JPH10321478A - Electrolyte for electrolytic capacitor - Google Patents
Electrolyte for electrolytic capacitorInfo
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- JPH10321478A JPH10321478A JP9144744A JP14474497A JPH10321478A JP H10321478 A JPH10321478 A JP H10321478A JP 9144744 A JP9144744 A JP 9144744A JP 14474497 A JP14474497 A JP 14474497A JP H10321478 A JPH10321478 A JP H10321478A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電解コンデンサ用
電解液に関し、更に詳しくは中高圧用の電解液に関する
ものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrolytic solution for electrolytic capacitors, and more particularly to an electrolytic solution for medium and high pressures.
【0002】[0002]
【従来の技術】電解コンデンサ用電解液は、アルミニウ
ムまたはタンタルなどの表面に絶縁性の酸化皮膜が形成
された弁金属を陽極電極に使用し、前記酸化皮膜層を誘
電体とし、この酸化皮膜層の表面に電解質層となる電解
液を接触させ、さらに通常陰極と称する集電用の電極を
配置して構成されている。2. Description of the Related Art An electrolytic solution for an electrolytic capacitor uses a valve metal having an insulating oxide film formed on the surface such as aluminum or tantalum for an anode electrode, and uses the oxide film layer as a dielectric material. An electrolyte for forming an electrolyte layer is brought into contact with the surface of the substrate, and a current collecting electrode usually called a cathode is arranged.
【0003】電解コンデンサ用電解液は、上述のように
誘電体層に直接に接触し、真の陰極として作用する。即
ち、電解液は電解コンデンサの誘電体と集電陰極との間
に介在して、電解液の抵抗分が電解コンデンサに直列に
挿入されていることになる。故に、その電解液の特性が
電解コンデンサ特性を左右する大きな要因となる。As described above, the electrolytic solution for an electrolytic capacitor directly contacts the dielectric layer and acts as a true cathode. That is, the electrolytic solution is interposed between the dielectric of the electrolytic capacitor and the collector cathode, and the resistance of the electrolytic solution is inserted in series with the electrolytic capacitor. Therefore, the characteristics of the electrolytic solution are a major factor affecting the characteristics of the electrolytic capacitor.
【0004】電解コンデンサの従来技術においては、中
高圧用の電解液として、火花電圧が比較的高く得られる
ことから、エチレングリコールからなる溶媒にほう酸ま
たはほう酸アンモニウムを溶質として溶解した電解液が
用いられていた。しかしながら、このような電解液にお
いては、電導率が低く、さらにエチレングリコールとほ
う酸のエステル化により多量の水が生成するため、10
0℃以上では水の蒸発によって内圧が上昇し、また電極
であるアルミニウムと反応しやすくなるという問題も発
生し、高温での使用に適さなかった。In the prior art of electrolytic capacitors, since a relatively high spark voltage can be obtained as an electrolytic solution for medium and high pressures, an electrolytic solution in which boric acid or ammonium borate is dissolved as a solute in a solvent composed of ethylene glycol is used. I was However, such an electrolytic solution has a low electric conductivity and a large amount of water is generated by esterification of ethylene glycol and boric acid.
If the temperature is 0 ° C. or higher, the internal pressure increases due to the evaporation of water, and there is a problem in that the internal pressure easily reacts with aluminum as an electrode.
【0005】このような欠点を解決するために、セバシ
ン酸、やアゼライン酸等の有機ジカルボン酸が用いられ
ることもあるが、これらは溶解性が低いため、低温にお
いて結晶が析出しやすくコンデンサの低温特性を劣化さ
せるという欠点を免れ得なかった。さらに、特公昭60
−13296号公報に示されているようにブチルオクタ
ン二酸を溶質として用いる例や特公昭63−15738
号公報に示されているように5,6−デカンジカルボン
酸を溶質として用いた例がある。これらの二塩基酸ある
いはその塩を用いた電解液では、火花電圧および電導度
が高く、しかもエステル化が非常に遅く水の生成が少な
いので高温での安定性を得ることができる。In order to solve such a drawback, organic dicarboxylic acids such as sebacic acid and azelaic acid are sometimes used. However, since these compounds have low solubility, crystals are easily precipitated at low temperatures and low temperatures of capacitors. The disadvantage of deteriorating the characteristics could not be avoided. Furthermore, Tokiko Sho 60
As disclosed in JP-A-13-13296, an example using butyloctane diacid as a solute or JP-B-63-15538.
