JPH0982575A - 電解コンデンサ用電解液 - Google Patents

電解コンデンサ用電解液

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JPH0982575A
JPH0982575A JP7256865A JP25686595A JPH0982575A JP H0982575 A JPH0982575 A JP H0982575A JP 7256865 A JP7256865 A JP 7256865A JP 25686595 A JP25686595 A JP 25686595A JP H0982575 A JPH0982575 A JP H0982575A
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JP
Japan
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diol
specific resistance
acid
generation voltage
spark generation
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Application number
JP7256865A
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English (en)
Inventor
Toshiyuki Takano
利幸 高野
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Lincstech Circuit Co Ltd
Original Assignee
Hitachi AIC Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電解液の比抵抗を低くし、火花発生電圧を高
くすること。 【構成】 グリコール類を溶媒とする電解コンデンサ用
電解液において、マンニトール、ソルビトール、イノシ
トール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパ
ン、エリトリトール、デキストリン又はデキストランの
うち一種以上と、主鎖に二重結合を有する二価又は三価
のアルコールのうち一種以上とを溶解することを特徴と
する電解コンデンサ用電解液。

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用電解液
に関する。
【0002】
【従来の技術】アルミ電解コンデンサ等の電解コンデン
サは、通常、コンデンサ素子に電解液を含浸している。
この電解液は、特に中高圧用には、例えばグリセリンや
エチレングリコール等のグリコール類を溶媒とし、これ
にホウ酸アンモニウム、あるいはアジピン酸や安息香
酸、アゼライン酸、ブチルオクタン二酸等のカルボン酸
またはそれらの塩を溶質とした成分になっている。
【0003】ところで、近年、アルミ電解コンデンサ等
に対してその安全性および低損失化の要求が高まってい
る。そしてアルミ電解コンデンサ等の安全性を高めるた
めには、電解液の火花発生電圧を高めることが有効な手
段の一つである。また、低損失化には、電解液の比抵抗
を低くすることが有効である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来、比抵抗
が低く、火花発生電圧の高い電解液は実用化が困難であ
る欠点があった。
【0005】本発明の目的は、以上の欠点を改良し、比
抵抗が低く、かつ火花発生電圧の高い電解コンデンサ用
電解液を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために、グリコール類を溶媒とする電解コンデ
ンサ用電解液において、マンニトール、ソルビトール、
イノシトール、トリメチロールエタン、トリメチロール
プロパン、エリトリトール、デキストリン又はデキスト
ランのうち一種以上と、主鎖に二重結合を有する二価又
は三価アルコールのうち一種以上とを溶解することを特
徴とする電解コンデンサ用電解液を提供するものであ
る。
【0007】グリコール類は、エチレングリコールやジ
エチレングリコール、グリセリン、1,4−ブタンジオ
ール、1,3−ブタンジオール等を用いる。
【0008】また、主電解質には、ブチルオクタン二酸
やドデカン二酸、セバシン酸、アゼライン酸、ピメリン
酸、アジピン酸、カプリル酸、安息香酸等の有機酸、こ
れらの有機酸のアンモニウム塩、ホウ酸又はホウ酸アン
モニウム等を用いる。
