JPH11238651A - Electrolytic solution for electrolytic capacitor and electrolytic capacitor using the same - Google Patents

Electrolytic solution for electrolytic capacitor and electrolytic capacitor using the same

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JPH11238651A
JPH11238651A JP9367139A JP36713997A JPH11238651A JP H11238651 A JPH11238651 A JP H11238651A JP 9367139 A JP9367139 A JP 9367139A JP 36713997 A JP36713997 A JP 36713997A JP H11238651 A JPH11238651 A JP H11238651A
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capacitor
foil
electrolytic capacitor
electrolytic solution
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Kenji Tamamitsu
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the high-temperature life characteristic of an electrolytic capacitor and to prevent the occurrence of defective soldering in the capacitor by using a specific sulfolane as the solvent for the capacitor. SOLUTION: A capacitor element 1 is formed by winding an anode foil 2 and a cathode foil 3 with a separator 11 in between. A lead wire 4 for leading out anode and a lead wire 5 for leading out cathode are respectively connected to the two pieces of foil 2 and 3. Each lead wires 4 and 5 is constituted of a connecting section 7 which is brought into contact with the foil, a round bar section 6 integrally formed with the section 7, and an external connecting section 8 fixed to the front end of the section 6. Then the capacitor element 1 thus constituted is impregnated with an electrolytic solution for driving aluminum electrolytic capacitor by the use of 2,4-dimethyl sulfolane as the solvent of the electrolytic solution. The capacitor element 1 impregnated with the electrolytic solution is housed in an outer package case 10 and the case 10 is sealed by attaching a sealing body 9 to the opening of the case 10 and, at the same time, drawing the end section of the case 10.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[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てなる電解コンデンサに関する。
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 having good high-temperature life characteristics and an electrolytic capacitor using the same.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art Generally, an electrolytic capacitor is formed by chemically or electrochemically etching a strip-shaped foil of a valve metal such as aluminum or the like so as to enlarge the foil surface. An anode electrode foil having an oxide film layer formed on its surface by chemical conversion treatment in a chemical conversion solution such as an aqueous ammonium borate solution, and a cathode electrode foil made of a high-purity foil subjected to etching treatment only, And the like to form a capacitor element. Then, this capacitor element is impregnated with an electrolytic solution for driving an electrolytic capacitor, and then stored in a bottomed cylindrical outer case.
A sealing body made of elastic rubber is attached to the opening of the outer case, and the outer case is sealed by drawing.

【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。
[0003] Lead wires, which are electrode lead-out means for drawing out electrodes of both electrodes to the outside, are connected to the anode electrode foil and the cathode electrode foil by means such as stitching and ultrasonic welding. The lead wire as each electrode lead-out means has a round bar portion, a connection portion that comes into contact with the bipolar electrode foil, and an external connection made of a solderable metal fixed to the tip of the round bar portion by welding or the like. Department.

【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。
There are various electrolytic solutions for driving an electrolytic capacitor impregnated in a capacitor element, depending on the performance of the electrolytic capacitor to be used. Among them, an electrolytic solution for a low pressure, particularly having a high temperature and a long life characteristic is used. As an example, a solution in which adipic acid is dissolved in ethylene glycol is known.

【0005】[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、
この電解コンデンサを回路基板に実装する際の半田付け
時に、熱処理条件によっては、内部圧力の上昇により、
外観に変形が生じるという問題点があった。
However, in recent years,
In the field of in-vehicle applications, demands for use of electronic components in a high-temperature engine room have been increasing in accordance with higher performance of automobile performance.Electrolytic capacitors using the electrolytic solution can withstand this high-temperature use. could not. Also,
At the time of soldering when mounting this electrolytic capacitor on a circuit board, depending on the heat treatment conditions, due to the rise in internal pressure,
There is a problem that the appearance is deformed.

【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、半田付け不良が改善される電解コン
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。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an electrolytic capacitor having good high-temperature life characteristics and improved soldering failure, and an electrolytic solution used for the electrolytic capacitor.

【0007】[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、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。
An electrolytic solution for an electrolytic capacitor according to the present invention is characterized in that 2,4-dimethylsulfolane is used as a solvent.

