JPH0822934A - 電解コンデンサ用電解液およびその製造法 - Google Patents
電解コンデンサ用電解液およびその製造法Info
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- JPH0822934A JPH0822934A JP15333594A JP15333594A JPH0822934A JP H0822934 A JPH0822934 A JP H0822934A JP 15333594 A JP15333594 A JP 15333594A JP 15333594 A JP15333594 A JP 15333594A JP H0822934 A JPH0822934 A JP H0822934A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 カルボン酸の四級アンモニウム塩を溶質と
し、ガンマーブチロラクトンを主溶媒とする電解液にお
いて下記一般式（Ｉ）で表される四級アンモニウムイオ
ンを含有してなる電解コンデンサ用電解液。 【化１】 【効果】 本発明の電解液は、高い電導度と熱安定性を
維持しながら、陰極での塩基性の上昇を防止陰極部の塩
基性の上昇を抑制し、陰極の封口部が侵されることがな
く、液漏れも生じないことが期待される。
し、ガンマーブチロラクトンを主溶媒とする電解液にお
いて下記一般式（Ｉ）で表される四級アンモニウムイオ
ンを含有してなる電解コンデンサ用電解液。 【化１】 【効果】 本発明の電解液は、高い電導度と熱安定性を
維持しながら、陰極での塩基性の上昇を防止陰極部の塩
基性の上昇を抑制し、陰極の封口部が侵されることがな
く、液漏れも生じないことが期待される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電解コンデンサに使用さ
れる電解液、特に高い電導度と熱安定性を維持しなが
ら、陰極での塩基性の上昇を防止する電解液に関する。
れる電解液、特に高い電導度と熱安定性を維持しなが
ら、陰極での塩基性の上昇を防止する電解液に関する。
【０００２】
【従来の技術】電解コンデンサは、アルミニウム、タン
タルなどの絶縁性酸化皮膜層が形成され得るいわゆる弁
金属を陽極に使用し、その表面を陽極酸化処理等によっ
て前記の絶縁性の酸化皮膜薄膜を誘電体層として形成し
たものを陽極側電極に使用する。そして、この陽極側電
極に対向させて陰極側電極を配置、陽極側電極と陰極側
電極間にセパレータを介在させ、このセパレータに電解
液を保持させ、この素子をアルミケースに収納し、ブチ
ルゴムで封口した構造の電解コンデンサが形成される。
タルなどの絶縁性酸化皮膜層が形成され得るいわゆる弁
金属を陽極に使用し、その表面を陽極酸化処理等によっ
て前記の絶縁性の酸化皮膜薄膜を誘電体層として形成し
たものを陽極側電極に使用する。そして、この陽極側電
極に対向させて陰極側電極を配置、陽極側電極と陰極側
電極間にセパレータを介在させ、このセパレータに電解
液を保持させ、この素子をアルミケースに収納し、ブチ
ルゴムで封口した構造の電解コンデンサが形成される。
【０００３】陽極側電極は、通常、表面積の拡大のため
エッチング処理がなされており、電解液はこの凹凸面に
密接して、実質的な陰極としての機能を有する。このた
め電解液の電導度、温度特性などが電解コンデンサの電
気的特性を決定する要因となる。又、電解液は絶縁性の
酸化皮膜薄膜の劣化や損傷を修復し、漏れ電流や寿命特
性へ影響を及ぼす。このように、電解液は電解コンデン
サの特性を左右する重要な構成要素である。
エッチング処理がなされており、電解液はこの凹凸面に
密接して、実質的な陰極としての機能を有する。このた
め電解液の電導度、温度特性などが電解コンデンサの電
気的特性を決定する要因となる。又、電解液は絶縁性の
酸化皮膜薄膜の劣化や損傷を修復し、漏れ電流や寿命特
性へ影響を及ぼす。このように、電解液は電解コンデン
サの特性を左右する重要な構成要素である。
【０００４】電解液の特性の中でも、電導度は電解コン
デンサの誘電損失、インピーダンス特性などに直接関わ
ることから、近年高い電導度を有する電解液の開発が盛
