JPH08293440A - 電解コンデンサ駆動用電解液およびそれを用いた電解コンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 低圧から高圧までの広い範囲の使用電圧にお
いて高温中における電解コンデンサの静電容量変化およ
び漏れ電流変化を改善することができる電解コンデンサ
駆動用電解液を提供することを目的とする。 【構成】 溶媒と溶質に（化１）で示されるフェノール
誘導体を添加することにより電解コンデンサ駆動用電解
液を構成したものである。 【化１】

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
解液およびそれを用いた電解コンデンサに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来の電解コンデンサ駆動用電解液とし
ては、エチレングリコール等の有機溶媒にアジピン酸や
ほう酸の塩等を溶解したものがある。この電解液は通
常、高温での特性安定化を図るために、リン酸等を添加
して用いている。しかしながら近年の電解コンデンサの
低損失化や安全化要望に対応した電解コンデンサを提供
するにはこれらの電解液では十分ではなく、高電導度化
や難燃化が必要となってきている。この高電導度化や難
燃化技術として電解液に水を添加する方法があり、これ
が一般に用いられている。

【０００３】しかし、この水を添加してなる電解液を用
いた電解コンデンサは、電解液中に含まれる水分と電極
箔との水和反応により静電容量が経時的に大きく減少す
るため、近年の電解コンデンサの高信頼性、長寿命化と
いう要望を十分満足できないものであった。

【０００４】この静電容量の減少を防止するために、例
えば、特開昭６３−７６１３号にはグリシン、Ｌ−アス
パラギン酸、アラニン、グルタミン酸を含有する電解液
が、特開昭６４−３７８２号にはグリシン、アラニン、
バリンを含有する電解液が、特開平３−９１２２５号に
はグリシン、アラニンを含有する電解液がそれぞれ開示
されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たアミノ酸の添加剤を用いた場合の実質的な作用は、酸
化皮膜の薄い陰極箔の表面の水和反応を抑制して静電容
量の減少を抑制するものであるため、酸化皮膜の厚い陽
極箔への保護効果は少なく、高温中で長期間放置した場
合における漏れ電流の増大は抑制できないという問題点
があった。

【０００６】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、低圧から高圧までの広い範囲の使用電圧において高
温中における電解コンデンサの静電容量変化および漏れ
電流変化を改善することができる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。

【０００７】

【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、溶媒と溶質
に（化２）で示されるフェノール誘導体を添加したもの
である。

【０００８】

【化２】

【０００９】

【作用】上記構成の電解コンデンサ駆動用電解液によれ
ば、陽極箔および陰極箔の表面にフェノール誘導体が吸
着して保護皮膜が均一に形成されるため、陽極箔および
陰極箔の水和反応等が抑制されて、高温中における電解
コンデンサの静電容量変化および漏れ電流変化を改善す
ることができるものである。特に本発明のフェノール誘
導体は、従来のアミノ酸と比較して電極箔への吸着力が
強く、保護皮膜が非常に均一に形成されることから、陰
極箔はもちろんのこと、保護皮膜の不均一さが漏れ電流
の増大となって顕著に現れる陽極箔にも十分な保護効果
があり、低圧から高圧までの広い使用電圧の範囲でも、
静電容量変化および漏れ電流変化を極めて少なく抑える
効果を得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。

