JPS63232409A - Electrolytic capacitor - Google Patents

Electrolytic capacitor

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JPS63232409A
JPS63232409A JP6728787A JP6728787A JPS63232409A JP S63232409 A JPS63232409 A JP S63232409A JP 6728787 A JP6728787 A JP 6728787A JP 6728787 A JP6728787 A JP 6728787A JP S63232409 A JPS63232409 A JP S63232409A
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JP
Japan
Prior art keywords
quaternary ammonium
electrolytic capacitor
succinic acid
ammonium salt
capacitor
Prior art date
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Pending
Application number
JP6728787A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
英夫 清水
剛 森本
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Elna Co Ltd
AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
Elna Co Ltd
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Publication date
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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。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an electrolytic capacitor, and more particularly to an electrolytic capacitor using a novel driving electrolyte.

[従来の技術] アルミニウムなどの弁作用金属からなる¥j:J棒箔お
よび陰極箔をセパレータとともに合同してコンデンサ素
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m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。
[Prior Art] Electrolytic capacitors, in which a capacitor element is made by combining a J:J bar foil and a cathode foil together with a separator, are made of a valve metal such as aluminum, and the capacitor element is generally impregnated with a driving electrolyte, The capacitor element is housed in a metal case or a case made of synthetic wood, and has a sealed structure.

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)。
Conventionally, the electrolytic solution for driving such electrolytic capacitors uses a polar organic solvent such as ethylene glycol as the main solvent, and an electrolytic solution in which a salt such as an ammonium salt of a saturated organic acid that does not corrode the metal electrodes is dissolved. A liquid is generally used (Japanese Patent Publication No. 58-13019). It is also known to use a mixed solvent of γ-butyrolactone and ethylene glycol as a solvent for the electrolyte (Japanese Unexamined Patent Publication No. 7564/1983).

[発明が解決しようとする間迦点] しかしながら、特公昭58−13019号に開示された
電解液においては、電気抵抗値の指標でるが、この場合
には陰極箔の侵食や解離したアンモニア(NHff )
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59−78522号公報に開示され”C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 / c 
m )から見れば不充分であるという問題点があった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the electrolytic solution disclosed in Japanese Patent Publication No. 58-13019, it is an indicator of electrical resistance, but in this case corrosion of the cathode foil and dissociated ammonia (NHff )
There has been a problem in that the characteristics of the capacitor deteriorate at high temperatures due to the transpiration of , especially the change in the tangent of the loss angle (tan δ) is large. It also has high conductivity (low electrical resistance),
JP-A-59-78522 discloses the use of an electrolytic solution in which a quaternary ammonium salt of a saturated chain dicarboxylic acid is dissolved in a polar organic solvent as an electrolytic solution that is stable at high temperatures. According to the example of
There was a problem that it was insufficient from the point of view of (m).

さらに、混合溶媒として上述の特開昭54−7564号
にみられるよりな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、低温においてエチレングリコ
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。
Furthermore, when using γ-butyrolactone and ethylene glycol as shown in the above-mentioned JP-A-54-7564 as a mixed solvent, the viscosity of ethylene glycol increases at low temperatures, which improves the low-temperature characteristics of the capacitor. The problem was that it was small.

未発明はこのような問題点を解決して、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
することを目的とする。
It is an object of the present invention to solve these problems and provide an electrolytic capacitor that uses a driving electrolyte that has low electrical resistance (high conductivity), excellent low-temperature characteristics, and excellent high-temperature stability. With the goal.

[問題点を解決するための手段] 本発明は、前記問題点を解決するために極性有機溶媒に
コハク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。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, the present invention is characterized by using a driving electrolyte prepared by dissolving a quaternary ammonium salt of succinic acid in a polar organic solvent. The present invention provides electrolytic capacitors.

本発明において用いられるコハク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
コハク酸テトラメチルアンそニウム、コハク酸テトラエ
チルアンモニウム、コへり酸テトラプロピルアンモニウ
ム、コハク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。
As the quaternary ammonium salt of succinic acid used in the present invention, those having the alkyl group (R) of the quaternary ammonium represented by the general formula R4N" have 1 to 10 carbon atoms, particularly those having 1 to 4 carbon atoms. Preferred examples include tetramethylanthonium succinate, tetraethylammonium succinate, tetrapropylammonium succinate, and tetrabutylammonium succinate.

