JPH0458510A - Electrolytic capacitor - Google Patents

Electrolytic capacitor

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JPH0458510A
JPH0458510A JP2168260A JP16826090A JPH0458510A JP H0458510 A JPH0458510 A JP H0458510A JP 2168260 A JP2168260 A JP 2168260A JP 16826090 A JP16826090 A JP 16826090A JP H0458510 A JPH0458510 A JP H0458510A
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JP
Japan
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electrolytic capacitor
separator
electrolytic
aromatic polymer
electrolyte
Prior art date
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Pending
Application number
JP2168260A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshiaki Sasaki
佐々木 稔昌
Makoto Shimizu
誠 清水
Kentaro Nakaaki
健太郎 仲秋
Takahito Ito
伊藤 隆人
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Chemi Con Corp
Original Assignee
Nippon Chemi Con Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To improve the resistance to chemicals by using, as a separator, the unwoven fabric of aromatic polymer fibers, which contain heterocycles being chemically stable to the ingredients of electrolyte and expressed by a specified general formula. CONSTITUTION:The unwoven fabric of aromatic polymer fibers, which contain heterocycles expressed by specified general formula, is used as a separator for electrolytic capacitor. And the density of the unwoven fabric is made 5-50g/cm<3>, and the thickness 10-200mum. Hereby, the progress of chemical reaction in use can be avoided, and the life lengthened, and the resistance to chemicals improved.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ 本発明は、独特の構成のセパレータを用いた電解コンデ
ンサに関し、更に詳しくは、耐熱性に優れ化学的に安定
な素材を電解コンデンサ用セパレータとして使用するこ
とにより、コンデンサの長寿命化を実現し得ると共に、
耐薬品性にも優れる電解コンデンサに関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Field of Application] The present invention relates to an electrolytic capacitor using a separator with a unique configuration, and more specifically, the present invention relates to an electrolytic capacitor using a separator with a unique configuration. By using it, the life of the capacitor can be extended, and
This article relates to electrolytic capacitors that have excellent chemical resistance.

[従来の技術] 電解コンデンサは、小形、大容量、安価で整流出力の平
滑化等に優れた特性を示し、各種電気・電子機器の重要
な構成要素の1つである。
[Prior Art] Electrolytic capacitors are small, large in capacity, inexpensive, and exhibit excellent characteristics such as smoothing of rectified output, and are one of the important components of various electrical and electronic devices.

一般に電解液式のアルミニウム電解コンデンサにおいて
は、電解酸化による表面酸化皮膜を有する陽極箔を用い
、この酸化皮膜を誘電体とし、集電陰極箔との間に所定
の電解液を介在させて電解コンデンサが製造される。
In general, electrolytic solution-type aluminum electrolytic capacitors use an anode foil with a surface oxide film formed by electrolytic oxidation, this oxide film is used as a dielectric, and a predetermined electrolyte is interposed between the current collector cathode foil and the electrolytic capacitor. is manufactured.

この際、陽極箔と集電陰極箔との間に例えは多孔質のセ
パレータを挾持させることにより、電解液の担持を確実
にし、製品における陽極箔と陰極箔との隔離を確実にす
る手段がしばしば用いられる。
At this time, for example, a porous separator is sandwiched between the anode foil and the current collector cathode foil to ensure that the electrolyte is supported and to ensure that the anode foil and the cathode foil are separated in the product. Often used.

一般に電解コンデンサの製品特性は、電解液式の電解コ
ンデンサの場合、主として陽極と陰極との間に介在させ
る電解液の性質によって規定される。セパレータは、陽
極、陰極、誘電体酸化皮膜、電解液等と異なり、電解コ
ンデサの基本的な構成要素ではないが、製品の安定性の
向上やライフ特性の向上を図るなめにセパレータを使用
すると、結果的に使用したセパレータの性質によってコ
ンデンサの基本的な性能が影響を受けることとなる。
In general, the product characteristics of electrolytic capacitors are mainly determined by the properties of the electrolytic solution interposed between the anode and the cathode in the case of electrolytic capacitors. Unlike the anode, cathode, dielectric oxide film, electrolyte, etc., the separator is not a basic component of an electrolytic capacitor, but if it is used to improve product stability and life characteristics, As a result, the basic performance of the capacitor is affected by the properties of the separator used.

電解コンデンサの製品特性を評価するに際しては、電解
コンデンサの静電容量(Cap)、誘電正接(tanδ
〉、インピーダンス(Imp)等の指標が用いられる。
When evaluating the product characteristics of an electrolytic capacitor, the capacitance (Cap) and dielectric loss tangent (tanδ) of the electrolytic capacitor are
>, impedance (Imp), and other indicators are used.

