JPH0629157A - 電解コンデンサ用電解液 - Google Patents
電解コンデンサ用電解液Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高温での寿命特性が長期にわたつて安定性を
有する高圧用電解コンデンサ用電解液を得ることを目的
とする。 【構成】 エチレングリコールを主体とする溶媒中で、
ホウ酸と多価アルコールとのホウ酸エステルを形成せし
め、かつ加熱により水分を３％以下に減少させ、次いで
アンモニアガスの注入により中和して、高圧電解コンデ
ンサ用電解液を作成する。
有する高圧用電解コンデンサ用電解液を得ることを目的
とする。 【構成】 エチレングリコールを主体とする溶媒中で、
ホウ酸と多価アルコールとのホウ酸エステルを形成せし
め、かつ加熱により水分を３％以下に減少させ、次いで
アンモニアガスの注入により中和して、高圧電解コンデ
ンサ用電解液を作成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電解コンデンサ用電解
液の改良に関し、更に詳しくは高温での寿命特性の長期
安定化を実現した高圧用電解コンデンサ用電解液に関す
るものである。
液の改良に関し、更に詳しくは高温での寿命特性の長期
安定化を実現した高圧用電解コンデンサ用電解液に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】電解コンデンサ用電解液は、アルミニウ
ムまたはタンタルなどの表面に絶縁性の酸化被膜が形成
された弁金属を陽極電極に使用し、前記酸化被膜層を誘
電体とし、この酸化被膜層の表面に電解質層となる電解
液を接触させ、さら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。
ムまたはタンタルなどの表面に絶縁性の酸化被膜が形成
された弁金属を陽極電極に使用し、前記酸化被膜層を誘
電体とし、この酸化被膜層の表面に電解質層となる電解
液を接触させ、さら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。
【０００３】電解コンデンサ用電解液は、上述のように
誘電体層に直接に接触し、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、その電解液の特性
が電解コンデンサ特性を左右する大きな要因となる。
誘電体層に直接に接触し、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、その電解液の特性
が電解コンデンサ特性を左右する大きな要因となる。
【０００４】従来、高圧用電解コンデンサの電解液は、
エチレングリコールを主体とする溶媒中に、セバシン
酸、アゼライン酸、デカンジカルボン酸などの有機酸を
アニオン源とし、アンモニウムをカチオン源とする電解
液が使用されているが、充分な長寿命特性が得られてい
ない。また、エチレングリコールを主体とする溶媒中
に、ホウ酸のアンモニウム塩を主溶質とする系も使用さ
れているが、高温度条件下（１００℃以上）で使用する
とホウ酸とエチレングリコールとからホウ酸エステルが
形成されるときに生成する水の影響により高温度条件下
での使用が不可能であつた。
エチレングリコールを主体とする溶媒中に、セバシン
酸、アゼライン酸、デカンジカルボン酸などの有機酸を
アニオン源とし、アンモニウムをカチオン源とする電解
液が使用されているが、充分な長寿命特性が得られてい
ない。また、エチレングリコールを主体とする溶媒中
に、ホウ酸のアンモニウム塩を主溶質とする系も使用さ
れているが、高温度条件下（１００℃以上）で使用する
とホウ酸とエチレングリコールとからホウ酸エステルが
形成されるときに生成する水の影響により高温度条件下
での使用が不可能であつた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高温
で長寿命化を実現する高圧用電解コンデンサ用電解液を
提供することにある。
で長寿命化を実現する高圧用電解コンデンサ用電解液を
提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、高圧用電
解コンデンサの電解液につき鋭意検討した結果、エチレ
ングリコールを主体とする溶媒中に、ホウ酸とアンモニ
ウムを主溶質とする電解液において、ホウ酸と多価アル
コールとのホウ酸エステルを形成せしめ、また生成した
水分を３％以下に減少させることによつて、高圧用電解
コンデンサの高温での長寿命化を実現することができる
ことを突き止め、本発明を完成した。
解コンデンサの電解液につき鋭意検討した結果、エチレ
ングリコールを主体とする溶媒中に、ホウ酸とアンモニ
ウムを主溶質とする電解液において、ホウ酸と多価アル
コールとのホウ酸エステルを形成せしめ、また生成した
水分を３％以下に減少させることによつて、高圧用電解
コンデンサの高温での長寿命化を実現することができる
ことを突き止め、本発明を完成した。
【０００７】したがつて、エチレングリコールを主体と
する溶媒中で、ホウ酸と多価アルコールとのホウ酸エス
テルをアニオン源とし、アンモニウムをカチオン源とす
る電解液であつて、電解液中の水分率を３％以下にする
