JPS6369214A - Electrolytic capacitor - Google Patents

Electrolytic capacitor

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JPS6369214A
JPS6369214A JP21261286A JP21261286A JPS6369214A JP S6369214 A JPS6369214 A JP S6369214A JP 21261286 A JP21261286 A JP 21261286A JP 21261286 A JP21261286 A JP 21261286A JP S6369214 A JPS6369214 A JP S6369214A
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JP
Japan
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quaternary ammonium
electrolytic capacitor
ammonium salt
benzoic acid
electrolytic
Prior art date
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Pending
Application number
JP21261286A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
剛 森本
俊哉 松原
芳樹 濱谷
直人 岩野
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
AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
Elna Co Ltd
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Publication date
Application filed by Asahi Glass Co Ltd, Elna Co Ltd filed Critical Asahi Glass Co Ltd
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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) [Abstract] 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) アルミニウム等の弁作用金属の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
ム等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。
(Prior art) Electrolytic capacitors are made by winding a foil of a valve metal such as aluminum together with a separator to form a capacitor element.Generally, the capacitor element is impregnated with a driving electrolyte, and then the capacitor element is impregnated with a driving electrolyte and is housed in a metal case such as aluminum or a synthetic resin case. It has a sealed structure in which the capacitor element is housed.

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等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58−130.19号公報)。
Conventionally, the driving electrolyte for such electrolytic capacitors uses a polar organic solvent such as ethylene glycol as the main solvent.
An electrolytic solution in which a salt, such as an ammonium salt of a saturated organic acid, which does not corrode metal electrodes, is dissolved is generally used (Japanese Patent Publication No. 130.19/1983).

(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、前記の電解液においては、電気抵抗値の
指標である損失(tan δ)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(NH3)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(tan δ)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
温で安定な液として飽和鎖状ジカルボン酸の第4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号公報に開示されている。しかしな
がら、実施例によれば、この電解液の導電率は、せいぜ
い9.4IaS/cmであり、現在要求されている水準
(12〜2501S/CI)から見れば不十分であると
いう問題点があった。
(Problems to be Solved by the Invention) However, in the above electrolytic solution, in order to reduce loss (tan δ), which is an index of electrical resistance,
Although it has been done to contain % water by weight, in this case, the characteristics of the capacitor deteriorate at high temperatures due to corrosion of the cathode foil and transpiration of dissociated ammonia (NH3), especially changes in loss (tan δ). The problem was that it was large. In addition, 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 a liquid that has high conductivity (low electrical resistance) and is stable at high temperatures. has been disclosed. However, according to the example, the conductivity of this electrolytic solution is at most 9.4 IaS/cm, which is insufficient compared to the currently required level (12 to 2501 S/CI). Ta.

本発明は、前記の問題点を解決して電気抵抗が小さく、
かつ高温安定性の優れた電解コンデンサを提供すること
を目的とする。
The present invention solves the above problems and has low electrical resistance.
The purpose of the present invention is to provide an electrolytic capacitor with excellent high-temperature stability.

(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、極性有機溶媒に安
息香酸の第4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-mentioned problems, the present invention provides an electrolytic solution characterized in that a driving electrolyte prepared by dissolving a quaternary ammonium salt of benzoic acid in a polar organic solvent is used. It provides capacitors.

本発明において用いられる安息香酸の第4アンモニウム
塩としては、一般式R4N+で示される第4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個のものが使用され、たとえば、安息香酸テト
ラメチルアンモニウム、安息香酸テトラエチルアンモニ
ウム、安息香酸テトラプロピルアンモニウム、安息香酸
テトラブチルアンモニウムなどがあげられる。
As the quaternary ammonium salt of benzoic acid used in the present invention, those having a quaternary ammonium represented by the general formula R4N+ and having an alkyl group (R) of 1 to 10 carbon atoms, particularly 1 to 4 carbon atoms, are used. Examples thereof include tetramethylammonium benzoate, tetraethylammonium benzoate, tetrapropylammonium benzoate, and tetrabutylammonium benzoate.

本発明において安息香酸の第4アンモニウム塩を使用す
るのは、安息香酸の他のアミン塩などの場合には、電解
液の電導塵が低く製品のtan δが大きくなってしま
い好ましくないためである。
The reason why a quaternary ammonium salt of benzoic acid is used in the present invention is that in the case of other amine salts of benzoic acid, the electrolyte has low conductive dust and the tan δ of the product becomes large, which is undesirable. .

