JPS627684B2 - - Google Patents
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Description
〔産業上の利用分野〕
この発明は、電解コンデンサの駆動用電解液に
係り、特にエチレングリコールを主体とする溶媒
に側鎖にアルキル基を有する長鎖二塩基性酸又は
その塩を主たる溶質とした電解液の改良に関す
る。 〔従来の技術〕 一般に、電解コンデンサは、陽極側及び陰極側
の電極箔間にセパレータ紙を介在させて電解コン
デンサ素子を形成し、この電解コンデンサ素子を
電解液の含浸後、外装ケースに封入したものであ
る。周知のように、各電極箔にはエツチング処理
が施されたアルミニウム箔等が使用され、陽極側
の電極箔には更にエツチング処理の後、誘電体酸
化皮膜が形成されたものが使用されている。この
ような電解コンデンサにおいて、電解コンデンサ
素子に含浸される電解液は、電極箔、セパレータ
紙、外装ケースおよび封口部材等とともに、電解
コンデンサの主要な構成要素であつて、電解液の
持つ化学的或いは電気的性質が電解コンデンサと
しての電気的特性や寿命特性を決定する要因に成
つている。 従来、定格電圧160（Ｖ）を超える中高圧用電
解コンデンサの電解液には、エチレングリコール
を主体とした溶媒に硼酸或いはそのアンモニウム
塩を溶解した所謂エチレングリコール−硼酸系電
解液が用いられている。この種の電解液は、低圧
用電解液に比較して比抵抗が著しく高いために、
電解コンデンサの等価直列抵抗の増大とともに損
失を増大させることが知られている。また、この
種の電解液はその構成薬品中の水分の他にエチレ
ングリコールと硼酸とによるエステル化反応で生
ずる多量の水分をも含有しており、これらの水分
が陽極側の電極箔の表面に形成されている誘電体
化成酸化皮膜を著しく劣化させるため、電解コン
デンサの電気的特性を不安定にし、寿命を縮める
原因と成つていた。しかも電解コンデンサは電流
の通流時発熱を伴い、使用状態によつては、100
℃を超える高温に成る場合があるが、電解液に含
有されている水分は100℃を超える高温下で多量
の水蒸気を発生して外装ケースの内圧を異常上昇
させ、防爆弁部の膨張等、外装ケースの外観変形
や電気的特性の劣化等を引き起こす原因になる。
このため、この種の電解液は105℃を超える高温
下での使用が不可能であり、電解コンデンサの上
限使用温度に制限を加えていた。 電解コンデンサは、通信機器や計測機器等、各
種の電子機器に使用されているが、電子機器の性
能に電解コンデンサの持つ電気的特性が大きく関
係し、これら電子機器の小型化、高性能化を図る
ために長寿命で電気的特性の優れたしかも信頼性
の高い電解コンデンサが要求されている。特に、
安定化電源においては、小型化等の要請からスイ
ツチング周波数の高いスイツチングレギユレータ
が使用されるが、この種の電源に使用する平滑用
電解コンデンサには高周波に対して低インピーダ
ンス特性を持つとともに、上限使用温度が高いも
のが要求されている。 このような要求に応えるために、電解コンデン
サのインピーダンス特性に関係する比抵抗値を減
少させ、使用温度範囲の拡大、とりわけ上限使用
温度を高くするために、側鎖にアルキル基を有す
る長鎖二塩基性酸を使用した電解液が提案されて
いる。この電解液は、エチレングリコールを主体
とした溶媒に側鎖にアルキル基を有する長鎖二塩
基性酸を溶解したもので、エチレングリコール−
硼酸系電解液に比較して極めて小さい比抵抗値を
呈し、電解コンデンサの等価直列抵抗や損失を著
しく減少させることができる。また、従来のエチ
レングリコール−硼酸系電解液の場合、エステル
化反応が容易に進行して硼酸１モルから３モルの
水が生成され、電解液中の含水量が極めて多くな
るのに対し、長鎖二塩基性酸を含む電解液の場
合、溶質量が従来の電解液に比較して少なく、長
鎖二塩基性酸の分子量が従来の硼酸に比較して大
きいことから、含水量が極めて少なくなる。この
ため、陽極側電極箔の表面に形成されている誘電
体酸化皮膜の劣化が防止できる。 〔発明が解決しようとする問題点〕 ところで、この種の電解液の場合、アルミニウ
ムに対する長鎖二塩基性酸の錯体形成能が強いた
め、陰極にエツチング処理を施したアルミニウム
箔をそのまま使用した場合、静電容量の低下を来
す虞がある。前記のように陰極側の電極箔にはエ
ツチング処理が施されたアルミニウム箔が使用さ
れており、電極箔のエツチング処理は電極箔の表
面部及びその内部に微細なエツチングピツトを形
成した電極箔の実効表面積の拡大を図るために施
すものである。 このようにエツチング処理によつて拡面化が図
られたアルミニウム箔に対して直接、長鎖二塩基
性酸が接触すると、その表面に長鎖二塩基性酸に
よつて錯体が形成される。この錯体は、エツチン
グピツトの内壁面間を跨いでエツチングピツトを
塞ぐように形成されて、エツチングピツトの深部
に浸透している電解液とエツチングピツト外の電
解液との電気的な導通を妨げる。このため、等価
的に陰極側の電極箔の実効表面積を縮小すること
になるので、静電容量の低下を来すものである。
そして、このような錯体形成は僅かな水分の存在
下で行なわれ、例えば製品の組立途上の僅かな吸
水等の不可避な水分で錯体形成反応が進行し、寿
命試験中の短期間において静電容量の低下を来す
