JP2012151376A - Electrolytic solution for aluminum electrolytic capacitor, and aluminum electrolytic capacitor using it - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アルミニウム電解コンデンサ用電解液およびそれを用いたアルミニウム電解コンデンサに関するものである。 The present invention relates to an electrolytic solution for an aluminum electrolytic capacitor and an aluminum electrolytic capacitor using the same.
近年、環境負荷物質の使用量削減のため、電子部品に使用されるはんだの鉛フリー化が進んでいる。この鉛フリーはんだに対応するためには、リフロー工程時の温度を260℃まで高くする必要がある。しかしながら、従来の駆動用電解液を用いたアルミニウム電解コンデンサでは、はんだリフロー炉の熱により電解液からガスが発生し、コンデンサの開弁や膨れが発生するという問題があった。 In recent years, lead-free solder used in electronic components has been promoted in order to reduce the use of environmentally hazardous substances. In order to cope with this lead-free solder, it is necessary to increase the temperature during the reflow process to 260 ° C. However, the conventional aluminum electrolytic capacitor using the driving electrolytic solution has a problem that gas is generated from the electrolytic solution due to the heat of the solder reflow furnace, and the capacitor opens and swells.
この課題に対して、膨れを抑制するために電解液の蒸気圧を下げることで溶媒の気化を抑制し、高温度下のリフロー時のコンデンサ内の内圧上昇を抑え、ふくれを抑制する方法が開示されている。(例えば特許文献1、2) In response to this problem, a method is disclosed in which the vapor pressure of the electrolyte is reduced to suppress swelling, the evaporation of the solvent is suppressed, the increase in internal pressure in the capacitor during reflow under high temperature, and the blistering is suppressed. Has been. (For example, Patent Documents 1 and 2)
しかしながら、特許文献1、2のような電解液を用いたものは、添加物を用いることでリフロー温度による膨れは抑制できるものの、電解液の粘度が増すことにより、電解液の電導度が低下してしまうという問題があった。 However, in the case of using the electrolyte solution as in Patent Documents 1 and 2, the swelling due to the reflow temperature can be suppressed by using the additive, but the conductivity of the electrolyte solution is lowered by increasing the viscosity of the electrolyte solution. There was a problem that.
すなわち、本発明の課題は、上記のような従来技術に伴う問題点を解決しようとするものであって、はんだリフロー炉の熱(260℃)によるコンデンサの膨れが小さく、かつ十分な電導度を有するアルミニウム電解コンデンサ用電解液、およびそれを用いたアルミニウム電解コンデンサを提供することにある。 That is, an object of the present invention is to solve the problems associated with the prior art as described above, wherein the swelling of the capacitor due to the heat (260 ° C.) of the solder reflow furnace is small, and sufficient electric conductivity is obtained. It is an object to provide an electrolytic solution for an aluminum electrolytic capacitor and an aluminum electrolytic capacitor using the electrolytic solution.
本発明者等は上記課題を解決するべく鋭意検討した結果、本発明に至った。すなわち、本発明は、一般式(1)で表される三級アミン塩(A)、及び一般式(2)で表される三級アミン塩(B)からなる群より選ばれる少なくとも1種を含有してなるアルミニウム電解コンデンサ用電解液;および該電解液を用いてなるアルミニウム電解コンデンサである。
[一般式(1)、(2)において、n、m、lは2または3の整数、X1 −、X2 −は対アニオン(b)である。]
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have arrived at the present invention. That is, the present invention comprises at least one selected from the group consisting of a tertiary amine salt (A) represented by general formula (1) and a tertiary amine salt (B) represented by general formula (2). An electrolytic solution for an aluminum electrolytic capacitor, and an aluminum electrolytic capacitor using the electrolytic solution.
[In General Formulas (1) and (2), n, m, and l are integers of 2 or 3, and X 1 − and X 2 − are a counter anion (b). ]
本発明のアルミニウム電解コンデンサ用電解液は、はんだリフロー炉の熱(260℃)によるコンデンサの膨れが小さく、かつ十分な電導度を有する。 The electrolytic solution for an aluminum electrolytic capacitor of the present invention has a sufficient electrical conductivity with small expansion of the capacitor due to heat (260 ° C.) of a solder reflow furnace.
本発明のアルミニウム電解コンデンサ用電解液(G)の電解質(C)は、一般式(1)で表される三級アミン塩(A)、及び一般式(2)で表される三級アミン塩(B)からなる群より選ばれる少なくとも1種を含有してなる。 The electrolyte (C) of the electrolytic solution (G) for an aluminum electrolytic capacitor of the present invention includes a tertiary amine salt (A) represented by the general formula (1) and a tertiary amine salt represented by the general formula (2). It contains at least one selected from the group consisting of (B).