んに行われている。この中でも有機酸、特に各種のカル
ボン酸をアニオンとした四級アンモニウム塩を溶質とし
たものをガンマーブチロラクトンなどの非プロトン性溶
媒に溶解したものが、高い電導度を得られるということ
で注目されている。このようなものとしては、例えば特
開昭６２−１４５７１３号公報、特開昭６２−１４５７
１５号公報などが知られている。
デンサの誘電損失、インピーダンス特性などに直接関わ
ることから、近年高い電導度を有する電解液の開発が盛
んに行われている。この中でも有機酸、特に各種のカル
ボン酸をアニオンとした四級アンモニウム塩を溶質とし
たものをガンマーブチロラクトンなどの非プロトン性溶
媒に溶解したものが、高い電導度を得られるということ
で注目されている。このようなものとしては、例えば特
開昭６２−１４５７１３号公報、特開昭６２−１４５７
１５号公報などが知られている。
【０００５】しかしながら、このような高電導度電解液
は塩基性の高い四級アンモニウム塩基を使用しているた
め、通電時の電解液の分極により、陰極近傍に四級アン
モニウムイオンが濃縮されて塩基性が著しく上昇すると
いう問題が存在し、その結果、ブチルゴムからなる封口
部材を侵し、液漏れに到るという欠点を有していた。
は塩基性の高い四級アンモニウム塩基を使用しているた
め、通電時の電解液の分極により、陰極近傍に四級アン
モニウムイオンが濃縮されて塩基性が著しく上昇すると
いう問題が存在し、その結果、ブチルゴムからなる封口
部材を侵し、液漏れに到るという欠点を有していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題点
を解決しようとするもので、高い電導度と熱安定性を維
持しながら、陰極での塩基性の上昇を防止できる電解液
を得ることを目的としている。
を解決しようとするもので、高い電導度と熱安定性を維
持しながら、陰極での塩基性の上昇を防止できる電解液
を得ることを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明はカル
ボン酸の四級アンモニウム塩を溶質とし、ガンマーブチ
ロラクトンを主溶媒とする電解液において下記一般式
（Ｉ）で表される四級アンモニウムイオンを含有してな
る電解コンデンサ用電解液およびその製造法を提供する
ものである。
ボン酸の四級アンモニウム塩を溶質とし、ガンマーブチ
ロラクトンを主溶媒とする電解液において下記一般式
（Ｉ）で表される四級アンモニウムイオンを含有してな
る電解コンデンサ用電解液およびその製造法を提供する
ものである。
【０００８】
【化２】 〔ただし、Ｒはメチルまたはエチル基、Ｘは−ＣＨ＝Ｃ
Ｈ2 または−Ｃ6 Ｈ5 基である。〕
Ｈ2 または−Ｃ6 Ｈ5 基である。〕
【０００９】本発明で使用する電解液の溶質であるカル
ボン酸の四級アンモニウム塩のアニオン成分はカルボン
酸イオンであるが、具体的にはマレイン酸、シトラコン
酸、ジメチルマロン酸、安息香酸、サリチル酸、フタル
酸、テトラヒドロフタル酸あるいはヘキサヒドロフタル
酸などのイオンを例示することができる。
ボン酸の四級アンモニウム塩のアニオン成分はカルボン
酸イオンであるが、具体的にはマレイン酸、シトラコン
酸、ジメチルマロン酸、安息香酸、サリチル酸、フタル
酸、テトラヒドロフタル酸あるいはヘキサヒドロフタル
酸などのイオンを例示することができる。
【００１０】溶質のカチオン成分は四級アンモニウムイ
オンであり、高い電導度を示す総炭素数８以下のテトラ
アルキルアンモニウムイオンが好ましい。具体例として
は、テトラメチルアンモニウム、トリメチルエチルアン
モニウム、ジメチルジエチルアンモニウム、トリエチル
メチルアンモニウム塩、テトラエチルアンモニウムある
いはＮ，Ｎ−ジメチルピロリジニウムイオンなどを例示
することができる。
オンであり、高い電導度を示す総炭素数８以下のテトラ
アルキルアンモニウムイオンが好ましい。具体例として
は、テトラメチルアンモニウム、トリメチルエチルアン
モニウム、ジメチルジエチルアンモニウム、トリエチル
メチルアンモニウム塩、テトラエチルアンモニウムある
いはＮ，Ｎ−ジメチルピロリジニウムイオンなどを例示
することができる。
