JPH038094B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH038094B2 JPH038094B2 JP28070285A JP28070285A JPH038094B2 JP H038094 B2 JPH038094 B2 JP H038094B2 JP 28070285 A JP28070285 A JP 28070285A JP 28070285 A JP28070285 A JP 28070285A JP H038094 B2 JPH038094 B2 JP H038094B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tetracyanoquinodimethane
- electrolyte
- electrolytic capacitor
- complex salt
- oxide film
- Prior art date
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- Expired
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- Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の技術分野］
本発明は電解コンデンサに係り、特に７，７，
８，８−テトラシアノキノジメタン錯塩に代表さ
れる有機半導体を電解質内に有した電解コンデン
サに関する。
８，８−テトラシアノキノジメタン錯塩に代表さ
れる有機半導体を電解質内に有した電解コンデン
サに関する。
［発明の技術的背景とその問題点］
一般に、電解コンデンサはアルミニウム
（Al）、タンタル（Ta）のような弁金属を陽極と
し、その表面に形成した陽極酸化皮膜（以下酸化
皮膜という）を誘電体として用い、更にその酸化
皮膜上に電解質層を介在して陰極を対向配置した
構造とされている。このような電解コンデンサ
は、電解質として液体電解質（以下電解液とい
う）を用いたものと固体電解質を用いたものとに
大別され、何れも大容量化が可能であることから
種々の電子回路に使用されている。
（Al）、タンタル（Ta）のような弁金属を陽極と
し、その表面に形成した陽極酸化皮膜（以下酸化
皮膜という）を誘電体として用い、更にその酸化
皮膜上に電解質層を介在して陰極を対向配置した
構造とされている。このような電解コンデンサ
は、電解質として液体電解質（以下電解液とい
う）を用いたものと固体電解質を用いたものとに
大別され、何れも大容量化が可能であることから
種々の電子回路に使用されている。
電解コンデンサを評価する上での重要な特性
は、静電容量、tanδ及び漏れ電流である。静電容
量Ｃ、tanδは一般的に次式で表わされる。
は、静電容量、tanδ及び漏れ電流である。静電容
量Ｃ、tanδは一般的に次式で表わされる。
Ｃ＝Ｋ×（Ｓ／ｄ）＝K′×（Ｓ／Ｖ）………(1)
tanδ＝ωCR＝ωC（R1＋R2） ………(2)
但し、Ｋ、K′は定数、Ｓは電解面積、ｄは酸
化皮膜厚さ、Ｖは酸化皮膜耐電圧、ωは角周波
数、Ｒは等価直列抵抗、R1は酸化皮膜に起因す
る抵抗、R2は電解質及び電極等に起因する抵抗
である。
化皮膜厚さ、Ｖは酸化皮膜耐電圧、ωは角周波
数、Ｒは等価直列抵抗、R1は酸化皮膜に起因す
る抵抗、R2は電解質及び電極等に起因する抵抗
である。
ところで、小型で大容量の電解コンデンサを実
現するには、上記の(1)式で明らかなように、電極
面積Ｓを大きくし、酸化皮膜耐電圧Ｖをできる限
りコンデンサの定格電圧に近づけることが必要で
ある。電極面積Ｓについては、これを大きくする
ために陽極体の表面は微細な凹凸を有する構造に
設計されるのが一般的である。また、コンデンサ
の損失分であるtanδについては、これを低下させ
るために、上記(2)式に示す等価直列抵抗Ｒを小さ
くすることが必要である。等価直列抵抗Ｒの内、
酸化皮膜に起因する抵抗R1は酸化皮膜自体の性
質及び形成条件に依存するものであり、これを低
下させることは簡単ではない。さらに、高周波領
域における等価直列抵抗Ｒは電解質等に起因する
抵抗R2によつて支配されるため、この抵抗R2を
小さくすることができれば広い周波数領域にわた
るtanδの低下が可能となる。抵抗R2は電解質の
電導度に依存している。
現するには、上記の(1)式で明らかなように、電極
面積Ｓを大きくし、酸化皮膜耐電圧Ｖをできる限
りコンデンサの定格電圧に近づけることが必要で
