JPS63215034A - Solid electrolytic capacitor - Google Patents

Solid electrolytic capacitor

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Publication number
JPS63215034A
JPS63215034A JP4915987A JP4915987A JPS63215034A JP S63215034 A JPS63215034 A JP S63215034A JP 4915987 A JP4915987 A JP 4915987A JP 4915987 A JP4915987 A JP 4915987A JP S63215034 A JPS63215034 A JP S63215034A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
solid electrolytic
electrolytic capacitor
tcnq
salt
guanidine derivative
Prior art date
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Pending
Application number
JP4915987A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
英夫 清水
白井 孝三
博之 栗原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Elna Co Ltd
Original Assignee
Elna Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS63215034A publication Critical patent/JPS63215034A/en
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、良好な皮膜修復性を有する7、7゜8.8−
テトラシアノキノジメタンからなるイオンラジカル塩を
固体電解質とする固体電解コンデンサに関するものであ
る。
Detailed Description of the Invention [Industrial Application Field] The present invention provides a 7,7°8.8-
The present invention relates to a solid electrolytic capacitor using an ionic radical salt of tetracyanoquinodimethane as a solid electrolyte.

[従来の技術と開運点] 7.7,8.8−テトラシアノキノジメタン(以下、T
CNQと略す。)からなるイオンラジカル塩を固体電解
質とする固体電解コンデンサとして、例えばキノリンあ
るいはイソキノリンをカチオンとし、TCNQをアニオ
ンとするTCNQ#I塩(特開昭58−191414号
)を加熱融解し、冷却固化したものを固体電解質したも
のが良く知られている。なお、これらTCNQ錯塩のカ
チオンにおいて、そのN位は炭素数2〜18までの中で
選ばれたアルキル基で置換されている。
[Conventional technology and good luck points] 7.7,8.8-tetracyanoquinodimethane (hereinafter referred to as T
It is abbreviated as CNQ. ) as a solid electrolyte, for example, TCNQ#I salt (Japanese Unexamined Patent Publication No. 191414/1982), which has quinoline or isoquinoline as a cation and TCNQ as an anion, is melted by heating and solidified by cooling. Solid electrolytes are well known. In addition, in the cation of these TCNQ complex salts, the N-position is substituted with an alkyl group selected from among those having 2 to 18 carbon atoms.

TCNQ錯塩を加熱融解し、冷却固化するという方法は
、エツチングを施されたアルミニウム箔あるいはタンタ
ル焼結体にTCNQ*塩を融解状態で含浸することがで
きるので、好ましいものである。しかし、その反面TC
NQ錯塩の融解温度が高温度であったり、または融解時
間が長時間であると、有機半導体であるTCNQ錯塩が
分解し、絶縁体に変質してしまうものである。また、冷
却固化時にTCNQ錯塩が結晶化し、電極箔の多孔質部
への充分な接触が得られないという欠点を持っている。
The method of heating and melting the TCNQ complex salt and solidifying it by cooling is preferred because it allows the etched aluminum foil or tantalum sintered body to be impregnated with the TCNQ* salt in a molten state. However, on the other hand, TC
If the melting temperature of the NQ complex salt is high or the melting time is long, the TCNQ complex salt, which is an organic semiconductor, will decompose and transform into an insulator. Further, the TCNQ complex salt crystallizes during cooling and solidification, and it has the disadvantage that sufficient contact with the porous portion of the electrode foil cannot be obtained.

[発明の目的] しかるに、本発明は上述のような欠点を除去し得るもの
で、具体的には比抵抗値が小さい値を有し、熱的にも安
定であるグアージン話導体TCNQil塩を固体電解質
としたものである。これにより高性能で信頼性の高い固
体電解コンデンサを提供するものであるつ [発明の概要] 本発明に係る固体電解コンデンサの基本的な構成は、陽
極酸化(化成)により表面に陽極酸化皮膜を有する弁作
用金属(例えば、アルミニウム、タンタル、チタンおよ
びこれらの合金)を第1の電極とし、第2の電極(対極
)との間に直接あるいはセパレータを介在させてT C
N Q 錯塩からなる固体電解質を有するものである。
[Object of the Invention] However, the present invention is capable of eliminating the above-mentioned drawbacks. Specifically, the present invention is capable of eliminating the above-mentioned drawbacks. Specifically, the guardine conductor TCNQil salt, which has a small specific resistance value and is thermally stable, is made into a solid material. It is an electrolyte. This provides a high-performance and highly reliable solid electrolytic capacitor. T
It has a solid electrolyte made of N Q complex salt.

