JPH07320985A - アルミニウム電解コンデンサおよびアルミニウム電解コンデンサ駆動用電解液 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】アルミニウム電解コンデンサ内部のアルミニウ
ム電解コンデンサ駆動用電解液が外部に漏洩しないアル
ミニウム電解コンデンサを得る。 【構成】下記の構造式［１］に示したカルボン酸の第４
級アンモニウム塩を溶質としたことを特徴とするアルミ
ニウム電解コンデンサ駆動用電解液。 【化１】 （式中、Ｘは芳香族カルボン酸、脂肪族飽和ジカルボン
酸または脂肪族不飽和ジカルボン酸を示し、Ｒは置換基
を示す。Ｒの炭素数は１〜３である。）

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
解液およびその電解コンデンサ駆動用電解液を使用した
アルミニウム電解コンデンサに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】アルミニウム電解コンデンサは、表面に
酸化皮膜を形成した陽極箔と陰極箔とをセパレータを介
して巻回したコンデンサ素子に電解コンデンサ駆動用電
解液を含浸し、このコンデンサ素子を封口体とともに外
装ケース内に組み込んだ構造を有する。また、陽極箔お
よび陰極箔にそれぞれ固着されたリード線は封口体を介
して外部に引き出されている。

【０００３】このような構造を有するアルミニウム電解
コンデンサ（以下、「電解コンデンサ」という。）は、
電極箔の表面に形成された酸化皮膜を誘電体として用い
ている。電解コンデンサ駆動用電解液（以下、「電解
液」という。）は、この電解コンデンサの陽極箔表面に
形成された酸化皮膜に接し、真の陰極として機能してい
る。さらには、酸化皮膜を誘電体に用いる構造を有する
電解コンデンサは通電中、常に酸化皮膜を電解液との化
学反応により修復し、コンデンサ特性を安定させてい
る。よって、電解コンデンサの特性を向上させるため
に、電解液は高い電気伝導性と優れた酸化皮膜修復能力
および高温使用下での長期信頼性などが求められてい
る。

【０００４】電解コンデンサの特性の向上を図るため
に、従来は電解液には非プロトン溶媒を主溶媒としてカ
ルボン酸またはその塩を溶解したものがよく用いられて
いる。最近では、カルボン酸の第４級アンモニウム塩を
溶質とした電解液が高い電気伝導性と優れた酸化皮膜修
復能力および高温使用下での長期信頼性などの特性に優
れているためによく用いられている。

【０００５】例えば、特開昭６２−１４５７１５号公報
にはγ−ブチロラクトンを主溶媒とし、芳香族カルボン
酸の第４級アンモニウム塩を溶質とした電解液が開示さ
れている。芳香族カルボン酸の第４級アンモニウム塩を
溶質とした電解液は、特に低電圧用電解コンデンサによ
く用いられている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例えば
上述した芳香族カルボン酸の第４級アンモニウム塩など
からなる第４級アンモニウム塩を溶質とした電解液は、
電圧を印加した場合に電解液のｐＨが上昇し、強アルカ
リが発生してしまうという問題があった。このために従
来、第４級アンモニウム塩を溶質とした電解液を使用し
た電解コンデンサに電圧を印加すると、陰極側のタブ端
子近傍の電解液に強アルカリが発生していた。強アルカ
リとなった電解液は、電圧を印加した電解コンデンサの
陰極側のタブ端子を腐蝕させ、さらには陰極側のタブ端
子に嵌合するゴム封口体の透孔部を膨潤させてしまう。
よって、陰極側のゴム封口体に穿設された透孔とタブ端
子との嵌合を弱めて、ゴム封口体とタブ端子の間から電
解液が外部に漏液し易くなるという問題があった。

【０００７】この問題点を解決するために、第４級アン
モニウム塩に代えてカルボン酸の第３級アンモニウム塩
を溶質とした電解液など様々な電解液が提案されてい
る。しかし、第４級アンモニウム塩を溶質とした電解液
と比較すると電気伝導度および長期信頼性などの電解液
の特性が劣っているのが現状である。

【０００８】また、第４級アンモニウム塩を溶質とした
電解液をゴム封口体の厚みの薄い小形の電解コンデンサ
に用いるために種々の検討がなされている。例えば、陰
極側のタブ端子の表面に強アルカリへの耐蝕性向上のた
めに化成皮膜を形成したり、強アルカリへの耐蝕性に優
れたゴムを封口体に採用したりしているが、未だ完全に
は解決されていない。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上述した従来の
課題に鑑みなされたもので、本発明者らは種々の実験と
検討を重ねた結果、上述した課題を克服することのでき
る第４級アンモニウム塩を溶質とした電解液を発明し
た。

【００１０】本発明に係る電解液の特徴は、好ましくは
非プロトン溶媒を主溶媒として下記の化１３に示す構造
式［１］のカルボン酸の第４級アンモニウム塩を溶質し
たことにある。さらに本発明による電解コンデンサの特
徴は、好ましくは非プロトン溶媒を主溶媒として下記に
示す構造式［１］のカルボン酸の第４級アンモニウム塩
を溶質とした電解液を用いたことにある。