There is an example in which 5,6-decanedicarboxylic acid is used as a solute as shown in Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H11-209,878. Electrolyte solutions using these dibasic acids or salts thereof have high sparking voltage and conductivity, are very slow in esterification, and generate little water, so that high-temperature stability can be obtained.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
中高圧用電解コンデンサが使用されるインバーターの動
作速度の高周波化などが進み、さらに火花電圧および電
導度が高く、かつ高温での安定性のある、信頼性の高い
電解液が求められている。However, in recent years,
The operating speed of an inverter using a medium-to-high voltage electrolytic capacitor has been increased to a higher frequency, and furthermore, a highly reliable electrolytic solution having a high spark voltage and a high electrical conductivity, and being stable at a high temperature has been demanded.
【0007】本発明は、分子数の大きい脂肪族飽和ジカ
ルボン酸を用いれば火花電圧が高くなることに着目し、
特定の脂肪族飽和ジカルボン酸を電解質に用いれば、火
花電圧および電導度が高く、かつ高温で安定な電解液が
得られるということを見出したもので、火花電圧および
電導度が高く、かつ高温での安定性のある中高圧用の電
解液を提供することをその目的とする。The present invention focuses on the fact that the use of an aliphatic saturated dicarboxylic acid having a large number of molecules increases the spark voltage.
It has been found that if a specific aliphatic saturated dicarboxylic acid is used for the electrolyte, the spark voltage and the conductivity are high, and a stable electrolytic solution can be obtained at a high temperature.The spark voltage and the conductivity are high and the It is an object of the present invention to provide an electrolyte solution for medium and high pressure which is stable.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の電解コンデンサ用電解液は、有機極性溶媒を
主体とする溶媒中に、一般式:In order to solve the above-mentioned problems, an electrolytic solution for an electrolytic capacitor of the present invention comprises a solvent mainly composed of an organic polar solvent represented by a general formula:
【0009】[0009]
【化2】 (式中、Rは炭素数1〜8のアルキル基である。)で示
される総炭素数10〜17の脂肪族飽和ジカルボン酸化
合物またはその塩を溶解することを、特徴とする。さら
に、脂肪族飽和ジカルボン酸化合物(化2)のRのアル
キル基が炭素数3以上のアルキル基であることを特徴と
する。Embedded image (Wherein, R is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms), and is characterized by dissolving an aliphatic saturated dicarboxylic acid compound having 10 to 17 carbon atoms represented by the following formula or a salt thereof. Further, the alkyl group of R in the aliphatic saturated dicarboxylic acid compound (formula 2) is an alkyl group having 3 or more carbon atoms.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】本発明の、脂肪族飽和ジカルボン
酸の例としては、1,1,3,4−テトラメチル−1,
4−ブタンジカルボン酸、1,1,3−トリメチル−4
−エチル−1,4−ブタンジカルボン酸 、1,1,3
−トリメチル−4−プロピル−1,4−ブタンジカルボ
ン酸、1,1,3−トリメチル−4−ブチル−1,4−
ブタンジカルボン酸、1,1,3−トリメチル−4−ペ
ンチル−1,4−ブタンジカルボン酸、1,1,3−ト
リメチル−4−ヘキシル−1,4−ブタンジカルボン
酸、1,1,3−トリメチル−4−ヘプチル−1,4−
ブタンジカルボン酸、1,1,3−トリメチル−4−オ
クチル−1,4−ブタンジカルボン酸、が挙げられる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Examples of the aliphatic saturated dicarboxylic acid of the present invention include 1,1,3,4-tetramethyl-1,
4-butanedicarboxylic acid, 1,1,3-trimethyl-4
-Ethyl-1,4-butanedicarboxylic acid, 1,1,3
-Trimethyl-4-propyl-1,4-butanedicarboxylic acid, 1,1,3-trimethyl-4-butyl-1,4-
Butanedicarboxylic acid, 1,1,3-trimethyl-4-pentyl-1,4-butanedicarboxylic acid, 1,1,3-trimethyl-4-hexyl-1,4-butanedicarboxylic acid, 1,1,3- Trimethyl-4-heptyl-1,4-
Butanedicarboxylic acid and 1,1,3-trimethyl-4-octyl-1,4-butanedicarboxylic acid.
