion by this structure.

【0016】本発明の請求項5に記載の発明は、請求項
4に記載の発明において、アルキル置換アミジン基を有
する化合物の四級塩がイミダゾール化合物、ベンゾイミ
ダゾール化合物、脂環式アミジン化合物(ピリミジン化
合物、イミダゾリン化合物)の群より選ばれる少なくと
も1種以上とした構成としたものであり、この構成によ
り封口部からの漏液の発生を抑制し、第三級アミンに比
べて蒸気圧が高いため製品特性が安定であり、かつ低イ
ンピーダンス化も可能にすることができるという作用を
有する。
According to a fifth aspect of the present invention, the quaternary salt of the compound having an alkyl-substituted amidine group is an imidazole compound, a benzimidazole compound, an alicyclic amidine compound (pyrimidine). Compound, imidazoline compound), which suppresses the occurrence of liquid leakage from the sealing portion and has a higher vapor pressure than the tertiary amine. This has the effect that the product characteristics are stable and low impedance can be achieved.

【0017】本発明の請求項6に記載の発明は、過酸化
物加硫および/または樹脂加硫ブチルゴムの弾性体から
なり、かつ弾性体の少なくとも一部の硬度が75IRH
D(国際ゴム硬さ単位)以上の封口体と請求項1〜5の
いずれか一つに記載の電解コンデンサ駆動用電解液を用
いた電解コンデンサとするものであり、この構成により
経時的な封止力低下が生じないので、高温高湿下におい
てもリード線部からの水の浸入を妨げることができ、特
性変化を抑制できる信頼性の高い電解コンデンサを得る
ことができる。また、弾性体の少なくとも一部の硬度
を、75IRHD(国際ゴム硬さ単位)以上とすること
で、内部圧力の上昇の際に生じやすい封口面の外観変形
を物理的な強度で抑制することができるので、その結
果、電解コンデンサの外観変形を抑制でき、これにより
実装時の半田付け不良をより一層改善することができる
ものである。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an elastomer comprising a peroxide-cured and / or resin-cured butyl rubber, wherein at least a part of the elastic body has a hardness of 75 IRH.
An electrolytic capacitor using a sealing body of D (international rubber hardness unit) or more and the electrolytic solution for driving an electrolytic capacitor according to claim 1. Since the stopping power does not decrease, it is possible to prevent water from entering from the lead wire portion even under high temperature and high humidity, and to obtain a highly reliable electrolytic capacitor capable of suppressing a change in characteristics. In addition, by setting the hardness of at least a part of the elastic body to 75 IRHD (international rubber hardness unit) or more, it is possible to suppress the appearance deformation of the sealing surface, which tends to occur when the internal pressure increases, with physical strength. As a result, deformation of the appearance of the electrolytic capacitor can be suppressed, and thus, soldering defects during mounting can be further improved.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】本発明の電解コンデンサは、従来
の電極コンデンサと同じ構成を有している。すなわち、
アルミニウム箔をエッチング処理により実効表面積を拡
大した表面に陽極酸化により誘電体酸化皮膜層を形成し
た陽極箔と、アルミニウム箔をエッチング処理した陰極
箔とをセパレータを介して巻回することによりコンデン
サ素子を構成し、このコンデンサ素子に駆動用電解液を
含浸させるとともに、このコンデンサ素子を金属ケース
内に挿入し、封口体で封止することにより構成されてい
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An electrolytic capacitor according to the present invention has the same configuration as a conventional electrode capacitor. That is,
A capacitor element is formed by winding an anode foil in which a dielectric oxide film layer is formed by anodic oxidation on a surface in which an effective surface area is enlarged by etching an aluminum foil and a cathode foil in which an aluminum foil is etched through a separator. The capacitor element is impregnated with a driving electrolyte, and the capacitor element is inserted into a metal case and sealed with a sealing body.

