JPH01287915A - 電解コンデンサ - 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、新規な駆動用電解液を使用した電解コンデン
サに関する。

［従来の技術］ アルミニウム等の弁作用金属の箔をセパレータとともに
巻回してコンデンサ素子とした電解コンデンサは、一般
にコンデンサ素子に駆動用電解液を含浸し、アルミニウ
ム等の金属ケースや合成樹脂性のケースにコンデンサ素
子が収納され密閉した構造を有する。

従来、電解コンデンサの駆動用電解液（以下、電解液と
表す）として、特に中高圧用電解液としては、所謂エチ
レングリコール／ホウ酸エステル系の電解液が用いられ
ている。この種の電解液は、高温下においてエチレング
リコールとホウ酸との間でエステル化反応が進行する。

これが、容量低下やｔａｎδ上昇等の特性劣化の原因と
なっていた。さらにエステル化反応の際に生ずる水が電
極箔と反応することにより、水素ガスが発生し、このた
めコンデンサ内の圧力が上昇し、ケース膨れ、弁作動等
の不良を引き起こしていた。

また１、６−デカンジカルボン酸やノナンジカルボン酸
のよりな三塩基性酸を用いて電解液の電導度を向上させ
た例（特公昭６０−１３２９３号公報、特開昭６１−１
７２３２３号公報）も知られているが、高温下における
容量低下、ｔａｎδ変化が大きいという問題があり、ま
た火花電圧（絶縁破壊電圧）が低いために定格４００■
の製品への適用が困難であった。

さらに、一般式 ％式％） で示される長鎖飽和ジカルボン酸またはその塩を溶質に
用いる例も特開昭６１−２５６７１２号公報に示されて
いるが、この中でも上記ｎ＝１２〜１３の長鎖ジカルボ
ン酸の場合は溶解性が悪く、そのため高い電導度が得ら
れず、また低温下での特性が著しく劣るという問題があ
った。また、ｎ＝１）のジカルボン酸の場合でも上記特
開昭６１−２５６７１２号公報に開示される如く、アミ
ン類と併用する場合には、初期のｔａｎδが大きいとい
う欠点があった。

［発明の解決しようとする問題点］ 本発明は、前述の欠点を解消し、電導度が高く、高温安
定性ならびに温度特性にすぐれた電解コンデンサ、特に
定格４００■の製品を提供することを目的とする。

Ｅ問題点を解決するための手段、］ 本発明は、ウンデカンジカルボン酸のアンモニウム塩を
特定の化合物と併用して、溶質として溶解せしめた有機
極性溶媒からなる駆動用電解液が使用されたことを特徴
とする電解コンデンサを要旨とするものである。

本発明において、ウンデカンジカルボン酸としては、一
般式 ％式％） で示される二塩基性カルボン酸であり、主鎖の（Ｃ，、
Ｏ＋Ｘ）部分は直鎖状であっても、枝分れ状であっても
良い。

本発明でウンデカンジカルボン酸のアンモニウム塩を含
む駆動用電解液を得る場合、上記アンモニウム塩を有機
極性溶媒に添加することもできるが、溶媒中でアンモニ
ア水を添加するか、またはアンモニアガスを吹き込んで
、原料物質例えば、ウンデカンジカルボン酸又はその無
水物と反応させて目的物質を形成させてもよい。

本発明者らは、ウンデカンジカルボン酸のアンモニウム
塩と併用して、特に初期ｔａｎδの小さい電解コンデン
サを得るための特定化合物として以下に記す物資が効果
の大きいことを見い出した。

即ち、特定化合物としては、リン化合物、ホウ素化合物
、オキシ酸またはその塩、芳香族カルボン酸またはその
塩、及び低級カルボン酸またはその塩が良好であり、中
でも、リン化合物としては、リン酸またはその塩、亜リ
ン酸またはその塩、ホスホン酸またはその塩から選ばれ
た１種または２種以上のリン化合物が良好で、ホウ素化
合物としては、ホウ酸またはその塩、酸化ホウ素から選
ばれる１種または２種以上のホウ素化合物が良好であり
、オキシ酸またはその塩としては、脂肪族オキシ酸また
はその塩、芳香族オキシ酸またはその塩から選ばれる１
種または２種以上のオキシ酸またはその塩が良好であり
、芳香族カルボン酸またはその塩としては、芳香族モノ
カルボン酸またはその塩、芳香族ジカルボン酸またはそ
の塩から選ばれる１種または２種以上の芳香族カルボン
酸またはその塩が良好であり、低級カルボン酸またはそ
の塩としては、カルボキシル基以外の炭素数が８以下の
鎖状または環状のカルボン酸またはその塩から選ばれる
１種または２種以上の低級カルボン酸またはその塩が良
好である。

