JPH0347726B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 この発明は、電解コンデンサ用の電解液の改良
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、タンタルな
どの表面に絶縁性の酸化皮膜が形成されるいわゆ
る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、さら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、上述したように誘
電体層に直接接触し、真の陰極として作用するこ
とから、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。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。このため電解液の電導度が低いと、
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度の高い電解液が求め
られており、従来から知られた電導度の高い電解
液として、アジピン酸などの有機酸またはその塩
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用いられている。 近年ますます高度の電気的特性の電解コンデン
サが求められており、現状の電解液の電導度では
十分とはいえない。特に現状の電解液の場合、所
望の電導度が得られない場合や溶解度が低い溶質
を用いたときなどは、意図的に水を添加して電導
度の向上を図ることがおこなわれている。 しかしながら、最近のように100℃を越える高
温度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、長期間にわたつて安定し
た特性を維持できない欠点があつた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 この発明は、従来の電解液の上述したような欠
点を改善したもので、実質的に非水系でかつ高導
電度を与える電解液を得ることにより、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つて電解コンデンサ
の信頼性を向上させることを目的としている。 〔問題点を解決するための手段〕 この発明は、主たる溶媒が非プロトン系溶媒で
ある液中に、フエノールまたはニトロフエノール
の４級アンモニウム塩を溶解させた電解液がこの
発明の目的に適合することを見出したものであ
る。 フエノールは、ヒドロキシベンゼンであり、ニ
トロフエノールは、フエノールの核の水素をニト
ロ基NO₂で置換した化合物としてあらわされる。
これを４級のアンモニウム塩として、非プロトン
系を主体とする溶媒に溶解して得られる。 〔作用〕 従来、フエノールやニトロフエノール（ニトロ
基が増えると酸性度が増すものの）は、弱酸性で
アンモニアあるいは、１〜３級のアミン塩が形成
しにくく、溶媒中に溶解させても殆ど不溶で全く
電導度を得られないか、あるいは電導度が得られ
ても極めて低い値にしかならない。このため、こ
の発明の目的とする高電導度が得られる電解液の
主溶質として用いることはできなかつた。 一方、本発明のように、フエノールまたはニト
ロフエノールを４級のアンモニウム塩とすること
で高い電導度が得られるものである。 ニトロフエノールの具体例な化合物としては、
モノニトロフエノールであるｏ−ニトロフエノー
ル、ｍ−ニトロフエノール、ｐ−ニトロフエノー
ル、ジニトロフエノールである、２，３−ジニト
ロフエノール、２，４−ジニトロフエノール、
２，５−ジニトロフエノール、２，６−ジニトロ
フエノール、３，４−ジニトロフエノール、３，
５−ジニトロフエノール、トリニトロフエノール
であるピクリン酸などがある。 また、この発明で用いることのできる溶媒は、
例えば、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
リルなどをはじめとする各種の非プロトン溶媒が
ある。またこれらの溶媒は一種のみの使用に限定
されるものではなく、二種あるいはそれ以上の混
合物であつてもよいし、さらにはプロトン系溶媒
を適宜混合使用した形態であつてもよい。 〔実施例〕 以下実施例に基いて、この発明をさらに詳しく
説明する。 まず、本発明の実施例として、フエノールまた
はニトロフエノールの４級アンモニウム塩を、非
プロトン系の溶媒に溶解して電解液を作成し、そ
の電導度を調べた。 なお従来例として、従来から高い電導度を示す
アジピン酸アンモニウム−エチレングリコール系
の電解液と比較した。この組成ならびに、電導度
を以下のとおり示す。なお組成割合はいずれも重
量％、電導度はms（ミリジーメンス）／cmであ
る。 本発明例 １ （溶質） テトラメチルアンモニウムフエノラー
ト 20 （溶媒） Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド 80 （電導度） 11.9 本発明例 ２ （溶質） テトラメチルアンモニウムｏ−ニトロ
フエノラート 20 （溶媒） Ｎ−メチルピロリドン 80 （電導度） 8.3 本発明例 ３ （溶質） テトラエチルアンモニウムｍ−ニトロ
フエノラート 20 （溶媒） プロピレンカーボネート 80 （電導度） 7.1 本発明例 ４ （溶質） テトラブチルアンモニウムｐ−ニトロ
フエノラート 20 （溶媒） アセトニトリル 80 （電導度） 20.0 本発明例 ５ （溶質） テトラメチルアンモニウム−２，３−
ジニトロフエラート 20 （溶媒） γ−ブチロラクトン 80 （電導度） 9.5 本発明例 ６ （溶質） テトラエチルアンモニウム−２，４−
ジニトロフエラート 20 （溶媒） ジメチルスルホキシド 80 （電導度） 8.7 本発明例 ７ （溶質） テトラブチルアンモニウム−２，５−
ジニトロフエラート 20 （溶媒） Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド 80 （電導度） 12.5 本発明例 ８ （溶質） テトラメチルアンモニウム−２，６−
ジニトロフエラート 20 （溶媒） Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド 80 （電導度） 9.0 本発明例 ９ （溶質） テトラエチルアンモニウム−３，４−
ジニトロフエノラート 20 （溶媒） Ｎ−メチルホルムアミド 80 （電導度） 12.0 本発明例 10 （溶質） テトラブチルアンモニウム−３，５−
ジニトロフエノラート 20 （溶媒） アセトニリル 80 （電導度） 17.8 本発明例 11 （溶質） テトラエチルアンモニウムピクレート
20 （溶媒） Ｎ−メチルホルムアミド 80 （電導度） 10.0 比較例 （溶質） アジピン酸アンモニウム 12 （溶媒） エチレングリコール 78 水 10 （電導度） 6.7 以上の結果からわかるように、この発明の電解
液は、比較例のものに比べて高い電導度を示して
いる。 次に、これらの電解液を用いて電解コンデンサ
を製作し、その特性の比較をおこなつた。 製作した電解コンデンサは、アルミニウム箔を
陽極ならびに陰極に用い、セパレータ紙を挟んで
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、各実施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。 以下の表は、これら電解コンデンサの初期値な
らびに110℃で定格電圧を印加して1000時間経過
後の静電容量値（CAP）、損失角の正接（tanδ）、
漏れ電流値（LC）（２分値）をあらわしている。

〔発明の効果〕

以上述べたように、この発明の電解液を用いた
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できるので、高い
周波数で使用され、かつ高効率が求められるスイ
ツチングレギユ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
ができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 主たる溶媒が非プロトン系溶媒である液中
   に、フエノールまたはニトロフエノールの、４級
   アンモニウム塩を溶質として含むことを特徴とす
   る電解コンデンサ用電解液。