(A)、(B)のカチオン成分であって、その共役塩基であるアミンとしては、次のようなものが挙げられる。
(A)のカチオン成分であって、その共役塩基
N,N−ジメチルアミノエタノール(n=2)、
N,N−ジメチルアミノプロパノール(n=3)
(B)のカチオン成分であって、その共役塩基
N-メチル−イミノジエタノール(m=2,l=2)、
N-メチル−イミノジプロパノール(m=3,l=3)、
N−ヒドロキシエチル−N−メチルアミノプロパノール(m=2,l=3)、
このうち、N,N−ジメチルアミノエタノール(n=2)、N-メチル−イミノジエタノール(m=2,l=2)が好ましい。
Examples of amines which are cation components (A) and (B) and are conjugate bases thereof include the following.
A cationic component of (A), the conjugate base N, N-dimethylaminoethanol (n = 2),
N, N-dimethylaminopropanol (n = 3)
A cationic component of (B), the conjugate base N-methyl-iminodiethanol (m = 2, l = 2),
N-methyl-iminodipropanol (m = 3, l = 3),
N-hydroxyethyl-N-methylaminopropanol (m = 2, l = 3),
Of these, N, N-dimethylaminoethanol (n = 2) and N-methyl-iminodiethanol (m = 2, l = 2) are preferable.
対アニオン(b)としては、カルボキシレートアニオン(b1)、リン酸エステルアニオン(b2)等が挙げられるが、(b1)が好ましい。 Examples of the counter anion (b) include a carboxylate anion (b1) and a phosphate ester anion (b2), and (b1) is preferred.
カルボキシレートアニオン(b1)は炭素数1〜20のカルボキシレートアニオンが好ましく、具体例としては以下に挙げたポリカルボン酸、モノカルボン酸のモノアニオンが挙げられる。ポリカルボン酸においては、ポリカルボン酸とアミンを等モル反応させることにより、1分子中に複数存在するカルボキシル基の内の1つとアンモニウムカチオン(a)とがイオン結合した1価のアニオンとなることが好ましい。 The carboxylate anion (b1) is preferably a C1-C20 carboxylate anion, and specific examples thereof include the polycarboxylic acid and monocarboxylic acid monoanions listed below. In polycarboxylic acid, by making equimolar reaction between polycarboxylic acid and amine, it becomes a monovalent anion in which one of a plurality of carboxyl groups present in one molecule is ionically bonded with ammonium cation (a). Is preferred.
ポリカルボン酸
炭素数2〜15の2〜4価のポリカルボン酸:脂肪族ポリカルボン酸[飽和ポリカルボン酸(シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スペリン酸、アゼライン酸、セバチン酸、2−ブチルオクタン二酸など)、不飽和ポリカルボン酸(マレイン酸、フマール酸、イタコン酸など)]、芳香族ポリカルボン酸[フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸など]、S含有ポリカルボン酸[チオジブロピオン酸など]。
Polycarboxylic acid 2- to 4-valent polycarboxylic acid having 2 to 15 carbon atoms: aliphatic polycarboxylic acid [saturated polycarboxylic acid (oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, speric acid, Azelaic acid, sebacic acid, 2-butyloctanedioic acid, etc.), unsaturated polycarboxylic acids (maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, etc.)], aromatic polycarboxylic acids [phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, trimellit Acid, pyromellitic acid, etc.], S-containing polycarboxylic acid [thiodibropionic acid, etc.].
モノカルボン酸
炭素数2〜20のオキシカルボン酸:脂肪族オキシカルボン酸[グリコール酸、乳酸、酒石酸、ひまし油脂肪酸など];芳香族オキシカルボン酸[サリチル酸、マンデル酸など];
炭素数1〜20のモノカルボン酸:脂肪族モノカルボン酸[飽和モノカルボン酸(ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、イソ酪酸、吉草酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、ウラリル酸、ミリスチン酸、ステアリン酸など)、不飽和モノカルボン酸(アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、オレイン酸など)];芳香族モノカルボン酸[安息香酸、ケイ皮酸、ナフトエ酸など]
上記ポリカルボン酸、モノカルボン酸の内、フタル酸、マレイン酸、安息香酸が好ましい。
Monocarboxylic acid C2-C20 oxycarboxylic acid: aliphatic oxycarboxylic acid [glycolic acid, lactic acid, tartaric acid, castor oil fatty acid, etc.]; aromatic oxycarboxylic acid [salicylic acid, mandelic acid, etc.];
Monocarboxylic acid having 1 to 20 carbon atoms: aliphatic monocarboxylic acid [saturated monocarboxylic acid (formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, isobutyric acid, valeric acid, caproic acid, enanthic acid, caprylic acid, pelargonic acid, uraric acid , Myristic acid, stearic acid, etc.), unsaturated monocarboxylic acids (acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, oleic acid, etc.)]; aromatic monocarboxylic acids [benzoic acid, cinnamic acid, naphthoic acid, etc.]