さらに上記特定化合物を具体的に示すと、リン酸、リン
酸アンモニウム、リン酸ジエチル、フィチン酸、フェニ
ルリン酸、亜リン酸、亜リン酸アンモニウム、亜リン酸
ジメチル、亜リン酸トリエチル、亜リン酸トリフェニル
、ホスホン酸、ホスホン酸トリエチル等、ホウ酸、ホウ
酸トリメチル、酸化ホウ素等、グリコール酸、乳酸、ヒ
ドロアクリル酸、オキシ酪酸、グリセリン酸、タルトロ
ン酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸、サリチル酸、ヒド
ロキシ安息香酸、クレゾール酸、レゾルシル酸、没食子
酸等、安息香酸、トルイル酸、エチル安息香酸、フタル
酸、アニス酸、ベラトリン酸、クミン酸等、酢酸、プロ
ピオン酸、酪酸、吉草酸、イソ酪酸、カプロン酸、エナ
ント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、アクリル酸、メタ
クリル酸、クロトン酸、ビニル酢酸、アンゲリカ酸、チ
グリン酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン
酸、ピメリン酸、スペリン酸、アゼライン酸、セバシン
酸、フマル酸、マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸
、メサコン酸、ケイ皮酸、シクロヘキサンカルボン酸、
シクロヘキサンジカルボン酸、シクロヘキセンカルボン
酸、シクロヘキセンジカルボン酸等、が例示されるが、
これらの具体例はここに示すものに限定されるものでは
ない、さらにまた、これらの特定化合物は併用して用い
ても、もちろん差し支えない。

次に、これらの特定化合物の電解液中の好ましい濃度に
ついては、リン化合物は、０．０１〜５重量％、ホウ素
化合物は、０．１−１０重量％、オキシ酸またはその塩
は、　０．１−１０重量％、芳香族カルボン酸またはそ
の塩は、０．１〜２０重量％、及び低級カルボン酸また
はその塩は、０．１〜２０重量％である。

本発明において極性有機溶媒としては、電解コンデンサ
に通常使用される極性有機溶媒であればいずれも使用で
きる。好ましい溶媒としては、アミド類、ラクトン類、
ニトリル類、グリコール類、エーテル類、硫黄化合物類
、ケトン類、エステル類または炭酸塩類が使用できる。

好ましい具体例としては、Ｎ、Ｎ−ジメチルホルムアミ
ド（Ｄ、　Ｍ、　Ｆ、　）、Ｎ−メチルホルムアミド、
γ−ブチロラクトン（γ−Ｂ、Ｌ、）　、エチレンシア
ノヒドリン、エチレングリコール、ポリエチレングリコ
ール（Ｐ、　Ｅ、　Ｇ、　）、エチレングリコールモノ
又はジアルキルエーテル、ジメチルスルホキシドＣＤ、
　Ｍ、　Ｓ、　０．　）、Ｎ−メチルピロリドン、３−
アルキル−１，３−オキサゾリジン−２−オン（Ａ、Ｏ
，ただし、アルキルがメチルの場合はＭ、Ｏ，）　、酢
酸フェニル、炭酸プロピル（ｐ、ｃ、）、等が使用でき
る。

上述したウンデカンジカルボン酸のアンモニウム塩の極
性有機溶媒中における含有量は、種々に選ぶことができ
るが、飽和溶液の状態が最も比抵抗が小さい、かくして
ウンデカンジカルボン酸のアンモニウム塩の含有量（濃
度）は、電解液中好ましくは１〜５０重量％、特に２〜
２０重量％が適切である。

本発明において、火花電圧安定化のために通常添加され
る、マンニット、ソルビット等の多糖類を添加剤として
、０．１〜ｌＯ重量％、好ましくは、０．１〜５重量％
添加しても、何等差し支えない。

