KR20030077654A - 전해 콘덴서 및 전해 콘덴서 구동용 전해액 - Google Patents

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Abstract

알루미늄 전극박과 전해액이 반응하여 발생하는 수소 가스를 흡수하기 위하여, 불포화 결합고리를 포함하는 화합물을 첨가하고, 전해 콘덴서의 전기 특성과 고온 방치 조건 하에서의 특성을 양호한 것으로 한다. 수소부가반응을 일으키는 불포화 화합물을 내부에 포함하는 전해 콘덴서와 10∼80중량% 의 유기용매와 90∼20중량%의 물로 이루어지는 용매와, 카본산 또는 그 염 및 무기산 또는 그 염으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종류의 전해질을 포함하는 전해액에 대하여, 수용성 또는 극성용매 및 프로톤계 극성용매에 가용인 불포화 화합물을 1종류 이상 포함하도록 구성되는 전해액.

Description

전해 콘덴서 및 전해 콘덴서 구동용 전해액{ELECTROLYTIC CAPACITOR AND ELECTROLITIC SOLUTION FOR DRIVING ELECTROLYTIC CAPACITOR}
콘덴서는 일반적인 전기부품의 하나이며, 여러 가지 전기·전자제품에 있어서, 주로 전원회로용이나 디지털 회로의 노이즈 필터용으로 널리 사용되고 있다. 콘덴서는 전해콘덴서와 기타 콘덴서(세라믹 콘덴서, 필름 콘덴서 등)로 대별된다.
현재 사용되고 있는 전해 콘덴서에는 여러 가지 종류의 것이 있고, 그 일례로는, 알루미늄 전해 콘덴서, 습식 탄탈 전해 콘덴서 등이 있다. 또한 본 발명에서 특히 우수한 효과를 기대할 수 있는 것은 알루미늄 전해 콘덴서이고, 따라서, 이하에서는 특히 알루미늄 전해 콘덴서를 참조하여 본 발명을 설명하나, 본 발명은 알루미늄 전해 콘덴서에 한정되지 않고 널리 전해 콘덴서 일반에 적용할 수 있는 것이다.
전해 콘덴서의 전극 재료에는 밸브 금속(valve metal)을 사용한다. 알루미늄전해 콘덴서의 경우에는 전극재료에 알루미늄을 사용한다. 전해 콘덴서의 기본구조는 유도체인 산화 피막을 표면에 소정량 형성시킨 전극(필요에 따라 에칭 등의 처리에 의하여 표면적을 증대시켜 정전용량을 제어한다.)을 양극과 음극으로 하여 2개의 전극을 마주보게 배속시키고, 그 중간에 전해액을 유지한 격리지(세퍼레이터)를 개재시킨 형태(소자)를 취하고 있다. 전해 콘덴서의 소자를 밀봉 팩키지화하여 전해 콘덴서가 완성된다. 또한, 전해 콘덴서의 소자에는, 권회상 구조나 적층구조를 가지는 것이 있다.
상술한 바와 같은 전해 콘덴서에 있어서는, 전해액의 특성이 전해 콘덴서의 성능을 결정하는 큰 요인을 이룬다. 특히 근년의 전해 콘덴서의 소형화에 따라, 양극박 혹은 음극박은 에칭 배율이 높은 것이 사용되고, 콘덴서 본체의 저항율이 커져 있어, 이것에 사용하는 전해액으로는 저항율(비저항)이 작은 고도전성의 것이 항상 요구된다.
지금까지의 전해 콘덴서의 전해액은 에틸렌글리콜(EG)을 주용매로 하고 이것에 물을 약 15중량% 정도까지 가하여 구성한 용매에, 전해질로서 아디프산, 안식향산 등의 카본산 또는 그 암모늄염을 용해한 것이 일반적이다. 이와 같은 전해액으로는 비저항은 1.5Ω·m(150Ω·cm)정도이다.
한편, 콘덴서에 있어서는 그 성능을 충분히 발휘하기 위하여, 임피던스(Z)를 저하시키는 것이 끊임없이 요구되어 왔다. 임피던스는 여러 가지 요인에 의하여 결정하고, 예를 들면 콘덴서의 전극 면적이 증가되면 저하되는데, 그 때문에 대형 콘덴서가 되면 자연히 저임피던스화가 이루어진다. 또한 세퍼레이터를 개량하는 것으로 저임피던스화를 꾀하는 방법도 있다. 그러나, 특히 소형 콘덴서에 있어서는 전해액의 비저항이 임피던스의 큰 지배 인자가 되고 있다.
최근에서는, 비프로톤계의 유기용매, 예를 들면 GBL(γ-부티로락톤) 등을 사용한 저비저항의 전해액도 개발되어 있다. (예를 들면, 특공소62-145713호 공보, 특개소62-145714호 공보 및 특개소62-145715호 공보를 참조). 그러나, 이 비프로톤계 전해액을 사용한 콘덴서는 비저항이 1.0Ω·cm 이하인 전자 전도체를 사용한 고체 콘덴서에 비하면, 임피던스가 훨씬 떨어진다.
또한 알루미늄 전해 콘덴서는 전해액을 사용하기 때문에 저온 특성이 나쁘고 100kHz에 있어서 -40℃에서의 임피던스와 20℃에서의 임피던스의 비: Z(-40℃)/Z(20℃)는 약40으로, 상당히 큰 것이 실정이다. 이와 같은 현상을 감안하여, 현재 저임피던스에 저비저항이고, 또한 저온 특성이 우수한 알루미늄 전해 콘덴서를 제공하는 것이 요망되고 있다.
또한, 알루미늄 전해 콘덴서의 전해액에 있어서, 그 용매의 일부로서 사용되는 물은, 양극박이나 음극박을 구성하는 알루미늄에 있어서 화학적으로 활성인 물질이다. 그 때문에, 양극박이나 음극박과 반응하여 수소가스를 발생시키고, 콘덴서 내부의 압력을 증대시키며, 콘덴서 소자에 스트레스를 가하고, 권회상 구조를 변형 혹은 파괴하거나, 또한 외부에의 전해액의 비산을 조장하거나, 방폭밸브를 작동시키거나 하여, 특성을 현저하게 저하시키는 문제를 안고 있다. 종래, 전해 콘덴서의 부하 시험 등에서 발생하는 수소 가스의 문제를 해소하기 위하여, 발생한 수소 가스를 흡수하는 시도도 이루어지고 있다. 예를 들면, 특공소59-l5374호 공보는, 에틸렌 글리콜에 5∼20중량%의 물을 가한 용매에, 카본산 및 카본산의 암모늄염을 가하여 완충 용액을 조제하고, 또한 0.05∼3중량%의 p-니트로 페놀을 가하여 조제한 것을 특징으로 하는 전해 콘덴서 구동용 전해액을 개시하고 있다. 이 전해액을 사용하면, 전극박 표면에서의 베이마이트의 생성이나 수소가스의 발생을 억제하고, 저온 특성, 수명 특성 등을 향상시킨 전해 콘덴서를 제공할 수 있다.
