JPS581538B2 - 電解コンデンサの駆動用電解液 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電解コンデンサの駆動用電解液の改良に係るも
ので、とくにアルミニウム電解コンデンサの腐食や断線
などの事故を防止するための腐食防止剤を添加した駆動
用電解液に関する。

従来アルミニウム電解コンデンサは使用している電極箔
のアルミニウムが塩素イオンによって腐食しやすく電解
コンデンサの使用中に電極引出用の陽極アルミニウムタ
ブが腐食し断線するとい弁不慮の致命的事故が少なから
ず発生していた。

前記コンデンサの腐食断線は使用する駆動用電解液の成
分、組成などによっても大きく左右されるが塩素イオン
濃度が１００ｐｐｍ以上であればほとんどの場合腐食断
線につながる。

このため陽陰極箔、コンデンサ紙、駆動用電解液、封口
材料など、とくに塩素イオン分の少ない材料を使う必要
がある。

腐食断線の防止に役立つ駆動用電解液の開発研究はこれ
までにもいろいろ行われているが確実に防止しうる決め
手となる対策はまだ確立されていない。

一方タンタル湿式電解コンデンサで駆動用電解液に硫酸
銀を添加し陰極容量を増加するという特開昭５１−３８
６５４号公報のような提案もなされていれか、アルミニ
ウム電解コンデンサの場合硫酸のような強酸を添加する
と漏れ電流が増加し、しかも添加量が多くなると腐食し
また使用電圧が高くなると腐食し断線するという欠点が
ありアルミニウム電解コンデンサでは実用化できなかっ
た。

本発明は上記のような欠点を解消するため腐食防止剤と
して硝酸銀、酢酸銀、安息香酸銀またはクエン酸銀から
なる銀化合物を添加することによってコンデンサの腐食
にともなう断線事故を防止した電解コンデンサの駆動用
電解液を提供せんとするものである。

以下本発明の内容につき詳細に説明する。

アルミニウム電解コンデンサの腐食はつぎの反応によっ
て発生する。

すなわち代表的には無機化学反応であり Ａ１３＋＋３ＣＩ−→ＡＩＣＩ３・・・・・・・・・−
・・（１）なる反応が進行する。

一次的に生成したＡＩＣｌ３が加水分解を受け なる反応がおこり塩素イオンが生成し（１）式の反応に
ついテ２）式の反応がおこりアルミニウムの腐食が進行
し最終的には断線にいたる。

上言α１）、（２）式の反応式でも示されるように一旦
腐食反応がおこると塩素イオンが触媒的作用をし腐食生
成物である水酸化アルミニウムＡＩ（ＯＨ）３が生成し
つづけ断線にいたるまで反応が進行する場合が多い。

このようなことから腐食を防止するには塩素イオンを取
り除くことが有効であることが明らかであり以前からコ
ンデンサに用いる材料や部品には極力塩素イオンを含ま
ないものを選定して使用してきた。

しかしこのことは材料や部品のコストを高めるだけでな
く、いずれにしても塩素イオンを皆無にすることは不可
能である。

しかるに本発明では塩素イオンが存在してもかかる問題
を発生することなく腐食を完全に防止することができる
もので硼酸、セバシン酸、クエン酸、コハク酸、サルチ
ル酸、マロン酸、アジピン酸、マレイン酸、ピクリン酸
、安息香酸、酒石酸、リン酸またはこれらのアンモニウ
ム塩、ナトリウム塩、カリウム塩の一種または二種以上
を溶質とし、これをエチレングリコール、プロピレンク
リコール、ヘキシレンクリコール、グリセリンなどの多
価アルコール類、ベンジルアルコール、モノブチルアル
コールなどのアルコール類、ジエチレンクリコール、エ
チレンクリコールモノアルキルエーテル、エチレングリ
コールフエニルエーテル、メチルセロソルブ、エチルセ
ロソルブなどのアルコールエーテル類、モノメチルフォ
ルムアミド、ジメチルフォルムアミド、モノエチルフォ
ルムアミド、ジエチルフォルムアミド、モノエチルアセ
トアミド、ジエチルアセトアミド、モノメチルアセトア
ミド、ジメチルアセトアミドなどのアミド類、トリエタ
ノールアミン、トリエチルアミン、モノメチルアミンな
どのアミン類あるいはジエチルエーテルなどのエーテル
類などの中の一種または二種以上の溶媒に溶解した駆動
用電解液に腐食防止剤として酢酸銀、安息香酸銀、クエ
ン酸銀、硝酸銀からなる銀化合物を添加し、これを公知
の方法で巻回したアルミニウム電解コンデンサ素子に含
没するものである。

