KR100462083B1 - 알루미늄 전해콘덴서 저압용 저저항 전해액 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전해액의 전도도가 향상되어 하이리플(Hih Ripple)용 및 소형화 제품에 적용 가능하며 저온 및 고온에서 특성이 안정하여 사용온도 범위가 확대되고 장시간 사용가능한 알루미늄 전해콘덴서 저압용 저저항 전해액에 관한 것으로, 알루미늄 전해 콘덴서의 전해액에 있어서, 용매인 에틸렌글리콜 15~55wt%에 암모늄아디페이트 5~13wt%를 혼합한 전해액에 전도도 향상을 위하여 물을 30~70wt%첨가하고, (+),(-) 전극박과 전해액의 수화반응을 억제시키기 위해 붕산암모늄 0.5~5wt%과 마니톨 0.5~5wt%, 그리고 글루코헵토닉산γ락톤 0.5~5wt%를 추가하고, 콘덴서의 수명을 향상시키기 위해 파라니트로벤조인산 0.1~2wt%를 첨가하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

알루미늄 전해콘덴서 저압용 저저항 전해액{An electrolyte for Al capacitor}

본 발명은 알루미늄 전해콘덴서 저압용 전해액에 관한 것으로 특히 전해액의 전도도가 뛰어나 하이리플(High Ripple)용 및 소형화 제품에 적용 가능하며 저온 및 고온에서 특성이 안정하여 사용온도 범위가 확대되고 장시간 사용이 가능한 고신뢰성 전해액에 관한 것이다.

종래 알루미늄 전해콘덴서 저압용 전해액은 일반적으로 에틸렌글리콜을 주체로한 용매에 아디핀산과 같은 이염기성의 유기산 또는 상기산의 암모늄염을 용해시켜 사용하거나 감마부틸락톤을 주체로한 용매에 3급 또는 4급 아민염을 용해하여 사용하여 왔다.

상기의 에틸렌글리콜을 주체로한 전해액은 비저항이 높고 -40℃이하의 저온특성이 나쁜 결점이 있고 이를 개선하기 위해 물을 일정량만큼 추가하기도 하나 전해액 내 다량의 수분이 존재하면 전극박의 열화를 촉진 tanδ등 특성의 악화와 100℃이상의 전해콘덴서에서는 수분이 증발되어 콘덴서의 내압을 상승시켜 케이스 방폭변이 작동되어 파양이 되는 결점이 있으므로 그 양이 20%이하로 극히제한적이다. 감마부틸락톤계 전해액은 저온 및 고온(-55℃~105℃내 사용 가능)에서의 특성이 안정적이고, 전해액의 비저항도 일정부분 개선되나 그 효과가 충분하지 않다.

상기에 지적된 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에서는 전해액에 글루코헵토닉산γ락톤 0.5~5wt%, 붕산암모늄 0.5~5wt%, 마니톨 0.5~5wt%, 파라니트로벤조인산 0.1~2wt%를 첨가하여, 전해액의 전도도를 향상시키고, 비저항이 뛰어나 콘덴서의 tanδ특성과 고주파(100khz이상)에서 등가직렬저항(ESR)이 낮아지며, 저온에서의 사용이 가능하고 고온에서 장시간 내구성을 갖는 전해액 조성물을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명을 실시예를 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명의 전해액 조성물은 에틸렌글리콜 용매에 이염기성산 또는 그 암모늄염을 혼합한 전해액에 물을 30~70wt% 첨가하여 전해액의 전도도를 향상시키고, 수분의 증가로 인한 (+),(-)전극박과 전해액의 수화반응을 억제시키기 위해 인산계화합물과 다당류인 마니톨을 그리고 글루코헵토닉산γ락톤을 첨가하였다.

전극박과 전해액의 수화반응을 억제하는 현상은 약품내 인산, 하이드록시 이온에 의한 것이다.

또한 본 발명의 전해액은 콘덴서의 수명을 향상시키기 위해 니트로화합물을 추가하여 전해액을 완성하였다.

본 발명의 전해액 조성물은 종래의 전해액과 대비하여 전해액 구성 및 콘덴서 적용 예를 하기 표에 나타낸다. 히기 표는 105℃용 6.3V/2200㎌의 크기 10ψ×20ℓ알루미늄 전해콘덴서 적용예이다.

[표]

	전해액(@25℃)	제품특성(초기)
		(신뢰성 105℃,3000시간 부하)
	조성(wt%)	전도도(mS/Ω㎝)	내전압(V)	용량(㎌)	tanδ(%)	LC(㎂)	△c(%)
종래	에틸렌글리콜 64	6.50	264	2105	16.4	8.7	-
	암모늄아디페이트 10
	아디핀산 5
	순수 20			1540	23.6	12.9	-26.8
	파라니트로페놀 1
본발명	에틸렌글리콜 31	27.5	210	2204	9.6	8.1	-
	암모늄아디페이트 10
	순수 50
	글루코헵토닉산γ락톤 2
	붕산암모늄 3			2001	10.8	9.5	-10.1
	마니톨 3
	파라니트로벤조인산 1

상기 표에 나타난 바와 같이, 본 발명의 전해액 조성물은 에틸렌글리콜15~55wt%, 암모늄아디페이트 5~13wt%, 순수한 물30~70wt%, 글루코헵토닉산γ락톤 0.5~5wt%, 붕산암모늄 0.5~5wt%, 마니톨 0.5~5wt%, 파라니트로벤조인산 0.1~2wt% 범위의 조성으로 이루어진다.

본 발명의 전해액 조성물은 전해액의 전도도가 향상되고, 내전압도 우수해졌음을 알 수 있다. 또한 그에 따른 콘덴서의 제품특성도 많이 향상됨을 알 수 있다. 예컨대, 용량의 초기값 대비 신뢰성 시험 후 변화율(△c)은 크게 향상되었음을 알 수 있다.

본 발명의 전해액 조성물은 전해액의 전도도를 향상시키고, 수분을 종래보다 많이 함유시켜도 글루코헵토닉산γ락톤과 붕산암모늄 그리고, 마니톨을 첨가하므로써 수화반응을 억제하여 전해액의 비저항이 월등히 뛰어나 콘덴서의 tanδ특성과 고주파(100khz)에서 등가직렬저항(ESR)을 낮추는 것이 가능하며, 수분과의 혼합용매 사용에 따른 응고점 내림 현상으로 저온에서의 사용이 가능하고 고온에서 장시간 내구성을 갖는 효과를 제공한다.

Claims (1)

1. 에틸렌글리콜 15~55wt%, 암모늄아디페이트 5~13wt%, 마니톨 0.5~5wt%, 글루코헵토닉산γ락톤 0.5~5wt%, 붕산암모늄 0.5~5wt%, 파라니트로벤조인산 0.1~2wt% 로 이루어진 알루미늄 전해콘덴서 저압용 저저항 전해액 조성물.