JPH1070044A - 電解コンデンサ駆動用電解液及びそれを用いた電解コンデンサ - Google Patents
電解コンデンサ駆動用電解液及びそれを用いた電解コンデンサInfo
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- JPH1070044A JPH1070044A JP8224862A JP22486296A JPH1070044A JP H1070044 A JPH1070044 A JP H1070044A JP 8224862 A JP8224862 A JP 8224862A JP 22486296 A JP22486296 A JP 22486296A JP H1070044 A JPH1070044 A JP H1070044A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 火花発生電圧及び化成皮膜の化成性を十分に
高めることができ、かつ低温時でも溶出を発生させず、
また電解コンデンサのコンデンサ素子への含浸時におい
ても発泡性を抑えることができ、さらに高温でも特性が
安定している信頼性の高い電解コンデンサ駆動用電解液
およびそれを用いた電解コンデンサを提供することを目
的とする。 【解決手段】 有機化合物を主体とした溶媒に無機酸、
有機酸、無機酸塩、有機酸塩の１種以上を溶質として溶
解し、さらに（化１）で示される共重合体を添加して溶
解することにより構成した電解コンデンサ駆動用電解液
およびそれを用いた電解コンデンサである。 【化１】
高めることができ、かつ低温時でも溶出を発生させず、
また電解コンデンサのコンデンサ素子への含浸時におい
ても発泡性を抑えることができ、さらに高温でも特性が
安定している信頼性の高い電解コンデンサ駆動用電解液
およびそれを用いた電解コンデンサを提供することを目
的とする。 【解決手段】 有機化合物を主体とした溶媒に無機酸、
有機酸、無機酸塩、有機酸塩の１種以上を溶質として溶
解し、さらに（化１）で示される共重合体を添加して溶
解することにより構成した電解コンデンサ駆動用電解液
およびそれを用いた電解コンデンサである。 【化１】
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電解コンデンサ駆動
用電解液及びそれを用いた電解コンデンサに関するもの
である。
用電解液及びそれを用いた電解コンデンサに関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】アルミ電解コンデンサに用いられる駆動
用電解液は、通常γ−ブチロラクトンやエチレングリコ
ール等の有機化合物を主溶媒とし、これに硼酸等の無機
酸やアジピン酸、アゼライン酸、ブチルオクタン二酸
（特公昭６０−１３２９３号公報）、５，６−デカンジ
カルボン酸（特公昭６３−１５７３８号公報）、側鎖を
有する二塩基酸（特開平２−２２４２１７号公報）等の
二塩基酸及びそれらの塩を溶質とした駆動用電解液が知
られている。
用電解液は、通常γ−ブチロラクトンやエチレングリコ
ール等の有機化合物を主溶媒とし、これに硼酸等の無機
酸やアジピン酸、アゼライン酸、ブチルオクタン二酸
（特公昭６０−１３２９３号公報）、５，６−デカンジ
カルボン酸（特公昭６３−１５７３８号公報）、側鎖を
有する二塩基酸（特開平２−２２４２１７号公報）等の
二塩基酸及びそれらの塩を溶質とした駆動用電解液が知
られている。
【０００３】これらの駆動用電解液では、火花発生電圧
及び化成性が十分でないため、電解コンデンサに使用し
た際、エージングによるショートパンク等の不具合が発
生する。そこでポリエチレングリコール（特公平３−７
６７７６号公報）、ポリグリセリン（特公平７−７０４
４３号公報）、アルキレンブロックポリマー（特開平３
−２５７８１０号公報）、特公平８−１７１４７号公
報）等の化合物を添加することにより火花発生電圧を向
上させて上記欠点を補う施策が施されている。
及び化成性が十分でないため、電解コンデンサに使用し
た際、エージングによるショートパンク等の不具合が発
生する。そこでポリエチレングリコール（特公平３−７
６７７６号公報）、ポリグリセリン（特公平７−７０４
４３号公報）、アルキレンブロックポリマー（特開平３
−２５７８１０号公報）、特公平８−１７１４７号公
報）等の化合物を添加することにより火花発生電圧を向
上させて上記欠点を補う施策が施されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の化合物は、添加量及び分子量が大きくなるにつれて火
花発生電圧を上昇させる効果が大きくなるという長所を
有するが、逆に有機溶媒中への溶解性が特に低温時に低
くなったり、電導度が低下するために添加量もしくは分
子量の選択に制限が発生する。したがって、これらの化
合物の分子量は、約２０００以下で用いる方が低温時の
溶解性に対して良好である。
の化合物は、添加量及び分子量が大きくなるにつれて火