【0009】そしてマンニトール、ソルビトール、イノ
シトール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロ
パン、エリトリトール、デキストリン又はデキストラン
の各糖類の溶解量は、0.1〜10.0wt%の範囲が好
ましい。すなわち、溶解量が0.1wt%より少ないと火
花発生電圧を高める効果が低く、10.0wt%より多く
なると比抵抗が増大し易い。
【0010】さらに、主鎖に二重結合を有する二価又は
三価のアルコールは、2−ブテン−1,4−ジオール、
2−ブテン−2,3−ジオール、3−ヘキセン−2,5
−ジオール、2−ヘキセン−1,2,6−トリオール、
2−ペンテン−1,4−ジオール、2−ペンテン−1,
5−ジオール、3−ヘキセン−1,6−ジオール、3−
ヘキセン−1,5−ジオール、2−ブテン−2,5−ジ
オール等を用いる。そしてこれらのアルコールの溶解量
は1.0〜50.0wt%が好ましい。すなわち、溶解量
が1.0wt%より少ないと火花発生電圧を高くする効果
が低く、50.0wt%より多いと比抵抗が増大し易い。
【0011】なお、他の添加剤として、リン酸やポリリ
ン酸、次亜リン酸、亜リン酸、ポリエチレングリコー
ル、P−ニトロ安息香酸アンモニウム、純水等を用いて
もよい。
【0012】
【作用】マンニトールやソルビトール、イノシトール等
の糖類は、多数の−OH基を有しているため、溶媒であ
るグリコール類に溶解し易い。そして、電解液の比抵抗
を増大することなく、火花発生電圧を高くでき、かつ高
温での特性劣化が少なくなる。
【0013】また、主鎖に二重結合を有するアルコール
類は、分子内における炭素−炭素二重結合間の回転が束
縛されるため、電解液中の電解質のイオン移動に対する
障害が少なく、電解液に溶解した場合、全体の比抵抗を
低下できる。しかも、グリコール類および上記の糖類に
溶解しやすく、電解コンデンサの最高使用温度である1
00℃付近でも熱的に安定であるため、高温における特
性劣化を抑制できる。
【0014】そして、このアルコール類と上記糖類とを
併用することにより、相乗効果で、電解液の比抵抗を増
大することなく、火花発生電圧を高めることができる。
【0015】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
グリコール類は、エチレングリコールやジエチレングリ
コール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオ
ール、グリセリンを用い、これらを溶媒とする。また、
主電解質としては、カプリル酸やピメリン酸、アゼライ
ン酸、ドデカン二酸の各有機酸、ブチルオクタン二酸ア
ンモニウムやカプリル酸アンモニウム、セバシン酸アン
モニウム、ドデカン二酸アンモニウム、アジピン酸アン
モニウム、アゼライン酸アンモニウム、安息香酸アンモ
ニウムの各有機酸塩、ホウ酸またはホウ酸アンモニウム
を用いる。さらに、添加剤の一種として、マンニトール
やソルビトール、イノシトール、トリメチロールエタ
ン、トリメチロールプロパン、エリトリトール、デキス
トリン、デキストランの各糖類を用いる。そして、主鎖
に二重結合を有する二価又は三価のアルコールは、2−
ブテン−2,3−ジオールや2−ブテン−1,4−ジオ
ール、3−ヘキセン−2,5−ジオール、2−ヘキセン
−1,2,6−トリオール、2−ペンテン−1,4−ジ
オール、2−ペンテン−1,5−ジオール、3−ヘキセ
ン−1,6−ジオール、3−ヘキセン−1,5−ジオー
ル、2−ブテン−2,5−ジオールを用いる。
【0016】次に、表1〜表3に示す組成の実施例は、
従来例、比較例の各電解液について、温度25℃での比
抵抗および温度85℃での火花発生電圧を測定した。
【0017】
【表1】
【0018】
【表2】
【0019】
【表3】
【0020】この表1〜表3から明らかな通り、実施例
1〜実施例16は、比抵抗が450〜1,180Ω・c
m、火花発生電圧が410〜440Vとなる。また、従
来例1及び従来例2は、比抵抗が500〜1,400Ω
・cm、火花発生電圧が390〜400Vとなる。さら
に、比較例1〜比較例4は、比抵抗が490〜1,35
0Ω・cm、火花発生電圧が400〜410Vとなる。す
なわち、実施例1〜実施例16は、従来例1、従来例
2、比較例1〜比較例4に比べて全体的に比抵抗が低
く、火花発生電圧が高くなっている。
【0021】なお、実施例1と比較例1及び比較例2と
を比べると、2−ブテン−2,3−ジオールとソルビト
ールとを溶解した実施例1の方が、どちらか一方のみを
溶解した比較例1及び比較例よりも、比抵抗が約90.
