KR19990075700A

KR19990075700A - 알루미늄전해콘덴서용전해액

Info

Publication number: KR19990075700A
Application number: KR1019980010073A
Authority: KR
Inventors: 장창국
Original assignee: 권호택; 대우전자부품 주식회사
Priority date: 1998-03-24
Filing date: 1998-03-24
Publication date: 1999-10-15

Abstract

본 발명은 알루미늄 전해콘덴서용 전해액에 관한 것으로, 감마부틸락톤 60∼65중량%, 에틸렌 글리콜 6∼8 중량%, 말레인산 7∼16중량%, 트리에틸아민 10∼17중량%, 파라니트로 베조인산 1 중량%, 방향족 니트로화합물 0.5∼1.0 중량% 구성되어, -55℃의 저온에서의 전기적특성을 안정되게 유지한다.

Description

알루미늄 전해콘덴서용 전해액

본 발명은 알루미늄 전해콘덴서용 전해액에 관한 것으로, 특히 전해액의 전도도를 향상시키며 전해 콘덴서의 손실값(tanδ)을 일정수준이하로 낮추고 저온 및 고온에서 안정된 제품특성을 가지고 있는 알루미늄 전해콘덴서용 전해액에 관한 것이다.

일반적으로 알루미늄 전해콘덴서는 전극으로 알루미늄 박판을 사용하고, 전해질로서 암모늄에 염류와 쌍극성 유기용매에 용해된 유기산으로 구성되어 있는 액체 전해질을 사용하여 단위면적당 정전용량이 높아 부품의 소형, 고용량화에 적합한 콘덴서이다.

상기한 콘덴서중 고압용 콘덴서에 사용되는 전해액은 에틸렌 글리콜을 주체로한 용매에 아제라인산(Azelaic acid)또는 세바틴산(Sebatic acid)과 같은 고급의 직쇄 이염기성산 또는 상기한 산의 암모늄염을 용질로하고 전해콘덴서의 수명특성을 개선하기 위해 파라니트로페놀(p-nitrophenol)과 같은 니트로 화합물을 첨가하여 구성하였다.

이에 비해서 저압용 콘덴서에 사용되는 전해액은 에틸렌 글리콜(EG)과 물(H₂O)로 된 혼합용매에 카르본 산의 암모늄염을 용질로 하고 있는 조성을 하고 있다.

그러나 이러한 조성을 가지는 종래의 저압용 전해액은 저온에서 점도가 쉽게 상승되면서 콘덴서의 저온특성을 악화시킬 뿐만 아니라, 고온 분위기중에서 부하시험시에 콘덴서의 양극산화 피막 및 음극막 등이 알루미늄 전극이 전해액에 포함된 물과 반응하면서 수소가스를 발생시키게 되면서 콘덴서 내의 압력이 증가하게 되어 콘덴서의 안전수단으로 내장된 벤트(Bent)부가 위로 팽창하게 되면서 단자연결부가 단락되어져 콘덴서 작용을 못하게 되는 경우가 빈번하게 발생하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 충분한 내전압을 가지게 되어 하이리플용 전해콘덴서의 소형화가 가능하고, 고온에서의 특성이 안정되어 사용온도범위가 확대되며, 장시간 사용가능하도록 된 알루미늄 전해콘덴서용 전해액을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 알루미늄 전해콘덴서용 전해액은, 감마부틸락톤 60∼65 중량%, 에틸렌 글리콜 6∼8 중량%, 말레인산 7∼16 중량%, 트리에틸아민 10∼17 중량%, 파라니트로 벤조인산 1 중량%, 방향족 니트로화합물 0.5∼1.0 중량%로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기한 조성의 전해액을 콘덴서에 적용시킨 결과, -55℃의 저온에서 전기적 특성이 우수할 뿐아니라 105℃의 고온에서의 부하 수명시험특성도 개선되는 효과가 있었다.

본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 알루미늄 전해콘덴서용 전해액은, 감마부틸락톤 60∼65 중량%, 에틸렌 글리콜 6∼8 중량%, 말레인산 7∼16 중량%, 트리에틸아민 10∼17 중량%, 파라니트로 벤조인산 1 중량%, 방향족 니트로 화합물 0.5∼1.0 중량%로 이루어진 것이다.

