JPH11233380A - 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Info
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- JPH11233380A JPH11233380A JP10054384A JP5438498A JPH11233380A JP H11233380 A JPH11233380 A JP H11233380A JP 10054384 A JP10054384 A JP 10054384A JP 5438498 A JP5438498 A JP 5438498A JP H11233380 A JPH11233380 A JP H11233380A
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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】 溶媒としてスルホラン、３─メチルスル
ホラン、２，４−ジメチルスルホランの３種から選ばれ
る２種以上と、プロピレンカーボネイト、δ−バレロラ
クトンの２種から選ばれる１種以上との混合溶媒を用い
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。
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】 溶媒としてスルホラン、３─メチルスル
ホラン、２，４−ジメチルスルホランの３種から選ばれ
る２種以上と、プロピレンカーボネイト、δ−バレロラ
クトンの２種から選ばれる１種以上との混合溶媒を用い
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
【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。
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。
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。
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。
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、最低使用温度は−２５℃使用が限界であ
り、−４０℃使用が要求される車載用途として使用に耐
えることができず、この分野で使用可能な電解コンデン
サ用電解液は実現されていなかった。
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、最低使用温度は−２５℃使用が限界であ
り、−４０℃使用が要求される車載用途として使用に耐
えることができず、この分野で使用可能な電解コンデン
サ用電解液は実現されていなかった。
【０００６】また、従来から良好な高温特性が得られ
る、高沸点の溶媒として、スルホラン（特開平１−１２
４２１０号公報、特開平８−３１６９９号公報）が知ら
れているが、上記の所望の特性を得ることができなかっ
たため、良好な高温特性と、低温特性の両者が要求され
る車載用途に用いることはできなかった。
る、高沸点の溶媒として、スルホラン（特開平１−１２
４２１０号公報、特開平８−３１６９９号公報）が知ら
れているが、上記の所望の特性を得ることができなかっ
たため、良好な高温特性と、低温特性の両者が要求され
る車載用途に用いることはできなかった。
【０００７】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。
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。
【０００８】
【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、スルホラン、３─メチルス
ルホラン、２，４−ジメチルスルホランの３種から選ば
れる２種以上と、プロピレンカーボネイト、δ−バレロ
ラクトンの２種から選ばれる１種以上との混合溶媒を用
いたことを特徴としている。
サ用電解液は、溶媒として、スルホラン、３─メチルス
ルホラン、２，４−ジメチルスルホランの３種から選ば
れる２種以上と、プロピレンカーボネイト、δ−バレロ
ラクトンの２種から選ばれる１種以上との混合溶媒を用
いたことを特徴としている。
【０００９】また、本発明の電解コンデンサは、スルホ
ラン、３─メチルスルホラン、２，４−ジメチルスルホ
ランの３種から選ばれる２種以上と、プロピレンカーボ
ネイト、δ−バレロラクトンの２種から選ばれる１種以
上との混合溶媒を溶媒とした電解液を用いることを特徴
としている。
ラン、３─メチルスルホラン、２，４−ジメチルスルホ
ランの３種から選ばれる２種以上と、プロピレンカーボ
ネイト、δ−バレロラクトンの２種から選ばれる１種以
上との混合溶媒を溶媒とした電解液を用いることを特徴
としている。
【００１０】
【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。
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。
【００１１】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。
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。
【００１２】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。
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。
【００１３】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。
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。
【００１４】本発明においては、この電解液の溶媒とし