本発明で用いられる安息香酸の第4アンモニウム塩の電
解液組成中における含有Wolfs度)は、適宜選ぶこ
とができるが、飽和溶液の状態の時に比抵抗が最も小さ
い点を考慮すると1〜50%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。
The content (Wolfs degree) of the quaternary ammonium salt of benzoic acid used in the present invention in the electrolytic solution 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%. is suitable, and in particular, 5 to 40% by weight is suitable in order to obtain good high temperature stability.

本発明で用いる極性有機溶媒としては、電解コンデンサ
に通常使用される極性有機溶媒であればいずれも使用可
能である。これらの溶媒の中で、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酸塩類が好適に
使用できる。好ましい溶媒の具体的な例としては、ジメ
チルホルムアミド、N−メチルホルムアミド、γ−ブチ
ロラクトン、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があげられ
、これらの溶媒は単独で、あるいは適宜混合して使用さ
れる。
As the polar organic solvent used in the present invention, any polar organic solvent commonly used in electrolytic capacitors can be used. Among these solvents, amides, lactones, glycols, sulfur compounds, or carbonates can be preferably used. Specific examples of preferred solvents include dimethylformamide, N-methylformamide, γ-butyrolactone, β-butyrolactone, γ-valerolactone, N-methylpyrrolidone, ethylene glycol, ethylene glycol monoalkyl ether, ethylene glycol dialkyl. Examples include ether, dimethyl sulfoxide, propylene carbonate, and ethylene cyanohydrin, and these solvents may be used alone or in appropriate mixtures.

本発明において安息香酸の第4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4アンモニウム塩を
極性有機溶媒に添加してもよいが、溶媒中で安息香酸に
第4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4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 benzoic acid, the quaternary ammonium salt may be added to a polar organic solvent. This quaternary ammonium salt may be produced by reacting 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有量を多くす
ると、電解コンデンサのケースの膨れや電極箔の侵食を
増大させる要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が好ましい
。したがって、コンデンサの使用目的に対応して水の含
有量は0.1〜20重景%の範囲が好ましく、0.5〜
15重量%がさらに好ましい。
In the present invention, it is not necessary to include water in the electrolytic solution, but it is effective to lower the specific resistance. However, if the water content is increased beyond a certain limit, it will cause swelling of the electrolytic capacitor case and corrosion of the electrode foil, so for long-term use at high temperatures, the water content should be It is preferable to have as few as possible. Therefore, depending on the purpose of use of the capacitor, the water content is preferably in the range of 0.1 to 20%, and 0.5 to 20%.
More preferably 15% by weight.

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。典型的態様としては、紙等の適宜のセパ
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、この素子に駆動用電解液を含浸させる。
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 separated by a suitable separator such as paper are used, these are wound into a cylindrical shape to form a capacitor element, and this element is impregnated with a driving electrolyte. .

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等のケースに収納
し、密封した構造にされる。
The amount of electrolytic solution impregnated is preferably 50 to 300% by weight based on the separator. The element impregnated with the electrolytic solution 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、本発明を実施例および比較例に基づいて具体的に
説明する。
(Example) Hereinafter, the present invention will be specifically described 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
数1〜3)のlO%水溶液1モルに対して安息香酸2モ
ルの割合になるように混合して安息番数を溶解させた後
、エバポレータにより水を除去して安息香酸の第4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pHは、5〜7になるように調整した。
After mixing 1 mol of a 10% aqueous solution of tetraalkylammonium hydroxide (alkyl group has 1 to 3 carbon atoms) to 2 mol of benzoic acid to dissolve the rest number, water is removed using an evaporator. This was removed to produce a quaternary ammonium salt of benzoic acid, which was used as a solute and a predetermined amount was dissolved in a polar organic solvent to obtain the electrolytes of Examples 1 to 10. The pH of the electrolytic solution was adjusted to 5-7.

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10V、 1000μF)を製作し
、高温負荷試験(定格電圧印加、125℃、1000時
間)を行って、損失(tan δ)の変化を測定しその
結果を第1表に示した。また、安息香酸の第4アンモニ
ウム塩以外の溶質を使用した場合を比較例1〜4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ってその結果を第1表に示
した。
Using these electrolytes, we fabricated an electrolytic capacitor (rated 10V, 1000μF) with aluminum electrodes, and conducted a high temperature load test (rated voltage applied, 125℃, 1000 hours) to determine the change in loss (tan δ). was measured and the results are shown in Table 1. In addition, Comparative Examples 1 to 4 are cases in which a solute other than the quaternary ammonium salt of benzoic acid is 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.