【００１１】本発明の基本は、溶質と溶媒に（化３）で
示されるフェノール誘導体を添加したものである。

【００１２】

【化３】

【００１３】本発明で使用できる溶媒としては、例えば
アルコール類｛１価アルコール（メチルアルコール、エ
チルアルコール、プロピルアルコール、ブチルアルコー
ル、ジアセトンアルコール、ベンジルアルコール、アミ
ノアルコール等）；２価アルコール（エチレングリコー
ル、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ヘ
キシレングリコール等）；３価アルコール（グリセリン
等）；ヘキシトール等｝、エーテル類｛モノエーテル
（エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレング
リコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモ
ノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエ
ーテル、エチレングリコールフェニルエーテル等）；ジ
エーテル（エチレングリコールジメチルエーテル、ジエ
チレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコ
ールジエチルエーテル等）｝、アミド類｛ホルムアミド
類（Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルム
アミド、Ｎ−エチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホ
ルムアミド等）；アセトアミド類（Ｎ−メチルアセトア
ミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−エチルアセ
トアミド、Ｎ，Ｎジエチルアセトアミド等）；プロピオ
ンアミド類（Ｎ，Ｎ−ジメチルプロピオンアミド等）；
ヘキサメチルホスホリルアミド等｝、オキサゾリジノン
類（Ｎ−メチル−２−オキサゾリジノン、３，５−ジメ
チル−２−オキサゾリジノン等）、ラクトン類（γ−ブ
チロラクトン、α−アセチル−γ−ブチロラクトン、β
−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラ
クトン等）、ニトリル類（アセトニトリル、アクリロニ
トリル等）、ジメチルスルホキシド、スルホラン、１，
３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、Ｎ−メチルピロ
リドン、芳香族溶剤（トルエン、キシレン等）、パラフ
ィン系溶剤（ノルマルパラフィン、イソパラフィン等）
等が挙げられ、これらの溶媒は単独、あるいは複数の組
み合わせで使用できる。これらのうちで好ましいのはエ
チレングリコールとγ−ブチロラクトンを主体とする溶
媒である。

【００１４】またこのような溶媒に溶解する溶質として
は、無機酸あるいは有機酸またはそれらの塩が使用で
き、例えば、ホウ酸、硝酸、アゼライン酸、アジピン
酸、コハク酸、安息香酸、セバチン酸、サリチル酸、フ
タル酸、マレイン酸、グルタル酸、デカンジカルボン
酸、ブチルオクタン二酸またはその塩の中の１種もしく
は２種以上が主たる溶質として挙げられる。そしてこれ
らの塩としては、アンモニウム塩、アミン塩、四級アン
モニウム塩等が使用でき、例えば、アミン塩としては、
メチルアミン、エチルアミン、ジメチルアミン、ジエチ
ルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ジメ
チルエチルアミン等、四級アンモニウム塩としては、テ
トラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、
メチルトリエチルアンモニウム、エチルトリメチルアン
モニウム、ジメチルジエチルアンモニウム等が挙げられ
る。

【００１５】フェノール誘導体としては、例えば、ｐ−
ｎ−ブチルフェノール、ｐ−ｎ−アミルフェノール、ｐ
−ｎ−ヘキシルフェノール、ｐ−ｎ−ヘプチルフェノー
ル、ｐ−ｎ−オクチルフェノール、ｐ−ｎ−ノニルフェ
ノールが挙げられるが、好ましくは、ｐ−ｎ−ブチルフ
ェノールである。

【００１６】また、特性安定化を図るために種々の添加
剤を添加した電解液においても、本発明は効果があり、
その添加剤としては例えば、リン酸、リン酸エステル、
ニトロ化合物等が挙げられる。リン酸としては、例え
ば、正リン酸、亜リン酸、次亜リン酸、ポリリン酸等が
挙げられるが、好ましくは正リン酸である。リン酸エス
テルとしてはモノメチルリン酸エステル、ジメチルリン
酸エステル、モノエチルリン酸エステル、ジエチルリン
酸エステル、モノプロピルリン酸エステル、ジプロピル
リン酸エステル、モノブチルリン酸エステル、ジブチル
リン酸エステル、トリブチルリン酸エステル、ポリリン
酸ブチルエステル等が挙げられるが、好ましくはモノブ
チルリン酸エステル、ジブチルリン酸エステル、トリブ
チルリン酸エステル、ポリリン酸ブチルエステルであ
る。ニトロ化合物としては例えば、ニトロフェノール、
ニトロ安息香酸等が挙げられる。

