JP2015019015A - Electrolyte for electrolytic capacitor - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrolyte for electrolytic capacitor having sufficient electrical conductivity and spark generation voltage, and capable of suppressing precipitation and temporal separation of crystal under low temperature.SOLUTION: An electrolyte for electrolytic capacitor contains (a) a polar solvent, and (b) a compound or its salt shown by formula (1). (HOOC-X-O-(AO)-Y-COOH ...(1)). (In the formula (1), X and Y are a hydrocarbon group of 2-5C, respectively. AO is an oxyalkylene group of 2-4C. n is an average addition mol number of the oxyalkylene group of 2-4C, and is 1-100).

Description

本発明は、電解コンデンサ用電解液に関する。   The present invention relates to an electrolytic solution for an electrolytic capacitor.

アルミニウム電解コンデンサにおいて、電解液中の電解質の凝固は電導度の低下や火花発生電圧の低下を引き起こすおそれがあり、電解液成分の分離はコンデンサ製造時における一定品質の製品の供給という工業的生産性の点で問題となることがある。したがって、アルミニウム電解コンデンサは、−40℃程度から100℃を超える温度までの幅広い温度領域において、安定に使用できることが求められる。   In aluminum electrolytic capacitors, solidification of the electrolyte in the electrolyte may cause a decrease in conductivity and a decrease in spark generation voltage, and the separation of the electrolyte component is an industrial productivity of supplying a certain quality product during capacitor production. This may be a problem. Therefore, the aluminum electrolytic capacitor is required to be used stably in a wide temperature range from about −40 ° C. to a temperature exceeding 100 ° C.

また、アルミニウム電解コンデンサは、デジタル機器や車載機器のような高電圧となる用途においても、ショートパンクを引き起こすことなく安定に使用できるよう、火花発生電圧の高いことが求められている。
アルミニウム電解コンデンサに用いられる電解液として、エチレングリコールやγ−ブチロラクトン等を主成分とする極性溶媒に、ホウ酸等の無機酸やアジピン酸、マレイン酸等の二塩基酸またはその塩を電解質とした電解液が知られている。しかしながら、電解質としてこれらの酸を使用した電解液は、電導性は高いものの火花発生電圧が低いことが問題となっていた。
Also, aluminum electrolytic capacitors are required to have a high spark generation voltage so that they can be used stably without causing short puncture even in applications where high voltage is applied, such as digital equipment and in-vehicle equipment.
As an electrolytic solution used for an aluminum electrolytic capacitor, a polar solvent mainly composed of ethylene glycol or γ-butyrolactone, an inorganic acid such as boric acid, a dibasic acid such as adipic acid or maleic acid or a salt thereof as an electrolyte Electrolytic solutions are known. However, an electrolytic solution using these acids as an electrolyte has a problem of low spark generation voltage although it has high conductivity.

電解液の火花発生電圧を向上させる方法として、電解質を含有する電解液にポリエチレングリコール等の非イオン性のポリアルキレングリコール誘導体を添加する方法が知られている。しかし、このようなポリアルキレングリコール誘導体は電導性をほとんど示さないため、火花発生電圧の向上に効果を有するものの、電導性を低下させてしまう問題があった。   As a method for improving the spark generation voltage of an electrolytic solution, a method of adding a nonionic polyalkylene glycol derivative such as polyethylene glycol to an electrolytic solution containing an electrolyte is known. However, since such a polyalkylene glycol derivative exhibits little electrical conductivity, it has an effect of improving the spark generation voltage, but has a problem of reducing electrical conductivity.

また、電導性を大きく低下させることなく火花発生電圧を向上させる方法として、火花発生電圧の高い電解質を用いる電解液が報告されている。ブチルオクタン二酸を使用する方法(例えば特許文献1)、5,6−デカンジカルボン酸を使用する方法(例えば特許文献2)等が報告されている。このようなカルボン酸を使用した電解液は、火花発生電圧の向上に効果を有するが、カルボン酸の極性溶媒への溶解性が低いために、低温において結晶化して析出することがあった。   In addition, an electrolytic solution using an electrolyte having a high spark generation voltage has been reported as a method for improving the spark generation voltage without greatly reducing the electrical conductivity. A method using butyloctanedioic acid (for example, Patent Document 1) and a method using 5,6-decanedicarboxylic acid (for example, Patent Document 2) have been reported. The electrolyte using such a carboxylic acid is effective in improving the spark generation voltage. However, since the solubility of the carboxylic acid in a polar solvent is low, it may crystallize and precipitate at a low temperature.

