JPH11219863A - 電解コンデンサ用電解液およびそれを用いた電解コンデンサ - Google Patents

電解コンデンサ用電解液およびそれを用いた電解コンデンサ

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JPH11219863A
JPH11219863A JP3547698A JP3547698A JPH11219863A JP H11219863 A JPH11219863 A JP H11219863A JP 3547698 A JP3547698 A JP 3547698A JP 3547698 A JP3547698 A JP 3547698A JP H11219863 A JPH11219863 A JP H11219863A
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JP
Japan
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electrolytic capacitor
electrolyte
dimethyl
acid
outer case
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Application number
JP3547698A
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English (en)
Inventor
Kenji Tamamitsu
賢次 玉光
Original Assignee
Nippon Chemicon Corp
日本ケミコン株式会社
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高温寿命特性が良好で、さらに、低温特性が
良好なアルミニウム電解コンデンサを提供する。 【解決手段】 溶媒として3−メチルスルホランおよび
2,4−ジメチルスルホランを用いた電解液を用いたた
め、高温寿命特性が良好で、さらに低温特性も良好であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【0001】

【発明の属する技術分野】この発明は電解コンデンサ用
電解液、特に高温寿命特性の良好な電解コンデンサ用電
解液、およびそれを用いた電解コンデンサに関する。

【0002】

【従来の技術】電解コンデンサは、一般的には、帯状の
高純度のアルミニウム等の弁金属の箔に、化学的あるい
は電気化学的にエッチング処理を施して、箔表面を拡大
させるとともに、この箔をホウ酸アンモニウム水溶液等
の化成液中にて化成処理して表面に酸化皮膜層を形成さ
せた陽極電極箔と、エッチング処理のみを施した高純度
の箔からなる陰極電極箔とを、マニラ紙等からなるセパ
レータを介して巻回してコンデンサ素子を形成する。そ
して、このコンデンサ素子は電解コンデンサ駆動用の電
解液を含浸した後、有底筒状の外装ケースに収納する。
外装ケースの開口部には弾性ゴムからなる封口体を装着
し、絞り加工により外装ケースを密封している。

【0003】陽極電極箔、陰極電極箔には、それぞれ両
極の電極を外部に引き出すのための電極引出し手段であ
るリード線がステッチ、超音波溶接等の手段により接続
されている。それぞれの電極引出し手段であるリード線
は、丸棒部と、両極電極箔に当接する接続部と、さらに
丸棒部の先端に溶接等の手段で固着された半田付け可能
な金属からなる外部接続部とからなる。

【0004】コンデンサ素子に含浸される電解コンデン
サ駆動用の電解液には、使用される電解コンデンサの性
能によって種々のものがあり、その中で、低圧用の、特
に高温長寿命特性を有する電解液として、エチレングリ
コールにアジピン酸を溶解したものが知られている。

【0005】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
車載分野において、自動車性能の高機能化に伴い、高温
となるエンジンルーム内での電子部品の使用の要求が高
まっているが、前記電解液を用いた電解コンデンサで
も、この高温使用に耐えることができなかった。また、
低温特性も良好ではなく、最低使用温度は−25℃使用
が限界であった。

【0006】そこで、この発明の目的は、高温寿命特性
が良好で、さらに、低温特性も良好な電解コンデンサ、
およびこの電解コンデンサに用いる電解液を提供するこ
とにある。

【0007】

【課題を解決するための手段】この発明の電解コンデン
サ用電解液は、溶媒として、3─メチルスルホランおよ
び2,4−ジメチルスルホランを用いたことを特徴とし
ている。

