JPH0269916A

JPH0269916A - 電解コンデンサ用電解液

Info

Publication number: JPH0269916A
Application number: JP22123488A
Authority: JP
Inventors: Makoto Shimizu; 誠清水; Yutaka Yokoyama; 豊横山; Akiko Hirozawa; 広沢　明子
Original assignee: Nippon Chemi Con Corp
Current assignee: Nippon Chemi Con Corp
Priority date: 1988-09-06
Filing date: 1988-09-06
Publication date: 1990-03-08

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、非プロトン溶媒中にフルオロ錯体酸のスピロ
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。

電解コンテンサ用電解液は、上述したように誘電体層に
直接接触し、真の陰極として作用する。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
、電解液の抵抗性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、電解液の電導度
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。

このような背景がら電導度の高い電解質がもとめられて
おり、従来から知られた電導度の高い電解質として、ア
ジピン酸などの有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」二改善の要求が高まり、現状の電解液の電導度
では充分とはいえない。特に現状の電解液の場合、所望
の電導度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度の向上を図
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。

それ故、本発明の目的は、非プロトン溶媒を使用する非
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上させ、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、非プロトン溶媒を使用する非水系の電解
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、フルオロ錯体酸の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く、かつ解離度も高
く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
トン溶媒中に一般式。

（式中、ｎは４〜８の整数、ｍは３〜６の整数、Ａはフ
ルオロ錯体酸基を表す）のフルオロ錯体酸のスピロアン
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。

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、Ｎ、トジメチルホルムアミド
、Ｎ−エチルホルムアミド、ＮＮ−ジエチルホルムアミ
ド、Ｎ−メチルアセトアミド、ＮＮ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）オ牛ンド系ジメチルスルホキンド（３）　　ニトリル系アセトニトリル５〜（４）環状エステル、アミド系 γ−ブチロラクトン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、エ
チレンカーホネート、プロピレンーカーホ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フルオロ錯体酸はテトラフルオロホ
ウ酸又はヘキサフルオロリン酸である。

スピロアンモニウム酸化合物は、１，１°−スピピロ［
アゼチジン１，１°−ピピペリジニウム］ジブロムブタ
ンを作用させて臭化１１−スビロビビロリジニウムを得
ることが出来る。

得られた臭化１．１″−スピ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
脱ハロゲンと脱塩して水酸化１，１゛スピロビビロリジ
ニウムの水溶液ヲ得ル。

得られたｌ、　ｌ’−スビロビピロリジニウム水溶液に
所望のフルオロ錯体酸を添加し、中和反応させ、減圧下
に蒸発乾固してフルオロ錯体酸の１．１−スビロビビロ
リジニウム塩を得ることが出来る。

本発明に係る電解コンデンサ用電解液は、一般的に、非
プロトン溶媒に所望のフルオロ錯体酸のスピロアンモニ
ウム化合物塩の当量を添加溶解して得られる。

ベリヒテ　第４９巻、第４６６頁（＋９１６）に記載の
方法により合成出来、例えば、ピロリジンに１４（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、テトラフルオロホウ酸又はヘキサフルオロリン酸
のスピロアンモニウム化合物塩の各種非プロトン溶媒に
対する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（エチレングリコール
７８重量％、水１０％、アジピン酸アンモニウム１２％
）を示している。

筆上表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。

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。

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。

いずれも同一のコンデンサ素子を用いており、定格電圧
１６Ｖ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°
Ｃで定格電圧を印加して１０００時間経過後の静電容量
値（μＦ）、損失角の正接（ｔａｎδ）漏れ電流（μ＾
）（２分値）を表している。

第２表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。

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いても、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種電気機器等に用いることが出
来る。

特許出願人　　　日本ケミコン株式会社＝１３−

Claims

【特許請求の範囲】

（１）非プロトン溶媒中に一般式： ▲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、Ａはフ
ルオロ錯体酸基を表す）のフルオロ錯体酸のスピロアン
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記載の電解コンデンサ用電解液。
（３）フルオロ錯体酸はテトラフルオロホウ酸又はヘキ
サフルオロリン酸である請求項１記載の電解コンデンサ
用電解液。
（４）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。