JP3075789B2 - 電解コンデンサ用電解液 - Google Patents
電解コンデンサ用電解液Info
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Description
【０００３】
【産業上の利用分野】本発明は、電解コンデンサ用電解
液、特に中高圧用アルミニウム電解コンデンサ駆動用電
解液（以下電解液という）に関するものである。
液、特に中高圧用アルミニウム電解コンデンサ駆動用電
解液（以下電解液という）に関するものである。
【０００４】
【従来の技術】従来、特に中高圧用のアルミニウム電解
コンデンサの電解液としては、エチレングリコ−ルにほ
う酸あるいはほう酸アンモニウムを溶解したいわゆるエ
チレングリコ−ルほう酸系の電解液が多用されている。
一方では、高温度の信頼性を向上させる目的で炭素数が
８から２２である二塩基酸のアンモニウム塩を使用した
電解液も知られている。後者においては、中圧用として
は炭素数の比較的少ないものが使用されており、高圧用
としては炭素数の比較的多いものが使用されている。ま
た、主に中圧用として耐リップル性の向上と比抵抗の低
減を目的として、安息香酸あるいはそのアンモニウム塩
を併用する場合が多い。その理由としては、安息香酸あ
るいはそのアンモニウム塩の骨格であるフェニル基が耐
熱性に優れているため発熱に対して変質しにくいことが
挙げられる。
コンデンサの電解液としては、エチレングリコ−ルにほ
う酸あるいはほう酸アンモニウムを溶解したいわゆるエ
チレングリコ−ルほう酸系の電解液が多用されている。
一方では、高温度の信頼性を向上させる目的で炭素数が
８から２２である二塩基酸のアンモニウム塩を使用した
電解液も知られている。後者においては、中圧用として
は炭素数の比較的少ないものが使用されており、高圧用
としては炭素数の比較的多いものが使用されている。ま
た、主に中圧用として耐リップル性の向上と比抵抗の低
減を目的として、安息香酸あるいはそのアンモニウム塩
を併用する場合が多い。その理由としては、安息香酸あ
るいはそのアンモニウム塩の骨格であるフェニル基が耐
熱性に優れているため発熱に対して変質しにくいことが
挙げられる。
【０００５】しかしながら、高圧用として利用を考える
と、この有機酸系の電解液を用いた場合においても、安
息香酸あるいはそのアンモニウム塩ではそれ自体の有す
る耐電圧が限定要因となり、耐リップル性を保持しなが
らさらに耐電圧を向上させるには限界があった。また、
安息香酸のかわりにナフタレン環やフェナントレン環を
有するカルボン酸も検討されているがエチレングリコ−
ルやγ−ブチロラクトンを主体とした溶媒に溶かした場
合、確かに水に対してよりは溶け易く、かつ耐電圧も良
好となるものの熱ストレスに対して分解して昇華しやす
いという難点があった。
と、この有機酸系の電解液を用いた場合においても、安
息香酸あるいはそのアンモニウム塩ではそれ自体の有す
る耐電圧が限定要因となり、耐リップル性を保持しなが
らさらに耐電圧を向上させるには限界があった。また、
安息香酸のかわりにナフタレン環やフェナントレン環を
有するカルボン酸も検討されているがエチレングリコ−
ルやγ−ブチロラクトンを主体とした溶媒に溶かした場
合、確かに水に対してよりは溶け易く、かつ耐電圧も良
好となるものの熱ストレスに対して分解して昇華しやす
いという難点があった。
【０００６】一般的に、耐電圧だけを考えるのであれば
比低抗は高い方が有利ではあるが、耐リップル性の面か
らは、比抵抗が高いということはそれだけ発熱が大きく
なることを意味し、溶質そのものの熱安定性が要求され
る。また一般的には、直鎖の有機酸の場合、一塩基酸よ
りも二塩基酸の方が同程度の耐電圧を有しながら比抵抗
は小さくでき、二塩基酸でもカルボキシル基の間の炭素
数が少ないと、比抵抗は小さくできるかわりに耐電圧も
小さくなってしまうという相反する性質がある。
比低抗は高い方が有利ではあるが、耐リップル性の面か
らは、比抵抗が高いということはそれだけ発熱が大きく
なることを意味し、溶質そのものの熱安定性が要求され
る。また一般的には、直鎖の有機酸の場合、一塩基酸よ
りも二塩基酸の方が同程度の耐電圧を有しながら比抵抗
は小さくでき、二塩基酸でもカルボキシル基の間の炭素
数が少ないと、比抵抗は小さくできるかわりに耐電圧も
小さくなってしまうという相反する性質がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題点
を解決することである。即ち熱的に安定であり比抵抗の