ことが確認されている。 このため、発明者は長鎖二塩基性酸を溶質とす
る電解液に不飽和ジカルボン酸を添加し、長鎖二
塩基性酸又はその塩の１又は２以上を主たる溶質
とする場合に得られる優れた特性を損なうことな
く、アルミニウムに対する錯体形成に阻止してエ
ツチング処理を施したアルミニウム箔を他の処理
を施すことなくそのままの状態で使用でき、比抵
抗値が小さくしかも含水量が少ない電解コンデン
サの駆動用電解液を提案した。 そこで、この発明は、長鎖二塩基性酸又はその
塩を主たる溶質とする電解液において、不飽和ジ
カルボン酸に代えて無機酸を添加することによつ
て静電容量の低下を防止した電解コンデンサの駆
動用電解液を提供しようとするものである。 〔問題点を解決するための手段〕 この発明の電解コンデンサの駆動用電解液は、
エチレングリコールを主体とした溶媒に炭素数12
ないし22で側鎖にアルキル基を有する長鎖二塩基
性酸として１，６−デカンジカルボン酸、６−エ
チル−１，12−ドデカンジカルボン酸、６−エチ
レン−１，12−ドデカンジカルボン酸、７−メチ
ル−７−オクタデセン−１，14−ジカルボン酸、
７−メチル−１，14−オクタデカンジカルボン
酸、６−エチル−１，16−ヘキサデカンジカルボ
ン酸、６−エチレン−９−ヘキサデセン−１，16
−ジカルボン酸、７，12−ジメチル−７，11−オ
クタデカジエン−１，18−ジカルボン酸又は７，
12−ジメチル−１，18−オクタデカンジカルボン
酸の何れか又はその塩の１若しくは２以上を主た
る溶質とし、燐酸又は硫酸を添加して溶解したも
のである。 この発明の電解コンデンサの駆動用電解液は、
エチレングリコールを主体とした溶媒に炭素数12
ないし22で側鎖にアルキル基を有する長鎖二塩基
性酸又はその塩の中の１又は２以上を主たる溶質
として溶解した電解液の特性を改善するために、
燐酸又は硫酸を添加することにより、長鎖二塩基
性酸のアルミニウム表面に直接錯体が形成される
のを阻止し、陰極側電極箔の表面積の縮小による
静電容量の減少を防止するとともに、側鎖にアル
キル基を有する長鎖二塩基性酸の特徴である低比
抵抗値によつて等価直列抵抗の小さい低インピー
ダンス特性を有する電解コンデンサを得ようとす
るものである。 〔作用〕 この発明において、添加する燐酸又は硫酸は、
エチレングリコールを主体とした溶媒に炭素数12
ないし22で側鎖にアルキル基を有する長鎖二塩基
性酸として用いられる１，６−デカンジカルボン
酸、６−エチル−１，12−ドデカンジカルボン
酸、６−エチレン−１，12−ドデカンジカルボン
酸、７−メチル−７−オクタデセン−１，14−ジ
カルボン酸、７−メチル−１，14−オクタデカン
ジカルボン酸、６−エチル−１，16−ヘキサデカ
ンジカルボン酸、６−エチレン−９−ヘキサデセ
ン−１，16−ジカルボン酸、７，12−ジメチル−
７，11−オクタデカジエン−１，18−ジカルボン
酸又は７，12−ジメチル−１，18−オクタデカン
ジカルボン酸の何れか又はその塩の中の１又は２
以上を主たる溶質として溶解した電解液の錯体形
成に対して陰極側の電極箔に形成されているエツ
チングピツトを保護するように作用し、かかるエ
ツチングピツトの箔表面の拡大機能を維持する。
換言すれば、錯体形成反応は溶媒の種類や溶液の
PHに強く依存することが知られているが、燐酸又
は硫酸は陰極側電極箔の表面を覆い、その活性点
をマスクすると同時に、その表面近傍の溶液PHを
変化させ、長鎖二塩基性酸の錯体形成を阻止する
か、或いはエツチングピツトを短絡するような形
での錯体形成を阻止するものと考えられる。 〔実施例〕 以下、この発明の実施例について説明する。各
実施例はエチレングリコールを主体とした溶媒に
総炭素数が12ないし22で側鎖にアルキル基を有す
る長鎖二塩基性酸として１，６デカンジカルボン
酸、６−エチル−１，12−ドデカンジカルボン
酸、６−エチレン−１，12−ドデカンジカルボン
酸、７−メチル−７−オクタデセン−１，14−ジ
カルボン酸、７−メチル−１，14−オクタデカン
ジカルボン酸、６−エチル−１，16−ヘキサデカ
ンジカルボン酸、６−エチレン−９−ヘキサデセ
ン−１，16−ジカルボン酸、７，12−ジメチル−
７，11−オクタデカジエン−１，18−ジカルボン
酸又は７，12−ジメチル−１，18−オクタデカン
ジカルボン酸の何れかを主たる溶質として溶解す
るとともに、燐酸又は硫酸を添加剤としたもので
ある。この添加剤の作用を確認するためにエチレ
ングリコール−硼酸系電解液及び前記添加剤を加
えていないものを従来例として示した。これら従
来例及びこの発明の実施例における電解液組成
（wt・％）について、30℃下における比抵抗値Rs
（Ωcm／30℃）、耐電圧Vs（Ｖ）及び含水量H2O
（％）は次のように成る。 従来例 １ エチレングリコール 67wt・％ 硼酸 16.5wt・％ 硼酸アンモニウム 16.5wt・％ Rs：1000Ωcm，Vs：400V，H2O：26％ 従来例 ２ エチレングリコール 90wt・％ アジピン酸アンモニウム 10wt・％ Rs：300Ωcm，Vs：100V，H2O：0.5％ 従来例 ３ エチレングリコール 80wt・％ １，６−デカンジカルボン酸 18wt・％ アンモニア 2wt・％ Rs：430Ωcm，Vs：420V，H2O：0.7％ 従来例 ４ エチレングリコール 80wt・％ ６−エチル−１，12−ドデカンジカルボン酸
