JPH04369817A - 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
解液に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電解コンデンサ駆動用電解液としては従
来エチレングリコール等の多価アル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それら
の塩を加えた物が用いられている。しかし、この種の電
解液は一般に電導度が低い。また、溶媒と溶質が反応し
て水を生成し、この水がアルミニウム箔と反応して水素
ガスを発生しコンデンサの内圧上昇をもたらす問題点が
あった。

【０００３】これらの問題点を解決するためにγ−ブチ
ロラクトンのような非アルコール系溶媒に有機酸の４級
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。γ−ブチロラクトン系の電解液は従
来のエチレングリコール系の電解液よりも電導度が高く
、溶媒と溶質との反応で水が生成することもない。その
ためエチレングリコール系電解液に代わる電解コンデン
サ駆動用電解液として使われつつある。

【０００４】しかし、近年の電子産業の発展にともない
電解コンデンサの小型化が進み、さらにスイッチング電
源の高周波化により低インピーダンスなコンデンサが求
められている。これらの要求に対しては、現在のγ−ブ
チロラクトン系の電解液の電導度でも十分ではなく、さ
らに高電導度の電解液の開発が望まれている。

【０００５】先に本発明者らは、上記問題点を解決する
ために有機酸の４級アンモニウム塩をニトロアルカンと
γ−ブチロラクトンとの混合溶媒に溶解した電解コンデ
ンサ駆動用電解液を提案した。またテトラフルオロホウ
酸の４級アンモニウム塩をニトロアルカンとγ−ブチロ
ラクトンとの混合溶媒に溶解した電解コンデンサ駆動用
電解液を提案した。

【０００６】テトラフルオロホウ酸塩を溶質に用いた電
解液が従来用いられてきたカルボン酸塩を主体とする電
解液よりも高い電導度を示すことは公知である。しかし
これらの電解コンデンサ駆動用電解液を用いてコンデン
サを組み立てたとき、初期のコンデンサ特性は優れてい
るものの高温での寿命試験を行うと特性が徐々に劣化す
るという問題点があった。原因は明らかではないが、γ
−ブチロラクトンなどの非アルコール系溶媒を使用して
いてもコンデンサ組立などの取扱時に空気中やセパレー
タ紙から吸収した水が含まれているので、ＢＦ４アニオ
ンの加水分解の結果フッ化水素が生成し、誘電体酸化皮
膜を腐食したためではないかと推定される。

【発明が解決しようとする課題】

【０００７】本発明の目的とするところは、上記のテト
ラフルオロホウ酸塩を溶質とした電解コンデンサ駆動用
電解液において、電導度が高く、高温寿命試験において
も安定した特性を与え、電気的特性及び寿命特性の向上
した電解コンデンサ駆動用電解液を提供することにある
。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意研究の
結果、上記問題点を解決する電解コンデンサ駆動用電解
液を発明するに至った。

【０００９】すなわち、γ−ブチロラクトンを主体とす
る溶媒を用いテトラフルオロホウ酸の４級アンモニウム
塩を主溶質とし、芳香族カルボン酸あるいはその塩を添
加剤として使用した電解コンデンサ駆動用電解液であり
、また、γ−ブチロラクトンとニトロアルカンを主体と
する混合溶媒を用いテトラフルオロホウ酸の４級アンモ
ニウム塩を主溶質とし、芳香族カルボン酸あるいはその
塩を添加剤として使用した電解コンデンサ駆動用電解液
である。

【００１０】本発明で使用する芳香族カルボン酸として
は安息香酸、ｐ−ニトロ安息香酸、トルイル酸、ジメチ
ル安息香酸、クミン酸、サリチル酸、α−ナフトエ酸、
β−ナフトエ酸、などのような芳香族モノカルボン酸、
またはフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフタ
リン−１，２−ジカルボン酸、などのような芳香族ジカ
ルボン酸、またはヘミメリト酸、トリメリト酸、トリメ
シン酸、などのような芳香族トリカルボン酸、またはメ
ロファン酸、ピロメリト酸、などのような芳香族テトラ
カルボン酸を例示することが出来る。また、これらの芳
香族カルボン酸塩のカチオン成分、および主溶質である
テトラフルオロほう酸塩の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、ジメチルジ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、などのテトラアルキルアンモニウム、また
はＮ，Ｎ−ジメチルピペリジニウム、Ｎ，Ｎ−ジメチル
ピロリジニウムなどの環状４級アンモニウム、またはＮ
−メチルピリジニウム、Ｎ−メチルピコリニウム、Ｎ−
メチルキノリニウムなどの芳香族４級アンモニウムを例
示することができる。

