KR940010062B1 - 전해(電解) 콘덴서용 전해액 - Google Patents

전해(電解) 콘덴서용 전해액 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

전해(電解)콘덴서용 전해액
본 발명은 비프로톤 용액중에 N-복소환식(福素環式) 화합물의 플로오르 착체(錯體) 산염을 전해질로 하여서 함유하는 전해콘덴서용 전해액에 관하여, 한층더 상세하게는 피페리딘 내지 피페리딘 유도체류, 피로디린 내지 N-메틸피로리딘 화합물의 플로오르 착체산염을 전해질로 하여 함유하는 전해콘덴서용 전해액에 관한 것이다.
종래 전해콘덴서용 전해액으로서 유기산 또는 그 염 글리코올계페이스트가 보통의 용도에 대하여 주류를 이루고 사용되나 최근의 전자기기의 이용범위의 증대에서 콘덴서가 성능의 향상개선의 요구가 높아져서 페이스트중의 물의 존재가 큰문제로 되어 비프로톤 용매를 사용하는 것에 의하여 유기산 또는 그 염 글리코올페이스트에 대신 하는 전해액이 주목됨에 이르고 있다.
그러나, 비프로톤 용매계 전해액에 최대의 문제는, 어떻게 해서 높은 전도도의 전해액을 얻는가에 있으며, 이 목적달성을 위해서는 이들 비프로톤 용매에 잘 용해하고, 또한 용해도가 높은 유기칼본산 혹은 그 염의 검색이 주체를 이루고 있으나 아직 그 목적을 달성할 수 없어서 부득이 의연히 알코올류 글리코올류 등의 산과 반응하여 물을 생성하는 용매, 그리고 또는 물을 비프로톤 용매에 배합하여 높은 전도도를 얻도록하고 있으나 충분하게 높은 전도도화 될 수없어서 함수량의 증가, 전해질의 증가로서 고온에 있어서의 안정성이 결여되는 등의 결점을 면치 못하는 것이 현상이다.
그러므로 본 발명의 목적은, 비프로톤 용매를 사용하여 실질적으로 비수계의 높은 전도도의 전해액을 제공함에 있다.
본 발명자 등은 비프로톤 용매를 사용하고, 또한 알콜올류, 글리콜올류 등의 산과 반응하여 물을 생성하는 용매를 사용하는 일없이 실질적으로 비수계의 전해액이며, 또한 높은 전도도를 부여하는 전해질에 대하여 예의 연구를 거듭한 결과 플로오르 착산체의 N-복소환식 화합물류와 염이 비프로톤 용매에 용해성이 높고, 또한 해리도(解離度)도 높아서 높은 전도도를 부여하는 것을 발견하여 본 발명에 도달한 것이다.
즉 본 발명에 관한 전해콘덴서용 전해액은 비프로톤 용매중에 일반식
Figure kpo00001
(식중 R=H 또는 CXHX2X+1또는 (CXH2+1)2; R1=C1∼C5의 알킬기; n=0∼3의 정수; a+b=4 또는 5; A=플로오르 착체산; 다만, (CH2)와 (CH)는 임의의 배열을 취하며, 또한 a+b=4인때 x=1, n=b=0; a+b=5일 때 x=1∼6의 정수 n=b=0∼3의 정수를 표시한다)의 N-복소환식 화합물 류의 플로오르 착체산염을 전해질로해서 함유한 것을 특징으로 한다.
상기한 N-복소환식 화합물류의 1군으로서, 일반식
Figure kpo00002
(식중 R1-탄소원자수 1∼6의 알킬치환기, n=0∼3의 정수, R=H 또는 탄소원자수 1∼5의 알칼기 1∼2개에 의하여 질소원자는 2급, 3급 또는 4급 아민을 구성, A=플로오르 착체산)의 피페리딘 내지 피레리딘 유도체류의 플로오르 착체산염이 있으며, 예컨대 2-메틸피페리딘; 3-메틸피페리딘 4-메틸피페리딘; 1,2-디메틸피페리딘; 1,4-디메틸피페리딘; 2,3-디메틸피페리딘; 2,4-디메틸피페리딘; 2,5;디메틸피페리딘; 2.6-디메틸피레리딘; 2,3,6-트리메틸피페리딘; 2,4,6-트리메틸피페리딘; 2-메틸-5-에틸피페리딘; 2-페닐피레리딘; 3-페닐피페리딘; 4-페닐피페리딘; 및 상기한 피페리딘 유도체의 N기에 대하여, 각각 그것이 N-메틸, N,N-디메탈, N-에틸, N,N-디에틸, N-n프로필, N,N-디 n프로필, N-n브틸, N,N-디 n브틸, N-이소부틸, N,N-디이소브틸, N-n아밀, N,N-디 n아밀, N-이소아밀, N,N-디이소아밀의 4급 아민기화된 피페리딘 유도체류가 열거되며, 또 다른 1군으로서 일반식
Figure kpo00003
(식중, R=H 또는 메틸기 1∼2개에 의하여 질소원자는 2급, 3급 또는 4급 아민을 구성, A=플로오르 착체산을 표시한다)의 피로리딘 내지 N-메틸피로리딘 화합물의 플로오르 착체산염, 예컨대 피로리딘테트라플로오르 붕산염, N-메틸피로리딘테트라플로오르 붕산염, N,N-디메틸피로리딘테트라플로오르 붕산염, 피로리딘헥사플로오르 린산염, N-메틸피로리딘헥사플로오르 린산염, N,N-디메틸피로리딘헥사플로오르 린산염을 들 수가 있다.
사용되는 비프로톤 용매로서는 (1)아미드계 N-메틸포름아미드, N,N-디메틸포름아미드, N-에틸포름아미드, N,N-이에틸포름아미드, N-메틸아세트아미드, N,N-디메틸아세트아미드, N-에틸아세트아미드, N,N-디에틸아세트아미드, 헥사메틸포스포릭아미드, (2)옥시드계 디메틸설폭옥시도, (3)니트릴계 아세트니트릴, (4)고리모양에스텔, 아미드계, r-브티로락톤, N-메틸-2-피로리돈, 에티렌카아보네이트 프로필렌카아보네이트 등이 대표로서 들 수 있는바, 이것에 한정되는 것만은 아니다.
본 발명의 대상으로 되는 플로오르 착체산으로서는 테트라플로오르 붕산(HBF4), 헥사플로오르 린산(HPF6)이다.
본 발명에 관한 전해 콘덴서용 전해액은 일반적으로 플로오르 착체산의 수용액에 원하는 N-복소환식 화합물류의 당량을 첨가반응후 압력을 줄이며 건조하여 무수염을 얻고, 이것을 원하는 전도도가 얻어지는 농도로 조제하여서 얻어진다.
이하 본 발명에 관한 전해콘덴서용 전해액의 실시예에 관하여, 각종 N-복소환식 화합물류로서 피페리딘, 피페리딘 유도체류 피로리딘 및 피로리딘 화합물의 플로오르 착체산염의 각종 비프로톤 용매에 대한 10 중량 %용액의 전도도를 표1에 표시한다.
또 비교에로서 종래의 표준적 전해액(에틸렌 글리코올 78중량%, 물12%, 아디핀산암모늄 10%)를 표시하고 있다.
[표 1a]
Figure kpo00004
[표 1b]
Figure kpo00005
[표 1c]
Figure kpo00006
다음에 실시예 1 내지 14 및 비교예의 전해액에 대하여 16V 100㎌에서의 고온부하 시험의 결과를 표 2에 표시한다.
[표 2]
Figure kpo00007
본 발명에 관한 전해액에 의하면, 종래의 글리코올류, 물, 유기산염으로 이루어진 높은 전도도에 필적 혹은 그 이상의 높은 전도도를 보유하는 비수계 전해액이 제공 가능하게 되어서, 전해콘덴서의 분야에 새로운 광범위한 성능의 선택수단을 제공할 수있다.

