JPH01220426A - 電解コンデンサ用電解液 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はアルミニウム電解コンデンサの駆動用電解液に
関し、特には、アルミニウム電解コンデンサの高負荷特
性を改善し、また静電容量の低下抑制に関するものであ
る。

（従来の技術） アルミニウム電解コンデンサに用いられる電極箔にはエ
ッヂング処理が施されたアルミニウム箔が使用され、陽
極箔にはエッヂング処理後、誘電体酸化皮膜を形成した
ものを用いている。

電解コンデンサの電解液は、この陽極箔の誘電体酸化皮
膜にできる限り悪い影響を及ぼさないことが必殻である
。

従来、中高圧用電解コンデンサの電解液には、エチレン
グリコールを主体とした溶媒に、硼酸又は硼酸アンモニ
ウムを溶解したものが用いられてきた。しかしこの電解
液を使用した電解コンデンサは等価直列抵抗、損失の増
大という欠点を有する。その原因としては、電解液内に
多すの水が含まれているためで、この水分はエチレング
リコールど１１１１１とによるエステル化反応により、
ｖ！Ａｉ、の電極箔の表面に形成されている誘電体酸化
皮膜を劣化さセ、寿命特性に著しく悪影響を及ぼす。

そのため含有水分Φの少ない有機酸系電ｖＲ液が中高圧
用電解液の主流になる傾向にある。■チレングリコール
、硼酸系電解液が１０５℃以上の高温下での使用ができ
ないことも一因である。

有ｌＩＭ系のものとしては、有機三塩基性酸に優れた特
徴をもつものが用いられ、アジピン酸、アゼライン酸、
セバシン酸、ブチルオクタン二Ｍが公知である。これら
のものは電導度を向上するが耐圧の低下少なく、ｔａｎ
δを低くする上で効果的だが、Ｄ電容吊が減少するとい
う弱点を有している。

ブヂルオークタンニ酸は分子量が硼酸に比べ大きく、溶
！１量が少なくてよいため、含水量は極めて少ない。こ
−のことにより１０５℃以上の高温下での使用が可能と
なった。

（夏を明が解決しようとづる課題） アルミニウム電解コンデンサの電解液として、右握二塩
基性酸を用いるとアルミニウム箔どの間に錯体形成反応
を起こし、特にブヂルオクタンニ酸のような炭素数が１
２以上の長鎖の二塩基性酸は錯体形成能が強い。

■ツヂング処理を施した電極箔に直接長鎖二塩基性酸が
接触すると、エツチングビットの周囲及び内壁にアルミ
ニウムと長鎖三塩基性酸とにより錯体が形成され、エツ
チングピッ］・を塞いでしまう。この錯体形成反応は微
量の水分の存在下で進行し、Ｉ！３極側の１ツヂング箔
の実効表面積を急速に縮小させ、静電容量が低下してし
まう。

（課題を解決するための手段） 本発明の電解コンデンサ用電解液は、有機極性溶媒又は
この有機極性溶媒に水を加えたものを溶媒とし、有機三
塩基性酸を溶質とした電解液であって、マンニトール、
ソルビトール、キシリトール、ズルシトールのうちから
選択された少なくとも一つのものを１〜２０重量％添加
し、さらにポリビニルピロリドンを０．５〜１２重ω％
添加したものである。

（作用） 電解コンデンサの電解液にポリビニルピロリドンを添加
することにより電解コンデンサの高温負荷特性を改善す
ることができる。

（実施例） 本発明の電解液が高温負荷特性を改善する要因としては
、電極箔表面に形成した誘電酸化皮膜にポリビニルピロ
リドンがゲル状に周囲を包囲し水分による劣化を緩和し
、電解液の濃度分布を均一に保つ働きがあること、また
電解紙の水分子を遣度に保ちドライアップを防ぎ、紙ａ
ｎの剥離防止及び紙の劣化防止の遅延効果を有している
ためである。

マンニトール等の糖アルコールは有機三塩基性酸との間
にエステル化反応を起こし、錯体を形成し高温負荷特性
が数百されるが、さらにポリビニルごロリドンを電解液
に添加することにより、糖アルコールの水１ｌｌ−ＯＮ
とポリビニルピロリドンのＰＩｉ木原子との間に木本結
合が生じ、その一部が陰極エツチング箔の周囲をどっか
こみ、酸素原子は陰極箔のアルミニウムとの間に弱い分
子間結合をもつことになる。このため有機三塩基性酸が
直接アルミニウム箔に接触することがかなり低くなり、
加えてポリビニルピロリドンのもつ吸湿性のため錯体生
成反応を進行する水分子がポリビニルピロリドンに奪わ
れ錯体形成を阻害する。

本発明の実施例を従来例と対比して下表に示す。

表１はエチレングリコール、プチルオクタンニ酸及びア
ンモニア水からなる従来の電解液（従来例Ａ、［３）に
耐しマンニトール及びポリビニルピロリドンを添加した
実施例１の組成を示す。表２はエチレングリコール、ア
ンモニア水及びリン酸にアゼライン酸（従来例Ｄ）又は
アジピン酸（従来例Ｅ）を用いたものに対し、マンニト
−ルとポリビニルピロリドン（実施例２．実施例）を添
加した組成を示す。表３はエチレングリコール、メチル
セロソルブ及びアジピン酸アンモニウム（従来例［）に
対しキシリトールとポリビニルピロリドンを添加した実
施例４と、エチレングリコール、メチルセロソルブ及び
スペリン酸アンモニウム（従来例Ｇ）に対し、ギシリ］
・−ルとポリビニルピロリドンを添加した実施例５の組
成を示す。

表５はエチレングリコール、アジピン酸アンモニウム及
びリン酸アンモニウム（従来例＋１）に対しンルビト−
ルとポリビニルピロリドンを添加した実施例６及びズル
シトールとポリビニルピロリドンを添加した実施例７の
組成を示す。

従来例Ａ　−１−１及び本発明の実施例１〜７の電解液
を用い、定格４００Ｖ１２００μＦのアルミニウム電解
コンデンサを製作し、９０℃３００Ｖの条件下で静電容
量、ｔａｎδ及び漏れ電流の信頼性試験の比較を行った
結果を第１図〜第４図に示す。

（発明の効果） 本発明の電解液を用いた電解コンデンサは、高温負荷特
性を改善する。このため陰極エツチング箔を何ら処理す
ることなく使用できる。

本発明は、マンニット等の糖アルコールを用いることに
より増加する水分の悪影響が、ポリどニルピロリドンを
併用することにより打消され、静電容量、ｔａｎδの低
下を抑制し、漏れ電流増１１］１の防止効果を向上する
ものであり、ポリビニルビ１］リドンはｍ性が小さいの
で作業！す境１も取扱性にすぐれた大川価値が大きい発
明である。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は従来例と本発明実施例との静電容量、
ｔａｎδ、漏れ電流の高温負荷特性における信頼性試験
を示す特性図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）有機極性溶媒又はこの有機極性溶媒に水を加えた
   ものを溶媒とし、有機二塩基性酸を溶質とした電解液で
   あって、この電解液にマンニトール、ソルビトール、キ
   シリトール及びズルシトールのうちから選択された少な
   くとも一つのものを１〜２０重量％添加し、さらにポリ
   ビニルピロリドンを０．５〜１２重量％添加したことを
   特徴とする電解コンデンサ用電解液。