JPH0269918A - 電解コンデンサ用電解液 - Google Patents

電解コンデンサ用電解液

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JPH0269918A
JPH0269918A JP22123688A JP22123688A JPH0269918A JP H0269918 A JPH0269918 A JP H0269918A JP 22123688 A JP22123688 A JP 22123688A JP 22123688 A JP22123688 A JP 22123688A JP H0269918 A JPH0269918 A JP H0269918A
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JP
Japan
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acid
electrolytic capacitor
electrolytic solution
electrolyte
alkyl
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JP22123688A
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Inventor
Makoto Shimizu
誠 清水
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Nippon Chemi Con Corp
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Nippon Chemi Con Corp
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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、非プロトン溶媒を主体とする溶媒中に脂肪族
飽和モノカルボン酸のN−アルキル−■アザビシクロア
ルカニウム化合物塩を電解質として含有する電解コンデ
ンサ用電解液に関するものである。
(従来の技術) 電解コンデンサは、アルミニウム又はタンタルなどの表
面に絶縁性の酸化皮膜が形成された弁金属を陽極電極に
使用し、前記酸化皮膜層を誘電体とし、この酸化皮膜層
の表面に電解質層となる電解液を接触させ、更に通常陰
極と称する集電用の電極を配置して構成されている。
電解コンデンサ用電解液は、」−述したように誘電体層
に直接接触し、真の陰極として作用する。即ち、電解液
は電解コンデンサの誘電体層と集電陰極との間に介在し
て、電解液の抵抗分が電解コンデンサに直列に挿入され
ていることになる。故に、その特性が電解コンデンサ特
性を左右する大きな要因となる。例えば、電解液の電導
塵が低いと、電解コンデンサの内部の等価直列抵抗分を
増大させ、高周波特性や損失特性が悪くなる欠点がある
。このような背景から電導塵の高い電解質がちとめられ
ており、従来から知られた電導塵の高い電解質として、
アジピン酸などの有機酸又はその塩をエチレングリコー
ルなどのグリコール類やアルコール類に溶解したものが
通常の用途に対し主流をなして使用されている。
(発明が解決しようとする課題) 近年の電子機器の利用範囲の増大から電解コンデンサ性
能の向上改善の要求が高まり、現状の電解液の電導塵で
は充分とはいえない。特に現状の電解液の場合、所望の
電導塵が得られない場合や、溶解度が低い電解質を用い
た時などは、意図的に水を添加して電導塵の向上を図る
ことが行われている。
しかしながら、最近のように従来品を越える高温下で長
時間の使用が求められる電解コンデンサの使用状況にお
いては、電解液中の水分の存在は、誘電体皮膜層の劣化
や、電解コンデンサの内部蒸気圧を高め、封口部の破損
や電解液の蒸散による寿命劣化を招来し、長期間に亙っ
て安定した特性を維持出来ない欠点があった。
それ故、本発明の目的は、非プロトン溶媒を主体とする
実質的に非水系の高電導度の電解液を提供することによ
り、電解コンデンサの電気的特性を向上させ、かつ安定
した特性を長期間維持することによって電解コンデンサ
の信頼性を向上させることにある。
(課題を解決するための手段) 本発明者等は、非プロトン溶媒を主体とする実質的に非
水系の電解液でかつ高電導度を与える電解質につき鋭意
研究を重ねた結果、脂肪族飽和モノカルボン酸のN−ア
ルキル−ー1−アザビシクロアルカニウム化合物塩が非
プロトン溶媒に溶解性が高く、かつ解離度も高く高電導
度を付与することを見出して本発明に到達したものであ
る。