【００１１】本発明の電解液は、必須のカチオン成分と
して前記一般式（Ｉ）で表される四級アンモニウムイオ
ンを含むものであり、かかるカチオンとしては具体的に
は、トリメチルアリルアンモニウム、トリメチルベンジ
ルアンモニウム、トリエチルアリルアンモニウムあるい
はトリエチルベンジルアンモニウムを例示することがで
きる。
して前記一般式（Ｉ）で表される四級アンモニウムイオ
ンを含むものであり、かかるカチオンとしては具体的に
は、トリメチルアリルアンモニウム、トリメチルベンジ
ルアンモニウム、トリエチルアリルアンモニウムあるい
はトリエチルベンジルアンモニウムを例示することがで
きる。
【００１２】本発明の電解液の溶質のカチオン成分は、
一般式（Ｉ）で表される四級アンモニウムイオンのみで
あってもよいが、一般式（Ｉ）で表される四級アンモニ
ウムイオンとは異なる四級アンモニウムイオンと併用す
ることができ、式（Ｉ）で表される四級アンモニウムイ
オンの含有量が全四級アンモニウムイオンの５〜９９モ
ル％であることが好ましく、より好ましくは１０〜３０
モル％である。
一般式（Ｉ）で表される四級アンモニウムイオンのみで
あってもよいが、一般式（Ｉ）で表される四級アンモニ
ウムイオンとは異なる四級アンモニウムイオンと併用す
ることができ、式（Ｉ）で表される四級アンモニウムイ
オンの含有量が全四級アンモニウムイオンの５〜９９モ
ル％であることが好ましく、より好ましくは１０〜３０
モル％である。
【００１３】カルボン酸の一般式（Ｉ）で表される四級
アンモニウムイオンとは異なる四級アンモニウム塩を溶
質とし、ガンマーブチロラクトンを主溶媒とする電解液
に一般式（Ｉ）で表される四級アンモニウムイオンを混
合する場合は、その対陰イオンとして該溶質のカルボン
酸イオンと同一のカルボン酸との塩を添加するのが好ま
しい。
アンモニウムイオンとは異なる四級アンモニウム塩を溶
質とし、ガンマーブチロラクトンを主溶媒とする電解液
に一般式（Ｉ）で表される四級アンモニウムイオンを混
合する場合は、その対陰イオンとして該溶質のカルボン
酸イオンと同一のカルボン酸との塩を添加するのが好ま
しい。
【００１４】添加する一般式（Ｉ）で表される四級アン
モニウムイオンからなる塩を例示すると、フタル酸水素
トリメチルアリルアンモニウム、フタル酸水素トリメチ
ルベンジルアンモニウム、フタル酸水素トリエチルアリ
ルアンモニウム、フタル酸水素トリエチルベンジルアン
モニウム、マレイン酸トリメチルアリルアンモニウム、
マレイン酸トリメチルベンジルアンモニウム、マレイン
酸トリエチルアリルアンモニウム、マレイン酸トリエチ
ルベンジルアンモニウム等を挙げることが出来る。
モニウムイオンからなる塩を例示すると、フタル酸水素
トリメチルアリルアンモニウム、フタル酸水素トリメチ
ルベンジルアンモニウム、フタル酸水素トリエチルアリ
ルアンモニウム、フタル酸水素トリエチルベンジルアン
モニウム、マレイン酸トリメチルアリルアンモニウム、
マレイン酸トリメチルベンジルアンモニウム、マレイン
酸トリエチルアリルアンモニウム、マレイン酸トリエチ
ルベンジルアンモニウム等を挙げることが出来る。
【００１５】電解液の溶質の濃度は、電解液の電導度
（２５℃）を少なくとも５ｍＳ／ｃｍ以上に保つため
に、５〜３０重量％、好ましくは１０〜２５重量％であ
る。
（２５℃）を少なくとも５ｍＳ／ｃｍ以上に保つため
に、５〜３０重量％、好ましくは１０〜２５重量％であ
る。
【００１６】本発明で使用する電解液の溶媒はガンマー
ブチロラクトンを主溶媒とするが、エチレングリコー
ル、プロピレングリコール、メトキシエタノールなどの
アルコール溶媒、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジ
メチルホルムアミドなどのアミド溶媒、エチレンカーボ
ネート、プロピレンカーボネートなどのカーボネート溶
媒、Ｎ−メチルオキサゾリドンなどのカーバメート溶
媒、Ｎ，Ｎ−ジメチルイミダゾリドンなどのユレア溶
媒、アセトニトリル、メトキシプロピオニトリルなどの
ニトリル溶媒、トリメチルホスフェートなどの燐酸エス
テル溶媒、ジメチルスルホキシド、スルホラン、３−メ
チルスルホラン、エチレンサルファイトなどの含硫黄溶
