JP2003059779A

JP2003059779A - 電解コンデンサ

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Publication number: JP2003059779A
Application number: JP2001244531A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Ozawa; 正小澤; Tatsunori Tsuji; 達紀辻; Akio Ishii; 明生石井; Ichihiro Saegusa; 一大三枝; Kazuhiro Higuchi; 和浩樋口; Akihiro Inoue; 明広井上
Original assignee: Nippon Chemi Con Corp
Current assignee: Nippon Chemi Con Corp
Priority date: 2001-08-10
Filing date: 2001-08-10
Publication date: 2003-02-28

Abstract

(57)【要約】【課題】低ＥＳＲ特性を有する電解コンデンサを提供
する。【解決手段】本発明においては、単位面積当たりの箔
抵抗率が０．４〜０．７９ｍΩ、箔幅が８〜２５ｍｍ、
箔面積が１５００ｍｍ²以上の陽極箔または陰極箔を備
えるコンデンサ素子内に、水溶性の金属錯体にリン酸イ
オンが結合した結合体及び水を主成分とする溶媒を含有
しているので、電極箔の抵抗分が低下し、電極箔間の電
解質の抵抗分も低下し、さらに電極箔と電極引出し端子
の接合部分の接触抵抗も低下して、低ＥＳＲ特性を有す
る電解コンデンサを得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電解コンデンサに
関する。

【０００２】

【従来の技術】アルミ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、アルミ電解コンデンサを構成する。

【０００３】そして、小型、低圧用のアルミ電解コンデ
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。

【０００４】ところで、近年、電子情報機器はデジタル
化され、さらにこれらの電子情報機器の心臓部であるマ
イクロプロセッサ（ＭＰＵ）の駆動周波数の高速化がす
すんでいる。これに伴って、消費電力の増大化が進み、
発熱による信頼性の問題が顕在化し、対策として、駆動
電圧の低減化が図られてきた。ここで、マイクロプロセ
ッサに高精度な電力を供給する回路として、電圧制御モ
ジュール（ＶＲＭ）と呼ばれるＤＣ−ＤＣコンバーター
が広く使用されており、その出力側コンデンサには電圧
降下を防ぐため直列等価抵抗（ＥＳＲ）の低いコンデン
サが多数用いられている。この低ＥＳＲ特性を有するコ
ンデンサとして、固体電解質を電解質として用いた固体
電解コンデンサが実用化され、これらの用途に合ったコ
ンデンサとして広く用いられている。

【０００５】しかしながら、マイクロプロセッサの駆動
周波数の高速化は著しく、それに伴って消費電力が増大
し、それに対応するために電圧降下を防ぐためのコンデ
ンサからの供給電力の増大化が求められている。すなわ
ち、大きな電力を短時間で供給することができなければ
ならず、このために前記の固体電解コンデンサには大容
量化、小型化、低電圧化と共に、これまでよりもさらに
低いＥＳＲ特性が要求される。

【０００６】そこで、電解液に水を多量に含有させて電
解液の比抵抗をさらに低減する試みがあるが、そうした
電解コンデンサでは電解質の比抵抗が低いのにも関わら
ず、コンデンサのＥＳＲ低減の効果は十分なものではな
く、さらに放置特性も良好ではないという問題点があっ
た。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、電解コ
ンデンサ用電解液の改善によってコンデンサのＥＳＲを
低減するには限界があり、さらなるＥＳＲの低減は難し
いといった問題があった。

【０００８】本発明は、上記の問題を解決するためにな
されたものであり、低ＥＳＲを実現した電解コンデンサ
を提供するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、比抵抗の低い電解液を用いた電解コンデンサにお
いては、電極箔の単位面積当たりの抵抗値、つまり正四
角形の電極箔の端面間の抵抗値（以下、箔抵抗率）と、
箔幅と箔面積の最適化を図ることにより、コンデンサの
さらなるＥＳＲの低減が可能であることを見いだした。

【００１０】本発明の電解コンデンサは、以下の陽極箔
または陰極箔を備えるコンデンサ素子内に、水溶性の金
属錯体にリン酸イオンが結合した結合体及び水を主成分
とする溶媒を含有している。すなわち、本発明に用いる
電極箔は箔抵抗率が０．４〜０．７９ｍΩ、さらに好ま
しくは０．５〜０．６１ｍΩである。この範囲の電極箔
を用いることによって電極箔の抵抗分が低下して、ＥＳ
Ｒが低減する。この範囲未満ではＥＳＲの低減効果が少
なく、この範囲を越えるとＥＳＲの低減率が低下する。

