JP2819475B2 - 電解コンデンサ駆動用電解液 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、電解コンデンサ駆動用電解液に関する。

［従来の技術］ 従来、電解コンデンサ駆動用電解液としては、エチレ
ングリリコールに、アジピン酸を初めとする有機カルボ
ン酸などを溶解した電解液が用いられている。しかしな
がら、エチレングリコールは、低温域での粘度上昇が著
しい欠点があり、また、高温域における比抵抗の増大も
しくはそれに伴う損失の増大などの欠点がある。

これに対し、低温における特性を改善する電解液とし
て、ジメチルホルムアミドやγ−ブチロラクトンを主溶
媒とし、マレイン酸やフタル酸の塩を溶質として用いた
電解コンデンサ駆動用電解液が存在している。

しかしながら、これらの電解コンデンサ駆動用電解液
を使用した場合、比抵抗は充分に低いものの、火花電圧
が低くなり、50V級以下の低電圧のコンデンサにしか使
用できないという欠点がある。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のように、従来の電解コンデンサ駆動用電解液
は、低温域での粘度上昇や、高温域での比抵抗の増大も
しくはそれに伴う損失の増大などの欠点を有していた。
また、改善のためにジメチルホルムアミドやγ−ブチロ
ラクトンを主溶媒とし、マレイン酸やフタル酸の塩を溶
質として用いた電解液には、このような欠点がない代り
に、火花電圧が低くなり、低電圧のコンデンサにしか対
応できないという新たな欠点が存在していた。

本発明は、このような従来技術の課題を解決するため
に提案されたものであり、その目的は、低温から高温に
渡る広い範囲の温度領域において比抵抗を低減させ、且
つ、火花電圧を上昇することにより、広い温度領域にお
いて、安定した高い特性を有する、長寿命で信頼性の高
い電解コンデンサの実現に貢献でき、しかも、より高い
電圧のコンデンサ、すなわち、具体的には100V級のコン
デンサへの使用が可能であるような、優れた電解コンデ
ンサ駆動用電解液を提供することである。

［課題を解決するための手段］ 本発明による電解コンデンサ駆動用電解液は、γ−ブ
チロラクトンを主体とする溶媒に、フタル酸のテトラメ
チルアンモニウム塩を溶質として溶解し、さらに、エチ
レングリコールに溶解したホウ酸と、Ｐ−ニトロフェノ
ールまたはＰ−ニトロ安息香酸を添加、溶解したことを
特徴としている。

また、各材料の添加量は、エチレングリコールの濃度
が15〜20％、ホウ酸の濃度が0.5〜１％、Ｐ−ニトロフ
ェノールまたはＰ−ニトロ安息香酸の濃度が0.5〜１％
であることが望ましい。この場合、エチレングリコール
の濃度を15〜20％とするのは、15％を下回る場合には、
ホウ酸の溶解が円滑に進まず、20％を越える量のエチレ
ングリコールを添加した場合には、比抵抗が増大してし
まうからである。

［作用］ 以上のような構成を有する本発明の電解コンデンサ駆
動用電解液の作用は次の通りである。

まず、γ−ブチロラクトンを主体とする溶媒にフタル
酸のテトラメチルアンモニウム塩を溶質として溶解した
場合、火花電圧は低いながらも、低い比抵抗値を得るこ
とができる。

そして、このようなγ−ブチロラクトンとテトラメチ
ルアンモニウム塩との混合液にホウ酸を添加することに
より、比抵抗値を余り上昇させることなしに、火花電圧
を上昇することが可能となる。

この場合、ホウ酸はγ−ブチロラクトンを主体とする
溶媒には溶解し難いため、本発明では、一旦エチレング
リコールとのエステル化反応によりホウ酸を溶解し、こ
の状態で、γ−ブチロラクトンとテトラメチルアンモニ
ウム塩との混合液にホウ酸を添加するという画期的な手
段により、γ−ブチロラクトン溶媒中にホウ酸を溶解さ
せることが可能となっており、この結果、前記のよう
に、比抵抗値を余り上昇させることなしに、火花電圧を
上昇することが可能となっている。

