JPH03136311A

JPH03136311A - 電解コンデンサ用電解液

Info

Publication number: JPH03136311A
Application number: JP27524689A
Authority: JP
Inventors: Makoto Shimizu; 誠清水; Masahiko Sawara; 佐原　将彦
Original assignee: Nippon Chemi Con Corp
Current assignee: Nippon Chemi Con Corp
Priority date: 1989-10-23
Filing date: 1989-10-23
Publication date: 1991-06-11
Anticipated expiration: 2014-06-07
Also published as: JP2902685B2

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〕この発明は、電解コンデンサ用電解液の改良にかかり、
特に耐電圧性を向上させた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〕通常の電解コンデンサは、粗面化処理を施したア・ルミ
ニウム、タンタル等の弁金属箔の表面に絶縁性の酸化皮
膜層を形成した陽極電極箔と、集電用の陰極電極箔とを
電解紙を介して巻回してコンデンサ素子を形成するとと
もに、電解液を含浸し、外装ケースに収納した構成から
なる。

コンデンサ素子の陽極電極箔上に形成された酸化皮膜層
は誘電体となり、また電解液は電解質層となる。そして
、この電解質層である電解液が真の陰極として作用する
。すなわち、電解液は陽極箔上に形成された誘電体層と
集電用の陰極箔との間に介在・して、その抵抗分が電解
コンデンサに直列に挿入されているごとになる。

したがって、・電解液の電導度が低いと、電解コンデン
サ内部の等価直列抵抗分が増大して高周波特性や損失特
性に悪影響を及ぼすことになる。しかし、−船釣に電解
液の電導度を向上させると火花電圧が低下してしまう１
頃向があり、電解コンデンサの耐電圧特性が損なわれる
こ七があった。逆に耐電圧特性を向上させるために各種
の添加剤を添加した場合、その電導度が低下してしまい
、結果として損失が増大する。

そこで、電解コンデンサの電導度を低下させずかつ耐電
圧特性を向上させる手段として、各種の添加剤を電解液
に添加する手段が提案されている。

例えば、スルファミン酸（特開昭４９−８２９６３号）
、スペリン酸（特開昭４９−１３３８６０号）リン酸ド
デシル（特開昭４９−７３６５９号）、アルキルリン酸
（特開昭５２−１５３１５４号）、ジ亜リン酸（特開昭
５７−１４１９１３号）、ホウ酸−マンニット系（特開
昭５７−６０８２９号）、ホウ酸−マンニット−ポリビ
ニルアルコール系（特開昭５９−１７７９１５号）、変
性シリコンオイル（特開平１−１７５７２２号）等であ
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、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、従来の電解液の電導
度では充分とは言えなくなりつつある。そのため、更に
電解液の電導度を向上させる必要があり、その影響とし
て耐電圧特性を維持することが困難となっている。

この発明の目的は、高い電導度を維持しつつ、耐電圧特
性を向上させた電解液の提供にある。

〔課題を解決するための手段］有機極性溶媒を主溶媒とし、有機酸、無機酸あるいはそ
の塩を溶質とした電解コンデンサ用電解液に、一般式：％式％（式中、Ｘ＋ないしＸ４は各々゛同一または異なる水素
原子、（Ｒｈ　Ｙ、高級アシル基、高級アルコール残基
であるとともに、少なくとも１つは高級アシル基を示し
、−＋　Ｒ）ｉ−Ｙにおいて、ｎは１以上の整数、Ｒは
エチレンオキシドおよび／またはプロピレンオキシド、
Ｙは各々同一または異なる水素原子、高級アシル基を表
す）のペンタエリトリット脂肪酸エステルを添加したこ
とを特徴としている。

なお、前記一般式中ｎは、１以上であれば特に限定的な
範囲はないが、著しく重合度が高くなると合成が困難で
あったり溶解度が低下するなどの不都合が生じるので、
好ましくは１以上１００以下程度が適当である。

