JPS63228708A - 電解コンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、詳しくは新規な駆動用電解液
を使用した電解コンデンサに閏オる。

［従来の技術］ ′ｒルミニウムなどのｆＦ作作用属からなる陽極箔およ
び陰極箔をセパレータとともに巻回してコンデンサ素子
とした電解コンデンサは、一般にコンデンサ素子・に駆
動用電解液を含浸し、アルミニラｌ、などの金属ケース
や合成樹ｍ製のケースにコンデンサ素子を収納し、密閉
した構造をノｒする。

このよ・）な電解コンデンサの駆動用電解液としては、
従来エチレングリコールなどの極性ｔｒ機溶媒を−し溶
媒とし、これに飽和イｒＪａｆａのアンモニウム塩のよ
うに、金属からなる電極を９食しない塩を溶解した電解
機が一般に便用されている（特公昭５８−１３０１９号
公報）。また、電解液の溶媒としてγ−ブチロラクトン
とエチレングリコールの混合溶媒を使用することも知ら
れＣいる（特開昭５４−７５６４号公報）ａ ［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、特公昭５Ｂ−１３０１９号に開示された
電解液においては、電気抵抗値の指標てある損失角の正
接（ｔａｎδ）を下げるためにｌモニア（ＮＨｓ　）の
蒸散のため高温度におけるコンデンサの特性劣化、特に
損失角の正接（ｔａｎδ）の変化が大きいという問題点
があった。また、電導度が高＜　（１気抵抗が低く）、
かつ高温で安定な電解液として飽和鎖状ジカルボン酸の
第四アンモニウム塩を極性有機溶媒に溶解した電解液の
使用が特開昭５９−７８５２２号公報に開示されている
。しかしながら、同公報中の実施例によれば、この電解
液の電導度はせいぜい９．４ｍＳ　／　ｃ　ｍで、現在
要求されている水準（１２〜２５　ｍ　Ｓ　／　ｃ　ｍ
　）から見れば不充分であるという問題点かあった。さ
らに、混合溶媒として上述の特開昭５４−７５６４号に
みられるよりなγ−ブチロラクトンとエチレングリコー
ルを使用した場合には、低温においてエチレングリコー
ルの粘度が増加するためにコンデンサの低温特性の改善
効果が小さいという問題点があった。

本発明はこのような問題点を解決して、電気抵抗が低く
（電導度か高く）、低温特性が優れ、かつ高温安定性の
帰れた駆動用電解液を使用した電解コンデンサを提供す
ることを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、前記問題点を解決するために極性有機溶媒に
Ｏ−フタル酸の第四アンモニウム塩を溶解してなる駆動
用電解液を使用したことを特徴とする電解コンデンサを
提供するものである。

本発明において用いられるＯ−７タル酸の第四アンモニ
ウム塩としては、一般式Ｒ，Ｎゝで示される第四アンモ
ニウムのアルキル基（Ｒ）の炭素数が１〜１０個のもの
、特に１〜４個のものを好適に使用することができ、例
えばＯ−フタル酸テトラメチルアンモニウム、Ｏ−フタ
ル酸テトラエチルアンモニウム、Ｏ−フタル酸テトラプ
ロピルアンモニウム、Ｏ−フタル酸テトラブチルアンモ
ニウムなどを挙げることができる。

本発明におい°Ｃ，ａ−フタル酸の第四アンモニウム塩
を使用するのは、Ｏ−フタル酸が他のアミいからである
。

本発明で用いられる０−フタル酸の第四アンモニウム塩
の電解液組成中における含存量（濃度）は適宜選ぶこと
ができるが、飽和溶液の状態のときに比抵抗が最も小さ
いことを考慮すると１〜５０重量％が適当であり、なか
でも良好な高温安定性を得るためには５〜４０ｆｉ量％
が好適である。

本発明で用いる極性有機溶媒としては前記の問題点を解
決するために少なくともγ−ブチロラクトンとＮ、Ｎ−
ジメチルホルムアミドを含有する。ここで、アルキル基
としてはメチル、エチル、プロピル・・・などがあるが
、そのうちでも低温特性の改善上、メチル右よびエチル
が好ましい。さらに混合する溶媒としては電解コンデン
サに通常使用されている極性有機溶媒であ九ばいずれも
使用でき、アミド類、ラクトン類、グリコール類、硫貨
化合物類または炭素塩類が好適に使用できる。混合可能
な好ま【７い溶媒の１体的な例としては、Ｎ−メチルホ
ルムアミド、β−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン
、Ｎ−メチルピロリドン、エチレングリコール、エチレ
ングリコール・モノアルキルエーテル、エチレングリコ
ール・ジアルキルエーテル、ジメチルスルホキシド、炭
酸プロピレン、エチレンシアノヒドリンなどを挙げるこ
とができ、これら溶媒は単独で、あるいは複数の組合せ
で適宜混合して使用される。

