JP2009049069A - Aluminum electrolytic capacitor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は各種電子機器等に使用されるアルミニウム電解コンデンサに関するものである。 The present invention relates to an aluminum electrolytic capacitor used in various electronic devices.
従来より各種電子機器等に使用されているアルミニウム電解コンデンサを図1に示す。コンデンサ素子1は、アルミニウム箔よりなる一対の電極2(陽極箔と陰極箔)の間にセパレータ3を介在させて巻回して構成されており、各電極2には棒状の接合部と半田付可能な外部引出部とからなるリード線4が接合されている。コンデンサ素子1は、駆動用電解液(図示せず)が含浸されていて、有底筒状のアルミニウムからなるケース5に収納されており、ケース5の開口部は封口体6で封止されている。ケース5の外周は外装部材(図示せず)で被覆されている。
FIG. 1 shows an aluminum electrolytic capacitor conventionally used in various electronic devices. The capacitor element 1 is configured by winding a pair of electrodes 2 (anode foil and cathode foil) made of aluminum foil with a
駆動用電解液としては、γ−ブチロラクトンやN,N−ジメチルホルムアミド等の溶媒に有機酸や無機酸またはそれらの塩を電解質として溶解させたものが用いられており、マレイン酸またはシトラコン酸の第4級アンモニウム塩を電解質とした駆動用電解液(例えば特許文献1参照)、芳香族カルボン酸の第4級アンモニウム塩を電解質とした駆動用電解液(例えば特許文献2参照)、アルキル置換アミジン基を有する化合物の4級塩を電解質とした駆動用電解液(例えば特許文献3参照)等が知られている。 As the driving electrolyte, a solution obtained by dissolving an organic acid, an inorganic acid or a salt thereof as an electrolyte in a solvent such as γ-butyrolactone or N, N-dimethylformamide is used. Driving electrolyte using quaternary ammonium salt as electrolyte (for example, see Patent Document 1), driving electrolyte using quaternary ammonium salt of aromatic carboxylic acid as an electrolyte (for example, see Patent Document 2), alkyl-substituted amidine group A driving electrolyte solution (for example, refer to Patent Document 3) using a quaternary salt of a compound having an electrolyte as an electrolyte is known.
封口体6の材料としては、硫黄加硫したエチレンプロピレン共重合体やブチルゴムが知られており、その他に熱的な安定性に優れる材料として樹脂加硫、過酸化物加硫したブチルゴム(例えば特許文献4参照)等が知られている。
しかしながら、従来のアルミニウム電解コンデンサでは、コンデンサ素子1に電圧が印加されたときに駆動用電解液の電気分解で発生する過剰の水酸化物イオンの影響により、長時間、高温−高湿下で使用した場合に、コンデンサ内部圧力の上昇と封口体6のアルカリ劣化が起こり、封止部から駆動用電解液が漏れることがあった。 However, conventional aluminum electrolytic capacitors are used for a long time under high temperature and high humidity due to the influence of excess hydroxide ions generated by electrolysis of the driving electrolyte when a voltage is applied to the capacitor element 1. In this case, an increase in the internal pressure of the capacitor and alkali deterioration of the sealing body 6 may occur, and the driving electrolyte may leak from the sealing portion.
漏液に対応するために、上述の過酸化物加硫や樹脂加硫されたブチルゴムが封口体6に用いられており、この種のブチルゴムで形成された封口体6は一般にアルカリ劣化し難く、アルキル置換アミジン基を有する化合物の4級塩を電解質とした駆動用電解液との組み合わせにおいては、過剰の水酸化物イオンが原因となる駆動用電解液の漏液は少ないとされているものの、高温−高湿下でのコンデンサの信頼性を十分に満足させることは困難なものであった。 In order to cope with liquid leakage, the above-mentioned peroxide vulcanized or resin vulcanized butyl rubber is used for the sealing body 6, and the sealing body 6 formed of this kind of butyl rubber is generally hardly deteriorated by alkali, In the combination with the driving electrolyte using the quaternary salt of the compound having an alkyl-substituted amidine group as an electrolyte, the leakage of the driving electrolyte caused by excess hydroxide ions is considered to be small, It has been difficult to sufficiently satisfy the reliability of capacitors under high temperature and high humidity.
