JPH0254919A - 電解コンデンサ用電解液 - Google Patents
電解コンデンサ用電解液Info
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- JPH0254919A JPH0254919A JP20461188A JP20461188A JPH0254919A JP H0254919 A JPH0254919 A JP H0254919A JP 20461188 A JP20461188 A JP 20461188A JP 20461188 A JP20461188 A JP 20461188A JP H0254919 A JPH0254919 A JP H0254919A
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、非プロトン溶媒を主体とする溶媒中に脂肪族
飽和ジカルボン酸化合物のモノ−又はジ−スピロアンモ
ニウム化合物の塩を電解質として含有する電解コンデン
サ用電解液に関するものである。
飽和ジカルボン酸化合物のモノ−又はジ−スピロアンモ
ニウム化合物の塩を電解質として含有する電解コンデン
サ用電解液に関するものである。
(従来の技術)
電解コンデンサは、アルミニウム又はタンタルなどの表
面に絶縁性の酸化皮膜が形成された弁金属を陽極電極に
使用し、前記酸化皮膜層を誘電体とし、この酸化皮膜層
の表面に電解質層となる電解液を接触させ、更に通常陰
極と称する集電用の電極を配置して構成されている。
面に絶縁性の酸化皮膜が形成された弁金属を陽極電極に
使用し、前記酸化皮膜層を誘電体とし、この酸化皮膜層
の表面に電解質層となる電解液を接触させ、更に通常陰
極と称する集電用の電極を配置して構成されている。
電解コンデンサ用電解液は、上述したように誘電体層に
直接接触し、真の陰極としてさようする。即ち、電解液
は電解コンデンサの誘電体層と集電陰極との間に介在し
て、電解液の抵抗分が電解コンデンサに直列に挿入され
ていることになる。故に、その特性が電解コンデンサ特
性を左右する大きな要因となる。例えば、電解液の電導
塵が低いと、電解コンデンサの内部の等価直列抵抗分を
増大させ、高周波特性や損失特性が悪くなる欠点がある
。このような背景から電導塵の高い電解質がちとめられ
ており、従来から知られた電導塵の高い電解質として、
アジピン酸などの何機酸 又はその塩をエチレングリコ
ールなどのグリコール類やアルコール類に溶解したもの
が通常の用途に対し主流をなして使用されている。
直接接触し、真の陰極としてさようする。即ち、電解液
は電解コンデンサの誘電体層と集電陰極との間に介在し
て、電解液の抵抗分が電解コンデンサに直列に挿入され
ていることになる。故に、その特性が電解コンデンサ特
性を左右する大きな要因となる。例えば、電解液の電導
塵が低いと、電解コンデンサの内部の等価直列抵抗分を
増大させ、高周波特性や損失特性が悪くなる欠点がある
。このような背景から電導塵の高い電解質がちとめられ
ており、従来から知られた電導塵の高い電解質として、
アジピン酸などの何機酸 又はその塩をエチレングリコ
ールなどのグリコール類やアルコール類に溶解したもの
が通常の用途に対し主流をなして使用されている。
(発明が解決しようとする課題)
近年の電子機器の利用範囲の増大から電解コンデンサ性
能の向上改善の要求が高まり、現状の電解液の電導塵で
は充分とはいえない。特に現状の電解液の場合、所望の
電導塵が得られない場合や、溶解度が低い電解質を用い
た時などは、意図的に水を添加して電導塵の向、ヒを図
ることが行われている。
能の向上改善の要求が高まり、現状の電解液の電導塵で
は充分とはいえない。特に現状の電解液の場合、所望の
電導塵が得られない場合や、溶解度が低い電解質を用い
た時などは、意図的に水を添加して電導塵の向、ヒを図
ることが行われている。
しかしながら、最近のように従来品を越える高温下で長
時間の使用が求められる電解コンデンサの使用状況にお
いては、電解液中の水分の存在は、誘電体皮膜層の劣化
や、電解コンデンサの内部蒸気圧を高め、封口部の破損
