JP2012084568A - Electrolytic solution for aluminum electrolytic capacitor and aluminum electrolytic capacitor - Google Patents

Electrolytic solution for aluminum electrolytic capacitor and aluminum electrolytic capacitor Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrolytic solution which helps to obtain a low impedance and long life aluminum electrolytic capacitor.SOLUTION: The electrolytic solution for aluminum electrolytic capacitors of the present invention is an electrolytic solution prepared by dissolving, in a mixed solvent comprised of water and ethylene glycol, adipic acid as a carboxylic acid electrolyte, a basic compound capable of composing a salt with adipic acid, a phosphorus oxo acid ion formation compound capable of forming phosphorus oxo acid ions in an aqueous solution, and a chelator capable of forming a water soluble aluminum chelate complex by coordination to aluminum, characterized in that only a primary amine and/or a secondary amine having a hydrophobic substituent group is included as the basic compound and that the pH of the electrolytic solution is in the range from 5.6 to 7.0. This electrolytic solution helps to obtain a capacitor which has a low specific resistance and also a longer useful life than conventional capacitors.

Description

本発明は、低インピーダンス特性を有し且つ寿命の長いアルミニウム電解コンデンサを与えることが可能なアルミニウム電解コンデンサ用電解液に関する。本発明はまた、この電解液を用いた、低インピーダンス特性を有し且つ寿命の長いアルミニウム電解コンデンサに関する。   The present invention relates to an electrolytic solution for an aluminum electrolytic capacitor that can provide an aluminum electrolytic capacitor having low impedance characteristics and a long lifetime. The present invention also relates to an aluminum electrolytic capacitor having a low impedance characteristic and a long life using the electrolytic solution.

アルミニウム電解コンデンサは、表面に酸化アルミニウム皮膜を有するアルミニウム箔からなる陽極と、アルミニウム箔からなる陰極と、陽極と陰極との間に配置された電解液を保持したセパレータとが密封ケース内に収容された構造を有しており、巻回型、積層型等の形状のものが広く使用されている。   In an aluminum electrolytic capacitor, an anode made of an aluminum foil having an aluminum oxide film on its surface, a cathode made of an aluminum foil, and a separator holding an electrolytic solution disposed between the anode and the cathode are accommodated in a sealed case. A structure having a winding shape, a laminated shape, or the like is widely used.

そして、小型、低圧用のアルミニウム電解コンデンサの駆動用電解液として、エチレングリコールを主溶媒とし、アジピン酸、安息香酸などのカルボン酸又はそのアンモニウム塩などを電解質とした電解液と、γ−ブチロラクトンを主溶媒とし、フタル酸、マレイン酸などのカルボン酸の四級化環状アミジニウム塩などを電解質とした電解液とが従来から知られている。   As a driving electrolyte for a small-sized, low-pressure aluminum electrolytic capacitor, an electrolytic solution containing ethylene glycol as a main solvent and a carboxylic acid such as adipic acid or benzoic acid or an ammonium salt thereof as an electrolyte, and γ-butyrolactone 2. Description of the Related Art Conventionally, an electrolytic solution using a quaternized cyclic amidinium salt of a carboxylic acid such as phthalic acid or maleic acid as an electrolyte is known as a main solvent.

このようなアルミニウム電解コンデンサには、近年の電子機器の小型化に伴い、低インピーダンス特性が要求されている。また、高周波数条件下でのコンデンサの使用においても低インピーダンス特性が要求される。この要求に対応するには、比抵抗の低い高電導度の電解液の使用が望ましいため、エチレングリコールを主溶媒とし、カルボン酸及び/又はカルボン酸塩を電解質とした電解液を基礎として、電解液の水含有量を増加させることにより比抵抗を低下させる検討がなされてきた。   Such an aluminum electrolytic capacitor is required to have a low impedance characteristic with the recent miniaturization of electronic equipment. In addition, low impedance characteristics are required even when capacitors are used under high frequency conditions. In order to meet this requirement, it is desirable to use an electrolytic solution having a low specific resistance and high conductivity. Therefore, an electrolytic solution based on an electrolytic solution containing ethylene glycol as a main solvent and carboxylic acid and / or carboxylate as an electrolyte is used. Studies have been made to reduce the specific resistance by increasing the water content of the liquid.

しかし、電解液中の水や電解質のカルボン酸及び/又はカルボン酸塩は、アルミニウム箔からなる陽極及び陰極にとっては化学的に活性な物質である。電極表面の酸化アルミニウム皮膜がカルボン酸アニオンとの反応により溶解し、アルミニウムのカルボン酸錯体が生成する。また、水が電極の酸化アルミニウム皮膜を通してアルミニウムに達すると、アルミニウムが溶解して水酸化物が生成し、この反応と同時に水素ガスが発生する。そのため、電解液の水含有量を増加させると、電極箔が劣化し、漏れ電流が増加し、コンデンサの短寿命化を招くという問題があった。特に105℃以上の高温寿命試験においては、溶媒の水含有量が15質量%を超えると、急激な上記反応により水素ガスが大量に発生し、コンデンサ内の圧力が増加し、安全弁の開弁に至り、使用に耐えなくなるという問題があった。   However, water in the electrolytic solution and carboxylic acid and / or carboxylate of the electrolyte are chemically active materials for the anode and cathode made of aluminum foil. The aluminum oxide film on the electrode surface is dissolved by the reaction with the carboxylic acid anion to form an aluminum carboxylic acid complex. Further, when water reaches aluminum through the aluminum oxide film of the electrode, the aluminum dissolves to produce a hydroxide, and hydrogen gas is generated simultaneously with this reaction. Therefore, when the water content of the electrolytic solution is increased, the electrode foil is deteriorated, the leakage current is increased, and there is a problem that the life of the capacitor is shortened. In particular, in a high-temperature life test at 105 ° C. or higher, if the water content of the solvent exceeds 15% by mass, a large amount of hydrogen gas is generated due to the rapid reaction described above, the pressure in the capacitor increases, and the safety valve opens. As a result, there was a problem that it could not be used.

このような電極箔の劣化の防止のために、リン酸を電解液に添加する方法が従来から知られている。リン酸イオンが電解液中に適量存在すると、陽極及び陰極のアルミニウムの溶解、アルミニウムの水酸化物等の生成が抑制され、水素ガスの発生も抑制される。   In order to prevent such deterioration of the electrode foil, a method of adding phosphoric acid to the electrolytic solution has been conventionally known. When an appropriate amount of phosphate ions is present in the electrolyte, dissolution of the anode and cathode aluminum, generation of aluminum hydroxide and the like are suppressed, and generation of hydrogen gas is also suppressed.

しかしながら、電解液にリン酸を添加しても、リン酸イオンが電解液に溶解したアルミニウムイオンと結合して電解液に不溶な化合物を形成し、この不溶性化合物が電極箔に付着し、リン酸イオンが電解液中から消失してしまうため、リン酸イオンによる電極箔の劣化防止効果は十分なものとはいえなかった。また、電解液に対するリン酸の添加量が多すぎても、電極表面の酸化アルミニウム皮膜がリン酸イオンとの反応により溶解し、アルミニウム電解コンデンサの漏れ電流が増大するという問題が発生する。このような問題に対し、出願人は、リン酸イオンが電解液中に適量存在する間はコンデンサ特性が良好に保たれることに着目し、特許文献1(WO00/55876号パンフレット)において、水を含む電解液に水溶液中でリン酸イオンを生成する化合物とアルミニウムに配位して水溶性アルミニウムキレート錯体を形成するキレート化剤とを添加し、電極箔から溶出したアルミニウムイオンと上記キレート化剤とリン酸イオンとの反応により水溶性アルミニウムキレート錯体とリン酸イオンとの結合体を電解液中で形成させる方法を開示している。   However, even if phosphoric acid is added to the electrolytic solution, the phosphate ions are combined with aluminum ions dissolved in the electrolytic solution to form a compound insoluble in the electrolytic solution, and this insoluble compound adheres to the electrode foil, and phosphoric acid is added. Since ions disappear from the electrolytic solution, the effect of preventing deterioration of the electrode foil by phosphate ions was not sufficient. In addition, even if the amount of phosphoric acid added to the electrolytic solution is too large, the aluminum oxide film on the electrode surface dissolves due to the reaction with phosphate ions, resulting in an increase in the leakage current of the aluminum electrolytic capacitor. With respect to such a problem, the applicant pays attention to the fact that the capacitor characteristics are kept good while an appropriate amount of phosphate ion is present in the electrolyte solution. In Patent Document 1 (WO 00/55876 pamphlet), A compound that generates phosphate ions in an aqueous solution and a chelating agent that coordinates with aluminum to form a water-soluble aluminum chelate complex are added to the electrolyte solution containing the aluminum ion eluted from the electrode foil and the above chelating agent Discloses a method of forming a conjugate of a water-soluble aluminum chelate complex and a phosphate ion in an electrolytic solution by a reaction between the salt and a phosphate ion.

水溶性アルミニウムキレート錯体とリン酸イオンとの結合体は、電解液に溶解した状態或いは電極箔に付着した状態で電解液中のリン酸イオンと化学平衡を保つため、電解液中にリン酸イオンを適量で存在させる時間を長期化させることができ、陽極及び陰極の劣化を長期間防止することができる。そして、特許文献1の実施例によると、アルミニウム電解コンデンサ用電解液として、水とエチレングリコールとからなる混合溶媒中に、電解コンデンサの低インピーダンス化のために有用なアジピン酸アンモニウムを溶解させ、さらに水溶性アルミニウムキレート錯体とリン酸イオンとの結合体とを併存させた電解液を使用すると、最も過酷な寿命試験のひとつである高温無負荷試験において1000時間以上の長寿命を示すコンデンサが得られている。   The conjugate of the water-soluble aluminum chelate complex and phosphate ion is in the electrolyte solution in order to maintain chemical equilibrium with the phosphate ion in the electrolyte solution when dissolved in the electrolyte solution or attached to the electrode foil. It is possible to prolong the time in which a suitable amount is present, and to prevent deterioration of the anode and the cathode for a long time. And according to the Example of patent document 1, as an electrolytic solution for aluminum electrolytic capacitors, ammonium adipate useful for reducing the impedance of electrolytic capacitors is dissolved in a mixed solvent composed of water and ethylene glycol, and Using an electrolyte containing a water-soluble aluminum chelate complex and a phosphate ion conjugate, a capacitor showing a long life of 1000 hours or more in a high temperature no-load test, which is one of the most severe life tests, can be obtained. ing.

また、電極箔の劣化の防止のための別の方法として、カルボン酸との塩を構成する塩基性化合物をアンモニアからアミン或いはアンモニアとアミンとの混合物に変更する方法も検討されてきた。   As another method for preventing the deterioration of the electrode foil, a method of changing the basic compound constituting the salt with carboxylic acid from ammonia to an amine or a mixture of ammonia and an amine has been studied.

特許文献2(特開2002−207473号公報)は、水とエチレングリコールを含む溶媒にカルボン酸の第2級アミン塩又は第3級アミン塩を溶解した電解コンデンサ用電解液を提案している。そして、特許文献2の実施例と比較例によると、水とエチレングリコールとからなる混合溶媒に安息香酸アンモニウムを溶解した電解液を使用したアルミニウム電解コンデンサは、105℃での無負荷試験を1000時間経験する前に安全弁の開弁に至っているが、安息香酸アンモニウムに代わって安息香酸トリエチルアミンを溶解した電解液を使用したアルミニウム電解コンデンサは、105℃での無負荷試験を1000時間経験しても初期特性からの大きな変化を示していない。   Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-207473) proposes an electrolytic solution for an electrolytic capacitor in which a secondary amine salt or a tertiary amine salt of carboxylic acid is dissolved in a solvent containing water and ethylene glycol. According to the examples and comparative examples of Patent Document 2, an aluminum electrolytic capacitor using an electrolytic solution in which ammonium benzoate is dissolved in a mixed solvent of water and ethylene glycol is subjected to a no-load test at 105 ° C. for 1000 hours. The safety valve has been opened before experience, but the aluminum electrolytic capacitor using an electrolytic solution in which triethylamine benzoate is dissolved instead of ammonium benzoate is the initial stage even after 1000 hours of no-load test at 105 ° C. It does not show a significant change from the characteristics.

特許文献3(特開2004−14666号公報)は、水を主溶媒とし、電解質の酸成分をカルボン酸及び/又は無機酸とし、塩基成分をアンモニアとした電解コンデンサ用電解液において、アミンなどのアンモニア以外の塩基性化合物を添加することにより30℃でのpHを6.0〜8.5にした電解コンデンサ用電解液を開示している。そして、特許文献3の実施例1と比較例1によると、水とエチレングリコールとからなる混合溶媒にギ酸アンモニウム及びアジピン酸アンモニウムを溶解した電解液を使用したアルミニウム電解コンデンサは、105℃での負荷試験を500時間経過した後に安全弁の開弁に至っているが、ギ酸アンモニウム及びアジピン酸アンモニウムに加えてトリエタノールアミンを溶解した電解液を使用したアルミニウム電解コンデンサは、105℃での負荷試験を3000時間経験しても初期特性からの大きな変化を示していない。この文献には他に、カルボン酸との塩を構成する塩基性化合物としてトリエチルアミン、トリスヒドロキシメチルアミノメタン、ジエタノールアミンを使用した実施例及び比較例が存在する。しかしながら、より過酷な寿命試験である無負荷試験の結果は示されていない。   Patent Document 3 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-14666) discloses an electrolytic capacitor electrolytic solution in which water is a main solvent, an electrolyte acid component is a carboxylic acid and / or an inorganic acid, and a base component is ammonia. An electrolytic solution for an electrolytic capacitor having a pH of 6.0 to 8.5 at 30 ° C. by adding a basic compound other than ammonia is disclosed. According to Example 1 and Comparative Example 1 of Patent Document 3, an aluminum electrolytic capacitor using an electrolytic solution in which ammonium formate and ammonium adipate are dissolved in a mixed solvent composed of water and ethylene glycol is loaded at 105 ° C. The safety valve has been opened after 500 hours of testing, but an aluminum electrolytic capacitor using an electrolytic solution in which triethanolamine is dissolved in addition to ammonium formate and ammonium adipate is subjected to a load test at 105 ° C for 3000 hours. Experience has not shown a significant change from the initial characteristics. In addition to this, there are examples and comparative examples in which triethylamine, trishydroxymethylaminomethane, and diethanolamine are used as basic compounds constituting a salt with a carboxylic acid. However, no load test results, which are more severe life tests, are shown.

WO00/55876号パンフレットWO00 / 55876 pamphlet 特開2002−270473号公報JP 2002-270473 A 特開2004−14666号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-14666

特許文献1(WO00/55876号パンフレット)に開示された方法によると、電解液の水含有量を増加させても電極箔のアルミニウムの溶解とアルミニウムの水酸化物等の生成及び水素ガスの発生を抑制することができるため、アルミニウム電解コンデンサの低インピーダンス化及び長寿命化を達成することができる。しかしながら、アルミニウム電解コンデンサに対するさらなる低インピーダンス化及び長寿命化の要請は常に存在する。現在では、低インピーダンス特性を有する上に、アルミニウム電解コンデンサにとって最も過酷な寿命試験の一つである105℃無負荷試験において8000時間を超える極めて長い寿命が求められるようになっている。   According to the method disclosed in Patent Document 1 (Pamphlet of WO 00/55876), even if the water content of the electrolyte is increased, dissolution of aluminum in the electrode foil, generation of aluminum hydroxide and the like, and generation of hydrogen gas can be achieved. Since it can suppress, the impedance reduction and lifetime improvement of an aluminum electrolytic capacitor can be achieved. However, there is always a demand for further lower impedance and longer life for aluminum electrolytic capacitors. At present, in addition to having a low impedance characteristic, an extremely long life exceeding 8000 hours is required in a 105 ° C. no-load test, which is one of the most severe life tests for aluminum electrolytic capacitors.

