JPH08241831A - 電解コンデンサ駆動用電解液 - Google Patents
電解コンデンサ駆動用電解液Info
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Abstract
高めることができ、かつ低温時でも析出が発生すること
のない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。 【構成】 有機化合物を主体とした溶媒に無機酸、有機
酸から選択された1種以上を溶質として溶解し、さらに HO-(C2H4O)n-(C3H6O)m-(C2H4O)n-H (n,m=任意の
自然数) HO-〔(C2H4O)n-(C3H6O)m〕1-H (n,m,l=任意の
自然数) で示されるポリエチレングリコールとポリプロピレング
リコールの共重合体を添加して溶解し電解コンデンサ駆
動用電解液とする。
Description
用いられる電解コンデンサ駆動用電解液に関するもので
ある。
る電解コンデンサ駆動用電解液としては、γ−ブチロラ
クトンやエチレングリコール等の有機化合物を主溶媒と
し、これに硼酸等の無機酸やアジピン酸、アゼライン
酸、ブチルオクタン二酸(特公昭60−13293号公
報)、5,6−デカンジカルボン酸(特公昭63−15
738号公報)、側鎖を有する二塩基酸(特開平1−4
5539号公報)等の二塩基酸及びそれらの塩を溶質と
して溶解した電解コンデンサ駆動用電解液が知られてい
る。
は、火花発生電圧及び化成性が充分でないため、電解コ
ンデンサに使用した際、エージングによるショートパン
ク等の不具合が発生する。そこでポリエチレングリコー
ル(特公平3−76776号公報)、ポリグリセリン
(特開平2−194611号公報)を添加することによ
り火花発生電圧を向上させて上記不具合を補う施策が施
されている。
た化合物は、添加量及び分子量が大きくなるにつれて火
花発生電圧を上昇させる効果が大きくなるという長所を
有するが、逆に有機溶媒中への溶解性が特に低温時には
低くなるため、析出が発生してしまうので添加量もしく
は分子量の選択には制限が発生する。従ってこれらの化
合物の分子量は、1000以下で用いる方が低温時の析
出性に対しては良好である。しかしながらこの分子量の
範囲では火花発生電圧を充分に引き出せず、製品のエー
ジング時においてショートパンクを引き起こす可能性が
あるという二律背反がある。
が大きくなる構造にした場合には、水分を充分に添加し
た電解コンデンサ駆動用電解液にすることにより低温時
の析出を防ぐ必要がある。しかし、水分を充分に添加し
た電解コンデンサ駆動用電解液では水の影響によりアル
ミ電解コンデンサ内の蒸気圧が高くなるために100℃
以上での使用が困難であるという課題があった。
るに従って結晶化し易くなるが、蝋状固体化した場合に
は量産時の作業性に著しい支障が生じるという問題点を
有していた。
もので、火花発生電圧及び化成皮膜の化成性を充分に高
めることができ、かつ低温時でも析出が発生することの
ない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。
に本発明の電解コンデンサ駆動用電解液は、有機化合物
を主体とした溶媒に無機酸、有機酸から選択された1種
以上を溶質として溶解し、さらに HO-(C2H4O)n-(C3H6O)m-(C2H4O)n-H (n,m=任意の
自然数) HO-〔(C2H4O)n-(C3H6O)m〕1-H (n,m,l=任意の
自然数) で示されるポリエチレングリコールとポリプロピレング
リコールの共重合体を添加して溶解したものである。
れる共重合体は、結晶性が高いという欠点を有するポリ
エチレングリコールと有機溶媒への溶解性は低いが結晶
化度が低いポリプロピレングリコールとを共重合させて
いるため、互いの欠点を補完しあうことになり、これに
より、低温時の析出性の課題を解決することができる。
この課題解決により使用可能な添加量及び分子量の選択
の範囲が広範囲となって火花発生電圧の向上と化成皮膜
の化成性の向上が期待でき、アルミ電解コンデンサの信
頼性を向上させることができるものである。
ず、低温時の析出性について(表1)に本発明の実施例
と従来例の測定結果を示す。
の電解コンデンサ駆動用電解液では、−15℃で3時間
放置しても全く析出が認められなかった。また、(表
1)ではアジピン酸を用いた例のみを示したが、他の有
機酸及び無機酸を用いても本発明の実施例と同様の結果
が得られた。従って本発明の低温時の析出性は、選択し
た溶質の種類に関係なく良好であることが判る。
7の電解コンデンサ駆動用電解液の組成と特性を(表
2)(表3)(表4)に示す。また従来例6,7及び本
発明の実施例20の化成皮膜の化成性を示す特性図を図
1に示した。なお、上記電解コンデンサ駆動用電解液の
水分は、本発明の実施例1〜20および従来例1〜7の
いずれも1.5%に調整した。
に、本発明の実施例は、従来例と比較して溶質が同じ場
合は、火花発生電圧を飛躍的に向上させることができ、