花発生電圧を上昇させる効果が大きくなるという長所を
有するが、逆に有機溶媒中への溶解性が特に低温時に低
くなったり、電導度が低下するために添加量もしくは分
子量の選択に制限が発生する。したがって、これらの化
合物の分子量は、約２０００以下で用いる方が低温時の
溶解性に対して良好である。
【０００５】しかしながら、この分子量の範囲では火花
発生電圧を十分に向上させることができないため、製品
のエージングまたは高温負荷においてショートパンクを
引き起こす可能性がある。一方、これらの化合物の添加
量及び分子量を増大させた場合には、水分を十分に添加
した駆動用電解液にすることによって溶出するのを防ぐ
必要があり、そのため、この駆動用電解液では水の影響
によりアルミ電解コンデンサ内の蒸気圧が高くなるため
に１００℃以上での使用が困難であるという問題点を有
していた。
発生電圧を十分に向上させることができないため、製品
のエージングまたは高温負荷においてショートパンクを
引き起こす可能性がある。一方、これらの化合物の添加
量及び分子量を増大させた場合には、水分を十分に添加
した駆動用電解液にすることによって溶出するのを防ぐ
必要があり、そのため、この駆動用電解液では水の影響
によりアルミ電解コンデンサ内の蒸気圧が高くなるため
に１００℃以上での使用が困難であるという問題点を有
していた。
【０００６】さらにこれらの化合物は、分子量が高くな
るにしたがって結晶化するが、蝋状固体化した場合には
量産時の作業性に著しい支障が生じるものであった。
るにしたがって結晶化するが、蝋状固体化した場合には
量産時の作業性に著しい支障が生じるものであった。
【０００７】また、アルキレンブロックポリマー等を添
加した駆動用電解液を用いた場合は、コンデンサ素子に
この駆動用電解液を含浸させるために減圧する際、駆動
用電解液が発泡してその作業性に著しい支障を引き起こ
すという問題点を有していた。
加した駆動用電解液を用いた場合は、コンデンサ素子に
この駆動用電解液を含浸させるために減圧する際、駆動
用電解液が発泡してその作業性に著しい支障を引き起こ
すという問題点を有していた。
【０００８】本発明は、上記従来の問題点を解決するた
めになされたもので、火花発生電圧及び化成皮膜の化成
性を十分に高めることができ、かつ低温時でも溶出を発
生させず、また電解コンデンサのコンデンサ素子への含
浸時においても発泡性を抑えることができ、さらに高温
でも特性が安定している信頼性の高い電解コンデンサ駆
動用電解液およびそれを用いた電解コンデンサを提供す
ることを目的とするものである。
めになされたもので、火花発生電圧及び化成皮膜の化成
性を十分に高めることができ、かつ低温時でも溶出を発
生させず、また電解コンデンサのコンデンサ素子への含
浸時においても発泡性を抑えることができ、さらに高温
でも特性が安定している信頼性の高い電解コンデンサ駆
動用電解液およびそれを用いた電解コンデンサを提供す
ることを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の電解コンデンサ駆動用電解液は、有機化合物
を主体とした溶媒に無機酸、有機酸、無機酸塩、有機酸
塩の１種以上を溶質として溶解し、さらに（化３）で示
される共重合体を添加して溶解したもので、この構成に
よれば、火花発生電圧及び化成皮膜の化成性を十分に高
めることができ、かつ低温時でも溶出を発生させず、ま
た電解コンデンサのコンデンサ素子への含浸時において
も発泡性を抑えることができ、さらに高温でも特性が安
定している信頼性の高いものが得られるものである。
に本発明の電解コンデンサ駆動用電解液は、有機化合物
を主体とした溶媒に無機酸、有機酸、無機酸塩、有機酸
塩の１種以上を溶質として溶解し、さらに（化３）で示
される共重合体を添加して溶解したもので、この構成に
よれば、火花発生電圧及び化成皮膜の化成性を十分に高
めることができ、かつ低温時でも溶出を発生させず、ま
た電解コンデンサのコンデンサ素子への含浸時において
も発泡性を抑えることができ、さらに高温でも特性が安
定している信頼性の高いものが得られるものである。
【００１０】
【化３】
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、有機化合物を主体とした溶媒に無機酸、有機酸、無
機酸塩、有機酸塩の１種以上を溶質として溶解し、さら
に（化４）で示される共重合体を添加して溶解したもの
で、前記共重合体はアルキノールを起点に結晶性の高い
Ｃ2Ｈ4Ｏモノマーと、有機溶媒への溶解性は低いが結晶
化度が低いＣ3Ｈ6Ｏ，Ｃ4Ｈ9Ｏ，Ｃ2Ｈ4（ＣＨ3）Ｏ，
Ｃ3Ｈ5（ＣＨ3）Ｏ，Ｃ2Ｈ4（ＣＨ 3）2Ｏのいずれかを
共重合させることによって互いの欠点を補完しあうた
め、低温時における溶解性の課題を解決できるものであ
る。
は、有機化合物を主体とした溶媒に無機酸、有機酸、無
機酸塩、有機酸塩の１種以上を溶質として溶解し、さら
に（化４）で示される共重合体を添加して溶解したもの