Of the polycarboxylic acids and monocarboxylic acids, phthalic acid, maleic acid, and benzoic acid are preferred.
アルキルリン酸エステルアニオン(b2)としては、モノアルキルリン酸エステルのモノアニオン、並びにジアルキルリン酸エステルのモノアニオンが含まれる。以下に具体例を示す。
モノアルキルリン酸エステル:モノメチルリン酸エステル、モノエチルリン酸エステル、モノプロピルリン酸エステル[モノ(n−プロピル)リン酸エステル、モノ(iso−プロピル)リン酸エステル]、モノブチルリン酸エステル[モノ(n−ブチル)リン酸エステル、モノ(iso−ブチル)リン酸エステル、およびモノ(tert−ブチル)リン酸エステル]、モノペンチルリン酸エステル、モノヘキシルリン酸エステル、モノへプチルリン酸エステル、モノオクチルリン酸エステル[モノ(2−エチルヘキシル)リン酸エステル等]等。
The alkyl phosphate anion (b2) includes a monoanion of a monoalkyl phosphate and a monoanion of a dialkyl phosphate. Specific examples are shown below.
Monoalkyl phosphate ester: monomethyl phosphate ester, monoethyl phosphate ester, monopropyl phosphate ester [mono (n-propyl) phosphate ester, mono (iso-propyl) phosphate ester], monobutyl phosphate ester [mono (n- Butyl) phosphate, mono (iso-butyl) phosphate, and mono (tert-butyl) phosphate], monopentylphosphate, monohexylphosphate, monoheptylphosphate, monooctylphosphate Esters [mono (2-ethylhexyl) phosphate ester and the like] and the like.
ジアルキルリン酸エステル:ジメチルリン酸エステル、ジエチルリン酸エステル、ジプロピルリン酸エステル[ジ(n−プロピル)リン酸エステル、ジ(iso−プロピル)リン酸エステル]、ジブチルリン酸エステル[ジ(n−ブチル)リン酸エステル、ジ(iso−ブチル)リン酸エステル、およびジ(tert−ブチル)リン酸エステル]、ジペンチルリン酸エステル、ジヘキシルリン酸エステル、ジヘプチルリン酸エステル、ジオクチルリン酸エステル[ビス(2−エチルヘキシル)リン酸エステル等]等。 Dialkyl phosphate: dimethyl phosphate, diethyl phosphate, dipropyl phosphate [di (n-propyl) phosphate, di (iso-propyl) phosphate], dibutyl phosphate [di (n-butyl) Phosphate ester, di (iso-butyl) phosphate ester, and di (tert-butyl) phosphate ester], dipentyl phosphate ester, dihexyl phosphate ester, diheptyl phosphate ester, dioctyl phosphate ester [bis (2-ethylhexyl) ) Phosphate ester etc.] etc.
三級アミン塩(A)の好ましいものとしては、N,N−ジメチルアミノアルコール・カルボン酸塩、N,N−ジメチルアミノアルコール・アルキルリン酸エステル塩であり、さらに好ましくはN,N−ジメチルアミノアルコール・カルボン酸塩である。具体例としてはN,N−ジメチルアミノエタノール・フタル酸塩、N,N−ジメチルアミノプロパノール・フタル酸塩、N,N−ジメチルアミノエタノール・ジエチルリン酸エステル塩、N,N−ジメチルアミノプロパノール・ジエチルリン酸塩などが挙げられる。 Preferred examples of the tertiary amine salt (A) include N, N-dimethylaminoalcohol / carboxylate and N, N-dimethylaminoalcohol / alkyl phosphate ester salt, and more preferred is N, N-dimethylamino. Alcohol carboxylate. Specific examples include N, N-dimethylaminoethanol phthalate, N, N-dimethylaminopropanol phthalate, N, N-dimethylaminoethanol diethyl diethyl ester, N, N-dimethylaminopropanol. Examples thereof include diethyl phosphate.