여기서 상기 감마부틸락톤을 주용매로 사용한 것은 에틸렌 글리콜 보다 응고점이 낮기 때문이다.

또한, 말레인산은 7 중량% 미만 첨가시에 전해액의 전도도가 너무 낮게 되며 제품의 손실값이 증가하는 한편, 16 중량% 이상 첨가시에는 내전압이 감소하기 때문에 그 조성을 7∼16 중량%로 한정한다.

그리고 전해액의 PH가 3.5 미만 7 이상이면 고온수명특성이 저하 하기 때문에 전해액의 PH를 3.5∼7 범위내로 유지하기 위하여 트리에틸아민을 첨가하도록 된 것이다.

다음에서 본발명에 따른 본발명예의 전해액은 감마부틸락톤 63 중량%, 에틸렌 글리콜 6.5 중량%, 말레인산 15.5 중량%, 트리에틸아민 14 중량%, 파라니트로벤조인산 1 중량%의 조성으로 구성하였다.

그리고 비교되는 종래의 전해액은, 에틸렌 글리콜 62 중량%, 물(H₂O) 16 중량%, 암모늄아디페이트 12 중량%의 조성으로 구성하였다.

그리하여 상기한 본 발명예와 종래예를 각각 25℃의 측정온도에서 TOA사 제품의 CM-8ET 전도도계를 사용하여 전도도를 측정하고, 내전압은 시료 1㎠당 1mA를 인가하여 측정한 결과를 다음 표 1에 나타내었다.

구분	조성(중량%)	전해액 특성
구분	조성(중량%)	전도도(mS/cm)	내전압(V)	pH
종래예	에틸렌 글리콜 62물 16암모늄 아디페이트	5.6	120	7.4
본 발명예	감마부틸락톤 63에틸렌 글리콜 6.5말레인산 15.5트리에틸아민 14파라니트로 벤조인산 1	6.5	87	4.8

상기 표 1에서 본 발명의 물리적 특성은 전도도 6.5mS/cm, 내전압 87V를 나타내었고, 종래예의 물리적특성은 전도도 5.6mS/cm, 내전압 120V를 나타내었다.

또한, 본 발며예와 종래예를 각각 용량 10V/1000μF의 전해콘덴서 크기 (10Φ×16ℓ)로 제품화하여 전기적 특성의 결과를 표 2에 나타내었다.

구분	초기	-55℃	부하 105℃ 1000hr
구분	CAP	tanδ	LC	CAP	tanδ	ΔC	CAP	ΔC	tanδ	LC
종래예	968	12.2	3.8	850	130	-12.2	878	-9.3	10.3	0.9
본발명예	977	11.3	3.1	920	105	-5.9	952	-2.6	8.7	0.3

여기서 CAP의 단위는 μF 이고, tanδ의 단위는 %이며, LC는 μA이고, ΔC는 초기 CAP에 대한 변화율을 표시한다.

상기한 결과에 따르면 본 발명의 알루미늄 전해콘덴서용 전해액은 종래 전해액에 비하여 -55℃에서 측정한 CAP 및 tanδ를 비교해 볼대 저온에서의 전기적 특성이 향상된 것을 알 수 있다.

더욱이 105℃의 고온부하시험에서의 특성도 종래예에 비해 개선된 것을 알 수 있다.

본 발명의 효과는 에틸렌 글리콜 보다 응고점이 낮은 감마부틸락톤을 주용매로 하고, 여기에 에틸렌 글리콜 용매를 혼합시킨 혼합용매에 밀레인산과 트리에틸아민으로 전해액의 pH를 3.5∼7범위내로 조성하므로써 전해콘덴서의 저온특성 및 고온수명특성을 개선하게 되는 효과가 있는 것이다.

Claims

감마부틸락톤 60∼65 중량%, 에틸렌 글리콜 6∼8 중량%, 말레인산 7∼16 중량%, 트리에틸아민 10∼17 중량%, 파라니트로 벤조인산 1 중량%, 방향족 니트로화합물 0.5∼1.0 중량%로 구성된 것을 특징으로 하는 알루미늄 전해콘덴서용 전해액.