KR20050088285A - 전해콘덴서 - Google Patents

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Abstract

낮은 임피던스 특성을 갖고, 또 100V급의 높은 내전압 특성을 가지며, 내습성, 고온수명 특성도 양호한 전해콘덴서를 제공한다. 사불화 알루미늄염을 함유하는 전해액을 사용함과 동시에, 세퍼레이터로서 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리아미드, 비닐론, 레이온 등의 내열성 합성수지로 이루어지는 세퍼레이터 또는 유리섬유를 함유하는 혼초지를 사용하고 있으므로, 낮은 임피던스 특성, 높은 내전압 특성을 갖고, 내습 특성, 고온수명 특성도 양호하다.

Description

전해콘덴서{ELECTROLYTIC CAPACITOR}
이 발명은 전해콘덴서, 특히, 낮은 임피던스 특성, 및 높은 내전압 특성을 갖는 전해콘덴서에 관한 것이다.
전해콘덴서는, 일반적으로 도 1에 나타낸 바와 같은 구조로 이루어진다. 즉, 띠형상의 고순도 알루미늄박에, 화학적 또는 전기 화학적으로 에칭처리를 실시해서, 알루미늄박 표면을 확대시킴과 동시에, 이 알루미늄박을 붕산 암모늄 수용액 등의 화성액(化成液)속에서 화성처리하여 표면에 산화피막층을 형성시킨 양극전극박(2)과, 에칭처리만을 실시한 고순도의 알루미늄박으로 이루어지는 음극전극박(3)을, 마닐라 종이 등으로 이루어지는 세퍼레이터(11)를 개재하여 말아감아서 콘덴서 소자(1)를 형성한다. 그리고 이 콘덴서 소자(1)는, 전해콘덴서 구동용 전해액을 함침한 후, 알루미늄 등으로 이루어지는 바닥을 갖는 원통형상의 외장 케이스(10)에 수납한다. 외장 케이스(10)의 개구부에는 탄성고무로 이루어지는 입구 밀봉체(9)를 장착하고, 드로잉가공에 의해 외장 케이스(10)를 밀봉하고 있다.
양극전극박(2), 음극전극박(3)에는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 각각 양극의 전극을 외부로 인출하기 위한 전극 인출수단인 리드선(4, 5)이 스티치, 초음파 용접 등의 수단에 의해 접속되어 있다. 각각의 전극 인출수단인 리드선(4, 5)은, 알루미늄으로 이루어지는 환봉부(6)와, 양극전극박(2, 3)에 접촉하는 접속부(7)로 이루어지고, 또 환봉부(6)의 선단에는, 납땜이 가능한 금속으로 이루어지는 외부접속부(8)가 용접 등의 수단에 의해 고정부착되어 있다.
여기서, 콘덴서 소자에 함침되는 고전도율을 갖는 전해콘덴서 구동용 전해액으로서, Υ-부티로락톤을 주용매로 하고, 용질로서 환상(環狀) 아민화합물을 4급화한 카티온인 이미다졸륨 카티온이나 이미다졸륨 카티온을 양이온 성분으로 하고, 산의 공역염기를 음이온 성분으로 하는 염을 용해시킨 것이 사용되고 있다(특개평08-321440호 공보 및 특개평08-321441호 공보 참조).
그러나, 최근, 전자정보기기는 디지털화되고, 또 이들 전자정보기기의 심장부인 마이크로 프로세서의 구동 주파수의 고속화가 진행되고 있다. 그에 따라서, 주변회로의 전자부품의 소비전력의 증대화가 진행되고, 그에 따라서 리플(ripple)전류의 증대화가 현저하여, 이 회로에서 사용하는 전해콘덴서에는 낮은 임피던스 특성이 요구된다.
또, 특히 차량 탑재의 분야에서는 자동차 특성의 고기능화에 따라서, 상술한 낮은 임피던스 특성에 대한 요구가 높다. 그런데, 차량 탑재용 회로의 구동전압은 14V이지만, 소비전력의 증대에 따라서 42V로 진전되고 있으며, 이와 같은 구동전압에 대응하려면 전해콘덴서의 내전압 특성은 28V, 84V 이상이 필요하다. 또, 이 분야에서는 고온 사용의 요구가 있으며, 전해콘덴서에는 고온수명 특성이 요구된다.