本発明において、コハク酸の第四アンモニウム塩を使用
するのは、コハク酸が他のアミン塩などある。
In the present invention, quaternary ammonium salts of succinic acid are used, including other amine salts of succinic acid.

本発明で用いられるコハク酸の第四アンモニウム塩の電
解液組成中における含有@(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重量%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重螢%が好適
である。
The content (concentration) of the quaternary ammonium salt of succinic acid used in the present invention in the electrolyte composition can be selected as appropriate, but considering that the specific resistance is the lowest in the state of a saturated solution, it is 1 to 50. Weight % is suitable, and in order to obtain good high temperature stability, 5 to 40 weight % is particularly suitable.

本発明で用いる極性有機溶媒としては肘記の問題点を解
決するために少なくともY−ブチロラクトンと3−アル
キル−1,3−才キサシリジン−2−オン(以下、A、
O,と称す)を含有する。
In order to solve the above problems, the polar organic solvent used in the present invention includes at least Y-butyrolactone and 3-alkyl-1,3-oxycylidin-2-one (hereinafter referred to as A,
(referred to as O,).

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上、
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れている極性有機溶
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。混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、判−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挙げることが
でき、二わら溶媒は単独で、あるいは複数の組合せで適
宜混合して使用される。
Here, the alkyl group includes methyl, ethyl, propyl, etc. Among them, for improving low temperature characteristics,
Methyl and ethyl are preferred. Furthermore, any polar organic solvent commonly used in electrolytic capacitors can be used as the solvent to be mixed, including amides, lactones, etc.
Glycols, sulfur compounds or carbon salts can be preferably used. Specific examples of preferred miscible solvents include N,N-dimethylformamide, dimethylformamide, β-butyrolactone, γ-valerolactone, N
- Examples include methylpyrrolidone, ethylene glycol, ethylene glycol monoalkyl ether, ethylene glycol dialkyl ether, dimethyl sulfoxide, propylene carbonate, ethylene cyanohydrin, etc. The two solvents may be used alone or in a combination of two or more as appropriate. used.

本発明において、コハク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、溶媒中でコハク酸の
第四アンモニウム塩を生成可能な物質を1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。
In the present invention, in order to obtain a driving electrolyte containing a quaternary ammonium salt of succinic acid, the quaternary ammonium salt may be added to a polar organic solvent. This quaternary ammonium salt may be produced by one reaction of substances that can be produced.

本発明では電解液中に水を含有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、ある限度以上に水の含4T量を多く
すると、内部ガスの発生に伴る目的のためには、水の含
有量はなるべく少ない方が好ましい。したがって、電解
コンデンサの使用目的に対応して、水の含有量は電解液
組成中0.1〜20重量%の範囲が好ましく、0.5〜
15重量%の範囲がさらに好ましい。
In the present invention, it is not necessarily necessary to include water in the electrolytic solution, but it is effective to lower the specific resistance. However, if the 4T amount of water is increased beyond a certain limit, it is preferable that the water content be as small as possible for the purpose of generating internal gas. Therefore, depending on the purpose of use of the electrolytic capacitor, the water content in the electrolyte composition is preferably in the range of 0.1 to 20% by weight, and 0.5 to 20% by weight.
A range of 15% by weight is more preferred.

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。典型的な態様としては、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、こわらを円筒状に巻いたものをコ
ンデンサ素子とし、この素子に駆動用電解液を含浸させ
る。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重量%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、密封した構造にされる。
The electrolytic capacitor of the present invention includes various types of capacitors. In a typical embodiment, an aluminum foil anode and an aluminum foil cathode are separated by a suitable separator such as paper, the stiff straw is rolled into a cylindrical shape as a capacitor element, and a driving electrolyte is applied to this element. Impregnate. The amount of electrolytic solution impregnated is preferably 50 to 300% by weight based on the separator. The element impregnated with the electrolyte is housed in a case made of corrosion-resistant metal, synthetic resin, or the like, and has a sealed structure.

