JPS63228709A - 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〕 本発明は電解コンデンサ、詳しくは新規な駆動用電解液
を使用した電解コンデンサに関する。

［従来の技術］ アルミニウムなどの弁作用金属からなる陽極箔および陰
極箔をセパレータとともに巻回してコンデンサ素子とし
た電解コンデンサは、一般にコンデンサ素子に駆動用電
解液を含浸し、アルミニウムなどの金属ケースや合成樹
脂製のケースにコンデンサ素子を収納し、密閉した構造
を有する。

このような電解コンデンサの駆動用電解液としては、従
来エチレングリコールなどの極性有機溶媒を主溶媒とし
、これに飽和有機酸のアンモニウム塩のように、金属か
らなる電極を侵食しない塩を溶解した電解液が一般に使
用されている（特公昭５８−１３０１９号公報）。また
、電解液の溶媒としてγ−ブチロラクトンとエチレング
リコールの混合溶媒を使用することも知られている（特
開昭５４−７５６４号公報）。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、特公昭５Ｂ−１３０１９号に開示された
電解液においては、電気抵抗値の指標である損失角の正
接（ｔａｎδ）を下げるために１〜３０重量％の水を含
有させることが行われているが、この場合には陰極箔の
侵食や解離したアンモニア（ＮＨｓ　）の蒸散のため高
温度におけるコンデンサの特性劣化、特に損失角の正接
（ｔａｎδ）の変化が大きいという問題点があった。ま
た、電導度が高く（電気抵抗が低く）、かつ高温で安定
な電解液として飽和鎖状ジカルボン酸の第四アンモニウ
ム塩を極性有機溶媒に溶解した電解液の使用が特開昭５
９−７８５２２号公報に開示されている。しかしながら
、同公報中の実施例によれば、この電解液の電導度はせ
いぜい９．４ｍＳ　／　ｃ　ｍで、現在要求されている
水準（１２〜２５　ｍ　Ｓ　／　ｅ　ｍ　）から見れば
不充分であるという問題点があった。さらに、混合溶媒
として上述の特開昭５４−７５８４号にみられるような
γ−ブチロラクトンとエチレングリコールを使用した場
合には、低温におい′Ｃエチレングリコールの粘度が増
加するためにコンデンサの低温特性の改善効果が小さい
という問題点があった。

７発明はこのような間厘点を解決して、′電気抵抗が低
く（電導度が高く）、低温特性が優れ、かつ高温安定性
の優れた駆動用電解液を使用した電解コンデンサを提供
することを［１的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、Ｏｆ記問題点を解決するために極性有機溶媒
にマロン酸の第四アンモニウム塩を溶解してなる駆動用
電解液を使用したことを特徴とする電解コンデンサを提
供するものである。

本発明において用いられるマロン酸の第四アンモニウム
塩としては、一般式Ｒ４Ｎ＋で示される第四アンモニウ
ムのアルキル基（Ｒ）の炭素数が１〜１０個のもの、特
に１〜４個のものを好適に使用することができ、例えば
マロン酸テトラメチルアンモニウム、マロン酸テトラエ
チルアンモニウム、マロン酸テトラプロピルアンモニウ
ム、マロン酸テトラブチルアンモニウムなどを挙げるこ
とができる。

本発明において、マロン酸の第四アンモニウム塩を使用
するのは、マロン酸が他のアミン塩などの場合には、電
解液の電導度が低く、製品のｔａｎδが大きくなってし
まい、好ましくないからである。

本発明で用いられるマロン酸の第四アンモニウム塩の電
解液組成中における含有量〈濃度）は適宜選ぶことがで
きるが、飽和溶液の状態のときに比抵抗が最も小さいこ
とを考慮すると１〜５０　、！１！屑％が適当であり、
なかでも良好な高温安定性を得るためには５〜４０重量
−％が好適である。

本発明で用いる極性有機溶媒としては面記の問題点を解
決するために少なくともγ−ブチロラクトンと３−アル
キル−１，３−オキサゾリジン−′２−オン（以下、Ａ
、０．と称す）を含有する。

ここで、アルキル基としてはメチル、エチル、プロピル
・・・などがあるが、そのうちでも低温特性の改善ト、
メチルおよびエチルが好ましい。さらに混合する溶媒と
しては電解コンデンサに通常使用さねている極性有機溶
媒であればいずれも使用でき、アミド類、ラクトン類、
グリコール類、硫黄化合物類または炭素塩類が好適に使
用できる。、／Ｍ合可能な好ましい溶媒の具体的な例と
しては、Ｎ、Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルホ
ルムアミド、β−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン
、Ｎ−メチルピロリドン、エチレングリコール、エチレ
ングリコール・モノアルキルエーテル、エチレングリコ
ール・ジアルキルエーテル、ジメチルスルホキシド、炭
酸プロピレン、エチレンシアノヒドリンなどを着げろこ
とができ、これら溶媒は単独で、あるいは複数の組合せ
で適宜混合して使用される。

