JPH0997750A - アルミニウム電解コンデンサおよびその駆動用電解液 - Google Patents

アルミニウム電解コンデンサおよびその駆動用電解液

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JPH0997750A
JPH0997750A JP27665395A JP27665395A JPH0997750A JP H0997750 A JPH0997750 A JP H0997750A JP 27665395 A JP27665395 A JP 27665395A JP 27665395 A JP27665395 A JP 27665395A JP H0997750 A JPH0997750 A JP H0997750A
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JP
Japan
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electrolytic capacitor
electrolyte
weight
formula
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JP27665395A
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English (en)
Inventor
Atsumi Tamaru
敦巳 田丸
Hidemi Yamada
秀美 山田
Wataru Tashiro
亘 田代
Hideo Shimizu
英夫 清水
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Elna Co Ltd
Original Assignee
Elna Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】電解コンデンサに電圧が印加されない状態で長
期間に渡って放置しても漏れ電流の少ない電解コンデン
サを得る。 【解決手段】溶媒と溶質とからなる電解液にアミジン類
またはその塩を添加剤として添加する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電解コンデンサに関
するものであり、特にはアルミニウム電解コンデンサ駆
動用電解液に関するものである。
【0002】
【従来の技術】アルミニウム電解コンデンサ(以下、
「電解コンデンサ」という。)は、リード端子を取り付
けたアルミニウムからなる陽極箔と、リード端子を取り
付けたアルミニウムからなる陰極箔とをセパレ−タを介
して巻回したコンデンサ素子に電解コンデンサ駆動用電
解液(以下、「電解液」という。)を含浸し、このコン
デンサ素子をアルミニウム製の外装ケ−ス内にゴム封口
体と共に組み込むとともに各リード端子はそれぞれゴム
封口体の透孔から外部に引き出された構造を有する。
【0003】コンデンサ素子の陽極として用いられるア
ルミニウム箔の表面には、耐電圧を有する絶縁体である
誘電体酸化皮膜が形成されている。この誘電体酸化皮膜
はAl23 からなり、優れた耐電圧を有するが、その
皮膜は非常に薄く劣化および破損しやすい。そのため、
このような構造を有する電解コンデンサにおいて、電解
液には誘電体酸化皮膜を修復する能力に優れたものが選
択されている。
【0004】例えば電解液はγ−ブチロラクトンまたは
エチレングリコ−ルなどを主溶媒とし、フタル酸または
マレイン酸などのカルボン酸を溶質として溶解したもの
が多く用いられている。電解液は電解コンデンサに電圧
を印加すると誘電体酸化皮膜の再化成を行ない、同誘電
体酸化皮膜の劣化部および欠損部を修復するとともに再
生を行なう。電解コンデンサを製造する場合、電解液の
誘電体酸化皮膜の修復能力を利用してエージングを行な
い、電解コンデンサを製造する際に破損した誘電体酸化
皮膜を修復している。
【0005】また、電解コンデンサをパーソナルコンピ
ュータやビデオカメラなどの電化製品に組み込んで使用
している場合、通電時には電解コンデンサに電圧が印加
されて常に同誘電体酸化皮膜の修復が行なわれ、何ら問
題が発生しない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、電解コンデン
サに電圧が印加されない状態で放置した場合、誘電体酸
化皮膜を電解液が修復することができない。そのため、
電解コンデンサに電圧が印加されない状態で長期間に渡
って放置した場合、誘電体酸化皮膜が劣化してしまって
いた。誘電体酸化皮膜が劣化すると同誘電体酸化皮膜に
亀裂などが生じ、電解コンデンサからの漏れ電流(L
C)の増大の原因となっていた。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、電解コンデン
サに電圧が印加されない状態で同電解コンデンサを長期
間に渡って放置しても漏れ電流の少ない電解コンデンサ
を得ることを目的としたものである。さらに詳しくは、
Al23 の結晶が緻密な誘電体酸化皮膜をエージング
工程時に形成できる電解液を得ることを目的としてい
る。具体的には、溶媒と溶質とからなる電解液に下記の
化5に示す構造式[1]を有するアミジン類またはその
塩を添加剤として添加したものである。
【0008】
【化5】
【0009】(式中、Xは芳香族カルボン酸を示し、R
は低級アルキル基を示す。式中Xの芳香族カルボン酸と
しては安息香酸、フタル酸、サリチル酸またはトルイル
酸などを例示することができる。式中Rの低級アルキル
基としてはメチル基、エチル基、プロピル基またはブチ
ル基などを例示することができる。)
【0010】