8%以下にそして火花発生電圧が1.05倍になってい
る。すなわち、ソルビトール等の糖類と2−ブテン−
2,3−ジオール等の主鎖に二重結合を有する二価アル
コールを併せて溶解することにより比抵抗がより低くな
り、かつ火花発生電圧がより高くなっている。
【0022】同様に、実施例5と比較例3及び比較例4
とを比べると、2−ブテン−1,4−ジオールとマンニ
トールの両方を溶解した実施例5の方が、どちらか一方
のみを溶解した比較例3及び比較例4よりも、比抵抗が
約91.8%以下にそして火花発生電圧が約1.07倍
以上になっている。
【0023】次に、表1〜表3に示す組成の各電解液を
含浸したアルミ電解コンデンサについて、初期特性並び
に高温負荷試験後の特性及び外観の変化を測定等した。
なお、アルミ電解コンデンサの定格は、実施例1〜実施
例4、従来例1、比較例1〜比較例2の電解液を用いた
ものが400V、560μFそして実施例5〜実施例1
6、従来例2、比較例3〜比較例4の電解液を用いたも
のが400V、330μFとする。また、高温負荷試験
は、定格電圧を連続印加し、温度105℃の雰囲気中に
2,000h放置して行った。試料数は各々20個とす
る。測定結果は表4に示した。
【0024】
【表4】
【0025】先ず定格400V、560μFのアルミ電
解コンデンサどうしを比較する。表4から明らかな通
り、初期値は、実施例1〜実施例4の場合が静電容量5
58.3〜563.2μF、tanδ 0.090〜0.0
99、漏れ電流88〜98μAとなる。また、従来例1
の場合は、静電容量559.3μF、tanδ 0.12
0、漏れ電流150μAとなる。そして比較例1〜比較
例2の場合は、静電容量560、1〜562.5μF、
tanδ 0.113〜0.119、漏れ電流115〜13
2μAとなる。すなわち、実施例1〜実施例4を用いた
電解コンデンサによれば、従来例1及び比較例1〜比較
例2のそれに比べて、tanδ が各々75〜82.5%及
び約75.6〜87.6%にそして漏れ電流が各々約5
8.7〜65.3%及び約66.7〜85.2%に低下
している。
【0026】そして高温負荷試験後は、実施例1〜実施
例4の場合が tanδ0.133〜0.139、漏れ電流
は30〜35μAとなる。これに対して、従来例1の場
合はtanδ0.181、漏れ電流90μAそして比較例
1〜比較例2の場合はtanδ0.168〜0.173、
漏れ電流82〜85μAとなる。すなわち、実施例1〜
実施例4を用いた電解コンデンサは、従来例1及び比較
例1〜比較例2のそれに比べて、tanδ が各々約73.
5〜76.8及び約76.9〜82.7%にそして漏れ
電流が各々約33.3〜38.9%及び35.3〜4
2.7に低下している。また、実施例1〜実施例4の場
合については外観に変化が見られなかった。しかし、従
来例1、比較例1及び比較例2の場合は、各々18個、
10個及び9個がパンクした。
【0027】次に、定格400V、330μFのアルミ
電解コンデンサどうしを比較する。表3から明らかな通
り、初期値は、実施例5〜実施例16の場合が静電容量
322.5〜329.0μF、tanδ 0.043〜0.
068、漏れ電流50〜66μAとなる。また、従来例
2の場合は、静電容量319.1μA、tanδ 0.04
8、漏れ電流88μAとなる。さらに、比較例3〜比較
例4は、静電容量319.3〜321.2μA、tanδ
0.045〜0.049、漏れ電流70〜78μAとな
る。従って、実施例1〜実施例16を用いた電解コンデ
ンサによれば、従来例2及び比較例3〜比較例4のそれ
に比べて、漏れ電流が各々約56.8〜75%及び約6
4.1〜94.3%に低下している。
【0028】また、高温負荷試験後は、実施例5〜実施
例16を用いた電解コンデンサがtanδ 0.073〜
0.091、漏れ電流13〜27μAとなる。これに対
し、従来例2の場合は tanδ0.098、漏れ電流55
μAそして比較例3〜比較例4の場合は tanδ0.09
0〜0.095、漏れ電流49〜53μAとなる。すな
わち、実施例5〜実施例16の場合は、従来例2及び比
較例3〜比較例4の場合に比べて、tanδ が各々約7
4.5〜92.9%及び76.8〜101.1%にそし
て漏れ電流が各々約23.6〜49.1%及び約24.
