JPH0391225A

JPH0391225A - 電解コンデンサ駆動用電解液

Info

Publication number: JPH0391225A
Application number: JP1227514A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiko Yamazaki; 嘉彦山崎; Hideo Yamamoto; 秀雄山本; Isao Isa; 伊佐　功
Original assignee: Japan Carlit Co Ltd
Current assignee: Japan Carlit Co Ltd
Priority date: 1989-09-04
Filing date: 1989-09-04
Publication date: 1991-04-16

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）本発明は電解コンデンサ駆動用電解液に関するものであ
る。

（従来の技術）電解コンデンサ駆動用電解液としては、エチレングリコ
ールを主とした溶媒に、電解質としてホウ酸、アジピン
酸等の酸やこれらの塩を加えたものが知られている。し
かし、この種の電解液はエチレングリコールと酸が反応
してその組成が変化したり、あるいは反応の結釆多量の
水が生じたりするので、電解コンデンサの低温特性およ
び高温時における安定性に問題があった。

そこで最近では溶媒としてγ−プチロラクトン等を用い
ることにより水の影響を受けに＜＜シ、リン酸やレブリ
ン酸等を加えて高温安定性を高めるよう努力がなされて
いる。溶媒としてγ−ブチロラクトンを用いれば反応に
よる水の生成がなく誘電体酸化皮膜の劣化が防止でき、
高温時の内圧上昇も防止できるが、一般に非水溶媒系で
は電導度が低いという欠点があり、リン酸やレブリン酸
等を添加剤として加えても若干の改善しかみられない。

（発明が解決しようとする問題点）上記欠点を解決するために、γ−ブチロラクトンを主体
とする溶媒に有機酸のモノテトラアルキルアンモニウム
塩を溶解した電解コンデンサ駆動用電解液が提案されて
いる（たとえば特開昭６２−２４８２１７号、他）。こ
の電解液を使用するコンデンサは広い温度範囲で使用可
能であるが、本発明者らの追試によると、この電解液の
電導度は一般に低い。中には常温において比較的高い電
導度を有するものもあるが、電解質濃度が飽和濃度に近
く低温では結晶が析出しやすいため実用的でない。また
電導度が比較的高くても火花電圧が低いなどの問題点も
ある。

（問題を解決するための手段）そこで安定性が高く、広い温度範囲で使用できる新規な
電解液を見い出すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を
完成するに至った。

すなわち本発明で、γ−ブチロラクトン又はγ−プチロ
ラクトンを主体とする溶媒に有機酸のモノテトラアルキ
ルアンモニウム塩の一種または二種以上と、ボロジサリ
チル酸のアンモニウム塩、ポロジカテコールのアンモニ
ウム塩及びアミノ酸の中から選ばれた１種以上とを加え
た電解コンデンサ駆動用電解液である。

本発明で使用する溶媒としでは、γ−ブチロラクトンを
単独で用いるはかγ−ブチロラクトンに水またはＮ、Ｎ
’−ジメチルホルムアミドを添加することができる。そ
の添加量はコンデンサ特性に悪影響を及ぼさない程度で
あり、特に水の場合は１０重素形以下、好ましくは５重
量％以下である。

３− 本発明において用いられる有機酸のモノテトラアルキル
アンモニウム塩のアニオン成分の有機酸としてはギ酸、
サリチル酸、安息香酸、マレイン酸、フマル酸、マロン
酸、コハク酸、フタル酸、ピロメリット酸及びそれらの
ヒドロキシ置換体、ニトロ置換体などである。またカチ
オン成分としてはテトラメチルアンモニウム、テトラエ
チルアンモニウム、テトラプロピルアンモニウム、テト
ラブチルアンモニウム、メチルトリエチルアンモニウム
、メチルトリプロピルアンモニウム、メチルトリブチル
アンモニウム、ジメチルジエチルアンモニウム、ジメチ
ルジプロピルアンモニウム、ジメチルノブチルアンモニ
ウム、トリメチルエチルアンモニウム、トリメチルプロ
ピルアンモニウム、トリメチルブチルアンモニウム、エ
チルトリプロピルアンモニウム、エチルトリブチルアン
モニウム、ジエチルジプロピルアンモニウム、ジエチル
ジブチルアンモニウム、トリエチルプロピルアンモニウ
ム、トリエチルブチルアンモニウム等である。

４− これら有機酸のモノテトラアルキルアンモニウム塩は、
１種または混合して用いられる。混合して用いるとそれ
ぞれ単独で用いた場合に比べ電導度、火花電圧ともに上
昇する。たとえば２種混合する場合、その割合は使用す
る有機酸の種類による電導度と結晶の析出しやすさによ
って異なるが、好ましい組み合わせとしてマレイン酸モ
ノテトラメチルアンモニウムとフタル酸モノテトラメチ
ルアンモニウムの場合、重量比で１：９９〜７０：３０
好ましくは５：９５〜４０：６０の範囲である。