また、脂肪酸としては、一般式：　ＣＨ３１（Ｃ１ｈ）　−ＣＯＯＨ（ｎは９以
上の整数）で表される飽和脂肪酸があり、例えば、ウンデシル酸（ｎ・９）、ラウリン酸（ｎ＝１０）、ト
リデシル酸（ｎ＝１１）、ミリスチン酸（ｎ＝１２）、
ペンタデシル酸（ｎ＝１３）、パルミチン＃（ｎ＝１４
）、ヘプタデシル酸（ｎ・、１５）、ステアリン酸（ｎ
＝１６）、ノナデカン酸（ｎ＝１７）、アラキン酸（ｎ
＝１８）、ベヘン酸（ｎ・２０）、リグノセリンＭ（ｎ
・２２）、セロチン酸（ｎ＝２４）、ヘプタコサン酸（
ｎ・２５）、モンタン酸（ｎ・２７）、メリシン酸（ｎ
・２８）、ラフセル酸（ｎ・３０）等が挙げられる。

また不飽和脂肪酸としては、ウンデシル酸＜１０＞（１
１）、オレイン酸（ｃｉｓ）＜９＞（１８）、エライジ
ン酸（ｔｒａｎｓ）　＜９＞　（１８）、セトレイン酸
＜１１＞（２２）、エルカ酸（ｓｉｓ）ｄ３＞（２２）
　、ブラシジン酸（ｔｒａｎｓ）＜１３＞（２２）、リ
ノール酸＜９．１２＞（１Ｂ）、リルン酸＜９．１２．
１５＞（１Ｂ）　、アラキドン酸＜５．８．１１．１４
＞　（２０）、ステアロール酸く３重結合、９＞　（１
Ｂ）　［＜＞内は不飽和結合の位置、（）内は総炭素原
子数を１表す］等が挙げられる。

更に、高級アルコールの具体例としては、ヘキシルアル
コール、ヘプチルアルコール、オクチルアルコール、カ
プリルアルコール、ノニルアルコール、デシルアルコー
ル、ウンデシルアルコール、ラウリルアルコール、トリ
デシルアルコール、ミリスチルアルコール、ペンダデシ
ルアルコール、セチルアルコール、ヘプタデシルアルコ
ール、ステアリルアルコール、ノナデシルアルコール、
エイコシルアルコール、セリルアルコール、メリシルア
ルコール、オレイルアルコール、フィトール等が挙げられる。

この発明による電解液の主溶媒たる有機極性溶媒は、プ
ロトン性極性溶媒として、エタノール、プロパツール、
ブタノール、ペンタノール等の１価アルコール類、また
エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリ
ン、メトキシエタノール等の多価アルコール類、アルコ
ールエーテル類があり、非プロトン性極性溶媒としては
、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
ムアミド等のアミド系の極性溶媒、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
等のラクトン、環状アミド系の溶媒が挙げられ、他にア
セトニトリル等のニトリル系、ジメチルスルホキシド等
のオキシド系が非プロトン性極性溶媒として例示でき、
これらの主溶媒を各々単独で、あるいは混合して用いる
ことができる。

またこめ発明で使用する電解質としては、特に制限はな
く、通常使用されているものでよい。例えば、アニオン
源として有機酸類、例えば蟻酸、酢酸等の脂肪族モノカ
ルボン酸類やマロン酸、コハク酸等の脂肪族ジカルボン
酸類または安息香酸、フタル酸等の芳香族カルボン酸類
があり、無機酸類としては、ホウ酸、リン酸、ケイ酸等
が挙げられる。カチオン源としては、例えばアンモニウ
ム、メチルアンモニウム等のモノアルキルアンモニウム
カチオン類、ジメチルアンモニウム、ジエチルアンモニ
ウム等のジアルキルアンモニウムカチオン類、トリメチ
ルアンモニウム、トリエチルアンモニウム等のトリアル
キルアンモニウムカチオン類、テトラメチルアンモニウ
ム、トリエチルメチルアンモニウム等の第四級アンモニ
ウムカチオン等があり、他にホスホニウム、アルソニウ
ムカチオン類が挙げられる。

この発明による電解コンデンサ用電解液は、前記に例示
した有機極性溶媒、を単独もしくは複数を１００重量部
用意し、必要に応じて水を０〜３０重量部混合した溶媒
中に電解質物質からなる溶質を単独もしくは複数を組み
合わせて１〜５０重量部溶解すればよい、そして、この
ような電解液に、前記のペンタエリトリット脂肪酸エス
テルを、好ましくは０．１〜２０重量部、更に好ましく
は０．５〜６重量部添加することにより所望の特性を得
ることができる。