또 특공소63-14862호 공보에는, 에틸렌글리콜을 주체로 하는 용매 중에 각종 유기산, 무기산 또는 그 염을 용질로서 용해하여 이루어지는 전해액에, o-니트로아니솔을 첨가한 것을 특징으로 하는 할로겐화 탄화수소에 의한 세정에 대하여 우수한 부식 방지 효과를 제공할 수 있는 전해 콘덴서 구동용 전해액이 개시되어 있다. 이 공보에는, 이 때 부식 방지제로서 사용되는 o-니트로아니솔은 수소가스 흡수 효과가 있고, 전해 콘덴서의 사용 중에 내부로부터 발생하는 수소가스를 흡수하고, 밸브 열림 사고나 정전용량 변화를 억제할 수 있다는 효과가 있는 것으로 기재되어 있다.
그러나, 본 발명자들의 연구에 의하면, p-니트로페놀이나 o-니트로아니솔은
종래 일반적으로 사용되고 있는 물의 농도가 낮은 전해 콘덴서 구동용 전해액으로는 초기의 수소 가스 흡수 효과를 제공할 수 있지만, 전해액 중의 용매에서 차지하는 물의 분량이 20중량% 또는 그 이상이 된 경우나, 전해 콘덴서가 고온 환경 하에서 장기간에 걸쳐 사용되는 경우에는, 만족할 수 있는 수소 가스 흡수 효과를 나타내거나, 또한 유지할 수 없다는 것이 판명되었다.
본 발명자는 먼저 일본공개특허공보 2000-173872호 공보에 있어서, 용매가20∼80중량%의 유기 용매와 80∼20중량%의 물로 구성되는 전해액에 니트로페놀, 니트로안식향산, 디니트로안식향산, 니트로아세토페논 또는 니트로아니솔을 포함하고 있는 전해 콘덴서 구동용 전해액이 상기 목적을 달성할 수 있다는 것을 개시하였다. 그러나, 이들은 본 발명의 불포화 결합고리를 가지는 화합물과는 다른 것이다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하는 것을 목적으로 한 것으로, 그 목적은 저임피던스이고, 또한 저온과 상온에서의 임피던스비로 표현되는 저온 특성이 우수하고, 수명 특성이 양호하며, 물의 함유 비율이 큰 혼합 용매를 사용한 전해액을 사용한 때나 고온 환경 하에 전해 콘덴서를 사용하였을 때에도 우수한 수소가스 흡수 효과를 가질 수 있는 전해 콘덴서용 구동용 전해액과 전해액을 사용한 전해 콘덴서를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 용매 조성의 20중량% 이상이 물로 구성되어 있는 구동 전해액에 있어서, 용매 가용성의 수소부가반응을 일으키는 불포화 결합고리를 가지는 화합물을 콘덴서 소자 중에 포함하는 전해 콘덴서를 제공하는데 있다.
발명의 요약
본 발명자는 상기 목적을 달성하기 위하여 거듭 검토를 한 결과, 상기 목적을 불포화 결합고리를 가지는 화합물을 첨가함으로써 달성할 수 있다는 것을 알아내고, 본 발명을 완성하였다.
이와 같이 하여, 본 발명은 그 하나의 면에 있어서, 10∼80중량%의 유기용매와 90∼20중량%의 물로 이루어지는 용매와, 카본산 또는 그 염 및 무기산 또는 그 염으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종류의 전해질을 포함하는 전해액에 대하여, 용매 가용성의 수소부가반응을 일으키는 불포화 결합고리를 가지는 화합물을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전해 콘덴서 구동용 전해액을 제공한다.
본 발명의 전해 콘덴서 구동용 전해액에서의 불포화 결합 고리를 가지는 화합물의 역할, 작용 효과는 다음과 같이 생각된다.
알루미늄 전극박과 용매인 물과의 수화반응에 의하여 발생한 수소 가스는 콘덴서 내부 압력을 증대시키고, 콘덴서 소자에 스트레스를 가하여, 소자의 구조를 변형 혹은 파괴하거나, 또 외부로 전해액이 비산되는 것을 조장하거나, 방폭 밸브를 작동시키거나 하여 콘덴서의 특성을 현저하게 저하시키는 여러 가지 현상을 일으킨다. 수소부가반응을 일으키는 불포화 결합고리를 가지는 화합물의 역할은 이러한 현상을 억제하는데 있다. 수소부가반응을 일으키는 불포화 결합고리를 가지는 화합물은 콘덴서 내부에서 발생한 수소를 효율적으로 흡수하고, 콘덴서의 특성 악화를 억제한다. 이 프로세스는 화학반응이고, 수소부가반응이다.
콘덴서 내부에서의 압력의 증대를 억제하는 수소의 흡수는 불포화 결합고리를 가지는 화합물의 불포화 결합부의 개열(開裂)에 의하여 일어나는 수소부가반응 시에 일어난다. 불포화 결합고리를 가지는 화합물은 예를 들면 불포화 탄화수소인 알켄으로부터 포화 탄화수소인 알칸으로, 또한 이민으로부터 아민으로 변화하는데 수소를 소비한다. 이 때 중요한 것은, 불포화 결합고리를 가지는 화합물이 전해액 중에 균일하게 분산되는 것과 화합물의 수소 흡수 능력이다.
불포화 결합고리를 가지는 화합물은 본 발명의 전해액에 첨가하여 사용하는 경우, 전해액의 전분량을 기준으로 하여 0.1∼10중량%의 양으로 첨가하여 사용하는것이 바람직하다.
혼합 용매의 형성을 위하여 물과 함께 사용되는 유기 용매는 바람직하게는 프로톤계 용매, 비프로톤계 용매 또는 그 혼합물이다. 즉, 프로톤계 용매 및 비프로톤계 용매는 각각, 단독으로 사용하여도 되고, 그렇지 않으면, 필요에 따라, 2종 또는 그 이상을 임의로 조합하여 사용하여도 된다. 이 때, 프로톤계 용매는 바람직하게는 알코올 화합물이고, 또한 비프로톤계 용매는 바람직하게는 락톤화합물 등이다.
또한, 본 발명의 전해액에 있어서 전해질로서 사용되는 카본산 또는 그 염은 바람직하게는 프롬산, 초산, 프로피온산, 낙산, p-니트로안식향산, 살리실산, 안식향산, 수산, 마론산, 호박산, 글루타르산, 아디프산, 푸마르산, 말레산, 프탈산, 아젤라산, 구연산 및 옥시낙산 등으로 대표되는 모노카본산, 디카본산, 트리카본산, 히드록실기 등의 관능기를 가진 카본산, 포화 카본산, 불포화 카본산 등과 그 유도체 및 그 암모늄염, 나트륨염, 칼륨염, 아민염 및 알킬암모늄염 등으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 또는 그 이상이다.
또한 마찬가지로 전해질로서 사용되는 무기산 또는 그 염은 바람직하게는 인산, 아인산, 차아인산, 붕산 및 술파민산, 알킬인산 등으로 대표되는 무기산 및 알킬기 등의 탄소 고리를 가지는 무기산 및 그 암모늄염, 나트륨염, 칼륨염, 아민염 및 알킬암모늄염 등으로부터 선택되는 1종 또는 그 이상이다. 또한 본 발명의 전해질에는 불포화 결합고리를 가지는 화합물에 추가하여, 아래의 군;
(1) 킬레이트화합물, (2) 당류, (3) 히드록시벤질알코올 및 (또는) L-글루타민산2초산 또는 그 염, 및 (4) 글루콘산 및 (또는) 글루코노락톤, (5) 니트로화합물 또는 니트로소화합물로부터 선택되는 첨가제를 필요에 따라 포함시켜도 된다. 이러한 첨가제는 단독으로 사용하여도 되고, 혹은 2종 또는 그 이상의 첨가제를 임의로 조합하여 사용하여도 된다.