5〜55.1%の大きさになっている。また、実施例5
〜実施例16の場合は外観に変化が見られなかった。し
かし、従来例2、比較例4及び比較例5の場合は各々1
3個、7個及び9個がパンクした。
【0029】また、マンニトールやソルビトール、イノ
ミトール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロ
パン、エリトリトール、デキストリン、デキストランの
各添加剤Aの溶解量が電解液の比抵抗及び火花発生電圧
に及ぼす影響を測定し、図1(イ)及び(ロ)に示し
た。
【0030】この測定に用いる電解液Aの組成は次の通
りとする。 電解液A: エチレングリコール (60.5−x)wt% ブチルオクタン二酸 6.0wt% 添加剤A xwt% 2−ブテン−2,3−ジオール 30.0wt% P−ニトロフェノール 0.5wt% アンモニア水 3.0wt% なお、各測定値は、比抵抗が温度25℃、火花発生電圧
が温度85℃のときの値とする。そして図1(イ)及び
(ロ)において、1)aは添加剤Aがマンニトール、ソ
ルビトール、イノシトール、2)bは添加剤Aがトリメ
チロールエタン、トリメチロールプロパン、エリトリト
ールそして3)cは添加剤Aがデキストリン、デキスト
ランとする。図1(イ)及び(ロ)から明らかな通り、
添加剤Aの溶解量が10wt%より多くなると、火花発生
電圧はほとんど上昇しないが、比抵抗は急激に大きくな
る。従って、添加剤Aの溶解量は10wt%以下の方が好
ましい。
【0031】次に、主鎖に二重結合を有する二価又は三
価のアルコールからなる添加剤Bの溶解量が電解液の比
抵抗及び火花発生電圧に及ぼす影響を調べ、図2(イ)
及び(ロ)に示した。
【0032】この測定に用いる電解液Bの組成は次の通
りとする。 電解液B: エチレングリコール (84.0−y)wt% ブチルオクタン二酸アンモニウム 7.5wt% 添加剤B ywt% マンニトール 5.0wt% P−ニトロ安息香酸 0.5wt% 純 水 3.0wt% 各測定値は、比抵抗が温度25℃、火花発生電圧が温度
85℃のときの値とする。そして図2(イ)及び(ロ)
において、1)dは添加剤Bが2−ブテン−1,4−ジ
オール、2−ブテン−2,3−ジオール、2−ブテン−
2,5−ジオール、2)eは添加剤Bが2−ペンテン−
1,4−ジオール、2−ペンテン−1,5−ジオール、
3)fは添加剤Bが3−ヘキセン−1,5−ジオール、
3−ヘキセン−2,5−ジオール、2−ヘキセン−1,
2,6−トリオールとする。
【0033】図2及び(イ)及び(ロ)から明らかな、
添加剤Bの溶解量が50wt%より多くなると、火花発生
電圧はほとんど上昇せず、ほぼ一定であるが、比抵抗は
急激に大きくなる。従って、添加剤Bの溶解量は50wt
%以下が好ましい。
【0033】
【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、グリコー
ル類を溶媒とし、マンニトールやソルビトール、イノシ
トール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパ
ン、エリトリトール、デキストリン、デキストランのう
ち一種以上と、2−ブテン1,4−ジオールや2−ブテ
ン−2,3−ジオール等の主鎖に二重結合を有する二価
又は三価のアルコールのうち一種以上とを溶解している
ため、比抵抗が低く、火花発生電圧が高く、電解コンデ
ンサの tanδや漏れ電流特性を改良でき、寿命を改善で
きる電解コンデンサ用電解液が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】マンニトールやソルビトール、イノシトール、
トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、エリ
トリトール、デキストリン、デキストランの溶解量を変
えた場合の電解液の比抵抗及び火花発生電圧の変化のグ
ラフを示す。
【図2】二重結合を有する二価又は三価アルコールの溶
解量を変えた場合の電解液の比抵抗及び火花発生電圧の
変化のグラフを示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 グリコール類を溶媒とする電解コンデン
    サ用電解液において、マンニトール、ソルビトール、イ
    ノシトール、トリメチロールエタン、トリメチロールプ
    ロパン、エリトリトール、デキストリン又はデキストラ
    ンのうち一種以上と、主鎖に二重結合を有する二価又は
    三価のアルコールのうち一種以上とを溶解することを特
    徴とする電解コンデンサ用電解液。
JP7256865A 1995-09-08 1995-09-08 電解コンデンサ用電解液 Pending JPH0982575A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020089685A (ko) * 2001-05-23 2002-11-30 삼성전기주식회사 알루미늄 전해 콘덴서용 초저임피던스 전해액 및 이를함유하는 전해콘덴서
WO2014098006A1 (ja) * 2012-12-21 2014-06-26 日本ケミコン株式会社 電解コンデンサ及びその製造方法
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