［実施例］ 以下に、本発明による電解コンデンサ駆動用電解液の
実施例を説明する。

まず、第１表に示すような組成比にて、従来技術によ
る３種類の電解液（従来例１〜３）と、本発明による２
種類の電解液（実施例1,2）とを生成し、それぞれの電
解液の火花電圧（Ｖ）および25℃における比抵抗を調べ
たところ、第２表に示すような結果が得られた。

また、以上のような従来技術と本発明とによる５種類
の電解液を使用して、同定格63V−680μＦのコンデンサ
を試作し、恒温105℃にて定格電圧印加の高温負荷試験
を行ったところ、第３表および第４表に示すような結果
が得られた。第３表および第４表は、静電容量（μ
Ｆ）、損失角の正接（tanδ）の各特性を示す表であ
り、各表とも、初期特性と、1000時間後における特性、
2000時間後における特性を比較的に示している。

前記の第３表および第４表に示すように、従来例2,3
は、初期時点ですでに防爆弁が作動してしまい、63V用
として使用することは不可能であることがわかる。ま
た、従来例１は、初期の時点では、ある程度の特性を有
しているものの、それ以降の特性の劣化が著しく、1000
時間の高温負荷試験の後には、静電容量は7.3％も減少
し、また、損失角の正接も0.082と大きくなっており、
さらに、1500時間後には、防爆弁が作動してしまう。

これらの従来例１〜３に比べ、本発明による実施例1,
2は、1000時間の高温負荷試験の後にも、静電容量の減
少は、2.0％〜2.1％程度に止どめられ、また、損失角の
正接についても、微小の増加しか見られない。さらに、
2000時間後においても、静電容量は、初期に比べて4.3
％〜4.5％程度減少するに止どめられ、また、損失角の
正接も、0.042〜0.045と、充分に低い値に押えられてい
る。これらのことから、本発明による電解コンデンサ駆
動用電解液（実施例1,2）を使用した場合には、高温度
中での経時変化が極めて小さく、安定した高い特性を維
持でき、長寿命を有するような電解コンデンサを実現で
き、特に、50Vを越える高電圧のコンデンサにも使用可
能であることがわかる。さらに、本発明による前記の各
電解液（実施例1,2）は、100V級までのコンデンサの使
用に耐えられることが確認されている。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の電解コンデンサ駆動用
電解液は、特にγ−ブチロラクトンを主体とする溶媒を
使用すると共に、エチレングリコールに溶解したホウ酸
を添加することにより、従来の電解液に比べて、低温か
ら高温に渡る広い範囲の温度領域における比抵抗が低減
しており、且つ、火花電圧が上昇している。

従って、このような本発明の電解コンデンサ駆動用電
解液を使用すれば、従来に比べて、広い温度領域におい
て、安定した高い特性を有する、長寿命で信頼性の高い
電解コンデンサの実現に貢献でき、しかも、100V級のコ
ンデンサへの使用が可能であるような、優れた電解コン
デンサ駆動用電解液を提供でき、工業的実用性の面で多
大な効果を得られる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01G 9/035

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】γ−ブチロラクトンを主体とする溶媒に、
   フタル酸のテトラメチルアンモニウム塩を溶質として溶
   解し、さらに、エチレングリコールに溶解したホウ酸
   と、Ｐ−ニトロフェノールまたはＰ−ニトロ安息香酸を
   添加、溶解したことを特徴とする電解コンデンサ駆動用
   電解液。
2. 【請求項２】エチレングリコールの濃度が15〜20％、ホ
   ウ酸の濃度が0.5〜１％、Ｐ−ニトロフェノールまたは
   Ｐ−ニトロ安息香酸の濃度が0.5〜１％であることを特
   徴とする請求項１に記載の電解コンデンサ駆動用電解
   液。