しかしながら、特許文献1に開示された、水とエチレングリコールとからなる混合溶媒中にアジピン酸アンモニウムを溶解させ、さらに水溶性アルミニウムキレート錯体とリン酸イオンとの結合体とを併存させた電解液は、低インピーダンス化の要請を十分に満足しているが、多量の水とアジピン酸アニオンとによる電極劣化作用のために、コンデンサの長寿命化の要請に十分に応えるものではなかった。   However, the electrolytic solution disclosed in Patent Document 1 in which ammonium adipate is dissolved in a mixed solvent composed of water and ethylene glycol and a combined body of a water-soluble aluminum chelate complex and a phosphate ion coexists is obtained. Although it sufficiently satisfies the demand for lower impedance, it did not fully meet the demand for longer life of the capacitor due to the electrode deterioration effect caused by a large amount of water and adipic acid anions.

そこで、長寿命化に対する要請に答えるために、アジピン酸との塩を構成する塩基性化合物をアンモニアからアミンへと変更することが考えられる。しかしながら、アミンへの変更は電解液の比抵抗を大きく上昇させるおそれがある。このことは、特許文献2の比較例1に示された水25部、エチレングリコール65部及び安息香酸アンモニウム10部からなる電解液の比抵抗が106Ωcmであるのに対し、実施例3に示された水25部、エチレングリコール65部及び安息香酸トリエチルアミン10部からなる電解液の比抵抗が2倍以上の240Ωcmであることからも理解される。そのため、低インピーダンスで長寿命なコンデンサを得るためのこれまでの検討において、塩基性化合物としてのアミンの使用はむしろ回避されており、アミンを使用するにしても特許文献3に示されているようにアンモニアとアミンとが併用されていた。さらに、以下に詳述するが、発明者らによる検討では、アミンとアンモニアの併用では、現在のアルミニウム電解コンデンサの長寿命に対する要請に答えることができないことが判明した。   Therefore, in order to answer the demand for longer life, it is conceivable to change the basic compound constituting the salt with adipic acid from ammonia to amine. However, the change to amine may greatly increase the specific resistance of the electrolyte. This is shown in Example 3 while the specific resistance of the electrolyte solution consisting of 25 parts of water, 65 parts of ethylene glycol and 10 parts of ammonium benzoate shown in Comparative Example 1 of Patent Document 2 is 106 Ωcm. It is also understood from the fact that the specific resistance of an electrolytic solution consisting of 25 parts of water, 65 parts of ethylene glycol and 10 parts of triethylamine benzoate is 240 Ωcm, which is twice or more. For this reason, the use of amine as a basic compound has been avoided in the previous studies for obtaining a capacitor having a low impedance and a long life, and even if an amine is used, it is disclosed in Patent Document 3. In addition, ammonia and an amine were used in combination. Further, as will be described in detail below, it has been found by the inventors that the combined use of amine and ammonia cannot meet the current demand for long life of aluminum electrolytic capacitors.

そこで、本発明の目的は、上述した現在のアルミニウム電解コンデンサに対する要請に答えるべく、比抵抗が低く且つ電極箔からのアルミニウムの溶出を効果的に抑制可能なアルミニウム電解コンデンサ用電解液を提供することである。本発明のさらなる目的は、このような好適な電解液を用いた低インピーダンス特性を有し且つ従来のコンデンサより寿命の長いアルミニウム電解コンデンサを提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an electrolytic solution for an aluminum electrolytic capacitor having a low specific resistance and capable of effectively suppressing the elution of aluminum from the electrode foil in order to meet the above-described demand for the aluminum electrolytic capacitor. It is. A further object of the present invention is to provide an aluminum electrolytic capacitor that has low impedance characteristics using such a suitable electrolyte and has a longer life than conventional capacitors.

発明者らは、鋭意検討した結果、アジピン酸との塩を構成可能な塩基性化合物として、疎水性置換基を有する第1級アミン及び/又は第2級アミンのみを使用し、このアミンにより電解液のpHを5.6〜7.0の範囲に調整すると、電解液の比抵抗の大幅な上昇を回避することができ、アルミニウム電解コンデンサの寿命に対する現在の要請にも応えることができることを発見した。   As a result of intensive studies, the inventors used only a primary amine and / or a secondary amine having a hydrophobic substituent as a basic compound capable of forming a salt with adipic acid, and electrolyzed with this amine. It has been discovered that adjusting the pH of the solution to a range of 5.6 to 7.0 can avoid a significant increase in the specific resistance of the electrolyte and can meet the current requirements for the lifetime of aluminum electrolytic capacitors. did.

したがって、本発明のアルミニウム電解コンデンサ用電解液は、水とエチレングリコールとから成る混合溶媒に、カルボン酸電解質としてのアジピン酸と、アジピン酸との塩を構成可能な塩基性化合物と、水溶液中でリンオキソ酸イオンを生成可能なリンオキソ酸イオン生成性化合物と、アルミニウムに配位することにより水溶性アルミニウムキレート錯体を形成可能なキレート化剤とを溶解させた電解液であって、上記塩基性化合物として、疎水性置換基を有する第1級アミン及び第2級アミンから成る群から選択された少なくとも1種の化合物のみを含み、電解液のpHが5.6〜7.0の範囲であることを特徴とする。   Accordingly, the electrolytic solution for an aluminum electrolytic capacitor of the present invention comprises a mixed solvent composed of water and ethylene glycol, an adipic acid as a carboxylic acid electrolyte, a basic compound capable of forming a salt of adipic acid, and an aqueous solution. An electrolyte solution in which a phosphorus oxo acid ion generating compound capable of generating a phosphorus oxo acid ion and a chelating agent capable of forming a water-soluble aluminum chelate complex by coordination with aluminum are dissolved, and the basic compound is Including only at least one compound selected from the group consisting of a primary amine and a secondary amine having a hydrophobic substituent, and the pH of the electrolyte is in the range of 5.6 to 7.0. Features.

本発明の電解液において、「リンオキソ酸イオン」には、リン酸イオンの他、亜リン酸イオン、次亜リン酸イオン、これらの異性体であるホスホン酸イオン、ホスフィン酸イオンが含まれ、「リンオキソ酸イオン生成性化合物」には、この化合物を上記溶媒に溶解した段階でリンオキソ酸イオンを生成する化合物のほか、電解液をアルミニウム電解コンデンサに導入した後の陽極での酸化を介してリンオキソ酸イオンを生成する化合物も含まれる。また、本発明のアルミニウム電解コンデンサ用電解液は、水を多く含有するため、水溶液中でリンオキソ酸イオンを生成する化合物は上記電解液中でもリンオキソ酸イオンを生成し、アルミニウムに配位して水溶性アルミニウムキレート錯体を形成するキレート化剤は上記電解液に溶解するアルミニウムキレート錯体を形成する。   In the electrolytic solution of the present invention, the “phosphooxoacid ion” includes, in addition to phosphate ions, phosphite ions, hypophosphite ions, isomers of these phosphonate ions and phosphinate ions, In addition to a compound that generates a phosphorus oxoacid ion when this compound is dissolved in the above solvent, the phosphorus oxoacid ion generating compound includes a phosphorus oxoacid through oxidation at the anode after the electrolytic solution is introduced into the aluminum electrolytic capacitor. Also included are compounds that generate ions. In addition, since the electrolytic solution for an aluminum electrolytic capacitor of the present invention contains a large amount of water, a compound that generates a phosphoroxoate ion in an aqueous solution generates a phosphate salt in the electrolyte and is coordinated with aluminum to be water-soluble. A chelating agent that forms an aluminum chelate complex forms an aluminum chelate complex that dissolves in the electrolyte.

本発明の電解液は、水とエチレングリコールとから成る混合溶媒に、上記リンオキソ酸イオンと上記キレート化剤とカルボン酸電解質としてのアジピン酸とを溶解し、このアジピン酸との塩を構成可能な塩基性化合物として、疎水性置換基を有する第1級アミン及び/又は第2級アミンのみを添加し、この疎水性置換基を有する第1級アミン及び/又は第2級アミンによって電解液のpHを5.6〜7.0、好ましくは5.7〜6.4の範囲に調整することによって得ることができる。疎水性置換基を有する第1級アミン及び/又は第2級アミンの少なくとも一部をアジピン酸との塩の形態で電解液に導入することもできる。pHが5.6未満であるか、或いはpHが7.0より大きいと、電極箔の劣化により電解コンデンサに対する長寿命化の要請に応えられない場合がある。カルボン酸電解質としてのアジピン酸は、特許文献1にも示されているが、コンデンサの低インピーダンス化のために好適である。   The electrolytic solution of the present invention is capable of constituting a salt with adipic acid by dissolving the above-mentioned phosphoroxoacid ion, the above-mentioned chelating agent and adipic acid as a carboxylic acid electrolyte in a mixed solvent composed of water and ethylene glycol. As a basic compound, only a primary amine and / or secondary amine having a hydrophobic substituent is added, and the pH of the electrolyte solution is increased by the primary amine and / or secondary amine having the hydrophobic substituent. Can be obtained by adjusting to a range of 5.6 to 7.0, preferably 5.7 to 6.4. It is also possible to introduce at least part of the primary amine and / or secondary amine having a hydrophobic substituent into the electrolyte in the form of a salt with adipic acid. If the pH is less than 5.6 or greater than 7.0, the electrode foil may not be able to meet the demand for longer life due to the deterioration of the electrode foil. Adipic acid as a carboxylic acid electrolyte is also disclosed in Patent Document 1, but is suitable for reducing the impedance of a capacitor.

本発明の電解液では、電解液中にアルミニウムイオンが共存すれば、アルミニウムイオンと、上記キレート化剤と、上記リンオキソ酸イオン生成性化合物から生成したリンオキソ酸イオンとの反応により、リンオキソ酸イオンと水溶性アルミニウムキレート錯体との結合体が電解液中に形成される。アルミニウム塩などを電解液に添加することにより電解液中に予めアルミニウムイオンを含有させても良いが、上記キレート化剤とリンオキソ酸イオン生成性化合物を含有しているがアルミニウムイオンを含有していない電解液をアルミニウム電解コンデンサ内に導入しても、アルミニウムイオンが電極箔から溶出するため、アルミニウム電解コンデンサ内の電解液にはリンオキソ酸イオンと水溶性アルミニウムキレート錯体との結合体が含まれることになる。   In the electrolytic solution of the present invention, if an aluminum ion coexists in the electrolytic solution, a reaction between the aluminum ion, the chelating agent, and the phosphorus oxoacid ion generated from the phosphorus oxoacid ion-generating compound, A conjugate with a water-soluble aluminum chelate complex is formed in the electrolyte. An aluminum salt or the like may be added to the electrolytic solution in advance to contain aluminum ions, but the chelating agent and the phosphorus oxoacid ion-forming compound are contained but the aluminum ions are not contained. Even when the electrolytic solution is introduced into the aluminum electrolytic capacitor, aluminum ions are eluted from the electrode foil. Therefore, the electrolytic solution in the aluminum electrolytic capacitor contains a conjugate of a phosphoroxoacid ion and a water-soluble aluminum chelate complex. Become.

本発明の電解液では、アジピン酸との塩を構成可能な塩基性化合物として、アンモニアを使用せず、ヒドロキシル基などの非疎水性置換基を有するアミンを使用せず、第3級アミンを使用しない。疎水性置換基を有する第1級アミン及び第2級アミンは、第3級アミンに比較して電解液の比抵抗を上昇させる作用が少ない上に、アルミニウム電解コンデンサの陽極及び陰極からのアルミニウムの溶出を効果的に抑制する。   In the electrolytic solution of the present invention, as a basic compound capable of forming a salt with adipic acid, ammonia is not used, an amine having a non-hydrophobic substituent such as a hydroxyl group is not used, and a tertiary amine is used. do not do. Primary amines and secondary amines having hydrophobic substituents have less action to increase the specific resistance of the electrolyte compared to tertiary amines, and aluminum from the anode and cathode of an aluminum electrolytic capacitor. Effectively suppresses elution.

図1は、塩基性化合物の種類の影響を調査するための加速試験の結果を示している。この加速試験では、水60重量部とエチレングリコール18重量部とから成る混合溶媒に、ギ酸6部とアジピン酸9部とを溶解させ、塩基性化合物としてのアンモニア、アンモニアとジメチルアミン(DMA)との3:1の比率の混合物、アンモニアとジメチルアミンとの1:1の比率の混合物、ジメチルアミン、又はジエチルアミン(DEA)をそれぞれ添加し、pHを約6に調整した浸漬液を用意し、表面に酸化アルミニウム皮膜を有するアルミニウム箔からなる電極箔をこれらの浸漬液に浸漬し、電極から溶解したアルミニウムイオン量をICP発光分析法により測定した。加速試験であるため、電極劣化抑制効果があるリンオキソ酸イオン生成性化合物とキレート化剤とを浸漬液中に含めず、また電極箔を劣化させる作用がアジピン酸よりも大きいギ酸を併用した。   FIG. 1 shows the results of an accelerated test for investigating the influence of the type of basic compound. In this accelerated test, 6 parts of formic acid and 9 parts of adipic acid were dissolved in a mixed solvent consisting of 60 parts by weight of water and 18 parts by weight of ethylene glycol, and ammonia, ammonia and dimethylamine (DMA) as basic compounds were dissolved. A soaking solution having a pH adjusted to about 6 is prepared by adding a mixture of 3: 1 ratio, a mixture of ammonia and dimethylamine in a ratio of 1: 1, dimethylamine, or diethylamine (DEA), respectively, An electrode foil made of an aluminum foil having an aluminum oxide film was immersed in these immersion liquids, and the amount of aluminum ions dissolved from the electrodes was measured by ICP emission spectrometry. Since this was an accelerated test, a phosphorooxoate ion-forming compound and a chelating agent that had an effect of suppressing electrode deterioration were not included in the immersion liquid, and formic acid having an action of deteriorating the electrode foil was larger than that of adipic acid.

図1より、ジメチルアミン又はジエチルアミンで中和した場合、したがって、カルボン酸との塩を構成する塩基性化合物としてジメチルアミン又はジエチルアミンを使用した場合には、ギ酸及びアジピン酸が共存していても、長期にわたって溶液中にアルミニウムイオンがほとんど認められないことがわかる。一方、アンモニアで中和した場合、したがって、カルボン酸との塩を構成する塩基性化合物としてアンモニアを使用した場合には、たとえジメチルアミンと併用していても電極箔からアルミニウムが浸漬液中に溶解し、ジメチルアミンの量を調整しても、アンモニアのみを塩基性化合物として使用した場合と略同様の結果であった。ジメチルアミン又はジエチルアミンで中和した場合にアルミニウムイオンがほとんど認められない理由は、電極箔の酸化アルミニウム皮膜の表面にジメチルアミン或いはジエチルアミンが結合して疎水性層が形成され、この疎水性層がアルミニウムの溶出を抑制するためであると思われる。アンモニアが含まれていると、この疎水性層が形成されない部分が生じ、その部分から水和が進行するため、図1からわかるように、アミンの効果がほぼ消失するものと思われる。   From FIG. 1, when neutralized with dimethylamine or diethylamine, therefore, when dimethylamine or diethylamine is used as a basic compound constituting a salt with carboxylic acid, even if formic acid and adipic acid coexist, It can be seen that almost no aluminum ions are observed in the solution over a long period of time. On the other hand, when neutralized with ammonia, and therefore when ammonia is used as the basic compound that forms a salt with carboxylic acid, aluminum dissolves in the immersion liquid from the electrode foil even when used in combination with dimethylamine. Even when the amount of dimethylamine was adjusted, the results were almost the same as when ammonia alone was used as the basic compound. When neutralized with dimethylamine or diethylamine, aluminum ions are hardly observed. The reason is that dimethylamine or diethylamine is bonded to the surface of the aluminum oxide film of the electrode foil to form a hydrophobic layer. It seems to be for suppressing elution of selenium. When ammonia is contained, a portion where the hydrophobic layer is not formed is generated, and hydration proceeds from the portion. Therefore, as can be seen from FIG. 1, it is considered that the effect of the amine is almost lost.

