JPS6015140B2 - 電解コンデンサ駆動用電解液 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電解コンデンサの駆動用電解液に関し、とくに
、電解コンデソサの高温信頼性を著しく改善することの
できる電解液を提供するものである。

〔従来の技術〕

従来、電解コンデンサ駆動用電解液としては、エチレン
グリコールを主溶媒とし、これに棚酸アンモニウム、ま
たは有機酸アンモニウム塩を溶解した電解液が（特開昭
５２一１０５５７）で公知である。

これらの電解液は、前者の場合２５〜３肌ｔ％、後者の
場合０〜２仇の％の水を含んでいるが、電解液中に２肌
ｔ％を越える水が存在すると、電極に用いられるアルミ
ニウムなどの弁作用金属が腐蝕し、この際、水素ガスを
発生するため容器内の圧力が増加し、コンデンサを破壊
することがあり、電解コンデンサの寿命特性に悪影響を
及ぼす。また電解コンデンサの使用温度がより高に場合
には、徴量の水でも長期的には寿命特性に悪影響を及ぼ
す。このため、より高温度での寿命特性を改善するため
には、電解液中の水の量を減すことが好ましい。しかる
にこの水は陽極酸化皮膜の皮膜修復をするため０．１ｗ
ｔ％以上は必要であり、かつ電解液の比抵抗を下げるた
めに加えざるを得ない重要な組成物である。これは第２
表および第４表からも明らかである。このような理由か
ら従菜では化成電圧を高くした電極を使用する方法や、
或いは発生する水素ガスと化学反応する溶質を添加する
方法等がとられているがいずれも充分でなかった。

〔問題を解決するための手段〕

本発明は上記従釆型の欠点を除去するもので、とくに寿
命の延長を計り、高温における信頼性を向上させると共
に、その他の特性を維持または改善するものである。

具体的にはアルミニウム等の弁作用金属の腐蝕防止剤と
して、例えばポリオキシェチレンソルビタンモノオレー
ト（以下ＰＯＥＳＭＯを略す）を使用し、イオノゲンと
してモノ或いはジカルポン酸、またはそれらの塩を使用
した電解液に添加することを特徴とするものである又、
本発明の効果として上記ＰＯＥＳＭＯを加えることによ
って電解液中の水の量を増加させても寿命特性的に従来
より良好となり、特性的にも電解液の比抵抗が下がるこ
とから改善が為される。

〔実施例〕

以下、本発明による実施例について述べると、エチレン
グリコール、ジェチレングリコール等の多価アルコール
類やエチレングリコ−ルモノメチルェーテル等のグリコ
ールェーテル類、エチレングリコールモノメチルヱーテ
ルアセテート等のエーテル類、或いはジメチルホルムア
ミド、Ｎメチルピロリドン等のアミン類の中の一種また
は二種以上からなる有極性溶媒にたし、し、コハク酸、
アジピン酸、セバシン酸等のジカルポン酸類またはその
塩、或いは安息香酸等の芳香族カルボン酸類またはその
塩のうち、一種または二種以上を容質として加え、これ
に水０．１〜３仇れ％を加えて溶解した後、該溶液にポ
リオキシェチレンソルビタンモノオレート或いはその譲
導体を０．５ｗｔ％〜５．肌ｔ％添加することにより、
電解コンデンサ駆動用の電解液を生成せしめるものであ
る。

ここで、上記本発明の実施例における電解液の組成を具
体的に例示し、従来の組成例と比較したものを第１表及
び第２表に示す。

尚、本発明途中の電解液例も示す。

第１表 また上記第１表の本発明によるそれぞれの組成にもとず
く電解コンデンサ（例えば５肌ｖ・１００００ｒｆ）に
ついて、８５Ｃ０高温負荷試験結果を同様に第３表に示
す。

第３表 また上記第２表の本発明によるそれぞれの組成に基づく
電解コンデンサ（例えば、２５ｗｖ、６８００ムＦ）に
ついて１０５００高温負荷試験結果を同様に第４表に示
す。

第４表 また、本発明に係るポリオキシヱチレンソルビタンモノ
オレート（ＰＯＥＳＭＯ）を「電解液に添加した場合の
アルミニウムへの防蝕効果に関し添加濃度と水素ガス発
生量についての試験結果を図面の特性曲線図にて示す。

なおこの場合上記第１表の本発明に係る実施例の電解液
を使用し加速試験として一定量の水を添加し、８５ｑ０
で試験を行ったものである。この結果、同図から明らか
な様に上記 ＰＯＥＳＭＯの無添加状態（Ｎｉｌ）に対し、これを基
準とするとＰＯＥＳＭＯの添加濃度１０００ｐｐｍとし
た場合には、加速試験開始と共にアルミニウムの腐蝕も
始まり、同時に水素ガスが発生する。