그런데, 상기 전해콘덴서로는 이와 같은 낮은 임피던스 특성에 대응할 수 없으며, 또, 내전압도 30V가 한계로, 28V에는 대응할 수 있지만, 84V이상이라고 하는 바와 같은 높은 내전압의 요구에는 대응할 수 없었다. 또, 이와 같은 전해콘덴서에도 반도체와 마찬가지로 내습성이 필요하지만 상기 전해 컨덴서는 내습성도 낮다라는 문제점이 있었다.
그래서 본 발명은 낮은 임피던스 특성을 갖고 또한 100v급의 높은 내전압 특성을 가지며, 고온수명 특성, 내습성도 양호한 전해콘덴서를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 전해콘덴서의 구조를 나타내는 내부단면도이고, 도 2는 콘덴서 소자의 구조를 나타내는 분해사시도이다.
본 발명의 제 1전해콘덴서는, 양극전극박과 음극전극박과 세퍼레이터를 말아감고, 전해액을 함침시켜서 이루어지는 콘덴서 소자와, 이 콘덴서 소자를 수납하는 외장 케이스와, 이 외장 케이스의 개구부를 밀봉하는 밀봉 입구체를 구비하고, 상기 전해액으로서 사불화 알루미늄염을 함유하는 전해액을 사용하고, 상기 세퍼레이터로서 내열성 합성수지 또는 유리섬유를 함유하는 혼초지(混抄紙)로 이루어지는 세퍼레이터를 사용하는 것을 특징으로 한다.
알루미늄 전해콘덴서의 구조는 도 1, 도 2에 나타낸 바와 같이, 종래와 같은 구조를 취하고 있다. 콘덴서 소자(1)는 양극전극박(2)과, 음극전극박(3)을 세퍼레이터(11)를 개재하여 말아감아서 형성한다. 또 도 2에 나타낸 바와 같이 양극전극박(2), 음극전극박(3)에는 양극 인출수단 및 음극 인출수단인 리드선(4), 리드선(5)이 각각 접속되어 있다. 이들 리드선(4), 리드선(5)은, 각각의 박과 접속하는 접속부(7)와, 접속부(7)와 연속된 환봉부(6), 및 환봉부(6)에 용접된 외부접속부(8)로 구성되어 있다. 또, 각각의 박과 리드선은 스티치법이나 초음파용접 등에 의해 기계적으로 접속되어 있다.
양극전극박(2)은, 순도 99% 이상의 알루미늄박을 산성용액 속에서 화학적 또는 전기화학적으로 에칭해서 면확대 처리한 후, 붕산 암모늄 또는 아디핀산 암모늄 등의 수용액 속에서 화성처리를 행하고, 그 표면에 양극산화 피막층을 형성한 것을 사용한다.
그리고 전해액을 함침한 콘덴서 소자(1)를, 바닥을 갖는 통형상의 알루미늄으로 이루어지는 외장 케이스(10)에 수납하고, 외장 케이스(10)의 개구단부에, 리드선(4, 5)을 도출하는 관통공을 갖는 입구 밀봉체(9)를 삽입하고, 또 외장 케이스(10)의 단부를 코오킹하여 전해콘덴서의 밀봉을 행한다.
그리고, 본 발명에서는, 상기 세퍼레이터로서 내열성 합성수지로 이루어지는 세퍼레이터를 사용한다. 이 세퍼레이터로서, 직포, 부직포, 종이, 다공질 필름을 들 수 있다. 즉, 폴리에스테르, 폴리아미드, 비닐론, 레이온, 또 아라미드, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리페닐렌 설파이드, 전방향족 폴리에스테르, 폴리이미드, 폴리아미드 이미드, 폴리에텔 이미드, 폴리사불화 에틸렌, 폴리아미노 비스말레이미드, 폴리(에틸렌-사불화 에틸렌), 폴리불화 비닐리덴 등으로부터 선택된 고분자 섬유를 사용한 직포, 부직포 또는 종이와 이들의 고분자를 사용한 다공질 필름을 들 수 있다. 그리고, 에폭시수지, 페놀수지, 폴리우레탄 수지,멜라닌수지를 바인더로서 사용해도 된다. 여기서, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등은 내열성이 낮고, 인장 강도가 낮기 때문에 콘덴서 소자를 말아감는 것도 곤란하므로 바람직하지 않다.
본 발명에서 사용하는 전해콘덴서용 전해액은, 사불화 알루미늄염을 함유하고 있다.