【００１１】

【化１３】 （式中、Ｘは芳香族カルボン酸、脂肪族飽和ジカルボン
酸または脂肪族不飽和ジカルボン酸を示し、Ｒは置換基
を示す。Ｒの炭素数は１〜３である。）

【００１２】芳香族カルボン酸の具体例としてはフタル
酸、安息香酸、サリチル酸、レゾルシル酸がある。

【００１３】構造式［１］に示される芳香族カルボン酸
の第４級アンモニウム塩の代表的な具合例としてはフタ
ル酸ペンタメチルエチレンジアミン塩、安息香酸ペンタ
メチルエチレンジアミン塩、サリチル酸ペンタメチルエ
チレンジアミン塩、レゾルシル酸ペンタメチルエチレン
ジアミン塩、フタル酸ペンタエチルエチレンジン塩、安
息香酸ペンタエチルエチレンジアミン塩、サリチル酸ペ
ンタエチルエチレンジアミン塩、レゾルシル酸ペンタエ
チルエチレンジアミン塩、フタル酸ペンタプロピルエチ
レンジアミン塩、安息香酸ペンタプロピルエチレンジア
ミン塩、サリチル酸ペンタプロピルエチレンジアミン
塩、レゾルシル酸ペンタプロピルエチレンジアミン塩、
フタル酸ペンタブチルエチレンジアミン塩、安息香酸ペ
ンタブチルエチレンジアミン塩、サリチル酸ペンタブチ
ルエチレンジアミン塩、レゾルシル酸ペンタブチルエチ
レンジアミン塩、フタル酸テトラメチルエチルエチレン
ジアミン塩、安息香酸テトラメチルエチルエチレンジア
ミン塩、サリチル酸テトラメチルエチルエチレンジアミ
ン塩、レゾルシル酸テトラメチルエチルエチレンジアミ
ン塩、フタル酸トリメチルジエチルエチレンジアミン
塩、安息香酸トリメチルジエチルエチレンジアミン塩、
サリチル酸トリメチルジエチルエチレンジアミン塩、レ
ゾルシル酸トリメチルジエチルエチレンジアミン塩、フ
タル酸ジメチルジトリエチルエチレンジアミン塩、安息
香酸ジメチルジトリエチルエチレンジアミン塩、サリチ
ル酸ジメチレンジアミン塩またはレゾルシル酸ジメチル
トリエチルエチレンジアミン塩などが挙げられる。

【００１４】さらには、下記の化１４に示す構造式
［２］のフタル酸ペンタメチルエチレンジアミン塩が容
易に合成して作り出すことできることから、本発明に係
る電解液の溶質として用いることが特に好ましい。

【００１５】

【化１４】

【００１６】また本発明に係る構造式［１］の脂肪族飽
和ジカルボン酸の具体例としてはマロン酸、コハク酸、
グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、コルク酸、アゼ
ライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二
酸、ブラシル酸、テトラデカン二酸、ペンタデカン二
酸、タプシン酸、ヘプタデカン二酸、オクタデカン二
酸、ノナデカン二酸、アイコサン二酸、またはドコサン
二酸などが挙げられる。

【００１７】構造式［１］の脂肪族飽和ジカルボン酸の
第４級アンモニウム塩の代表的な具体例としては、マロ
ン酸ペンタメチルエチレンジアミン塩、コハク酸ペンタ
メチルエチレンジアミン塩、グルタル酸ペンタメチルエ
チレンジアミン塩、アジピン酸ペンタメチルエチレンジ
アミン塩、マロン酸ペンタエチルエチレンジン塩、コハ
ク酸ペンタエチルエチレンジアミン塩、グルタル酸ペン
タエチルエチレンジアミン塩、アジピン酸ペンタエチル
エチレンジアミン塩、マロン酸ペンタプロピルエチレン
ジアミン塩、コハク酸ペンタプロピルエチレンジアミン
塩、グルタル酸ペンタプロピルエチレンジアミン塩、ア
ジピン酸ペンタプロピルエチレンジアミン塩、マロン酸
ペンタブチルエチレンジアミン塩、コハク酸ペンタブチ
ルエチレンジアミン塩、グルタル酸ペンタブチルエチレ
ンジアミン塩、アジピン酸ペンタブチルエチレンジアミ
ン塩、マロン酸テトラメチルエチルエチレンジアミン
塩、コハク酸テトラメチルエチルエチレンジアミン塩、
グルタル酸テトラメチルエチルエチレンジアミン塩、ア
ジピン酸テトラメチルエチルエチレンジアミン塩、マロ
ン酸トリメチルジエチルエチレンジアミン塩、コハク酸
トリメチルジエチルエチレンジアミン塩、グルタル酸ト
リメチルジエチルエチレンジアミン塩、レゾルシル酸ト
リメチルジエチルエチレンジアミン塩、マロン酸ジメチ
ルジトリエチルエチレンジアミン塩、コハク酸ジメチル
ジトリエチルエチレンジアミン塩、グルタル酸ジメチレ
ンジアミン塩またはアジピン酸ジメチルトリエチルエチ
レンジアミン塩などが挙げられる。

【００１８】さらには、下記の化１５に示す構造式
［３］のマロン酸ペンタメチルエチレンジアミン塩また
は下記の化１６に示す構造式［４］のコハク酸ペンタメ
チルエチレンジアミン塩が容易に合成して作り出すこと
できることから、本発明に係る電解液の溶質として用い
ることが特に好ましい。

【００１９】

【化１５】

【００２０】

【化１６】

【００２１】さらに本発明に係る構造式［１］の脂肪族
不飽和ジカルボン酸の具体例としてはマレイン酸、シト
ラコン酸、フマル酸、イタコン酸、グルタコン酸、アリ
ルマロン酸、テラコン酸、メサコン酸またはムコン酸な
どがある。