【００１１】主溶質であるテトラフルオロホウ酸の４級
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１〜４０重量％である。これは１重量％未満では
十分な電導度が得られず、４０重量％を越えると電解液
の粘度上昇により、かえって電導度が低下してしまうた
めである。添加剤である芳香族カルボン酸あるいはその
塩の添加量は電解液に対して０．１〜１０重量％の範囲
である。 これは、０．１重量％未満では効果が十分でなく、１０
重量％を越えると電解液の電導度が低下するためである
。

【００１２】本発明で使用する溶媒はγ−ブチロラクト
ンを主体とする溶媒であるが、液の粘度を低下させ電導
度の上昇をもたらすためにアセトニトリルやニトロメタ
ンのような低粘度溶媒を混合して用いることができる。 特にニトロメタン等のニトロアルカンは著しく電導度の
高い電解液を与え、かつ、発生した水素ガスを吸収する
などの効果があり大変望ましい。この場合低粘度溶媒の
混合比（重量比）はγ−ブチロラクトン：低粘度溶媒＝
９９：１〜１０：９０の範囲で使用できるが、好ましく
は９５：５〜５０：５０である。これは低粘度溶媒の添
加量が５重量％未満であると電導度の上昇率が低く、ま
た５０重量％を越えて添加すると溶媒の沸点が下がって
高温時にコンデンサの内圧を上昇させる可能性があるか
らである。以下、本発明を実施例および比較例をもって
説明する。

【００１３】

【実施例】テトラフルオロホウ酸の４級アンモニウム塩
を溶質とする電解液に水を３重量％加えたものを調製し
、それぞれに芳香族カルボン酸あるいはその４級アンモ
ニウム塩を添加して、表１及び表２に示す電解液を調製
した。この各電解液をアルミニウム陽極箔と陰極箔とを
セパレータ紙を介して巻回したコンデンサ素子に含浸し
、アルミニウムケースに入れ封口して定格２５Ｖ、１８
０μＦの電解コンデンサを作製した。このコンデンサの
初期および８５℃、５００時間放置後のｔａｎδ（誘電
体損失角の正接）の測定結果を表１及び表２に示す。

【００１４】

【表１】

【００１５】

【表２】

【００１６】

【比較例】芳香族カルボン酸あるいはその４級アンモニ
ウム塩を添加しない以外は実施例１に準じて電解コンデ
ンサを作製した。電解液の組成および評価結果を表３に
示す。電解液に添加剤を加えずに高温で放置すると、添
加剤を加えた場合に比べてｔａｎδの増大が著しい。表
１〜３より、電解液に添加剤を加えると、ｔａｎδの変
化が小さく（誘電体酸化皮膜の劣下が少なく）なり、コ
ンデンサ寿命が向上することがわかる。

【００１７】

【表３】

【００１８】

【発明の効果】以上のように本発明の電解コンデンサ駆
動用電解液は電導度が高く、かつ、高温寿命試験におい
ても安定した特性を与え、電気的特性および寿命特性の
向上した電解コンデンサを提供できる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　γ−ブチロラクトンを主体とする溶媒
   を用いテトラフルオロホウ酸の４級アンモニウム塩を主
   溶質とし、芳香族カルボン酸あるいはその塩を添加剤と
   して使用した電解コンデンサ駆動用電解液。
2. 【請求項２】　　γ−ブチロラクトンおよびニトロアル
   カンを主体とする溶媒を用いテトラフルオロホウ酸の４
   級アンモニウム塩を主溶質とし、芳香族カルボン酸ある
   いはその塩を添加剤として使用した電解コンデンサ駆動
   用電解液。
3. 【請求項３】　　芳香族カルボン酸あるいはその塩の添
   加量が０．１〜１０重量％である請求項１および請求項
   ２の電解コンデンサ駆動用電解液。