ポリエチレングリコールとアジピン酸とのジエステル化合物などを使用する方法(例えば特許文献3)、ポリエチレングリコールと分岐鎖を有する脂肪族二塩基酸とのジエステル化合物を使用する方法(例えば特許文献4)等が報告されており、これらのジエステル化合物を使用した電解液は、極性溶媒への溶解性が高いために低温での結晶化を抑制することができる。しかし、このようなジエステル化合物を使用した電解液は、アジピン酸のような脂肪族二塩基酸と比べると火花発生電圧の向上効果は高いが、エステル結合が経時的に加水分解されて電解液が分離することがあった。   A method using a diester compound of polyethylene glycol and adipic acid (for example, Patent Document 3), a method using a diester compound of polyethylene glycol and an aliphatic dibasic acid having a branched chain (for example, Patent Document 4), etc. are reported. In addition, since electrolytes using these diester compounds have high solubility in polar solvents, crystallization at low temperatures can be suppressed. However, an electrolytic solution using such a diester compound has a higher effect of improving the spark generation voltage than an aliphatic dibasic acid such as adipic acid, but the ester bond is hydrolyzed with time and the electrolytic solution is Sometimes separated.

ポリオキシエチレンジグリコール酸を使用する方法(例えば特許文献5)やポリオキシプロピレンジグリコール酸を使用する方法(例えば特許文献6)が報告されているが、火花発生電圧が十分でなかった。   Although a method using polyoxyethylene diglycolic acid (for example, Patent Document 5) and a method using polyoxypropylene diglycolic acid (for example, Patent Document 6) have been reported, the spark generation voltage was not sufficient.

特公昭60−13293号公報Japanese Patent Publication No. 60-13293 特公昭63−15738号公報Japanese Patent Publication No. 63-15738 特開2004−128275号公報JP 2004-128275 A 特開2007−126611号公報JP 2007-126611 A 特開昭60−176218号公報JP-A-60-176218 特開平06−61100号公報Japanese Patent Laid-Open No. 06-61100

このように、十分な火花発生電圧を有するとともに、電解液の低温での結晶の析出および経時的な分離を抑制することのできる電解コンデンサ用電解液は未だ得られていない。   As described above, an electrolytic solution for electrolytic capacitors that has a sufficient spark generation voltage and can suppress the precipitation of crystals at a low temperature and separation over time has not yet been obtained.

本発明の課題は、十分な電導性および火花発生電圧を有するとともに、低温での結晶の析出および経時的な分離を抑制することができる、電解コンデンサ用電解液を提供することにある。   The subject of this invention is providing the electrolyte solution for electrolytic capacitors which has sufficient electroconductivity and a spark generation voltage, and can suppress the precipitation of a crystal | crystallization at low temperature and a temporal separation.

本発明は以下のものである。
(1) 成分(a)および成分(b)を含有することを特徴とする、電解コンデンサ用電解液。
(a) 極性溶媒
(b) 式(1)で示される化合物またはその塩

HOOC−X−O−(AO)−Y−COOH ・・・(1)

(式(1)において、XおよびYは、それぞれ、炭素数2〜5の炭化水素基である。
AOは、炭素数2〜4のオキシアルキレン基である。
nは、炭素数2〜4のオキシアルキレン基の平均付加モル数であり、1〜100である。)
The present invention is as follows.
(1) An electrolytic solution for electrolytic capacitors, comprising component (a) and component (b).
(A) Polar solvent (b) Compound represented by formula (1) or a salt thereof

HOOC-X-O- (AO) n -Y-COOH (1)

(In Formula (1), X and Y are respectively a C2-C5 hydrocarbon group.
AO is an oxyalkylene group having 2 to 4 carbon atoms.
n is the average addition mole number of a C2-C4 oxyalkylene group, and is 1-100. )

(2) 前記式(1)において、(AO)に占める炭素数3〜4のオキシアルキレン基の割合が30〜85モル%である。 (2) In said Formula (1), the ratio of the C3-C4 oxyalkylene group which occupies for (AO) n is 30-85 mol%.

(3) 更に(c)炭素数5〜12の脂肪族二塩基酸またはその塩を含有する。 (3) Further, (c) an aliphatic dibasic acid having 5 to 12 carbon atoms or a salt thereof is contained.