三級アミン塩(B)の好ましいものとしては、N-メチル−イミノジアルコール・カルボン酸塩、N-メチル−イミノジアルコール・アルキルリン酸エステル塩であり、さらに好ましくはN-メチル−イミノジアルコール・カルボン酸塩である。具体例としては、N-メチル−イミノジエタノール・フタル酸塩、N-メチル−イミノジプロパノール・フタル酸塩、N-メチル−イミノジエタノール・ジエチルリン酸エステル塩、N-メチル−イミノジエプロパノール・ジエチルリン酸エステル塩などが挙げられる。これらの中で、室温付近で液状を呈するものは、N,N−ジメチルアミノエタノール・ジエチルリン酸エステル塩、N-メチル−イミノジエタノール・ジエチルリン酸エステル塩、N-メチル−イミノジエタノール・フタル酸塩などが挙げられる。これらは有機溶媒(D)を含有せず、三級アミン塩のみで本発明の電解液を構成することができる。 Preferred examples of the tertiary amine salt (B) include N-methyl-iminodialcohol / carboxylate and N-methyl-iminodialcohol / alkyl phosphate ester salt, and more preferred is N-methyl-iminodiamine. Alcohol carboxylate. Specific examples include N-methyl-iminodiethanol phthalate, N-methyl-iminodipropanol phthalate, N-methyl-iminodiethanol diethyl diethyl ester, N-methyl-iminodipropanol dimethyl Examples thereof include phosphate ester salts. Among these, those which are liquid at room temperature are N, N-dimethylaminoethanol / diethyl phosphate ester salt, N-methyl-iminodiethanol / diethyl phosphate ester salt, N-methyl-iminodiethanol / phthalic acid salt. Examples include salt. These do not contain an organic solvent (D) and can constitute the electrolytic solution of the present invention only with a tertiary amine salt.
<有機溶媒(D)>
有機溶媒(D)としては、(1)アルコール、(2)エーテル、(3)アミド、(4)オキサゾリジノン、(5)ラクトン、(6)ニトリル、(7)カーボネート、(8)スルホン及び(9)その他の有機溶媒が含まれる。
<Organic solvent (D)>
Examples of the organic solvent (D) include (1) alcohol, (2) ether, (3) amide, (4) oxazolidinone, (5) lactone, (6) nitrile, (7) carbonate, (8) sulfone, and (9 ) Other organic solvents are included.
(1)アルコール
1価アルコール(メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、ブチルアルコール、ジアセトンアルコール、ベンジルアルコール、アミノアルコール、フルフリルアルコールなど)、2価アルコール(エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ヘキシレングリコールなど)、3価アルコール(グリセリンなど)、4価以上のアルコール(ヘキシトールなど)など。
(1) Alcohol Monohydric alcohol (methyl alcohol, ethyl alcohol, propyl alcohol, butyl alcohol, diacetone alcohol, benzyl alcohol, amino alcohol, furfuryl alcohol, etc.) Dihydric alcohol (ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, hexylene) Glycol, etc.), trihydric alcohol (glycerin, etc.), tetravalent or higher alcohol (hexitol, etc.), etc.
(2)エーテル
モノエーテル(エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、テトラヒドロフラン、3−メチルテトラヒドロフランなど)、ジエーテル(エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルなど)、トリエーテル(ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテルなど)など。
(2) Ether monoether (ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monophenyl ether, tetrahydrofuran, 3-methyltetrahydrofuran, etc.), diether (ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol mono Ethyl ether), triether (diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, etc.), etc.
(3)アミド
ホルムアミド(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など)、アセトアミド(N−メチルアセトアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−エチルアセトアミド、N,N−ジエチルアセトアミドなど)、プロピオンアミド(N,N−ジメチルプロピオンアミドなど)、ピロリドン(N−メチルピロリドン、N−エチルピロリドンなど)、ヘキサメチルホスホリルアミドなど。
(3) Amide formamide (N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, N-ethylformamide, N, N-diethylformamide, etc.), acetamide (N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, N-ethylacetamide) N, N-diethylacetamide, etc.), propionamide (N, N-dimethylpropionamide, etc.), pyrrolidone (N-methylpyrrolidone, N-ethylpyrrolidone, etc.), hexamethylphosphorylamide, etc.
(4)オキサゾリジノン
N−メチル−2−オキサゾリジノン、3,5−ジメチル−2−オキサゾリジノンなど。
(4) Oxazolidinone N-methyl-2-oxazolidinone, 3,5-dimethyl-2-oxazolidinone, and the like.
(5)ラクトン
γ−ブチロラクトン、α−アセチル−γ−ブチロラクトン、β−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトンなど。
(5) Lactone γ-butyrolactone, α-acetyl-γ-butyrolactone, β-butyrolactone, γ-valerolactone, δ-valerolactone, and the like.
