JPH04233712A - Electrolyte for electrolytic capacitor - Google Patents

Electrolyte for electrolytic capacitor

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Publication number
JPH04233712A
JPH04233712A JP40905890A JP40905890A JPH04233712A JP H04233712 A JPH04233712 A JP H04233712A JP 40905890 A JP40905890 A JP 40905890A JP 40905890 A JP40905890 A JP 40905890A JP H04233712 A JPH04233712 A JP H04233712A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
acid
electrolyte
quaternary ammonium
electrolytic capacitor
ammonium salt
Prior art date
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Pending
Application number
JP40905890A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideki Shimamoto
秀樹 島本
Naoko Sakaguchi
阪口 尚子
Takaaki Kishi
隆明 紀氏
Kazuji Shiono
塩野 和司
Yoshiteru Kuwae
桑江 良輝
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Chemical Industries Ltd
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Sanyo Chemical Industries Ltd
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Chemical Industries Ltd, Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Sanyo Chemical Industries Ltd
Priority to JP40905890A priority Critical patent/JPH04233712A/en
Publication of JPH04233712A publication Critical patent/JPH04233712A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To obtain the stabilized electrolyte for driving of an electrolytic capacitor having a high specific electrical conductance at high temperature. CONSTITUTION:A capacitor element is constituted by rolling up an anode foil 1, as an aluminum anode electrode, and cathode foil 2, as an aluminum cathode electrode, by interposing a separator 3 between them, and quaternary ammonium salt of squalene acid or asymmetrical quaternary ammonium salt of squalinecic acid is used as the solute of capacitor driving electrolyte to be impregnated into the above-mentioned capacitor element.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrolytic solution for driving an electrolytic capacitor.

【0002】0002

【従来の技術】従来の電解コンデンサ駆動用電解液とし
ては、芳香族カルボン酸(フタル酸等)の第四級アンモ
ニウム塩を溶質としたもの(特開昭62−145715
号公報)、マレイン酸の第四級アンモニウム塩を溶質と
したもの(特開昭62−145713号公報)、脂肪族
飽和モノカルボン酸(蟻酸等)の第四級アンモニウム塩
を溶質としたもの(特開昭62−226614号公報)
、脂肪族飽和ジカルボン酸(マロン酸等)の第四級アン
モニウム塩を溶質としたもの(特開昭62−24821
7号公報)などが知られている。
[Prior Art] Conventional electrolytic solutions for driving electrolytic capacitors include those in which a quaternary ammonium salt of an aromatic carboxylic acid (phthalic acid, etc.) is used as a solute (Japanese Unexamined Patent Publication No. 145715/1983).
(Japanese Unexamined Patent Publication No. 145713/1983) using a quaternary ammonium salt of maleic acid as a solute; and using a quaternary ammonium salt of an aliphatic saturated monocarboxylic acid (such as formic acid) as a solute ( (Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-226614)
, using a quaternary ammonium salt of an aliphatic saturated dicarboxylic acid (such as malonic acid) as a solute (JP-A-62-24821)
Publication No. 7), etc. are known.

【0003】0003

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フタル
酸の第四級アンモニウム塩を溶質としたものは比電導度
が不十分であり、また、マレイン酸,蟻酸,マロン酸等
の第四級アンモニウム塩を溶質としたものは高温での安
定性が不十分でガスの発生も見られるといった問題点が
あった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, those using a quaternary ammonium salt of phthalic acid as a solute have insufficient specific conductivity, and quaternary ammonium salts such as maleic acid, formic acid, and malonic acid There were problems with the solute, such as insufficient stability at high temperatures and the generation of gas.

【0004】本発明は、上記従来の欠点を除去し、比電
導度が高く高温で安定な電解コンデンサ駆動用電解液を
提供することを目的とするものである。
The object of the present invention is to eliminate the above-mentioned conventional drawbacks and to provide an electrolytic solution for driving an electrolytic capacitor that has a high specific conductivity and is stable at high temperatures.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明はスクアリン酸の第四級アンモニウム塩を溶質
として用いることを特徴とする電解コンデンサ駆動用電
解液である。
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the present invention provides an electrolytic solution for driving an electrolytic capacitor, which is characterized in that a quaternary ammonium salt of squaric acid is used as a solute.

【0006】[0006]

【作用】スクアリン酸は共鳴安定化のためイオン化しや
すく、また、分子量が小さいため、高い比電導度を得る
ことができる。
[Action] Squaric acid is easily ionized due to resonance stabilization, and has a small molecular weight, so it can obtain high specific conductivity.

【0007】[0007]

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。[Examples] Examples of the present invention will be described below.

