JPH10256094A - 電解コンデンサ駆動用電解液 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 比抵抗が十分に小さく、高温でも安定であり
ながら、しかも、電解コンデンサ使用時に陰極近傍が強
アルカリ性にならず、強アルカリによる部材の劣化に起
因して駆動用電解液が漏れるという不具合を発生するこ
とのない、信頼性の高い電解コンデンサ駆動用電解液を
提供する。 【解決手段】 コンデンサ素子と共にケース内に封入さ
れる電解コンデンサ駆動用電解液において、下記の一般
式（１）で示される５−イミダゾロン類の塩を溶質とす
ることを特徴とする電解コンデンサ駆動用電解液。 【化３】 ただし、この式（１）中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の各々は、
水素と炭素数１〜３のアルキル基の中から選択される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電解コンデンサ駆
動用電解液に関する。

【０００２】

【従来の技術】アルミニウム電解コンデンサは、アルミ
電極箔を巻回してなるコンデンサ素子を、駆動用電解液
と共にケース内に封入して構成されている。このような
アルミニウム電解コンデンサのケースとしては、一般的
に上部開口型のケースが使用され、その上部開口はゴム
製の封口部材によって塞がれている。そして、ケース内
部に収納されたコンデンサ素子からの電極の引き出し
は、一般的に、ゴム製の封口部材を貫通するリベットに
コンデンサ素子の引出端子を接続することによって行わ
れており、リベットや引出端子はアルミニウムから構成
されている。

【０００３】また、このようなアルミニウム電解コンデ
ンサの駆動用電解液としては、従来、エチレングリコー
ルを主体とする溶媒に、有機カルボン酸及びホウ酸ある
いはその塩を溶解してなる電解液が用いられてきた。こ
れに対して、近年、電解コンデンサの低インピーダンス
化に伴い、駆動用電解液においても低抵抗化の要求か
ら、γ−ブチロラクトンを主体とする溶媒に、フタル酸
やマレイン酸などの有機カルボン酸の４級アンモニウム
塩を溶解した電解液が使用されている。このように、有
機カルボン酸の４級アンモニウム塩を溶質とする電解液
は、比抵抗が小さく、高温でも安定であるという利点を
持つ。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように、フタル酸やマレイン酸などの有機カルボン酸の
４級アンモニウム塩を溶質とする駆動用電解液を使用し
た場合には、電解コンデンサ使用時に陰極近傍の駆動用
電解液が強アルカリ性になる。そして、この場合には、
強アルカリ化した駆動用電解液によって、電解コンデン
サの開口部を封止しているゴム製の封口部材やそれに固
定されたアルミニウム製の引出端子、リベット等が劣化
し、ゴム製の封口部材の陰極部分から駆動用電解液が漏
れるという不具合を発生する可能性があり、信頼性の点
で問題がある。

【０００５】以上説明したように、従来の４級アンモニ
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
した場合には、比抵抗及び高温での安定性については優
れている反面、電解コンデンサ使用時に陰極近傍の駆動
用電解液が強アルカリ性になる結果、ゴム製の封口部材
の陰極部分から内部の駆動用電解液が外部に漏れるとい
う不具合を発生する可能性があり、信頼性の点で問題が
ある。

【０００６】本発明は、上記のような従来技術の課題を
解決するために提案されたものであり、その目的は、比
抵抗が十分に小さく、高温でも安定でありながら、しか
も、電解コンデンサ使用時に陰極近傍が強アルカリ性に
ならず、強アルカリによる部材の劣化に起因して駆動用
電解液が漏れるという不具合を発生することのない、信
頼性の高い電解コンデンサ駆動用電解液を提供すること
である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明による電解コンデ
ンサ駆動用電解液は、従来の４級アンモニウム塩の代わ
りに、５−イミダゾロン類の塩を溶質とするものであ
る。すなわち、請求項１記載の電解コンデンサ駆動用電
解液は、下記の一般式（１）で示される５−イミダゾロ
ン類の塩を溶質とすることを特徴としている。

【０００８】

【化２】

【０００９】ただし、この式（１）中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ
３の各々は、水素と炭素数１〜３のアルキル基の中から
選択される。