本発明の電解コンデンサ用電解液は、十分な電導性および火花発生電圧を有するとともに、低温での結晶の析出および経時的な分離を抑制することができ、コンデンサを幅広い温度域で安定に使用することができる。   The electrolytic solution for an electrolytic capacitor of the present invention has sufficient conductivity and spark generation voltage, and can suppress crystal precipitation and separation over time at a low temperature, so that the capacitor can be used stably in a wide temperature range. be able to.

(電解コンデンサ用電解液)
電解コンデンサにおいては、アルミニウムまたはタンタルなどの金属の表面に絶縁性の酸化被膜が形成された弁金属を陽極電極として使用し、前記酸化被膜を誘電体とする。この酸化被膜の表面に電解液を接触させ、また集電用の電極を配置する。電解コンデンサ用電解液は、誘電体に接触し、陰極として作用する。
(Electrolytic solution for electrolytic capacitors)
In an electrolytic capacitor, a valve metal in which an insulating oxide film is formed on the surface of a metal such as aluminum or tantalum is used as an anode electrode, and the oxide film is used as a dielectric. An electrolytic solution is brought into contact with the surface of the oxide film, and a current collecting electrode is disposed. The electrolytic solution for the electrolytic capacitor contacts the dielectric and acts as a cathode.

((a)極性溶媒)
本発明で使用する極性溶媒は、極性を有する溶媒、特に有機溶媒として通常知られているものや水を使用できる。好ましくは、エタノール、プロパノール等の1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、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール等の2価アルコール、グリセリン等の3価アルコール、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ジエチルエーテル等のエーテル系溶媒、γ−ブチロラクトン等のラクトン系溶媒、N−メチルホルムアミド等のアミド系溶媒、水等が挙げられる。溶媒は、単独で使用してもよく、2種類以上を混合して使用してもよい。
((A) Polar solvent)
As the polar solvent used in the present invention, a solvent having polarity, particularly a solvent generally known as an organic solvent or water can be used. Preferably, monohydric alcohols such as ethanol and propanol, dihydric alcohols such as ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, 1,3-butanediol and 1,4-butanediol, trihydric alcohols such as glycerin, ethylene glycol monomethyl ether And ether solvents such as diethylene glycol diethyl ether, lactone solvents such as γ-butyrolactone, amide solvents such as N-methylformamide, water, and the like. A solvent may be used independently and may mix and use 2 or more types.

極性溶媒としては、水と極性有機溶媒との混合物が好ましく、水と2価アルコールや3価アルコールとの混合物が更に好ましく、エチレングリコールと水の混合物がいっそう好ましい。   As the polar solvent, a mixture of water and a polar organic solvent is preferable, a mixture of water and a dihydric alcohol or a trihydric alcohol is more preferable, and a mixture of ethylene glycol and water is more preferable.

((b)式(1)で示される化合物またはその塩)
式(1)で示される化合物は、カルボキシル基に隣接する炭化水素基およびポリオキシアルキレン基を有することにより、極性溶媒への高い溶解性を示すとともに、高い火花発生電圧を発現する。さらに式(1)で示される化合物は、加水分解等の分解が起こることなく化学的に安定であり、分離が抑制される。
((B) a compound represented by the formula (1) or a salt thereof)
Since the compound represented by the formula (1) has a hydrocarbon group and a polyoxyalkylene group adjacent to the carboxyl group, it exhibits high solubility in a polar solvent and expresses a high spark generation voltage. Furthermore, the compound represented by the formula (1) is chemically stable without decomposition such as hydrolysis, and separation is suppressed.

式(1)におけるXおよびYは、それぞれ、炭素数2〜5の炭化水素基であり、互いに同一でよく、異なっていても良い。また、X、Yは、直鎖であっても分岐であってもよく、飽和であっても不飽和であってもよい。具体的には、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基などの直鎖の炭化水素基や、分岐の炭化水素基が挙げられる。   X and Y in formula (1) are each a hydrocarbon group having 2 to 5 carbon atoms, and may be the same or different. X and Y may be linear or branched and may be saturated or unsaturated. Specific examples include linear hydrocarbon groups such as ethylene group, propylene group, butylene group, and pentylene group, and branched hydrocarbon groups.