사불화 알루미늄염은 사불화 알루미늄을 음이온 성분으로 하는 염이지만, 이 염으로서는 암모늄염, 아민염, 4급 암모늄염, 또는 4급화 환상 아미디늄 이온을 양이온 성분으로 하는 염을 사용할 수 있다. 아민염을 구성하는 아민으로서는, 1급 아민(메틸아민, 에틸아민, 프로필아민, 부틸아민, 에틸렌디아민, 모노 에탄올아민 등), 2급 아민(디메틸아민, 디에틸아민, 디프로필아민, 에틸메틸아민, 디페닐아민, 디에탄올아민 등), 3급 아민(트리메틸아민, 트리에틸아민, 트리부틸아민, 트리에탄올아민 등)을 들 수 있다. 또, 제 4급 암모늄염을 구성하는 제 4급 암모늄으로서는 테트라알킬 암모늄(테트라메틸 암모늄, 테트라에틸 암모늄, 테트라프로필 암모늄, 테트라부틸 암모늄, 메틸 트리에틸 암모늄, 디메틸 디에틸 암모늄 등), 피리듐(1-메틸피리듐, 1-에틸피리듐, 1, 3-디에틸 피리듐 등)을 들 수 있다.
또, 4급화 환상 아미디늄 이온을 양이온 성분으로 하는 염에 있어서는, 양이온 성분으로 되는 4급화 환상 아미디늄 이온은, N, N, N'-치환 아미딘기를 갖는 환상 화합물을 4급화한 카티온이고, N, N, N'-치환 아미딘기를 갖는 환상 화합물로서는, 이하의 화합물을 들 수 있다. 이미다졸 단환(單環) 화합물 (1-메틸 이미다졸, 1-페닐 이미다졸, 1, 2-디메틸 이미다졸, 1-에틸-2-메틸 이미다졸, 2-에틸-1-메틸 이미다졸, 1, 2-디에틸 이미다졸, 1, 2, 4-트리메틸 이미다졸 등의 이미다졸 동족체, 1-메틸-2-옥시메틸 이미다졸, 1-메틸-2-옥시에틸 이미다졸 등의 옥시알킬 유도체, 1-메틸-4(5)-니트로 이미다졸 등의 니트로 유도체, 1, 2-디메틸-5(4)-아미노 이미다졸 등의 아미노 유도체 등), 벤조 이미다졸 화합물 (1-메틸벤조 이미다졸, 1-메틸-2-벤질 벤조 이미다졸, 1-메틸-5(6)-니트로 벤조 이미다졸 등), 2-이미다졸린 고리를 갖는 화합물 (1-메틸 이미다졸린, 1, 2-디메틸 이미다졸린, 1, 2, 4-트리메틸 이미다졸린, 1-메틸-2-페닐 이미다졸린, 1-에틸-2-메틸 이미다졸린, 1, 4-디메틸-2-에틸 이미다졸린, 1-메틸-2-에톡시 메틸 이미다졸린 등), 테트라 히드로 피리미딘 고리을 갖는 화합물(1-메틸-1, 4, 5, 6-테트라히드로 피리미딘, 1, 2-디메틸-1, 4, 5, 6-테트라히드로 피리미딘, 1, 8-디아자비시클로[5, 4, 0]-운데센-7, 1, 5-디아자비시클로〔4, 3, 0〕노넨-5 등)등이 있다.
본 발명의 전해액에 사용되는 용매로서는, 프로톤성 극성용매, 비(非)프로톤성 용매 및 이들의 혼합물을 이용할 수 있다. 프로톤성 극성용매로서는, 1가 알콜류(에탄올, 프로판올, 부탄올, 펜탄올, 헥산올, 시클로 부탄올, 시클로 펜탄올, 시클로 헥산올, 벤질 알콜 등), 다가 알콜류 및 옥시알콜 화합물류(에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 글리세린, 메틸 세로솔브, 에틸 세로솔브, 메톡시 프로필렌 글리콜, 디메톡시 프로판올 등) 등을 들 수 있다. 또, 비프로톤성의 극성용매로서는, 아미드계(M-메틸포름 아미드, N, N-디메틸포름 아미드, N-에틸포름 아미드, N, N-디에틸포름 아미드, N-메틸아세트 아미드, N, N-디메틸아세트 아미드, N-에틸아세트 아미드, N, N-디에틸아세트 아미드, 헥사메틸 포스포릭 아미드 등), 락톤류(γ-부틸로락톤, γ-발레로락톤, δ-발레로락톤 등), 술포란계(술포란, 3-메틸 술포란, 2, 4-디메틸 술포란 등), 환상 아미드계(N-메틸-2-피로리돈 등), 카보네이트류(에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트, 이소부틸렌 카보네이트 등), 니트릴계(아세트 니트릴 등), 술폭시드계(디메틸 술폭시드 등), 2-이미다졸리디논계〔1, 3-디알킬-2-이미다졸리디논(1, 3-디메틸-2-이미다졸리디논, 1, 3-디에틸-2-이미다졸리디논, 1, 3-디(n-프로필)-2-이미다졸리디논 등 ), 1, 3, 4-트리알킬-2-이미다졸리디논(1, 3, 4-트리메틸-2-이미다졸리디논 등)〕등을 대표로 들 수 있다. 그 중에서도, γ-부틸로락톤을 사용하면 임피던스 특징이 향상되므로 바람직하고, 술포란, 3-메틸술포란, 2, 4-디메틸 술포란을 사용하면 고온특성이 향상되므로 바람직하며, 에틸렌 글리콜을 사용하면 내전압 특성이 향상되므로 바람직하다.