そして、約３時間の経過時までは、急峻に水素ガスの発
生量が増加していわゆる腐食の促進状態となりその後も
おだやかなカーブをもって、水素ガスは継続的に発生す
る。つぎにこのＰＯＥＳＭＯの添加濃度を倍の２０００
ｐｐｍとした場合には加速試験開始後、約１時間の経過
時からアルミニウムの腐蝕が始まると共に、約２時間の
経過時から同様に急峻に水素ガスの発生量が増加し、約
７時間の経過時には、上記基準状態（Ｎ：１）と略同じ
量の水素ガスが発生するようになる。ついでＰＯＥＳＭ
Ｏの添加濃度を３０００ｐｐｍとした場合には１０００
〜２０００ｐｐｍと異なり、水素ガスの発生量の増加は
遅く、不完全ではあるが防蝕効果があるといえる。つぎ
に添加濃度をさらに増して５０００ｐｐｍあるいは１０
０００ｐｐｍ、５００００ｐｐｍとした場合には、加速
試験開始後、上言己同様の時間が経過しても、水素ガス
が発生するような状態は全く見られない。すなわち、こ
のことは当該ＰＯＥＳＭＯがアルミニウムの腐蝕にたし
、する防蝕効果を発揮し、水素ガスの発生が完全に抑制
されたことを示すものである。さらには、以上にて説明
した第３表から明らかなように、８５００において定格
電圧を印加した場合従釆例の電解コンデンサは数百時間
で防嬢弁が作動しているのにたし、し、本発明の実施例
による電解コンデンサは２００畑寺間後において全く異
常が認られない。また電解液組成中の水の量を従来例よ
り増しても全く異常が認められない。さらに第４表から
１０９０において定格電圧を印加した場合でも同様の結
果となっており、このことは上記ＰＯＥＳＭＯの金属腐
蝕防止作用が著しいことが示されている。この様に本発
明によれば電解コンデンサは電解液の組成を変えるだけ
でよく、構造および製造方法の変更は必要としない。し
かし本発明はィオノゲンとしてモノ或いはジカルボン酸
、またはそれらの塩を使用した電解液に、上記ＰＯＥＳ
ＭＯを添加することにより、この電解液を使用した電解
コンデンサの高温における寿命を数倍以上に向上させる
ことができる。さらに本発明による場合には、電解コン
デンサの使用最高温度を上記実施例の８５ｑｏ、１０５
ｑｏのみならず、１２５ｑ０以上に引き上げることも可
能である。また電解液組成中の水を多くできることから
電解液の比抵抗が下がり、特性面の改善も可能である。
〔発明の実用化範囲〕 なお本発明に係る電解液の成分中、水は０．１〜３仇れ
％の量が好ましく、０．１ｗｔ％未満ではコンデンサ素
子の皮膜修復性が低下し、３０％を越えると、比抵抗の
低下が殆んどなく、実用性が薄い。

また、ＰＯＥＳＭＯの添加量は０．５Ｍ％〜５ｗｔ％の
量が好ましく、０．５ｗｔ％禾満では防蝕効果が完全で
なく、５Ｍ％を越えると電解液が超泡するため、いずれ
も実用に供しない。図面の簡単な説明図面は本発明の一
実施例に係る電解コンデンサ駆動用電解液のアルミニウ
ムへの防蝕効果に関しＰＯＥＳＭＯの電解液にたし・す
る添加濃度と水素ガス発生量との関係を時間と共に示す
特性曲線図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ エチレングリコール、ジエチレングリコール等の多
   価アルコール類やエチレングリコールモノメチルエーテ
   ル等のグリコールエーテル類、エチレングリコールモノ
   メチルエーテルアセテート等のエーテル類或いはジメチ
   ルホルムアミド、Ｎメチルピロリドン等のアミン類の中
   の一種または二種以上からなる有極性溶媒に、コハク酸
   、アジピン酸セバシン酸等のジカルボン酸類またはその
   塩、或いは安息香酸等の芳香族カルボン酸類またはその
   塩のうち、一種または二種以上を溶質として加えこれに
   水０．１〜３０ｗｔ％を加えて溶解し、該溶液にポリオ
   キシアチレンビタンモノオレート或いはその誘導体を０
   ．５ｗｔ％〜５．０ｗｔ％添加することを特徴とする電
   解コンデンサ駆動用電解液。