【発明の実施の形態】本発明に係る電解液の溶媒は主と
してメチルアルコール、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、エチレングリ
コール、プロピレングリコール、ヘキシレングリコー
ル、グリセリンまたはヘキシトールなどのアルコール
類、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、ジエチレングリコールモノメチル
グリコール、エチレングリコールフェニルエーテル、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またはジエチレングリコールジエ
チルエーテルなどのエーテル類、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
アミドまたはN,N−ジエチルホルムアミドなどのアミ
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またはN,N−ジエ
チルアセトアミドなどのアセトアミド類、N,N−ジメ
チルプロピオンアミドなどのプロピオンアミド類、ヘキ
サメチルホスホリルアミド類、N−メチル−2−オキサ
ゾリジノンまたは3,5−ジメチル−2−オキサゾリジ
ノンなどのオキサゾリジノン類、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、δ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトンまたはδ
−バレロラクトンなどのラクトン類、アセトニトリル、
アクリロニトリルなどのニトリル類、トルエン、キシレ
ンなどの芳香族溶剤、ノルマルパラフィン、イソパラフ
ィンなどのパラフィン系溶剤、ジメチルスルホキシド、
スルホラン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジンも
しくはN−メチルピオリドンなどが挙げられ、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、γ−ブチロラクトンまた
はエチレングリコールを主体とする溶媒である。
【0011】本発明に係る電解液の溶質としては無機酸
またはその塩もしくは有機酸またはその塩が使用でき
る。本発明に係る無機酸またはその塩としてはホウ酸ま
たはその塩もしくは硝酸またはその塩などが挙げられ
る。本発明に係る有機酸またはその塩としてはアゼライ
ン酸またはその塩、アジピン酸またはその塩、コハク酸
またはその塩、安息香酸またはその塩、セバシン酸また
はその塩、サリチル酸またはその塩、フタル酸またはそ
の塩、マレイン酸またはその塩、グルタル酸またはその
塩、デカンジカルボン酸またはその塩もしくはブチルオ
クタンニ酸またはその塩が挙げられる。そして、これら
の塩としてはアンモニウム塩、アミン塩または四級アン
モニウム塩が使用できる。これらのうちで好ましいのは
フタル酸のアンモニウム塩、アミン塩または四級アンモ
ニウム塩を主溶質として用いたものである。
【0012】本発明に係る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
アミンまたはジエチルメチルアミンなどが挙げられる。
本発明に係る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ま
たはジメチルジエチルアンモニウムなどが挙げられる。
【0013】本発明に係るアミジン類またはその塩とし
てはフタル酸アセトアミジン、安息香酸アセトアミジ
ン、サリチル酸アセトアミジンまたはトルイル酸アセト
アミジンなどが挙げられる。アミジン類またはその塩は
電解液中への添加量が5重量%〜25重量%の範囲であ
ることが好ましい。アミジン類またはその塩の電解液中
への添加量が5重量%未満であると緻密なAl23
結晶ができず、優れた誘電体酸化皮膜ができないために
電解コンデンサを長期間に渡って電圧を印加しないで放
置した場合、誘電体酸化皮膜が劣化してしまって電解コ
ンデンサからの漏れ電流が増大してしまう。逆にアミジ
ン類またはその塩の電解液中への添加量が25重量%を
超えると析出することがあるので好ましくない。
【0014】本発明に係る電解液においては、電解液の
化成性および電気伝導度などを向上させるために5重量
%以下の量の水を添加してもよい。5重量%を超える水
を添加するとコンデンサ箔を腐蝕させてしまうので好ま
しくない。
【0015】
【実施例】以下、本発明に係る電解液の組成例を従来例
(比較例)とともに説明する。なお、各例の電解液にお
いて、40℃での電導度(μS/cm)および85℃で
の火花発生電圧(V)をそれぞれ測定したので、それら
の各値を併せて示す。
【0016】<実施例1> ο−フタル酸テトラエチルアンモニウム 20重量% γ−ブチロラクトン 75重量% ο−フタル酸アセトアミジン 5重量% 電導度は15500μS/cm、火花発生電圧は45V
であった。
【0017】<比較例1> ο−フタル酸テトラエチルアンモニウム 25重量% γ−ブチロラクトン 75重量% 電導度は15000μS/cm、火花発生電圧は47V
であった。
【0018】<実施例2> ο−フタル酸トリエチルアミン 15重量% γ−ブチロラクトン 75重量% エチレングリコール 5重量% ο−フタル酸アセトアミジン 5重量% 電導度は8200μS/cm、火花発生電圧は78Vで
あった。
【0019】<比較例2> ο−フタル酸トリエチルアミン 20重量% γ−ブチロラクトン 70重量% エチレングリコール 10重量% 電導度は7900μS/cm、火花発生電圧は82Vで
あった。