ある。電極面積Ｓについては、これを大きくする
ために陽極体の表面は微細な凹凸を有する構造に
設計されるのが一般的である。また、コンデンサ
の損失分であるtanδについては、これを低下させ
るために、上記(2)式に示す等価直列抵抗Ｒを小さ
くすることが必要である。等価直列抵抗Ｒの内、
酸化皮膜に起因する抵抗R1は酸化皮膜自体の性
質及び形成条件に依存するものであり、これを低
下させることは簡単ではない。さらに、高周波領
域における等価直列抵抗Ｒは電解質等に起因する
抵抗R2によつて支配されるため、この抵抗R2を
小さくすることができれば広い周波数領域にわた
るtanδの低下が可能となる。抵抗R2は電解質の
電導度に依存している。
次に、電解コンデンサ用の電解質の具備すべき
条件を挙げると次のようになる。
条件を挙げると次のようになる。
酸化皮膜を修復形成（再化成）するに足りる
十分な陽極酸化性を有すること。
十分な陽極酸化性を有すること。
電解コンデンサの抵抗成分に大きく影響する
電解質抵抗が低いこと。
電解質抵抗が低いこと。
酸化皮膜の全表面に対する被覆率が高く、酸
化皮膜に低抵抗で密着した緻密な電解質層を形
成し得ること。
化皮膜に低抵抗で密着した緻密な電解質層を形
成し得ること。
従来、電解液を用いたコンデンサ例えば電解液
としてエチレングリコール−有機酸塩を用いたア
ルミニウム電解コンデンサは、エツチングされた
アルミニウム陽極箔上の酸化皮膜の微細な凹凸に
対して電解液の十分な含浸が可能で、酸化皮膜に
対する電解液の被覆率は90％以上と非常に高い上
に、電解液の陽極酸化性に優れている。しかし、
電解液の抵抗は比較的大きく、コンデンサのtanδ
を小さくするには限界がある。更に、電導機構が
イオン電導であるため低温特性及び高周波特性に
劣るという欠点がある。
としてエチレングリコール−有機酸塩を用いたア
ルミニウム電解コンデンサは、エツチングされた
アルミニウム陽極箔上の酸化皮膜の微細な凹凸に
対して電解液の十分な含浸が可能で、酸化皮膜に
対する電解液の被覆率は90％以上と非常に高い上
に、電解液の陽極酸化性に優れている。しかし、
電解液の抵抗は比較的大きく、コンデンサのtanδ
を小さくするには限界がある。更に、電導機構が
イオン電導であるため低温特性及び高周波特性に
劣るという欠点がある。
一方、固体電解質を用いたコンデンサ例えば硝
酸マンガン溶液の熱分解により形成した二酸化マ
ンガン（MnO2）を固体電解質として使用したタ
ンタル固体電解コンデンサは、MnO2の電気抵抗
が低く電子電導が主であるため、低温特性に優れ
ているが、MnO2層形成時の熱分解工程における
酸化皮膜の損傷が避けられない上に、MnO2には
陽極酸化性が殆んどない。またMnO2層の酸化皮
膜に対する被覆率は電解液に比べて著しく低いと
いう欠点がある。
酸マンガン溶液の熱分解により形成した二酸化マ
ンガン（MnO2）を固体電解質として使用したタ
ンタル固体電解コンデンサは、MnO2の電気抵抗
が低く電子電導が主であるため、低温特性に優れ
ているが、MnO2層形成時の熱分解工程における
酸化皮膜の損傷が避けられない上に、MnO2には
陽極酸化性が殆んどない。またMnO2層の酸化皮
膜に対する被覆率は電解液に比べて著しく低いと
いう欠点がある。
ところで、高電導性の有機半導体である７，
７，８，８−テトラシアノキノジメタン錯塩（以
下TCNQ錯塩という）を電解質に用いた電解コ
ンデンサが種々提案されている。TCNQ錯塩は
10-2〜101Ωcmの低抵抗を示す微粉末状の微細結
晶であり、これを如何にして固体電解質層として
形成するかが問題であつた。
７，８，８−テトラシアノキノジメタン錯塩（以
下TCNQ錯塩という）を電解質に用いた電解コ
ンデンサが種々提案されている。TCNQ錯塩は
10-2〜101Ωcmの低抵抗を示す微粉末状の微細結
晶であり、これを如何にして固体電解質層として
形成するかが問題であつた。
現在までに提案されているTCNQ錯塩を固体
電解質層に使用した電解コンデンサには、 米国特許第3214648号や、特開昭57−173928
号公報及び特開昭58−17609号公報に提案され
ているように、TCNQ錯塩のみで固体電解質
層を形成したもの。
電解質層に使用した電解コンデンサには、 米国特許第3214648号や、特開昭57−173928
号公報及び特開昭58−17609号公報に提案され
ているように、TCNQ錯塩のみで固体電解質
層を形成したもの。
本件特許出願人が昭和60年６月７日に特許出
願した特願昭60−123857号に示すように、
