JPS6236372B2 - - Google Patents
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- JPS6236372B2 JPS6236372B2 JP19507881A JP19507881A JPS6236372B2 JP S6236372 B2 JPS6236372 B2 JP S6236372B2 JP 19507881 A JP19507881 A JP 19507881A JP 19507881 A JP19507881 A JP 19507881A JP S6236372 B2 JPS6236372 B2 JP S6236372B2
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- dicarboxylic acid
- electrolytic capacitor
- electrolytic
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Landscapes
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
この発明は、電解コンデンサの駆動用電解液に
係り、特に、電解コンデンサの内部抵抗の低減、
使用温度範囲の拡大等を図ることができる中高圧
用電解コンデンサの電解液に関する。 〔従来の技術〕 通信機器や計測機器等の各種電子機器におい
て、電解コンデンサの持つ電気的特性や寿命特性
はその精度や信頼性等に大きく関わり、とりわけ
スイツチング周波数が高いスイツチングレギユレ
ータに用いられる平滑用電解コンデンサには、高
周波に対して低インピーダンス特性を持つととも
に、上限使用温度が105℃を超えるものが要求さ
れる。一般に、乾式電解コンデンサは陽極側及び
陰極側の電極箔を両者間に介在させたセパレータ
紙とともに重ね合わせて巻回した電解コンデンサ
素子に電解液を含浸し、この電解コンデンサ素子
を外装ケースに封入したものである。従つて、電
解コンデンサの電気的特性は電解コンデンサ素子
を構成している電解箔やセパレータ紙等で左右さ
れるが、とりわけ電解コンデンサ素子に割浸する
電解液の比抵抗や火花電圧等の電気的或いは化学
的な性質が電解コンデンサの使用温度範囲やイン
ピーダンス特性等に大きく関わつていることが知
られている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 従来、定格電圧160（Ｖ）を超える中高圧電解
コンデンサの電解液には、エチレングリコールを
主体とした溶媒に硼酸或いはそのアンモニウム塩
を溶解した所謂エチレングリコール−硼酸系電解
液が用いられているが、この種の電解液は、低圧
用電解液に比較して比抵抗が著しく高いために、
電解コンデンサの損失増加とともに発熱の原因に
なり、電解コンデンサの熱的劣化を促進する欠点
がある。 また、この種の電解液にはその構成薬品中の水
分の他にエチレングリコールと硼酸によるエステ
ル化反応で生ずる多量の水分が含有されている。
即ち、この種の電解液の場合、エステル化反応が
容易に進行して硼酸１モルから３モルの水が生成
され、電解液中の含水量が極めて多くなる。これ
らの水分が陽極側の電極箔の表面に形成されてい
る誘電体酸化皮膜を著しく劣化させるため、電解
コンデンサの電気的特性を長期間安定に維持する
ことが困難であつた。しかも、このような水分
は、100℃を超える高温下で多量の水蒸気を発生
して外装ケースの内圧を異常上昇させ、防爆弁部
の膨張等、外装ケースの外観変形やこれに伴う電
気的特性の劣化等を引き起こす原因になる。この
ため、この種の電解液は105℃を超える高温下で
の使用が不可能であり、電解コンデンサの上限使
用温度に制限を加えていた。 そこで、この発明は、比抵抗値を小さくし且つ
含水量を少なくすることにより、中高圧用電解コ
ンデンサに適する電解コンデンサの駆動用電解液
を提供しようとするものである。 〔問題点を解決するための手段〕 この発明の電解コンデンサの駆動用電解液は、
３−メチル−３−ブテン−１・２−ジカルボン
酸、４−メチル−４−ヘプテン−１・２−ジカル
ボン酸、４・６−ジメチル−４−ノネン−１・２
−ジカルボン酸、３−（１−メチルプロピル）−
４・６−ジメチル−４−ヘプテン−１・２−ジカ
ルボン酸若しくはその塩を有機溶媒に溶解したも
のである。即ち、３−メチル−３−ブテン−１・
２−ジカルボン酸、４−メチル−４−ヘプテン−
１・２−ジカルボン酸、４・６−ジメチル−４−
ノネン−１・２−ジカルボン酸、３−（１−メチ
ルプロピル）−４・６−ジメチル−４−ヘプテン
−１・２−ジカルボン酸若しくはその塩を有機溶
媒に溶解した電解液の場合、従来のエチレングリ