【0019】上記駆動用電解液は、スルホランと非プロ
トン性の有極性溶媒の混合溶媒と、フタル酸のアミン塩
またはアミジン塩の溶質と、次亜リン酸アンモニウムを
必須成分としたものである。また駆動用電解液に他の溶
媒を添加しても良い。
The driving electrolyte contains essential components of a mixed solvent of sulfolane and an aprotic polar solvent, a solute of an amine salt or an amidine salt of phthalic acid, and ammonium hypophosphite. Further, another solvent may be added to the driving electrolyte.

【0020】上記非プロトン性の有極性溶媒は、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
アセトアミド等]、ラクトン類[γ−ブチロラクトン、
α−バレロラクトン、γ−バレロラクトン等]、環状ア
ミド系[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]、イミダゾリジノン系[3
−メチル−1,3−オキサゾリジン−2−オン、1,3
−ジエチル−2−イミダゾリジノン、1,3−ジプロピ
ル−2−イミダゾリジノン、1−メチル−3−エチル−
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、1,3,4,5−テトラメチル−2
−イミダゾリジノン等]である。
The aprotic polar solvent is an amide [N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, N-ethylformamide, N, N-diethylformamide, N-methylacetamide, N, N- Dimethylacetamide, etc.), lactones [γ-butyrolactone,
α-valerolactone, γ-valerolactone, etc.], cyclic amide type [ethylene carbonate, propylene carbonate, etc.], nitrile type [acetonitrile, etc.], oxide type [dimethylsulfoxide, etc.], imidazolidinone type [3]
-Methyl-1,3-oxazolidin-2-one, 1,3
-Diethyl-2-imidazolidinone, 1,3-dipropyl-2-imidazolidinone, 1-methyl-3-ethyl-
2-imidazolidinone, 1,3,4-trimethyl-2-
Imidazolidinone, 1,3,4,5-tetramethyl-2
—Imidazolidinone and the like].

【0021】これらのうち、好ましくはラクトン類で特
にγ−ブチロラクトンは高温寿命、高電導度の点で優れ
ている。
Of these, lactones are preferred, and γ-butyrolactone is particularly excellent in terms of high-temperature life and high conductivity.

【0022】上記駆動用電解液に混合される他の溶媒と
しては、アルコール類[メタノール、エタノール、プロ
パノール、ブタノール、シクロブタノール、シクロヘキ
サノール、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]等があげられる。
また、非プロトン性の有機溶媒としては、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
セトアミド等]、ラクトン類[α−バレロラクトン、γ
−バレロラクトン等]、環状アミド系[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]、イミダゾリジノン系[3−メチル−1,3−オキ
サゾリジン−2−オン、1,3−ジエチル−2−イミダ
ゾリジノン、1,3−ジプロピル−2−イミダゾリジノ
ン、1−メチル−3−エチル−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、1,
3,4,5−テトラメチル−2−イミダゾリジノン等]
である。
Other solvents to be mixed with the driving electrolyte include alcohols [methanol, ethanol, propanol, butanol, cyclobutanol, cyclohexanol, ethylene glycol, propylene glycol, glycerin, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, methoxy Propylene glycol].
As the aprotic organic solvent, amide-based [N
-Methylformamide, N, N-dimethylformamide, N-ethylformamide, N, N-diethylformamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, etc.], lactones [α-valerolactone, γ
Valerolactone etc.), cyclic amide type [ethylene carbonate, propylene carbonate etc.], nitrile type [acetonitrile etc.], oxide type [dimethylsulfoxide etc.], imidazolidinone type [3-methyl-1,3-oxazolidin-2- On, 1,3-diethyl-2-imidazolidinone, 1,3-dipropyl-2-imidazolidinone, 1-methyl-3-ethyl-2-imidazolidinone,
1,3,4-trimethyl-2-imidazolidinone, 1,
3,4,5-tetramethyl-2-imidazolidinone and the like]
It is.

【0023】上記溶質はフタル酸をアニオン成分とし、
アミン塩またはアミジン塩をカチオン成分とするもの
で、電導度が高く、熱的にも安定である。
The solute contains phthalic acid as an anion component,
It has an amine salt or an amidine salt as a cation component, and has high conductivity and is thermally stable.