【0011】一般に、電解コンデンサの電解液に用いら
れる有機カルボン酸の総炭素数が大きくなると、一定の
濃度に対しては火花電圧は大きくなるが、それにともな
って電導度は小さくなる。さらに、溶解性も小さくなる
ので、濃度を高めて電導度を高めるということができな
くなる。In general, when the total number of carbon atoms of the organic carboxylic acid used in the electrolytic solution of the electrolytic capacitor increases, the spark voltage increases for a certain concentration, but the electrical conductivity decreases accordingly. Furthermore, since the solubility is reduced, it is not possible to increase the concentration to increase the electric conductivity.
【0012】しかしながら、本願発明の(化2)で示さ
れる脂肪族飽和ジカルボン酸は、(化2)に示す位置に
側鎖としてアルキル基を有している。そのことによっ
て、溶解性が向上するので、濃度を高めることによって
高電導性が得ることができ、さらにその際に火花電圧が
低下することがない。また、濃度を高めることによって
耐塩素性も向上する。However, the aliphatic saturated dicarboxylic acid represented by the formula (2) of the present invention has an alkyl group as a side chain at the position represented by the formula (2). As a result, the solubility is improved, so that high conductivity can be obtained by increasing the concentration, and at that time, the spark voltage does not decrease. In addition, increasing the concentration also improves the chlorine resistance.
【0013】また、このようなカルボキシル基を有する
有機酸においては、エチレングリコール等の水酸基を有
する溶媒を用いた場合に、通常高温保存中にカルボキシ
ル基と水酸基によるエステル化反応が進行し、電導度が
低下するという現象がある。In the case of using a solvent having a hydroxyl group, such as ethylene glycol, in such an organic acid having a carboxyl group, the esterification reaction between the carboxyl group and the hydroxyl group usually proceeds during storage at a high temperature, and the conductivity is increased. Is reduced.
【0014】しかしながら、本発明の(化2)に示す脂
肪族飽和ジカルボン酸においては、一方のカルボキシル
基に結合している炭素原子にメチル基が2つ結合してお
り、加えて、他方のカルボキシル基に結合している炭素
原子にはアルキル基Rが結合しているので、これらのメ
チル基およびアルキル基の立体障害によってカルボキシ
ル基と水酸基との反応性が低減する。このことによっ
て、エチレングリコール等の水酸基を有する溶媒を用い
た場合にも、カルボキシル基と水酸基によるエステル化
反応がおこりにくくなり、高温保存中の電導度の低下を
抑制することができる。したがって、この電解液を用い
た電解コンデンサにおいては、高温保存後のtanδの
上昇を抑制することができる。However, in the aliphatic saturated dicarboxylic acid represented by the chemical formula (2) of the present invention, two methyl groups are bonded to a carbon atom bonded to one carboxyl group, and in addition, the other Since the alkyl group R is bonded to the carbon atom bonded to the group, the reactivity between the carboxyl group and the hydroxyl group is reduced due to the steric hindrance of the methyl group and the alkyl group. As a result, even when a solvent having a hydroxyl group such as ethylene glycol is used, the esterification reaction between the carboxyl group and the hydroxyl group is less likely to occur, and a decrease in conductivity during high-temperature storage can be suppressed. Therefore, in an electrolytic capacitor using this electrolytic solution, an increase in tan δ after storage at a high temperature can be suppressed.
