JPS6392009A - 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］ アルミニウム等の弁作用全屈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構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における中高圧用（使用電圧
１００Ｖ以上）の駆動用電解液としては、エチレングリ
コールを主な溶媒とし、ホウ酸、またはアジピン酸、デ
カンジカルボン酸等の鎖状ジカルボン酸もしくはそのア
ンモニウム塩などを溶質としたものが用いられてきた。

しかしながら、ホウ酸を用いた場合には高い電導度が得
られず、鎖状ジカルボン酸もしくはその塩を用いた場合
には１００℃以上の高温度条件下では電解コンデンサと
しての特性の劣化が著しい、そこで、高温度条件下で安
定的に優れた特性を有する芳香族カルボン酸を用いるこ
とが検討されてきた。中でも比較的高い火花電圧を打手
する安息香酸もしくはその塩は、中圧用電解コンデンサ
の電解液の溶質として好適であり、安息香酸アンモニウ
ムをエチレングリコールに溶解させた電解液は公知であ
る（特公昭５２−８５０１号公報）。

しかしながら、高温条件下で電解コンデンサの長寿命を
保証するためには、電解液のｐＨを５〜７に：Ａ整する
とともに、含水量をなるべく少なくすることが必要であ
る。このとき、ｐＨが高いか、または含水量が多いと電
極箔が浸食され、コンデンサの特性が劣化したり、ガス
が発生して安全弁が作動したりする。ところが−方、電
解液の含水量を５％以下、ｐＨを５〜７の範囲内に限定
すると、安息香酸単独では高い主導度が得られず、損失
（ｔａｎδ）の小さい高外部の電解コンデンサを得るこ
とは困難である。

また、安息香酸アンモニウムとコハク酸アンモニウムと
を組合せて用いることは公知である（特公昭４３−９３
４０号公報）、シかしながら、コハク酸を用いる場合に
は８５℃までは十分実用に耐えるが、温度が１０５℃ま
で上るとコハク酸が熱分解を起し、たとえ安息香酸と組
合せて用いても長時間の使用に耐えられないという問題
点があった。また、エチレングリコールを溶媒として、
安息香酸アンモニウム、ホウ酸およびマンニットを溶解
した電解液も公知である。（特開昭５７−６０８２９号
公報）この系の電解液は１３０〜１５０°Ｃの高温度条
件下で安定した特性を示すとされているが、十分高い主
導度が得られず、したがって損失（ｔａｎδ）が十分小
さい電解コンデンサを得ることはできない。

本発明は前記の様々な問題点を解決シテ１００°Ｃ以上
の高温度条件下で長時間安定的に作動可能で、損失（ｔ
ａｎδ）の小さい電解コンデンサを提供することを目的
とするものである。

［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、ハロゲン化安息香
酸もしくはその塩を含有する駆動用電解液を使用するこ
とを特徴とする電解コンデンサを提供するものである。

ハロゲン化安息香酸としてフルオロ、もしくは、クロロ
安息香酸が好ましい、芳香環の水素を置換するハロゲン
数が多い程、耐強度が大きくなり、主導度が高くなるの
で、高い主導度の電解液を得るためには置換数の多い方
が好ましいが、火花電圧は置換数が多い付代下する。し
たがって、用途により適当な置換数のハロゲン化安息香
酸を選択する必要がある。

本発明で用いる駆動用電解液の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
用可能であり、たとえば、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、Ｎ−メチル
ピロリドン、エチレングリコール（ＥＧ）、エチレンク
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の一つ又は二つ
以上が好適に使用できる。

本発明で用いられるハロゲン化安息香酸の塩としては、
アルカリ金属塩またはアミンｊ！工、特に好ましくはア
ンモニウム塩、第４アルキルアンモニウム用が、得られ
る電解液の主導度と火花電圧が高いので好適である。

本発明で用いられるハロゲン化安息香酸もしくはその塩
の含有量は、電解液組成中、好ましくは、　４〜３５重
量％、特には５〜３０重量％の範囲が好適である。ハロ
ゲン化安息香酸もしくはその塩の含有量がそれぞれ上記
の範囲以下のときには十分な主導度が得られず、一方、
上記の範囲以上のときは常温で沈殿が生成する。

電解液のｐＨを調整するためのアルカリ源としては、ア
ンモニア、アルキルアミン類などを適宜用いることがで
きる。溶媒にエチレングリコールを用いるときは、十分
高い゛毛導度と火花電圧を付与する点で、アンモニアが
最も好ましい、アンモニアはアンモニア水として添加し
てもよいが、電解液を形成するハロゲン化安息香酸アン
モニウムの形態で加える方が水分の調節が容易な点で好
ましい。