【0008】本発明の基本はスクアリン酸の第四級アン
モニウム塩を溶質として用いた電解コンデンサ駆動用電
解液に関するものである。
The basis of the present invention relates to an electrolytic solution for driving an electrolytic capacitor using a quaternary ammonium salt of squaric acid as a solute.

【0009】本発明において第四級アンモニウム塩とし
ては、テトラアルキル(アルキル基の炭素数は通常1〜
12)アンモニウム(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,ジメチルジエチルアンモニウム,エチルトリメチ
ルアンモニウムなど)、アリールトリアルキルアンモニ
ウム(フェニルトリメチルアンモニウムなど)、シクロ
ヘキシルトリアルキルアンモニウム(シクロヘキシルト
リメチルアンモニウムなど)、アリールアルキルトリア
ルキルアンモニウム(ベンジルトリメチルアンモニウム
など)およびN,N−ジアルキルピペリジニウム(N,
N−ジメチルピペリジニウムなど)の塩およびこれらの
混合物などがあげられる。これらのうち、好ましいもの
はテトラアルキルアンモニウムの塩である。特に好まし
くは非対称(4つのアルキル基が全て同一でない)テト
ラアルキルアンモニウムの塩である。非対称テトラアル
キルアンモニウムの塩は、溶剤に対する溶解性が良いた
め、容易に電導度を高くすることができる。非対称テト
ラアルキルアンモニウムの塩としては、前記の塩のうち
、メチルトリエチルアンモニウム,ジメチルジエチルア
ンモニウム,エチルトリエチルアンモニウムの塩をあげ
ることができる。
In the present invention, as the quaternary ammonium salt, tetraalkyl (the number of carbon atoms in the alkyl group is usually 1 to 1) is used.
12) Ammonium (tetramethylammonium, tetraethylammonium, tetrapropylammonium,
Tetrabutylammonium, methyltriethylammonium, dimethyldiethylammonium, ethyltrimethylammonium, etc.), aryltrialkylammonium (phenyltrimethylammonium, etc.), cyclohexyltrialkylammonium (cyclohexyltrimethylammonium, etc.), arylalkyltrialkylammonium (benzyltrimethylammonium, etc.) ) and N,N-dialkylpiperidinium (N,
N-dimethylpiperidinium, etc.) and mixtures thereof. Among these, preferred are tetraalkylammonium salts. Particularly preferred are asymmetric (all four alkyl groups are not identical) tetraalkylammonium salts. Since asymmetric tetraalkylammonium salts have good solubility in solvents, the conductivity can be easily increased. Examples of the asymmetric tetraalkylammonium salts include methyltriethylammonium, dimethyldiethylammonium, and ethyltriethylammonium salts among the above-mentioned salts.

【0010】スクアリン酸と第四級アンモニウムとのモ
ル比は、第四級アンモニウムに対し、通常0.5〜1.
5、好ましくは0.8〜1.2である。
The molar ratio of squaric acid to quaternary ammonium is usually 0.5 to 1.
5, preferably 0.8 to 1.2.

【0011】本発明における塩の具体例としては下記の
ものがあげられる。No.1.スクアリン酸とメチルト
リエチルアンモニウムとの塩(モル比1.0)このよう
な塩はたとえばメチルトリエチルアンモニウムヒドロキ
サイドとの反応などにより容易に合成される。
Specific examples of the salts used in the present invention include the following. No. 1. Salt of squaric acid and methyltriethylammonium (molar ratio 1.0) Such a salt is easily synthesized, for example, by reaction with methyltriethylammonium hydroxide.

