JPH0897094A - 電解コンデンサ駆動用電解液 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 比抵抗を上昇させることなく陰極アルミニウ
ムはくのベーマイト反応によって発生するガスを抑制
し、信頼性を向上させた電解コンデンサ駆動用電解液を
提供する。 【構成】 エチレングリコールと水からなる溶媒と、有
機カルボン酸塩からなる溶質と、デンプン、デキストリ
ン、グルコース、ブドウ糖から選ばれた少なくとも１種
以上の添加剤とからなり、該添加剤が０．０１〜１０重
量％である電解コンデンサ駆動用電解液。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電解コンデンサ駆動用
電解液に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に電解コンデンサの駆動用電解液に
は、比抵抗値が低く広い温度範囲で安定な特性を有する
電解液が要求される。エチレングリコール及び水を溶媒
とし、有機カルボン酸塩を溶質とした電解液において
は、低抵抗化を図るために水の割合を多くしている。し
かしながら、水の割合を多くすると、コンデンサ素子内
の陰極アルミニウムはくのベーマイト反応によってガス
が発生し、特に高温下ではガスの発生が著しいので防爆
弁が作動するなどの状態を呈し、信頼性が低くなるとい
う問題点がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】以上述べたようにエチ
レングリコール及び水を溶媒とし、有機カルボン酸の塩
を溶質とした駆動用電解液では、水の存在により陰極ア
ルミニウムはくに生ずるベーマイト反応によってガスが
発生し、特に高温下ではガスの発生が著しいという欠点
を有し、この解決が要望されていた。

【０００４】本発明は、上記の問題点を解決するもので
あり、比抵抗を上げることなく陰極アルミニウムはくの
ベーマイト反応によるガス発生を抑制し、信頼性を向上
させた電解コンデンサ駆動用電解液を提供することを目
的としたものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らはエチレング
リコール及び水を溶媒とし、有機カルボン酸塩を溶質と
する電解液における上記の如き課題について鋭意検討し
た結果、該電解液にデンプン，デキストリン，グルコー
ス又はブドウ糖を添加することにより、水の割合を多く
しても比抵抗を上げることなく、陰極アルミニウム箔の
ベーマイト反応が抑制されることを見出し、本発明に到
達した。すなわち、本発明は、エチレングリコールと水
からなる溶媒と、有機カルボン酸の塩からなる溶質と、
デンプン、デキストリン、グルコース、ブドウ糖から選
ばれた少なくとも１種以上の添加剤からなり、該添加剤
が０．０１〜１０重量％であることを特徴とする電解コ
ンデンサ駆動用電解液である。

【０００６】本発明に溶質として用いられる有機カルボ
ン酸塩は溶媒に可溶性を有する必要があることから、ア
ンモニウム塩及びアミン塩が用いられ、その具体例とし
ては、コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン
酸、１．６−デカンジカルボンサン酸、マレイン酸、シ
トラコン酸のアンモニウム塩及び炭素数１〜４のアルキ
ルアミン塩が挙げられる。これらの中で特にセバシン酸
アンモニウムが好適に用いられる。

【０００７】本発明において、添加剤としてデンプン、
デキストリン、グルコース又はブドウ糖が用いられ、こ
れらの混合したものも用いることができる。その添加量
は０．０１〜１０重量％の範囲が適当である。この範囲
よりも添加量が多過ぎる場合には静電容量とｔａｎδの
値が大きくなる。また、添加量が少な過ぎる場合にはベ
ーマイト反応によるガスが発生を抑制できなくなる。

【０００８】本発明において、上記の如き添加剤を添加
することにより、低抵抗化のために多量の水を含有して
いても、比抵抗を上げることなく陰極アルミニウム箔の
ベーマイト反応を抑制することができる。特に、高温化
でのガス発生を抑制する効果を発揮するので、広い温度
範囲で安定した性能を得ることができ、電解コンデンサ
の信頼性を著しく向上させることができる。

【０００９】

【作用】以上のように構成された電解コンデンサ駆動用
電解液によれば、低抵抗化のために多量の水を含有して
いても、デンプン、デキストリン、グルコース、ブドウ
糖の中の１種又は２種以上の添加剤を０．０１〜１０重
量％添加したことにより、比抵抗を上げることなく陰極
アルミニウムはくのベーマイト反応を抑制できる。特に
高温下でのガス発生を抑制する効果を発揮するので、広
温度範囲で安定した性能を得ることができ、電解コンデ
ンサの信頼性を著しく向上させることができるものであ
る。