【0008】また、本発明の電解コンデンサは、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。
Further, the electrolytic capacitor of the present invention has a
-It is characterized in that an electrolytic solution using dimethylsulfolane as a solvent is used.

【0009】[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。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The structure of an aluminum electrolytic capacitor according to the present invention has the same structure as that of the prior art, as shown in FIGS. The capacitor element 1 is formed by winding an anode electrode foil 2 and a cathode electrode foil 3 with a separator 11 interposed therebetween.
As shown in FIG. 2, the anode electrode foil 2 and the cathode electrode foil 3 have a lead wire 4 for leading the anode and a lead wire 5 for leading the cathode.
Are connected respectively. These leads 4,5
Is composed of a connecting portion 7 in contact with the electrode foil, a round bar portion 6 formed integrally with the connecting portion 7, and an external connecting portion 8 fixed to the tip of the round bar portion 6. The connecting portion 7 and the round bar portion 6 are made of high-purity aluminum, and the external connecting portion 8 is made of a copper-plated steel wire plated with solder. These lead wires 4, 5
Are electrically connected to the bipolar electrode foils 2 and 3 at the connection portion 7 by means such as stitching or ultrasonic welding.

【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。
The anode electrode foil 2 is formed by etching an aluminum foil having a purity of 99% or more chemically or electrochemically in an acidic solution and expanding the surface of the foil, and then forming an ammonium borate, ammonium phosphate or ammonium adipate. A chemical conversion treatment is performed in an aqueous solution, and an anodic oxide film layer is formed on the surface.

【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。
The capacitor element 1 constructed as described above
Is impregnated with an electrolytic solution for driving an aluminum electrolytic capacitor.

【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。
The capacitor element 1 impregnated with the electrolytic solution as described above is housed in an outer case 10 made of aluminum having a bottomed cylindrical shape, and a sealing body 9 is attached to an opening of the outer case 10. Is subjected to a drawing process to seal the outer case 10. The sealing body 9 is made of an elastic rubber such as butyl rubber, for example, and has through holes for leading the lead wires 4 and 5, respectively.

【0013】本発明においては、この電解液の溶媒とし
て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。
In the present invention, 2,4-dimethylsulfolane is used as a solvent for the electrolytic solution. Further, it can be used as a mixed solvent with another solvent.

【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。
As the solvent to be mixed, monohydric alcohols (ethanol, propanol, butanol, pentanol, hexanol,
Cyclobutanol, cyclopentanol, cyclohexanol, benzyl alcohol, etc.), polyhydric alcohols and oxyalcohol compounds (ethylene glycol,
Propylene glycol, glycerin, methyl cellosolve, 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 , N-ethylacetamide, N, N-diethylacetamide, hexamethylphosphoramide, lactones (γ-butyrolactone, δ-valerolactone, etc.), cyclic amides (N-methyl-2-pyrrolidone, ethylene carbonate, Propylene carbonate,
Isobutylene carbonate, etc.), nitrile type (acetonitrile, etc.), oxide type (dimethylsulfoxide, etc.),
2-imidazolidinone [1,3-dialkyl-2-imidazolidinone (1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, 1,3-diethyl-2-imidazolidinone, 1,
3-di (n-propyl) -2-imidazolidinone),
1,3,4-trialkyl-2-imidazolidinone (1,3,4-trimethyl-2-imidazolidinone and the like)] and the like.

