JPS6369213A - Electrolytic capacitor - Google Patents

Electrolytic capacitor

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Publication number
JPS6369213A
JPS6369213A JP21261186A JP21261186A JPS6369213A JP S6369213 A JPS6369213 A JP S6369213A JP 21261186 A JP21261186 A JP 21261186A JP 21261186 A JP21261186 A JP 21261186A JP S6369213 A JPS6369213 A JP S6369213A
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JP
Japan
Prior art keywords
quaternary ammonium
electrolytic
ammonium salt
electrolytic capacitor
phthalic acid
Prior art date
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Pending
Application number
JP21261186A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
剛 森本
俊哉 松原
芳樹 濱谷
直人 岩野
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.)
Elna Co Ltd
AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
Elna Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Glass Co Ltd, Elna Co Ltd filed Critical Asahi Glass Co Ltd
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Priority to US07/049,297 priority patent/US4734821A/en
Publication of JPS6369213A publication Critical patent/JPS6369213A/en
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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。
(57) [Abstract] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、電解コンデンサ、詳しくは新規な駆動用電解
液を使用した電解コンデンサに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to an electrolytic capacitor, and more particularly to an electrolytic capacitor using a novel driving electrolyte.

(従来の技術) アルミニウム等の弁作用金属の箔をセパレータとともに
巻回してコンデンサ素子とした電解コンデンサは、一般
にコンデンサ素子に駆動用電解液を含浸し、アルミニウ
ム等の金属ケースや合成樹脂製のケースにコンデンサ素
子を収納し密閉した構造を有する。
(Prior art) Electrolytic capacitors are made by winding a foil of a valve metal such as aluminum together with a separator to form a capacitor element.Generally, the capacitor element is impregnated with a driving electrolyte, and then the capacitor element is impregnated with a driving electrolyte and is housed in a metal case such as aluminum or a synthetic resin case. It has a sealed structure in which the capacitor element is housed.

このような電解コンデンサの駆動用電解液としては従来
、エチレングリコール等の極性有機溶媒を主溶媒とし、
これに飽和有機酸のアンモニウム塩のように金属からな
る電極を侵食しない塩を溶解した電解液が一般に使用さ
れている(特公昭58−13()19号公報)。
Conventionally, the driving electrolyte for such electrolytic capacitors uses a polar organic solvent such as ethylene glycol as the main solvent.
An electrolytic solution in which a salt, such as an ammonium salt of a saturated organic acid, which does not corrode metal electrodes, is dissolved is generally used (Japanese Patent Publication No. 58-13 () 19).

(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、前記の電解液においては、電気抵抗値の
指標である損失(tan δ)を下げるために1〜30
重量%の水を含有させることが行われているが、この場
合には陰極箔の侵食や解離したアンモニア(NH3)の
蒸散のため高温度におけるコンデンサの特性劣化、特に
損失(tan δ)の変化が大きいという問題点があっ
た。また、電導度が高く (電気抵抗が低く)、かつ高
温で安定な液として飽和鎖状ジカルボン酸の第4アンモ
ニウム塩を極性有機溶媒に溶解した電解液の使用が特開
昭59−78522号公報に開示されている。しかしな
がら、実施例によれば、この電解液の電導度はせいぜい
9.4mS/claで、現在要求されている水準(12
〜25m5/cm)から見れば不十分であるという問題
点があった。
(Problems to be Solved by the Invention) However, in the above electrolytic solution, in order to reduce loss (tan δ), which is an index of electrical resistance,
Although it has been done to contain % water by weight, in this case, the characteristics of the capacitor deteriorate at high temperatures due to corrosion of the cathode foil and transpiration of dissociated ammonia (NH3), especially changes in loss (tan δ). The problem was that it was large. In addition, JP-A-59-78522 discloses the use of an electrolytic solution in which a quaternary ammonium salt of a saturated chain dicarboxylic acid is dissolved in a polar organic solvent as a liquid that has high conductivity (low electrical resistance) and is stable at high temperatures. has been disclosed. However, according to the example, the conductivity of this electrolyte is at most 9.4 mS/cla, which is the currently required level (12 mS/cla).
25 m5/cm), the problem was that it was insufficient.

本発明は、前記の問題点を解決して、電気抵抗が低((
電導度が高<)、かつ高温安定性の優れた電解コンデン
サを提供することを目的とする。
The present invention solves the above problems and has low electrical resistance ((
The purpose of the present invention is to provide an electrolytic capacitor with high conductivity and excellent high temperature stability.

(問題点を解決するための手段) 本発明は、前記問題点を解決するため、極性有機溶媒に
O−フタル酸の第4アンモニウム塩を溶解してなる駆動
用電解液を使用したことを特徴とする電解コンデンサを
提供するものである。
(Means for Solving the Problems) In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is characterized by using a driving electrolytic solution prepared by dissolving a quaternary ammonium salt of O-phthalic acid in a polar organic solvent. The present invention provides an electrolytic capacitor that has the following characteristics.