【００２２】脂肪族不飽和ジカルボン酸の第４級アンモ
ニウム塩の代表的な具体例としては、マレイン酸ペンタ
メチルエチレンジアミン塩、シトラコン酸ペンタメチル
エチレンジアミン塩、フマル酸ペンタメチルエチレンジ
アミン塩、イタコン酸ペンタメチルエチレンジアミン
塩、マレイン酸ペンタエチルエチレンジン塩、シトラコ
ン酸ペンタエチルエチレンジアミン塩、フマル酸ペンタ
エチルエチレンジアミン塩、イタコン酸ペンタエチルエ
チレンジアミン塩、マレイン酸ペンタプロピルエチレン
ジアミン塩、シトラコン酸ペンタプロピルエチレンジア
ミン塩、フマル酸ペンタプロピルエチレンジアミン塩、
イタコン酸ペンタプロピルエチレンジアミン塩、マレイ
ン酸ペンタブチルエチレンジアミン塩、シトラコン酸ペ
ンタブチルエチレンジアミン塩、フマル酸ペンタブチル
エチレンジアミン塩、イタコン酸ペンタブチルエチレン
ジアミン塩、マレイン酸テトラメチルエチルエチレンジ
アミン塩、シトラコン酸テトラメチルエチルエチレンジ
アミン塩、フマル酸テトラメチルエチルエチレンジアミ
ン塩、イタコン酸テトラメチルエチルエチレンジアミン
塩、マレイン酸トリメチルジエチルエチレンジアミン
塩、シトラコン酸トリメチルジエチルエチレンジアミン
塩、フマル酸トリメチルジエチルエチレンジアミン塩、
イタコン酸トリメチルジエチルエチレンジアミン塩、マ
レイン酸ジメチルジトリエチルエチレンジアミン塩、シ
トラコン酸ジメチルジトリエチルエチレンジアミン塩、
フマル酸ジメチレンジアミン塩またはイタコン酸ジメチ
ルトリエチルエチレンジアミン塩などが挙げられる。

【００２３】さらには、下記の化１７に示す構造式
［５］のマレイン酸ペンタメチルエチレンジアミン塩ま
たは下記の化１８に示す構造式［６］のシトラコン酸ペ
ンタメチルエチレンジアミン塩が容易に合成して作り出
すことできることから、本発明に係る電解液の溶質とし
て用いることが特に好ましい。

【００２４】

【化１７】

【００２５】

【化１８】

【００２６】本発明に係る電解液において、電解液中の
構造式［１］に示されるカルボン酸の第４級アンモニウ
ム塩の含有量は種々に選択し得るが、含有量が１重量％
未満であると電解液特性が不充分である。また、構造式
［１］に示されるカルボン酸の第４級アンモニウム塩の
電解液中の含有量が６０重量％を超えると、構造式
［１］に示されるカルボン酸の第４級アンモニウム塩が
溶解しづらくなる。よって、構造式［１］に示されるカ
ルボン酸の第４級アンモニウム塩の含有量は電解液中１
重量％〜６０重量％が好ましい。さらには、飽和溶液の
状態が最も電気伝導度が高く好適である。しかし、構造
式［１］に示されるカルボン酸の第４級アンモニウム塩
の電解液中の含有量が４０重量％を超えると、低温で構
造式［１］に示されるカルボン酸の第４級アンモニウム
塩が析出しやすくなるので、さらに好ましくは１０重量
％〜４０重量％である。

【００２７】本発明に係る電解液に溶媒として用いる非
プロトン溶媒としてはβ−ブチロラクトン、γ−ブチロ
ラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトン、
γ−カプロラクトン、ε−カプロラクトン、γ−ヘプタ
ラクトン、γ−ヒドロキシ−ｎ−カプリル酸ラクトン、
γ−ノナラクトン、δ−ノナラクトン、δ−デカラクト
ンおよびγ−ウンデカラクトンなどのラクトン類が挙げ
られ、これらのラクトン類を単独または混合して溶媒と
して用いるのが好ましい。特に好ましくは、γ−ブチロ
ラクトンを用いるのが安価であり好ましい。また、本発
明に用いられる非プロトン溶媒はラクトン類のみに限定
するものではない。

【００２８】また、本発明においては非プロトン溶媒を
単独で用いてもよいが、非プロトン溶媒に他の溶媒を混
合してもよい。この場合、混合する溶媒はグリコール類
が好ましい。非プロトン溶媒にグリコール類を混合した
場合は、非プロトン溶媒単独で本発明に係る構造式
［１］に示される第４級アンモニウム塩を溶解するより
も高い電気伝導度を得られやすい。非プロトン溶媒に混
合するグリコール類としてはエチレングリコール、エチ
レングリコールモノアルキルエーテル、エチレングリコ
ールジアルキルエ−テル、プロピレングリコール、ジエ
チレングリコール、ジエチレングリコールモノアルキル
エーテル、ジエチレングリコールジアルキルエーテル、
ポリエチレングリコールおよびグリセリンなどが挙げら
る。これらグリコール類を各々単独で非プロトン溶媒と
混合して主溶媒として用いるか、これらのグリコール類
を混合するとともに非プロトン溶媒とも混合して主溶媒
として用いるのが好ましい。さらには、エチレングリコ
ールを非プロトン溶媒に混合して用いるのが安価である
ので好ましい。また、本発明で混合される溶媒はグリコ
ール類のみに限定するものではない。

【００２９】本発明に係る電解液において、ラクトン類
とグリコール類の混合割合は重量比９５対５から８０対
２０程度が電解液の特性上好適である。

【００３０】従って、本発明はラクトン類とグリコール
類を混合して主溶媒とし、上述した構造式［２］を有す
るフタル酸ペンタメチルエチレンジアミン塩、または構
造式［３］を有するマロン酸ペンタメチルエチレンジア
ミン塩、または構造式［４］を有するコハク酸ペンタメ
チルエチレンジアミン塩、または構造式［５］を有する
マレイン酸ペンタメチルエチレンジアミン塩、または構
造式［６］を有するシトラコン酸ペンタメチルエチレン
ジアミン塩を溶解して電解液とするのがより好ましい。

【００３１】以上のことから本発明に係る電解コンデン
サは、ラクトン類とグリコール類を混合して主溶媒と
し、構造式［２］を有するフタル酸ペンタメチルエチレ
ンジアミン塩、または構造式［３］を有するマロン酸ペ
ンタメチルエチレンジアミン塩、または構造式［４］を
有するコハク酸ペンタメチルエチレンジアミン塩、また
は構造式［５］を有するマレイン酸ペンタメチルエチレ
ンジアミン塩、または構造式［６］を有するシトラコン
酸ペンタメチルエチレンジアミン塩を溶解して電解液と
して用いるのがより好ましい。