や電解液の蒸散による寿命劣化を招来し、長期間に亙っ
て安定した特性を維持出来ない欠点があった。
時間の使用が求められる電解コンデンサの使用状況にお
いては、電解液中の水分の存在は、誘電体皮膜層の劣化
や、電解コンデンサの内部蒸気圧を高め、封口部の破損
や電解液の蒸散による寿命劣化を招来し、長期間に亙っ
て安定した特性を維持出来ない欠点があった。
それ故、本発明の目的は、非プロトン溶媒を主体とする
実質的に非水系の高電導度の電解液を提供することによ
り、電解コンデンサの電気的特性を向ヒさせ、かつ安定
した特性を長期間維持することによって電解コンデンサ
の信頼性を向上させることにある。
実質的に非水系の高電導度の電解液を提供することによ
り、電解コンデンサの電気的特性を向ヒさせ、かつ安定
した特性を長期間維持することによって電解コンデンサ
の信頼性を向上させることにある。
(課題を解決するための手段)
本発明者等は、非プロトン溶媒を主体とする実質的に非
水系の電解液でかつ高電導度を与える電解質につき鋭意
研究を重ねた結果、脂肪族飽和ジルカルボン酸化合物の
モ/−又はジ−スピロアンモニウム化合物との塩が非プ
ロトン溶媒に溶解性が高(、かつ解離度も高(高電導度
を付与することを見出して本発明に到達したものである
。
水系の電解液でかつ高電導度を与える電解質につき鋭意
研究を重ねた結果、脂肪族飽和ジルカルボン酸化合物の
モ/−又はジ−スピロアンモニウム化合物との塩が非プ
ロトン溶媒に溶解性が高(、かつ解離度も高(高電導度
を付与することを見出して本発明に到達したものである
。
即ち、本発明に係る電解コンデンサ用電解液は、非プロ
トン溶媒を主体とする溶媒中に一般式; (式中、nは4〜8の整数、mは3〜6の整数、Rは炭
素原子数1〜20個のアルキレン基、Xは水素原子又は
式中に示されるスピロアンモニウム基と同じ基を表す)
の脂肪族飽和ジカルボン酸化合物のモノ−又はジ−スピ
ロアンモニウム化合物塩を電解質として含有することを
特徴とする。
トン溶媒を主体とする溶媒中に一般式; (式中、nは4〜8の整数、mは3〜6の整数、Rは炭
素原子数1〜20個のアルキレン基、Xは水素原子又は
式中に示されるスピロアンモニウム基と同じ基を表す)
の脂肪族飽和ジカルボン酸化合物のモノ−又はジ−スピ
ロアンモニウム化合物塩を電解質として含有することを
特徴とする。
非プロトン溶媒を主体とする溶媒は非プロトン溶媒10
0〜50重量部と多価アルコール化合物0〜50@1部
とからなる。
0〜50重量部と多価アルコール化合物0〜50@1部
とからなる。
使用される非プロトン溶媒としては、
(1) アミド系
N−メチルホルムアミド、+1.N−ジメチルホルムア
ミド、N−エチルホルムアミド、N、トジエチルホルム
アミド、N−メチルアセトアミド、N、N−ジメチルア
セトアミド、N−エチルアセトアミド、N、N−ジエチ
ルアセトアミド、ヘキサメチルホスホリックアミド (2)オキシド系 ジメチルスルホキシド (3) ニトリル系 アセトニトリル (4)環状エステル、アミド系 γ−ブチロラクトン、トメチル−2−ピロリドン、エチ
レンカーボネート、プロピレン−カーボネート などが代表として挙げられるが、これに限定されるもの
でない。
ミド、N−エチルホルムアミド、N、トジエチルホルム
アミド、N−メチルアセトアミド、N、N−ジメチルア
セトアミド、N−エチルアセトアミド、N、N−ジエチ
ルアセトアミド、ヘキサメチルホスホリックアミド (2)オキシド系 ジメチルスルホキシド (3) ニトリル系 アセトニトリル (4)環状エステル、アミド系 γ−ブチロラクトン、トメチル−2−ピロリドン、エチ
レンカーボネート、プロピレン−カーボネート などが代表として挙げられるが、これに限定されるもの
でない。
本発明の対象となる多価アルコール化合物は、2価アル
コール化合物又は2価アルコール化合物のモノアルキル
エーテルが好適で、2価アルコール化合物がエチレング
リコールであり、2価アルコールモノアルキルエーテル
化合物がメチルセルソルブ又はエチルセルツルフチアル
。
コール化合物又は2価アルコール化合物のモノアルキル