【0012】本発明の電解液は塩と溶剤(通常有機溶剤
)からなる。この有機溶剤としては、例えばアルコール
類{1価アルコール(メチルアルコール,エチルアルコ
ール,プロピルアルコール,ブチルアルコール,ジアセ
トンアルコール,ベンジルアルコール,アミノアルコー
ルなど);2価アルコール(エチレングリコール,プロ
ピレングリコール,ジエチレングリコール,ヘキシレン
グリコールなど);3価アルコール(グリセリンなど)
;ヘキシトールなど}、エーテル類{モノエーテル(エ
チレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコ
ールモノエチルエーテル,ジエチレングリコールモノメ
チルエーテル,ジエチレングリコールモノエチルエーテ
ル,エチレングリコーフェニルエーテルなど);ジエー
テル(エチレングリコールジメチルエーテル,エチレン
グリコールジエチルエーテル,ジエチレングリコールジ
メチルエーテル,ジエチレングリコールジエチルエーテ
ルなど)}、アミド類{ホルムアミド類(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など)
;アセトアミド類(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など);プロピオンアミド類
(N,N−ジメチルプロピオンアミドなど);ヘキサメ
チルホスホリルアミドなど}、オキサゾリジノン類(N
−メチル−2−オキサゾリジノン)、3,5−ジメチル
−2−オキサゾリジノンなど)、ラクトン類(γ−ブチ
ロラクトン,α−アセチル−γ−ブチロラクトン,β−
ブチロラクトン,γ−バレロラクトンなど、δ−バレロ
ラクトンなど)、ニトリル類(アセトニトリル,アクリ
ロニトリルなど)、ジメチルスルホキシド、スルホラン
、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、N−メチ
ルピロリドン、芳香族溶剤(トルエン,キシレンなど)
、パラフィン系溶剤(ノルマルパラフィン,イソパラフ
ィンなど)およびこれらの2種以上の混合物があげられ
る。これらの好ましくはγ−ブチロラクトンを主体とす
る溶剤である。
The electrolytic solution of the present invention consists of a salt and a solvent (usually an organic solvent). Examples of the organic solvent include alcohols {monohydric alcohols (methyl alcohol, ethyl alcohol, propyl alcohol, butyl alcohol, diacetone alcohol, benzyl alcohol, amino alcohol, etc.); dihydric alcohols (ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, (hexylene glycol, etc.); trihydric alcohol (glycerin, etc.)
; hexitol, etc.}, ethers {monoethers (ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycophenyl ether, etc.); diethers (ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, etc.)}, amides {formamides (N-methylformamide, N,N-dimethylformamide, N-ethylformamide, N,N-diethylformamide, etc.)
; Acetamides (N-methylacetamide, N,N-
dimethylacetamide, N-ethylacetamide, N,
N-diethylacetamide, etc.); propionamides (N,N-dimethylpropionamide, etc.); hexamethylphosphorylamide, etc.}, oxazolidinones (N-dimethylpropionamide, etc.);
-methyl-2-oxazolidinone), 3,5-dimethyl-2-oxazolidinone, etc.), lactones (γ-butyrolactone, α-acetyl-γ-butyrolactone, β-
butyrolactone, γ-valerolactone, etc., δ-valerolactone, etc.), nitriles (acetonitrile, acrylonitrile, etc.), dimethyl sulfoxide, sulfolane, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, N-methylpyrrolidone, aromatic solvents ( toluene, xylene, etc.)
, paraffinic solvents (normal paraffin, isoparaffin, etc.), and mixtures of two or more of these. Preferably, these solvents are mainly composed of γ-butyrolactone.

【0013】本発明の電解液は、必要により水を含有す
ることもできる。その含有量は電解液の重量に基づいて
通常10%以下である。
The electrolytic solution of the present invention can also contain water if necessary. Its content is usually less than 10% based on the weight of the electrolyte.

【0014】本発明の電解液において、スクアリン酸の
塩の含有量は、電解液の重量に基づいて通常1〜50%
、好ましくは10〜40%である。
In the electrolytic solution of the present invention, the content of squaric acid salt is usually 1 to 50% based on the weight of the electrolytic solution.
, preferably 10 to 40%.

【0015】本発明の電解液は、本質的には、スクアリ
ン酸の塩と溶剤とからなるが、漏れ電流の低減や水素ガ
ス吸収等の目的で種々の添加剤を添加することができる
。添加剤としては、リン酸誘導体,ホウ酸誘導体および
ニトロ化合物をあげることができる。
The electrolytic solution of the present invention essentially consists of a salt of squaric acid and a solvent, but various additives can be added for purposes such as reducing leakage current and absorbing hydrogen gas. As additives, mention may be made of phosphoric acid derivatives, boric acid derivatives and nitro compounds.

【0016】以下、具体的な実施例により本発明を更に
説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。 実施例中の%は重量基準である。
The present invention will be further explained below with reference to specific examples, but the present invention is not limited thereto. The percentages in the examples are by weight.

【0017】実施例および比較例1〜4(表1)に示さ
れる本発明の実施例の塩(電解質)の25%γ−ブチロ
ラクトン溶液からなる本発明の実施例の電解液および比
較例の電解液(25%γ−ブチロラクトン溶液)を調製
し、それらの比電導度(30℃,mS/cm)を初期と
熱処理後(150℃,5時間)において測定した。また
、熱処理時のガス発生の有無を観察した。 その結果を(表1)に示す。
Examples and Comparative Examples 1 to 4 (Table 1) The electrolyte solution of the example of the present invention and the electrolyte of the comparative example consisting of a 25% γ-butyrolactone solution of the salt (electrolyte) of the example of the present invention A solution (25% γ-butyrolactone solution) was prepared, and their specific conductivity (30°C, mS/cm) was measured at the initial stage and after heat treatment (150°C, 5 hours). In addition, the presence or absence of gas generation during heat treatment was observed. The results are shown in (Table 1).