【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。
The solute contained in the electrolytic solution includes ammonium salts, amine salts, quaternary ammonium salts and quaternary cyclic amidine compounds which are usually used in electrolytic solutions for driving electrolytic capacitors and have an anionic component of a conjugate base of an acid. Salts. Examples of the amine constituting the amine salt include primary amines (eg, methylamine, ethylamine, propylamine, butylamine, ethylenediamine), secondary amines (eg, dimethylamine, diethylamine, dipropylamine, methylethylamine, diphenylamine), and tertiary amines (eg, trimethylamine). , Triethylamine, tripropylamine, triphenylamine, 1,8-diazabicyclo (5,4,0) undene 7 and the like. As the quaternary ammonium constituting the quaternary ammonium salt, tetraalkylammonium (tetramethylammonium, tetraethylammonium, tetrapropylammonium, tetrabutylammonium, methyltriethylammonium, dimethyldiethylammonium, etc.), pyridium (1-methylpyridium) 1,1-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,
Imidazole homologues such as 1,4-dimethyl-2-ethylimidazole, 1-phenylimidazole, oxyalkyl derivatives such as 1-methyl-2-oxymethylimidazole, 1-methyl-2-oxyethylimidazole, 1
Nitro and amino derivatives such as -methyl-4 (5) -nitroimidazole, 1,2-dimethyl-5 (4) -aminoimidazole, etc., benzimidazole (1-methylbenzimidazole, 1-methyl-2-benzylbenzimidazole) Etc.), 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-1,4,5,6)
-Tetrahydropyrimidine, 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undecene-7, 1,5-diazabicyclo [4.3.0] nonene-5, and the like.

【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。
Examples of the anionic component include carboxylic acids such as phthalic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, maleic acid, benzoic acid, toluic acid, enanthic acid, malonic acid, phenols, boric acid, phosphoric acid, carbonic acid, and silicic acid. Illustrated are conjugate bases of acids.

【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。
Further, in the electrolytic solution for electrolytic capacitors of the present invention, boric acid compounds such as boric acid, complex compounds of boric acid and polysaccharides (mannitol, sorbitol, etc.), boric acid and polyhydric alcohols (ethylene glycol, glycerin, etc.) By adding a complex compound such as a surfactant, colloidal silica and the like, the withstand voltage can be improved.

【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。
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, (p-nitrobenzoic acid, p-nitrophenol, etc.), a phosphorus compound (phosphoric acid, phosphorous acid, polyphosphoric acid, acidic phosphoric acid ester compound), oxycarboxylic acid And the like.

【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、半
田付け不良も防止できる。
The aluminum electrolytic capacitor using the electrolytic solution of the present invention as described above has good high-temperature life characteristics and can prevent poor soldering.

【0020】さらに、従来の四級化イミダゾリニウム塩
及び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、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、本発明の溶媒を用いる
と、この漏液も防止できる。この理由は以下のようであ
ると推察される。
Further, in a conventional electrolytic solution using a quaternized cyclic amidinium salt such as a quaternized imidazolinium salt and a quaternized pyrimidinium salt as a solute, γ ラ ク ト butyrolactone is used as a solvent. With the liquid, there was a problem that the electrolyte leaked from between the sealing body 9 and the round bar portion 6 of the lead wire during the life test, but the use of the solvent of the present invention can also prevent this leak. The reason is presumed to be as follows.

【0021】四級化環状アミジニウム塩を溶解した電解
液が、陰極リード部より漏液するメカニズムについては
次のように考えられる。すなわち、無負荷で放置した場
合、従来の電解コンデンサにおいては、陰極リード線の
自然浸漬電位の方が陰極箔の自然浸漬電位よりも貴な電
位を示すので、陰極リード線と陰極箔で局部電池が構成
されることになる。その結果、陰極リード線側に溶存酸
素又は水素イオンの還元反応が起こり、陰極側電極−電
解液界面部分の水酸イオンの濃度が高くなる。
The mechanism by which the electrolyte in which the quaternized cyclic amidinium salt is dissolved leaks from the cathode lead portion is considered as follows. In other words, when left unloaded, in a conventional electrolytic capacitor, the spontaneous immersion potential of the cathode lead shows a more noble potential than the spontaneous immersion potential of the cathode foil. Is configured. As a result, a reduction reaction of dissolved oxygen or hydrogen ions occurs on the cathode lead wire side, and the concentration of hydroxyl ions at the cathode-electrode-electrolyte interface portion increases.