本発明は上記問題を解決するもので、封止部の高温−高湿下での安定性をより一層高め、駆動用電解液の外部への漏れを防止できるアルミニウム電解コンデンサを提供することを目的とするものである。 An object of the present invention is to solve the above problems, and to provide an aluminum electrolytic capacitor that can further enhance the stability of a sealing portion under high temperature and high humidity and prevent leakage of a driving electrolyte to the outside. It is what.
上記課題を解決するために、本発明のアルミニウム電解コンデンサは、リード線がそれぞれ接合された陽極箔と陰極箔をセパレータを介して巻回したコンデンサ素子と、前記コンデンサ素子に含浸された駆動用電解液と、前記コンデンサ素子を収納した有底筒状のケースと、前記リード線が各々貫通した一対の貫通孔を有して前記ケースの開口部を封口した封口体とを備えたアルミニウム電解コンデンサにおいて、前記駆動用電解液は、γ−ブチロラクトンを含む有機溶媒100部に対して、フタル酸および/またはマレイン酸のアルキル置換アミジン基を有する化合物の4級塩20〜180部を電解質として溶解させて構成し、前記封口体は、イソブチレンとイソプレンとの共重合によるブチルゴムポリマーにアルキルフェノールフォルマリン樹脂を加硫剤として添加してなる、少なくとも一部の硬度が70度(JIS−A)以上である弾性体により構成したものである。 In order to solve the above problems, an aluminum electrolytic capacitor of the present invention includes a capacitor element in which an anode foil and a cathode foil each having a lead wire bonded thereto are wound through a separator, and a driving electrolytic impregnated in the capacitor element. An aluminum electrolytic capacitor comprising: a liquid; a bottomed cylindrical case housing the capacitor element; and a sealing body having a pair of through-holes through which the lead wires respectively penetrate to seal the opening of the case In the driving electrolyte solution, 20 to 180 parts of a quaternary salt of a compound having an alkyl-substituted amidine group of phthalic acid and / or maleic acid is dissolved in 100 parts of an organic solvent containing γ-butyrolactone as an electrolyte. And the sealing body is formed of a butyl rubber polymer obtained by copolymerization of isobutylene and isoprene with an alkylphenol formant. Obtained by adding the emission resin as a vulcanizing agent, in which at least a part of the hardness is constituted by an elastic member is 70 degrees (JIS-A) or more.
これにより次の効果が得られる。(1)駆動用電解液を、電解質としてフタル酸および/またはマレイン酸のアルキル置換アミジン基を有する化合物の4級塩を用いて、γ−ブチロラクトンを含む有機溶媒に溶解させて構成しているため、電気分解反応によって水酸化物イオンが生じた場合も、水酸化物イオンとアミジン基(N−C−N)との反応、分解開環が起こり、電解生成物が速やかに消失する。このため、第4級アンモニウム塩(たとえばテトラアルキルアンモニウム塩)を電解質として用いる場合と比較して、逆電圧印加時等に生じ易い電気分解反応の影響を軽減することができ、封口体の安定性、封止性能を高めることができる。 As a result, the following effects can be obtained. (1) Since the driving electrolyte solution is made of a quaternary salt of a compound having an alkyl-substituted amidine group of phthalic acid and / or maleic acid as an electrolyte and dissolved in an organic solvent containing γ-butyrolactone. Even when hydroxide ions are generated by the electrolysis reaction, the reaction between the hydroxide ions and the amidine group (N—C—N), decomposition and ring opening occur, and the electrolytic product disappears quickly. For this reason, compared with the case where a quaternary ammonium salt (for example, a tetraalkylammonium salt) is used as an electrolyte, it is possible to reduce the influence of an electrolysis reaction that easily occurs when a reverse voltage is applied, and the stability of the sealing body The sealing performance can be improved.
(2)封口体に用いるアルキルフェノールフォルマリン樹脂で加硫した上記のブチルゴムは、熱的安定性および耐アルカリ性に優れるため、他の加硫剤による加硫方法、たとえば硫黄加硫したブチルゴムなどと比較して、コンデンサを高温下で長時間使用した場合にもゴム弾性の低下、それによる封止力の低下が少ない。このため、長期に亘って安定な封止性能を得ることができる。 (2) The above butyl rubber vulcanized with alkylphenol formalin resin used for the sealing body is excellent in thermal stability and alkali resistance, so it is compared with other vulcanizing methods such as sulfur vulcanized butyl rubber. Thus, even when the capacitor is used at a high temperature for a long time, the rubber elasticity is lowered and the sealing force is reduced little. For this reason, stable sealing performance can be obtained over a long period of time.