小さい性質を有しながら、安息香酸およびその塩類以上
に耐電圧特性に優れた溶質を見つけだし、さらに信頼性
の高い中高圧用コンデンサを提供することである。
を解決することである。即ち熱的に安定であり比抵抗の
小さい性質を有しながら、安息香酸およびその塩類以上
に耐電圧特性に優れた溶質を見つけだし、さらに信頼性
の高い中高圧用コンデンサを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の具体的手法とし
ては、（１）骨格をフェニル基からフェニレン基とし、
一塩基酸の代わりに二塩基酸を用いることにより耐熱性
を保持しながら溶質の溶解性を高め比抵抗を下げた。
（２）耐電圧性を高めるため、フェニレン基とカルボキ
シル基との間に挟まれる炭素数を増した。（３）溶質と
アルミニウムの化成皮膜とのなじみを改善する目的で、
必要に応じてフェニレン基の側鎖にヒドロキシ基、メト
キシ基若しくはエトキシ基を導入したことを特徴とす
る。
ては、（１）骨格をフェニル基からフェニレン基とし、
一塩基酸の代わりに二塩基酸を用いることにより耐熱性
を保持しながら溶質の溶解性を高め比抵抗を下げた。
（２）耐電圧性を高めるため、フェニレン基とカルボキ
シル基との間に挟まれる炭素数を増した。（３）溶質と
アルミニウムの化成皮膜とのなじみを改善する目的で、
必要に応じてフェニレン基の側鎖にヒドロキシ基、メト
キシ基若しくはエトキシ基を導入したことを特徴とす
る。
【０００９】また、溶質は酸として用いて、後にアンモ
ニア水で中和しても良いし、アンモニウム塩等の塩とし
て用いてもよい。また、塩類の好ましい例としては、４
級アンモニウム塩、３級アミン塩が挙げられる。電解コ
ンデンサ駆動用電解液の調合の容易性からは塩として用
いた方が有利である。
ニア水で中和しても良いし、アンモニウム塩等の塩とし
て用いてもよい。また、塩類の好ましい例としては、４
級アンモニウム塩、３級アミン塩が挙げられる。電解コ
ンデンサ駆動用電解液の調合の容易性からは塩として用
いた方が有利である。
【００１０】尚、本発明における好ましい実施態様で
は、中圧用としては水分を２重量％から８重量％含むエ
チレングリコ−ルを主体とした溶媒に、セバシン酸の塩
類とともに本発明による溶質を添加するのが望ましい。
また高圧用としては水分を０．５重量％から６重量％含
むエチレングリコ−ルを主体とした溶媒に、７−ビニル
−９−ヘキサデセン−１，１６−ジカルボン酸などの高
級二塩基酸の塩類とともに本発明による溶質を添加する
のが望ましい。また必要に応じて、ほう酸、マンニッ
ト、燐酸、亜燐酸もしくはその塩を添加するとさらに特
性を改善することができる。
は、中圧用としては水分を２重量％から８重量％含むエ
チレングリコ−ルを主体とした溶媒に、セバシン酸の塩
類とともに本発明による溶質を添加するのが望ましい。
また高圧用としては水分を０．５重量％から６重量％含
むエチレングリコ−ルを主体とした溶媒に、７−ビニル
−９−ヘキサデセン−１，１６−ジカルボン酸などの高
級二塩基酸の塩類とともに本発明による溶質を添加する
のが望ましい。また必要に応じて、ほう酸、マンニッ
ト、燐酸、亜燐酸もしくはその塩を添加するとさらに特
性を改善することができる。
【００１１】
【作用】本発明による溶質は二つのカルボキシル基を有
し、かつ直鎖状の二塩基酸と比較して、フェニレン基部
分の炭素数を３から４とみなせるため分子量のわりにイ
オン半径の小さい溶質であることから、電解液の低比抵
抗化が可能となる。また分子内のフェニレン基による立
体障害により、アルミニウム電極箔への溶質の吸着が適
度に行なわれるため、耐リップル性を含めて高温度雰囲
気中での信頼性も充分に確保することができる。さら
に、フェニレン基とカルボキシル基との間の炭素数を調
整することにより、たとえば安息香酸を用いた場合と比
較して耐電圧を向上させることが可能である。
し、かつ直鎖状の二塩基酸と比較して、フェニレン基部
分の炭素数を３から４とみなせるため分子量のわりにイ
オン半径の小さい溶質であることから、電解液の低比抵
抗化が可能となる。また分子内のフェニレン基による立
体障害により、アルミニウム電極箔への溶質の吸着が適
度に行なわれるため、耐リップル性を含めて高温度雰囲
気中での信頼性も充分に確保することができる。さら
に、フェニレン基とカルボキシル基との間の炭素数を調
整することにより、たとえば安息香酸を用いた場合と比
較して耐電圧を向上させることが可能である。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の具体的実施例について述べ