前記銀化合物と塩素イオンとは非常に溶解度の小さい安
定な塩化銀を形成し腐食の原因となる塩素イオンはほと
んど存在しなくなる。

これは駆動用電解液中において溶解度の小さい固体の塩
化銀となるためである。

Ｃｌ ＋Ａｇ＋一→ＡｇＣｌ ・・・・・・・・
・・・・（３）したがって前記（１）式の反応が進行し
なくなり（３）式により腐食を完全に防止することがで
きる。

前記銀化合物の添加量は少量で十分効果を発揮すること
ができ、塩素イオンの量および銀化合物の種類によって
多少異なるが０．００１〜１重量％の範囲内であればと
くに有効である。

添加量が０．０ ０１重量％未満では効果が十分でなく
腐食による断線事故の発生を絶無にすることはできない
。

また１重量％をこえる量を添加しても効果は同じであり
横ばいであり、実用上塩素イオンの不可避的な最大含有
量はせいぜい０．０５〜０．５重量％程度であるから銀
化合物を１重量％添加しておけばいかなる場合でも効果
的である。

この銀化合物の添加量と腐食発生数との関係を図面に示
す。

すなわちエチレングリコール２０重量％とモノエチルフ
ォルムアミド７０重量％とマレイン酸アンモニウム１０
重量％とからなる駆動用電解液にあらかじめわざと意識
的に塩化ナトリウムを微量添加しこれに銀化合物の添加
量を変えた場合の防食効果を定格５ ０ＷＶ．ＤＣ −
３ ３ ０μＦのアルミニウム電解コンデンサ各１０個
を試料として腐食発生数を調べたもので、温度８５゜Ｃ
で定格電圧を１０００時間連続印加したのちの腐食発生
数を示すものである。

図面における曲線Ａは酢酸銀、曲線Ｂは硝酸銀、曲線Ｃ
はクエン酸銀、曲線Ｄは安息香酸銀をそれぞれ添加した
場合であるが、これらの銀化合物の添加量が０．００１
重量％以上であれば腐食発生は絶無であり有効である。

つぎに本発明の実施例と従来の参考例との比較を示す。

参考例はいずれも実施例と同じ組成の駆動用電解液に銀
化合物添加ナシのものおよび硫酸銀を添加したものであ
る。

実施例 １ エチレングリコール９０重量％とセバシン酸アンモニウ
ム１０重量％とからなる駆動用電解液にあらかじめ意識
的に塩化ナトリウムを添加し、これに硝酸銀および酢酸
銀をそれぞれ添加した場合の防食効果を定格１ ６ ０
ＷＶ．ＤＣ −４ ７ ０μＦのアルミニウム電解コン
デンサを試料として陽極アルミニウムタブでの腐食発生
数を調べた。

試験は上記試料を温度８５℃の恒温槽中で電圧１６０Ｖ
，ＤＣを１０００時間連続印加したのち腐食発生数を調
べたもので表１のような結果が得られた。

実施例 ２ モノメチルフォルムアミド９０重量％とクエン酸２アン
モニウム１０重量％とからなる駆動用電解液にあらかじ
め意識的に塩化ナトリウムを添加しこれに安息香酸銀お
よびクエン酸銀をそれぞれ添加した場合の防食効果を定
格１ ６ＷＶ，ＤＣ − ２２０μＦのアルミニウム電
解コンデンサを試料として陽極アルミニウムタブでの腐
食発生数を調べた。

試験は上記試料を温度８５℃の恒温槽中で電圧１６Ｖ．
ＤＣ を１０００時間連続印加したのち腐食発生数を調
べたもので表２のような結果が得られた。

実施例 ３ ベンジルアルコール４９重量％とジエチレングリコール
３０重量％とエチレングリコール１７重重％とアジピン
酸アンモニウム４重量％とからなる駆動用電解液にあら
かじめ意識的に塩化ナトリウムを添加しこれに硝酸銀お
よびクエン酸銀を添加した場合の防食効果を定格５００
ＷＶ．ＤＣ −２２μＦのアルミニウム電解コンデンサ
を試料として陽極アルミニウムタブの腐食発生数を調べ
た。

試験は上記試料を温度８５％の恒温槽中で電圧５００Ｖ
，ＤＣを１０００時間連続印加したのち腐食発生数を調
べたもので表３のような結果が得られた。

以上詳述したように本発明によれはアルミニウム電解コ
ンデンサの腐食防止剤として駆動用電解液に硝酸銀、酢
酸銀、安息香酸銀またはクエン酸銀からなる銀化合物を
添加したことによって腐食にともなう断線事故を絶無に
した特性の安定な電解コンデンサの駆動用電解液を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る電解コンデンサの駆動用電解液に添
加する銀化合物の添加量を変えた場合の腐食発生数の変
化を示す特性曲線図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 腐食防止剤として硝酸銀、酢酸銀、安息香酸銀また
   はクエン酸銀からなる銀化合物を添加したことを特徴と
   する電解コンデンサの駆動用電解液。 ２ 銀化合物の添加量が０．００１〜１重量％であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電解コンデ
   ンサの駆動用電解液。