【0008】また、本発明の電解コンデンサは、3─メ
チルスルホランおよび2,4−ジメチルスルホランを溶
媒とした電解液を用いることを特徴としている。

【0009】

【発明の実施の形態】本発明のアルミニウム電解コンデ
ンサの構造は図1、図2に示すように、従来と同じ構造
をとっている。コンデンサ素子1は陽極電極箔2と陰極
電極箔3をセパレータ11を介して巻回して形成する。
また図2に示すように陽極電極箔2、陰極電極箔3には
陽極引出し用のリード線4、陰極引出し用のリード線5
がそれぞれ接続されている。これらのリード線4、5
は、電極箔に当接する接続部7とこの接続部7と一体に
形成した丸棒部6、および丸棒部6の先端に固着した外
部接続部8からなる。また、接続部7および丸棒部6は
高純度のアルミニウム、外部接続部8ははんだメッキを
施した銅メッキ鉄鋼線からなる。このリード線4、5
は、接続部7においてそれぞれステッチや超音波溶接等
の手段により両極電極箔2、3に電気的に接続されてい
る。

【0010】陽極電極箔2は、純度99%以上のアルミ
ニウム箔を酸性溶液中で化学的あるいは電気化学的にエ
ッチングして拡面処理した後、ホウ酸アンモニウム、リ
ン酸アンモニウムあるいはアジピン酸アンモニウム等の
水溶液中で化成処理を行い、その表面に陽極酸化皮膜層
を形成したものを用いる。

【0011】前記のように構成したコンデンサ素子1
に、アルミニウム電解コンデンサの駆動用の電解液を含
浸する。

【0012】以上のような電解液を含浸したコンデンサ
素子1を、有底筒状のアルミニウムよりなる外装ケース
10に収納し、外装ケース10の開口部に封口体9を装
着するとともに、外装ケース10の端部に絞り加工を施
して外装ケース10を密封する。封口体9は例えばブチ
ルゴム等の弾性ゴムからなり、リード線4、5をそれぞ
れ導出する貫通孔を備えている。

【0013】本発明においては、この電解液の溶媒とし
て3─メチルスルホランおよび2,4−ジメチルスルホ
ランを用いる。また、他の溶媒との混合溶媒としても用
いることができる。

【0014】混合する溶媒としては、プロトン性の有機
極性溶媒として、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。ま
た、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(γ─ブチロラクトン、δ−バレロラ
クトン、γ−バレロラクトン等)、環状アミド系(N─
メチル─2─ピロリドン、エチレンカーボネイト、プロ
ピレンカーボネイト、イソブチレンカーボネイト等)、
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)、2−イミダゾリジノン系〔1,3
−ジアルキル−2−イミダゾリジノン(1,3−ジメチ
ル−2−イミダゾリジノン、1,3−ジエチル−2−イ
ミダゾリジノン、1,3−ジ(n−プロピル)−2−イ
ミダゾリジノン等)、1,3,4−トリアルキル−2−
イミダゾリジノン(1,3,4−トリメチル−2−イミ
ダゾリジノン等)〕などが代表として挙げられる。

【0015】電解液に含まれる溶質としては、通常電解
コンデンサ駆動用電解液に用いられる、酸の共役塩基を
アニオン成分とする、アンモニウム塩、アミン塩、四級
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一級アミ
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)、二級アミン(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)、三級アミン
(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
四級アンモニウム塩を構成する第四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−5(4)−アミノ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−5等)等である。

【0016】アニオン成分としては、フタル酸、イソフ
タル酸、テレフタル酸、マレイン酸、安息香酸、トルイ
ル酸、エナント酸、マロン酸等のカルボン酸、フェノー
ル類、ほう酸、りん酸、炭酸、けい酸等の酸の共役塩基
が例示される。

【0017】さらに、本発明の電解コンデンサ用電解液
に、ほう酸系化合物、例えばほう酸、ほう酸と多糖類
(マンニット、ソルビットなど)との錯化合物、ほう酸
と多価アルコール(エチレングリコール、グリセリンな
ど)との錯化合物等、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、耐電圧の向上をはかることが
できる。

【0018】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、(p−ニトロ安
息香酸、p−ニトロフェノールなど)、リン系化合物
(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。

【0019】以上のような本発明の電解液を用いたアル
ミニウム電解コンデンサは、高温寿命特性が良好で、さ
らに、低温特性も良好である。

【0020】また、前記の電解液において、2,4−ジ
メチルスルホランの混合溶媒中の含有率が、20〜90
%の場合は、低温特性がさらに良好である。

【0021】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。
(表1)は、本発明の各実施例の電解コンデンサ用電解
液の組成、及び30℃と−40℃の比抵抗を示したもの
である。

