JPH0748455B2 - 電解コンデンサ用電解液 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ピリジニウム化合物のカルボン酸塩を電解質
として含む高電導度の電解コンデンサ用電解液に関する
ものである。

（従来の技術） 従来、電解コンデンサ用電解液として、アジピン酸など
の有機酸又はその塩をエチレングリコールなどの多価ア
ルコール類を溶解した物が用いられている。

（発明が解決しようとする問題点） 電解液は電解コンデンサの陽極電極の誘電体層と集電陰
極との間に介在して、電解コンデンサの直列抵抗を構成
し、この為、電解液の電導度が低いと、電解コンデンサ
の内部の等価直列抵抗分を増大させ、高周波特性や損失
特性が悪くなる。近年ますます高度の電気的特性の電解
コンデンサが求められており、現状の電解液の電導度で
は十分とは言えない。特に現状の電解液の場合、溶質の
濃度を十分に高めても所望の電導度が得られない場合が
多く、その為やむおえず意図的に水を添加して電導度の
向上を図ることが行われている。水の添加は製品コンデ
ンサの高温での安定性を劣化させる別の問題を提起す
る。従って、電導度と安定性の高い電解液の要望が高
い。

それ故、本発明の目的は、非水系、若しくは可及的に非
水系の高電導度の電解液を提供することにより、電解コ
ンデンサの電気的特性を向上させ、かつ安定した特性を
長期間維持することによって電解コンデンサの信頼性を
向上させることを目的としている。

（問題点を解決するための手段） 本発明に係る電解コンデンサ用電解液は、非プロトン溶
媒、又は非プロトン溶媒を主とした多価アルコール類と
の混合溶媒中に、一般式 （式中R₁は炭素原子数１〜６のアルキル基、アルケニル
基又はアリール基、R₂ないしR₆は水素原子、炭素原子数
１〜６のアルキル基又はアリール基、ただしR₂ないしR₆
は同時に水素原子ではない、Ｂはカルボン酸アニオン）
で表されるピリジニウム化合物のカルボン酸塩を電解質
として含むことを特徴とする。

本発明の対象となるピリジニウム化合物としては、Ｎ−
メチル−２−メチルピリジニウム、Ｎ−メチル−３−メ
チルピリジニウム、Ｎ−メチル−４−メチルピリジニウ
ム、Ｎ−エチル−２、６−ジメチルピリジニウム、Ｎ−
エチル−２、５−ジメチルピリジニウム、Ｎ−フェニル
−２、４−ジメチルピリジニウム、Ｎ−メチル−４−フ
ェニルピリジニウム、Ｎ−メチル−３−プロペニルピリ
ジニウムなどが挙げられる。

本発明の対象となるカルボン酸としては、一般有機カル
ボン酸化合物が広く対象となり得るものであるが、好適
には、飽和脂肪族αωジカルボン酸類、マレイン酸、フ
マル酸、メチルマレイン酸などの不飽和ジカルボン酸
類、安息香酸、フタル酸、イソフタル酸、γ−レゾルシ
ル酸、サリチル酸などの芳香族カルボン酸類、グリコー
ル酸、乳酸、リンゴ酸、クエン酸、酒石酸などのヒドロ
キシカルボン酸類、更に飽和脂肪族モノカルボン酸類が
挙げられる。

本発明で使用される非プロトン系溶媒としては、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、γ−ブチロラクトン、Ｎ−メチル−２−ピロリド
ン、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、
ジメチルスルホキシド、アセトニトリル又はこれらの混
合物の群より選択されるがこれに限定されるものではな
い。

本発明で使用される多価アルコール類としては、エチレ
ングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリ
コール、ヘキシレングリコール、フェニールグリコー
ル、グリセリン、エリスリトール、ヘキシトール又はこ
れらの混合物の群より選択されるがこれに限定されるも
のでない。これら多価アルコール類は、非プロトン溶媒
単独で得られない所望の高電導度電解液を得る場合に最
小限の使用量で添加され、一般に電解液に対し約30重量
％まで使用される。

