KR0152001B1 - 저압용 전해콘덴서용 전해액 - Google Patents
저압용 전해콘덴서용 전해액Info
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Abstract
본 발명은 전해 콘덴서에 사용되는 전해액에 관한 것으로, 전해액의 성분 및 그 함량을 적절히 제어하므로서 제품에 적용시 신뢰성 특성이 우수한 저압용 전해콘덴서용 전해액을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 용매로 에틸렌글리콜+H20:80-90중량%, 용질로 암모늄 아디페이트:9-18중량%, 마니톨, 파라니트로 벤조익산 및 암노늄 포스페이트 디베지이직으로 이루어지는 그룹중 선택된 1종 또는 2종 이상의 첨가제:1-2중량%로 조성되는 저압용 전해콘덴서용 전해액을 제공함을 그 요지로 한다.
Description
제1도는 본 발명에 부합되는 발명예와 그렇지 못한 비교예의 전해액을 제품에 적용시 초기특성치인 정전용량, 손실각 및 누설전류의 변화를 나타낸 그래프.
제2도는 본 발명에 부합되는 발명예와 그렇지 못한 비교예의 전해액을 제품에 적용시 내구성을 시간변화에 따른 용량변화율 및 손실각으로 나타낸 그래프.
제3도는 본 발명에 부합되는 발명예와 그렇지 못한 비교예의 전해액을 제품에 적용시 고온저장성을 시간변화에 따른 용량변화율 및 손실각으로 나타낸 그래프.
본 발명은 전해 콘덴서에 사용되는 전해액에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 전해액의 성분 및 그 함량을 조절하므로서 제품의 신뢰성이 우수한 100WV 이하급의 저압용 전해콘덴서에 사용되는 전해액에 관한 것이다.
전해 콘덴서는 금속을 전해산화하여 한쪽 극으로하고, 전해질을 다른 극으로 한 콘덴서로서, 극성이 있고, 금속에 양(+)의 전압을 주어서 사용한다. 이와같은 전해 콘덴서는 체적이 작은데 비해 대단히 큰 용량을 얻을 수 있으며, 그 종류에는 알루미늄 전해콘덴서, 탄탈 전해콘덴서등이 있다.
전해 콘덴서의 특성은 내부에 장입되는 전해액에 의해 주로 영향을 받게 되는데, 이러한 전해액은 전기적 특성에 따라 저압용(100WV 이하), 중고압용(100WV-400WV), 및 고압용(400WV 이상)으로 분류된다.
상기와 같이 분류되는 전해액 중에서 저압용 전해액에서는 전기전도도 특성이 특히 중요한데, 이를 위해서는 용해도가 좋아야 하며 다량의 이온 생성이 요구된다.
기존에 사용되는 저압용 전해액은 주용매로 에틸렌글리콜, 전해질로 알모늄 아디페이트 및 아디픽산을 사용하고, 여기에 첨가제로 PNBA 및 암모늄 포스페이트 디베이직(Am-phosphate Dibasic)을 첨가하여 제조된다.
그러나, 상기와 같은 종래의 저압용 전해액은 6.3-100WV의 전압범위에서 사용할 수 있도록 내전압을 향상시키고자 암모늄 아디페이트(Ammonium Adipate)와 아디피산(Adipic Acid)의 혼합용질을 사용하므로서 전도도의 악화를 초래하여 저전압의 제품에서 손실(Tan δ)문제가 발생되는 문제점이 있다.
이에, 본 발명자는 상기한 문제점을 해결하여 고전도도화를 달성할 뿐만 아니라, 제품의 신뢰성을 향상시키기 위하여 연구와 실험을 행하고 그 결과에 근거하여 본 발명을 제안하게 된 것으로, 본 발명은 전해액의 성분 및 그 함량을 적절히 제어하므로서, 제품에 적용시 신뢰성 특성이 우수한 저압용 전해콘덴서용 전해액을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.
이하, 본 발명을 설명한다.
본 발명은 용매로 에틸렌글리콜+H2O:80-90중량%, 용질로 암모늄 아디페이트:9-18중량%, 마니톨, 파라니트로 벤조익산 및 암모늄 포스페이트 디베이직으로 이루어지는 그룹중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 첨가제:1-2중량%로 조성되는 저압용 전해 콘덴서용 전해액에 관한 것이다.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 전해액을 상기와 같이 조성되도록 함이 바람직하며, 그 이유는 다음과 같다.
본 발명에서는 전해액의 고전도도화를 위해 요구되는 다량의 이온을 생성시키기 위하여 전해질의 량을 증가시킬 수 있도록 용해도를 고려하여 용매를 에틸렌 글리콜과 물의 혼합용매를 사용하는 것이 바람직하며, 그 함량이 80중량% 이하일 경우에는 용해도의 저하로 전도도 저하 및 용질 석출의 문제점이 있으며, 90중량% 이상일 경우에는 내전압약화 및 내구성에 문제점이 있기 때문에, 그 함량은 80-90중량%로 제한함이 바람직하다.