【００３２】本発明に係る電解液は、本発明に係る電解
液の酸化皮膜修復能力などの電解液特性を向上させるた
めに無機酸を電解液中に添加してもよい。さらには、無
機酸塩を電解液特性向上のために電解液中に添加しても
よい。また、無機酸および無機酸塩を混合して電解液中
に添加してもよい。

【００３３】添加する無機酸および無機酸塩の種類と電
解液への添加量は硼酸０．１重量％〜１０重量％、好ま
しくは０．１重量％〜５重量％、硼酸塩０．１重量％〜
１０重量％、好ましくは０．１重量％〜５重量％、リン
酸０．１重量％〜１０重量％、好ましくは０．１重量％
〜５重量％およびリン酸塩０．１重量％〜１０重量％、
好ましくは０．１重量％〜５重量％である。

【００３４】また、上述した無機酸および無機酸塩と同
様に本発明に係る電解液の酸化皮膜修復能力などの電解
液特性向上のためにマンニット、ソルビットなどの多糖
類を添加してもよい。さらには、多糖類を無機酸または
無機酸塩と混合して電解液中に添加してもよい。多糖類
の電解液への添加量は各々０．１重量％〜１０重量％、
好ましくは０．１重量％〜５重量％である。

【００３５】さらには、ニトロ化合物などをガス吸収剤
として０．１重量％〜１０重量％、好ましくは０．１重
量％〜５重量％添加してもよい。

【００３６】さらに、電解コンデンサの初期の損失角の
正接（ｔａｎδ）を改善するために、本発明に係る電解
液にケトン類を０．１重量％〜１０重量％、好ましくは
０．１重量％〜５重量％を添加してもよい。

【００３７】本発明に係る電解液のｐＨは必要に応じて
所望のｐＨ調整剤を添加することによりｐＨ４〜ｐＨ１
２、好ましくはｐＨ５〜ｐＨ７に調整される。また、電
解液中に水分が存在するとアルミニウム箔の腐蝕の原因
などとなるので、存在しないのがより望ましいが、５重
量％程度以下であれば特に不都合は生じない。

【００３８】

【実施例】まず、本発明に係る芳香族カルボン酸の第４
級アンモニウム塩を用いた電解液の組成を比較例ととも
に説明する。なお、比較例１および実施例１について
は、電気伝導度（μＳ／ｃｍ；液温４０℃にて）と火花
発生電圧（Ｖ；液温８５℃にて）を測定した。

【００３９】〈比較例１〉 電解液組成；フタル酸テトラメチルアンモニウム塩 ２５重量％ γ−ブチロラクトン ７４重量％ 水 １重量％ 電気伝導度は１３０００μＳ／ｃｍ、火花発生電圧は５
０Ｖであった。

【００４０】〈比較例２〉 電解液組成；フタル酸テトラメチルアンモニウム塩 ２５重量％ γ−ブチロラクトン ７０重量％ エチレングリコール ５重量％

【００４１】〈比較例３〉 電解液組成；安息香酸テトラプロピルアンモニウム塩 ２５重量％ γ−ブチロラクトン ６０重量％ ジエチレングリコール １５重量％

【００４２】〈比較例４〉 電解液組成；サリチル酸メチルトリエチルアンモニウム塩 ２０重量％ γ−ブチロラクトン ６０重量％ エチレングリコール １０重量％ プロピレングリコール １０重量％

【００４３】〈比較例５〉 電解液組成；レゾルシル酸テトラプロピルアンモニウム塩 ２５重量％ γ−ブチロラクトン ６０重量％ エチレングリコール １５重量％

【００４４】〈実施例１〉 電解液組成；フタル酸ペンタメチルエチレンジアミン塩 ２５重量％ γ−ブチロラクトン ７４重量％ 水 １重量％ 電気伝導度は１３０００μＳ／ｃｍ、火花発生電圧は８
５Ｖであった。

【００４５】〈実施例２〉 電解液組成；フタル酸ペンタメチルエチレンジアミン塩 ２５重量％ γ−ブチロラクトン ７０重量％ エチレングリコール ５重量％

【００４６】〈実施例３〉 電解液組成；安息香酸ペンタエチルエチレンジアミン塩 ２５重量％ γ−ブチロラクトン ６０重量％ ジエチレングリコール １５重量％

【００４７】〈実施例４〉 電解液組成；サリチル酸ペンタエチルエチレンジアミン塩 ２０重量％ γ−ブチロラクトン ６０重量％ エチレングリコール １０重量％ プロピレングリコール １０重量％

【００４８】〈実施例５〉 電解液組成；レゾルシル酸ペンタメチルエチレンジアミン塩 ２５重量％ γ−ブチロラクトン ６０重量％ エチレングリコール １５重量％

【００４９】〈実施例６〉 電解液組成；フタル酸ペンタメチルエチレンジアミン塩 ２０重量％ γ−ブチロラクトン ６７重量％ エチレングリコール １０重量％ マンニット ３重量％

【００５０】〈実施例７〉 電解液組成；安息香酸ペンタメチルエチレンジアミン塩 ２０重量％ γ−ブチロラクトン ７９重量％ ｐ−ニトロ安息香酸 １重量％

【００５１】〈実施例８〉 電解液組成；フタル酸ペンタメチルエチレンジアミン塩 ２５重量％ γ−バレロラクトン ６５重量％ ジエチレングリコール １０重量％

【００５２】〈実施例９〉 電解液組成；フタル酸テトラメチルエチルエチレンジアミン塩 ２５重量％ γ−ブチロラクトン ４０重量％ γ−バレロラクトン ３５重量％

【００５３】比較例１の電解液と実施例１の電解液を用
いて定格電圧６．３Ｖ１００μＦ（製品サイズ；直径１
８ｍｍ、軸長５ｍｍ）の電解コンデンサを各々５０個作
製した。次に、比較例１および実施例１の電解液にて作
製した電解コンデンサに、定格電圧６．３Ｖを印加しな
がら１１０℃の温度下で負荷試験を２０００時間実施し
た。高温負荷試験後に、比較例１および実施例１の電解
コンデンサの電解液の漏液検査を目視にて行なった。こ
れを比較例１および実施例１の電解液の電気伝導度およ
び火花発生電圧とともに電解コンデンサの漏液個数を表
１に示す。

