JPH01255208A - 固体電解コンデンサ - 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、良好な皮膜修復性を打する７、７゜８．８−
テトラシアノキノジメタンからなるイオンラジカル塩を
固体電解質とする固体電解コンデンサに関するものであ
る。

［従来の技術と問題点］ ７．７，８．８−テトラシアノキノジメタン（以下、Ｔ
ＣＮＱと略す。）からなるイオンラジカル塩を固体電解
質とする固体電解コンデンサとして、例えばＮ−エチル
イソキノリン、Ｎ−（ｎ−プロピル）イソキノリン、Ｎ
−（イソ−プロピル）イソキノリン、Ｎ−（ｎ−ブチル
）イソキノリン、Ｎ位をアルキル基で置換したキノリン
、イソキノリンあるいはヒ゛リジンをカチオンとし、Ｔ
ＣＮＱをアニオンとするＴＣＮＱ錯塩（特開昭５８−１
７６０９号、特開昭５８−１９１４１４号または特開昭
５９−６３６０４号）を加熱融解し、冷却固化したもの
を固体電解質したものが良く知られている。なお、これ
らＴＣＮＱ錯塩のカチオンにおいて、そのＮ位は炭素数
２〜１８までの中で選ばれたアルキル基で置換されてい
る。

ＴＣＮＱ錯塩を加熱融解し、冷却固化するという方法は
、エツチングを施されたアルミニウム箔あるいはタンタ
ル焼結体にＴＣＮＱ錯塩を融解状態で含浸することがで
きるので、好ましいものである。しかし、その反面ＴＣ
ＮＱ錯塩の融解温度が高温度であったり、または融解時
間が長時間であると、有機半導体であるＴＣＮＱＣＮ上
分解し、絶縁体に変質してしまうものである。また、冷
却固化時にＴＣＮＱＣＮ上結晶化し、電極箔の多孔買部
への充分な接触が得られないという欠点を持っている。

［発明の目的］ しかるに、本発明は上述のような欠点を除去し得るもの
で、具体的には比抵抗値が小さい値を有し、熱的にも安
定であるフタラジンＴＣＮＱ錯塩を固体電解質としたも
のである。これにより高性能で信頼性の高い固体電解コ
ンデンサを提供するものである。

［発明の概認］ 本発明に係る固体電解コンデンサの基本的な構成は、陽
極酸化（化成）により表面に陽７４ＰｆＩｉ化皮膜を有
する弁作用金属（例えば、アルミニウム、タンタル、チ
タンおよびこれらの合金）を第１の電極とし、第２の電
極（対極）との間に直接あるいはセパレータを介在させ
てＴＣＮＱＣＮ上らなる固体電解質を有するものである
。ＴＣＮＱＣＮ上しでは上述したようにＮ−アルキル−
２，３’−ビピリジルＴ　ＣＮ　Ｑ　錯塩であり、カチ
オンである２）３′−ビピリジルのＮ位は炭素数１〜１
８のアルキル基（ｎ−，１ｓｏ−などの全ての異性体を
含む）またはベンジル基によって置換されている。ここ
で、Ｎ−アルキル−２，３−ビピリジルＴＣＮＱ錯塩の
構造式を示すと次のようになる。

２．３−ビピリジルＴＣＮＱ錯塩の構造式式［１］中、
ＲはＣ，ＸＣ，Ａのアルキル基またはベンジル基を示す
、、ｍは１モルの錯塩に含まれる中性７，７．８．８−
テトラシアノキノジメタンのモル数に対応する正の数（
０，５〜１．５）を意味する。

次に、２．３−ビピリジルＴＣＮＱ錯塩の合成方法につ
いて述べる。、０．０１モルの２．３′−ビピリジルと
０．０１５モルのヨウ化メチルをフラスコ内で約４０〜
４５［’Ｃ］にウォーターバスで熱して攪拌すると、４
級化反応が起こる。この溶液を冷却して得られる黄色の
粉末（ヨウ化−Ｎ−メチル−２，３−ビピリジル）の０
．０１モルをアセトニトリルに沸騰状態で溶解し、０．
０２モルのＴ　ＣＮ　Ｑ　錯塩を溶解した８０［℃］の
アセトニトリル溶液と混合する。その後、約５時間室温
で放冷することにより、Ｎ−メチル−２，３′−ビピリ
ジルＴＣＮＱ錯塩の針状結晶が得られる。この結晶を少
量のアセトニトリルで洗浄し、さらにエタノールで洗液
か着色しなくなるまで洗浄した後、エーテルで洗浄し、
乾燥し、固体電解コンデンサに通用する。なお、この合
成工程において、ヨウ化メチルに代えて、ヨウ化エチル
、ヨウ化プロピル・・・を使用すれば、それぞれＮ−エ
チル−２，３−ビピリジルＴＣＮＱ錯塩、Ｎ　−ｎ−プ
ロピル−２，３−どピリジル錯塩・・・を得る。