(6)ニトリル
アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル、アクリロニトリル、メタクリルニトリル、ベンゾニトリルなど。
(6) Nitrile Acetonitrile, propionitrile, butyronitrile, acrylonitrile, methacrylonitrile, benzonitrile and the like.
(7)カーボネート
エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネートなど。
(7) Carbonate Ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate and the like.
(8)スルホン
スルホラン、ジメチルスルホン、エチルメチルスルホン、エチルイソプロピルスルホン、エチルイソブチルスルホンなど。
(8) Sulfone sulfolane, dimethyl sulfone, ethyl methyl sulfone, ethyl isopropyl sulfone, ethyl isobutyl sulfone and the like.
(9)その他の有機溶媒
1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、ジメチルスルホキシド、芳香族溶媒(トルエン、キシレンなど)パラフィン溶媒(ノルマルパラフィン、イソパラフィンなど)など。
(9) Other organic solvents 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, dimethyl sulfoxide, aromatic solvents (toluene, xylene, etc.) paraffin solvents (normal paraffin, isoparaffin, etc.) and the like.
有機溶媒(D)は、一種または二種以上を併用してもよい。これらのうち、ラクトン及びスルホンが好ましく、さらに好ましくはγ−ブチロラクトン、スルホランである。最も好ましくはγ−ブチロラクトン、γ−ブチロラクトンを含有する混合溶媒である。該混合溶媒中のγ−ブチロラクトン以外の溶媒としてはエチレングリコール、スルホラン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン等が挙げられ、その重量比率はγ−ブチロラクトン:γ−ブチロラクトン以外の溶媒=50:50〜95:5が好ましい。 The organic solvent (D) may be used alone or in combination of two or more. Of these, lactones and sulfones are preferable, and γ-butyrolactone and sulfolane are more preferable. Most preferred is a mixed solvent containing γ-butyrolactone and γ-butyrolactone. Examples of the solvent other than γ-butyrolactone in the mixed solvent include ethylene glycol, sulfolane, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, and the weight ratio thereof is γ-butyrolactone: solvent other than γ-butyrolactone = 50. : 50 to 95: 5 is preferable.
本発明のアルミニウム電解コンデンサ用電解液(G)は、電解質(C)及び有機溶媒(D)からなることが好ましく、その場合は(C):(D)の重量比は10:90〜40:60が好ましく、15:85〜25:75がさらに好ましい。 The electrolytic solution (G) for an aluminum electrolytic capacitor of the present invention preferably comprises an electrolyte (C) and an organic solvent (D). In that case, the weight ratio of (C) :( D) is 10:90 to 40: 60 is preferable, and 15:85 to 25:75 is more preferable.
電解質(C)とは、三級アミン塩(A)及び三級アミン塩(B)からなる群より選ばれる少なくとも1種であるが、必要により従来アルミニウム電解コンデンサ用電解液に用いられるその他の電解質(E)を含有してもよい。その他の電解質(E)としては、アンモニア、メチルアミン、エチルアミンなどの一級アミン、ジメチルアミン、エチルメチルアミン、ジエチルアミンなどの二級アミン、トリメチルアミン、ジメチルエチルアミン、トリエチルアミンなどの三級アミン、1,5−ジアザビシクロ[4,3,0]−5−ノネン、1−メチル−1,4,5,6−テトラヒドロピリミジン、1,2,4−トリメチルイミダゾリンなどのアミジンなどのカルボン酸塩またはアルキルリン酸エステル塩などが挙げられる。 The electrolyte (C) is at least one selected from the group consisting of a tertiary amine salt (A) and a tertiary amine salt (B), but if necessary, other electrolytes conventionally used for electrolytic solutions for aluminum electrolytic capacitors (E) may be contained. Other electrolytes (E) include primary amines such as ammonia, methylamine and ethylamine, secondary amines such as dimethylamine, ethylmethylamine and diethylamine, tertiary amines such as trimethylamine, dimethylethylamine and triethylamine, 1,5- Carboxylate or alkyl phosphate ester salt such as amidine such as diazabicyclo [4,3,0] -5-nonene, 1-methyl-1,4,5,6-tetrahydropyrimidine, 1,2,4-trimethylimidazoline Etc.
三級アミン塩(A)及び三級アミン塩(B)の合計重量とその他の電解質(E)の重量比は、好ましくは50:50〜100:0が好ましく、さらに好ましくは80:20〜100:0である。 The weight ratio of the total weight of the tertiary amine salt (A) and tertiary amine salt (B) to the other electrolyte (E) is preferably 50:50 to 100: 0, more preferably 80:20 to 100. : 0.