また、別途、水50重量部とエチレングリコール45重量部とから成る混合溶媒にアジピン酸5部を溶解させ、塩基性化合物としてアンモニア、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、又はヒドロキシルアミンをそれぞれ添加し、pHを約6.4に中和した浸漬液を用意し、表面に酸化アルミニウム皮膜を有するアルミニウム箔からなる電極箔をこれらの浸漬液に浸漬し、液を60℃に保温して電極箔から溶解したアルミニウムイオン量をICP発光分析法により測定する加速試験を行った。実験開始後468時間経過した時点で、ヒドロキシルアミンで中和した浸漬液のみにアルミニウムの溶出が認められ、非疎水性置換基を有するヒドロキシルアミンは、電極劣化作用がアンモニアよりもむしろ大きいことがわかった。また、水とエチレングリコールとから成る混合溶媒に、これらの塩基性化合物と、アジピン酸と、リンオキソ酸イオン生成性化合物としてのリン酸と、キレート化剤としてのジエチレントリアミン五酢酸とを溶解させようとしたが、塩基性化合物としてヒドロキシルアミンを使用した場合のみ不溶物が残存し、アルミニウム電解コンデンサ用電解液として使用可能な液を得ることができなかった。   Separately, 5 parts of adipic acid is dissolved in a mixed solvent composed of 50 parts by weight of water and 45 parts by weight of ethylene glycol, and ammonia, methylamine, dimethylamine, trimethylamine or hydroxylamine is added as a basic compound, Prepare a dipping solution with a pH neutralized to about 6.4, dip an electrode foil made of an aluminum foil having an aluminum oxide film on its surface into these dipping solutions, keep the solution at 60 ° C. and dissolve from the electrode foil An accelerated test was performed in which the amount of aluminum ions measured was measured by ICP emission spectrometry. When 468 hours passed after the start of the experiment, elution of aluminum was observed only in the immersion liquid neutralized with hydroxylamine, and it was found that hydroxylamine having a non-hydrophobic substituent had a larger electrode deterioration effect than ammonia. It was. Also, an attempt is made to dissolve these basic compounds, adipic acid, phosphoric acid as a phosphorus oxoacid ion-forming compound, and diethylenetriaminepentaacetic acid as a chelating agent in a mixed solvent composed of water and ethylene glycol. However, insoluble matters remained only when hydroxylamine was used as the basic compound, and a liquid usable as an electrolytic solution for an aluminum electrolytic capacitor could not be obtained.

これらの知見から、アルミニウム電解コンデンサに対する低インピーダンス化及び長寿命化の要請に応えるためには、アジピン酸との塩を構成可能な塩基性化合物として疎水性置換基を有する第1級アミン及び/又は第2級アミンのみを使用することが不可欠であると判断された。この疎水性置換基を有する第1級アミン及び/又は第2級アミンにより、電解液の比抵抗の大幅な上昇を回避することができる上に、アルミニウム電解コンデンサの陽極及び陰極のアルミニウムの溶解、水酸化物等の生成とこれに伴う水素ガスの発生を抑制することができる。さらに、リンオキソ酸イオンと水溶性アルミニウムキレート錯体との結合体を電解液中に共存させることにより、この結合体が電解液に溶解した状態或いは電極箔に付着した状態で電解液中のリンオキソ酸イオンと化学平衡を保ち、電解液中にリンオキソ酸イオンを適量で存在させる時間を長期化させることができるため、このリンオキソ酸イオンによっても、アルミニウム電解コンデンサの陽極及び陰極のアルミニウムの溶解、水酸化物等の生成とこれに伴う水素ガスの発生を抑制することができる。そして、疎水性置換基を有するアミンと上記結合体との複合効果により、陽極及び陰極のアルミニウムの溶解、水酸化物等の生成及び水素ガスの発生が驚くほど抑制される。その結果、電解液の低比抵抗化のために、電解液の水含有量を増加させ、アジピン酸をカルボン酸電解質として多量に使用しても、極めて長寿命なアルミニウム電解コンデンサを得ることができる。   From these findings, in order to meet the demand for lower impedance and longer life for aluminum electrolytic capacitors, primary amines having hydrophobic substituents as basic compounds capable of forming salts with adipic acid and / or It was judged essential to use only secondary amines. With the primary amine and / or secondary amine having the hydrophobic substituent, it is possible to avoid a significant increase in the specific resistance of the electrolytic solution, and to dissolve the aluminum in the anode and cathode of the aluminum electrolytic capacitor, Generation of hydroxide and the like and generation of hydrogen gas accompanying this can be suppressed. Further, by allowing a conjugate of a phosphorus oxoacid ion and a water-soluble aluminum chelate complex to coexist in the electrolytic solution, the phosphorous oxide ion in the electrolytic solution can be dissolved in the electrolytic solution or attached to the electrode foil. And the chemical equilibration, and the time required for the presence of an appropriate amount of the phosphorus oxoacid ion in the electrolyte solution can be prolonged, so that the phosphorus oxoacid ion also dissolves the aluminum and aluminum in the anode and cathode of the aluminum electrolytic capacitor. And the generation of hydrogen gas associated therewith can be suppressed. The combined effect of the amine having a hydrophobic substituent and the above conjugate surprisingly suppresses dissolution of aluminum in the anode and cathode, generation of hydroxide, and generation of hydrogen gas. As a result, it is possible to obtain an aluminum electrolytic capacitor having an extremely long life even when the water content of the electrolytic solution is increased and a large amount of adipic acid is used as the carboxylic acid electrolyte in order to reduce the specific resistance of the electrolytic solution. .

本発明の電解液では、上記混合溶媒に溶解する電解質として、アジピン酸に加えて、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、トリデカン二酸、及びテトラデカン二酸から成る群から選択された少なくとも1種の長鎖ジカルボン酸を溶解するのが好ましい。   In the electrolytic solution of the present invention, the electrolyte dissolved in the mixed solvent is selected from the group consisting of azelaic acid, sebacic acid, undecanedioic acid, dodecanedioic acid, tridecanedioic acid, and tetradecanedioic acid in addition to adipic acid. It is also preferred to dissolve at least one long-chain dicarboxylic acid.

これらの長鎖ジカルボン酸は、単に電解質として作用しているだけでなく、疎水性置換基を有する第1級アミン及び/又は第2級アミンと同様に、陽極及び陰極からのアルミニウムの溶出を抑制することがわかっている(本出願時には未公開であるPCT/JP2009/003262の国際公開公報及び特願2010−084657の公開公報参照)。この抑制作用は、これらの長鎖ジカルボン酸がアルミニウム電解コンデンサの陽極及び陰極の表面に付着して保護層を形成することによりもたらされていると考えられる。   These long-chain dicarboxylic acids not only act as electrolytes, but also suppress elution of aluminum from anodes and cathodes, as do primary and / or secondary amines with hydrophobic substituents. (See the PCT / JP2009 / 003262 international publication and the Japanese Patent Application No. 2010-084657 publication that are unpublished at the time of this application). This inhibitory action is considered to be brought about by these long-chain dicarboxylic acids adhering to the surfaces of the anode and cathode of the aluminum electrolytic capacitor to form a protective layer.

特にアゼライン酸は、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、トリデカン二酸、及びテトラデカン二酸と比較して、上記混合溶媒への溶解量が多く、電解液の低比抵抗化にも貢献するため好ましい。また、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、トリデカン二酸は、アゼライン酸に比較して上記混合溶媒に溶解しにくいため電解液の低比抵抗化の点では不利であるが、アゼライン酸のモル量の約1/10だけ電解液中に添加しただけでアルミニウム電解コンデンサを長寿命へと導くため経済的に有利であり、約2倍モル量のセバシン酸又はテトラデカン二酸よりも優れた溶出抑制効果を示すため好ましい。   In particular, azelaic acid is more soluble in the above mixed solvent and contributes to lowering the resistivity of the electrolyte compared to sebacic acid, undecanedioic acid, dodecanedioic acid, tridecanedioic acid, and tetradecanedioic acid. Therefore, it is preferable. In addition, undecanedioic acid, dodecanedioic acid, and tridecanedioic acid are disadvantageous in terms of reducing the specific resistance of the electrolyte because they are less soluble in the above mixed solvent than azelaic acid. It is economically advantageous because it leads to a long life of the aluminum electrolytic capacitor by adding only about 1/10 in the electrolytic solution, and has an elution suppression effect superior to that of about 2 times molar amount of sebacic acid or tetradecanedioic acid. This is preferred for the sake of illustration.

ところで、低圧用のアルミニウム電解コンデンサのためには、電解液の30℃における比抵抗が100Ωcm以下である電解液が望ましく、とくに50WV級以下のコンデンサのためには、電解液の30℃における比抵抗が70Ωcm以下、好ましくは50Ωcm以下である電解液が望ましい。   By the way, for a low-pressure aluminum electrolytic capacitor, an electrolytic solution having a specific resistance at 30 ° C. of 100 Ωcm or less is desirable, and for a capacitor of 50 WV or less, the specific resistance of the electrolytic solution at 30 ° C. is preferable. Is preferably 70 Ωcm or less, preferably 50 Ωcm or less.

この低圧用のアルミニウム電解コンデンサのために好適な比抵抗が低い電解液を得るためには、塩基性化合物として、モノメチルアミン、モノエチルアミン及びジメチルアミンからなる群から選択された少なくとも1種の化合物を使用するのが好ましい。これらのアミンは塩基性化合物としてアンモニアを使用した電解液と略同等の低い比抵抗を示す電解液を与える。   In order to obtain an electrolyte having a low specific resistance suitable for this low-voltage aluminum electrolytic capacitor, at least one compound selected from the group consisting of monomethylamine, monoethylamine and dimethylamine is used as the basic compound. It is preferred to use. These amines provide an electrolytic solution exhibiting a low specific resistance substantially equivalent to an electrolytic solution using ammonia as a basic compound.

また、低圧用のアルミニウム電解コンデンサのために好適である比抵抗が低い電解液を得るためには、電解液における水の含有量は、全体の35〜70質量%、好ましくは45〜60質量%の範囲である。電解液全体に対する水の含有量が35質量%未満では、アジピン酸の解離が十分でなくなるために電解液の比抵抗が上昇する傾向にあり、また電解液の粘度が高くなって取り扱いにくくなる。電解液全体に対する水の含有量が70質量%を超えると、本発明の電解液における他の要件が満たされていても高温無負荷試験における寿命が短縮する傾向にある。   Moreover, in order to obtain the electrolyte solution with a low specific resistance suitable for the aluminum electrolytic capacitor for low voltage | pressure, content of the water in electrolyte solution is 35-70 mass% of the whole, Preferably it is 45-60 mass% Range. If the content of water with respect to the entire electrolyte is less than 35% by mass, the specific resistance of the electrolyte tends to increase because dissociation of adipic acid is not sufficient, and the viscosity of the electrolyte increases, making it difficult to handle. When the content of water with respect to the entire electrolytic solution exceeds 70% by mass, the life in the high temperature no-load test tends to be shortened even if other requirements in the electrolytic solution of the present invention are satisfied.

アジピン酸は、電解液に対して50℃での飽和溶解量まで添加することができる。通常のアルミニウム電解コンデンサの使用条件下ではコンデンサ内の電解液の温度が50℃以上であるので、通常のコンデンサの使用条件下ではアジピン酸は電解液に完全に溶解して電解質として作用する。アジピン酸が上記電解液における50℃での飽和溶解量より多いと、低温でのアジピン酸の電解液からの析出が顕著になるため好ましくない。アジピン酸の電解液に対する50℃での飽和溶解量は、共存する他の成分の種類と量によっても多少変化するが、本発明では、水とエチレングリコールとから成る混合溶媒に、アジピン酸以外の成分を溶解した液を調製し、この液を70℃に加温した状態で所望量のアジピン酸を添加して溶解させた後、液の温度を50℃に低下させ、50℃で1時間放置後にも沈殿物が認められなかった場合に、添加したアジピン酸は上記電解液における50℃での飽和溶解量以下の量であるとした。   Adipic acid can be added to the electrolytic solution up to a saturated dissolution amount at 50 ° C. Since the temperature of the electrolytic solution in the capacitor is 50 ° C. or higher under the normal use conditions of the aluminum electrolytic capacitor, adipic acid is completely dissolved in the electrolytic solution and acts as an electrolyte under the normal use conditions of the capacitor. If the amount of adipic acid is larger than the saturated dissolution amount at 50 ° C. in the electrolytic solution, precipitation of the adipic acid from the electrolytic solution at low temperatures becomes remarkable, which is not preferable. The amount of adipic acid saturated dissolved in an electrolytic solution at 50 ° C. varies somewhat depending on the type and amount of other components that coexist, but in the present invention, a mixed solvent composed of water and ethylene glycol is added to a mixed solvent other than adipic acid Prepare a solution in which the components are dissolved, add a desired amount of adipic acid to the solution while it is heated to 70 ° C, dissolve it, lower the temperature of the solution to 50 ° C, and leave it at 50 ° C for 1 hour. When no precipitate was observed later, the amount of adipic acid added was determined to be less than or equal to the saturated dissolution amount at 50 ° C. in the electrolytic solution.

水の含有量が少ないほど比抵抗の低い電解液を得るためには多くのアジピン酸が必要となるが、低圧用のアルミニウム電解コンデンサのために好適である比抵抗が低い電解液を得るためには、アジピン酸の含有量は、少なくとも電解液全体の8質量%以上であり、好ましくは10〜12質量%の範囲である。電解液全体に対するアジピン酸の含有量が8質量%未満では、電解質量の減少により電解液の比抵抗が上昇する傾向にある。   In order to obtain an electrolytic solution having a low specific resistance as the water content is small, a large amount of adipic acid is required, but in order to obtain an electrolytic solution having a low specific resistance that is suitable for an aluminum electrolytic capacitor for low pressure. The content of adipic acid is at least 8% by mass or more of the whole electrolyte solution, preferably in the range of 10 to 12% by mass. When the content of adipic acid with respect to the entire electrolytic solution is less than 8% by mass, the specific resistance of the electrolytic solution tends to increase due to a decrease in electrolytic mass.

そして、水の含有量が電解液全体の35〜70質量%、好ましくは45〜60質量%であり、アジピン酸の含有量が、電解液全体の8質量%から50℃での飽和溶解量の範囲、好ましくは10〜12質量%の範囲であると、低圧用のアルミニウム電解コンデンサのために好適である、30℃における比抵抗が100Ωcm以下、好ましくは70Ωcm以下、特に好ましくは50Ωcm以下の電解液が得られ、この電解液の使用により、低インピーダンス特性を有し且つ極めて長寿命な、特に105℃無負荷試験8000時間経過後も安全弁が開弁しない、低圧用アルミニウム電解コンデンサに対する現在の低抵抗化及び長寿命化の要請に十分に答えることができるアルミニウム電解コンデンサが得られる。   And water content is 35-70 mass% of the whole electrolyte solution, Preferably it is 45-60 mass%, Content of adipic acid is the amount of saturated dissolution in 50 degreeC from 8 mass% of the whole electrolyte solution. An electrolytic solution having a specific resistance at 30 ° C. of 100 Ωcm or less, preferably 70 Ωcm or less, particularly preferably 50 Ωcm or less, which is suitable for a low-pressure aluminum electrolytic capacitor when the content is in the range, preferably 10 to 12% by mass. The use of this electrolyte solution has a low impedance characteristic and an extremely long life, and in particular, a low-pressure aluminum electrolytic capacitor for a low-pressure aluminum electrolytic capacitor in which the safety valve does not open even after 8000 hours of no-load test at 105 ° C. Thus, an aluminum electrolytic capacitor can be obtained that can fully meet the demands for longer and longer life.

