JPS63239913A - 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関する。

［従来の技術］ アルミニウムなどの弁作用金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、アルミニウムなどの金属ケースや合成樹
脂製のケースにコンデンサ素子を収納し、密閉した構造
を有する。

このよう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有機溶媒を主溶媒とし
、これに飽和打機酸のアンモニウム塩のように、金属か
らなる電極を侵食しない塩を溶解した電解液が一般に使
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ている（特
開昭５４−７５６４号公報）。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、特公昭５８−１３０１９号に開示された
電解液においては、電気抵抗値の指標である損失角の正
接（ｔａｎδ）を下げるために１るが、この場合には陰
極箔の侵食や解離したアンモニア（Ｎ）Ｉ３　）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ンの変化が大きいという問題点かあ
ワた。また、電導度が高く（′８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があった。さらに
、混合溶媒として上述の特開昭５４−７５６４号にみら
れるような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
（電導度が高く）、低温特性が優れ、かつ高温安定性の
優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
安息香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安息香酸の第四アンモニウム
塩としては、一般式Ｒ，Ｎ“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
安息香酸テトラメチルアンモニウム、安息香酸テトラエ
チルアンモニウム、安息香酸テトラプロピルアンモニウ
ム、安息香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。

本発明において、安息香酸の第四アンモニウム塩を使用
するのは、安息香酸が他のアミン塩などの場合には、電
解液の電導度が低く、製品のｔａ本発明で用いられる安
息８酸の第四アンモニウム塩の電解液組成中における含
有量（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１〜５
０重后％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５〜４０重層％が好適である。

本発明で用いる極性有機溶媒とし・ては航記の問題点を
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、メチルおよびエチ
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ればいずれ
も使用でき、アミド類、ラクトン類、グリコール類、硫
黄化合物類まｌこは炭素塩類が好適に使用できる。混合
可能な好ましい溶媒の具体的な例としては、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、安息香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
極性有機溶媒に添加してもよいが、溶媒中で安息香酸の
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てもよい
。

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含有量を多くす
ると、内部ガスの発生に伴う電解コンデンサのケース膨
れや電極箔の侵食を増大させる要因になるので高温度で
長時間使用する目的のためには、水の含有量はなるべく
少ない０．１〜２０重量％の範囲が好ましく、０．５〜
１５重量％の範囲がさらに好ましい。

本発明の電解コンデンサには、種々の態様のコンデンサ
が包含される。典型的な態様としては、紙などの適宜の
セパレータで分離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、これらを円筒状に巻いたものをコ
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。電解液の含浸量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、耐食性を存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１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。

水酸化テトラアルギルアンモニウム（アルキル基の炭素
数１〜３）の１０％水溶液と安息香酸とを等モル数にな
るように混合して安息香酸を溶解させた後、エバポレー
タにより水を除去して安息香酸の第四アンモニウム塩を
生成させ、これらを溶質として所定量を極性有機溶媒に
溶解させて実施例１〜１０の電解液とした。電解液のｐ
Ｈは５〜７になるように調整した。

これ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（定格２６Ｖ、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、安息香酸の第四
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、実施例と同様にして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。

第１表電解液組成例と高温負荷試験 衣に、第２表に電解コンデンサの低温特性を示す。電解
コンデンサは上述したものと同一であり、試料個数は各
１０個である。測定周波数は１２０Ｈｚである。表中の
八Ｃ／Ｃ２０℃は２０℃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／Ｚ２０℃の変化率が大きい
のに対して、実施例ではこの変化率の低減を図ることが
できるものである。

＠後に第１図に電解液中の安息香酸テトラメチルアンモ
ニウムの量を一定（３５ｗｔ％）とじた場合の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
電解液の電導塵との関係を示す。また、第２図にＮ、Ｎ
−ジメチルホルムアミドおよびγ−ブチロラクトンの量
を等量とした場合の安息香酸テトラメチルアンモニウム
の添加量と電解液の電導塵との関係を示す。

［発明の効果］ 以−Ｆ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れ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図に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
塵との関係を示す特性図、第２図は本発明に係る電解液
中の安息香酸ブトラメチルアンモニウムの量と電解液の
電導塵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安息香酸の第四アンモニ
   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）駆動用電解液中の安息香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。