【0022】そして、このような溶存酸素又は水素イオ
ンの還元反応によって生成した水酸イオンは、四級化環
状アミジニウムと反応し、四級化環状アミジニウムが開
環して、二級アミンとなる。この二級アミンは揮発性が
高く、しかも吸湿性が低いので、陰極リード線の丸棒部
と封口体の間に生成しても、速やかに蒸散し、漏液状態
とはならないことが予想される。
The hydroxyl ion generated by the reduction reaction of the dissolved oxygen or hydrogen ion reacts with the quaternized cyclic amidinium, and the quaternized cyclic amidinium is opened to form a secondary amine. Since this secondary amine has high volatility and low hygroscopicity, it is expected that even if it is formed between the round bar portion of the cathode lead wire and the sealing body, it will evaporate quickly and will not be in a liquid leakage state. You.

【0023】しかしながら、水酸イオンが発生すると、
溶媒であるγ─ブチロラクトンもこの水酸イオンと反応
して、γ─ヒドロキシ酪酸となる。そして、上述した二
級アミンとこのγ─ヒドロキシ酪酸が混在することにな
り、γ─ヒドロキシ酪酸のpH低下作用によって、四級
化環状アミジニウムが開環して生成された、二級アミン
が閉環して、再び四級化環状アミジニウム塩となる。そ
して、この四級化環状アミジニウム塩には揮発性はな
く、吸湿性も高いので、陰極リード線の丸棒部と封口体
の間に生成すると、吸湿して漏液状態となる。以上のこ
とは、漏液が大部分の水と四級化環状アミジニウム塩か
ら成っているという分析結果から、推測された。
However, when hydroxyl ions are generated,
Γ-butyrolactone, which is a solvent, also reacts with this hydroxyl ion to form γ-hydroxybutyric acid. Then, the above-mentioned secondary amine and this γ-hydroxybutyric acid are mixed, and the pH-lowering effect of γ-hydroxybutyric acid causes the quaternized cyclic amidinium to be opened and the secondary amine to be closed. Thus, it again becomes a quaternized cyclic amidinium salt. And since this quaternized cyclic amidinium salt has no volatility and high hygroscopicity, when it is formed between the round bar portion of the cathode lead wire and the sealing body, it absorbs moisture and becomes a liquid leakage state. The above was inferred from the results of analysis that the leak consisted of most of the water and the quaternized cyclic amidinium salt.

【0024】これに対して、本発明においては、溶媒と
して、2,4−ジメチルスルホランを用いており、この
2,4−ジメチルスルホランは水酸イオンと反応しない
ので、上述した二級アミンと反応するような物質は生成
されない。したがって、生成した二級アミンは揮発して
しまうので、漏液状態とはならない。
On the other hand, in the present invention, 2,4-dimethylsulfolane is used as a solvent, and since this 2,4-dimethylsulfolane does not react with hydroxyl ions, it reacts with the above-mentioned secondary amine. Is not produced. Therefore, the generated secondary amine is volatilized, and the liquid does not leak.

【0025】以上のように、本願発明の構成によると、
陰極リード線近傍で発生した水酸イオンは四級化環状ア
ミジニウムと反応して消失し、生成される二級アミンは
揮発してしまうので、漏液状態とはならない。
As described above, according to the configuration of the present invention,
Hydroxide ions generated in the vicinity of the cathode lead wire react with the quaternized cyclic amidinium and disappear, and the generated secondary amine is volatilized, so that the liquid does not leak.

【0026】また、従来の電解コンデンサにおいては、
無負荷放置の際に、陰極リード線と陽極リード線が接触
した場合には、陽極リード線と陰極箔で局部電池を構成
することになり、陽極リード線側で溶存酸素又は水素イ
オンの還元反応が発生し、水酸イオンを生成して、陰極
リード部と同様の理由により、漏液状態となっていた。
In a conventional electrolytic capacitor,
If the cathode lead and the anode lead come into contact with each other when no load is left, a local battery will be composed of the anode lead and the cathode foil, and the reduction reaction of dissolved oxygen or hydrogen ions on the anode lead side Was generated to generate hydroxyl ions, and the liquid was in a leak state for the same reason as in the cathode lead portion.

【0027】しかしながら、この場合も、本発明の構成
によれば、陰極リード部で漏液が防止される理由と同様
の理由によって、漏液は防止される。
However, also in this case, according to the configuration of the present invention, liquid leakage is prevented for the same reason that liquid leakage is prevented at the cathode lead portion.

