JP4523710B2

JP4523710B2 - 電解コンデンサの駆動用電解液

Info

Publication number: JP4523710B2
Application number: JP2000287139A
Authority: JP
Inventors: 邦久来嶋
Original assignee: Nichicon Capacitor Ltd
Current assignee: Nichicon Capacitor Ltd
Priority date: 2000-09-21
Filing date: 2000-09-21
Publication date: 2010-08-11
Anticipated expiration: 2020-09-21
Also published as: JP2002100535A

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、中圧用アルミニウム電解コンデンサの電解液は、エチレングリコールを主成分とする溶媒に、アジピン酸アンモニウム等の有機酸塩と、ホウ酸を溶解し、マンニトール、ソルビトール等の炭素数６程度の多価アルコール類を添加していた。また、合成高分子であるポリビニルアルコールを添加すると、電解液の耐電圧をさらに向上させることが可能である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のマンニトール、ソルビトール等の多価アルコールは、添加量に対する電解液の耐電圧の向上作用が緩慢なため耐電圧を大幅に向上させるには、これらを大量に添加する必要があり、比抵抗の上昇を招くという問題が生じる。また、多価アルコールを多量に添加するとアジピン酸等の有機カルボン酸とエステル化反応を起こし、電解液が劣化するという問題があった。
そして、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、十分な耐電圧の向上を図ることができず、さらに長時間の加熱と攪拌が必要という問題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を改善し、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。既にアリザリンが電極箔の水和劣化を抑制することを見出し特許出願を行っているが、さらに検討した結果、本発明者は、アリザリンコンプレクソンがキノン骨格を持ち、カルボキシル基を有するため、電極箔の水和劣化を抑制するだけでなく、電解液の比抵抗の上昇を抑制しながら耐電圧の上昇を図れることを見出した。すなわち本発明は、エチレングリコールを主成分とする溶媒に、有機酸またはその塩と、無機酸またはそのアンモニウム塩を溶解し、アリザリンコンプレクソン（化２）を０．１〜５．０ｗｔ％添加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２】

【０００７】
なお、有機酸としては、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、エナント酸等の脂肪族モノカルボン酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、デカンジカルボン酸、マレイン酸等の脂肪族ジカルボン酸、安息香酸、フタル酸、サリチル酸等の芳香族カルボン酸を挙げることができる。
【０００８】
無機酸としては、ホウ酸、リン酸、亜リン酸、次亜リン酸、スルファミン酸等を挙げることができる。
【０００９】
有機酸の塩としては、メチルアミン、エチルアミン等の１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２級アミン塩、トリメチルアミン、ジメチルエチルアミン、ジエチルメチルアミン、トリエチルアミン等の３級アミン塩、テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム等の４級アンモニウム塩、アンモニウム塩、イミダゾリニウム塩を挙げることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
アリザリンコンプレクソンは融点が高く、熱安定性に優れており、また、金属酸化物と反応し耐水性の皮膜を形成するため、アルミニウム酸化皮膜の上に保護膜を形成し、電極箔の水和劣化を抑制することができる。また、カルボキシル基を有するため、アルミニウム酸化皮膜と反応してもカルボン酸の性質を持つので比抵抗の上昇がほとんどない。
【００１１】
【実施例】
以下、本発明の実施例について具体的に説明する。表１の組成で電解液を調合し、３０℃における比抵抗と８５℃における火花発生電圧とを測定し表１を得た。
【００１２】
【表１】

【００１３】
表１より、ポリビニルアルコールを添加した従来例２は、火花発生電圧（電解液の耐電圧）の向上が認められるが、２ｗｔ％添加した従来例３は完全に溶解せず、ポリビニルアルコールでは耐電圧の向上が不十分であることが分かる。しかしながら、アリザリンコンプレクソンを添加した実施例は比抵抗の上昇を抑えながら、耐電圧の向上が図れていることが分かる。また、アリザリンを添加した比較例と比べても、実施例の方が効果が大きく優れていることが分かる。
【００１４】
アリザリンコンプレクソンの添加量を変更した電解液を調合し、アルミニウム電解コンデンサ素子に電解液を含浸し、電解コンデンサを各２０個作製し、１０５℃５０００時間定格印加試験を行い、弁膨張による外観不良率を測定した。アリザリンコンプレクソン添加量と電解液比抵抗および外観不良率との特性図を図１に示す。
【００１５】
表１および図１の結果より、アリザリンコンプレクソン添加量が多いほど比抵抗が高くなるため、０．１〜５．０ｗｔ％の範囲が好ましい。
【００１６】
【発明の効果】
上記のとおり本発明による電解液は、エチレングリコールを主溶媒とし、アリザリンコンプレクソンを添加することで、電解液の比抵抗の上昇を抑制しながら耐電圧を向上でき、さらに電極箔の水和劣化も抑制できるので、コンデンサの信頼性を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】アリザリンコンプレクソン添加量と電解液比抵抗および外観不良率との特性図である。

Claims

エチレングリコールを主成分とする溶媒に、有機酸またはその塩と、無機酸またはそのアンモニウム塩を溶解し、アリザリンコンプレクソン（化１）を０．１〜５．０ｗｔ％添加することを特徴とする電解コンデンサの駆動用電解液。