媒などの極性溶媒を副溶媒とすることができる。
ブチロラクトンを主溶媒とするが、エチレングリコー
ル、プロピレングリコール、メトキシエタノールなどの
アルコール溶媒、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジ
メチルホルムアミドなどのアミド溶媒、エチレンカーボ
ネート、プロピレンカーボネートなどのカーボネート溶
媒、Ｎ−メチルオキサゾリドンなどのカーバメート溶
媒、Ｎ，Ｎ−ジメチルイミダゾリドンなどのユレア溶
媒、アセトニトリル、メトキシプロピオニトリルなどの
ニトリル溶媒、トリメチルホスフェートなどの燐酸エス
テル溶媒、ジメチルスルホキシド、スルホラン、３−メ
チルスルホラン、エチレンサルファイトなどの含硫黄溶
媒などの極性溶媒を副溶媒とすることができる。
【００１７】
【作用】一般式（Ｉ）で表される四級アンモニウムイオ
ンはラジカルとして安定化できるアリルあるいはベンジ
ル基を有するので、通電時に１式に示した水の電気分解
よりも、２式に示した四級アンモニウムイオンの電気分
解が起こり有機アルカリの生成が抑制されるので、陰極
の塩基性を上昇させない。従って、陰極の封口部のブチ
ルゴムが侵されることがない。
ンはラジカルとして安定化できるアリルあるいはベンジ
ル基を有するので、通電時に１式に示した水の電気分解
よりも、２式に示した四級アンモニウムイオンの電気分
解が起こり有機アルカリの生成が抑制されるので、陰極
の塩基性を上昇させない。従って、陰極の封口部のブチ
ルゴムが侵されることがない。
【００１８】
【化３】
【００１９】
【化４】 〔ただし、Ｒはメチルまたはエチル基、Ｘは−ＣＨ＝Ｃ
Ｈ2 または−Ｃ6 Ｈ5 基である。〕
Ｈ2 または−Ｃ6 Ｈ5 基である。〕
【００２０】
【実施例】以下に実験例を挙げて本発明を詳細に説明す
る。 実施例１．１モル濃度のフタル酸水素テトラメチルアン
モニウムと０．１モル濃度のフタル酸水素トリメチルア
リルアンモニウムを含むガンマーブチロラクトン溶液
（水分０．３重量％）５０ｇを陰極が４８ｃｍ2 のアル
ミ板、陽極が同面積の白金板を装着したガラス隔膜付き
Ｈ型セルに入れ、５０Ｖで１時間定電位電解を実施し
た。陰極部のｐＨをガラス電極で測定すると電解前と電
解後ではｐＨの上昇は１．５であった。なお、電解液の
電導度（２５℃）およびアルミニウムの火花電圧はそれ
ぞれ１０．２ｍＳ／ｃｍ，８０Ｖであった。
る。 実施例１．１モル濃度のフタル酸水素テトラメチルアン
モニウムと０．１モル濃度のフタル酸水素トリメチルア
リルアンモニウムを含むガンマーブチロラクトン溶液
（水分０．３重量％）５０ｇを陰極が４８ｃｍ2 のアル
ミ板、陽極が同面積の白金板を装着したガラス隔膜付き
Ｈ型セルに入れ、５０Ｖで１時間定電位電解を実施し
た。陰極部のｐＨをガラス電極で測定すると電解前と電
解後ではｐＨの上昇は１．５であった。なお、電解液の
電導度（２５℃）およびアルミニウムの火花電圧はそれ
ぞれ１０．２ｍＳ／ｃｍ，８０Ｖであった。
【００２１】比較例１．１モル濃度のフタル酸水素テト
ラメチルアンモニウムのみを含むガンマーブチロラクト
ン溶液（水分０．３重量％）について、実施例１と同様
な実験をした。ｐＨの上昇は３．２であった。なお、電
解液の電導度（２５℃）およびアルミニウムの火花電圧
は実施例１と同じ値であった。
ラメチルアンモニウムのみを含むガンマーブチロラクト
ン溶液（水分０．３重量％）について、実施例１と同様
な実験をした。ｐＨの上昇は３．２であった。なお、電
解液の電導度（２５℃）およびアルミニウムの火花電圧
は実施例１と同じ値であった。
【００２２】実施例２．１モル濃度のフタル酸水素テト
ラメチルアンモニウムと０．１モル濃度のフタル酸水素
トリメチルベンジルアンモニウムを含むガンマーブチロ
ラクトン溶液（水分０．３重量％）について、実施例１
と同様な実験をした。ｐＨの上昇は２．５であった。な
お、電解液の電導度（２５℃）およびアルミニウムの火
花電圧はそれぞれ９．９ｍＳ／ｃｍ，８０Ｖであった。
ラメチルアンモニウムと０．１モル濃度のフタル酸水素
トリメチルベンジルアンモニウムを含むガンマーブチロ