【0028】以上のような理由によって、本願発明にお
いては、漏液が防止されているものと思われる。
For the reasons described above, it is considered that liquid leakage is prevented in the present invention.

【0029】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することがで
きる。ここで、被覆する部分は陰極電極箔3の全面に被
覆してもよいし、必要に応じて陰極電極箔3の一部、例
えば陰極電極箔3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、陰極リード線の自然
浸漬電位の方が陰極箔の自然浸漬電位より卑な電位とな
り、過電圧が印加された際に、水酸イオンの生成が抑制
されるので、漏液防止には、さらに好適である。
As the cathode electrode foil 3, titanium nitride,
Coating a metal nitride selected from zirconium nitride, tantalum nitride, and niobium nitride, or a metal selected from titanium, zirconium, tantalum, and niobium by a conventionally known method such as an evaporation method, a plating method, or a coating method. Can be. Here, the portion to be coated may cover the entire surface of the cathode electrode foil 3 or, if necessary, a portion of the cathode electrode foil 3, for example, only one surface of the cathode electrode foil 3 may be coated with metal nitride or metal. You may. As a result, the natural immersion potential of the cathode lead wire is lower than the natural immersion potential of the cathode foil, and when an overvoltage is applied, the generation of hydroxyl ions is suppressed. Is more preferable.

【0030】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、Al23 、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、陰極リード
線と陰極箔の局部電池を構成する面積が小さくなり、水
酸イオンの生成が抑制されるので、漏液防止効果はさら
に向上する。
An aluminum oxide layer formed by anodic oxidation with an aqueous solution of ammonium borate, an aqueous solution of ammonium phosphate or an aqueous solution of ammonium adipate is formed on at least the surface of the round bar portion 6 of the lead wires 4 and 5. Al 2 O 3 , SiO 2 , ZrO 2
It is possible to form an insulating layer such as a ceramic coating layer made of such as. As a result, the area of the cathode lead wire and the cathode foil constituting the local battery is reduced, and the generation of hydroxyl ions is suppressed, so that the effect of preventing liquid leakage is further improved.

【0031】[0031]

【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.

【0032】(表1)は、本発明の各実施例及び従来例
の電解コンデンサ用電解液の組成を示したものである。
Table 1 shows the compositions of the electrolytic solutions for electrolytic capacitors of the examples of the present invention and the conventional examples.

【0033】[0033]

【表1】 * 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[Table 1] * 2,4-DMSL: 2,4-dimethylsulfolane EG: ethylene glycol EDMIP: 1-ethyl-2,3-dimethylimidazolinium phthalate TMAP: tetramethylammonium phthalate AAd: ammonium adipate

【0034】また、実施例3として、実施例1、100
部に、p−ニトロ安息香酸、1部、りん酸、0.3部添
加したものを作成した。
Further, as Embodiment 3, Embodiments 1 and 100
The mixture was prepared by adding p-nitrobenzoic acid, 1 part, phosphoric acid and 0.3 part to each part.

【0035】そして、半田付け不良率及び、高温寿命特
性を評価するために、これら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。ここで作成したアルミ
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。
Then, in order to evaluate the defective soldering rate and the high-temperature life characteristics, an aluminum electrolytic capacitor was prepared using these electrolytic solutions. The rating of the aluminum electrolytic capacitor prepared here is 16 V-47 μF, and the case size is φ6.3 mm × 5 mm.

【0036】半田付け不良率を評価するために、これら
の電解コンデンサを100個、エポキシ基板に実装し、
半田リフロー炉を通した。リフロー炉の加熱条件はピー
ク250℃、5秒保持、200℃、60秒保持、180
℃、240秒保持であった。この時の外観不良の数を
(表2)に示す。
In order to evaluate the defective soldering rate, 100 electrolytic capacitors were mounted on an epoxy board, and
It passed through a solder reflow furnace. The heating conditions of the reflow furnace were peak 250 ° C., 5 seconds hold, 200 ° C., 60 seconds hold, 180
° C and 240 seconds. The number of appearance defects at this time is shown in (Table 2).

