JPH03151621A

JPH03151621A - 電解コンデンサ用電解液

Info

Publication number: JPH03151621A
Application number: JP29044889A
Authority: JP
Inventors: Makoto Shimizu; 誠清水; Masahiko Sawara; 佐原　将彦
Original assignee: Nippon Chemi Con Corp
Current assignee: Nippon Chemi Con Corp
Priority date: 1989-11-08
Filing date: 1989-11-08
Publication date: 1991-06-27

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〕この発明は、電解コンデンサ用電解液の改良にかかり、
特に耐電圧性を向上させた電解コンデンサ用電解液に関
するものである。

〔従来の技術〕

通常の電解コンデンサは、粗面化処理を施したアルミニ
ウム、タンタル等の弁金属箔の表面に絶縁性の酸化皮膜
層を形成した陽極電極箔と、集電用の陰極電極箔とを電
解紙を介して巻回してコンデンサ素子を形成するととも
に、電解液を含浸し、外装ケースに収納した構成からな
る。

コンデンサ素子の陽極電極箔上に形成された酸化皮膜層
は誘電体となり、また電解液は電解質層となる。そして
、この電解質層である電解液が真の陰極として作用する
。すなわち、電解液は陽極箔上に形成された誘電体層と
集電用の陰極箔との間に介在して、その抵抗分が電解コ
ンデンサに直列に挿入されていることになる。

したがって、電解液の電導度が低いと、電解コンデンサ
内部の等価直列抵抗分が増大して高周波特性や損失特性
に悪影響を及ぼすことになる。しかし、−船釣に電解液
の電導度を向上させると火花電圧が低下してしまう傾向
があり、電解コンデンサの耐電圧特性が損なわれること
があった。逆に耐電圧特性を向上させるために各種の添
加剤を添加した場合、その電導度が低下してしまい、結
果として損失が増大する。

そこで、電解コンデンサの電導度を低下させずかつ耐電
圧特性を向上させる手段として、各種の添加剤を電解液
に添加する手段が従業されている。

例えば、スルファミン酸（特開昭４９−８２９６３号）
、スペリン酸（特開昭４９−１３３８６０号）リン酸ド
デシル（特開昭４９−７３６５９号）、アルキルリン酸
（特開昭５２−１５３１５４号）、次亜リン酸（特開昭
５７−１４１９１３号）、ホウ酸−マンニット系（特開
昭５７−６０８２９号）、ホウ酸−マンニッｌ−−ポリ
ビニルアルコール系（特開昭５９−１７７９１５号）、
変性シリコンオイル（特開平１−１７５７２２号）等で
ある。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、電子機器の利用範囲の増大から電解コンデン
サ性能の向上改善の要求が高まり、従来の電解液の電導
度では充分とは言えなくなりつつある。そのため、更に
電解液の電導度を向上させる必要があり、その影響とし
て耐電圧特性を維持することが困難となっている。

この発明の目的は、高い電導度を維持しつつ、耐電圧特
性を向上させた電解液の提供にある。

〔課題を解決するための手段〕

有機極性溶媒を主溶媒とし、有機酸、無機酸あるいはそ
の塩を溶質とした電解コンデンサ用電解液に、一般式：（式中、ｌ、ｍ、ｎは０以上の整数、ｐ、ｑ、ｒは１以
上の整数を示し、ＸＩないしＸ３は各々同一または異な
る水素原子、高級アシル基であるとともに、Ｒ１ないし
Ｒ６はエチレンオキシドおよび／またはプロピレンオキ
シドを表す）のポリオキシアルキレン硬化ヒマシ油を添
加したことを特徴としている。

なお、前記一般式中、ｌ、ｍ、ｎは０以上、ｐ。

ｑ、ｒは、１以上の整数であれば特に限定的な範囲はな
いが、著しく重合度が高くなると合成が困難であったり
溶解度が低下するなどの不都合が生じるので、好ましく
はそれぞれ１００以下が望ましい。

