WO2002101773A1 - Solution electrolytique pour condensateur electrolytique et condensateur electrolytique utilisant cette solution - Google Patents

Solution electrolytique pour condensateur electrolytique et condensateur electrolytique utilisant cette solution Download PDF

Info

Publication number
WO2002101773A1
WO2002101773A1 PCT/JP2002/004571 JP0204571W WO02101773A1 WO 2002101773 A1 WO2002101773 A1 WO 2002101773A1 JP 0204571 W JP0204571 W JP 0204571W WO 02101773 A1 WO02101773 A1 WO 02101773A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electrolytic solution
solvent
electrolytic capacitor
electrolytic
capacitor according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2002/004571
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Masayuki Takeda
Masahiro Takehara
Makoto Ue
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Chemical Corp filed Critical Mitsubishi Chemical Corp
Priority to EP02778902A priority Critical patent/EP1394824A4/en
Priority to CNB028097165A priority patent/CN100394522C/zh
Publication of WO2002101773A1 publication Critical patent/WO2002101773A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Priority to US10/704,803 priority patent/US7072173B2/en
Priority to US11/304,600 priority patent/US7460357B2/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/004Details
    • H01G9/022Electrolytes; Absorbents
    • H01G9/035Liquid electrolytes, e.g. impregnating materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/004Details
    • H01G9/08Housing; Encapsulation
    • H01G9/10Sealing, e.g. of lead-in wires
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/145Liquid electrolytic capacitors