これらの指標は一義的には電解コンデンサの基本的な性
能を表すものであるか、陽極、陰極、誘電体酸化皮膜、
電解液算等の電解コンデンサの基本的な構成要素が同じ
である場合、セパレータの性質を反映して変動する。し
たがって、このような場合における電解コンデンサの静
電容量(Cap)、誘電正接(tanδ)、インピータ
ンス(Imp)等の指標は、セパレータの性質も含めた
電解コンデンサの総合性能を表すものと考えることがで
きる。
These indicators primarily represent the basic performance of electrolytic capacitors, or the anode, cathode, dielectric oxide film,
If the basic constituent elements of an electrolytic capacitor, such as the electrolyte calculation, are the same, it will vary to reflect the properties of the separator. Therefore, in such cases, indicators such as electrostatic capacitance (Cap), dielectric loss tangent (tanδ), and impedance (Imp) should be considered to represent the overall performance of the electrolytic capacitor, including the properties of the separator. I can do it.

電解コンデンサ用セパレータとしては、マニラ紙、クラ
フト紙等のセルロース系繊維が広く使用されているが、
従来は長期間コンデンサを使用すると、電解液とセパレ
ータとの間に化学反応等が生じ、安定した特性を十分に
維持するのが困難であった。
Cellulose fibers such as manila paper and kraft paper are widely used as separators for electrolytic capacitors.
Conventionally, when a capacitor is used for a long period of time, chemical reactions occur between the electrolyte and the separator, making it difficult to maintain sufficiently stable characteristics.

一般に用いられる電解液の成分および従来のセパレータ
素材の化学的性質から考えて、電解液とセパレータとの
間に起こり得る化学反応としては、例えばセルロース系
繊維の水酸基と電解液の成分であるカルボン酸とのエス
テル化反応等を挙げることができる。この種のエステル
化反応により電解液中のイオンが消費されるため、この
ような反応が電解コンデンサの特性を劣化させる大きな
原因の1つであったと考えられる。
Considering the chemical properties of commonly used electrolytic solution components and conventional separator materials, chemical reactions that may occur between the electrolytic solution and the separator include, for example, the hydroxyl groups of cellulose fibers and the carboxylic acid that is a component of the electrolytic solution. Examples include an esterification reaction with. Since ions in the electrolyte are consumed by this type of esterification reaction, it is thought that such a reaction was one of the major causes of deterioration of the characteristics of the electrolytic capacitor.

[発明が解決しようとする課題] 本発明は、独特の構成のセパレータを用いた電解コンデ
ンサであって、耐熱性に優れ化学的に安定な素材を電解
コンデンサ用セパレータとして使用することにより、コ
ンデンサの長寿命化を実現し、耐薬品性にも優れる電解
コンデンサを提供することを目的とする。
[Problems to be Solved by the Invention] The present invention is an electrolytic capacitor using a separator with a unique configuration, and by using a chemically stable material with excellent heat resistance as the separator for the electrolytic capacitor, the capacitor can be improved. The objective is to provide an electrolytic capacitor that has a long life and excellent chemical resistance.

[課題を解決するための手段コ 本発明によれば、電解コンデンサ用セパレータとして、
次の一般式: (式中、Xは−S−−O−または−NH−であり、Ar
基は を表す) で表わされるヘテロ環含有芳香族ポリマー繊維の不織布
を使用することを特徴とする電解コンデンサが提供され
る。
[Means for Solving the Problems] According to the present invention, as a separator for an electrolytic capacitor,
The following general formula: (wherein X is -S--O- or -NH-, and Ar
There is provided an electrolytic capacitor characterized in that it uses a nonwoven fabric of a heterocycle-containing aromatic polymer fiber represented by:

ヘテロ環含有芳香族ポリマー1a維の不織布が、密度0
.05〜50g/cn+’、厚さ10〜200μmであ
れば好適である。
A nonwoven fabric of heterocycle-containing aromatic polymer 1a fibers has a density of 0
.. 05 to 50 g/cn+' and a thickness of 10 to 200 μm are suitable.

[作用] 前記したように、電解コンデンサ用セパレータとしては
、セルロース系!維が広く使用されていたが、この種の
セパレータにおいては、セルロース系繊維の水酸基と電
解液の成分であるカルボン酸とのエステル化反応等のよ
うな化学反応の進行により、電解液中のイオンの消費等
が生起し、例えば高温で長期間使用すると電解コンデン
サの特性が劣化するという問題点があった。
[Function] As mentioned above, cellulose-based separators can be used as electrolytic capacitor separators! However, in this type of separator, ions in the electrolyte solution are removed due to the progression of chemical reactions such as esterification between the hydroxyl groups of cellulose fibers and carboxylic acid, a component of the electrolyte solution. There is a problem in that the characteristics of the electrolytic capacitor deteriorate when used for a long period of time at high temperatures, for example.