(3)封口体に用いるブチルゴムの少なくとも一部の硬度を70度(JIS−A)以上としたので、封口体の貫通孔に配置したリード線を圧縮する封止力を確保することができる。このため、上述のように封止力の低下が少ないことに加えて、より一層安定な封止性能を得ることができる。硬度が70度(JIS−A)未満では、高温−高湿下で、リード線を圧縮する封止力が十分に確保できない場合がある。 (3) Since the hardness of at least a part of the butyl rubber used for the sealing body is 70 degrees (JIS-A) or more, the sealing force for compressing the lead wire arranged in the through hole of the sealing body can be ensured. For this reason, in addition to the small decrease in the sealing force as described above, a more stable sealing performance can be obtained. When the hardness is less than 70 degrees (JIS-A), the sealing force for compressing the lead wire may not be sufficiently ensured under high temperature and high humidity.
上記の(1)〜(3)の作用の相乗効果により、駆動用電解液の電気分解反応の影響を少なくできるとともに、高い封止応力を、高温下のみならず、高温−高湿下でも、安定して維持することが可能となり、内圧上昇時に生じ易い駆動用電解液の外部への漏れを防止することができる。 Due to the synergistic effect of the actions (1) to (3) above, the influence of the electrolysis reaction of the driving electrolyte can be reduced, and a high sealing stress can be achieved not only at high temperature but also at high temperature and high humidity. It becomes possible to maintain stably, and it is possible to prevent leakage of the driving electrolyte that tends to occur when the internal pressure increases.
電解質として、上記したフタル酸および/またはマレイン酸のアルキル置換アミジン基を有する化合物の4級塩を用いるのは、電気化学的に安定だからであり、フタル酸、マレイン酸以外の酸で構成される塩では、電圧印加時のガス発生量が大きく、コンデンサの内圧上昇を十分に抑えることができない。電解質(塩)の添加量は上述のように20〜180部、好ましくは130〜160部である。20部未満では電解液の電気伝導度が不十分で、180部を越えると低温特性に悪影響を及ぼす。 The reason why the quaternary salt of the above-mentioned compound having an alkyl-substituted amidine group of phthalic acid and / or maleic acid is used as the electrolyte is because it is electrochemically stable, and is composed of an acid other than phthalic acid and maleic acid. With salt, the amount of gas generated when a voltage is applied is large, and an increase in the internal pressure of the capacitor cannot be sufficiently suppressed. The amount of electrolyte (salt) added is 20 to 180 parts, preferably 130 to 160 parts as described above. If it is less than 20 parts, the electric conductivity of the electrolyte is insufficient, and if it exceeds 180 parts, the low temperature characteristics are adversely affected.
アルキル置換アミジン基を有する化合物の4級塩としては、炭素数1〜11のアルキル基またはアリールアルキル基で4級化された、イミダゾール化合物、ベンゾイミダゾール化合物、脂環式アミジン化合物から選ばれる1種以上を使用することができる。これらの化合物は、駆動用電解液中での電気分解反応により水酸化物イオンが生じた場合に、水酸化物イオンとアミジン基(N−C−N)との反応−分解開環の反応速度が大きいため、電解生成物を速やかに消失させることができ、高温−高湿下での液漏れ防止に効果的である。 As a quaternary salt of a compound having an alkyl-substituted amidine group, one kind selected from an imidazole compound, a benzimidazole compound, and an alicyclic amidine compound quaternized with an alkyl group having 1 to 11 carbon atoms or an arylalkyl group. The above can be used. These compounds have a reaction rate of reaction-decomposition ring-opening between hydroxide ion and amidine group (N—C—N) when hydroxide ion is generated by electrolysis reaction in driving electrolyte. Therefore, the electrolytic product can be quickly lost, and it is effective for preventing liquid leakage under high temperature and high humidity.