Definitions

  • the present invention relates to an electrolytic solution for an electrolytic capacitor and an electrolytic capacitor using the same.
  • Electrolytic capacitors are characterized by having a large capacitance while being small, and are frequently used for low-frequency filters and bypasses.
  • An electrolytic capacitor generally has a structure in which an anode foil and a cathode box are wound through a separator, and this is housed in a case and sealed (see FIGS. 1 and 2).
  • Metal such as aluminum or tantalum having an insulating oxide film formed as a dielectric layer is used for the anode foil, and an etched aluminum foil is generally used for the cathode foil.
  • the separator interposed between the anode and the cathode is impregnated with electrolyte to prevent a short circuit between the two electrodes, and functions as a true cathode.
  • electrolyte is an important component that has a significant effect on the characteristics of electrolytic capacitors.
  • the electrical conductivity is directly related to the energy loss impedance property of the electrolytic capacitor and the like, and therefore, the development of an electrolyte having a high electrical conductivity is actively performed.
  • a quaternary ammonium salt such as phthalic acid / maleic acid (Japanese Patent Application Laid-Open No.
  • Electrolyte solutions for electrolytic capacitors are required to have higher electrical conductivity, better thermal stability, and higher withstand voltage properties, and also to have these properties. Electrolytic capacitors are also required to have lower impedance, better thermal stability, and higher withstand voltage, and to have both of these properties. However, heretofore, the electrolytic solution for electrolytic capacitors and
  • the present invention (1) is an electrolyte for electrolytic capacitor containing tetrafluoropropoxy O lower Rumin acid ion, a tetra full O lower Rumin acid ion, quaternary Oniumu salt Tet rough Ruo lower Rumin acid
  • the electrolytic solution for an electrolytic capacitor described above which is contained in the form of one or more salts selected from the group consisting of an amine salt, an ammonium salt, and an alkali metal salt.
  • the present invention is an electrolytic capacitor using the electrolytic solution for an electrolytic capacitor of the present invention (1), and is an electrochemical device using a conductive material containing tetrafluoroaluminate ion.
  • the present invention (2) is an electrolytic solution for an electrolytic capacitor containing a salt and a solvent, wherein the electric conductivity X (mS-cm " 1 ) at 25 ° C and the withstand voltage Y (V) of the capacitor are: Equation (I):
  • the present invention provides an electrolytic solution comprising: a solvent containing 50% by weight or more of a solvent, a boiling point in the solvent of 250 ° C. or more, a melting point of 60 to 40 ° (: and a dielectric constant ( ⁇ , 25 ° C.
  • the weight ratio of the solvent having a boiling point of at least 190, the boiling point of less than 250 ° C, the melting point of 1 to 40 ° C, and the dielectric constant ( ⁇ , 25 ° C) of 25 or more The electrolytic solution for an electrolytic capacitor of the present invention (2), wherein the electrolytic solution contains a solvent in an amount of 50% by weight or more, and has a boiling point in the solvent of 190C or more, less than 250 ° C, and a melting point of 60 to 40.
  • the weight ratio of the solvent having 25 or more is boiling point 250 ° C or more, melting point-60 to 40 ° C, and dielectric constant ( ⁇ , 25 ° C)
  • the electrolytic solution for electrolytic capacitors according to the present invention (2) which exceeds the weight ratio of the solvent having 25 or more.
  • the present invention is an electrolytic capacitor using the electrolytic solution for an electrolytic capacitor of the present invention (2).
  • FIG. 1 is a perspective view of a wound type element of an electrolytic capacitor, wherein reference numeral 1 denotes an anode foil, reference numeral 2 denotes a cathode foil, reference numeral 3 denotes a separator, and reference numeral 4 denotes a lead wire.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the electrolytic capacitor.
  • Reference numeral 5 denotes a sealing material, and reference numeral 6 denotes an outer case.
  • FIG. 3 is a graph showing the relationship between the electric conductivity X of the electrolytic solution for an electrolytic capacitor of the present invention and the withstand voltage Y of the electrolytic capacitor.
  • a first aspect of the present invention is an electrolytic solution for an electrolytic capacitor containing tetrafluoroaluminate ions.
  • Anion component in electrolyte for electrolytic capacitor thus, it has been found that when tetrafluoroaluminate ions are contained, an electrolytic solution having high electric conductivity, excellent thermal stability, and high withstand voltage can be obtained.
  • the tetra.fluoroaluminate ion is a monovalent anion formed by bonding four fluorine atoms to an aluminum atom, represented by the chemical formula: A 1 F 4 —, and is also referred to as tetrafluoroaluminate. .
  • tetrafluoroaluminate ions are used for all or a part of the anion component, and the tetrafluoroaluminate ion in the anion component is preferably 5 to 100 mol%. It is preferably from 30 to 100 mol%, particularly preferably from 50 to: 100 mol%, most preferably 100 mol%.
  • the electrolytic solution of the present invention may contain tetrafluoroaluminate ion in the form of a salt in the electrolytic solution.
  • the tetrafluoroaluminate is preferably at least one selected from the group consisting of quaternary ammonium salts, amine salts, ammonium salts and alkali metal salts.
  • quaternary ammonium salt examples include a quaternary ammonium salt, a quaternary phosphonium salt, a quaternary imidazolyme salt and a quaternary amidinium salt.
  • quaternary ammonium ion of the quaternary ammonium salt include the following.
  • tetramethylammonium methyltrimethylammonium, methyldimethylammonium, triethylmethylammonium, tetraethylammonium, trimethyl_n-propylammonium, trimethylisopropylammonium , Trimethyl-n-butylammonium, trimethylisobutylammonium, trimethyl-t-butylammonium, trimethyl n-hexylammonium, dimethyldi-n-propylammonium, dimethyldiisopropylammonium, Dimethyl-n-propyl isopropyl ammonium, methyl tri-n-propyl ammonium, methyl triiso Propylammonium, Methyldi-n-propylisopropylammonium, Methyl-n-propyldisopropylammonium, Triethyl n-propylammonium, Triethyliso
  • Aromatic substituted ammonium For example, those having a total of 4 to 12 carbon atoms, such as trimethylphenylammonium, and those having a total of 13 or more carbon atoms, such as tetraphenylammonium.
  • pyrrolidiniums such as N, N-dimethylpyrrolidinium, N-ethyl-N-methylpyrrolidinium, N, N-getylpyrrolidinium, N, N-tetramethylenepyrrolidinium; N, N-dimethylbiberidinium Piberidinium, such as aluminum, N-ethyl-N-methylbiperidinium, N, N-getylpiperidinium, N, N-tetramethylenepiperidinium, N, N-pentamethylenepiperidinium Morpholiniums such as N, N-dimethylmorpholinium, N-ethyl-N-methylmorpholinium, and N, N-getylmorpholinium. All of these have a total of 4 to 12 carbon atoms. However, the electrolyte solution of the present invention may have a total of 13 or more carbon atoms.
  • pyridinium such as N-methylpyridinium, N-ethylpyridinium, Nn-n-propylpyridinium, N-isopropylpyridinium, N-n-butylpyridinium and the like can be mentioned. . All of these have a total of 4 to 12 carbon atoms, but those having a total of 13 or more carbon atoms can be used for the electrolytic solution of the present invention.
  • the quaternary phosphonium ion of the quaternary phosphonium salt include tetramethylphosphonium, triethylmethylphosphonium, tetraethylphosphonium and the like. All of these have a total of 4 to 12 carbon atoms, but those having a total of 13 or more carbon atoms can be used in the electrolytic solution of the present invention.
  • quaternary imidazolym ion of the quaternary imidazolyl salt examples include 1,3-dimethylimidazolym, 1,2,3, -trimethylimidazolym, and 1-ethyl-3-methylimidazolym.
  • a quaternary imidazonium having a total of 13 or more carbon atoms can also be used.
  • 1,3-dimethyl-2-n-decenylimidazo And dimethyl-1,21-heptanyldecyl imidazolium can also be used in the electrolytic solution of the present invention.
  • 2- (2′-hydroxy) ethyl-1,3-dimethylethyl Midazolym 1- (2'-hydroxy) ethyl-2,31-dimethylimidazolym, 21-ethoxymethyl-1'3-dimethylimidazolym, 1-ethoxymethyl-2,3-dimethylimidazolium and the like.
  • Preferred examples of the quaternary amidinium include 1,3-dimethylimidazolidinum, 1,2,3—trimethylimidazolidinum, 1-ethyl-3, -methylimidazolinium, 1-ethyl-2, 3—Dimethylimidazolidinum, 1, 3—Jetylimidazolidinum, 1,2-Jetyl—3—Methylimidazolidinum, 1, 3—Jetyl-2-methylimidazolidinum, 1 , 2-Dimethyl-3-n-propylimidazolinium, 1 n-butyl-3-methyl Imidazolinium, 1-methyl-3-n-propyl-1,2,4-dimethylimidazolinium, 1,2,3,4-tetramethylimidazolinium, 2-ethyl-1,3-dimethylimidazonium, 1,3-dimethyl-1-n-propylimidazolinium, 1,3-dimethyl-2-n-pentylimidazolid
  • Imidazoliniums such as 1,3-dimethylimidazolinium; 1,3-dimethyltetrahydropyrimidinium, 1,3-getyltetrahydropyrimidinium, 1-ethyl-13-methyltetrahydropyrimidinium , 1,2,3-trimethyltetrahydropyrimidinium, 1,2,3-triethyltetrahydropyrimidinium, 1-ethyl-2,3-dimethyltetrahydropyrimidinium, 2-ethyl-1, 3—Dimethyltetrahydropyrimidinium, 1,2-Getyl-3-Methyltetrahydropyrimidinium, 1,3-Getyl-2-methyltetrahydropyrimidinium, 5-Methyl-1,5-diazabicyclo [4.3.0] nonedium-5,8-methyl-1,8-diazabicyclo4.0] tetracenepyrimidinium such as 7 .
  • a quaternary amidinium having a total of 13 or more carbon atoms can also be used.
  • 1,3-dimethyl-2-n-didecylimidazolyl is preferable.
  • a quaternary amidinium containing a hydroxyl group or an ether group can also be used in the electrolytic solution of the present invention.
  • 2- (2′-hydroxy) ethyl-1,3-dimethylethyl Midazodium 1- (2'-hydroxy) ethyl 1,2,3-dimethylimid Dazolinium, 2-ethoxymethyl-1,3-dimethylimidazolidinum, 1-ethoxymethyl-2,3-dimethylimidazolidinum and the like can be mentioned.
  • the electrolytic solution of the present invention may contain, in addition to the quaternary ammonium salt, an amine salt, an ammonium salt (NH 4 + A 1 F 4 —), and a tetrafluoroaluminate ion as an alkali metal salt.
  • Preferred examples of the amine of the amine salt include trimethylamine, ethyldimethylamine, getylmethylamine, triethylamine, pyridine, N-methylimidazole, 1,5-diazabicyclo [4.3.0] nonene-5, 1,8-Diazabicyclo [5.4.0] tertiary amines such as pendene-7.
  • tertiary amines such as pendene-7.
  • primary amines and secondary amines can be used. For example, getylamine, diisopropylamine, isoptylamine, di-2-amine!
  • Tylhexylamine, pyrrolidine, piberidine, morpholine, hexamethyleneimine, ethylamine, n-propylamine, isopropylamine, t-butylamine, sec-butylamine, 2-ethylhexylamine, 3-methoxypropylamine, 3-ethoxypropylamine and the like can be mentioned.
  • the alkali metal include lithium, sodium, potassium, rubidium, and cesium.
  • quaternary monomer having a total carbon number of 4 to 12 is preferred, and among them, tetraethylammonium is preferred.
  • Triethylmethylammonium getyldimethylammonium, ethyltrimethylammonium, tetramethylammonium, N, N-dimethylpyrrolidinium, N-ethyl-N-methylpyrrolidium, 1,3-dimethyl 1,2-, 3-trimethylimidazolime, 1-ethyl-3, -methylimidazolime, 1-ethyl-2,3-dimethylimidazolime, 1,2,3,4-tetramethylimidazolime, 1 , 3—Jetylimidazolium, 2-Ethyl—1,3—Dimethylimidazolium, 1,3-Dimethyl-2-n—propylimidazolium, 1,3— Methyl-2-n-pentylimidazolym, 1,3-dimethyl-2-n-butylimidazolium, 1,3,4-trimethylimidazolym, 2-ethyl-1,3,4-1 Trimethylimid
  • the electrolytic solution of the present invention may contain an anion component other than tetrafluoroaluminate ion.
  • the salt hydrogen phthalate, hydrogen maleate and the like can be used in combination.
  • tetrafluoroaluminate when used in combination with hydrogen fluoride, hydrogen maleate, or the like, it is preferable that tetrafluoroaluminate is mainly used, and tetrafluoroaluminate is used based on the total weight of the salt.
  • the content of loaluminate is preferably 50% by weight or more, more preferably 60% by weight or more, and even more preferably 70% by weight or more. The higher the ratio, the more preferable.
  • the tetrafluoroaluminate of the present invention When used for an electrolytic capacitor, it must be of high purity, so the salt is used after being purified to the desired purity by recrystallization, solvent extraction, or the like, if necessary. You.
  • the concentration of the tetrafluoroaluminate is preferably 5 to 40% by weight, more preferably 10 to 35% by weight. This is because if the concentration is too low, the electric conductivity is low, and if the concentration is too high, the viscosity of the electrolytic solution increases, and salt precipitation at low temperatures tends to occur.
  • the withstand voltage of the electrolytic solution for electrolytic capacitors tends to increase as the concentration decreases, so that the optimum concentration can be determined by the rated voltage of the desired capacitor.
  • the electrolytic solution of the present invention may be a concentrated solution containing 50% or more of a salt or a room temperature molten salt.
  • the electrolytic solution of the present invention preferably contains 50% by weight or more of a solvent from the viewpoint of obtaining an electrolytic solution having more excellent electric conductivity, thermal stability, and withstand voltage.
  • the solvent includes at least one selected from the group consisting of carbonate, carboxylate, phosphate, nitrile, amide, sulfone, alcohol, and water. Tend to exhibit stable characteristics It is preferable to select from carbonate, carboxylate, phosphate, nitrile, amide, sulfone and alcohol. When water is used as the solvent, it is preferable to use it as a part of the solvent in combination with another solvent.
  • Chain ester carbonates eg, chain carbonates such as dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, getyl carbonate, diphenyl carbonate, methyl phenyl carbonate, etc.
  • cyclic carbonates eg, ethylene carbonate, propylene carbonate, 2,3-dimethyl ethylene carbonate
  • Carbonic acid esters such as butylene carbonate, pinylene carbonate, cyclic ester carbonates such as 2-vinylethylene carbonate; aliphatic carboxylic acid esters (eg, methyl formate, methyl acetate, methyl propionate, ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate) Amyl acetate, etc.), aromatic carboxylic acid esters (eg, aromatic carboxylic acid esters such as benzoic acid meter, benzoic acid ethyl, etc.), lactones (eg, ⁇ - butyrolactone, r
  • a non-aqueous solvent in which the solvent has a relative dielectric constant ( ⁇ , 25 ° C.) of 25 or more can be preferably used.
  • a non-aqueous solvent in which the solvent has a flash point of 70 ° C. or higher can also be preferably used.
  • the solvent must have a boiling point of 250 ° C or more, a melting point of 60 to 40 ° C, and a dielectric constant ( ⁇ , 25 ° C) of 25 or more.
  • the solvent is preferably contained in an amount of at least 25% by weight, more preferably at least 40% by weight, particularly preferably at least 50% by weight, based on the total weight of the solvent.
  • examples of such a solvent include sulfone, and sulfolane and 3-methylsulfolane are particularly preferable.
  • the solvent has a boiling point of 190 or more, less than 250, a melting point of 60 to 40 ° C, and a dielectric constant ( ⁇ , 25 ° C).
  • the solvent is preferably 25% by weight or more, more preferably 40% by weight or more, and particularly preferably 50% by weight or more, based on the total weight of the solvent.
  • examples of such a solvent include a carbonate, a sulfonic acid ester, a phosphate, a nitrile, an amide and an alcohol, and particularly preferred are carboxylactone and ethylene glycol.
  • the solvent is sulfolane from the viewpoint of thermal stability, and tetrafluoroaluminate 1,1-ethyl-2,3-dimethylimidazolinium or tetrafluoroaluminate 1,2,3 Electrolyte electrolyte solution in which 1,4-tetramethylimidazonium is added in an amount of 5 to 40% by weight based on the total weight of the electrolyte solution.
  • the solvent is arptyrolactone, and tetrafluoroaluminic acid 1-Ethyl 2,3-dimethylimidazolinium or 1,2,3,4-tetramethylimidazolinium tetrafluoroaluminate 5 to 40% by weight based on the total weight of the electrolyte % Electrolytic solution for electrolytic capacitors.
  • a solvent using a combination of sulfolane and arptyrolactone is also preferable.
  • additives other than salts and solvents may be used in the electrolyte solution of the present invention.
  • the purpose of adding additives to the electrolyte solution is wide-ranging, such as improving electrical conductivity, improving thermal stability, suppressing electrode deterioration due to hydration or dissolution, suppressing gas generation, improving withstand voltage, improving wettability, etc. Can be mentioned.
  • the content of the additive is not particularly limited, but is preferably in the range of 0.1 to 20% by weight, and more preferably in the range of 0.5 to 10% by weight.
  • additives include nitro compounds such as p-ditrophenol, m-nitroacetophenone, and p-nitrobenzoic acid; dibutyl phosphate, monobutyl phosphate, dioctyl phosphate, monooctyl octylphosphonate, phosphoric acid, and the like.
  • Phosphorus compounds Phosphorus compounds; Boron compounds such as complex compounds of boric acid and polyhydric alcohols (ethylene glycol, glycerol, mannitol, polyvinyl alcohol, etc.); Metal oxide fine particles such as silica and aluminosilicate; Polyethylene glycol And polyalkylene glycols such as polypropylene glycol and copolymers thereof, and surfactants such as silicone oil.
  • the electrolytic solution of the present invention may be solidified by adding a polymer compound thereto, and used as a so-called gelled electrolytic solution.
  • the polymer used in such a gelling electrolyte include polyethylene oxide, polyacrylonitrile, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, polymethyl methacrylate, and the like.
  • the life characteristics of a capacitor using such an electrolytic solution are more stabilized by controlling the water content.
  • a non-aqueous solvent used as the solvent of the electrolytic solution
  • the anode and cathode elements undergo hydration degradation during long-term use, and gas is generated at the same time. It is known.
  • the chemical conversion property when repairing the anodic oxide film tends to be poor. It is also known to have a direction.