TCNQ鉗塩としては上述したようにグアニジン誘導体
TCNQ 36塩であり、力、チオンであるグアニジン
誘導体のN (Qは炭素数1〜18のアルキル基(rt
−9iSO−などの全ての異性体を含む)またはベンジ
ル基によって置換されている。ここで、グアニジン誘導
体TCNQ錯塩の構造式を示すと次のようになる。
As mentioned above, the TCNQ salt is the guanidine derivative TCNQ 36 salt;
-9iSO-) or benzyl group. Here, the structural formula of the guanidine derivative TCNQ complex salt is as follows.

グアニジン誘導体TCNQ錯塩の構造式式[11中、R
つはc+”c+aのアルキル基またはベンジル基を示す
、mは1モルの錯塩に含まわる中性7,7,8.8−テ
トラシアノキノジメタンのモル数に対応する正の数(0
,5〜1.5)を意味する。R1,R2)R3、Raは
H1C1〜C6のアルキル基またはフェニル基を示す。
Structural formula of guanidine derivative TCNQ complex salt [in 11, R
"c+" represents an alkyl group or benzyl group of c+a, m is a positive number (0
, 5 to 1.5). R1, R2) R3 and Ra represent an alkyl group of H1C1 to C6 or a phenyl group.

グアニジン誘導体が例えば1,1,3.3−テトラメチ
ルグアニジンである場合にはR1゜R2)Fti 、R
4はメチル基であり、1.3−ジフェニルグアニジンで
ある場合にはR,、R3はフェニル基である。
When the guanidine derivative is, for example, 1,1,3,3-tetramethylguanidine, R1°R2) Fti, R
4 is a methyl group, and in the case of 1,3-diphenylguanidine, R and R3 are phenyl groups.

次に、グアニジン誘導体の代表例としてl。Next, l is a representative example of a guanidine derivative.

1.3.3−テトラメチルグアニジンTCNQtlt塩
の合成方法について述べる。0.01モルの1.1.3
.3−テトラメチルグアニジンと0゜015モルのヨウ
化メチルをフラスコ内で約40〜45[’C]にウォー
ターバスで熱して攪拌すると、4級化反応が起こる。こ
の溶液を冷却して得られる黄色の粉末(ヨウ化−N−メ
チル−1゜1.3.3−テトラメチルグアニジン)の0
.01モルをアセトニトリルに沸騰状態て溶解し、0.
02モルのTCNQ錯塩を溶解した80[℃]のアセト
ニトリル溶液と混合する。その後、約5時間室温で放冷
することにより、N−メチル−1,1,3,3−テトラ
メチルグアニジンTCNQ錯塩の針状結晶が得られる。
1.3. The method for synthesizing 3-tetramethylguanidine TCNQtlt salt will be described. 0.01 moles of 1.1.3
.. When 3-tetramethylguanidine and 0.015 mol of methyl iodide are heated in a flask to about 40 to 45 ['C] in a water bath and stirred, a quaternization reaction occurs. A yellow powder (N-methyl iodide-1゜1.3.3-tetramethylguanidine) obtained by cooling this solution
.. 01 mol was dissolved in acetonitrile under boiling conditions to give 0.01 mol.
The mixture is mixed with an acetonitrile solution at 80[° C.] in which 0.2 mol of TCNQ complex salt is dissolved. Thereafter, by cooling at room temperature for about 5 hours, needle-like crystals of N-methyl-1,1,3,3-tetramethylguanidine TCNQ complex salt are obtained.

この結晶を少微のアセトニトリルで洗浄し、さらにエタ
ノールで洗液が着色しなくなるまで洗浄した後、ニーデ
ルで洗浄し、乾燥し、固体電解コンデンサに適用する。
The crystals are washed with a small amount of acetonitrile, further washed with ethanol until the washing solution is no longer colored, washed with a needle, dried, and applied to a solid electrolytic capacitor.

なお、この合成工程において、ヨウ化メチルに代えて、
ヨウ化エチル、ヨウ化プロピル・・・を使用すれば、そ
れぞれN−エチル−1,1゜3.3−テトラメチルグア
ニジンTCNQ錯塩、Nn−プロピル−1,1,3,3
−テトラメチルグアニジン錯塩・・・を得る。
In addition, in this synthesis step, instead of methyl iodide,
If ethyl iodide, propyl iodide... are used, N-ethyl-1,1゜3.3-tetramethylguanidine TCNQ complex salt, Nn-propyl-1,1,3,3
-Tetramethylguanidine complex salt... is obtained.