【0024】上記アミン塩は第三級アミン塩が好まし
く、例としてトリアルキルアミン類[トリメチルアミ
ン、ジメチルエチルアミン、メチルジエチルアミン、ト
リエチルアミン、ジメチルn−プロピルアミン、ジメチ
ルイソプロピルアミン、メチルエチルn−プロピルアミ
ン、メチルエチルイソプロピルアミン、ジエチルn−プ
ロピルアミン、ジエチルイソプロピルアミン、トリn−
プロピルアミン、トリイソプロピルアミン、トリn−ブ
チルアミン、トリtert−ブチルアミンなど]フェニ
ル基含有アミン[ジメチルフェニルアミン、メチルエチ
ルフェニルアミン、ジエチルフェニルアミンなど]であ
る。
The amine salt is preferably a tertiary amine salt. Examples thereof include trialkylamines [trimethylamine, dimethylethylamine, methyldiethylamine, triethylamine, dimethyl n-propylamine, dimethylisopropylamine, methylethyl n-propylamine, methylethyl Ethyl isopropylamine, diethyl n-propylamine, diethylisopropylamine, tri-n-
Propylamine, triisopropylamine, tri-n-butylamine, tritert-butylamine, etc.] phenyl group-containing amine [dimethylphenylamine, methylethylphenylamine, diethylphenylamine, etc.].

【0025】これらのうち、好ましくは電導度が高いト
リアルキルアミンであり、更に好ましくはトリメチルア
ミン、ジメチルエチルアミン、メチルジエチルアミン、
トリエチルアミンからなる群より選ばれる1種以上であ
る。
Of these, preferred are trialkylamines having high conductivity, and more preferred are trimethylamine, dimethylethylamine, methyldiethylamine, and the like.
At least one selected from the group consisting of triethylamine.

【0026】上記アミジン塩はアルキル置換アミジン基
を有する化合物またはアルキル置換アミジン基を有する
化合物の四級塩が好ましく、アルキル置換アミジン基を
有する化合物は、イミダゾール化合物、ベンゾイミダゾ
ール化合物、脂環式アミジン化合物(ピリミジン化合
物、イミダゾリン化合物)が挙げられる。具体的には、
電導度が高く、インピーダンス性能に優れた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、1,2−ジ
メチルイミダゾリニウム、1,2,4−トリメチルイミ
ダゾリン、1−メチル−2−エチル−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−ヘプチルイミダゾリン、1−メチル−2−
(3’ヘプチル)イミダゾリン、1−メチル−2−ドデ
シルイミダゾリン、1,2−ジメチル−1,4,5,6
−テトラヒドロピリミジン、1−メチルイミダゾール、
1−メチルベンゾイミダゾールが好ましい。
The above amidine salt is preferably a compound having an alkyl-substituted amidine group or a quaternary salt of a compound having an alkyl-substituted amidine group, and the compound having an alkyl-substituted amidine group is preferably an imidazole compound, a benzimidazole compound, or an alicyclic amidine compound. (Pyrimidine compounds, imidazoline compounds). In particular,
1,8-diazabicyclo [5,4,0] undecene-7,1,5- having high conductivity and excellent impedance performance
Diazabicyclo [4,3,0] nonene-5,1,2-dimethylimidazolinium, 1,2,4-trimethylimidazoline, 1-methyl-2-ethyl-imidazoline,
1,4-dimethyl-2-ethylimidazoline, 1-methyl-2-heptylimidazoline, 1-methyl-2-
(3 ′ heptyl) imidazoline, 1-methyl-2-dodecyl imidazoline, 1,2-dimethyl-1,4,5,6
-Tetrahydropyrimidine, 1-methylimidazole,
1-Methylbenzimidazole is preferred.

