JP3749913B2 - 電解コンデンサ駆動用電解液 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、電解コンデンサの駆動用電解液に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に電解コンデンサの駆動用電解液には、比抵抗値が低く広い温度範囲で安定な特性を有する電解液が要求される。エチレングリコール及び水を溶媒とし、有機カルボン酸塩を溶質とした電解液においては、低抵抗化を図るために水の割合を多くしている。しかしながら、水の割合を多くすると、コンデンサ素子内の陰極アルミニウムはくのベーマイト反応によってガスが発生し、特に高温下ではガスの発生が著しいので防爆弁が動作するなどの状態を呈し、信頼性が低くなる。
【０００３】
また、有機カルボン酸系の溶質を用いた駆動用電解液は、ほう酸系溶質を用いた電解液に比べて、一般に比抵抗は低いが火花電圧も低く、したがって高圧の電解コンデンサ用の駆動用電解液としては使用できない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、従来技術における問題点を解決し、比抵抗を上げることなく陰極アルミニウムはくのベーマイト反応によるガスの発生を抑制し、さらに駆動用電解液の火花電圧を高くすることによって静電容量の減少や防爆弁動作を防止し、信頼性を向上させた電解コンデンサ駆動用電解液を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明になる電解コンデンサ駆動用電解液は、エチレングリコールと１０重量％以上の水からなる溶媒、有機カルボン酸からなる溶質、０．０１〜１重量％の水化ケイ酸アルミニウム及び０．０１〜１０重量％のソルビット、キシリット、リボースの中の１種または２種以上の混合物の添加剤からなることを特徴としたものである。
【０００６】
本発明の溶質として用いられる有機カルボン酸塩は、溶媒に可溶性を有する必要があることからアンモニウム塩及びアミン塩が用いられ、その具体例としては、コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、１，６−デカンジカルボン酸、マレイン酸、シトラコン酸のアンモニウム塩及び炭素数１〜４のアルキルアミン塩があげられる。これらの中で特にセバシン酸アンモニウムが好適である。
【０００７】
また、本発明において添加剤として水化けい酸アルミニウムと、ソルビット、キシリット又はリボースが用いられる。水化けい酸アルミニウムの添加量は０．０１〜１重量％であり、ソルビット等の添加量は０．０１〜１０重量％である。水化けい酸アルミニウムの添加量が少なすぎる場合には火花電圧が低くなり、高電圧の電解コンデンサ駆動用電解液としては使用できなくなる。ソルビット等の添加量が多すぎる場合には静電容量の変化とｔａｎδの値が大きくなる。また、その添加量が少なすぎる場合にはベーマイト反応によるガスの発生を抑制できなくなる。
【０００８】
【作用】
以上のように構成された電解コンデンサ駆動用電解液によれば、低抵抗化のために多量の水を含有していても、０．０１〜１重量％の水化けい酸アルミニウムを添加することにより駆動用電解液の火花電圧を上昇させることができる。また、０．０１〜１０重量％のソルビット、キシリット、リボースの中の１種又は２種以上の混合物を添加したことにより、比抵抗を上げることなく、陰極アルミニウムはくのベーマイト反応を抑制でき、特に高温下でのガス発生の抑制に効果を発揮するので、広温度範囲で安定した性能を得ることができ、電解コンデンサの信頼性を著しく向上させることができるものである。
【０００９】
【実施例】
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例に制限されるものではない。
【００１０】
（実施例Ａ）
下の表１に示すように駆動用電解液に対しソルビットの添加比率を変えた実施例及び比較例と、ソルビットを添加しない従来例からなる電解液を作製し、それぞれの電解液が有する２５℃における比抵抗及び火花電圧を測定した。
【００１１】
【表１】
【００１２】

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【００１６】
表１から明らかなように、実施例１〜６においては比抵抗の上昇は見られないが、火花電圧は上昇している。
【００１７】
次に、上記表１に示した実施例、比較例、従来例の駆動用電解液を使用して作製した定格４５０−４７μＦのアルミニウム電解コンデンサ各１０個について、静電容量，ｔａｎδ，漏れ電流の初期特性及び高温負荷試験（１０５℃中において定格電圧を印加、１０００時間）後の静電容量、ｔａｎδ、漏れ電流、発生ガス量、弁動作数を調査した結果を表２，表３に示す。
【００１８】
【表２】

【００１９】
【表３】

【００２０】
表２及び表３から明らかなように、従来例では駆動用電解液の火花電圧が低いためにエージング時にすべて弁動作を生じ、製品とすることができない。しかし実施例１〜６では水化けい酸アルミニウムを添加したことにより駆動用電解液の火花電圧が上昇するので、高電圧の製品にも使用できる。また、ソルビットの添加量が１２重量％、１５重量％と多い比較例５及び比較例２では静電容量変化率とｔａｎδの値が大きくなっており、逆にソルビットの添加量が０．００５重量％と少ない比較例１、３及び添加しない比較例６では、高温負荷試験後のガス発生を抑制することができず、弁動作する個数が多くなっている。さらに水化けい酸アルミニウムを添加しない比較例７では、火花電圧が上昇せず、エージング時に弁動作を生じている。
【００２１】
上記実施例では溶質としてセバシン酸アンモニウムを使用した場合について述べたが、コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、１，６デカンジカルボン酸、マレイン酸、シトラコン酸の塩を用いても同様の効果を得ることができる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明の電解コンデンサ駆動用電解液では、低抵抗化のために多量の水を含有していても、水化けい酸アルミニウムを添加することによって火花電圧を上昇させることができる。また、ソルビット等を添加することにより、比抵抗を上げることなく陰極アルミニウムのベーマイト反応を抑制することができる。特に、高温下でのガス発生を抑制する効果を発揮するので、広い温度範囲で長期にわたって安定した性能を得ることができ、電解コンデンサの信頼性を著しく向上させることができる。

Claims (1)

1. エチレングリコールと１０重量％以上の水からなる溶媒、有機カルボン酸からなる溶質、０．０１〜１重量％の水化ケイ酸アルミニウム及び０．０１〜１０重量％のソルビット、キシリット、リボースの中の１種または２種以上の混合物の添加剤からなる電解コンデンサ駆動用電解液。