【００１０】

【実施例】以下、実施例により本発明を更に具体的に説
明する。ただし、本発明はこれらの実施例により制限さ
れるものではない。なお、表１〜表１６において、比抵
抗の単位はΩ・ｃｍ、火花電圧の単位はＶであり、弁動
作とあるのはガス発生により弁動作したために測定でき
なかったものを示す。

【００１１】（実施例Ａ）下の表１，表２に示すように
駆動用電解液に対しデキストリンの添加比率を変えた実
施例及び比較例と、デキストリンを添加しない従来例か
らなる電解液を作製し、それぞれの電解液が有する２５
℃における比抵抗及び火花電圧を測定した。

【００１２】

【表１】

【００１３】

【表２】

【００１４】表１，表２から明らかなように、実施例
１、２においては比抵抗の上昇や火花電圧の低下は見ら
れない。

【００１５】次に、上記表１，表２に示した実施例、比
較例、従来例の駆動用電解液を使用して作製した定格２
５０−４７μＦのアルミニウム電解コンデンサ各１０個
について静電容量，ｔａｎδ，漏れ電流の初期特性及び
高温負荷試験（１０５℃中において定格電圧を印加、１
０００時間）後の静電容量、ｔａｎδ、漏れ電流、発生
ガス量、弁動作数を調査した結果を表３，表４に示す。

【００１６】

【表３】

【００１７】

【表４】

【００１８】表３及び表４から明らかなように、実施例
１、２と従来例の初期値における差は小さいが、高温負
荷試験後の従来例では、陰極アルミニウムはくのベーマ
イト反応によって発生したガスのために全数弁動作して
いる。またデキストリンの添加量が０．００５重量％と
少ない比較例１では、高温負荷試験後のガス発生を抑制
することができずに弁動作する個数が多く、デキストリ
ンの添加量が１２重量％の比較例２では、静電容量変化
率とｔａｎδの値が大きくなっている。

【００１９】（実施例Ｂ）前記（実施例Ａ）では、添加
剤としてデキストリンを使用した場合について述べた
が、この（実施例Ｂ）ではデンプンを用いた場合につい
て述べる。添加剤にデンプンを使用した以外は（実施例
Ａ）と同様の試料（表５，表６に示す）を作製し、試験
を行った。

【００２０】

【表５】

【００２１】

【表６】

【００２２】表５，表６から明らかなように、実施例
３，４においても比抵抗の上昇や火花電圧の低下は見ら
れない。次いで、上記表５，表６に示した実施例３，４
及び比較例４，５，６の駆動用電解液を使用して作製し
た定格２５０Ｖ−４７μＦの電解コンデンサ、各１０個
について（実施例Ａ）と同様に静電容量，ｔａｎδ，漏
れ電流の初期特性及び高温負荷試験（１０５℃中におい
て定格電圧印加、１０００時間）後の特性、発生ガス
量、弁動作数を調査した結果を表７，表８に示す。

【００２３】

【表７】

【００２４】

【表８】

【００２５】表７及び表８から明らかなように、デンプ
ンの添加量が０．００５重量％と少ない比較例４では、
高温負荷試験後のガス発生を抑制することができずに弁
動作する個数が多く、デンプンの添加量が１２重量％の
比較例５では、静電容量変化率とｔａｎδの値が大きく
なっていて、（実施例Ａ）とほぼ同様の結果を示してい
る。

【００２６】（実施例Ｃ）添加剤として（実施例Ａ）で
はデキストリン、（実施例Ｂ）ではデンプンを使用した
場合について述べたが、この（実施例Ｃ）ではグルコー
スを用いた場合について述べる。この添加剤にグルコー
スを使用した以外は（実施例Ａ）、（実施例Ｂ）と同様
の試料（表９，表１０に示す）を作製し、試験を行っ
た。

【００２７】

【表９】

【００２８】

【表１０】

【００２９】表９，表１０から明らかなように、実施例
５，６においても比抵抗の上昇や火花電圧の低下は見ら
れない。次いで、上記表９，表１０に示した実施例５，
６及び比較例７，８，９の駆動用電解液を使用して作製
した定格２５０Ｖ−４７μＦの電解コンデンサ、各１０
個について（実施例Ａ）、（実施例Ｂ）と同様に静電容
量，ｔａｎδ，漏れ電流の初期特性及び高温負荷試験
（１０５℃中において定格電圧印加、１０００時間）後
の特性、発生ガス量、弁動作数を調査した結果を表１
１，表１２に示す。