【0027】また、アルキル置換アミジン基を有する化
合物の四級塩としては、炭素数1〜11のアルキル基ま
たはアリールアルキル基で四級化されたイミダゾール化
合物、ベンゾイミダゾール化合物、脂環式アミジン化合
物(ピリミジン化合物、イミダゾリン化合物)が挙げら
れる。具体的には1−メチル−1,8−ジアザビシクロ
[5,4,0]ウンデセン−7、1−メチル−1,5−
ジアザビシクロ[4,3,0]ノネン−5、1,2,3
−トリメチルイミダゾリニウム、1,2,3,4−テト
ラメチルミダゾリニウム、1,2−ジメチル−3−エチ
ル−イミダゾリニウム、1,3,4−トリメチル−2−
エチルイミダゾリニウム、1,3−ジメチル−2−ヘプ
チルイミダゾリニウム、1,3−ジメチル−2−(3’
ヘプチル)イミダゾリニウム、1,3−ジメチル−2−
ドデシルイミダゾリニウム、1,2,3−トリメチル−
1,4,5,6−テトラヒドロピリミジウム、1,3−
ジメチルイミダゾリウム、1−メチル−3−エチルイミ
ダゾリウム、1,3−ジメチルベンゾイミダゾリウムが
好ましく、電導度の高い、インピーダンス性能の優れた
電解コンデンサを提供することができる。
The quaternary salt of the compound having an alkyl-substituted amidine group includes imidazole compounds, benzimidazole compounds, and alicyclic amidine compounds quaternized with an alkyl or arylalkyl group having 1 to 11 carbon atoms. Pyrimidine compounds and imidazoline compounds). Specifically, 1-methyl-1,8-diazabicyclo [5,4,0] undecene-7, 1-methyl-1,5-
Diazabicyclo [4,3,0] nonene-5,1,2,3
-Trimethylimidazolinium, 1,2,3,4-tetramethylmidazolinium, 1,2-dimethyl-3-ethyl-imidazolinium, 1,3,4-trimethyl-2-
Ethyl imidazolinium, 1,3-dimethyl-2-heptyl imidazolinium, 1,3-dimethyl-2- (3 ′
Heptyl) imidazolinium, 1,3-dimethyl-2-
Dodecyl imidazolinium, 1,2,3-trimethyl-
1,4,5,6-tetrahydropyrimidium, 1,3-
Dimethylimidazolium, 1-methyl-3-ethylimidazolium, and 1,3-dimethylbenzimidazolium are preferable, and an electrolytic capacitor having high conductivity and excellent impedance performance can be provided.

【0028】上記駆動用電解液における溶質の含有量は
駆動用電解液の重量に基づいて、通常は10〜95重量
%、好ましくは20〜90重量%である。この範囲外で
は電導度が著しく低下するので好ましくない。
The content of the solute in the driving electrolyte is usually from 10 to 95% by weight, preferably from 20 to 90% by weight, based on the weight of the driving electrolyte. Outside this range, the electrical conductivity is significantly reduced, which is not preferable.

【0029】上記駆動用電解液の火花電圧を向上させる
目的で、リン系化合物[リン酸、リン酸エステルな
ど]、ホウ酸系化合物[ホウ酸、ホウ酸と多糖類(マン
ニット、ソルビットなど)との錯化合物、ホウ酸と多価
アルコール(エチレングリコール、グリセリンなど)]
との錯化合物、ニトロ化合物[o−ニトロ安息香酸、m
−ニトロ安息香酸、p−ニトロ安息香酸、o−ニトロフ
ェノール、m−ニトロフェノール、p−ニトロフェノー
ルなど]等を添加することもできる。
In order to improve the spark voltage of the driving electrolyte, phosphorus compounds [phosphoric acid, phosphoric acid ester, etc.], boric acid compounds [boric acid, boric acid and polysaccharides (mannitol, sorbit, etc.)) Complex compounds with boric acid and polyhydric alcohols (ethylene glycol, glycerin, etc.)]
And a nitro compound [o-nitrobenzoic acid, m
-Nitrobenzoic acid, p-nitrobenzoic acid, o-nitrophenol, m-nitrophenol, p-nitrophenol and the like].

【0030】次に、本実施の形態の具体的な実施例につ
いて説明するが、本発明はこれに限定されるものではな
い。
Next, specific examples of the present embodiment will be described, but the present invention is not limited to these examples.

【0031】(表1)は実施例1〜6および比較例1の
駆動用電解液の組成を示したものである。
Table 1 shows the compositions of the driving electrolytes of Examples 1 to 6 and Comparative Example 1.