る。 実施例−１ 表１は本発明の中圧用電解液と従来の中圧用電解液の組
成、比抵抗および火花発生電圧についての比較例を示
す。表１中電解液試料記号Ａ，Ｂは従来例、Ｃ，Ｄは本
発明例である。なお、電解液試料記号Ｃ，Ｄには１，４
−フェニレン二酢酸を使用した。
る。 実施例−１ 表１は本発明の中圧用電解液と従来の中圧用電解液の組
成、比抵抗および火花発生電圧についての比較例を示
す。表１中電解液試料記号Ａ，Ｂは従来例、Ｃ，Ｄは本
発明例である。なお、電解液試料記号Ｃ，Ｄには１，４
−フェニレン二酢酸を使用した。
【００１３】
【表１】
【００１４】表１から明かなように、本発明に係る試料
記号Ｃ，Ｄの電解液は従来の電解液に比べ、低比抵抗な
がら大幅な耐電圧の向上がみられる。表２は、表１に示
す電解液を用いて試作した定格２５０Ｖ ３３０μＦの
アルミニウム電解コンデンサによる、１０５℃ ２００
０時間 高温負荷試験を行なった結果を示す。
記号Ｃ，Ｄの電解液は従来の電解液に比べ、低比抵抗な
がら大幅な耐電圧の向上がみられる。表２は、表１に示
す電解液を用いて試作した定格２５０Ｖ ３３０μＦの
アルミニウム電解コンデンサによる、１０５℃ ２００
０時間 高温負荷試験を行なった結果を示す。
【００１５】
【表２】
【００１６】表２から明かなように、本発明に係る試料
記号Ｃ，Ｄの電解液を用いた電解コンデンサは、長時間
の高温雰囲気中における試験においても電気特性に問題
がなかった。
記号Ｃ，Ｄの電解液を用いた電解コンデンサは、長時間
の高温雰囲気中における試験においても電気特性に問題
がなかった。
【００１７】表３に１０５℃ ２５０Ｖ，１２０Ｈｚ
リップルライフ試験を行なった結果を示す。用いた電解
液の種類および定格は表２と同様である。
リップルライフ試験を行なった結果を示す。用いた電解
液の種類および定格は表２と同様である。
【００１８】
【表３】
【００１９】表３から明らかなように、本発明に係る試
料記号Ｃ，Ｄの電解液を用いた電解コンデンサは、ｔａ
ｎδの上昇率が大幅に低減しており、耐リップル性が改
善されている。 実施例−２ 表４は本発明の高圧用電解液と従来の高圧用電解液の組
成、比抵抗および火花発生電圧についての比較例を示
し、電解液試料記号Ｅ，Ｆは従来例、Ｇ，Ｈは本発明例
である。なお、電解液試料記号Ｇ，Ｈには１，４−フェ
ニレン二アクリル酸を使用した。
料記号Ｃ，Ｄの電解液を用いた電解コンデンサは、ｔａ
ｎδの上昇率が大幅に低減しており、耐リップル性が改
善されている。 実施例−２ 表４は本発明の高圧用電解液と従来の高圧用電解液の組
成、比抵抗および火花発生電圧についての比較例を示
し、電解液試料記号Ｅ，Ｆは従来例、Ｇ，Ｈは本発明例
である。なお、電解液試料記号Ｇ，Ｈには１，４−フェ
ニレン二アクリル酸を使用した。
【００２０】
【表１】
【００２１】表４から明かなように、本発明に係る試料
記号Ｇ，Ｈの電解液は従来の電解液に比べ、低比抵抗な
がら大幅な耐電圧の向上がみられる。表５は、表４に示
す電解液を用いて試作した定格４００Ｖ ２２０μＦの
アルミニウム電解コンデンサによる、１０５℃ ２００
０時間 高温負荷試験を行なった結果を示す。
記号Ｇ，Ｈの電解液は従来の電解液に比べ、低比抵抗な
がら大幅な耐電圧の向上がみられる。表５は、表４に示
す電解液を用いて試作した定格４００Ｖ ２２０μＦの
アルミニウム電解コンデンサによる、１０５℃ ２００
０時間 高温負荷試験を行なった結果を示す。
【００２２】
【表５】
【００２３】表５から明かなように、本発明に係る試料
記号Ｇ，Ｈの電解液を用いた電解コンデンサは、長時間
の高温雰囲気中における試験においても電気特性に問題
がなかった。
記号Ｇ，Ｈの電解液を用いた電解コンデンサは、長時間
の高温雰囲気中における試験においても電気特性に問題
がなかった。
【００２４】表６に１０５℃ ４００Ｖ，１２０Ｈｚ
リップルライフ試験を行なった結果を示す。用いた電解
液の種類および定格は表５と同様である。
リップルライフ試験を行なった結果を示す。用いた電解
液の種類および定格は表５と同様である。
【００２５】
【表６】
【００２６】表６から明かなように、本発明に係わる試
料記号Ｇ，Ｈの電解液を用いた電解コンデンサは、ｔａ
ｎδの上昇率が大幅に低減しており、耐リップル性が改
善された。なお、これらの実施例以外にも、フェニレン
基にアルキル基などの側鎖基を含むものについて評価を
行なったが、同様な結果が得られた。また、他の溶質と
の混合、あるいは低比抵抗化のためさらに配合比を多く
する、あるいはエチレングリコ−ルの一部をγ−ブチロ
