JPH04273422A - 電解コンデンサ駆動用電解液 - Google Patents

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】

【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。

【０００２】

【従来の技術】従来、特に中高圧用の電解コンデンサ駆
動用電解液としては、いわゆるエチレングリコ−ル−ホ
ウ酸系の電解液が用いられている。この種の電解液は、
加熱するとエチレングリコ−ルとホウ酸のエステル化反
応により水が生成し、さらには、この水と電極のアルミ
ニウムが反応して水素ガスを発生するので、１００℃を
超える高温では内圧が上昇して使用できないという欠点
があった。

【０００３】このような欠点を改良するために、アゼラ
イン酸、セバシン酸、デカンジカルボン酸又はその塩が
、一部使用されているが、エチレングリコ−ル等の溶媒
に対する溶解性が悪く、また熱安定性も不十分である。

【０００４】特開昭６１−１１６８１５号公報には、三
級モノカルボン酸を用いることにより、溶解性及び熱安
定性を改善する方法が提案されているが化成性が不十分
である。同様に特開平１−１０３８２１号公報には、三
級ジカルボン酸が提案されているが、分子内にエステル
基を含むので、エチレングリコ−ルと反応して劣化する
という欠点があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の電解
液の熱安定性及び溶質の溶解性を改善するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、電解液に
用いる溶質について （１）分岐炭素鎖構造（特に非対称性構造）を導入する
ことにより、溶解性を向上させ、電導度を向上させる。 （２）カルボキシル基を２個導入することにより化成性
を向上させる。 （３）エチレングリコ−ルとのエステル化を立体的に抑
制するために、カルボキシル基の隣の位置に置換基を導
入する。 （４）２個のカルボキシル基以外は、劣化の原因となる
官能基は導入せず、メチレン鎖のみで骨格を作る。とい
う要件を満足するものとして、第三級ジカルボン酸の塩
を見出して本発明に到達した。

【０００７】本発明の電解コンデンサ駆動用電解液は、
下記一般式　（Ｉ）　で示される第三級ジカルボン酸の
塩を含有することを特徴とする。

【０００８】

【化２】

【０００９】（式中、ｎは１〜５の整数を表し、ｒ及び
ｍは４又は５の整数を表し、Ｒ１　及びＲ２　は水素原
子又は低級アルキル基を表す）

【００１０】以下、本発明を詳細に説明する。前記式（
Ｉ）で示される第三級ジカルボン酸の具体例としては、
例えば、２，２−テトラメチレン−４，４−テトラメチ
レングルタル酸、２，２−テトラメチレン−５，５−テ
トラメチレンアジピン酸、２，２−テトラメチレン−６
，６−テトラメチレンピメリン酸、２，２−テトラメチ
レン−７，７−テトラメチレンスベリン酸、２，２−テ
トラメチレン−８，８−テトラメチレンアゼライン酸、
２，２−テトラメチレン−４，４−ペンタメチレングル
タル酸、

【００１１】２，２−テトラメチレン−５，５−ペンタ
メチレンアジピン酸、２，２−テトラメチレン−６，６
−ペンタメチレンピメリン酸、２，２−テトラメチレン
−７，７−ペンタメチレンスベリン酸、２，２−テトラ
メチレン−８，８−ペンタメチレンアゼライン酸、２，
２−ペンタメチレン−４，４−ペンタメチレングルタル
酸、２，２−ペンタメチレン−５，５−ペンタメチレン
アジピン酸、

【００１２】２，２−ペンタメチレン−６，６−ペンタ
メチレンピメリン酸、２，２−ペンタメチレン−７，７
−ペンタメチレンスベリン酸、２，２−ペンタメチレン
−８，８−ペンタメチレンアゼライン酸、

【００１３】

【化３】

【００１４】

【化４】

【００１５】

【化５】

【００１６】等を挙げることができる。

【００１７】これらのカルボン酸は単独で又は混合物と
して用いることができる。２位もしくは３位にアルキル
置換されたシクロペンタン環又はシクロヘキサン環を有
するものは光学異性体の混合物となるが、一般的に、非
対称なものほど溶媒に対する溶解性は良い。また、炭素
数が増加するにつれて溶解性が一般的に悪くなる傾向に
ある。