XおよびYの炭素数が2より小さい場合は、火花発生電圧が不十分であり、5より大きい場合は、電解液溶媒への溶解性が低下する。この観点からは、XおよびYの炭素数は、特に好ましくは2〜4である。また、XおよびYは、好ましくは直鎖の炭化水素基であり、および/または、飽和の炭化水素基である。   When the carbon number of X and Y is smaller than 2, the spark generation voltage is insufficient, and when it is larger than 5, the solubility in the electrolyte solvent is lowered. From this viewpoint, the number of carbon atoms of X and Y is particularly preferably 2 to 4. X and Y are preferably straight-chain hydrocarbon groups and / or saturated hydrocarbon groups.

XおよびYは、具体的にはエチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基が好ましい。   Specifically, X and Y are preferably an ethylene group, a propylene group, a butylene group, and a pentylene group.

式(1)におけるAOは、炭素数2〜4の1種以上のオキシアルキレン基である。AOが2種以上である場合は、ブロック状に付加していてもよく、ランダム状に付加していてもよい。AOは、炭素数3〜4のオキシアルキレン基、炭素数2のオキシアルキレン基、炭素数3〜4のオキシアルキレン基の順のトリブロック付加物であることが特に好ましい。   AO in Formula (1) is one or more oxyalkylene groups having 2 to 4 carbon atoms. When AO is 2 or more types, it may be added in a block shape or may be added in a random shape. AO is particularly preferably a triblock adduct in the order of an oxyalkylene group having 3 to 4 carbon atoms, an oxyalkylene group having 2 carbon atoms, and an oxyalkylene group having 3 to 4 carbon atoms.

式(1)におけるnは、炭素数2〜4のオキシアルキレン基AOの平均付加モル数であり、1〜100である。nが1より小さい場合は、極性溶媒への溶解性が低下する。この観点からは、nは8以上が好ましく、10以上が更に好ましく、15以上が特に好ましい。また、nが100より大きい場合は、十分な電導性が得られない。この観点からは、nは、80以下が好ましく、70以下が更に好ましく、50以下が特に好ましい。   N in Formula (1) is an average addition mole number of the C2-C4 oxyalkylene group AO, and is 1-100. When n is smaller than 1, the solubility in a polar solvent decreases. From this viewpoint, n is preferably 8 or more, more preferably 10 or more, and particularly preferably 15 or more. Moreover, when n is larger than 100, sufficient conductivity cannot be obtained. From this viewpoint, n is preferably 80 or less, more preferably 70 or less, and particularly preferably 50 or less.

(AO)の繰り返し単位数の全体を100モル%としたとき、(AO)に占める炭素数3〜4のオキシアルキレン基の割合は、火花発生電圧の向上および極性溶媒への溶解性の点から、30モル%以上であることが好ましく、また85モル%以下であることが好ましい。この場合の残部は、炭素数2のオキシアルキレン基である。 When the total number of repeating units of (AO) n is 100 mol%, the proportion of the oxyalkylene group having 3 to 4 carbon atoms in (AO) n is improved in sparking voltage and solubility in polar solvents. From the viewpoint, it is preferably 30 mol% or more, and preferably 85 mol% or less. The balance in this case is an oxyalkylene group having 2 carbon atoms.

式(1)で示される化合物の分子量は、好ましくは500〜5000であり、より好ましくは600〜3000である。この分子量を500以上とすることによって、火発生電圧がいっそう向上する。また、この分子量を5000以下とすることによって、電解液の比抵抗を抑制し、電導性が高くなる。   The molecular weight of the compound represented by the formula (1) is preferably 500 to 5000, and more preferably 600 to 3000. By setting the molecular weight to 500 or more, the fire generation voltage is further improved. Moreover, the specific resistance of electrolyte solution is suppressed and electrical conductivity becomes high by making this molecular weight 5000 or less.

式(1)で示される化合物は、そのまま使用することもできるが、自身の溶媒への溶解性向上や電解液の電導性向上の点から、アンモニアまたはアミン化合物との塩として使用することが好ましい。アミン化合物としては、N−ブチルアミン、モノエタノールアミン等の1級アミン、ジエタノールアミン等の2級アミン、トリエチルアミン、トリエタノールアミン、ジメチルアミノエタノール、N−メチルジエタノールアミン等の3級アミン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン等のポリアルキレンポリアミン、ポリアルキレンポリアミンのアルキレンオキシド付加物等が挙げられ、単独で使用しても2種以上を混合して使用してもよい。好ましくはアンモニアである。   The compound represented by the formula (1) can be used as it is, but is preferably used as a salt with ammonia or an amine compound from the viewpoint of improving the solubility in its own solvent and improving the conductivity of the electrolytic solution. . Examples of amine compounds include primary amines such as N-butylamine and monoethanolamine, secondary amines such as diethanolamine, tertiary amines such as triethylamine, triethanolamine, dimethylaminoethanol, and N-methyldiethanolamine, ethylenediamine, diethylenetriamine, and triamine. Examples thereof include polyalkylene polyamines such as ethylene tetramine and tetraethylene pentamine, and alkylene oxide adducts of polyalkylene polyamines, which may be used alone or in admixture of two or more. Ammonia is preferred.