【0032】[0032]

【表1】 [Table 1]

【0033】これら実施例1〜6および比較例1の駆動
用電解液を用いて電解コンデンサ(定格電圧6.3V、
静電容量1200μF、サイズ;φ10mm×L12.
5mm)を作製した。このときの封口体には過酸化物過
硫のブチルゴム(硬度:75IRHD)を使用した。
An electrolytic capacitor (rated voltage: 6.3V, using the driving electrolyte solutions of Examples 1 to 6 and Comparative Example 1)
Capacitance 1200 μF, size: φ10 mm × L12.
5 mm). At this time, a butyl rubber of peroxide peroxide (hardness: 75 IRHD) was used for the sealing body.

【0034】この電解コンデンサについて、高温高湿条
件で試験した結果を(表2)に示す。なお、高温高湿条
件としては、加水5%、温度125℃での負荷とした。
The results of testing this electrolytic capacitor under high temperature and high humidity conditions are shown in Table 2. The high-temperature and high-humidity conditions were a load at 5% water and a temperature of 125 ° C.

【0035】[0035]

【表2】 [Table 2]

【0036】(表2)から明らかなように、比較例1の
電解コンデンサは次亜リン酸アンモニウムが添加されて
いないため、長時間経過すると特性変化が非常に大きく
なった。これに対して実施例1〜6の電解コンデンサ
は、次亜リン酸アンモニウムを含有しているので特性変
化が少なく、高温高湿条件下においても充分な信頼性を
確保することができる。
As is clear from Table 2, since the electrolytic capacitor of Comparative Example 1 did not contain ammonium hypophosphite, the characteristic change became very large after a long time. On the other hand, since the electrolytic capacitors of Examples 1 to 6 contain ammonium hypophosphite, there is little change in characteristics, and sufficient reliability can be ensured even under high temperature and high humidity conditions.

【0037】また、溶媒としてスルホランと非プロトン
性の有極性溶媒であるγ−ブチロラクトンとの混合溶媒
により、高温高湿条件下での特性変化が少ないが、スル
ホランとγ−ブチロラクトンとの混合比率を、スルホラ
ン1に対してγ‐ブチロラクトンを0.25〜4.0の
範囲にすることにより、より信頼性の高い特性を得るこ
とができる。
The mixed solvent of sulfolane and γ-butyrolactone, which is an aprotic polar solvent, causes little change in characteristics under high-temperature and high-humidity conditions, but reduces the mixing ratio of sulfolane and γ-butyrolactone. By setting γ-butyrolactone in the range of 0.25 to 4.0 with respect to sulfolane 1, more reliable characteristics can be obtained.

【0038】次に、実施例7〜13の駆動用電解液の組
成を(表3)に示す。
Next, the compositions of the driving electrolyte solutions of Examples 7 to 13 are shown in Table 3.

【0039】[0039]

【表3】 [Table 3]

【0040】これら実施例7〜13の駆動用電解液を用
いて電解コンデンサ(定格電圧6.3V、静電容量12
00μF、サイズ;φ10mm×L12.5mm)を作
製した。このときの封口体には過酸化物過硫のブチルゴ
ム(硬度:75IRHD)を使用した。
An electrolytic capacitor (rated voltage of 6.3 V, capacitance of 12
00 μF, size: φ10 mm × L12.5 mm). At this time, a butyl rubber of peroxide peroxide (hardness: 75 IRHD) was used for the sealing body.

【0041】この電解コンデンサについて、高温高湿条
件で試験した結果を(表4)に示す。なお、高温高湿条
件としては、加水5%、温度125℃での負荷とした。
The results of testing this electrolytic capacitor under high temperature and high humidity conditions are shown in Table 4. The high-temperature and high-humidity conditions were a load at 5% water and a temperature of 125 ° C.