たとえば、1−メチル−1,8−ジアザビシクロ[5,4,0]ウンデセン−7、1−メチル−1,5−ジアザビシクロ[4,3,0]ノネン−5、1,2,3−トリメチルイミダゾリニウム、1,2,3,4−テトラメチルイミダゾリニウム、1,2−ジメチル−3−エチル−イミダゾリニウム、1,3,4−トリメチル−2−エチルイミダゾリニウム、1,3−ジメチル−2−へプチルイミダゾリニウム、1,3−ジメチル−2−(−3'ヘプチル)イミダゾリニウム、1,3−ジメチル−2−ドデシルイミダゾリニウム、1,2,3−トリメチル−1,4,5,6−テトラヒドロピリミジウム、1,3−ジメチルイミダゾリウム、1,3−ジメチルベンゾイミダゾリウムから選ばれる1種以上を好適に使用することができる。これらの化合物は、駆動用電解液の伝導度を高くすることができるもので、上述のように高温−高湿下での液漏れ防止に効果的であることに加えて、インピーダンスの低いコンデンサを構成することが可能となる。 For example, 1-methyl-1,8-diazabicyclo [5,4,0] undecene-7, 1-methyl-1,5-diazabicyclo [4,3,0] nonene-5, 1,2,3-trimethylimidazo Linium, 1,2,3,4-tetramethylimidazolinium, 1,2-dimethyl-3-ethyl-imidazolinium, 1,3,4-trimethyl-2-ethylimidazolinium, 1,3- Dimethyl-2-heptylimidazolinium, 1,3-dimethyl-2-(-3′heptyl) imidazolinium, 1,3-dimethyl-2-dodecylimidazolinium, 1,2,3-trimethyl-1 , 4,5,6-tetrahydropyrimidinium, 1,3-dimethylimidazolium, 1,3-dimethylbenzimidazolium can be preferably used. These compounds can increase the conductivity of the driving electrolyte, and are effective in preventing liquid leakage under high temperature and high humidity as described above. It can be configured.
駆動用電解液のための溶媒としては、上述のγ−ブチロラクトンが電気化学的に安定であるため好ましい。低温特性の改善や放電電圧の向上を目的に、γ−ブチロラクトンと相溶する他の有機溶媒を混合してもよい。 As the solvent for the driving electrolyte, the above-mentioned γ-butyrolactone is preferable because it is electrochemically stable. For the purpose of improving the low temperature characteristics and the discharge voltage, other organic solvents compatible with γ-butyrolactone may be mixed.
他の有機溶媒としては、スルホキシド系溶媒:ジメチルスルホキシド、スルホラン、3−メチルスルホラン、2,4−ジメチルスルホラン、多価アルコール系溶媒;エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、1,4−ブタンジオール、グリセリン、ポリオキシアルキレンポリオール、ラクトン系溶媒;γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトン、3−メチル−1,3−オキサゾリジン−2−オン、3−エチル−1,3−オキサゾリジン−2−オン、アミド系溶媒;N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチルアセトアミド、エーテル系溶媒;メチラール、1,2−ジメトキシエタン、1−エトキシ−2−メトキシエタン、1,2−ジエトキシエタン、ニトリル系溶媒;アセトニトリル、3−メトキシプロピオニトリル、フラン系溶媒;2,5−ジメトキシテトラヒドロフラン、2−イミダゾリジノン系溶媒;1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、の単独もしくは2種以上の混合溶媒が挙げられる。 As other organic solvents, sulfoxide solvents: dimethyl sulfoxide, sulfolane, 3-methylsulfolane, 2,4-dimethylsulfolane, polyhydric alcohol solvents; ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, 1,4-butanediol, glycerin , Polyoxyalkylene polyol, lactone solvent; γ-valerolactone, δ-valerolactone, 3-methyl-1,3-oxazolidine-2-one, 3-ethyl-1,3-oxazolidine-2-one, amide Solvent: N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, N-methylacetamide, ether solvent; methylal, 1,2-dimethoxyethane, 1-ethoxy-2-methoxyethane, 1,2-diethoxyethane, nitrile System solvent: acetonitrile, 3 -Methoxypropionitrile, furan solvent; 2,5-dimethoxytetrahydrofuran, 2-imidazolidinone solvent; 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone alone or a mixed solvent of two or more.
他の有機溶媒の含有量は、γ−ブチロラクトン100部に対して200部以下であることが好ましく、160部以下がより好ましい。他の有機溶媒の含有量が200部を越えると、駆動用電解液の電気化学的安定性が低下し、電圧印加時のコンデンサの内圧上昇が大きくなり、本発明の駆動用電解液を用いることによる十分な効果が得られない。 The content of the other organic solvent is preferably 200 parts or less, more preferably 160 parts or less with respect to 100 parts of γ-butyrolactone. When the content of the other organic solvent exceeds 200 parts, the electrochemical stability of the driving electrolyte decreases and the internal pressure of the capacitor increases when a voltage is applied, and the driving electrolyte of the present invention is used. A sufficient effect cannot be obtained.
