JP3630206B2 - 電解コンデンサ用電解液 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電解コンデンサ用電解液に関し、特に高圧用に適した電解コンデンサ用電解液に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アルミ電解コンデンサ等の電解コンデンサは、通常、電解液を含浸したコンデンサ素子をケースに収納し、このケースに蓋を取り付けて密封した構造になっている。
【０００３】
電解液は、高圧用の場合には、例えば、エチレングリコール等の多価アルコールを主成分とする溶媒に、ホウ酸や、高級二塩基酸であるアゼライン酸、セバシン酸、１，６−デカンジカルボン酸、５，６−デカンジカルボン酸等を溶解した組成になっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これらの電解液は、実用上、定格が４００〜４５０Ｖ程度迄の電解コンデンサにしか使用できず、それ以上の定格電圧のものには使用できない欠点がある。すなわち、これ以上の定格電圧の電解コンデンサに使用すると、耐圧不良のためにパンクによる不良が発生し易くなり、電解コンデンサの信頼性が低下する。
【０００５】
本発明は、以上の欠点を改良し火花発生電圧が高く高圧の電解コンデンサに使用できる電解コンデンサ用電解液を提供することを課題とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以上の課題を解決するために、２，２，１１−トリエチルドデカン二酸、もしくは、２，２，１１−トリエチルドデカン二酸アンモニウムを含有することを特徴とする電解コンデンサ用電解液を提供するものである。
【０００７】
本発明の電解液は、２，２，１１−トリエチルドデカン二酸やその塩等の物質を含有しているため、コンデンサ素子を形成する電解箔の表面に皮膜状の錯体を形成できる。このため、電解コンデンサの耐圧が上昇する。また、錯体により電極箔表面の酸化皮膜の劣化を抑制できるため、電解コンデンサの漏れ電流が増大するのを軽減できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
溶媒は、エチレングリコールやジエチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、１，４−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール等の多価アルコール類等を１種類又は２種類以上組合せて主成分として用いる。
【０００９】
そしてこの溶媒に、２，２，１１−トリエチルドデカン二酸、もしくは、２，２，１１−トリエチルドデカン二酸アンモニウムを溶解する。
なお、これらの物質の含有量は、２〜２０wt％の範囲が好ましい。すなわち、含有量が２wt％より少ないと火花発生電圧を向上させる効果が低く、そして２０wt％より多いと飽和状態に近くなり電解コンデンサの低温特性が劣化し易くなる。
【００１０】
また、他にホウ酸やホウ酸アンモニウム、有機酸、有機酸塩、リン酸、次亜リン酸、マンニット、ソルビット等を溶解してもよい。有機酸としては、アジピン酸や安息香酸、アゼライン酸、セバシン酸、カプリル酸、１，６−デカンジカルボン酸、５，６−デカンジカルボン酸等を用いる。
【００１１】
【実施例】
次に、本発明の実施例を説明する。
実施例の電解液は、表１に示す通りの組成とする。
すなわち、溶媒としてエチレングリコールや１，４−ブタンジオールを用い、これらの含有量を各々４４．０wt％、４０．０wt％とする。そしてこの溶媒に、２，２，１１−トリエチルドデカン二酸アンモニウムを溶解し、その含有量を６．０wt％とする。また、他にホウ酸アンモニウム及びマンニットを溶解し、その含有量を各々５．０wt％、５．０wt％とする。
【００１２】
そして、表１に示す組成の実施例の電解液と、表２に示す組成の従来例の電解液について、温度８５℃での火花発生電圧を測定した。
【００１３】
【表１】

【００１４】
【表２】

【００１５】
この表１から明らかな通り、実施例によれば火花発生電圧が５７０Ｖとなる。これに対して、従来例の場合には４７０〜４８０Ｖとなる。従って、実施例は従来例に比較して、火花発生電圧が約１.１９〜１.２１倍高くなる。
【００１６】
また、表１及び表２に示す組成の電解液を用いて定格５５０Ｖ，３３０μＦのアルミ電解コンデンサを試作する。そしてこのアルミ電解コンデンサについて、初期特性並びに高温負荷試験後の温度２０℃における特性及び外観を測定し、表３に示した。
なお、各試料は温度８５℃の雰囲気中において電圧５８０ＶＤＣを５時間連続して印加し、次いで温度１０５℃の雰囲気中において電圧５６０ＶＤＣを５時間連続して印加し、エージング処理して製造する。また、試料数は各々２０個とする。そして表３の測定値はその平均値とする。
さらに、高温負荷試験は、温度１０５℃の雰囲気中に各試料を放置し、この試料に定格電圧５５０Ｖを４０００時間連続して印加して行なう。
また、漏れ電流は、試料を温度２０℃の雰囲気中にコンデンサ素子の中心部が２０℃の温度になるまで放置した後、定格電圧を印加し、５分後に測定した値とする。
【００１７】
【表３】

【００１８】
表３から、実施例の電解液を用いた電解コンデンサは、初期特性については、容量が３２８μＦ、tanδが０．０７２、漏れ電流が６５μＡとなる。すなわち、静電容量の定格値（３３０μＦ）に対する誤差は−０ . ６％である。また、漏れ電流も６５μＡと小さい。従って、実施例の電解液を用いることにより、実用上、十分な特性を備えた電解コンデンサが得られることが明らかである。
また、４０００時間試験後においては、容量変化率が−０ . ５％、tanδが０ . ０９２、漏れ電流が３１μＡとなる。すなわち、容量変化率が十分小さく、tanδも０.０９９以下であり、そして漏れ電流が初期値よりも約４７ . ７％の大きさに減少している。また、外観上も、防爆弁が作動する等の変化が見られなかった。従って、実施例の電解液を用いた電解コンデンサは、４０００時間の高温負荷試験後においても特性が良好で、長時間の使用にも耐えることができる。
【００１９】
これに対して従来例１〜従来例３の電解液を用いた電解コンデンサは、エージング処理の際に全数がパンクしたため、特性を測定することができなかった。
【００２０】
【発明の効果】
本発明は、以上の通り、２，２，１１−トリエチルドデカン二酸、もしくはこれらの塩を含有しているため、火花発生電圧が著しく高く、電解コンデンサの定格電圧を高くすることができ、かつその漏れ電流を低下でき、寿命を長くできる電解コンデンサ用電解液が得られる。

Claims (1)

1. 電解コンデンサ用電解液において、２，２，１１−トリエチルドデカン二酸、もしくは、２，２，１１−トリエチルドデカン二酸アンモニウムを含有することを特徴とする電解コンデンサ用電解液。