JP2006351925A - 電解コンデンサの駆動用電解液 - Google Patents

Abstract

【課題】 比抵抗を上昇させることなく、耐電圧の向上を図ることのできるアルミニウム電解コンデンサの駆動用電解液を提供する。
【解決手段】 アルミニウム電解コンデンサの駆動用電解液において、エチレングリコールを主溶媒とし、高級二塩基酸またはその塩と、ホウ酸またはそのアンモニウム塩と、以下の化学式で示される５−テトラデカノライドとを配合する。５−テトラデカノライドの配合量は、０．５〜２．０ｗｔ％であることが好ましい。
【化１】

【選択図】 なし

Description

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、特に耐電圧を向上するための電解液の組成に関するものである。

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溶媒とし、高級二塩基酸またはそのアンモニウム塩と、ホウ酸またはそのアンモニウム塩とを配合し、さらに、電解液の耐電圧を上昇させるためマンニトール、ソルビトール等の多価アルコールを添加した電解液が用いられている（例えば、特許文献１〜３参照）。
特公平７−４８４５９号公報（第１−４頁） 特公平７−４８４６０号公報（第１−３頁） 特公平７−６３０４７号公報（第１−４頁）

しかしながら、マンニトール、ソルビトール等の多価アルコールは配合量に対する耐電圧の向上が緩慢であり、また多価アルコールを多量に添加すると、高級二塩基酸やホウ酸とのエステル化反応が起こって比抵抗が著しく上昇するという問題点がある。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、比抵抗を上昇させることなく、耐電圧の向上を図ることが可能なアルミニウム電解コンデンサの駆動用電解液を提供することにある。

本発明は上記課題を解決するため、多価アルコールと比較して５−テトラデカノライドが電極箔への吸着性が高いことに着目し、その特性を電解液に適応させることにより課題の解決を図ったものである。

すなわち、本発明のアルミニウム電解コンデンサの駆動用電解液は、エチレングリコールを主溶媒とし、少なくとも、高級二塩基酸またはその塩と、ホウ酸またはそのアンモニウム塩と、以下の化学式で示される５−テトラデカノライドとを配合したことを特徴とする。

本発明において、５−テトラデカノライドの配合量は、電解液全体に対して０．５〜２．０ｗｔ％であることが好ましい。

本発明において、高級二塩基酸としては、アゼライン酸、セバシン酸、安息香酸、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−ジカルボン酸等を挙げることができる。

高級二塩基酸の塩としては、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、アンモニウム塩等を挙げることができる。

エチレングリコールに混合する副溶媒としては、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、水等を例示することができる。これらの溶媒は一種類だけでなく、二種類以上を混合して使用することができる。

上記の電解液には、漏れ電流の低減、耐電圧向上、ガス吸収等の目的で種々の添加剤を加えることができる。添加剤の例として、リン酸化合物、ホウ酸化合物、多価アルコール類、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコールのランダム共重合体およびブロック共重合体に代表される高分子化合物、ニトロ化合物等が挙げられる。

本発明では、電解液に５−テトラデカノライドを添加したため、比抵抗の上昇を抑制しながら、電解液の耐電圧の向上を図ることができる。

本発明の電解液において、５−テトラデカノライドの少量の添加で耐電圧を向上することができる理由としては、５−テトラデカノライドと、高級二塩基酸あるいはホウ酸とのエステル化反応による生成物が、効率よく箔表面に皮膜を形成するためと考えられる。
また、少量の添加で耐電圧を向上することができるので、電解液の比抵抗上昇を抑制することができる。
さらに、５−テトラデカノライドと、高級二塩基酸あるいはホウ酸とのエステル化反応による生成物は、電解液中のイオンの移動を妨げないため、電解液の比抵抗上昇を抑制することができると考えられる。

以下、実施例に基づいて、本発明に係る電解液をより具体的に説明する。まず、表１、２に示す組成で電解液を調合した後、３０℃における比抵抗および８５℃における火花発生電圧（電解液の耐電圧）を測定した。その測定結果を表１、２に示す。

表１、２から明らかなように、マンニトールを添加した従来例と比較して、本発明の実施例１〜１４に係る電解液は、比抵抗上昇を抑制しながら、耐電圧の向上が図れていることが分かる。よって、中高圧用のアルミニウム電解コンデンサの電解液として用いるのに適している。ここで、５−テトラデカノライドの配合量が０．５ｗｔ％未満（実施例１）では耐電圧の向上が十分ではなく、また、２．０ｗｔ％を超える（実施例５）と、比抵抗上昇が大きい傾向にあり、低比抵抗の用途に不向きとなる。よって、５−テトラデカノライドの配合量は、電解液全体に対して０．５〜２．０ｗｔ％であることが好ましい。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、先に例示した各種溶質を単独または複数配合した電解液や、上述副溶媒を混合した電解液でも上記実施例と同等の効果があった。

Claims (2)

1. エチレングリコールを主溶媒とし、少なくとも、高級二塩基酸またはその塩と、ホウ酸またはそのアンモニウム塩と、以下の化学式で示される５−テトラデカノライドとを配合した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１記載の５−テトラデカノライドの配合量が、電解液全体に対して０．５〜２．０ｗｔ％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。