JPH0196918A - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、新規な駆動用電解液を使用した電解コンデン
サに関する。゛ ［従来の技術］ アルミニウム等の弁作用金属の箔をセパレータとともに
巻回してコンデンサ素子とした電解コンデンサは、一般
にコンデンサ素子に駆動用電解液（以下、「電解液」と
略す）を含浸し、アルミニウム等の金属ケースや合成樹
脂製のケースにコンデンサ素子が収納され密閉した構造
を有する。

従来、電解コンデンサの電解液としては、エチレングリ
コール等を主体とし、これに電解質として有機酸のアン
モニウム塩のように金属からなる電極を侵食しない塩を
溶解した電解液が一般的に使用されている。　（特公昭
５８−１３０１９号公報等参照） しかしながら、上記電解液は電導度を上げるために水を
１〜３０％加えることが行われているが、この場合、陰
極箔の腐食や解離したアンモニア（Ｎ　Ｈ３）　　のた
め高温での特性劣化、特に損失（ｔａｎδ）やインピー
ダンス（交流抵抗）の変化、高温無負荷で放置した後の
漏れ電流が大きいという欠点があった。このため、より
信頼性を要求される産業機器等への使用には充分ではな
かった。

また電導度が高く（電気抵抗が低く）、かつ高温で安定
な電解液として飽和鎖状ジカルボン酸の第４級アンモニ
ウム塩を極性有機溶媒に溶解した電解液の使用が特開昭
５９−７８５２２号公報に開示されている。しかしなが
ら、現在要求されている水準から見れば不十分であると
いう問題点があった。

さらにまた、フタル酸の第４級アンモニウム塩を使用し
た特性の良好な電解液（特願昭６１−２１２６１１号）
も開発されているが、火花電圧が低いために、定格３５
Ｖ品までしか製品化できないという欠点があった。

［発明の解決しようとする問題点］ 本発明は、前述の欠点を解消し、非水系電解コンデンサ
を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、フタル酸の第四級アンモニウム塩と、鎖状ま
たは環状のカルボン酸を混合溶解せしめた極性有機溶媒
からなる駆動用電解液が使用されたことを特徴とする電
解コンデンサを要旨とするものである。

本発明において、フタル酸としては、オルト体（〇一体
）、メタ体（ｍ一体、すなわち、イソフタル酸）、パラ
体（ｐ一体、すなわち、テレフタル酸）のいずれでもよ
く、好ましくはオルト体である。

また、第４級アンモニウム塩としては、好ましくは一般
式Ｒａ　Ｎ　’″で示される塩であって、この場合Ｒは
、アリール基を含むことがある炭素数１〜６のアルキル
基である。また、Ｒは必ずしも同一のアルキル基である
必要はない、さらに、上述の塩のなかでもテトラメチル
アンモニウム塩は、電解液特性（電導度）の点で特に好
ましい。

本発明において、フタル酸の第４級アンモニウム塩は酸
性塩であることが好ましい。その理由は　カルボキシル
基が全て第４級アンモニウムで中和された場合には電解
液のｐＨが高くなりすぎ、コンデンサ材料の腐食をおこ
しやすくするためである。

本発明において、鎖状または環状のカルボン酸としては
、カルボキシル基を除く炭素数が、好ましくは１〜１６
、特には２〜１０のものが適切である。上記の酸は、飽
和カルボン酸でも不飽和カルボン酸でもよいが、特に不
飽和カルボン酸の場合は、溶解度の点から好ましい、ま
た上記の鎖状または環状のカルボン酸は、モノ、ジ、ト
リ、°テトラカルボン酸が好ましく、特にはジカルボン
酸が良好に用いられる。

本発明において、極性有機溶媒としては、電解コンデン
サに通常使用される極性有機溶媒であればいずれも使用
できる。好ましい溶媒としては、アミド類、ラクトン類
、グリコール類、エーテル類、硫黄化合物類、ケトン類
、ニトリル類、エステル類または炭酸塩類が使用できる
。