本発明において、上記リンオキソ酸イオン生成性化合物は、リン酸、亜リン酸、次亜リン酸、ホスホン酸、ホスフィン酸、及びこれらと疎水性置換基を有する第1級アミン及び/又は第2級アミンとの塩;リン酸及びアルキルリン酸のエステル、ホスホン酸及びジホスホン酸のエステル及び誘導体、ホスフィン酸エステル、及びこれらと疎水性置換基を有する第1級アミン及び/又は第2級アミンとの塩;並びにこれらの縮合体及びこれらの縮合体と疎水性置換基を有する第1級アミン及び/又は第2級アミンとの塩;から成る群から好適に選択することができ、上記キレート化剤は、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、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、アルミノン、エリオクロムシアニンR、スルホサリチル酸、タンニン酸、ジシアンジアミド、ガラクトース、グルコース、リグノスルホン酸塩、エチレンジアミン四酢酸(EDTA)、ニトリロ三酢酸(NTA)、グリコールエーテルジアミン四酢酸(GEDTA)、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)、及びこれらと疎水性置換基を有する第1級アミン及び/又は第2級アミンとの塩から成る群から好適に選択することができる。   In the present invention, the phosphorus oxoacid ion-generating compound includes phosphoric acid, phosphorous acid, hypophosphorous acid, phosphonic acid, phosphinic acid, and primary amines and / or secondary amines having hydrophobic substituents therewith. Salts with amines; esters of phosphoric acid and alkylphosphoric acid, esters and derivatives of phosphonic acid and diphosphonic acid, phosphinic acid esters, and primary and / or secondary amines with hydrophobic substituents A salt; and a salt of these condensates and salts of these condensates with primary amines and / or secondary amines having a hydrophobic substituent; Citric acid, tartaric acid, gluconic acid, malic acid, lactic acid, glycolic acid, α-hydroxybutyric acid, hydroxymalonic acid, α-methylmalic acid, dihydroxytartaric acid, γ Resorcylic acid, β-resorcylic acid, trihydroxybenzoic acid, hydroxyphthalic acid, dihydroxyphthalic acid, phenol tricarboxylic acid, aluminone, eriochrome cyanine R, sulfosalicylic acid, tannic acid, dicyandiamide, galactose, glucose, lignosulfonate, ethylenediamine Tetraacetic acid (EDTA), nitrilotriacetic acid (NTA), glycol etherdiaminetetraacetic acid (GEDTA), diethylenetriaminepentaacetic acid (DTPA), hydroxyethylethylenediaminetriacetic acid (HEDTA), triethylenetetraminehexaacetic acid (TTHA), and these It can be suitably selected from the group consisting of salts with primary amines and / or secondary amines having hydrophobic substituents.

本発明の電解液をアルミニウム電解コンデンサ内に導入することにより、低インピーダンス特性を有し且つ寿命の長いアルミニウム電解コンデンサが得られる。したがって、本発明はまた、表面に酸化アルミニウム皮膜を有するアルミニウム箔からなる陽極と、アルミニウム箔からなる陰極と、陽極と陰極との間に配置された電解液を保持したセパレータとを備えたアルミニウム電解コンデンサであって、電解液として上述した本発明の電解液が使用されており、従って、コンデンサの電解液中に、カルボン酸電解質としてのアジピン酸と、アジピン酸との塩を構成可能な疎水性置換基を有する第1級アミン及び/又は第2級アミンと、リンオキソ酸イオンと水溶性アルミニウムキレート錯体との結合体とが含まれていることを特徴とするアルミニウム電解コンデンサを提供する。   By introducing the electrolytic solution of the present invention into an aluminum electrolytic capacitor, an aluminum electrolytic capacitor having low impedance characteristics and a long life can be obtained. Therefore, the present invention also provides an aluminum electrolysis comprising an anode made of an aluminum foil having an aluminum oxide film on its surface, a cathode made of an aluminum foil, and a separator holding an electrolytic solution disposed between the anode and the cathode. The electrolytic solution of the present invention described above is used as an electrolytic solution. Therefore, hydrophobicity capable of forming a salt of adipic acid and adipic acid as a carboxylic acid electrolyte in the electrolytic solution of the capacitor. Provided is an aluminum electrolytic capacitor comprising a primary amine and / or a secondary amine having a substituent, and a conjugate of a phosphorus oxoacid ion and a water-soluble aluminum chelate complex.

水とエチレングリコールとから成る混合溶媒に、水溶液中でリンオキソ酸イオンを生成可能なリンオキソ酸イオン生成性化合物と、アルミニウムに配位することにより水溶性アルミニウムキレート錯体を形成可能なキレート化剤とを溶解させ、電解液の低比抵抗化のために有用なカルボン酸電解質としてアジピン酸を溶解させ、さらに、アジピン酸との塩を構成可能な塩基性化合物として、電極劣化抑制作用を有する疎水性置換基を有する第1級アミン及び/又は第2級アミンを使用し、このアミンを液に添加してpHを5.6〜7.0の範囲に調整した本発明のアルミニウム電解コンデンサ用電解液によると、アルミニウム電解コンデンサ内に導入された電解液中にリンオキソ酸イオンと水溶性アルミニウムキレート錯体との結合体が形成され、この結合体と疎水性置換基を有する第1級アミン及び/又は第2級アミンとの複合効果により、アルミニウム電解コンデンサの陽極及び陰極のアルミニウムの溶解、水酸化物等の生成とこれに伴う水素ガスの発生が驚くほど抑制される。その結果、本発明のアルミニウム電解コンデンサ用電解液の使用により、低インピーダンス特性を有し、且つ従来のコンデンサより寿命の長いアルミニウム電解コンデンサが得られる。   A phosphorus oxoacid ion-forming compound capable of generating a phosphorus oxoacid ion in an aqueous solution and a chelating agent capable of forming a water-soluble aluminum chelate complex by coordination with aluminum in a mixed solvent composed of water and ethylene glycol. Dissolve and dissolve adipic acid as a carboxylic acid electrolyte useful for lowering the resistivity of the electrolyte, and further, hydrophobic substitution with an electrode deterioration inhibiting effect as a basic compound that can form a salt with adipic acid According to the electrolytic solution for an aluminum electrolytic capacitor of the present invention, wherein a primary amine and / or a secondary amine having a group is used, and the pH is adjusted to a range of 5.6 to 7.0 by adding the amine to the solution. And a combination of phosphoroxoacid ion and water-soluble aluminum chelate complex formed in the electrolyte introduced into the aluminum electrolytic capacitor Due to the combined effect of this conjugate with a primary amine and / or secondary amine having a hydrophobic substituent, dissolution of aluminum on the anode and cathode of the aluminum electrolytic capacitor, generation of hydroxide, etc. The generation of the accompanying hydrogen gas is surprisingly suppressed. As a result, by using the electrolytic solution for an aluminum electrolytic capacitor of the present invention, an aluminum electrolytic capacitor having a low impedance characteristic and a longer life than a conventional capacitor can be obtained.

電極箔からのアルミニウムの溶解に対する塩基性化合物の抑制効果を調査した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having investigated the inhibitory effect of the basic compound with respect to melt | dissolution of the aluminum from electrode foil.

以下、本発明を詳細に説明する。本発明のアルミニウム電解コンデンサ用電解液は、水とエチレングリコールとから成る混合溶媒に、カルボン酸電解質としてのアジピン酸と、アジピン酸との塩を構成可能な塩基性化合物と、水溶液中でリンオキソ酸イオンを生成可能なリンオキソ酸イオン生成性化合物と、アルミニウムに配位することにより水溶性アルミニウムキレート錯体を形成可能なキレート化剤とを溶解させた電解液であって、上記塩基性化合物として疎水性置換基を有する第1級アミン及び/又は第2級アミンのみを含み、電解液のpHが5.6〜7.0の範囲であることを特徴とする。   Hereinafter, the present invention will be described in detail. The electrolytic solution for an aluminum electrolytic capacitor according to the present invention comprises a mixed solvent composed of water and ethylene glycol, a basic acid capable of forming a salt of adipic acid as a carboxylic acid electrolyte, and a salt of adipic acid, and phosphorous acid in an aqueous solution. An electrolyte solution in which an ion-forming compound capable of generating ions and a chelating agent capable of forming a water-soluble aluminum chelate complex by coordinating to aluminum is dissolved, and the above basic compound is hydrophobic It contains only a primary amine and / or a secondary amine having a substituent, and the pH of the electrolyte is in the range of 5.6 to 7.0.

本発明の電解液では、溶媒として、水とエチレングリコールとからなる混合溶媒を使用する。水とエチレングリコールとの混合溶媒は、各種溶質の溶解度が高く、温度特性に優れる電解液を与える。   In the electrolytic solution of the present invention, a mixed solvent composed of water and ethylene glycol is used as a solvent. A mixed solvent of water and ethylene glycol gives an electrolytic solution having high solubility of various solutes and excellent temperature characteristics.

本発明の電解液における水の含有量は、電解液全体の35〜70質量%であるのが好ましく、45〜60質量%であるのが特に好ましい。電解液全体に対する水の含有量が35質量%未満では、アジピン酸の解離が十分でなくなるために電解液の比抵抗が上昇する傾向にあり、また電解液の粘度が高くなって取り扱いにくくなる。電解液全体に対する水の含有量が70質量%を超えると、本発明の電解液における他の要件が満たされていても、高温無負荷試験における寿命が短縮する傾向にある。電解液における水の含有量が全体の35〜70質量%、好ましくは45〜60質量%であると、この電解液の使用により、低インピーダンス特性を有し且つ極めて長寿命な、特に高温無負荷試験においても長寿命なアルミニウム電解コンデンサを得ることができる。電解液における上記混合溶媒の含有量は、アジピン酸の溶解度の観点から、電解液全体の60〜90質量%であるのが好ましい。   The content of water in the electrolytic solution of the present invention is preferably 35 to 70% by mass, particularly preferably 45 to 60% by mass, based on the entire electrolytic solution. If the content of water with respect to the entire electrolyte is less than 35% by mass, the specific resistance of the electrolyte tends to increase because dissociation of adipic acid is not sufficient, and the viscosity of the electrolyte increases, making it difficult to handle. When the content of water with respect to the entire electrolytic solution exceeds 70% by mass, the lifetime in the high temperature no-load test tends to be shortened even if other requirements in the electrolytic solution of the present invention are satisfied. When the content of water in the electrolytic solution is 35 to 70% by mass, preferably 45 to 60% by mass, the use of this electrolytic solution has a low impedance characteristic and an extremely long life, particularly at high temperature and no load. Even in the test, a long-life aluminum electrolytic capacitor can be obtained. It is preferable that content of the said mixed solvent in electrolyte solution is 60-90 mass% of the whole electrolyte solution from a soluble viewpoint of adipic acid.

本発明の電解液は、カルボン酸電解質として、アジピン酸を使用する。アジピン酸は、酸の形態で上記混合溶媒に溶解させても良く、後に詳述する疎水性置換基を有する第1級アミン及び/又は第2級アミンとの塩の形態で上記混合溶媒に溶解させても良い。アジピン酸には電極劣化抑制作用を期待することはできないが、アルミニウム電解コンデンサの低インピーダンス化のためには好適である。   The electrolytic solution of the present invention uses adipic acid as the carboxylic acid electrolyte. Adipic acid may be dissolved in the mixed solvent in the form of an acid, or dissolved in the mixed solvent in the form of a salt with a primary amine and / or a secondary amine having a hydrophobic substituent, which will be described in detail later. You may let them. Although adipic acid cannot be expected to suppress the electrode deterioration, it is suitable for reducing the impedance of the aluminum electrolytic capacitor.

アジピン酸は、電解液に対して50℃での飽和溶解量まで添加することができる。通常のアルミニウム電解コンデンサの使用条件下ではコンデンサ内の電解液の温度が50℃以上であるので、通常のコンデンサの使用条件下ではアジピン酸は電解液に完全に溶解して電解質として作用する。アジピン酸が上記電解液における50℃での飽和溶解量より多いと、低温でのアジピン酸の電解液からの析出が顕著になるため好ましくない。アルミニウム電解コンデンサ内の電解液からアジピン酸が析出すると、電解液のpHが大きくなり、電極箔のアルミニウムの溶解が進行する場合がある。これらの化合物の含有量が50℃での飽和溶解量以下であれば、低温でアジピン酸が析出しても、電解液のpHが電極箔のアルミニウムの溶解を進行させるほどには変化しない。   Adipic acid can be added to the electrolytic solution up to a saturated dissolution amount at 50 ° C. Since the temperature of the electrolytic solution in the capacitor is 50 ° C. or higher under the normal use conditions of the aluminum electrolytic capacitor, adipic acid is completely dissolved in the electrolytic solution and acts as an electrolyte under the normal use conditions of the capacitor. If the amount of adipic acid is larger than the saturated dissolution amount at 50 ° C. in the electrolytic solution, precipitation of the adipic acid from the electrolytic solution at low temperatures becomes remarkable, which is not preferable. When adipic acid is precipitated from the electrolytic solution in the aluminum electrolytic capacitor, the pH of the electrolytic solution increases, and dissolution of aluminum in the electrode foil may proceed. If the content of these compounds is equal to or less than the saturated dissolution amount at 50 ° C., even if adipic acid is precipitated at a low temperature, the pH of the electrolyte does not change so much that the dissolution of aluminum in the electrode foil proceeds.

水の含有量が少ないほど比抵抗の低い電解液を得るためには多くのアジピン酸が必要となるが、本発明の電解液において、アジピン酸の含有量は、少なくとも電解液全体の8質量%以上であるのが好ましく、10〜12質量%の範囲であるのが特に好ましい。アジピン酸が電解液全体に対して8質量%未満では、電解質量の減少により電解液の比抵抗が上昇する傾向にある。   In order to obtain an electrolytic solution having a lower specific resistance as the water content is smaller, more adipic acid is required. However, in the electrolytic solution of the present invention, the content of adipic acid is at least 8% by mass of the entire electrolytic solution. The above is preferable, and the range of 10 to 12% by mass is particularly preferable. If adipic acid is less than 8 mass% with respect to the whole electrolyte solution, the specific resistance of the electrolyte solution tends to increase due to a decrease in electrolytic mass.

水の含有量が電解液全体の35〜70質量%、好ましくは45〜60質量%である電解液において、アジピン酸の含有量が、電解液全体の8質量%から50℃での飽和溶解量の範囲、好ましくは10〜12質量%の範囲であると、低圧用のアルミニウム電解コンデンサのために好適な30℃における比抵抗が100Ωcm以下、好ましくは70Ωcm以下、特に好ましくは50Ωcm以下の電解液が得られ、この電解液の使用により、低インピーダンス特性を有し且つ極めて長寿命な、特に105℃無負荷試験8000時間経過後も安全弁が開弁しないアルミニウム電解コンデンサを得ることができる。   In an electrolytic solution in which the water content is 35 to 70% by mass, preferably 45 to 60% by mass, based on the total electrolytic solution, the content of adipic acid is from 8% by mass to 50 ° C. In the range of 10 to 12% by mass, an electrolytic solution having a specific resistance at 30 ° C. of 100 Ωcm or less, preferably 70 Ωcm or less, particularly preferably 50 Ωcm or less suitable for an aluminum electrolytic capacitor for low pressure is used. By using this electrolytic solution, it is possible to obtain an aluminum electrolytic capacitor having a low impedance characteristic and having a very long life, in particular, a safety valve that does not open even after 8000 hours of 105 ° C. no-load test.

本発明の電解液では、アジピン酸に加えて、電解質として作用しうるアゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、トリデカン二酸、及びテトラデカン二酸から成る群から選択された少なくとも1種の長鎖ジカルボン酸を溶解するのが好ましい。これらの長鎖ジカルボン酸は、単独で使用しても良く、2種以上を混合して使用しても良く、酸の形態で上記混合溶媒に溶解させることができ、後に詳述する疎水性置換基を有する第1級アミン及び/又は第2級アミンとの塩の形態で上記混合溶媒に溶解させることもできる。これらの長鎖ジカルボン酸は、単に電解質として作用しているだけでなく、疎水性置換基を有する第1級アミン及び/又は第2級アミンと同様に、陽極及び陰極からのアルミニウムの溶出を抑制することがわかっている。この抑制作用は、これらの長鎖ジカルボン酸がアルミニウム電解コンデンサの陽極及び陰極の表面に付着して保護層を形成することによりもたらされていると考えられる。   In the electrolytic solution of the present invention, in addition to adipic acid, at least one selected from the group consisting of azelaic acid, sebacic acid, undecanedioic acid, dodecanedioic acid, tridecanedioic acid, and tetradecanedioic acid that can act as an electrolyte It is preferable to dissolve the long-chain dicarboxylic acid. These long-chain dicarboxylic acids may be used alone or in combination of two or more, and can be dissolved in the above mixed solvent in the form of an acid. It can also be dissolved in the mixed solvent in the form of a salt with a primary amine and / or a secondary amine having a group. These long-chain dicarboxylic acids not only act as electrolytes, but also suppress elution of aluminum from anodes and cathodes, as do primary and / or secondary amines with hydrophobic substituents. I know you will. This inhibitory action is considered to be brought about by these long-chain dicarboxylic acids adhering to the surfaces of the anode and cathode of the aluminum electrolytic capacitor to form a protective layer.

