JPS61156717A - 電解コンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は電解コンデンサの改良に係り、特に電解コン
デンサの耐腐食特性の改善に関する。

（従来の技術〕 電解コンデンサは、アルミニウム、タンタルなどの皮膜
形成性金属を陽極に用い、この陽極表面に誘電体となる
絶縁性の酸化皮膜を陽極酸化処理等により形成し、陰極
として酸化皮膜のない同種もしくは他の金属を対抗配置
し、これら電極間に紙、多孔質プラスチックなどのセパ
レータを介在させて巻回あるいは、層状に重ね合わせて
コンデンサ素子を形成している。

図面は、一般的な巻回構造のアルミニウム電解コンデン
サの素子構造を例示したもので、帯状のヱ アルミニウム陽極箔矛はその表面が拡面化のためのエツ
チング処理が施されるとともに、その上面に陽極酸化処
理により、誘電体酸化皮膜層が形成されている。

そして、この陽極箔２に対抗させて、同様に帯状のアル
ミニウム陰極箔３が配置され、これら陽極箔２、陰極箔
３の間に前記電極箔より僅かに幅の広いセパレータ紙４
が挟み込まれて円筒状に巻回されてコンデンサ素子１が
形成されている。なおリード５は、コンデンサ素子１の
電極箔２，３と外部との電気的接続をおこなうために、
各々の電極箔に取りつけられ、コンデンサ素子１の巻回
端面から引き出されたものである。

そして、このコンデンサ素子に電解液を含浸し、外部へ
の電極引出し手段を設けたうえ、金属、樹脂等の外装ケ
ースあるいは、樹脂モールド等の手段で外装が施され、
電解コンデンサとなる。

電解コンデンサは、誘電体が陽極の皮膜形成性金属の表
面に形成された酸化皮膜であり、電解液がこの酸化皮膜
と接触して、コンデンサの機能を持つことになる。つま
り、電解液が真の陰極として機能している。また、電解
液はこの酸化皮膜の劣化部分に作用して、皮膜を修復さ
せる機能を有している。このことは、酸化皮膜と電解液
の接触面で常に局所的に陽極酸化反応が常におこなわれ
ているといえる。

ところが、この陽極酸化反応の部位に塩素イオンが存在
すると、アルミニウムは塩素と化合し塩化アルミニウム
となり、さらに加水分解して水酸化アルミニウムが形成
される。そして塩素イオンはあたかも触媒のように作用
してアルミニウムの腐食を進行させ、漏れ電流の増加、
内圧上昇等に始まり、ついには内部リードの断線等によ
り電解コンデンサの機能を全（損ねてしまうことになる
。

このため、電解コンデンサの内部は、塩素の存在を極力
排除しなければならない。しかしながら、塩素は電極箔
のエツチング処理を、塩酸あるいは塩化ナトリウム水溶
液中でおこなうので、完全な塩素の除去は極めて難しい
。また製造工程中で塩素イオンの侵入する可能性もある
。さらには電解コンデンサは、印刷配線基板上に半田に
より取り付けられるが、この半田付は後の基板洗浄に、
トリクロロエタン等のハロゲン系洗浄剤を使用するので
、残存洗浄剤が電解コンデンサの封口部分やリード引き
出し部分から内部に浸透し、腐食発生の原因となること
もある。従って、信頼度の高い電解コンデンサを得るに
は、腐食を抑制するための手段が必要となる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この発明の目的は、従来のこのような技術背景に対し、
内部残存あるいは外部から侵入する塩素による腐食発生
を防止し、信頼度の高い電解コンデンサを得ることにあ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は、陽極電極、陰極電極間にセパレータを介在
させ、電解液を含浸してなる電解コンデンサにおいて、
前記コンデンサ素子にビスマス酸塩とアンチモン酸の混
合物を含有させたことを特徴としている。

〔作用〕

ビスマス酸は、その詳細な理由は明らかではないが、塩
素等の陰イオンを吸着する能力に優れる。

また、アンチモン酸は、陽イオン殊にナトリウムイオン
をはじめとするアルカリ金属イオンに対し選択的に吸着
をおこなうことが知られている。

そこで、発明者はこれら２つの化合物の特性に着目し、
双方を混合して存在させることにより、例えば塩化ナト
リウムのような形でコンデンサ内に存在する塩素分に対
し、陽イオン、陰イオン双方から選択的に吸着をおこな
うことで、塩素イオン捕捉の効率を高めようとするもの
である。

まず、ビスマス酸塩とアンチモン酸の混合物が塩素イオ
ンの捕捉をおこなう能力の確認をおこなった実験例を示
す。

実験は、Ｎ、Ｎ−ジメチルフォルムアミドにマレイン酸
およびトリエチルアミンを溶解した電解コンデンサ用電
解液に、一定量の塩素イオンを存在させ、ここにビスマ
ス酸塩とアンチモン酸の混合物を入れて所定時間放置後
の塩素イオンの濃度変化を調べた。