なお、上述の1.l、3.3−テトラメチルグアニジン
TCNQ錯塩のほかに、1.3−ジフェニルグアニジン
あるいはその他のグアニジンTCNQ錯塩も上述と同様
にして合成することができる。第1表に、グアニジン誘
導体TCNQ錯塩の比抵抗値を示す。
In addition, the above-mentioned 1. In addition to the 1,3,3-tetramethylguanidine TCNQ complex salt, 1,3-diphenylguanidine or other guanidine TCNQ complex salts can also be synthesized in the same manner as described above. Table 1 shows the specific resistance values of the guanidine derivative TCNQ complex salt.

[実施例] 次に、上述のようにして得たグアニジン誘導体TCNQ
錯塩を電解コンデンサに適用した実施例について述べる
[Example] Next, the guanidine derivative TCNQ obtained as described above
An example in which a complex salt is applied to an electrolytic capacitor will be described.

N−メチル−1,1,3,3−テトラメチルグアニジン
TCNQ錯塩をアセトニトリル中に溶解し、飽和Ki 
Mとする。次に、この溶液中にコンデンサ素子を浸消し
、その後50〜60[’C]で真空乾燥を行い、溶媒の
アセトニトリルを飛散させた。この操作を3回繰返し行
なワた。コンデンサ素子は電極として表面を約10倍に
エツチングしたアルミニウム箔を用い、さらに表面を化
成処理した酸化皮膜を形成したものである。電解質の含
浸後にコロイダルカーボンを塗布し、その後に銀ペース
トを塗布し、リード線をハンダ付けし、外装することに
より定格2.2[μF]の1場極に対して2.5[μF
]、損失3.6[%]の固体電解コンデンサ(実施例1
)を得た。また、N−メチル−1,3−ジフェニルT 
CN Q Sl塩を使用した場合には、定+%2.2[
μF]の陽極に対して、2.4[μF]、旧失3.8[
%コの固体電解コンデンサ(実施例2)を得た。
N-methyl-1,1,3,3-tetramethylguanidine TCNQ complex salt was dissolved in acetonitrile and the saturated Ki
Let it be M. Next, the capacitor element was immersed in this solution, and then vacuum-dried at 50 to 60['C] to scatter the solvent acetonitrile. Repeat this operation three times. The capacitor element uses an aluminum foil whose surface is etched approximately 10 times as much as an electrode, and further has an oxide film formed by chemical conversion treatment on the surface. After impregnating with electrolyte, apply colloidal carbon, then apply silver paste, solder the lead wires, and package it.
], a solid electrolytic capacitor with a loss of 3.6% (Example 1
) was obtained. Also, N-methyl-1,3-diphenyl T
When using CN Q Sl salt, constant +%2.2 [
2.4 [μF] for the anode of 3.8 [μF]
% solid electrolytic capacitor (Example 2) was obtained.

上述のようにして得た本発明に係る固体電解コンデンサ
(定格25 [V] ・2.2 [uF] )の実施例
と、実施例と同様のコンデンサ素子に熱融解によりN 
−n−プロピル−キノリンT CN Q 31)塩を含
浸して得た固体電解コンデンサの従来例1との寿命特性
比較を第2表に示す。第1表中、静電容量値および損失
角の正接は周波数が120[Hzlでの値であり、等個
直列抵抗値は周波数が100 [KHz ]での値であ
る。漏れ電流は、定格電圧(25[V] )印加1分後
に測定した値である。
Examples of solid electrolytic capacitors according to the present invention obtained as described above (rating: 25 [V] - 2.2 [uF]) and capacitor elements similar to those in the examples were injected with N by thermal melting.
-n-propyl-quinoline T CN Q 31) Table 2 shows a comparison of the life characteristics of the solid electrolytic capacitor obtained by impregnating the salt with Conventional Example 1. In Table 1, the capacitance value and the tangent of the loss angle are values at a frequency of 120 [Hz], and the equal series resistance values are values at a frequency of 100 [KHz]. The leakage current is a value measured 1 minute after application of the rated voltage (25 [V]).

第2表 寿命特性 引続き、本発明の他の実施例について述べる。Table 2 Life characteristics Next, other embodiments of the present invention will be described.

