JP2003347170A - 電解コンデンサの駆動用電解液 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 比抵抗の上昇を抑制しながら、耐電圧を向上
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有機
極性溶媒に、アゼライン酸、安息香酸等の有機カルボン
酸またはその塩と、ホウ酸またはそのアンモニウム塩
と、０．５〜２０．０ｗｔ％のシトラコン酸−イソブチ
レン共重合体（平均分子量２００〜５０００）とを溶解
することで、比抵抗の上昇を抑制しながら、電解液の耐
電圧を向上できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電解コンデンサの
駆動用電解液(以下、電解液と称す)に関するものであ
り、特に電解液の耐電圧を改善するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、中高圧用電解コンデンサの電解液
としては、エチレングリコールを主成分とする溶媒に、
安息香酸、高級二塩基酸、ホウ酸またはそのアンモニウ
ム塩を溶解し、さらに耐電圧向上を目的としてマンニト
ール、ソルビトール等の炭素数６程度の多価アルコール
類、または、合成高分子であるポリエチレングリコール
やポリビニルアルコールを添加していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、マンニトー
ル、ソルビトール等は、電解液の耐電圧を向上させるた
めに多量の添加が必要であり、多量に添加すると比抵抗
が上昇するという問題があった。また、平均分子量が１
０００以下の比較的重合度の小さいポリエチレングリコ
ールは、電解液に対する溶解性は高いが耐電圧向上の効
果が小さい。一方、平均分子量が１０００を超えるポリ
エチレングリコールは、耐電圧向上の効果は高いが、電
解液に対する溶解性が低く、多量に添加できないという
問題がある。そして、ポリビニルアルコールも少量の添
加で電解液の耐電圧向上を図れるが、電解液に対する溶
解性が著しく低いため、長時間の加熱、撹拌を必要と
し、作業性にも問題があった。したがって、比抵抗の上
昇を抑制しつつ、耐電圧の向上を図ることができ、かつ
溶解性が高い電解液が求められていた。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために各種検討した結果、シトラコン酸とイソ
ブチレンの共重合体が、ポリエチレングリコールやポリ
ビニルアルコールよりも、エチレングリコールに対する
溶解性が高く耐電圧の向上が図れることを見出し、その
特性を電解液に適用することにより課題の解決を図ろう
とするものである。すなわち、エチレングリコールを主
成分とする有機極性溶媒に、有機カルボン酸またはその
塩と、ホウ酸またはそのアンモニウム塩と、シトラコン
酸−イソブチレン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】そして、上記シトラコン酸−イソブチレン
共重合体の平均分子量が、２００〜５０００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】また、上記シトラコン酸−イソブチレン共
重合体の量が、０．５〜２０．０ｗｔ％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。

【０００７】そして、有機カルボン酸としては、安息香
酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、１，６−
デカンジカルボン酸、５，６−デカンジカルボン酸、７
−ビニルヘキサデセン−１，１６−ジカルボン酸等を例
示することができる。

【０００８】さらに、有機カルボン酸の塩としては、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塩、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、テ
トラメチルイミダゾリニウム等の環状アミジン等を例示
することができる。

【０００９】また、有機極性溶媒としては、エチレング
リコールの他、プロピレングリコール等のグリコール
類、γ−ブチロラクトン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン
等のラクトン類、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
ホリックアミド等のアミド類、エチレンカーボネート、
プロピレンカーボネート、イソブチレンカーボネート等
の炭酸類、アセトニトリル等のニトリル類、ジメチルス
ルホキシド等のオキシド類、エーテル類、ケトン類、エ
ステル類、スルホラン、スルホラン誘導体等を例示する
ことができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】シトラコン酸−イソブチレン共重
合体は、シトラコン酸とイソブチレンを付加重合して得
られるポリマーである。シトラコン酸とイソブチレンの
共重合体の構造を持つことにより、単独では得られなか
った電解液の比抵抗上昇を抑えながら耐電圧の向上を図
ることができる特性を有する。溶解性は、平均分子量が
１０００を超えるポリエチレングリコールは、溶解性が
低下し数パーセントの添加が限界であったが、シトラコ
ン酸−イソブチレン共重合体は、アルカリでｐＨ調節す
ることにより、エチレングリコールに対する溶解性が向
上し、平均分子量が３０００程度であっても容易に電解
液に溶解する。また、熱に対しても分解しにくく安定で
あり、高温での製品の特性安定化が図れる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づき具体的に説明
する。表１，２の組成で電解液を調合し、３０℃におけ
る電解液の比抵抗および８５℃における電解液の火花発
生電圧（耐電圧）を測定し、表１，２の結果を得た。