また、本発明のアルミニウム電解コンデンサ用電解液(G)には、電解液に通常用いられる種々の添加剤を添加することができる。該添加剤としては、ホウ酸誘導体(例えば、ホウ酸、ホウ酸と多糖類〔マンニット、ソルビットなど〕との錯化合物、ホウ酸と多価アルコール〔エチレングリコール、グリセリンなど〕との錯化合物など)、ニトロ化合物(例えば、o−ニトロ安息香酸、p−ニトロ安息香酸、m−ニトロ安息香酸、o−ニトロフェノール、p−ニトロフェノールなど)などを挙げることができる。その添加量は、比電導度と電解液への溶解度の観点から、電解質(A)、(B)および有機溶媒(D)の重量に基づいて、好ましくは5重量%(以下wt%と記載することがある)。以下、特に好ましくは2wt%以下がよい。 Moreover, the various additives normally used for electrolyte solution can be added to the electrolyte solution (G) for aluminum electrolytic capacitors of this invention. Examples of the additive include boric acid derivatives (for example, boric acid, complex compounds of boric acid and polysaccharides (mannitol, sorbit, etc.), complex compounds of boric acid and polyhydric alcohols (ethylene glycol, glycerin, etc.), etc. ), Nitro compounds (for example, o-nitrobenzoic acid, p-nitrobenzoic acid, m-nitrobenzoic acid, o-nitrophenol, p-nitrophenol, etc.). The addition amount is preferably 5 wt% (hereinafter referred to as wt%) based on the weight of the electrolytes (A), (B) and the organic solvent (D) from the viewpoint of specific conductivity and solubility in the electrolytic solution. Sometimes). Hereinafter, 2 wt% or less is particularly preferable.
本発明の電解液は、アルミニウム電解コンデンサ用として好適である。アルミニウム電解コンデンサとしては、特に限定されず、例えば、捲き取り形のアルミニウム電解コンデンサであって、陽極表面に酸化アルミニウムが形成された陽極(酸化アルミニウム箔)と陰極アルミニウム箔との間に、セパレーターを介在させて捲回することにより構成されたコンデンサが挙げられる。本発明の電解液を駆動用電解液としてセパレーターに含浸し、陽陰極と共に、有底筒状のアルミニウムケースに収納した後、アルミニウムケースの開口部を封口ゴムで密閉してアルミニウム電解コンデンサを構成することができる。 The electrolytic solution of the present invention is suitable for an aluminum electrolytic capacitor. The aluminum electrolytic capacitor is not particularly limited. For example, it is a scraped aluminum electrolytic capacitor, and a separator is provided between an anode (aluminum oxide foil) in which aluminum oxide is formed on the anode surface and a cathode aluminum foil. A capacitor formed by winding with an interposition is exemplified. The separator is impregnated with the electrolytic solution of the present invention as a driving electrolytic solution, and is housed in a bottomed cylindrical aluminum case together with a positive electrode, and then the aluminum case opening is sealed with a sealing rubber to form an aluminum electrolytic capacitor. be able to.
次に本発明の具体的な実施例について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。 Next, specific examples of the present invention will be described, but the present invention is not limited thereto.
実施例1
[N,N−ジメチルアミノエタノール・フタル酸塩/γ−ブチロラクトン電解液の製造]
500mL四つ口コルベンにフタル酸24部を仕込み、γ−ブチロラクトン113部を加え懸濁させた。そこへN,N−ジメチルアミノエタノール13部を加え、溶液が均一になるまで撹拌し、N,N−ジメチルアミノエタノール・フタル酸塩電解液(25重量%)を150部得た。
Example 1
[Production of N, N-dimethylaminoethanol phthalate / γ-butyrolactone electrolyte]
In 500 mL four-necked colben, 24 parts of phthalic acid was charged, and 113 parts of γ-butyrolactone was added and suspended. Thereto, 13 parts of N, N-dimethylaminoethanol was added and stirred until the solution became homogeneous to obtain 150 parts of an N, N-dimethylaminoethanol / phthalate electrolyte solution (25% by weight).
実施例2
[N,N−ジメチルアミノプロパノール・フタル酸塩電解液の製造]
フタル酸24部の代わりにフタル酸23部、N,N−ジメチルアミノエタノール13部の代わりにN,N−ジメチルアミノプロパノール(東京化成株式会社製)14部を用いたほかは実施例1と同様にして、N,N−ジメチルアミノプロパノール・フタル酸塩電解液(25重量%)を150部得た。
Example 2
[Production of N, N-dimethylaminopropanol / phthalate electrolyte]
The same as Example 1 except that 23 parts of phthalic acid was used instead of 24 parts of phthalic acid and 14 parts of N, N-dimethylaminopropanol (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was used instead of 13 parts of N, N-dimethylaminoethanol. As a result, 150 parts of an N, N-dimethylaminopropanol / phthalate electrolyte solution (25% by weight) was obtained.