  • the capacitor using the electrolytic solution of the present invention can be used in a high voltage range up to the rated voltage of 100 V class and also satisfies the requirement of high heat resistance. Unlikely, the effect of water content is significant.
  • the water concentration in the electrolytic solution is preferably 1% by weight or less, and preferably 0.0 in consideration of the above-described chemical conversion. It is from 1 to 1% by weight, particularly preferably from 0.01 to 0.1% by weight.
  • the present invention also provides an electrolytic capacitor using the electrolytic solution according to the present invention.
  • electrolytic capacitors include aluminum electrolytic capacitors, tantalum electrolytic capacitors, and niobium electrolytic capacitors.
  • the structure and material of the electrolytic capacitor are not particularly limited as long as the electrolytic solution according to the present invention is used. Therefore, any use of the electrolytic solution of the present invention for a conventionally used electrolytic capacitor or a newly proposed electrolytic capacitor is included in the scope of the present invention.
  • an element formed by winding an anode foil and a cathode foil via a separator paper is used.
  • anode foil a 99.9% pure aluminum foil is subjected to chemical or electrochemical etching in an acidic solution to enlarge the surface, followed by chemical conversion in an aqueous solution of ammonium adipate, boric acid, phosphoric acid, etc. And an aluminum oxide film layer formed on the surface may be used.
  • the cathode foil a foil obtained by etching an aluminum foil having a purity of 99.9% and expanding the surface thereof may be used.
  • the cathode foil a foil obtained by forming a titanium nitride thin film on the surface of an etched aluminum foil (for example, described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9-186504) may be used.
  • the electrolytic solution according to the present invention is impregnated into the separator of the capacitor element configured as described above.
  • the element impregnated with this electrolyte solution was stored in a bottomed cylindrical aluminum outer case, and a butyl rubber sealing member was inserted into the open end of the outer case. By drawing the end of the outer case and sealing the electrolytic capacitor, an aluminum electrolytic capacitor can be obtained. It is more preferable to coat the surface of the sealing body with a resin such as Teflon or to attach a plate such as a bakelite since the permeability of solvent vapor + is reduced. .
  • the butyl rubber used for the sealing body is composed of raw rubber composed of a copolymer of isoptylene and isoprene, a reinforcing agent (such as Rikibon black), a bulking agent (such as clay, talc, and calcium carbonate), and a processing aid (such as stearic acid, After adding and kneading a zinc oxide or the like, a vulcanizing agent, and the like, a rolled or molded rubber elastic body can be used.
  • a reinforcing agent such as Rikibon black
  • a bulking agent such as clay, talc, and calcium carbonate
  • a processing aid such as stearic acid
  • Vulcanizing agents include alkylphenol formalin resins; peroxides (dicumylperoxide, 1,1-DG (t-butylperoxy)) — 3,3,5-trimethylcyclohexane, 2,5-dimethyl-2,5- Di- (t-butylperoxy) hexane, etc.); quinoids (p-quinonedioxime, p, p'dibenzoylquinonedioxime, etc.);
  • the aluminum electrolytic capacitor of the present invention may have a hermetic seal structure or a structure hermetically sealed in a resin case (for example, described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-148384).
  • a hermetic seal structure or a structure hermetically sealed in a resin case for example, described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-148384.
  • the gas permeates through the rubber to some extent, so that the solvent evaporates from the inside of the capacitor to the atmosphere in a high-temperature environment, and from the air in a high-temperature, high-humidity environment. Moisture enters inside. Under these harsh environments, capacitors can experience undesirable changes in properties, such as reduced capacitance.
  • capacitors with a hermetically sealed structure or a structure sealed in a resin case exhibit stable characteristics even under the above-mentioned harsh environment because the amount of gas permeation is extremely small.
  • a second aspect of the present invention is an electrolytic solution for an electrolytic capacitor containing a salt and a solvent, wherein the electric conductivity X (mScnf 1 ) at 25 ° C. and the withstand voltage Y (V) of the capacitor are represented by the following formula: (I):
  • the electric conductivity X in the formula (I) is the electric conductivity of the electrolyte at 25 ° C; X
  • the electric conductivity X is preferably 4 mS ⁇ cm— 1 or more, and S mS 'cuT 1 or more. It is more preferable to use an electrolytic solution having a high electric conductivity, because an electrolytic capacitor having a lower impedance and a lower equivalent series resistance can be obtained. mS ⁇ cm- 1 .
  • the withstand voltage Y in the formula (I) is the withstand voltage of the electrolytic capacitor, and is a rising voltage for one hour when a constant current is applied to the electrolytic capacitor. It is defined as the voltage value at which spike or scintillation is observed
  • the method of measuring the withstand voltage Y in the present invention is as follows.
  • a winding type capacitor element (for a rated voltage of 200 V and a capacitance of 20 nF) is used as the aluminum electrolytic capacitor element (Fig. 1). After the wound type element is impregnated with the electrolytic solution, the aluminum electrolytic capacitor is housed in an aluminum outer case and sealed with butyl rubber vulcanized with peroxide to produce an aluminum electrolytic capacitor (FIG. 2). The withstand voltage Y is measured by applying a constant current of 10 mA to this capacitor at 125 and measuring the voltage-hour curve.
  • the withstand voltage Y is more than 0 V, preferably 50 V or more, and more preferably 100 V or more.
  • the upper limit is preferably as high as possible, but is usually about 300 V.
  • the combination of the salt and the solvent contained in the electrolytic solution of the present invention is not limited as long as the above formula (I) is satisfied.
  • the salt is tetrafluoroaluminate (eg, quaternary onium salt of tetrafluoroaluminic acid, amine salt, ammonium salt And a combination of these tetrafluoroaluminates with hydrogen phthalate, hydrogen maleate, and the like
  • the solvent is a carbonate, carboxylate, or phosphoric acid.
  • esters, nitriles, amides, sulfones, alcohols and water are selected from the group consisting of esters, nitriles, amides, sulfones, alcohols and water.
  • the tetrafluoroaluminate is a salt in which the anion component is a tetrafluoroaluminate ion as described in the first embodiment.
  • the anion component is a tetrafluoroaluminate ion as described in the first embodiment.
  • Specific examples thereof include quaternary ammonium salts, amine salts, ammonium salts and metal salts of tetrafluoroaluminic acid.
  • Specific examples and preferred examples of the cation component of these salts are given below. Are those described for the first aspect.
  • a tetrafluoroaluminate When a tetrafluoroaluminate is used, it may contain other than tetrafluoroaluminate ion as an anion component, and specific examples thereof include those described in the first embodiment.
  • the tetrafluoroaluminate ion in the anion component is preferably from 5 to 100 mol%, more preferably from 30 to 100 mol%, and particularly preferably from 50 to 100 mol%. And most preferably 100 mol%.
  • tetrafluoroaluminate is used in combination with hydrogen phthalate, hydrogen maleate, or the like as the salt, it is preferable that tetrafluoroaluminate is mainly used, and tetrafluoroaluminate is used based on the total weight of the salt.
  • the content of the aluminate is preferably 50% by weight or more, more preferably 60% by weight or more, further preferably 70% by weight or more, and the higher the ratio, the more preferable.
  • the preferred concentration of the salt used in the electrolytic solution of the present invention is preferably 5 to 40% by weight, and more preferably 10 to 35% by weight.
  • concentration the higher the withstand voltage of the electrolytic solution. Since there is a tendency to increase, the optimum concentration may be determined according to the rated voltage of the desired capacitor.
  • the salt when used in an electrolytic capacitor, the salt needs to be of high purity, so the salt is used after being purified to a desired purity by recrystallization or solvent extraction as necessary.
  • examples of the solvent include one or more selected from a carbonate, a carboxylate, a phosphate, a nitrile, an amide, a sulfone, an alcohol, and water. Illustrated in one embodiment Is included.
  • the solvent in the electrolytic solution is preferably 50% by weight or more, and from the viewpoint of safety, it is preferable that the solvent contains a nonaqueous solvent having a flash point of 70 ° C or more.
  • the electrolytic solution of the second embodiment of the present invention is more preferable in view of the characteristics of the electrolytic capacitor, when the main component of the solvent is a high-boiling solvent group, and when the main component of the solvent is a low-boiling solvent. If the group is divided into two.
  • the main component of the solvent is a group of high-boiling solvents
  • a high-boiling solvent group (boiling point of 250 ° C or more, melting point of 60 to 4).
  • dielectric constant ( ⁇ , 25 ° C) 25 or more low boiling point solvent group (boiling point 190 ° C or more, less than 250, melting point-60 to 40, and dielectric constant ( ( ⁇ , 25 ° C)
  • the weight ratio of the solvent belonging to the high boiling solvent group is equal to or greater than the weight ratio of the solvent belonging to the low boiling solvent group .
  • the main component of the solvent is a low-boiling solvent group means that the weight ratio of the solvent belonging to the low-boiling solvent group exceeds the weight ratio of the solvent belonging to the high-boiling solvent.
  • the solvent mainly belongs to either the high-boiling solvent group or the low-boiling solvent group, and the other solvents that do not belong to any of them are present as minor components. 0% by weight or less.
  • the electrolytic solution contains 50% by weight or more of a solvent, and the main component of the solvent is a group of high-boiling solvents (boiling point of 250 or more, melting point of 60 to 40 ° C , And dielectric constant ( ⁇ , 25 ° C.) 25 or more), an electrolytic capacitor having particularly excellent thermal stability can be obtained by using this electrolytic solution.
  • solvents belonging to the high-boiling-point solvent group account for 60% by weight or less based on the total weight of the solvent. It is preferably above, more preferably 70% by weight or more, particularly preferably 100% by weight.
  • Examples of the solvent used for such an electrolyte include sulfone, and particularly preferred are sulfolane and 3-methylsulfolane.
  • the electrolytic solution contains 50% by weight or more of a solvent, and the main component of the solvent is a group of low-boiling solvents (boiling point of 190 or more, less than 250 ° C, melting point of 16 ° C). 0 to 4 0 ° C, and dielectric constant if ( ⁇ , 2 5 ° C) 2 5 or more) belonging, by using this electrolytic solution, the electrolysis of c low impedance which can obtain particularly low impedance electrolytic capacitor From the viewpoint of obtaining a capacitor, the solvent belonging to the low boiling point solvent group is preferably at least 60% by weight, more preferably at least 70% by weight, particularly preferably at least 10% by weight, based on the total weight of the solvent. 0% by weight.
  • This electrolyte has the formula (II I):
  • Examples of the main component of the solvent used in such an electrolytic solution include one or more selected from the group consisting of carbonates, carbonates, phosphates, nitriles, amides and alcohols. Particularly preferred are lactone lactone and ethylene glycol.
  • a particularly preferable combination of a salt and a solvent is a salt.
  • the salt is tetraethylaluminate 1-ethyl-2,3-dimethylimidazolidinum or tetrafluoroaluminate 1,2,3,4-tetramethylimidazolinium
  • the solvent is r-butyrolactone.
  • a solvent using a combination of sulfolane and arptyrolactone is also preferable.
  • additives other than salts and solvents may be used in the electrolyte solution of the present invention.
  • Specific examples and preferable examples of the additive and the amount of the additive include those described in the first embodiment.
  • the measurement of the electric conductivity and the withstand voltage is a value measured for a stock solution containing no salt and a solvent without such an additive. If the stock solution satisfies the relationship represented by the formula (1), (II) or (III), and if necessary, further additives may be included in the scope of the present invention.
  • the life characteristics of a capacitor using such an electrolytic solution are more stabilized by controlling the water content.
  • the control of the water content is as described in the first embodiment.
  • the present invention also provides an electrolytic capacitor using the electrolytic solution of the second aspect.
  • the manufacturing method and components of the electrolytic capacitor are as described in the first embodiment.
  • Example 1 an electrolytic solution having a concentration of 25% by weight was prepared by dissolving the above-obtained triethylmethylammonium tetrafluoroaluminate in arbutyrolactone. The electrical conductivity (25 ° C.) of the electrolyte solution of Example 1 was measured immediately after preparation and after a heating test at 125 was performed for 25 hours.
  • an aluminum electrolytic capacitor having a structure in which the wound element shown in FIG. 1 is impregnated with an electrolytic solution, the wound element is housed in an aluminum outer case, and sealed with butyl rubber vulcanized with peroxide. Fabricated (Fig. 2).
  • ⁇ 3 ⁇ 4 ⁇ is 1-ethyl-2,3-dimethylimidazolinium ion
  • PH "" represents hydrogen fluoride. Comparing the example with the comparative example, it can be seen that the electrical conductivity of the example 1 is about twice as high as that of the comparative example, and that the change after heating is small and the thermal stability is excellent. Also, the withstand voltage is 2.5 to 3 times higher than that of the comparative example. (3) Other embodiments
  • the components were mixed according to the composition shown in Table 2 below to prepare an electrolytic solution.
  • the amount of each component is shown in parts by weight.
  • the obtained electrolytic solution was evaluated for electric conductivity and withstand voltage. First, the electrical conductivity at 25 ° C was measured. Next, the withstand voltage at 125 ° C. was measured in the same manner as in Example 1. —These results are shown in Table 2.
  • Table 2 Table 2
  • PH— is hydrogen phthalate ion, EDMH or 1-ethyl-2,3-dimethyl
  • the electrolytic solution of the present invention is preferable for an aluminum electrolytic capacitor for any use for low impedance grade and high rated voltage.
  • each component was mixed with the composition shown in Table 3 to prepare an electrolytic solution.
  • the amount of each component is shown in parts by weight.
  • Silica has an average particle size of about A 25 nm ethylene glycol sol was used.
  • 1-ethyl-2,3-dimethylimidazolinium tetrafluoroaluminate used in Examples 3 to 8
  • the same parts by weight of 1-ethyl-2,3-dimethylimidazonium hydrogen phthalate were used.
  • Example 9 Example 10 Example 11 Example 12 Example 13 Example 14 1-Ethyl tetrafluoroaluminate
  • the electrolytic solution of the present invention is suitable for aluminum electrolytic capacitors used for both low impedance grades and high rated voltages. .
  • an aluminum electrolytic capacitor having a rated voltage of 100 V and a capacitance of 56 / iF was produced using the electrolytic solutions of Examples 1, 3 and 4 described above. Further, as Example 15, an electrolytic solution obtained by further adding 3% by weight of water to a solution of 25% by weight of 1-ethyl-2,3-dimethylimidazolinium tetrafluoroaluminate in abutyrolactone solution was used. An aluminum electrolytic capacitor was prepared in the same manner as described above. The water content in the electrolytic solution used in Example 3 was measured by a Karl Fischer moisture meter and found to be 1% by weight. The capacitance at 120 Hz and the equivalent direct resistance (ESR) at 100 kHz were measured.
  • ESR equivalent direct resistance
  • Example 1 Example 3 Example 4 Example 15 Capacitance 1 ⁇ 54.8 54.8 54.8 54.5 Capacitance (after no-load test) 1 ⁇ ? 55.9 53.7 55.2 38.4 Equivalent series resistance /. ⁇ 0.0066 0.0063 0.0105 0.0073 Equivalent series resistance (after no-load test) / ⁇ 0.0067 0.0063 0.0107 0.0545 Appearance (after no-load test) Sealing swelling No change No change Sealing swelling Table 4 shows that the capacitors using the electrolytes of Comparative Examples 1, 5, and 6 could not be manufactured due to insufficient withstand voltage, whereas the capacitors of Examples 1, 3, 4, and 15 could not be manufactured. Using the liquid, a capacitor with good device characteristics could be manufactured.
  • the capacitors using the electrolytes of Examples 1, 3, and 4 showed almost no change in device characteristics after the no-load test, indicating that the capacitors had excellent thermal stability.
  • the appearance in the capacitors using the electrolytes of Examples 1 and 15, swelling was observed only in the sealing rubber part, suggesting that gas was generated inside the capacitors. It was found that such a capacitor using the electrolytic solution did not have such swelling and had better thermal stability.
  • an electrolytic solution for an electrolytic capacitor having high electric conductivity, excellent thermal stability, and high withstand voltage can be obtained. Also, by using this electrolytic solution for an electrolytic capacitor, an electrochemical device having low impedance, excellent thermal stability and high withstand voltage can be obtained.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