【0042】[0042]

【表4】 [Table 4]

【0043】(表4)から明らかなように、次亜リン酸
アンモニウムを0.1〜5.0wt%の範囲にすること
により、電極材料の耐水性を向上することができるの
で、高温高湿条件での特性変化が少なく、信頼性の高い
電解コンデンサを得ることができる。
As is clear from Table 4, by setting the amount of ammonium hypophosphite in the range of 0.1 to 5.0 wt%, the water resistance of the electrode material can be improved. It is possible to obtain a highly reliable electrolytic capacitor with little change in characteristics under the conditions.

【0044】なお、溶媒に用いた1,3−ジエチル−2
−イミダゾリジノンの代わりに、ラクトン類であるα−
バレロラクトン、γ−バレロラクトン、または、イミダ
ゾリジノン系である3−メチル−1,3−オキサゾリジ
ン−2−オン、1,3−ジプロピル−2−イミダゾリジ
ノン、1−メチル−3−エチル−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、
1,3,4,5−テトラメチル−2−イミダゾリジノン
を用いた電解コンデンサを作製して高温高湿条件で試験
を行っても、実施例7〜13の電解コンデンサと同等の
特性を得ることができる。
The 1,3-diethyl-2 used for the solvent
-Instead of imidazolidinone, lactones α-
Valerolactone, γ-valerolactone, or imidazolidinone-based 3-methyl-1,3-oxazolidin-2-one, 1,3-dipropyl-2-imidazolidinone, 1-methyl-3-ethyl- 2-imidazolidinone, 1,3,4-trimethyl-2-imidazolidinone,
Even when an electrolytic capacitor using 1,3,4,5-tetramethyl-2-imidazolidinone is manufactured and tested under high temperature and high humidity conditions, characteristics equivalent to those of the electrolytic capacitors of Examples 7 to 13 are obtained. be able to.