18wt・％ アンモニア 2wt・％ Rs：430Ωcm，Vs：410V，H2O：0.9％ 従来例 ５ エチレングリコール 80wt・％ ６−エチレン−１，12−ドデカンジカルボン酸
18wt・％ アンモニア 2wt・％ Rs：490Ωcm，Vs：420V，H2O：0.6％ 従来例 ６ エチレングリコール 80wt・％ ７−メチル−７−オクタデセン−１，14−ジカ
ルボン酸 18wt・％ アンモニア 2wt・％ Rs：480Ωcm，Vs：430V，H2O：0.6％ 従来例 ７ エチレングリコール 80wt・％ ７−メチル−１，14−オクタデカンジカルボン
酸 18wt・％ アンモニア 2wt・％ Rs：440Ωcm，Vs：410V，H2O：0.8％ 従来例 ８ エチレングリコール 80wt・％ ６−エチル−１，16−ヘキサデカンジカルボン
酸 18wt・％ アンモニア 2wt・％ Rs：440Ωcm，Vs：400V，H2O：0.6％ 従来例 ９ エチレングリコール 80wt・％ ６−エチレン−９−ヘキサデセン−１，16−ジ
カルボン酸 18wt・％ アンモニア 2wt・％ Rs：460Ωcm，Vs：420V，H2O：0.6％ 従来例 10 エチレングリコール 80wt・％ ７，12−ジメチル−７，11−オクタデカジエン
−１，18−ジカルボン酸 18wt・％ アンモニア 2wt・％ Rs：450Ωcm，Vs：420V，H2O：0.7％ 従来例 11 エチレングリコール 80wt・％ ７，12−ジメチル−１，18−オクタデカンジカ
ルボン酸 18wt・％ アンモニア 2wt・％ Rs：430Ωcm，Vs：400V，H2O：0.8％ 実施例 １ エチレングリコール 79.9wt・％ １，６−デカンジカルボン酸 18wt・％ アンモニア 2wt・％ 燐酸 0.1wt・％ Rs：400Ωcm，Vs：410V，H2O：0.6％ 実施例 ２ エチレングリコール 79.9wt・％ １，６−デカンジカルボン酸 18wt・％ アンモニア 2wt・％ 硫酸 0.1wt・％ Rs：400Ωcm，Vs：400V，H2O：0.5％ 実施例 ３ エチレングリコール 79.9wt・％ ６−エチル−１，12−ドデカンジカルボン酸
18wt・％ アンモニア 2wt・％ 燐酸 0.1wt・％ Rs：440Ωcm，Vs：420V，H2O：0.8％ 実施例 ４ エチレングリコール 79.9wt・％ ６−エチル−１，12−ドデカンジカルボン酸
18wt・％ アンモニア 2wt・％ 硫酸 0.1wt・％ Rs：490Ωcm，Vs：430V，H2O：0.7％ 実施例 ５ エチレングリコール 79.9wt・％ ６−エチレン−１，12−ドデカンジカルボン酸
18wt・％ アンモニア 2wt・％ 燐酸 0.1wt・％ Rs：470Ωcm，Vs：430V，H2O：0.7％ 実施例 ６ エチレングリコール 79.9wt・％ ６−エチレン−１，12−ドデカンジカルボン酸
18wt・％ アンモニア 2wt・％ 硫酸 0.1wt・％ Rs：500Ωcm，Vs：420V，H2O：0.7％ 実施例 ７ エチレングリコール 79.9wt・％ ７−メチル−７−オクタデセン−１，14−ジカ
ルボン酸 18wt・％ アンモニア 2wt・％ 燐酸 0.1wt・％ Rs：490Ωcm，Vs：420V，H2O：0.9％ 実施例 ８ エチレングリコール 79.9wt・％ ７−メチル−７−オクタデセン−１，14−ジカ
ルボン酸 18wt・％ アンモニア 2wt・％ 硫酸 0.1wt・％ Rs：430Ωcm，Vs：410V，H2O：0.6％ 実施例 ９ エチレングリコール 79.9wt・％ ７−メチル−１，14−オクタデカンジカルボン
酸 18wt・％ アンモニア 2wt・％ 燐酸 0.1wt・％ Rs：450Ωcm，Vs：430V，H2O：0.6％ 実施例 10 エチレングリコール 79.9wt・％ ７−メチル−１，14−オクタデカンジカルボン
酸 18wt・％ アンモニア 2wt・％ 硫酸 0.1wt・％ Rs：460Ωcm，Vs：420V，H2O：0.7％ 実施例 11 エチレングリコール 79.9wt・％ ６−エチル−１，16−ヘキサデカンジカルボン
酸 18wt・％ アンモニア 2wt・％ 燐酸 0.1wt・％ Rs：470Ωcm，Vs：400V，H2O：0.8％ 実施例 12 エチレングリコール 79.9wt・％ ６−エチル−１，16−ヘキサデカンジカルボン
酸 18wt・％ アンモニア 2wt・％ 硫酸 0.1wt・％ Rs：440Ωcm，Vs：410V，H2O：0.8％ 実施例 13 エチレングリコール 79.9wt・％ ６−エチレン−９−ヘキサデセン−１，16−ジ
カルボン酸 18wt・％ アンモニア 2wt・％ 燐酸 0.1wt・％ Rs：500Ωcm，Vs：410V，H2O：0.6％ 実施例 14 エチレングリコール 79.9wt・％ ６−エチレン−９−ヘキサデセン−１，16−ジ
カルボン酸 18wt・％ アンモニア 2wt・％ 硫酸 0.1wt・％ Rs：460Ωcm，Vs：430V，H2O：0.6％ 実施例 15 エチレングリコール 79.9wt・％ ７，12−ジメチル−７，11−オクタデカジエン
−１，18−ジカルボン酸 18wt・％ アンモニア 2wt・％ 燐酸 0.1wt・％ Rs：450Ωcm，Vs：400V，H2O：0.5％ 実施例 16 エチレングリコール 79.9wt・％ ７，12−ジメチル−７，11−オクタデカジエン
