JPH04171913A - 電解コンデンサ駆動用電解液およびこれを用いた電解コンデンサ - 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、電解コンデンサに係わり、特に火花発生電圧
の高い電解コンデンサ駆動用電解液およびこれを用いた
電解コンデンサに関する。

（従来の技術） 従来、中高圧用の電解コンデンサ駆動用電解液（以下電
解液と称する）としては、エチレングリコールを主体と
した溶媒にホウ酸とアンモニア水、またはホウ酸のアン
モニウム塩等を溶解したものが使われてきたが、最近で
はブチルオクタンニ酸、アゼライン酸、アジピン酸等の
脂肪族カルボン酸、また安息香酸、フタル酸等の芳香族
カルボン酸ないしはその塩も使用されるようになってき
ている。

また、低圧高信頼性用の電解液としてはＴ−ブチロラク
トンを主体とした溶媒にマレイン酸やフタル酸等のカル
ボン酸またはそれらのアミン酸や４級アンモニウム塩を
溶解したものが開発されてきた。

（発明が解決しようとする課Ｂ） ホウ酸系電解液は火花発生電圧を高くすることが可能で
あるが、粘度や比抵抗が高くなってしまうとともに１０
５℃といった高温で使用するとエステル化が起こり多量
の水が形成されるため、電極箔と反応を起こし、弁作動
等の不具合が生じるので高温での使用が困難であった。

一方、有機酸系電解液は、適度な粘度で比抵抗が低く１
０５℃の高温でも使用可能な電解液を得ることができる
ものの、火花発生電圧が低く、また溶質を減じて火花発
生電圧を高めても耐腐食性が低下するため４５０ＷＶ以
上の高圧で使用することは困難であった。

また低圧のＴ−ブチロラクトン系電解液においては、火
花発生電圧をあげることがむずかしく、１００ＷＶ以上
に使用することができなかった。

上記問題点を改善するため、特開昭６２−２６８１２１
号にポリエチレングリコールを添加し火花発生電圧を上
昇させることが提案されているが今だ十分とは言えず、
またポリエチレングリコールは結晶性が高いため高分子
量のものを多量使用すると低温で分離し、製造上、また
低温特性上問題があった。

本発明は上述の問題点に鑑みてなされたものであり、火
花発生電圧を高め高温での信頼性を向上させた電解コン
デンサ駆動用電解液およびこれを用いた電解コンデンサ
を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記目的による本発明では、有機溶媒と溶質とからなる
電解液にポリグリセリンポリオキシアルキレンエステル
を添加したことを特徴とする。ポリグリセリンポリオキ
シアルキレンエステルの添加量は０．５〜４０ｗｔ％が
好ましい。

前記溶媒としては、エチレングリコールを主体としたも
のあるいはγ−ブチロラクトンを主体としたものが好適
である。

ここでポリグリセリンポリオキシアルキレンエステルは
、ポリグリセリン（重合度２〜１５）１モルに対し任意
のモル数（実用的には５〜２００モル）のポリオキシエ
チレン（Ｐ　ＯＥ）もしくはポリオキシプロピレン（Ｐ
　ＯＰ）またはこれらの共重合体あるいは混合物をエス
テル化させたものである。− また本発明に係る電解コンデンサは、ケース内に密封さ
れたコンデンサ素子に上記電解液が含浸されていること
を特徴としている。

（作用） ポリエチレンオキシドは直鎖のため結晶性が高く、分子
量１０００程度で固化し、そのため溶解性が悪いのに対
し、本提案のポリグリセリンポリオキシアルキレンエス
テルは、分子構造が多数分枝状となっており結晶性が低
いため高分子量でも液状でありまた溶媒に対する溶解性
が非常に優れている。゛ 従って、多量のポリグリセリンポリオキシアルキレンエ
ステルを添加することができ、その結果火花発生電圧を
高め、耐腐食性のある高信幀性の中高圧用電解液を得る
ことができる。

