JP2003068582A - 電解コンデンサの駆動用電解液 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高温下で長期にわたって使用しても、比抵抗
が増大することがなく、かつ陰極箔の劣化をも抑えるこ
とができる電解コンデンサの駆動用電解液を提供する。 【解決手段】 エチレングリコールを主成分とする溶媒
に二塩基酸またはその塩と、０．０１〜３．０ｗｔ％の
（４−ビニルピリジン）−ビニルアルコール共重合体と
を溶解し、該共重合体により、電解液の比抵抗増大を招
く物質の生成を抑え、かつ、酸や水による陰極箔の劣化
を防止することを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電解コンデンサの
駆動用電解液（以下、電解液と称す）の改良に関するも
のであり、特に長期信頼性を改善した電解液に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、中高圧用アルミニウム電解コンデ
ンサの電解液には、エチレングリコールを主成分とする
溶媒に二塩基酸またはそのアンモニウム塩と、マンニト
ール、ソルビトール等を溶解したものが用いられてお
り、当該電解液によりアルミニウム電解コンデンサの信
頼性の維持が図られていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、マンニ
トール、ソルビトール等を加えることにより電解コンデ
ンサの信頼性を幾分か改善させることができるが、一方
で比抵抗の顕著な上昇を伴ってしまう。すなわち、電解
液中のリン酸や二塩基酸とマンニトール、ソルビトール
等の多価アルコール類がエステル化合物を生成し、電解
コンデンサ内部の発熱等によりアミド類が発生するが、
このアミド類が陽極で発生する酸素ガスによって化学反
応を起こし、極度の比抵抗増大を招く物質を生成すると
いう問題があった。一方、上記の電解液では、陰極箔に
対して、酸や水の作用による劣化を防止することができ
ないという問題もあった。したがって、高温下で長期に
わたって使用しても、比抵抗が増大することがなく、か
つ、陰極箔の劣化も抑えることができる電解液が要求さ
れていた。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために検討した結果、見出されたものであり、
（４−ビニルピリジン）−ビニルアルコール共重合体分
子内のピリジン環が電気的に陽性であり、また長いエチ
レン鎖を有することを利用して、後述するように電圧印
加時の陰極箔の保護を図ろうとするものである。すなわ
ち、エチレングリコールを主成分とする溶媒に二塩基酸
またはその塩と、（４−ビニルピリジン）−ビニルアル
コール共重合体とを溶解することを特徴とする電解コン
デンサの駆動用電解液である。

【０００５】また、上記（４−ビニルピリジン）−ビニ
ルアルコール共重合体の量が０．０１〜３．０ｗｔ％で
あることを特徴とする電解コンデンサの駆動用電解液で
ある。

【０００６】上記の二塩基酸としては、アジピン酸、ア
ゼライン酸、セバシン酸、マレイン酸、コハク酸、マロ
ン酸、リンゴ酸、ピメリン酸、スベリン酸、フタル酸を
例示することができる。

【０００７】上記二塩基酸の塩としては、アンモニウム
塩の他、メチルアミン、エチルアミン、ｔ−ブチルアミ
ン等の一級アミン酸、ジメチルアミン、エチルメチルア
ミン、ジエチルアミン等の二級アミン塩、トリメチルア
ミン、ジエチルメチルアミン、エチルジメチルアミン、
トリエチルアミン等の三級アミン塩、テトラメチルアン
モニウム、トリエチルメチルアンモニウム、テトラエチ
ルアンモニウム等の四級アンモニウム塩等を例示するこ
とができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】（４−ビニルピリジン）−ビニル
アルコール共重合体分子内のピリジン環は、電離度が大
きいため、多量に添加しても比抵抗がそれほど増加せ
ず、かつピリジン環の作用によって高温下で長期にわた
って使用しても比抵抗の上昇が抑えられる。また、当該
重合体分子内のピリジン環が電気的に陽性であることか
ら、電解コンデンサに電圧を印加することにより陰極付
近に移動し、上記共重合体分子内のエチレン鎖が陰極箔
を保護して、水、酸などの作用による箔劣化を抑えるこ
とができるので、容量変化、ｔａｎδ増加が抑制され
る。さらに、分子内に水酸基を有するため、水への溶解
性も良い。