明 細 書
電解コンデ サ用電解液及びそれを用いた電解コンデンサ 技術分野
本発明は、 電解コンデンサ用電解液及びそれを用いた電解コンデンサに関 する。 背景技術
電解コンデンサは、 小型でありながら大きな静電容量を有する点に特徴が あり、 低周波のフィルタ一やバイパス用に多用されている。 電解コンデンサ は、 一般に陽極箔と陰極箱とをセパレ一夕を介して巻回—し、 これをケースに 収納して密封した構造を有する (図 1及び図 2参照)。 陽極箔には誘電体層 として絶縁性酸化皮膜を形成したアルミニウムやタンタル等の金属が使用さ れ、 陰極箔にはエッチング処理を施したアルミニウム箔が一般に使用されて いる。 そして、 陽極と陰極の間に介在するセパレー夕には両極の短絡を防ぐ ために電解液が含浸されており、 真の陰極として機能している。 このため、 電解液は電解コンデンサの特性に大きな影響を与える重要な構成物である。 電解液特性の中でも電気伝導率は、 電解コンデンサのエネルギー損失ゃィ ンピーダンス特性等に直接関わることから、 高い電気伝導率を有する電解液 の開発が盛んに行われている。 例えば、. ァープチロラクトン等の非プロトン 性溶媒にフタル酸ゃマレイン酸等の第四級アンモニゥム塩 (特開昭 6 2―
1 4 5 7 1 5号公報及び特開昭 6 2 - 1 4 5 7 1 3号公報) や第四級アミジ 二ゥム塩 (国際公開: WO 9 5 / 1 5 5 7 2号パンフレツト及び特開平 9—
2 8 3 3 7 9号公報) を溶解した電解液が提案されている。 しかし、' これら の電解液は、 イオンの移動度が十分でなく、 また陽極アルミニウムの化成性 も不十分であったため、 一般に定格電圧が 3 5 V 以下のコンデンサにしか用' いることができなかった。 すなわち、 これらの電解液においては、 一般に電 気伝導率 Xは 1 3 mS · cm—1程度以下であり、 耐電圧 Yは 1 0 0 V程度以下の ものしか得られず、 かつ、 電気伝導率 Xが比較的大きな 1 3 mS ' cm—1 という 値を示す電解液においては、 耐電圧が約 6 0 V と小さく、 一方、 耐電圧 Yが 比較的大きな 1 0 0 V という値を示す電解液においては、 電気伝導率が 8 mS · cm—1程度と小さかった。
電解コンデンサ用電解液は、 電気伝導率がより高く、 熱安定性により優れ、 耐電圧性のより高い性質が要求されており、 またこれらの性質を兼ね備える ことが必要とされている。 また電解コンデンサにおいても、 インピ一ダンス がより低く、 熱安定性により優れ、 耐電圧性のより高い電解コンデンサが要 求されており、 またこれらの性質を兼ね備えることが必要とされている。 し かしながら、 従来、 このような要望にこたえる電解コンデンサ用電解液及び
'サは実現できていない。 発明の開示
これらの課題を解決するために鋭意検討を進めた結果、 本発明者らは、 電 解液を構成する塩 (カチオン成分及びァニオン成分) の選択、 溶媒の選択等 を注意深く行うことにより、 また、 電解液が特定の条件を満たす場合に、 従 来に比べて飛躍的に性能の向上した、 優れた電解コンデンサ用電解液及び電 解コンデンサを得ることができることを見出し、 本発明を完成するに至った c すなわち、 本発明 (1 ) は、 テトラフルォロアルミン酸イオンを含有する 電解コンデンサ用電解液であり、 テトラフルォロアルミン酸イオンを、 テト ラフルォロアルミン酸の第四級ォニゥム塩、 アミン塩、 アンモニゥム塩及び アルカリ金属塩からなる群より選択される 1種以上の塩の形態で含有する、 上記の電解コンデンサ用電解液である。
また、 本発明は、 本発明 (1 ) の電解コンデンサ用電解液を用いた電解コ ンデンサであり、 テトラフルォロアルミン酸イオンを含有する導電性材料を 用いる電気化学素子である。
更に、 本発明 (2 ) は、 塩と溶媒を含む電解コンデンサ用電解液であつ て、 2 5 °Cにおける電気伝導率 X (mS - cm"1 ) とコンデンサの耐電圧 Y (V) が、 式 ( I ) :
Y≥- 7 . 5 Χ + 1 5 0 かつ Χ≥4、 Υ> 0 ( I ) の関係を満たすことを特徴とする電解コンデンサ用電解液であり、 更に式 (II) :
Y≥— 7. 5 Χ+ 1 50 かつ Χ≥8、 Υ〉0 .(II) の関係を満たす、 上記の電解コンデンサ用電解液である。
また、 本発明は、 電解液が、 溶媒を 50重量%以上含有し、 かつ該溶媒 中の沸点 2 50 °C以上、 融点一 6 0 ~ 40 ° (:、 及び誘電率 ( ε、 25°C) 2 5以上を有する溶媒の重量比率が、 沸点 190以上、 250°C未満、 融点 一 60〜40°C、 及び誘電率 ( ε、 25°C) 25以上を有する溶媒の重量比 '率以上である、 本発明 (2) の電解コンデンサ用電解液であり、 電解液が、 溶媒を 50重量%以上含有し、 かつ該溶媒中の沸点 190 C以上、 250°C 未満、 融点— 60〜40°C、 及び誘電率 (ε、. 25°C) 25以上を有する溶 媒の重量比率が、 沸点 250°C以上、 融点一 60〜40°C、 及び誘電率 (ε、 2 5°C) 25以上を有する溶媒の重量比率を上回る、 本発明 (2) の電解コ ンデンサ用電解液である。
また、 本発明は、 本発明' (2) の電解コンデンサ用電解液を用いた電解コ ンデンサであ.る。 · 図面の簡単な説明
第 1図は、 電解コンデンサの巻回型素子の斜視図であり、 符号 1は陽極箔、 符号 2は陰極箔、 符号 3はセパレ一夕、 符号 4はリード線を示す。 第 2図は、 電解コンデンサの断面図であり、 符号 5は封ロ材、 符号 6は外装ケースを示 す。 第 3図は、 本発明の電解コンデンサ用電解液の電気伝導率 Xと電解コン デンサの耐電圧 Yとの関係を示すグラフである。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の電解コンデンサ用電解液及び電解コンデンサについて詳細 に説明する。
本発明の第一の態様は、 テトラフルォロアルミン酸イオンを含有する電解 コンデンサ用電解液である。 電解コンデンサ用電解液中にァニオン成分とし てテトラフルォロアルミン酸イオンを含有する場合に、 電気伝導率が高く、 熱安定性に優れ、 かつ耐電圧性の高い電解液を得ることができることを見出 したものである。
ここで、 テトラ.フルォロアルミン酸イオンは、 アルミニウム原子に四個の フッ素原子が結合してできる一価のァニオンであり、 化学式: A 1 F 4—で表 され、 テトラフルォロアルミネー卜ともいう。
本発明の電解液は、 ァニオン成分の全部又はその一部にテトラフルォロア ルミン酸イオンを使用したものであり、 ァニオン成分のうちテトラフルォロ アルミン酸イオンが 5〜 1 0 0モル%であることが好ましく、 より好ましく は 3 0〜; 1 0 0モル%、 特に好ましくは、 5 0〜: L 0 0モル%、 最も好まし くは 1 0 0モル%である。
本発明の電解液は、 テトラフルォロアルミン酸イオンを、 塩の形態で電解 液中に含有することができる。 テトラフルォロアルミン酸塩は、 好適には第 四級ォニゥム塩、 アミン塩、 アンモニゥム塩及びアルカリ金属塩からなる群 より選択される 1種以上である。 '
第四級ォニゥム塩の好適な例としては、 第四級アンモニゥム塩、 第四級ホ スホニゥム塩、 第四級イミダゾリゥム塩及び第四級アミジニゥム塩が挙げら れる。
第四級アンモニゥム塩の第四級アンモニゥムイオンの好適な例としては、 以下が挙げられる。
( i ) テトラアルキルアンモニゥム
例えば、 テトラメチルアンモニゥム、 工チル卜リメチルアンモニゥム、 ジ ェチルジメチルアンモニゥム、 トリェチルメチルアンモニゥム、 テトラェチ ルアンモニゥム、 トリメチル _ n—プロピルアンモニゥム、 トリメチルイソ プロピルアンモニゥム、 トリメチル—n—プチルアンモニゥム、 トリメチル イソプチルアンモニゥム、 トリメチルー t—プチルアンモニゥム、 トリメチ ルー n—へキシルアンモニゥム、 ジメチルジー n—プロピルアンモニゥム、 ジメチルジイソプロピルアンモニゥム、 ジメチル一 n—プロピルイソプロピ ルアンモニゥム、 メチルトリ— n—プロピルアンモニゥム、 メチルトリイソ プロピルアンモニゥム、 メチルジー n—プロピルイソプロピルアンモニゥム、 メチル- n—プロピルジィソプロピルァンモニゥム、 トリ工チルー n―プロ ピルアンモニゥム、 トリェチルイソプロピルアンモニゥム、 卜リエチル— n ーブチルアンモニゥム、 卜リエチルイソブチルアンモニゥム、 トリェチル— t—ブチルアンモニゥム、 ジメチルジー n—プチルアンモニゥム、 ジメチル ジイソプチルアンモニゥム、 ジメチルジー t 一プチルアンモニゥム、 ジメチ ルー n—ブチルェチルアンモニゥム、 ジメチルイソブチルェチルアンモニゥ ム、 ジメチル— t—ブチルェチルアンモニゥム、 ジメチルー n—ブチルイソ ブチルアンモニゥム、 ジメチルー n—ブチルー t—ブチルアンモニゥム、 ジ メチルイソブチルー tーブチルアンモニゥム、 ジェチルジー n —プロピルァ. ンモニゥム、 ジェチルジイソプロピルアンモニゥム、 ジェチルー n—プロピ ルイソプロピルアンモニゥム、 ェチルトリ— n—プロピルアンモニゥム、 ェ チルトリイソプロピルアンモニゥム、 ェチルジー n一プロピルィソプロピル アンモニゥム、 ェチルー n—プロピルジィソプロピルアンモニゥム、 ジェチ ルメチルー n—プロピルアンモニゥム、 ェチルジメチル— n—プロピルアン モニゥム、 ェチルメチルジー n —プロピルアンモニゥム、 ジェチルメチルイ ソプロピルアンモニゥム、 ェチルジメチルイソプロピルアンモニゥム、 ェチ ルメチルジイソプロピルアンモニゥム、 ェチルメチル一 n—プロピルイソプ 口ピルアンモニゥム、 テトラー n—プロピルアンモニゥム、 テトライソプロ ピルアンモニゥム、 n—プロピルトリイソプロピルアンモニゥム、 ジー n— プロピルジィソプロピルアンモニゥム、 トリ— n—プロピルイソプロピルァ ンモニゥム、 卜リメチルブチルアンモニゥム、 トリメチルペンチルアンモニ ゥム、 トリメチルへキシルアンモニゥム、 トリメチルへプチルアンモニゥム、 トリメチルォクチルアンモニゥム、 卜リメチルノ二ルアンモニゥム等が挙げ られる。 これらはいずれも炭素数の和が 4〜 1 2であるが、 本発明の電解液 には、 炭素数の和が 1 3以上のものも使用することができ、 例えばトリメチ ルデシルアンモニゥム、 卜リメチルゥンデシルアンモニゥム、 ト
デシルアンモニゥム等が挙げられる。
( i i) 芳香族置換アンモニゥム 例えば、 トリメチルフエ二ルアンモニゥム等の炭素数の和が 4〜 1 2のも の、 及び、 テトラフエ二ルアンモニゥム等の炭素数の和が 1 3以上のものが 挙げられる。
( i i i) 脂肪族環状アンモニゥム
例えば、 N , N—ジメチルピロリジニゥム、 N—ェチル—N—メチルピロ リジニゥム、 N, N—ジェチルピロリジニゥム、 N, N—テトラメチレンピ ロリジニゥム等のピロリジニゥム; N, N—ジメチルビベリジ二ゥム、 N— ェチル一 N—メチルビペリジニゥム、 N , N—ジェチルピベリジ二ゥム、 N , N—テトラメチレンピペリジニゥム、 N, N—ペンタメチレンピペリジ ニゥム等のピベリジ二ゥム; N, N—ジメチルモルホリニゥム、 N—ェチル 一 N—メチルモルホリニゥム、 N, N—ジェチルモルホリニゥム等のモルホ リニゥムが挙げられる。 これらはいずれも炭素数の和が 4〜 1 2であるが、 本発明の電解液には、 炭素数の和が 1 3以上のものも使用することができる。
( i v ) 含窒素へテロ環芳香族化合物のイオン
'例えば、 N—メチルピリジニゥム、 N—ェチルピリジニゥム、 N— n—プ 口ピルピリジニゥム、 N—イソプロピルピリジニゥム、 N - n -ブチルピリ ジニゥム等のピリジニゥムを挙げることができる。 これらはいずれも炭素数 の和が 4〜1 2であるが、 本発明の電解液には、 炭素数の和が 1 3以上のも のも使用することができる。
第四級ホスホニゥム塩の第四級ホスホニゥム.イオンの好適な例としては、 テトラメチルホスホニゥム、 トリェチルメチルホスホニゥム、 テトラエチル ホスホニゥム等を挙げることができる。 これらはいずれも炭素数の和が 4〜 1 2であるが、 本発明の電解液には、 炭素数の和が 1 3以上のものも使用す ることができる。
第四級ィミダゾリゥム塩の第四級ィミダゾリゥムイオンの好適な例として は、 1, 3 一ジメチルイミダゾリゥ厶、 1 , 2 , 3 —トリメチルイミダゾリ ゥム、 1 —ェチルー 3—メチルイミダゾリゥム、 1—ェチルー 2, 3—ジメ チルイミダゾリウム、 1 , 3—ジェチルイミダゾリゥム、 1 , 2—ジェチル 一 3—メチルイミダゾリゥム、 1, 3 —ジェチルー 2—メチルイミダゾリウ ム、 1, 2—ジメチルー 3— n—プロピルイミダゾリゥム、 1 一 n—ブチル 一 3—メチルイミダゾリゥム、 1ーメチルー 3— n—プロピル一 2, 4—ジ メチルイミダゾリゥム、 1, 2, 3 , 4—テトラメチルイミダゾリウム、 1, 2, 3, 4, 5—ペン夕メチルイミダゾリゥム、 2—ェチル— 1, 3— ジメチルイミダゾリゥム、 1, 3—ジメチル— 2—n—プロピルイミダゾリ ゥム、 1 , 3 —ジメチル— 2—n—ペンチルイミダゾリゥム、 1 , 3—ジメ チルー 2— n—へプチルイミダゾリゥム、 1, 3, 4一トリメチルイミダゾ リウム、 2—ェチル一 1 , 3, 4一トリメチルイミダゾリゥム、 1 , 3—ジ メチルベンゾイミダゾリゥム、 1一フエ二ルー 3—メチルイミダゾリゥム、 1一べンジルー 3—メチルイミダゾリゥム、 1一フエ二ルー 2 , 3—ジメチ ルイミダゾリゥム、 1一べンジルー 2 , 3—ジメチルイミダゾリゥム、 2— フエニル— 1, 3—ジメチルイミダゾリゥム、 2一べンジルー 1 , 3—ジメ チルイミダゾリウム等を挙げることができる。 これらは、 いずれも炭素数の 和が 4〜 1 2の第四級ィミダゾリゥムである。
なお、 本発明の電解液には、 炭素数の和が 1 3以上の第四級イミダゾリウ ムも使用することができ、 好適な例としては、 1, 3—ジメチルー 2— n— ゥンデシルイミダゾリゥム、 1, 3一ジメチルー 2 一 n—ヘプ夕デシルイミ ダゾリウム等を挙げることができる。 また、 本発明の電解液には、 ヒドロキ シル基、 エーテル基を含有する第四級イミダゾリゥムも使用することができ、 好適な例としては、 2— ( 2 ' —ヒドロキシ) ェチルー 1 , 3—ジメチルイ ミダゾリゥム、 1— ( 2 ' ーヒドロキシ) ェチルー 2 , 3一ジメチルイミダ ゾリゥム、 2一ェ卜キシメチルー 1 ' 3—ジメチルイミダゾリゥム、 1—ェ トキシメチルー 2, 3—ジメチルイミダゾリウム等を挙げることができる。 第四級アミジニゥムの好適な例としては、 1, 3—ジメチルイミダゾリ二 ゥム、 1 , 2 , 3 —トリメチルイミダゾリ二ゥム、 1〜ェチル— 3 —メチル イミダゾリニゥム、 1 一ェチル— 2, 3 —ジメチルイミダゾリ二ゥム、 1 , 3 —ジェチルイミダゾリ二ゥム、 1, 2—ジェチル— 3 —メチルイミダ ゾリ二ゥム、 1 , 3 —ジェチルー 2—メチルイミダゾリ二ゥム、 1, 2—ジ メチルー 3—n—プロピルイミダゾリニゥム、 1 一 n—ブチルー 3—メチル イミダゾリニゥム、 1ーメチルー 3— n—プロピル一 2 , 4—ジメチルイミ ダゾリニゥム、 1, 2 , 3 , 4ーテトラメチルイミダゾリ二ゥム、 2—ェチ ル— 1 , 3—ジメチルイミダゾリ二ゥム、 1 , 3—ジメチル一 2— n—プロ ピルイミダゾリニゥム、 1, 3—ジメチル— 2— n—ペンチルイミダゾリ二 ゥム、 1 , 3 —ジメチルー 2 一 n —へプチルイミダゾリ二ゥム、
1 , 3, 4一トリメチルイミダゾリ二ゥム、 2—ェチル— 1, 3 , 4—トリ メチルイミダゾリ二ゥム、 1 一フエ二ルー 3 —メチルイミダゾリ二ゥム、 1—ベンジルー 3—メチルイミダゾリ二ゥム、 1一フエニル一 2, 3—ジメ チルイミダゾリニゥム、 1一べンジルー 2 , 3—ジメチルイミダゾリ二ゥム、 2 —フエ二ルー 1, 3 —ジメチルイミダゾリ二ゥム、 2一べンジルー
1 , 3 一ジメチルイミダゾリニゥム等のイミダゾリニゥム; 1 , 3—ジメチ ルテトラヒドロピリミジニゥム、 1, 3—ジェチルテトラヒドロピリミジニ ゥム、 1 一ェチル一 3—メチルテトラヒドロピリミジニゥム、 1, 2, 3― トリメチルテトラヒドロピリミジニゥム、 1, 2 , 3—トリェチルテトラヒ ドロピリミジニゥム、 1ーェチルー 2 , 3—ジメチルテトラヒドロピリミジ 二ゥム、 2 —ェチル一 1 , 3 —ジメチルテトラヒドロピリミジニゥム、 1, 2—ジェチルー 3—メチルテトラヒドロピリミジニゥム、 1, 3—ジェ チル— 2—メチルテトラヒドロピリミジニゥム、 5—メチル— 1 , 5 -ジァ ザビシクロ 〔4 . 3 · 0〕 ノネ二ゥム一 5、 8ーメチルー 1, 8ージァザビ シクロ 4 . 0〕 ゥンデセニゥムー 7等のテトラヒドロピリミジニゥムを挙げ ることができる。 これらは、 いずれも炭素数の和が 4〜 1 2の第四級アミジ ニゥムである。
なお、 本発明の電解液には、 炭素数の和が 1 3以上の第四級アミジニゥム も使用することができ、 好適な例としては、 1, 3—ジメチルー 2— n—ゥ ンデシルイミダゾリ二ゥム、 1, 3 —ジメチルー 2— n—ヘプ夕デシルイミ ダゾリニゥム等を挙げるこ.とができる。 また、 本発明の電解液には、 ヒドロ キシル基、 エーテル基を含有する第四級アミジニゥムも使用することができ、 好適な例としては、 2— (2 ' —ヒドロキシ) ェチルー 1, 3—ジメチルイ ミダゾリ二ゥム、 1一 (2 ' —ヒドロキシ) ェチル一 2, 3—ジメチルイミ ダゾリニゥム、 2—エトキシメチルー 1, 3 —ジメチルイミダゾリ二ゥム、 1 一エトキシメチル— 2, 3 —ジメチルイミダゾリ二ゥム等を挙げることが できる。
本発明の電解液は、 第四級ォニゥム塩以外にもァミン塩、 アンモニゥム塩 (N H4+A 1 F 4— )、 アルカリ金属塩としてテトラフルォロアルミン酸イオン を含有することができる。