本発明は、電解液の成分に対して化学的に安定な素材か
らなるセパレータを使用することにより、電解コンデン
サ使用中の化学反応の進行を回避し、安定した特性の電
解コンデンサを提供することを意図するものである。
The present invention provides an electrolytic capacitor with stable characteristics by using a separator made of a material that is chemically stable with respect to the components of the electrolytic solution, thereby avoiding the progression of chemical reactions during use of the electrolytic capacitor. It is intended.

このような作用は、特に特定の密度および厚さのヘテロ
環含有芳香族ポリマー繊維の不織布を使用することによ
り更に顕著に発揮される。
Such an effect is more pronounced when a nonwoven fabric of aromatic polymer fibers containing heterocycles having a specific density and thickness is used.

すなわち、本発明で使用するヘテロ環含有芳香族ポリマ
ーは耐熱性および耐薬品性に優れ、これをセパレータに
応用することにより、電解コンデンサの長寿命化を実現
することができる。また、前記した構造を有するヘテロ
環含有芳香族ポリマー化合物は、繊維の引張強度が高い
ため、セパレータの低密度化を可能とすることができる
That is, the heterocycle-containing aromatic polymer used in the present invention has excellent heat resistance and chemical resistance, and by applying this to a separator, it is possible to extend the life of an electrolytic capacitor. Further, since the heterocycle-containing aromatic polymer compound having the above structure has high fiber tensile strength, it is possible to reduce the density of the separator.

[発明の効果] 本発明によれば、独特の構成のセパレータを用いた電解
コンデンサであって、耐熱性に優れ化学的に安定な素材
としてヘテロ環含有芳香族ポリマー繊維の不織布を電解
コンデンサ用セパレータとして使用することにより、コ
ンデンサの長寿命化を実現し、耐薬品性にも優れる電解
コンデンサが提供される。
[Effects of the Invention] According to the present invention, there is provided an electrolytic capacitor using a separator having a unique structure, in which a nonwoven fabric of aromatic polymer fiber containing a heterocycle is used as a separator for an electrolytic capacitor as a chemically stable material with excellent heat resistance. By using it as an electrolytic capacitor, an electrolytic capacitor with long service life and excellent chemical resistance can be provided.

[実施例] 以下に実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本
発明は以下の実施例にのみ限定されるものではない。
[Examples] The present invention will be explained in more detail with reference to Examples below, but the present invention is not limited only to the following Examples.

電解コンデンサの製造 以下に示す電解液およびセパレータを用い、これらを第
1表に示すように組合せ、セパレータの密度および厚さ
を第1表に示すように設定し、常法により定格電圧10
V、定格静電容量1oooμFのアルミニウム電解コン
デンサを製造した。
Manufacture of electrolytic capacitors Using the electrolytic solution and separator shown below, combine them as shown in Table 1, set the density and thickness of the separator as shown in Table 1, and adjust the rated voltage to 10
An aluminum electrolytic capacitor with a rated capacitance of 100 μF was manufactured.

電解液 A:γ−ブチロラクトン/マレイン酸テトラエチルアン
モニウム塩系電解液 B:γ−ブチロラクトン/フタル酸テトラメチルアンモ
ニウム塩系電解液 C:エチレングリコール/アジピン酸アンモニウム塩系
電解液 セパレータ HER:マニラ/エスパルト(重量比60:40)混抄
紙 PBT :ポリパラフェニレンベンズビスチアゾール(
前記した一般式中、X=−S− であり、 ゾール(前記した一般式中、X= 一〇−であり、 PBI  :ポリメタフェニレンベンズビスイミダゾー
ル(前記した一般式中、X= NH−であり、 PBO:ポリパラフェニレンベンズビスオキサ第」−見 4互 ■ 1z 実施例1−I   A   PBT  0140 10
0実施例1−2   A   PBI 0.45 40
比較例I    A   l4ER0,4540実施例
2−I   B   PBOO,4295実施例2−2
   B   PBOO,4942比較例2    B
   HERO,4540実施例3−I   CPBI
  O,4284実施例3−2   CPBI  O,
4842比較例3    C14ERO,4540第1
表中、密度の単位はg/crm’であり、厚さの単位は
μmである。
Electrolyte A: γ-butyrolactone/tetraethylammonium maleate electrolyte B: γ-butyrolactone/tetramethylammonium phthalate electrolyte C: ethylene glycol/ammonium adipate electrolyte Separator HER: Manila/Esparto ( Weight ratio 60:40) Mixed paper PBT: Polyparaphenylenebenzbisthiazole (
In the general formula described above, X = -S-, sol (in the general formula described above, X = 10-, PBI: polymetaphenylenebenzbisimidazole (in the general formula described above, X = NH-) Yes, PBO: Polyparaphenylenebenzbisoxa No. 4 - 1z Example 1-I A PBT 0140 10
0 Example 1-2 A PBI 0.45 40
Comparative Example I A 14ER0, 4540 Example 2-I B PBOO, 4295 Example 2-2
B PBOO, 4942 Comparative Example 2 B
HERO, 4540 Example 3-I CPBI
O,4284 Example 3-2 CPBI O,
4842 Comparative Example 3 C14ERO, 4540 1st
In the table, the unit of density is g/crm', and the unit of thickness is μm.