【0015】この際に、アルキル基が結合している炭素
原子には、水素原子が結合しているので、カルボキシル
基の解離度が低減せず、高電導度を保つことができる。
ここで、この水素原子がアルキル基である場合には、電
導度が低下してしまう。また、アルキル基が水素原子で
あるトリメチルアジピン酸の場合は、火花電圧が低く、
さらに、高温保存後のtanδの上昇を抑制する効果が
少ない。以上のように、本願発明の(化2)に示す脂肪
族飽和カルボン酸においては、前述したような分子構造
が作用して、高電導度が維持されたまま、高温保存中の
電導度の低下の抑制がなされているものと推測される。At this time, since a hydrogen atom is bonded to the carbon atom to which the alkyl group is bonded, the degree of dissociation of the carboxyl group is not reduced, and high conductivity can be maintained.
Here, when this hydrogen atom is an alkyl group, the electric conductivity decreases. In the case of trimethyladipic acid, in which the alkyl group is a hydrogen atom, the spark voltage is low,
Furthermore, the effect of suppressing an increase in tan δ after high-temperature storage is small. As described above, in the aliphatic saturated carboxylic acid represented by the chemical formula (2) of the present invention, the molecular structure as described above acts to reduce the conductivity during high-temperature storage while maintaining the high conductivity. It is presumed that the suppression of the above has been performed.
【0016】また、Rのアルキル基が炭素数3以上のア
ルキル基の場合は、さらに高温保存後のtanδの上昇
を抑制することができる。これは、このアルキル基が、
カルボキシル基の解離度を維持したまま、カルボキシル
基と水酸基によるエステル化反応を抑制していることに
よるものと思われる。When the alkyl group of R is an alkyl group having 3 or more carbon atoms, the increase in tan δ after high-temperature storage can be further suppressed. This means that this alkyl group
This is probably because the esterification reaction between the carboxyl group and the hydroxyl group was suppressed while maintaining the degree of dissociation of the carboxyl group.
【0017】本発明の脂肪族飽和ジカルボン酸の総炭素
数は10〜17である。本発明の脂肪族飽和ジカルボン
酸においては、総炭素数が10より小さいと火花電圧が
低下する傾向があり、総炭素数が17を越えると濃度を
高めても電導度がそれほど高くならない。The total number of carbon atoms of the aliphatic saturated dicarboxylic acid of the present invention is 10 to 17. In the aliphatic saturated dicarboxylic acid of the present invention, if the total number of carbon atoms is less than 10, the spark voltage tends to decrease, and if the total number of carbon atoms exceeds 17, the conductivity does not increase so much even if the concentration is increased.
【0018】本発明の脂肪族飽和ジカルボン酸塩として
は、脂肪族飽和ジカルボン酸のアンモニウム塩、アミン
塩、4級アンモニウム塩および環状アミジン化合物の四
級塩が挙げられる。アミン塩を構成するアミンとしては
1級アミン(メチルアミン、エチルアミン、プロピルア
ミン、ブチルアミン、エチレンジアミン等)、2級アミ
ン(ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミ
ン、メチルエチルアミン、ジフェニルアミン等)、3級
アミン(トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプ
ロピルアミン、トリフェニルアミン、1,8−ジアザビ
シクロ(5,4,0)−ウンデセン−7等)が挙げられ
る。第4級アンモニウム塩を構成する第4級アンモニウ
ムとしてはテトラアルキルアンモニウム(テトラメチル
アンモニウム、テトラエチルアンモニウム、テトラプロ
ピルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、メチル
