JPH10233343A - アルミニウム電解コンデンサおよびアルミニウム電解コンデンサ駆動用電解液 - Google Patents
アルミニウム電解コンデンサおよびアルミニウム電解コンデンサ駆動用電解液Info
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- JPH10233343A JPH10233343A JP4960397A JP4960397A JPH10233343A JP H10233343 A JPH10233343 A JP H10233343A JP 4960397 A JP4960397 A JP 4960397A JP 4960397 A JP4960397 A JP 4960397A JP H10233343 A JPH10233343 A JP H10233343A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】電気伝導度および火花電圧が高く漏液のないア
ルミニウム電解コンデンサおよびアルミニウム電解コン
デンサ駆動用電解液を提供する。 【解決手段】芳香族または脂肪族カルボン酸の１，４，
５，６−テトラヒドロピリミジン塩を溶質とした電解コ
ンデンサ駆動用電解液とした。
ルミニウム電解コンデンサおよびアルミニウム電解コン
デンサ駆動用電解液を提供する。 【解決手段】芳香族または脂肪族カルボン酸の１，４，
５，６−テトラヒドロピリミジン塩を溶質とした電解コ
ンデンサ駆動用電解液とした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電解コンデンサ駆動用電
解液を使用したアルミニウム電解コンデンサに関するも
のである。
解液を使用したアルミニウム電解コンデンサに関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】アルミニウム電解コンデンサは、エッチ
ングされたアルミニウム箔の表面に電解酸化などによっ
て酸化被膜を形成したアルミニウム陽極箔とアルミニウ
ム陰極箔とをセパレー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を含浸し、これを有底
の金属ケ−ス内に入れ開口部を絶縁性の封口体で密封
し、陽極箔および陰極箔にそれぞれ固着された引出しリ
ードを、それぞれ封口体の貫通孔から外に引き出してな
る構造を有する。
ングされたアルミニウム箔の表面に電解酸化などによっ
て酸化被膜を形成したアルミニウム陽極箔とアルミニウ
ム陰極箔とをセパレー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を含浸し、これを有底
の金属ケ−ス内に入れ開口部を絶縁性の封口体で密封
し、陽極箔および陰極箔にそれぞれ固着された引出しリ
ードを、それぞれ封口体の貫通孔から外に引き出してな
る構造を有する。
【０００３】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）の駆動用電解液（以下、「電解
液」という）は、このような構造を有する電解コンデン
サの実質的に誘電体である電極箔（陽極箔）の酸化被膜
に接し、真の陰極として機能するとともに酸化被膜の修
復能力を有しており、通電中は常に酸化被膜の再生とい
う化学反応を起こして、コンデンサ特性を安定させてい
る。しかし長期間使用していたり、長期間保管した後に
使用すると酸化被膜の再生が不十分となり、コンデンサ
としての機能が低下してしまう。
解コンデンサ」という）の駆動用電解液（以下、「電解
液」という）は、このような構造を有する電解コンデン
サの実質的に誘電体である電極箔（陽極箔）の酸化被膜
に接し、真の陰極として機能するとともに酸化被膜の修
復能力を有しており、通電中は常に酸化被膜の再生とい
う化学反応を起こして、コンデンサ特性を安定させてい
る。しかし長期間使用していたり、長期間保管した後に
使用すると酸化被膜の再生が不十分となり、コンデンサ
としての機能が低下してしまう。
【０００４】そのために電解液の酸化被膜修復能力が、
電解コンデンサ自体の特性に直接影響を及ぼすことにな
る。したがって、高性能の電解コンデンサを得るには、
優れた酸化被膜修復能力を有した電解液を用いることが
不可欠の条件とされている。
電解コンデンサ自体の特性に直接影響を及ぼすことにな
る。したがって、高性能の電解コンデンサを得るには、
優れた酸化被膜修復能力を有した電解液を用いることが
不可欠の条件とされている。
【０００５】そこでその好適な電解液として、非プロト
ン溶媒を主溶媒とし、カルボン酸またはその塩を溶解し