ァミン塩のァミンの好適な例としては、 トリメチルァミン、 ェチルジメチ ルァミン、 ジェチルメチルァミン、 トリェチルァミン、 ピリジン、 N—メチ ルイミダゾ一ル、 1 , 5—ジァザビシクロ 〔4 . 3 . 0〕 ノネンー 5、 1 , 8—ジァザビシクロ 〔5 . 4 . 0〕 ゥンデンー 7等の第三級ァミンが挙 げられる。 また、 上記の第三級ァミン以外にも、 第一級ァミン、 第二級アミ ンを使用することができ、 例えば、 ジェチルァミン、 ジイソプロピルァミン、 イソプチルァミン、 ジ— 2—:!;チルへキシルァミン、 ピロリジン、 ピベリジ ン、 モルホリン、 へキサメチレンィミン、 ェチルァミン、 n—プロピルアミ ン、 イソプロピルァミン、 t—プチルァミン、 s e c—ブチルァミン、 2— ェチルへキシルァミン、 3—メトキシプロピルァミン、 3—エトキシプロピ ルァミン等を挙げることができる。 アルカリ金属の好適な例としては、 リチ ゥム、 ナトリウム、 カリウム、 ルビジウム、 セシウム等を挙げることができ る。
これらのカチオン成分の中で'も、 高い電気伝導率の電解液を得るという観 点から、 炭素数の和が 4〜 1 2である第四級ォニゥムが好ましく、 なかでも テトラェチルアンモニゥム、 トリェチルメチルアンモニゥム、 ジェチルジメ チルアンモニゥム、 ェチルトリメチルアンモニゥム、 テトラメチルアンモニ ゥム、 N , N—ジメチルピロリジニゥム、 N—ェチル—N—メチルピロリジ 二ゥム、 1, 3 —ジメチルイミダゾリゥム、 1, 2 , 3 —トリメチルイミダ ゾリゥム、 1ーェチルー 3 —メチルイミダゾリゥム、 1ーェチルー 2, 3— ジメチルイミダゾリゥム、 1, 2 , 3, 4ーテトラメチルイミダゾリゥム、 1, 3 —ジェチルイミダゾリゥム、 2—ェチル— 1, 3 —ジメチルイミダゾ リウム、 1, 3—ジメチル— 2— n—プロピルイミダゾリウム、 1, 3—ジ メチル— 2— n—ペンチルイミダゾリゥム、 1, 3—ジメチル— 2— n—へ プチルイミダゾリゥム、 1 , 3, 4—トリメチルイミダゾリゥム、 2—ェチ ル— 1, 3, 4一卜リメチルイミダゾリゥム、 1 , 3—ジメチルベンゾイミ ダゾリゥム、 1 一フエ二ルー 3 —メチルイミダゾリゥム、 1—ベンジル— 3—メチルイミダゾリゥム、 1—フエニル— 2 , 3—ジメチルイミダゾリウ ム、 1—ベンジル— 2, 3 —ジメチルイミダゾリゥム、 2—フエ二ルー 1 , 3一ジメチルイミダゾリゥム、 2—べンジルー 1, 3—ジメチルイミダ ゾリゥム、 1, 3—ジメチルイミダゾリ二ゥム、 1 , 2 , 3—卜リメチルイ ミダゾリ二ゥム、 1—ェチルー 3—メチルイミダゾリ二ゥム、 1—ェチルー 2 , 3 一ジメチルイミダゾリ二ゥム、 1, 2 , 3 , 4—テ卜ラメチルイミダ ゾリ二ゥム、 1, 3—ジェチルイミダゾリ二ゥム、 2—ェチルー 1, 3—ジ メチルイミダゾリ二ゥム、 1, 3—ジメチル一 2— n—プロピルイミダゾリ 二ゥム、 1 , 3 一ジメチルー 2—n—ペンチルイミダゾリ二ゥム、 1, 3一 ジメチルー 2— n—へプチルイミダゾリ二ゥム、 1, 3, 4一トリメチルイ ミダゾリ二ゥム、 2ーェチル— 1, 3, 4—トリメチルイミダゾリ二ゥム、
1 一フエ二ルー 3—メチルイミダゾリ二ゥム、 1—ベンジルー 3—メチルイ ミダゾリ二ゥム、 1—フエ二ルー 2 , 3—ジメチルイミダゾリ二ゥム、 1— ベンジルー 2 , 3一ジメチルイミダゾリ二ゥム、 2—フエ二ルー 1, 3—ジ メチルイミダゾリニゥム及び 2—ベンジルー 1, 3一ジメチルイミダゾリ二 ゥムからなる群より選択される 1種以上の化合物であることが好ましく、 更 に好ましくは、 1 —ェチル— 2, 3 —ジメチルイミダゾリ二ゥム、 1, 2 , 3 , 4—テトラメチルイミダゾリニゥムであることが好ましい。 なお、 本発明の電解液は、 テトラフルォロアルミン酸イオン以外のァニォ ン成分を含むことができ、 これらの具体的な例としては、 例えば食フッ素無 機イオンテトラフルォロホウ酸イオン、 へキサフルォロリン酸イオン、 へキ サフルォロヒ酸イオン、 へキサフルォロアンチモン酸イオン、 へキサフルォ 口ニオブ酸イオン、 へキサフルォロタンタル酸イオン等の含フッ素無機ィォ ン;フタル酸イオン、 マレイン酸イオン、 サリチル酸イオン、 安息香酸ィォ ン、 アジピン酸イオン等のカルボン酸イオン;ベンゼンスルホン酸イオン、 トルエンスルホン酸イオン、 ドデシルベンゼンスルホン酸イオン、 トリフル ォロメタンスルホン酸イオン、 パ一フルォロブタンスルホン酸等のスルホン 酸イオン;ホウ酸イオン、 リン酸イオン等の無機ォキソ酸イオン; ビス (卜 リフルォロメタンスルホニル) イミ ドイオン、 ビス (ペン夕フルォロェタン スルホニル) イミドイオン、 トリス (トリフルォロメタンスルホニル) メチ ドイオン、 パーフルォロアルキルボレートイオン、 パーフルォロアルキルホ スフエートイオン等を挙げることができる。 塩としては、 フタル酸水素塩、 マレイン酸水素塩等を併用することができる。 例えば、 テトラフルォロアル ミン酸塩とフ夕ル酸水素塩、 マレイン酸水素塩等を併用する場合、 テトラフ ルォロアルミン酸塩が主体となることが好ましく、 塩の総重量に対して、 テ トラフルォロアルミン酸塩が 5 0重量%以上であることが好ましく、 より好 ましくは 6 0重量%以上、 更に好ましくは 7 0重量%以上であ'り、 比率は高 い程、 好ましい。
本発明のテトラフルォロアルミン酸塩を電解コンデンサに用いる場合には、 高純度である必要があるため、 塩は必要により再結晶や溶媒抽出等により所 望の純度にまで精製して使用される。
本発明の電解液においてテトラフルォロアルミン酸塩の濃度は、 好ましく は 5 ~ 4 0重量%であり、 更に好ましくは 1 0〜 3 5重量%である。 これは 濃度が低すぎる場合に電気伝導率が低いこと、 また濃度が高すぎる場合には 電解液の粘性の増加、 低温での塩が析出等が起こりやすくなる等の理由によ る。 一般に、 低濃度になるほど電解コンデンサ用電解液の耐電圧は増加する 傾向にあるので、 所望のコンデンサの定格電圧によって最適な濃度を決定す ることができる。 ただし、 本発明の電解液は、 塩を 5 0 %以上含有する濃厚 溶液であってもよく、 常温溶融塩であってもよい。
本発明の電解液は、 さらに優れた電気伝導率、 熱安定性、 耐電圧性を有す る電解液を得る観点から、 溶媒を 5 0重量%以上含有することが好ましい。 該溶媒は、 炭酸エステル、 カルボン酸エステル、 リン酸エステル、 二トリル、 アミド、 スルホン、 アルコール及び水からなる群より選択される 1種以上が 挙げられるが、 電解液に使用した場合に、 経時的に安定した特性を示す傾向 がある、 炭酸エステル、 カルボン酸エステル、 リン酸エステル、 二トリル、 アミ ド、 スルホン及びアルコールから選択することが好ましい。 溶媒として、 水を用いる場合は、 他の溶媒と組合せて、 溶媒の一部として用いることが好 ましい。
そのような溶媒の具体的な例としては、 以下が挙げられる。 鎖状炭酸エス テル (例えば、 炭酸ジメチル、 炭酸ェチルメチル、 炭酸ジェチル、 炭酸ジ フエニル、 炭酸メチルフエニル等の鎖状炭酸エステル)、 環状炭酸エステル (例えば、 炭酸エチレン、 炭酸プロピレン、 2 , 3—ジメチル炭酸エチレン、 炭酸プチレン、 炭酸ピニレン、 2—ビニル炭酸エチレン等の環状炭酸エステ ル) 等の炭酸エステル;脂肪族カルボン酸エステル (例えば、 ギ酸メチル、 酢酸メチル、 プロピオン酸メチル、 酢酸ェチル、 酢酸プロピル、 酢酸プチル 酢酸アミル等)、 芳香族カルボン酸エステル (例えば、 安息香酸メテル、 安 息香酸ェチル等の芳香族カルボン酸エステル等)、 ラクトン (例えば、 ァ— ブチロラクトン、 r一バレロラクトン、 δ—バレロラクトン等) 等の力ルポ ン酸エステル; リン酸卜リメチル、 リン酸ェチルジメチル、 リン酸ジェチル メチル、 リン酸トリェチル等のリン酸エステル;ァセトニトリル、 プロピオ 二トリル、 メトキシプロピオ二トリル、 グルタロニトリル、 アジポニトリル、 2—メチルダルタロニトリル等の二トリル; Ν—メチルホルムアミド、 Ν— ェチルホルムアミド、 Ν, Ν—ジメチルホルムアミド、 Ν , Ν—ジメチルァ セトアミド、 Ν—メチルピロリジノン等のアミド ;ジメチルスルホン、 ェチ ルメチルスルホン、 ジェチルスルホン、 スルホラン、 3ーメチルスルホラン、 2 , 4一ジメチルスルホラン等のスルホン;エチレングリコール、 プロピレ ングリコ一ル、 エチレングリコールモノメチルエーテル、 エチレングリコ一 ルモノエチルェ一テル等のアルコール;エチレンダリコールジメチルエーテ ル、 エチレングリコールジェチルエーテル、 1 , 4一ジ才キサン、 1, 3― ジォキゾラン、 テトラヒ ドロフラン、 2ーメチルテ卜ラヒドロフラン、 2 , 6—ジメチルテトラヒドロフラン、 テトラヒドロピラン等のエーテル; ジメチルスルホキシド、 メチルェチルスルホキシド、 ジェチルスルホキシド 等のスルホキシド ; 1 , 3 —ジメチルー 2 —イミダゾリジノン、 1 , 3—ジ メチル一 3 , 4, 5 , 6—テトラヒドロー 2 ( 1 H ) 一ピリミジノン、 3— メチルー 2一ォキサゾリジノン等を挙げることができる。
なお、 導電性により優れる電解液を得る点からは、 該溶媒が 2 5以上の比 誘電率 ( ε、 2 5 °C ) を有する非水系溶媒を好ましく用いることができ、 ま た、 安全性の観点から、 該溶媒が 7 0 °C以上の引火点を有する非水系溶媒を 好ましく用いることもできる。
熱安定性により優れる電解液を得る点からは、 溶媒が、 沸点 2 5 0 °C以上、 融点— 6 0〜4 0 °C、 及び誘電率 (ε、 2 5 °C ) 2 5以上である溶媒を、 溶 媒の総重量に対して、 2 5重量%以上含むことが好ましく、 より好ましくは 4 0重量%以上、 特に好ましくは 5 0重量%以上含む。 このような溶媒の例 としては、 スルホンを挙げることができ、 特にスルホラン、 3—メチルスル ホランが好ましい。 このような溶媒を電解液に組合せて用いることにより、 環境温度 1 1 0〜 1 5 0 °Cでの動作を 1 0 0 0時間以上保証する、 低ィン ピーダンスで高耐電圧な電解コンデンサが得られる。
また、 より低インピーダンスの電解コンデンサを得る点からは、 溶媒が、 沸点 1 9 0以上、 2 5 0で未満、 融点一 6 0〜4 0 °C、 及び誘電率 ( ε、 2 5 °C ) 2 5以上である溶媒を、 溶媒の総重量に対して、 2 5重量%以上含 .むことが好ましく、 より好ましくは 4 0重量%以上、 特に好ましくは 5 0重 量%以上含む。 このような溶媒の例としては、 炭酸エステル、 力ルポン酸ェ ステル、 リン酸エステル、 二トリル、 アミド及びアルコールを挙げることが でき、 特にァーブチロラクトン、 エチレングリコールが好ましい。 このよう な溶媒を電解液に組合せて用いることにより、 極めて低インピーダンスで高 ■電圧な電解コンデンサが得られる。
特に好ましい電解液として、 熱安定性の点から、 溶媒がスルホランであり、 テトラフルォロアルミン酸 1一ェチル— 2 , 3—ジメチルイミダゾリニゥム 又はテトラフルォロアルミン酸 1, 2 , 3 , 4ーテトラメチルイミダゾリ二 ゥムを、 電解液の総重量に対して、 5〜4 0重量%で添加した電解コンデン サ用電解液が挙げられ、 低インピーダンスの電解コンデンサを得ることがで きる点から、 溶媒がァープチロラクトンであり、 テトラフルォロアルミン酸 1ーェチルー 2, 3—ジメチルイミダゾリニゥム又はテトラフルォロアルミ ン酸 1 , 2,. 3 , 4—テトラメチルイミダゾリニゥムを、 電解液の総重量に 対して、 5〜4 0重量%で添加した電解コンデンサ用電解液が挙げられる。 ただし、 スルホランとァープチロラクトンを併用した溶媒も好ましい。
本発明の電解液には、 塩及び溶媒の他にも種々の添加剤を用いてもよい。 電解液に添加物を加える目的は多岐に渡り、 電気伝導率の向上、 熱安定性の 向上、 水和や溶解による電極劣化の抑制、 ガス発生の抑制、 耐電圧の向上、 濡れ性の改善等を挙げることができる。 添加物の含有量は特に制限はないが、 0 . 1〜2 0重量%の範囲であることが好ましく、 0 . 5〜 1 0重量%の範 囲であることがより好ましい。
そのような添加物の例としては、 p—二トロフエノール、 m—ニトロァセ トフエノン、 p —ニトロ安息香酸等のニトロ化合物; リン酸ジブチル、 リン 酸モノブチル、 リン酸ジォクチル、 ォクチルホスホン酸モノォクチル、 リン 酸等のリン化合物;ホウ酸と多価アルコール (エチレングリコール、 グリセ · リン、 マンニトール、 ポリビニルアルコール等) との錯化合物等のホウ素化 合物;シリカ、 アルミノシリケ一ト等の金属酸化物微粒子;ポリエチレング リコールやポリプロピレングリコ一ル等のポリアルキレングリコール及びそ の共重合体、 シリコーンオイル等の界面活性剤等を挙げることができる。 本発明の電解液は、 これに高分子化合物を添加することにより固体化して、 いわゆるゲル化電解液として使用してもよい。 このようなゲル化電解液に使 用される高分子の例としては、 ポリエチレンォキシド、 ポリアクリロニトリ ル、 ポリテトラフルォロエチレン、 ポリフッ化ビニリデン、 ポリメチルメタ クリレ一ト等を挙げることができる。
本発明の電解液において、 電解液の溶媒に非水系溶媒を用いた場合、 水分 含量を制御することによって、 このような電解液を用いたコンデンサのライ フ特性がより安定する。 一般に、 非水系溶媒を用いた電解コンデンサの電解 液中に多量の水分が含まれると、 長期間使用している間に、 陽極や陰極のァ ルミニゥムが水和劣化を受け、 同時にガスが発生することが知られている。 一方、 水分がまったくないと、 陽極酸化皮膜を修復する際の化成性が劣る傾 向があることも知られている。
しかし、 従来の電解液及びコンデンサにおいては、 これまで定格電圧 3 5 V以下の低い電圧領域で使用されていたことから、 3重量%程度の水分 が存在しても、 コンデンサのライフ特性への影響が小さかった。 しかし、 本 発明の電解液を用いたコンデンサは、 定格電圧 1 0 0 V クラスまでの高い電 圧領域で使用可能であり、 また高耐熱性の要求も満たすものであるため、 こ れまでとは異なり、 水分含量の影響が大きい。 本発明の電解液は、 非水系溶 媒を使用した場合、 電解液中の水分濃度が、 1重量%以下であることが好ま しく、 上記の化成性をも考慮すれば、 好ましくは 0 . 0 1〜1重量%であり、 特に好ましくは 0 . 0 1〜0 . 1重量%である。
本発明は、 本発明による電解液を使用した電解コンデンサも提供する。 電 解コンデンサの例としては、 アルミニウム電解コンデンサ、 タンタル電解コ ンデンサ、 ニオブ電解コンデンサを挙げることができる。 電解コンデンサの 構造や材質は、 本発明による電解液を使用するものである限り、 特に制限さ れない。 従って、 従来から使用されている電解コンデンサや新たに提案され ている電解コンデンサに本発明の電解液を使用する場合は、 全て本発明の範 囲内に含まれる。
本発明のアルミニウム電解コンデンサには、 例えば陽極箔と陰極箔とをセ パレータ紙を介して巻回して形成した素子を用いる。 陽極箔には、 純度 9 9 . 9 %のアルミニウム箔を酸性溶液中で化学的あるいは電気化学的な エッチングにより拡面処理した後、 アジピン酸アンモニゥムゃホウ酸、 リン 酸等の水溶液中で化成処理を行い、 その表面に酸化アルミニウム皮膜層を形 成したものを用いてもよい。 陰極箔には、 純度 9 9 . 9 %のアルミニウム箔 をエッチングして拡面処理した箔を用いてもよい。 更に、 陰極箔にはエッチ ングしたアルミニウム箔の表面に窒化チタンの薄膜を形成したもの (例えば 特開平 9— 1 8 6 0 5 4号公報に記載) を用いてもよい。 このように構成し たコンデンサ素子のセパレー夕に本発明による電解液を含浸する。 この電解 液をセパレ一夕に含浸した素子を有底筒状のアルミニウムよりなる外装ケ一 スに収納し、 外装ケースの開口端部にブチルゴム製の封口体を挿入し、 更に 外装ケースの端部を絞り加工して電解コンデンサの封口を行うことによりァ ' ルミニゥム電解コンデンサを得ることができる。 封口体の表面をテフロン等 の樹脂でコーティングしたり、 ベークライト等の板を貼り付けると溶媒蒸気 + の透過性が低減するので更に好ましい。 .
セパレー夕には、 通常マニラ紙やクラフト紙等の紙が用いられるが、 ガラ ス繊維、 ポリプロピレン、 ポリエチレン等の不織布を用いることもできる。 封口体に用いるブチルゴムには、 イソプチレンとイソプレンとの共重合体か らなる生ゴムに補強剤 (力一ボンブラック等)、 増量剤 (クレイ、 タルク、 炭酸カルシウム等)、 加工助剤 (ステアリン酸、 酸化亜鉛等)、 加硫剤等を添 加して混練した後、 圧延、 成型したゴム弾性体を用いることができる。 加硫 剤には、 アルキルフエノールホルマリン樹脂;過酸化物 (ジクミルペルォキ シド、 1 , 1ージー ( t 一ブチルペルォキシ) — 3 , 3 , 5—トリメチルシ クロへキサン、 2 , 5—ジメチル— 2 , 5—ジ— ( t 一ブチルペルォキシ) へキサン等);キノイド ( p—キノンジォキシム、 p , p ' ージベンゾィル キノンジォキシム等) ;ィォゥ等を用いることができる。
また本発明のアルミニウム電解コンデンサは、 ハ一メチックシール構造や 樹脂ケースに密閉した構造 (例えば特開平 8— 1 4 8 3 8 4号公報に記載) . のものであってもよい。 ゴム封止構造のアルミニウム電解コンデンサの場合、 ある程度ゴムを通して気体が透過するため、 高温環境下においてはコンデン サ内部から大気中へ溶媒が揮発し、 また高温高湿環境下においては大気中か らコンデンサ内部へ水分が混入する。 これらの過酷な環境のもとでコンデン サは静電容量の減少等の好ましくない特性変化を起こす。 一方、 ハーメチッ クシール構造や樹脂ケースに密閉した構造のコンデンサにおいては、 気体の 透過量が極めて小さいため上述の過酷な環境下においても安定した特性を示 す。