ことを特徴とする電解コンデンサ用電解液を提供する。
する溶媒中で、ホウ酸と多価アルコールとのホウ酸エス
テルをアニオン源とし、アンモニウムをカチオン源とす
る電解液であつて、電解液中の水分率を３％以下にする
ことを特徴とする電解コンデンサ用電解液を提供する。
【０００８】本発明によれば、エチレングリコール中
に、多価アルコールとホウ酸を添加し、攪拌しながら開
放状態で１００−１３０℃で加熱し、ホウ酸エステルの
形成によつて生成する水分が３％以下になるまで加熱を
継続し、次いで冷却後アンモニアガスを攪拌しながら注
入して中和反応を行う。さらに必要に応じて電解コンデ
ンサの特性が安定する添加剤（ニトロ化合物、酸性リン
酸エステルなど）を適量添加することによつて、所望の
電解液を得ることが出来る。
に、多価アルコールとホウ酸を添加し、攪拌しながら開
放状態で１００−１３０℃で加熱し、ホウ酸エステルの
形成によつて生成する水分が３％以下になるまで加熱を
継続し、次いで冷却後アンモニアガスを攪拌しながら注
入して中和反応を行う。さらに必要に応じて電解コンデ
ンサの特性が安定する添加剤（ニトロ化合物、酸性リン
酸エステルなど）を適量添加することによつて、所望の
電解液を得ることが出来る。
【０００９】多価アルコールは好適には、エチレングリ
コール、グリセリン、プロピレングリコール、マンニト
ール、１，２−ブタンジオール、およびペンタエリスリ
トールである。多価アルコールの添加量は、エチレング
リコール１００重量部に対して０．１乃至５０重量部が
好適である。
コール、グリセリン、プロピレングリコール、マンニト
ール、１，２−ブタンジオール、およびペンタエリスリ
トールである。多価アルコールの添加量は、エチレング
リコール１００重量部に対して０．１乃至５０重量部が
好適である。
【００１０】ホウ酸の添加量は好適には、エチレングリ
コール１００重量部に対して１乃至５０重量部である。
コール１００重量部に対して１乃至５０重量部である。
【００１１】本発明による電解液の使用により、従来の
電解液と比較して、高圧用電解コンデンサの高温での寿
命特性の長期安定性が約３０％以上向上する。
電解液と比較して、高圧用電解コンデンサの高温での寿
命特性の長期安定性が約３０％以上向上する。
【００１２】
【作用】高圧用電解コンデンサの電解液において、溶質
として使用されるホウ酸を多価アルコールと加熱して予
めホウ酸エステルとし、そのとき生成する水分を加熱蒸
発により予め除去した電解液を使用すると、電解コンデ
ンサ製品は高温に於いても電解液中の水分による損傷お
よび寿命特性の低下を回避することができて、電解コン
デンサ製品の長寿命化が達成される。
として使用されるホウ酸を多価アルコールと加熱して予
めホウ酸エステルとし、そのとき生成する水分を加熱蒸
発により予め除去した電解液を使用すると、電解コンデ
ンサ製品は高温に於いても電解液中の水分による損傷お
よび寿命特性の低下を回避することができて、電解コン
デンサ製品の長寿命化が達成される。
【００１３】
【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明す
る。
る。
【００１４】実施例１および比較例１ １）電解液の調製 比較例１として、従来から用いられている次の組成の電
解液を常法により調製して使用した。
解液を常法により調製して使用した。
【００１５】 比較例１の電解液組成 成 分 重量（ｇ） エチレングリコール １００ セバシン酸ジアンモニウム ４ ホウ酸 ５ マンニトール ３ ポリビニルアルコール ３
【００１６】この電解液試料の伝導度（３０℃）は１．
００ｍｓ／ｃｍであり、水分率は３．７０％であつた。
００ｍｓ／ｃｍであり、水分率は３．７０％であつた。
【００１７】実施例１として、次の電解液原料組成に従
い、エチレングリコール１００ｇ中に、マンニトール１
０ｇとホウ酸１５ｇを添加し、攪拌しながら開放状態で
１２０−１３０℃で加熱した。ホウ酸エステルの形成に
よつて生成する水分が３％以下になるまで加熱を継続し
た。次いで冷却後、攪拌しながらアンモニアガス１．４
リットルを注入して、ｐＨ６に調節した。さらにポリオ
キシエチレングリセリルモノステアレート２ｇを添加し
て、電解液を調製して使用した。
い、エチレングリコール１００ｇ中に、マンニトール１
０ｇとホウ酸１５ｇを添加し、攪拌しながら開放状態で
１２０−１３０℃で加熱した。ホウ酸エステルの形成に
よつて生成する水分が３％以下になるまで加熱を継続し
た。次いで冷却後、攪拌しながらアンモニアガス１．４
リットルを注入して、ｐＨ６に調節した。さらにポリオ
キシエチレングリセリルモノステアレート２ｇを添加し
て、電解液を調製して使用した。
【００１８】 実施例１の電解液原料組成 成 分 重量（ｇ） エチレングリコール １００ ホウ酸 １５ マンニトール １０ アンモニアガス １．３８リットル ポリオキシエチレン ２ グリセリルモノステアレート （ＰＯＥ＝４０）
【００１９】この電解液試料の伝導度（３０℃）は０．
９０９ｍｓ／ｃｍであり、水分率は１．５６％であつ
た。
９０９ｍｓ／ｃｍであり、水分率は１．５６％であつ
た。
【００２０】２）製品寿命特性の測定 上記の電解液試料を、製品定格電圧４００Ｖ、製品定格
容量２２μＦの素子に含浸させて、常法により電解コン