또한 다른 하나의 면에 있어서, 상기 실험 결과와 식견에 기초하여 거듭 검토를 한 결과, 용매가 10∼80중량%의 유기 용매와 90∼20중량%의 물로 구성되는 전해액을 포함하는 전해 콘덴서에 있어서, 불포화 결합고리를 가지는 화합물은 반드시 전해액 중에 존재할 필요는 없으며, 전해액 중 이외에 포함하도록 구성하는 것은 부가적인 효과를 가져온다는 것을 알아내었다.
예를 들면, 불포화 결합 고리를 가지는 화합물을 전해액 중에 존재시키지 않아도 콘덴서 내부에서 수소가 발생하는 부위, 즉 전극박 표면이나 그 근방, 혹은 세퍼레이터에 함유된 상태로 존재하는 경우에도 충분히 수소 흡착, 수소부가반응 효과를 발휘한다. 또한 콘덴서 내부의 전해액 이외의 부위에 존재시킨 불포화 결합 고리를 가지는 화합물이 전해액에 용해되어도 동일한 효과를 발휘한다.
본 발명은 전해 콘덴서에 관한 것이다. 보다 상세하게는 본 발명은 저임피던스이고 저온 특성이 우수하며, 고온 환경 하에서 발생하는 수소가스에 기인하는 콘덴서 내부의 압력상승을 억제하고, 수명 특성이 양호한 전해 콘덴서 구동용 전해액과 전해 콘덴서, 특히 알루미늄 전해 콘덴서에 관한 것이다.
도1은 전해 콘덴서의 모식도이다.
[발명의 구성]
본 발명의 전해 콘덴서 구동용 전해액에서는 전해질을 용해하기 위한 용매로서 유기 용매와 물의 혼합물로 이루어지는 수분 농도가 높은 용매를 사용하고, 불포화 결합고리를 포함하는 화합물을 용해 또는 분산시켜 전해액으로 하는 것을 특징으로 한다.
유기 용매로서는 상기한 바와 같이, 프로톤계 용매 또는 비프로톤계 용매를 단독으로, 혹은 임의로 조합하여 사용할 수 있다. 적당한 프로톤계 용매의 예로서는 알코올 화합물을 들 수 있다. 또한 이 때 유리하게 사용할 수 있는 알코올화합물의 구체적인 예로서는 이하에 열거하는 것에 한정되는 것은 아니나, 에틸알코올, 프로필알코올, 부틸알코올 등의 1가 알코올, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜 등의 2가 알코올(글리콜), 글리세린 등의 3가 알코올을 들 수 있다. 또한 적당한 비프로톤계 용매의 예로서는 락톤화합물을 들 수 있다. 또한 여기에서 유리하게 사용할 수 있는 락톤화합물의 구체적인 예로서는 이하에 열거하는 것에 한정되는 것은 아니나, γ-부티로락톤이나 기타 분자 내 분극 화합물을 들 수 있다. 본 발명의 실시에 있어서, 프로톤계 용매와 비프로톤계 용매 중에서 선택되는 1종 이상을 사용하는 경우에는 보다 구체적으로 설명하면, 1종류의 프로톤계 용매를 사용하여도 되고, 1종류의 비프로톤계 용매를 사용하여도 되며, 복수 종류의 프로톤계 용매를 사용하여도 되고, 복수 종류의 비프로톤계 용매를 사용하여도 되며, 혹은 1종류 이상의 프로톤계 용매와 1종류 이상의 비프로톤계 용매의 혼합계를 사용하여도 된다.
본 발명의 전해액으로는 용매 성분으로서 상기한 유기 용매 이외에 물을 사용하고, 특히 본 발명의 경우, 비교적 다량의 물을 병용한다고 하는 점에 있어서 종래의 전해액과 구별된다. 본 발명에 있어서는 이와 같은 용매를 사용함으로써, 용매의 응고점을 저하시키고, 그로써 저온에서의 전해액의 비저항 특성을 개선하여, 저온과 상온에서의 비저항의 차가 적은 것으로 나타내지는 양호한 저온 특성을 실현할 수 있다. 전해액 중의 물의 함유량은, 20∼90중량％의 범위에 있는 것이 적합하고, 나머지 부분은 유기 용매이다. 물의 함유량이 20중량%보다 적은 경우에도, 90중량%를 넘는 경우에도, 전해액의 응고점 강하 정도는 불충분하게 되어, 전해 콘덴서가 양호한 저온 특성을 얻기 어려워진다. 수성 혼합 용매 중에 있어서 보다 적합한 물의 함유량은 하한이 40중량%, 나아가 45.8중량%, 특히 50중량%이고, 상한이 88.9중량%, 또는 85중량%, 특히 80중량%이다.
본 발명의 전해액에 있어서 전해질로서는 유기산, 특히 바람직하게는 카본산 또는 그 염, 그리고 무기산 또는 그 염이 사용되고, 이러한 전해질 성분은, 단독으로 사용하여도 되고, 혹은 2종류 이상을 조합하여 사용하여도 된다. 전해질 성분으로서 사용 가능한 카본산의 예로서는 이하로 열거하는 것에 한정되는 것은 아니나, 포름산, 초산, 프로피온산, 낙산, p-니트로안식향산, 살리실산, 안식향산, 수산, 마론산, 호박산, 글루타르산, 아디프산, 푸마르산, 말레산, 프탈산, 아젤라산, 구연산 및 옥시낙산 등으로 대표되는 모노카본산, 디카본산, 트리카본산, 히드록실기 등의 관능기를 가진 카본산, 포화 카본산, 불포화 카본산 등과 그 유도체 등이 사용 가능하다.
또한 마찬가지로 전해질 성분으로서 사용 가능한 무기산의 예로서는 이하에 열거하는 것에 한정되는 것은 아니나, 인산, 아인산, 차아인산, 붕산 및 술파민산, 알킬인산 등으로 대표되는 무기산 및 알킬기 등의 탄소 고리를 가지는 무기산 등이 있다.
상기한 바와 같은 카본산 또는 무기산의 염으로서는 여러 가지 염을 사용할 수 있으며, 적당한 염으로서는 예를 들면, 암모늄염, 나트륨염, 칼륨염, 아민염, 알킬암모늄염 등이 포함된다. 이와 같은 염 중에서도, 암모늄염을 사용하는 것이 보다 바람직하다.
또한, 본 발명의 실시에 있어서 전해질로서 무기산 또는 그 염을 사용하면, 전해액의 응고점 강하를 기대할 수 있고, 그 때문에 전해액의 저온 특성이 더욱 향상되는데 기여할 수 있다. 또한 무기산 또는 그 염의 사용은 본 발명에 있어서 특히 사용하는 불포화 결합고리를 가지는 화합물에 유래하는 수소가스 흡수 능력을 장기간에 걸쳐 유지할 수 있다고 하는 점에서도 주목할 만하다.