コンデンサ素子の含水率は通常、含浸された駆動用電解液の重量の10%未満である。組立て時や素子部材(セパレータ等)から数%の水分が混入する可能性があるのである。含水率が10%以上では電気分解反応が促進され、コンデンサの内圧上昇の原因となるので、基本的には水分を0.5%以下に管理している。 The moisture content of the capacitor element is usually less than 10% of the weight of the impregnated driving electrolyte. There is a possibility that several percent of water may be mixed from the element member (separator or the like) during assembly. If the water content is 10% or more, the electrolysis reaction is promoted and the internal pressure of the capacitor is increased. Therefore, the water content is basically controlled to 0.5% or less.
駆動用電解液には、必要に応じて種々の添加剤を混合してもよい。添加剤の例としては、リン系化合物[リン酸、リン酸エステルなど]、ホウ酸系化合物[ホウ酸、ホウ酸と多糖類(マンニット、ソルビットなど)との錯化合物、ホウ酸と多価アルコール(エチレングリコール、グリセリンなど)]との錯化合物、ニトロ化合物[o−ニトロ安息香酸、m−ニトロ安息香酸、p−ニトロ安息香酸、o−ニトロフェノール、m−ニトロフェノール、p−ニトロフェノール、p−ニトロアセトフェノンなど]が挙げられる。これらの添加剤を混合することにより、陽極箔に一般に形成されているアルミ酸化皮膜の修復性を改善することができ、それにより、駆動用電解液の電気分解反応を抑制し、封口性能をより高めることが可能となる。
リード線には、防食処理を施しておいてもよく、それにより、電気分解電流が抑制でき、封口性能をより高めることが可能となる。防食処理は、陽極、陰極両端子部に施すことが望ましいが、いずれか一方のみの処理でも構わない。防食処理の方法としては、水溶液中での陽極酸化処理、金属アルコキシドの塗布−焼結処理、および金属酸化物コロイド溶液(二酸化珪素および二酸化チタンのコロイド溶液)の塗布−焼結処理などが簡便であり、好ましい。
Various additives may be mixed in the driving electrolyte as necessary. Examples of additives include phosphorus compounds [phosphoric acid, phosphate esters, etc.], boric acid compounds [boric acid, complex compounds of boric acid and polysaccharides (mannit, sorbit, etc.), boric acid and polyvalent compounds. Complex compounds with alcohols (ethylene glycol, glycerin, etc.), nitro compounds [o-nitrobenzoic acid, m-nitrobenzoic acid, p-nitrobenzoic acid, o-nitrophenol, m-nitrophenol, p-nitrophenol, p-nitroacetophenone, etc.]. By mixing these additives, it is possible to improve the restorability of the aluminum oxide film generally formed on the anode foil, thereby suppressing the electrolysis reaction of the driving electrolyte and improving the sealing performance. It becomes possible to raise.
The lead wire may be subjected to anticorrosion treatment, whereby the electrolysis current can be suppressed and the sealing performance can be further improved. The anticorrosion treatment is desirably performed on both the anode and cathode terminal portions, but only one of the treatments may be performed. As an anticorrosion treatment method, anodic oxidation treatment in an aqueous solution, application and sintering treatment of metal alkoxide, and application and sintering treatment of a metal oxide colloid solution (colloid solution of silicon dioxide and titanium dioxide) are easy. Yes, it is preferable.
本発明のアルミニウム電解コンデンサは、駆動用電解液の電気分解反応の影響を低減できるとともに、封口体の熱的安定性、耐アルカリ性を向上し、封止力(ゴム弾性)を確保できるもので、これらの相乗効果により、高温−高湿下でも、長期にわたって安定して高い封止性能を維持することが可能となり、駆動用電解液の外部への漏れを防止することができる。 The aluminum electrolytic capacitor of the present invention is capable of reducing the influence of the electrolysis reaction of the driving electrolyte, improving the thermal stability and alkali resistance of the sealing body, and ensuring the sealing force (rubber elasticity) These synergistic effects make it possible to maintain high sealing performance stably over a long period of time even under high temperatures and high humidity, and prevent leakage of the driving electrolyte to the outside.