たものがよく使用されている。特に、低圧用の電解コン
デンサにはγ−ブチロラクトンを主体とした溶媒に芳香
族カルボン酸の第４級アンモニウム塩や、第３級アミン
塩を溶質として溶解した電解液が多く使用されている。
ン溶媒を主溶媒とし、カルボン酸またはその塩を溶解し
たものがよく使用されている。特に、低圧用の電解コン
デンサにはγ−ブチロラクトンを主体とした溶媒に芳香
族カルボン酸の第４級アンモニウム塩や、第３級アミン
塩を溶質として溶解した電解液が多く使用されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、第３級
アミン塩や第４級アンモニウム塩を含有する電解液を使
用した電解コンデンサは火花電圧が低いという欠点があ
る。また第３級アミン塩を含む電解液は電気伝導度が低
く、第４級アンモニウム塩を含有する電解液より電気伝
導度において劣る。
アミン塩や第４級アンモニウム塩を含有する電解液を使
用した電解コンデンサは火花電圧が低いという欠点があ
る。また第３級アミン塩を含む電解液は電気伝導度が低
く、第４級アンモニウム塩を含有する電解液より電気伝
導度において劣る。
【０００７】さらに、第４級アンモニウム塩を含有する
電解液は電気伝導度は良いが、漏液が多いという欠点が
ある。すなわち第４級アンモニウム塩を含有する電解液
はブチルゴムなどの封口体を膨潤させたり、特に陰極箔
に固着されたリード線のタブ端子の近傍において電解液
のｐＨが強アルカリとなり、タブ端子を腐食させてゴム
封口体に穿設された透孔との嵌合が弱まり、ゴム封口体
とタブ端子の間から外部へ漏液しやすくなるという問題
点がある。
電解液は電気伝導度は良いが、漏液が多いという欠点が
ある。すなわち第４級アンモニウム塩を含有する電解液
はブチルゴムなどの封口体を膨潤させたり、特に陰極箔
に固着されたリード線のタブ端子の近傍において電解液
のｐＨが強アルカリとなり、タブ端子を腐食させてゴム
封口体に穿設された透孔との嵌合が弱まり、ゴム封口体
とタブ端子の間から外部へ漏液しやすくなるという問題
点がある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は上述した従来の
課題に鑑みなされたもので、電気伝導度および火花電圧
に優れ漏液のない信頼性の高いアルミニウム電解コンデ
ンサおよびアルミニウム電解コンデンサ駆動用電解液を
提供するものである。すなわち、本発明は芳香族または
脂肪族カルボン酸の１，４，５，６−テトラヒドロピリ
ミジン塩を溶質とした電解液を特徴とするものである。
課題に鑑みなされたもので、電気伝導度および火花電圧
に優れ漏液のない信頼性の高いアルミニウム電解コンデ
ンサおよびアルミニウム電解コンデンサ駆動用電解液を
提供するものである。すなわち、本発明は芳香族または
脂肪族カルボン酸の１，４，５，６−テトラヒドロピリ
ミジン塩を溶質とした電解液を特徴とするものである。
【０００９】本発明に用いられる芳香族カルボン酸はフ
タル酸、安息香酸、サリチル酸またはレゾルシル酸が好
ましいが、これに限定するものではない。
タル酸、安息香酸、サリチル酸またはレゾルシル酸が好
ましいが、これに限定するものではない。
【００１０】また、本発明に用いられる脂肪族カルボン
酸はマレイン酸、シトラコン酸、フマル酸またはマロン
酸が好ましいが、これに限定するものではない。
酸はマレイン酸、シトラコン酸、フマル酸またはマロン
酸が好ましいが、これに限定するものではない。
【００１１】本発明の電解液は溶媒として非プロトン溶
媒を用いるのが好ましく、非プロトン溶媒としてはβ−
ブチロラクトン、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラク
トン、δ−バレロラクトン、γ−カプロラクトン、ε−
カプロラクトン、γ−ヘプタラクトン、γ−ヒドロキシ
−ｎ−カプリル酸ラクトン、γ−ノナラクトン、δ−デ
カラクトン、γ−ウンデカラクトンなどのラクトン類が
挙げられるが、ラクトン類にのみに限定するものではな
い。
媒を用いるのが好ましく、非プロトン溶媒としてはβ−
ブチロラクトン、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラク
トン、δ−バレロラクトン、γ−カプロラクトン、ε−
カプロラクトン、γ−ヘプタラクトン、γ−ヒドロキシ
−ｎ−カプリル酸ラクトン、γ−ノナラクトン、δ−デ
カラクトン、γ−ウンデカラクトンなどのラクトン類が
挙げられるが、ラクトン類にのみに限定するものではな
い。
【００１２】また、本発明においては非プロトン溶媒に
他の溶媒を混合してもよい。この場合、混合する溶媒は