−１，18−ジカルボン酸 18wt・％ アンモニア 2wt・％ 硫酸 0.1wt・％ Rs：470Ωcm，Vs：400V，H2O：0.9％ 実施例 17 エチレングリコール 79.9wt・％ ７，12−ジメチル−１，18−オクタデカンジカ
ルボン酸 18wt・％ アンモニア 2wt・％ 燐酸 0.1wt・％ Rs：490Ωcm，Vs：420V，H2O：0.7％ 実施例 18 エチレングリコール 79.9wt・％ ７，12−ジメチル−１，18−オクタデカンジカ
ルボン酸 18wt・％ アンモニア 2wt・％ 硫酸 0.1wt・％ Rs：480Ωcm，Vs：410V，H2O：0.7％ このように各実施例の電解液は、従来例に比較
して低比抵抗値で含水量が少なく、即ち、燐酸又
は硫酸を添加しても、各従来例のものと同様に側
鎖にアルキル基を有する長鎖二塩基性酸として
１，６−デカンジカルボン酸、６−エチル−１，
12−ドデカンジカルボン酸、６−エチレン−１，
12−ドデカンジカルボン酸、７−メチル−７−オ
クタデセン−１，14−ジカルボン酸、７−メチル
−１，14−オクタデカンジカルボン酸、６−エチ
ル−１，16−ヘキサデカンジカルボン酸、６−エ
チレン−９−ヘキサデセン−１，16−ジカルボン
酸、７，12−ジメチル−７，11−オクタデカジエ
ン−１，18−ジカルボン酸又は７，12−ジメチル
−１，18−オクタデカンジカルボン酸の何れかを
溶質とする電解液の持つ特徴が損なわれることな
く、その特徴が維持されている。 次に、従来例３〜11および実施例１〜18の電解
液に添加した溶質の化学式を示す。
係り、特にエチレングリコールを主体とする溶媒
に側鎖にアルキル基を有する長鎖二塩基性酸又は
その塩を主たる溶質とした電解液の改良に関す
る。 〔従来の技術〕 一般に、電解コンデンサは、陽極側及び陰極側
の電極箔間にセパレータ紙を介在させて電解コン
デンサ素子を形成し、この電解コンデンサ素子を
電解液の含浸後、外装ケースに封入したものであ
る。周知のように、各電極箔にはエツチング処理
が施されたアルミニウム箔等が使用され、陽極側
の電極箔には更にエツチング処理の後、誘電体酸
化皮膜が形成されたものが使用されている。この
ような電解コンデンサにおいて、電解コンデンサ
素子に含浸される電解液は、電極箔、セパレータ
紙、外装ケースおよび封口部材等とともに、電解
コンデンサの主要な構成要素であつて、電解液の
持つ化学的或いは電気的性質が電解コンデンサと
しての電気的特性や寿命特性を決定する要因に成
つている。 従来、定格電圧160（Ｖ）を超える中高圧用電
解コンデンサの電解液には、エチレングリコール
を主体とした溶媒に硼酸或いはそのアンモニウム
塩を溶解した所謂エチレングリコール−硼酸系電
解液が用いられている。この種の電解液は、低圧
用電解液に比較して比抵抗が著しく高いために、
電解コンデンサの等価直列抵抗の増大とともに損
失を増大させることが知られている。また、この
種の電解液はその構成薬品中の水分の他にエチレ
ングリコールと硼酸とによるエステル化反応で生
ずる多量の水分をも含有しており、これらの水分
が陽極側の電極箔の表面に形成されている誘電体
化成酸化皮膜を著しく劣化させるため、電解コン
デンサの電気的特性を不安定にし、寿命を縮める
原因と成つていた。しかも電解コンデンサは電流
の通流時発熱を伴い、使用状態によつては、100
℃を超える高温に成る場合があるが、電解液に含
有されている水分は100℃を超える高温下で多量
の水蒸気を発生して外装ケースの内圧を異常上昇
させ、防爆弁部の膨張等、外装ケースの外観変形
や電気的特性の劣化等を引き起こす原因になる。
このため、この種の電解液は105℃を超える高温
下での使用が不可能であり、電解コンデンサの上
限使用温度に制限を加えていた。 電解コンデンサは、通信機器や計測機器等、各
種の電子機器に使用されているが、電子機器の性
能に電解コンデンサの持つ電気的特性が大きく関
係し、これら電子機器の小型化、高性能化を図る
ために長寿命で電気的特性の優れたしかも信頼性
の高い電解コンデンサが要求されている。特に、
安定化電源においては、小型化等の要請からスイ
ツチング周波数の高いスイツチングレギユレータ
が使用されるが、この種の電源に使用する平滑用
電解コンデンサには高周波に対して低インピーダ
ンス特性を持つとともに、上限使用温度が高いも
のが要求されている。 このような要求に応えるために、電解コンデン
サのインピーダンス特性に関係する比抵抗値を減
少させ、使用温度範囲の拡大、とりわけ上限使用
温度を高くするために、側鎖にアルキル基を有す
る長鎖二塩基性酸を使用した電解液が提案されて
いる。この電解液は、エチレングリコールを主体
とした溶媒に側鎖にアルキル基を有する長鎖二塩
基性酸を溶解したもので、エチレングリコール−
硼酸系電解液に比較して極めて小さい比抵抗値を
呈し、電解コンデンサの等価直列抵抗や損失を著
しく減少させることができる。また、従来のエチ
レングリコール−硼酸系電解液の場合、エステル
化反応が容易に進行して硼酸１モルから３モルの
水が生成され、電解液中の含水量が極めて多くな
るのに対し、長鎖二塩基性酸を含む電解液の場
合、溶質量が従来の電解液に比較して少なく、長
鎖二塩基性酸の分子量が従来の硼酸に比較して大
きいことから、含水量が極めて少なくなる。この