デンサ製品を作成した。
容量２２μＦの素子に含浸させて、常法により電解コン
デンサ製品を作成した。
【００２１】この電解コンデンサ製品試料２０サンプル
を、定格電圧４００Ｖに印加した条件下で１３０℃で２
０００時間処理した後、製品寿命特性を検討した。
を、定格電圧４００Ｖに印加した条件下で１３０℃で２
０００時間処理した後、製品寿命特性を検討した。
【００２２】この処理電解コンデンサ製品試料につい
て、製品寿命特性として静電容量、損失角の正接、およ
び漏れ電流を測定した。測定方法は常法で行つた。処理
試料２０サンプルの測定値の平均値を算出した結果を表
１に示す。
て、製品寿命特性として静電容量、損失角の正接、およ
び漏れ電流を測定した。測定方法は常法で行つた。処理
試料２０サンプルの測定値の平均値を算出した結果を表
１に示す。
【００２３】
【表１】
【００２４】実施例１は比較例１と比べて、静電容量変
化率が５３．５％の減少を示し、また損失角の正接にお
いて２９．２％、漏れ電流において２２．４％の改善が
見られたことから、本発明に係る電解液を使用した電解
コンデンサが、高電圧条件下で高温において長期に安定
性を有することを確認した。
化率が５３．５％の減少を示し、また損失角の正接にお
いて２９．２％、漏れ電流において２２．４％の改善が
見られたことから、本発明に係る電解液を使用した電解
コンデンサが、高電圧条件下で高温において長期に安定
性を有することを確認した。
【００２５】実施例２および比較例２ １）電解液の調製 比較例２として、従来から用いられている次の組成の電
解液を常法により調製して使用した。
解液を常法により調製して使用した。
【００２６】 比較例２の電解液組成 成 分 重量（ｇ） エチレングリコール １００ 五ホウ酸アンモニウム １０ マンニトール １０ ポリオキシエチレン ２ グリセリルモノステアレート （ＰＯＥ＝４０）
【００２７】この電解液試料の伝導度（３０℃）は０．
８１８ｍｓ／ｃｍであり、水分率は６．５９％であつ
た。
８１８ｍｓ／ｃｍであり、水分率は６．５９％であつ
た。
【００２８】実施例２として、次の電解液原料組成に従
い、エチレングリコール８５ｇと１，３−ブタンジオー
ル１５ｇの混合物中に、ペンタエリスリトール１０ｇと
ホウ酸１０ｇを添加し、攪拌しながら開放状態で１２０
−１３０℃で加熱した。ホウ酸エステルの形成によつて
生成する水分が３％以下になるまで加熱を継続した。次
いで冷却後、攪拌しながらアンモニアガス０．９リット
ルを注入して、ｐＨ６に調節した。さらにポリオキシエ
チレングリセリルモノステアレート２ｇを添加して、電
解液を調製して使用した。
い、エチレングリコール８５ｇと１，３−ブタンジオー
ル１５ｇの混合物中に、ペンタエリスリトール１０ｇと
ホウ酸１０ｇを添加し、攪拌しながら開放状態で１２０
−１３０℃で加熱した。ホウ酸エステルの形成によつて
生成する水分が３％以下になるまで加熱を継続した。次
いで冷却後、攪拌しながらアンモニアガス０．９リット
ルを注入して、ｐＨ６に調節した。さらにポリオキシエ
チレングリセリルモノステアレート２ｇを添加して、電
解液を調製して使用した。
【００２９】 実施例２の電解液原料組成 成 分 重量（ｇ） エチレングリコール １００５ ホウ酸 １０ ペンタエリスリトール １０ アンモニアガス ０．９２リットル ポリオキシエチレン ２ グリセリルモノステアレート （ＰＯＥ＝４０）
【００３０】この電解液試料の伝導度（３０℃）は１．
０５ｍｓ／ｃｍであり、水分率は２．０８％であつた。
０５ｍｓ／ｃｍであり、水分率は２．０８％であつた。
【００３１】２）製品寿命特性の測定 上記の電解液試料を、製品定格電圧４００Ｖ、製品定格
容量２２μＦの素子に含浸させて、電解コンデンサ製品
を作成した。
容量２２μＦの素子に含浸させて、電解コンデンサ製品
を作成した。
【００３２】この電解コンデンサ製品試料２０サンプル
を、定格電圧４００Ｖに印加した条件下で１３０℃で２
０００時間処理した後、製品寿命特性を検討した。
を、定格電圧４００Ｖに印加した条件下で１３０℃で２
０００時間処理した後、製品寿命特性を検討した。
【００３３】この処理電解コンデンサ製品試料につい
て、製品寿命特性として静電容量、損失角の正接、およ
び漏れ電流を測定した。測定方法は常法で行つた。処理
試料２０サンプルの測定値の平均値を算出した結果を表
２に示す。尚、比較例２の１３０℃、２０００時間処理
後の製品試料は、２０サンプルの内２０サンプルが開弁
したので、製品寿命特性が測定できなかつた。
て、製品寿命特性として静電容量、損失角の正接、およ
び漏れ電流を測定した。測定方法は常法で行つた。処理
試料２０サンプルの測定値の平均値を算出した結果を表
２に示す。尚、比較例２の１３０℃、２０００時間処理
後の製品試料は、２０サンプルの内２０サンプルが開弁
したので、製品寿命特性が測定できなかつた。
【００３４】
【表２】
【００３５】比較例２の電解液は水分率が６．５９％と
高く、１３０℃、２０００時間の処理中に電解コンデン
サ製品試料２０サンプルのすべてが開弁して、高温度で
長期間の使用に耐えないことを示した。
高く、１３０℃、２０００時間の処理中に電解コンデン
サ製品試料２０サンプルのすべてが開弁して、高温度で
長期間の使用に耐えないことを示した。