이상과 같이, 본 발명의 전해콘덴서는, 사불화 알루미늄염을 함유하는 전해액을 사용하고 있으므로, 낮은 임피던스 특성, 높은 내전압 특성을 갖고, 게다가 유리섬유를 함유하는 혼초지를 사용하고 있으므로, 세퍼레이터에서 전해액으로의 수분의 혼입이 적고, 고온수명 특성이 양호하다. 즉, 종래의 마닐라지 등으로 이루어지는 세퍼레이터를 사용한 경우, 세퍼레이터에서 수분이 발생하여, 본 발명에서 사용하는 전해액과 전극박과의 반응성이 커져서 수명특성에 영향을 주지만, 본 발명에 있어서는 이와 같은 수분의 발생을 억제하여 양호한 고온수명 특성을 얻을 수 있다. 또, 내습 특성도 양호하다.
이상의 본 발명의 제 1전해콘덴서는, 낮은 임피던스 특성 및 100V급의 높은 내전압 특성을 갖고, 고온수명 특성, 내습 특성도 양호하다.
다음으로, 본 발명의 제 2전해콘덴서에 대해서 설명한다. 이 전해콘덴서는, 양극전극박과 음극전극박과 세퍼레이터를 말아감고, 전해액을 함침시켜서 이루어지는 콘덴서 소자와, 이 콘덴서 소자를 수납하는 외장케이스와, 이 외장케이스의 개구부를 밀봉하는 밀봉 입구체를 구비하고, 상기 전해액으로서 사불화 알루미늄염을 함유하는 전해액을 사용하고, 상기 세퍼레이터로서 유리섬유를 함유하는 혼초지를 사용한 것을 특징으로 한다.
전해콘덴서의 구성은 제 1전해콘덴서와 동일하지만, 본 발명에 있어서는, 상기 세퍼레이터로서 유리섬유를 함유하는 혼초지를 사용한다. 혼초하는 섬유로서는 마닐라지, 크래프트지 등의 펄프섬유와 폴리에스테르 섬유, 폴리에틸렌 섬유, 폴리프로필렌 섬유, 폴리불화 에틸렌섬유, 폴리아미드 섬유 등의 합성섬유를 사용할 수 있다. 여기서, 유리섬유만으로 이루어지는 세퍼레이터를 사용하면, 세퍼레이터의 두께가 두꺼워져서, 전해콘덴서의 임피던스가 커지게 되므로, 본 발명의 전해콘덴서의 효과를 얻을 수는 없다.
이상과 같이, 본 발명의 전해콘덴서는, 사불화 알루미늄염을 함유하는 전해액을 사용하고 있으므로, 낮은 임피던스 특성, 높은 내전압 특성을 갖고, 게다가 내열성 합성수지로 이루어지는 세퍼레이터를 사용하고 있으므로, 세퍼레이터에서 전해액으로의 수분의 혼입이 적고, 고온수명 특성이 양호하다. 즉, 종래의 마닐라지 등으로 이루어지는 세퍼레이터를 사용하는 경우, 세퍼레이터에서 수분이 발생하여, 본 발명에서 사용하는 전해액과 전극박과의 반응성이 커져서 수명특성에 영향을 주지만, 본 발명에 있어서는 이와 같은 수분의 발생을 억제하여 양호한 고온수명 특성을 얻을 수 있다. 또, 내습 특성도 양호하다.
