JPS6369213A - 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） アルミニウム等の弁作用金属の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
ム等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等の極性有機溶媒を主溶媒とし、
これに飽和有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５８−１３（）１９号公報）。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、前記の電解液においては、電気抵抗値の
指標である損失（ｔａｎ　δ）を下げるために１〜３０
重量％の水を含有させることが行われているが、この場
合には陰極箔の侵食や解離したアンモニア（ＮＨ３）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（ｔａｎ　δ）の変化が大きいという問題点があっ
た。また、電導度が高く　（電気抵抗が低く）、かつ高
温で安定な液として飽和鎖状ジカルボン酸の第４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、実施例によれば、この電解液の電導度はせいぜい
９．４ｍＳ／ｃｌａで、現在要求されている水準（１２
〜２５ｍ５／ｃｍ）から見れば不十分であるという問題
点があった。

本発明は、前記の問題点を解決して、電気抵抗が低（（
電導度が高＜）、かつ高温安定性の優れた電解コンデン
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、極性有機溶媒に
Ｏ−フタル酸の第４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０−フタル酸の第４アンモニ
ウム塩としては、一般式ＲａＮ’で示される第４アンモ
ニウムのアルキル基（Ｒ）の炭素数１〜１０個のもの、
特に１〜４個のものが好適に使用され、たとえば、０−
フタル酸テトラメチルアンモニウム、０−フタル酸テト
ラエチルアンモニウム、０−フタル酸テトラプロピルア
ンモニウム、０−フタル酸テトラブチルアンモニウムな
どがあげられる。

本発明において、０−フタル酸の第４アンモニウム塩を
使用するのは、０−フタル酸の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ｔａｎ　δが大きく
なってしまい好ましくないためである。

本発明で用いられる０−フタル酸の第４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、飽和溶液の状態の時に比抵抗が最も小さ
い点を考慮すると１〜５０％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重量％が好適で
ある。

本発明で用いる極性有機溶媒としては、電解コンデンサ
に通常使用される極性有機溶媒であればいずれも使用可
能である。これらの溶媒の中で、アミド類、ラクトン類
、グリコール類、硫黄化合物類または炭酸塩類が好適に
使用できる。好ましい溶媒の具体的な例としては、ジメ
チルホルムアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、γ−ブチ
ロラクトン、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があげられ
、これらの溶媒は単独で、あるいは適宜混合して使用さ
れる。

本発明において０−フタル酸の第４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４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０−フ
タル酸に第４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４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、電解コンデンサのケースの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方が好ましい
。したがって、コンデンサの使用目的に対応して、水の
含有量は電解液組成中０．１〜２０重景％の範囲が好ま
しく　、Ｏ，Ｓ〜１５重量％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。典型的態様としては、紙等の適宜のセパ
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、耐食性を有する金属や合成樹脂等のケースに収納
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基づいて具体的に
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０−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、エ
バポレータにより水を除去してＯ−フタル酸の第４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ｐＨは、５〜７になるよう調整した。

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１０Ｖ、１０００μＦ）を製作し、
高温負荷試験（定格電圧印加、１２５℃、１０００時間
）を行って、損失（ｔａｎ　δ）の変化を測定しその結
果を第１表に示した。また、０−フタル酸の第４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ってその結果を第１表に
示した。

次に、極性有機溶媒としてＴ−ブチロラクトンを選び、
溶質として０−フタル酸テトラメチルアンモニウム（実
験例１）、Ｏ−フタル酸トリエチルアミン（実験例２）
、アジピン酸テトラメチルアンモニウム（実験例３）お
よびマレイン酸トリエチルアミン（実験例４）を種々の
濃度に溶解し、密閉容器中で１２５℃において１０００
時間保存後、４０℃における比抵抗と８５℃における火
花電圧を測定した。第１図にその結果をそれぞれグラフ
１〜４として示す、第１図においては実験例１〜４はす
べて溶質の濃度が高い程、比抵抗も火花電圧も小さくな
る傾向を示した。電解液としては比抵抗が小さく、かつ
火花電圧が大きい程、好ましく、図中左上部にプロット
されるものが好ましい。したがって、実験例１　（実施
例１に対応）の電解液が実験例２〜４（比較例１〜３に
対応）の電解液よりも高温特性が優れていることが分る
。

第２図にはγ−ブチロラクトンにＯ−フタル酸テトラメ
チルアンモニウムを種々の濃度で溶解させた電解液の４
０℃における比抵抗の値を示す。この図から明らかなよ
うに溶質の濃度の増加とともに、電解液の比抵抗は小さ
くなるが、濃度が４０〜５０％になると飽和状態になっ
て沈澱が生成するようになり、これ以上比抵抗を下げる
ことはできな第１表 （発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、高温条件下での損
失（ｔａｎ　δ）の変化が小さい高温安定性の優れた電
解コンデンサが得られる。

【図面の簡単な説明】 第１図は、実験例１〜４における電解液の比抵抗と火花
電圧との関係を示すグラフであり、第２図は本発明で使
用する０−フタル酸の第４アンモニウム塩の濃度（重量
％）と比抵抗との関係を示すグラフである。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）極性有機溶媒にｏ−フタル酸の第４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）前記電解液中のｏ−フタル酸の第４アンモニウム
   塩の含有量が１〜５０重量％である特許請求の範囲第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４アンモニウム
   のアルキル基（Ｒ）の炭素数が１〜１０個である特許請
   求の範囲第１項または第２項記載の電解コンデンサ。