即ち、本発明に係る電解コンデンサ用電解液は、非プロ
トン溶媒を主体とする溶媒中に一般式・ (式中、mは2又は3、nは2又は3、pは1,2又は
3、R1は炭素原子数30以下のアルキル基、R2は炭
素原子数6以下のアルキル基、を表す)の脂肪族飽和モ
ノカルボン酸のN−アルキル−1−アザビンクロ[m、
 n+ p]アルカニウム化合物塩を電解質として含有
することを特徴とする。
使用される非プロトン溶媒としては、 (1)  アミド系として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、(2)  オキシド系としてジメ
チルスルホキシド、(3)  ニトリル系としてアセト
ニトリル、(4)環状エステル、アミド系としてγ−ブ
チロラクトン、N−メチル−2−ピロリドン、エチレン
カーボネート、プロピレン−カーボネート、などが代表
として挙げられる。
本発明の対象となる多価アルコール化合物は、2価アル
コール化合物又は2価アルコール化合物のモノアルキル
エーテルが好適で、2価アルコール化合物がエチレング
リコールであり、2価アルコールモ/アルキルエーテル
化合物がメチルセルソルブ又はエチルセルソルブである
。
非プロトン溶媒に対する多価アルコール化合物の重量割
合は、(100〜50) : (0〜50)であって、
非プロトン溶媒100%が適切であるが、約50%まで
の多価アルコール化合物は実質的に製品劣化を避は得て
、適宜使用して良い。
本発明の対象となる脂肪族飽和モノカルボン酸化合物は
ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸
、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸
、ウンデカン酸、ラウリン酸、トリデカン酸、ミリスチ
ン酸、ペンタデカン酸、バルミチン酸、ヘプタデカン酸
、ステアリン酸、ノナデカン酸、アラキシン酸、イ・ノ
酪酸イン吉草酸、インカプリン酸、エチル酪酸、メチル
吉草酸、インカプリル酸、プロピル吉草酸、エチルカプ
ロン酸、インカプリン酸、ツヘルキュロステアリン酸、
ピバリン酸、2,2ジメチルブタン酸、2.2−ジメチ
ルペンタン酸、2.2−ジメチルヘキサン酸、2,2−
ジメチルへブタン酸、2.2−ジメチルオクタン酸、2
−メチル−2エチルブタン酸、2−メチル−2−エチル
ペンクン酸、2−メチル−2−プロピルヘキサン酸、2
−メチル−2−フロヒルへブタン酸等であるがこれらに
限定されるものでない。
N−アルキル−ニーアザビシクロアルカニウム化合物の
代表的な化合物例は、 N−アルキル−・牛ヌクリジニウム  N−アルキル−
・アザビシクロ[2,2,11へブタニウム N−アルキル−1−アザ ビシクロ[3,2,2] /ナニウム N−アルキルー】−アザ ビシクロ[3,3,I]ノナニウム ■−アル牛ルー1−アザビシクロ[3,2,I]オクタ
ニウムN−アルキル−1−アザビシクロアルカニウム化
合物は、例えば、■、プレローグ等:アンナーレン第5
32巻、第83頁(1937)、同氏等:ベリヒテ第7
2巻、第1319頁(1939)、C1^、グローブ等
、ヘルベチカ チミ力 アクタ第37巻、第1672頁
(1954)等に記載のトリプロミド−アンモニア法、
又は2回アルキル化法等でN−アルキル−1−アザビシ
クロアルカンを合成し、これをハロゲン化アルキルで常
法によりNアルキル化して対応するハロゲン化N−アル
キル刊−アザビシクロアルヵニウム化合物を得ることが
出来る。これをイオン交換膜を使用した電気透析を行い
アニオン交換を行う脱ノ\ロゲンと脱塩して水酸化N−
アルキル−1−アザビンクロアルカニウム化合物の水溶
液を得る。得られたN−アルキル−1−アザビシクロア
ルカニウム化合物水溶液に所望の脂肪族飽和モノカルボ
ン酸等モルを添加し、中和反応させ、減圧下に蒸発乾固
して脂肪族飽和モノカルボン酸のモノ−N−アルキル−
1−アザビシクロアルカニウム塩を得ることか出来る。
本発明に係る電解コンデンサ用電解液は、一般的に、非
プロトン溶媒に必要に応じ多価アルコール化合物又はそ
のモノアルキルエーテル化合物を混合した溶媒に所望の
脂肪族飽和モノカルボン酸のN−アルキル−1−アザビ
シクロアルカニウム塩を添加溶解して得られる。
(実施例) 以下、本発明に係る電解コンデンサ用電解液の実施例に
つき、脂肪族飽和モノカルホン酸のN−アルキル−1−
アザビシクロアルカニウム化合物塩の各種非プロトン溶
媒又はこれとエチレングリコール又はメチルセルソルフ
(エチレングリコールモノメチルエーテル)に対する2
0重量%溶液の電導度を第1表に示す。なお、比較例と
して従来の標準的電解液(エチレングリコール78重量
%、水10%、アジピン酸ジアンモニク412%)を示
している。