이상의 본 발명의 제 2전해콘덴서는, 낮은 임피던스 특성 및 100V급의 높은 내전압 특성을 갖고, 내습성도 양호하다. 또, 고온수명 특성도 양호하다.
그리고, 본 발명의 제 1 내지 제 2전해콘덴서에 있어서, 전극박으로서 인산처리를 실시한 전극박을 사용한다. 양극전극박, 음극전극박 중 한쪽이라도 본 발명의 효과는 있으나, 양쪽 모두에 사용하면 양 전극박의 열화가 억제되므로 통상은 양쪽 모두에 사용한다. 통상 고순도의 알루미늄박에 화학적 또는 전기 화학적으로 에칭처리를 실시하여 에칭박으로 하지만, 본 발명의 전극박으로서는, 이 에칭공정에서의 교류에칭의 전처리, 중간처리, 또는 후처리에 인산염 수용액 침지처리 등을 행하는 등에 의해서 얻은 에칭박을 음극전극박으로서 사용한다. 그리고, 이 에칭박 혹은 인산처리를 실시하지 않은 에칭박에 인산 화성을 실시하거나 화성전, 중간 또는 후처리에 인산침지를 행한 전극박을 양극전극박으로서 사용한다.
또, 상기 전해콘덴서용 전해액에 인화합물을 첨가하면 본 발명의 효과는 향상된다. 이 인화합물로서는 이하의 것을 들 수 있다. 정인산, 아인산, 차아인산 및 이들의 염, 이들의 염으로서는, 암모늄염, 알루미늄염, 나트륨염, 칼슘염, 칼륨염이 있다. 또, 인산에틸, 인산디에틸, 인산부틸, 인산디부틸 등의 인산화합물, 1-히드록시 에틸리덴-1, 1-디포스폰산, 아미노트리메틸렌 포스폰산, 페닐 포스폰산 등의 포스폰산 화합물 등을 들 수 있다. 또, 메틸 포스핀산, 포스핀산 부틸 등의 포스핀산 화합물을 들 수 있다.
추가로 이하와 같은, 축합인산 또는 이들의 염을 들 수 있다. 피로인산, 트리폴리인산, 테트라 폴리인산 등의 직쇄상의 축합인산, 메타인산, 헥사메타인산 등의 환상의 축합인산, 또는 이와 같은 쇄상, 환상의 축합인산이 결합된 것이 있다. 그리고, 이들 축합인산의 염으로서, 암모늄염, 알루미늄염, 나트륨염, 칼슘염, 칼륨염 등을 사용할 수 있다.
첨가량은 0.05~3wt%, 바람직하게는 0.1~2wt%이다.
이상의 본 발명의 전해콘덴서는, 낮은 임피던스 특성 및 100V급의 높은 내전압 특성을 가지며, 고온수명 특성도 양호하다. 즉, 사불화 알루미늄염을 사용하여, 고온수명시험을 행한 경우, 전해액 속의 수분에 의해서 전해액과 전극박의 반응성이 커져서 특성에 영향을 주지만, 이상의 전해콘덴서는 인산처리를 실시한 전극박을 사용하고 있으므로, 전해액과 전극박의 반응이 억제되어, 고온수명 특성은 더욱 안정적이다.
또, 동일하게 본 발명에 있어서, 입구 밀봉체로서 이소부틸렌과 이소프렌과 디비닐벤젠의 공중합체로 이루어지는 부틸고무 폴리머에, 가교제로서 과산화물을 첨가한 과산화물 부분가교 부틸고무를 사용한다. 과산화물 가류에 사용하는 가류제로서는 케톤 퍼옥사이드류, 퍼옥시 케탈류, 하이드로 퍼옥사이드류, 디알킬 퍼옥사이드류, 디아실 퍼옥사이드류, 퍼옥시 디카보네이트류, 퍼옥시 에스테르류 등을 들 수 있다. 구체적으로는, 1, 1-비스-t-부틸 퍼옥시-3, 3, 5-트리메틸 시클로 헥산, n-부틸-4, 4-비스-t-부틸 퍼옥시 발레레이트, 디크밀 퍼옥사이드, t-부틸 퍼옥시 벤조에이트, 디-t-부틸 퍼옥사이드, 벤조일 퍼옥사이드, 1,3-비스(t-부틸 퍼옥시-이소프로필)벤젠, 2, 5-디메틸-2, 5-디-t부틸 퍼옥실 헥신-3, t-부틸 퍼옥시 크멘, α,α'-비스(t-부틸 퍼옥시)디이소프로필 벤젠 등을 들 수 있다.
