JP2003100563A - 電解コンデンサの駆動用電解液 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電解コンデンサのｔａｎδ増加の抑制が可能
な電解コンデンサの駆動用電解液を提供する。 【解決手段】 エチレングリコールを主成分とする溶媒
に、アゼライン酸、１，６−デカンジカルボン酸等の高
級二塩基酸またはその塩と、ホウ酸またはそのアンモニ
ウム塩と、０．１０〜５．０ｗｔ％のトリス（２，４−
ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ホスファイト（化１）
とを溶解することで、電解コンデンサの電極箔の水和反
応を長期間抑制することができるので、電解コンデンサ
のｔａｎδ増加を長期間抑制することができる。 【化１】

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電解コンデンサの
駆動用電解液(以下、電解液と称す)の改良に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、電解コンデンサの駆動用電解液
は、エチレングリコール等の溶媒に、高級二塩基酸また
はそのアンモニウム塩と、ホウ酸またはそのアンモニウ
ム塩と、マンニトール等の多価アルコール類を溶解して
いた。しかし、電解コンデンサが高温下にさらされる
と、電解液中に含まれる水分とアルミニウム電極箔との
水和反応等により、化成処理により形成された電極箔表
面の酸化皮膜が破壊されてガスが発生し、防爆弁の作動
や電気特性が悪化するという問題があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】電極箔の耐水性を向上
させるために、電解液にオルトリン酸や次亜リン酸等の
リン酸化合物が用いられる。リン酸化合物は、電極箔に
吸着し水分と電極箔との反応を阻害したり、リン酸化合
物が水和反応を起こし水分を保持する効果があるが、リ
ン酸化合物はアルミニウムとの反応性が高いため、コン
デンサ素子中に電解液を含浸させた時点で、溶解量のほ
とんどがアルミニウムが露出している電極箔の端面に吸
着してしまい、電解コンデンサの使用中に発生する酸化
皮膜の破壊を長期間抑制できないという問題があった。

【０００４】

【発明が解決するための手段】本発明は、トリス（２，
４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ホスファイトをエ
チレングリコールを主成分とする溶媒に溶解すること
で、電解コンデンサ内における電極箔の水和反応を長期
間抑制するものである。すなわち、エチレングリコール
を主成分とする溶媒に、高級二塩基酸またはその塩と、
ホウ酸またはそのアンモニウム塩と、トリス(２，４−
ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ホスファイト（化２）
とを溶解することを特徴とする電解コンデンサの駆動用
電解液である。

【０００５】

【化２】

【０００６】また、上記トリス（２，４−ジ−ｔｅｒｔ
−ブチルフェニル）ホスファイトの溶解量が、０．１０
〜５．０重量％であることを特徴とする電解コンデンサ
の駆動用電解液である。

【０００７】そして、上記高級二塩基酸として、アゼラ
イン酸の他、アジピン酸、セバシン酸、１，６−デカン
ジカルボン酸、５，６−デカンジカルボン酸、７−ビニ
ルヘキサデセン−１，１６−ジカルボン酸等を例示する
ことができる。

【０００８】さらに、高級二塩基酸の塩としては、アン
モニウム塩の他、メチルアミン、エチルアミン、ｔ−ブ
チルアミン等の一級アミン塩、ジメチルアミン、エチル
メチルアミン、ジエチルアミン等の二級アミン塩、トリ
メチルアミン、ジエチルメチルアミン、エチルジメチル
アミン、トリエチルアミン等の三級アミン塩、テトラメ
チルアンモニウム、トリエチルメチルアンモニウム、テ
トラエチルアンモニウム等の四級アンモニウム塩等を例
示することができる。