で、前記共重合体はアルキノールを起点に結晶性の高い
Ｃ2Ｈ4Ｏモノマーと、有機溶媒への溶解性は低いが結晶
化度が低いＣ3Ｈ6Ｏ，Ｃ4Ｈ9Ｏ，Ｃ2Ｈ4（ＣＨ3）Ｏ，
Ｃ3Ｈ5（ＣＨ3）Ｏ，Ｃ2Ｈ4（ＣＨ 3）2Ｏのいずれかを
共重合させることによって互いの欠点を補完しあうた
め、低温時における溶解性の課題を解決できるものであ
る。
【００１２】また、前記共重合体はブロック共重合体に
すると、その配列は均一になって気液界面において分子
の配向が密となりうるため物性上表面張力を下げること
ができる。一方、モノマーの配列をランダムにすると、
気液界面において分子の配向がブロック共重合体より相
対的に疎となって表面張力を上昇させることになるもの
で、したがって、共重合体をブロック共重合体にするこ
とにより、コンデンサ素子への含浸時の発泡性を抑える
ことができるものである。
すると、その配列は均一になって気液界面において分子
の配向が密となりうるため物性上表面張力を下げること
ができる。一方、モノマーの配列をランダムにすると、
気液界面において分子の配向がブロック共重合体より相
対的に疎となって表面張力を上昇させることになるもの
で、したがって、共重合体をブロック共重合体にするこ
とにより、コンデンサ素子への含浸時の発泡性を抑える
ことができるものである。
【００１３】さらに、前記共重合体は、蒸気圧が溶媒で
あるエチレングリコールやγ−ブチロラクトン等に比べ
て非常に低いため、この共重合体を添加することによ
り、駆動用電解液が高温環境下でもドライアップし難く
なり、これにより、長期の信頼性を高めることができる
ものである。
あるエチレングリコールやγ−ブチロラクトン等に比べ
て非常に低いため、この共重合体を添加することによ
り、駆動用電解液が高温環境下でもドライアップし難く
なり、これにより、長期の信頼性を高めることができる
ものである。
【００１４】このように前記した共重合体を添加するこ
とにより、使用可能な添加量及び分子量の制限が広範囲
となるため、火花発生電圧の向上と化成皮膜の化成性の
向上が期待でき、低圧から高圧までの電解コンデンサの
信頼性を向上させることができるものである。
とにより、使用可能な添加量及び分子量の制限が広範囲
となるため、火花発生電圧の向上と化成皮膜の化成性の
向上が期待でき、低圧から高圧までの電解コンデンサの
信頼性を向上させることができるものである。
【００１５】
【化４】
【００１６】請求項２に記載の発明は、有機化合物を主
体とした溶媒に無機酸、有機酸、無機酸塩、有機酸塩の
１種以上を溶質として溶解し、さらに（化５）で示され
る共重合体を添加して溶解した電解コンデンサ駆動用電
解液を用いたもので、この電解コンデンサ駆動用電解液
を用いた電解コンデンサは、エージング中及び寿命試験
中でもショート発生がなく、寿命特性の安定したものが
得られるものである。
体とした溶媒に無機酸、有機酸、無機酸塩、有機酸塩の
１種以上を溶質として溶解し、さらに（化５）で示され
る共重合体を添加して溶解した電解コンデンサ駆動用電
解液を用いたもので、この電解コンデンサ駆動用電解液
を用いた電解コンデンサは、エージング中及び寿命試験
中でもショート発生がなく、寿命特性の安定したものが
得られるものである。
【００１７】
【化５】
【００１８】以下、本発明の具体的な実施の形態につい
て説明する。（表１）は本発明の実施の形態１における
電解コンデンサ駆動用電解液と、従来例１における電解
コンデンサ駆動用電解液について、低温時（−１０℃３
時間後）の溶解性の測定結果を示したものである。
て説明する。（表１）は本発明の実施の形態１における
電解コンデンサ駆動用電解液と、従来例１における電解
コンデンサ駆動用電解液について、低温時（−１０℃３
時間後）の溶解性の測定結果を示したものである。
【００１９】
【表１】
【００２０】（表１）から明らかなように、従来例１に
おける電解コンデンサ駆動用電解液では、低温時の溶出
が認められたが、本発明の実施の形態１における電解コ
ンデンサ駆動用電解液では−１０℃で放置しても全く溶
出が認められなかった。なお、本発明の実施の形態１で
は、溶質として安息香酸アンモニウムのみを用いている
が、これ以外の他の無機酸、有機酸、無機酸塩、有機酸
塩の１種以上を用いても同様の結果が得られるもので、
したがって本発明の低温時の溶解性は、選択した溶質の
種類に関係なく良好なものが得られるものである。
おける電解コンデンサ駆動用電解液では、低温時の溶出
が認められたが、本発明の実施の形態１における電解コ
ンデンサ駆動用電解液では−１０℃で放置しても全く溶
出が認められなかった。なお、本発明の実施の形態１で
は、溶質として安息香酸アンモニウムのみを用いている
が、これ以外の他の無機酸、有機酸、無機酸塩、有機酸
塩の１種以上を用いても同様の結果が得られるもので、
したがって本発明の低温時の溶解性は、選択した溶質の
種類に関係なく良好なものが得られるものである。
【００２１】（表２〜表４）は従来例２〜９における電
解コンデンサ駆動用電解液と、本発明の実施の形態２〜