이상과 같이, 본 발명의 전해콘덴서는, 입구 밀봉체로서 이소부틸렌과 이소프렌과 디비닐벤젠의 공중합체로 이루어지는 부틸고무 폴리머에 가교제로서 과산화물을 첨가한 과산화물 부분가교 부틸고무를 사용하고, 사불화 알루미늄염을 포함하는 전해액을 사용하고 있으므로, 낮은 임피던스특성 및 100V급의 높은 내전압 특성을 가지며, 본 발명에서 사용하는 입구 밀봉체와 전해액이 갖는 양호한 고온특성에 따라 고온수명 특성은 더욱 향상된다.
또, 종래의 4급화 환상 아미딘 화합물에 있어서는 음극 인출수단 근방에서 발생하는 수산이온과의 반응에 의한 누액 경향이 있었다. 반면, 본 발명에 있어서는, 입구 밀봉체의 관통공과 리드선 사이의 양호한 밀봉성과 본 발명에서 사용하는 전해액이 수산이온과의 반응성이 낮을 것으로 생각되지만, 이들의 상승작용에 따라 누액상태는 방지된다.
(실시예)
다음에 제 1발명에 관하여 실시예를 통해서 설명한다. 전해콘덴서의 구조는 종래와 같은 구조를 취하고 있으므로, 도 1, 도 2를 참조하여 설명한다. 콘덴서 소자(1)는 양극전극박(2)과 음극전극박(3)을 세퍼레이터(11)를 개재하여 말아감아서 형성한다. 또 도 2에 나타낸 바와 같이 양극전극박(2), 음극전극박(3)에는 양극인출용 리드선(4), 음극인출용 리드선(5)이 각각 접속되어 있다.
이들 리드선(4, 5)은, 전극박에 접촉하는 접속부(7)와, 이 접속부(7)와 일체로 형성한 환봉부(6), 및 환봉부(6)의 선단에 고정부착된 외부접속부(8)로 이루어진다. 또, 접속부(7) 및 환봉부(6)는 99%의 알루미늄, 외부접속부(8)는 구리도금 철강선(이하 CP선)으로 이루어진다. 이 리드선(4, 5)의 적어도 환봉부(6)의 표면에는, 인산 암모늄 수용액에 의한 화성처리에 의해 산화 알루미늄으로 이루어지는 양극 산화피막이 형성되어 있다. 이 리드선(4, 5)은, 접속부(7)에서 각각 스티치나 초음파용접 등의 방법에 의해서 양극전극박(2, 3)에 전기적으로 접속되어 있다.
양극전극박(2)은, 순도 99.9%의 알루미늄박을 산성용액 속에서 화학적 또는전기화학적으로 에칭해서 면확대 처리한 후, 아디핀산 암모늄의 수용액 속에서 화성처리를 행하고, 그 표면에 양극 산화피막을 형성한 것을 사용한다.
그리고, 전해액을 함침한 콘덴서 소자(1)를, 바닥을 갖는 통형상의 알루미늄으로 이루어지는 외장 케이스(10)에 수납하고, 외장 케이스(10)의 개구부에 입구 밀봉체(9)를 장착함과 동시에, 외장 케이스(10)의 단부에 드로잉가공을 실시해서 외장 케이스(10)를 밀봉한다. 입구 밀봉체(9)는, 리드선(4, 5)을 각각 도출하는 관통공을 구비하고 있다.
그리고, 세퍼레이터로서는, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)로 이루어지는 세퍼레이터, 및 종래부터 사용하고 있는 마닐라지로 이루어지는 세퍼레이터를 사용했다.
또, 전해액 A로서 γ-부틸로락톤(75부)을 용매로 하고, 용질로서 1-에틸-2, 3-디메틸 이미다졸륨 사불화 알루미늄염(25부)을 용해한 것, 전해액 B로서 γ-부틸로락톤(80부)을 용매로 하고, 용질로서 1-에틸-2, 3-디메틸 이미다졸륨 사불화 알루미늄(20부)을 용해한 것을 사용하였다. 또, 종래부터 사용하고 있는 전해질을 함유하는 전해액으로서 전해액C,γ-부틸로락톤(75부)을 용매로 하고, 용질로서 1-에틸-2, 3-디메틸 이미다졸륨 프탈산염을 용해한 것을 사용했다.