本発明において用いられる0−フタル酸の第4アンモニ
ウム塩としては、一般式RaN’で示される第4アンモ
ニウムのアルキル基(R)の炭素数1〜10個のもの、
特に1〜4個のものが好適に使用され、たとえば、0−
フタル酸テトラメチルアンモニウム、0−フタル酸テト
ラエチルアンモニウム、0−フタル酸テトラプロピルア
ンモニウム、0−フタル酸テトラブチルアンモニウムな
どがあげられる。
As the quaternary ammonium salt of 0-phthalic acid used in the present invention, quaternary ammonium salts having an alkyl group (R) of 1 to 10 carbon atoms represented by the general formula RaN',
In particular, 1 to 4 are preferably used, for example, 0-
Examples include tetramethylammonium phthalate, tetraethylammonium 0-phthalate, tetrapropylammonium 0-phthalate, and tetrabutylammonium 0-phthalate.

本発明において、0−フタル酸の第4アンモニウム塩を
使用するのは、0−フタル酸の他のアミン塩などの場合
には、電解液の電導度が低く製品のtan δが大きく
なってしまい好ましくないためである。
In the present invention, the quaternary ammonium salt of 0-phthalic acid is used because, in the case of other amine salts of 0-phthalic acid, the electrolyte has a low conductivity and the tan δ of the product increases. This is because it is not desirable.

本発明で用いられる0−フタル酸の第4アンモニウム塩
の電解液組成中における含有量(濃度)は、適宜選ぶこ
とができるが、飽和溶液の状態の時に比抵抗が最も小さ
い点を考慮すると1〜50%が適当であり、なかでも良
好な高温安定性を得るためには5〜40重量%が好適で
ある。
The content (concentration) of the quaternary ammonium salt of 0-phthalic acid used in the present invention in the electrolytic solution composition can be selected as appropriate, but considering that the specific resistance is the lowest in the state of a saturated solution, -50% by weight is suitable, and in order to obtain good high temperature stability, 5-40% by weight is especially suitable.

本発明で用いる極性有機溶媒としては、電解コンデンサ
に通常使用される極性有機溶媒であればいずれも使用可
能である。これらの溶媒の中で、アミド類、ラクトン類
、グリコール類、硫黄化合物類または炭酸塩類が好適に
使用できる。好ましい溶媒の具体的な例としては、ジメ
チルホルムアミド、N−メチルホルムアミド、γ−ブチ
ロラクトン、β−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン
、N−メチルピロリドン、エチレングリコール、エチレ
ングリコール・モノアルキルエーテル、エチレングリコ
ール・ジアルキルエーテル、ジメチルスルホキシド、炭
酸プロピレン、エチレンシアノヒドリンなどがあげられ
、これらの溶媒は単独で、あるいは適宜混合して使用さ
れる。
As the polar organic solvent used in the present invention, any polar organic solvent commonly used in electrolytic capacitors can be used. Among these solvents, amides, lactones, glycols, sulfur compounds, or carbonates can be preferably used. Specific examples of preferred solvents include dimethylformamide, N-methylformamide, γ-butyrolactone, β-butyrolactone, γ-valerolactone, N-methylpyrrolidone, ethylene glycol, ethylene glycol monoalkyl ether, ethylene glycol dialkyl. Examples include ether, dimethyl sulfoxide, propylene carbonate, and ethylene cyanohydrin, and these solvents may be used alone or in appropriate mixtures.

本発明において0−フタル酸の第4アンモニウム塩を含
有する駆動用電解液を得るには、この第4アンモニウム
塩を極性有機溶媒に添加してもよいが、溶媒中で0−フ
タル酸に第4アンモニウム塩を生成可能な物質を反応さ
せることによって、この第4アンモニウム塩を生成させ
てもよい。
In the present invention, in order to obtain a driving electrolyte containing a quaternary ammonium salt of 0-phthalic acid, the quaternary ammonium salt may be added to a polar organic solvent. This quaternary ammonium salt may be produced by reacting a substance capable of producing a quaternary ammonium salt.

本発明では電解液中に水を含有させることは必ずしも必
要ではないが、比抵抗を下げるためには水の含有は効果
的である。ただし、ある限度以上に水の含有量を多くす
ると、電解コンデンサのケースの膨れや電極箔の侵食を
増大させる要因になるので高温度で長時間使用する目的
のためには、水の含有量はなるべく少ない方が好ましい
。したがって、コンデンサの使用目的に対応して、水の
含有量は電解液組成中0.1〜20重景%の範囲が好ま
しく 、O,S〜15重量%がさらに好ましい。
In the present invention, it is not necessary to include water in the electrolytic solution, but it is effective to lower the specific resistance. However, if the water content is increased beyond a certain limit, it will cause swelling of the electrolytic capacitor case and corrosion of the electrode foil, so for long-term use at high temperatures, the water content should be It is preferable to have as few as possible. Therefore, depending on the intended use of the capacitor, the content of water in the electrolyte composition is preferably in the range of 0.1 to 20% by weight, and more preferably in the range of O, S to 15% by weight.

