JPH0797542B2

JPH0797542B2 - 電解コンデンサ駆動用電解液

Info

Publication number: JPH0797542B2
Application number: JP2329819A
Authority: JP
Inventors: 雅史大島; 功伊佐
Original assignee: Japan Carlit Co Ltd
Current assignee: Japan Carlit Co Ltd
Priority date: 1990-11-30
Filing date: 1990-11-30
Publication date: 1995-10-18
Anticipated expiration: 2010-10-18
Also published as: JPH04206618A

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もとない
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）本発明者らは電導度の高い電解液を見出すべく検討を行
い、エチレングリコールにニトロメタンまたはニトロエ
タンを加える事によって、著しく電導度が上昇する事を
見出した。さらに、ニトロメタンまたはニトロエタンが
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メタンまたは
ニトロエタ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、シ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。また有
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。有機酸および有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度が得られず、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度が減少してし
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メ
タンまたはニトロエタンの混合溶媒である。その混合比
は重量比でエチレングリコール：ニトロメタンまたはニ
トロエタン＝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。これはニトロメタンまたは
ニトロエタンの添加量が５％未満であると電導度の上昇
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、0.1〜1
0％の範囲で水を加えることによってさらに電導度や化
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メタンまたはニトロエタン
の比誘電率はほぼ同じであるがニトロメタンまたはニト
ロエタ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メタンまたはニトロエ
タ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度が上昇したと考えられ
る。また、ニトロメタンまたはニトロエタンを加えると
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られている。

（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
℃における電導度は4.50mS/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℃における電導度は8,83mS/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℃における電導度は9.85mS
/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
℃における電導度は4.32mS/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230V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ニトロメタンまたはニトロエタン
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。ニトロメタン
またはニトロエタンの含有比率と電解液の電導度との関
係を図１に示した。

実施例６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℃における電導度は3.46mS/c
m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７エチレングリコールとニトロエタンとの重量比が60:40
の混合溶媒中にセバシ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
℃における電導度は3.99mS/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450V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８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℃における電導度は7.65mS/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９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℃における電導度は6.82mS/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10 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℃における電導度は5.44mS/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。

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℃における電導度は3.11mS/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％、ホウ酸アンモ
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℃における電導度は0.34mS/cmであ
った。また、アルミニウム平滑板を電極とし、2.5mA/cm
²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℃における電導度は
2.20mS/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4
20V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
来の物に比べ電導度が高く、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
ルに対するニトロメタンまたはニトロエタンの添加量と
電導度との関係を示す図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】有機酸あるいはその塩をエチレングリコー
ルとニトロメタンまたはニトロエタンの混合溶媒に溶解
した電解コンデンサ駆動用電解液。
【請求項２】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。
【請求項３】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。