JPH06151251A

JPH06151251A - 電解コンデンサ用電解液

Info

Publication number: JPH06151251A
Application number: JP4314184A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Takano; 利幸高野
Original assignee: Hitachi AIC Inc
Current assignee: Lincstech Circuit Co Ltd
Priority date: 1992-10-29
Filing date: 1992-10-29
Publication date: 1994-05-31

Abstract

(57)【要約】【目的】電解コンデンサの漏れ電流や損失を低下し、
その寿命を長くする。【構成】エチレングリコール等の多価アルコールに安
息香酸や安息香酸アンモニウムを溶解した電解コンデン
サ用電解液において、純水を１〜１２重量％、次亜リン
酸アンモニウムを０．１〜５重量％、Ｐ−ニトロ安息香
酸アンモニウムを０．１〜２重量％含有することを特徴
とする電解コンデンサ用電解液。

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用電解液
に関する。

【０００２】

【従来の技術】中圧の電解コンデンサには、例えば、エ
チレングリコール等の多価アルコールを主成分とする溶
媒に、安息香酸アンモニウムを溶解した電解液をコンデ
ンサ素子に含浸し、このコンデンサ素子をケースに収納
して密閉した構造になっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この従来の電
解液とアルミ製等の電極箔を用いた電解コンデンサは、
高温度の雰囲気中において、電解液中の水が電極箔及び
陽極酸化皮膜と反応して水酸化アルミ等を生成する。こ
の水酸化アルミは絶縁性が低い。このため、電解コンデ
ンサは漏れ電流（以下ＬＣと略す）が増大し、損失が大
きくなる欠点がある。また、ＬＣが増大すると、水素ガ
スが多く発生する。これにより、電解コンデンサは、内
圧が上昇してケースが膨張し、防爆弁が作動し易く、寿
命が短い欠点がある。

【０００４】本発明の目的は、以上の欠点を改良し、電
解コンデンサのＬＣや損失を低下し、その寿命を長くで
きる電解コンデンサ用電解液を提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために、多価アルコールに安息香酸またはその
塩を溶解した電解コンデンサ用電解液において、純水を
１〜１２重量％、次亜リン酸アンモニウムを０．１〜５
重量％、Ｐ−ニトロ安息香酸アンモニウムを０．１〜２
重量％含有することを特徴とする電解コンデンサ用電解
液を提供するものである。

【０００６】多価アルコールとしてはエチレングリコー
ル等を用いる。また、純水は、１重量％未満では電導度
が低くなり、損失を低下する効果が低くなり、そして１
２重量％より多くなるとガス発生を抑制する効果が低く
なる。従って、純水は１〜１２重量％とする。次亜リン
酸アンモニウムについても０．１重量％未満では損失を
改善する効果が低く、火花電圧も低下する。そして５重
量％より多いと、損失は低下するが火花電圧が向上しな
い。それ故、次亜リン酸アンモニウムは０．１〜５重量
％にする。さらに、Ｐ−ニトロ安息香酸アンモニウム
は、０．１重量％未満では適当な電導度が得られず、損
失を改善する効果が低い。かつ２重量％より多いと、損
失は低下するが、火花電圧が急激に減少する。このた
め、Ｐ−ニトロ安息香酸アンモニウムは、０．１〜２重
量％にする。なお、安息香酸アンモニウムは、４〜１２
重量％の範囲の場合に損失を低下させる効果が大きい。

【０００７】

【作用】純水を１〜１２重量％、次亜リン酸アンモニウ
ムを０．１〜５重量％、Ｐ−ニトロ安息香酸アンモニウ
ムを０．１〜２重量％含有することにより、電導度が上
昇すると共に化成性が向上する。このため、エージング
処理の際に、電極箔の切断部や陽極酸化皮膜の欠陥部を
補修する効果が向上する。従って、電解コンデンサのＬ
Ｃや損失を長時間にわたって低下できる。また、次亜リ
ン酸イオンは、陽極酸化皮膜が水と反応するのを抑制で
きる。それ故、ＬＣや損失が増加するのを抑制できる。
さらに、Ｐ−ニトロ安息香酸アンモニウムは、水素ガス
発生を抑制できる。従って、電解コンデンサのケースの
変形や防爆弁の作動を抑制できる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
溶媒はエチレングリコールを用いる。また、溶質には安
息香酸アンモニウムを用いる。そしてこの溶媒を溶質と
からなる溶液中に、純水を１〜１２重量％、次亜リン酸
０．１〜５重量％及びＰ−ニトロ安息香酸アンモニウム
を０．１〜２重量％含有させる。

