JP3963775B2

JP3963775B2 - Electrolytic solution for electrolytic capacitor drive

Info

Publication number: JP3963775B2
Application number: JP2002147000A
Authority: JP
Inventors: 邦久来嶋
Original assignee: Nichicon Capacitor Ltd
Current assignee: Nichicon Capacitor Ltd
Priority date: 2002-05-22
Filing date: 2002-05-22
Publication date: 2007-08-22
Anticipated expiration: 2022-05-22
Also published as: JP2003338431A

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、特に耐電圧を改善した電解液に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、中高圧用アルミニウム電解コンデンサ用の電解液は、エチレングリコール等の溶媒に、高級二塩基酸またはそのアンモニウム塩、ホウ酸またはそのアンモニウム塩およびマンニトール等の多価アルコール類を溶解していた。ホウ酸と多価アルコール類とはエステル化合物を形成し、その構造的な特性により電解液の耐電圧が向上することが知られている。さらに合成高分子であるポリビニルアルコールを添加すると、電解液の耐電圧を一層向上させることが可能であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、炭素数が６程度のマンニトール、ソルビトール等は添加量を増加させても電解液の耐電圧の向上が緩慢であり、耐電圧を大幅に向上させるには、比抵抗の顕著な上昇を伴う。一方、ポリビニルアルコールは少量の添加で電解液の耐電圧向上が図れるが、エチレングリコールを主成分とする溶媒に対して溶解性が著しく低いため多量に添加ができない上、電解液の加熱と攪拌が長時間必要になるという問題がある。また、多価アルコール類は主溶質である高級二塩基酸ともエステル反応を起こすことがあるため、電解液自身の特性変化が大きくなるという問題があった。
本発明は上記課題を解決し、電解液の比抵抗の上昇を抑制しつつ、耐電圧の上昇を図ることが可能な電解コンデンサ用の電解液を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明はトリヒドロキシ−６，７−ジカルボキシフラボンがキノン骨格とカルボキシル基とを有することに着目し、この構造により電解液の比抵抗の上昇を抑制しつつ耐電圧の上昇を図ろうとするものである。
すなわち、エチレングリコールを主成分とする溶媒に、高級二塩基酸またはその塩と、３，３’，４’−トリヒドロキシ−６，７−ジカルボキシフラボン（化３）および／または３，２’，４’−トリヒドロキシ−６，７−ジカルボキシフラボン（化４）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である。
【０００５】
【化３】

【０００６】
【化４】

【０００７】
また、上記３，３’，４’−トリヒドロキシ−６，７−ジカルボキシフラボンまたは３，２’，４’−トリヒドロキシ−６，７−ジカルボキシフラボンの溶解量が、０．１０〜５．００ｗｔ％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。
【０００８】
そして、高級二塩基酸としては、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、５，６−デカンジカルボン酸、７−ビニルヘキサデセン−１，１６−ジカルボン酸等を例示することができる。
【０００９】
さらに、高級二塩基酸の塩としては、アンモニウム塩の他、メチルアミン、エチルアミン、ｔ−ブチルアミン等の一級アミン塩、ジメチルアミン、エチルメチルアミン、ジエチルアミン等の二級アミン塩、トリメチルアミン、ジエチルメチルアミン、エチルジメチルアミン、トリエチルアミン等の三級アミン塩、テトラメチルアンモニウム、トリエチルメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム等の四級アンモニウム塩、イミダゾリニウム塩等を例示することができる。
【００１０】
溶媒としては、エチレングリコールの他、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、スルホラン誘導体、水等を例示することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
トリヒドロキシ−６，７−ジカルボキシフラボンは、金属酸化物と反応し耐水性の皮膜を形成するため、電極箔のアルミニウム酸化皮膜に耐水性の皮膜を形成することで、電解液と電極箔との化学反応を抑え、電解液の耐電圧を向上できる。また、カルボキシル基を有しているため、トリヒドロキシ−６，７−ジカルボキシフラボンの溶解による比抵抗の上昇を抑制することができる。
【００１２】
【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、３０℃における電解液の比抵抗と８５℃における火花発生電圧（電解液の耐電圧）を測定し、表１，２の結果を得た。
【００１３】
【表１】