이상과 같이 구성한 전해콘덴서의 정격전압은, 용해액 A, C를 사용한 것에 대해서는 16V, 전해액 B를 사용한 것에 대해서는 100V이다. 이들 전해콘덴서의 특성을 평가하였다. 시험조건은 125℃, 2000시간 부하, 105℃, 2000시간 무부하이다. 그 결과를 (표 1-1)~(표 1-4)에 나타낸다.
(표 1-1)
전해액 세퍼레이터 초기특성 125℃-1000시간 부하
Cap(μF) tanδ △Cap(%) tanδ
실시예 1 A PET 401 0.022 -7.6 0.030
비교예 1 A 마닐라지 401 0.027 -7.9 0.036
비교예 2 C 마닐라지 406 0.046 -5.8 0.060
(표 1-2)
전해액 세퍼레이터 초기특성 105℃-1000시간 무부하
Cap(μF) tanδ △Cap(%) tanδ
실시예 1 A PET 403 0.022 -2.8 0.022
비교예 1 A 마닐라지 400 0.028 -3.0 0.028
비교예 2 C 마닐라지 406 0.046 -4.1 0.046
(표 1-3)
전해액 세퍼레이터 초기특성 125℃-1000시간 부하
Cap(μF) tanδ △Cap(%) tanδ
실시예 2 B PET 22.7 0.010 -2.1 0.015
비교예 3 B 마닐라지 22.9 0.011 -2.3 0.018
(표 1-4)
전해액 세퍼레이터 초기특성 125℃-1000시간 무부하
Cap(μF) tanδ △Cap(%) tanδ
실시예 2 B PET 22.8 0.010 -1.6 0.010
비교예 3 B 마닐라지 22.9 0.011 -2.0 0.012
(표 1-1), (표 1-2)에서 알 수 있는 바와 같이, 실시예의 전해콘덴서는 비교예 1, 2에 비해서, tanδ가 낮으며 125℃의 tanδ의 변화가 작고 고온수명 특성이 양호하다. 또, (표 1-3), (표 1-4)로부터 명백한 바와 같이, 정격전압 100V의 초기특성, 수명특성도 양호하며, 종래에 없는 낮은 임피던스 특성을 갖는 100V급의 전해콘덴서를 실현하였다.
다음에, 실시예 1, 비교예 1의 전해콘덴서에 대해서, 내습특성을 평가하였다. 시험조건은, 85℃, 85%RH, 1000시간 무부하이다. 그 결과를 (표 1-5)에 나타낸다.
(표 1-5)
전해액 세퍼레이터 초기특성 85℃/85%RH 1000시간
Cap(μF) tanδ △Cap(%) tanδ
실시예 1 A PET 402 0.022 -2.0 0.024
비교예 1 A 마닐라지 401 0.028 -2.3 0.030
(표 1-5)로부터 명백한 바와 같이, 본 발명의 전해콘덴서는 내습시험 후의 정전용량 변화, 손실각의 탄젠트의 모든 특성이 양호하며, 본 발명의 전해콘덴서에 있어서는 내습성이 향상되고 있음을 알 수 있다.
다음으로, 본 발명의 제 2전해콘덴서에 대해서 설명한다. 전해콘덴서의 구성은 제 1전해콘덴서와 동일하며, 특성평가 내용도 동일하지만, 세퍼레이터로서 유리섬유를 함유하는 혼초지 및, 종래부터 사용하고 있는 마닐라지로 이루어지는 세퍼레이터를 사용했다. 그 결과를 (표 2-1)∼(표 2-4)에 나타낸다.