【0037】[0037]

【表2】 [Table 2]

【0038】(表2)から明らかなように、本発明の実
施例の電解コンデンサの半田付け時の外観不良は、従来
例より改善されており、不良率は0となっている。
As is apparent from Table 2, the appearance defect at the time of soldering of the electrolytic capacitor of the embodiment of the present invention is improved as compared with the conventional example, and the defect rate is 0.

【0039】次に、高温寿命特性を評価するために、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(tan)の測定を行った。結果を
(表3)に示す。
Next, in order to evaluate the high temperature life characteristics, a rated voltage was applied to 125 samples at 125 ° C.
The change rate of the capacitance after 0 hour and 4000 hours (Δ
C), the tangent (tan) of the loss angle was measured. The results are shown in (Table 3).

【0040】[0040]

【表3】 * Cap(μF)、ΔC(%)、LC(μA)[Table 3] * Cap (μF), ΔC (%), LC (μA)

【0041】(表3)から明らかなように、実施例の電
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、125℃、4000時間保証が可能となっている。
As is clear from Table 3, the high-temperature life characteristics of the electrolytic capacitors of the examples are better than those of the conventional example, and it is possible to guarantee at 125 ° C. for 4000 hours.

【0042】次いで、漏液特性を評価するために、実施
例1、3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85
℃、85%RH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4)に示
す。
Next, in order to evaluate the leakage characteristics, electrolytic capacitors using the electrolytic solutions of Examples 1 and 3 and 75% of γ─butyrolactone and 1-ethyl-2,3-dimethylimidazophthalate as comparative examples were used. For an electrolytic capacitor using a 25% lithium solution, 85
The rated voltage is applied at 85 ° C. and 85% RH for 500 hours.
The presence or absence of liquid leakage after 1000 hours and 2000 hours was visually observed. The results are shown in (Table 4).

【0043】[0043]

【表4】 [Table 4]

【0044】(表4)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、500〜10
00時間後に漏液が発生しているが、本発明の実施例
1、2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。
As is clear from Table 4, in the comparative example using γ─butyrolactone as a solvent, 500 to 10
Although liquid leakage occurred after 00 hours, the electrolytic capacitors using the electrolytic solutions of Examples 1 and 2 of the present invention did not leak even after 2000 hours, and thus obtained good results.

【0045】[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2,4−ジメチルスルホラン
を用いたものである。
As described above, the electrolytic solution for an electrolytic capacitor according to the present invention uses 2,4-dimethylsulfolane as a solvent.

【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、半田付け不良も防止され
る。
An electrolytic capacitor using this electrolytic solution has a good high-temperature life characteristic and also prevents poor soldering.

【0047】さらに、本発明の電解液を用いることによ
って、漏液を防止することができる。
Further, by using the electrolytic solution of the present invention, liquid leakage can be prevented.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【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。
FIG. 1 is an internal sectional view showing the structure of an aluminum electrolytic capacitor.

【図2】コンデンサ素子の構造を示す分解斜視図であ
る。
FIG. 2 is an exploded perspective view showing the structure of the capacitor element.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Capacitor element 2 Anode electrode foil 3 Cathode electrode foil 4 Lead wire for anode drawing 5 Lead wire for cathode drawing 6 Round bar part 7 Connection part 8 External connection part 9 Sealing body 10 Exterior case 11 Separator

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成10年3月13日[Submission date] March 13, 1998

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】発明の名称[Correction target item name] Name of invention

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【発明の名称】 電解コンデンサ用電解液およびそれを
用いてなる電解コンデンサ
Patent application title: Electrolytic solution for electrolytic capacitor
Electrolytic capacitor used

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 溶媒として、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。
1. An electrolytic solution for an electrolytic capacitor using 2,4-dimethylsulfolane as a solvent.
【請求項2】 溶媒として、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を用いてなる電解
コンデンサ。
2. An electrolytic capacitor comprising 2,4-dimethylsulfolane as a solvent and using an electrolytic solution for an electrolytic capacitor.
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