KR100561263B1 - 알루미늄 전해콘덴서 저압용 저저항 전해액 - Google Patents

Abstract

본 발명은 알루미늄 전해콘덴서의 저압용 저저항 전해액에 관한 것으로서, 특히 전해액의 전도도가 뛰어나 하이리플(High Ripple)용 및 소형화 제품에 적용 가능하며 저온 및 고온에서의 특성이 안정화되어 사용 온도 범위가 확대되고, 장시간 사용 가능한 고신뢰성 전해액에 관한 것이다.

이와 같은 목적으로 하는 본 발명은 용매인 에틸렌글리콜 15∼55 WT%와, 상기 에틸렌글리콜 15∼55 WT%에 첨가된 이염기성산과 그 암모늄염을 혼합한 전해액인 암모늄아디페이트 5∼13 WT%와, 상기 암모늄아디페이트 5∼13 WT%에 첨가된 순수 30∼60 WT%와, +,- 전극박과 전해액의 수화 반응을 억제하기 위해 첨가된 인산계 화합물과 다당류인 마니톨 0.5∼5 WT%와, 포스포노아세트산 0.5∼5 WT% 및 파라니트로벤조인산 0.1∼2 WT%로 조성된 것을 특징으로 한다.

Description

알루미늄 전해콘덴서 저압용 저저항 전해액{Electrolyte of aluminium condenser for lower pressure}

본 발명은 알루미늄 전해콘덴서의 저압용 저저항 전해액에 관한 것으로서, 특히 전해액의 전도도가 뛰어나 하이리플(High Ripple)용 및 소형화 제품에 적용 가능하며 저온 및 고온에서의 특성이 안정화되어 사용 온도 범위가 확대되고, 장 시간 사용 가능한 고신뢰성 전해액에 관한 것이다.

일반적으로, 알루미늄 전해콘덴서의 저압용 전해액은 에틸렌글리콜(HOCH₂CH₂OH)을 주체로 한 용매에 아디프산(HOOC(CH₂)₄ COOH)과 같은 이염기성의 유기산 또는 유기산의 암모늄염을 용해시켜 사용하거나 감마 부티롤락톤을 주체로 한 용매에 3급 또는 4급 아민염을 용해시켜 사용하여 왔다.

상기의 에틸렌글리콜을 주체로 한 전해액은 액의 비저항이 높고, -40℃ 이하의 저온 특성이 나쁜 결점이 있었다. 따라서 이를 개선하기 위해서 물을 일정량 추가하기도 하나 전해액 내의 다량의 수분이 존재하면, 전극박의 열화를 촉진하고, 콘덴서의 tanδ 등의 특성이 악화되거나 100℃ 이상의 전해콘덴서에서는 수분이 증 발되어 콘덴서의 내압을 상승시켜 케이스 방폭변이 작동되어 파양이 되는 결점이 있어 그 양을 20% 이하로 극히 제한적으로 사용하여 왔고, 감마 부티롤락톤계 전해액은 저온 및 고온에서의 특성은 안정적, 즉, -55℃에서 105℃의 범위 내에서 사용 가능하며, 또한 액의 비저항도 일정 부분 개선되나 충분하지 않다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 전해액의 전도도가 뛰어나 하이리플(High Ripple)용 및 소형화 제품에 적용 가능하며 저온 및 고온에서의 특성이 안정화되어 사용 온도 범위가 확대되고, 장 시간 사용 가능한 고신뢰성 전해액을 제공하는 데 있다.

따라서, 상기와 같은 목적을 실현하기 위하여 본 발명에 따른 알루미늄 전해콘덴서의 저압용 저저항 전해액은, 용매인 에틸렌글리콜 15∼55 WT%와, 상기 에틸렌글리콜 15∼55 WT%에 첨가된 이염기성산과 그 암모늄염을 혼합한 전해액인 암모늄아디페이트 5∼13 WT%와, 상기 암모늄아디페이트 5∼13 WT%에 첨가된 순수 30∼60 WT%와, +,- 전극박과 전해액의 수화 반응을 억제하기 위해 첨가된 인산계 화합물과 다당류인 마니톨 0.5∼5 WT%와, 포스포노아세트산 0.5∼5 WT% 및 파라니트로벤조인산 0.1∼2 WT%로 조성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명에 의한 알루미늄 전해콘덴서의 저압용 저저항 전해액은 에틸렌글리 콜(HOCH₂CH₂OH) 용매에 이염기성 또는 그 암모늄 염을 혼합한 전해액에 물을 30∼60% 첨가하여 전도도를 향상시켰으며, 또한 +, - 전극박과 전해액의 수화 반응을 억제시키기 위해 인산계 화합물과 다당류인 마니톨(mannitol; C₆H₁₄O₆)을 그리고, 포스포노아세틱산을 첨가하였다. 콘덴서의 수명 특성을 향상시키기 위해 니트로 화합물 즉, 파라니트로벤조인산을 추가하여 전해액을 완성하였다.

하기의 표는 종래 대비 본 발명의 전해액을 콘덴서(105℃용 6.3V/2200㎌ : 10Ψ×20ℓ)에 적용한 예를 도시한 것이다.

	전해액(@25℃)			제품특성(초기)
				제품특성(신뢰성 105℃ 3000시간 부하)
	조성(WT%)	전도도 (㎳/Ω㎝)	내전압(V)	용량 (㎌)	tanδ (%)	LC(㎂)	ΔC(%)
종 래	에틸렌글리콜 64 암모늄아디페이트 10 아디프산 5 파라니트로페놀 1	6.50	264	2,105	16.4	8.7	-
				1,540	23.6	12.9	-26.8
본 발 명	에틸렌글리콜 37.5 암모늄아디페이트 10 순수 45 포스포노아세트산 3.5 마니톨 3 파라니트로벤조인산 1	24.6	210	2,216	9.9	8.8	-
				1,988	11.7	10.6	-10.3

본 발명에 의한 알루미늄 전해콘덴서 저압용 저저항 전해액에 의하면, 인산계 화합물 그리고 다당류인 마니톨을 일정량 첨가하여 수분이 종래보다 많이 함유 되어도 수화반응이 억제되어 전해액의 비저항이 월등히 뛰어나 콘덴서의 tanδ 특성과 고주파(100㎑ 이상)에서 등가직렬저항이 낮게 형성되며, 수분과의 혼합 용매 사용에 따른 응고점 내림 현상으로 저온에서의 사용이 가능하고, 고온에서 장시간 내구성을 갖으며, 신뢰성이 높은 효과가 있다.

Claims (1)

1. 용매인 에틸렌글리콜 15∼55 WT%와;

   상기 에틸렌글리콜 15∼55 WT%에 첨가된 이염기성산과 그 암모늄염을 혼합한 전해액인 암모늄아디페이트 5∼13 WT%와;

   상기 암모늄아디페이트 5∼13 WT%에 첨가된 순수 30∼60 WT%와;

   +,- 전극박과 전해액의 수화 반응을 억제하기 위해 첨가된 인산계 화합물과 다당류인 마니톨 0.5∼5 WT%와;

   포스포노아세트산 0.5∼5 WT% 및;

   파라니트로벤조인산 0.1∼2 WT%를 첨가하여 조성한 것을 특징으로 하는 알루미늄 전해콘덴서 저압용 저저항 전해액.