特にアゼライン酸は、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、トリデカン二酸、及びテトラデカン二酸と比較して、上記混合溶媒への溶解量が多く、電解液の低比抵抗化にも貢献するため好ましい。アゼライン酸は、アジピン酸の約1/4の質量まで電解液に添加することができる。セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、トリデカン二酸、及びテトラデカン二酸は、アゼライン酸に比較して上記混合溶媒に溶解しにくいため、電解液の低比抵抗化の点では不利であるが、50℃での飽和溶解量まで電解液に添加することができる。特に、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、トリデカン二酸は、アゼライン酸のモル量の約1/10だけ電解液中に添加しただけでアルミニウム電解コンデンサを長寿命へと導くため経済的に有利であり、約2倍モル量のセバシン酸又はテトラデカン二酸よりも優れた溶出抑制効果を示すため好ましい。   In particular, azelaic acid is more soluble in the above mixed solvent and contributes to lowering the resistivity of the electrolyte compared to sebacic acid, undecanedioic acid, dodecanedioic acid, tridecanedioic acid, and tetradecanedioic acid. Therefore, it is preferable. Azelaic acid can be added to the electrolyte up to about ¼ mass of adipic acid. Although sebacic acid, undecanedioic acid, dodecanedioic acid, tridecanedioic acid, and tetradecanedioic acid are less soluble in the above mixed solvent compared to azelaic acid, they are disadvantageous in terms of reducing the specific resistance of the electrolyte. , And can be added to the electrolytic solution up to a saturated dissolution amount at 50 ° C. In particular, undecanedioic acid, dodecanedioic acid, and tridecanedioic acid are economically advantageous because they lead to an aluminum electrolytic capacitor having a long life by adding only about 1/10 of the molar amount of azelaic acid to the electrolyte. , Which is preferable because it exhibits an elution suppression effect superior to that of about 2 times the molar amount of sebacic acid or tetradecandioic acid.

本発明の電解液では、アジピン酸との塩を構成可能な塩基性化合物として、疎水性置換基を有する第1級アミン及び/又は第2級アミンのみを使用し、このアミンによって電解液のpHを5.6〜7.0、好ましくは5.7〜6.4の範囲に調整する。疎水性置換基を有する第1級アミン及び/又は第2級アミンも、単独で使用しても良く、2種以上を混合して使用しても良く、アミンの形態で上記混合溶媒に溶解させることができ、少なくとも一部をアジピン酸及び/又は上述した長鎖ジカルボン酸との塩の形態で電解液に導入することもできる。pHが5.6未満であるか或いは7.0より大きいと、電極箔の劣化により電解コンデンサに対する長寿命化の要請に応えられない場合がある。また、pHが7.0より大きいと、初期の漏れ電流が大きくなるため好ましくない。   In the electrolytic solution of the present invention, only a primary amine and / or secondary amine having a hydrophobic substituent is used as a basic compound capable of forming a salt with adipic acid, and the pH of the electrolytic solution is increased by this amine. In the range of 5.6 to 7.0, preferably 5.7 to 6.4. A primary amine and / or a secondary amine having a hydrophobic substituent may be used alone or in admixture of two or more, and dissolved in the above mixed solvent in the form of an amine. It is also possible to introduce at least part of the electrolyte into the electrolyte in the form of a salt with adipic acid and / or the above-mentioned long-chain dicarboxylic acid. If the pH is less than 5.6 or greater than 7.0, the electrode foil may not be able to meet the demand for longer life due to the deterioration of the electrode foil. On the other hand, if the pH is higher than 7.0, the initial leakage current increases, which is not preferable.

本発明では、アジピン酸との塩を構成可能な塩基性化合物として、アンモニアを使用せず、ヒドロキシルアルキル基などの非疎水性置換基を有するアミン(ヒドロキシルアミン、ジエタノールアミン、トリスヒドロキシメチルアミノメタンなど)を使用せず、第3級アミン(トリメチルアミン、トリエチルアミンなど)を使用しない。疎水性置換基を有する第1級アミン及び第2級アミンは、第3級アミンに比較して電解液の比抵抗を上昇させる作用が少ない(実施例1〜4及び比較例4参照)。電解液の比抵抗を上昇させる作用が大きい第3級アミンを使用して低比抵抗を有する電解液を得ようとすると、より多くの水及びアジピン酸が必要となる。しかし、この増量した水及びアジピン酸は電極箔を劣化させる。したがって、低比抵抗を有する電解液を得るためには、第1級アミン及び/又は第2級アミンの使用が好ましい。また、図1に示したように、疎水性置換基を有する第1級アミン及び第2級アミンは、アルミニウム電解コンデンサの電極箔からのアルミニウムの溶出を効果的に抑制する。   In the present invention, as a basic compound capable of forming a salt with adipic acid, ammonia is not used and an amine having a non-hydrophobic substituent such as a hydroxylalkyl group (hydroxylamine, diethanolamine, trishydroxymethylaminomethane, etc.) And tertiary amines (trimethylamine, triethylamine, etc.) are not used. Primary amines and secondary amines having a hydrophobic substituent have less effect of increasing the specific resistance of the electrolyte compared to tertiary amines (see Examples 1 to 4 and Comparative Example 4). In order to obtain an electrolytic solution having a low specific resistance by using a tertiary amine having a large effect of increasing the specific resistance of the electrolytic solution, more water and adipic acid are required. However, this increased amount of water and adipic acid degrade the electrode foil. Therefore, in order to obtain an electrolytic solution having a low specific resistance, it is preferable to use a primary amine and / or a secondary amine. Moreover, as shown in FIG. 1, the primary amine and the secondary amine having a hydrophobic substituent effectively suppress the elution of aluminum from the electrode foil of the aluminum electrolytic capacitor.

第1級アミンの例としては、アルキルアミン、例えば、メチルアミン、エチルアミン、n−プロピルアミン、イソプロピルアミン、n−ブチルアミン、イソブチルアミン、t−ブチルアミン;アリールアミン、例えば、アニリン、キシリルアミン、1−ナフチルアミンを挙げることができる。第2級アミンの例としては、ジアルキルアミン、例えば、ジメチルアミン、ジエチルアミン、N−メチルエチルアミン、メチルn−プロピルアミン、メチルイソプロピルアミン、エチルn−プロピルアミン、エチルイソプロピルアミン、ジn−プロピルアミン、ジイソプロピルアミン、ジn−ブチルアミン、N−エチルイソブチルアミン、ジt−ブチルアミン;ジアリールアミン、例えば、ジフェニルアミン、ジキシリルアミン、N−フェニルナフチルアミン;アルキルアリールアミン、例えば、N−メチルフェニルアミン、N−エチルフェニルアミン、N−メチルナフチルアミン;脂環式アミン、例えば、アジリジン、アゼチジン、ピロリジン、ピペリジン;を挙げることができる。   Examples of primary amines include alkylamines such as methylamine, ethylamine, n-propylamine, isopropylamine, n-butylamine, isobutylamine, t-butylamine; arylamines such as aniline, xylylamine, 1-naphthylamine Can be mentioned. Examples of secondary amines include dialkylamines such as dimethylamine, diethylamine, N-methylethylamine, methyl n-propylamine, methylisopropylamine, ethyl n-propylamine, ethylisopropylamine, di-n-propylamine, Diisopropylamine, di-n-butylamine, N-ethylisobutylamine, di-t-butylamine; diarylamines such as diphenylamine, dixylylamine, N-phenylnaphthylamine; alkylarylamines such as N-methylphenylamine, N-ethylphenylamine , N-methylnaphthylamine; alicyclic amines such as aziridines, azetidines, pyrrolidines, piperidines;

なかでも、アジピン酸との塩を構成可能な塩基性化合物として、モノメチルアミン、モノエチルアミン及びジメチルアミンからなる群から選択された少なくとも1種の化合物を使用するのが好ましい。これらのアミンは、他の疎水性置換基を有する第1級アミン及び/又は第2級アミンに比較して、低い比抵抗を示す電解液を与え、塩基性化合物としてアンモニアを使用した電解液と略同等の比抵抗を示す電解液を与える。   Especially, it is preferable to use at least 1 sort (s) of compounds selected from the group which consists of a monomethylamine, a monoethylamine, and a dimethylamine as a basic compound which can comprise a salt with adipic acid. These amines provide electrolytes that exhibit a lower specific resistance than primary amines and / or secondary amines having other hydrophobic substituents, and electrolytes that use ammonia as a basic compound; An electrolytic solution exhibiting substantially the same specific resistance is provided.

本発明のアルミニウム電解コンデンサ用電解液は、さらに、水溶液中でリンオキソ酸イオンを生成可能なリンオキソ酸イオン生成性化合物を含有する。   The electrolytic solution for an aluminum electrolytic capacitor of the present invention further contains a phosphorus oxoacid ion generating compound capable of generating phosphorus oxoacid ions in an aqueous solution.

リンオキソ酸イオン生成性化合物としては、リン酸、亜リン酸、次亜リン酸、ホスホン酸、ホスフィン酸、及びこれらと疎水性置換基を有する第1級アミン及び/又は第2級アミンとの塩;リン酸及びアルキルリン酸のエステル、ホスホン酸及びジホスホン酸のエステル及び誘導体、ホスフィン酸エステル、及びこれらと疎水性置換基を有する第1級アミン及び/又は第2級アミンとの塩;並びにこれらの縮合体及びこれらの縮合体と疎水性置換基を有する第1級アミン及び/又は第2級アミンとの塩から選択して使用することができる。リンオキソ酸イオン生成性化合物としての塩も、疎水性置換基を有する第1級アミン及び/又は第2級アミンとの塩が選択され、塩を構成する第1級アミン及び/又は第2級アミンは上で例示したものを使用することができる。   Examples of the phosphorus oxoacid ion-generating compound include phosphoric acid, phosphorous acid, hypophosphorous acid, phosphonic acid, phosphinic acid, and salts thereof with a primary amine and / or a secondary amine having a hydrophobic substituent. Esters of phosphoric acid and alkyl phosphoric acid, esters and derivatives of phosphonic acid and diphosphonic acid, phosphinic acid esters, and salts of these with primary and / or secondary amines having hydrophobic substituents; and these These condensates and salts of these condensates with primary amines and / or secondary amines having a hydrophobic substituent can be used. The salt as the phosphorus oxoacid ion generating compound is also selected from a primary amine and / or secondary amine having a hydrophobic substituent, and the primary amine and / or secondary amine constituting the salt is selected. Can be those exemplified above.

まず、リンオキソ酸イオン生成性化合物として、リン酸、亜リン酸、次亜リン酸及びこれらと疎水性置換基を有する第1級アミン及び/又は第2級アミンとの塩を用いることができる。リン酸及びその塩は、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、亜リン酸イオン、次亜リン酸イオン、これらの異性体であるホスホン酸イオン、ホスフィン酸イオンを生じ、さらにアルミニウム電解コンデンサの陽極での酸化を介してリン酸イオンを生ずる。   First, phosphoric acid, phosphorous acid, hypophosphorous acid, and salts thereof with a primary amine and / or a secondary amine having a hydrophobic substituent can be used as the phosphorus oxoacid ion generating compound. Phosphoric acid and its salts are decomposed in an aqueous solution to produce phosphate ions. In addition, phosphorous acid, hypophosphorous acid, and salts thereof generate phosphite ions, hypophosphite ions, phosphonate ions and phosphinate ions that are isomers thereof in an aqueous solution, and aluminum Phosphate ions are produced through oxidation at the anode of the electrolytic capacitor.

また、リンオキソ酸イオン生成性化合物として、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及びアルキルリン酸のエステル;ホスホン酸、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及びジホスホン酸、ホスホン酸及びジホスホン酸のエステル及び誘導体;メチルホスフィン酸等のホスフィン酸、ホスフィン酸ブチル等のホスフィン酸エステル;及び、これらと疎水性置換基を有する第1級アミン及び/又は第2級アミンとの塩を使用することができる。これらのうちで好ましいのは、リン酸ジブチル、1−ヒドロキシエチリデン−1,1−ジホスホン酸、又はこれらの塩である。   Further, as a phosphorous acid ion-forming compound, phosphoric acid such as ethyl phosphate, diethyl phosphate, butyl phosphate, dibutyl phosphate, and esters of alkyl phosphoric acid; phosphonic acid, 1-hydroxyethylidene-1,1-diphosphonic acid Phosphonic acids such as aminotrimethylenephosphonic acid and phenylphosphonic acid, esters and derivatives of diphosphonic acid, phosphonic acid and diphosphonic acid; phosphinic acids such as methylphosphinic acid; phosphinic acid esters such as butyl phosphinate; and hydrophobic A salt with a primary amine and / or a secondary amine having a functional substituent can be used. Among these, dibutyl phosphate, 1-hydroxyethylidene-1,1-diphosphonic acid, or salts thereof are preferable.

また、リンオキソ酸イオン生成性化合物として、リン酸の縮合体である縮合リン酸及びこれらと疎水性置換基を有する第1級アミン及び/又は第2級アミンとの塩が用いられる。この縮合リン酸としては、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、及びこのような鎖状、環状の縮合リン酸が結合したものを用いることができる。これらのうちで好ましいのは、ピロリン酸、トリポリリン酸、テトラポリリン酸及びこれらの塩であり、さらに好ましいのは、ピロリン酸、トリポリリン酸及びこれらの塩であり、最も好ましいのは、トリポリリン酸及びその塩とである。   In addition, as the phosphorus oxoacid ion-forming compound, condensed phosphoric acid that is a condensate of phosphoric acid and a salt thereof with a primary amine and / or a secondary amine having a hydrophobic substituent are used. Examples of the condensed phosphoric acid include linear condensed phosphoric acid such as pyrophosphoric acid, tripolyphosphoric acid and tetrapolyphosphoric acid, cyclic condensed phosphoric acid such as metaphosphoric acid and hexametaphosphoric acid, and such chain and cyclic condensed phosphoric acid. An acid bonded one can be used. Of these, pyrophosphoric acid, tripolyphosphoric acid, tetrapolyphosphoric acid and salts thereof are preferable, pyrophosphoric acid, tripolyphosphoric acid and salts thereof are more preferable, and tripolyphosphoric acid and its salts are most preferable. With salt.

さらに、上述のリンオキソ酸イオン生成性化合物の縮合体又はこの縮合体と疎水性置換基を有する第1級アミン及び/又は第2級アミンとの塩を使用することもできる。   Furthermore, a condensate of the above-mentioned phosphooxoate ion-forming compound or a salt of this condensate with a primary amine and / or a secondary amine having a hydrophobic substituent can also be used.

上述のリンオキソ酸イオン生成性化合物は、水溶液中でリン酸イオンを生ずるか、若しくは、亜リン酸イオン、次亜リン酸イオン、これらの異性体であるホスホン酸イオン、ホスフィン酸イオンを生じ、さらにアルミニウム電解コンデンサの陽極での酸化を介してリン酸イオンを生ずる。   The above-mentioned compound for producing a phosphoroxate ion generates a phosphate ion in an aqueous solution, or generates a phosphite ion, a hypophosphite ion, phosphonate ions and phosphinate ions which are isomers thereof, and Phosphate ions are generated through oxidation at the anode of the aluminum electrolytic capacitor.