次に、極性有機溶媒としてγ−ブチロラクトンを選び、
溶質として安息香酸テトラメチルアンモニウム(実験例
1)、安息香酸トリエチルアミン(実験例2)、アジピ
ン酸テトラメチルアンモニウム(実験例3)およびマレ
イン酸トリエチルアミン(実験例4)を種々の濃度に溶
解し、密閉容器中で125℃において1000時間保存
後、40℃における比抵抗と85℃における火花電圧を
測定した。
Next, choose γ-butyrolactone as a polar organic solvent,
Tetramethylammonium benzoate (Experimental Example 1), triethylamine benzoate (Experimental Example 2), tetramethylammonium adipate (Experimental Example 3), and triethylamine maleate (Experimental Example 4) were dissolved in various concentrations as solutes, and the mixture was sealed. After being stored in a container at 125°C for 1000 hours, the specific resistance at 40°C and the spark voltage at 85°C were measured.

第1図にその結果をグラフ1〜4として示す、第1図に
おいては実験例1〜4の結果は溶質の濃度が高い程、比
抵抗も火花電圧も小さくなる傾向を示した。電解液とし
ては比抵抗が小さく、かつ火花電圧が大きい程、好まし
く、図中左上部にプロットされるものが好ましい、した
がって、実験例1 (実施例1に対応)の電解液が実験
例2〜4(比較例1〜3に対応)の電解液よりも高温特
性が優れていることが分る。
The results are shown in graphs 1 to 4 in FIG. 1. In FIG. 1, the results of Experimental Examples 1 to 4 showed that the higher the solute concentration, the smaller the specific resistance and spark voltage. The smaller the specific resistance and the larger the spark voltage, the more preferable the electrolytic solution is, and the one plotted at the upper left in the figure is preferable. Therefore, the electrolytic solution of Experimental Example 1 (corresponding to Example 1) is used as the electrolytic solution of Experimental Examples 2 to 2. 4 (corresponding to Comparative Examples 1 to 3) has superior high-temperature properties.

第2図にはT−・ブチロラクトンに安息香酸テトラメチ
ルアンモニウムを種々の濃度で溶解させた電解液の40
℃における比抵抗の値を示す、この図から明らかなよう
に溶質の濃度の増加とともに、電解液の比抵抗は小さく
なるが、濃度が40〜50%になると飽和状態になって
沈澱が生成するようになり、これ以上比抵抗を下げるこ
とはできない。
Figure 2 shows 40% of electrolyte solution containing tetramethylammonium benzoate dissolved in T-butyrolactone at various concentrations.
As is clear from this figure, which shows the value of resistivity at °C, as the concentration of solute increases, the resistivity of the electrolyte decreases, but when the concentration reaches 40-50%, it becomes saturated and precipitates form. Therefore, the resistivity cannot be lowered any further.

第1表 (発明の効果) 以上説明したように本発明によれば、高温条件下での損
失(tan δ)の変化が小さい高温安定性の優れた電
解コンデンサが得られる。
Table 1 (Effects of the Invention) As explained above, according to the present invention, an electrolytic capacitor with excellent high-temperature stability and small change in loss (tan δ) under high-temperature conditions can be obtained.

【図面の簡単な説明】 第1図は、実験例1〜4における電解液の比抵抗と火花
電圧との関係を示すグラフであり、第2図は本発明で使
用する安息香酸の第4アンモニウム塩の濃度(重量%)
と比抵抗との関係を示すグラフである。 特許・出願人 旭硝子株式会社 第1図 0      100     2CO比北坑(Q(資
)) 第2図 ′8.@4aテトラメチjし7> Lニジv1瀞(1f
  z) 手続補正書 昭和62年10月6日
[Brief Description of the Drawings] Fig. 1 is a graph showing the relationship between the specific resistance of the electrolyte and the spark voltage in Experimental Examples 1 to 4, and Fig. 2 is a graph showing the relationship between the quaternary ammonium of benzoic acid used in the present invention. Salt concentration (wt%)
It is a graph which shows the relationship between and specific resistance. Patent/Applicant: Asahi Glass Co., Ltd. Figure 1 0 100 2CO Hihokuko (Q) Figure 2 '8. @4a tetramethishi 7> L Niji v1 (1f
z) Procedural amendment October 6, 1986

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)極性有機溶媒に安息香酸の第4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) An electrolytic capacitor characterized by using a driving electrolyte solution formed by dissolving a quaternary ammonium salt of benzoic acid in a polar organic solvent.
(2)前記電解液中の安息香酸の第4アンモニウム塩の
含有量が1〜50重量%である特許請求の範囲第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 benzoic acid in the electrolytic solution is 1 to 50% by weight.
(3)一般式R_4N^+で表される第4アンモニウム
のアルキル基(R)の炭素数が1〜10個である特許請
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 electrolytic capacitor 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.
JP21261286A 1986-09-11 1986-09-11 Electrolytic capacitor Pending JPS6369214A (en)

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