（実施例）゛ 以下、実施例に基づいて本発明の詳細な説明する。

第１表に、従来例および本発明による実施例の電解液の
組成および特性を示した。

従来例１は、ホウ酸系電解液であり火花発生電圧に対し
相対的に高い比抵抗を有する。

従来例２および３は、有機酸を用いた電解液であり４０
０ＷＶ以上の高圧用には供し得ない。

従来例４は、８５℃保証４５０ＷＶ用に供する電解液で
あり高い比抵抗を有する。

従来例５は、γ−ブチロラクトンを溶媒として用いた電
解液の例である。

これに対し実施例１．２は、従来例２．３に対しポリグ
リセリンポリオキシアルキレンエステルを各１０ｕｔ％
添加したものであり、はぼ同様な比抵抗にて７５〜１７
０Ｖの火花発生電圧を上昇させることができる。

実施例３．４は、それぞれ４００ＷＶ用、４５０Ｗｖ用
に供するためにポリグリセリンポリオキシアルキレンエ
ステルを用いて調整したものである。

実施例５は、従来例５に対しポリグリセリンポリオキシ
アルキレンエステルをｌ　９ｗｔ％用いたものであり従
来例に対し３０Ｖの火花電圧の上昇を得ている。

ここで実施例中のポリグリセリンポリオキシアルキレン
エステルは、第２表中の（Ｄ）あるいは（Ｅ）を用いて
いる。

次に従来例４、実施例４の電解液を含浸したコンデンサ
素子をケース内に密封して４５０Ｖ１００μＦの電解コ
ンデンサを作成し、１０５℃２０００時間の負荷試験を
行った結果、および実施例３の電解液を用いて４００Ｖ
１００μＦの電解コンデンサを作成し１０５℃２０００
時間の負荷試験を行った結果を第３表に示した。

従来例°４については、全数ガス発生のため弁作動して
しまったが、実施例３および４は良好な結果であり、試
験後解体した結果腐食も認められなかった。

第２表は種々の平均分子量を持つポリグリセリンポリオ
キシアルキレンエステルの例と性状および第４表の組成
での火花発生電圧を示し、第２図に分子量と火花電圧と
の相関を示す。

これより、分子量が大きいほど火花電圧の上昇が大きい
ことがわかる。一方分子量１０００のポリエチレングリ
コール（ＰＥＧＩ　０００）は、常温で半固体であるが
、本提案のポリグリセリンポリオキシアルキレンエステ
ルは、分子量５０００程度でも液状であり、粘度も十分
低い値を示している。

また第１図は、第２表の（Ｄ）に当たるポリエチレング
リコールを５〜４０ｗｔ％添加し、アゼライン酸アンモ
ニウム８ｗｔ％、純水３ｗｔ％他エチジエチレングリコ
ールでの火花発生電圧と比抵抗の変化を示す、第１図に
は示してないが、添加量が０．５ｗｔ％のときは火花発
生電圧が３９０Ｖとなったので効果があり、それより少
ない場合は効果が認められなかった。従って、実用的な
添加量としては０．５〜４０ｗｔ％であり、さらに好ま
しくは５〜２５ｗｔ％が効果が大きい。

（発明の効果） 以上述べたように本発明によれば、火花発生電圧を効果
的に上昇させることができ高温でも安定な電解液を提供
することができる。

第　　　１　　　表 第　　　２　　　表 第３表 第　　４　　　表

【図面の簡単な説明】

第１図はポリグリセリンポリオキシアルキレンエステル
の添加量と火花発生電圧との関係を、第２図はポリグリ
セリンポリオキシアルキレンエステルの分子量と火花発
生電圧との関係を示すグラフである。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. １．有機溶媒と溶質からなる電解液にポリグリセリンポ
   リオキシアルキレンエステルを添加したことを特徴とす
   る電解コンデンサ駆動用電解液。
2. ２．ポリグリセリンポリオキシアルキレンエステルの添
   加量が０．５〜４０ｗｔ％であることを特徴とする請求
   項１記載の電解コンデンサ駆動用電解液。
3. ３．前記有機溶媒がエチレングリコールを主体とするも
   のであることを特徴とする請求項１または２記載の電解
   コンデンサ駆動用電解液。
4. ４．前記有機溶媒がγ−ブチロラクトンを主体とするも
   のであることを特徴とする請求項１または２記載の電解
   コンデンサ駆動用電解液。
5. ５．ケース内に密封されたコンデンサ素子に請求項１、
   ２、３または４記載の電解液が含浸されていることを特
   徴とする電解コンデンサ。