実験条件は、前記の電解液の塩素イオン濃度が１１００
ｐｐになるように塩化ナトリウムを添加し、この中に第
１表に示すビスマス酸塩とアンチモン酸を表中の割合で
混合し、６０℃で２０時間放置後の塩素イオン残量を測
定したものである。なお、混合したビスマス酸塩とアン
チモン酸はいずれも電解液に不溶のため、２時間毎に攪
拌をおこなった。

第１表 これら実験例かられかるように、ビスマス酸塩とアンチ
モン酸の混合物を含有した電解液は、当初１１００ｐｐ
に調整した塩素イオン濃度が、所定時間経過後にいずれ
も数分の一程度以下まで低下しており、塩素イオンがビ
スマス酸化物に吸着されたことを示している。

〔実施例〕

次に、実際の電解コンデンサを製作して腐食の抑制につ
いて調べた結果を示す。

製作した電解コンデンサは、帯状のアルミニウム電極を
セパレータ紙とともに巻回した通常の電解コンデンサで
、定格電圧６３Ｖ、静電容量１０μＦ、外形寸法１０φ
Ｘ１２．５＋＋＋＋ｓのものである。そしてこの発明の
実施例については、マニラ繊維紙からなるセパレータ紙
の表面に、ビスマス酸塩とアンチモン酸とを等量混合し
、水を加えてスラリー状にしたものを塗布し、乾燥させ
てから電極箔とともに巻回してコンデンサ素子とした。

使用電解液は、Ｎ、Ｎ−ジメチルフォルムアミド−マレ
イン酸系の電解液で、組成は次のとおりである。

Ｎ、Ｎ−ジメチルフォルムアミド　　　８４ｗｔ％マレ
イン酸　　　　　　　　　　　　９賀ｔ％トリエチルア
ミン　　　　　　　　　７賀ｔ％この電解液に塩化ナト
リウムを溶解して、塩素イオンで１１００ｐｐの濃度に
なるように調整した。この電解液を前記コンデンサ素子
に含浸後、外装ケースに収納し、開口部を封口部材で密
封して電解コンデンサを完成させた。

この電解コンデンサを１１０℃で６３Ｖの電圧を印加し
て寿命試験をおこない、腐食の発生割合をみた。なお比
較例として、ビスマス酸塩とアンチモン酸との混合物を
塗布しない通常のセパレータ紙で巻回したコンデンサ素
子に同じ電解液を含浸して同様に寿命試験をおこなった
。この結果を、第２表に示す。

この結果から明らかなように、この発明のビスマス酸塩
とアンチモン酸をセパレータ紙に塗布した実施例は、い
ずれも、塗布をおこなわないものに比べて腐食の発生が
全くなく、ビスマス酸塩とアンチモン酸との混合物をコ
ンデンサ素子内に含有させると腐食抑制に効果のあるこ
とがわかる。

この実施例においては、ビスマス酸塩とアンチモン酸と
の混合物をスラリー状にしてセパレータ紙に塗布して、
ビスマス酸塩とアンチモン酸とをコンデンサ素子内に含
有させたが、この含有のための手段は何もこれに限られ
るものでな（、電極箔側に塗布をおこなってもよい。

また、スラリー状にせず、粉状のものをコンデンサ素子
巻同時に電極箔とセパレータ紙間に散布巻回してもよい
。さらには、このビスマス酸塩ならびにアンチモン酸は
いずれも電解液に不溶であるが、電解液中に分散させて
おいてコンデンサ素子に含浸してもよい。

〔発明の効果〕

以上述べたように、この発明によれば、電解コンデンサ
の塩素による腐食を抑制するので、腐食による漏れ電流
の増加、内部リードの断線、封口部の開弁等の電解コン
デンサにとって致命的な事故の発生を防止することがで
き、極めて信頼度の高い電解コンデンサを得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

図面は、巻回構造の電解コンデンサ素子をあられした、
説明図である。 １・・・コンデンサ素子、２・・・陽極箔、３・・・陰
極箔、４・・・セパレータ紙、５・・・リード。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）陽極電極、陰極電極間にセパレータを介在させ、
   電解液を含浸したコンデンサ素子を、外装ケース内部に
   収納してなる電解コンデンサにおいて、前記コンデンサ
   素子にビスマス酸塩とアンチモン酸との混合物を含有さ
   せたことを特徴とする電解コンデンサ。
2. （２）ビスマス酸塩とアンチモン酸の混合物は、コンデ
   ンサ素子の電極またはセパレータに塗布されているとこ
   ろの特許請求の範囲第（１）項記載の電解コンデンサ。
3. （３）ビスマス酸塩とアンチモン酸の混合物は、コンデ
   ンサ素子中の電解液に混合されているところの特許請求
   の範囲第（１）項記載の電解コンデンサ。