グリコール類が好ましく、エチレングリコール、エチレ
ングリコールモノアルキルエーテル、エチレングリコー
ルジアルキルエ−テル、プロピレングリコール、ジエチ
レングリコール、ジエチレングリコールモノアルキルエ
ーテル、ジエチレングリコールジアルキルエーテル、ポ
リエチレングリコール、グリセリンなどが挙げられる
が、本発明で混合される溶媒はグリコール類のみに限定
するものではない。
他の溶媒を混合してもよい。この場合、混合する溶媒は
グリコール類が好ましく、エチレングリコール、エチレ
ングリコールモノアルキルエーテル、エチレングリコー
ルジアルキルエ−テル、プロピレングリコール、ジエチ
レングリコール、ジエチレングリコールモノアルキルエ
ーテル、ジエチレングリコールジアルキルエーテル、ポ
リエチレングリコール、グリセリンなどが挙げられる
が、本発明で混合される溶媒はグリコール類のみに限定
するものではない。
【００１３】本発明に係る電解液において、ラクトン類
やグリコール類などの溶媒中におけるカルボン酸の１，
４，５，６−テトラヒドロピリミジン塩の含有量は、種
々に選択し得るが、飽和溶液の状態が最も電気伝導度が
高く好適である。カルボン酸の１，４，５，６−テトラ
ヒドロピリミジン塩の含有量は電解液中１〜６０重量
％、好ましくは１０〜４０重量％程度であり、６０重量
％を超えると溶解しなくなる。
やグリコール類などの溶媒中におけるカルボン酸の１，
４，５，６−テトラヒドロピリミジン塩の含有量は、種
々に選択し得るが、飽和溶液の状態が最も電気伝導度が
高く好適である。カルボン酸の１，４，５，６−テトラ
ヒドロピリミジン塩の含有量は電解液中１〜６０重量
％、好ましくは１０〜４０重量％程度であり、６０重量
％を超えると溶解しなくなる。
【００１４】本発明において、ラクトン類やグリコール
類をそれぞれ単独で用いることもできるが、混合して用
いる方が高い電気伝導度が得られやすい。ラクトン類と
グリコール類の混合割合は重量比２０対８０から９５対
５程度が採用される。
類をそれぞれ単独で用いることもできるが、混合して用
いる方が高い電気伝導度が得られやすい。ラクトン類と
グリコール類の混合割合は重量比２０対８０から９５対
５程度が採用される。
【００１５】本発明においては、本発明に係る電解液の
火花電圧を向上させるために硼酸、リン酸、タングステ
ン酸、ヘテロポリ酸などの無機酸またはその塩やマンニ
ット、ソルビットなどの多糖類を０．１〜１０重量％、
好ましくは０．１〜５重量％添加してもよい。
火花電圧を向上させるために硼酸、リン酸、タングステ
ン酸、ヘテロポリ酸などの無機酸またはその塩やマンニ
ット、ソルビットなどの多糖類を０．１〜１０重量％、
好ましくは０．１〜５重量％添加してもよい。
【００１６】さらに、電解コンデンサの初期の損失角の
正接（ｔａｎδ）を改善するために、本発明に係る電解
液にケトン類、ニトロ化合物またはその塩を０．１〜１
０重量％、好ましくは０．１〜５重量％を添加してもよ
い。
正接（ｔａｎδ）を改善するために、本発明に係る電解
液にケトン類、ニトロ化合物またはその塩を０．１〜１
０重量％、好ましくは０．１〜５重量％を添加してもよ
い。
【００１７】本発明に係る電解液のｐＨは必要に応じて
所望のｐＨ調整剤を添加することにより４〜１２、好ま
しくは５〜７に調整される。また、電解液中の水分の存
在はアルミニウム箔の腐食の原因などとなるので、出来
るだけ存在しない方が望ましいが、５重量％程度以下で
あれば特に不都合は生じない。
所望のｐＨ調整剤を添加することにより４〜１２、好ま
しくは５〜７に調整される。また、電解液中の水分の存
在はアルミニウム箔の腐食の原因などとなるので、出来
るだけ存在しない方が望ましいが、５重量％程度以下で
あれば特に不都合は生じない。
【００１８】
【実施例】実施例として下記のような組成の実施例１、
２の電解液を作製し、また比較例として下記の比較例１
〜４の電解液を作製した。
２の電解液を作製し、また比較例として下記の比較例１
〜４の電解液を作製した。
【００１９】 〈実施例１〉 フタル酸１，４，５，６−テトラヒドロピリミジン ２５重量％ γ−ブチロラクトン ５９．２重量％ エチレングリコール １４．８重量％ 水 １重量％
【００２０】 〈実施例２〉 マレイン酸１，４，５，６−テトラヒドロピリミジン ２５重量％ γ−ブチロラクトン ５９．２重量％ エチレングリコール １４．８重量％ ｐ−ニトロ安息香酸 ０．５重量％ 水 ０．５重量％
【００２１】 〈比較例１〉 フタル酸トリエチルアミン ２５重量％ γ−ブチロラクトン ５９．２重量％ エチレングリコール １４．８重量％ 水 １重量％