有機酸のモノテトラアルキルアンモニウム塩の電解液中
の濃度は飽和濃度以下、好ましくは１０〜３０重景％の
素形範囲で用いられる。３０重量％を越えると低温で結
晶が析出しやすくなり、１０重量％より少量では十分な
電導度が得られない。

本発明の電解液は、１種以上の有機酸のモノテトラアル
キルアンモニウム塩を含むγ−ブチロラクトン溶液に、
更にボロジサリチル酸のアンモニウム塩、ポロジカテコ
ールのアンモニウム塩及びアミノ酸の中から選ばれた１
種以上を加えたちのである。ボロジサリチル酸のアンモ
ニウム塩、ボロジカテコールのアンモニウム塩あるいは
アミノ酸等を加えることにより電導度も火花電圧も上昇
し、非常に優れた電解コンデンサ駆動用電解液を得るこ
とができる。

ボロジサリチル酸のアンモニウム塩およびポロジカテコ
ールのアンモニウム塩としては、メチルアンモニウム塩
、ジメチルアンモニウム塩、トリメチルアンモニウム塩
、テトラメチルアンモニウム塩、エチルアンモニウム塩
、ジエチルアンモニウム塩、トリエチルアンモニウム塩
、テトラエチルアンモニウム塩、プロピルアンモニウム
塩、ジプロピルアンモニウム塩、トリプロピルアンモニ
ウム塩、テトラプロピルアンモニウム塩、ブチルアンモ
ニウム塩、ジブチルアンモニウム塩、トリブチルアンモ
ニウム塩、テトラブチルアンモニウム塩、メチルエチル
アンモニウム塩、ジメチルエチルアンモニウム塩、トリ
メチルエチルアンモニウム塩、メチルジメチルアンモニ
ウム、メチルトリエチルアンモニウム等であるがこれに
限らない。

また、ボロジサリチル酸およびポロジカテコールのアン
モニウム塩の添加量は電解液重量に対し０．１〜１０重
量％が好ましい。この範囲より少量の添加では十分な効
果が得られず、逆に多量に添加しても効果は一定であり
添加量を増加する意味がない。

アミノ酸はグリシン、アラニン、ロイシン等の脂肪族ア
ミノ酸でも、アントラニル酸、フェニルアラニン等の芳
香族アミノ酸でも良いが、コストおよび効果の面を考慮
すると好ましくはグリシン、アラニンである。また、ア
ミノ酸の添加量は効果および溶解性の点を考慮すると電
解液重量に対し、０．００５〜０．５重量％が好ましい
。

（作　　用）有機酸のモノテトラアルキルアンモニウム塩の一種また
は二種以上を電解質とし、γ−ブチロラクトンを主体と
する溶媒に溶解させ、これにボロジサリチル酸のアンモ
ニウム塩またはボロジサリチル酸のアンモニウム塩ある
いはアミノ酸等を添加剤として加えた電解液は、従来か
らの電解液に７− 比べ電導度が大きくかつ高温安定性も高い優れた電解液
である。

（実施例）以下、本発明を実施例に基づいて説明する。

実施例１マレイン酸モノテトラメチルアンモニウムとフタル酸モ
ノテトラメチルアンモニーウムとの重量比が１０：９０
の混合物をγ−ブチロラクトン中に２０重量％の濃度と
なるように溶解し、この電解液に対し０．０３重量％の
グリシンを加え電解液を調製した。この電解液の２５℃
における電導度は１１　、１２ｉＳ／　ｃｍであり、火
花電圧は９２Ｖであった。この電解液は一３０℃に冷却
しても結晶の析出はなく安定であった。

実施例２実施例１で使用したグリシンの代わりにβ−アラニンを
用いた。この電解液の２５℃における電導度は１０．９
８ｍ５／ｃｍであり火花電圧は９３Ｖであった。この電
解液は一３０℃に冷却しても結晶の析出はなく安定であ
った。

８− に亀１４実施例１で使用したグリシンの代わりにアントラニル酸
を用いた。この電解液の２５℃における電導度は１０．
７２ｉＳ／ｃｍであり、火花電圧は９０Ｖであった。こ
の電解液は一３０℃に冷却しても結晶の析出はなく安定
であった。

え亀鮭土実施例１で使用したγ−ブチロラクトンの代わりにγ−
ブチロラクトンと水との重量比が９５：５の混合溶媒を
用いた。この電解液の２５℃における電導度は１３．１
２ｉＳ／ａｍであり、火花電圧は９１Ｖであった。この
電解液は一３０℃に冷却しても結晶の析出はなく安定で
あった。

実施例５実施例１で使用したγ−ブチロラクトンの代わりにγ−
ブチロラクトンとＮ、Ｎ’−ジメチルホルムアミドの重
量比が５０：５０の混合溶媒を用いた。この電解液の２
５℃における電導度は１５゜４７ｍ５／ｃｍであり、火
花電圧は９１Ｖであった。

