JP2910078B2 - 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 本発明は特に中高圧用の電解コンデンサに用いられる
電解コンデンサ駆動用電解液に関するものである。

従来の技術 従来の電解コンデンサ駆動用電解液において、特に中
高圧用電解液としては、火花発生電圧を比較的高くでき
ることからエチレングリコールに電解質として硼酸また
は硼酸アンモニウムを溶解した電解液が用いられてい
た。しかしながら、このような電解液は、硼酸から直接
放出される結晶水とエチレングリコール硼酸の間で起こ
るエステル化反応によって生ずる縮合水とで電解液中に
多量の水分が生成されるため、100℃を越える電解コン
デンサに使用すると、電解液中の水分が水蒸気となって
蒸発し、これにより、電解コンデンサのパッケージ内の
内圧が上昇し、これを破壊させてしまうという問題があ
った。このような問題点を解決するために、特公昭60−
13293号公報に見られるようにブチルオクタン二酸を溶
質として用いる例や、特公昭63−15738号公報に見られ
るように、5,6−デカンジカルボン酸を溶質として用い
た例がある。これらの二塩基性酸あるいはその塩を用い
た電解液ではエステル化反応が非常に遅いため、電解液
中に生成される水分も少量であり高温における電解コン
デンサのパッケージ内の圧力上昇を抑えることができ
る。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、これらの二塩基性酸またはその塩を溶
質とし、正リン酸、亜リン酸およびアルキルリン酸エス
テルを添加した電解液を用いてさらに高温度で使用する
には、化成性が悪いという欠点があった。

本発明はこのような従来の欠点を解決した電解コンデ
ンサ駆動用電解液を提供することを目的とするものであ
る。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明の電解コンデンサ駆
動用電解液は、エチレングリコールを主体とした溶媒
に、１−メチル−1,7−ヘプタンジカルボン酸、1,7−ジ
メチル−1,7−ヘプタンジカルボン酸、1,3−ジメチル−
1,3,9−ノナントリカルボン酸、1,3−ジメチル−３−カ
ルボメトキシ−1,9−ノナンジカルボン酸、1,3−ジメチ
ル−1,7−ヘプタンジカルボン酸、１−メチル−３−エ
チル−1,7−ヘプタンジカルボン酸、７−エチル−1,16
−ヘキサデカンジカルボン酸、7,8,11,12−テトラメチ
ル−1,18−オクタデカンジカルボン酸、7,8−ジメチル
−1,14−テトラデカンジカルボン酸、１−メチル−1,6
−ヘキサンジカルボン酸、1,3−ジメチル−３−カルボ
メトキシ−1,8−オクタンジカルボン酸、1,3−ジメチル
−1,3,8−オクタントリカルボン酸、１−メチル−1,8−
オクタンジカルボン酸、1,3−ジメチル−３−カルボメ
トキシ−1,10−デカンジカルボン酸、1,3−ジメチル−
1,3,10−デカントリカルボン酸、７−フェニル−７−メ
トキシ−１−オクタンカルボン酸、６−フェニル−６−
メトキシ−ヘプタンカルボン酸、６−エチル−1,14−テ
トラデカンジカルボン酸のうちから選択した酸、または
その塩の中の１種もしくは２種以上を主たる溶質とし、
かつ正リン酸、亜リン酸およびアルキルリン酸エステル
類のうちから選択した１種もしくは２種以上を添加して
溶解したものである。

なお、正リン酸、亜リン酸およびアルキルリン酸エス
テル類の添加量は10wt％以下に限られるもので、過剰添
加はショートの直接の引金になるため、この場合、5wt
％以下で用いるのが好ましい。