本発明の電解コンデンサには、種々の態様のコンデンサ
が包含される。典型的態様としては、紙等の適宜のセパ
レータで分離したアルミニウム箔陽極とアルミニウム箔
陰極とを使用し、これらを円筒状に巻いたものをコンデ
ンサ素子とし、この素子に駆動用電解液を含浸させる。
The electrolytic capacitor of the present invention includes various types of capacitors. In a typical embodiment, an aluminum foil anode and an aluminum foil cathode separated by a suitable separator such as paper are used, these are wound into a cylindrical shape to form a capacitor element, and this element is impregnated with a driving electrolyte. .

電解液の含浸量としてはセパレータに対して、好ましく
は50〜300重量%とされる。電解液が含浸された素
子は、耐食性を有する金属や合成樹脂等のケースに収納
し、密封した構造にされる。
The amount of electrolytic solution impregnated is preferably 50 to 300% by weight based on the separator. The element impregnated with the electrolytic solution is housed in a case made of corrosion-resistant metal, synthetic resin, or the like, and has a sealed structure.

(実施例) 以下、本発明を実施例および比較例に基づいて具体的に
説明する。
(Example) Hereinafter, the present invention will be specifically described based on Examples and Comparative Examples.

水酸化テトラアルキルアンモニウム(アルキル基の炭素
数1〜3)の10%水溶液と0−フタル酸とを等モル数
になるように混合して0−フタル酸を溶解させた後、エ
バポレータにより水を除去してO−フタル酸の第4アン
モニウム塩を生成させ、これらを溶質として所定量を極
性有機溶媒に溶解させて実施例1〜10の電解液とした
。電解液のpHは、5〜7になるよう調整した。
After mixing a 10% aqueous solution of tetraalkylammonium hydroxide (alkyl group has 1 to 3 carbon atoms) and 0-phthalic acid in an equimolar amount to dissolve 0-phthalic acid, water is removed using an evaporator. This was removed to produce a quaternary ammonium salt of O-phthalic acid, which was used as a solute and a predetermined amount was dissolved in a polar organic solvent to obtain the electrolytes of Examples 1 to 10. The pH of the electrolytic solution was adjusted to 5-7.

これらの電解液を使用してアルミニウムを電極とする電
解コンデンサ(定格10V、1000μF)を製作し、
高温負荷試験(定格電圧印加、125℃、1000時間
)を行って、損失(tan δ)の変化を測定しその結
果を第1表に示した。また、0−フタル酸の第4アンモ
ニウム塩以外の溶質を使用した場合を比較例1〜4とし
、実施例と同様にして電解コンデンサを製作し、実施例
と同じ条件で高温負荷試験を行ってその結果を第1表に
示した。
Using these electrolytes, we manufactured an electrolytic capacitor (rated 10V, 1000μF) with aluminum electrodes,
A high temperature load test (rated voltage applied, 125° C., 1000 hours) was conducted to measure the change in loss (tan δ), and the results are shown in Table 1. In addition, Comparative Examples 1 to 4 are cases in which a solute other than the quaternary ammonium salt of 0-phthalic acid is used, and electrolytic capacitors were manufactured in the same manner as in the example, and a high temperature load test was conducted under the same conditions as in the example. The results are shown in Table 1.

次に、極性有機溶媒としてT−ブチロラクトンを選び、
溶質として0−フタル酸テトラメチルアンモニウム(実
験例1)、O−フタル酸トリエチルアミン(実験例2)
、アジピン酸テトラメチルアンモニウム(実験例3)お
よびマレイン酸トリエチルアミン(実験例4)を種々の
濃度に溶解し、密閉容器中で125℃において1000
時間保存後、40℃における比抵抗と85℃における火
花電圧を測定した。第1図にその結果をそれぞれグラフ
1〜4として示す、第1図においては実験例1〜4はす
べて溶質の濃度が高い程、比抵抗も火花電圧も小さくな
る傾向を示した。電解液としては比抵抗が小さく、かつ
火花電圧が大きい程、好ましく、図中左上部にプロット
されるものが好ましい。したがって、実験例1 (実施
例1に対応)の電解液が実験例2〜4(比較例1〜3に
対応)の電解液よりも高温特性が優れていることが分る
Next, choose T-butyrolactone as the polar organic solvent,
Tetramethylammonium O-phthalate (Experimental Example 1), triethylamine O-phthalate (Experimental Example 2) as solutes
, tetramethylammonium adipate (Experimental Example 3) and triethylamine maleate (Experimental Example 4) were dissolved at various concentrations and heated to 1000 °C at 125°C in a closed container.
After storage for a period of time, specific resistance at 40°C and spark voltage at 85°C were measured. The results are shown in graphs 1 to 4 in FIG. 1. In FIG. 1, experimental examples 1 to 4 all showed a tendency that the higher the solute concentration, the smaller the specific resistance and spark voltage. The smaller the specific resistance and the larger the spark voltage, the more preferable the electrolytic solution is, and the one plotted at the upper left in the figure is preferable. Therefore, it can be seen that the electrolytic solution of Experimental Example 1 (corresponding to Example 1) has better high-temperature characteristics than the electrolytic solutions of Experimental Examples 2 to 4 (corresponding to Comparative Examples 1 to 3).

