JPH01255209A - 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有する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
るいはピリジンをカチオンとし、ＴＣＮＱをアニオンと
するＴ　ＣＮ　Ｑ　錯塩（特開昭５８−１７６０９号、
特開昭５８−１９１４１４号または特開昭５９−６３６
０４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ＴＣＮＱ錯塩が
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ＴＣＮＱ錯塩か結晶化し、電極箔の多孔質部
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Ｔ　ＣＮ　Ｑ　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イ＝頼性の高い固
体電解コンデンサを提供するものである。

［発明の概要コ 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）により表面に陽極酸化皮膜を存する弁作
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ＴＣＮ
Ｑ錯塩からなる固体電解質を有するものである。ＴＣＮ
Ｑ錯塩としては上述したようにＮ−アルキル−２，４−
ビピリジルＴＣＮＱ錯塩であり、カチオンである２）４
′−ビピリジルのＮ位は炭素数１〜１８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
−２，４′−ビピリジルＴＣＮＱ錯塩の構造式を示すと
次のようになる。

２．４′−ビピリジルＴＣＮＱ錯塩の構造式式［１コ中
、ＲはＣ７〜ＣＩ８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、２．４′−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２．４−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４０〜４
５［”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−２，４′−ビピリジル）の
０．０１モルをアセトニトリルに沸騰状態て溶解し、０
．０２モルのＴＣＮＱ錯塩を溶解した８０［”Ｃ］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−２，４−ビピリジル
Ｔ　ＣＮ　Ｑ　３ｉ塩の針状結晶が得られる。この結晶
を小計のアセトニトリルで洗浄し、さらにエタノールで
洗液が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適用する。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−２，４−ビピリジルＴＣＮＱ錯塩、Ｎ　−ｎ
−プロピル−２，４−ビピリジル錯塩・・・を得る。

代表例として、Ｎ−メチル−２，４−ビピリジルＴＣＮ
Ｑ錯塩の比抵抗値は０．８８　［Ω・Ｃｍ］、Ｎ−ｎ−
エチル−２，４−ビピリジルＴＣＮＱ錯塩の比抵抗値は
１．２８［Ω・ｃｍ］、Ｎ−ｎ−プロピル−２，４２−
ビピリジルＴＣＮＱ錯塩の比抵抗値は１．１６［Ω−ｃ
ｍ］、Ｎ−ｎ−ベンジルー２．４７−ピビリジルＴＣＮ
Ｑｉ塩の比抵抗値は１．０３　［Ω・ｃｍ］であった。

［実施例］ 次に、ト述のようにして得たＮ−アルキル−２，４′−
どピリジルＴＣＮＱ錯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−２，４′−ビピリジルＴ　ＣＮ　Ｑ　ｆｉ
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［’ｅ］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４回繰返し行った。コン
デンサ素子は？！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
酸化皮膜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４ｉ
　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２．３［μＦ］、損
失３．４［％］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　［ｕＦ］　）（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　Ｓｌ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［Ｈｚ］での値であり、等
個直列抵抗値は周波数が１００［にＨｚ］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−２，４′−ビピリジルＴＣＮＱ錯塩
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　［ｍｍ］のアルミニウ
ムケースに充填し、ｚｏｏ［℃］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２００［℃］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２．３［μＦｌ、損失３．６［％］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−２，４−ビ
ピリジルＴＣＮＱ譜塩は、従来のキノリンＴＣＮＱ錯塩
よりも熱安定性が高く、また比抵抗値も小さい値の打機
半導体を提供できるものである。さらに、このＮ−アル
キル−２，４′−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２，４
   ′−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、２，４′−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。