【0020】<実施例3> ο−フタル酸テトラエチルアンモニウム 20重量% γ−ブチロラクトン 70重量% エチレングリコール 5重量% サリチル酸アセトアミジン 5重量% 電導度は10500μS/cm、火花発生電圧は68V
であった。
【0021】<比較例3> ο−フタル酸テトラエチルアンモニウム 20重量% γ−ブチロラクトン 70重量% エチレングリコール 10重量% 電導度は10000μS/cm、火花発生電圧は70V
であった。
【0022】<実施例4> ο−フタル酸テトラエチルアンモニウム 20重量% γ−ブチロラクトン 70重量% エチレングリコール 5重量% 安息香酸アセトアミジン 5重量% 電導度は10300μS/cm、火花発生電圧は65V
であった。
【0023】<比較例4> ο−フタル酸テトラエチルアンモニウム 20重量% γ−ブチロラクトン 70重量% エチレングリコール 10重量% 電導度は9800μS/cm、火花発生電圧は68Vで
あった。
【0024】<実施例5> ο−フタル酸テトラエチルアンモニウム 20重量% γ−ブチロラクトン 70重量% エチレングリコール 5重量% トルイル酸アセトアミジン 5重量% 電導度は10100μS/cm、火花発生電圧は64V
であった。
【0025】<比較例5> ο−フタル酸テトラエチルアンモニウム 20重量% γ−ブチロラクトン 70重量% エチレングリコール 10重量% 電導度は9700μS/cm、火花発生電圧は66Vで
あった。
【0026】次に、実施例1および比較例1の電解液を
使用して定格電圧16V、静電容量4700μFの電解
コンデンサをそれぞれ100個作製した。実施例2およ
び比較例2の電解液を使用して定格電圧63V、静電容
量1000μFの電解コンデンサをそれぞれ100個作
製した。作製した電解コンデンサの大きさは直径16m
mで高さは31.5mmである。また、実施例3ないし
実施例5および比較例3ないし比較例5の電解液を使用
して定格電圧50V、静電容量1000μFの電解コン
デンサをそれぞれ100個作製した。作製した電解コン
デンサの大きさは直径18mmで高さは25mmであ
る。
【0027】作製したこれらの電解コンデンサに誘電体
酸化皮膜の修復のために所定の電圧を一定の時間印加し
たエージング工程を行なった。エ−ジング後の電解コン
デンサの静電容量(μF)、tanδおよび漏れ電流
(μA)をそれぞれ測定した。表1に測定した電解コン
デンサの測定値の平均を示す。
【0028】さらに、これらの電解コンデンサを105
℃の雰囲気下において、1000時間放置した(高温貯
蔵試験)後に静電容量、tanδおよび漏れ電流をそれ
ぞれ測定した。表1に併せて示す。
【0029】
【表1】
【0030】表1から分かるように本発明の電解コンデ
ンサは、エージング後の初期においてそれぞれの比較例
の電解コンデンサと比較して漏れ電流が少ない。さらに
は高温貯蔵試験後においてそれぞれの比較例の電解コン
デンサと比較して漏れ電流が約半分と格段に少なく、誘
電体酸化皮膜の劣化が少ないことが分かる。これらのこ
とから誘電体酸化皮膜のAl23 の結晶がより緻密で
あることが推測できる。
【0031】
【発明の効果】上記のことから本発明に係る電解液は、
劣化の少ない誘電体酸化皮膜を形成することができる。
その結果、長期間に渡って電圧を印加しないで放置して
も漏れ電流の少ない優れた電解コンデンサを得ることが
できる。
フロントページの続き (72)発明者 清水 英夫 神奈川県藤沢市辻堂新町2丁目2番1号 エルナ−株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】溶媒と溶質とからなり、かつ下記の構造式
    [1]に示したアミジン類またはその塩を添加したこと
    を特徴とするアルミニウム電解コンデンサ駆動用電解
    液。 【化1】 (式中、Xは芳香族カルボン酸を示し、Rは低級アルキ
    ル基を示す。)
  2. 【請求項2】γ−ブチロラクトンを主溶媒とし、フタル
    酸のアンモニウム塩、アミン塩または四級アンモニウム
    塩を主溶質とし、かつ下記の構造式[1]に示したアミ
    ジン類またはその塩を添加したことを特徴とするアルミ
    ニウム電解コンデンサ駆動用電解液。 【化2】 (式中、Xは芳香族カルボン酸を示し、Rは低級アルキ
    ル基を示す。)
  3. 【請求項3】溶媒と溶質とからなり、かつ下記の構造式
    [1]に示したアミジン類またはその塩を添加したアル
    ミニウム電解コンデンサ駆動用電解液を用いたことを特
    徴とするアルミニウム電解コンデンサ。 【化3】 (式中、Xは芳香族カルボン酸を示し、Rは低級アルキ
    ル基を示す。)
  4. 【請求項4】γ−ブチロラクトンを主溶媒とし、フタル
    酸のアンモニウム塩、アミン塩または四級アンモニウム
    塩を主溶質とし、下記の構造式[1]に示したアミジン
    類またはその塩を添加したアルミニウム電解コンデンサ
    駆動用電解液を用いたことを特徴とするアルミニウム電
    解コンデンサ。 【化4】 (式中、Xは芳香族カルボン酸を示し、Rは低級アルキ
    ル基を示す。)
JP27665395A 1995-09-29 1995-09-29 アルミニウム電解コンデンサおよびその駆動用電解液 Pending JPH0997750A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114068189A (zh) * 2021-12-28 2022-02-18 肇庆绿宝石电子科技股份有限公司 一种片式铝电解电容器及其制备方法

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