JPH0661102A - 電解コンデンサ用電解液 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高電圧下で使用可能な電解コンデンサ用電解
液を実現する。 【構成】有機極性溶媒を主体とする溶媒中に、一般式： で示されるトリオキシエチレンジグリコール酸またはそ
の塩を溶質として添加して電解液とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【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、更に詳しくは電解コンデンサ用電解液
にトリオキシエチレンジグリコール酸またはその塩を溶
質として添加することにより、高電圧で使用可能な耐電
圧性を実現した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。

【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。

【０００４】電解コンデンサの従来技術においては、高
圧用電解コンデンサ用電解液の溶質として、アゼライン
酸、セバシン酸、デカンジカルボン酸またはその塩が使
用されてきた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
公知の技術においては、５５０Ｖを超える様な高電圧に
耐えうる耐電圧性を持つ電解コンデンサが得られていな
いのが現状である。

【０００６】そこで本発明の目的は、５５０Ｖを超える
様な高電圧で使用可能な耐電圧性を実現する電解コンデ
ンサ用電解液を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、電解コン
デンサの電解液につき鋭意検討した結果、トリオキシエ
チレンジグリコール酸またはその塩を溶質として添加す
ることにより、５５０Ｖを超える様な高電圧で使用可能
な耐電圧性を実現する電解コンデンサが得られることを
突き止めた。

【０００８】したがつて本発明によれば、有機極性溶媒
を主体とする溶媒中に、一般式：

【０００９】

【化２】

【００１０】で示されるトリオキシエチレンジグリコー
ル酸またはその塩を溶質として添加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。

【００１１】本発明にあつては、トリオキシエチレンジ
グリコール酸またはその塩の両者を同時に使用すること
もできるし、それぞれを単独で使用することもできる。
使用する塩としては、アンモニウム塩が好適である。ト
リオキシエチレンジグリコール酸またはその塩の使用量
は、電解コンデンサ用電解液に対して、約１重量％−約
３０重量％で添加するのが好適である。

【００１２】電解コンデンサ用電解液にトリオキシエチ
レンジグリコール酸またはその塩を添加すると、従来の
溶質と比較して、電解コンデンサの高電圧で使用可能な
耐電圧性が約１０％以上向上して、６００Ｖ以上とな
る。

【００１３】有機極性溶媒として、プロトン性極性溶媒
のグリコール類を主として組み合わせた溶媒が一般的で
あるが、非プロトン性極性溶媒も使用し得る。有機極性
溶媒としては、 （１）プロトン性極性溶媒： （１−１）一価アルコール類 エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノー
ル、ヘキサノール、シクロブタノール、シクロペンタノ
ール、シクロヘキサノール、ベンジルアルコール （１−２）多価アルコール類およびオキシアルコール化
合物類 エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリ
ン、メチルセロソルブ（メトキシエタノール）、エチル
セロソルブ（エトキシエタノール）、メトキシプロピレ
ングリコール、ジメトキシプロパノール等 （２）非プロトン性極性溶媒： （２−１）アミド系 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、ヘキサメチルホスホリックアミド等 （２−２）ラクトン類、環状アミド系 γ−ブチロラクトン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、エ
チレンカルボネート、プロピレンカルボネート、イソブ
チレンカルボネート等 （２−３）ニトリル系 アセトニトリル等 （２−４）オキシド系 ジメチルスルホキシド等などが代表として挙げられる。

【００１４】従来の溶質として、次に例示するような有
機酸もしくは無機酸またはその塩を単独または組合せて
使用し得る。

【００１５】（１）有機酸： （１−１）脂肪族モノカルボン酸類 ギ酸、酢酸、プロピオン酸、エナント酸等 （１−２）脂肪族ジカルボン酸類 マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、メチル
マロン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セ
バシン酸、デカンジカルボン酸、マレイン酸、シトラコ
ン酸、イタコン酸等 （１−３）芳香族カルボン酸類 安息香酸、フタル酸、サリチル酸、トルイル酸、ピロメ
リト酸等 （２）無機酸： ホウ酸、リン酸、ケイ酸、ＨＢＦ_４、ＨＰＦ_６等 （３）アンモニウム： （３−１）アンモニウム （３−２）モノアルキルアンモニウム類 メチルアンモニウム、エチルアンモニウム、プロピルア
ンモニウム等 （３−３）ジアルキルアンモニウム類 ジメチルアンモニウム、ジエチルアンモニウム、エチル
メチルアンモニウム、ジブチルアンモニウム等 （３−４）トリアルキルアンモニウム類 トリメチルアンモニウム、トリエチルアンモニウム、ト
リブチルアンモニウム等 （３−５）第四級アンモニウム類 テトラメチルアンモニウム、トリエチルメチルアンモニ
ウム、トリブチルメチルアンモニウム、テトラエチルア
ンモニウム等 Ｎ，Ｎ−ジメチルピロリジニウム、Ｎ，Ｎ−メチルエチ
ルピロリジニウム等 （４）その他： ホスホニウムおよびアルソニウム