２０における電解コンデンサ駆動用電解液の組成と特性
（電導度、火花発生電圧）を示したものである。
解コンデンサ駆動用電解液と、本発明の実施の形態２〜
２０における電解コンデンサ駆動用電解液の組成と特性
（電導度、火花発生電圧）を示したものである。
【００２２】（表５）は（表２〜表４）の本発明の実施
の形態２〜２０における電解コンデンサ駆動用電解液に
使用した共重合体の材料リストを掲載したものである。
の形態２〜２０における電解コンデンサ駆動用電解液に
使用した共重合体の材料リストを掲載したものである。
【００２３】図１は（表２〜表４）に示した従来例７，
８における電解コンデンサ駆動用電解液と、本発明の実
施の形態１８における電解コンデンサ駆動用電解液の化
成性を示したものである。
８における電解コンデンサ駆動用電解液と、本発明の実
施の形態１８における電解コンデンサ駆動用電解液の化
成性を示したものである。
【００２４】上記した電解コンデンサ駆動用電解液の水
分は、（表２〜表４）に示した本発明の実施の形態２〜
２０と、従来例３〜９はいずれも２％に調整し、そして
従来例２は硼酸アンモニウムを使用しているため、１５
％に調整した。
分は、（表２〜表４）に示した本発明の実施の形態２〜
２０と、従来例３〜９はいずれも２％に調整し、そして
従来例２は硼酸アンモニウムを使用しているため、１５
％に調整した。
【００２５】
【表２】
【００２６】
【表３】
【００２７】
【表４】
【００２８】
【表５】
【００２９】（表２〜表４）から明らかなように、本発
明の実施の形態は、従来例に比べて同じ溶質を用いた場
合は、火花発生電圧を飛躍的に向上させることができ、
これにより、工程のエージング時のショートパンク発生
率および寿命試験時のショートパンクを低減できるもの
である。さらに本発明の共重合体を用いた本発明の実施
の形態１８における電解コンデンサ駆動用電解液は、図
１からも明らかなように、従来例７，８における電解コ
ンデンサ駆動用電解液に比べて火花発生電圧だけでな
く、短時間で火花発生電圧を上昇させることができるた
め、化成効率も飛躍的に向上させることができるもので
ある。
明の実施の形態は、従来例に比べて同じ溶質を用いた場
合は、火花発生電圧を飛躍的に向上させることができ、
これにより、工程のエージング時のショートパンク発生
率および寿命試験時のショートパンクを低減できるもの
である。さらに本発明の共重合体を用いた本発明の実施
の形態１８における電解コンデンサ駆動用電解液は、図
１からも明らかなように、従来例７，８における電解コ
ンデンサ駆動用電解液に比べて火花発生電圧だけでな
く、短時間で火花発生電圧を上昇させることができるた
め、化成効率も飛躍的に向上させることができるもので
ある。
【００３０】また、（表４）に示した本発明の実施の形
態１５〜１７のように溶質の配合比率や本発明の共重合
体の添加量を調整すれば、電導度と火花発生電圧を自由
にコントロールすることができるため、電解コンデンサ
の抵抗を上げることなく耐圧の安定化を図ることができ
るものである。
態１５〜１７のように溶質の配合比率や本発明の共重合
体の添加量を調整すれば、電導度と火花発生電圧を自由
にコントロールすることができるため、電解コンデンサ
の抵抗を上げることなく耐圧の安定化を図ることができ
るものである。
【００３１】次に（表２）に示した従来例９と本発明の
実施の形態４の駆動用電解液を用い、そしてこれらの駆
動用電解液をアルミ電解コンデンサのコンデンサ素子に
含浸させた時の発泡性を確認した。この場合、前記アル
ミ電解コンデンサのコンデンサ素子は、２００ＷＶ６８
０μＦであり、そして各２０個ずつ同じ容器に入れ、そ
してこの容器内に従来例９の駆動用電解液と本発明の実
施の形態４の駆動用電解液を別個に定量入れ、その後、
減圧してコンデンサ素子に含浸させたときのそれぞれの
発泡の高さを測定した。今回の検討では、最終５mmＨｇ
まで減圧したが、その結果によると従来例９では発泡が
激しく容器から駆動用電解液が２０cm以上溢れたため、
５mmＨｇまで減圧を達成できなかったが、本発明の実施
の形態４では、発泡の高さは液面より３cm程度であっ
て、容易に含浸作業を施すことができた。
実施の形態４の駆動用電解液を用い、そしてこれらの駆
動用電解液をアルミ電解コンデンサのコンデンサ素子に
含浸させた時の発泡性を確認した。この場合、前記アル
ミ電解コンデンサのコンデンサ素子は、２００ＷＶ６８
０μＦであり、そして各２０個ずつ同じ容器に入れ、そ
してこの容器内に従来例９の駆動用電解液と本発明の実
施の形態４の駆動用電解液を別個に定量入れ、その後、
減圧してコンデンサ素子に含浸させたときのそれぞれの
発泡の高さを測定した。今回の検討では、最終５mmＨｇ
まで減圧したが、その結果によると従来例９では発泡が
激しく容器から駆動用電解液が２０cm以上溢れたため、
５mmＨｇまで減圧を達成できなかったが、本発明の実施
の形態４では、発泡の高さは液面より３cm程度であっ
て、容易に含浸作業を施すことができた。