トリエチルアンモニウム、ジメチルジエチルアンモニウ
ム等)、ピリジウム(1−メチルピリジウム、1−エチ
ルピリジウム、1,3−ジエチルピリジウム等)が挙げ
られる。また、環状アミジン化合物の四級塩を構成する
カチオンとしては、以下の化合物を四級化したカチオン
が挙げられる。すなわち、イミダゾール単環化合物(1
−メチルイミダゾール、1,2−ジメチルイミダゾー
ル、1,4−ジメチル−2−エチルイミダゾール、1−
フェニルイミダゾール等のイミダゾール同族体、1−メ
チル−2−オキシメチルイミダゾール、1−メチル−2
−オキシエチルイミダゾール等のオキシアルキル誘導
体、1−メチル−4(5)−ニトロイミダゾール、1,
2−ジメチル−4(5)−ニトロイミダゾール等のニト
ロおよびアミノ誘導体)、ベンゾイミダゾール(1−メ
チルベンゾイミダゾール、1−メチル−2−ベンジルベ
ンゾイミダゾール等)、2−イミダゾリン環を有する化
合物(1−メチルイミダゾリン、1,2−ジメチルイミ
ダゾリン、1,2,4−トリメチルイミダゾリン、1,
4−ジメチル−2−エチルイミダゾリン、1−メチル−
2−フェニルイミダゾリン等)、テトラヒドロピリミジ
ン環を有する化合物(1−メチル−1,4,5,6−テ
トラヒドロピリミジン、1,2−ジメチル−1,4,
5,6−テトラヒドロピリミジン、1,8−ジアザビシ
クロ〔5.4.0〕ウンデセン−7、1,5−ジアザビ
シクロ〔4.3.0〕ノネン等)等である。これらのう
ちで好ましいものはアンモニウム塩である。The aliphatic saturated dicarboxylic acid salt of the present invention includes ammonium salts, amine salts, quaternary ammonium salts and quaternary salts of cyclic amidine compounds of aliphatic saturated dicarboxylic acids. Examples of the amine constituting the amine salt include primary amines (methylamine, ethylamine, propylamine, butylamine, ethylenediamine, etc.), secondary amines (dimethylamine, diethylamine, dipropylamine, methylethylamine, diphenylamine, etc.), tertiary amines ( Trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, triphenylamine, 1,8-diazabicyclo (5,4,0) -undecene-7). As the quaternary ammonium constituting the quaternary ammonium salt, tetraalkylammonium (tetramethylammonium, tetraethylammonium, tetrapropylammonium, tetrabutylammonium, methyltriethylammonium, dimethyldiethylammonium, etc.), pyridium (1-methylpyridium) , 1-ethylpyridium, 1,3-diethylpyridium, etc.). In addition, examples of the cation constituting the quaternary salt of the cyclic amidine compound include cations obtained by quaternizing the following compounds. That is, the imidazole monocyclic compound (1
-Methylimidazole, 1,2-dimethylimidazole, 1,4-dimethyl-2-ethylimidazole, 1-
Imidazole homologs such as phenylimidazole, 1-methyl-2-oxymethylimidazole, 1-methyl-2
Oxyalkyl derivatives such as -oxyethylimidazole, 1-methyl-4 (5) -nitroimidazole,
Nitro and amino derivatives such as 2-dimethyl-4 (5) -nitroimidazole, benzimidazole (such as 1-methylbenzimidazole and 1-methyl-2-benzylbenzimidazole), and compounds having a 2-imidazoline ring (1- Methylimidazoline, 1,2-dimethylimidazoline, 1,2,4-trimethylimidazoline, 1,
4-dimethyl-2-ethylimidazoline, 1-methyl-
2-phenylimidazoline, etc.), compounds having a tetrahydropyrimidine ring (1-methyl-1,4,5,6-tetrahydropyrimidine, 1,2-dimethyl-1,4,4)
5,6-tetrahydropyrimidine, 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undecene-7, 1,5-diazabicyclo [4.3.0] nonene, and the like. Of these, ammonium salts are preferred.