エーテルが好適で、2価アルコール化合物がエチレング
リコールであり、2価アルコールモノアルキルエーテル
化合物がメチルセルソルブ又はエチルセルツルフチアル
。
非プロトン溶媒に対する多価アルコール化合物の重量割
合は、(100〜50) : (0〜50)であって、
非プロトン溶媒100%が適切であるが、約50%まで
の多価アルコール化合物は実質的に製品劣化を避は得て
、適宜使用して良い。
合は、(100〜50) : (0〜50)であって、
非プロトン溶媒100%が適切であるが、約50%まで
の多価アルコール化合物は実質的に製品劣化を避は得て
、適宜使用して良い。
本発明の対象となる脂肪族飽和ジカルボン酸化合物はマ
ロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン
酸、コルク酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン
ニ酸、ドブカニ酸、ブラシリン酸、テトラデカンニ酸、
ペンタデヵンニ酸、タブシン酸、ヘブタデカンニ酸、オ
クタデカンニ酸、ノナデカンニ酸、アイコサンニ酸、ヘ
ンアイコサンニ酸、ドコサンニ酸等である。
ロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン
酸、コルク酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン
ニ酸、ドブカニ酸、ブラシリン酸、テトラデカンニ酸、
ペンタデヵンニ酸、タブシン酸、ヘブタデカンニ酸、オ
クタデカンニ酸、ノナデカンニ酸、アイコサンニ酸、ヘ
ンアイコサンニ酸、ドコサンニ酸等である。
スピロアンモニウム酸化合物は、l、1°−スピビロ[
アゼチジンi、 i’ ビビペリジニウム] でない。
アゼチジンi、 i’ ビビペリジニウム] でない。
スピロアンモニウム化合物は、J、V、ブラウン、ベリ
ヒテ、第49巻、第466頁(19+6)に記載の方法
により合成出来、例えば、ビロソジンに14−ジブロム
ブタンを作用させて臭化1.1−スビロビピロリジニウ
ムを得ることが出来る。
ヒテ、第49巻、第466頁(19+6)に記載の方法
により合成出来、例えば、ビロソジンに14−ジブロム
ブタンを作用させて臭化1.1−スビロビピロリジニウ
ムを得ることが出来る。
得られた臭化1.1°−スビロビビロリジニウムをイオ
ン交換膜を使用した電気透析を行いアニオン交換を行う
ことにより水酸化1,1°−スピロビピロリジニウム水
溶液が合成出来る。
ン交換膜を使用した電気透析を行いアニオン交換を行う
ことにより水酸化1,1°−スピロビピロリジニウム水
溶液が合成出来る。
得られた水酸化1.lo−スビロビピロリジニウム水溶
液 に所望の脂肪族飽和ジカルボン酸化合物を添加し、
中和 反応させ、減圧乾燥して水を除 くことにより脂
肪族飽和ジカルボン酸化6物の1.】゛−スビロビビロ
リジニウム塩ヲ得ることが出来る。
液 に所望の脂肪族飽和ジカルボン酸化合物を添加し、
中和 反応させ、減圧乾燥して水を除 くことにより脂
肪族飽和ジカルボン酸化6物の1.】゛−スビロビビロ
リジニウム塩ヲ得ることが出来る。
本発明に係る電解コンデンサ用電解液は、−膜内に、非
プロトン溶媒に必要に応じ多価了ルコール化合物又はそ
のモノアルキルエーテル化合物を混合した溶媒に所望の
脂肪族飽和ジカルボン酸化合物のスピロアンモニウム化
合物塩の当型又は2当量を添加溶解して得られる。
プロトン溶媒に必要に応じ多価了ルコール化合物又はそ
のモノアルキルエーテル化合物を混合した溶媒に所望の
脂肪族飽和ジカルボン酸化合物のスピロアンモニウム化
合物塩の当型又は2当量を添加溶解して得られる。
工土人
(実施例)
以下、本発明に係る電解コンデンサ用電解液の実施例に
つき、各種脂肪族飽和ジカルボン酸化合物のスピロアン
モニウム化合物塩の各種非プロトン溶媒又はこれとエチ
レングリコール又はメチルセルソルブ(エチレングリコ
ールモノメチルエーテル)に対する15.20重量%溶
液の電導度を第1表に示す。なお、比較例として従来の
