JP3902061B2 - 電解コンデンサの駆動用電解液 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電解コンデンサの駆動用電解液(以下、電解液と称す)の改良に関するものであり、特に長期間電解コンデンサの漏れ電流を抑制する電解液に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電解コンデンサの漏れ電流の悪化を抑制する電解液として、エチレングリコールを主成分とする溶媒に、アゼライン酸とホウ酸またはそのアンモニウム塩を溶解した電解液に、リン酸を添加した電解液が用いられてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
近年、電子機器の小形化に伴い電解コンデンサの使用環境が厳しくなり、高温でも長期間初期の電気特性を維持することが求められている。しかしながら、電解コンデンサの漏れ電流の悪化を抑制するリン酸は、その添加量に比例して電解液の耐電圧が低下するという問題があった。また、リン酸の添加量が少ないと短期間は電解コンデンサの漏れ電流上昇を抑制できるが、長期間漏れ電流上昇を抑制できないという問題もあった。そのため、電解液の耐電圧を低下させることなく、電解コンデンサの漏れ電流上昇を長期間抑制可能な電解液が求められていた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために各種検討した結果見出されたものであり、６−アセチル−１，１，２，４，４，７−ヘキサメチルテトラリンに還元作用があることに着目し、陽極において６−アセチル−１，１，２，４，４，７−ヘキサメチルテトラリンが酸化して陽極酸化皮膜に吸着し、陽極酸化皮膜を保護することで電解コンデンサの漏れ電流上昇を抑制できることを見出した。
すなわち、エチレングリコールを主成分とする溶媒に、カルボン酸またはその塩と、６−アセチル−１，１，２，４，４，７−ヘキサメチルテトラリン（化２）とを溶解することを特徴とした電解コンデンサの駆動用電解液である。
【０００５】
【化２】

【０００６】
そして、上記６−アセチル−１，１，２，４，４，７−ヘキサメチルテトラリンの溶解量が、０．１０〜５．０重量％であることを特徴とする電解コンデンサの駆動用電解液である。
【０００７】
エチレングリコールに混合する副溶媒としては、水の他、プロピレングリコール等のグリコール類、γ−ブチロラクトン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等のラクトン類、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−エチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド、Ｎ−メチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−エチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアセトアミド、ヘキサメチルホスホリックアミド等のアミド類、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、イソブチレンカーボネート等の炭酸類、アセトニトリル等のニトリル類、ジメチルスルホキシド等のオキシド類、エーテル類、ケトン類、エステル類、スルホラン類等を例示することができる。
【０００８】
そして、上記カルボン酸として、アゼライン酸の他、蟻酸、酢酸、アクリル酸、プロピオン酸、乳酸、酪酸、吉草酸、グルコン酸、安息香酸、ｐ−ニトロ安息香酸、アントラニル酸、サリチル酸、ゲンチシン酸、没食子酸、マロン酸、こはく酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、セバシン酸、デカンジカルボン酸、蓚酸、トルトロン酸、フマル酸、マレイン酸、シトラコン酸、リンゴ酸、酒石酸、フタル酸、ボロジサリチル酸、クエン酸、ピロメリト酸、ナフトエ酸等が挙げられる。
【０００９】
また、カルボン酸の塩として、アンモニウム塩の他、モノメチルアミン、モノエチルアミン、モノエタノールアミン、イソプロピルアミン、ｎ−プロピルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジエタノールアミン、ジ−ｎ−プロピルアミン、ジイソプロピルアミン、トリ−ｎ−プロピルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリエタノールアミン、トリ−ｎ−ブチルアミン、ジメチルエチルアミン、ナフタレンジアミン、ベンジルアミン等の塩が挙げられる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
エチレングリコールを主溶媒とし、カルボン酸またはその塩と、６−アセチル−１，１，２，４，４，７−ヘキサメチルテトラリンとを溶解した電解液は、６−アセチル−１，１，２，４，４，７−ヘキサメチルテトラリンの溶解による電解液の耐電圧低下がリン酸より緩慢であるため、５．０重量％までの溶解が可能となり、リン酸よりも長期間電解コンデンサの漏れ電流上昇を抑制することが可能となる。
【００１１】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づき具体的に説明する。
表１の組成で電解液を調合し、８５℃における電解液の火花発生電圧（耐電圧）を測定した。そして、陽極箔と陰極箔とを電解紙を介して巻回したコンデンサ素子に電解液を含浸し、定格電圧１６０Ｖ／１５０μＦ（φ１８×２５ｍｍＬ）の電解コンデンサを作製し、定格電圧でエージング処理後、１０５℃−無負荷放置試験を行った。
【００１２】
【表１】

【００１３】
【表２】

【００１４】
表１，２より本発明の６−アセチル−１，１，２，４，４，７−ヘキサメチルテトラリンを溶解した実施例１〜２２は、リン酸を添加した従来例１より、電解液の耐電圧低下を抑制しながら、電解コンデンサの無負荷放置試験では漏れ電流上昇の抑制が可能であることが分かる。なお、リン酸を３．０重量％添加した従来例２は、電解液の耐電圧が低下し、エージング処理でショートパンクが５％発生したが、実施例では発生しなかった。
【００１５】
６−アセチル−１，１，２，４，４，７−ヘキサメチルテトラリンの溶解量は、０．０５重量％では長時間の信頼性保証を求められる用途には不適であり、６．０重量％では耐電圧が低下するため過電圧が印加される用途に不適である。したがって、６−アセチル−１，１，２，４，４，７−ヘキサメチルテトラリンの溶解量は、０．１０〜５．０重量％の範囲が好ましい。
【００１６】
なお、本発明による６−アセチル−１，１，２，４，４，７−ヘキサメチルテトラリンの効果は、実施例に限定されるものではなく、先に記載した各種化合物を単独または複数溶解した電解液や副溶媒を混合した電解液に用いても実施例と同等の効果があった。
【００１７】
【発明の効果】
上記のとおり、本発明によるエチレングリコールを主溶媒とし、有機カルボン酸またはその塩と、６−アセチル−１，１，２，４，４，７−ヘキサメチルテトラリンとを溶解した電解液は、電解液の耐電圧低下を抑制しながら、陽極箔の酸化皮膜を保護することで電解コンデンサの漏れ電流上昇を抑制することができる。

Claims (2)

1. エチレングリコールを主成分とする溶媒に、カルボン酸またはその塩と、６−アセチル−１，１，２，４，４，７−ヘキサメチルテトラリン（化１）とを溶解することを特徴とする電解コンデンサの駆動用電解液。
   

   
2. 請求項１記載の６−アセチル−１，１，２，４，４，７−ヘキサメチルテトラリンの溶解量が、０．１０〜５．０重量％であることを特徴とする電解コンデンサの駆動用電解液。