ラクトン溶液（水分０．３重量％）について、実施例１
と同様な実験をした。ｐＨの上昇は２．５であった。な
お、電解液の電導度（２５℃）およびアルミニウムの火
花電圧はそれぞれ９．９ｍＳ／ｃｍ，８０Ｖであった。
【００２３】
【発明の効果】本発明の電解液は、高い電導度と熱安定
性を維持しながら、陰極部の塩基性の上昇を抑制し、陰
極の封口部が侵されることがなく、液漏れも生じないこ
とが期待される。
性を維持しながら、陰極部の塩基性の上昇を抑制し、陰
極の封口部が侵されることがなく、液漏れも生じないこ
とが期待される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 孝子 茨城県稲敷郡阿見町中央８丁目３番１号 三菱油化株式会社筑波総合研究所内
Claims (6)
- 【請求項１】 カルボン酸の四級アンモニウム塩を溶質
とし、ガンマーブチロラクトンを主溶媒とする電解液に
おいて下記一般式（Ｉ）で表される四級アンモニウムイ
オンを含有してなる電解コンデンサ用電解液 【化１】 〔ただし、Ｒはメチルまたはエチル基、Ｘは−ＣＨ＝Ｃ
Ｈ2 または−Ｃ6 Ｈ5 基である。〕 - 【請求項２】 一般式（Ｉ）で表される四級アンモニウ
ムイオンの含有量が電解液の全四級アンモニウムイオン
の５〜９９モル％である請求項１記載の電解液 - 【請求項３】 一般式（Ｉ）で表される四級アンモニウ
ムイオンの含有量が電解液の全四級アンモニウムイオン
の１０〜３０モル％である請求項１記載の電解液 - 【請求項４】 四級アンモニウムイオンの対陰イオンが
唯一種のカルボン酸イオンである請求項２および３記載
の電解液 - 【請求項５】 カルボン酸の一般式（Ｉ）で表される四
級アンモニウムイオンとは異なる四級アンモニウム塩を
溶質とし、ガンマーブチロラクトンを主溶媒とする電解
液に、一般式（Ｉ）で表される四級アンモニウムイオン
とカルボン酸イオンとからなる塩を加えることを特徴と
する電解液の製造法 - 【請求項６】 加える塩の陰イオンが該溶質のカルボン
酸イオンと同一である請求項５記載の方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15333594A JPH0822934A (ja) | 1994-07-05 | 1994-07-05 | 電解コンデンサ用電解液およびその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15333594A JPH0822934A (ja) | 1994-07-05 | 1994-07-05 | 電解コンデンサ用電解液およびその製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0822934A true JPH0822934A (ja) | 1996-01-23 |
Family
ID=15560234
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15333594A Pending JPH0822934A (ja) | 1994-07-05 | 1994-07-05 | 電解コンデンサ用電解液およびその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0822934A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012036034A1 (ja) | 2010-09-14 | 2012-03-22 | 国立大学法人大阪大学 | アミドキシム修飾されたポリアクリロニトリル多孔質体 |
-
1994
- 1994-07-05 JP JP15333594A patent/JPH0822934A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012036034A1 (ja) | 2010-09-14 | 2012-03-22 | 国立大学法人大阪大学 | アミドキシム修飾されたポリアクリロニトリル多孔質体 |
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