【００５４】

【表１】

【００５５】比較例１および実施例１の電解液はともに
電気伝導度は同等であるが、実施例１の電解液は比較例
１の電解液と比べて火花発生電圧が高い。さらには、比
較例１および実施例１の電解液を用いて作製した電解コ
ンデンサの高温負荷試験後の目視検査の結果、従来のカ
ルボン酸の第４級アンモニウム塩を溶質とした比較例１
の電解コンデンサは多数漏液しているのに比べて実施例
１の電解コンデンサは電解液の漏液が皆無であることが
分かる。

【００５６】次に、比較例２〜比較例５および実施例２
〜実施例９による電解液を用いて定格電圧６３Ｖ３３μ
Ｆ（製品サイズ；直径６．３ｍｍ、軸長７ｍｍ）の電解
コンデンサを各々５０個作製し、静電容量（μＦ）、損
失角の正接（ｔａｎδ）および漏れ電流（１分値；μ
Ａ）を測定した。次に、作製した電解コンデンサに定格
電圧６３Ｖを印加しながら温度８５℃、湿度８５％の雰
囲気中に３０００時間暴露して負荷試験を行なった。

【００５７】比較例２〜比較例５および実施例２〜実施
例９による電解液を用いて作製した電解コンデンサそれ
ぞれの静電容量（μＦ）、損失角の正接（ｔａｎδ）お
よび漏れ電流（１分値；μＡ）の平均値と、負荷試験後
の電解コンデンサの外部への電解液の漏液状態を目視検
査した結果を表２に示す。

【００５８】

【表２】

【００５９】実施例２〜実施例９の電解コンデンサは比
較例２〜比較例５の電解コンデンサに比べて損失角の正
接（ｔａｎδ）および漏れ電流（１分値；μＡ）に優れ
ていることが分かる。さらには、比較例２〜比較例５の
電解コンデンサは各々５０個中６個〜８個漏液が発生
し、電解コンデンサの陰極側のタブ端子と嵌合されるゴ
ム封口体の透孔部が腐蝕および膨潤していることが確認
された。これに対して実施例２〜実施例９の電解コンデ
ンサの漏液は皆無であり、電解コンデンサの陰極側のタ
ブ端子と嵌合されるゴム封口体の透孔部に腐蝕および膨
潤が見られなかった。よって、本発明に係る構造式
［１］に示される芳香族カルボン酸の第４級アンモニウ
ム塩を用いた電解液は強アルカリを発生しないことが分
かる。

【００６０】以上のことから本発明に係る構造式［１］
に示される芳香族カルボン酸の第４級アンモニウム塩を
用いた電解液は、従来の第４級アンモニウム塩を用いた
電解液に比べて優れた電解液特性と長期信頼性があるこ
とが分かる。

【００６１】次に、本発明に係る脂肪族飽和ジカルボン
酸の第４級アンモニウム塩を用いた電解液の組成を比較
例とともに説明する。なお、比較例６、７および実施例
１０、１１については、電気伝導度（μＳ／ｃｍ；液温
４０℃にて）と火花発生電圧（Ｖ；液温８５℃にて）を
測定した。

【００６２】〈比較例６〉 電解液組成；マロン酸テトラメチルアンモニウム塩 ２３重量％ γ−ブチロラクトン ７６重量％ 水 １重量％ 電気伝導度は９０００μＳ／ｃｍ、火花発生電圧は６０
Ｖであった。

【００６３】〈比較例７〉 電解液組成；コハク酸テトラメチルアンモニウム塩 ２０重量％ γ−ブチロラクトン ７９重量％ 水 １重量％ 電気伝導度は８５００μＳ／ｃｍ、火花発生電圧は８２
Ｖであった。

【００６４】〈比較例８〉 電解液組成；マロン酸テトラメチルアンモニウム塩 ２０重量％ γ−ブチロラクトン ７０重量％ エチレングリコール １０重量％

【００６５】〈比較例９〉 電解液組成；コハク酸テトラプロピルアンモニウム塩 ２０重量％ γ−ブチロラクトン ６０重量％ ジエチレングリコール ２０重量％

【００６６】〈比較例１０〉 電解液組成；グルタル酸メチルトリエチルアンモニウム塩 ２０重量％ γ−ブチロラクトン ６０重量％ エチレングリコール １０重量％ プロピレングリコール １０重量％

【００６７】〈比較例１１〉 電解液組成；アジピン酸テトラプロピルアンモニウム塩 ２２重量％ γ−ブチロラクトン ６０重量％ エチレングリコール １８重量％

【００６８】〈実施例１０〉 電解液組成；マロン酸ペンタメチルエチレンジアミン塩 ２３重量％ γ−ブチロラクトン ７６重量％ 水 １重量％ 電気伝導度は９０００μＳ／ｃｍ、火花発生電圧は９５
Ｖであった。

【００６９】〈実施例１１〉 電解液組成；コハク酸ペンタメチルエチレンジアミン塩 ２０重量％ γ−ブチロラクトン ７９重量％ 水 １重量％ 電気伝導度は８５００μＳ／ｃｍ、火花発生電圧は１０
５Ｖであった。

【００７０】〈実施例１２〉 電解液組成；マロン酸ペンタメチルエチレンジアミン塩 ２０重量％ γ−ブチロラクトン ７０重量％ エチレングリコール １０重量％

【００７１】〈実施例１３〉 電解液組成；コハク酸ペンタエチルエチレンジアミン塩 ２０重量％ γ−ブチロラクトン ６０重量％ ジエチレングリコール ２０重量％

【００７２】〈実施例１４〉 電解液組成；グルタル酸ペンタエチルエチレンジアミン塩 ２０重量％ γ−ブチロラクトン ６０重量％ エチレングリコール １０重量％ プロピレングリコール １０重量％