【0018】[0018]

【表1】[Table 1]

【0019】(注)(1)No.1は前記本発明の実施
例における塩の具体例としてあげたものを示し、Aはフ
タル酸、Bはマレイン酸、Cは蟻酸、Dはマロン酸のそ
れぞれメチルトリエチルアンモニウム塩を示す。
(Note) (1) No. 1 represents the specific examples of salts in the examples of the present invention, A represents phthalic acid, B represents maleic acid, C represents formic acid, and D represents methyltriethylammonium salt of malonic acid.

【0020】(表2)に、(表1)の本発明の実施例,
比較例1および比較例2の電解液を用いた電解コンデン
サの初期特性(静電容量,損失角の正接,漏れ電流およ
びインピーダンス)および125℃,1000時間電圧
印加試験後のインピーダンス特性を示す。
(Table 2) shows examples of the present invention in (Table 1),
The initial characteristics (capacitance, loss angle tangent, leakage current, and impedance) of electrolytic capacitors using the electrolytes of Comparative Examples 1 and 2 and the impedance characteristics after a voltage application test at 125° C. for 1000 hours are shown.

【0021】試料コンデンサは10V,2200μF(
φ16×32)のアルミ電解コンデンサである。図1に
このアルミ電解コンデンサの素子部分の構成を示してお
り、図1において、アルミニウムよりなる陽極電極とし
ての陽極箔1と同じくアルミニウムよりなる陰極電極と
しての陰極箔2とを、間にセパレータ3を介在させて対
向するように巻取ることによりコンデンサ素子が構成さ
れている。また、このコンデンサ素子の陽極箔1および
陰極箔2のそれぞれには、引出しリード4が接続されて
いる。このような構成のコンデンサ素子に駆動用電解液
を含浸させ、アルミニウムケースなどのケース内に封入
することにより、電解コンデンサが構成される。
[0021] The sample capacitor is 10V, 2200μF (
It is an aluminum electrolytic capacitor of φ16×32). FIG. 1 shows the configuration of the element part of this aluminum electrolytic capacitor. In FIG. 1, an anode foil 1 as an anode electrode made of aluminum and a cathode foil 2 as a cathode electrode also made of aluminum are placed with a separator 3 in between. A capacitor element is constructed by winding the capacitors so as to face each other with the capacitors interposed therebetween. Further, a lead 4 is connected to each of the anode foil 1 and the cathode foil 2 of this capacitor element. An electrolytic capacitor is constructed by impregnating a capacitor element with such a configuration with a driving electrolyte and sealing it in a case such as an aluminum case.

【0022】[0022]

【表2】[Table 2]

【0023】この表2から明らかなように、本発明の実
施例の駆動用電解液は、比較例と比較してインピーダン
スを低くすることができ、かつ高温中においても変化が
小さく、信頼性の高い電解コンデンサを得ることができ
る。
As is clear from Table 2, the drive electrolyte of the example of the present invention can lower the impedance compared to the comparative example, has little change even at high temperatures, and has high reliability. High electrolytic capacitors can be obtained.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上のように本発明の電解コンデンサ駆
動用電解液は、高い比電導度を示すとともに、高温処理
後も安定であるため、本発明の電解液を使用する電解コ
ンデンサは、低損失化が可能であり、しかも高温時の劣
化が改善されて長寿命化が達成されるものである。
[Effects of the Invention] As described above, the electrolytic solution for driving an electrolytic capacitor of the present invention exhibits high specific conductivity and is stable even after high-temperature treatment. It is possible to reduce the loss, and moreover, the deterioration at high temperatures is improved and a longer life can be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明の実施例の駆動用電解液を使用した電解
コンデンサのコンデンサ素子の構成を示す斜視図である
FIG. 1 is a perspective view showing the structure of a capacitor element of an electrolytic capacitor using a driving electrolyte according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1  陽極箔 2  陰極箔 3  セパレータ 4  引出しリード 1 Anode foil 2 Cathode foil 3 Separator 4 Drawer lead

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】スクアリン酸の第四級アンモニウム塩を溶
質として用いることを特徴とする電解コンデンサ駆動用
電解液。
1. An electrolytic solution for driving an electrolytic capacitor, characterized in that a quaternary ammonium salt of squaric acid is used as a solute.
【請求項2】スクアリン酸の非対称第四級アンモニウム
塩を溶質として用いることを特徴とする電解コンデンサ
駆動用電解液。
2. An electrolytic solution for driving an electrolytic capacitor, characterized in that an asymmetric quaternary ammonium salt of squaric acid is used as a solute.
JP40905890A 1990-12-28 1990-12-28 Electrolyte for electrolytic capacitor Pending JPH04233712A (en)

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