【００１０】このような一般式（１）で示される５−イ
ミダゾロン類の塩を溶質とする駆動用電解液は、４級ア
ンモニウム塩を溶質とする場合と同様に、比抵抗が十分
に小さく、高温でも安定である。その上、５−イミダゾ
ロン類の塩を溶質とする駆動用電解液は、４級アンモニ
ウム塩を溶質とする場合とは異なり、電解コンデンサ使
用時に陰極近傍が強アルカリ性にならないため、ゴム製
の封口部材やアルミニウム製の引出端子、リベット等を
劣化させることがない。そのため、これらの部材の劣化
に起因して駆動用電解液が漏れるという不具合の発生を
防止できる。

【００１１】また、請求項１記載の電解コンデンサ駆動
用電解液において使用される５−イミダゾロン類は、具
体的には、請求項２記載の５−イミダゾロン類のグルー
プの中から選択された１種もしくは２種以上である。す
なわち、この５−イミダゾロン類のグループは、５−イ
ミダゾロン、２−メチル−５−イミダゾロン、３−メチ
ル−５−イミダゾロン、５−メチル−５−イミダゾロ
ン、２，３−ジメチル−５−イミダゾロン、２，５−ジ
メチル−５−イミダゾロン、３，５−ジメチル−５−イ
ミダゾロン、２，３，５−トリメチル−５−イミダゾロ
ン、３−エチル−５−イミダゾロン、３−プロピル−５
−イミダゾロンからなるグループである。

【００１２】さらに、請求項１又は２記載の電解コンデ
ンサ駆動用電解液においては、５−イミダゾロン類の塩
を任意に選択可能であるが、特に、請求項３記載のよう
に、フタル酸やマレイン酸等の有機カルボン酸の塩を用
いることが望ましい。

【００１３】一方、請求項１〜３までのいずれか一つに
記載の電解コンデンサ駆動用電解液においては、任意の
溶媒を使用可能であるが、特に、請求項４記載のよう
に、γ−ブチロラクトンとエチレングリコールの中から
選択された１種もしくは２種の材料を主体とする溶媒を
使用することが望ましい。

【００１４】

【実施例】以下には、本発明による電解コンデンサ駆動
用電解液の実施例について説明する。まず、表１は、本
発明に係る５−イミダゾロン類の塩を溶質とする駆動用
電解液の実施例１〜１０と、従来技術に係る４級アンモ
ニウム塩を溶質とする駆動用電解液の従来例１、２の組
成を示している。

【００１５】

【表１】

【００１６】次に、表２は、以上のような従来例１、２
の各駆動用電解液と本発明に係る実施例１〜１０の各駆
動用電解液について、２５℃での比抵抗及び火花発生電
圧を調べた試験結果を示している。また、表２において
は、従来例１、２の各駆動用電解液と本発明に係る実施
例１〜１０の各駆動用電解液を使用して製作した各２０
個の同定格のアルミニウム電解コンデンサ（２５Ｖ−１
０００μＦ）に対して、密閉容器中で同一条件の高温負
荷試験（１０５℃ ２０００時間）を行い、封口部の液
漏れを観察した結果についても示している。

【００１７】

【表２】

【００１８】この表２から明らかなように、本発明に係
る実施例１〜１０の各駆動用電解液においては、比抵抗
に関しては従来例１、２の各駆動用電解液と同程度に十
分に小さくなっており、火花発生電圧に関しては従来例
１、２よりも高くなっている。すなわち、従来例１、２
の比抵抗が９５〜１０５Ωｃｍであるのに対し、本発明
に係る実施例１〜１０の比抵抗は、９０〜１０５Ωｃｍ
であり、従来例と同程度あるいはそれ以下まで十分に小
さくなっている。そして、従来例１、２の火花発生電圧
が８０〜１１０Ｖであるのに対し、本発明に係る実施例
１〜１０の火花発生電圧は、１１０〜１４５Ｖであり、
従来例１、２よりも明らかに高くなっている。

【００１９】また、密閉容器中での高温負荷試験に関し
ては、従来例１、２の各駆動用電解液を用いたアルミニ
ウム電解コンデンサにおいては、２０個中１５個又は１
６個と、半数以上が液漏れを発生している。これに対し
て、本発明に係る実施例１〜１０の各駆動用電解液を用
いたアルミニウム電解コンデンサにおいては、液漏れは
皆無である。

【００２０】そしてこのように、本発明に係る駆動用電
解液を使用した場合に、液漏れを防止できるのは、次の
ような理由によるものと考えられる。すなわち、実施例
１〜１０の各駆動用電解液がいずれも５−イミダゾロン
類の塩を溶質としているために、４級アンモニウム塩を
溶質とする従来例１、２の各駆動用電解液を用いた場合
とは異なり、電解コンデンサ使用時に陰極近傍が強アル
カリ性にならないため、ゴム製の封口部材やアルミニウ
ム製の引出端子、リベット等を劣化させることがない。

