JPH01196114A - 電解コンデンサ用電解液 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は電解コンデンサ駆動用電解液（以下、単に電解
液と称すること逗ある。）に関する。詳しくは、１，２
−ジカルボン酸の四級アンモニウム塩を溶質とする有機
溶媒電解液に関する。

棗來凶棟性 コンデンサの特性は種々の要因によって決定されるが、
特にコンデンサ素子とともに外装ケースに収納される電
解液の特性はインピーダンスあるいは等個直列抵抗（ｌ
ｌｉ：：ＳＲ）に大きな影響を及ぼすことが判明してい
る。

たとえば、電解コンデンサには、従来よりエチレングリ
コール−アジピン酸アンモニウム系の電解液が使用され
ている。また、低圧用のものとして、Ｎ、Ｎ−ジメチル
ホルムアミドやγ−ブチロラクトン等の溶媒に、フタル
酸やマレイン酸のアミン塩を溶解した電解液が使用され
ている。しかしながら、近年の電解コンデンサの低イン
ピーダンス化に伴ない、上記′電解液では十分でなく、
更に高電導度な電解液が求められている。

このような目的で、特開昭６２−１４５７１３号公報に
は、マレイン酸およびシトラコン酸の四級アンモニウム
塩、特開昭６２−１４５７１５号公報には、芳香族カル
ボン酸の四級アンモニウム塩、又、特開昭６２−１４５
７１６号公報には脂環式カルボン酸の四級アンモニウム
塩の使用を開示している。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、前記公報に開示されているものは、テト
ラメチルアンモニウム塩やテトラエテルアンモニウム塩
等の比較的低分子のテトラアルキルアンモニウムカチオ
ンを有するものであり、１゜２−ジカルボン酸をアニオ
ン成分とするこれらの塩を用いた電解液では、高温にお
いて分解ガスが発生し、電解コンデンサの防爆弁が作動
したり、液漏れが発生するなどの問題点がおった。

課題を解決するための手段 本発明は、１．２−ジカルボン酸の四級アンモニウム塩
において、四級アンモニウムイオンをＮ、Ｎ−ジメチル
ピロリジニウム、Ｎ、Ｎ−ジメチルピペリジニウムおよ
びＮ、Ｎ−ジメテルモルホリニ１７Ａとすることにより
分解ガスの発生が抑制されることを見い出し完成した。

即ち、本発明’ｒｉ、　　１．２−ジカルボン酸のＮ、
Ｎ　−ジメチルピロリジニウム、Ｎ、Ｎ−ジメチルピペ
リジニウム及びＮ、Ｎ−ジメチルモルホリニウム塩の少
なくとも１種を溶質とする有機溶媒溶液からなる（解コ
ンデンサ用電解液を提供するものである。

本発明に用いられる溶質のアニオン成分は、隣接する２
つのカルボン酸基を有する１、２−ジカルボン酸であり
、脱水反応により酸無水物を与えるものである。

具体的には、マレイン酸、シトラコン酸等の脂肪族ジカ
ルボン酸、フタル酸等の芳香族ジカルボン酸、およびテ
トラヒドロフタル酸等の脂環式ジカルボン酸を例示する
ことができる。

カチオン成分であるＮ、Ｎ−ジメチルピロリジニウム、
Ｎ、Ｎ−ジメチルピペリジニウムおよびＮ、Ｎ−ジメチ
ルモルホリニウムは、下記（Ｉ）、（ＩＩ）、および（
ＩＩＩ）式で示される環式構造を有し、エチル基以上の
アルギル基を含まないものである。

本溶質を溶解させる有機溶媒としては、Ｎ−メチルホル
ムアミド、Ｎ−エチルホルムアミド、Ｎ。

Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ、Ｎ−ジエチルホルムア
ミド、Ｎ−メチルアセトアミド、Ｎ−エテルアセトアミ
ド、Ｎ、Ｎ−ジメチルアセトアミドＮージエヂルアセト
アミド、Ｎ−メチルピロリジノン、Ｎ−メチルオキサゾ
リジノン、Ｎ．Ｎ’−ジメチルイミダゾリジノン等のア
ミド溶媒、γーブチロラクトン、β−ブチロラクトン、
γ−ノ（レロラクトン、δ−バレロラクトン等のラクト
ン溶媒、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネー
ト、ブチレンカーボネート等のカーボネート溶媒、エチ
レンクリコール、グリセリン、メテルセロンルブ等のア
ルコール溶媒、スルホラン、３−メチルスルホラン等の
スルホラン溶媒、３−メトキシプロピオニトリル等のニ
トリル溶媒、およびトリメｆルホスフエート等の燐酸エ
ステル溶媒の単独ちるいは混合溶媒を例示することがで
きる。