本発明において、Ｏ−フタル酸の第四アンモニウム塩を
含有する駆動用電解液を得るにはこの第四アンモニウム
塩を極性有機溶媒に添ノｍしてもよいが、溶媒中で０−
フタル酸の第四アンモニウム塩を生成可能な物質を反応
させることによって、この第四アンモニウム塩を生成さ
せでもよい。

本発明では電解液中に水を含有させることは必ずしも必
要ではないが、比抵抗を下げるためには水の含有は効果
的である。ただし・、ある限度以上に水のな打射を多く
すると、内部ガスの発生に伴う′賀解二７ンデンサのケ
ース膨ｊ′ムや電極箔の侵食を増大させる要因になるの
で高温度で長時間使用す用目的に対応して、水の含有量
は電解液ｍ酸中ｏ、ｉ〜２０重量％の範囲が好ま１ノ＜
、０．５〜１５重１％の範囲がさらに好ましい。

本発明の電解コンデンサには、種々の通様のコンデンサ
が包含される。典型的な態様としては、紙などの適宜の
セパレータで分層したアルミニウム箔陽極とアルミニウ
ム箔陰極とを使用し、これらを円筒状に６いたものをコ
ン、デンサ素子とし、この素子に駆動用電解液を含浸さ
せる。電解液の含ｌｉｔとしてはセパレータに対して、
好ましくは５０〜３００重量％とされる。電解液が含浸
された素子は、耐食性を有する金属や合成樹脂などのケ
ースに収納し、密封した構造にされる。

［実施例］ 以下、本発明を実施例および比較例にもとづいて具体的
に説明する。

水酸化テトラアルキルアンモニウム（アルキル基の炭素
数１〜３）の１０％水溶液とＯ−フタル酸とを等モル数
になるように混合して０−フタル酸を溶解させた後５エ
バポレータにより水を除去してＯ−７タル酸の第四アン
モニウム塩を生成させ、こわらを溶質として所定量を極
性４ｆ機溶媒に溶解させて実施例１〜１０の電解液とし
た。電解液のＰＨは５〜７になるように調整した。

こｎらの電解液を使用してアルミニウムを電極とする電
解コンデンサ（定ａｉｏｖ、１０００μＦ）を製作し、
高温負荷試験（定格電圧印加、１２５℃、１０００時間
）を行なって、損失角の正接（ｔａｎδ）の変化を測定
し、その結果を第１表に示した。また、０−フタセ酸の
第四アンモニウム塩以外の溶質を使用した場合を比較例
１〜４とし、実施例と同様にし゛Ｃ電解コンデンサを製
作し、実施例と同じ条件で高温負荷試験を行ない、その
結果を第１表に示した。なお、第１表中のＤＭＦはＮ、
Ｎ−ジメチルホルムアミドを示す。

次に、第２表に電解コンデンサの低温特性を示す。７に
解コンデンサは上述したものと同一であに対する容は変
化率、Ｚ／２２０℃は２０℃に対するインピーダンス比
をそれぞれ示す。

ｎ；１０の平均値 第１表から分るように、比較例は高温負荷試験において
、損失角の正接の変化が大きいのに対して、実施例では
この変化を小さいものとすることができる。

また、第２表から分るように、比較例は低温特性におい
て八Ｃ／Ｃ２０℃およびＺ／Ｚ　２０℃の変化率が大き
いのに対して、実施例ではこの変化率の他派を図ること
ができるものである。

最後に、第１図に電解液中の０−フタル酸テトラ、メチ
ルアンモニウムの量を一定（２０ｗ　ｔ％）とした場合
のＮ、Ｎ−ジメチルホルムアミドおよびγ−ブチロラク
トンの量と電解液の電導度との関係を示す。また、第２
図にＮ、Ｎ−ジメチルホルムアミドおよびγ−ブチロラ
クトンの贋を等量とした場合の０−フタル酸テトラメチ
ルアンモニウムの添加量と電解液の電導度との関係を示
す。

［発明の効果］ 以北にて説明したように本発明によれば、低温特性が優
れ、かつ高温条件下での損失角の正接（ｔａｎδ）の変
化が小さい高温安定性の優わた電解コンデンサを提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る電解液中のＮ、Ｎ−ジメチルホル
ムアミドおよびγ−ブチロラクトンの量と電解液の電導
度との関係を示す特性図、第２［Ａは本発明に係る電解
液中の０−７タル酸テトラメチルアンモニウムの量と電
解液の電導度との関係を示す特性図である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）γ−ブチロラクトンとＮ、Ｎ−ジメチルホルムア
   ミドとからなる極性有機溶媒にｏ−フタル酸の第四アン
   モニウム塩を溶解してなる駆動用電解液を使用したこと
   を特徴とする電解コンデンサ。
2. （２）駆動用電解液中のｏ−フタル酸の第四アンモニウ
   ム塩の含有量が１〜５０重量％であることを特徴とした
   特許請求の範囲第１項記載の電解コンデンサ。
3. （３）一般式Ｒ＿４Ｎ＾＋で表される第四アンモニウム
   のアルキル基（Ｒ）の炭素数が１〜１０個であることを
   特徴とした特許請求の範囲第（１）項または第２項記載
   の電解コンデンサ。