以下、本発明の実施の形態について説明する。本発明に係るアルミニウム電解コンデンサの構成は、先に図1を用いて説明したアルミニウム電解コンデンサと同様であるため、図1を援用して、詳しい説明を省略することとし、具体的な実施例を挙げて説明する。これらの実施例は本発明を限定するものではない。 Embodiments of the present invention will be described below. Since the structure of the aluminum electrolytic capacitor according to the present invention is the same as that of the aluminum electrolytic capacitor described above with reference to FIG. 1, a detailed description will be omitted with the aid of FIG. I will give you a description. These examples do not limit the invention.
(実施例1)
図1に示すアルミニウム電解コンデンサを、電極2,2間に介在させるセパレータ3にマニラ繊維を用いて、かつこのセパレータ3に駆動用電解液を含浸させて、定格電圧35V−静電容量2200μFのコンデンサ素子1を形成し、このコンデンサ素子1を封口体6と共にケース5に封入した後、カーリング処理してケース5の開口部を封止することにより作製した。駆動用電解液および封口体6にはそれぞれ、後述する駆動用電解液A、封口体Aを用いた。
(Example 1)
A capacitor having a rated voltage of 35 V and a capacitance of 2200 μF is obtained by impregnating the aluminum electrolytic capacitor shown in FIG. 1 with a
(実施例2)
駆動用電解液Bを用いた以外は実施例1と同様にしてアルミニウム電解コンデンサを作製した。
(Example 2)
An aluminum electrolytic capacitor was produced in the same manner as in Example 1 except that the driving electrolyte B was used.
(実施例3)
駆動用電解液Cを用いた以外は実施例1と同様にしてアルミニウム電解コンデンサを作製した。
(Example 3)
An aluminum electrolytic capacitor was produced in the same manner as in Example 1 except that the driving electrolyte C was used.
(実施例4)
駆動用電解液Dを用いた以外は実施例1と同様にしてアルミニウム電解コンデンサを作製した。
Example 4
An aluminum electrolytic capacitor was produced in the same manner as in Example 1 except that the driving electrolyte D was used.
(実施例5)
駆動用電解液Eを用いた以外は実施例1と同様にしてアルミニウム電解コンデンサを作製した。
(Example 5)
An aluminum electrolytic capacitor was produced in the same manner as in Example 1 except that the driving electrolyte E was used.
(実施例6)
駆動用電解液Fを用いた以外は実施例1と同様にしてアルミニウム電解コンデンサを作製した。
(Example 6)
An aluminum electrolytic capacitor was produced in the same manner as in Example 1 except that the driving electrolyte F was used.
(実施例7)
駆動用電解液Gを用いた以外は実施例1と同様にしてアルミニウム電解コンデンサを作製した。
(Example 7)
An aluminum electrolytic capacitor was produced in the same manner as in Example 1 except that the driving electrolyte G was used.
(比較例1)
駆動用電解液Hを用いた以外は実施例1と同様にしてアルミニウム電解コンデンサを作製した。
(Comparative Example 1)
An aluminum electrolytic capacitor was produced in the same manner as in Example 1 except that the driving electrolyte H was used.
(比較例2)
封口体Bを用いた以外は実施例1と同様にしてアルミニウム電解コンデンサを作製した。
(Comparative Example 2)
An aluminum electrolytic capacitor was produced in the same manner as in Example 1 except that the sealing body B was used.
(比較例3)
封口体Cを用いた以外は実施例1と同様にしてアルミニウム電解コンデンサを作製した。
(Comparative Example 3)
An aluminum electrolytic capacitor was produced in the same manner as in Example 1 except that the sealing body C was used.