【００２２】 〈比較例２〉 フタル酸テトラメチルアンモニウム ２５重量％ γ−ブチロラクトン ５９．２重量％ エチレングリコール １４．８重量％ 水 １重量％
【００２３】 〈比較例３〉 マレイン酸トリエチルアミン ２５重量％ γ−ブチロラクトン ５９．２重量％ エチレングリコール １４．８重量％ ｐ−ニトロ安息香酸 ０．５重量％ 水 ０．５重量％
【００２４】 〈比較例４〉 マレイン酸テトラメチルアンモニウム ２５重量％ γ−ブチロラクトン ５９．２重量％ エチレングリコール １４．８重量％ 水 １重量％
【００２５】実施例１、２および比較例１〜４の電解液
の電気伝導度（μＳ／ｃｍ；液温４０℃にて）および火
花電圧（Ｖ；液温８５℃にて）を測定した。その結果を
表１に示す。
の電気伝導度（μＳ／ｃｍ；液温４０℃にて）および火
花電圧（Ｖ；液温８５℃にて）を測定した。その結果を
表１に示す。
【００２６】
【表１】
【００２７】この結果から、実施例１、２の電解液は比
較例１〜４の電解液に比べて、電気伝導度に優れ、火花
電圧が格段に高いことがわかる。
較例１〜４の電解液に比べて、電気伝導度に優れ、火花
電圧が格段に高いことがわかる。
【００２８】次に、実施例１、２の電解液と比較例１〜
４の電解液を用いて定格２５Ｖ１２０μＦ（製品サイ
ズ；直径６．３ｍｍ、軸長１１ｍｍ）の電解コンデンサ
を各々１００個作製し、１０５℃の温度下で貯蔵試験を
３０００時間実施し、試験前後における静電容量の変化
率を測定した。その平均値を表２に示す。
４の電解液を用いて定格２５Ｖ１２０μＦ（製品サイ
ズ；直径６．３ｍｍ、軸長１１ｍｍ）の電解コンデンサ
を各々１００個作製し、１０５℃の温度下で貯蔵試験を
３０００時間実施し、試験前後における静電容量の変化
率を測定した。その平均値を表２に示す。
【００２９】
【表２】
【００３０】この結果から、実施例１、２の電解液は比
較例１〜４の電解液に比べて、長時間の貯蔵試験後にお
いても静電容量変化率が少ないことがわかる。
較例１〜４の電解液に比べて、長時間の貯蔵試験後にお
いても静電容量変化率が少ないことがわかる。
【００３１】また、実施例１、２の電解液と比較例１〜
４の電解液を用いて定格１０Ｖ１００μＦ（製品サイ
ズ；直径６ｍｍ、軸長７ｍｍ）の電解コンデンサを各々
１００個作製し、温度８５℃、湿度８５％の下で貯蔵試
験を２０００時間実施し、試験後、各電解コンデンサの
漏液状態を目視検査で確認した。その結果を表３に示す
（数値は１００個中の漏液のあった個数を示す）。
４の電解液を用いて定格１０Ｖ１００μＦ（製品サイ
ズ；直径６ｍｍ、軸長７ｍｍ）の電解コンデンサを各々
１００個作製し、温度８５℃、湿度８５％の下で貯蔵試
験を２０００時間実施し、試験後、各電解コンデンサの
漏液状態を目視検査で確認した。その結果を表３に示す
（数値は１００個中の漏液のあった個数を示す）。
【００３２】
【表３】
【００３３】表３から、本発明の電解コンデンサでは、
漏液は比較例１、３と同じく発見されなかった。
漏液は比較例１、３と同じく発見されなかった。
【００３４】さらに、実施例１、２の電解液と比較例１
〜４の電解液を用いて定格１００Ｖ４７０μＦ（製品サ
イズ；直径１６ｍｍ、軸長３１．５ｍｍ）の電解コンデ
ンサの製品化を試みた。その結果比較例１〜４では火花
電圧不足で製品化できなかったが、実施例では製品化が
でき、実施例１の電解コンデンサの初期特性を測定した
ところ静電容量４７１．５μＦ、損失角の正接（ｔａｎ
δ）０．０３０、漏れ電流ＬＣ（１分値）８．５μＡで
あった。また実施例２の電解コンデンサの初期特性は静
電容量４７２．４μＦ、損失角の正接（ｔａｎδ）０．
０２６、漏れ電流ＬＣ（１分値）７．１μＡであった。
〜４の電解液を用いて定格１００Ｖ４７０μＦ（製品サ
イズ；直径１６ｍｍ、軸長３１．５ｍｍ）の電解コンデ
ンサの製品化を試みた。その結果比較例１〜４では火花
電圧不足で製品化できなかったが、実施例では製品化が
でき、実施例１の電解コンデンサの初期特性を測定した
ところ静電容量４７１．５μＦ、損失角の正接（ｔａｎ
δ）０．０３０、漏れ電流ＬＣ（１分値）８．５μＡで
あった。また実施例２の電解コンデンサの初期特性は静
電容量４７２．４μＦ、損失角の正接（ｔａｎδ）０．
０２６、漏れ電流ＬＣ（１分値）７．１μＡであった。
【００３５】
【発明の効果】本発明によれば、芳香族または脂肪族カ
ルボン酸の１，４，５，６−テトラヒドロピリミジン塩
を溶質としたことにより、電気伝導度に優れ、火花電圧
が高く、静電容量の経時変化が少なく、漏液のないアル
ミニウム電解コンデンサ駆動用電解液およびアルミニウ
ム電解コンデンサを得ることができる。
ルボン酸の１，４，５，６−テトラヒドロピリミジン塩