本発明の電解液において、含有する水分量は低いほど電
極箔の腐食が抑えられ好ましい。かくして、電解液中に
８重量％以下とされる。

本発明において、電解液のｐＨは必要に応じて適宜ｐＨ
調製剤を添加することにより、好ましくは４〜８特に５
〜７に制御される。

本発明の電解コンデンサが包含される典型的態様として
は、紙等の適宜のセパレータで分離したアルミニウム箔
陽極とアルミニウム箔陰極とを使用し、これらを円筒状
に巻いたものをコンデンサ素子とし、この素子に駆動用
電解液を含浸させる。電解液の含浸量としては、セパレ
ータに対して、好ましくは５０〜３００重量％とされる
。電解液が含浸された素子は、耐食性を有する金属や合
成樹脂等のケースに収納し、密封した構造にされる。以
下、本発明の実施例について説明する。

［実施例と比較例］ 実施例１〜２５、比較例１〜７ ウンデカンジカルボン酸とアンモニウム水とを等当量で
混合溶解させたものをエバポレータにより水を除いてウ
ンデカンジカルボン酸のモノアンモニウム塩を作成し、
これを用いて、第１表に示す組成の電解液とし、さらに
必要ならば、使用したウンデカンジカルボン酸を加える
ことでｐＨを５〜７に調整し、電解液とした。

また、比較例として、第１表に示す組成の電解液を調製
した。

種々調整した電解液を使用してアルミニウムを電極とす
る電解コンデンサ（定格４００Ｖ−６８μＦ）を製作し
、高温負荷試験（１００℃）におけるｔａｎδおよび容
量の変化を測定した。その結果を第１表に示す。表中、
（）内は重量％示す。また、アンモニウム塩はモノアン
モニウム塩を示す。

第１表 第　１　表　（続き） 第　１　表　（続き） 第　１　表　（続き） 第　１　表　（続き） 第　１　表　（続き） ［発明の効果］ 以上示したように、本発明によれば、初期のｔａｎδが
低く、かつ高温負荷試験（１００℃）でのｔａｎδ変化
、容量変化が小さい、高温安定性の優れた電解コンデン
サが得られる。

手続ネ甫正書（方式） ％式％ １、事件の表示 昭和６２年特許願第３２２９５６号 ２、発明の名称 電解コンデンサ ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住　所　　東京都千代田区丸の内二丁目１番２号名称　
（００４）旭硝子株式会社　（外１名）虎ノ門千代田ビ
ル 平成１年５月３０日（発送臼） ６、補正の対象 明細書の全文 ７、補正の内容

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）ウンデカンジカルボン酸のアンモニウム塩とリン
   化合物、ホウ素化合物、オキシ酸またはその塩、芳香族
   カルボン酸またはその塩、及び低級カルボン酸またはそ
   の塩から選ばれる１種または２種以上を溶解せしめた有
   機極性溶媒からなる駆動用電解液が使用されたことを特
   徴とする電解コンデンサ。
2. （２）ウンデカンジカルボン酸のアンモニウム塩が有機
   極性溶媒中に１〜５０重量％含まれる特許請求の範囲第
   （１）項の電解コンデンサ。
3. （３）リン化合物は、リン酸またはその塩、亜リン酸ま
   たはその塩、ホスホン酸またはその塩から選ばれる１種
   または２種以上である特許請求の範囲第（１）項の電解
   コンデンサ。
4. （４）ホウ素化合物は、ホウ酸またはその塩、酸化ホウ
   素から選ばれる１種または２種以上である特許請求の範
   囲第（１）項の電解コンデンサ。
5. （５）オキシ酸またはその塩は、脂肪族オキシ酸または
   その塩、芳香族オキシ酸またはその塩から選ばれる１種
   または２種以上である特許請求の範囲第（１）項の電解
   コンデンサ。
6. （６）芳香族カルボン酸またはその塩は、芳香族モノカ
   ルボン酸またはその塩、芳香族ジカルボン酸またはその
   塩から選ばれる１種または２種以上である特許請求の範
   囲第（１）項の電解コンデンサ。
7. （７）低級カルボン酸またはその塩は、カルボキシル基
   以外の炭素数が８以下のカルボン酸またはその塩から選
   ばれる１種または２種以上である特許請求の範囲第（１
   ）項の電解コンデンサ。