本発明の第二の態様は、 塩と溶媒を含む電解コンデンサ用電解液であって、 2 5 °Cにおける電気伝導率 X (mS · cnf1) とコンデンサの耐電圧 Y ( V ) が、 式 ( I ) :
Υ≥- 7 . 5 X + 1 5 0 かつ X≥4、 Y> 0 ( I ) の関係を満たすことを特徴とする電解コンデンサ用電解液である。 電気伝導 率 Xと耐電圧 Yとの関係が、 式 (I ) の関係を満足するように電解液の構成 成分である塩及び溶媒の種類や濃度を選択した場合に、 低インピーダンスで 耐電圧性に優れた電解コンデンサを得ることができる。
式 ( I ) 中の電気伝導率 Xとは、 2 5 °Cにおける電解液の電気伝導率; X
(m S - cm であり、 電気伝導率計を用いて測定することができる。 本発 明において、 電気伝導率 Xは、 4 mS · cm—1以上が好ましく、 S mS ' cuT1以 上がより好ましい。 電気伝導率が高い電解液を用いることにより、 よりイン ピーダンスや等価直列抵抗が低い電解コンデンサが得られるからである。 ま た、 上限としては、 高いほど望ましいが、 通常は約 3 O mS · cm—1である。 式 (I ) 中の耐電圧 Yとは、 電解コンデンサの耐電圧であり、 電解コンデ ンサに定電流を印加したときの電圧一時間の上昇カープ'で、 初めにスパイク あるいはシンチレ一ションが観測された電圧値と定義される。 本発明におけ る耐電圧 Yの測定法は以下のとおりである。
測定方法:アルミニウム電解コンデンサ素子として巻回型構造のコンデンサ 素子 (ケースサイズ 1 0 φ X 2 0し 定格電圧 2 0 0 V 用、 静電容量 2 0 n F) を使用する (図 1 )。 該卷回型素子に電解液を含浸した後、 .アルミニウム 外装ケースに収納して過酸化物で加硫したブチルゴムで封口した構造のアル ミニゥム電解コンデンサを作製する (図 2 )。 このコンデンサに 1 0 mA の定 電流を 1 2 5 にて印加して電圧一時間曲線を測定することにより耐電圧 Y を測定する。
本発明において、 耐電圧 Yは 0 V超であり、 5 0 V以上が好ましく、 中で も 1 0 0 V 以上が更に好ましい。 耐電圧が高いほどより定格電圧が高い電解 コンデンザの作製が可能であり、 また電解コンデンサの誤使用で高い電圧が 印加された場合の安全性が向上するためである。 また、 上限としては、 高い ほど望ましいが、 通常は約 3 0 0 Vである。
本発明の電解液に含まれる塩と溶媒の組合せは、 上記の式 (I ) を満たす 限り、 限定されない。 例えば、 塩がテトラフルォロア'ルミン酸塩 (例えば、 テトラフルォロアルミン酸の第四級ォニゥム塩、 アミン塩、 アンモニゥム塩 及びアル力リ金属塩等)、 又はこれらのテトラフルォロアルミン酸塩とフタ ル酸水素塩、 .マレイン酸水素塩等との組合せであり、 溶媒が、 炭酸エステル、 カルボン酸エステル、 リン酸エステル、 二トリル、 アミド、 スルホン、 アル コール及び水からなる群より選択される 1種以上の場合が挙げられる。
上記のテトラフルォロアルミン酸塩は、 第一の態様で述べられたとおり、 ァニオン成分がテトラフルォロアルミン酸イオンである塩である。 具体的に は、 テトラフルォロアルミン酸の第四級ォニゥム塩、 アミン塩、 アンモニゥ ム塩及びアル力リ金属塩等が挙げられ、 これらの塩のカチオン成分の具体的 な例及び好適な例は、 第一の態様について述べられたものが挙げられる。 テ トラフルォロアルミン酸塩を使用する場合、 ァニオン成分としてテ卜ラフル ォロアルミン酸イオン以外を含有していてもよく、 その具体的な例は、 第一 の態様について述べられたものが挙げられる。 ァニオン成分のうちテトラフ ルォロアルミン酸イオンが 5〜 1 0 0モル%であることが好ましく、 より好 ましくは 3 0〜 1 0 0モル%であり、 特に好ましくは 5 0〜1 0 0モル%で あり、 最も好ましくは 1 0 0モル%である。 塩として、 テトラフルォロアル ミン酸塩とフタル酸水素塩、 マレイン酸水素塩等を併用する場合、 テトラフ ルォロアルミン酸塩が主体となることが好ましく、 塩の総重量に対して、 テ トラフルォロアルミン酸塩が 5 0重量%以上であることが好ましく、 より好 ましくは 6 0重量%以上、 更に好ましくは 7 0重量%以上であり、 比率は高 い程、 好ましい。
本発明の電解液に用いる塩の好ましい濃度は、 好ましくは 5〜4 0重量% であり、 より好ましくは 1 0〜3 5重量%であるが、 一般に、 低濃度になる ほど電解液の耐電圧は増加する傾向にあるので、 所望のコンデンサの定格電 圧によって最適な濃度を決定すればよい。 また、 電解コンデンサに用いる場 合には、 塩は高純度である必要があるため、 塩は必要により再結晶や溶媒抽 出等により所望の純度にまで精製して使用される。
溶媒としては、 上述のとおり、 炭酸エステル、 カルボン酸エステル、 リン 酸エステル、 二トリル、 アミド、 スルホン、 アルコール及び水から選ばれる 1種以上が挙げられ、 具体的な例及び好適な例は、 第一の態様で例示したも のが挙げられる。 電解液中、 溶媒は、 5 0重量%以上であることが好ましく、 また安全性の点から、 7 0 °C以上の引火点を有する非水系溶媒を溶媒に含む ことが好ましい。 '
本発明の第二の態様の電解液は、 電解コンデンサの特性の点から、 より好 ましい態様として、 溶媒の主成分が高沸点溶媒群である場合と、 溶媒の主成 分が低沸点溶媒群である場合の 2つに分類される。
ここで、 溶媒の主成分が高沸点溶媒群である場合とは、 便宜的に、 電解液 に含まれる各溶媒を、 高沸点溶媒群 (沸点 2 5 0 °C以上、 融点一 6 0〜 4 0 °C、 及び誘電率 (ε、 2 5 °C ) 2 5以上、 低沸点溶媒群 (沸点 1 9 0 °C 以上、 2 5 0 未満、 融点一 6 0〜 4 0で、 及び誘電率 ( ε、 2 5 °C )
2 5以上、 及びこれらのいずれにも属さない溶媒群に分類した場合、 高沸点 溶媒群に属する溶媒の重量比率が、 低沸点溶媒群に属する溶媒の重量比率と 同じかそれを上回ることをいう。 これには、 混合溶媒の場合において、 すべ ての溶媒が、 高沸点溶媒群に属し、 低沸点溶媒群に属する溶媒が含まれてい ない場合、 単一溶媒の場合において、 その溶媒が高沸点溶媒群に属すること を含む。 また、 溶媒の主成分が低沸点溶媒群であるとは、 低沸点溶媒群に属 する溶媒の重量比率が、 高沸点溶媒に属する溶媒の重量比率を上回ることを いう。 これには、 混合溶媒の場合において、 すべての溶媒が、 低沸点溶媒群 に属し、 高沸点溶媒群に属する溶媒が含まれていない場合、 単一溶媒の場合 において、 その溶媒が低沸点溶媒群に属することを含む。 本発明の電解液に おいては、 溶媒は、 主に高沸点溶媒群又は低沸点溶媒群のいずれかに属し、 いずれにも属さないそれ以外の溶媒は、 マイナー成分として存在し、 通常、 4 0重量%以下である。
( 1 ) 溶媒の主成分が高沸点溶媒群である場合
式 (I ) を満たす電解液において、 電解液が溶媒を 5 0重量%以上含有し、 かつ溶媒の主成分が高沸点溶媒群 (沸点 2 5 0 ^以上、 融点一 6 0〜4 0 °C、 及び誘電率 (ε、 2 5 °C ) 2 5以上) に属する場合、 この電解液を用いて、 特に熱安定性に優れた電解コンデンサを得ることができる。 熱安定性の点か らは、 高沸点溶媒群に属する溶媒が、 溶媒の総重量に対して、 6 0重量%以 上であることが好ましく、 より好ましくは 7 0重量%以上、 特に好ましくは 1 0 0重量%である。 このような電解液に用いる溶媒の例としては、 スルホ ンを挙げることができ、 特にスルホラン、 3—メチルスルホランが好ましく、 このような電解液を用いることにより、 低インピ一ダンスで高耐電圧かつ環 境温度 1 1 0〜1 5 0 °Cでの動作を 1 0 0 0時間以上保証する電解コンデン サが得られる。
( 2 ) 溶媒の主成分が比較的低沸点の場合
式 ( I ) を満たす電解液において、 電解液が溶媒を 5 0重量%以上含有し、 かつ溶媒の主成分が低沸点溶媒群 (沸点 1 9 0以上、 2 5 0 °C未満、 融点一 6 0〜4 0 °C、 及び誘電率 (ε、 2 5 °C ) 2 5以上) に属する場合、 この電 解液を用いて、 特に低インピーダンスの電解コンデンサを得ることができる c 低インピーダンスの電解コンデンサを得る点からは、 低沸点溶媒群に属する 溶媒が、 溶媒の総重量に対して、 6 0重量%以上であることが好ましく、 よ り好ましくは 7 0重量%以上、 特に好ましくは 1 0 0重量%である。 この電 解液は、 式 (II I) :
Y≥ - 7 . 5 Χ + 2 2 0 (I II) の関係を満たすことが更に好ましい。
このような電解液に用いる溶媒の主成分の例としては、 炭酸エステル、 力 ルボン酸エステル、 リン酸エステル、 二トリル、 アミド及びアルコールから なる群より選択される 1種以上を挙げることができ、 特にァープチ口ラクト ン、 エチレングリコールが好ましい。 このような電解液を用いることにより、 極めて低インピーダンスで高耐電圧な電解コンデンサが得られる。
本発明の第二の態様の電解液において、 コンデンサの種々の特性 (イン ピ一ダンス、 耐電圧、 熱安定性、 寿命、 信頼性等) の点から、 特に好ましい 塩と溶媒の組合せは、 塩がテトラフルォロアルミン酸 1 —ェチルー 2, 3 - ジメチルイミダゾリニゥム又はテトラフルォロアルミン酸 1, 2 , 3, 4― テトラメチルイミダゾリニゥムであり、 溶媒がスルホランの場合と、 塩がテ トラフルォロアルミン酸 1ーェチル— 2 , 3—ジメチルイミダゾリ二ゥム又 はテトラフルォロアルミン酸 1, 2 , 3, 4—テトラメチルイミダゾリニゥ ムであり、 溶媒が r一プチロラクトンの場合が挙げられる。 ただし、 スルホ ランとァ ープチロラクトンを併用した溶媒も好ましい。
本発明の電解液には、 塩及び溶媒の他にも種々の添加剤を用いてもよい。 添加剤の具体的な例及び好適な例、 添加量は、 第一の態様について述べられ たものが挙げられる。 なお、 第二の態様において、 電気伝導率及び耐電圧の 測定は、'このような添加剤を含まない、 塩及び溶媒を含む原液について測定 した値である。 原液が式 ( 1 )、 (II) 又は (II I) の関係を満足するもので あれば、 必要によりこれに更に添加剤を加えても、 いずれも本発明の範囲に 含まれる。
本発明の電解液は、 電解液の溶媒に非水系溶媒を用いた場合、 水分含量を 制御することによって、 このような電解液を用いたコンデンサのライフ特性 がより安定する。 水分含量の制御については、 第一の態様について述べられ たとおりである。
- 本発明は、 第二の態様の電解液を使用した電解コンデンサも提供する。 電 解コンデンサの製造方法、 部品等については、 第一の態様について述べられ たとおりである。 実施例
以下に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。 .本発明の範囲は、 これらの実施例により限定されるものではなく、 実施例中の材料、 使用量、 割合、 操作等は、 本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。
( 1 ) テトラフルォロアルミン酸トリェチルメチルアンモニゥムの合成
P F A製丸底フラスコにフッ化アルミニウム三水和物 6 . 9 0 g ( 5 0 . 0腦 ol) を秤量し、 容器内を減圧後、 アルゴンガスで置換した。 フ ラスコの口からアルゴンガスを導入しながら、 脱水したァセ卜二トリル
1 0 O ml を加え、 密栓して 3 0分攪拌した。 続いて同様にアルゴンガスを 導入しながら、 フッ化トリエチルメチルアンモニゥム三水和物 9 . 4 6 g ( 5 0 . 0醒 ol) を分割投入し、 更に 3時間ほど攪拌した。 未反応の固形分 を濾別後、 溶媒を留去して約 9 g のテトラフルォロアルミン酸トリエチルメ チルアンモニゥムの白色粗結晶を得た。 これをイソプロパノール 1 0g によ り再結晶精製した。 収量は 5. 5 0g、 仕込みからのトータル収率は 5 0%で あった。 同定は元素分析と NMRにより行い、 TG— DTAにより融点を測 定した。
元素分析:理論値 C: 38.36, H: 8.28, N: 6.39, A1: 12.31, F: 34.67 分析値: C: 38.40, H: 7.70, N: 6.32, A1: 12.0, F: 33.50
19F -丽 R: -190 ppm (六重線、 J = 34 Hz、 (CD3)2S0溶媒中 CFC13基準) "A1-NM : 49 ppm (五重線、 J = 34 Hz、. (CD3) 2S0溶媒中 A1C13 · 3¾0基準) 融点: 320°C (分解)
(2) アルミニウム電解コンデンサの作製と電気伝導率、 耐電圧性の評価
〔実施例 比較例:!〜 2〕
実施例 1として、 上記で得られたテトラフルォロアルミン酸トリエチルメ チルアンモニゥムをァーブチロラクトンに溶解することにより 2 5重量%濃 度の電解液を調製した。 この実施例 1の電解液について調製直後及び 1 2 5ででの加熱試験を 2 5時間実施した後の電気伝導率 (2 5°C) を測定 した。 次に、 図 1に示す巻回型素子に電解液を含浸し、 該巻回型素子をアル ミニゥム外装ケースに収納して過酸化物で加硫したブチルゴムで封口した構 造のアルミニウム電解コンデンサを作製した (図 2)。 これに 1 0mA の定電 流を 1 2 5°Cにて印加したときの電圧一時間の上昇カーブで、 初めにスパイ クあるいはシンチレーシヨンが観測された電圧値を耐電圧値とした。 使用し たアルミニウム電解コンデンサ素子の仕様は、 ケースサイズ 1 0 φ X 2 0L 定格電圧 2 0 0V、 静電容量 2 0 である。 また、 比較例としてフタル酸 水素卜リエチルメチルアンモニゥ厶 (比較例 1 ) 及びフタル酸水素 1ーェチ ル— 2, 3—ジメチルイミダゾリニゥム (比較例 2) をそれぞれ塩に使用し た以外は実施例 1と同様に電解液を調製し、 各評価を実施した。 これらの結 果を表 1に示す。 表 1
Figure imgf000025_0001
·¾ ΕΜΓは 1-ェチル - 2, 3-ジメチルイミダゾリニゥムイオンを
PH""はフ夕ル酸水素ィォンを表す。 実施例と比較例を比較すると、 実施例 1の方が電気伝導率が比較例より約 2倍も高い上、 加熱後もその変化が小さく熱安定性に優れることがわかる。 また耐電圧についても比較例の 2 . 5 ~ 3倍もの高い値を示している。 ( 3 ) その他の実施例
下記の表 2に示す組成で成分を混合して電解液を調製した。 表中、 各成分 の量は重量部で示した。 得られた電解液について、 電気伝導率、 耐電圧性を 評価した。 まず、 2 5 °Cにおける電気伝導率を測定した。 次いで、 実施例 •1と同様の方法で 1 2 5 °Cにおける耐電圧値を測定した。—これらの結果を表 2に示す。 表 2
Figure imgf000025_0002
※ PH—はフタル酸水素イオンを、 EDMHま 1-ェチル - 2, 3-ジメチル
.ゥムイオンを表す。 表 2の実施例及び比較例を比較すると、 実施例の方が高い電気伝導率と高 ぃ耐電圧性を有している。 従って本発明の電解液は、 低インピーダンスグ レード向けや高定格電圧向けのいずれの用途のアルミニウム電解コンデンサ にも好ましい。
〔実施例 3〜 1 5、 比較例 5〜 1 0〕
更に、 実施例 3〜 1 4として、 表 3に示す組成で各成分を混合して電解液 を調製した。 表中、 各成分の量は重量部で示した。 シリカは平均粒径が約 2 5nm のエチレングリコールゾルを用いた。 更に、 実施例 3〜8で用いた テトラフルォロアルミン酸 1—ェチルー 2, 3—ジメチルイミダゾリニゥム に代えて、 同じ重量部のフタル酸水素 1ーェチルー 2, 3—ジメチルイミダ ゾリ二ゥムを用いて比較例 5〜 10を調製した。
得られた実施例 3〜14、 比較例 5〜 1 0の電解液について、 調製直後の 電気伝導率 (25°C) を測定した。 次いで、 それぞれの電解液を用いて、 実 施例 1と同様にして、 定格電圧 200V、 静電容量 20 ¥ のアルミニウム 電解コンデンサを作成し、 耐電圧値 (125°C) を測定した。 これらの結果 を表 3に示す。
5¾刀 ΙΕΙ"リ ύ
ァ卜フノノレ: ダソレ^; ^.丄——丄ナノレ
25 25 25 25 20 20 c z ノ ノレ i 、ノ ノ リー,ノ^ Λ
ァ卜フノノレ才ロダリレ^ノ酸 1 , , 4
一 k 1し^1 力、'、 /门 ― 八
ゾ ァノレ 1 ノ 一ノ
フタ Jレ酸水素 1—ェチリレー 2 , 3
ΐΐ ガ、 1 1 ― /
ン Λ ^ノレ グ ノリ一ノム
ブチロラクトン 75 35. 5 72 72 ス *7ノ 1しレ士 -^τ
ノノ 1 ϋ 00. 0 00. D
O一 ノレ _ 4ヽノノ 00. D
エチレングリコール 8 8 シリカ 6 リン酸
ホウ酸
p トロ安息香酸
ポリエチレングリコール
(平均分子量 300)
電気伝導率 1 mS cm"1 at 25 24. 10 6. 56 14. 41 5. 94 20. 50 19. 38 耐電圧 / V at 125t: 160 160 165 170 170 185
Figure imgf000027_0001
実施例 9 実施例 10実施例 11実施例 12実施例 13実施例 14 テトラフルォロアルミン酸 1一ェチル
一 25 25 25 25 12. 5 2 , 3—ジメチルイミダゾリニゥム
テトラフルォロアルミン酸 1 , 2 , 3 , 4
25 ーテトラメチルイミダゾリニゥム
フ夕ル酸水素 1ーェチルー 2 , 3
12. 5 —ジメチルイミダゾリニゥム
ァ一プチロラクトン 75 75 75 75 75 75 スルホラン
3—メチルスルホラン
エチレングリコ一ル
シリカ
1
ホウ酸 1
p トロ安息香酸 1
ポリエチレングリコール
1
(平均分子量 300)
電気伝導率 1 mS cm'1 at I , 23. 85 23. 81 23. 85 23. 05 24. 00 17. 82 耐電圧 / V at 125°C 165 165 165 170 160 110 表 3から、 実施例と、 実施例とは塩の種類のみが異なり、' その他の組成が 同じ比較例 (実施例 3〜 8について、 それぞれ比較例 5〜1 0が対応する) とを比較すると、 実施例の方がいずれも高い電気伝導率と高い耐電圧値を有 していることがわかる。 なお、 図 3に示すように、 実施例は、 本発明の式