高級アシル基に相当する脂肪酸としては、一般式：　Ｃ
Ｈ，（Ｃ１ｌ、）ｌｌＣＯＯＩＩ　（ｎは９以上の整数
）で表される飽和脂肪酸があり、例えば、ウンデシル酸
（ｎ・９）、ラウリン酸（ｎ＝１０）、トリデシル酸（
ｎ＝１１）、ミリスチン酸（ｎ・１２）、ペンタデシル
Ｍ（ｎ・１３）、パルミチン酸（ｎ・１４）、ヘプタデ
シル酸（ｎ・１５）、ステアリン酸（ｎ・１６）、ノナ
デカン酸（ｎ＝１７）、アラキン酸（ｎ＝１８）、ベヘ
ン酸（ｎ＝２０）、リグノセリン酸（ｎ＝２２）、セロ
チン酸（ｎ＝２４）、ヘプタコサン酸（ｎ＝２５）、モ
ンタン酸（ｎ＝２７）、メリシン酸（ｎ＝２８）、ラフ
セル酸（ｎ＝３０）等が挙げられる。

また不飽和脂肪酸としては、ウンデシル酸＜１０＞（１
１）、オレイン酸（ｃｉｓ）＜９＞（１８）、エライジ
ン酸（ｔｒａｎｓ）　＜９＞　（１８）、セトレイン酸
＜１１＞　（２２）、エルカ酸（ｓｉｓ）＜１３＞’（
２２）　、ブラシジン酸（ｔｒａｎｓ）＜１３＞（２２
）、リノール酸＜９．１２＞　（１Ｂ）、リルン酸＜９
．１２＋１５＞（１Ｂ）　、アラキドン酸＜５．８，１
１．１４＞（２０）　、ステアロール酸く３重結合、９
＞　（１Ｂ）　［＜＞内は不飽和結合の位置、（）内は
総炭素原子数を表す］等が挙げられる。

この発明による電解液の主溶媒たる有機極性溶媒は、プ
ロトン性極性溶媒として、エタノール、プロパツール、ブタノール、ペンタノール
等の１価アルコール類、またエチレングリコール、プロ
ピレングリコール、グリセリン、メトキシエタノール等
の多価アルコール類、アルコールエーテル類があり、非
プロトン性極性溶媒としては、Ｎ−メチルホルムアミド
、Ｎ、Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−エチルホルムア
ミド、Ｎ、Ｎ−ジエチルホルムアミド等のアミド系の極
性溶媒、Ｔ−ブチロラクトン、Ｎ−メチル−２−ピロリ
ドン、エチルンカーポネート等のラクトン、環状アミＦ
系の溶媒が挙げられ、他にアセ１〜ニトリル等のニトリ
ル系、ジメチルスルホキシＦ等のオキシド系が非プロト
ン性極性溶媒として例示でき、これらの主溶媒を各々単
独で、あるいは混合して用いることができる。

またこの発明で使用する電解質としては、特に制限はな
く、通常使用されているものでよい。例えば、アニオン
源として有機酸類、例えば蟻酸、酢酸等の脂肪族モノカ
ルボン酸類やマロン酸、コハク酸等の脂肪族ジカルボン
酸類またば安息香酸、フタル酸等の芳香族カルボン酸類
があり、無機酸類としては、ホウ酸、リン酸、ケイ酸等
が挙げられる。カチオン源としては、例えばアンモニウ
ム、メチルアンモニウム等のモノアルキルアンモニウム
カチオン類、ジメチルアンモニウム、ジエチルアンモニ
ウム等のジアルキルアンモニウムカチオン類、トリメチ
ルアンモニウム、トリエチルアンモニウム等のトリアル
キルアンモニウムカチオン類、テトラメチルアンモニウ
ム、トリエチルメチルアンモニウム等の第四級アンモニ
ウムカチオン等があり、他にホスホニウム、アルソニウ
トカチオン類が挙げられる。

この発明による電解コンデンサ用電解液は、前記に例示
した有機極性溶媒を単独もしくは複数を１００重量部用
意し、必要に応じて水を０〜３０重量部混合した溶媒中
に電解質物質からなる溶質を単独もしくは複数を組め合
わせて１〜５０重量部溶解すればよい。そして、このよ
うな電解液に、前記のポリオキシアルキレン硬化ヒマシ
油を、好ましくは０．１〜２０重量部、更に好ましくは
０．５〜６重量部添加することにより所望の特性を得る
ことができる。