【００１４】
【表２】

【００１５】
表１，２より、３，３’，４’−トリヒドロキシ−６，７−ジカルボキシフラボンまたは３，２’，４’−トリヒドロキシ−６，７−ジカルボキシフラボンを溶解した実施例は、従来例より比抵抗の上昇を抑えながら耐電圧を向上していることが分かる。トリヒドロキシ−６，７−ジカルボキシフラボンの溶解量が０．１０ｗｔ％未満では耐電圧向上の効果が十分でなく、５．００ｗｔ％を超えると比抵抗が高くなり過ぎ低比抵抗用途に不向きとなる。よって、トリヒドロキシ−６，７−ジカルボキシフラボンの溶解量は、０．１０〜５．００ｗｔ％の範囲が好ましい。
【００１６】
３，３’，４’−トリヒドロキシ−６，７−ジカルボキシフラボンおよび／または３，２’，４’−トリヒドロキシ−６，７−ジカルボキシフラボンを溶解した電解液の効果は、実施例に限られるものではなく、先に例示した各種薬品を単独または組み合わせて使用しても、実施例と同等の効果がある。
【００１７】
【発明の効果】
上記のとおり、本発明による３，３’，４’−トリヒドロキシ−６，７−ジカルボキシフラボンおよび／または３，２’，４’−トリヒドロキシ−６，７−ジカルボキシフラボンを溶解した電解液を用いることで、比抵抗の上昇を抑えながら耐電圧の向上を図ることができ、熱安定性に優れるため高温下での製品の信頼性を高めることができる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an improvement of an electrolytic solution for driving an electrolytic capacitor (hereinafter referred to as an electrolytic solution), and particularly relates to an electrolytic solution having improved withstand voltage.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, electrolytic solutions for medium- and high-pressure aluminum electrolytic capacitors have dissolved higher dibasic acid or its ammonium salt, boric acid or its ammonium salt and polyhydric alcohols such as mannitol in a solvent such as ethylene glycol. It is known that boric acid and polyhydric alcohols form an ester compound, and the withstand voltage of the electrolytic solution is improved due to its structural characteristics. Furthermore, with the addition of polyvinyl alcohol, which is a synthetic polymer, it was possible to further improve the withstand voltage of the electrolytic solution.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, for mannitol, sorbitol, etc. having about 6 carbon atoms, the improvement in the withstand voltage of the electrolyte is slow even if the addition amount is increased, and in order to greatly improve the withstand voltage, there is a marked increase in specific resistance. . Polyvinyl alcohol, on the other hand, can improve the withstand voltage of an electrolytic solution by adding a small amount, but it cannot be added in a large amount because of its extremely low solubility in a solvent containing ethylene glycol as a main component. There is a problem that it is necessary for a long time. In addition, polyhydric alcohols may cause an ester reaction with a higher dibasic acid, which is a main solute, and there has been a problem that the characteristic change of the electrolytic solution itself increases.
This invention solves the said subject, and provides the electrolyte solution for electrolytic capacitors which can aim at the raise of a withstand voltage, suppressing the raise of the specific resistance of electrolyte solution.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The present invention pays attention to the fact that trihydroxy-6,7-dicarboxyflavone has a quinone skeleton and a carboxyl group, and this structure is intended to increase the withstand voltage while suppressing an increase in the specific resistance of the electrolyte. It is.
That is, a higher dibasic acid or a salt thereof and 3,3 ′, 4′-trihydroxy-6,7-dicarboxyflavone (Chemical Formula 3) and / or 3,2 ′ , 4′-trihydroxy-6,7-dicarboxyflavone (Chemical Formula 4) is dissolved in the electrolytic solution for driving an electrolytic capacitor.
[0005]
[Chemical 3]

[0006]
[Formula 4]