本発明において、マロン酸の第四アンモニウム塩を含有
する駆動用電解液を得るにはこの第四アンモニウム塩を
極性有機溶媒に添加してもよいが、溶媒中でマロン酸の
第四アンモニウム塩を生成可能な物質を反応させること
によって、この第四アンモニウム塩を生成させてもよい
。

本発明では電解液中に水を含有ｆさせることは必ずしも
必要ではないが、比抵抗を下げるためには水の含有は効
果的である。ただし、ある限度以−ヒに水の含有量を多
くすると、内部ガスの発生に伴う電解コンデンサのケー
ス膨わや電極箔の侵食を増大させる変因になるので高温
度で長時間使用する目的のためには、水の含有量はなる
べく少ない方か好ましい。したかって、電解コンデンサ
の使用目的に対応して、水の含′ｆｆ量は電解液組成中
ｏ、ｉ〜２０重量％の範囲が好ましく、０，５〜１５ｇ
Ｌｉ１％の範囲がさらに好ましい。

本発明の電解コンデンサには、種々の態様のコンデンサ
が包含される。典型的な５聾様としては、紙などの適宜
のセパレータで分離したアルミニウム箔陽極とアルミニ
ウム箔陰極とを使用し、これらを円筒状に巻いたものを
コンデンサ素子とし、この素ｒ−に駆動用電解液を含浸
させろ。電解液の含浸量としてはセパレータに対して、
好ましくは５０〜３００重ｑ％とされる。電解液が含浸
された素子は、耐食性を有する金属や合成樹脂などのケ
ースに収納し、宮村した構造にされる。

［実施例］ 以下、本発明を実施例および比較例にもとづいて具体的
に説明する。

水酸化テトラアルキルアンモニウム（アルキル基の／２
素数１〜３）の１０％水溶液とマロン酸とを等モル数に
なるように混合してマロン酸を溶解させた後、エバポレ
ータにより氷を除去してマロン酸の第四アンモニウム塩
を生成させ、こ、れらを溶質として所定量を極性有機溶
媒に溶解させて実施例１〜１０の電解液とした。電解液
のｐ　Ｈは５〜７になるように３１整した。

これらの電解液を使用し゛Ｃアルミニウムを電極とする
電解コンデンサ（定格２５Ｖ、３３０μＦ）を製作し、
高温負荷試＠（定格電圧印加、１２５℃、１０００時間
）を行なって、損失角の正接（ｔａｎδ）の変化を測定
し、その結束を第１表に示した。また、マロン酸の第四
アン（ニウム塩以外の溶質を使用した場合を比較例１〜
３とし５夫りζ例と同様にして電解コンデンサを製作し
、実施例と同じ条件で高温負荷試験を行ない、その結果
を第１表に示した。

第１表中、Ｍ、Ｏ，およびＥ、０．は前述のＡ、０．の
アルキル基がメチルのものおよびエチルのものをそれぞ
れ表わす。

第１表電解液組成例と高温負荷試験 次に、軍２表に電解コン子゛ンサの低温特性を承す。電
解コンデンサは一ヒ述したものと同一であリ、試料個数
は各１０個である。測定周波数は１２０Ｈｚである。表
中の△Ｃ／Ｃ２０℃は２０℃に対する容量変化率、Ｚ／
２２０℃は２０℃に対するインピーダンス比をそれぞれ
示す。

ｎ＝１０の平均値 第１表から分るように、比較例は高温負荷試験において
、損失角の正接の変化が大きいのに対して、実施例では
この変化を小さいものとすることができる。

また、第２表から分るように、比較例は低温特性におい
てΔＣ／Ｃ２０℃およびＺ／Ｚ　２０℃の変化率が大き
いのに対して、実施例ではこの変化率の低減を図ること
ができるものである。

［発明の効果］ 以上にて説明したように未発明によれば、低温特性が優
れ、かつ高温条件下での損失角の正接（ｔａｎδ）の変
化が小さい高温安定性の優れた電解コンデンサを提供す
ることができる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）γ−ブチロラクトンと３−アルキル−１、３−オ
   キサゾリジン−２−オンとからなる極性有機溶媒にマロ
   ン酸の第四アンモニウム塩を溶解してなる駆動用電解液
   を使用したことを特徴とする電解コンデンサ。
2. （２）駆動用電解液中のマロン酸の第四アンモニウム塩
   の含有量が１〜５０重量％であることを特徴とした特許
   請求の範囲第１項記載の電解コンデンサ。
3. （３）一般式Ｒ＿４Ｎ＾＋で表される第四アンモニウム
   のアルキル基（Ｒ）の炭素数が１〜１０個であることを
   特徴とした特許請求の範囲第１項または第２項記載の電
   解コンデンサ。