【００３６】一方、本発明に係る電解液を使用した実施
例２の電解コンデンサ製品試料２０サンプルには損傷は
全く発生せず、長期間の高温度に耐性を示した。また製
品寿命特性の測定値においても、実施例１の試料と同様
に高電圧条件下で高温において長期に安定性を有するこ
とを確認した。
例２の電解コンデンサ製品試料２０サンプルには損傷は
全く発生せず、長期間の高温度に耐性を示した。また製
品寿命特性の測定値においても、実施例１の試料と同様
に高電圧条件下で高温において長期に安定性を有するこ
とを確認した。
【００３７】
【発明の効果】本発明に係る電解コンデンサ用電解液に
よると、エチレングリコールを主体とする溶媒中で、ホ
ウ酸と多価アルコールとのホウ酸エステルを形成せし
め、かつ電解液中の水分を３％以下にすることによつ
て、高圧用電解コンデンサの高温での寿命特性が長期に
わたつて顕著に安定化するので、その工業的価値が高
い。
よると、エチレングリコールを主体とする溶媒中で、ホ
ウ酸と多価アルコールとのホウ酸エステルを形成せし
め、かつ電解液中の水分を３％以下にすることによつ
て、高圧用電解コンデンサの高温での寿命特性が長期に
わたつて顕著に安定化するので、その工業的価値が高
い。
Claims (2)
- 【請求項１】 エチレングリコールを主体とする溶媒中
で、ホウ酸と多価アルコールとのホウ酸エステルをアニ
オン源とし、アンモニウムをカチオン源とする電解液で
あつて、電解液中の水分率を３％以下にすることを特徴
とする電解コンデンサ用電解液。 - 【請求項２】 多価アルコールがエチレングリコール、
グリセリン、プロピレングリコール、マンニトール、
１，２−ブタンジオール、およびペンタエリスリトール
よりなる群から選択される請求項１記載の電解コンデン
サ用電解液。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18217792A JPH0629157A (ja) | 1992-07-09 | 1992-07-09 | 電解コンデンサ用電解液 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18217792A JPH0629157A (ja) | 1992-07-09 | 1992-07-09 | 電解コンデンサ用電解液 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0629157A true JPH0629157A (ja) | 1994-02-04 |
Family
ID=16113693
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18217792A Pending JPH0629157A (ja) | 1992-07-09 | 1992-07-09 | 電解コンデンサ用電解液 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0629157A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6338806B1 (en) | 1998-08-31 | 2002-01-15 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Electrolytic capacitor and driving electrolyte thereof |
| US20180233292A1 (en) * | 2015-10-30 | 2018-08-16 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Electrolytic capacitor and method for manufacturing same |
-
1992
- 1992-07-09 JP JP18217792A patent/JPH0629157A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6338806B1 (en) | 1998-08-31 | 2002-01-15 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Electrolytic capacitor and driving electrolyte thereof |
| US20180233292A1 (en) * | 2015-10-30 | 2018-08-16 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Electrolytic capacitor and method for manufacturing same |
| US10692657B2 (en) * | 2015-10-30 | 2020-06-23 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Electrolytic capacitor and method for manufacturing same |
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