てスルホラン、３─メチルスルホラン、２，４−ジメチ
ルスルホランの３種から選ばれる２種以上と、プロピレ
ンカーボネイト、δ−バレロラクトンの２種から選ばれ
る１種以上との混合溶媒を用いる。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。
てスルホラン、３─メチルスルホラン、２，４−ジメチ
ルスルホランの３種から選ばれる２種以上と、プロピレ
ンカーボネイト、δ−バレロラクトンの２種から選ばれ
る１種以上との混合溶媒を用いる。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。
【００１５】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、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、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。
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、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、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。
【００１６】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。
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。
【００１７】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。
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。
【００１８】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。
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。
【００１９】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。
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。
【００２０】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。
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。
【００２１】また、前記の電解液において、プロピレン
カーボネイト、δ−バレロラクトンの２種から選ばれる
１種以上の全量の混合溶媒中の含有率が、２０％以下の
場合は、高温寿命特性がさらに良好である。
カーボネイト、δ−バレロラクトンの２種から選ばれる
１種以上の全量の混合溶媒中の含有率が、２０％以下の
場合は、高温寿命特性がさらに良好である。
【００２２】ここで、カチオン成分として、四級化イミ
ダゾリニウム又は四級化ピリミジニウムを用いると、低
温特性はより良好となる。
ダゾリニウム又は四級化ピリミジニウムを用いると、低
温特性はより良好となる。
【００２３】この四級化イミダゾリニウムとしては、
１，３−ジメチルイミダゾリニウム、１，２，３−トリ
メチルイミダゾリニウム、１，２，３，４−テトラメチ
ルイミダゾリニウム、１−エチル−３−メチルイミダゾ
リニウム、１−エチル−２，３−ジメチルイミダゾリニ
ウム等が挙げられる。
１，３−ジメチルイミダゾリニウム、１，２，３−トリ
メチルイミダゾリニウム、１，２，３，４−テトラメチ
ルイミダゾリニウム、１−エチル−３−メチルイミダゾ
リニウム、１−エチル−２，３−ジメチルイミダゾリニ
ウム等が挙げられる。
【００２４】また、四級化ピリミジニウムとしては、
１，３−ジメチル−４，５，６−トリヒドロピリミジニ
ウム、１，２，３−トリメチル−４，５，６−トリヒド
ロピリミジニウム、１，２，３，４−テトラメチル−
５，６−ジヒドロピリミジニウム、１−エチル−３−メ
チル−４，５，６−トリヒドロピリミジニウム、１−エ
チル−２，３−ジメチル−４，５，６−トリヒドロピリ
ミジニウム等が挙げられる。
１，３−ジメチル−４，５，６−トリヒドロピリミジニ
ウム、１，２，３−トリメチル−４，５，６−トリヒド
ロピリミジニウム、１，２，３，４−テトラメチル−
５，６−ジヒドロピリミジニウム、１−エチル−３−メ
チル−４，５，６−トリヒドロピリミジニウム、１−エ
チル−２，３−ジメチル−４，５，６−トリヒドロピリ
ミジニウム等が挙げられる。
【００２５】ここで、従来の四級化イミダゾリニウム塩
又は四級化ピリミジニウム塩等の四級化環状アミジニウ
ム塩を溶質とした電解液においては、溶媒としてγ─ブ
チロラクトンを用いていたが、この電解液では、負荷、
無負荷、双方の寿命試験中に封口体９とリード線の丸棒
部６の間から電解液が漏れるという問題があったが、本
発明の溶媒においては、この漏液も防止できる。
又は四級化ピリミジニウム塩等の四級化環状アミジニウ
ム塩を溶質とした電解液においては、溶媒としてγ─ブ
チロラクトンを用いていたが、この電解液では、負荷、
無負荷、双方の寿命試験中に封口体９とリード線の丸棒
部６の間から電解液が漏れるという問題があったが、本
発明の溶媒においては、この漏液も防止できる。
【００２６】さらに、本発明の電解コンデンサに、逆電
圧が印加された場合にも、漏液は発生しない。すなわ
ち、逆電圧が印加されると、陽極側にカソード電流が流
れることになるが、陽極箔の分極抵抗は陰極箔に比べて
極めて大きいので、陽極側のカソード電流の大部分は陽
極タブに流れることになる。したがって、従来の電解コ
ンデンサでは、逆電圧試験の初期に漏液が発生すること
があった。しかしながら、本発明の電解コンデンサにお
いては、この逆電圧試験においても、漏液状態が抑制さ
れる。以上のように、本発明の漏液防止効果は極めて強
いものである。
圧が印加された場合にも、漏液は発生しない。すなわ