또한 본 발명자들의 연구에 의하면, 이와 같은 무기산 또는 그 염과 같은 전해질을 상기한 카본산 또는 그 염과 같은 전해질에 조합하여 사용하면 그것들을 단독으로 사용한 경우와 비교하여, 전해 콘덴서의 수명을 현저하게 연장시킬 수 있다는 효과도 얻을 수 있다. 또한, 종래의 전해 콘덴서에서는 전도도 등의 문제로부터 무기산계의 전해질은 주로 중∼고전압(160∼500볼트) 형 전해 콘덴서에 사용되어 왔으나, 본 발명과 같이 전해질을 조합하여 사용한 경우, 낮은 전압(160볼트 미만)형 전해 콘덴서에 있어서도 유리하게 사용할 수 있다.
본 발명의 전해액에 있어서 사용하는 전해질의 양은 전해액이나 최종적으로 얻어지는 콘덴서에 요구되는 특성, 사용하는 용매의 종류나 조성 및 양, 사용하는 전해질의 종류 등의 각종 요인에 따라, 최적이 되는 분량을 적절하게 결정할 수 있다. 예를 들면, 상기한 바와 같이, 무기산계의 전해질을 카본산계와 조합하여 사용하는 경우에, 혼합 전해질 중에서의 무기산계의 전해질의 함유량은 넓은 범위로 변경할 수 있지만, 통상, 전해질의 전체 양을 기준으로 하여 약 0.1∼15중량%의 범위에서 무기산계의 전해질이 포함되는 것이 바람직하다.
본 발명의 전해액은 특히, 상기한 바와 같은 특정 조성의 전해액, 즉, 15∼80중량%의 유기 용매와 85∼20중량%의 물로 이루어지는 혼합 용매와, 카본산 또는 그 염 및 무기산 또는 그 염으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종류의 전해질을 포함하는 전해액에 대하여, 불포화 결합고리를 가지는 화합물, 특히 용매 가용성의 불포화 결합고리를 가지는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 한다. 용매 가용성의 불포화 결합고리를 가지는 화합물로서는 알킨, 알켄, 이민 등 탄소-탄소 또는 탄소-질소의 사이에 π결합을 포함하는 분자 고리에 한정되는 것은 아니나, 일반적으로는 히드록실기(OH), 포르밀기(CHO), 카보닐기(CO), 술폰산기(SO3H), 술핀산기(SO2H), 술펜산기(SOH), 아실기(COR), 카르복실기(COOH), 아미드기(CONH2), 아미노기(NH2), 알킬아미노기(NHR), 디알킬아미노기(NR2), 알콕시실릴기(SiOR), 실란올기(SiOH), 페닐카르복실기(C6H5COOH), 니트릴기(CN), 니트로기(NO2), 니트로소기(NOH), 페놀기(C6H5OH), 포스포노기(PO(OH)2), 에스테르, 에테르 등의 치환기를 가지는 또는 가지지 않는 화합물이 있고, 예를 들면, 아세틸렌카본산, 2-프로펜―1-올, 2-부텐1, 4-디올, p-포르밀안식향산, 메틸비닐케톤, 아릴아세톤, 메틸이소프로페닐케톤, 디아릴케톤, 게라닐아세톤, 수도메틸이오논, 말레산, 아크릴아미드, 알킬아크릴아미드, 메타크릴아미드, 크로톤아미드, 올레산아미드, 모노아릴아민, 디아릴아민, 프로팔길아민, N-알킬-N, N-비스아민, 디알킬(알케닐)아민, 2-메톡시-4-(2-프로페닐)페놀, 3-니트로스티렌, 니트로계피산, 3-(2-니트로페닐)-2-프로피온산, 계피산에스테르, 삭신이미드, 디메틸렌이미드, 옥시드프탈이미드, 글리옥심, 아세토알데히드옥심, 벤조인옥심, 2-부타논옥심, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리스(β메톡시에톡시)실란, 니트로아크리딘 등을 들 수 있다. 본 발명에서는 불포화 결합고리를 가지는 화합물이 전해액 용매에 가용이므로 충분한 효과가 발휘된다.
또한, 상기 기재된 불포화 결합고리를 가지는 화합물에 대하여, 2종류 이상의 각각을 조합하여 사용함으로써 효과의 향상도 기대할 수 있다.
또한, 이 때 사용하는 불포화 결합고리를 가지는 화합물은 프린트 기판의 세정에 있어서 사용되는 할로겐화 탄화수소, 예를 들면 트리클로로에탄 등이 분해되어 발생하는 염화 수소의 작용에 의하여 소자가 부식되는 것을 억제하는 작용(할로겐화 수소의 부가반응 작용)을 모두 가지고 있다.
상기한 불포화 결합고리를 가지는 화합물은 그것을 본 발명의 전해액에 대하여 첨가하는 경우, 그 전해액 자체로 본 발명의 효과에 유효한 특정 조성이 채용된 것으로, 단독으로 사용하여도 만족할 수 있는 수소 가스 흡수 효과, 할로겐화 수소포착 작용 등을 가질 수 있다. 불포화 결합고리를 가지는 화합물은 통상, 전해액의 전량을 기준으로 하여 0.1 내지 10중량%의 분량으로 첨가하여 사용하는 것이 바람직하다. 첨가량이 0.1중량% 미만이면, 소기의 효과를 거의 얻을 수 없고, 반대로10중량%를 초과하여도 소기의 효과의 더 많은 향상을 기대할 수 없으며, 용해도가 낮은 화합물의 경우에는 석출 등의 다른 특성에 대하여 악영향이 있는 것으로 생각된다. 전해질로서 이온 전도 특성이 우수한 불포화 결합고리를 가지는 화합물은 전해액의 전기 특성의 향상에 관여하는 전해질로서 대단히 유용하기 때문에, 10중량%까지의 고농도의 첨가에 있어서도 상당히 유효하다. 보다 적합한 농도는 0.3 내지 10중량%이다.
또한 수소 가스의 흡수에 있어서 본 발명의 우수한 효과는 함께 사용하는 전해질과의 관계에 있어서도 확인할 수 있었다. 종래의 전해액에서는 니트로화합물 등의 가스 흡수제를 카본산계의 전해질에만, 혹은 무기산계의 전해질에만 각각 첨가하는 수법이 채용되어 왔다. 그러나, 용매중의 물의 함유량이 많은 경우, 상기한 수법으로는 만족할 수 있는 수소가스 흡수 효과를 얻을 수 없었다. 또 카본산계의 전해질과 무기산계의 전해질이 혼재하는 전해액에서도 마찬가지이지만, 본 발명의 전해액의 경우 불포화 결합고리를 가지는 화합물을 사용함으로써 이와 같은 카본산계/무기산계 혼재 전해액에 있어서도, 종래의 가스 흡수 첨가제보다도 훨씬 장기간에 걸쳐 수소 가스 흡수 능력을 유지할 수 있었다.
본 발명의 전해액은 필요에 따라 상기 이외의 성분을 추가 첨가제로서 함유할 수 있다. 적당한 첨가제로서는 예를 들면, 본 발명자들이 본 발명과 동시 에 발명하고, 별도로 특허 출원한 발명에 기재되는 바와 같이, 아래와 같은 화합물을 포함한다.