本発明に係る電解コンデンサ用電解液は、一般的に、硫
酸水素ピリジニウム化合物を酢酸メチル又は塩化メチル
などの溶媒に溶かし、目的カルボン酸を当量添加し、次
に２当量の水酸化アルカリ金属を添加反応させて、析出
物を除去した後、減圧乾燥させて無水塩を得、これを所
定溶媒に所望の電導度が得られる濃度に溶解して調製す
る。

（実施例） 以下、本発明に係る電解コンデンサ用電解液の実施例に
つき、各種ピリジニウム化合物のカルボン酸塩の各種溶
媒に対する15重量％溶液を前記一般調製方法に準じて調
製し、この電導度を第１表に示す。尚比較例として従来
の標準的電解液（エチレングリコール78重量％、水10重
量％、アジピン酸アンモニウム12重量％）をも示してあ
る。

以上の結果から分かるように、本発明に係る電解液は、
従来のものに比べ高い電導度を示し、広い範囲の電導度
が選択可能とされる。

次に、これらの電解液を使用して、電解コンデンサを作
製し、その特性の比較を行った。

作製した電解コンデンサは、アルミニウム箔を陽極並び
に陰極に使用し、セパレータ紙を挟んで重ね合わせて巻
回して円筒状のコンデンサ素子としたものに、各実施例
の電解液を含浸した外装ケースに収納して密封したもの
である。

いずれも同一のコンデンサ素子を使用しており、定格電
圧16V定格容量47μＦで各10回測定した平均値である。

以下の第２表は、これら電解コンデンサの初期値並びに
110℃で定格電圧を印加して1000時間経過後の静電容量
値（CAP）、損失角の正接（tanδ）、漏れ電流値（LC）
（２分値）を表している。

この試験の結果からも明らかなように、本発明に係る電
解コンデンサ用の電解液は、電導度が高い為に、従来の
ものに比較して損失、即ち（tanδ）の値が低くなる。

また、エチレングリコールを溶媒として使用されるが、
電解液に対し30重量％程度の使用は、高温負荷状態に置
いても、内圧上昇による外観異常や静電容量の減少等が
なく、初期値と1000時間後の特性値の比較においても、
本発明のものは極めて変化が少ない。

（発明の効果） 本発明に係る電解コンデンサ用電解電解液によると、低
い損失値と、高温で長時間使用しても安定した特性が維
持できるので、高い周波数で使用され、かつ高効率が求
められるスイッチングレギュレータなどの電源装置や、
高温度で長期間使用される各種電気機器等に好適に使用
できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 横山 豊 東京都青梅市東青梅１丁目167番地の１ 日本ケミコン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−145715（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−248216（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−181413（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】非プロトン溶媒、又は非プロトン溶媒を主
   とした多価アルコール類との混合溶媒中に、 一般式 （式中R₁は炭素原子数１〜６のアルキル基、アルケニル
   基又はアリール基、R₂ないしR₆は水素原子、炭素原子数
   １〜６のアルキル基又はアリール基、ただしR₂ないしR₆
   は同時に水素原子ではない、Ｂはカルボン酸アニオン）
   で表されるピリジニウム化合物のカルボン酸塩を電解質
   として含む電解コンデンサ用電解液。
2. 【請求項２】非プロトン溶媒は、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、γ−
   ブチロラクトン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、エチレ
   ンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルス
   ルホキシド、アセトニトリル又はこれらの混合物の群よ
   り選択される特許請求の範囲第１項記載の電解コンデン
   サ用電解液。
3. 【請求項３】多価アルコール類として、エチレングリコ
   ール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、
   ヘキシレングリコール、フェニールグリコール、グリセ
   リン、エリスリトール、ヘキシトール又はこれらの混合
   物の群より選択される特許請求の範囲第１項記載の電解
   コンデンサ用電解液。