ち、逆電圧が印加されると、陽極側にカソード電流が流
れることになるが、陽極箔の分極抵抗は陰極箔に比べて
極めて大きいので、陽極側のカソード電流の大部分は陽
極タブに流れることになる。したがって、従来の電解コ
ンデンサでは、逆電圧試験の初期に漏液が発生すること
があった。しかしながら、本発明の電解コンデンサにお
いては、この逆電圧試験においても、漏液状態が抑制さ
れる。以上のように、本発明の漏液防止効果は極めて強
いものである。
【００２７】また、陰極電極箔３として、窒化チタン、
窒化ジルコニウム、窒化タンタル、窒化ニオブから選ば
れた金属窒化物、又は、チタン、ジルコニウム、タンタ
ル、ニオブから選ばれた金属を蒸着法、メッキ法、塗布
など従来より知られている方法により被覆した陰極電極
箔を用いることができる。ここで、被覆する部分は陰極
電極箔の全面に被覆してもよいし、必要に応じて陰極電
極箔の一部、例えば陰極電極箔の一面のみに金属窒化物
又は金属を被覆してもよい。このことによって、漏液防
止効果はさらに向上する。
窒化ジルコニウム、窒化タンタル、窒化ニオブから選ば
れた金属窒化物、又は、チタン、ジルコニウム、タンタ
ル、ニオブから選ばれた金属を蒸着法、メッキ法、塗布
など従来より知られている方法により被覆した陰極電極
箔を用いることができる。ここで、被覆する部分は陰極
電極箔の全面に被覆してもよいし、必要に応じて陰極電
極箔の一部、例えば陰極電極箔の一面のみに金属窒化物
又は金属を被覆してもよい。このことによって、漏液防
止効果はさらに向上する。
【００２８】また、リード線４、５の、少なくとも丸棒
部６の表面には、ホウ酸アンモニウム水溶液、リン酸ア
ンモニウム水溶液あるいはアジピン酸アンモニウム水溶
液等による陽極酸化処理によって形成した酸化アルミニ
ウム層を形成したり、Ａｌ2Ｏ3 、ＳｉＯ2 、ＺｒＯ2
などからなるセラミックスコーティング層等の絶縁層を
形成することができる。このことによって、漏液防止効
果はさらに向上する。
部６の表面には、ホウ酸アンモニウム水溶液、リン酸ア
ンモニウム水溶液あるいはアジピン酸アンモニウム水溶
液等による陽極酸化処理によって形成した酸化アルミニ
ウム層を形成したり、Ａｌ2Ｏ3 、ＳｉＯ2 、ＺｒＯ2
などからなるセラミックスコーティング層等の絶縁層を
形成することができる。このことによって、漏液防止効
果はさらに向上する。
【００２９】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。
【００３０】（表１）〜 (表３) 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。
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。
【００３１】
【表１】 ＊ SL ：スルホラン 3-MSL ：３−メチルスルホラン DVL ：δ−バレロラクトン 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 DVL の欄の( ) ：δ−バレロラクトンの混合溶媒中の重量％
【００３２】
【表２】 ＊ 2,4-DMSL：２，４−ジメチルスルホラン
【００３３】
【表３】 ＊ PC：プロピレンカーボネイト PCの欄の( ) ：プロピレンカーボネイトの混合溶媒中の重量％
【００３４】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２９
１Ω−ｃｍ、−４０℃では１５ｋΩ−ｃｍであった。ま
た、実施例２０として、実施例１４、１００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３１２Ω−ｃｍ、
−４０℃では１５ｋΩ−ｃｍであった。また、実施例３
０として、実施例２４、１００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２６９Ω−ｃｍ、−４０℃では
１２ｋΩ−ｃｍであった。
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２９
１Ω−ｃｍ、−４０℃では１５ｋΩ−ｃｍであった。ま
た、実施例２０として、実施例１４、１００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３１２Ω−ｃｍ、
−４０℃では１５ｋΩ−ｃｍであった。また、実施例３
０として、実施例２４、１００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２６９Ω−ｃｍ、−４０℃では
１２ｋΩ−ｃｍであった。
【００３５】従来例として、エチレングリコール、８７
重量％に、アジピン酸アンモニウム、１３重量％を溶解
したものの比抵抗を測定したところ、３０℃で３２０Ω
−ｃｍ、−４０℃では凝固した。
重量％に、アジピン酸アンモニウム、１３重量％を溶解
したものの比抵抗を測定したところ、３０℃で３２０Ω
−ｃｍ、−４０℃では凝固した。
【００３６】（表１）〜（表３）から明らかなように、
本発明の実施例１〜３０の３０℃及び−４０℃の比抵抗
は、良好である。特に、−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、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。
本発明の実施例１〜３０の３０℃及び−４０℃の比抵抗
は、良好である。特に、−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、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。
【００３７】また、溶質としてフタル酸１−エチル−
２，３−ジメチルイミダゾリニウムを用いた実施例４、
１４、２４は、それぞれフタル酸テトラメチルアンモニ
ウムを用いた実施例９、１９、２９より、３０℃、−４
０℃ともに、比抵抗は低く保たれている。
２，３−ジメチルイミダゾリニウムを用いた実施例４、
１４、２４は、それぞれフタル酸テトラメチルアンモニ
ウムを用いた実施例９、１９、２９より、３０℃、−４