【００７３】〈実施例１５〉 電解液組成；アジピン酸ペンタメチルエチレンジアミン塩 ２２重量％ γ−ブチロラクトン ６０重量％ エチレングリコール １８重量％

【００７４】〈実施例１６〉 電解液組成；マロン酸ペンタメチルエチレンジアミン塩 ２０重量％ γ−ブチロラクトン ６７重量％ エチレングリコール １０重量％ ソルビット ３重量％

【００７５】〈実施例１７〉 電解液組成；コハク酸ペンタメチルエチレンジアミン塩 ２０重量％ γ−ブチロラクトン ７９重量％ ｐ−ニトロベンズアルデヒド １重量％

【００７６】〈実施例１８〉 電解液組成；マロン酸ペンタメチルエチレンジアミン塩 ２５重量％ γ−バレロラクトン ６５重量％ ジエチレングリコール １０重量％

【００７７】〈実施例１９〉 電解液組成；マロン酸テトラメチルエチルエチレンジアミン塩 ２５重量％ γ−ブチロラクトン ４０重量％ γ−バレロラクトン ３５重量％

【００７８】比較例６、比較例７、実施例１０および実
施例１１の電解液を用いて定格電圧５０Ｖ４．７μＦ
（製品サイズ；直径５ｍｍ、軸長５ｍｍ）の電解コンデ
ンサを各々５０個作製した。次に、作製した電解コンデ
ンサに定格電圧５０Ｖを印加しながら１１０℃の温度下
で負荷試験を２０００時間実施した。次に、高温負荷試
験後の各々電解コンデンサからの電解液の漏液の有無を
目視にて検査した。表３に電解コンデンサ漏液個数を電
解液の電気伝導度および火花発生電圧とともに示す。

【００７９】

【表３】

【００８０】電解液の電気伝導度は比較例６の電解液と
実施例１０の電解液ともに９０００μＳ／ｃｍ、比較例
７の電解液と実施例１１の電解液はともに８５００μＳ
／ｃｍであり比較例と実施例に差異は見られない。しか
し、電解液の火花発生電圧は比較例６の電解液が６０Ｖ
であるのに対して実施例１０の電解液は９５Ｖ、同様に
比較例７の電解液が８２Ｖであるのに対して実施例１１
の電解液は１０５Ｖであり、実施例の電解液は比較例の
電解液と比較して火花発生電圧が格段に高い。さらに
は、高温負荷試験後の電解液の漏液を起こした電解コン
デンサの個数が比較例６および比較例７は９個〜１０個
漏液しているのに比べて、実施例１０および実施例１１
は電解液の漏液個数が皆無である。

【００８１】次に、比較例８〜比較例１１および実施例
１２〜実施例１９による電解液を用いて定格電圧６３Ｖ
２７μＦ（製品サイズ；直径８ｍｍ、軸長５ｍｍ）の電
解コンデンサを各々５０個作製し、静電容量（μＦ）、
損失角の正接（ｔａｎδ）および漏れ電流（１分値；μ
Ａ）を測定した。次に、作製した電解コンデンサに定格
電圧６３Ｖを印加しながら温度８５℃、湿度８５％の雰
囲気中に３０００時間暴露して負荷試験を行なった。

【００８２】比較例８〜比較例１１および実施例１２〜
実施例１９による電解液を用いて作製した電解コンデン
サそれぞれの静電容量（μＦ）、損失角の正接（ｔａｎ
δ）および漏れ電流（１分値；μＡ）の平均値と、負荷
試験後の電解コンデンサの外部への電解液の漏液の有無
を目視検査した結果を表４に示す。

【００８３】

【表４】

【００８４】
実施例１２〜実施例１９の電解コンデンサは比較例８
〜比較例１１の電解コンデンサに比べて損失角の正接
（ｔａｎδ）および漏れ電流（１分値；μＡ）に優れて
いることが分かる。さらには、比較例８〜比較例１１の
電解コンデンサは各々５０個中１０個〜１４個漏液が発
生し、電解コンデンサの陰極側のタブ端子と嵌合される
ゴム封口体の透孔部が腐蝕および膨潤していることが確
認された。これに対して実施例１２〜実施例１９の電解
コンデンサの漏液は皆無であり、電解コンデンサの陰極
側のタブ端子と嵌合されるゴム封口体の透孔部に腐蝕お
よび膨潤が見られなかった。よって、本発明に係る構造
式［１］の脂肪族飽和ジカルボン酸の第４級アンモニウ
ム塩を用いた電解液は強アルカリを発生しないことが分
かる。

【００８５】以上のことから本発明に係る構造式［１］
の脂肪族飽和ジカルボン酸の第４級アンモニウム塩を用
いた電解液は、従来の第４級アンモニウム塩を用いた電
解液に比べて優れた電解液特性と長期信頼性があること
が分かる。

【００８６】さらに本発明に係る脂肪族不飽和ジカルボ
ン酸の第４級アンモニウム塩を用いた電解液の組成を比
較例とともに説明する。なお、比較例１２および実施例
２０については、電気伝導度（μＳ／ｃｍ；液温４０℃
にて）と火花発生電圧（Ｖ；液温８５℃にて）を測定し
た。

【００８７】〈比較例１２〉 電解液組成；マレイン酸テトラエチルアンモニウム塩 ２５重量％ γ−ブチロラクトン ７４重量％ 水 １重量％ 電気伝導度は１９０００μＳ／ｃｍ、火花発生電圧は４
５Ｖであった。