[0007]
The amount of 3,3 ′, 4′-trihydroxy-6,7-dicarboxyflavone or 3,2 ′, 4′-trihydroxy-6,7-dicarboxyflavone dissolved is 0.10 to 5 An electrolytic solution for driving an electrolytic capacitor, characterized by being 0.000 wt%.
[0008]
Examples of higher dibasic acids include adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, 1,6-decanedicarboxylic acid, 5,6-decanedicarboxylic acid, 7-vinylhexadecene-1,16-dicarboxylic acid, etc. Can do.
[0009]
Further, as salts of higher dibasic acids, ammonium salts, primary amine salts such as methylamine, ethylamine and t-butylamine, secondary amine salts such as dimethylamine, ethylmethylamine and diethylamine, trimethylamine and diethylmethylamine And tertiary amine salts such as ethyldimethylamine and triethylamine, quaternary ammonium salts such as tetramethylammonium, triethylmethylammonium and tetraethylammonium, imidazolinium salts and the like.
[0010]
Solvents include ethylene glycol, glycols such as propylene glycol, lactones such as γ-butyrolactone, N-methyl-2-pyrrolidone, N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, N-ethylformamide, N , N-diethylformamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, N-ethylacetamide, N, N-diethylacetamide, hexamethylphosphoricamide and other amides, ethylene carbonate, propylene carbonate, isobutylene carbonate, etc. Examples include carbonates, nitriles such as acetonitrile, oxides such as dimethyl sulfoxide, ethers, ketones, esters, sulfolane, sulfolane derivatives, water, and the like.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Since trihydroxy-6,7-dicarboxyflavone reacts with a metal oxide to form a water-resistant film, by forming a water-resistant film on the aluminum oxide film of the electrode foil, Thus, the withstand voltage of the electrolyte can be improved. Moreover, since it has a carboxyl group, an increase in specific resistance due to dissolution of trihydroxy-6,7-dicarboxyflavone can be suppressed.
[0012]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be specifically described based on examples. An electrolytic solution was prepared with the composition shown in Table 1, and the specific resistance of the electrolytic solution at 30 ° C. and the spark generation voltage (withstand voltage of the electrolytic solution) at 85 ° C. were measured.
[0013]
[Table 1]

[0014]
[Table 2]

[0015]
From Tables 1 and 2, Examples in which 3,3 ′, 4′-trihydroxy-6,7-dicarboxyflavone or 3,2 ′, 4′-trihydroxy-6,7-dicarboxyflavone was dissolved It can be seen that the withstand voltage is improved while suppressing an increase in specific resistance as compared with the conventional example. If the dissolved amount of trihydroxy-6,7-dicarboxyflavone is less than 0.10 wt%, the effect of improving the withstand voltage is not sufficient, and if it exceeds 5.00 wt%, the specific resistance becomes too high and is not suitable for low specific resistance applications. Become. Therefore, the amount of trihydroxy-6,7-dicarboxyflavone dissolved is preferably in the range of 0.10 to 5.00 wt%.
[0016]
The effect of the electrolytic solution in which 3,3 ′, 4′-trihydroxy-6,7-dicarboxyflavone and / or 3,2 ′, 4′-trihydroxy-6,7-dicarboxyflavone was dissolved The present invention is not limited to this, and the same effects as in the embodiment can be obtained even if the various chemicals exemplified above are used alone or in combination.
[0017]
【The invention's effect】
As described above, electrolysis in which 3,3 ′, 4′-trihydroxy-6,7-dicarboxyflavone and / or 3,2 ′, 4′-trihydroxy-6,7-dicarboxyflavone according to the present invention is dissolved. By using the liquid, it is possible to improve the withstand voltage while suppressing an increase in specific resistance, and since it is excellent in thermal stability, the reliability of the product at high temperature can be improved.

Claims

In a solvent mainly composed of ethylene glycol, higher dibasic acid or a salt thereof, 3,3 ′, 4′-trihydroxy-6,7-dicarboxyflavone (Chemical Formula 1) and / or 3,2 ′, 4 An electrolytic solution for driving an electrolytic capacitor, wherein '-trihydroxy-6,7-dicarboxyflavone (Chemical Formula 2) is dissolved.

The amount of 3,3 ', 4'-trihydroxy-6,7-dicarboxyflavone or 3,2', 4'-trihydroxy-6,7-dicarboxyflavone according to claim 1 is 0.10. An electrolytic solution for driving an electrolytic capacitor, which is ˜5.00 wt%.