実施例3
[N−ヒドロキシエチル−N−メチルアミノエタノール・フタル酸塩電解液の製造]
フタル酸24部のかわりにフタル酸22部、N,N−ジメチルアミノエタノール13部の代わりにN−ヒドロキシエチル−N−メチルアミノエタノール(東京化成株式会社製)を16部用いたほかは実施例1と同様にして、N−ヒドロキシエチル−N−メチルアミノエタノール・フタル酸塩電解液(25重量%)を150部得た。
Example 3
[Production of N-hydroxyethyl-N-methylaminoethanol / phthalate electrolyte]
Example except that instead of 24 parts of phthalic acid, 22 parts of phthalic acid and 16 parts of N-hydroxyethyl-N-methylaminoethanol (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) instead of 13 parts of N, N-dimethylaminoethanol were used. In the same manner as in Example 1, 150 parts of an N-hydroxyethyl-N-methylaminoethanol / phthalate electrolyte solution (25 wt%) was obtained.
実施例4
[N−ヒドロキシエチル−N−メチルアミノエタノール・フタル酸塩電解液(15重量%)の製造]
フタル酸22部のかわりにフタル酸13部、N−ヒドロキシエチル−N−メチルアミノエタノール16部のかわりにN−ヒドロキシエチル−N−メチルアミノエタノール9部用いたほかは実施例3と同様にして、N−ヒドロキシエチル−N−メチルアミノエタノール・フタル酸塩電解液(15重量%)を150部得た。
Example 4
[Production of N-hydroxyethyl-N-methylaminoethanol / phthalate electrolyte solution (15 wt%)]
Example 3 was used except that 13 parts of phthalic acid instead of 22 parts of phthalic acid and 9 parts of N-hydroxyethyl-N-methylaminoethanol were used instead of 16 parts of N-hydroxyethyl-N-methylaminoethanol. 150 parts of N-hydroxyethyl-N-methylaminoethanol / phthalate electrolyte solution (15% by weight) were obtained.
実施例5
[N,N−ジメチルアミノエタノール・フタル酸塩/トリエチルアミン・フタル酸塩電解液の製造]
500mL四つ口コルベンにフタル酸24部を仕込み、γ−ブチロラクトン113部を加え懸濁させた。そこへN,N−ジメチルアミノエタノール10部、トリエチルアミン3部を加え、溶液が均一になるまで撹拌し、N,N−ジメチルアミノエタノール・フタル酸塩/トリエチルアミン・フタル酸塩電解液(25重量%)を150部得た。
Example 5
[Production of N, N-dimethylaminoethanol phthalate / triethylamine phthalate electrolyte]
In 500 mL four-necked colben, 24 parts of phthalic acid was charged, and 113 parts of γ-butyrolactone was added and suspended. Thereto, 10 parts of N, N-dimethylaminoethanol and 3 parts of triethylamine were added and stirred until the solution became homogeneous. N, N-dimethylaminoethanol / phthalate / triethylamine / phthalate electrolyte solution (25 wt% ) Was obtained.
実施例6
[N,N−ジメチルアミノエタノール・フタル酸塩/γ−ブチロラクトン、スルホラン電解液の製造]
500mL四つ口コルベンにフタル酸24部を仕込み、γ−ブチロラクトン83部とスルホラン30部を加え懸濁させた。そこへN,N−ジメチルアミノエタノール13部を加え、溶液が均一になるまで撹拌し、N,N−ジメチルアミノエタノール・フタル酸塩電解液(25重量%)を150部得た。
Example 6
[Production of N, N-dimethylaminoethanol phthalate / γ-butyrolactone, sulfolane electrolyte]
In 500 mL four-necked colben, 24 parts of phthalic acid was charged, and 83 parts of γ-butyrolactone and 30 parts of sulfolane were added and suspended. Thereto, 13 parts of N, N-dimethylaminoethanol was added and stirred until the solution became homogeneous to obtain 150 parts of an N, N-dimethylaminoethanol / phthalate electrolyte solution (25% by weight).