【0045】また、溶質に用いたフタル酸ジメチルエチ
ルアンモニウムの代わりに、フタル酸のトリメチルアミ
ン、ジメチルエチルアミン、メチルジエチルアミン、ト
リエチルアミンまたはフタル酸の1,2−ジメチルイミ
ダゾリニウム、1,2,4−トリメチルイミダゾリン、
1−メチル−2−エチル−イミダゾリン、1,4−ジメ
チル−2−エチルイミダゾリン、およびフタル酸の1,
2−ジメチル−3−エチル−イミダゾリニウム、1,
3,4−トリメチル−2−エチルイミダゾリニウム、
1,3−ジメチル−2−ヘプチルイミダゾリニウムのい
ずれかを用いた電解コンデンサを作製して高温高湿条件
で試験を行っても、実施例7〜13の電解コンデンサと
同等の特性を得ることができる。
In place of the dimethylethylammonium phthalate used for the solute, trimethylamine of phthalic acid, dimethylethylamine, methyldiethylamine, triethylamine or 1,2-dimethylimidazolinium of phthalic acid, 1,2,4-trimethyl Imidazoline,
1-methyl-2-ethyl-imidazoline, 1,4-dimethyl-2-ethylimidazoline, and phthalic acid
2-dimethyl-3-ethyl-imidazolinium, 1,
3,4-trimethyl-2-ethylimidazolinium,
Even if an electrolytic capacitor using any of 1,3-dimethyl-2-heptylimidazolinium is manufactured and tested under high-temperature and high-humidity conditions, characteristics equivalent to those of the electrolytic capacitors of Examples 7 to 13 are obtained. Can be.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上のように本発明の電解コンデンサ駆
動用電解液は、スルホランと非プロトン性の有極性溶媒
の混合溶媒と、フタル酸をアニオン成分とし、アミン塩
またはアミジン塩をカチオン成分とする溶質と、次亜リ
ン酸アンモニウムを必須成分とした構成とすることによ
り、次亜リン酸アンモニウムを含むため、高温高湿度条
件下において特性劣化が少なく、かつ信頼性の高い電解
コンデンサ用駆動用電解液であり、これを用いた電解コ
ンデンサは高温長寿命を保証することができる。
As described above, the electrolytic solution for driving an electrolytic capacitor of the present invention comprises a mixed solvent of sulfolane and an aprotic polar solvent, phthalic acid as an anionic component, and an amine salt or amidine salt as a cationic component. A composition that contains ammonium hypophosphite as an essential component, and contains ammonium hypophosphite, so that there is little deterioration in characteristics under high-temperature and high-humidity conditions and a highly reliable drive for electrolytic capacitors It is an electrolytic solution, and an electrolytic capacitor using the same can guarantee a high temperature and a long life.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 スルホランと非プロトン性の有極性溶媒
との混合溶媒と、フタル酸をアニオン成分とし、アミン
塩またはアミジン塩をカチオン成分とする溶質と、次亜
リン酸アンモニウムを必須成分とした電解コンデンサ駆
動用電解液。
1. A mixed solvent of sulfolane and an aprotic polar solvent, a solute containing phthalic acid as an anionic component and an amine salt or amidine salt as a cationic component, and ammonium hypophosphite as essential components. Electrolyte for driving electrolytic capacitors.
【請求項2】 スルホランと非プロトン性の有極性溶媒
の混合比率をスルホラン1に対して非プロトン性の有極
性溶媒を0.25〜4.0の範囲にした請求項1に記載
の電解コンデンサ駆動用電解液。
2. The electrolytic capacitor according to claim 1, wherein the mixing ratio of the sulfolane and the aprotic polar solvent is in the range of 0.25 to 4.0 for the aprotic polar solvent with respect to sulfolane 1. Driving electrolyte.
【請求項3】 次亜リン酸アンモニウムを0.1〜5.
0wt%の範囲とした請求項1に記載の電解コンデンサ
駆動用電解液。
3. The method according to claim 1, wherein the ammonium hypophosphite is 0.1 to 5.
The electrolytic solution for driving an electrolytic capacitor according to claim 1, wherein the electrolytic solution is in a range of 0 wt%.
【請求項4】 アミン塩またはアミジン塩を第三級アミ
ン塩、アルキル置換アミジン基を有する化合物、アルキ
ル置換アミジン基を有する化合物の四級塩からなる群よ
り選ばれる少なくとも1種以上とした請求項1に記載の
電解コンデンサ駆動用電解液。
4. The amine salt or amidine salt is at least one selected from the group consisting of a tertiary amine salt, a compound having an alkyl-substituted amidine group, and a quaternary salt of a compound having an alkyl-substituted amidine group. 2. The electrolytic solution for driving an electrolytic capacitor according to 1.
【請求項5】 アルキル置換アミジン基を有する化合物
の四級塩がイミダゾール化合物、ベンゾイミダゾール化
合物、脂環式アミジン化合物(ピリミジン化合物、イミ
ダゾリン化合物)の群より選ばれる少なくとも1種以上
とした請求項4に記載の電解コンデンサ駆動用電解液。
5. The quaternary salt of a compound having an alkyl-substituted amidine group is at least one selected from the group consisting of imidazole compounds, benzimidazole compounds, and alicyclic amidine compounds (pyrimidine compounds, imidazoline compounds). 3. The electrolytic solution for driving an electrolytic capacitor according to item 1.
【請求項6】 過酸化物加硫および/または樹脂加硫ブ
チルゴムの弾性体からなり、かつ弾性体の少なくとも一
部の硬度が75IRHD(国際ゴム硬さ単位)以上の封
口体と請求項1〜5のいずれか一つに記載の電解コンデ
ンサ駆動用電解液を用いた電解コンデンサ。
6. A sealing body comprising an elastic body of peroxide-vulcanized and / or resin-vulcanized butyl rubber, wherein at least a part of the elastic body has a hardness of at least 75 IRHD (international rubber hardness unit). 5. An electrolytic capacitor using the electrolytic solution for driving an electrolytic capacitor according to any one of 5.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005294594A (en) * 2004-03-31 2005-10-20 Nippon Chemicon Corp Electrolytic capacitor
JP2006165001A (en) * 2004-12-02 2006-06-22 Nichicon Corp Aluminum electrolytic capacitor
JP2011071228A (en) * 2009-09-24 2011-04-07 Nippon Chemicon Corp Electrolyte for electrolytic capacitor

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JP2006165001A (en) * 2004-12-02 2006-06-22 Nichicon Corp Aluminum electrolytic capacitor
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