標準的電解液(エチレングリフ−ルア8重量%、水10
%、アジピン酸アンモニウム12%)を示している。
つき、各種脂肪族飽和ジカルボン酸化合物のスピロアン
モニウム化合物塩の各種非プロトン溶媒又はこれとエチ
レングリコール又はメチルセルソルブ(エチレングリコ
ールモノメチルエーテル)に対する15.20重量%溶
液の電導度を第1表に示す。なお、比較例として従来の
標準的電解液(エチレングリフ−ルア8重量%、水10
%、アジピン酸アンモニウム12%)を示している。
/+−
以上の結果から分かるように、本発明の電解液は、従来
のものに比べて高い電導度を示している。
のものに比べて高い電導度を示している。
次に、実施例1〜10及び比較例の電解液を用いて電解
コンデンサを製作し、その特性の比較を行った。
コンデンサを製作し、その特性の比較を行った。
製作した電解コンデンサは、アルミニウム箔を陽極並び
に陰極に用い、セパレータ紙を挟んで重ね合わせて巻回
して円筒状のコンデンサ素子としたものに、各々の実施
例及び比較例の電解液を含浸して外装ケースに収納して
密封したものである。
に陰極に用い、セパレータ紙を挟んで重ね合わせて巻回
して円筒状のコンデンサ素子としたものに、各々の実施
例及び比較例の電解液を含浸して外装ケースに収納して
密封したものである。
いずれも同一のコンデンサ素子を用いており、定格電圧
+6V定格容量180μFである。
+6V定格容量180μFである。
第2表は、これら電解コンデンサの初期値並びに 85
℃で定格電圧を印加して1000時間経過後の静電容潰
値(μF)、損失角の正接(tanδ)漏れ電流(μ人
)(2分値)を表している。
℃で定格電圧を印加して1000時間経過後の静電容潰
値(μF)、損失角の正接(tanδ)漏れ電流(μ人
)(2分値)を表している。
筆2人
この試験の結果から明らかなように、本発明の電解液の
電導度が高いことから、従来のものに比べ損失、即ちt
anδの値が低くなる。
電導度が高いことから、従来のものに比べ損失、即ちt
anδの値が低くなる。
また、本質的に水を含まないので高温負荷状態に置いて
も、内圧上昇による外観異常や静電容量の減少がなく、
初期値と1000時間後の特性値の比較におしても、本
発明のものは極めて変化が少ない。
も、内圧上昇による外観異常や静電容量の減少がなく、
初期値と1000時間後の特性値の比較におしても、本
発明のものは極めて変化が少ない。
(発明の効果)
本発明に係る電解液を用いた電解コンデンサは、低い損
失値と、高温で長時間使用しても安定した特性が維持出
来るので、高い周波数で使用され、かつ高効率が求めら
れるスイッチングレギュレータなどの電源装置や、高温
度で長期間使用される各i電気機器等に用いることが出
来る。
失値と、高温で長時間使用しても安定した特性が維持出
来るので、高い周波数で使用され、かつ高効率が求めら
れるスイッチングレギュレータなどの電源装置や、高温
度で長期間使用される各i電気機器等に用いることが出
来る。
Claims (7)
- (1) 非プロトン溶媒を主体とする溶媒中に一般式: ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、nは4〜8の整数、mは3〜6の整数、Rは炭
素原子数1〜20個のアルキレン基、Xは水素原子又は
式中に示されるスピロアンモニウム基と同じ基を表す)
の脂肪族飽和ジカルボン酸化合物のモノ−又はジ−スピ
ロアンモニウム化合物塩を電解質として含有する電解コ
ンデンサ用電解液。 - (2) 非プロトン溶媒を主体とする溶媒は非プロトン
溶媒100〜50重量部と多価アルコール化合物0〜5
0重量部とからなる請求項1記載の電解コンデンサ用電
解液。 - (3) 非プロトン溶媒はN−メチルホルムアミド、N
,N−ジメチルホルムアミド、N−エチルホルムアミド
、N,N−ジエチルホルムアミド、N−メチルアセトア
ミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−エチルアセ
トアミド、N,N−ジエチルアセトアミド、γ−ブチロ