(1) 킬레이트화합물, 예를 들면, 에틸렌디아민4초산(EDTA), 트랜스-1, 2-디아미노시클로헥산-N, N, N', N'-4초산-수화물(CyDTA), 디히드록시에틸글리신(DHEG), 에틸렌디아민테트라키스(메틸렌포스폰산)(EDTPO), 디에틸렌 트리아민-N, N, N', N", N"-5초산(DTPA), 디아미노프로파놀4초산(DPTA-OH), 에틸렌디아민2초산(EDDA), 에틸렌디아민-N, N'-비스(메틸렌포스폰산) 1/2수화물(EDDPO), 글리콜에테르디아민4초산(GEDTA), 히드록시에틸에틸렌디아민3초산(EDTA-OH)등. 킬레이트화합물은, 일반적으로, 0.01∼3중량%의 범위에서 첨가하는 것이 바람직하다. 이와 같은 킬레이트화합물은 저임피던스 콘덴서의 알루미늄(Al) 전극박의 수화반응 억제에 의한 콘덴서의 장수명화, 전해 콘덴서의 저온 특성의 개선(용매가 부동상태에 가까운 조성이기 때문에, 상온과 저온에서의 임피던스의 변화가 적어진다), 내식성 향상 등의 효과를 가져올 수 있다.
(2) 당류, 예를 들면, 글루코스, 과당, 크실로스, 갈락토스 등. 당류는 일반적으로, 0.01∼5중량%의 범위로 첨가하는 것이 바람직하다. 이와 같은 당류는 저임피던스 콘덴서의 Al 전극박의 수화반응 억제에 의한 콘덴서의 장수명화, 당류의 첨가에 의한 전해질, 예를 들면 카본산의 분해나 활성화의 억제, 전해 콘덴서의 저온 특성의 개선(용매가 부동 상태에 가까운 조성이기 때문에, 상온과 저온에서의 임피던스의 변화가 적어진다)의 효과를 가져올 수 있다.
(3) 히드록시벤질알코올, 예를 들면 2-히드록시벤질알코올, L-글루타민산2초산 또는 그 염 등. 이 첨가제는 일반적으로 0.01∼5중량%의 범위로 첨가하는 것이 바람직하다. 이와 같은 첨가제는 저임피던스 콘덴서의 Al 전극박의 수화반응 억제에 의한 콘덴서의 장수명화, 전해 콘덴서의 저온 특성의 개선(용매가 부동상태에가까운 조성이기 때문에, 상온과 저온에서의 임피던스의 변화가 적어진다)의 효과를 가져올 수 있다.
상기한 화합물 (1)∼(3)은 각각 그들을 본 발명의 전해액에 첨가하는 경우에 많은 현저한 효과를 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 전해액은 상기한 바와 같은 첨가제에 추가하고, 필요에 따라,
(4) 글루콘산이나 글루코노락톤 등을 단독 또는 조합하여 함유할 수 있다. 이 종류의 첨가제는 일반적으로, 0.01∼5중량%의 범위로 첨가하는 것이 바람직하다. 글루콘산이나 글루코노락톤은 그것을 본 발명의 전해액에 추가로 포함하게 한 경우, 전해 콘덴서의 장수명화나 저온 특성의 향상, 그리고 우수한 수소가스 흡수 효과 등과 같은 본 발명 특유의 효과에 추가하여, 내식성의 향상이라고 하는 현저한 효과를 또한 가져올 수 있다.
또한 (5) 니트로화합물 또는 니트로소화합물을 첨가하여 가스 흡수 능력을 더욱 향상시킬 수도 있다. 첨가하는 니트로화합물 또는 니트로소화합물에 있어서는 예를 들면, 아미노니트로아니솔, 아미노니트로티아졸카본산, 아미노 니트로톨루엔, 아미노니트로피리딘, 아미노니트로페놀, 아미노니트로페놀술폰산, 아미노니트로벤젠술폰산, 아미노니트로벤조티아졸, 아미노니트로벤조트리플루오리드, 아미노니트로벤조니트릴, 이소시안산니트로페닐, 이소니트로소아세토페논, N-에틸―2-(1에틸―2-히드록시-2―니트로소히드라지노)-에탄아민, O-에틸―O-(p-니트로페닐)티오노벤젠, 에틸니트로벤젠, 에틸-2-(히드록시이미노)-5-니트로―3-헥센아미드, 옥타니트로벤조일서크로스, 니트로페닐옥틸에테르, 니트로페닐갈락토피라노시드, 3-카르복시-4-니트로페닐디술파이드, 비스니트로벤질플루오레세인, 글리세롤카보네이트니트로벤젠술포나이트, 글루타밀니트로아닐리드, 초산니트로페닐, 초산니트로벤질리덴, 디아미노니트로벤젠, 디티오비스니트로안식향산, 디티오비스니트로피리딘, 디니트로아닐린, 디니트로키녹살린-2, 3-디온, 디니트로살리실산, 니트로안식향산, 니트로페놀, 디니트로안식향산, 니트로아니솔, 니트로아세토페논, 디니트로디페닐아민, 디니트로디페닐술폰, 디니트로나프톨술폰산, 디니트로비벤질, 디니트로페닐아닐린, 디니트로페닐히드라진, 디니트로페놀, 디니트로프탈산, 디니트로플루오레논, 디니트로플루오로벤젠, 디니트로벤즈알데히드, 디니트로벤조일메틸벤질아민, 디니트로벤조페논, 니트로아미노티아졸, 디티오비스니트로피리딘, 디메틸니트로아닐린, 디메틸니트로페닐포스포로티오에이트, 디메톡시니트로벤질알코올, 수산비스디니트로페닐, 숙신이미딜니트로페닐아세테이트, 테트라니트로페닐포르피린, 트리니트로페놀, 트리니트로벤젠술폰산, 니트로아세트아닐리드, 니트로아조벤젠디올, 니트로아니시딘, 니트로아닐린, 니트로아닐린술폰산, 니트로아미노아니솔, 니트로아미노톨루엔, 니트로아미노페놀, 니트로아르기닌, 니트로안식향산에틸, 니트로안식향산메틸, 니트로안트라닐산, 니트로안트라닐로니트릴, 니트로이사틴, 니트로이미다졸, 니트로인다졸, 2-니트로인단-1, 3-디온, 니트로인돌, 니트로우라실, 니트로에탄올, 니트로에틸벤젠, 니트로카테콜, 니트로키파딘말레산, 니트로크레졸, 니트로계피산, 니트로살리실산, 니트로디아조아미노아조벤젠, 니트로디아미노벤젠, 니트로디페닐아민, 니트로디메틸아닐린, 니트로술포나조III, 니트로티오펜, 니트로티로신, 니트로테레프탈산, 니트로톨루이딘, 니트로톨루일산, 니트로피콜린, 니트로히드록시아닐린, 니트로비페닐, 니트로피페로날, 니트로피리디놀, 니트로바르비투르산, 니트로페닐아세토니트릴, 니트로페닐아조오르시놀, 니트로페닐아조나프톨, 니트로페닐아조메틸레졸시놀, 니트로페닐아닐린, 니트로페닐옥틸에테르, 니트로페닐갈락토피라노시드, 니트로페닐크실로피라노시드, 니트로페닐글루크로니드, 니트로페닐글루코피라노시드, 니트로페닐초산, 니트로페닐도데실에테르, 니트로페닐비산, 니트로페닐히드라진, 니트로페닐페닐아조페닐트리아젠, 