ため、陽極側電極箔の表面に形成されている誘電
体酸化皮膜の劣化が防止できる。 〔発明が解決しようとする問題点〕 ところで、この種の電解液の場合、アルミニウ
ムに対する長鎖二塩基性酸の錯体形成能が強いた
め、陰極にエツチング処理を施したアルミニウム
箔をそのまま使用した場合、静電容量の低下を来
す虞がある。前記のように陰極側の電極箔にはエ
ツチング処理が施されたアルミニウム箔が使用さ
れており、電極箔のエツチング処理は電極箔の表
面部及びその内部に微細なエツチングピツトを形
成した電極箔の実効表面積の拡大を図るために施
すものである。 このようにエツチング処理によつて拡面化が図
られたアルミニウム箔に対して直接、長鎖二塩基
性酸が接触すると、その表面に長鎖二塩基性酸に
よつて錯体が形成される。この錯体は、エツチン
グピツトの内壁面間を跨いでエツチングピツトを
塞ぐように形成されて、エツチングピツトの深部
に浸透している電解液とエツチングピツト外の電
解液との電気的な導通を妨げる。このため、等価
的に陰極側の電極箔の実効表面積を縮小すること
になるので、静電容量の低下を来すものである。
そして、このような錯体形成は僅かな水分の存在
下で行なわれ、例えば製品の組立途上の僅かな吸
水等の不可避な水分で錯体形成反応が進行し、寿
命試験中の短期間において静電容量の低下を来す
ことが確認されている。 このため、発明者は長鎖二塩基性酸を溶質とす
る電解液に不飽和ジカルボン酸を添加し、長鎖二
塩基性酸又はその塩の１又は２以上を主たる溶質
とする場合に得られる優れた特性を損なうことな
く、アルミニウムに対する錯体形成に阻止してエ
ツチング処理を施したアルミニウム箔を他の処理
を施すことなくそのままの状態で使用でき、比抵
抗値が小さくしかも含水量が少ない電解コンデン
サの駆動用電解液を提案した。 そこで、この発明は、長鎖二塩基性酸又はその
塩を主たる溶質とする電解液において、不飽和ジ
カルボン酸に代えて無機酸を添加することによつ
て静電容量の低下を防止した電解コンデンサの駆
動用電解液を提供しようとするものである。 〔問題点を解決するための手段〕 この発明の電解コンデンサの駆動用電解液は、
エチレングリコールを主体とした溶媒に炭素数12
ないし22で側鎖にアルキル基を有する長鎖二塩基
性酸として１，６−デカンジカルボン酸、６−エ
チル−１，12−ドデカンジカルボン酸、６−エチ
レン−１，12−ドデカンジカルボン酸、７−メチ
ル−７−オクタデセン−１，14−ジカルボン酸、
７−メチル−１，14−オクタデカンジカルボン
酸、６−エチル−１，16−ヘキサデカンジカルボ
ン酸、６−エチレン−９−ヘキサデセン−１，16
−ジカルボン酸、７，12−ジメチル−７，11−オ
クタデカジエン−１，18−ジカルボン酸又は７，
12−ジメチル−１，18−オクタデカンジカルボン
酸の何れか又はその塩の１若しくは２以上を主た
る溶質とし、燐酸又は硫酸を添加して溶解したも
のである。 この発明の電解コンデンサの駆動用電解液は、
エチレングリコールを主体とした溶媒に炭素数12
ないし22で側鎖にアルキル基を有する長鎖二塩基
性酸又はその塩の中の１又は２以上を主たる溶質
として溶解した電解液の特性を改善するために、
燐酸又は硫酸を添加することにより、長鎖二塩基
性酸のアルミニウム表面に直接錯体が形成される
のを阻止し、陰極側電極箔の表面積の縮小による
静電容量の減少を防止するとともに、側鎖にアル
キル基を有する長鎖二塩基性酸の特徴である低比
抵抗値によつて等価直列抵抗の小さい低インピー
ダンス特性を有する電解コンデンサを得ようとす
るものである。 〔作用〕 この発明において、添加する燐酸又は硫酸は、
エチレングリコールを主体とした溶媒に炭素数12
ないし22で側鎖にアルキル基を有する長鎖二塩基
性酸として用いられる１，６−デカンジカルボン
酸、６−エチル−１，12−ドデカンジカルボン
酸、６−エチレン−１，12−ドデカンジカルボン
酸、７−メチル−７−オクタデセン−１，14−ジ
カルボン酸、７−メチル−１，14−オクタデカン
ジカルボン酸、６−エチル−１，16−ヘキサデカ
ンジカルボン酸、６−エチレン−９−ヘキサデセ
ン−１，16−ジカルボン酸、７，12−ジメチル−
７，11−オクタデカジエン−１，18−ジカルボン
酸又は７，12−ジメチル−１，18−オクタデカン
ジカルボン酸の何れか又はその塩の中の１又は２
以上を主たる溶質として溶解した電解液の錯体形
成に対して陰極側の電極箔に形成されているエツ
チングピツトを保護するように作用し、かかるエ
ツチングピツトの箔表面の拡大機能を維持する。
換言すれば、錯体形成反応は溶媒の種類や溶液の
PHに強く依存することが知られているが、燐酸又
は硫酸は陰極側電極箔の表面を覆い、その活性点
をマスクすると同時に、その表面近傍の溶液PHを
変化させ、長鎖二塩基性酸の錯体形成を阻止する
か、或いはエツチングピツトを短絡するような形
での錯体形成を阻止するものと考えられる。 〔実施例〕 以下、この発明の実施例について説明する。各
実施例はエチレングリコールを主体とした溶媒に
総炭素数が12ないし22で側鎖にアルキル基を有す
る長鎖二塩基性酸として１，６デカンジカルボン
酸、６−エチル−１，12−ドデカンジカルボン
酸、６−エチレン−１，12−ドデカンジカルボン
酸、７−メチル−７−オクタデセン−１，14−ジ
カルボン酸、７−メチル−１，14−オクタデカン