ラクトン、N−メチル−2−ピロリドン、エチレンカー
ボネート、プロピレン−カーボネート、ジメチルスルホ
キシド、アセトニトリル又はこれらの混合物の群より選
択される請求項1又は請求項2に記載の電解コンデンサ
用電解液。 - (4) 多価アルコール化合物は2価アルコール化合物
又は2価アルコール化合物のモノアルキルエーテルであ
る請求項2記載の電解コンデンサ用電解液。 - (5) 2価アルコール化合物がエチレングリコールで
あり、2価アルコールモノアルキルエーテル化合物がメ
チルセルソルブ又はエチルセルソルブである請求項2記
載の電解コンデンサ用電解液。 - (6) 脂肪族飽和ジカルボン酸化合物はコハク酸、グ
ルタル酸、アジピン酸、コルク酸である請求項1記載の
電解コンデンサ用電解液。 - (7) スピロアンモニウム化合物は1,1’−スピロ
ビピロリジニウム、スピロ[ピペリジン−1,1’−ピ
ロリジニウム]、1,1−スピロビピペリジニウム又は
1,1’−スピロビピロリジニウムである請求項1記載
の電解コンデンサ用電解液。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20461188A JP2701876B2 (ja) | 1988-08-19 | 1988-08-19 | 電解コンデンサ用電解液 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20461188A JP2701876B2 (ja) | 1988-08-19 | 1988-08-19 | 電解コンデンサ用電解液 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0254919A true JPH0254919A (ja) | 1990-02-23 |
JP2701876B2 JP2701876B2 (ja) | 1998-01-21 |
Family
ID=16493339
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20461188A Expired - Lifetime JP2701876B2 (ja) | 1988-08-19 | 1988-08-19 | 電解コンデンサ用電解液 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2701876B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005088658A1 (ja) * | 2004-03-10 | 2005-09-22 | Power Systems Co., Ltd. | 蓄電要素及び電気二重層キャパシタ |
JP5900325B2 (ja) * | 2010-03-26 | 2016-04-06 | 日本ケミコン株式会社 | 電解コンデンサ用電解液 |
-
1988
- 1988-08-19 JP JP20461188A patent/JP2701876B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005088658A1 (ja) * | 2004-03-10 | 2005-09-22 | Power Systems Co., Ltd. | 蓄電要素及び電気二重層キャパシタ |
US7626804B2 (en) | 2004-03-10 | 2009-12-01 | Masaki Yoshio | Power storage element and electric double layer capacitor |
JP5900325B2 (ja) * | 2010-03-26 | 2016-04-06 | 日本ケミコン株式会社 | 電解コンデンサ用電解液 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2701876B2 (ja) | 1998-01-21 |
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