【００３０】

【表１１】

【００３１】

【表１２】

【００３２】表１１及び表１２から明らかなように、グ
ルコースの添加量が０．００５重量％と少ない比較例７
では、高温負荷試験後のガス発生を抑制することができ
ずに弁動作する個数が多く、グルコースの添加量が１２
重量％の比較例８では、静電容量変化率とｔａｎδの値
が大きくなっていて、（実施例Ａ）及び（実施例Ｂ）と
ほぼ同様の結果を示している。

【００３３】（実施例Ｄ）添加剤として（実施例Ａ）で
はデキストリン、（実施例Ｂ）ではデンプン、（実施例
Ｃ）ではグルコースを使用した場合について述べたが、
この（実施例Ｄ）ではブドウ糖を用いた場合について述
べる。この添加剤にブドウ糖を使用した以外は（実施例
Ａ），（実施例Ｂ），（実施例Ｃ）と同様の試料（表１
３，表１４に示す）を作製し、試験を行った。

【００３４】

【表１３】

【００３５】

【表１４】

【００３６】表１３，表１４から明らかなように、実施
例７，８においても比抵抗の上昇や火花電圧の低下は見
られない。次いで、上記表１３，表１４に示した実施例
７，８及び比較例１０，１１，１２の駆動用電解液を使
用して作製した定格２５０Ｖ−４７μＦの電解コンデン
サ、各１０個について（実施例Ａ）、（実施例Ｂ）、
（実施例Ｃ）と同様に静電容量，ｔａｎδ，漏れ電流の
初期特性及び高温負荷試験（１０５℃、１０００時間）
後の特性、発生ガス量、弁動作数を調査した結果を表１
５，表１６に示す。

【００３７】

【表１５】

【００３８】

【表１６】

【００３９】表１５及び表１６から明らかなように、ブ
ドウ糖の添加量が０．００５重量％と少ない比較例１０
では、高温負荷試験後のガス発生を抑制することができ
ずに弁動作する個数が多く、ブドウ糖の添加量が１２重
量％の比較例１１では、静電容量変化率とｔａｎδの値
が大きくなっていて、（実施例Ａ）、（実施例Ｂ）及び
（実施例Ｃ）とほぼ同様の結果を示している。

【００４０】なお、上記実施例では溶質としてセバシン
酸アンモニウムを使用した場合について述べたが、コハ
ク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、１，６
デカンジカルボン酸、マレイン酸、シトラコン酸の塩を
用いても同様の効果を得ることができる。

【００４１】また、添加剤としてデンプン、デキストリ
ン、グルコース、ブドウ糖を単独で使用した場合につい
て述べたが、これらの添加剤の２種以上を０．０１〜１
０重量％の範囲で添加しても同様の効果を得ることがで
きる。

【００４２】

【発明の効果】以上述べたように、本発明になる電解コ
ンデンサ駆動用電解液によれば、エチレングリコールと
水を溶媒とし、有機カルボン酸の塩を溶質としたもの
に、デンプン、デキストリン、グルコース、ブドウ糖の
中の１種又は２種以上の添加剤を０．０１〜１０重量％
添加することによって比抵抗を上昇させることなく、ｔ
ａｎδ及びＥＳＲを低下させることができる。また、陰
極アルミニウムはくに発生するベーマイト反応を抑制す
ることができるので、ガス発生が抑制されることによっ
て長寿命の電解コンデンサを提供することができる。こ
のガス発生の抑制は、特に高温下での寿命特性を向上さ
せる効果が顕著である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青山 哲男 新潟県新潟市太夫浜新割182番地 三菱瓦 斯化学株式会社新潟研究所内 (72)発明者 羽田 真由美 新潟県新潟市太夫浜新割182番地 三菱瓦 斯化学株式会社新潟研究所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エチレングリコールと水からなる溶媒
   と、有機カルボン酸塩からなる溶質と、デンプン、デキ
   ストリン、グルコース及びブドウ糖から選ばれた少なく
   とも１種以上の添加剤とからなり、該添加剤が０．０１
   〜１０重量％であることを特徴とする電解コンデンサ駆
   動用電解液。