(I ) :
Y≥- 7. 5 Χ+ 1 50 かつ X≥4、 Y>0 ( I) を満たすことがわかる。 本発明の電解液は、 低インピーダンスグレード向け 及び高定格電圧向けのいずれの用途のアルミニウム電解コンデンサにも好適 である。 .
(4) デバイス特性、 外観面からの評価
次に、 上記の実施例 1、 3及び 4の電解液を用いて使用定格電圧 1 0 0V、 静電容量 56 /iF のアルミニウム電解コンデンサを作製した。 さらに、 実施 例 1 5として 2 5重量%テトラフルォロアルミン酸 1—ェチルー 2, 3—ジ メチルイミダゾリニゥムのァ一ブチロラクトン溶液にさらに、 水を 3重量% 添加した電解液を用いて、 上記と同様にしてアルミニウム電解コンデンサを 作成した。 なお、 実施例 3で用いた電解液中の水分含量は、 カールフイツ シヤー水分計により測定したところ、 ひ. 1重量%であった。 1 20Hz に おける静電容量、 1 0 0kHz における等価直接抵抗 (E S R) を測定した。 またこれらのコンデンサを 1 2 5°Cで 5 00時間無負荷放置した後に、 デバ イス特性や外観の変化を調べた。 一方、 比較例 1、 5及び 6の電解液を使用 した場合、 耐電圧不足のためコンデンサを作製することはできなかった。 こ れらの結果を表 4に示す。 表 4
実施例 1 実施例 3 実施例 4 実施例 15 静電容量 1 μΐ 54.8 54.8 54.8 54.5 静電容量 (無負荷試験後) 1 μ? 55.9 53.7 55.2 38.4 等価直列抵抗 /.Ω 0.0066 0.0063 0.0105 0.0073 等価直列抵抗 (無負荷試験後) /Ω 0.0067 0.0063 0.0107 0.0545 外観 (無負荷試験後) 封口部膨れ 変化なし 変化なし 封口部膨れ 表 4から、 比較例 1、 5及び 6の電解液を用いたコンデンサは、 耐電圧不 足のため、 作製することができなかったのに対し、 実施例 1、 3、 4及び 1 5の電解液を用いて、 デバイス特性の良好なコンデンサを作製することが できた。 特に、 実施例 1、 3、 4の電解液を用いたコンデンサについて、 無 負荷試験後に、 デバイス特性の変化はほとんど認められず、 熱安定性に優れ たコンデンサであることがわかった。 また、 外観については、 実施例 1及び 1 5の電解液を用いたコンデンサでは封口ゴム部のみで膨れが観察され、 コ ンデンサ内部でのガス発生が示唆されたのに対し、 実施例 3及び 4の電解液 を用いたコンデンサではこのような膨れもなく、 より熱安定性に優れている ことがわかった。 産業上の利用可能性 ,
本発明によれば、 電気伝導率が高く、 熱安定性に優れ、 耐電圧性の高い電 解コンデンサ用電解液が得られる。 またこの電解コンデンサ用電解液を使用 することにより、 インピーダンスが低く、 熱安定性に優れ、 耐電圧性の高い 電気化学素子が得られる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . テトラフルォロアルミ 酸イオンを含有する電解コンデンサ用電解液。
2 . テトラフルォロアルミン酸イオンを、 テトラフルォロアルミン酸の第四 級ォニゥム塩、 アミン塩、 アンモニゥム塩及びアルカリ金属塩からなる群よ り選択される 1種以上の塩の形態で含有する、 請求の範囲第 1項記載の電解 コンデンサ用電解液。
3 . 第四級ォニゥム塩が、 第四級アンモニゥム塩、 第四級ホスホニゥム塩、 第四級イミダゾリウム塩及び第四級アミジニゥム塩からなる群より選択され る 1種以上である、 請求の範囲第 2項記載の電解コンデンサ用電解液。
4 . 第四級ォニゥム塩の炭素数の和が、 4〜1 2である、 請求の範囲第 2項 又は第 3項記載の電解コンデンサ用電解液。
5 . 第四級ォニゥム塩の第四級ォニゥムイオンが、 テトラェチルアンモニゥ ム、 トリェチルメチルアンモニゥム、 ジェチルジメチルアンモニゥム、 ェチ ルトリメチルアンモニゥム、 テトラメチルアンモニゥム、 N , N—ジメチル ピロリジニゥム、 N—ェチル—N—メチルピロリジニゥム、 1, 3 —ジメチ ルイミダゾリゥム、 1 , 2 , 3 —トリメチルイミダゾリゥム、 1ーェチルー 3—メチルイミダゾリゥム、 1—ェチル— 2 , 3—ジメチルイミダゾリゥム、 1 , 2, 3 , 4ーテトラメチルイミダゾリゥム、 1 , 3 —ジェチルイミダゾ リウム、 2ーェチルー 1 , 3 —ジメチルイミダゾリゥム、 1, 3—ジメチル 一 2— n—プロピルイミダゾリウム、 1 , 3 —ジメチルー 2— n—ペンチル イミダゾリウム、 1, 3—ジメチルー 2― n—へプチルイミダゾリゥム、 1, 3 , 4 —トリメチルイミダゾリゥム、 2—ェチル— 1 , 3, 4 —トリメ チルイミダゾリウム、 1 , 3 —ジメチルペンゾイミダゾリウム、 1—フエ二 ル一 3—メチルイミダゾリゥム、 1—ベンジル— 3—メチルイミダゾリゥム、 1 一フエ二ルー 2 , 3 —ジメチルイミダゾリゥム、 1—ベンジルー 2, 3— ジメチルイミダゾリゥム、 2 —フエニル— 1 , 3 —ジメチルイミダゾリゥム、 2—ベンジル— 1 , 3 —ジメチルイミダゾリゥム、 1, 3 一ジメチルイミダ ゾリ二ゥム、 1 , 2 , 3 —トリメチルイミダゾリ二ゥム、 1ーェチルー 3— メチルイミダゾリ二ゥム、 1ーェチルー 2, 3 —ジメチルイミダゾリ二ゥム、 1, 2 , 3 , 4—テトラメチルイミダゾリニゥム、 1 , 3—ジェチルイミダ ゾリ二ゥム、 . 2—ェチルー 1, 3—ジメチルイミダゾリ二ゥム、 1 , 3—ジ メチルー 2— n—プロピルイミダゾリニゥム、 1 , 3—ジメチルー 2— n— ペンチルイミダゾリ二ゥム、 1, 3—ジメチル _ 2— n—へプチルイミダゾ リニゥム、 1 , 3, 4 —トリメチルイミダゾリニゥム、. 2—ェチル—
1, 3 , 4一卜リメチルイミダゾリニゥム、 1 —フエニル一 3—メチルイミ ダゾリニゥム、 1一ベンジル一 3—メチルイミダゾリ二ゥム、 1一フエニル 一 2, 3—ジメチルイミダゾリ二ゥム、 1 一ベンジル— 2 , 3—ジメチルイ ミダゾリ二ゥム、 2—フエ二ルー 1, 3 —ジメチルイミダゾリニゥム及び 2—ベンジルー 1, 3—ジメチルイミダゾリニゥムからなる群より選択され る 1種以上である、 請求の範囲第 2項〜第 4項のいずれか 1項記載の電解コ ンデンサ用電解液。
6 . 電解液が、 溶媒を 5 0重量%以上含有し、 該溶媒が、 炭酸エステル、 力 ルポン酸エステル、 リン酸エステル、 二トリル、 アミド、 スルホン、 アル コール及び水からなる群より選択される 1種以上である、 請求の範囲第 1項〜第 5項のいずれか 1項記載の電解コンデンサ用電解液。
7 . 溶媒が、 スルホラン及び 3—メチルスルホランからなる群より選択され る 1種以上を、 溶媒の総重量に対して 4 0重量%以上含む、 請求の範囲第 6項記載の電解コンデンサ用電解液。
8 . 溶媒が、 炭酸エステル、 カルボン酸エステル、 リン酸エステル、 二トリ ル、 アミド及びアルコールからなる群より選択される 1種以上を、 溶媒の総 重量に対して、 4 0重量%以上含む、 請求の範囲第 6項記載の電解コンデン サ用電解液。
9 . 溶媒が、 ァ—プチロラクトン及びエチレングリコールからなる群より選 択される 1種以上を、 溶媒の総重量に対して 4 0重量%以上含む、' 請求の範 囲第 8項記載の電解コンデンサ用電解液。
1 0 . 溶媒がスルホラン及び/又はァ一プチロラクトンであり、 該溶媒にテ トラフルォロアルミン酸 1 一ェチル— 2, 3一ジメチルイミダゾリ二ゥム又 はテ卜ラフルォロアルミン酸 1 , 2 , 3, 4—テトラメチルイミダゾリニゥ ムを、 電解液の総重量に対して、 5〜40重量%で添加する、 請求の範囲第 1項記載の電解コンデンサ用電解液。
1 1. 電解液が、 更にニトロ化合物、 リン化合物、 ホウ素化合物、.金属酸化 物粒子、 ポリアルキレングリコール及びシリコーンオイルからなる群より選 択される 1種以上の添加剤を含む、 請求の範囲第 1項〜第 1 0項のいずれか
' 1項記載の電解コンデンサ用電解液。
1 2. 電解液が、 1重量%以下の水分を含有する、 請求の範囲第 1項〜第 1 1項のいずれか 1項記載の電解コンデンサ用電解液。
1 3. 請求の範囲第 1項〜第 1 2項のいずれか 1項記載の電解コンデンサ用 電解液を用いた電解コンデンサ。
14. 電極表面に電気絶縁性の酸化皮膜を有する陽極側電極と、 これにセパ レ一タを介して対向配置された陰極側電極を有する電解コンデンサであって、 該セパレー夕に保持される電解液が請求の範囲第 1項〜第 1 2項のいずれか 1項記載の電解コンデンサ用電解液である、 電解コンデンサ。
1 5. テトラフルォロアルミン酸イオンを含有する導電性材料を用いる電気 化学素子。
1 6. 塩と溶媒を含む電解コンデンサ用電解液であって、 2 5°Cにおける電 気伝導率 X (mS ' cnf1) とコンデンサの耐電圧 Y (V) が、 式 (I ) :
Y≥- 7. 5 X+ 1 5 0 かつ X≥4、 Y>0 ( I ) の関係を満たすことを特徴とする電解コンデンサ用電解液。
1 7. 更に式 (II) :
Y≥- 7. 5X+ 1 5 0 かつ Χ≥8、 Υ〉0 (II) の関係を満たす、 請求の範囲第 1 6項の電解コンデンサ用電解液。
1 8. 電解液が、 溶媒を 5 0重量%以上含有し、 かつ該溶媒中の沸点 2 50 °C以上、 融点— 60〜40°C、 及び誘電率 (ε、 2 5°C) 2 5以上を 有する溶媒の重量比率が、 沸点 1 9 0以上、 2 5 0°C未満、 融点一 6 0〜 40°C、 及び誘電率 ( ε、 2 5°C) 2 5以上を有する溶媒の重量比率以上で ある、 請求の範囲第 1 6項又は第 1 7項に記載の電解コンデンサ用電解液。 '
1 9. 該溶媒中の沸点 2 5 0°C以上、 融点一 60〜40°C、 及び誘電率 ( ε、 2 5で) 2 5以上を有する溶媒がスルホンである、 請求の範囲第 1 8項に記 載の電解コンデンサ用電解液。
20. 該スルホンが、 スルホラン又は 3—メチルスルホランである、 請求の 範囲第 1 9項記載の電解コンデンサ用電解液。
2 1. 電解液が、 溶媒を 5 0重量%以上含有し、 かつ該溶媒中の沸点 1 9 0 °C以上、 2 5 0 °C未満、 融点一 6 0〜 4 0 °C、 及び誘電率 ( ε、 2 5°C) 2 5以上を有する溶媒の重量比率が、 沸点 2 5 0°C以上、 融点一 60-40°C、 及び誘電率 (ε、 2 5°C) 2 5以上を有する溶媒の重量比率 を上回る、 請求の範囲第 1 6項又は第 1 7項に記載の電解コンデンサ用電解 Ϊ仪。
22. 更に、 式 (III):
Y≥ - 7. 5 Χ+ 22 0 (III) の関係を満たす、 請求の範囲第 2 1項記載の電解コンデンサ用電解液。
23. 該溶媒中の沸点 1 90°C以上、 2 50°C未満、 融点— 6 0〜40°C、 及び誘電率 (ε、 25°C) 2 5以上を有する溶媒が、 炭酸エステル、 力ルポ ン酸エステル、 リン酸エステル、 二トリル、 アミド及びアルユールからなる 群より選択される 1種以上である、 請求の範囲第 2 1項又は第 22項に記載 の電解コンデンサ用電解液。
24. 該溶媒中の沸点 1 90°C以上、 2 50 未満、 融点一 60〜40°C、 及び誘電率 (ε、 2 5 ) 2 5以上を有する溶媒が、 ァ一プチロラクトン又 はエチレングリコールである、 請求の範囲第 2 3項記載の電解コンデンサ用
2 5. 電解液が、 テトラフルォロアルミン酸イオンを含有する、 請求の範囲 第 1 6項〜第 24項のいずれか 1項記載の電解コンデンサ用電解液。
2 6. テトラフルォロアルミン酸イオンを、 テトラフルォロアルミン酸の第 四級ォニゥム塩、 アミン塩、 アンモニゥム塩及びアルカリ金属塩からなる群 より選択される 1種以上の塩の形態で含有する、 請求の範囲第 2 5項記載の 電解コンデンサ用電解液。
2 7. 第四級ォニゥム塩が、 第四級アンモニゥム塩、 第四級ホスホニゥム塩、 第四級イミダゾリゥム塩及び第四級アミジニゥム塩からなる群より選択され る 1種以上である、 請求の範囲第 2 6項記載の電解コンデンサ用電解液。
2 8 . 第四級ォニゥム塩の炭素数の和が、 4〜 1 2である、 請求の範囲第 2 6項又は第 2 7項に記載の電解コンデンサ用電解液。
2 9 . 第四級ォニゥム塩の第四級ォニゥムイオンが、 テトラェチルアンモニ ゥム、 トリエチルメチルアンモニゥム、 ジェチルジメチルアンモニゥム、 ェ チルトリメチルアンモニゥム、 テトラメチルアンモニゥム、 N , N—ジメチ ルピロリジニゥム、 N—ェチルー' N—メチルピロリジニゥム、 1 , 3—ジメ チルイミダゾリウム、 1 , 2, 3 トリメチルイミダゾリゥム、 1 一ェチル 一 3—メチルイミダゾリゥム、 1—ェチル— 2, 3—ジメチルイミダゾリゥ ム、 1 , 2 , 3, 4ーテトラメチルイミダゾリウム、 1, 3—ジェチルイミ ダゾリウム、 2—ェチルー 1, 3一ジメチルイミダゾリゥム、 1, 3—ジメ チルー 2— n—プロピルイミダゾリゥム、 1 , 3—ジメチルー 2— n—ペン チルイミダゾリウム、 1, 3—ジメチル— 2— n—へプチルイミダゾリゥム、 1 , 3, 4—トリメチルイミダゾリウム、 2—ェチルー 1, 3 , 4—トリメ チルイミダゾリゥム、 1, 3—ジメチルベンゾイミダゾリゥム、 1—フエ二 ルー 3ーメチルイミダゾリゥム、 1一べンジルー 3—メチルイミダゾリゥム、 1 一フエ二ルー 2, 3—ジメチルイミダゾリゥム、 1一べンジルー 2 , 3― ジメチルイミダゾリゥム、 2 一フエニル— 1 , 3 一ジメチルイミダゾリゥム、 2—ベンジル— 1 , 3 _ジメチルイミダゾリゥム、 1 , 3—ジメチルイミダ ゾリ二ゥム、 1 , 2 , 3 —トリメチルイミダゾリ二ゥム、 1 一ェチル—3— メチルイミダゾリ二ゥム、 1ーェチルー 2, 3—ジメチルイミダゾリ二ゥム、 1, 2 , 3 , 4ーテトラメチルイミダゾリ二ゥム、 1 , 3—ジェチルイミダ ゾリ二ゥム、 2—ェチルー 1, 3—ジメチルイミダゾリ二ゥム、 1 , 3—ジ メチル一 2— n—プロピルイミダゾリニゥム、 1, 3—ジメチルー 2— n— ペンチルイミダゾリ二ゥム、 1 , 3—ジメチルー 2—n—へプチルイミダゾ リニゥム、 1 , 3, 4 一トリメチルイミダゾリ二ゥム、 2—ェチルー 1, 3, 4一トリメチルイミダゾリ二ゥム、 1 一フエ二ルー 3—メチルイミ ダゾリニゥム、 1 —ベンジル— 3—メチルイミダゾリ二ゥム、 1 一フエニル 一 2, 3—ジメチルイミタゾリ二ゥム、 1—ベンジル— 2 , 3—
ミダゾリ二ゥム、 2—フエニル一 1 , 3—ジメチルイミダゾリニゥム及び 2一ベンジル— 1, 3—ジメチルイミダゾリニゥムからなる群より選択され る 1種以上である、 請求の範囲第 2 6項〜第 2 8項のいずれか 1項記載の電 解コンデンサ用電解液。
3 0 . 溶媒がスルホラン及び/又はァ—プチロラクトンであり、 該溶媒にテ トラフルォロアルミン酸 1ーェチルー 2 , 3一ジメチルイミダゾリ二ゥム又 はテトラフルォロアルミン酸 1 , 2 , 3 , 4—テトラメチルイミダゾリニゥ ムを、 電解液の総重量に対して、 5〜4 0重量%で添加する、 請求の範囲第 1 6項又は第 1 7項に記載の電解コンデンサ用電解液。
3 1 . 電解液が、 更にニトロ化合物、 リン化合物、 ホウ素化合物、 金属酸化 物粒子、 ポリアルキレングリコール及びシリコーンオイルからなる群より選 択される 1種以上の添加剤を含む、 請求の範囲第 1 6項〜第 3 0項のいずれ か 1項記載の電解コンデンサ用電解液。
3 2 . 電解液が、 1重量%以下の水分を含有する、 請求の範囲第 1 6項〜第
3 1項のいずれか 1項記載の電解コンデンサ用電解液。 - 3 3 . 請求の範囲第 1 6項〜第 3 2項のいずれか 1項記載の電解コンデンサ 用電解液を用いた電解コンデンサ。
3 4 . 電極表面.に電気絶縁性の酸化皮膜を有する陽極側電極と、 これにセパ レ一タを介して対向配置された陰極側電極を有する電解コンデンサであって、 該セパレ一夕に保持される電解液が請求の範囲第 1 6項〜第 3 2項のいずれ か 1項記載の電解コンデンサ用電解液である、 電解
PCT/JP2002/004571 2001-05-11 2002-05-10 Solution electrolytique pour condensateur electrolytique et condensateur electrolytique utilisant cette solution Ceased WO2002101773A1 (fr)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP02778902A EP1394824A4 (en) 2001-05-11 2002-05-10 ELECTROLYTIC SOLUTION FOR ELECTROLYTIC CAPACITOR AND ELECTROLYTIC CAPACITOR USING THE SOLUTION
CNB028097165A CN100394522C (zh) 2001-05-11 2002-05-10 电解电容器用电解液及使用该电解液的电解电容器
US10/704,803 US7072173B2 (en) 2001-05-11 2003-11-12 Electrolyte for electrolytic capacitor and electrolytic capacitor using the same
US11/304,600 US7460357B2 (en) 2001-05-11 2005-12-16 Electrolyte for electrolytic capacitor and electrolytic capacitor using the same