駆動用電解液A;γ−ブチロラクトン(100部)、フタル酸モノ1,2,3,4−テトラメチルイミダゾリニウム(33.3部)、およびp−ニトロ安息香酸(1部)を混合、溶解したもの。部はすべて重量部を示す(以下、同様)。
Electrolytic solution A for driving; γ-butyrolactone (100 parts),
駆動用電解液B;γ−ブチロラクトン(100部)、フタル酸モノ1,2,3,4−テトラメチルイミダゾリニウム(33.3部)、モノブチルリン酸エステル(1部)、およびp−ニトロフェノール(1部)を混合、溶解したもの。
Electrolytic solution B for driving: γ-butyrolactone (100 parts),
駆動用電解液C;γ−ブチロラクトン(100部)、フタル酸モノ1,2,3,4−テトラメチルイミダゾリニウム(33.3部)、o−ニトロ安息香酸(1部)、およびp−ニトロアセトフェノン(1部)を混合、溶解したもの。
Driving electrolyte C; γ-butyrolactone (100 parts),
駆動用電解液D;γ−ブチロラクトン(100部)、フタル酸モノ1,2,3,4−テトラメチルイミダゾリニウム(33.3部)、m−ニトロ安息香酸(1部)、およびモノブチルリン酸エステル(1部)を混合、溶解したもの。
Driving electrolyte D: γ-butyrolactone (100 parts),
駆動用電解液E;γ−ブチロラクトン(100部)、フタル酸モノ1,2,3,4−テトラメチルイミダゾリニウム(53.8部)、m−ニトロ安息香酸(1部)、およびモノブチルリン酸エステル(1部)を混合、溶解したもの。
Electrolytic solution E for driving: γ-butyrolactone (100 parts),
駆動用電解液F;γ−ブチロラクトン(100部)、フタル酸モノ1,2,3,4−テトラメチルイミダゾリニウム(150部)、m−ニトロ安息香酸(1部)、およびモノブチルリン酸エステル(1部)を混合、溶解したもの。
Driving electrolyte F; γ-butyrolactone (100 parts),
駆動用電解液G;γ−ブチロラクトン(40部)、スルホラン(60部)、フタル酸モノ1,2,3,4−テトラメチルイミダゾリニウム(33.3部)、m−ニトロ安息香酸(1部)、およびモノブチルリン酸エステル(1部)を混合、溶解したもの。
Electrolytic solution G for driving: γ-butyrolactone (40 parts), sulfolane (60 parts),
駆動用電解液H;γ−ブチロラクトン(100部)、フタル酸モノテトラメチルアンモニウム(30部)、およびp−ニトロ安息香酸(1部)を混合、溶解したもの。 Electrolytic solution H for driving: γ-butyrolactone (100 parts), monotetramethylammonium phthalate (30 parts), and p-nitrobenzoic acid (1 part) mixed and dissolved.
封口体A;イソブチレンとイソプレンとの共重合体からなるブチルゴムポリマー30部、カーボン20部、無機充填剤50部に対して、加硫剤としてアルキルフェノールフォルマリン樹脂2部を添加し、加硫成形したもの。 Sealing body A: Addition of 2 parts of an alkylphenol formalin resin as a vulcanizing agent to 30 parts of a butyl rubber polymer made of a copolymer of isobutylene and isoprene, 20 parts of carbon, and 50 parts of an inorganic filler, followed by vulcanization molding thing.
成形後の封口体Aの硬度は、一対のリード線を貫通させる2つの貫通孔間のコンデンサ素子側の表面部分と、貫通孔内部のリード線に接する部分の表面とで測定した結果、JIS−A硬度で、78度と73度であった。 The hardness of the sealing body A after molding was measured on the surface portion of the capacitor element side between two through holes that penetrate a pair of lead wires and the surface of the portion in contact with the lead wires inside the through holes. A hardness was 78 degrees and 73 degrees.
封口体B;イソブチレンとイソプレンとの共重合体からなるブチルゴムポリマー40部、カーボン20部、無機充填剤40部に対して、加硫剤としてアルキルフェノールフォルマリン樹脂2部を添加し、加硫成形したもの。ただし加硫成形時の温度を封口体Aの場合と比較して低く設定した。 Sealing body B: 40 parts of butyl rubber polymer made of a copolymer of isobutylene and isoprene, 20 parts of carbon and 40 parts of inorganic filler were added with 2 parts of an alkylphenol formalin resin as a vulcanizing agent and vulcanized. thing. However, the temperature at the time of vulcanization molding was set lower than in the case of the sealing body A.
成形後の封口体Bの硬度は、一対のリード線を貫通させる2つの貫通孔間のコンデンサ素子側の表面部分と、貫通孔内部のリード線に接する部分の表面とで測定した結果、JIS−A硬度で、68度と64度であった。 The hardness of the sealing body B after molding was measured on the surface portion of the capacitor element side between the two through holes that penetrate the pair of lead wires and the surface of the portion in contact with the lead wires inside the through holes. A hardness was 68 degrees and 64 degrees.