【0022】

【表1】 * 3-MSL :3−メチルスルホラン 2,4-DMSL:2,4−ジメチルスルホラン EG :エチレングリコール EDMIP :フタル酸1−エチル−2,3−ジメチルイミダゾリニウム TMAP :フタル酸テトラメチルアンモニウム AAd :アジピン酸アンモニウム 2,4-DMSLの欄の( ) :2,4−ジメチルスルホランの混合溶媒中の重量%

【0023】また、実施例10として、実施例4、10
0部に、p−ニトロ安息香酸、1部、りん酸、0.3部
添加したものの比抵抗を測定したところ、30℃で34
2Ω−cm、−40℃では9.5kΩ−cmであった。

【0024】(表1)から明らかなように、本発明の実
施例1〜10の30℃及び−40℃の比抵抗は、良好で
ある。特に、2,4−ジメチルスルホランの含有率が2
0〜90%の実施例2〜7、9、10は、−40℃にお
いても低比抵抗を保っており、−40℃使用が可能であ
ることがわかる。これに対して、比較例1、2、従来例
においては、−40℃では凝固しており、−40℃で使
用することはできない。ここで、従来例の−25℃の比
抵抗は、9kΩ−cmであった。

【0025】次に、高温寿命特性を評価するために、実
施例2、7の電解液、及び、従来例の電解液を用いてア
ルミニウム電解コンデンサを作成した。ここで使用した
アルミニウム電解コンデンサの定格は、16V−47μ
F、ケースサイズはφ6.3mm×5mmである。そし
て、これらの電解コンデンサの、各試料25個に125
℃の下で定格電圧を印加し、2000時間、4000時
間経過後の静電容量の変化率(ΔC)、損失角の正接
(tanδ)の測定を行った。結果を(表2)に示す。

【0026】

【表2】 * Cap(μF)、ΔC(%)、LC(μA)

【0027】(表2)から明らかなように、実施例2、
7の電解コンデンサの高温寿命特性は、従来例よりも、
良好であり、初期のtanδも低く保たれており、12
5℃、4000時間保証が可能となっている。

【0028】

【発明の効果】以上のように、この発明の電解コンデン
サ用電解液は、溶媒として3−メチルスルホランおよび
2,4−ジメチルスルホランを用いたものである。

【0029】この電解液を用いた電解コンデンサは、高
温寿命特性が良好で、さらに、低温特性も良好である。

【0030】また、前記電解液において、混合溶媒中の
2,4−ジメチルスルホランを溶媒全体の20〜90重
量%とすることによって、さらに、良好な低温特性を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図1】アルミニウム電解コンデンサの構造を示す内部
断面図である。

【図2】コンデンサ素子の構造を示す分解斜視図であ
る。

【符号の説明】

1 コンデンサ素子 2 陽極電極箔 3 陰極電極箔 4 陽極引出し用のリード線 5 陰極引出し用のリード線 6 丸棒部 7 接続部 8 外部接続部 9 封口体 10 外装ケース 11 セパレータ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 溶媒として、3─メチルスルホランおよ
    び2,4−ジメチルスルホランを用いた、電解コンデン
    サ用電解液。
  2. 【請求項2】 溶媒として、3─メチルスルホランおよ
    び2,4−ジメチルスルホランを用いてなる、電解コン
    デンサ用電解液を用いた電解コンデンサ。
JP3547698A 1998-02-02 1998-02-02 電解コンデンサ用電解液およびそれを用いた電解コンデンサ Pending JPH11219863A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8462484B2 (en) 2007-10-30 2013-06-11 Sanyo Electric Co., Ltd. Method for manufacturing electrolytic capacitor with electrically conductive solid layer and electrolytic capacitor with electrically conductive solid layer

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8462484B2 (en) 2007-10-30 2013-06-11 Sanyo Electric Co., Ltd. Method for manufacturing electrolytic capacitor with electrically conductive solid layer and electrolytic capacitor with electrically conductive solid layer

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