니트로페닐페닐에테르, 니트로페닐말토펜타오시드, 니트로페닐만노피라노시드, 니트로페닐낙산, 니트로페닐인산디에틸, 니트로페닐렌디아민, 니트로페네톨, 니트로페놀아르손산, 니트로페놀메틸에테르, 니트로프탈이미드, 니트로프탈산, 니트로후민산, 니트로프로피온산, 니트로베라트릴알코올, 니트로벤질아민, 니트로벤질알코올, 니트로벤질디이소프로필이소요소, 니트로벤질피리딘, 니트로벤즈아미드, 니트로벤즈이미다졸, 니트로벤즈히드라지드, 니트로벤젠아조오르신, 니트로벤젠아조나프톨, 니트로메탄, 니트로에탄, 니트로벤젠아조레졸루신, 니트로벤젠술폰산, 니트로벤조쿠마린, 니트로벤조니트릴, 니트로벤조페논, 니트로메시틸렌, 니트로메톡시아닐린, 비스니트로페닐디술파이드, 비스니트로페닐술폰, 비스메틸티오니트로에텐, 히드록시니트로안식향산, 히드록시니트로톨루엔, 히드록시니트로피리딘, 히드록시니트로페닐아르손, 히드록시니트로벤즈알데히드, 페닐니트로아닐린, 2-(2-프릴)-3-(5-니트로-2-프릴)아크릴아미드, 플루오로니트로아세트아닐리드, 플루오로니트로아닐린, 플루오로니트로페닐아지드, 플루오로니트로페놀, 메틸니트로아닐린, 메틸니트로페놀, 메틸니트로피리딘, 메틸니트로피리딘옥시드, 메톡시니트로아닐린, 메톡시니트로안식향산, 메톡시니트로페놀, 메톡시벤질아미노니트로벤조프라잔, 낙산니트로페닐, 테트라플루오로붕산니트로늄, 인산니트로페닐, 니트로소아세틸페니실라민, 니트로소(아세톡시메틸)메틸아민, 니트로소옥신, 니트로소키놀리놀, 니트로소글루타치온, 니트로소디이소부틸아민, 니트로소디에틸아민, 니트로소디에틸아닐린, 니트로소디술폰산, 니트로소디페닐아민, 니트로소디메틸아민, 니트로소나프톨, 니트로소나프톨디술폰산, 니트로소히드록시키놀린, 니트로소페닐아닐린, 니트로소페닐히드록실아민암모늄, 니트로소페놀, N-[(N-니트로소메틸아미노)메틸]벤즈아미드, 2, 2'-(히드록시니트로소히드라조노)비스에탄아민, 이소니트로소아세토페논, N-메틸-2(1-에틸-2-히드록시-2-니트로소히드라지노)-에탄아민, N, N'-디니트로소-p-페닐렌디아민, N, N'-디니트로소펜타메틸렌테트라민, 디메틸니트로소아닐린, 디메틸니트로소아민, 테트라플루오로붕산니트로소늄, N-[N'-메틸―N'-니트로소(아미노메틸)]벤즈아미드, N-메틸-N-니트로소-p-톨루엔술폰아미드, 니트로벤젠, 디니트로벤젠, 디니트로톨루엔, 니트로나프탈렌, 디니트로나프탈렌, 디니트로비페닐, 니트로디페닐아민, 니트로페닐히드라진, 디메틸니트로톨루엔, 디니트로페닐히드라진, 디니트로피렌, 니트로안식향산의 에스테르, 디메틸니트로벤젠, 니트로안트라센, 니트로이소키놀린, 니트로크실렌, 니트로초산에틸, 니트로시클로펜탄, 니트로스티렌, 니트로피롤, 니트로프라존, 니트로푸르알데히드, 니트로헥산, 니트로벤즈알데히드, 니트로리그닌, 2-(2프릴)-3-(5니트로-2-프릴)아크릴아미드, 니트로아크릴아미드, 플루오로니트로톨루엔, 플루오로니트로벤젠, 플루오로디페닐에테르 및 그 이성체,그 염 또는 그 유도체 등을 사용할 수 있다.
상기한 첨가제 이외에도 알루미늄 전해 콘덴서 혹은 기타의 전해 콘덴서의 분야에서 상용되는 첨가제를 첨가하여도 된다. 적당한 상용 첨가제로서는 예를 들면, 마니톨, 실란커플링제, 수용성실리콘, 고분자 전해질 등을 들 수 있다. 본 발명의 전해액은 상기한 바와 같은 각종 성분을 임의의 순서로 혼합하고, 용해함으로써 조제할 수 있고, 또한 기본적으로는 종래의 기법을 그대로 혹은 변경하여 사용할 수 있다. 예를 들면, 유기 용매와 물과의 혼합물인 수분 농도가 높은 용매를 조제한 후, 얻어진 용매에 전해질, 불포화 결합고리를 가지는 화합물 및 필요에 따라 임의의 첨가제를 용해함으로써 간단히 조제할 수 있다.
본 발명의 전해액은 상기한 전해액과 같이 상용 기법에 따라서 조제할 수 있다. 예를 들면, 유전체가 되는 산화 피막을 소정의 두께로 형성한 전극박을 각각 양극박과 음극박으로 하고, 양극박과 음극박을 대향시키고, 그 사이에 개재하는 세퍼레이터(격리지)로 구성된 소자에 본 발명의 전해액을 함침시킨 후, 그 소자를 적당한 방법으로 팩키지화함으로써, 알루미늄 전해 콘덴서를 제조할 수 있다. 얻어지는 알루미늄 전해 콘덴서에 있어서는 본 발명의 전해액을 사용하고 있으므로, 유기 용매와 물의 혼합 용매에 의한 저온 특성 향상 효과, 불포화 결합고리를 가지는 화합물의 존재에 의한 수소 가스 흡수 효과, 그리고 특정 전해질의 사용에 의한 수화반응 억제에 의한 장수명화나 저임피던스화의 효과를 달성할 수 있다.
또한 본 발명에 의하면, 불포화 결합고리를 가지는 화합물은 전해액 중에 존재시키지 않아도 물리적으로 수소 발생 부위, 즉 전극 표면이나 그 근방에 도막 등의 형태로 존재하거나, 혹은 세퍼레이터에 함유된 상태로 존재하여도 충분히 수소 흡수 효과를 발휘하는 것이 확인되었다. 또한 콘덴서 용기의 내부 표면에 불포화 결합고리를 가지는 화합물을 부착하게 한 경우에도 상응하는 효과가 확인되었다.
예를 들면, 불포화 결합고리를 가지는 화합물을 가용성 용매에 용해하고, 이 용액을 전극(박이나 전극 탭)이나 세퍼레이터에 도포하든지 또는 용액 중에 전극(박이나 전극 탭)이나 세퍼레이터를 침지하여 부착시킨다. 부착시키는 양은, 전해액에 불포화 결합고리를 가지는 화합물을 용해시켰을 때 효과를 발휘하는 양 이상, 즉 전해액으로 환산하여 0.1% 이상으로 0.01mg/평방cm∼1mg/제곱cm(투영 면적)이 최적이다. 이렇게 하여 제작한 콘덴서는 수소가스 흡수 효과, 그리고 특정 전해질이 사용한 전해액에 의한 수화반응 억제에 의한 장수명화나 저임피던스화의 효과를 달성할 수 있다.
본 발명은 그 다른 하나의 면에 있어서, 상기한 실험 결과와 식견으로부터, 본 발명의 전해 콘덴서용 구동용 전해액을 포함하여 이루어진 전해 콘덴서와 콘덴서 내부에 불포화 결합고리를 가지는 화합물을 함유하는 전해 콘덴서에 있다.