[実施例] 以下1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。
[Examples] The present invention will be specifically described below based on Examples and Comparative Examples.

水酸化テトラアルキルアンモニウム(アルキル基の炭素
&1〜3)の10%水溶液とコハク酸とを等モル数にな
るように・混合してコハク酸を溶解させた後、エバポレ
ータにより水を除去してコハク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1〜8の電解液とした。電解液のp
i(は5〜7になるように!I4整した。
A 10% aqueous solution of tetraalkylammonium hydroxide (carbons & 1 to 3 of the alkyl group) and succinic acid are mixed in equal mole numbers to dissolve the succinic acid, and then water is removed using an evaporator to dissolve the succinic acid. A quaternary ammonium salt of an acid was generated, and a predetermined amount of these salts were dissolved in a polar organic solvent as a solute to obtain the electrolyte solutions of Examples 1 to 8. electrolyte p
I adjusted !I4 so that i( is 5 to 7.

これらの電解液を使用してアルミニウムを電極とする電
解コンデンサ(定格25V、470μF)を製作し、高
温負荷試験(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
、その結果を第1表に示した。また、コハク酸の第四ア
ンモニウム塩以外の溶質を使用した場合を比較例1〜3
とし、実施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。
Using these electrolytes, we manufactured an electrolytic capacitor (rated 25V, 470μF) with aluminum electrodes, and conducted a high-temperature load test (rated voltage applied, 125℃, 1000 hours).
The changes in the tangent (tan δ) of the loss angle were measured, and the results are shown in Table 1. Comparative Examples 1 to 3 also show cases where solutes other than the quaternary ammonium salt of succinic acid were used.
An electrolytic capacitor was manufactured in the same manner as in the example, and a high temperature load test was conducted under the same conditions as in the example. The results are shown in Table 1.

第1表中、M、0.およびE、O,は前述のA、0.の
アルキル基がメチルのものおよびエチ次に、第2表に電
解コンデンサの低温特性を示す。電解コンデンサは上述
したものと同一であり、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/Z 20℃は20℃に
対するインピーダンス比をそれぞれ示す。
In Table 1, M, 0. and E, O, are the aforementioned A, 0. Table 2 shows the low-temperature characteristics of electrolytic capacitors in which the alkyl group is methyl and ethyl. The electrolytic capacitors were the same as those described above, and the number of samples was 10 each. The measurement frequency is 120Hz. In the table, ΔC/C20°C represents the rate of change in capacity at 20°C, and Z/Z 20°C represents the impedance ratio at 20°C.

第1人から分るように、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。
As can be seen from the first person, in the comparative example, the change in the tangent of the loss angle is large in the high temperature load test, whereas in the example, this change can be made small.

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″c葛よびZ/Z Z 0℃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。
Furthermore, as can be seen from Table 2, in the comparative example, the rate of change in ΔC/C20″c and Z/ZZ 0°C is large in the low-temperature characteristics, whereas the example aims to reduce this rate of change. It is something that can be done.

[発明の幼果] 以上にて説明したように本発明によれば、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。
[Effects of the Invention] As explained above, the present invention provides an electrolytic capacitor with excellent low temperature characteristics and excellent high temperature stability with small change in tangent of loss angle (tan δ) under high temperature conditions. can be provided.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (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コハ
ク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。
(1) A driving electrolyte is used, which is obtained by dissolving a quaternary ammonium salt of succinic acid in a polar organic solvent consisting of γ-butyrolactone and 3-alkyl-1,3-oxazolidin-2-one. electrolytic capacitor.
(2)駆動用電解液中のコハク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。
(2) The electrolytic capacitor according to claim 1, wherein the content of the quaternary ammonium salt of succinic acid in the driving electrolyte is 1 to 50% by weight.
(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。
(3) The electrolysis according to claim 1 or 2, wherein the alkyl group (R) of the quaternary ammonium represented by the general formula R_4N^+ has 1 to 10 carbon atoms. capacitor.
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