【００８８】〈比較例１３〉 電解液組成；マレイン酸テトラメチルアンモニウム塩 ２５重量％ γ−ブチロラクトン ７０重量％ エチレングリコール ５重量％

【００８９】〈比較例１４〉 電解液組成；シトラコン酸テトラプロピルアンモニウム塩 ２５重量％ γ−ブチロラクトン ６０重量％ ジエチレングリコール １５重量％

【００９０】〈比較例１５〉 電解液組成；フマル酸メチルトリエチルアンモニウム塩 ２０重量％ γ−ブチロラクトン ６０重量％ エチレングリコール １０重量％ プロピレングリコール １０重量％

【００９１】〈比較例１６〉 電解液組成；イタコン酸テトラプロピルアンモニウム塩 ２５重量％ γ−ブチロラクトン ６０重量％ エチレングリコール １５重量％ プロピレングリコール １０重量％

【００９２】〈実施例２０〉 電解液組成；マレイン酸ペンタメチルエチレンジアミン塩 ２５重量％ γ−ブチロラクトン ７４重量％ 水 １重量％ 電気伝導度は１９０００μＳ／ｃｍ、火花発生電圧は６
０Ｖであった。

【００９３】〈実施例２１〉 電解液組成；マレイン酸ペンタメチルエチレンジアミン塩 ２５重量％ γ−ブチロラクトン ７０重量％ エチレングリコール ５重量％

【００９４】〈実施例２２〉 電解液組成；シトラコン酸ペンタエチルエチレンジアミン塩 ２５重量％ γ−ブチロラクトン ６０重量％ ジエチレングリコール １５重量％

【００９５】〈実施例２３〉 電解液組成；フマル酸ペンタエチルエチレンシアミン塩 ２０重量％ γ−ブチロラクトン ６０重量％ エチレングリコール １０重量％ プロピレングリコール １０重量％

【００９６】〈実施例２４〉 電解液組成；イタコン酸ペンタメチルエチレンジアミン塩 ２５重量％ γ−ブチロラクトン ６０重量％ エチレングリコール １５重量％

【００９７】〈実施例２５〉 電解液組成；マレイン酸ペンタメチルエチレンジアミン塩 ２０重量％ γ−ブチロラクトン ６７重量％ エチレングリコール １０重量％ マンニット ３重量％

【００９８】〈実施例２６〉 電解液組成；シトラコン酸ペンタメチルエチレンジアミン塩 ２０重量％ γ−ブチロラクトン ７９重量％ ｐ−ニトロフェノール １重量％

【００９９】〈実施例２７〉 電解液組成；マレイン酸ペンタメチルエチレンジアミン塩 ２５重量％ γ−バレロラクトン ６５重量％ ジエチレングリコール １０重量％

【０１００】〈実施例２８〉 電解液組成；マレイン酸テトラメチルエチルエチレンジアミン塩 ２５重量％ γ−ブチロラクトン ４０重量％ γ−バレロラクトン ３５重量％

【０１０１】比較例１２の電解液と実施例２０の電解液
を用いて定格電圧１０Ｖ１２０μＦ（製品サイズ；直径
６．３ｍｍ軸長７ｍｍ）の電解コンデンサを各々５０個
作製した。次に、作製した電解コンデンサに定格電圧１
０Ｖを印加しながら１１０℃の温度下で負荷試験を２０
００時間実施した。次に、高温負荷試験後の各々の電解
コンデンサからの電解液の漏液の有無を目視にて検査し
た。表５に電解コンデンサの漏液個数を電解液の電気伝
導度および火花発生電圧とともに示す。

【０１０２】

【表５】

【０１０３】比較例１２の電解液と実施例２０の電解液
の電気伝導度は１９０００μＳ／ｃｍと同等である。し
かし、比較例１２の電解液の火花発生電圧が４５Ｖであ
るのに対して実施例２０の電解液の火花発生電圧は６０
Ｖであり、実施例２０の電解液は比較例１２の電解液と
比べて火花発生電圧が格段に高い。さらには、高温負荷
試験後の電解液の漏液を起こした電解コンデンサの個数
が比較例１２は３１個あるのに対して実施例２０の電解
コンデンサは電解液の漏液が皆無であることが分かる。

【０１０４】次に、比較例１３〜比較例１６および実施
例２１〜実施例２８による電解液を用いて定格電圧３５
Ｖ３３μＦ（製品サイズ；直径６．３ｍｍ、軸長５ｍ
ｍ）の電解コンデンサを各々５０個作製し、静電容量
（μＦ）、損失角の正接（ｔａｎδ）および漏れ電流
（１分値；μＡ）を測定した。その後、作製した電解コ
ンデンサに定格電圧３５Ｖを印加しながら温度８５℃、
湿度８５％の雰囲気中に３０００時間暴露して負荷試験
を行なった。

【０１０５】比較例１３〜比較例１６および実施例２１
〜実施例２８による電解液を用いて作製した電解コンデ
ンサそれぞれの静電容量（μＦ）、損失角の正接（ｔａ
ｎδ）および漏れ電流（１分値；μＡ）の平均値と、負
荷試験後の電解コンデンサの外部への電解液の漏液の有
無を目視検査した結果を表６に示す。

【０１０６】

【表６】

【０１０７】実施例２１〜実施例２８の電解コンデンサ
は比較例１３〜比較例１６の電解コンデンサに比べて損
失角の正接（ｔａｎδ）および漏れ電流（１分値；μ
Ａ）に優れていることが分かる。さらには、比較例１３
〜比較例１６の電解コンデンサは各々５０個中９個〜１
３個漏液が発生し、電解コンデンサの陰極側のタブ端子
と嵌合されるゴム封口体の透孔部が腐蝕および膨潤して
いることが確認された。これに対して実施例２１〜実施
例２８の電解コンデンサの漏液は皆無であり、電解コン
デンサの陰極側のタブ端子と嵌合されるゴム封口体の透
孔部に腐蝕および膨潤が見られなかった。よって、本発
明に係る構造式［１］の脂肪族不飽和ジカルボン酸の第
４級アンモニウム塩を用いた電解液は強アルカリを発生
しないことが分かる。