【０００９】また、上記エチレングリコールに混合する
副溶媒としては、水の他、プロピレングリコール等のグ
リコール類、γ−ブチロラクトン、Ｎ−メチル−２−ピ
ロリドン等のラクトン類、Ｎ−メチルホルムアミド、
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−エチルホルムアミ
ド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド、Ｎ−メチルアセト
アミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−エチルア
セトアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアセトアミド、ヘキサメ
チルホスホリックアミド等のアミド類、エチレンカーボ
ネート、プロピレンカーボネート、イソブチレンカーボ
ネート等の炭酸類、アセトニトリル等のニトリル類、ジ
メチルスルホキシド等のオキシド類、エーテル類、ケト
ン類、エステル類等を例示することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】トリス（２，４−ジ−ｔｅｒｔ−
ブチルフェニル）ホスファイトは、リン原子に２，４−
ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル基が結合したリン系化合
物であり、オルトリン酸のようなＯＨ基を持たないた
め、電極箔との反応性が低く即座に吸着反応が起こら
ず、長期にわたって電解液中に存在することができるの
で、電極箔の保護効果が持続される。また、２，４−ジ
−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル基は熱的安定性が高いため
高温下でのコンデンサの電気特性を安定でき、長期信頼
性を改善することができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明について実施例に基づき具体的
に説明する。表１の組成で電解液を調合し、３０℃にお
ける電解液の比抵抗および８５℃における電解液の火花
発生電圧（耐電圧）を測定し、表１の結果を得た。

【００１２】

【表１】

【００１３】タブ端子を陽極箔および陰極箔に固着し、
陽極箔と陰極箔とをセパレータ紙を介して巻回したコン
デンサ素子に、表１の電解液を含浸した後、アルミニウ
ム製外装ケース内に封口ゴムと共に挿入し、直径３５．
０ｍｍ、長さ３０．０ｍｍ、定格電圧３１５Ｖ、静電容
量390μＦのアルミニウム電解コンデンサを作製しエー
ジングを行った。これらの製品を１０５℃の恒温槽中で
定格電圧を印加し、ｔａｎδを測定した結果を表２に示
した。

【００１４】

【表２】

【００１５】表２より本発明のトリス（２，４−ジ−ｔ
ｅｒｔ−ブチルフェニル）ホスファイトを溶解した実施
例は、製品のｔａｎδ上昇が抑えられ、かつショートパ
ンクが発生していないことから、電極箔の水和反応を抑
制していることが分かる。しかし、トリス（２，４−ジ
−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ホスファイトを溶解しな
かった従来例は、ｔａｎδの上昇が大きく、２０００時
間までにショートパンクが発生した。

【００１６】表１〜２の結果より、トリス（２，４−ジ
−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ホスファイトの溶解量が
０．０５ｗｔ％では、ｔａｎδ増加の抑制効果が充分で
はないため、さらなる長期信頼性を要求される用途には
不適であり、９．０ｗｔ％では電解液の比抵抗が高くな
り低比抵抗用途に不適である。よって、トリス（２，４
−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ホスファイトの溶解
量は、０．１０〜５．０ｗｔ％の範囲が好ましい。

【００１７】本発明は実施例に限定されるものではな
く、先に例示した高級二塩基酸やその塩を単独または複
数混合しても本実施例と同等の効果があり、さらに、先
に例示した副溶媒を目的によって混合しても本実施例と
同等の効果が得られる。

【００１８】

【発明の効果】上記のとおり、本発明によるエチレング
リコールを主溶媒とし、トリス（２，４−ジ−ｔｅｒｔ
−ブチルフェニル）ホスファイトを溶解した電解液を用
いることで、電極箔の水和反応を長期間抑制できるの
で、製品のｔａｎδ増加およびショートパンク発生の抑
制を図ることができる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エチレングリコールを主成分とする溶媒
   に、高級二塩基酸またはその塩と、ホウ酸またはそのア
   ンモニウム塩と、トリス（２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチ
   ルフェニル）ホスファイト（化１）とを溶解することを
   特徴とする電解コンデンサの駆動用電解液。 【化１】
2. 【請求項２】 請求項１記載のトリス（２，４−ジ−ｔ
   ｅｒｔ−ブチルフェニル）ホスファイトの溶解量が、
   ０．１０〜５．０重量％であることを特徴とする電解コ
   ンデンサの駆動用電解液。