N −n−ブチル−1,l、3.3−テトラメチルグア
ニジンTCNQ*塩とラクトン系化合物、例えばγ−ブ
チロラクトンの化合物4o [mg]を直径5.0 [
mm]のアルミニウムケースに充填し、200[’e]
まで約10秒で加熱し、溶解した。その中にアルミニウ
ム箔からなる陽極箔と陰極箔をセパレータを介して巻回
した巻取コンデンサ素子を浸漬し、浸漬後約12秒で冷
却した。なお、電解質の含浸に先立ち、コンデンサ素子
は200[’C]の温度まで上昇させておいた。これに
より、定格2.2[μF]の陽極に対して2.4〔μF
」、I失3.7[%]の固体電解コンデンサ(実施例3
)を得た。また、N−メチル−1,3−ジフェニルグア
ニジンTCNQ錯塩を使用した場合には、定格2,2[
μF]の陽極に対して2.3[μF]、損失3.9[%
]の固体電解コンデンサ(実施例4)を得た。
A compound 4o [mg] of N-n-butyl-1,1,3,3-tetramethylguanidine TCNQ* salt and a lactone compound, such as γ-butyrolactone, was added to a diameter of 5.0 [mg].
Filled in an aluminum case of 200 ['e]
The mixture was heated for about 10 seconds until it was dissolved. A wound capacitor element in which an anode foil and a cathode foil made of aluminum foil were wound with a separator interposed therein was immersed, and cooled approximately 12 seconds after immersion. Note that, prior to impregnation with the electrolyte, the temperature of the capacitor element was raised to 200['C]. As a result, 2.4 [μF] for an anode with a rating of 2.2 [μF]
”, solid electrolytic capacitor with I loss of 3.7% (Example 3
) was obtained. In addition, when N-methyl-1,3-diphenylguanidine TCNQ complex salt is used, the rating is 2,2[
2.3 [μF], loss 3.9 [%] for the anode of [μF]
] A solid electrolytic capacitor (Example 4) was obtained.

[効果コ 以上にて述べた本発明に係るグアニジン誘導体TCNQ
譜塩は錯塩来のキノリンTCNQ錯塩よりも熱安定性が
高く、また比抵抗値も小さい値の有機半導体を提供でき
るものである。さらに、このグアニジン誘導体TCNQ
錯塩を固体電解コンデンサの電解質として用いた場合、
第1表から分かるように寿命特性が従来例より優れた固
体電解コンデンサを提供できるものである。
[Effects] The guanidine derivative TCNQ according to the present invention described above
Fusio has higher thermal stability than the conventional quinoline TCNQ complex salt, and can provide an organic semiconductor with a lower specific resistance value. Furthermore, this guanidine derivative TCNQ
When complex salts are used as electrolytes in solid electrolytic capacitors,
As can be seen from Table 1, it is possible to provide a solid electrolytic capacitor with better life characteristics than the conventional example.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)電解質としてN位を炭化水素基で置換したグアニ
ジン誘導体・7,7,8,8−テトラシアノキノジメタ
ン錯塩を用いたことを特徴とする固体電解コンデンサ。
(1) A solid electrolytic capacitor characterized in that a guanidine derivative/7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane complex salt in which the N-position is substituted with a hydrocarbon group is used as an electrolyte.
(2)特許請求の範囲(1)において、グアニジン誘導
体のN位は炭素数が1〜18までの中から選ばれたアル
キル基またはベンジル基で置換されていることを特徴と
した固体電解コンデンサ。
(2) A solid electrolytic capacitor according to claim (1), characterized in that the N-position of the guanidine derivative is substituted with an alkyl group or benzyl group having 1 to 18 carbon atoms.
(3)特許請求の範囲(1)において、グアニジン誘導
体が1,1,3,3−テトラメチルグアニジンであるこ
とを特徴とした固体電解コンデンサ。
(3) A solid electrolytic capacitor according to claim (1), characterized in that the guanidine derivative is 1,1,3,3-tetramethylguanidine.
(4)特許請求の範囲(1)において、グアニジン誘導
体が1,3−ジフェニルグアニジンであることを特徴と
した固体電解コンデンサ。
(4) The solid electrolytic capacitor according to claim (1), wherein the guanidine derivative is 1,3-diphenylguanidine.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0517852A1 (en) * 1990-03-02 1992-12-16 STATE OF OREGON, acting through OREGON STATE BOARD OF HIGHER EDUCATION, acting for OREGON HEALTH SC. UNIV. AND UNIV. OF OREGON Tri- and tetra-substituted guanidines and their use as excitatory amino acid antagonists

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0517852A1 (en) * 1990-03-02 1992-12-16 STATE OF OREGON, acting through OREGON STATE BOARD OF HIGHER EDUCATION, acting for OREGON HEALTH SC. UNIV. AND UNIV. OF OREGON Tri- and tetra-substituted guanidines and their use as excitatory amino acid antagonists
EP0517852A4 (en) * 1990-03-02 1994-03-02 State Of Oregon, Acting By And Through The Oregon State Board Of Higher Education, Acting For And On Behalf Of

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