【００３２】図２はアルミ電解コンデンサのコンデンサ
素子部分の構成を示したもので、この図２に示すよう
に、アルミニウムよりなる陽極電極としての陽極箔１と
同じくアルミニウムよりなる陰極電極としての陰極箔２
とを、その間にセパレータ３を介在させて対向するよう
に巻き取ることによりコンデンサ素子を構成している。
またこのコンデンサ素子の陽極箔１及び陰極箔２のそれ
ぞれには引き出しリード４が接続されている。
素子部分の構成を示したもので、この図２に示すよう
に、アルミニウムよりなる陽極電極としての陽極箔１と
同じくアルミニウムよりなる陰極電極としての陰極箔２
とを、その間にセパレータ３を介在させて対向するよう
に巻き取ることによりコンデンサ素子を構成している。
またこのコンデンサ素子の陽極箔１及び陰極箔２のそれ
ぞれには引き出しリード４が接続されている。
【００３３】このような構成のコンデンサ素子に駆動用
電解液を含浸させ、アルミニウムケースなどの金属ケー
ス内にコンデンサ素子を封入することにより、アルミ電
解コンデンサが構成される。
電解液を含浸させ、アルミニウムケースなどの金属ケー
ス内にコンデンサ素子を封入することにより、アルミ電
解コンデンサが構成される。
【００３４】（表６）は（表２，表３）に示した従来例
３の電解コンデンサ駆動用電解液を用いたアルミ電解コ
ンデンサと、本発明の実施の形態２，３，４，１１の電
解コンデンサ駆動用電解液を用いたアルミ電解コンデン
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電解コンデンサの定格は、
いずれも２５０ＷＶ４７０μＦであり、その試験温度は
１１０℃で行った。
３の電解コンデンサ駆動用電解液を用いたアルミ電解コ
ンデンサと、本発明の実施の形態２，３，４，１１の電
解コンデンサ駆動用電解液を用いたアルミ電解コンデン
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電解コンデンサの定格は、
いずれも２５０ＷＶ４７０μＦであり、その試験温度は
１１０℃で行った。
【００３５】
【表６】
【００３６】（表６）から明らかなように、従来例３の
電解コンデンサ駆動用電解液を用いたアルミ電解コンデ
ンサは、寿命試験中に２０個のうち、３個の開弁が発生
した。また従来例３の電解コンデンサ駆動用電解液を用
いたアルミ電解コンデンサは、エージング中に２０個の
うち、１５個のショートパンクが発生して寿命試験を行
うことができなかった。これに対し、本発明の実施の形
態２，３，４，１１の電解コンデンサ駆動用電解液を用
いたアルミ電解コンデンサは、エージング中及び寿命試
験中でもショート発生がなく、寿命試験１１０℃２００
０時間後における特性も初期特性に対して、静電容量変
化率（ΔＣ）も小さく、かつ損失角の正接（ｔａｎδ）
の増加も小さく、また漏れ電流（ＬＣ）も安定した数値
を示しているもので、これにより、寿命特性の安定した
アルミ電解コンデンサを得ることができるものである。
電解コンデンサ駆動用電解液を用いたアルミ電解コンデ
ンサは、寿命試験中に２０個のうち、３個の開弁が発生
した。また従来例３の電解コンデンサ駆動用電解液を用
いたアルミ電解コンデンサは、エージング中に２０個の
うち、１５個のショートパンクが発生して寿命試験を行
うことができなかった。これに対し、本発明の実施の形
態２，３，４，１１の電解コンデンサ駆動用電解液を用
いたアルミ電解コンデンサは、エージング中及び寿命試
験中でもショート発生がなく、寿命試験１１０℃２００
０時間後における特性も初期特性に対して、静電容量変
化率（ΔＣ）も小さく、かつ損失角の正接（ｔａｎδ）
の増加も小さく、また漏れ電流（ＬＣ）も安定した数値
を示しているもので、これにより、寿命特性の安定した
アルミ電解コンデンサを得ることができるものである。
【００３７】さらに４５０ＷＶ級で評価した結果を（表
７）に示す。この（表７）は（表２）に示した従来例
６，７の電解コンデンサ駆動用電解液を用いたアルミ電
解コンデンサと、（表４）に示した本発明の実施の形態
１７の電解コンデンサ駆動用電解液を用いたアルミ電解
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電解コンデンサの
定格は、いずれも４５０ＷＶ１５０μＦであり、その試
験温度は１１０℃で行った。
７）に示す。この（表７）は（表２）に示した従来例
６，７の電解コンデンサ駆動用電解液を用いたアルミ電
解コンデンサと、（表４）に示した本発明の実施の形態
１７の電解コンデンサ駆動用電解液を用いたアルミ電解
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電解コンデンサの
定格は、いずれも４５０ＷＶ１５０μＦであり、その試
験温度は１１０℃で行った。
【００３８】
【表７】
【００３９】（表７）から明らかなように、従来例６，
７の電解コンデンサ駆動用電解液を用いたアルミ電解コ
ンデンサは、エージング中および寿命試験中にショート