好ましい具体例としては、Ｎ、　　Ｎ−ジメチルホルム
アミド、Ｎ−メチルホルムアミド、γ−ブチロラクトン
、エチレングリコール、ジエチレングリコール、エチレ
ングリコールモノ又はジアルキルエーテル、ジメチルス
ルホキシド、Ｎ−メチルビロリドン、３−アルキル−１
，３−オキサゾリジン−２−オン、エチレンシアノヒド
リン、ベンゾニトリル、酢酸フェニル、炭酸プロピル、
等が使用できる。　　上述した溶質の極性有機溶媒中に
おける含有量は、種々に選ぶことができるが、飽和溶液
の状態が最も電導度が高い（比抵抗が小さい）、さらに
、火花電圧向上のためには、鎖状または環状のカルボン
酸が一定量必要であるが、多量に存在すると電導度に悪
影響を及ぼす、かくしてフタル酸の第４級アンモニウム
塩の含有量（濃度）は、電解液中好ましくは１〜６０重
量％、特には５〜４０重量％が適切であり、鎖状または
環状のカルボン酸の含有量（濃度）は、電解液中好まし
くは０．１〜５０重量％、特には０．５〜３０重量％が
適切である。また、溶質の混合比、すなわち、フタル酸
の第４級アンモニウム塩と鎖状または環状のカルボン酸
の混合比（重量比）は、９５：ジないしは１０：９０が
好ましく、特には、９０：　１０ないしは５０：　　５
０が好ましい。

本発明においそ、電解液のｐＨは必要に応じて適宜、ｐ
Ｈ調整剤を添加することにより、好ましくは４〜８、特
には５〜７に制御される。

また、本発明において、特性改善のなめに通常使用され
る添加剤、例えば、リン酸、ホウ酸、タングステン酸な
どの無機酸類や、マンニット、ソルビット、ペンタエリ
トリットなどの多糖類を添加してもいっこうに差し支え
ない。

さらに、本発明において、電解コンデンサ内の、電解液
中の含有水分量は少ないことが必要である。含有水分が
、電解コンデンサ内の電解液中に多く存在すると、特性
（ｔａｎδ、インピーダンス）劣化が大きくなり、耐食
性も低下するために好ましくない、かくして、電解液中
の含有水分量は５重量％以下が好ましく、特には２重量
％以下が好ましい。

本発明の電解コンデンサが包含される典型的態様として
は、紙等の適宜のセパレータで分離したアルミニウム箔
陽極とアルミニウム箔陰極とを使用し、これらを円筒状
に巻いたものをコンデンサ素子とし、この素子に駆動用
電解液を含浸させる。電解液の含浸量としては、セパレ
ータに対して、好ましくは５０〜３００重量％とされる
。電解液が含浸された素子は、耐食性を有する金属や合
成樹脂等のケースに収納し、密封した構造にされる。以
下、本発明の実施例について説明する。

［実施例コ 各実施例は、水酸化テトラアルキルアンモニウム水溶液
（１０％水溶液）とフタル酸を等当量で混合溶解させた
ものをエバポレータにより水を除いて固体状の塩とし、
この塩と鎖状または環状のカルボン酸を溶質として極性
有機溶媒に混合溶解させ、必要ならば、使用したフタル
酸あるいは、鎖状または環状のカルボン酸を加えること
でｐＨを５〜７に調整し、電解液とした。

上記の方法以外にも、鎖状または環状のカルボン酸の第
４級アンモニウム塩とフタル酸を、溶媒中において混合
させて電解液としてもよい。

種々調整した電解液を使用してアルミニウムを電極とす
る電解コンデンサ（定格５０　ｖ　−１０００μＦ）を
製作し、高温負荷試験（１１０℃）におけるインピーダ
ンスの変化を測定した。その結果を比較例と共に表１に
示す０表中、（）内は重量％を示す。

なお、以下の表において、Ｄ、　　Ｍ、　　Ｆ、　　は
Ｎ。

Ｎ−ジメチルホルムアミドを表し、Ｍ、　　Ｏ，は、３
−メチル−１，３オキサゾリジン−２−オンを表し、Ｅ
、　　Ｇ、　　は、エチレングリコールを表し、Ｂ、　
　Ｌ、　　は、γ−ブチロラクトンを表す。

また、ＮＭｅ４はテトラメチルアンモニウムを表し、　
ＮＥｔ４はテトラエチルアンモニウムを表し、ＮＰｒ４
はテトラプロピルアンモニウムを表し、ＮＢｕ４はテト
ラブチルアンモニウムを表す、　　また、単にフタル酸
と表しているときは、０−フタル酸を表すものである。

［発明の効果］ 以上水したように、本発明によれば、初期特性が良好で
、かつ、高温負荷試験（１１０℃）でのインピーダンス
の変化が小さく、高温安定性に優れた定格５０Ｖの電解
コンデンサが得られる。

表　　１

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）フタル酸の第４級アンモニウム塩と鎖状または環
   状のカルボン酸を混合溶解せしめた極性有機溶媒からな
   る駆動用電解液が使用されたことを特徴とする電解コン
   デンサ。
2. （２）フタル酸の第４級アンモニウム塩の濃度が１〜６
   ０重量％である特許請求の範囲（１）の電解コンデンサ
   。
3. （３）鎖状または環状のカルボン酸の濃度が０．１〜５
   ０重量％である特許請求の範囲（１）の電解コンデンサ
   。