((c)成分)
本発明の電解液には、電導性向上の点から次の(c)成分を添加することが好ましい。
(Component (c))
It is preferable to add the following (c) component to the electrolyte solution of this invention from the point of electrical conductivity improvement.

成分(c)は、炭素数5〜12の脂肪族二塩基酸またはその塩である。炭素数5〜12の脂肪族二塩基酸としては、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸等の直鎖の脂肪族二塩基酸や、分岐鎖を有する脂肪族二塩基酸が挙げられる。成分(c)の酸の炭素数は、6〜10が更に好ましい。   Component (c) is an aliphatic dibasic acid having 5 to 12 carbon atoms or a salt thereof. Examples of aliphatic dibasic acids having 5 to 12 carbon atoms include linear aliphatic dibasic acids such as glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, and dodecanedioic acid, and branched chains. The aliphatic dibasic acid which has is mentioned. As for carbon number of the acid of a component (c), 6-10 are still more preferable.

炭素数5〜12の脂肪族二塩基酸は、そのまま使用することもできるが、自身の溶媒への溶解性向上や電解液の電導性向上の点から、アンモニアまたはアミン化合物との塩として使用することが好ましい。アミン化合物としては、N−ブチルアミン、モノエタノールアミン等の1級アミン、ジエタノールアミン等の2級アミン、トリエチルアミン、トリエタノールアミン、ジメチルアミノエタノール、N−メチルジエタノールアミン等の3級アミン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン等のポリアルキレンポリアミン、ポリアルキレンポリアミンのアルキレンオキシド付加物等が挙げられ、単独で使用しても2種以上を混合して使用してもよい。好ましくはアンモニアである。   Although the aliphatic dibasic acid having 5 to 12 carbon atoms can be used as it is, it is used as a salt with ammonia or an amine compound from the viewpoint of improving the solubility in its own solvent and improving the conductivity of the electrolytic solution. It is preferable. Examples of amine compounds include primary amines such as N-butylamine and monoethanolamine, secondary amines such as diethanolamine, tertiary amines such as triethylamine, triethanolamine, dimethylaminoethanol, and N-methyldiethanolamine, ethylenediamine, diethylenetriamine, and triamine. Examples thereof include polyalkylene polyamines such as ethylene tetramine and tetraethylene pentamine, and alkylene oxide adducts of polyalkylene polyamines, which may be used alone or in admixture of two or more. Ammonia is preferred.

(組成比)
本発明の電解液における(a)成分の重量比をa、(b)成分の重量比をbとしたとき、a+bを100重量部とする。このとき、重量比bは0.1重量部以上が好ましく、これによって、電解液の導電性が向上する。この観点からは、重量比bは、1重量部以上が好ましく、3重量部以上が更に好ましい。また、重量比bは、50重量部以下が好ましく、これによって電解液の粘度を低下させ、取扱い易くできる。この観点からは、重量比bは、40重量部以下が好ましく、30重量部以下が更に好ましい。
(Composition ratio)
In the electrolytic solution of the present invention, when the weight ratio of the component (a) is a and the weight ratio of the component (b) is b, a + b is 100 parts by weight. At this time, the weight ratio b is preferably 0.1 parts by weight or more, thereby improving the conductivity of the electrolytic solution. From this viewpoint, the weight ratio b is preferably 1 part by weight or more, and more preferably 3 parts by weight or more. Further, the weight ratio b is preferably 50 parts by weight or less, which can reduce the viscosity of the electrolyte and facilitate handling. From this viewpoint, the weight ratio b is preferably 40 parts by weight or less, and more preferably 30 parts by weight or less.

また、成分(a)を、水と極性有機溶媒との混合物としたときには、両者の合計量を100重量%としたとき、水の重量比は、0.1〜30重量%とすることが好ましく、0.5〜10重量%とすることが更に好ましい。   When component (a) is a mixture of water and a polar organic solvent, the weight ratio of water is preferably 0.1 to 30% by weight when the total amount of both is 100% by weight. More preferably, the content is 0.5 to 10% by weight.

