JPH04206618A

JPH04206618A - 電解コンデンサ駆動用電解液

Info

Publication number: JPH04206618A
Application number: JP32981990A
Authority: JP
Inventors: Masafumi Oshima; 雅史大島; Isao Isa; 伊佐　功
Original assignee: Japan Carlit Co Ltd
Current assignee: Japan Carlit Co Ltd
Priority date: 1990-11-30
Filing date: 1990-11-30
Publication date: 1992-07-28
Anticipated expiration: 2010-10-18
Also published as: JPH0797542B2

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）本発明は電解コンデンサ駆動用電解液に関するものであ
る。

（従来の技術）従来、電解コンデンサ駆動用電解液はエチレングリコー
ル等の多価アルコールを主とした溶媒に、電解質として
ホウ酸、アジピン酸等の酸やそれらの塩を加えた物が用
いられている。一方、近年の電子産業の発展にともない
電解コンデンサの小型化が進み、さらにスイッチング電
源の高周波化により低インピーダンスなコンデンサが求
められている。

（発明が解決しようとする課題）しかし、エチレングリコール系電解液は一般に電導度が
低く、低インピーダンス化への要求にこたえられない。

また、この種の電解液は一般に電導度が低く、溶媒と溶
質が反応して水を生成し、アルミニウム箔と反応して水
素ガスを発生しコンデンサの内圧上昇をもたらす問題点
があった。

（課題を解決するための手段）本発明者らは電導塵の高い電解液を見出すへく検討を行
い、エチレングリコールにニトロアルカンを加える事に
よって、著しく電導塵が上昇する事を見出した。さらに
、ニトロアルカンが水の電気分解により発生する水素ガ
スを吸収する働きを見出し、本発明を完成するに至った
。

すなわち、本発明による電解液は有機酸あるいはその塩
を溶質とし、エチレングリコールとニトロアルカンの混
合物を溶媒とした電解液である。

本発明で使用する有機酸としてはギ酸、マロン酸、コハ
ク酸、アジピン酸、セバシン酸、１，６−デカンジカル
ボン酸、サリチル酸、安息香酸、フタル酸、ピロメリッ
ト酸、マレイン酸、フマル酸、ントラコン酸およびそれ
らのヒドロキシ置換体、ニトロ置換体などである。また
宵機酸塩として用いるときのカチオン成分としてはアン
モニウム、メチルアンモニウム、ジメチルアンモニウム
、トリメチルアンモニウム、テトラメチルアンモニウム
、テトラエチルアンモニウム、テトラプロピルアンモニ
ウム、テトラブチルアンモニウム、メチルトリエチルア
ンモニウム、メチルトリプロピルアンモニウム、メチル
トリブチルアンモニウム、ジメチルジエチルアンモニウ
ム、ジメチルジプロピルアンモニウム、ジメチルジブチ
ルアンモニウム、トリメチルエチルアンモニウム、トリ
メチルプロピルアンモニウム、トリメチルブチルアンモ
ニウム、エチルトリプロピルアンモニウム、エチルトリ
ブチルアンモニウム、ジエチルジプロピルアンモニウム
、ジエチルジブチルアンモニウムトリエチルプロピルア
ンモニウム、トリエチルブチルアンモニウムなどである
。有機酸およびを機酸塩の電解液中の濃度は飽和濃度以
下、好ましくは１〜４０重量％である。これは１重量％
未満では十分な電導塵が得られず、４０重量％を越える
と電解液の粘度上昇によりかえって電導塵が減少してし
まうためである。

本発明で使用する溶媒はエチレングリコールとニトロア
ルカンの混合溶媒である。ニトロアルカンはニトロメタ
ン、ニトロエタン、１−ニトロプロパンあるいは２−ニ
トロプロパンから選び、その混合比は重量比でエチレン
グリコール：ニトロアルカン＝９９：１〜１０：９０の
範囲で使用できるが、好ましくは９５：５〜５０　：　
５０である。

これはニトロアルカンの添加量が５％未満であると電導
塵の上昇率が低く、また５０％を越えて添加すると溶媒
の沸点が下がって高温時にコンデンサの内圧を上昇させ
る可能性があるからである。