比較例1
[トリエチルアミン・フタル酸塩電解液の製造]
フタル酸24部の代わりにフタル酸12部、N,N−ジメチルアミノエタノール13部の代わりにトリエチルアミンを10部、γ−ブチロラクトン113部の代わりにγ−ブチロラクトン128部用いたほかは実施例1と同様にして、トリエチルアミン・フタル酸塩電解液(15重量%)を150部得た。
Comparative Example 1
[Manufacture of triethylamine phthalate electrolyte]
Example 1 except that 12 parts of phthalic acid was used instead of 24 parts of phthalic acid, 10 parts of triethylamine was used instead of 13 parts of N, N-dimethylaminoethanol, and 128 parts of γ-butyrolactone was used instead of 113 parts of γ-butyrolactone. In the same manner, 150 parts of a triethylamine / phthalate electrolyte solution (15% by weight) was obtained.
比較例2
[トリエチルアミン・フタル酸塩電解液(含添加剤)の製造]
500mL四つ口コルベンにフタル酸14部を仕込み、γ−ブチロラクトン119部を加え懸濁させた。そこへトリエチルアミン9部を加え、溶液が均一になるまで撹拌した。さらにp−ニトロ安息香酸0.75部、4,4-ビフェニルジチオールを7.5部加え、トリエチルアミン・フタル酸塩電解液(15重量%)を150部得た。
Comparative Example 2
[Manufacture of triethylamine / phthalate electrolyte (containing additive)]
In 500 mL four-necked colben, 14 parts of phthalic acid was added, and 119 parts of γ-butyrolactone was added and suspended. 9 parts of triethylamine was added thereto and stirred until the solution became homogeneous. Further, 0.75 parts of p-nitrobenzoic acid and 7.5 parts of 4,4-biphenyldithiol were added to obtain 150 parts of a triethylamine / phthalate electrolyte solution (15% by weight).
上記実施例1〜6及び比較例1〜2の電解液について以下の方法で、コンデンサの膨れ、比電導度、耐電圧を測定し、その測定結果を表1に示した。 With respect to the electrolytic solutions of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 and 2, the swelling of the capacitor, the specific conductivity, and the withstand voltage were measured by the following methods, and the measurement results are shown in Table 1.
コンデンサの膨れ:電解液を使用して巻取り型のチップ型アルミニウム電解コンデンサ(定格電圧6.3V、静電容量220μF、サイズ;φ6.3mm×L5.8mm)を作成した。封口ゴムには樹脂加硫のブチルゴムを使用した。リフローTop温度255℃、230℃で30秒以上、200℃で70秒以上のリフロー条件下で耐熱評価を実施した。リフローは2回実施し、デジタルノギスでゴム膨れを測定しコンデンサの膨れとした。評価結果は、10個の測定結果の平均を示す。 Capacitor swell: A winding type chip-type aluminum electrolytic capacitor (rated voltage 6.3 V, capacitance 220 μF, size: φ6.3 mm × L5.8 mm) was prepared using an electrolytic solution. Resin vulcanized butyl rubber was used as the sealing rubber. The heat resistance was evaluated under reflow conditions at a reflow top temperature of 255 ° C. and 230 ° C. for 30 seconds or more, and at 200 ° C. for 70 seconds or more. The reflow was performed twice, and the rubber swelling was measured with a digital caliper to determine the swelling of the capacitor. An evaluation result shows the average of ten measurement results.
比電導度:東亜電波工業株式会社製電導度計CM−40Sを用い、30℃での比電導度を測定した。 Specific conductivity: Specific conductivity at 30 ° C. was measured using a conductivity meter CM-40S manufactured by Toa Denpa Kogyo Co., Ltd.
耐電圧:陽極に10cm2の高圧用化成エッチングアルミニウム箔、陰極に10cm2のプレーンなアルミニウム箔を用い、25℃において、定電流法(2mA)を負荷したときの電解液の耐電圧を測定した。 Withstand voltage: Using a 10 cm 2 high-pressure chemical-etched aluminum foil for the anode and a plain 10 cm 2 aluminum foil for the cathode, the withstand voltage of the electrolyte was measured at 25 ° C. when a constant current method (2 mA) was applied. .
本発明の実施例1〜6は表1からも明らかなように製品のゴム膨れも非常に小さく、従来と同等の電導度を示した。 As is clear from Table 1, Examples 1 to 6 of the present invention showed very little rubber swelling of the product, and showed the same electrical conductivity as that of the prior art.
本発明の電解液は電解コンデンサに使用することができ、特にリフロー特性に優れたアルミニウム電解コンデンサを実現できるものであり、コンデンサの高性能化をはかれるため、市場価値は大きい。
The electrolytic solution of the present invention can be used for an electrolytic capacitor, and can realize an aluminum electrolytic capacitor that is particularly excellent in reflow characteristics.
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