電解液の溶質は、ハロゲン化安息香酸又はその塩のみで
も優れた性能が得られるが、化成性や耐圧をさらに改良
するため、他の溶質好ましくはカルボン酸、無機酸又は
その塩等を添加しても良い。また、ｐ−ニトロ安、！５
．香酸等の水素吸収剤等の添加物を加えても良い。

電解液の含水量は、電解コンデンサの寿命の点から少な
い方が好ましく、５％以下が特に好適である。電解液の
ｐＨは、４〜８、特には５〜７の範囲内に調整すること
が好ましく、ＰＨが８より高いか４より低いと電極箔が
侵食される。

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。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、
耐食性を有する全屈や合成樹脂等のケースに収納し、密
封した構造にされる。

［作用］ 高温下で安定なコンデンサを得るためにｐＨを５〜７に
、水分量を５９６以下に調整すると、安ｊ、香酸のみで
は溶解度に限界があり、主導度の十分高い電解液を得る
ことは困難である。芳香環の水素の一部または全部を電
子吸引性の元素または官能基で置換すれば、安、６．香
煎の強度を高められ、主導度が高められるものと思われ
る。電子吸引性の元素または官能基としてはハロゲン、
水酸基、ニトロ基等があげられるが。

吸引性ハロゲンが実施例に見られるように主導性ととも
に安定性が優れていること見い出された。

［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。

比較例および実施例１〜６に示す組成の電解液を調合し
、その特性を１１ｉｌ＋定した。結果を表１に示す。芳
香環の水素を置換したハロゲンが多い程、同一のＰ）Ｉ
、含水量では比抵抗が小さくなることがわかる。火花電
圧も同時に低下するが、モノハロゲン化物であれ１ｆ２
ＱＯＶのコンデンサ駆動用に充分な耐圧を有しているこ
とがわかる。

比較例および実施例１と５と７に示す組成を有する駆動
用電解液を使用してアルミニウムを電極とする定格２０
０Ｖ、　　４７０痔Ｆの電解コンデンサを製作した。こ
のコンデンサに　１０５°Ｃで定格電圧を印加して、　
１，０００時間後の損失（ｔａｎδ）の変化を測定して
第２表に示した（負荷試験）。

比較例　　　　　　　　　　　　ｗｔ％安息香酎香煎　
　　　　　　　１２．０ＮＨ３水　　　　　　　２．８ 水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２
．ＯＥＣ８３，２ 実施例１ ０−フルオロ安息香酸　　　　　１２．０ＮＨ３水　　
　　　　　３，３ 水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１６５
ＥＧ　　　　　　　　　　　　　Ｓ３．２実施例２ ｍ−フルオロ安ｊ、香酸　　　　　１２，０Ｎｌ（３水
　　　　　　　３．３ 水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１．５
ＥＧ　　　　　　　　　　　　　８３．２実施例３ ２．８ジフルオロ安息香酸　　　１２．０ＮＨ３水　　
　　　　　３．６ 水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１，
３ＥＧ　　　　　　　　　　　　　８３．２実施例４ ペンタクロロ安息香酸　　　１２．０ ＮＨ３水　　　　　　　３．８ 水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１．Ｏ
ＥＧ　　　　　　　　　　　　　８３．２実施例５ ｐ−クロロ安息香酸　　　　　　１２．０ＮＨ３水　　
　　　　　３．５ 水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１．
３ＥＧ　　　　　　　　　　　　　　８３．２実施例６ ２，４−ジクロロ安息香酸　　　　１２．０ＮＨ３水　
　　　　　　３．５ 水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１．３
ＥＧ　　　　　　　　　　　　　８３．２実施例７ Ｐ−クロロ安息香酸アンモン　　１７．０ホウ酸　　　
　　　　　　　３．０ マンニツト　　　　　　　　　　４．ＯＥＧ　　　　　
　　　　　　　　　　７５．０水　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　１．０実施例８ ０−クロロ安Ｒ，香酸アンモン　　１２．０ノナンジカ
ルボン酸アンモン　３，０ 水　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　３，５
ＥＧ　　　　　　　　　　　　　　８１．５表　　１ 表　　２ ［発明の効果］ ：ａＭのハロゲンイオンは、電極を強く腐食する作用が
あるので、／＼ロゲンを含む有機酸を溶質に用いられる
ことはほとんどなかった。しかし、芳香環に直接結合し
ているハロゲンの結合力は強〈実施例で示した如十分な
耐久性を持っている。ハロゲンにより酸強度を高めたハ
ロゲン化安息香酸を用いることにより　！００°Ｃ以上
の高温で安定な高性能のコンデンサを得ることができる
。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ハロゲン化安息香酸、もしくはその塩を含有する
   駆動用電解液を使用することを特徴とする電解コンデン
   サ。
2. （２）ハロゲン化安息香酸、もしくはその塩の電解液中
   の含有量が４〜３５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。