筆土人 以上の結果から分かるように、本発明の電解液は、従来
のものに比べて高い電導度を示している。
次に、実施例1〜10及び比較例の電解液を用いて電解
コンデンサを製作し、その特性の比較を行った。
製作した電解コンデンサは、アルミニウム箔を陽極並び
に陰極に用い、セパレータ紙を挟んで重ね合わせて巻回
して円筒状のコンデンサ素子としたものに、各々の実施
例及び比較例の電解液を含浸して外装ケースに収納して
密封したものである。
いずれも同一のコンデンサ素子を用いており、定格電圧
16V定格容量180μFである。
第2表は、これら電解コンデンサの初期値並びに85°
Cで定格電圧を印加して1000時間経過後の静電容量
値(μF)、損失角の正接(tanδ)漏れ電流(μA
)(2分値)を表している。
筆2人 (発明の効果) 本発明に係る電解液を用いた電解コンデンサは、低い損
失値と、高温で長時間使用しても安定した特性が維持出
来るので、高い周波数で使用され、かつ高効率が求めら
れるスイッチングレギュレータなどの電源装置や、高温
度で長期間使用される各種電気機器等に用いることが出
来る。
特許出願人   日本ケミコン株式会社この試験の結果
から明らかなように、本発明の電解液の電導塵が高いこ
とから、従来のものに比べ損失、即ちtanδの値が低
くなる。
また、本質的に水を含まないので高温負荷状態に置いて
も、内圧上昇による外観異常や静電容量の減少がなく、
初期値と1000時間後の特性値の比較においても、本
発明のものは極めて変化が少ない。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)非プロトン溶媒を主体とする溶媒中に一般式: ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、mは2又は3、nは2又は3、pは1,2又は
    3、R_1は炭素原子数30以下のアルキル基、R_2
    は炭素原子数6以下のアルキル基、を表す)の脂肪族飽
    和モノカルボン酸のN−アルキル−1−アザビシクロ[
    m,n,p]アルカニウム化合物塩を電解質として含有
    する電解コンデンサ用電解液。
  2. (2)非プロトン溶媒を主体とする溶媒は非プロトン溶
    媒100〜50重量部と多価アルコール化合物0〜50
    重量部とからなる請求項1記載の電解コンデンサ用電解
    液。
  3. (3)非プロトン溶媒は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、γ−ブチロラ
    クトン、N−メチル−2−ピロリドン、エチレンカーボ
    ネート、プロピレン−カーボネート、ジメチルスルホキ
    シド、アセトニトリル又はこれらの混合物の群より選択
    される請求項1又は請求項2に記載の電解コンデンサ用
    電解液。
  4. (4)多価アルコール化合物は2価アルコール化合物又
    は2価アルコール化合物のモノアルキルエーテルである
    請求項2記載の電解コンデンサ用電解液。
  5. (5)2価アルコール化合物がエチレングリコールであ
    り、2価アルコールモノアルキルエーテル化合物がメチ
    ルセルソルブ又はエチルセルソルブである請求項2記載
    の電解コンデンサ用電解液。
  6. (6)N−アルキル−1−アザビシクロ[m,n,p]
    アルカニウム化合物はN−エチルキヌクリジニウム、N
    −メチルキヌクリジウム、N−エチル−1−アザビシク
    ロ[3,3,1]ノナニウムである請求項1記載の電解
    コンデンサ用電解液。
  7. (7)脂肪族飽和モノカルボン酸化合物は酢酸、ピバリ
    ン酸、エナント酸、プロピオン酸である請求項1記載の
    電解コンデンサ用電解液。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009135323A (ja) * 2007-11-30 2009-06-18 Sanyo Chem Ind Ltd 第4級アンモニウム塩電解質を用いた電解液および電気化学素子
JP2009283643A (ja) * 2008-05-22 2009-12-03 Sanyo Chem Ind Ltd 電解質、これを用いた電解液および電気化学素子
US20100085683A1 (en) * 2007-03-28 2010-04-08 Sanyo Chemical Industries, Ltd. Electrolyte, electrolytic solution, and electrochemical device using the same

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