に1藍1 製造した電解コンデンサについて、120 Hzにおけ
る静電容量(μF)(Cap)、静電容量変化率(%)
 (ΔCap ) 、120 Hzにおける損失角の正
ff(tanδ)、並びに100 KHzにおけるイン
ピーダンス(Ω’)  (IMP、)の測定による性能
試験を行った。
1 Indigo 1 For the manufactured electrolytic capacitor, capacitance (μF) (Cap) at 120 Hz, capacitance change rate (%)
(ΔCap), loss angle positive ff (tan δ) at 120 Hz, and impedance (Ω') (IMP, ) at 100 KHz were tested for performance.

これらの値により、初期特性および105°Cで500
0時間使用後の特性として、試験結果を第2表に示す。
These values determine the initial properties and 500°C at 105°C.
The test results are shown in Table 2 as characteristics after 0 hours of use.

Cap、  tan  δ Imp、  ΔCap  
tan  δ Imp。
Cap, tan δ Imp, ΔCap
tan δ Imp.

!IP!!−17500,0650,095−7,24
0,2120,384実it!I!!−210660,
0540,047−7,630,1350,163比1
例1   1130 0.068 0.049 −13
   0.544 0.392実鍍例2−1  776
 0.086 0.127 −4.13 0.084 
0.130実施例2−2 1059 0.080 0.
080 −3.86 0.094 0.103比較例2
   1136 0.070 0.062 −4   
 0.081 0.07411N3−1 842 0.
173 0.253 −9.3 0.243 0.40
3実施例3−2 1047 0.144 0.162 
−9.93 0.237 0.313比較例3   1
125 0.138 0.132 −10   0.2
48 0.229第2表の結果から、本発明による電解
コンデンサは、耐熱性に優れ化学的に安定な素材として
ヘテロ環含有芳香族ポリマー繊維の不繊布を電解コンデ
ンサ用セパレータとして使用することにより、安定した
特性を有すると共にコンデンサの長寿命化を実現し得る
ものであることが分る。
! IP! ! -17500,0650,095-7,24
0,2120,384 actual IT! I! ! -210660,
0540,047-7,630,1350,163 ratio 1
Example 1 1130 0.068 0.049 -13
0.544 0.392 Actual plating example 2-1 776
0.086 0.127 -4.13 0.084
0.130 Example 2-2 1059 0.080 0.
080 -3.86 0.094 0.103 Comparative example 2
1136 0.070 0.062 -4
0.081 0.07411N3-1 842 0.
173 0.253 -9.3 0.243 0.40
3 Example 3-2 1047 0.144 0.162
-9.93 0.237 0.313 Comparative Example 3 1
125 0.138 0.132 -10 0.2
48 0.229 From the results in Table 2, the electrolytic capacitor according to the present invention can be manufactured by using a nonwoven fabric of aromatic polymer fiber containing heterocycle as a separator for an electrolytic capacitor, which is a chemically stable material with excellent heat resistance. It can be seen that the capacitor has stable characteristics and can extend the life of the capacitor.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)電解コンデンサ用セパレータとして、次の一般式
: ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、Xは−S−、−O−または−NH−であり、A
r基は ▲数式、化学式、表等があります▼ を表す) で表わされるヘテロ環含有芳香族ポリマー繊維の不織布
を使用することを特徴とする電解コンデンサ。
(1) As a separator for electrolytic capacitors, the following general formula: ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ (In the formula, X is -S-, -O- or -NH-,
An electrolytic capacitor characterized by using a non-woven fabric of aromatic polymer fibers containing a heterocycle, where the r group is represented by ▲a mathematical formula, a chemical formula, a table, etc.).
(2)ヘテロ環含有芳香族ポリマー繊維の不織布が、密
度0.05〜50g/cm^3、厚さ10〜200μm
であることを特徴とする請求項1記載の電解コンデンサ
(2) The nonwoven fabric of aromatic polymer fiber containing heterocycle has a density of 0.05 to 50 g/cm^3 and a thickness of 10 to 200 μm.
The electrolytic capacitor according to claim 1, characterized in that:
JP2168260A 1990-06-28 1990-06-28 Electrolytic capacitor Pending JPH0458510A (en)

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