また上記した塩としては、二級アミン塩と、三級アミ
ン塩と、四級アンモニウム塩があり、二級アミン塩の具
体例としては、ジメチルアミン塩、ジエチルアミン塩、
ジプロピルアミン塩、ジブチルアミン塩、メチルエチル
アミン塩、メチルプロピルアミン塩、メチルブチルアミ
ン塩、エチルプロピルアミン塩、エチルブチルアミン
塩、プロピルブチルアミン塩が挙げられる。また三級ア
ミン塩の具体例としては、トリメチルアミン塩、ジメチ
ルエチルアミン塩、ジメチルプロピルアミン塩、ジメチ
ルブチルアミン塩、ジエチルメチルアミン塩、メチルエ
チルプロピルアミン塩、メチルエチルブチルアミン塩、
ジプロピルメチルアミン塩、メチルプロピルブチルアミ
ン塩、ジブチルメチルアミン塩、トリエチルアミン塩、
ジエチルプロピルアミン塩、ジエチルブチルアミン塩、
ジプロピルエチルアミン塩、エチルプロピルブチルアミ
ン塩、ジブチルエチルアミン塩、トリプロピルアミン
塩、ジプロピルブチルアミン塩、ジブチルプロピルアミ
ン塩、トリブチルアミン塩が挙げられる。そしてまた四
級アンモニウム塩の具体例としては、テトラメチルアン
モニウム塩、トリメチルエチルアンモニウム塩、トリメ
チルプロピルアンモニウム塩、トリメチルブチルアンモ
ニウム塩、ジメチルジエチルアンモニウム塩、ジメチル
エチルプロピルアンモニウム塩、ジメチルエチルブチル
アンモニウム塩、ジメチルジプロピルアンモニウム塩、
ジメチルプロピルブチルアンモニウム塩、ジメチルジブ
チルアンモニウム塩、トリエチルメチルアンモニウム
塩、ジエチルメチルプロピルアンモニウム塩、ジエチル
メチルブチルアンモニウム塩、ジプロピルメチルエチル
アンモニウム塩、メチルエチルプロピルブチルアンモニ
ウム塩、ジブチルメチルエチルアンモニウム塩、トリプ
ロピルメチルアンモニウム塩、ジプロピルメチルブチル
アンモニウム塩、ジブチルメチルプロピルアンモニウム
塩、トリブチルメチルアンモニウム塩、テトラエチルア
ンモニウム塩、トリエチルプロピルアンモニウム塩、ト
リエチルブチルアンモニウム塩、ジエチルジプロピルア
ンモニウム塩、ジエチルプロピルブチルアンモニウム
塩、ジエチルジブチルアンモニウム塩、トリプロピルエ
チルアンモニウム塩、ジプロピルエチルブチルアンモニ
ウム塩、ジブチルエチルプロピルアンモニウム塩、トリ
ブチルエチルアンモニウム塩、テトラプロピルアンモニ
ウム塩、トリプロピルブチルアンモニウム塩、ジプロピ
ルジブチルアンモニウム塩、トリブチルプロピルアンモ
ニウム塩が挙げられる。

また本発明で用いた酸の構造式を示すと次のようにな
る。

作用 上記した本発明の電解コンデンサ駆動用電解液に用い
られる酸は、ブチルオクタン二酸、5,6−デカンジカル
ボン酸と比較して化成性に優れているため、火花発生電
圧が上昇し、これに加えて正リン酸、亜リン酸およびア
ルキルリン酸エステル類を添加することにより、従来よ
りさらに高温下でも十分な火花発生電圧を実現すること
ができる。

実施例 以下、本発明の実施例について説明する。まず従来例
と本発明の実施例における組成および比抵抗、火花発生
電圧、含水率についての特性比較を示すと表１のように
なった。

表１に示した電解液のうち、従来例2,3および実施例
1,19,23の電解液を使用した電解コンデンサ（定格400V2
20μＦ）の各20個について、温度110℃で高温リプル試
験を1000時間実施した結果を表２に、また試験中のショ
ート発生率を表３にそれぞれ示した。

表2,表３から明らかなように、本発明の実施例1,19,2
3の電解液は従来例2,3の電解液に比べ、容量変化率、ta
nδ変化率、外観変化のどの特性においても優れてお
り、信頼性の高い電解コンデンサを得ることができる。
また実施例19の電解液のtanδ劣化は極めて良好である
が、これはアミン塩の立体障害によりエステル化反応を
阻止しているためである。そしてまた、実施例１と23の
電解液を比較してもわかるように、正リン酸とアルキル
リン酸エステルの効果の差異はほとんど見られなかっ
た。