０℃ともに、比抵抗は低く保たれている。
【００３８】次に、高温寿命特性を評価するために、実
施例２、４、８、１２、１４、１８の電解液、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−４７μＦ、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、２００
０時間、４０００時間経過後の静電容量の変化率（Δ
Ｃ）、損失角の正接（ｔａｎδ）の測定を行った。結果
を（表４）に示す。
施例２、４、８、１２、１４、１８の電解液、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−４７μＦ、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、２００
０時間、４０００時間経過後の静電容量の変化率（Δ
Ｃ）、損失角の正接（ｔａｎδ）の測定を行った。結果
を（表４）に示す。
【００３９】
【表４】 ＊ Ｃａｐ（μＦ）、ΔＣ（％）、ＬＣ（μＡ）
【００４０】（表４）から明らかなように、実施例２、
４、８、１２、１４、１８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、１２５℃、４０００時間保証が可能
となっている。特に、δ−バレロラクトンが２０％以下
である実施例２、４、１２、１４は、４０００時間後も
良好な特性を維持している。
４、８、１２、１４、１８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、１２５℃、４０００時間保証が可能
となっている。特に、δ−バレロラクトンが２０％以下
である実施例２、４、１２、１４は、４０００時間後も
良好な特性を維持している。
【００４１】次いで、漏液特性を評価するために、実施
例４、１４、２４の電解液を用いた電解コンデンサ及
び、比較例としてγ─ブチロラクトン７５％、フタル酸
１−エチル−２，３−ジメチルイミダゾリニウム２５％
の電解液を用いた電解コンデンサについて、各試料２５
個に１２５°Ｃの下で定格電圧を印加し、５００時間、
１０００時間、及び２０００時間経過後の漏液の有無に
ついて目視での観察を行った。その結果を（表５）に示
す。また、同じ電解コンデンサを用いて、各試料２５個
に８５℃、８５％ＲＨの下で−１．５Ｖの逆電圧を印加
し、２５０時間、５００時間、及び１０００時間経過後
の漏液の有無について目視での観察を行った。その結果
を（表６）に示す。
例４、１４、２４の電解液を用いた電解コンデンサ及
び、比較例としてγ─ブチロラクトン７５％、フタル酸
１−エチル−２，３−ジメチルイミダゾリニウム２５％
の電解液を用いた電解コンデンサについて、各試料２５
個に１２５°Ｃの下で定格電圧を印加し、５００時間、
１０００時間、及び２０００時間経過後の漏液の有無に
ついて目視での観察を行った。その結果を（表５）に示
す。また、同じ電解コンデンサを用いて、各試料２５個
に８５℃、８５％ＲＨの下で−１．５Ｖの逆電圧を印加
し、２５０時間、５００時間、及び１０００時間経過後
の漏液の有無について目視での観察を行った。その結果
を（表６）に示す。
【００４２】
【表５】
【００４３】
【表６】
【００４４】（表５）から明らかなように、γ─ブチロ
ラクトンを溶媒として用いた比較例では、１０００時間
後に漏液が発生しているが、本発明の実施例４、１４、
２４の電解液を用いた電解コンデンサは２０００時間後
にも漏液はなく、良好な結果を得ている。また、（表
６）から明らかなように、逆電圧試験においても、比較
例では２５０時間で漏液が発生しているが、本発明の実
施例においては１０００時間においても漏液は発生せ
ず、漏液防止効果は極めて強いことがわかる。
ラクトンを溶媒として用いた比較例では、１０００時間
後に漏液が発生しているが、本発明の実施例４、１４、
２４の電解液を用いた電解コンデンサは２０００時間後
にも漏液はなく、良好な結果を得ている。また、（表
６）から明らかなように、逆電圧試験においても、比較
例では２５０時間で漏液が発生しているが、本発明の実
施例においては１０００時間においても漏液は発生せ
ず、漏液防止効果は極めて強いことがわかる。
【００４５】
【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、スルホラン、３─メチルス
ルホラン、２，４−ジメチルスルホランの３種から選ば
れる２種以上と、プロピレンカーボネイト、δ−バレロ
ラクトンの２種から選ばれる１種以上との混合溶媒を用
いたものである。
サ用電解液は、溶媒として、スルホラン、３─メチルス
ルホラン、２，４−ジメチルスルホランの３種から選ば
れる２種以上と、プロピレンカーボネイト、δ−バレロ
ラクトンの２種から選ばれる１種以上との混合溶媒を用
いたものである。
【００４６】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。
温寿命特性が良好で、さらに、低温特性も良好である。
【００４７】また、前記電解液において、混合溶媒中の
プロピレンカーボネイト、δ−バレロラクトンの２種か
ら選ばれる１種以上の全量を溶媒全体の２０重量％以下
とすることによって、さらに、良好な高温寿命特性を得
ることができる。
プロピレンカーボネイト、δ−バレロラクトンの２種か
ら選ばれる１種以上の全量を溶媒全体の２０重量％以下
とすることによって、さらに、良好な高温寿命特性を得
ることができる。
【００４８】さらに、溶質として、四級化イミダゾリニ
ウム又は四級化ピリミジニウムを用いると、低温特性は
より向上する。
ウム又は四級化ピリミジニウムを用いると、低温特性は
より向上する。
【００４９】そして、この場合に、漏液することがな
い。
い。
【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。
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。
る。
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 (4)