【０００９】次に、実施例、比較例及び従来例の電解液
について、各成分の比率を変えて電導度と火花電圧とを
測定し、表１にその測定結果を示した。

【００１０】

【表１】

【００１１】この表１から明らかな通り、実施例１〜実
施例５によれば、従来例に比較して、電導度が約１．０
２〜１．０６倍に増加し、火花電圧が約１．１８〜１．
２１倍に増加する。また、実施例１〜実施例５はＰ−ニ
トロ安息香酸アンモニウムを除いた比較例１と比較して
も、電導度が約１．０５〜１．０９倍にそして火花電圧
が約１．０８〜１．１１倍に増加する。さらに、実施例
１〜実施例５を次亜リン酸アンモニウムを除いた比較例
２と比較すると、電導度が約１．０７〜１．１０倍にそ
して火花電圧が約１．１４〜１．１７倍に増加する。す
なわち、実施例１〜実施例５の通り、次亜リン酸アンモ
ニウムとＰ−ニトロ安息香酸の両者を合わせて含有する
ことにより、電導度と火花電圧の両方を向上できること
が明らかである。

【００１２】また、表１に示した各電解液を含浸した定
格２５０Ｖ、２７０μＦのアルミ電解コンデンサにつ
き、初期特性と高温負荷試験後の特性等を測定した。高
温負荷試験の条件は、温度１０５℃、放置時間２０００
ｈ、印加電圧２５０Ｖとする。また、試料数は各々１０
ケとする。測定結果を表２に示した。

【００１３】

【表２】

【００１４】この表２から明らかな通り、ＬＣについて
は、初期値において、実施例１〜実施例５の電解液を含
浸したNo１〜No５は、従来例を含浸したNo６に比較して
約６２．５〜８３．３％に低下する。また、比較例１を
含浸したNo７に比較して約７３．２〜９７．６％にそし
て比較例２を含浸したNo８に比較して約６５．２〜８
７．０％に各々低下する。試験後においても、No１〜No
５は、No７に比較して約１２．８〜２０．５％にそして
No８に比較して約１１．９〜１９．０％に各々低下す
る。なお、No６は試験中において全数が防爆弁が作動し
たため、特性を測定できなかった。

【００１５】また、損失 tanδについては、初期値にお
いて、No１〜No５はNo６に比較して約７３．８〜９０．
５％に、No７に比較して約７２．１〜８８．４％にそし
てNo８に比較して約６８．９〜８４．４％に低下する。
かつ試験後において、No１〜No５はNo７に比較して約６
３．８％〜７９．７％にそしてNo８に比較して約６５．
７〜８２．１％に低下する。

【００１６】そして、静電容量変化率については、No１
〜No５はNo７に比較して約５４．５〜７２．７％にそし
てNo８に比較して６０〜８０％に各々低下する。

【００１７】さらに、試験後の外観については、No１〜
No５は変化しなかった。しかし、従来例のNo６は防爆弁
が作動しそしてNo７及びNo８はケースが膨張した。

【００１８】なお、純水の含有量の影響を測定するため
に、次の通りの試験を行った。すなわち、次の成分から
なる温度１１０℃の電解液Ａ中に、４０mm×９００mm角
の大きさのアルミ陰極箔を浸漬し、３０００ｈ放置後に
発生した水素ガスを、電解液を温度２０℃の雰囲気中に
３ｈ放置後に測定した。また、この電解液を含浸した定
格２５０Ｖ、３３０μＦのアルミ電解コンデンサについ
て、温度２０℃における tanδを測定した。このコンデ
ンサの試料数は各々１０ケとする。測定値は両方とも図
１に示した。電解液Ａ：エチレングリコール８８．５−ａ重量％水ａ重量％安息香酸アンモニウム１０重量％次亜リン酸アンモニウム１重量％Ｐ−ニトロ安息香酸アンモニウム０．５重量％図１から明らかな通り、ガス発生量Ｘは、純水が１重量
％より多い場合には１２ml以下であるが、１重量％未満
になると急激に増加する。また、tanδ は、純水が１２
重量％以下では０．０１以下と小さいが、１２重量％よ
り多くなると急激に増加する。

【００１９】また、次に次亜リン酸アンモニウムの含有
量の影響を測定するために次の通りの試験を行った。電
解液Ｂは次の通りの成分とし、温度８５℃のときの火花
電圧Ｙ₁ を測定した。そしてこの電解液を含浸した定格
２５０Ｖ、３３０μＦのアルミ電解コンデンサについ
て、温度２０℃における tanδを測定した。コンデンサ
の試料数は各１０ケとする。測定値は図２に示した。電解液Ｂ：エチレングリコール８５−ｂ重量％純水４重量％安息香酸アンモニウム１０重量％次亜リン酸アンモニウムｂ重量％Ｐ−ニトロ安息香酸アンモニウム１重量％図２から明らかな通り、火花電圧Ｙ₁は、次亜リン酸ア
ンモニウムｂが０．１〜５重量％の範囲では３４５Ｖ以
上ある。しかし、０．１重量％未満及び５重量％より多
い場合には、これより低下する。また、tanδ は、次亜
リン酸アンモニウムｂが０．１重量％以上では０．０３
以下であるが、０．１重量％未満では急激に増加する。