この電解液は一３０℃に冷却しても結晶の析出はなく安
定であった。

実施例６実施例１で使用したγ−ブチロラクトンの代わりにγ−
ブチロラクトンとＮ、Ｎ’−ジメチルホルムアミドとの
重量比が９５：５の混合溶媒を用いた。この電解液の２
５℃における電導度は１２゜８５ｍ５／Ｃｍであり、火
花電圧は９１Ｖであった。

この電解液は一３０℃に冷却しでも結晶の析出はなく安
定であった。

実施例７マレイン酸モノテトラエチルアンモニウムとフタル酸モ
ノテトラエチルアンモニウムとの重量比が１０：９０の
混合物をγ−ブチロラクトン中に２０重量％の濃度にな
るように溶解し、この電解液に対し０．０５重量％のグ
１ノシンを力ａえ電解液を調整した。この電解液の２５
°Ｃにおける電導度は１０　、３８　ｍｓ／ｃｍであり
、火花電圧は９０Ｖであった。この電解液は一３０℃に
冷却しても結晶の析出はなく安定であった。

実施例８マレイン酸テトラメチルアンモニウムとフタル酸モノテ
トラメチルアンモニウムとの重量比が１５：８５の混合
物をγ−ブチロラクトンと水の重量比が９５：５の混合
溶媒中に２０重量％の濃度となるように溶解し、この電
解液に対し０．０７重量％のβ−アラニンを加え電解液
を調整した。

この電解液の２５℃における電導度は１１．２４ｍ５　
／　ｃ　＋ｎであ）ノ、火花電圧は８８Ｖであった。こ
の電解液は一３０℃に冷却しても結晶の析出はなく安定
であった。

比較例１フタル酸モノテトラメチルアンモニウムをγ−プチロラ
クトン中に２０重量％の濃度となるように溶解し電解液
を調整した。この電解液の２５℃における電導度は８，
３５ｔａＳ／ｃｍで・あ）ン、火花電圧は８５Ｖであっ
た。この電解液は一３０℃に冷却しても結晶の析出はな
く安定であった。

比較例２マレイン酸モノテトラメチルアンモニウムを、γ−ブチ
ロラクトン中に２０重量％の濃度となる】１− ように溶解し電解液を調整したが、この電解液は−３０
℃では結晶が析出し電解液としては不適当であった。

比較例３一３０℃でも結晶が析出しない最大濃度にマレイン酸モ
ノテトラメチルアンモニウムをγ−ブチロラクトン中に
溶解した電解液の２５℃における電導度は５．２８ｍＳ
７ａｍであり、火花電圧は１２１Ｖであった。

実施例９〜１６、比較例４〜５第１表に示す組成の電解コンデンサ駆動用電解液を調製
し、この電解液を使用して定格電圧１゜Ｖ、公称静電容
量１００μＦのアルミ電解コンデンサを作成した。電解
液の２５℃における電導度、作成したコンデンサの初期
における漏れ電流値とｔａｎδおよび１０５℃で５００
時間加熱後の漏れ電流値とｔａｎδを第１表に示す。

１２（発明の効果）本発明の電解コンデンサ駆動用電解液は、γ−プチロラ
クトンを主体とする溶媒に有機酸のモノテトラアルキル
アンモニウム塩を電解質として用いた場合、特に二種類
以上を用いた場合に電導度が高く、さらに高温安定化剤
としてボロジサリチル酸のアンモニウム塩、ポロジカテ
コールのアンモニウム塩及びアミノ酸の中から選ばれた
１種以上を添加することにより一層高めることができる
。

従来の電解液に比べ電導度が高く低温でも安定なため、
この電解液を用いることにより広い温度範囲にわたって
比抵抗の小さい優れた電解コンデンサを提供することが
できる。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）γ−ブチロラクトンまたはγ−ブチロラクトンを
主体とする溶媒に、有機酸のモノテトラアルキルアンモ
ニウム塩の一種または二種以上と、ボロジサリチル酸の
アンモニウム塩、ボロジカテコールのアンモニウム塩お
よびアミノ酸の中から選ばれた一種以上とを加えたこと
を特徴とする電解コンデンサ駆動用電解液。
（２）γ−ブチロラクトンを主体とする溶媒が、γ−ブ
チロラクトンと水またはＮ、Ｎ’−ジメチルホルムアミ
ドとの混合溶媒である請求項（１）記載の電解コンデン
サ駆動用電解液。
（３）有機酸のモノテトラアルキルアンモニウム塩が、
フタル酸またはマレイン酸のモノテトラアルキルアンモ
ニウム塩である請求項（１）記載の電解コンデンサ駆動
用電解液。
（４）モノテトラアルキルアンモニウム塩が、モノテト
ラメチルアンモニウム塩またはモノテトラエチルアンモ
ニウム塩である請求項（３）記載の電解コンデンサ駆動
用電解液。
（５）アミノ酸がグリシンまたはアラニンであることを
特徴とする請求項（１）記載の電解コンデンサ駆動用電
解液。