JP4405905B2 - アルミニウム電解コンデンサの駆動用電解液 - Google Patents

Description

本発明は、アルミニウム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。

γ−ブチロラクトンを主溶媒とし、イミダゾリンまたはその誘導体のカルボン酸塩を配合した電解液にマンニトール、ソルビトール等の多価アルコールを添加すると、電解液の耐電圧が向上するとされている（例えば、特許文献１、２参照）。
特公平７−４８４６０号公報（第１−３頁） 特公平７−６３０４７号公報（第１−４頁）

しかしながら、マンニトール、ソルビトール等の多価アルコールは、添加量の増加に伴う耐電圧の向上が緩慢であるため、多量に添加する必要があるが、多価アルコールを多量に添加すると比抵抗が著しく上昇するという問題点がある。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、比抵抗の上昇を抑制しつつ、耐電圧を向上可能なアルミニウム電解コンデンサの駆動用電解液を提供することにある。

本発明は上記課題を解決するため、種々検討した結果、多価アルコールと比較してアラニルプロリンの電極箔への吸着性が高いことに着目し、この特性を電解液に適応させることにより課題の解決を図ったものである。
すなわち、本発明では、γ-ブチロラクトンを主溶媒とし、少なくとも、カルボン酸またはその塩を配合したアルミニウム電解コンデンサの駆動用電解液において、以下の化学式で示されるアラニルプロリンを配合したことを特徴とする。

本発明において、アラニルプロリンの配合量は、電解液全体に対して０．５〜１０．０ｗｔ％であることが好ましい。配合量が、０．５％未満ではその効果が小さく、１０％を超えると、電解液の比抵抗が著しく上昇する傾向にあり、かつ、火花発生電圧が低下する傾向にある。

本発明において、上記カルボン酸としては、マレイン酸、フタル酸、アジピン酸、安息香酸、アゼライン酸、セバシン酸等を例示することができる。

カルボン酸の塩としては、電解液の比抵抗化のために、イミダゾリンまたはその誘電体が好ましい。イミダゾリンまたはその誘導体としては、１−メチルイミダゾリン、１，２，３，４−テトラメチルイミダゾリン、１−エチル−２，３−ジメチルイミダゾリン、１，２−ジメチルイミダゾリン、１−３−ジメチルイミダゾリン、１−メチル−２−エチルイミダゾリン、１−メチル−２−ペンチルイミダゾリン、１−メチル−２−プロピルイミダゾリン、１−エチル−２−メチルイミダゾリン、１，２，４−トリメチルイミダゾリン、１，３，４−トリメチル−２−エチルイミダゾリン、１，３−ジメチル−２−ヘプチルイミダゾリン、１−メチル−２−フェニルイミダゾリン、１−メチル−２−ベンジルイミダゾリン、１−ベンジル−２−メチルイミダゾリン、１−ブチル−２−メチルイミダゾリン、１，２，３−トリメチル−１，４，５，６，−テトラヒドロピリミジニウム、１−メチルイミダゾリウム、１，３−ジメチルイミダゾリウム、１，２，３，４−テトラメチルイミダゾリウム、１，３，４−トリメチルイミダゾリウム等を例示することができる。

溶媒としては、γ−ブチロラクトンとエチレングリコールの混合溶媒を用いるが、他の溶媒との混合溶媒としても用いることができる。

混合する溶媒としては、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、シクロブタノール、シクロペンタノール、シクロヘキサノール、シクロヘプタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、グリセリン、エチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ヒドロキシアニソール、プロピレングリコール１−メチルエーテル、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−ジエチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、１，３−ジオキソラン、エチレンカーボネイト、プロピレンカーボネイト、ブチレンカーボネイト、スルホラン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトン、１，３−ジエチル−２−イミダゾリジノン、１，３−ジプロピル−２−イミダゾリジノン、１，３，４−トリメチル−２−イミダゾリジノン、１，３，４−トリエチル−２−イミダゾリジノン等を例示することができる。

本発明に係る電解液において、アラニルプロリンは、γ−ブチロラクトンを主成分とする溶媒に対する溶解性が優れ、かつ、錯体の形成に起因する比抵抗の著しい増大を起こさない。また、少量の添加で耐電圧を向上することができる。このため、本発明によれば、比抵抗を上昇させずに耐電圧の向上を図ることができる。

本発明では、γ-ブチロラクトンを主溶媒とし、少なくとも、カルボン酸またはその塩を配合したアルミニウム電解コンデンサの駆動用電解液において、アラニルプロリンを配合したことに特徴を有するものであり、後述するように、比抵抗を大きく上昇させることなく、耐電圧を向上させることができる。ここで、アラニルプロリンの配合量は、電解液全体に対して０．５〜１０．０ｗｔ％であることが好ましい。

本発明に係る電解液において、比抵抗を大きく上昇させることなく、耐電圧を向上させることができる理由は、マンニトール、ソルビトール等の多価アルコールは、電解液中でカルボン酸と反応して錯体を形成し、かかる錯体はイオンの移動を妨げ、電解液の比抵抗上昇を招くのに対して、アラニルプロリンではこのような事象が発生しないので、アラニルプロリンを電解液に配合しても電解液の比抵抗が著しく上昇することがないと考えられる。また、アラニルプロリンは、電極箔に対して高い吸着性を備えているので、少量の添加で耐電圧を向上することができ、その点でも、比抵抗が著しく上昇することがない。

以下、実施例に基づいて、本発明をより具体的に説明する。まず、表１に示す組成で電解液を調合した後、３０℃における比抵抗及び８５℃における火花発生電圧（電解液の耐電圧）を測定した。その測定結果を表１に示す。

表１より分かるように、γ−ブチロラクトンを主成分とする溶媒に、フタル酸水素1−エチル２，３−ジメチルイミダゾリン(主溶質)と、アラニルプロリンとを配合した実施例１〜１０に係る電解液は、添加剤なしの従来例１やマンニトールのみを配合した従来例２
〜４に係る電解液と比較して、比抵抗を大きく上昇させずに、少量で火花発生電圧を向上させている。

但し、アラニルプロリンの電解液に対する添加量は、実施例１に示すように、０．５％未満ではその効果が小さい。これに対して、１０％を超えると、実施例５、１０に示すように、電解液の比抵抗が著しく上昇する傾向にあり、かつ、火花発生電圧が低下する傾向にある。それ故、アラニルプロリンの電解液に対する添加量は、０．５〜１０．０％が好ましい。

なお、アラニルプロリンを配合した効果は、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配合した電解液に用いても、実施例と同等に確認できた。

Claims (2)

1. γ-ブチロラクトンを主溶媒とし、少なくとも、カルボン酸またはその塩を配合したアルミニウム電解コンデンサの駆動用電解液において、
   以下の化学式で示されるアラニルプロリンを配合したことを特徴とするアルミニウム電解コンデンサの駆動用電解液。
   

   
2. 請求項１において、アラニルプロリンの配合量が、電解液全体に対して０．５〜１０．０ｗｔ％であることを特徴とするアルミニウム電解コンデンサの駆動用電解液。