を溶質としたことにより、電気伝導度に優れ、火花電圧
が高く、静電容量の経時変化が少なく、漏液のないアル
ミニウム電解コンデンサ駆動用電解液およびアルミニウ
ム電解コンデンサを得ることができる。
Claims (6)
- 【請求項１】芳香族カルボン酸の１，４，５，６−テト
ラヒドロピリミジン塩を溶質と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。 - 【請求項２】脂肪族カルボン酸の１，４，５，６−テト
ラヒドロピリミジン塩を溶質と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。 - 【請求項３】溶媒として非プロトン溶媒を用いたことを
特徴とする請求項１または２に記載のアルミニウム電解
コンデンサ駆動用電解液。 - 【請求項４】芳香族カルボン酸の１，４，５，６−テト
ラヒドロピリミジン塩を溶質としたアルミニウム電解コ
ンデンサ駆動用電解液を使用することを特徴とするアル
ミニウム電解コンデンサ。 - 【請求項５】脂肪族カルボン酸の１，４，５，６−テト
ラヒドロピリミジン塩を溶質としたアルミニウム電解コ
ンデンサ駆動用電解液を使用することを特徴とするアル
ミニウム電解コンデンサ。 - 【請求項６】溶媒として非プロトン溶媒を用いたアルミ
ニウム電解コンデンサ駆動用電解液を使用することを特
徴とする請求項４または５に記載のアルミニウム電解コ
ンデンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4960397A JPH10233343A (ja) | 1997-02-19 | 1997-02-19 | アルミニウム電解コンデンサおよびアルミニウム電解コンデンサ駆動用電解液 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4960397A JPH10233343A (ja) | 1997-02-19 | 1997-02-19 | アルミニウム電解コンデンサおよびアルミニウム電解コンデンサ駆動用電解液 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10233343A true JPH10233343A (ja) | 1998-09-02 |
Family
ID=12835822
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4960397A Pending JPH10233343A (ja) | 1997-02-19 | 1997-02-19 | アルミニウム電解コンデンサおよびアルミニウム電解コンデンサ駆動用電解液 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10233343A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1394824A1 (en) | 2001-05-11 | 2004-03-03 | Mitsubishi Chemical Corporation | Electrolytic solution for electrolytic capacitor and electrolytic capacitor using it |
-
1997
- 1997-02-19 JP JP4960397A patent/JPH10233343A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1394824A1 (en) | 2001-05-11 | 2004-03-03 | Mitsubishi Chemical Corporation | Electrolytic solution for electrolytic capacitor and electrolytic capacitor using it |
| CN100394522C (zh) * | 2001-05-11 | 2008-06-11 | 三菱化学株式会社 | 电解电容器用电解液及使用该电解液的电解电容器 |
| US7460357B2 (en) | 2001-05-11 | 2008-12-02 | Mitsubishi Chemical Corporation | Electrolyte for electrolytic capacitor and electrolytic capacitor using the same |
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