JP4699650B2 - 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る。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電解コンデンサの駆動用電解液は、エチレングリコールを主成分とする溶媒に、有機カルボン酸またはそのアンモニウム塩を溶解し、マンニトール、ソルビトール等の添加剤を加えることによりアルミニウム電解コンデンサの長期信頼性を確保していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
マンニトール、ソルビトール等を添加することで電解コンデンサの長期信頼性を向上することができる。しかし、電解液中の有機カルボン酸やリン酸とマンニトール、ソルビトール等の多価アルコール類が反応してエステル化合物を生成し、このエステル化合物は電解コンデンサ内部の発熱等によりアンモニウム塩と反応しアミド類を生成する。そして、アミド類が陽極で発生する酸素ガスと化学反応を起こし、電解液の比抵抗が上昇するという問題があり、さらなる長期信頼性の向上が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】
本発明は上記の課題を解決するために検討した結果、見出されたものである。３，４−ジヒドロキシフェニルアラニンは酸化されやすく、酸素を吸収する性質を有することに着目し、電解液に適用することでアミド類と酸素ガスが反応することを抑制し、電解コンデンサの信頼性の向上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、有機カルボン酸またはその塩と、３，４−ジヒドロキシフェニルアラニン（化２）とを溶解し、３，４−ジヒドロキシフェニルアラニンの溶解量が、０．１０〜２．０ｗｔ％であ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】

【０００７】
上記有機カルボン酸としては、マレイン酸、フタル酸、安息香酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、サリチル酸、ボロジサリチル酸、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。
【０００８】
そして、上記有機カルボン酸の塩としては、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３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４級アンモニウム塩等を例示することができる。
【０００９】
また、エチレングリコールに混合する溶媒としては、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、エステル類等を例示することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
３，４−ジヒドロキシフェニルアラニンは酸素と容易に反応することから、電解コンデンサ内の残存酸素や陽極で発生する酸素ガスと反応し、アミド類が酸素と反応することを抑制する。また、陰極の水や酸素などによる酸化を防ぐ効果もあり、電解コンデンサの静電容量変化やｔａｎδ上昇を抑えることができる。
【００１１】
【実施例】
本発明について実施例に基づき具体的に説明する。
表１の電解液組成で調合し、３０℃における比抵抗と８５℃における火花発生電圧（耐電圧）を測定し表１の結果を得た。
【００１２】
【表１】

【００１３】
表１の電解液を陽極箔と陰極箔とをセパレータ紙を介して巻回したコンデンサ素子に含浸した後、アルミニウム製外装ケース内に封口ゴムと共に挿入し、直径１０ｍｍ、長さ１２．５ｍｍ、定格電圧５０Ｖ、静電容量１５０μＦのアルミ電解コンデンサを各１０個作製しエージング処理を行った。
これらの製品を１０５℃の恒温槽中で定格電圧を印加し、初期値に対する静電容量変化率とｔａｎδを測定し、表２の結果を得た。
【００１４】
【表２】

【００１５】
表２より、本発明による３，４−ジヒドロキシフェニルアラニンを溶解した実施例は、従来例より容量減少、ｔａｎδの増加が抑えられており、実施例は従来例より優れていることが分かる。
【００１６】
３，４−ジヒドロキシフェニルアラニンの溶解量は、０．０５ｗｔ％ではｔａｎδ上昇の抑制効果が少なく、更なる長期信頼性が求められる分野に不適であり、５．０ｗｔ％では電解液の耐電圧が低下するので高耐圧製品に不適である。したがって、３，４−ジヒドロキシフェニルアラニンの溶解量は、０．１０〜２．０ｗｔ％の範囲が好ましい。
【００１７】
なお、本発明は実施例に限定されるものではなく、先に例示した有機カルボン酸やその塩を単独または複数混合しても本実施例と同等の効果があり、副溶媒も先に例示した溶媒を目的に応じて混合しても本実施例と同等の効果がある。
【００１８】
【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成分とする溶媒に、有機カルボン酸またはその塩と、３，４−ジヒドロキシフェニルアラニンとを溶解した電解コンデンサの駆動用電解液は、従来に比べ製品の容量減少、ｔａｎδ増加を抑制することができ、長期信頼性を向上させることが可能である。

Claims (1)

1. エチレングリコールを主成分とする溶媒に、有機カルボン酸またはその塩と、３，４−ジヒドロキシフェニルアラニン（化１）とを溶解し、
   前記３，４−ジヒドロキシフェニルアラニンの溶解量が、０．１０〜２．０ｗｔ％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。