또한 본 발명에서는 종래와 같이 용질을 암모늄 아디페이트와 아디픽산의 혼합용질을 사용할 경우 아디픽산이 전도도 특성에 악영향을 끼친다는 사실을 고려하여 용질은 암모늄 아디페이트 단독만을 사용하는 것이 바람직하며, 그 함량이 9중량% 이하일 경우에는 이온생성의 감소로 전도도 저하의 문제점이 있으며, 18중량% 이상일 경우에는 용질과다로 인한 내전압 악화 및 내구성에 문제점이 있기 때문에, 그 함량은 9-18중량%로 제한함이 바람직하다.
본 발명에서는 내구성 및 가스발생에 의한 내부 증기압 상승을 고려하여 첨가제로서 마니톨(Marnitol), 파라니트로벤조익산(P-Nitro Benzoic Acid) 및 암모늄 포스 페이트 디베이직(Ammonium phosphate Dibasic)중 선택된 1종 단독 또는 2종 이상 복합으로 사용함이 바람직하며, 그 함량이 1% 이하일 경우에는 수소가스의 다량 발생으로 인한 내부증기압 상승의 문제점이 있으며, 2% 이상일 경우에는 이온생성은 감소시키고 전도도 악화 및 내전압 저하의 문제점이 있으므로, 그 함량은 1-2%로 제한함이 바람직하다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.
[실시예 1]
하기표 1과 같이 용매와 용질 및 첨가제를 조성한 후, 교반하여 전해액을 제조하였다.
이와같이 제조된 전해액을 기종명 6.3SS 1000μF(ψ10×12), 6.3SSM 220μF(ψ6.3×7), 16SSE 4.7μF(ψ3×5)의 제품에 적용한 후 초기특성인 정전용량(μF), 손실각(Tan δ), 누설전류(μF) 값을 측정하여 그 결과를 제1도에 나타내었다.
제1도에서 (a)는 기종명 6.3SS 1000μF(ψ10×12)의 경우, (b)는 6.3SSM 220μF(ψ6.3×7)의 경우, (c)는 16SSE 4.7μF(ψ3×5)의 경우를 나타낸다.
* EG : 에틸렌 글리콜(Ethylene Glycol), AP : 암모늄 아디페이트(Ammonium Adipate), Man : 마니톨(Mannitol), PNBA : 파라니트로벤질알콜(p-Nitro Benzyl Alcohol), APD : 암모늄 포스페이트 디베이직(Ammonium Phosphate Dibasic).
제1도에서 알 수 있는 바와같이, 본 발명의 범위를 만족하는 발명예(A)의 경우에는 종래의 경우인 비교예(1)과 비교하여 초기특성인 정전용량, 누설전류에는 큰 차이가 없으나 손실각에서는 특성의 차이가 3-4% 정도로 개선되었음을 알 수 있다.
[실시예 2]
전해액의 신뢰성을 확인하기 위하여 상시 실시예 1과 같이 제조된 전해액을 16SSE 4.7μF(ψ3×5) 기종의 전해 콘덴서에 적용시켜 제품화한 후, 85℃×WV의 조건하에서 시간변화에 따른 용량변화율 및 손실각으로 내구성을 판단하여 그 결과를 제2도(a) 및 (b)에, 85℃의 조건하에서, 시간변화에 따른 용량변화율 및 손실각으로 고온저장성을 판단하여 그 결과를 제3도(a) 및 (b)에 나타내었다.
제2도 및 제3도에서 알 수 있는 바와같이, 본 발명에 부합되는 발명예(A)의 경우 본 발명에 부합되지 못하는 비교예(1)에 비하여 용량변화율 및 손실각의 시간경과에 따른 변화폭이 작음을 알 수 있다.
따라서 본 발명의 범위에 부합되는 전해액의 경우에는 그렇지 못하는 경우에 비하여 우수한 신뢰성 특성을 나타냄을 알 수 있다.
상술한 바와같이, 본 발명은 용매를 에틸렌글리콜과 HO의 혼합용매를 사용하고 용질로는 아디페이트만을 단독으로 사용하므로서, 초기특성인 손실각이 낮으며, 내구성 및 고온저장성과 같은 신뢰성 특성이 우수한 저압용 전해콘덴서용 전해액을 제조할 수 있는 효과가 있다.
Claims (1)
- 용매로 에틸렌글리콜+H2O;80-90중량%, 용질로 암모늄 아디페이트(Ammonium Adipate):9-18중량%, 마니톨(Manitol), 파라니트로 벤조익산(PNBA) 및 암모늄 포스페이트 디베이직(APD)으로 이루어지는 그룹중에서 선택된 1종 또는 2종이상의 첨가제:1-2중량%로 조성되는 것을 특징으로 하는 저합용 전해 콘덴서용 전해액.
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