TCNQ錯塩とその溶媒とから成る電導性混合
物で電解質層を形成したものがある。
願した特願昭60−123857号に示すように、
TCNQ錯塩とその溶媒とから成る電導性混合
物で電解質層を形成したものがある。
上記の電導性混合物による電解質は、上記
の電解質が有している陽極酸化性の欠如と酸化皮
膜に対する被覆性の弱点を改善したもので、高電
導性と、優れた陽極酸化性と、高い被覆性を有
し、この電導性混合物を用いた電解コンデンサは
固体電解質と電解液の双方の長所を持つ優れた特
性を示す。電導性混合物としては、例えばＮ−ｎ
−ブチルイソキノリニウムのカチオンと７，７，
８，８−テトラシアノキノジメタンアニオンラジ
カル（TCNQ
の電解質が有している陽極酸化性の欠如と酸化皮
膜に対する被覆性の弱点を改善したもので、高電
導性と、優れた陽極酸化性と、高い被覆性を有
し、この電導性混合物を用いた電解コンデンサは
固体電解質と電解液の双方の長所を持つ優れた特
性を示す。電導性混合物としては、例えばＮ−ｎ
−ブチルイソキノリニウムのカチオンと７，７，
８，８−テトラシアノキノジメタンアニオンラジ
カル（TCNQ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 電解質が、含窒素複素環化合物のカチオンと
７，７，８，８−テトラシアノキノジメタンアニ
オンラジカルと７，７，８，８，−テトラシアノ
キノジメタンから成る７，７，８，８−テトラシ
アノキノジメタン錯塩と、７，７，８，８−テト
ラシアノキノジメタンと、溶媒との少なくとも三
つの成分で構成されることを特徴とする電解コン
デンサ。 ２ 前記電解質が、前記７，７，８，８−テトラ
シアノキノジメタン錯塩のモル数１に対して前記
７，７，８，８−テトラシアノキノジメタンは５
以下であることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の電解コンデンサ。 ３ 前記７，７，８，８−テトラシアノキノジメ
タン錯塩は、前記含窒素複素環化合物がＮ−ｎ−
ブチルイソキノリニウムであることを特徴とする
特許請求の範囲第１項又は第２項記載の電解コン
デンサ。 ４ 前記７，７，８，８−テトラシアノキノジメ
タン錯塩は、前記含窒素複素環化合物が３−ｎ−
ブチル−１，２−ジメチル−1H−イミダゾリウ
ムであることを特徴とする特許請求の範囲第１項
又は第２項記載の電解コンデンサ。 ５ 前記溶媒は、γ−ブチロラクトンであること
を特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項又は
第３項記載の電解コンデンサ。 ６ 前記溶媒は、ジエチレングリコール−モノ−
ｎ−ブチルエーテルであることを特徴とする特許
請求の範囲第１項、第２項又は第４項記載の電解
コンデンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28070285A JPS62139313A (ja) | 1985-12-13 | 1985-12-13 | 電解コンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28070285A JPS62139313A (ja) | 1985-12-13 | 1985-12-13 | 電解コンデンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62139313A JPS62139313A (ja) | 1987-06-23 |
| JPH038094B2 true JPH038094B2 (ja) | 1991-02-05 |
Family
ID=17628760
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28070285A Granted JPS62139313A (ja) | 1985-12-13 | 1985-12-13 | 電解コンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62139313A (ja) |
-
1985
- 1985-12-13 JP JP28070285A patent/JPS62139313A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62139313A (ja) | 1987-06-23 |
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