また本発明の電解液は無水状態で使用できるが、０、１
〜１０％の範囲で水を加えることによってさらに電導塵
や化成性を向上させることもできる。

（作　　用）エチレングリコールとニトロアルカンの比誘電率はほぼ
同じであるがニトロアルカンの粘度はエチレングリコー
ルの粘度よりも低い。エチレングリコールにニトロアル
カンを加えることは溶媒の粘度を低下させ、そのために
イオンの移動が容易になり電導塵が上昇したと考えられ
る。また、ニトロアルカンを加えると水素ガスの発生が
抑制されるメカニズムについてはよくわからないが、カ
ソード表面での発生期の水素がニトロ基と反応するため
ではないかと考えている。

（実　施　例）以下、本発明を実施例および比較例をもって説明する。

実施例１エチレングリコールとニトロメタンとの重量比が８０　
：　２０の混合溶媒中にアジピン酸アンモニウムを１０
重量％の濃度となるように溶解して電解液を得た。この
電解液の２５°Ｃにおける電導塵は４．５０ｍＳ／ｃｍ
であった。また、アルミニウム平滑板を電極としＮ　２
．５ｍＡ／ｃｍ２の定電流を印加して測定した火花電圧
は２１０ｖであった。この時、アルミニウム電極の陰極
での水素ガス発生は見られなかった。

実施例２エチレングリコールとニトロメタンとの重量比が５０：
５０の混合溶媒中にフタル酸水素テトラメチルアンモニ
ウムを１５重量％の濃度になるように溶解して電解液を
得た。この電解液の２５”Ｃにおける電導塵は８．８３
ｍ５／ａｍであった。

また、アルミニウム平滑板を電極とし、２．５ｍＡ／ｃ
ｍ２の定電流を印加して測定した火花電圧は１００Ｖで
あった。この時、アルミニウム電極の陰極での水素ガス
発生は見られなかった。

実施例３エチレングリコールとニトロメタンと水との重量比が４
８．５：４８．５：３の混合溶媒中に、フタル酸水素テ
トラメチルアンモニウムを１５重量％の濃度となるよう
に溶解して電解液を得た。

この電解液の２５°Ｃにおける電導塵は９．８５ｍ　Ｓ
　／　ｃ　ｍであった。またアルミニウム平滑板を電極
とじ１２．５ｍＡ／ｃｍ２の定電流を印加して測定した
火花電圧は１ｏｏｖであった。この時、アルミニウム電
極の陰極での水素ガス発生は見られなかった。

実施例４エチレングリコールとニトロエタンとの重量比が７０　
：　３０の混合溶媒中にアジピン酸アンモニウムを１０
重量％の濃度となるように溶解して電解液を得た。この
電解液の２５℃における電導塵は４．３２ｍ５／Ｃｍで
あった。また、アルミニウム平滑板を電極とし、２．５
ｍＡ／ｃｍ２の定電流を印加して測定した火花電圧は２
３０Ｖであった。この時、アルミニウム電極の陰極での
水素ガス発生は見られなかった。

実施例５エチレングリコールと１−ニトロプロパンとの重量比が
８０　：　２０の混合溶媒を用いた以外は実施例４と同
様にして電解液を得た。この電解液の２５℃における電
導塵は３．５３ｍ５／ｃｍであった。また、アルミニウ
ム平滑板を電極とし、２．５ｍＡ／ｃｍ２の定電流を印
加して測定した火花電圧は２５０Ｖであった。この時、
アルミニウム電極の陰極での水素ガス発生は見られなか
った。

実施例８エチレングリコールと２−ニトロプロパンとの重量比が
７０　：　３０ｃＩ）混合溶媒を用いた以外は実施例４
と同様にして電解液を得た。この電解液の２５°Ｃにお
ける電導塵は３．６１ｍ５／ｃｍであった。また、アル
ミニウム平滑板を電極とし、２．５ｍＡ／ｃｍ２の定電
流を印加して測定した火花電圧は２１０Ｖであった。こ
の時、アルミニウム電極の陰極での水素ガス発生は見ら
れなかった。

実施例７エチレングリコールとニトロアルカンとの混合溶媒中に
アジピン酸アンモニウムを１０重量％の濃度となるよう
に溶解して電解液を得た。ニトロアルカンの含有比率と
電解液の電導塵との関係を図１に示した。

実施例８エチレングリコールとニトロメタンとの重量比が７０：
３０の混合溶媒中に１，６−デカンジカルボン酸を１０
重量％、アンモニアを１重量％の濃度となるように溶解
して電解液を得た。この電解液の２５°Ｃにおける電導
塵は３．４６ｍ５／Ｃｍであった。また、アルミニウム
平滑板を電極とし、２．５ｍＡ／ｃｍ２の定電流を印加
して測定した火花電圧は４００Ｖであった。この時、ア
ルミニウム電極の陰極での水素ガス発生は見られなかっ
た。