これらの中でも、容易にリン酸イオンを生ずるリン酸及びリン酸と疎水性置換基を有する第1級アミン及び/又は第2級アミンとの塩、縮合リン酸、及びリン酸の誘導体、例えばリン酸及びアルキルリン酸のエステル、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じるリン酸、ピロリン酸、トリポリリン酸等の直鎖状の縮合リン酸及びこの縮合リン酸と疎水性置換基を有する第1級アミン及び/又は第2級アミンとの塩も好ましい。なお、これらのリンオキソ酸イオン生成性化合物以外でも、水溶液中でリンオキソ酸イオンを生ずる物質であり、且つ、塩である場合には、塩を構成する塩基性化合物として疎水性置換基を有する第1級アミン及び/又は第2級アミンのみを含む物質であれば、本発明の効果を得ることができる。   Among these, phosphoric acid that easily generates phosphate ions and salts of phosphoric acid with a primary amine and / or secondary amine having a hydrophobic substituent, condensed phosphoric acid, and phosphoric acid derivatives such as phosphorus Acids and esters of alkyl phosphoric acids are preferred. Furthermore, linear condensed phosphoric acid such as phosphoric acid, pyrophosphoric acid, tripolyphosphoric acid, etc., which generate a large amount of phosphate ions relatively quickly with respect to the added amount, and a primary class having this condensed phosphoric acid and a hydrophobic substituent Also preferred are salts with amines and / or secondary amines. In addition to these phosphorus oxoacid ion-forming compounds, substances that generate phosphorus oxoacid ions in an aqueous solution, and in the case of a salt, a first compound having a hydrophobic substituent as a basic compound constituting the salt. If it is a substance containing only a secondary amine and / or a secondary amine, the effect of the present invention can be obtained.

リンオキソ酸イオン生成性化合物も、単独の化合物を使用しても良く、2種以上の化合物を使用しても良い。リンオキソ酸イオン生成性化合物の量は、電解液全体の0.01〜5.0質量%、好ましくは0.2〜3.0質量%である。この範囲外では効果が低減する。   A single compound or two or more compounds may be used as the phosphorus oxoacid ion-forming compound. The amount of the phosphorus oxoacid ion-forming compound is 0.01 to 5.0% by mass, preferably 0.2 to 3.0% by mass, based on the entire electrolytic solution. Outside this range, the effect is reduced.

アルミニウム電解コンデンサ用電解液は、さらに、アルミニウムに配位することにより水溶性アルミニウムキレート錯体を形成可能なキレート化剤を含有する。   The electrolytic solution for an aluminum electrolytic capacitor further contains a chelating agent capable of forming a water-soluble aluminum chelate complex by coordination with aluminum.

上記キレート化剤としては、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、アルミノン、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、タンニン酸等のタンニン類、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(NTA)、グリコールエーテルジアミン四酢酸(GEDTA)、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、及びこれらと疎水性置換基を有する第1級アミン及び/又は第2級アミンとの塩を挙げることができる。キレート化剤としての塩も、疎水性置換基を有する第1級アミン及び/又は第2級アミンとの塩が選択され、塩を構成する第1級アミン及び/又は第2級アミンは上で例示したものを使用することができる。   Examples of the chelating agent include citric acid, tartaric acid, gluconic acid, malic acid, lactic acid, glycolic acid, α-hydroxybutyric acid, hydroxymalonic acid, α-methylmalic acid, α-hydroxycarboxylic acids such as dihydroxytartaric acid, γ- Resorcylic acid, β-resorcylic acid, trihydroxybenzoic acid, hydroxyphthalic acid, dihydroxyphthalic acid, phenol tricarboxylic acid, aluminone, eriochrome cyanine R and other aromatic hydroxycarboxylic acids, sulfosalicylic acid and other sulfocarboxylic acids, tannic acid, etc. Tannins, guanidines such as dicyandiamide, saccharides such as galactose and glucose, lignins such as lignosulfonate, and ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), nitrilotriacetic acid (NTA), glycol etherdiaminetetraacetic acid (GED) TA), aminopolycarboxylic acids such as diethylenetriaminepentaacetic acid (DTPA), hydroxyethylethylenediaminetriacetic acid (HEDTA), triethylenetetraminehexaacetic acid (TTHA), and primary amines having hydrophobic substituents therewith and / or Mention may be made of salts with secondary amines. As the chelating agent, a salt with a primary amine and / or secondary amine having a hydrophobic substituent is also selected, and the primary amine and / or secondary amine constituting the salt is as above. What was illustrated can be used.

これらのうちで好ましいのは、アルミニウムとのキレート錯体を形成しやすい、タンニン酸、トリヒドロキシ安息香酸、クエン酸、酒石酸、グルコン酸、アウリントリカルボン酸、γ−レゾルシル酸、DTPA、EDTA、GEDTA、HEDTA、TTHA、及びこれらと疎水性置換基を有する第1級アミン及び/又は第2級アミンとの塩であり、さらに好ましいのは、タンニン酸、トリヒドロキシ安息香酸、クエン酸、酒石酸、γ−レゾルシル酸及びアウリントリカルボン酸、DTPA、GEDTA、HEDTA、TTHA、及びこれらと疎水性置換基を有する第1級アミン及び/又は第2級アミンとの塩である。   Among these, tannic acid, trihydroxybenzoic acid, citric acid, tartaric acid, gluconic acid, aurintricarboxylic acid, γ-resorcylic acid, DTPA, EDTA, GEDTA, HEDTA, which can easily form a chelate complex with aluminum, are preferable. , TTHA, and salts of these with a primary amine and / or secondary amine having a hydrophobic substituent, and more preferred are tannic acid, trihydroxybenzoic acid, citric acid, tartaric acid, and γ-resorcil. Acids and aurintricarboxylic acids, DTPA, GEDTA, HEDTA, TTHA, and salts of these with primary and / or secondary amines having a hydrophobic substituent.

これらのキレート化剤も、単一の化合物を使用しても良く、2種以上の化合物を使用しても良い。そして、これらのキレート化剤の添加量は、電解液全体の0.01〜3.0質量%、好ましくは0.1〜2.0質量%である。この範囲外では効果が低減する。   As these chelating agents, a single compound may be used, or two or more compounds may be used. And the addition amount of these chelating agents is 0.01-3.0 mass% of the whole electrolyte solution, Preferably it is 0.1-2.0 mass%. Outside this range, the effect is reduced.

電解液作成時に添加するキレート化剤とリンオキソ酸イオン生成性化合物は、電解液中のキレート化剤とリンオキソ酸イオンが、モル比にしてキレート化剤:リンオキソ酸イオン=1:20〜3:1、好ましくは、1:10〜1:1になるように添加される。キレート化剤がこの比率より少ないとアルミニウム電解コンデンサの漏れ電流特性が低下する。また、キレート化剤がこの比率より多いと、理由は定かではないがアルミニウム電解コンデンサの高温寿命特性が劣化する。   The chelating agent and the phosphorus oxoacid ion-forming compound to be added at the time of preparing the electrolytic solution are such that the chelating agent and the phosphorus oxoacid ion in the electrolytic solution are in a molar ratio of chelating agent: phosphoric acid ion = 1: 20-3: 1. Preferably, it is added so that it may become 1: 10-1: 1. When the chelating agent is less than this ratio, the leakage current characteristic of the aluminum electrolytic capacitor is degraded. Moreover, when there are more chelating agents than this ratio, although the reason is not certain, the high temperature life characteristic of an aluminum electrolytic capacitor will deteriorate.

電解液にアルミニウムイオンが共存すれば、上記キレート化剤とリンオキソ酸イオン生成性化合物から生成したリンオキソ酸イオンとアルミニウムイオンとの反応により、リンオキソ酸イオンと水溶性アルミニウムキレート錯体との結合体が電解液中に形成される。アルミニウム塩などの添加により電解液に予めアルミニウムイオンを含有させることにより、電解液中にリンオキソ酸イオンと水溶性アルミニウムキレート錯体との結合体を形成させ、この電解液をアルミニウム電解コンデンサ内に導入することができる。しかしながら、キレート化剤とリンオキソ酸イオン生成性化合物を含有しているがアルミニウムイオンを含有していない電解液をアルミニウム電解コンデンサ内に導入しても、アルミニウムイオンが電極箔から溶出するため、アルミニウム電解コンデンサ内の電解液にはリンオキソ酸イオンと水溶性アルミニウムキレート錯体との結合体が含まれることになる。そして、この結合体が電解液に溶解した状態或いは電極箔に付着した状態で電解液中のリンオキソ酸イオンと化学平衡を保ち、電解液中のリンオキソ酸イオンを適量に保つ。その結果、電解液中のリンオキソ酸イオンと結合体中のリンオキソ酸イオンが、コンデンサの放置後長期間にわたって検出される。この電解液中に適量存在するリンオキソ酸イオンが、陽極及び陰極のアルミニウムの溶解、アルミニウムの水酸化物等の生成を抑制し、水素の発生を抑制するので、アルミニウム電解コンデンサの放置特性が向上する。そして、本発明の電解液では、この結合体と疎水性置換基を有する第1級アミン及び/又は第2級アミンとの複合効果により、さらには、上記結合体と疎水性置換基を有する第1級アミン及び/又は第2級アミンとアゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、トリデカン二酸、及びテトラデカン二酸から選択された長鎖ジカルボン酸との複合効果により、陽極及び陰極のアルミニウムの溶解、水酸化物等の生成及び水素ガスの発生が驚くほど抑制される。   If aluminum ions coexist in the electrolytic solution, the conjugate of the phosphoroxoacid ion and the water-soluble aluminum chelate complex is electrolyzed by the reaction between the above-mentioned chelating agent and the phosphorusoxoacid ion generated from the compound capable of forming the phosphorusoxoacid ion and the aluminum ion. Formed in the liquid. By adding aluminum ions in advance to the electrolytic solution by adding an aluminum salt or the like, a combined body of a phosphoroxo acid ion and a water-soluble aluminum chelate complex is formed in the electrolytic solution, and this electrolytic solution is introduced into the aluminum electrolytic capacitor. be able to. However, even if an electrolytic solution containing a chelating agent and a compound capable of forming a phosphorus oxoacid ion but not containing aluminum ions is introduced into the aluminum electrolytic capacitor, the aluminum ions are eluted from the electrode foil. The electrolytic solution in the capacitor contains a conjugate of a phosphoroxoacid ion and a water-soluble aluminum chelate complex. And in the state which this conjugate | bonded body melt | dissolved in electrolyte solution, or the state adhered to electrode foil, a chemical equilibrium is maintained with the phosphorus oxo acid ion in electrolyte solution, and the phosphorus oxo acid ion in electrolyte solution is maintained in a suitable quantity. As a result, the phosphorus oxoacid ion in the electrolytic solution and the phosphorus oxoacid ion in the conjugate are detected over a long period of time after leaving the capacitor. Phosphooxo ion present in an appropriate amount in the electrolyte suppresses dissolution of aluminum on the anode and cathode, generation of aluminum hydroxide, etc., and suppresses generation of hydrogen, thereby improving the standing characteristics of the aluminum electrolytic capacitor. . In the electrolytic solution of the present invention, the combined effect of the conjugate and the primary amine and / or the secondary amine having a hydrophobic substituent further causes the conjugate and the hydrophobic substituent. Due to the combined effect of primary amines and / or secondary amines with long-chain dicarboxylic acids selected from azelaic acid, sebacic acid, undecanedioic acid, dodecanedioic acid, tridecanedioic acid and tetradecanedioic acid, the anode and cathode The dissolution of aluminum, the formation of hydroxides and the generation of hydrogen gas are surprisingly suppressed.

本発明のアルミニウム電解コンデンサ用電解液は、本発明の効果に悪影響を与えない範囲内で、上述の各成分に加えて他の成分を含んでいても良い。   The electrolytic solution for an aluminum electrolytic capacitor of the present invention may contain other components in addition to the above-described components within a range that does not adversely affect the effects of the present invention.

例えば、本発明の電解液の溶媒は、水とエチレングリコールのみから成るのが好ましいが、本発明の効果に悪影響を与えない少量であれば、他の有機溶媒、例えば、プロトン性極性溶媒である一価アルコール(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(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)、非プロトン性溶媒であるアミド類(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、ヘキサメチルホスホリックアミド等)、ラクトン類、環状アミド類、カーボネート類(γ−ブチロラクトン、N−メチル−2−ピロリドン、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)、オキシド類(ジメチルスルホキシド等)が1種以上含まれていても良い。   For example, the solvent of the electrolytic solution of the present invention is preferably composed only of water and ethylene glycol, but if it is a small amount that does not adversely affect the effects of the present invention, it is another organic solvent such as a protic polar solvent. Monohydric alcohols (methanol, ethanol, propanol, butanol, hexanol, cyclohexanol, cyclopentanol, benzyl alcohol, etc.), polyhydric alcohols and oxyalcohol compounds (propylene glycol, glycerin, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, 1,3- Butanediol, methoxypropylene glycol and the like), amides which are aprotic solvents (N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, N-ethylformamide, N, N-diethylformamide, N-methylacetamide, hexamethylphosphoric acid) 1) lactones, cyclic amides, carbonates (γ-butyrolactone, N-methyl-2-pyrrolidone, ethylene carbonate, propylene carbonate, etc.), nitriles (acetonitrile), oxides (dimethyl sulfoxide, etc.) More than one species may be included.

また、本発明の電解液のカルボン酸電解質は、アジピン酸のみ或いはアジピン酸と上記長鎖ジカルボン酸の混合物のみから成るのが好ましいが、本発明の効果に悪影響を与えない少量であれば、これらの化合物以外のカルボン酸、例えば、酢酸、ブタン酸、コハク酸、ピメリン酸、マロン酸、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、1,6−デカンジカルボン酸、5,6−デカンジカルボン酸等の分枝状デカンジカルボン酸、1,7−オクタンジカルボン酸等の分枝状オクタンジカルボン酸が1種以上含まれていても良い。   In addition, the carboxylic acid electrolyte of the electrolytic solution of the present invention is preferably composed of only adipic acid or a mixture of adipic acid and the above long-chain dicarboxylic acid, but these may be used in small amounts that do not adversely affect the effects of the present invention. Carboxylic acids other than these compounds, such as acetic acid, butanoic acid, succinic acid, pimelic acid, malonic acid, benzoic acid, isophthalic acid, phthalic acid, terephthalic acid, maleic acid, toluic acid, enanthic acid, 1,6-decanedicarboxylic acid 1 or more types of branched octane dicarboxylic acids, such as acid, branched decanedicarboxylic acid, such as 5, 6- decanedicarboxylic acid, and 1,7-octane dicarboxylic acid, may be contained.

また、カルボン酸以外の電解質として、ホウ酸、ホウ酸と多価アルコールより得られるホウ酸の多価アルコール錯化合物、炭酸、ケイ酸等の無機酸を含んでいても良く、耐電圧の向上を図る目的で、マンニット、ノニオン性界面活性剤、コロイダルシリカ等を電解液に添加しても良い。   Further, as an electrolyte other than carboxylic acid, it may contain boric acid, a polyhydric alcohol complex compound of boric acid obtained from boric acid and polyhydric alcohol, an inorganic acid such as carbonic acid and silicic acid, and improve the withstand voltage. For the purpose, mannitol, nonionic surfactant, colloidal silica or the like may be added to the electrolytic solution.

さらに、特に高温下で急激に発生する水素を吸収する目的で、p−ニトロフェノール、m−ニトロフェノール、o−ニトロフェノール、p−ニトロ安息香酸、m−ニトロ安息香酸、o−ニトロ安息香酸、p−ニトロアニソール、m−ニトロアニソール、o−ニトロアニソールなどのニトロ化合物を含んでいても良い。   Furthermore, for the purpose of absorbing hydrogen generated rapidly particularly at high temperatures, p-nitrophenol, m-nitrophenol, o-nitrophenol, p-nitrobenzoic acid, m-nitrobenzoic acid, o-nitrobenzoic acid, Nitro compounds such as p-nitroanisole, m-nitroanisole and o-nitroanisole may be included.

本発明のアルミニウム電解コンデンサ用電解液は、水とエチレングリコールとから成る混合溶媒に、カルボン酸電解質としてのアジピン酸と、アジピン酸との塩を構成可能な疎水性置換基を有する第1級アミン及び/又は第2級アミンと、水溶液中でリンオキソ酸イオンを生成可能なリンオキソ酸イオン生成性化合物と、アルミニウムに配位することにより水溶性アルミニウムキレート錯体を形成可能なキレート化剤を、必要に応じて、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、トリデカン二酸、及びテトラデカン二酸から選択された長鎖ジカルボン酸及び/又は他の添加物と共に溶解することによって得ることができる。電解液のpHは、アジピン酸等の酸成分及び疎水性置換基を有する第1級アミン及び/又は第2級アミンの量を調整することにより、5.6〜7.0、好ましくは5.7〜6.4の範囲に調整される。   The electrolytic solution for an aluminum electrolytic capacitor of the present invention is a primary amine having a hydrophobic substituent capable of forming a salt of adipic acid and adipic acid as a carboxylic acid electrolyte in a mixed solvent composed of water and ethylene glycol. And / or a secondary amine, a phosphorus oxo acid ion generating compound capable of generating a phosphorus oxo acid ion in an aqueous solution, and a chelating agent capable of forming a water-soluble aluminum chelate complex by coordination with aluminum. Accordingly, it can be obtained by dissolving with a long chain dicarboxylic acid selected from azelaic acid, sebacic acid, undecanedioic acid, dodecanedioic acid, tridecanedioic acid, and tetradecanedioic acid and / or other additives. The pH of the electrolytic solution is adjusted to 5.6 to 7.0, preferably 5. by adjusting the amount of primary component and / or secondary amine having an acid component such as adipic acid and a hydrophobic substituent. It is adjusted to a range of 7 to 6.4.

