JPH02291106A - 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］ 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、例えばキノリンある
いはイソキノリンをカチオンとし、ＴＣＮＱをアニ才ン
とするＴＣＮＱ錯塩（特開昭５８−１９１４１４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。

Ｔ　Ｃ　Ｎ　Ｑ！塩を加熱融解し、冷却固化するという
方法は、エッヂ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ＴＣＮＱ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。

［発明の目的］ 一方、本発明は比抵抗値が小さい値を有し、熱的にも安
定である新規有機半導体（新規化合物）としてのＮ一置
換一イミダゾール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
デンザを提供するものである。

［発明の概要］ 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夕を介在させて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一置換一イミダゾール
ＴＣＮＱ錯塩である。ここで、Ｎ一置換−イミダゾール
ＴＣＮＱ錯塩の構造式を示すと次のようになる。

Ｎ一置換一イミダゾールＴＣＮＱ錯塩の構造式弐［１］
中、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。ＲはＣ１〜Ｃ　Ｉｌｌの
アルキル基またはベンジル基を示す。

次に、Ｎ−メチルーイミダゾールＴＣＮＱ錯塩の合成方
法について述べる。０．００４モルのイミダゾールとｏ
．ｏｏｓモルのヨウ化メチルをフラスコ内で約２０〜２
５［０Ｃ］にウォーターバスで冷却しながら撹拌すると
、４級化反応が起こる。この溶液を冷却して得られるヨ
ウ化一Ｎ−メチルーイミダゾールの０．００４７モルを
アセトニトリルに沸騰状態で溶解し、０．００４７モル
のＴＣＮＱ錯塩を溶解した沸騰状態のアセトニトリル溶
液と混合する。その後、約１０時間、５℃で放置するこ
とにより、Ｎ−メチルーイミダゾールＴ　Ｃ　Ｎ　Ｑ　
ｔｉ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、さらにメ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。

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、ヨウ化プロビル、ヨウ化ブチル・・・またはヨ
ウ化ベンジルを使用すれば、それぞれＮ一エチルーイミ
ダゾールＴ　Ｃ　Ｎ　Ｑ　錯塩、Ｎ−ｎ−プロピルーイ
ミダゾールＴＣＮＱ錯塩、Ｎ−ｎ−プチルーイミダゾー
ルＴＣＮＱ錯塩・・またはＮ−ペンジルーイミダゾール
ＴＣＮＱ錯塩を得る。

Ｎ−メチルーイミダゾールＴＣＮＱ錯塩の比抵抗値は０
．５０　［Ω・ｃｍ］．Ｎ一エチルーイミダゾールＴＣ
ＮＱ錯塩の比抵抗値は０　３０［Ω・ｃｍ］．Ｎ−ｎ−
プロビルーイミグゾールＴＣＮＱ錯塩の比抵抗値は０．
５５　［Ω・ｃｍ］、Ｎｎ−プチルーイミダゾールＴＣ
ＮＱ錯塩の比抵抗値は１．０２　［Ω・ｃｍ］　．Ｎ−
ペンジルーイミダゾールＴＣＮＱ錯塩の比抵抗値は１．
４９　［Ω・ｃｍｌであった。

「実施例コ 次に、」ユ述のようにして得たＮ一置換一イミダゾ−ル
Ｔ　Ｃ　Ｎ　Ｑ錯塩を電解コンデンサに適用した実施例
について述べる。

（実施例１） Ｎ−メチルーイミダゾールＴ　Ｃ　Ｎ　Ｑ　ｍ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
液中にコンデンザ素子を浸漬し、その後５０〜６０［”
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３回繰返し行なった。コンデンサ素子
は電極として表面を約１０｛音にエッチングしたアルミ
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布し、リード線
をハンダ付けし、外装することにより定格容量１．０　
［ｕＦ］の陽極に対して容量１．０［μＦ］．損失１．
７Ｕ％１の固体電解コンデンザを得た。

（実施例２） 実施例ｌのＮ−メチルーイミダゾールＴＣＮＱ錯塩に代
えてＮ一エヂルーイミグゾールＴＣＮＱ錯塩を使用し、
実施例１と同様の手法・構成により容量１．０　［ｕＦ
］　．損失１．６［％］の固体電解コンデンザを得た。

（実施例３） 実施例ｌのＮ−メチルーイミダゾールＴＣＮＱ錯塩に代
えてＮ　−　ｎ−ブロビルーイミダゾールＴＣＮＱ錯塩
を使用し、実施例１と同様の手法・構成により容量１．
０［μＦ］．損失１．７［％］の固体電解コンデンサを
得た。

（実施例４） 実施例１のＮ−メチルーイミダゾールＴＣＮＱ錯塩に代
えてＮ　−　ｎ−プチルーイミダゾールＴＣＮ０錯塩を
使用し、実施例１と同様の手法・構成により容量１．０
ＵμＦ］．損失１．９Ｕ％］の固体電解コンデンサを得
た。

（実施例５） 実施例１のＮ−メチルーイミダゾールＴＣＮＱ錯塩に代
えてＮ−ペンジルーイミダゾールＴＣＮＱ錯塩を使用し
、実施例１と同様の手法・構成により容量１．０［μＦ
］．損失２．０［％］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］　　・１．０［μＦ］）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。

引続き、本発明の他の実施例について述べる。

（実施例６） Ｎ−メチルーイミダゾールＴＣＮＱ錯塩とラクトン系化
合物、例えばγ−プチロラクトンの化合物４０　［ｍｇ
ｌを直径５．０　［ｍｍコのアルミニウムケースに充填
し、２１０［”Ｃ］まで約ＩＯ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バ
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１２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２１０［”Ｃ］の温度まで上昇さ
せておいた。これにより、定格容量１．０［μＦ］の陽
極に対して容量１．０［μＦ］．損失１．２［％］の固
体電解コンデンサを得た。

（実施例７） 実施例６のＮ−メチルーイミダゾールＴＣＮＱ錯塩に代
えてＮ一エチルーイミダゾールＴＣＮＱ錯塩を使用し、
実施例６と同様の手法・構成により容量１．０［μＦ］
．損失１．１［％］の固体電解コンデンザを得た。

［効果］ 以上にて述べた本発明に係るＮ一置換−イミダゾールＴ
ＣＮＱ錯塩は、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一置換−イミダゾールＴＣＮＱ錯塩を固体電解コンデ
ンザの電解質として用いた場合、第１表から分かるよう
に寿命特性が優れた固体電解コンデンサを提供できるも
のである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）電解質としてＮ−置換−イミタゾール・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。