【0019】有機極性溶媒はプロトン性極性溶媒のグリ
コール類を主として組み合わせた溶媒が一般的である
が、非プロトン性極性溶媒も用いることができる。プロ
トン性の有機極性溶媒としては、一価アルコール類(エ
タノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、
ヘキサノール、シクロブタノール、シクロペンタノー
ル、シクロヘキサノール、ベンジルアルコール等)、多
価アルコール類およびオキシアルコール化合物類(エチ
レングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、
メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、メトキシプロピ
レングリコール、ジメトキシプロパノール等)などが挙
げられる。非プロトン性の有機極性溶媒としては、アミ
ド系(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、N,N−ジエチル
ホルムアミド、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、N,N−
ジエチルアセトアミド、ヘキサメチルホスホリックアミ
ド等)、ラクトン類、環状アミド系(γ−ブチロラクト
ン、N−メチル−2−ピロリドン、エチレンカルボネイ
ト、プロピレン−カルボネート、イソブチレンカルボネ
ート、イソブチレンカルボネート等)、ニトリル系(ア
セトニトリル等)、オキシド系(ジメチルスルホキシド
等)などが代表として挙げられる。The organic polar solvent is generally a solvent mainly comprising glycols of a protic polar solvent, but an aprotic polar solvent can also be used. Protic organic polar solvents include monohydric alcohols (ethanol, propanol, butanol, pentanol,
Hexanol, cyclobutanol, cyclopentanol, cyclohexanol, benzyl alcohol, etc.), polyhydric alcohols and oxy alcohol compounds (ethylene glycol, propylene glycol, glycerin,
Methylcellosolve, ethyl cellosolve, methoxypropylene glycol, dimethoxypropanol, etc.). Examples of aprotic organic polar solvents include amides (N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, N-ethylformamide, N, N-diethylformamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, -Ethylacetamide, N, N-
Diethylacetamide, hexamethylphosphoric amide, etc.), lactones, cyclic amides (γ-butyrolactone, N-methyl-2-pyrrolidone, ethylene carbonate, propylene-carbonate, isobutylene carbonate, isobutylene carbonate, etc.), nitriles (Acetonitrile and the like), oxides (dimethylsulfoxide and the like) and the like.
【0020】本発明の電解コンデンサ用電解コンデンサ
における(化1)で示される脂肪族飽和ジカルボン酸の
含有量は、電解液の重量に基づいて通常0.1〜30重
量%、好ましくは3〜20%である。3%未満では、電
導度が低下し、20%をこえると、火花電圧が低下す
る。The content of the aliphatic saturated dicarboxylic acid represented by Chemical Formula 1 in the electrolytic capacitor of the present invention is usually 0.1 to 30% by weight, preferably 3 to 20% by weight based on the weight of the electrolytic solution. %. If it is less than 3%, the electric conductivity decreases, and if it exceeds 20%, the spark voltage decreases.
【0021】さらに、本発明の電解コンデンサ用電解液
に、ほう酸、マンニット、ノニオン性界面活性剤、コロ
イダルシリカ等を添加することによって、その効果の向
上をはかることができる。Further, by adding boric acid, mannitol, nonionic surfactant, colloidal silica and the like to the electrolytic solution for an electrolytic capacitor of the present invention, the effect can be improved.
【0022】また、漏れ電流の低減や水素ガス吸収等の
目的で種々の添加剤を添加することができる。添加剤と
しては、例えば、芳香族ニトロ化合物、リン酸、亜リン
酸、ポリリン酸、酸性リン酸エステル化合物、オキシカ
ルボン酸化合物等を挙げることができる。Various additives can be added for the purpose of reducing leakage current and absorbing hydrogen gas. Examples of the additive include an aromatic nitro compound, phosphoric acid, phosphorous acid, polyphosphoric acid, an acidic phosphoric acid ester compound, an oxycarboxylic acid compound, and the like.
【0023】[0023]
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。Embodiments of the present invention will be described below.
【0024】(表1)、(表2)は、本発明例の各実施
例の電解コンデンサ用電解液の組成と、火花電圧および
電導度を、(表3)は比較例の電解コンデンサ用電解液
の組成と、火花電圧および電導度を示したものである。(Table 1) and (Table 2) show the composition, spark voltage and conductivity of the electrolytic solution for the electrolytic capacitor of each embodiment of the present invention, and (Table 3) show the electrolytic solution for the electrolytic capacitor of the comparative example. 3 shows the composition of the liquid, the spark voltage and the conductivity.