【０００９】

【実施例】実施例の具体的内容について説明する。表１
の組成で溶媒にエチレングリコールと水を用い、溶質と
してアジピン酸アンモニウムを溶解し、添加剤としてオ
ルトリン酸、および（４−ビニルピリジン）−ビニルア
ルコール共重合体を加えた電解液を実施例１〜１１とし
て調合した。また、添加剤として、オルトリン酸のみを
加えたものを従来例１とし、オルトリン酸およびマンニ
トールを加えたものを従来例２とした。これらの電解液
について、初期の比抵抗と１０５℃中での比抵抗の経時
変化とを比較した結果を表１に示す（測定温度：３０
℃）。（４−ビニルピリジン）−ビニルアルコール共重
合体を多量に加えたものほど、１０５℃中での経時変化
が小さく、安定していることが分かる。ここで、実施例
１１のように（４−ビニルピリジン）−ビニルアルコー
ル共重合体の量を４．０ｗｔ％としたものは析出してし
まい、実用化できないことが分かったため、１０５℃中
での比抵抗の経時変化調査は行わなかった。一方、（４
−ビニルピリジン）−ビニルアルコール共重合体を加え
なかった従来例１では比抵抗の上昇を十分に抑えること
ができなかった。また、従来例２でマンニトールを添加
しているが、これによる比抵抗上昇の防止効果は極めて
小さいものであった。

【００１０】

【表１】

【００１１】これらの電解液をアルミニウムの陽極箔と
陰極箔とをセパレータを介して巻回したコンデンサ素子
に含浸した後、アルミニウムケースに挿入し、封口ゴム
で封止して、直径１０ｍｍ、長さ１２．５ｍｍ、定格電
圧５０Ｖ、静電容量１５０μＦのアルミ電解コンデンサ
を作製しエージングを行った。これらの製品を１０５℃
の恒温槽に入れ、定格電圧を印加し、一定時間ごとに取
り出し、製品特性変化を調査し、表２の結果を得た。
（４−ビニルピリジン）−ビニルアルコール共重合体を
加えた実施例１〜１０の場合、従来例１、２よりｔａｎ
δ増加が抑えられ、容量減少も小さくなっており、添加
量が増えるにつれてその効果は大きくなっていることが
分かる（実施例１１は析出の問題があり、削除した）。
ところが、上記の（４−ビニルピリジン）−ビニルアル
コール共重合体を添加しない従来例および比較例の電解
液は、容量減少およびｔａｎδ増加を抑えることができ
なかった。また、従来例２でマンニトールを添加してい
るが、これによる効果は極めて小さいものであった。

【００１２】

【表２】

【００１３】ここで、（４−ビニルピリジン）−ビニル
アルコール共重合体の溶解量は、０．０１ｗｔ％未満の
０．００５ｗｔ％では電解液の比抵抗上昇、製品のｔａ
ｎδ上昇の抑制効果が十分ではなく、また３．０ｗｔ％
を超える４．０ｗｔ％では析出する問題がある。よっ
て、（４−ビニルピリジン）−ビニルアルコール共重合
体の溶解量は０．０１〜３．０ｗｔ％の範囲が好まし
い。

【００１４】また、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、前述した二塩基酸または二塩基酸の塩を１
種または２種以上溶解させた場合でも、（４−ビニルピ
リジン）−ビニルアルコールによる同様の効果を得るこ
とができる。

【００１５】

【発明の効果】上記のとおり、本発明による（４−ビニ
ルピリジン）−ビニルアルコール共重合体を添加した電
解液は、高温下での比抵抗上昇が抑えられ、また陰極箔
の劣化も抑えることができるので、電解コンデンサの信
頼性を向上させることができる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エチレングリコールを主成分とする溶媒
   に二塩基酸またはその塩と、（４−ビニルピリジン）−
   ビニルアルコール共重合体とを溶解することを特徴とす
   る電解コンデンサの駆動用電解液。
2. 【請求項２】 請求項１記載の（４−ビニルピリジン）
   −ビニルアルコール共重合体の量が０．０１〜３．０ｗ
   ｔ％であることを特徴とする電解コンデンサの駆動用電
   解液。