JPH0837132A - 電解コンデンサの駆動用電解液 - Google Patents

電解コンデンサの駆動用電解液

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JPH0837132A
JPH0837132A JP6172314A JP17231494A JPH0837132A JP H0837132 A JPH0837132 A JP H0837132A JP 6172314 A JP6172314 A JP 6172314A JP 17231494 A JP17231494 A JP 17231494A JP H0837132 A JPH0837132 A JP H0837132A
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potassium
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泉 藤馬
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/54Electrolytes
    • H01G11/58Liquid electrolytes
    • H01G11/62Liquid electrolytes characterised by the solute, e.g. salts, anions or cations therein

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 沸点の高い溶媒と、高温下で安定なカリウム
塩を溶質とする電解コンデンサ駆動用電解液を使用し
て、高温下における電解コンデンサの静電容量変化及び
tanδ変化を改善し、高温での寿命特性の長期安定化
を図る。 【構成】 電解コンデンサ駆動用電解液の改良のため、
エチレングリコールとγ−ブチロラクトンを混合した溶
媒、またはエチレングリコールに安息香酸カリウムおよ
びギ酸カリウムおよびギ酸、アジピン酸、コハク酸、安
息香酸の何れか1種および亜リン酸を加えて溶解させた
ことを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電解コンデンサの駆動
用電解液の改良に関し、高温での寿命特性の長期安定化
を実現した電解コンデンサの駆動用電解液(以下、単に
電解液という)に関するものである。
【0002】
【従来の技術】電解液は、電解コンデンサにおける陽極
と陰極との間にあって、導電媒体として働くものであ
り、電解液の特性が電解コンデンサ特性を左右する大き
な要因となる。その中でも広温度範囲に用いる電解コン
デンサの電解液は、下記の性質が優れたものでなければ
ならない。 (1)沸点が高く、高温において蒸気圧が低い。 (2)低温でも粘度が上がらず、導電度が高い。 (3)凝固点が低い。 (4)火花電圧が可能な限り高い。 (5)陽極酸化皮膜の形成能が良い。 (6)誘電体を初めとする電解コンデンサ部分を侵すこ
となく、特に腐食を発生しない。 (7)高温下で長時間放置しても、その特性において安
定している。
【0003】従来の電解コンデンサの低圧用電解液とし
ては、エチレングリコールと水を混合した溶媒に、安息
香酸アンモニウムおよびアジピン酸アンモニウムを添加
したものが用いられていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この電解液は、上記の
(1)〜(6)項は一応満足するものであるが、(7)
項の高温下での特性の安定性に関して問題があった。す
なわち、水の沸点が100℃と低いため、高温での使用
に際して溶媒が揮散しやすい上、溶質として使用した有
機酸アンモニウムが高温下で分解し、アンモニアガスと
して散逸することによって、電解液の比抵抗が増大し、
電解コンデンサの損失角の正接(tanδ)が増加する
のである。
【0005】本発明は、上記問題点を解決するもので、
高温下における電解コンデンサの静電容量変化及びta
nδ変化を改善することができる電解コンデンサの駆動
用電解液を提供することを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の電解液は、エチレングリコールまたはエチ
レングリコールとγ‐ブチロラクトンを混合した溶媒
に、安息香酸カリウムおよびギ酸カリウムと、その他の
添加物を加えて溶解させたものである。
【0007】溶媒として従来の水に代えて、沸点が20
3℃と高いγ‐ブチロラクトンをエチレングリコールに
混合することにより、電解液の揮散を抑えて温度105
℃〜125℃という高温下での耐熱性を得ることができ
る。
【0008】溶質として有機酸塩の中でも高温下で安定
な安息香酸のカリウム塩を使用することにより溶質の分
解並びにガス発生を防ぐことができる。
【0009】また有機酸カリウムである安息香酸カリウ
ム1種のみからなる電解液は比抵抗値が高いのみならず
pHが高くなり、化成性が低下するため、カリウム塩の