ジカルボン酸、６−エチル−１，16−ヘキサデカ
ンジカルボン酸、６−エチレン−９−ヘキサデセ
ン−１，16−ジカルボン酸、７，12−ジメチル−
７，11−オクタデカジエン−１，18−ジカルボン
酸又は７，12−ジメチル−１，18−オクタデカン
ジカルボン酸の何れかを主たる溶質として溶解す
るとともに、燐酸又は硫酸を添加剤としたもので
ある。この添加剤の作用を確認するためにエチレ
ングリコール−硼酸系電解液及び前記添加剤を加
えていないものを従来例として示した。これら従
来例及びこの発明の実施例における電解液組成
（wt・％）について、30℃下における比抵抗値Rs
（Ωcm／30℃）、耐電圧Vs（Ｖ）及び含水量H2O
（％）は次のように成る。 従来例 １ エチレングリコール 67wt・％ 硼酸 16.5wt・％ 硼酸アンモニウム 16.5wt・％ Rs：1000Ωcm，Vs：400V，H2O：26％ 従来例 ２ エチレングリコール 90wt・％ アジピン酸アンモニウム 10wt・％ Rs：300Ωcm，Vs：100V，H2O：0.5％ 従来例 ３ エチレングリコール 80wt・％ １，６−デカンジカルボン酸 18wt・％ アンモニア 2wt・％ Rs：430Ωcm，Vs：420V，H2O：0.7％ 従来例 ４ エチレングリコール 80wt・％ ６−エチル−１，12−ドデカンジカルボン酸
18wt・％ アンモニア 2wt・％ Rs：430Ωcm，Vs：410V，H2O：0.9％ 従来例 ５ エチレングリコール 80wt・％ ６−エチレン−１，12−ドデカンジカルボン酸
18wt・％ アンモニア 2wt・％ Rs：490Ωcm，Vs：420V，H2O：0.6％ 従来例 ６ エチレングリコール 80wt・％ ７−メチル−７−オクタデセン−１，14−ジカ
ルボン酸 18wt・％ アンモニア 2wt・％ Rs：480Ωcm，Vs：430V，H2O：0.6％ 従来例 ７ エチレングリコール 80wt・％ ７−メチル−１，14−オクタデカンジカルボン
酸 18wt・％ アンモニア 2wt・％ Rs：440Ωcm，Vs：410V，H2O：0.8％ 従来例 ８ エチレングリコール 80wt・％ ６−エチル−１，16−ヘキサデカンジカルボン
酸 18wt・％ アンモニア 2wt・％ Rs：440Ωcm，Vs：400V，H2O：0.6％ 従来例 ９ エチレングリコール 80wt・％ ６−エチレン−９−ヘキサデセン−１，16−ジ
カルボン酸 18wt・％ アンモニア 2wt・％ Rs：460Ωcm，Vs：420V，H2O：0.6％ 従来例 10 エチレングリコール 80wt・％ ７，12−ジメチル−７，11−オクタデカジエン
−１，18−ジカルボン酸 18wt・％ アンモニア 2wt・％ Rs：450Ωcm，Vs：420V，H2O：0.7％ 従来例 11 エチレングリコール 80wt・％ ７，12−ジメチル−１，18−オクタデカンジカ
ルボン酸 18wt・％ アンモニア 2wt・％ Rs：430Ωcm，Vs：400V，H2O：0.8％ 実施例 １ エチレングリコール 79.9wt・％ １，６−デカンジカルボン酸 18wt・％ アンモニア 2wt・％ 燐酸 0.1wt・％ Rs：400Ωcm，Vs：410V，H2O：0.6％ 実施例 ２ エチレングリコール 79.9wt・％ １，６−デカンジカルボン酸 18wt・％ アンモニア 2wt・％ 硫酸 0.1wt・％ Rs：400Ωcm，Vs：400V，H2O：0.5％ 実施例 ３ エチレングリコール 79.9wt・％ ６−エチル−１，12−ドデカンジカルボン酸
18wt・％ アンモニア 2wt・％ 燐酸 0.1wt・％ Rs：440Ωcm，Vs：420V，H2O：0.8％ 実施例 ４ エチレングリコール 79.9wt・％ ６−エチル−１，12−ドデカンジカルボン酸
18wt・％ アンモニア 2wt・％ 硫酸 0.1wt・％ Rs：490Ωcm，Vs：430V，H2O：0.7％ 実施例 ５ エチレングリコール 79.9wt・％ ６−エチレン−１，12−ドデカンジカルボン酸
18wt・％ アンモニア 2wt・％ 燐酸 0.1wt・％ Rs：470Ωcm，Vs：430V，H2O：0.7％ 実施例 ６ エチレングリコール 79.9wt・％ ６−エチレン−１，12−ドデカンジカルボン酸
18wt・％ アンモニア 2wt・％ 硫酸 0.1wt・％ Rs：500Ωcm，Vs：420V，H2O：0.7％ 実施例 ７ エチレングリコール 79.9wt・％ ７−メチル−７−オクタデセン−１，14−ジカ
ルボン酸 18wt・％ アンモニア 2wt・％ 燐酸 0.1wt・％ Rs：490Ωcm，Vs：420V，H2O：0.9％ 実施例 ８ エチレングリコール 79.9wt・％ ７−メチル−７−オクタデセン−１，14−ジカ
ルボン酸 18wt・％ アンモニア 2wt・％ 硫酸 0.1wt・％ Rs：430Ωcm，Vs：410V，H2O：0.6％ 実施例 ９ エチレングリコール 79.9wt・％ ７−メチル−１，14−オクタデカンジカルボン
酸 18wt・％ アンモニア 2wt・％ 燐酸 0.1wt・％ Rs：450Ωcm，Vs：430V，H2O：0.6％ 実施例 10 エチレングリコール 79.9wt・％ ７−メチル−１，14−オクタデカンジカルボン
酸 18wt・％ アンモニア 2wt・％ 硫酸 0.1wt・％ Rs：460Ωcm，Vs：420V，H2O：0.7％ 実施例 11 エチレングリコール 79.9wt・％ ６−エチル−１，16−ヘキサデカンジカルボン
