JP4668749B2 - 電解コンデンサの駆動用電解液 - Google Patents

Description

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る。

近年の電解コンデンサの小型化に伴い、電解コンデンサの陽極箔にはエッチング倍率の高いものが使用されるようになったため、比抵抗の低い電解液が要求されている。従来、中高圧用アルミニウム電解コンデンサの電解液としては、エチレングリコールを主溶媒とし、高級二塩基酸またはそのアンモニウム塩とホウ酸またはそのアンモニウム塩を溶解し、電解液の耐電圧を上昇させるため、マンニトール、ソルビトール等の多価アルコールを添加した電解液が提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。
特公平７−４８４５９号公報（第１−４頁） 特公平７−４８４６０号公報（第１−３頁） 特公平７−６３０４７号公報（第１−４頁）

上記電解液で低比抵抗のものを得るには、電解質の濃度を高くするか、水を多量に添加しなければならない。しかしながら、電解質の濃度の増加は電解質の析出、耐電圧低下を起こす。また、水を多量に添加した場合、電解コンデンサの高温無負荷時の漏れ電流を増加させるため、１０５℃での使用は困難である。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、水の添加により低比抵抗化を図った場合でも、高温条件下での信頼性が高い電解コンデンサを構成可能な電解液を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る電解コンデンサの駆動用電解液では、エチレングリコールと水とを混合した溶媒に、少なくとも、有機カルボン酸あるいはその塩と、以下の化学式で示されるヒノキチオールとを配合し、ヒノキチオールの配合量が、電解液全体に対して０．１〜１．０ｗｔ％であり、水の混合量が電解液全体に対して２．０〜１０．０ｗｔ％であることを特徴とする。

本発明において、電解液を中高圧用として構成する場合、前記有機カルボン酸としては、高級二塩基酸が用いられる。

上記高級二塩基酸としては、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。

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等の四級アンモニウム塩等を例示することができる。

本発明では、電解液にヒノキチオールを配合したため、高温下での電極箔と水との水和反応を抑制することができる。従って、水の添加により低比抵抗化を図った場合でも、高温無負荷での漏れ電流の増大を抑えることができるなど、高温条件下での高い信頼性を得ることができる。また、低比抵抗化を図るにあたって、電解質の増量を必要としないので、耐電圧を低下させることもない。

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、２に示す組成で電解液を調合し、３０℃における比抵抗を測定した。

次に、表１、２の電解液を使用して、定格４００Ｖ−２２μＦ（φ１６×２５ｍｍＬ）の電解コンデンサを各１０個作製し、ｔａｎδ、漏れ電流について初期特性を測定した後、高温無負荷試験（１０５℃、３０００時間放置）を行い、表３に示す結果を得た。

表３より明らかなように、ヒノキチオールを添加しなかった従来例１〜３と比較し、本発明の実施例１、３〜６、１０〜１２および比較例２、７〜９に係る電解液を用いた電解コンデンサは、高温無負荷試験において、漏れ電流の増大が抑制され、優れた特性を示している。

ここで、ヒノキチオールの添加量は、０．１〜１．０ｗｔ％の範囲が好ましく、０．１ｗｔ％未満（比較例２）では、水の配合量が多い場合に高温無負荷試験における漏れ電流増大の抑制効果が得られず、１．０ｗｔ％を超えると（比較例７）、比抵抗が高くなり、低比抵抗用途に不向きとなる。また、水の添加量は、２．０〜１０．０ｗｔ％の範囲が好ましく、２．０ｗｔ％未満（比較例８）では比抵抗がやや高いので、低比抵抗用途に不向きであり、１０．０ｗｔ％を超える（比較例９）と、ヒノキチオールの効果が低下する。

なお、ヒノキチオールを配合した効果は、上記の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に用いても実施例と同等の効果があった。また、エチレングリコールと水と混合した溶媒にアジピン酸アンモニウムなどの有機カルボン酸塩を配合した低圧用の電解液においても、本発明を適用すれば、水の添加により低比抵抗化を図った場合でも、高温条件下での信頼性の高い電解コンデンサを実現できる。

Claims (2)

1. エチレングリコールと水とを混合した溶媒に、少なくとも、有機カルボン酸あるいはその塩と、以下の化学式で示されるヒノキチオールとを配合し、
   前記ヒノキチオールの配合量が、電解液全体に対して０．１〜１．０ｗｔ％であり、水の混合量が電解液全体に対して２．０〜１０．０ｗｔ％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。
   

   
2. 請求項１において、前記有機カルボン酸は、高級二塩基酸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。