- 【請求項１】 溶媒として、スルホラン、３─メチルス
ルホラン、２，４−ジメチルスルホランの３種から選ば
れる２種以上と、プロピレンカーボネイト、δ−バレロ
ラクトンの２種から選ばれる１種以上との混合溶媒を用
いた、電解コンデンサ用電解液。 - 【請求項２】 溶媒として、スルホラン、３─メチルス
ルホラン、２，４−ジメチルスルホランの３種から選ば
れる２種以上と、プロピレンカーボネイト、δ−バレロ
ラクトンの２種から選ばれる１種以上との混合溶媒を用
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。 - 【請求項３】 プロピレンカーボネイト、δ−バレロラ
クトンの２種から選ばれる１種以上の含有率が、溶媒中
の２０重量％以下である請求項１記載の電解コンデンサ
用電解液。 - 【請求項４】 プロピレンカーボネイト、δ−バレロラ
クトンの２種から選ばれる１種以上の含有率が、溶媒中
の２０重量％以下である請求項２記載の電解コンデン
サ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05438498A JP4780811B2 (ja) | 1998-02-18 | 1998-02-18 | 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 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05438498A JP4780811B2 (ja) | 1998-02-18 | 1998-02-18 | 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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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11233380A true JPH11233380A (ja) | 1999-08-27 |
| JP4780811B2 JP4780811B2 (ja) | 2011-09-28 |
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ID=12969201
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05438498A Expired - Fee Related JP4780811B2 (ja) | 1998-02-18 | 1998-02-18 | 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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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4780811B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006012983A (ja) * | 2004-06-23 | 2006-01-12 | Nippon Chemicon Corp | 電解コンデンサ |
| KR101112022B1 (ko) * | 2002-11-08 | 2012-02-24 | 미쯔비시 가가꾸 가부시끼가이샤 | 전해 콘덴서용 전해액 및 그것을 이용한 전해 콘덴서 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS62272512A (ja) * | 1986-05-20 | 1987-11-26 | 三菱化学株式会社 | 電解コンデンサ用電解液 |
| JPH01124210A (ja) * | 1987-11-09 | 1989-05-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電解コンデンサ駆動用電解液 |
| JPH03210351A (ja) * | 1990-01-11 | 1991-09-13 | Mitsubishi Petrochem Co Ltd | イオン伝導性フレキシブル固体状電解質 |
| JPH06203874A (ja) * | 1992-12-28 | 1994-07-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | イオン伝導性高分子電解質 |
| JPH0774061A (ja) * | 1994-06-15 | 1995-03-17 | Asahi Glass Co Ltd | 電気二重層キャパシタ |
| JPH0831699A (ja) * | 1994-07-11 | 1996-02-02 | Mitsui Petrochem Ind Ltd | 電解液溶媒及びそれを用いた電解コンデンサ用電解液 |
| JPH0845789A (ja) * | 1994-05-23 | 1996-02-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | イオン伝導性高分子電解質および電解コンデンサ |
| JPH08321440A (ja) * | 1995-05-26 | 1996-12-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電解液およびそれを用いた電気化学素子 |
-
1998
- 1998-02-18 JP JP05438498A patent/JP4780811B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2006012983A (ja) * | 2004-06-23 | 2006-01-12 | Nippon Chemicon Corp | 電解コンデンサ |
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|---|---|
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