【0025】[0025]
【表1】 [Table 1]
【0026】[0026]
【表2】 [Table 2]
【0027】[0027]
【表3】 [Table 3]
【0028】(表1)〜(表3)から明らかなように、
実施例1〜11では比較例1〜4に比べて、火花電圧が
高く維持され、かつ、電導度の高いものが得られてい
る。As is clear from Tables 1 to 3,
In Examples 1 to 11, the spark voltage was maintained higher and the electric conductivity was higher than those in Comparative Examples 1 to 4.
【0029】(表4)、(表5)は、(表1)〜(表
3)で示した電解コンデンサ用電解液を用いたアルミニ
ウム電解コンデンサをそれぞれ20個ずつ用意し、これ
らのアルミニウム電解コンデンサについて寿命試験を行
った結果を示したものである。ここで使用したアルミニ
ウム電解コンデンサの定格は、(表4)の場合は、45
0WV220μFであり、(表5)の場合は、400W
V220μFである。それぞれ、450V、400V印
加した条件で、105℃、1000時間、保存処理し
た。In Tables 4 and 5, 20 aluminum electrolytic capacitors each using the electrolytic solution for electrolytic capacitors shown in Tables 1 to 3 were prepared, and these aluminum electrolytic capacitors were prepared. 3 shows the results of a life test performed on the sample. The rating of the aluminum electrolytic capacitor used here is 45 in the case of (Table 4).
0WV220μF, and in the case of (Table 5), 400W
V220 μF. The preservation treatment was performed at 105 ° C. for 1000 hours under the conditions of applying 450 V and 400 V, respectively.
【0030】[0030]
【表4】 [Table 4]
【0031】[0031]
【表5】 [Table 5]
【0032】(表4)、(表5)から明らかなように、
本発明の実施例1〜11の電解液を使用したアルミニウ
ム電解コンデンサは、初期のtanδ、保存処理後の静
電容量変化、tanδ変化のいずれも小さい。As apparent from (Table 4) and (Table 5),
In the aluminum electrolytic capacitors using the electrolytic solutions of Examples 1 to 11 of the present invention, the initial tan δ, the change in capacitance after the preservation treatment, and the change in tan δ are all small.
【0033】また、Rのアルキル基の炭素数が3以上で
ある実施例3〜5、及び8〜11は、Rの炭素数が1、
2である実施例1、2、及び6、7に比べて、保存処理
後のtanδはさらに安定している。In Examples 3 to 5 and 8 to 11 in which the alkyl group of R has 3 or more carbon atoms, R has 1 carbon atom.
The tan δ after the preservation treatment is more stable as compared with Examples 1, 2, and 6, and 7, which are 2.
【0034】このように、本発明の実施例1〜11を用
いたアルミニウム電解コンデンサは、初期のtanδが
小さく、寿命特性に優れた信頼性の高いアルミニウム電
解コンデンサである。As described above, the aluminum electrolytic capacitors using Examples 1 to 11 of the present invention are small in initial tan δ and have high life characteristics and high reliability.
【0035】[0035]
【発明の効果】以上のように本発明の電解コンデンサ用
電解液は、有機極性溶媒を主体とする溶媒中に、(化
2)で示され、(化2)のRは炭素数1〜8のアルキル
基である、総炭素数10〜17の脂肪族飽和ジカルボン
酸化合物またはその塩を溶質として溶解したものであ
る。As described above, the electrolytic solution for an electrolytic capacitor of the present invention is represented by the formula (2) in a solvent mainly composed of an organic polar solvent, wherein R in the formula (2) has 1 to 8 carbon atoms. The compound is obtained by dissolving an aliphatic saturated dicarboxylic acid compound having a total of 10 to 17 carbon atoms or a salt thereof as a solute.
【0036】この脂肪族飽和ジカルボン酸は(化2)に
示す位置に側鎖としてアルキル基を有している。そのこ
とによって、溶解性が向上するので、濃度を高めること
によって高電導性が得ることができ、さらにその際に火
花電圧が低下することがない。したがって、火花電圧お
よび電導度を高く維持することができる。This aliphatic saturated dicarboxylic acid has an alkyl group as a side chain at the position shown in Chemical formula 2. As a result, the solubility is improved, so that high conductivity can be obtained by increasing the concentration, and at that time, the spark voltage does not decrease. Therefore, the spark voltage and the electric conductivity can be kept high.