【００２１】以上のように、本発明に係る実施例１〜１
０の各駆動用電解液は、駆動用電解液が漏れるという不
具合の発生を防止でき、従来例１、２の各駆動用電解液
に比べて、信頼性が極めて高くなっている。

【００２２】なお、本発明は、前記実施例１〜１０に限
定されるものではなく、電解液の具体的な組成は、本発
明の範囲内で適宜選択可能である。例えば、前記実施例
１〜１０においては、請求項２記載の５−イミダゾロン
類のグループの中から選択された１種のみを使用した
が、２種以上を使用することも可能であり、その場合に
も同様に優れた効果が得られるものである。

【００２３】また、前記実施例１〜１０においては、フ
タル酸の塩とマレイン酸の塩のいずれか一方のみを使用
した場合について説明したが、フタル酸の塩とマレイン
酸の塩の両方を使用することも同様に可能であり、その
場合にも同様に優れた効果が得られるものである。さら
に、５−イミダゾロン類の塩は任意に選択可能である
が、通常は、前記実施例１〜１０のように、フタル酸や
マレイン酸等の有機カルボン酸の塩を用いることが望ま
しい。

【００２４】そしてまた、前記実施例１〜１０において
は、溶媒として、γ−ブチロラクトンのみを使用した場
合及びγ−ブチロラクトンとエチレングリコールの両方
を使用した場合について説明したが、溶媒としてエチレ
ングリコールのみを使用することや、さらに、γ−ブチ
ロラクトンやエチレングリコール以外の材料を使用する
ことも可能である。しかしながら、基本的には、前記実
施例１〜１０のように、γ−ブチロラクトンとエチレン
グリコールの中から選択された１種もしくは２種の材料
を主体とする溶媒を使用することが望ましい。

【００２５】一方、前記実施例１〜１０においては、定
格が２５Ｖ−１０００μＦのアルミニウム電解コンデン
サに適用した場合について説明したが、本発明の駆動用
電解液は、各種の定格の各種の電解コンデンサに同様に
適用可能であり、いずれの場合においても、前記実施例
１〜１０と同様に、優れた効果が得られるものである。

【００２６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、従
来の４級アンモニウム塩の代わりに、５−イミダゾロン
類の塩を溶質とすることにより、比抵抗が十分に小さ
く、高温でも安定でありながら、しかも、電解コンデン
サ使用時に陰極近傍が強アルカリ性にならず、強アルカ
リによる部材の劣化に起因して駆動用電解液が漏れると
いう不具合を発生することのない、信頼性の高い電解コ
ンデンサ駆動用電解液を提供することができる。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンデンサ素子と共にケース内に封入さ
   れる電解コンデンサ駆動用電解液において、 下記の一般式（１）で示される５−イミダゾロン類の塩
   を溶質とすることを特徴とする電解コンデンサ駆動用電
   解液。 【化１】 ただし、この式（１）中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の各々は、
   水素と炭素数１〜３のアルキル基の中から選択される。
2. 【請求項２】 前記５−イミダゾロン類が、５−イミダ
   ゾロン、２−メチル−５−イミダゾロン、３−メチル−
   ５−イミダゾロン、５−メチル−５−イミダゾロン、
   ２，３−ジメチル−５−イミダゾロン、２，５−ジメチ
   ル−５−イミダゾロン、３，５−ジメチル−５−イミダ
   ゾロン、２，３，５−トリメチル−５−イミダゾロン、
   ３−エチル−５−イミダゾロン、３−プロピル−５−イ
   ミダゾロンの中から選択された１種もしくは２種以上で
   あることを特徴とする請求項１記載の電解コンデンサ駆
   動用電解液。
3. 【請求項３】 前記５−イミダゾロン類の塩が、有機カ
   ルボン酸の塩であることを特徴とする請求項１又は２記
   載の電解コンデンサ駆動用電解液。
4. 【請求項４】 溶媒が、γ−ブチロラクトンとエチレン
   グリコールの中から選択された１種もしくは２種の材料
   を主体とする溶媒であることを特徴とする請求項１から
   ３までのいずれか一つに記載の電解コンデンサ駆動用電
   解液。