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001-141405 2001-05-11
JP2001141405 2001-05-11
JP2001252628 2001-08-23
JP2001-252628 2001-08-23

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US10/704,803 Continuation US7072173B2 (en) 2001-05-11 2003-11-12 Electrolyte for electrolytic capacitor and electrolytic capacitor using the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2002101773A1 true WO2002101773A1 (fr) 2002-12-19

Family

ID=26614962

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2002/004571 Ceased WO2002101773A1 (fr) 2001-05-11 2002-05-10 Solution electrolytique pour condensateur electrolytique et condensateur electrolytique utilisant cette solution

Country Status (5)

Country Link
US (2) US7072173B2 (ja)
EP (1) EP1394824A4 (ja)
JP (3) JP4631975B2 (ja)
CN (2) CN100394522C (ja)
WO (1) WO2002101773A1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004304079A (ja) * 2003-03-31 2004-10-28 Nippon Chemicon Corp 電解コンデンサ
JP2006012983A (ja) * 2004-06-23 2006-01-12 Nippon Chemicon Corp 電解コンデンサ
JP2006012984A (ja) * 2004-06-23 2006-01-12 Nippon Chemicon Corp 電解コンデンサ用電解液

Families Citing this family (50)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100394522C (zh) * 2001-05-11 2008-06-11 三菱化学株式会社 电解电容器用电解液及使用该电解液的电解电容器
EP2323144A1 (en) * 2002-10-31 2011-05-18 Mitsubishi Chemical Corporation Electrolytic capacitor
JP2004165209A (ja) * 2002-11-08 2004-06-10 Nippon Chemicon Corp 電解コンデンサ
EP1580772B1 (en) * 2002-11-08 2015-03-11 Nippon Chemi-Con Corporation Electrolytic capacitor
EP1580773B1 (en) * 2002-11-08 2014-04-09 Nippon Chemi-Con Corporation Electrolytic capacitor
JP2004165203A (ja) * 2002-11-08 2004-06-10 Nippon Chemicon Corp 電解コンデンサ
KR20050088286A (ko) 2002-11-08 2005-09-05 니폰 케미콘 가부시키가이샤 전해콘덴서의 제조방법
WO2004042758A1 (ja) * 2002-11-08 2004-05-21 Nippon Chemi-Con Corporation 電解コンデンサ
US7430108B2 (en) 2002-11-08 2008-09-30 Nippon Chemi-Con Corporation Electrolyte for electrolytic capacitor and electrolytic capacitor containing the same
US8014128B2 (en) * 2003-07-31 2011-09-06 Kaneka Corporation Method for forming oxide film on metal surface using ionic liquid, electrolytic capacitor and electrolyte thereof
ATE519767T1 (de) * 2003-12-26 2011-08-15 Nat Inst Of Advanced Ind Scien Ionische flüssigkeit, verfahren zu deren herstellung, doppelschichtiger kondensator, der diese enthält, und lithiumbatterie
US7352560B2 (en) * 2004-07-16 2008-04-01 Cardiac Pacemakers, Inc. Method and apparatus for interconnecting electrodes with partial titanium coating
EP2264726B1 (de) * 2005-05-02 2014-09-10 Epcos Ag Kondensator
EP2306477B1 (de) * 2005-05-02 2013-07-03 Epcos AG Leistungskondensator
JP4910497B2 (ja) * 2005-06-30 2012-04-04 本田技研工業株式会社 電気二重層キャパシタ用電解液および電気二重層キャパシタ
JP2007103498A (ja) * 2005-09-30 2007-04-19 Mitsubishi Chemicals Corp 電解コンデンサ用電解液及び電解コンデンサ
KR101256975B1 (ko) * 2005-09-30 2013-04-19 니폰 케미콘 가부시키가이샤 전해 콘덴서용 전해액 및 전해 콘덴서
US20070077364A1 (en) * 2005-10-05 2007-04-05 Aba Con International Limited Method to coat insulation film on aluminum body of electrolytic capacitor
JP2007158203A (ja) 2005-12-08 2007-06-21 Nichicon Corp 電解コンデンサ
EP2034497B1 (en) * 2006-06-20 2015-08-05 Sanyo Chemical Industries, Ltd. Electrolyte solution for aluminum electrolytic capacitor, and aluminum electrolytic capacitor using the same
US7563290B2 (en) * 2006-07-06 2009-07-21 Kemet Electronics Corporation High voltage solid electrolytic capacitors using conductive polymer slurries
KR100941299B1 (ko) * 2006-07-07 2010-02-11 주식회사 엘지화학 시아노기를 갖는 비수 전해액 첨가제 및 이를 이용한전기화학소자
CN101512693B (zh) * 2006-09-07 2012-08-08 松下电器产业株式会社 电解液和使用该电解液的电解电容器
US8241787B2 (en) * 2006-09-14 2012-08-14 National University Corporation Shizuoka University Liquid electrolyte for electrochemical device
US7876548B2 (en) * 2007-04-20 2011-01-25 Sanyo Electric Co., Ltd. Niobium solid electrolytic capacitor and its production method
CN101414787A (zh) * 2007-10-17 2009-04-22 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 负电压产生电路
US20110108754A1 (en) * 2008-07-08 2011-05-12 Amogreentech Co., Ltd. Thixotropic organic electrolyte composition for supercapacitor and preparation method thereof
CN101935285B (zh) * 2009-07-02 2013-11-06 中国科学院过程工程研究所 有机鎓的六氟铝酸盐及其制备方法和用途
CN102549692B (zh) * 2009-10-09 2013-09-18 松下电器产业株式会社 电极箔及使用该电极箔的电容器
EP3252789B1 (en) 2010-02-15 2021-06-23 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Electrolytic capacitor
WO2011126648A2 (en) * 2010-04-06 2011-10-13 Cardiac Pacemakers, Inc. Electrolyte for high voltage electrolytic capacitors and methods
US8576541B2 (en) 2010-10-04 2013-11-05 Corning Incorporated Electrolyte system
FR2978765A1 (fr) * 2011-08-04 2013-02-08 Commissariat Energie Atomique Nouveaux liquides ioniques utilisables pour entrer dans la composition d'electrolyte pour dispositifs a stockage d'energie
WO2013145890A1 (ja) 2012-03-29 2013-10-03 住友精化株式会社 電気化学デバイス用電解液、アルミニウム電解コンデンサ及び電気二重層コンデンサ
JP5861606B2 (ja) * 2012-09-28 2016-02-16 ソニー株式会社 電解液、電解液の製造方法および電気化学デバイス
TW201515819A (zh) * 2013-10-17 2015-05-01 Ho-Chang Lee 方向盤套的製作方法
JP6795054B2 (ja) * 2014-02-05 2020-12-02 日本ケミコン株式会社 固体電解コンデンサ及びその製造方法
JP6745580B2 (ja) * 2014-02-05 2020-08-26 日本ケミコン株式会社 固体電解コンデンサ及びその製造方法
CN104051784A (zh) * 2014-07-02 2014-09-17 东莞市凯欣电池材料有限公司 锂二次电池电解液及其制备方法以及锂二次电池
US10593488B2 (en) * 2014-12-11 2020-03-17 Otsuka Chemical Co., Ltd. Nonaqueous electrolytic solution for electric double layer capacitors
CN110634679B (zh) 2015-04-28 2023-11-03 松下知识产权经营株式会社 电解电容器
CN104979102A (zh) * 2015-07-08 2015-10-14 深圳新宙邦科技股份有限公司 一种电解液溶质、电解液及超级电容器
EP3480835B1 (en) * 2016-06-29 2022-12-21 Sanyo Chemical Industries, Ltd. Electrolytic solution for electrolytic capacitor, and electrolytic capacitor
CN107845504B (zh) 2016-09-19 2020-07-24 深圳新宙邦科技股份有限公司 铝电解电容器用的电解液及使用该电解液的铝电解电容器
CN106486293A (zh) * 2016-09-29 2017-03-08 江苏国泰超威新材料有限公司 一种双电层电容器用有机电解液及其双电层电容器
JP6893311B2 (ja) * 2016-10-31 2021-06-23 パナソニックIpマネジメント株式会社 電解コンデンサ
US11004616B2 (en) * 2016-12-12 2021-05-11 Apaq Technology Co., Ltd. Low leakage electrolytic capacitor
TWI598909B (zh) * 2016-12-12 2017-09-11 鈺邦科技股份有限公司 低漏電之電解電容器
EP3566242A4 (en) * 2017-01-03 2020-09-30 ABB Power Grids Switzerland AG INSULATION AND CAPACITOR SYSTEM
JP7731074B2 (ja) * 2020-05-26 2025-08-29 パナソニックIpマネジメント株式会社 電気化学デバイス用電解液および電気化学デバイス

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01124210A (ja) * 1987-11-09 1989-05-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電解コンデンサ駆動用電解液
JPH06196367A (ja) * 1992-12-24 1994-07-15 Mitsubishi Petrochem Co Ltd 電解コンデンサ用電解液
JPH10241999A (ja) * 1997-03-03 1998-09-11 Nippon Chemicon Corp 電解コンデンサ用電解液

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3415687A (en) * 1966-03-29 1968-12-10 Honeywell Inc Electric current producing cell
JPS62288815A (ja) * 1986-02-21 1987-12-15 Sanyo Chem Ind Ltd 電解液
JPS63122112A (ja) 1986-11-11 1988-05-26 旭硝子株式会社 新規な電解コンデンサ
JPH01246386A (ja) * 1987-11-25 1989-10-02 Asahi Glass Co Ltd オニウム塩の製造方法
GB8804860D0 (en) * 1988-03-01 1988-03-30 Ici Plc Solid electrolyte devices
JP2739217B2 (ja) * 1988-10-15 1998-04-15 松下電器産業株式会社 電解コンデンサ駆動用電解液およびその製造方法
US5714279A (en) * 1989-10-24 1998-02-03 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Non-aqueous lithium cells
JP2958576B2 (ja) * 1991-01-24 1999-10-06 富士写真フイルム株式会社 電池用正極材料
JPH0513273A (ja) 1991-07-04 1993-01-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電解コンデンサ駆動用電解液
JPH06196366A (ja) 1992-11-09 1994-07-15 Mitsubishi Petrochem Co Ltd 電解コンデンサ用電解液
JP3387144B2 (ja) 1993-03-30 2003-03-17 三菱化学株式会社 電解コンデンサ用電解液
JP3078948B2 (ja) * 1993-03-31 2000-08-21 日石三菱株式会社 有機溶媒及び電解液
US5870275A (en) * 1993-12-03 1999-02-09 Sanyo Chemical Industries, Ltd. Electrolyte and electronic component using same
EP0684620B1 (en) * 1993-12-03 2003-06-04 Sanyo Chemical Industries, Ltd. Electrolytic solution and electrochemical element prepared therefrom
JP3504349B2 (ja) * 1994-08-29 2004-03-08 三洋化成工業株式会社 イミダゾリニウム有機酸塩の製造方法
KR100366551B1 (ko) * 1994-09-29 2003-03-12 닛뽄 케미콘 가부시끼가이샤 전해콘덴서
JPH10116629A (ja) * 1996-10-15 1998-05-06 Mitsui Chem Inc 非水電解液
JP3349399B2 (ja) 1996-11-01 2002-11-25 三洋電機株式会社 リチウム二次電池
JPH10233343A (ja) * 1997-02-19 1998-09-02 Elna Co Ltd アルミニウム電解コンデンサおよびアルミニウム電解コンデンサ駆動用電解液
US6114070A (en) 1997-06-19 2000-09-05 Sanyo Electric Co., Ltd. Lithium secondary battery
JP4780812B2 (ja) 1997-08-01 2011-09-28 日本ケミコン株式会社 アルミニウム電解コンデンサ
KR20010032434A (ko) * 1997-11-24 2001-04-25 데이비드 엠 모이어 높은 전해질 함량 및 임의의 상안정화제를 함유하는 투명또는 반투명한 수성 섬유 유연제 조성물
US6166899A (en) 1997-12-18 2000-12-26 Nippon Chemi-Con Corporation Electrolyte for electrolytic capacitor and electrolytic capacitor having the same
JPH11283880A (ja) 1998-03-31 1999-10-15 Mitsubishi Chemical Corp 電解コンデンサ用電解液及びそれを用いた電解コンデンサ
JP3702644B2 (ja) 1998-05-12 2005-10-05 三菱化学株式会社 有機オニウム塩の製造方法
JP3702645B2 (ja) 1998-05-12 2005-10-05 三菱化学株式会社 有機オニウム塩の製造方法
JP2964244B1 (ja) * 1998-05-14 1999-10-18 三洋化成工業株式会社 4級環状アミジン有機酸塩の製造法
JP2000016995A (ja) * 1998-06-30 2000-01-18 Mitsubishi Chemicals Corp 4級アンモニウムテトラフルオロボレートの製造方法
JP2001085281A (ja) * 1999-09-09 2001-03-30 Honda Motor Co Ltd 電気二重層コンデンサの配線構造
JP3574067B2 (ja) * 1999-11-29 2004-10-06 三洋化成工業株式会社 2置換ジアミンモノアミド化合物の製造法
JP3967551B2 (ja) * 2001-02-08 2007-08-29 本田技研工業株式会社 電気二重層キャパシタ容器の蓋体
CN100394522C (zh) * 2001-05-11 2008-06-11 三菱化学株式会社 电解电容器用电解液及使用该电解液的电解电容器

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01124210A (ja) * 1987-11-09 1989-05-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電解コンデンサ駆動用電解液
JPH06196367A (ja) * 1992-12-24 1994-07-15 Mitsubishi Petrochem Co Ltd 電解コンデンサ用電解液
JPH10241999A (ja) * 1997-03-03 1998-09-11 Nippon Chemicon Corp 電解コンデンサ用電解液

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP1394824A1 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004304079A (ja) * 2003-03-31 2004-10-28 Nippon Chemicon Corp 電解コンデンサ
JP2006012983A (ja) * 2004-06-23 2006-01-12 Nippon Chemicon Corp 電解コンデンサ
JP2006012984A (ja) * 2004-06-23 2006-01-12 Nippon Chemicon Corp 電解コンデンサ用電解液

Also Published As

Publication number Publication date
US7072173B2 (en) 2006-07-04
US7460357B2 (en) 2008-12-02
JP2009239291A (ja) 2009-10-15
JP2011181956A (ja) 2011-09-15
JP2009161537A (ja) 2009-07-23
EP1394824A1 (en) 2004-03-03
CN100394522C (zh) 2008-06-11
CN101261900B (zh) 2011-02-02
US20040095708A1 (en) 2004-05-20
JP4631975B2 (ja) 2011-02-16
US20060092597A1 (en) 2006-05-04
JP4924658B2 (ja) 2012-04-25
CN1511327A (zh) 2004-07-07
EP1394824A4 (en) 2008-01-23
CN101261900A (zh) 2008-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2002101773A1 (fr) Solution electrolytique pour condensateur electrolytique et condensateur electrolytique utilisant cette solution
US7397651B2 (en) Electrolyte for electrolytic capacitor, electrolytic capacitor and process for producing tetrafluoroaluminate salt of organic onium
JP4802243B2 (ja) 電解液用添加剤及び電解液
JP4366917B2 (ja) アルミニウム電解コンデンサ
JP4808358B2 (ja) 電解コンデンサ用電解液及びそれを用いた電解コンデンサ
KR20080064967A (ko) 전해 콘덴서용 전해액 및 전해 콘덴서
US20230147032A1 (en) Process for producing polymer capacitors for high reliability applications
JP2945890B2 (ja) 電気二重層コンデンサ
US11114695B2 (en) Electrolyte for electrochemical device, electrolytic solution, and electrochemical device
JP4374459B2 (ja) 電解コンデンサ用電解液、電解コンデンサ及び電気化学素子
JP2004203851A (ja) 有機オニウムのテトラフルオロアルミン酸塩の製造方法、電解コンデンサ用電解液及びそれを用いた電解コンデンサ
WO2007037395A1 (ja) 電解コンデンサ
JP4307820B2 (ja) アルミニウム電解コンデンサ
JP2007103498A (ja) 電解コンデンサ用電解液及び電解コンデンサ
JP5713976B2 (ja) 電解コンデンサ駆動用電解液およびそれを用いた電解コンデンサ
JP4238559B2 (ja) 有機オニウムのテトラフルオロアルミン酸塩の製造方法、電解コンデンサ用電解液及びそれを用いた電解コンデンサ
JP2007103503A (ja) 電解コンデンサ用電解液及び電解コンデンサ
JP5148056B2 (ja) 電解コンデンサ用電解液及び電解コンデンサ
JP2011155093A (ja) 電解液およびそれを用いた電気化学素子
JP2007194311A (ja) 電気二重層キャパシタ
JP2019114661A (ja) 電解質及び電解液
JP2008244493A (ja) アルミニウム電解コンデンサ

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AU BA BB BG BR BZ CA CN CO CR CU CZ DM DZ EC EE GD GE HR HU ID IL IN IS KR LC LK LR LT LV MA MG MK MN MX NO NZ OM PH PL RO SG SI SK TN TT UA US UZ VN YU ZA

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): GH GM KE LS MW MZ SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 028097165

Country of ref document: CN

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 10704803

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2002778902

Country of ref document: EP

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2002778902

Country of ref document: EP