パンクが発生して試験を継続できなかった。これに対
し、本発明の実施の形態１７の電解コンデンサ駆動用電
解液を用いたアルミ電解コンデンサは、エージング中及
び寿命試験中でもショート発生がなく、寿命試験１１０
℃２０００時間後における特性も初期特性に対して、静
電容量変化率（ΔＣ）も小さく、かつ損失角の正接（ｔ
ａｎδ）の増加も小さく、また漏れ電流（ＬＣ）も安定
した数値を示しているもので、これにより、寿命特性の
安定したアルミ電解コンデンサを得ることができるもの
である。
７の電解コンデンサ駆動用電解液を用いたアルミ電解コ
ンデンサは、エージング中および寿命試験中にショート
パンクが発生して試験を継続できなかった。これに対
し、本発明の実施の形態１７の電解コンデンサ駆動用電
解液を用いたアルミ電解コンデンサは、エージング中及
び寿命試験中でもショート発生がなく、寿命試験１１０
℃２０００時間後における特性も初期特性に対して、静
電容量変化率（ΔＣ）も小さく、かつ損失角の正接（ｔ
ａｎδ）の増加も小さく、また漏れ電流（ＬＣ）も安定
した数値を示しているもので、これにより、寿命特性の
安定したアルミ電解コンデンサを得ることができるもの
である。
【００４０】以上述べてきた本発明の実施の形態の溶媒
は、すべてエチレングリコールとなっているが、これ以
外の溶媒としては、アミド類、クラトン類、グリコール
類、硫黄化合物類、炭酸塩類を単独、または混合しても
使用できる。この中でも、好ましい溶媒例としては、炭
酸プロピル、ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルホルム
アミド、γ−ブチロラクトン、Ｎ−メチルピロリドン、
ジメチルスルホキシド、エチレンシアノヒドリン、エチ
レングリコール、エチレングリコールモノまたはジアル
キルエーテル等が挙げられる。
は、すべてエチレングリコールとなっているが、これ以
外の溶媒としては、アミド類、クラトン類、グリコール
類、硫黄化合物類、炭酸塩類を単独、または混合しても
使用できる。この中でも、好ましい溶媒例としては、炭
酸プロピル、ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルホルム
アミド、γ−ブチロラクトン、Ｎ−メチルピロリドン、
ジメチルスルホキシド、エチレンシアノヒドリン、エチ
レングリコール、エチレングリコールモノまたはジアル
キルエーテル等が挙げられる。
【００４１】そしてこれらのうちの少なくとも１種以上
を選択すれば、上記した本発明の実施の形態と同様の効
果が得られることを確認できた。（表８）はその一例と
してγ−ブチロラクトンを溶媒として用いた従来例１０
と本発明の実施の形態２１を示す。
を選択すれば、上記した本発明の実施の形態と同様の効
果が得られることを確認できた。（表８）はその一例と
してγ−ブチロラクトンを溶媒として用いた従来例１０
と本発明の実施の形態２１を示す。
【００４２】
【表８】
【００４３】（表８）の本発明の実施の形態２１からも
明らかなように、γ−ブチロラクトンを溶媒として用い
た場合でも、エチレングリコールを溶媒として用いたも
のと同様に火花発生電圧を十分高めることができるもの
である。
明らかなように、γ−ブチロラクトンを溶媒として用い
た場合でも、エチレングリコールを溶媒として用いたも
のと同様に火花発生電圧を十分高めることができるもの
である。
【００４４】本発明の電解コンデンサ駆動用電解液にお
ける溶質は、無機酸、有機酸、無機酸塩、有機酸塩の１
種以上であるが、その中で好ましいものとしては、硼
酸、アゼライン酸、アジピン酸、グルタル酸、フタル
酸、マレイン酸、安息香酸、５，６−デカンジカルボン
酸、１，７−オクタンジカルボン酸、１，６−デカンジ
カルボン酸等の二塩基酸またはその塩が挙げられる。そ
して上記の塩としては、アンモニウム塩、アミン塩、四
級アンモニウム塩、アミジン系塩等が使用できる。
ける溶質は、無機酸、有機酸、無機酸塩、有機酸塩の１
種以上であるが、その中で好ましいものとしては、硼
酸、アゼライン酸、アジピン酸、グルタル酸、フタル
酸、マレイン酸、安息香酸、５，６−デカンジカルボン
酸、１，７−オクタンジカルボン酸、１，６−デカンジ
カルボン酸等の二塩基酸またはその塩が挙げられる。そ
して上記の塩としては、アンモニウム塩、アミン塩、四
級アンモニウム塩、アミジン系塩等が使用できる。
【００４５】上記した溶媒および溶質は、単独はもちろ
ん、使用用途に応じて２種類以上の混合でも問題なく使
用できるものである。
ん、使用用途に応じて２種類以上の混合でも問題なく使
用できるものである。
【００４６】また、本発明の（化６）で示された共重合
体は、本発明の実施の形態１２に記載しているように、
用途に応じて２種以上添加して溶解しても良好な特性を
示すものである。
体は、本発明の実施の形態１２に記載しているように、
用途に応じて２種以上添加して溶解しても良好な特性を
示すものである。
【００４７】本発明の（化６）で示された共重合体は、