実施例９エチレングリコールとニトロエタンとの重量比７５（８
０：４０の混合溶媒中にセバシン酸アンモニウムを１０
重量％の１度となるように溶解して電解液を得た。この
電解液の２５℃における電導塵は３．９９ｍ５／ｃｍで
あった。また、アルミニウム平滑板を電極とし、２．５
ｍＡ／ｃｍ２の定電流を印加して測定した火花電圧は４
５０Ｖであった。この時、アルミニウム電極の陰極では
水素ガス発生は見られなかった。

実施例１０エチレングリコールとニトロメタンとの重量比が８０　
＋　２０の混合溶媒中にフタル酸水素テトラエチルアン
モニウムを１５重量％の１度となるように溶解して電解
液を得た。この電解液の２５℃における電導塵は７．６
５ｍ５／ｃｍであった。

また、アルミニウム平滑板を電極とし、２．５ｍＡ／ｃ
ｍ２の定電流を印加して測定した火花電圧は１００Ｖで
あった。この時、アルミニウム電極の陰極では水素ガス
発生は見られなかった。

実施例１１エチレングリコールとニトロメタンとの重量比が７０　
：　３０の混合溶媒中にフタル酸水素テトラプロピルア
ンモニウムを１５重量％の濃度となるように溶解して電
解液を得た。この電解液の２５°Ｃにおける電導底は６
．８２ｍ５／ｃｍであった。

実施例１２エチレングリコールとニトロメタンとの重量比が５０　
：　５０の混合溶媒中にフタル酸水素テトラブチルアン
モニウムを１５重量％の濃度となるように溶解して電解
液を得た。この電解液の２５℃における電導底は５．４
４ｍ５／ｃｍであった。

比較例１エチレングリコール中にアジピン酸アンモニウムを１０
重量％の濃度となるように溶解して電解液を調整した。

この電解液の２５°Ｃにおける電導底は３．１１ｍ５／
ｃｍであった。また、アルミニウム平滑板を電極とし、
２．５ｍＡ／ｃｍ２の定電流を印加して測定した火花電
圧は２００Ｖであった。この時、アルミニウム電極の陰
極では水素ガスの発生が見られた。

比較例２エチレングリコール中にホウ酸１５重量％、ポウ酸アン
モニウム１５重量％の濃度となるように溶解して電解液
を得た。この電解液の２５°Ｃにおける電導底は０．３
４ｍ５／ｃｍであった。また、アルミニウム平滑板を電
極とし、２．５ｍＡ／ｃｍ２の定電流を印加して測定し
た火花電圧は３００Ｖであった。この時、アルミニウム
電極の陰極では水素ガスの発生が見られた。

比較例３エチレングリコール中に１，６−デカンジカルボン酸を
１０重量％、アンモニアを１重量％の濃度となるように
溶解して電解液を得た。この電解液の２５℃における電
導底は２．２０ｍ５／ｃｍであった。また、アルミニウ
ム平滑板を電極とし２．５ｍＡ／ｃｍ２の定電流を印加
して測定した火花電圧は４２０Ｖであった。この時、ア
ルミニウム電極での水素ガス発生が見られた。

（発明の効果）以上のように本発明の電解コンデンサ駆動用電解液は従
来の物に比べ電導底が高く、水素発生抑制作用を持つた
め、電気的特性および寿命特性の向上した電解コンデン
サを提供できる。

【図面の簡単な説明】

図１は本発明による電解液において、エチレングリコー
ルに対するニトロアルカンの添加量と電導底との関係を
示す図である。特許出願人　日本カーリット株式会社図　にに口了ルカレの含有＋　　Ｃ重ｆＸ）

Claims

【特許請求の範囲】

１．有機酸あるいはその塩をエチレングリコールとニト
ロアルカンの混合溶媒に溶解した電解コンデンサ駆動用
電解液。
２．ニトロアルカンがニトロメタン、ニトロエタン、１
−ニトロプロパンあるいは２−ニトロプロパンである請
求項１記載の電解コンデンサ駆動用電解液。
３．有機酸がアジピン酸、セバシン酸あるいは１，６−
デカンジカルボン酸である請求項１記載の電解コンデン
サ駆動用電解液。
４．有機酸塩のカチオン部分がアンモニウム、テトラメ
チルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、テトラ
プロピルアンモニウムあるいはテトラブチルアンモニウ
ムである請求項１記載の電解コンデンサ駆動用電解液。