ラクトンに置き換えるなど、多岐にわたる応用が可能で
あるため、飽和濃度を超えない限り配合量は任意である
が、２重量％未満では耐電圧の向上が認められず、ま
た、２０重量％を超える場合には低温度雰囲気において
溶質の析出がみられた。
料記号Ｇ，Ｈの電解液を用いた電解コンデンサは、ｔａ
ｎδの上昇率が大幅に低減しており、耐リップル性が改
善された。なお、これらの実施例以外にも、フェニレン
基にアルキル基などの側鎖基を含むものについて評価を
行なったが、同様な結果が得られた。また、他の溶質と
の混合、あるいは低比抵抗化のためさらに配合比を多く
する、あるいはエチレングリコ−ルの一部をγ−ブチロ
ラクトンに置き換えるなど、多岐にわたる応用が可能で
あるため、飽和濃度を超えない限り配合量は任意である
が、２重量％未満では耐電圧の向上が認められず、ま
た、２０重量％を超える場合には低温度雰囲気において
溶質の析出がみられた。
【００２７】
【発明の効果】以上のように、本発明のわずかに水分を
含むエチレングリコ−ルを主体とした溶媒に、前述の一
般式で表わされる二塩基酸あるいはその塩を溶解したこ
とを特徴とする電解液を用いたアルミニウム電解コンデ
ンサは、高温度範囲で優れた特性を示し、かつ、低損失
ながら高い耐電圧を有し、工業的ならびに実用的価値の
大なるものである。
含むエチレングリコ−ルを主体とした溶媒に、前述の一
般式で表わされる二塩基酸あるいはその塩を溶解したこ
とを特徴とする電解液を用いたアルミニウム電解コンデ
ンサは、高温度範囲で優れた特性を示し、かつ、低損失
ながら高い耐電圧を有し、工業的ならびに実用的価値の
大なるものである。
【表４】
Claims (2)
- 【請求項１】 電解コンデンサ用電解液において、下記
の一般式（１）および（２）に示すフェニレン基を一つ
含みその両側にカルボキシル基を一つずつ有するジカル
ボン酸を基本骨格とする酸またはそれらの塩を溶質とし
て含有せしめてなることを特徴とする電解コンデンサ用
電解液。式中Ｒは水素原子、アルキル基もしくはヒドロ
キシ基もしくはメトキシ基、エトキシ基を示す。 【０００１】 【化１】 【０００２】 【化２】 - 【請求項２】上記溶質は１，４−フェニレン酢酸、１，
３−フェニレン二酢酸および１，４−フェニレン二アク
リル酸を骨格として、このうち一種以上を含み、含有量
が２重量％から２０重量％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用電解液。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03228760A JP3075789B2 (ja) | 1991-08-13 | 1991-08-13 | 電解コンデンサ用電解液 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03228760A JP3075789B2 (ja) | 1991-08-13 | 1991-08-13 | 電解コンデンサ用電解液 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0547603A JPH0547603A (ja) | 1993-02-26 |
| JP3075789B2 true JP3075789B2 (ja) | 2000-08-14 |
Family
ID=16881401
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03228760A Expired - Fee Related JP3075789B2 (ja) | 1991-08-13 | 1991-08-13 | 電解コンデンサ用電解液 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3075789B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015114931A1 (ja) * | 2014-01-28 | 2015-08-06 | 富山薬品工業株式会社 | 電解コンデンサ駆動用電解液 |
-
1991
- 1991-08-13 JP JP03228760A patent/JP3075789B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0547603A (ja) | 1993-02-26 |
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