ランダム共重合体であり、従来例で示すブロック共重合
体とは異なる配列としたため、電解コンデンサのコンデ
ンサ素子に駆動用電解液を減圧して含浸する際、発泡性
の抑制も良好となって量産作業にも十分対応できるもの
である。
ランダム共重合体であり、従来例で示すブロック共重合
体とは異なる配列としたため、電解コンデンサのコンデ
ンサ素子に駆動用電解液を減圧して含浸する際、発泡性
の抑制も良好となって量産作業にも十分対応できるもの
である。
【００４８】本発明の（化６）で示された共重合体の分
子量は、２００〜２００００が望ましく、またその添加
量は、０．１〜２０ｗｔ％が望ましい。
子量は、２００〜２００００が望ましく、またその添加
量は、０．１〜２０ｗｔ％が望ましい。
【００４９】リン酸化合物は、（表４）に示した本発明
の実施の形態２０に記載しているように、本発明の実施
の形態１８のように添加しないものよりさらに火花発生
電圧を向上させることができ、そして安定した皮膜形成
ができるため、さらなる高温安定性を有する電解コンデ
ンサ駆動用電解液および電解コンデンサを得ることがで
きるものである。リン酸化合物の種類としては、本発明
の実施の形態２０に掲げたリン酸だけでなく、次亜リン
酸、ポリリン酸、リン酸の縮重合体、リン酸エステル類
が挙げられ、いずれのリン酸化合物を用いても同様の効
果が期待できるものである。
の実施の形態２０に記載しているように、本発明の実施
の形態１８のように添加しないものよりさらに火花発生
電圧を向上させることができ、そして安定した皮膜形成
ができるため、さらなる高温安定性を有する電解コンデ
ンサ駆動用電解液および電解コンデンサを得ることがで
きるものである。リン酸化合物の種類としては、本発明
の実施の形態２０に掲げたリン酸だけでなく、次亜リン
酸、ポリリン酸、リン酸の縮重合体、リン酸エステル類
が挙げられ、いずれのリン酸化合物を用いても同様の効
果が期待できるものである。
【００５０】
【化６】
【００５１】
【発明の効果】以上のように本発明の電解コンデンサ駆
動用電解液は、有機化合物を主体とした溶媒に無機酸、
有機酸、無機酸塩、有機酸塩の１種以上を溶質として溶
解し、さらに（化４）で示される共重合体を添加して溶
解したもので、前記共重合体はアルキノールを起点に結
晶性の高いＣ2Ｈ4Ｏモノマーと、有機溶媒への溶解性は
低いが結晶化度が低いＣ3Ｈ6Ｏ，Ｃ4Ｈ9Ｏ，Ｃ2Ｈ4（Ｃ
Ｈ3）Ｏ，Ｃ3Ｈ5（ＣＨ3）Ｏ，Ｃ2Ｈ4（ＣＨ3）2Ｏのい
ずれかを共重合させることによって互いの欠点を補完し
あうため、低温時における溶解性の課題を解決できるも
のである。
動用電解液は、有機化合物を主体とした溶媒に無機酸、
有機酸、無機酸塩、有機酸塩の１種以上を溶質として溶
解し、さらに（化４）で示される共重合体を添加して溶
解したもので、前記共重合体はアルキノールを起点に結
晶性の高いＣ2Ｈ4Ｏモノマーと、有機溶媒への溶解性は
低いが結晶化度が低いＣ3Ｈ6Ｏ，Ｃ4Ｈ9Ｏ，Ｃ2Ｈ4（Ｃ
Ｈ3）Ｏ，Ｃ3Ｈ5（ＣＨ3）Ｏ，Ｃ2Ｈ4（ＣＨ3）2Ｏのい
ずれかを共重合させることによって互いの欠点を補完し
あうため、低温時における溶解性の課題を解決できるも
のである。
【００５２】また、前記共重合体はブロック共重合体に
すると、その配列は均一になって気液界面において分子
の配向が密となりうるため物性上表面張力を下げること
ができる。一方、モノマーの配列をランダムにすると、
気液界面において分子の配向がブロック共重合体より相
対的に疎となって表面張力を上昇させることになるもの
で、したがって、共重合体をブロック共重合体にするこ
とにより、コンデンサ素子への含浸時の発泡性を抑える
ことができるものである。
すると、その配列は均一になって気液界面において分子
の配向が密となりうるため物性上表面張力を下げること
ができる。一方、モノマーの配列をランダムにすると、
気液界面において分子の配向がブロック共重合体より相
対的に疎となって表面張力を上昇させることになるもの
で、したがって、共重合体をブロック共重合体にするこ
とにより、コンデンサ素子への含浸時の発泡性を抑える
ことができるものである。
【００５３】さらに、前記共重合体は、蒸気圧が溶媒で
あるエチレングリコールやγ−ブチロラクトン等に比べ
て非常に低いため、この共重合体を添加することによ
り、駆動用電解液が高温環境下でもドライアップし難く
なり、これにより、長期の信頼性を高めることができる
ものである。
あるエチレングリコールやγ−ブチロラクトン等に比べ
て非常に低いため、この共重合体を添加することによ
り、駆動用電解液が高温環境下でもドライアップし難く
なり、これにより、長期の信頼性を高めることができる
ものである。
【００５４】このように前記した共重合体を添加するこ
とにより、使用可能な添加量及び分子量の制限が広範囲
となるため、火花発生電圧の向上と化成皮膜の化成性の
向上が期待でき、低圧から高圧までの電解コンデンサの
信頼性を向上させることができるものである。
とにより、使用可能な添加量及び分子量の制限が広範囲