【００１２】

【表１】

【００１３】

【表２】

【００１４】表１より、シトラコン酸−イソブチレン共
重合体を溶解した実施例は、マンニトールを多量に溶解
させた従来例２や、ポリエチレングリコール、ポリビニ
ルアルコールを溶解した従来例３，５より比抵抗の上昇
を抑えながら、耐電圧を向上させていることが分かる。
また、ポリエチレングリコールやポリビニルアルコール
の量を増やした従来例４，６は、完全に溶解しなかっ
た。

【００１５】シトラコン酸−イソブチレン共重合体の溶
解量が０．１ｗｔ％の実施例１では耐電圧向上の効果が
少なく、３０．０ｗｔ％の実施例７では耐電圧は向上す
るが、比抵抗が高くなり低比抵抗用途に不向きとなる。
よって、シトラコン酸−イソブチル共重合体の溶解量
は、０．５〜２０．０ｗｔ％の範囲が好ましい。

【００１６】実施例４の電解液組成で、シトラコン酸−
イソブチレン共重合体の平均分子量と電解液の耐電圧と
の関係を検討し、図１の結果を得た。平均分子量が大き
くなるほど耐電圧の向上に効果があることが分かる。図
１より平均分子量が２００未満では耐電圧向上の効果が
少ないが、２００以上で耐電圧向上の効果が得られるこ
とが分かる。但し、平均分子量が５０００を超えるとシ
トラコン酸−イソブチレン共重合体の粘度が高くなるた
め、電解液の調合に時間がかかるようになる。よって、
シトラコン酸−イソブチレン共重合体の平均分子量は、
２００〜５０００の範囲が好ましい。

【００１７】なお、本発明による電解液に、火花発生電
圧安定化のために、マンニトール、ソルビトール等の多
価アルコールや、リン酸またはその塩等の無機酸類を溶
解してもよい。

【００１８】また、本発明による電解液が含有する水分
量は、低いほど好ましいが、８．０ｗｔ％以下が好まし
い。さらに電解液のｐＨは、必要に応じアンモニア水等
のｐＨ調整剤でｐＨ４〜８、好ましくはｐＨ５〜７に調
整する。

【００１９】

【発明の効果】上述したとおり、シトラコン酸−イソブ
チレン共重合体は、エチレングリコールを主成分とする
有機極性溶媒に容易に溶解し、電解液の比抵抗の上昇を
抑えながら耐電圧を向上させることができ、高温でも分
解しにくいので、長期信頼性に優れた製品を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】シトラコン酸−イソブチレン共重合体の平均分
子量と電解液の耐電圧との特性図である。

Claims (3)

【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有機
   極性溶媒中に、有機カルボン酸またはその塩と、ホウ酸
   またはそのアンモニウム塩と、シトラコン酸−イソブチ
   レン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記載のシトラコン酸−イソブチ
   レン共重合体の平均分子量が、２００〜５０００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。
3. 【請求項３】 上記シトラコン酸−イソブチレン共重合
   体の溶解量が、０．５〜２０．０ｗｔ％であることを特
   徴とする請求項１〜２記載の電解コンデンサの駆動用電
   解液。