Claims (5)

  1. 비프로톤 용매중에서 일반식
    Figure kpo00008
    (식중 R=H 또는 CXH2XX+1또는 (CXH2+1)2; R1=C1∼C5의 알킬기; n=0∼3의 정수; a+b=4 또는 5; A=플로오르 착체산; 다만, (CH2)와 (CH)는 임의의 배열을 취하여, 또한 a+b=4인때 x=1, n=b=0; a+b=5일 때 x=1∼6의 정수 n=b=0∼3의 정수를 표시한다)의 N-복소환식 화합물 류의 플로오르 착체산염을 전해질로해서 함유한 것을 특징으로 하는 전해콘텐서용 전해액.
  2. 제 1 항에 있어서 N-복소환식 화합물 류가 일반식
    Figure kpo00009
    (식중 R1=탄소원자수 1∼6의 알킬치환기, n=0∼3의 정수: R=H 또는 탄소원자수 1∼5의 알칼기 1∼2개에 의하여 질소원자는 2급, 3급 또는 4급 아민을 구성, A=플로오르 착체산)의 피페리딘 내지 피레리딘 유도체류의 플로오르 착체산염인 것을 특징으로 하는 전해콘덴서용 전해액.
  3. 제 1 항에 있어서, N-복소환식 화합물 류가 일반식
    Figure kpo00010
    (식중, R=H 또는 메틸기 1∼2개에 의하여 질소원자는 2급, 3급 또는 4급 아민을 구성, A=플로오르 착체산을 표시한다)의 피로리딘 내지 N-메틸피로리딘 화합물의 플로오르 착체산염인 것을 특징으로 하는 전해콘덴서용 전해액.
  4. 제 1 항에서 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 비프로톤 용매는 N-메틸포름아미드, N,N-디메틸포름아미드, N-에틸포름아미드, N,N-디에틸포름아미드, N-메틸아세트아미드, N,N-디메틸아세트아미드, N-에틸아세트아미드, N,N-디에틸아세트아미드, r-브티로락톤, N-메틸-2-피로리돈, 에티렌카아보네이트 프로피렌카아보네이트, 디메틸설폭시드, 아세트니트릴, 또는 이들의 혼합물의 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 전해콘덴서용 전해액.
  5. 제 1 항에 있어서 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 플로오르 착체산이 테트라플로오르 붕산, 헥사플로오르린산인 것을 특징으로 하는 전해콘덴서용 전해액.
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