【００１１】そして、箔幅は８〜２５ｍｍ、好ましくは
１２〜２５ｍｍである。この範囲未満では箔抵抗率が低
減しても電解質の抵抗分の寄与が大きくなってＥＳＲは
低減しない。この範囲を越えるとＥＳＲの低減率が低下
し、さらに小型品としては不適である。

【００１２】そして、箔面積は１５００ｍｍ²以上、好
ましくは２５００ｍｍ²、さらに好ましくは５０００ｍ
ｍ²以上が必要である。この範囲未満では電極箔と電解
質の面積部分が小さく、抵抗値が低減しないので、ＥＳ
Ｒは低減しない。そして、本発明の電解コンデンサは電
極箔をセパレータを介して巻回してなるコンデンサ素子
を用いているので、電極箔の箔長は長いものを用いるこ
とができる。このことによって、十分な箔面積を得るこ
とができ、ＥＳＲは低減する。

【００１３】そして、以上のように電極箔の箔抵抗率を
０．４〜０．７９ｍΩ、さらに好ましくは０．５〜０．
６１ｍΩとするために、残芯厚が３５〜６５μｍ、さら
に好ましくは４５〜５５μｍの電極箔をもちいることが
できる。

【００１４】通常、電解コンデンサ用電極箔は以下のよ
うにして作成する。まず、アルミニウム箔を塩酸水溶液
等からなるエッチング液中でアルミニウム箔の表面部分
を粗面化して穴状のエッチングピットを形成する。この
ようにしていわゆるエッチング箔を形成し、このエッチ
ング箔を陰極箔として用いる。そして、陽極箔はこのエ
ッチング箔をさらにリン酸水溶液等からなる化成液中で
通電してこの表面に酸化皮膜を形成して陽極箔とする。
したがってこのような電極箔はエッチングされないアル
ミニウムの部分（以下、残芯）とエッチング部分と、陽
極箔の場合はさらに酸化皮膜部分とからなるが、この残
芯の厚みを３５〜６５μｍ、さらに好ましくは４５〜５
５μｍとすることによって、箔抵抗率を０．４〜０．７
９ｍΩ、さらに好ましくは０．５〜０．６１ｍΩとする
ことができる。

【００１５】以上のような本発明の電極箔を用いること
によって、電極箔の導電部分が増大して電極箔の抵抗分
が低減し、水を主成分とする溶媒を用いた低比抵抗の電
解液とあいまって、これまでにない低ＥＳＲ特性を有す
る電解コンデンサを実現することができる。

【００１６】ここで通常は電解液に水を主成分とする溶
媒を用いた場合、電極箔の水和劣化が著しくなって放置
後の特性の劣化、開弁の発生という問題があった。しか
しながら、本発明においては水溶性の金属錯体にリン酸
イオンが結合した結合体をコンデンサ素子内に含有して
いるので、この結合体が電解液中にリン酸イオンを放出
し、電解液中のリン酸イオンを適正量に保持して電極箔
の水和劣化を防止するので、放置後の特性も良好であ
る。

【００１７】さらに、前記の電極箔を巻回して構成され
る電解コンデンサにおいては、コンデンサの電極箔が長
く本質的に電極箔自体による抵抗分が大きいので、コン
デンサ全体のＥＳＲの低減効果は極めて大きくなる。

【００１８】ここで、金属錯体がアルミニウム錯体であ
ると、アルミニウム電解コンデンサのコンデンサ素子内
で水溶性の金属錯体にリン酸イオンが結合した結合体を
形成することができる。

【００１９】そして、溶媒中の水の含有率が３５〜１０
０ｗｔ％であると、電解コンデンサのＥＳＲが低減する
ので好ましい。

【００２０】

【発明の実施の形態】さらに、具体的に本発明の実施の
形態について説明する。アルミニウム箔を塩酸水溶液等
からなるエッチング液中で交流エッチングで粗面化して
エッチング箔を作成し、陰極箔として用いる。さらに、
このエッチング箔の表面に誘電体皮膜を形成するために
リン酸水溶液等からなる化成液中で化成を施し、陽極箔
として用いる。そして本発明においては、このような電
極箔の単位面積当たりの箔抵抗率を０．４〜０．７９ｍ
Ω、さらに好ましくは０．５〜０．６１ｍΩとする。