〔作　用］この発明で使用されるポリオキシアルキレン硬化ヒマシ
油の耐電圧特性を向上する作用としては、電解コンデン
サの誘電体であるアルミニウム酸化皮膜界面に非イオン
界面活性剤としてのポリオキシアルキレン硬化ヒマシ油
のミセル層の形成が関与するものと考えられる。

〔実施例〕

以下、この発明にかかる電解コンデンサ用電解液の実施
例につき説明する。

各実施例においては、従来例と同し溶媒および溶質によ
り電解液を調合し、これにポリオキシアルキレン硬化ヒ
マシ油を添加した。そして、添加するポリオキシアルキ
レン硬化ヒマシ油は以下のものを使用した。

Ａ）ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油０　　　　　　　　０−（−ＣＩＩ□ＣＩｌ□０９「Ｈ
Ｂ）ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン硬化ヒマ
シ油ＣＩ＋３　　　０１　　　　　　　１１１１３０−＋　ＣＩｌ□ＣＩｌ□０研ＣＨ−ＣＩ＋２０汁１１
［１，ｍ、ｎの総和−１５／ｐ、　ｑ、　ｒ叫Ｍロー１
０／ｓ、ｔ、ｕの総和−１０］Ｃ）モノステアリン酸ポ
リオキシプロピレン硬化ヒマシ油ＣＩ＋３　　　　０１１［１’＋Ｑ＋ｒの総和−３０］０Ｄ））リオレイン酸ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油０１０６ＣＩｈＣＩＩ。ＯｋＣＣ＋　７１１３３［１，ｎ＋
、ｎの総和−３０／ｐ、ｑ＋ｒの総和−３０１Ｅ）モノ
ベヘン酸ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油０　（−ＣＩ
ｌ□ＣＩＩｚＯ５ＣＣ２１１１４３太］ｌ江ｌＢ）ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン硬化ヒマ
シ油大】１片（３Ａ）ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油実ＪＥ例ｊＣ）モノステアリン酸ポリオキシプロピレン硬化しマシ
油大溝１１１４尖考■汁ＪＥ）モノベヘン酸ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油大１
１江１以上の結果から分かるように、この発明の電解液の電導
度は、従来例と比較して同等もしくはやや低下する傾向
を示すものの、１０％〜５０％程度耐電圧を向上させる
ことができた。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明は、有機極性溶媒を主溶媒とし、
有機酸、無機酸あるいはその塩を溶質とした電解コンデ
ンサ用電解液に、一般式：％式％（式中、ｌ、ｍ、ｎは０以上の整数、ｐ、ｑ、ｒは１以
上の整数を示し、ＸＩないしＸ、は各々同一または異な
る水素原子、高級アシル基であるとともに、Ｒ１ないし
Ｒ６はエチレンオキシドおよび／またはプロピレンオキ
シドを表す）のポリオキシアルキレン硬化ヒマシ油を添
加したことを特徴としているので、通常の電解液にこれ
らの添加剤を少量添加することで、電導度を維持しつつ
耐電圧特性を向上させることができる。そのため、高電
圧における電気的特性が良好に安定し、この電解液を使
用した電解コンデンサの信頼性が向」−する。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　有機極性溶媒を主溶媒とし、有機酸、無機酸あ
るいはその塩を溶質とした電解コンデンサ用電解液に、
一般式： ▲数式、化学式、表等があります▼ （式中、ｌ，ｍ，ｎは０以上の整数、ｐ，ｑ，ｒは１以
上の整数を示し、Ｘ＿１ないしＸ＿３は各々同一または
異なる水素原子、高級アシル基であるとともに、Ｒ＿１
ないしＲ＿６はエチレンオキシドおよび／またはプロピ
レンオキシドを表す）のポリオキシアルキレン硬化ヒマ
シ油を添加したことを特徴とする電解コンデンサ用電解
液。