酸 18wt・％ アンモニア 2wt・％ 燐酸 0.1wt・％ Rs：470Ωcm，Vs：400V，H2O：0.8％ 実施例 12 エチレングリコール 79.9wt・％ ６−エチル−１，16−ヘキサデカンジカルボン
酸 18wt・％ アンモニア 2wt・％ 硫酸 0.1wt・％ Rs：440Ωcm，Vs：410V，H2O：0.8％ 実施例 13 エチレングリコール 79.9wt・％ ６−エチレン−９−ヘキサデセン−１，16−ジ
カルボン酸 18wt・％ アンモニア 2wt・％ 燐酸 0.1wt・％ Rs：500Ωcm，Vs：410V，H2O：0.6％ 実施例 14 エチレングリコール 79.9wt・％ ６−エチレン−９−ヘキサデセン−１，16−ジ
カルボン酸 18wt・％ アンモニア 2wt・％ 硫酸 0.1wt・％ Rs：460Ωcm，Vs：430V，H2O：0.6％ 実施例 15 エチレングリコール 79.9wt・％ ７，12−ジメチル−７，11−オクタデカジエン
−１，18−ジカルボン酸 18wt・％ アンモニア 2wt・％ 燐酸 0.1wt・％ Rs：450Ωcm，Vs：400V，H2O：0.5％ 実施例 16 エチレングリコール 79.9wt・％ ７，12−ジメチル−７，11−オクタデカジエン
−１，18−ジカルボン酸 18wt・％ アンモニア 2wt・％ 硫酸 0.1wt・％ Rs：470Ωcm，Vs：400V，H2O：0.9％ 実施例 17 エチレングリコール 79.9wt・％ ７，12−ジメチル−１，18−オクタデカンジカ
ルボン酸 18wt・％ アンモニア 2wt・％ 燐酸 0.1wt・％ Rs：490Ωcm，Vs：420V，H2O：0.7％ 実施例 18 エチレングリコール 79.9wt・％ ７，12−ジメチル−１，18−オクタデカンジカ
ルボン酸 18wt・％ アンモニア 2wt・％ 硫酸 0.1wt・％ Rs：480Ωcm，Vs：410V，H2O：0.7％ このように各実施例の電解液は、従来例に比較
して低比抵抗値で含水量が少なく、即ち、燐酸又
は硫酸を添加しても、各従来例のものと同様に側
鎖にアルキル基を有する長鎖二塩基性酸として
１，６−デカンジカルボン酸、６−エチル−１，
12−ドデカンジカルボン酸、６−エチレン−１，
12−ドデカンジカルボン酸、７−メチル−７−オ
クタデセン−１，14−ジカルボン酸、７−メチル
−１，14−オクタデカンジカルボン酸、６−エチ
ル−１，16−ヘキサデカンジカルボン酸、６−エ
チレン−９−ヘキサデセン−１，16−ジカルボン
酸、７，12−ジメチル−７，11−オクタデカジエ
ン−１，18−ジカルボン酸又は７，12−ジメチル
−１，18−オクタデカンジカルボン酸の何れかを
溶質とする電解液の持つ特徴が損なわれることな
く、その特徴が維持されている。 次に、従来例３〜11および実施例１〜18の電解
液に添加した溶質の化学式を示す。
【表】
【表】
次に、この発明に係る電解コンデンサの駆動用
電解液を用いた電解コンデンサの寿命特性につい
て説明する。実験に使用した電解コンデンサは、
高純度アルミニウム箔で陽極側及び陰極側電極を
形成し、各電極箔にはエツチングによつて拡面処
理を施し、更に陽極側電極箔の表面には690
（Ｖ）の電圧で陽極酸化を施して誘電体酸化皮膜
を形成する。そして、電解コンデンサ素子はこの
ような処理をした陽極側及び陰極側の電極箔を両
者間にセパレータ紙を介在させて重ね合わせ、且
つ巻回して形成し、この電解コンデンサ素子に対
する電解液の含浸処理は、前記電解コンデンサ素
子を20（℃）、湿度100（％）の雰囲気中に24時間
放置した後、試験用の電解液中に浸漬して行い、
この電解コンデンサ素子を常法に従つてアルミニ
ウム外装ケースに封入して試験用電解コンデンサ
とした。この電解コンデンサは定格電圧400
（Ｖ）、定格静電容量100（μＦ）である。この電
解コンデンサについて、負荷寿命試験は110
（℃）の高温下で定格電圧（Ｖ）を印加し、その
初期特性、即ち静電容量cap（μＦ）、誘電体損
失tanδ及び漏洩電流LC（μＡ）を測定し、同様
に1000時間経過後の特性を測定した。この実験結
果を第１表に示す。
電解液を用いた電解コンデンサの寿命特性につい
て説明する。実験に使用した電解コンデンサは、
高純度アルミニウム箔で陽極側及び陰極側電極を
形成し、各電極箔にはエツチングによつて拡面処
理を施し、更に陽極側電極箔の表面には690
（Ｖ）の電圧で陽極酸化を施して誘電体酸化皮膜
を形成する。そして、電解コンデンサ素子はこの
ような処理をした陽極側及び陰極側の電極箔を両
者間にセパレータ紙を介在させて重ね合わせ、且
つ巻回して形成し、この電解コンデンサ素子に対
する電解液の含浸処理は、前記電解コンデンサ素
子を20（℃）、湿度100（％）の雰囲気中に24時間
放置した後、試験用の電解液中に浸漬して行い、
この電解コンデンサ素子を常法に従つてアルミニ
ウム外装ケースに封入して試験用電解コンデンサ
とした。この電解コンデンサは定格電圧400
（Ｖ）、定格静電容量100（μＦ）である。この電
解コンデンサについて、負荷寿命試験は110
（℃）の高温下で定格電圧（Ｖ）を印加し、その
初期特性、即ち静電容量cap（μＦ）、誘電体損
失tanδ及び漏洩電流LC（μＡ）を測定し、同様