【００２０】さらに、Ｐ−ニトロ安息香酸アンモニウム
の含有量の影響を調べるために次の試験を行った。電解
液Ｃの成分は次の通りとし、温度８５℃のときの火花電
圧Ｙ₂ を測定した。また、この電解液Ｃを含浸した定格
２５０Ｖ、３３０μＦのアルミ電解コンデンサについ
て、温度２０℃におけるtanδ を測定した。コンデンサ
の試料数は各１０ケとする。各測定値は図３に示した。電解液Ｃ：エチレングリコール８６．５−ｃ重量％純水５重量％安息香酸アンモニウム８重量％次亜リン酸アンモニウム０．５重量％Ｐ−ニトロ安息香酸アンモニウムｃ重量％図３から明らかな通り、火花電圧Ｙ₂ は、Ｐ−ニトロ安
息香酸アンモニウムの含有量ｃが０．１〜２重量％では
３６５Ｖ以上あるが、０．１重量％未満及び２重量％よ
り多いと急激に低下する。また、tanδ は、Ｐ−ニトロ
安息香酸アンモニウムの含有量ｃが０．１重量％以上で
は０．０３６以下であるが、０．１重量％未満になると
急激に増加する。

【００２１】そして、安息香酸アンモニウムの含有量の
影響をみるために、次の測定を行った。すなわち、次の
成分からなる電解液Ｄを含浸した定格２５０Ｖ、３３０
μＦのアルミ電解コンデンサについて、温度−４０℃に
おける tanδを測定し、図４に示した。試料数は各１０
ケとする。電解液Ｄ：エチレングリコール９１−ｄ重量％純水５重量％安息香酸アンモニウムｄ重量％次亜リン酸アンモニウム３重量％Ｐ−ニトロ安息香酸アンモニウム１重量％図４から明らかな通り、安息香酸アンモニウムの含有量
ｄが４〜１２重量％の範囲では、tanδ が０．９２以下
である。しかし、４重量％未満及び１２重量％より多く
なると、tanδは急激に増大する。

【００２２】

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、純水を１
〜１２重量％、次亜リン酸アンモニウムを０．１〜５重
量％及びＰ−ニトロ安息香酸アンモニウムを０．１〜２
重量％含有しているため、電解コンデンサのＬＣや損失
を低下でき、静電容量変化率を小さくでき、水素ガスの
発生を抑制できるためケースが膨張し難くかつ防爆弁を
作動し難くでき、長寿命化できる電解コンデンサ用電解
液が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】純水の含有量に対するガス発生量及び電解コン
デンサの tanδのグラフを示す。

【図２】次亜リン酸アンモニウムの含有量に対する火花
電圧及び電解コンデンサの tanδを示す。

【図３】Ｐ−ニトロ安息香酸アンモニウムの含有量に対
する火花電圧及び電解コンデンサのtanδを示す。

【図４】安息香酸アンモニウムの含有量に対する電解コ
ンデンサのtanδを示す。

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【手続補正書】

【提出日】平成４年１１月２０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１８】なお、純水の含有量の影響を測定するため
に、次の通りの試験を行った。すなわち、次の成分から
なる温度１１０℃の電解液Ａ中に、４０ｍｍ×９００ｍ
ｍ角の大きさのアルミ陰極箔を浸漬し、３０００ｈ放置
後に発生した水素ガスを、電解液を温度２０℃の雰囲気
中に３ｈ放置後に測定した。また、この電解液を含浸し
た定格２５０Ｖ、３３０μＦのアルミ電解コンデンサに
ついて、温度２０℃におけるｔａｎδを測定した。この
コンデンサの試料数は各々１０ケとする。測定値は両方
とも図１に示した。電解液Ａ：エチレングリコール８８．５−ａ重量％水ａ重量％安息香酸アンモニウム１０重量％次亜リン酸アンモニウム１重量％Ｐ−ニトロ安息香酸アンモニウム０．５重量％図１から明らかな通り、ガス発生量Ｘは、純水が１２重
量％より少ない場合には２．０ｍｌ以下であるが、１２
重量％を越えると急激に増加する。また、ｔａｎδは、
純水が１重量％以上では０．０５４以下と小さいが、１
重量％より少なくなると急激に増加する。

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】多価アルコールに安息香酸またはその塩
を溶解した電解コンデンサ用電解液において、純水を１
〜１２重量％、次亜リン酸アンモニウムを０．１〜５重
量％、Ｐ−ニトロ安息香酸アンモニウムを０．１〜２重
量％含有することを特徴とする電解コンデンサ用電解
液。