〔作　用〕

この発明で使用されるペンタエリトリット脂肪酸エステ
ルの耐電圧特性を向上する作用としては、電解コンデン
サの誘電体であるアルミニウム酸化皮膜界面に非イオン
界面活性剤としてのペンタエリトリット脂肪酸エステル
のミセル層の形成が関与するものと考えられる。

〔実施例〕

以下、この発明にかかる電解コンデンサ用電解液の実施
例につき説明する。

各実施例においては、従来例と同じ溶媒および溶質によ
り電解液を調合叫、これにペンタエリトリット脂肪酸エ
ステルを添加した。そして、添加するペンタエリドリフ
ト脂肪酸エステルは以下のものを使用した。

Ａ）ポリオキシエチレン（ＰＯＥ＝６０）ペンタエリト
リットステアリン酸エステルＣＨｔＯ＋ＣＨｔＣＨｚＯ：Ｆ−ＩＩ［ｌないしｎの総和＝６ｏ］Ｂ）ポリオキシエチレン（ＰＯＥ−３０）ポリオキシプ
ロピレン［Ｆ］ア＝１０ペンタエリトリットジオレイン
酸エステル［ｍないしｎの総和＝３０／ｐないしｑの総
和＝１０］Ｃ）モノバルミチン酸ポリオキシプロピレン
（ＰＯＰ＝４０）ペンタエリトリットベヘン酸エステルＨ３［ｌないしｎの総和＝４０１Ｄ）ポリオキシエチレン（ＰＯＥ＝２０）ペンタエリト
リットベヘン酸エステルＣＩＩｚＯ＋　Ｃｌｌ□１□０）、ＩＩ［ｍないしｎの
総和−加〕Ｅ）ペンタエリトリットモノオレイン酸エステル１□Ｏ
１ｌ大ＪＬ匹Ｊ− 大１１１ｉＥ）ペンタエリトリットモノオレイン酸エステル友１４
吐（Ｄ）ポリオキシエチレン（ＰＯＥ＝２０）ペンタエリト
リットベヘン酸エステルＡ）ポリオキシエチレン（ＰＯ
Ｅ＝６０）ペンタエリトリットステアリン酸エステル大
ｍユＸ１目Ｉ且以上の結果から分かるように、この発明の電解液の電導
度は、従来例と比較して同等もしくはやや低下する傾向
を示すものの、１０％〜５０％程度耐電圧を向上させる
ことができた。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明は、有機極性溶媒を主溶媒とし、
有機酸、無機酸あるいはその塩を溶質とした電解コンデ
ンサ用電解液に、一般式：％式％（式中、Ｘ、ないしＸ４は各々同一または異なる水素原
子、−ｆ　Ｒｈ　Ｙ、高級アシル基、高級アルコール残
基であるとともに、少なくとも１つは高級アシル基を示
し、−＋ＲｈＹにおいて、ｎは１以上の整数、Ｒはエチ
レンオキシドおよび／またはプロピレンオキシド、Ｙは
各々同一または異なる水素原子、高級アシル基を表す）
のペンタエリトリット脂肪酸エステルを添加したことを
特徴としているので、通常の電解液にこれらの添加剤を
少量添加することで、電導度を維持しつつ耐電圧特性を
向上させることができる。そのため、高電圧における電
気的特性が良好に安定し、この電解液を使用した電解コ
ンデンサの信顛性が向上する。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）有機極性溶媒を主溶媒とし、有機酸、無機酸ある
いはその塩を溶質とした電解コンデンサ用電解液に、一
般式： ▲数式、化学式、表等があります▼ （式中、Ｘ＿１ないしＸ＿４は各々同一または異なる水
素原子、■Ｒ■＿ｎＹ、高級アシル基、高級アルコール
残基であるとともに、少なくとも１つは高級アシル基を
示し、■Ｒ■＿ｎＹにおいて、ｎは１以上の整数、Ｒは
エチレンオキシドおよび／またはプロピレンオキシド、
Ｙは各々同一または異なる水素原子、高級アシル基を表
す）のペンタエリトリット脂肪酸エステルを添加したこ
とを特徴とする電解コンデンサ用電解液。