【００１６】

【作用】本発明で使用するトリオキシエチレンジグリコ
ール酸またはその塩は、電解コンデンサの高電圧での使
用可能な耐電圧性を顕著に向上させるものであるが、そ
の作用としては、電解コンデンサの誘電体であるアルミ
ニウム酸化被膜界面に適切なミセル層が形成されるとい
う機構の存在が考えられる。

【００１７】

【実施例】以下、実施例と比較例によつて本発明につい
て詳細に説明する。

【００１８】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。アンモニアガス
は、電解液にｐＨ測定電極を挿入し、ｐＨが約５．５に
なるまで攪拌状態で吹き込んだ。

【００１９】 比較例１の電解液組成 成 分 重量（ｇ） エチレングリコール ９０ １，３−ブタンジオール １０ ホウ酸 ２０ マンニトール ５ １，６−デカンジカルボン酸 ５ ポリオキシエチレン １ トリメチロールプロパン アンモニアガス

【００２０】この電解液試料の伝導度（３０℃）は０．
６８３ｍｓ／ｃｍであつた。

【００２１】実施例１として、従来から使用されている
溶質の代わりに、本発明に係る化合物試料を添加した次
の組成の電解液を常法により調製して使用した。アンモ
ニアガスは、電解液にｐＨ測定電極を挿入し、ｐＨが約
５．５になるまで攪拌状態で吹き込んだ。

【００２２】 実施例１の電解液組成 成 分 重量（ｇ） エチレングリコール ９０ １，３−ブタンジオール １０ ホウ酸 ２０ マンニトール ５ トリオキシエチレン ５ ジグリコール酸 ポリオキシエチレン １ トリメチロールプロパン アンモニアガス

【００２３】この電解液試料の伝導度（３０℃）は０．
７５５ｍｓ／ｃｍであつた。

【００２４】２）耐電圧の測定 上記電解液を、定格電圧４５０Ｖ、定格容量２２μＦの
素子に含浸させて、定電圧電源を使用してＤＣ１０ｍＡ
で耐電圧を測定した。電導度は３０℃で測定した。５試
料の測定値の平均値を算出した結果を下記に示す。

【００２５】

【表１】

【００２６】実施例１の耐電圧は、比較例１に比して１
５％以上向上して、６００Ｖ以上であつた。一方、電導
度は良好に保持された。本発明に係る化合物を添加した
電解液組成物は５５０Ｖ以上の高電圧に耐える耐電圧性
を有することを確認した。

【００２７】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。アンモニアガス
は、電解液にｐＨ測定電極を挿入し、ｐＨが約５．５に
なるまで攪拌状態で吹き込んだ。

【００２８】 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 ホウ酸 １５ マンニトール １０ アゼライン酸 ５ ポリオキシエチレン １ トリメチロールプロパン アンモニアガス

【００２９】この電解液試料の伝導度（３０℃）は０．
８０３ｍｓ／ｃｍであつた。

【００３０】実施例２として、従来から使用されている
溶質の代わりに、本発明に係る化合物試料を添加した次
の組成の電解液を常法により調製して使用した。アンモ
ニアガスは、電解液にｐＨ測定電極を挿入し、ｐＨが約
５．５になるまで攪拌状態で吹き込んだ。

【００３１】 実施例２の電解液組成 成 分 重量（ｇ） エチレングリコール ８５ １，３−ブタンジオール １５ ホウ酸 １５ ペンタエリスリトール ５ トリオキシエチレン １０ ジグリコール酸 ポリオキシエチレン １ トリメチロールプロパン アンモニアガス

【００３２】この試料の伝導度（３０℃）は０．７６７
（ｍｓ／ｃｍ）であつた。

【００３３】２）耐電圧の測定 上記電解液を、定格電圧４５０Ｖ、定格容量２２μＦの
素子に含浸させて、定電圧電源を使用してＤＣ１０ｍＡ
で耐電圧を測定した。電導度は３０℃で測定した。５試
料の測定値の平均値を算出した結果を下記に示す。

【００３４】

【表２】

【００３５】実施例２の耐電圧は、比較例２に比して３
３％以上向上して、６００Ｖ以上であつた。一方、電導
度は良好に保持された。本発明に係る化合物を添加した
電解液組成物は５５０Ｖ以上の高電圧に耐える耐電圧性
を有することを確認した。

【００３６】

【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、有機極性溶媒を主溶媒とする溶媒中に、トリオ
キシエチレンジグリコール酸またはその塩を溶質として
添加ことによつて、５５０Ｖ以上の高電圧下で使用可能
な高耐電圧性の電解コンデンサ電解液が得られ、その工
業的価値が高い。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 有機極性溶媒を主体とする溶媒中に、一
   般式： 【化１】 で示されるトリオキシエチレンジグリコール酸またはそ
   の塩を溶質として添加することを特徴とする電解コンデ
   ンサ用電解液。