【００１７】（表１）は本発明の実施例および従来例の
電解液の組成を示したものである。

【００１８】

【表１】

【００１９】（表２）は（表１）の従来例１，２，３，
４、本発明の実施例１，２，３，４で示したそれぞれの
組成の電解コンデンサ駆動用電解液を調整し、これらの
電解液を使用して定格電圧１６Ｖ、公称静電容量１００
μＦのアルミ電解コンデンサを作製し、そしてこの作製
したアルミ電解コンデンサの初期における静電容量値
（１２０Ｈｚ）、ｔａｎδ（１２０Ｈｚ）および漏れ電
流値と、１０５℃中で２０００時間、高温無負荷試験を
行ったときの静電容量変化率、ｔａｎδおよび漏れ電流
値を示したものである。

【００２０】

【表２】

【００２１】この（表２）から明らかなように、本発明
の実施例１，２，３，４は、従来例１，２，３，４に比
べ、高温無負荷試験後の静電容量変化が小さく、また漏
れ電流変化も小さくなっている。

【００２２】（表３）は（表１）の従来例５，６、本発
明の実施例５，６で示したそれぞれの組成の電解コンデ
ンサ駆動用電解液を調整し、これらの電解液を使用して
定格電圧４００Ｖ、公称静電容量１００μＦのアルミ電
解コンデンサを作製し、そしてこの作製したアルミ電解
コンデンサの初期における静電容量値（１２０Ｈｚ）、
ｔａｎδ（１２０Ｈｚ）および漏れ電流値と、１０５℃
中で２０００時間、高温無負荷試験を行ったときの静電
容量変化率、ｔａｎδおよび漏れ電流値を示したもので
ある。

【００２３】

【表３】

【００２４】この（表３）から明らかなように、本発明
の実施例５，６は、従来例５，６に比べ、高温無負荷試
験後の静電容量変化が小さく、また漏れ電流変化も小さ
くなっている。

【００２５】したがって、本発明の各実施例は各従来例
と比較して、高温中における電解コンデンサの特性変化
を改善することができるもので、特に静電容量変化およ
び漏れ電流変化の双方の改善効果は大きく、信頼性の高
い電解コンデンサを得ることができる。

【００２６】なお、フェノール誘導体の添加量は、電解
液重量に対して０．００１〜１０．０重量％の範囲が好
ましいものである。すなわち、０．００１重量％以下の
場合は、電極箔表面を十分に覆うことができず、一方１
０．０重量％を越えると電極箔表面への吸着量が多くな
り過ぎて電解液が浸透しにくくなり、その結果、電解液
の皮膜修復作用が十分に働かなくなるものであり、した
がって、フェノール誘導体の添加量は、電解液重量に対
して０．００１〜１０．０重量％の範囲が好ましいもの
である。

【００２７】

【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、溶媒と溶質にフェノール誘導体を添加し
ているため、陽極箔および陰極箔の表面にフェノール誘
導体が吸着して保護皮膜が均一に形成されることにな
り、これにより、陽極箔および陰極箔の水和反応等が抑
制されるため、高温中における電解コンデンサの静電容
量変化および漏れ電流変化を改善することができるもの
である。特に本発明のフェノール誘導体は、従来のアミ
ノ酸と比較して電極箔への吸着力が強く、保護皮膜が非
常に均一に形成されることから、陰極箔はもちろんのこ
と、保護皮膜の不均一さが漏れ電流の増大となって顕著
に現れる陽極箔にも十分な保護効果があり、低圧から高
圧までの広い使用電圧の範囲でも、静電容量変化および
漏れ電流変化を極めて少なく抑える効果を得ることがで
きるものである。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶媒と溶質に（化１）で示されるフェノ
   ール誘導体を添加した電解コンデンサ駆動用電解液。 【化１】
2. 【請求項２】 フェノール誘導体の添加量が電解液重量
   に対して０．００１〜１０．０重量％である請求項１記
   載の電解コンデンサ駆動用電解液。
3. 【請求項３】 陽極箔と陰極箔とをその間にセパレータ
   を介在させて巻回することによりコンデンサ素子を構成
   し、このコンデンサ素子に、溶媒と溶質にフェノール誘
   導体を添加してなる駆動用電解液を用いた電解コンデン
   サ。