これにより、工程のエージング時におけるショートパン
ク発生率を低減できる。さらに本発明のポリエチレング
リコールとポリプロピレングリコールの共重合体を添加
した電解コンデンサ駆動用電解液は、図1から明らかな
ように火花発生電圧だけでなく、化成皮膜の化成性も飛
躍的に向上させることができるものである。
8〜20からも明らかなように、添加量を調整すること
により、電導度を維持しながら、火花発生電圧も向上さ
せることができ、これにより、電解コンデンサの抵抗を
上げることなく耐圧の安定化を図ることができるもので
ある。
例2,3の電解コンデンサ駆動用電解液を用いたアルミ
電解コンデンサと、本発明の実施例2,3,4の電解コ
ンデンサ駆動用電解液を用いたアルミ電解コンデンサを
それぞれ20個ずつ用意し、これらのアルミ電解コンデ
ンサについて寿命試験を行った結果を示したものであ
る。ここで使用したアルミ電解コンデンサの定格は、い
ずれも250WV680μFであり、その試験温度は1
10℃で行った。
解コンデンサ駆動用電解液を用いたアルミ電解コンデン
サは、寿命試験中に20個のうち、3個の開弁不良が発
生した。また従来例3は、エージング中に20個のう
ち、15個のショートパンクが発生して寿命試験を行う
ことができなかった。これに対し、本発明の実施例2,
3,4の電解コンデンサ駆動用電解液を用いたアルミ電
解コンデンサは、エージング中及び寿命試験中でもショ
ート発生がなく、寿命試験110℃2000時間後にお
ける特性も初期特性に対して、静電容量変化率(ΔC)
も小さく、かつ損失角の正接(tanδ)の増加も小さ
く、また漏れ電流(LC)も安定した数値を示している
もので、これにより、寿命特性の安定したアルミ電解コ
ンデンサを得ることができるものである。
6)に示す。(表6)は(表2)(表4)で示した従来
例6の電解コンデンサ駆動用電解液を用いたアルミ電解
コンデンサと、本発明の実施例20の電解コンデンサ駆
動用電解液を用いたアルミ電解コンデンサをそれぞれ2
0個ずつ用意し、これらのアルミ電解コンデンサについ
て寿命試験を行った結果を示したものである。ここで使
用したアルミ電解コンデンサの定格は、いずれも450
WV330μFであり、その試験温度は110℃で行っ
た。
電解コンデンサ駆動用電解液を用いたアルミ電解コンデ
ンサは、エージング中に10個のショートパンクが発生
した。これに対し、本発明の実施例20の電解コンデン
サ駆動用電解液を用いたアルミ電解コンデンサは、エー
ジング中及び寿命試験中でもショート発生がなく、寿命
試験110℃2000時間後における特性も初期特性に
対して、静電容量変化率(ΔC)も小さく、かつ損失角
の正接(tanδ)の増加も小さく、また漏れ電流(L
C)も安定した数値を示しているもので、これにより、
寿命特性の安定したアルミ電解コンデンサを得ることが
できるものである。
は、すべてエチレングリコールによるものであるが、そ
の他にエチレングリコールモノメチルエーテル等のグリ
コールエーテル類、ジメチルホルムアミド等の酸アミド
類、γ−ブチロラクトン等の環状エステル類の少なくと
も1種以上を選択しても同様の効果が得られることを確
認できた。(表7)にその一例としてγ−ブチロラクト
ンを溶媒として用いた本発明の実施例21と、その比較
のための従来例8を示す。
媒系でも火花発生電圧を充分高めることができるもので
ある。
自然数) HO-〔(C2H4O)n-(C3H6O)m〕1-H (n,m,l=任意の
自然数) でも示すようにポリエチレングリコールとポリプロピレ
ングリコールの共重合体の構造は、ブロック共重合体で
もランダム共重合体でもその性能に差はなく同様の効果
が期待できるものである。
動用電解液は、有機化合物を主体とした溶媒に無機酸、
有機酸から選択された1種以上を溶質として溶解し、さ
らに HO-(C2H4O)n-(C3H6O)m-(C2H4O)n-H (n,m=任意の
自然数) HO-〔(C2H4O)n-(C3H6O)m〕1-H (n,m,l=任意の
自然数) で示されるポリエチレングリコールとポリプロピレング
リコールの共重合体を添加して溶解したものであるた
め、低温放置時の溶解性を向上させることができ、これ
により、使用可能な添加量及び分子量の選択の範囲が広
範囲となって火花発生電圧と化成皮膜の化成性を向上さ
せることができるため、低圧から中高圧までの電解コン
デンサの信頼性を向上させることができるものである。
成皮膜の化成性を示す特性図
Claims (1)
- 【請求項1】 有機化合物を主体とした溶媒に無機酸、
有機酸から選択された1種以上を溶質として溶解し、さ
らに HO-(C2H4O)n-(C3H6O)m-(C2H4O)n-H (n,m=任意の
自然数) HO-〔(C2H4O)n-(C3H6O)m〕1-H (n,m,l=任意の
自然数) で示されるポリエチレングリコールとポリプロピレング
リコールの共重合体を添加して溶解したことを特徴とす
る電解コンデンサ駆動用電解液。
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