本発明の電解液における(c)成分の重量比をcとしたとき、前記の観点からは、重量比cは、0.1重量部以上が好ましく、0.5重量部以上が更に好ましく、1以上が特に好ましい。また、重量比cは、20重量部以下が好ましく、10重量部以下がより好ましく、8重量部以下が特に好ましい。ただし、a+b=100重量部とする。   When the weight ratio of the component (c) in the electrolytic solution of the present invention is c, from the above viewpoint, the weight ratio c is preferably 0.1 parts by weight or more, more preferably 0.5 parts by weight or more. The above is particularly preferable. The weight ratio c is preferably 20 parts by weight or less, more preferably 10 parts by weight or less, and particularly preferably 8 parts by weight or less. However, a + b = 100 parts by weight.

また,本発明の電解液におけるb/cは、好ましくは50/50〜99.9/0.1であり、より好ましくは60/40〜97/3であり、特に好ましくは、65/35〜95/5である。   Moreover, b / c in the electrolytic solution of the present invention is preferably 50/50 to 99.9 / 0.1, more preferably 60/40 to 97/3, and particularly preferably 65/35 to 95/5.

(添加剤)
本発明の電解液には、漏れ電流の低減、火花発生電圧向上、ガス吸収等の目的で種々の添加剤を加えることができる。添加剤の例として、リン酸化合物、ホウ酸化合物、多価アルコール類、ニトロ化合物、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコールのランダム共重合体及びブロック共重合体に代表される高分子化合物等が挙げられる。
(Additive)
Various additives can be added to the electrolytic solution of the present invention for the purpose of reducing leakage current, improving spark generation voltage, gas absorption, and the like. Examples of additives include phosphoric acid compounds, boric acid compounds, polyhydric alcohols, nitro compounds, polyvinyl alcohol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyoxyethylene polyoxypropylene glycol random copolymers and block copolymers And the like.

以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明する。
[実施例1]
式(1)で示される化合物gを表1に示す。(a)極性溶媒、(b)式(1)で示される化合物gのアンモニウム塩および(c)セバシン酸のアンモニウム塩を使用した電解液の組成を表2に示す。得られた電解液について、−40℃で1時間静置したときの結晶析出の有無、比抵抗、火花発生電圧および25℃で3ヶ月静置したときの分離の有無を、表4に示す。なお、エチレングリコールの重量比を83.0重量部とし、水の重量比を4.0重量部とした。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
[Example 1]
Table 1 shows compound g represented by the formula (1). Table 2 shows the composition of an electrolytic solution using (a) a polar solvent, (b) an ammonium salt of compound g represented by formula (1), and (c) an ammonium salt of sebacic acid. Table 4 shows the presence or absence of crystal precipitation when the electrolyte solution was left at -40 ° C for 1 hour, the specific resistance, the spark generation voltage, and the presence or absence of separation when left at 25 ° C for 3 months. The weight ratio of ethylene glycol was 83.0 parts by weight, and the weight ratio of water was 4.0 parts by weight.

なお、−40℃で1時間静置したときの結晶析出の有無、比抵抗、火花発生電圧および25℃で3ヶ月間静置したときの分離の有無は、それぞれ以下の基準で評価した。   In addition, the presence or absence of crystal precipitation when left at -40 ° C. for 1 hour, the specific resistance, the spark generation voltage, and the presence or absence of separation when left at 25 ° C. for 3 months were evaluated according to the following criteria.

<結晶の析出の有無の評価>
電解液50gをガラス瓶に入れ、−40℃の恒温槽で1時間静置したときの結晶の析出の有無を、以下の基準で評価した。
○:結晶が析出せず、均一である
×:結晶が析出している
<Evaluation of Presence of Crystal Precipitation>
The presence or absence of crystal precipitation when the electrolyte solution 50 g was put in a glass bottle and allowed to stand for 1 hour in a -40 ° C. constant temperature bath was evaluated according to the following criteria.
○: Crystal does not precipitate and is uniform ×: Crystal is precipitated