第2図にはγ−ブチロラクトンにO−フタル酸テトラメ
チルアンモニウムを種々の濃度で溶解させた電解液の4
0℃における比抵抗の値を示す。この図から明らかなよ
うに溶質の濃度の増加とともに、電解液の比抵抗は小さ
くなるが、濃度が40〜50%になると飽和状態になっ
て沈澱が生成するようになり、これ以上比抵抗を下げる
ことはできな第1表 (発明の効果) 以上説明したように本発明によれば、高温条件下での損
失(tan δ)の変化が小さい高温安定性の優れた電
解コンデンサが得られる。
Figure 2 shows four electrolyte solutions in which tetramethylammonium O-phthalate is dissolved in γ-butyrolactone at various concentrations.
The value of specific resistance at 0°C is shown. As is clear from this figure, as the concentration of solute increases, the specific resistance of the electrolyte decreases, but when the concentration reaches 40 to 50%, it reaches a saturated state and precipitates begin to form, and the specific resistance decreases further. Table 1 (Effects of the Invention) As explained above, according to the present invention, an electrolytic capacitor with excellent high-temperature stability and small change in loss (tan δ) under high-temperature conditions can be obtained.

【図面の簡単な説明】 第1図は、実験例1〜4における電解液の比抵抗と火花
電圧との関係を示すグラフであり、第2図は本発明で使
用する0−フタル酸の第4アンモニウム塩の濃度(重量
%)と比抵抗との関係を示すグラフである。
[Brief Description of the Drawings] Fig. 1 is a graph showing the relationship between the specific resistance of the electrolyte and the spark voltage in Experimental Examples 1 to 4, and Fig. 2 is a graph showing the relationship between the specific resistance of the electrolyte and the spark voltage in Experimental Examples 1 to 4. It is a graph showing the relationship between the concentration (weight %) of tetraammonium salt and specific resistance.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)極性有機溶媒にo−フタル酸の第4アンモニウム
塩を溶解してなる駆動用電解液を使用したことを特徴と
する電解コンデンサ。
(1) An electrolytic capacitor characterized in that it uses a driving electrolyte prepared by dissolving a quaternary ammonium salt of o-phthalic acid in a polar organic solvent.
(2)前記電解液中のo−フタル酸の第4アンモニウム
塩の含有量が1〜50重量%である特許請求の範囲第1
項記載の電解コンデンサ。
(2) The content of the quaternary ammonium salt of o-phthalic acid in the electrolytic solution is 1 to 50% by weight.
Electrolytic capacitors listed in section.
(3)一般式R_4N^+で表される第4アンモニウム
のアルキル基(R)の炭素数が1〜10個である特許請
求の範囲第1項または第2項記載の電解コンデンサ。
(3) The electrolytic capacitor according to claim 1 or 2, wherein the alkyl group (R) of the quaternary ammonium represented by the general formula R_4N^+ has 1 to 10 carbon atoms.
JP21261186A 1986-05-13 1986-09-11 Electrolytic capacitor Pending JPS6369213A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21261186A JPS6369213A (en) 1986-09-11 1986-09-11 Electrolytic capacitor
US07/049,297 US4734821A (en) 1986-05-13 1987-05-13 Electrolytic capacitor

Applications Claiming Priority (1)

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JP21261186A JPS6369213A (en) 1986-09-11 1986-09-11 Electrolytic capacitor

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JP21261186A Pending JPS6369213A (en) 1986-05-13 1986-09-11 Electrolytic capacitor

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63222414A (en) * 1987-03-11 1988-09-16 ニチコン株式会社 Driving electrolyte of aluminum electrolytic capacitor

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63222414A (en) * 1987-03-11 1988-09-16 ニチコン株式会社 Driving electrolyte of aluminum electrolytic capacitor

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