【００２１】ここで、エッチングの際にアルミニウム箔
のエッチングしない部分、すなわち残芯部の厚みを３５
〜６５μｍ、さらに好ましくは４５〜５５μｍとするこ
とによって、以上のような箔抵抗率をもつ電極箔を得る
ことができる。

【００２２】そして、これらの電極箔を切断して電解コ
ンデンサ用電極箔を形成するが、この際の箔幅は８〜２
５ｍｍ、好ましくは１２〜２５ｍｍとする。さらに、箔
面積は１５００ｍｍ²以上、好ましくは３０００ｍ
ｍ²、さらに好ましくは５０００ｍｍ²以上が必要であ
る。

【００２３】そして、電極箔の箔厚は５０〜２００μ
ｍ、好ましくは６０〜１５０μｍである。

【００２４】また、陰極箔に０．１〜１０Ｖ、好ましく
は０．３〜５Ｖの化成皮膜を形成すると、ＥＳＲが低減
し、高温寿命特性が向上するので好適である。

【００２５】また、陰極箔の表面に窒化チタンやチタン
などの酸化性の低い金属化合物や金属からなる層を形成
すると静電容量が増大するので好ましい。ここで、陰極
箔に化成皮膜を形成し、この化成皮膜の上に前記の酸化
性の低い金属や金属化合物からなる層を形成するとさら
に好ましい。

【００２６】以上の陽極箔と陰極箔に陽極引出端子，陰
極引出端子を取着し、セパレータを介して巻回する。そ
の後、化成液中にて電圧を印加し、これまでの工程で損
傷した誘電体酸化皮膜を修復する。ここで前述した本発
明の陽極箔と従来の陰極箔、従来の陽極箔と本発明の陰
極箔を用いて、本発明の効果を得ることができるが、本
発明の陽極箔と陰極箔の双方を用いることによって、最
大の効果を得ることができる。

【００２７】ここで、セパレータとしては、マニラ紙、
クラフト紙、ガラスセパレータなど、またはビニロン、
ポリエステルなどの合成繊維からなる不織布、さらには
多孔質セパレータを用いることができる。

【００２８】なお、電極箔に引出端子を取着する際、本
発明の導電部分が増大した電極箔を用いると、電極箔と
引出端子の接合部分の接触抵抗が下がるので、そのこと
によっても電解コンデンサのＥＳＲ低減の効果は増大す
る。

【００２９】そして、このようにして形成したコンデン
サ素子に本発明の水を主成分とする溶媒を用いた電解液
を含浸し、有低筒状の金属ケースに収納し、開口端部に
封口ゴムを装着して、加締め加工により封口する。

【００３０】溶媒中の水の含有率は、３５〜１００ｗｔ
％であり、７５ｗｔ％以下では低温特性が良好なので、
好ましくは、３５〜７５ｗｔ％である。

【００３１】ここで、コンデンサ素子内に水溶性の金属
錯体にリン酸イオンが結合した結合体を含有させる。こ
の水溶性結合体は、キレート化剤と水溶液中で金属イオ
ンを生成する化合物（以下、金属生成性化合物）とリン
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。すなわち、この溶液中で、キレート化剤と金属生成
性化合物が溶液中で生成した金属がキレート化して水溶
性の金属錯体を形成する。さらにこの水溶性の金属錯体
にリン酸生成性化合物が溶液で生成したリン酸イオンが
反応して水溶性の金属錯体にリン酸イオンが結合した結
合体（以下、水溶性結合体）を形成する。ここで用いる
溶媒は、キレート化剤、金属生成性化合物、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。
そして、このようにして形成した水溶性結合体を電解液
中に添加してコンデンサ素子内に含有させることができ
る。また、この水溶性結合体を電極箔またはセパレータ
に塗布等によって付着させて、コンデンサ素子内に含有
させてもよい。

【００３２】また、キレート化剤と金属生成性化合物と
リン酸生成性化合物とを添加した電解液をコンデンサ素
子に含浸することによって、コンデンサ素子内に水溶性
結合体を含有させることもできる。この電解液中では前
述したような溶媒中での反応と同様の反応によって水溶
性結合体が形成され、この電解液をコンデンサ素子に含
浸することによって水溶性結合体をコンデンサ素子内に
含有させることができる。また、電極箔がアルミニウム
の場合、電極箔からアルミニウムイオンが溶解するの
で、金属生成性化合物を添加することなく、水溶性のア
ルミニウム錯体にリン酸イオンが結合した結合体を形成
することができるので好適である。