上述の本発明のアルミニウム電解コンデンサ用電解液は、陽極と、陰極と、陽極と陰極との間に配置された電解液を保持したセパレータとを備えたアルミニウム電解コンデンサにおいて好適に使用される。   The above-described electrolytic solution for an aluminum electrolytic capacitor of the present invention is suitably used in an aluminum electrolytic capacitor that includes an anode, a cathode, and a separator that holds the electrolytic solution disposed between the anode and the cathode.

陽極及び陰極を構成する高純度アルミニウム箔には、その表面積を増大させるため、化学的或いは電気化学的なエッチング処理が施され、次いで、陽極を構成するアルミニウム箔に対して化成処理が施され、表面に酸化アルミニウム皮膜が形成される。化成処理は、ホウ酸アンモニウム水溶液、アジピン酸アンモニウム水溶液、リン酸アンモニウム水溶液等の化成液を使用して行われる。   The high-purity aluminum foil constituting the anode and the cathode is subjected to chemical or electrochemical etching treatment in order to increase its surface area, and then subjected to chemical conversion treatment on the aluminum foil constituting the anode, An aluminum oxide film is formed on the surface. The chemical conversion treatment is performed using a chemical conversion solution such as an ammonium borate aqueous solution, an ammonium adipate aqueous solution, or an ammonium phosphate aqueous solution.

このようにして得られた陽極及び陰極間に、マニラ麻、クラフト紙等のセパレータを介在させてコンデンサ素子を形成し、このコンデンサ素子に本発明のアルミニウム電解コンデンサ用電解液を含浸させ、さらに密封ケース内に収容してアルミニウム電解コンデンサを構成する。   A capacitor element is formed by interposing a separator such as Manila hemp or kraft paper between the anode and the cathode thus obtained, and the capacitor element is impregnated with the electrolytic solution for an aluminum electrolytic capacitor of the present invention, and further a sealed case An aluminum electrolytic capacitor is configured by being housed inside.

以下に本発明の実施例を示すが、本発明は以下の実施例に限定されない。   Examples of the present invention are shown below, but the present invention is not limited to the following examples.

アルミニウム電解コンデンサの作成
純度99.9%の帯状のアルミニウム箔にエッチング処理を施して拡面処理した後、アルミニウム箔をアジピン酸アンモニウム溶液(濃度:150g/L、pH4.7〜7.0)で化成電圧13Vの条件で30分間化成処理し、表面に酸化アルミニウム皮膜を形成した。
Preparation of Aluminum Electrolytic Capacitor A strip-shaped aluminum foil having a purity of 99.9% was subjected to etching treatment and surface expansion treatment, and then the aluminum foil was treated with an ammonium adipate solution (concentration: 150 g / L, pH 4.7 to 7.0). Chemical conversion treatment was performed for 30 minutes under the condition of a conversion voltage of 13 V to form an aluminum oxide film on the surface.

上記陽極と、純度99.9%の帯状のアルミニウム箔にエッチング処理を施して拡面処理した陰極とを、マニラ麻のセパレータを介して巻回し、以下の表1〜表5に示す電解液を含浸させ、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して電解コンデンサの封口を行い、径10mm、高さ20mm、定格6.3V、2200μFのアルミニウム電解コンデンサを作成した。なお、表1〜表5に示す電解液におけるアジピン酸その他の溶質はいずれも50℃の電解液に完全に溶解していた。   The above anode and a cathode that has been subjected to an etching treatment on a strip-shaped aluminum foil having a purity of 99.9% are wound through a separator of Manila hemp, and impregnated with electrolytes shown in Tables 1 to 5 below. And place it in an outer case made of cylindrical aluminum with a bottom, insert a sealing body made of butyl rubber into the opening end of the outer case, and further squeeze the end of the outer case to seal the electrolytic capacitor An aluminum electrolytic capacitor having a diameter of 10 mm, a height of 20 mm, a rating of 6.3 V, and 2200 μF was prepared. In addition, all the adipic acid and other solutes in the electrolytic solutions shown in Tables 1 to 5 were completely dissolved in the electrolytic solution at 50 ° C.

アルミニウム電解コンデンサの特性評価
得られたアルミニウム電解コンデンサについて、初期の120Hzにおける静電容量及び誘電損失(tanδ)、インピーダンス、2分後における漏れ電流と、105℃無負荷試験8000時間経過後の誘電損失とを評価した。また、105℃無負荷試験8000時間前に開弁に至ったコンデンサについては、開弁に至った時間を寿命として記録した。105℃無負荷試験前後の誘電損失の変化率が大きいほどコンデンサの寿命が短くなる傾向にある。また、誘電損失の変化率が200%を超えると、その後早期に開弁に至ることもわかっている。
Characteristic Evaluation of Aluminum Electrolytic Capacitor With respect to the obtained aluminum electrolytic capacitor, initial capacitance and dielectric loss (tan δ) at 120 Hz, impedance, leakage current after 2 minutes, and dielectric loss after 8000 hours of 105 ° C. no-load test And evaluated. Moreover, about the capacitor | condenser which reached valve opening before 105 degreeC no-load test 8000 hours, the time which reached valve opening was recorded as a lifetime. The larger the rate of change of dielectric loss before and after the 105 ° C. no-load test, the shorter the life of the capacitor. It has also been found that when the rate of change in dielectric loss exceeds 200%, the valve opens sooner thereafter.

(1)塩基性化合物の種類の影響
アジピン酸との塩を構成可能な塩基性化合物の種類が異なる電解液を使用してアルミニウム電解コンデンサを作成し、特性評価を行った。以下の表1に、各アルミニウム電解コンデンサに使用した電解液の組成、塩基性化合物の種類、電解液の30℃でのpHと比抵抗、アルミニウム電解コンデンサの初期の静電容量、インピーダンス、漏れ電流及び誘電損失(tanδ)、105℃無負荷試験8000時間後の誘電損失、8000時間経過前後の誘電損失の変化率及びコンデンサが開弁した場合には開弁に至った時間をまとめて示す。
(1) Influence of the kind of a basic compound The aluminum electrolytic capacitor was created using the electrolyte solution from which the kind of basic compound which can comprise a salt with adipic acid differs, and the characteristic evaluation was performed. Table 1 below shows the composition of the electrolytic solution used for each aluminum electrolytic capacitor, the type of basic compound, the pH and specific resistance of the electrolytic solution at 30 ° C., the initial capacitance, impedance, and leakage current of the aluminum electrolytic capacitor. And dielectric loss (tan δ), dielectric loss after 8000 hours of 105 ° C. no-load test, change rate of dielectric loss before and after 8000 hours, and time when the capacitor is opened are collectively shown.

Figure 2012084568
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電解液中に、疎水性置換基を有する第2級アミンとしてのジメチルアミンと、リン酸とジエチレントリアミン五酢酸と電極箔から溶出したアルミニウムイオンとから形成されるリンオキソ酸イオンと水溶性アルミニウムキレート錯体との結合体(以下、リンオキソ酸イオンと水溶性アルミニウムキレート錯体との結合体を、単に「結合体」と表す。)とを含む実施例1のコンデンサは、105℃無負荷試験8000時間経過後も安全弁が開弁せず、誘電損失の変化も少なかった。また、電解液中に疎水性置換基を有する第1級アミン又は第2級アミンと結合体との両方を含む実施例2〜4のコンデンサにおいても、105℃無負荷試験8000時間経過後も安全弁が開弁しなかった。しかしながら、電解液中にジメチルアミンを含むものの結合体を含まない比較例6のコンデンサは、105℃無負荷試験2500時間経過後には開弁した。このことから、電解液中に併存する疎水性置換基を有する第1級アミン又は第2級アミンと結合体との複合効果により、105℃無負荷試験8000時間を超えるコンデンサ寿命がもたらされていることがわかる。なお、コンデンサの寿命試験としては無負荷試験の方が負荷試験より過酷であることが良く知られているが、本発明のコンデンサは、105℃負荷試験においても8000時間を超える極めて長い寿命を示す。   In the electrolyte solution, a phosphoamine ion formed from dimethylamine as a secondary amine having a hydrophobic substituent, phosphoric acid, diethylenetriaminepentaacetic acid, and aluminum ions eluted from the electrode foil, and a water-soluble aluminum chelate complex (Hereinafter, a conjugate of a phosphorus oxoacid ion and a water-soluble aluminum chelate complex is simply referred to as a “conjugate”). The safety valve did not open and the change in dielectric loss was small. Further, in the capacitors of Examples 2 to 4 including both a primary amine or a secondary amine having a hydrophobic substituent in the electrolytic solution and a conjugate, a safety valve even after 8000 hours of 105 ° C. no-load test Did not open. However, the capacitor of Comparative Example 6 containing dimethylamine in the electrolytic solution but not containing the conjugate was opened after 2500 hours of 105 ° C. no-load test. From this, the combined effect of the primary amine or secondary amine having a hydrophobic substituent coexisting in the electrolyte and the conjugate resulted in a capacitor life exceeding 8000 hours at 105 ° C. no load test. I understand that. It is well known that the no-load test is more severe than the load test as the capacitor life test, but the capacitor of the present invention exhibits a very long life exceeding 8000 hours even in the 105 ° C. load test. .

実施例1〜4を比較すると、ジエチルアミンを含む実施例2における電解液は、ジメチルアミン、モノメチルアミン、モノエチルアミンを含む実施例1、3、4における電解液と比較して比抵抗が高かった。実施例1、3、4における電解液は、アンモニアとジメチルアミンとを併用した比較例1、2における電解液と略同等の低い比抵抗を示し、これらの電解液を使用したコンデンサは、105℃無負荷試験8000時間経過前後の誘電損失の変化が小さく、長寿命であった。したがって、コンデンサに対する低インピーダンス化及び長寿命化の要請に答えるためには、モノメチルアミン、モノエチルアミン又はジメチルアミンを塩基性化合物として使用すると有利であることがわかる。   Comparing Examples 1 to 4, the electrolytic solution in Example 2 containing diethylamine had higher specific resistance than the electrolytic solutions in Examples 1, 3, and 4 containing dimethylamine, monomethylamine, and monoethylamine. The electrolytic solutions in Examples 1, 3, and 4 show a low specific resistance substantially equal to the electrolytic solution in Comparative Examples 1 and 2 in which ammonia and dimethylamine are used in combination, and a capacitor using these electrolytic solutions has a temperature of 105 ° C. The change in dielectric loss before and after 8000 hours of no-load test was small and the life was long. Therefore, it can be seen that it is advantageous to use monomethylamine, monoethylamine or dimethylamine as a basic compound in order to meet the demand for lowering the impedance and extending the life of the capacitor.

比較例1〜3は、アジピン酸との塩を構成可能な塩基性化合物として、アンモニア又はアンモニアとジメチルアミンとの混合物を使用した例である。電解液中に塩基性化合物としてアンモニアのみを含む比較例3のコンデンサは、105℃無負荷試験7000時間経過後に開弁した。電解液中にアンモニアとジメチルアミンとが併存している比較例1、2のコンデンサも、105℃無負荷試験8000時間経過後には、誘電損失の変化率が200%を超え、開弁間近であった。このことから、塩基性化合物としてアンモニアを全く使用しないことが有利であることがわかる。   Comparative Examples 1 to 3 are examples in which ammonia or a mixture of ammonia and dimethylamine was used as a basic compound capable of constituting a salt with adipic acid. The capacitor of Comparative Example 3 containing only ammonia as the basic compound in the electrolytic solution was opened after 7000 hours of 105 ° C. no-load test. In the capacitors of Comparative Examples 1 and 2 in which ammonia and dimethylamine coexist in the electrolyte, the rate of change in dielectric loss exceeded 200% after 8000 hours of 105 ° C. no-load test, and it was close to valve opening. It was. This shows that it is advantageous not to use ammonia as a basic compound.

比較例4は、アジピン酸との塩を構成可能な塩基性化合物として、第3級アミンであるトリエチルアミンを使用した例である。比較例4における電解液は、実施例1〜4における電解液の比抵抗よりも一層高い比抵抗を示し、コンデンサに対する低インピーダンス化の要請に答えるためには、第3級アミンの使用は不利であることがわかる。   Comparative Example 4 is an example in which triethylamine, which is a tertiary amine, is used as a basic compound that can form a salt with adipic acid. The electrolyte solution in Comparative Example 4 has a higher specific resistance than the electrolyte solutions in Examples 1 to 4, and the use of a tertiary amine is disadvantageous in order to respond to the demand for lower impedance for the capacitor. I know that there is.

比較例5は、アジピン酸との塩を構成可能な塩基性化合物として、ヒドロキシルアミンを使用した例である。電解液の調製過程で不溶物が発生し、使用可能な電解液が得られなかった。   Comparative Example 5 is an example in which hydroxylamine was used as a basic compound capable of constituting a salt with adipic acid. Insoluble matter was generated in the process of preparing the electrolytic solution, and a usable electrolytic solution could not be obtained.

これらの実施例及び比較例から把握されるように、電解液中に疎水性置換基を有する第1級アミン及び/又は第2級アミンと結合体とを併存させることにより、コンデンサに対する低インピーダンス化及び長寿命化の要請に答えることが可能となった。   As can be understood from these Examples and Comparative Examples, the impedance of the capacitor can be reduced by coexisting a primary amine and / or a secondary amine having a hydrophobic substituent in the electrolyte and a conjugate. And it became possible to answer the request for longer life.

(2)pHの影響
アジピン酸との塩を構成可能な塩基性化合物としてジメチルアミンを使用し、その添加量によってpHを変更した電解液を使用してアルミニウム電解コンデンサを作成し、特性評価を行った。以下の表2に、各アルミニウム電解コンデンサに使用した電解液の組成、塩基性化合物の種類(ジメチルアミン)、電解液の30℃でのpHと比抵抗、アルミニウム電解コンデンサの初期の静電容量、インピーダンス、漏れ電流及び誘電損失(tanδ)、105℃無負荷試験8000時間後の誘電損失、及び8000時間経過前後の誘電損失の変化率をまとめて示す。
(2) Influence of pH Using dimethylamine as a basic compound that can form a salt with adipic acid, using an electrolytic solution whose pH is changed according to the amount added, an aluminum electrolytic capacitor is created and evaluated. It was. Table 2 below shows the composition of the electrolytic solution used for each aluminum electrolytic capacitor, the type of basic compound (dimethylamine), the pH and specific resistance of the electrolytic solution at 30 ° C., the initial capacitance of the aluminum electrolytic capacitor, The impedance, leakage current and dielectric loss (tan δ), dielectric loss after 8000 hours of 105 ° C. no-load test, and change rate of dielectric loss before and after 8000 hours are collectively shown.

Figure 2012084568
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比較例7、8と実施例5〜7との比較から、pHが低すぎても高すぎてもコンデンサの寿命が短縮することがわかる。また、比較例8のコンデンサは、初期に大きな漏れ電流を示した。これらの結果と以下に示す実施例16、17の試験結果とを考慮し、pHの範囲を5.6〜7.0の範囲に調整すべきであることがわかった。   From a comparison between Comparative Examples 7 and 8 and Examples 5 to 7, it can be seen that the life of the capacitor is shortened if the pH is too low or too high. Further, the capacitor of Comparative Example 8 showed a large leakage current in the initial stage. Considering these results and the test results of Examples 16 and 17 shown below, it was found that the pH range should be adjusted to the range of 5.6 to 7.0.