본 발명의 전해 콘덴서용 전해액을 사용하는 전해 콘덴서의 구조 및 형상은 특별히 한정되지 않지만, 도1을 참조하여, 아래에 그 예를 간단히 설명한다. 콘덴서(1)는 봉지케이스(3)와 봉지케이스(3) 중에 수용된 권회상 요소(5)를 포함한다. 요소(5)는 양극 산화법으로 형성된 표면 유전체막(11)을 가지는 알루미늄박으로 이루어지는 양극박(9)과, 양극박(9)의 표면유전체막(11)에 대향하는 알루미늄 음극박(13)과, 양극박(11)과 음극박(13)의 사이의 세퍼레이터(15)를 포함한다. 요소(7)는 본 발명의 전해액을 함침하고 있다. 적층체(7)는 다른 하나의 세퍼레이터(17)와 함께 감아 권회상 요소(5)를 제공하고, 그것이 케이스(3) 중에 배치된다. 도1에 있어서, 양극 리드선(21) 및 음극 리드선(23)은 각각의 리드 탭(미도시)을 사이에 두고 양극박(11)과 음극박(13)에 각각 접속되어 있다. 본 발명의 전해 콘덴서는 본 발명의 전해 콘덴서용 전해액을 사용한다.
다음으로, 본 발명을 실시예에 의하여 설명한다. 말할 것도 없이, 여기에 언급한 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하고자 하는 것은 아니다.
본 예에 사용한 전해액의 30℃에서의 비저항을 측정하고, 각 실시예의 표 중에 기재하였다. 또한 제작한 전해 콘덴서에 대하여, 저온(-40℃)에서의 임피던스 및 상온(20℃)에서의 임피던스를 측정한 후, 각각의 측정값과의 비로서 표현되는 임피던스비(Z비)를 다른 주파수:120Hz 및 100kHz로 측정한 값을 각 실시예의 표 중에 기재하였다. 또한, 각 전해 콘덴서의 수명 특성을 평가하기 위하여, 용량, tanδ 및 누출 전류의 각각에 대하여, 초기 특성(콘덴서의 제작 직후의 특성치)과 고온 부하 시험 105℃ 조건 하에서, 정격전압을 인가하고 소정 시간 경과 후의 특성 변화를 조사한 결과를 각 실시예의 표 중에 기재했다.
실시예 1∼12
권회상 구조의 전해 콘덴서(10WV-1000μF)의 소자에 아래의 표1에 나타낸 조성의 전해액을 함침하고 나서, 바닥이 있는 알루미늄 케이스에 전극 인출용 리드탭이 케이스의 외에 나오도록 수용하고, 이 케이스의 개구를 탄성봉구체로 밀봉하여, 전해 콘덴서를 제작했다. 실시예1∼10에서는 킬레이트화합물, 당류, 히드록시벤질알코올, L-글루타민산2초산 또는 그 염, 글루콘산 및 글루코노락톤의 효과를 조사하였다. 또한 실시예11, 12에 있어서 불포화 결합고리를 가지는 화합물을 도포한 전극박과, 세퍼레이터에 부착시킨 경우의 각 조건에 의하여 콘덴서를 제작하였다. 이러한 콘덴서에 대하여, 특성 시험에 의하여 얻어진 결과를 아래의 표1에 정리하여 기재한다.
비교례1∼3
상기 실시예1에 기재된 수법을 반복하였으나, 본 예의 경우, 비교를 위하여 사용하는 전해액으로부터 불포화 결합고리를 가지는 화합물을 없애는 동시에, 전해액의 조성을 아래의 표1에 기재한 바와 같이 변경하였다. 특성 시험에 의하여 얻어진 결과를 아래의 표1에 정리하여 기재한다.
본 발명의 전해액을 사용한 전해 콘덴서에 있어서는 Z비가 적은 것을 알 수 있고, 특히 100kHz의 고주파수에서의 Z비가 비교예의 것에 비하여 작게 억제되어 있다는 것을 알 수 있다. 이것은 본 발명의 전해액을 사용한 전해 콘덴서가 넓은 주파수에 걸쳐 양호한 저온 특성을 발휘하는 것을 나타내고 있다. 특히, 본 발명의 전해액을 사용한 전해 콘덴서에서는 불포화 결합고리를 가지는 화합물을 0.1∼10중량% 범위의 양으로 전해액에 첨가함으로써 105℃에서 1000시간 경과 후에 있어서도 안정된 특성을 나타내고 있고, 가스 발생에 의한 콘덴서 자체의 파손, 특성 이상에 이르는 경우도 없었다. 그것에 대하여, 불포화 결합고리를 가지는 화합물을 포함하지 않는 전해액을 사용한 비교예의 전해 콘덴서에서는 어느 콘덴서에서나 1000시간을 경과하는 것 보다 훨씬 이전의 고온 부하시의 초기 단계에서, 수소 가스 발생에 의한 케이스가 팽창에 의하여 방폭 밸브가 작동하고, 사용불능이 되었다. 이러한 점에서 본 발명에 의하면 전해 콘덴서의 장수명화가 용이하게 달성될 수 있다는 것을 알 수 있다.
실시예13∼22
상기 실시예1에 기재된 수법을 반복하였으나, 본 예의 경우, 킬레이트화합물, 당류, 히드록시벤질알코올, L글루타민산2초산 또는 그 염, 글루콘산 및 글루코노락톤과, 니트로화합물 또는 니트로소화합물과의 동시 첨가 효과를 확인하기 위하여, 전해액에 임의 첨가한 조성을 표2에 기재된 바와 같이 변경하였다. 시험 결과를 아래의 표2에 정리하여 기재한다.
표2에 있어서, 기재 결과로부터 이해할 수 있는 바와 같이, 실시예13∼22는 3000시간으로 콘덴서의 특성은 양호하고 가스 발생도 억제되어 있었다.
이상 본 발명에 대한 적절한 실시예를 들어 여러 가지 설명을 하였으나 본 발명은 발명의 정신를 일탈하지 않는 범위에 있어서, 이 실시예와 청구항의 기재 내용에 한정되는 것은 아니며, 많은 개량, 변경을 할 수 있는 것은 물론이다. 예를 들면, 실시예에서는 권회형의 콘덴서 소자를 사용하고 있는데, 적층형의 콘덴서 소자에 있어서도 마찬가지로 이용할 수 있다.
본 발명에 의하면, 저임피던스이고, 저온과 상온에서의 임피던스비로 표현되는 저온 특성이 우수하고, 수명 특성이 양호하며, 또한 물의 함유 비율이 큰 용매를 사용한 전해액을 사용하였을 때나 고온 환경 하에 전해 콘덴서를 사용하였을 때라도 우수한 수소 가스 흡수 효과를 가질 수 있는 전해 콘덴서용 구동용 전해액이 제공된다. 또한 본 발명에 의하면, 이와 같은 전해액을 사용함으로써 저임피던스이고, 저온 특성이 우수하고, 수명 특성이 양호하며, 용매 중에 사용하는 물의 작용이 원인이 되어 발생하는 문제를 가지지 않으며 고신뢰성의 전해 콘덴서, 특히 알루미늄 전해 콘덴서가 제공된다.