また第１図は、本発明と従来の電解コンデンサ駆動用
電解液の定電流化成時における化成・放電特性を示した
ものであるが、この比較においても本発明の方が著しく
優れていることが明らかである。

発明の効果 以上の実施例の説明から明らかなように、本発明によ
れば、比抵抗を上げることなく、火花発生電圧を高くし
た中高圧用の電解コンデンサ駆動用電解液を得ることが
できるもので、このような電解液を使用することによ
り、非常に信頼性の高い中高圧用の電解コンデンサを提
供することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の電解コンデンサ駆動用電解液
と従来例の電解コンデンサ駆動用電解液との間の、定電
流化成時における化成・放電特性の比較を示す特性図で
ある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森 啓治 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 島本 秀樹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−152614（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−92206（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−95512（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01G 9/035

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エチレングリコールを主体とした溶媒に、
   １−メチル−1,7−ヘプタンジカルボン酸、1,7−ジメチ
   ル−1,7−ヘプタンジカルボン酸、1,3−ジメチル−1,3,
   9−ノナントリカルボン酸、1,3−ジメチル−３−カルボ
   メトキシ−1,9−ノナンジカルボン酸、1,3−ジメチル−
   1,7−ヘプタンジカルボン酸、１−メチル−３−エチル
   −1,7−ヘプタンジカルボン酸、７−エチル−1,16−ヘ
   キサデカンジカルボン酸、7,8,11,12−テトラメチル−
   1,18−オクタデカンジカルボン酸、7,8−ジメチル−1,1
   4−テトラデカンジカルボン酸、１−メチル−1,6−ヘキ
   サンジカルボン酸、1,3−ジメチル−３−カルボメトキ
   シ−1,8−オクタンジカルボン酸、1,3−ジメチル−1,3,
   8−オクタントリカルボン酸、１−メチル−1,8−オクタ
   ンジカルボン酸、1,3−ジメチル−３−カルボメトキシ
   −1,10−デカンジカルボン酸、1,3−ジメチル−1,3,10
   −デカントリカルボン酸、７−フェニル−７−メトキシ
   −１−オクタンカルボン酸、６−フェニル−６−メトキ
   シ−ヘプタンカルボン酸、６−エチル−1,14−テトラデ
   カンジカルボン酸のうちから選択した酸、またはその塩
   の中の１種もしくは２種以上を主たる溶質とし、かつ正
   リン酸、亜リン酸およびアルキルリン酸エステル類のう
   ちから選択した１種もしくは２種以上を添加して溶解し
   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】アルキルリン酸エステル類が、モノブチル
   リン酸エステルおよびトリブチルリン酸エステルである
   請求項１記載の電解コンデンサ駆動用電解液。
3. 【請求項３】塩がアンモニウム塩である請求項１記載の
   電解コンデンサ駆動用電解液。
4. 【請求項４】塩が二級アミン塩である請求項１記載の電
   解コンデンサ駆動用電解液。
5. 【請求項５】塩が三級アミン塩である請求項１記載の電
   解コンデンサ駆動用電解液。
6. 【請求項６】塩が四級アンモニウム塩である請求項１記
   載の電解コンデンサ駆動用電解液。
7. 【請求項７】二級アミン塩の置換基が、メチル基、エチ
   ル基、プロピル基、ブチル基より選ばれた１種もしくは
   ２種である請求項４記載の電解コンデンサ駆動用電解
   液。
8. 【請求項８】三級アミン塩の置換基が、メチル基、エチ
   ル基、プロピル基、ブチル基より選ばれた１種もしくは
   ２種以上である請求項５記載の電解コンデンサ駆動用電
   解液。
9. 【請求項９】四級アンモニウム塩の置換基が、メチル
   基、エチル基、プロピル基、ブチル基より選ばれた１種
   もしくは２種以上である請求項６記載の電解コンデンサ
   駆動用電解液。