【００３３】このようにして含有させた水溶性結合体
が、電解液中にリン酸イオンを徐々に放出し、電解液中
のリン酸イオンを長期間にわたって適正量に保持する。
そして、この適正量に保持されたリン酸イオンによっ
て、放置特性が良好に保たれる。

【００３４】キレート化剤としては、以下のものが挙げ
られる。すなわち、クエン酸、酒石酸、グルコン酸、リ
ンゴ酸、乳酸、グリコール酸、α−ヒドロキシ酪酸、ヒ
ドロキシマロン酸、α−メチルリンゴ酸、ジヒドロキシ
酒石酸等のα−ヒドロキシカルボン酸類、γ−レゾルシ
ル酸、β−レゾルシル酸、トリヒドロキシ安息香酸、ヒ
ドロキシフタル酸、ジヒドロキシフタル酸、フェノール
トリカルボン酸、アウリントリカルボン酸、エリオクロ
ムシアニンＲ等の芳香族ヒドロキシカルボン酸類、スル
ホサリチル酸等のスルホカルボン酸類、ジシアンジアミ
ド等のグアニジン類、ガラクトース、グルコース等の糖
類、リグノスルホン酸塩等のリグニン類、そして、エチ
レンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、ニトリロ三酢酸（Ｎ
ＴＡ）、グリコールエーテルジアミン四酢酸（ＧＥＤＴ
Ａ）、ジエチレントリアミン五酢酸（ＤＴＰＡ）、ヒド
ロキシエチルエチレンジアミン三酢酸（ＨＥＤＴＡ）、
トリエチレンテトラミン六酢酸（ＴＴＨＡ）等のアミノ
ポリカルボン酸類またはこれらの塩である。そして、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、カリウム塩等を用いることができる。

【００３５】金属生成性化合物としては金属または金属
化合物を挙げることができる。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。なかでも、アルミニウムが好ましい。

【００３６】そして、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。

【化１】（式中、Ｒ₁、Ｒ₂は、−Ｈ、−ＯＨ、−Ｒ₃、−ＯＲ
₄：Ｒ₃、Ｒ₄は、アルキル基、アリール基、フェニル
基、エーテル基）

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】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、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。

【００４３】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、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、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。

【００４４】そして、溶質としてアジピン酸またはその
塩の少なくとも一種を用いると、さらにＥＳＲが低減す
る。このアジピン酸またはその塩の含有率は電解液中、
５〜２３ｗｔ％であり、好ましくは８〜１８ｗｔ％であ
る。この範囲以上では、比抵抗が低下し、この範囲以下
では、低温特性が良好である。その他の上記溶質の含有
率も電解液全体の約５〜２３ｗｔ％、好ましくは８〜１
８ｗｔ％である。

【００４５】さらにＥＳＲを低減するには、溶質として
蟻酸またはその塩を用いることが好ましい。これらの含
有量は電解液中、３〜１５ｗｔ％、好ましくは６〜１２
ｗｔ％である。この範囲未満ではＥＳＲ低減の効果が少
なく、この範囲を越えるとガス発生によってフクレ、開
弁が発生する。さらに、３〜１５ｗｔ％の有機酸または
それらの塩を添加するとＥＳＲは低減する。この有機酸
としては、前記のアジピン酸、グルタル酸等を挙げるこ
とができる。これらの中でアジピン酸が好ましい。

【００４６】また、本発明の電解液においては、水を主
成分とする溶媒を用いるものであるが、副溶媒として、
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。

【００４７】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。

【００４８】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。

【００４９】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。

【００５０】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。

【００５１】以上のようにして形成した本発明の電解コ
ンデンサは、低ＥＳＲ特性を有し、放置特性も良好であ
る。

【００５２】

【実施例】以下、本発明の電解コンデンサについて具体
的な実施例を述べる。（実施例１）アルミニウム箔を交流エッチングにより粗
面化し、さらに誘電体酸化皮膜を形成するための化成を
施し、本発明の陽極箔を作成する。また、アルミニウム
箔を同じく交流エッチングにより粗面化し、表面に化成
皮膜を形成して陰極箔を作成する。この陽極箔と陰極箔
をセパレータを介して巻回し、コンデンサ素子を形成す
る。