<比抵抗の測定>
電導性の指標として、比抵抗の測定を行った。比抵抗が大きいほど電導性が低いことを意味する。電気伝導度計(東亜電波工業(株)製CM−60S)により、電解液の30℃での比抵抗を測定し、以下の基準で評価した。
○:比抵抗が2500Ω・cm未満
×:比抵抗が2500Ω・cm以上
<Measurement of specific resistance>
Specific resistance was measured as an index of electrical conductivity. It means that electrical conductivity is so low that a specific resistance is large. The specific resistance at 30 ° C. of the electrolytic solution was measured with an electric conductivity meter (CM-60S manufactured by Toa Radio Industry Co., Ltd.) and evaluated according to the following criteria.
○: Specific resistance is less than 2500 Ω · cm ×: Specific resistance is 2500 Ω · cm or more

<火花発生電圧の測定>
1L容量ステンレス製容器に電解液700gを入れ、60mm×10mmに切断した純度99.99%以上のアルミ箔を浸漬し、直流電源を繋げて25℃における電解液の火花発生電圧を測定し、以下の基準で評価した。結果を表2に示す。
○:火花発生電圧向上度が400V以上
×:火花発生電圧向上度が400V未満
<Measurement of spark generation voltage>
Put 700 g of electrolyte in a 1 L capacity stainless steel container, immerse aluminum foil with a purity of 99.99% or more cut into 60 mm × 10 mm, connect a DC power supply, and measure the spark generation voltage of the electrolyte at 25 ° C. Evaluation based on the criteria. The results are shown in Table 2.
○: Spark generation voltage improvement is 400V or more ×: Spark generation voltage improvement is less than 400V

<25℃で3ヶ月間静置したときの分離の有無の評価>
電解液50gをガラス瓶に入れ、25℃の恒温槽で3ヶ月間静置したときの結晶の析出の有無を、以下の基準で評価した。
○:分離することなく、均一である
×:分離している
<Evaluation of presence or absence of separation when left at 25 ° C. for 3 months>
The following criteria evaluated the presence or absence of the crystal | crystallization precipitation when putting electrolyte solution 50g into a glass bottle, and leaving still for 3 months with a 25 degreeC thermostat.
○: Uniform without separation ×: Separated

[実施例2〜6]
(a)極性溶媒、(b)式(1)で示される化合物h、i、j、k、mのアンモニウム塩(表1参照)およびセバシン酸のアンモニウム塩を使用した電解液の組成を表2に示す。実施例1と同様の方法で、−40℃で1時間静置したときの結晶析出の有無、比抵抗、火花発生電圧および25℃で3ヶ月間静置したときの分離の有無を評価した。結果を表4に示す。
[Examples 2 to 6]
Table 2 shows the composition of an electrolytic solution using (a) a polar solvent, (b) an ammonium salt of compounds h, i, j, k, and m represented by formula (1) (see Table 1) and an ammonium salt of sebacic acid. Shown in In the same manner as in Example 1, the presence or absence of crystal precipitation when left at -40 ° C for 1 hour, the specific resistance, the spark generation voltage, and the presence or absence of separation when left at 25 ° C for 3 months were evaluated. The results are shown in Table 4.

[比較例1〜6]
(a)極性溶媒と、化合物s、t、uのアンモニウム塩(表1参照)または化合物p、q、rのアンモニウム塩と、(c)セバシン酸のアンモニウム塩とを使用した電解液の組成を表3に示す。ただし、表3において、pはセバシン酸であり、qはブチルオクタン二酸であり、rは、HOOC-(CH24-COO-(CH2CH2O)9-CO-(CH24-COOHである。また、比較例1、2、3では、エチレングリコールの重量比を75.5重量部とし、水の重量比を7.0重量部とした。比較例4、5、6では、エチレングリコールの重量比を83.0重量部とし、水の重量比を4.0重量部とした。
[Comparative Examples 1-6]
The composition of the electrolytic solution using (a) a polar solvent, an ammonium salt of compounds s, t, u (see Table 1) or an ammonium salt of compounds p, q, r and (c) an ammonium salt of sebacic acid. Table 3 shows. In Table 3, p is sebacic acid, q is butyloctanedioic acid, and r is HOOC- (CH 2 ) 4 —COO— (CH 2 CH 2 O) 9 —CO— (CH 2 ). 4 -COOH. In Comparative Examples 1, 2, and 3, the weight ratio of ethylene glycol was 75.5 parts by weight, and the weight ratio of water was 7.0 parts by weight. In Comparative Examples 4, 5, and 6, the weight ratio of ethylene glycol was 83.0 parts by weight, and the weight ratio of water was 4.0 parts by weight.