【0037】また、(化2)に示す脂肪族飽和ジカルボ
ン酸においては、一方のカルボキシル基に結合している
炭素原子にメチル基が2つ結合しており、加えて、もう
一方のカルボキシル基に結合している炭素原子にはアル
キル基Rが結合しているので、これらのメチル基および
アルキル基の立体障害によってカルボキシル基と水酸基
との反応性が低減する。このことによって、エチレング
リコール等の水酸基を有する溶媒を用いた場合にも、カ
ルボキシル基と水酸基によるエステル化反応がおこりに
くくなり、高温保存中の電導度の低下を抑制することが
できる。したがって、この電解液を用いた電解コンデン
サにおいては、高温保存後のtanδの上昇を抑制する
ことができ、高温での安定性が得られる。Further, in the aliphatic saturated dicarboxylic acid represented by the chemical formula (2), two methyl groups are bonded to a carbon atom bonded to one carboxyl group, and in addition, another methyl group is bonded to the other carboxyl group. Since the alkyl group R is bonded to the bonded carbon atom, the reactivity between the carboxyl group and the hydroxyl group is reduced by the steric hindrance of the methyl group and the alkyl group. As a result, even when a solvent having a hydroxyl group such as ethylene glycol is used, the esterification reaction between the carboxyl group and the hydroxyl group is less likely to occur, and a decrease in conductivity during high-temperature storage can be suppressed. Therefore, in an electrolytic capacitor using this electrolytic solution, an increase in tan δ after storage at a high temperature can be suppressed, and stability at a high temperature can be obtained.
【0038】この際に、アルキル基が結合している炭素
原子には、水素原子が結合しているので、カルボキシル
基の解離度が維持され、高電導度を保つことができる。At this time, since a hydrogen atom is bonded to the carbon atom to which the alkyl group is bonded, the degree of dissociation of the carboxyl group is maintained, and high conductivity can be maintained.
【0039】また、Rのアルキル基が炭素数3以上のア
ルキル基の場合は、カルボキシル基の解離度を維持した
まま、カルボキシル基と水酸基によるエステル化反応を
さらに抑制して、高温保存後のtanδの上昇を抑制す
ることができる。When the alkyl group of R is an alkyl group having 3 or more carbon atoms, the esterification reaction between the carboxyl group and the hydroxyl group is further suppressed while maintaining the degree of dissociation of the carboxyl group, and tan δ after storage at high temperature. Can be suppressed.
【0040】したがって、本発明の電解液を用いること
によって、tanδが低く、信頼性の高い中高圧用電解
コンデンサを得ることができる。Therefore, by using the electrolytic solution of the present invention, a high-reliability electrolytic capacitor having a low tan δ and a high reliability can be obtained.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高木 正夫 東京都新宿区西新宿4丁目1番地の10 日 本アドテック株式会社内 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor: Masao Takagi 10-day Nippon Adtech Co., Ltd., 4-1-1 Nishi-Shinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo
Claims (2)
式: 【化1】 (式中、Rは炭素数1〜8のアルキル基である。)で示
される総炭素数10〜17の脂肪族飽和ジカルボン酸化
合物またはその塩を溶解した電解コンデンサ用電解液。(1) A solvent mainly composed of an organic polar solvent, a compound represented by the following general formula: (In the formula, R is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms.) An electrolytic solution for an electrolytic capacitor in which an aliphatic saturated dicarboxylic acid compound having a total of 10 to 17 carbon atoms or a salt thereof is dissolved.
Rのアルキル基が炭素数3以上のアルキル基である、請
求項1記載の電解コンデンサ用電解液。2. The electrolytic solution for an electrolytic capacitor according to claim 1, wherein the R alkyl group of the aliphatic saturated dicarboxylic acid compound (Chem. 1) is an alkyl group having 3 or more carbon atoms.
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- 1997-05-19 JP JP14474497A patent/JP4019230B2/en not_active Expired - Fee Related
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