に1000時間経過後の特性を測定した。この実験結
果を第１表に示す。
【表】
以上説明したように、この発明によれば、エチ
レングリコールを主体とした溶媒に、１，６−デ
カンジカルボン酸、６−エチル−１，12−ドデカ
ンジカルボン酸、６−エチレン−１，12−ドデカ
ンジカルボン酸、７−メチル−７−オクタデセン
−１，14−ジカルボン酸、７−メチル−１，14−
オクタデカンジカルボン酸、６−エチル−１，16
−ヘキサデカンジカルボン酸、６−エチレン−９
−ヘキサデセン−１，16−ジカルボン酸、７，12
−ジメチル−７，11−オクタデカジエン−１，18
−ジカルボン酸又は７，12−ジメチル−１，18−
オクタデカンジカルボン酸の何れか又はその塩の
中の１若しくは２以上を主たる溶質とし、燐酸又
は硫酸を添加して溶解させたので、主たる溶質の
アルミニウムに対する錯体形成能を阻止すること
ができ、陰極にエツチング処理を施したアルミニ
ウム箔を他の処理を施すことなくそのままの状態
で使用できる。また、この発明によれば、比抵抗
値が小さくしかも含水量が少なくでき、低損失で
使用範囲の拡大とりわけ上限使用温度を高めるこ
とができるとともに、高温下で蒸気の発生による
外装ケースの内圧を異常上昇させることがなく、
陽極側の電極箔の誘電体酸化皮膜を劣化させるこ
ともない。
レングリコールを主体とした溶媒に、１，６−デ
カンジカルボン酸、６−エチル−１，12−ドデカ
ンジカルボン酸、６−エチレン−１，12−ドデカ
ンジカルボン酸、７−メチル−７−オクタデセン
−１，14−ジカルボン酸、７−メチル−１，14−
オクタデカンジカルボン酸、６−エチル−１，16
−ヘキサデカンジカルボン酸、６−エチレン−９
−ヘキサデセン−１，16−ジカルボン酸、７，12
−ジメチル−７，11−オクタデカジエン−１，18
−ジカルボン酸又は７，12−ジメチル−１，18−
オクタデカンジカルボン酸の何れか又はその塩の
中の１若しくは２以上を主たる溶質とし、燐酸又
は硫酸を添加して溶解させたので、主たる溶質の
アルミニウムに対する錯体形成能を阻止すること
ができ、陰極にエツチング処理を施したアルミニ
ウム箔を他の処理を施すことなくそのままの状態
で使用できる。また、この発明によれば、比抵抗
値が小さくしかも含水量が少なくでき、低損失で
使用範囲の拡大とりわけ上限使用温度を高めるこ
とができるとともに、高温下で蒸気の発生による
外装ケースの内圧を異常上昇させることがなく、
陽極側の電極箔の誘電体酸化皮膜を劣化させるこ
ともない。
Claims (1)
- １ エチレングリコールを主体とした溶媒に、
１，６−デカンジカルボン酸、６−エチル−１，
12−ドデカンジカルボン酸、６−エチレン−１，
12−ドデカンジカルボン酸、７−メチル−７−オ
クタデセン−１，14−ジカルボン酸、７−メチル
−１，14−オクタデカンジカルボン酸、６−エチ
ル−１，16−ヘキサデカンジカルボン酸、６−エ
チレン−９−ヘキサデセン−１，16−ジカルボン
酸、７，12−ジメチル−７，11−オクタデカジエ
ン−１，18−ジカルボン酸又は７，12−ジメチル
−１，18−オクタデカンジカルボン酸の何れか又
はその塩の中の１若しくは２以上を主たる溶質と
し、燐酸又は硫酸を添加して溶解したことを特徴
とする電解コンデンサの駆動用電解液。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19154781A JPS5892206A (ja) | 1981-11-29 | 1981-11-29 | 電解コンデンサの駆動用電解液 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19154781A JPS5892206A (ja) | 1981-11-29 | 1981-11-29 | 電解コンデンサの駆動用電解液 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5892206A JPS5892206A (ja) | 1983-06-01 |
| JPS627684B2 true JPS627684B2 (ja) | 1987-02-18 |
Family
ID=16276484
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19154781A Granted JPS5892206A (ja) | 1981-11-29 | 1981-11-29 | 電解コンデンサの駆動用電解液 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5892206A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4752707B2 (ja) * | 2006-09-30 | 2011-08-17 | 日本ケミコン株式会社 | 電解コンデンサ用電解液 |
-
1981
- 1981-11-29 JP JP19154781A patent/JPS5892206A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5892206A (ja) | 1983-06-01 |
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