【００５３】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。

【００５４】ここで用いる電解液は以下のように作成し
た。まず水１０部にジエチレントリアミン五酢酸１部、
水酸化アルミニウム０．２部、リン酸二水素アンモニウ
ム１．５部を添加し、キレート化反応及びリン酸イオン
結合反応を完結させ、水溶性結合体を作成した。次い
で、この水溶性結合体の水溶液を、水５０部、エチレン
グリコール１８部、アジピン酸アンモニウム１０部、蟻
酸アンモニウム８部からなる電解液に添加して、本発明
の電解液を作成した。

【００５５】そして、ここで用いた電極箔の箔抵抗率、
箔幅、箔面積、残芯厚とそれぞれのＥＳＲを（表１）に
示す。

【００５６】

【表１】

【００５７】（表１）からわかるように、本発明の実施
例１〜５の電解コンデンサのＥＳＲは５．７〜１２．８
ｍΩと低い値を示している。特に箔面積が２５００ｍｍ
²以上の実施例３〜４は８．９〜８．４ｍΩと１０ｍΩ
以下となっており、５０００ｍｍ²以上の実施例５は
５．７ｍΩとさらに低い値を示している。

【００５８】これに対して、箔抵抗率が０．９３ｍΩの
比較例１は、箔幅が１０ｍｍ、箔面積が２７００ｍｍ²
と実施例１より大きいにもかかわらず、１３．９ｍΩと
大きな値を示している。また、箔幅が６ｍｍの比較例２
は箔抵抗率が０．４２ｍΩと実施例１〜３より小さく、
さらに箔面積も３９００ｍｍ²と実施例１〜３より大き
いにもかかわらず、１８．８ｍΩとＥＳＲは大きい。ま
た、箔面積が１２００ｍｍ²の比較例３は箔抵抗率が
０．４３ｍΩと低いにもかかわらずＥＳＲは１７．５と
大きな値を示している。

【００５９】また、比較例４として、実施例１と同様に
してコンデンサ素子を形成し、このコンデンサ素子に従
来の四級化アミジニウム塩を溶質とする電解液を含浸し
て電解コンデンサを形成した。用いた電解液はγ−ブチ
ロラクトン７５部、フタル酸エチル−ジメチル−イミダ
ゾリニウム２５部である。得られたＥＳＲは２９．１ｍ
Ωと高い値を示しており、本発明の電極箔を用いても本
発明の水を主成分とする実施例を用いなければ本発明の
効果がえられないことが判明した。

【００６０】次いで、実施例１〜３の電解コンデンサ
と、実施例１〜３の電極箔を用い、本発明の水溶性結合
体を添加しない従来の電解液を用いた電解コンデンサと
を１０５℃、１０００時間の高温負荷、無負荷試験を行
った。結果は実施例については良好な値を得たが、従来
の電解液を用いた電解コンデンサは試験開始後数時間で
全数開弁にいたっており、本発明の電解コンデンサにお
いては、水を主成分とする溶媒を含有しているのにもか
かわらず、放置特性が良好であることが判明した。

【００６１】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、こ
れまでにない低ＥＳＲ特性を有し、放置特性も良好な電
解コンデンサを提供することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者三枝一大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)発明者樋口和浩山形県長井市幸町１番１号マルコン電子株式会社内 (72)発明者井上明広山形県長井市幸町１番１号マルコン電子株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】単位面積当たりの箔抵抗が０．４〜０．
７９ｍΩ、箔幅が８〜２５ｍｍ、箔面積が１５００ｍｍ
²以上の陽極箔または陰極箔を備えるコンデンサ素子内
に、水溶性の金属錯体にリン酸イオンが結合した結合体
及び水を主成分とする溶媒を含有した電解コンデンサ。
【請求項２】前記陽極箔または陰極箔の残芯厚が３５
〜６５μｍであることを特徴とする請求項１記載の電解
コンデンサ。
【請求項３】コンデンサ素子が、陽極引出し手段を備
えた前記陽極箔と陰極引出し手段を備えた前記陰極箔間
にセパレータを介して巻回してなることを特徴とする請
求項１〜２に記載の電解コンデンサ。
【請求項４】金属錯体がアルミニウム錯体である請求
項１〜３記載の電解コンデンサ。
【請求項５】溶媒中の水の含有率が３５〜１００ｗｔ
％である、請求項１〜４記載のアルミ電解コンデンサ。