中でも相当に解離度の高いギ酸カリウムを加えて、電解
液の比抵抗値を下げるとともに、ギ酸、アジピン酸、コ
ハク酸、安息香酸のうち、いずれか1種の酸を加えてp
H値を下げ、化成性を向上せしめる。
【0010】さらに少量の亜リン酸を添加して陽極酸化
皮膜の安定化を図る。
【0011】すなわち本発明は、エチレングリコールを
主体とする溶媒か、またはエチレングリコールにγ‐ブ
チロラクトン0.1〜30.0重量% を混合した溶媒
に安息香酸カリウム1.0〜10.0重量% およびギ
酸カリウム1.0〜10.0重量% 、およびギ酸、ア
ジピン酸、コハク酸、安息香酸の何れか1種を0.3〜
3.0重量% 、亜リン酸0.1〜0.3重量% を溶解
したことを特徴とする電解コンデンサの駆動用電解液で
ある。
【0012】
【作用】本発明で使用する溶媒の沸点が高いので、電解
液の高温下での揮散を抑えることができる。また、溶質
として使用する安息香酸カリウムは、電解コンデンサの
高温での寿命特性を長期に安定化させるものであるが、
その作用としては、安息香酸カリウムを形成するベンゼ
ン核が高温下で安定なことによるものと考えられる。加
えて、有機酸のアンモニウム塩では、高温下で分解し、
アンモニアガスとして散逸するのに対し、有機酸のカリ
ウム塩ではそのおそれがなく、高温下で安定した寿命特
性が得られる。なお、ギ酸カリウム量は1.0重量%
未満では電解液の比抵抗値を充分に下げられず、また1
0.0重量% を超えると電解液の火花電圧が低下す
る。そして、安息香酸カリウム量は1.0重量% 未満
では高温での安定性が低下し、また10.0重量% を
超えると、低温での導電度が悪化する。また、ギ酸、ア
ジピン酸、コハク酸、安息香酸の4種の酸のうち、いず
れか1種の酸の添加量は0.3重量% 未満では化成性
の促進効果が少なく、化成能力の改善とはならず、また
3.0重量% を超えると低温での導電度が悪化する。
さらに亜リン酸の添加量は0.1重量% 未満では陽極
酸化皮膜の安定化作用が少なく、0.3重量% を超え
ると高温寿命試験特性が悪化する。なお、溶媒について
はγ‐ブチロラクトンを0.1重量% 以上添加すれ
ば、低温特性をより改善できるが、その含有量が30.
0重量% を超えると、高温寿命試験特性が悪化する。
また、γ−ブチロラクトンを加えない場合には、高温寿
命特性がより安定した電解コンデンサが得られる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。表
1は、本発明の電解液と従来の電解液の組成、比抵抗、
pH、および火花発生電圧についての比較例を示す。図
1〜2には、本発明の電解液 試料番号14および17
と従来の電解液試料番号1を用いて、定格10V,47
0μFおよび定格50V,33μFの電解コンデンサを
作製し、高温負荷寿命試験(125℃定格電圧印加)を
行った結果を示す。図1は定格10V,470μFの電
解コンデンサの高温負荷寿命試験特性図 図2は定格50V,33μFの電解コンデンサの高温負
荷寿命試験特性図で、各図の(イ)は漏れ電流、(ロ)
は損失角の正接(tanδ)、(ハ)は静電容量変化率
の経時変化を示す。また、図中a,bは各々、本発明の
電解液試料番号14および17を用いた電解コンデン
サ、cは従来の電解液試料番号1を用いた電解コンデン
サである。図1〜2から明らかなように、本発明の電解
液を用いた電解コンデンサ(a、b)は従来の電解液を
用いた電解コンデンサ(c)に比べ、高温中における静
電容量変化およびtanδ変化が大幅に改善されてい
る。
【0014】
【表1】
【0015】
【発明の効果】以上のように本発明の電解液は、高温下
で安定な安息香酸カリウムを使用しており、また、併用
するギ酸カリウムも高温下で分解するおそれがないこと
に加えて、使用する有機溶媒の沸点も高いので、電解液
の揮散が起こりにくくなり、高温中における電解コンデ
ンサの静電容量変化およびtanδ変化を改善すること
ができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】定格10V,470μFの電解コンデンサの高
温負荷寿命試験特性図
【図2】定格50V,33μFの電解コンデンサの高温
負荷寿命試験特性図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エチレングリコールを主体とする溶媒に
    安息香酸カリウム1.0〜10.0重量% およびギ酸
    カリウム1.0〜10.0重量% 、およびギ酸、アジ
    ピン酸、コハク酸、安息香酸の何れか1種を0.3〜
    3.0重量% 、亜リン酸0.1〜0.3重量% を溶解
    したことを特徴とする電解コンデンサの駆動用電解液。
  2. 【請求項2】 溶媒としてγ−ブチロラクトンを0.1
    〜30.0重量%添加したことを特徴とする請求項1の
    電解コンデンサの駆動用電解液。
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