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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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/004—Details
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 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。 【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。
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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はアルミ電解コンデンサに
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。
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。
【０００２】
【従来の技術】一般にアルミ電解コンデンサに用いられ
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。
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。
【０００３】これらの電解コンデンサ駆動用電解液で
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。
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。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
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。
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。
【０００５】また、これらの化合物を添加量及び分子量
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。
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。
【０００６】さらにこれらの化合物は、分子量が高くな
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。
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。
【０００７】本発明は上記した従来の問題点を解決する
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。
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。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
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。
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。
【０００９】
【作用】本発明の電解コンデンサ駆動用電解液に用いら
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。
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。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。ま
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。
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。
【００１１】
【表１】
【００１２】（表１）からわかるように本発明の実施例
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。
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。
【００１３】次に本発明の実施例１〜２０と従来例１〜
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。
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。
【００１４】
【表２】
【００１５】
【表３】
【００１６】
【表４】
【００１７】（表２）（表３）（表４）からわかるよう
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。
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。
【００１８】また、（表２）における本発明の実施例１
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。
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。
【００１９】（表５）は（表２）（表３）で示した従来
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。
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。
【００２０】
【表５】
【００２１】（表５）からわかるように、従来例２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、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。
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。
【００２２】さらに４５０ＷＶ級で評価した結果を（表
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。
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。
【００２３】
【表６】
【００２４】（表６）から明らかなように、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。
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。
【００２５】以上述べてきた本発明の各実施例の溶媒
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。
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。
【００２６】
【表７】
【００２７】（表７）から明らかなように、異なった溶
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。
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。
【００２８】また、 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。
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。
【００２９】
【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、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。
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。
【図１】本発明の実施例２０と従来例６，７における化
成皮膜の化成性を示す特性図
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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