これらの中でも、電導度の点から、非プロトン性溶媒の
使用が好ましく、特にγーブチロラクトンを主体溶媒と
する電解液が、使用温度範囲が広く、電導度が高く、毒
性が低く、耐）・ロゲン性が強い等のことから好ましい
。

上記溶媒に対する溶質の溶解量は飽和濃度以下、好まし
くは１〜４０重緻％である。

本発明の電解液は、本質的には、上記溶質と溶媒の組み
合せより成るが、電蝕防止、漏れ電流の低減等、種々の
目的で少量の助溶質を添加しても差し支えない。

」す１ エチル基以上のアルキル基を有する１．２−ジカルボン
酸の四級塩は、高温において、ホフマン脱離的にオレフ
ィンガスを生成する。例えば、マレイン酸のテトラエテ
ルアンモニウム塩では（ＩＶ）式の様にエチレンガスと
トリエチルアミンに分解すると考えられる。

又、テトラエテルアンモニウム塩では（Ｖ）式のように
高温で分解し、トリメチルアミンガスと一部メタノール
が生成すると考えられる。

上記のように、エチレン、プロピレン、ブチレンと言っ
たオレフィンガスやトリメチルアミンガス（ｂｐ、　３
℃）が高温で分解ガスとして発生し、電解コンデンサの
内圧を異常に高め、防爆弁を作動させたり、液漏れに至
らせることになる。

これに対し、本発明の電解液においては、例えば、マレ
イン酸のＮ、Ｎ−ジメチルピロリジニウム塩では、高温
で（Ｍ）式のように分解すると考えられるが、 生成物のＮ−メチルピロリジンは、沸点７９℃、メタノ
ールハ沸点６５℃なので、電解コンデンサの内圧は液漏
れが生ずるほど高くはならない。同様に、Ｎ、Ｎ−ジメ
チルピペリジニウム塩はＮ−メチルピペリジン（ｂｐ、
１０７℃）、Ｎ、Ｎ−ジメチルモルホリニウム塩はＮ−
メチルモルホリン（ｂｐ　。

１１６℃）と一部メタノールを生成するのみで、蒸気圧
の高いオレフィンガス等を生成しない。

発明の効果 本発明の溶質は、溶媒に対する溶解性が良く、また高い
電導度を示し、凝固点〜沸点の広い溶媒と伴に用いるこ
とにより、使用温度範囲の広い優れた電解コンデンサ用
型Ｍ液となる。

実験例 以下に実施例を挙げて、本発明を更に具体的に説明する
。

実施例１ γ−ブチロラクトン溶媒に２０Ｍ量％のマレイン酸水素
Ｎ、Ｎ−ジメチルピロリジニウムを溶解させて、電解液
を得た。この電解液の２５℃における電導度は１４．４
　ｍＳ、／ｃｒｎであり、＋、−−組のアルミニウム平
滑箔にｓ　ｍＡ／ｃｌの定電流を印加した時の火花電圧
は８９Ｖでちった。

この電解液３．５１を密閉容器に入れ、１３０℃で１２
０ｈｒ放置した後の電解液の電導度は、ｉ３．ｓｍ　８
７ｃｍであり、ガスクロマトグラフ分析により、Ｎ−メ
チルピロリジン６．７■およびメタノール０．６１１ｖ
が検出された。Ｎ−メチルピロリジンの生成量より計算
すると溶質中の２．４モル％の分解率に相当した。

実施例２．３ 実施例１において、溶質として、Ｎ、Ｎ−ジメチルピペ
リジニウム塩（実施例２）、Ｎ、Ｎ−ジメチルモルホリ
ニウム塩（実施例３）を使用して、同様の実験を行なっ
た。結果を第１表に示した。

比較例１〜３ 実施例１において、溶質として、テトラエテルアンモニ
ウム塩（比較例１）、トリエチルメチルアンモニウム塩
（比較例２）、トリメチルエチルアンモニウム塩（比較
例３）を使用して、同様の実験を行なった。結果を第１
表に示した。これらは、電解コンデンサの内圧を異常に
高めるエチレンガスを生成した。また、トリメチルエチ
ルアンモニウム塩では、トリメチルアミンガスも生成し
た。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １，２−ジカルボン酸のＮ，Ｎ−ジメチルピロリジニウ
   ム、Ｎ，Ｎ−ジメチルピペリジニウム及びＮ，Ｎ−ジメ
   チルモルホリニウム塩の少なくとも１種を溶質とする有
   機溶媒溶液からなる電解コンデンサ用電解液。