となるため、火花発生電圧の向上と化成皮膜の化成性の
向上が期待でき、低圧から高圧までの電解コンデンサの
信頼性を向上させることができるものである。
【図１】本発明の実施の形態１８における電解コンデン
サ駆動用電解液と、従来例７，８における電解コンデン
サ駆動用電解液の化成性を示す特性図
サ駆動用電解液と、従来例７，８における電解コンデン
サ駆動用電解液の化成性を示す特性図
【図２】アルミ電解コンデンサのコンデンサ素子部分の
構成図
構成図
１ 陽極箔 ２ 陰極箔 ３ セパレータ ４ 引き出しリード
Claims (2)
- 【請求項１】 有機化合物を主体とした溶媒に無機酸、
有機酸、無機酸塩、有機酸塩の１種以上を溶質として溶
解し、さらに（化１）で示される共重合体を添加して溶
解した電解コンデンサ駆動用電解液。 【化１】 - 【請求項２】 有機化合物を主体とした溶媒に無機酸、
有機酸、無機酸塩、有機酸塩の１種以上を溶質として溶
解し、さらに（化２）で示される共重合体を添加して溶
解した電解コンデンサ駆動用電解液を用いた電解コンデ
ンサ。 【化２】
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22486296A JP3473288B2 (ja) | 1996-08-27 | 1996-08-27 | 電解コンデンサ駆動用電解液及びそれを用いた電解コンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22486296A JP3473288B2 (ja) | 1996-08-27 | 1996-08-27 | 電解コンデンサ駆動用電解液及びそれを用いた電解コンデンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1070044A true JPH1070044A (ja) | 1998-03-10 |
| JP3473288B2 JP3473288B2 (ja) | 2003-12-02 |
Family
ID=16820339
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22486296A Expired - Fee Related JP3473288B2 (ja) | 1996-08-27 | 1996-08-27 | 電解コンデンサ駆動用電解液及びそれを用いた電解コンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3473288B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012028753A (ja) * | 2010-06-24 | 2012-02-09 | Nof Corp | 電解コンデンサ用電解液 |
| JP2013038131A (ja) * | 2011-08-04 | 2013-02-21 | Nof Corp | 電解コンデンサ用電解液 |
| JP2015222769A (ja) * | 2014-05-22 | 2015-12-10 | サン電子工業株式会社 | 電解コンデンサ |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06208934A (ja) * | 1992-09-29 | 1994-07-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電解コンデンサ駆動用電解質 |
-
1996
- 1996-08-27 JP JP22486296A patent/JP3473288B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06208934A (ja) * | 1992-09-29 | 1994-07-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電解コンデンサ駆動用電解質 |
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|---|---|---|---|---|
| JP2012028753A (ja) * | 2010-06-24 | 2012-02-09 | Nof Corp | 電解コンデンサ用電解液 |
| JP2013038131A (ja) * | 2011-08-04 | 2013-02-21 | Nof Corp | 電解コンデンサ用電解液 |
| JP2015222769A (ja) * | 2014-05-22 | 2015-12-10 | サン電子工業株式会社 | 電解コンデンサ |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3473288B2 (ja) | 2003-12-02 |
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