【０１０８】以上のことから本発明に係る構造式［１］
の脂肪族不飽和ジカルボン酸の第４級アンモニウム塩を
用いた電解液は、従来の第４級アンモニウム塩を用いた
電解液に比べて優れた電解液特性と長期信頼性があるこ
とが分かる。

【０１０９】

【発明の効果】上述したように、非プロトン溶媒に構造
式［１］に示されるカルボン酸の第４級アンモニウム塩
を溶解したことにより、電圧を印加しても強アルカリの
発生しない電解液を得ることができる。よって、電解コ
ンデンサの陰極側のタブ端子と嵌合されるゴム封口体の
透孔部から外部へ電解液が漏液しない、従来の第４級の
アンモニウム塩を溶質とした電解コンデンサに比べて長
期信頼性に格段に優れた電解コンデンサを得ることがで
きる。

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】下記の構造式［１］に示したカルボン酸の
   第４級アンモニウム塩を溶質としたことを特徴とするア
   ルミニウム電解コンデンサ駆動用電解液。 【化１】 （式中、Ｘは芳香族カルボン酸、脂肪族飽和ジカルボン
   酸または脂肪族不飽和ジカルボン酸を示し、Ｒは置換基
   を示す。Ｒの炭素数は１〜３である。）
2. 【請求項２】下記の構造式［２］にて示されるフタル酸
   ペンタメチルエチレンジアミン塩を溶質としたことを特
   徴とするアルミニウム電解コンデンサ駆動用電解液。 【化２】
3. 【請求項３】下記の構造式［３］に示したマロン酸ペン
   タメチルエチレンジアミン塩を溶質としたことを特徴と
   するアルミニウム電解コンデンサ駆動用電解液。 【化３】
4. 【請求項４】下記の構造式［４］に示したコハク酸ペン
   タメチルエチレンジアミン塩を溶質としたことを特徴と
   するアルミニウム電解コンデンサ駆動用電解液。 【化４】
5. 【請求項５】下記の構造式［５］に示したマレイン酸ペ
   ンタメチルエチレンジアミン塩を溶質としたことを特徴
   とするアルミニウム電解コンデンサ駆動用電解液。 【化５】
6. 【請求項６】下記の構造式［６］に示したシトラコン酸
   ペンタメチルエチレンジアミン塩を溶質としたことを特
   徴とするアルミニウム電解コンデンサ駆動用電解液。 【化６】
7. 【請求項７】アルミニウム陽極箔とアルミニウム陰極箔
   とをセパレータを介して巻回したコンデンサ素子に電解
   コンデンサ駆動用電解液を含浸し、このコンデンサ素子
   を封口体とともに外装ケース内に組み込んだ構造を有す
   る電解コンデンサにおいて、溶媒に、下記の構造式
   ［１］に示したカルボン酸の第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を用いたことを特徴
   とするアルミニウム電解コンデンサ。 【化７】 （式中、Ｘは芳香族カルボン酸、脂肪族飽和ジカルボン
   酸または脂肪族不飽和ジカルボン酸を示し、Ｒは置換基
   を示す。Ｒの炭素数は１〜３である。）
8. 【請求項８】アルミニウム陽極箔とアルミニウム陰極箔
   とをセパレータを介して巻回したコンデンサ素子に電解
   コンデンサ駆動用電解液を含浸し、このコンデンサ素子
   を封口体とともに外装ケース内に組み込んだ構造を有す
   る電解コンデンサにおいて、溶媒に、下記の構造式
   ［２］にて示されるフタル酸ペンタメチルエチレンジア
   ミン塩を溶解した電解コンデンサ駆動用電解液を用いた
   ことを特徴とするアルミニウム電解コンデンサ。 【化８】
9. 【請求項９】アルミニウム陽極箔とアルミニウム陰極箔
   とをセパレータを介して巻回したコンデンサ素子に電解
   コンデンサ駆動用電解液を含浸し、このコンデンサ素子
   を封口体とともに外装ケース内に組み込んだ構造を有す
   る電解コンデンサにおいて、溶媒に、下記の構造式
   ［３］に示したマロン酸ペンタメチルエチレンジアミン
   塩を溶解した電解コンデンサ駆動用電解液を用いたこと
   を特徴とするアルミニウム電解コンデンサ。 【化９】
10. 【請求項１０】アルミニウム陽極箔とアルミニウム陰極
    箔とをセパレータを介して巻回したコンデンサ素子に電
    解コンデンサ駆動用電解液を含浸し、このコンデンサ素
    子を封口体とともに外装ケース内に組み込んだ構造を有
    する電解コンデンサにおいて、溶媒に、下記の構造式
    ［４］に示したコハク酸ペンタメチルエチレンジアミン
    塩を溶解した電解コンデンサ駆動用電解液を用いたこと
    を特徴とするアルミニウム電解コンデンサ。 【化１０】
11. 【請求項１１】アルミニウム陽極箔とアルミニウム陰極
    箔とをセパレータを介して巻回したコンデンサ素子に電
    解コンデンサ駆動用電解液を含浸し、このコンデンサ素
    子を封口体とともに外装ケース内に組み込んだ構造を有
    する電解コンデンサにおいて、溶媒に、下記の構造式
    ［５］に示したマレイン酸ペンタメチルエチレンジアミ
    ン塩を溶解した電解コンデンサ駆動用電解液を用いたこ
    とを特徴とするアルミニウム電解コンデンサ。 【化１１】
12. 【請求項１２】アルミニウム陽極箔とアルミニウム陰極
    箔とをセパレータを介して巻回したコンデンサ素子に電
    解コンデンサ駆動用電解液を含浸し、このコンデンサ素
    子を封口体とともに外装ケース内に組み込んだ構造を有
    する電解コンデンサにおいて、溶媒に、下記の構造式
    ［６］に示したシトラコン酸ペンタメチルエチレンジア
    ミン塩を溶解した電解コンデンサ駆動用電解液を用いた
    ことを特徴とするアルミニウム電解コンデンサ。 【化１２】