代表例として、Ｎ−メチル−２，３′−ビピリジルＴＣ
ＮＱ錯塩の比抵抗値は０．４８　［Ω・ｃｍ］、Ｎ−ｎ
−エチル−２，３−ビピリジルＴＣＮＱ錯塩の比抵抗値
は０．７［Ω・ｃｍ］、Ｎ−ｎ−プロピル−２，３′−
ビピリジルＴ　ＣＮ　Ｑ　ｋｌ塩の比抵抗値は１．６［
Ω・ｃｍ］、Ｎ−ｎ−ベンジル−２，３′−ビピリジル
ＴＣＮＱ＊塩の比抵抗値は１．６［Ω・ｃｍ］であった
。

［実施例］ 次に、上述のようにして得たＮ−アルキル−２，３−ビ
ピリジルＴＣＮＱｉ塩を電解コンデンサに通用した実施
例について述べる。

Ｎ−メチル−２，３′−ビピリジルＴＣＮＱ錯塩をアセ
トニトリル中に溶解し、飽和溶液とする。

次に、この溶液中にコンデンサ素子を浸漬し、その後５
０〜６０［”Ｃ］で真空乾燥を行い、溶媒のアセトニト
リルを飛散させた。この操作を５回繰返し行った。コン
デンサ素子は電極として表面を約１０倍にエツチングし
たアルミニウム箔を用い、さらに表面を化成処理した酸
化皮Ｍを形成したものである。電解質の含浸後にコロイ
ダルカーボンを塗布し、その後に銀ペーストを塗７＋１
　Ｌ／、リード線をハンダ付けし、外装することにより
定格２．２［μＦ］の陽極に対して２．５［μＦ］、損
失３．２［％］の固体電解コンデンサを得た。

上述のようにして得た本発明に係る固体電解コンデンサ
（定格２５　［Ｖ］　・２．２　［μＦ］　）（７）実
施例と、実施例と同様のコンデンサ素子に熱融解により
Ｎ　−ｎ−プロピル−キノリンＴ　ＣＮ　Ｑ　８１塩を
含浸して得た固体電解コンデンサの従来例１との寿命特
性比較を第１表に示す、第１表中、静電容量値および損
失角の正接は周波数が１２０［Ｈｚｌでの値であり、等
個直列抵抗値は周波数が１００　［ＫＨｚ　］での値で
ある。漏れ電流は、定格電圧（２５［Ｖ］　）印加１分
後に測定した値である。

第１表　寿命特性 引続き、本発明の他の実施例について述べる。

Ｎ　−ｎ−ブチル−２，３′−ビピリジルＴ　ＣＮ　Ｑ
　Ｓｉ！塩とラクトン系化合物、例えばγ−ブチロラク
トンの化合物４０［ｍｇ］を直径５．０　［ｍｍｌのア
ルミニウムケースに充填し、２００［’Ｃ］まで約９秒
で加熱し、溶解した。その中にアルミニウム箔からなる
陽極箔と陰極箔をセパレータを介して巻回した巻取コン
デンサ素子を浸漬し、浸漬後約１３秒で冷却した。なお
、電解質の含浸に先立ち、コンデンサ素子は２００１）
］の温度まで上昇させておいた。これにより、定格２．
２［μＦ］の陽極に対して２．４［μＦ］、損失３．７
［％］の固体電解コンデンサを得た。

［効果］ 以上にて述べた本発明に係るＮ−アルキル−２，３−ビ
ピリジルＴＣＮＱ錯塩は、従来のキノリンＴＣＮＱｉ塩
よりも熱安定性が高く、また比抵抗値も小さい値の有機
半導体を提供できるものである。さらに、このＮ−アル
キル−２，３′−ビピリジルＴＣＮＱ錯塩を固体電解コ
ンデンサの電解質として用いた場合、第１表から分かる
ように寿命特性が従来例より優れた固体電解コンデンサ
を提供できるものである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電解質としてＮ位を炭化水素基で置換した２，３
   ′−ビピリジル・７，７，８，８−テトラシアノキノジ
   メタン錯塩を用いたことを特徴とする固体電解コンデン
   サ。
2. （２）特許請求の範囲（１）において、２，３′−ビピ
   リジルのＮ位は炭素数が１〜１８までの中から選ばれた
   アルキル基またはベンジル基で置換されていることを特
   徴とした固体電解コンデンサ。