【００１８】本発明に用いる第三級ジカルボン酸の塩と
しては、例えば、前記カルボン酸のアンモニウム塩、ア
ミン塩、第四級アンモニウム塩、ホスホニウム塩、スル
ホニウム塩等を挙げることができる。

【００１９】本発明に用いる第三級ジカルボン酸の塩を
溶解させる溶媒としては、例えば、Ｎ−メチルホルムア
ミド、Ｎ−エチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホル
ムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド、Ｎ−エチル
アセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メ
チルピロリジノン等のアミド溶媒；γ−ブチロラクトン
、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトン等のラクト
ン溶媒；

【００２０】エチレンカ−ボネ−ト、プロピレンカ−ボ
ネ−ト、ブチレンカ−ボネ−ト等のカ−ボネ−ト溶媒；
エチレングリコ−ル、グリセリン、メチルセロソルブ等
のアルコ−ル溶媒；３−メトキシプロピオニトリル、グ
ルタルニトリル等のニトリル溶媒；トリメチルホスフェ
−ト、トリエチルホスフェ−ト等のリン酸エステル溶媒
；これらの２種以上の溶媒の混合物等を挙げることがで
きる。

【００２１】上記溶媒に対する溶質の溶解量は、得るべ
き電解液の電導度により異なるが、一般的に飽和濃度以
下、好ましくは１〜２５重量％である。

【００２２】本発明の電解液には、上記第三級ジカルボ
ン酸の塩及び溶媒のほか、電蝕防止、漏れ電流の低減、
水素ガス吸収等の目的で種々の助溶質、例えば、リン酸
誘導体、ニトロベンゼン誘導体等を添加することができ
る。また、本発明の目的を阻害しない範囲で必要により
、電導度の向上、化成性改善の目的で、１〜１０重量％
の水を添加することができる。

【００２３】

【発明の効果】本発明で溶質として使用される第三級ジ
カルボン酸の塩は、溶媒に対する溶解性が良く、その電
解液は、比較的高い電導度及び火花電圧を維持すること
ができ、熱安定性が高いので、長寿命の中高圧電解コン
デンサを得ることができる。

【００２４】

【実施例】（実施例１）２，２−ペンタメチレン−６，
６−ペンタメチレンピメリン酸ジアンモニウムをエチレ
ングリコ−ル溶媒に７重量％溶解して電解液を調製した
。この電解液の電導度は２５℃で１．０ｍＳ／ｃｍ　で
あり、アルミニウム電極に１０ｍＡ／ｃｍ２の電流を印
加したときの火花電圧は４６０Ｖ　であった。次に、こ
の電解液を封管して１１０℃で１０００時間放置した後
、電解液の電導度を測定した。電導度は１．０ｍＳ／ｃ
ｍ　であり、全く劣化が認められなかった。

【００２５】（比較例１）溶質をホウ酸アンモニウムに
代えたほかは、実施例１と同様にして電解液を調製し、
電導度及び火花電圧を測定した。電導度は１．１ｍＳ／
ｃｍ　であり、火花電圧は４５０Ｖ　であった。次に、
この電解液を封管して１１０℃で１０００時間放置した
後、電解液の電導度を測定した。電導度は０．８ｍＳ／
ｃｍ　であり、電解液の劣化が認められた。

【００２６】（比較例２）溶質を特開平１−１０３８２
１号公報に記載の次式：

【００２７】

【化６】

【００２８】で示される第三級ジカルボン酸のジアンモ
ニウム塩に代えたほかは、実施例１と同様にして電解液
を調製し、電導度及び火花電圧を測定した。電導度は１
．０ｍＳ／ｃｍ　であり、火花電圧は４９５Ｖ　であっ
た。

【００２９】次に、この電解液を封管して１１０℃で１
０００時間放置した後、室温に冷却したところ、劣化の
ため固化した。この劣化物をＮＭＲ分析したところ、溶
質分子内のエステル結合が完全に切断されていることが
判明した。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　下記一般式　（Ｉ）　で示される第三
   級ジカルボン酸の塩を含有することを特徴とする電解コ
   ンデンサ駆動用電解液。 【化１】 （式中、ｎは１〜５の整数を表し、ｒ及びｍは４又は５
   の整数を表し、Ｒ１　及びＲ２　は水素原子又は低級ア
   ルキル基を表す）