Claims (24)

  1. 용매가 10∼80중량%의 유기용매와 90∼20중량%의 물로 구성되는 전해액에, 수소부가반응을 일으키는 불포화 결합고리를 가지는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 전해 콘덴서 구동용 전해액.
  2. 용매가 15∼80중량%의 유기용매와 85∼20중량%의 물로 구성되는 전해액에, 수소부가반응을 일으키는 불포화 결합고리를 가지는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 전해 콘덴서 구동용 전해액.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 불포화 결합고리를 가지는 화합물이 물 또는 극성용매 또는 프로톤계 극성 유기용매에 가용인 것을 특징으로 하는 전해 콘덴서 구동용 전해액.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    카본산 또는 그 염 및 무기산 또는 그 염으로 구성되는 군으로부터 선택되는 적어도 한 종류의 전해질을 포함하는 것을 특징으로 하는 전해 콘덴서 구동용 전해액.
  5. 제4항에 있어서,
    무기산 또는 그 염의 전해액 중 농도가 0.1 내지 15중량%인 것을 특징으로 하는 전해 콘덴서 구동용 전해액.
  6. 제4항에 있어서,
    카본산 또는 그 염의 전해액 중 농도가 3∼30중량%인 것을 특징으로 하는 전해 콘덴서 구동용 전해액.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    불포화 결합 고리를 가지는 화합물이, 알킨, 알켄, 이민 등의 탄소-탄소 또는 탄소-질소의 사이에 π결합을 포함하는 분자고리에, 히드록실기, 포르밀기, 카보닐기, 아실기, 카르복실기, 술폰산기, 술핀산기, 술펜산기, 아미드기, 아미노기, 알킬아미노기, 디알킬아미노기, 알콕시실릴기, 실란올기, 페닐카르복실기, 니트릴기, 니트로기, 니트로소기, 페놀기, 포스포노기, 에스테르 및 에테르로부터 선택되는 적어도 한 종류의 치환기로 구성되는 화합물인 것을 특징으로 하는 전해 콘덴서 구동용 전해액.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 불포화 결합고리를 가지는 화합물이 전해액의 전량을 기준으로 하여 0.1 내지 10중량% 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 전해 콘덴서 구동용 전해액.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유기용매가 프로톤계 용매, 비프로톤계 용매 또는 그 혼합물인 것을 특징으로 하는 전해 콘덴서 구동용 전해액.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 카본산 또는 그 염이 포름산, 초산, 프로피온산, 낙산, p-니트로안식향산, 살리실산, 안식향산, 수산, 마론산, 호박산, 글루타르산, 아디프산, 푸마르산, 말레산, 프탈산, 아젤라산, 구연산 및 옥시낙산으로 대표되는 모노카본산, 디카본산, 트리카본산, 포화카본산, 불포화카본산 등과 그 유도체, 및 그 암모늄염, 나트륨염, 칼륨염, 아민염 및 알킬암모늄염으로 구성되는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 전해 콘덴서 구동용 전해액.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 무기산 또는 그 염이 인산, 아인산, 차아인산, 붕산 및 술파민산, 알킬인산 등으로 대표되는 무기산 및 알킬기 등의 탄소고리를 가지는 무기산 그리고 그 암모늄염, 나트륨염, 칼륨염, 아민염 및 알킬암모늄염 등으로 구성되는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 전해 콘덴서 구동용 전해액.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 군: (1) 킬레이트 화합물, (2) 당류, (3) 히드록시벤질알코올 및(또는)L-글루타민산2초산 또는 그 염, 및 (4) 글루콘산 및(또는) 글루코노락톤, (5) 니트로화합물 또는 니트로소화합물로부터 선택되는 적어도 한 종류의 화합물을 추가로 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전해 콘덴서 구동용 전해액.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 기재된 전해 콘덴서 구동용 전해액을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전해 콘덴서.
  14. 10 내지 80중량%의 유기용매와 90 내지 20중량%의 물로 이루어지는 용매로 구성되는 전해액을 사용하고, 수소부가반응을 일으키는 불포화 화합물을 내부에 포함하는 것을 특징으로 하는 전해 콘덴서.
  15. 15 내지 80중량%의 유기용매와 85 내지 20중량%의 물로 이루어지는 용매로 구성되는 전해액을 사용하고 수소부가반응을 일으키는 불포화 화합물을 내부에 포함하는 것을 특징으로 하는 전해 콘덴서.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서,
    불포화 결합고리를 가지는 화합물이 알킨, 알켄, 이민 등의 탄소-탄소 또는 탄소-질소의 사이에 π결합을 포함하는 분자고리에, 히드록실기, 포르밀기, 카보닐기, 아실기, 카르복실기, 술폰산기, 술핀산기, 술펜산기, 아미드기, 아미노기, 알킬아미노기, 디알킬아미노기, 알콕시실릴기, 실란올기, 페닐카르복실기, 니트릴기,니트로기, 니트로소기, 페놀기, 포스포노기, 에스테르 및 에테르로부터 선택되는 적어도 한 종류의 치환기로 구성되는 화합물인 것을 특징으로 하는 전해 콘덴서.
  17. 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    10 내지 80 중량%의 유기용매와 90 내지 20중량%의 물로 구성되는 용매로 구성되는 전해액에 대하여 불포화 결합고리를 가지는 화합물을 전극 표면에 가지는 것을 특징으로 하는 전해 콘덴서.
  18. 제14항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    15 내지 80 중량%의 유기용매와 85 내지 20중량%의 물로 이루어지는 용매로 구성되는 전해액에 대하여 불포화 결합고리를 가지는 화합물을 전극 표면에 가지는 것을 특징으로 하는 전해 콘덴서.
  19. 제17항 또는 제18항에 있어서,
    불포화 결합고리를 가지는 화합물을 도포 또는 용해액 침지 등에 의하여 전극 표면에 부착 또는 침투 충전시키는 것을 특징으로 하는 전해 콘덴서.
  20. 제14항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    10 내지 80중량%의 유기용매와 90 내지 20중량%의 물로 구성되는 용매로 구성되는 전해액에 대하여, 불포화 결합고리를 가지는 화합물을 전해 콘덴서를 구성하고 있는 세퍼레이터에 포함하는 것을 특징으로 하는 전해 콘덴서.
  21. 제14항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    15 내지 80 중량%의 유기용매와 85 내지 20중량%의 물로 이루어지는 용매로 구성되는 전해액에 대하여 불포화 결합고리를 가지는 화합물을 전해 콘덴서를 구성하고 있는 세퍼레이터에 포함하는 것을 특징으로 하는 전해 콘덴서.
  22. 제20항 또는 제21항에 있어서,
    불포화 결합고리를 가지는 화합물을 도포 또는 용해액 침지 등에 의하여 세퍼레이터에 부착 또는 침투 충전시키는 것을 특징으로 하는 전해 콘덴서.
  23. 제13항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    전극박이 불포화 결합고리를 가지는 화합물을 함유하는 양이 0.01mg/평방 cm 내지 1mg/평방cm(투영면적)인 것을 특징으로 하는 전해 콘덴서.
  24. 제13항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
    세퍼레이터가 불포화 결합고리를 가지는 화합물을 함유하는 양이 0.01mg/평방cm 내지 1mg/평방cm(투영면적)인 것을 특징으로 하는 전해 콘덴서.
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