実施例1と同様の方法で、−40℃で1時間静置したときの結晶析出の有無、比抵抗、火花発生電圧および25℃で3ヶ月静置したときの分離の有無を評価した。結果を表4に示す。なお、結晶析出の有無の評価において結晶の析出が見られた場合には、比抵抗、火花発生電圧および25℃で3ヶ月間静置したときの分離の有無の評価は行わなかった。   In the same manner as in Example 1, the presence or absence of crystal precipitation when left at -40 ° C for 1 hour, the specific resistance, the spark generation voltage, and the presence or absence of separation when left at 25 ° C for 3 months were evaluated. The results are shown in Table 4. When crystal precipitation was observed in the evaluation of the presence or absence of crystal precipitation, the specific resistance, the spark generation voltage, and the presence or absence of separation when left at 25 ° C. for 3 months were not evaluated.

Figure 2015019015
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表2、表4の結果から、実施例1〜6の電解液は、低温において結晶が析出することがなく、均一であることがわかる。また、実施例1〜6の電解液は、十分な電導性を示しながら、高い火花発生電圧向上を示すことがわかる。さらに、実施例1〜6の電解液は、経時的に分離することなく、均一であることがわかる。   From the results of Tables 2 and 4, it can be seen that the electrolytes of Examples 1 to 6 are uniform without crystals being precipitated at low temperatures. Moreover, it turns out that the electrolyte solution of Examples 1-6 shows a high spark generation voltage improvement, showing sufficient electroconductivity. Furthermore, it turns out that the electrolyte solution of Examples 1-6 is uniform, without isolate | separating with time.

これに対し、比較例1および比較例2は、本発明の式(1)で示される化合物を用いていないために、低温で電解液に結晶が析出した。
比較例3は、本発明の式(1)で示される化合物を用いていないために、電解液が経時的に分離した。
比較例4および比較例5は、式(1)で示される化合物のカルボキシル基に隣接する炭化水素基の炭素数が本発明の範囲より小さいために、火花発生電圧が不十分である。
比較例6は、式(1)で示される化合物のオキシアルキレン基の付加モル数が本発明の範囲より大きいために、比抵抗が大きい。
On the other hand, since Comparative Example 1 and Comparative Example 2 did not use the compound represented by the formula (1) of the present invention, crystals were precipitated in the electrolytic solution at a low temperature.
In Comparative Example 3, since the compound represented by the formula (1) of the present invention was not used, the electrolytic solution separated over time.
In Comparative Example 4 and Comparative Example 5, since the number of carbon atoms of the hydrocarbon group adjacent to the carboxyl group of the compound represented by the formula (1) is smaller than the range of the present invention, the spark generation voltage is insufficient.
In Comparative Example 6, the specific resistance is large because the added mole number of the oxyalkylene group of the compound represented by the formula (1) is larger than the range of the present invention.

Claims (3)

成分(a)および成分(b)を含有することを特徴とする、電解コンデンサ用電解液。
(a) 極性溶媒
(b) 式(1)で示される化合物またはその塩

HOOC−X−O−(AO)−Y−COOH ・・・(1)

(式(1)において、XおよびYは、それぞれ、炭素数2〜5の炭化水素基である。
AOは、炭素数2〜4のオキシアルキレン基である。
nは、炭素数2〜4のオキシアルキレン基の平均付加モル数であり、1〜100である。)
An electrolytic solution for an electrolytic capacitor comprising the component (a) and the component (b).
(A) Polar solvent (b) Compound represented by formula (1) or a salt thereof

HOOC-X-O- (AO) n -Y-COOH (1)

(In Formula (1), X and Y are respectively a C2-C5 hydrocarbon group.
AO is an oxyalkylene group having 2 to 4 carbon atoms.
n is the average addition mole number of a C2-C4 oxyalkylene group, and is 1-100. )
前記式(1)において、(AO)に占める炭素数3〜4のオキシアルキレン基の割合が30〜85モル%であることを特徴とする、請求項1記載の電解コンデンサ用電解液。 2. The electrolytic solution for an electrolytic capacitor according to claim 1, wherein a ratio of the oxyalkylene group having 3 to 4 carbon atoms in (AO) n in the formula (1) is 30 to 85 mol%. (c)炭素数5〜12の脂肪族二塩基酸またはその塩を含有することを特徴とする、請求項1または2記載の電解コンデンサ用電解液。   (C) The electrolytic solution for electrolytic capacitors according to claim 1, comprising an aliphatic dibasic acid having 5 to 12 carbon atoms or a salt thereof.
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