封口体C;イソブチレンとイソプレンとの共重合体からなるブチルゴムポリマー30部、カーボン20部、無機充填剤50部に対して、加硫剤として硫黄2部を添加し、加硫成形したもの。 Sealing body C: vulcanized and molded by adding 2 parts of sulfur as a vulcanizing agent to 30 parts of a butyl rubber polymer composed of a copolymer of isobutylene and isoprene, 20 parts of carbon, and 50 parts of an inorganic filler.
成形後の封口体Cの硬度は、一対のリード線を貫通させる2つの貫通孔間のコンデンサ素子側の表面部分と、貫通孔内部のリード線に接する部分の表面とで測定した結果、JIS−A硬度で、79度と74度であった。 The hardness of the sealing body C after molding was measured on the surface portion of the capacitor element side between the two through holes that penetrate the pair of lead wires and the surface of the portion in contact with the lead wires inside the through holes. A hardness was 79 degrees and 74 degrees.
以上の実施例1〜7および比較例1〜3のアルミニウム電解コンデンサに、逆電圧−2.0Vを印加し、温度110℃−、ならびに、温度85℃−相対湿度85%で2000hの高温負荷試験を行った。試験数は各条件20個ずつである。結果を(表1)に示す。 A reverse voltage of -2.0 V was applied to the aluminum electrolytic capacitors of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 3, and a high temperature load test at a temperature of 110 ° C and a temperature of 85 ° C and a relative humidity of 85% for 2000 hours. Went. The number of tests is 20 for each condition. The results are shown in (Table 1).
このことより、アルキル置換アミジン基を有する化合物の4級塩を電解質として用いた駆動用電解液と、ブチルゴムポリマーに加硫剤としてアルキルフェノールフォルマリン樹脂を添加して成形したJIS−A硬度70度以上の封口体との組み合わせにより、高温−高湿下の電圧印加時でも信頼性の高いアルミニウム電解コンデンサを実現できることがわかる。 From this, a driving electrolyte solution using a quaternary salt of a compound having an alkyl-substituted amidine group as an electrolyte, and a JIS-A hardness of 70 degrees or more formed by adding an alkylphenol formalin resin as a vulcanizing agent to a butyl rubber polymer. It can be seen that a highly reliable aluminum electrolytic capacitor can be realized even when a voltage is applied under high temperature and high humidity by combining with the sealing body.
本発明のアルミニウム電解コンデンサは、高温−高湿下での使用でも漏液を防止することができ、高信頼性を実現できるので、各種電子機器等に使用するのに有用である。 The aluminum electrolytic capacitor of the present invention can prevent leakage even when used under high temperature and high humidity, and can achieve high reliability. Therefore, the aluminum electrolytic capacitor is useful for use in various electronic devices.
1 コンデンサ素子
2 電極
3 セパレータ
4 リード線
5 ケース
6 封口体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
前記駆動用電解液が、γ−ブチロラクトンを含む有機溶媒100部に対して、フタル酸および/またはマレイン酸のアルキル置換アミジン基を有する化合物の4級塩20〜180部を電解質として溶解させてなり、
前記封口体が、イソブチレンとイソプレンとの共重合によるブチルゴムポリマーにアルキルフェノールフォルマリン樹脂を加硫剤として添加してなる、少なくとも一部の硬度が70度(JIS−A)以上である弾性体により構成されているアルミニウム電解コンデンサ。 A capacitor element in which an anode foil and a cathode foil each having a lead wire bonded thereto are wound through a separator, a driving electrolyte impregnated in the capacitor element, and a bottomed cylindrical case containing the capacitor element; A sealing body having a pair of through-holes through which the lead wires penetrate each other and sealing the opening of the case,
The driving electrolyte solution is obtained by dissolving 20 to 180 parts of a quaternary salt of a compound having an alkyl-substituted amidine group of phthalic acid and / or maleic acid as an electrolyte with respect to 100 parts of an organic solvent containing γ-butyrolactone. ,
The sealing body is composed of an elastic body having at least a hardness of 70 degrees (JIS-A) or more, which is obtained by adding an alkylphenol formalin resin as a vulcanizing agent to a butyl rubber polymer obtained by copolymerization of isobutylene and isoprene. Aluminum electrolytic capacitor.
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