KR100455018B1 - 알루미늄 전해 콘덴서 고압용 전해액 - Google Patents

Abstract

본 발명은 알루미늄 전해 콘덴서의 고압용 전해액에 관한 것으로, 특히 충분한 내전압을 가지면서 전해액의 전도도값이 향상되어 하이리플(High Ripple)용 소형화 제품에 사용가능하며, 고온에서 특성이 안정하여 사용온도 범위가 확대되고 장시간 사용가능한 전해 콘덴서용 전해액에 관한 것으로서, 알루미늄 전해 콘덴서의 전해액에 있어서, 용매인 에틸렌 글리콜 60W%에 암모늄1.7옥탄디카르복실레이트 10W%와 암모늄벤조에이트 3W%를 첨가하고, 혼합용매로서 에테르계 화합물인 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르 25W%를 첨가하며, 용매와 용질의 과도한 중합을 방지하기 위해 4메톡시페놀 1W%을 첨가하였으며, 콘덴서의 수명 특성을 향상시키기 위해 니트로 화합물인 파라니트로페놀 1W%를 첨가하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

알루미늄 전해 콘덴서 고압용 전해액{An electrolyte for high voltage Al capacitor}

본 발명은 알루미늄 전해 콘덴서의 고압용 전해액에 관한 것으로, 특히 충분한 내전압을 가지면서 전해액의 전도도값이 향상되어 하이리플(High Ripple)용 소형화 제품에 사용가능하며, 고온에서 특성이 안정하여 사용온도 범위가 확대되고 장시간 사용가능한 전해 콘덴서 고압용 전해액에 관한 것이다.

종래 고압용 콘덴서 중고압용 전해액은 일반적으로 에틸렌 글리콜을 주체로한 용매에 붕산계 전해질을 용해시켜 사용하거나 에틸렌 글리콜을 주체로한 용매에 아제라인산, 세바틴산등과 같은 이염기성의 유기산 또는 상기산의 암모늄염을 용해시켜 사용하였다.

상기의 붕산계 전해액은 에스테르화 반응에 의해 콘덴서 내부에 다량의 수분이 생성되고 전극박의 열화를 촉진시켜 tan δ등과 같은 특성의 악화가 발생되고, 사용중 발생하는 열이 콘덴서에 인가되어 100 ℃ 이상의 온도에 이를 경우 전해 콘덴서의 내부에서는 수분이 증발되어 콘덴서의 내압을 상승시키게 되며 이에 따라 케이스 방폭변이 작동되어 콘덴서가 파양이 되는 문제점이 있었다.

또한 이염기성산등의 전해액은 얻을 수 있는 내전압이 충분치 않고, 전해액의 전도도가 좋지 않아 저손실, low ESR 용 전해액으로 사용이 어려웠다. 또한 콘덴서의 사용 온도 범위가 작아지는 결점이 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해 디에틸렌글리콜과 같은 다가 알콜을 혼합 용매로 사용하였다. 이러한 경우 전해액의 내전압의 향상은 얻을 수는 있으나, 전도도가 약화되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전해액의 내전압을 높이고 전해액의 전도도를 향상시키며 고온에서의 특성을 안정화시킬 수 있는 알루미늄 전해 콘덴서용 전해액을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 의한 실시예에 의한 알루미늄 전해 콘덴서용 전해액의 구성에 대해 알아보기로 한다.

알루미늄 전해 콘덴서의 전해액에 있어서 기존의 용매로 사용하는 에틸렌 글리콜에 Long chain 의 측쇄 이염기성산과 직쇄의 이염기성산 또는 그 암모늄염을 혼합하여 전해질로 사용하여 전해액의 전도도를 향상시키도록 한다. 본 발명의 실시예에서는 에틸렌글리콜이 40~70W% 사용되고, 암모늄1.7옥탄디카르복실레이트 6~15W% 와 암모늄벤조에이트 2~5W%를 사용한다.

전해질의 용해도를 향상시키고 전해액의 내전압을 증가시키기 위해 보조 용매로서 에테르계 화합물인 디에틸렌글리콜모노에틸에테르 10~40W%를 사용한다. 이때 용매와 용질의 과도한 중합이 발생하는 것을 방지하기 위해 4메톡시페놀 0.1~2W%를 첨가한다.

또한, 콘덴서의 수명 특성을 향상시기 위해 니트로 화합물인 파라니트로페놀 0.1~2W%을 추가하여 전해액을 완성시킨다.

상기와 같이 여러 물질이 첨가되어 제조된 본 발명에 의한 실시예와 종래의 기술을 다음과 같이 비교하였다.

[표 1]

	전해액(@25℃)	제품특성
	조성(Wt%)	전도도(mS/Ω㎝)	내전압(V)	용량(㎌)	tan δ(%)	LC(㎂)
종래 기술	에틸렌글리콜 65디에틸렌글리콜 25암모늄 세바케이트 9파라니트로페놀 1	0.55	470	46.5	14.4	5.6
본 발명에 의한 기술	에틸렌 글리콜 60디에틸렌글리콜 모노부틸에테르 20암모늄 1.7옥탄디카르복실레이트 10암모늄벤조에이트 34메톡시 페놀 1파라니트로페놀 1	1.31	495	47.2	5.9	5.3

[표 1]에 도시되어 있는 바와 같이 본 발명에 의한 실시예에서는 에틸렌 글리콜 용매 60W%, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르 20W%, 암모늄1.7옥탄디카르복실레이트 10W%, 암모늄벤조에이트 3W%, 4메톡시페놀 1W%, 파라니트로페놀 1W%를 각각사용하였다.

비교시 조건은 105℃ 용 450V/47㎌ 이고, 사용되는 콘덴서의 지름과 높이는 각각 16mm 와 35.5mm 이다.

동일 실험 조건에서 본 발명에 의한 실시예와 종래의 기술을 서로 비교하였을 때, 본 발명에 의한 전해액을 사용한 콘덴서가 기존의 전해액을 사용한 콘덴서와 비교하여 전도도와 내전압이 증가됨을 확인 할 수 있다.

상기한 구성으로 되어 있는 본 발명은 알루미늄 전해 콘덴서의 전해액으로 사용되어 충분한 내전압과 내열성을 가져 105℃, 450WV용으로 적용 가능한 전해액으로 전도도가 향상되고 콘덴서의 tan δ 특성이 개선되는 효과를 갖는다.

Claims (1)

1. 알루미늄 전해 콘덴서의 전해액에 있어서, 용매인 에틸렌 글리콜 60W%에 암모늄1.7옥탄디카르복실레이트 10W%와 암모늄벤조에이트 3W%를 첨가하고, 혼합용매로서 에테르계 화합물인 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르 25W%를 첨가하며, 용매와 용질의 과도한 중합을 방지하기 위해 4메톡시페놀 1W%을 첨가하였으며, 콘덴서의 수명 특성을 향상시키기 위해 니트로 화합물인 파라니트로페놀 1W%를 첨가하여 구성되는 것을 특징으로 하는 알루미늄 전해 콘덴서 고압용 전해액.