(표 2-1)
전해액 세퍼레이터 초기특성 125℃-1000시간 부하
Cap(μF) tanδ △Cap(%) tanδ
실시예 3 A 유리섬유 403 0.022 -7.5 0.030
비교예 4 A 마닐라지 400 0.027 -7.8 0.036
비교예 5 C 마닐라지 405 0.046 -5.7 0.060
(표 2-2)
전해액 세퍼레이터 초기특성 105℃-1000시간 무부하
Cap(μF) tanδ △Cap(%) tanδ
실시예 3 A 유리섬유 404 0.022 -2.9 0.022
비교예 4 A 마닐라지 401 0.028 -3.2 0.028
비교예 5 C 마닐라지 405 0.046 -4.1 0.046
(표 2-3)
전해액 세퍼레이터 초기특성 125℃-1000시간 부하
Cap(μF) tanδ △Cap(%) tanδ
실시예 4 B 유리섬유 22.7 0.011 -2.2 0.015
비교예 6 B 마닐라지 22.8 0.011 -2.5 0.018
(표 2-4)
전해액 세퍼레이터 초기특성 105℃-1000시간 무부하
Cap(μF) tanδ △Cap(%) tanδ
실시예 4 B 유리섬유 22.7 0.010 -1.7 0.010
비교예 6 B 마닐라지 22.9 0.011 -2.2 0.012
(표 2-1), (표 2-2)에서 알 수 있는 바와 같이, 실시예의 전해콘덴서는 비교예에 비해서, tanδ가 낮으며 125℃의 tanδ의 변화가 작고 고온수명 특성이 양호하다. 또, (표 2-3), (표 2-4)로부터 명백한 바와 같이, 정격전압 100V의 조기특성, 수명특성도 양호하며, 종래에 없는 낮은 임피던스 특성을 갖는 100V급의 전해콘덴서를 실현하였다.
다음에, 실시예 3,비교예 4의 전해콘덴서에 대해서, 내습 특성을 평가하였다. 시험조건은, 85℃, 85%RH, 4000시간 무부하이다. 그 결과를 (표 2-5)에 나타낸다.
(표 2-5)
전해액 세퍼레이터 초기특성 85℃/85%RH 1000시간
Cap(μF) tanδ △Cap(%) tanδ
실시예 3 A 유리섬유 403 0.022 -2.1 0.024
비교예 4 A 마닐라지 402 0.028 -2.4 0.030
(표 2-5)로부터 명백한 바와 같이, 본 발명의 전해콘덴서는 내습 시험 후의 정전용량 변화, 손실각의 탄젠트의 모든 특성이 양호하며, 본 발명의 전해콘덴서에 있어서는 내습성이 향상하고 있는 것을 알 수 있다.
그리고, 이상과 같은 제 1, 제 2전해콘덴서에 있어서, 양극전극박 또는 음극전극박으로서 인산처리를 실시한 전극박을 사용한 경우, 고온수명 특성은 더욱 향상되고, 게다가 인화합물을 전해액에 첨가하자 고온수명 특성은 보다 향상되었다. 또, 입구 밀봉체로서 이소부틸렌과 이소프렌과 디비닐벤젠의 공중합체로 이루어진 부틸고무 폴리머에 가교제로서 과산화물을 첨가한 과산화물 부분가교 부틸고무를 사용한 경우, 누액 특성이 향상되었다.
이 발명에 의하면, 사불화 알루미늄염을 함유하는 전해액을 사용함과 동시에, 세퍼레이터로서 내열성 합성수지로 이루어지는 세퍼레이터, 또는 유리섬유를 함유하는 혼초지를 사용하고 있으므로, 낮은 임피던스 특성, 높은 내전압 특성을 갖고, 고온수명 특성, 내습 특성도 양호한 전해콘덴서를 제공할 수 있다.

Claims (4)

  1. 양극전극박과 음극전극박과 세퍼레이터를 말아감고, 전해액을 함침시켜서 이루어지는 콘덴서 소자와, 이 콘덴서 소자를 수납하는 외장 케이스와, 이 외장 케이스의 개구부를 밀봉하는 입구 밀봉체를 구비하고, 상기 전해액으로서 사불화 알루미늄염을 함유하는 전해액을 사용하며, 또 상기 세퍼레이터로서 내열성 합성수지로 이루어지는 세퍼레이터를 사용한 전해콘덴서.
  2. 양극전극박과 음극전극박과 세퍼레이터를 말아감고, 전해액을 함침시켜서 이루어지는 콘덴서 소자와, 이 콘덴서 소자를 수납하는 외장 케이스와, 이 외장 케이스의 개구부를 밀봉하는 입구 밀봉체를 구비하고, 상기 전해액으로서 사불화 알루미늄염을 함유하는 전해액을 사용하며, 또 상기 세퍼레이터로서 유리섬유를 함유하는 혼초지를 사용한 전해콘덴서.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 양극전극박 또는 음극전극박으로서 인산처리를 실시한 전극박을 사용한 전해콘덴서.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 입구 밀봉체로서 이소부틸렌과 이소프렌과 디비닐벤젠의 공중합체로 이루어지는 부틸고무 폴리머에 가교제로서 과산화물을 첨가한 과산화물 부분가교 부틸고무를 사용한 전해콘덴서.
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