特に、実施例5〜7における電解液は50Ωcm以下の比抵抗を示し、これらの電解液を用いたコンデンサは105℃無負荷試験においても8000時間を超える極めて長い寿命を示した。したがって、これらのコンデンサは現在の要請に十分に答えるものであった。   In particular, the electrolytic solutions in Examples 5 to 7 showed a specific resistance of 50 Ωcm or less, and capacitors using these electrolytic solutions showed an extremely long life exceeding 8000 hours even in a 105 ° C. no-load test. Therefore, these capacitors fully responded to current demands.

(3)水含有量の影響
アジピン酸との塩を構成可能な塩基性化合物としてジメチルアミンを用い、水の含有量を変更した電解液を使用してアルミニウム電解コンデンサを作成し、特性評価を行った。以下の表3に、各アルミニウム電解コンデンサに使用した電解液の組成、塩基性化合物の種類(ジメチルアミン)、電解液の30℃でのpHと比抵抗、アルミニウム電解コンデンサの初期の静電容量、インピーダンス、漏れ電流及び誘電損失(tanδ)、105℃無負荷試験8000時間後の誘電損失、及び8000時間経過前後の誘電損失の変化率をまとめて示す。
(3) Effect of water content Using dimethylamine as a basic compound that can form a salt with adipic acid, using an electrolytic solution with a changed water content, an aluminum electrolytic capacitor was created and evaluated. It was. Table 3 below shows the composition of the electrolytic solution used for each aluminum electrolytic capacitor, the type of basic compound (dimethylamine), the pH and specific resistance of the electrolytic solution at 30 ° C., the initial capacitance of the aluminum electrolytic capacitor, The impedance, leakage current and dielectric loss (tan δ), dielectric loss after 8000 hours of 105 ° C. no-load test, and change rate of dielectric loss before and after 8000 hours are collectively shown.

表3から把握されるように、電解液中の水含有量が増加するにつれて、比抵抗が大幅に減少した。実施例8〜15の全てのコンデンサが、105℃無負荷試験において8000時間を超える極めて長い寿命を示し、水を75%まで増量したコンデンサにおいても開弁は認められなかった。したがって、ジメチルアミンと結合体との複合効果により、極めて長い寿命がもたらされることがわかる。50WV級のコンデンサに対する70Ωcm以下の比抵抗と長寿命への要求を満足するためには、水含有量を35〜70質量%に調整するのが好ましい。   As can be seen from Table 3, the specific resistance significantly decreased as the water content in the electrolyte increased. All the capacitors of Examples 8 to 15 showed a very long life exceeding 8000 hours in the 105 ° C. no-load test, and no valve opening was observed even in the capacitor whose water was increased to 75%. Therefore, it can be seen that the combined effect of dimethylamine and the conjugate provides an extremely long lifetime. In order to satisfy the requirement for a specific resistance of 70 Ωcm or less and a long life for a 50 WV class capacitor, it is preferable to adjust the water content to 35 to 70 mass%.

Figure 2012084568
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Figure 2012084568
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(4)アジピン酸含有量の影響
アジピン酸との塩を構成可能な塩基性化合物としてジメチルアミンを用い、アジピン酸の含有量を変更した電解液を使用してアルミニウム電解コンデンサを作成し、特性評価を行った。以下の表4に、各アルミニウム電解コンデンサに使用した電解液の組成、塩基性化合物の種類(ジメチルアミン)、電解液の30℃でのpHと比抵抗、アルミニウム電解コンデンサの初期の静電容量、インピーダンス、漏れ電流及び誘電損失(tanδ)、105℃無負荷試験8000時間後の誘電損失、及び8000時間経過前後の誘電損失の変化率をまとめて示す。
(4) Effect of adipic acid content Using dimethylamine as a basic compound that can form a salt with adipic acid, using an electrolytic solution with adipic acid content changed, an aluminum electrolytic capacitor was created and evaluated. Went. Table 4 below shows the composition of the electrolytic solution used for each aluminum electrolytic capacitor, the type of basic compound (dimethylamine), the pH and specific resistance of the electrolytic solution at 30 ° C., the initial capacitance of the aluminum electrolytic capacitor, The impedance, leakage current and dielectric loss (tan δ), dielectric loss after 8000 hours of 105 ° C. no-load test, and change rate of dielectric loss before and after 8000 hours are collectively shown.

表4から把握されるように、アジピン酸が電解液全体の8質量%以上存在すれば、100WV級コンデンサのために要求される100Ωcm以下の比抵抗を示す電解液が得られることがわかる。また、実施例16〜18の全てのコンデンサが、105℃無負荷試験において8000時間を超える極めて長い寿命を示した。   As can be seen from Table 4, it can be seen that when adipic acid is present in an amount of 8% by mass or more of the entire electrolytic solution, an electrolytic solution having a specific resistance of 100 Ωcm or less required for a 100 WV class capacitor can be obtained. Moreover, all the capacitors of Examples 16 to 18 exhibited extremely long lifetimes exceeding 8000 hours in the 105 ° C. no-load test.

Figure 2012084568
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(5)アゼライン酸併用の影響
アジピン酸との塩を構成可能な塩基性化合物としてジメチルアミンを用い、アジピン酸とアゼライン酸との併用効果を調査した。以下の表5に、各アルミニウム電解コンデンサに使用した電解液の組成、塩基性化合物の種類(ジメチルアミン)、電解液の30℃でのpHと比抵抗、アルミニウム電解コンデンサの初期の静電容量、インピーダンス、漏れ電流及び誘電損失(tanδ)、105℃無負荷試験8000時間後の誘電損失、及び8000時間経過前後の誘電損失の変化率をまとめて示す。実施例22はアゼライン酸を併用しない場合の例であり、実施例19−21はアゼライン酸を併用した場合の例である。
(5) Influence of azelaic acid combined use Dimethylamine was used as a basic compound capable of forming a salt with adipic acid, and the combined effect of adipic acid and azelaic acid was investigated. Table 5 below shows the composition of the electrolytic solution used for each aluminum electrolytic capacitor, the type of basic compound (dimethylamine), the pH and specific resistance of the electrolytic solution at 30 ° C., the initial capacitance of the aluminum electrolytic capacitor, The impedance, leakage current and dielectric loss (tan δ), dielectric loss after 8000 hours of 105 ° C. no-load test, and change rate of dielectric loss before and after 8000 hours are collectively shown. Example 22 is an example when no azelaic acid is used in combination, and Example 19-21 is an example when azelaic acid is used in combination.

アゼライン酸の含有量が増加するにつれて、電解液の比抵抗が低下し、同時に105℃無負荷試験8000時間経過前後の誘電損失の変化が小さくなった。特に、アゼライン酸を全体の1質量%或いは3質量%添加した電解液を用いた実施例19、20のコンデンサは、105℃無負荷試験8000時間経験後であっても、誘電損失の変化がほとんど認められなかった。このことから、ジメチルアミンと結合体とアゼライン酸との複合効果により、著しく長寿命で且つ低いインピーダンスを有するコンデンサが得られることがわかる。   As the content of azelaic acid increased, the specific resistance of the electrolyte decreased, and at the same time, the change in dielectric loss around 8000 hours at 105 ° C. no-load test was reduced. In particular, the capacitors of Examples 19 and 20 using the electrolytic solution to which 1% by mass or 3% by mass of azelaic acid was added showed almost no change in dielectric loss even after 8000 hours of 105 ° C. no-load test. I was not able to admit. This shows that a capacitor having a remarkably long life and low impedance can be obtained by the combined effect of dimethylamine, a conjugate, and azelaic acid.

Figure 2012084568
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本発明により、低インピーダンス特性を有し且つ寿命の長いアルミニウム電解コンデンサ及びこのようなアルミニウム電解コンデンサを与えることが可能なアルミニウム電解コンデンサ用電解液を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an aluminum electrolytic capacitor having low impedance characteristics and a long lifetime, and an electrolytic solution for an aluminum electrolytic capacitor capable of providing such an aluminum electrolytic capacitor.

Claims (10)

水とエチレングリコールとから成る混合溶媒に、
カルボン酸電解質としてのアジピン酸と、
アジピン酸との塩を構成可能な塩基性化合物と、
水溶液中でリンオキソ酸イオンを生成可能なリンオキソ酸イオン生成性化合物と、
アルミニウムに配位することにより水溶性アルミニウムキレート錯体を形成可能なキレート化剤と
を溶解させたアルミニウム電解コンデンサ用電解液であって、
前記塩基性化合物として、疎水性置換基を有する第1級アミン及び第2級アミンから成る群から選択された少なくとも1種の化合物のみを含み、
電解液のpHが5.6〜7.0の範囲である
ことを特徴とするアルミニウム電解コンデンサ用電解液。
In a mixed solvent consisting of water and ethylene glycol,
Adipic acid as a carboxylic acid electrolyte;
A basic compound capable of forming a salt with adipic acid;
A phosphorus oxoacid ion-forming compound capable of generating a phosphorus oxoacid ion in an aqueous solution;
An electrolytic solution for an aluminum electrolytic capacitor in which a chelating agent capable of forming a water-soluble aluminum chelate complex by coordination with aluminum is dissolved,
The basic compound includes only at least one compound selected from the group consisting of a primary amine and a secondary amine having a hydrophobic substituent,
An electrolytic solution for an aluminum electrolytic capacitor, wherein the pH of the electrolytic solution is in the range of 5.6 to 7.0.
さらに、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、トリデカン二酸、及びテトラデカン二酸から成る群から選択された少なくとも1種の長鎖ジカルボン酸を溶解させた、請求項1に記載のアルミニウム電解コンデンサ用電解液。   The at least one long-chain dicarboxylic acid selected from the group consisting of azelaic acid, sebacic acid, undecanedioic acid, dodecanedioic acid, tridecanedioic acid, and tetradecanedioic acid is further dissolved. Electrolytic solution for aluminum electrolytic capacitors. 前記塩基性化合物が、モノメチルアミン、モノエチルアミン及びジメチルアミンからなる群から選択された少なくとも1種の化合物である、請求項1又は2に記載のアルミニウム電解コンデンサ用電解液。   The electrolytic solution for an aluminum electrolytic capacitor according to claim 1 or 2, wherein the basic compound is at least one compound selected from the group consisting of monomethylamine, monoethylamine, and dimethylamine. 水の含有量が電解液全体の35〜70質量%の範囲である、請求項1〜3のいずれか1項に記載のアルミニウム電解コンデンサ用電解液。   The electrolytic solution for an aluminum electrolytic capacitor according to any one of claims 1 to 3, wherein the water content is in the range of 35 to 70 mass% of the entire electrolytic solution. アジピン酸の含有量が、少なくとも電解液全体の8質量%以上であり、多くとも前記電解液における50℃での飽和溶解量である、請求項1〜4のいずれか1項に記載のアルミニウム電解コンデンサ用電解液。   The aluminum electrolysis according to any one of claims 1 to 4, wherein the content of adipic acid is at least 8% by mass or more of the entire electrolytic solution and at most a saturated dissolution amount at 50 ° C in the electrolytic solution. Electrolytic solution for capacitors. 前記リンオキソ酸イオン生成性化合物が、リン酸、亜リン酸、次亜リン酸、ホスホン酸、ホスフィン酸、及びこれらと疎水性置換基を有する第1級アミン及び/又は第2級アミンとの塩;リン酸及びアルキルリン酸のエステル、ホスホン酸及びジホスホン酸のエステル及び誘導体、ホスフィン酸エステル、及びこれらと疎水性置換基を有する第1級アミン及び/又は第2級アミンとの塩;並びにこれらの縮合体及びこれらの縮合体と疎水性置換基を有する第1級アミン及び/又は第2級アミンとの塩;から成る群から選択された少なくとも1種の化合物である、請求項1〜5のいずれか1項に記載のアルミニウム電解コンデンサ用電解液。   The phosphorus oxoacid ion generating compound is phosphoric acid, phosphorous acid, hypophosphorous acid, phosphonic acid, phosphinic acid, and a salt thereof with a primary amine and / or a secondary amine having a hydrophobic substituent. Esters of phosphoric acid and alkyl phosphoric acid, esters and derivatives of phosphonic acid and diphosphonic acid, phosphinic acid esters, and salts of these with primary and / or secondary amines having hydrophobic substituents; and these And at least one compound selected from the group consisting of these condensates and salts of primary amines and / or secondary amines having a hydrophobic substituent. The electrolyte solution for aluminum electrolytic capacitors of any one of these. 前記キレート化剤が、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、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、アルミノン、エリオクロムシアニンR、スルホサリチル酸、タンニン酸、ジシアンジアミド、ガラクトース、グルコース、リグノスルホン酸塩、エチレンジアミン四酢酸(EDTA)、ニトリロ三酢酸(NTA)、グリコールエーテルジアミン四酢酸(GEDTA)、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)、及びこれらと疎水性置換基を有する第1級アミン及び/又は第2級アミンとの塩から成る群から選択された少なくとも1種の化合物である、請求項1〜6のいずれか1項に記載のアルミニウム電解コンデンサ用電解液。   The chelating agent is citric acid, tartaric acid, gluconic acid, malic acid, lactic acid, glycolic acid, α-hydroxybutyric acid, hydroxymalonic acid, α-methylmalic acid, dihydroxytartaric acid, γ-resorcylic acid, β-resorcylic acid, Trihydroxybenzoic acid, hydroxyphthalic acid, dihydroxyphthalic acid, phenol tricarboxylic acid, aluminone, eriochrome cyanine R, sulfosalicylic acid, tannic acid, dicyandiamide, galactose, glucose, lignosulfonate, ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), nitrilotri Acetic acid (NTA), glycol ether diamine tetraacetic acid (GEDTA), diethylenetriaminepentaacetic acid (DTPA), hydroxyethylethylenediaminetriacetic acid (HEDTA), triethylenetetramine hexaacetic acid (TTHA), and The compound according to any one of claims 1 to 6, which is at least one compound selected from the group consisting of a salt with a primary amine and / or a secondary amine having a hydrophobic substituent. Electrolytic solution for aluminum electrolytic capacitors. 前記電解液がアルミニウムイオンを含有し、
該アルミニウムイオンと、前記キレート化剤と、前記リンオキソ酸イオン生成性化合物から生成したリンオキソ酸イオンとの反応により、リンオキソ酸イオンと水溶性アルミニウムキレート錯体との結合体が前記電解液中に形成されている、請求項1〜7のいずれか1項に記載のアルミニウム電解コンデンサ用電解液。
The electrolyte contains aluminum ions;
By the reaction of the aluminum ion, the chelating agent, and the phosphorus oxo acid ion generated from the phosphorus oxo acid ion generating compound, a conjugate of the phosphorus oxo acid ion and the water-soluble aluminum chelate complex is formed in the electrolyte. The electrolytic solution for an aluminum electrolytic capacitor according to any one of claims 1 to 7.
前記電解液がアルミニウム電解コンデンサ内に導入された電解液であり、
前記アルミニウムイオンが前記アルミニウム電解コンデンサの陽極及び陰極から溶出したイオンである、請求項8に記載のアルミニウム電解コンデンサ用電解液。
The electrolytic solution is an electrolytic solution introduced into an aluminum electrolytic capacitor,
The electrolytic solution for an aluminum electrolytic capacitor according to claim 8, wherein the aluminum ions are ions eluted from an anode and a cathode of the aluminum electrolytic capacitor.
表面に酸化アルミニウム皮膜を有するアルミニウム箔からなる陽極と、
アルミニウム箔からなる陰極と、
陽極と陰極との間に配置された電解液を保持したセパレータと
を備えたアルミニウム電解コンデンサであって、
前記電解液が請求項1〜9のいずれか1項に記載のアルミニウム電解コンデンサ用電解液であることを特徴とするアルミニウム電解コンデンサ。
An anode made of an aluminum foil having an aluminum oxide film on the surface;
A cathode made of aluminum foil;
An aluminum electrolytic capacitor comprising a separator that holds an electrolytic solution disposed between an anode and a cathode,
The said electrolytic solution is an electrolytic solution for aluminum electrolytic capacitors of any one of Claims 1-9, The aluminum electrolytic capacitor characterized by the above-mentioned.
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