コール−硼酸系電解液と同様に例えばエチレング
リコール等の有機溶媒と有機酸である二塩基性酸
とによるエステル化反応で例えば１モルの有機酸
から２モルの水を生成し得るが、この場合の反応
速度は従来のエチレングリコール−硼酸系電解液
のように速くはなく、生成水の量は極めて少な
い。また、この発明の電解コンデンサの駆動用電
解液では溶質量がエチレングリコール−硼酸系電
解液に比較して少なく、且つ溶質の分子量も硼酸
に比較して大きいことから、電解液中の含水量が
極めて少なくなるのが特徴である。 また、３−メチル−３−ブテン−１・２−ジカ
ルボン酸、４−メチル−４−ヘプテン−１・２−
ジカルボン酸、４・６−ジメチル−４−ノネン−
１・２−ジカルボン酸、３−（１−メチルプロピ
ル）−４・６−ジメチル−４−ヘプテン−１・２
−ジカルボン酸若しくはその塩を溶質にするた
め、電解液の比抵抗を低下させることができると
ともに、火花発生電圧を高めることができ、含浸
電解コンデンサ素子の耐電圧の向上を図ることが
できる。 〔実施例〕 以下、この発明の実施例について説明する。各
実施例は例えばエチレングリコールを主体にした
有機溶媒に、３−メチル−３−ブテン−１・２−
ジカルボン酸、４−メチル−４−ヘプテン−１・
２−ジカルボン酸、４・６−ジメチル−４−ノネ
ン−１・２−ジカルボン酸、３−（１−メチルプ
ロピル）−４・６−ジメチル−４−ヘプテン−
１・２−ジカルボン酸を溶質としたものである。
即ち、具体的な溶質は、フロピレンモノマーか、
このモノマーが最大４個からなるプロピレン・オ
リゴマー等とマレイン酸とを反応させて得られる
二塩基性酸を以て構成したものである。 このような電解液における溶質の作用を確認す
るため、エチレングリコールを主体としたエチレ
ングリコール−硼酸系電解液を従来例として示し
た。 これら各例の電解液組成に対するPH、生成水の
含有量（％）及び30℃下における比抵抗値（Ω
cm）を第１表に示している。なお、実施例１ない
し４の電解液にはアンモニアガスを注入してPH値
を7.0に設定している。実験によれば、実施例の
電解液において、PH値と比抵抗の間には一定の関
係があり、PH６ないし８の範囲において、比抵抗
値が最小となるため、各実施例のPH値はアンモニ
アガスの注入量を加減してPH7.0に設定したもの
である。
係り、特に、電解コンデンサの内部抵抗の低減、
使用温度範囲の拡大等を図ることができる中高圧
用電解コンデンサの電解液に関する。 〔従来の技術〕 通信機器や計測機器等の各種電子機器におい
て、電解コンデンサの持つ電気的特性や寿命特性
はその精度や信頼性等に大きく関わり、とりわけ
スイツチング周波数が高いスイツチングレギユレ
ータに用いられる平滑用電解コンデンサには、高
周波に対して低インピーダンス特性を持つととも
に、上限使用温度が105℃を超えるものが要求さ
れる。一般に、乾式電解コンデンサは陽極側及び
陰極側の電極箔を両者間に介在させたセパレータ
紙とともに重ね合わせて巻回した電解コンデンサ
素子に電解液を含浸し、この電解コンデンサ素子
を外装ケースに封入したものである。従つて、電
解コンデンサの電気的特性は電解コンデンサ素子
を構成している電解箔やセパレータ紙等で左右さ
れるが、とりわけ電解コンデンサ素子に割浸する
電解液の比抵抗や火花電圧等の電気的或いは化学
的な性質が電解コンデンサの使用温度範囲やイン
ピーダンス特性等に大きく関わつていることが知
られている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 従来、定格電圧160（Ｖ）を超える中高圧電解
コンデンサの電解液には、エチレングリコールを
主体とした溶媒に硼酸或いはそのアンモニウム塩
を溶解した所謂エチレングリコール−硼酸系電解
液が用いられているが、この種の電解液は、低圧
用電解液に比較して比抵抗が著しく高いために、
電解コンデンサの損失増加とともに発熱の原因に
なり、電解コンデンサの熱的劣化を促進する欠点
がある。 また、この種の電解液にはその構成薬品中の水
分の他にエチレングリコールと硼酸によるエステ
ル化反応で生ずる多量の水分が含有されている。
即ち、この種の電解液の場合、エステル化反応が
容易に進行して硼酸１モルから３モルの水が生成
され、電解液中の含水量が極めて多くなる。これ
らの水分が陽極側の電極箔の表面に形成されてい
る誘電体酸化皮膜を著しく劣化させるため、電解
コンデンサの電気的特性を長期間安定に維持する
ことが困難であつた。しかも、このような水分
は、100℃を超える高温下で多量の水蒸気を発生
して外装ケースの内圧を異常上昇させ、防爆弁部
の膨張等、外装ケースの外観変形やこれに伴う電
気的特性の劣化等を引き起こす原因になる。この
ため、この種の電解液は105℃を超える高温下で
の使用が不可能であり、電解コンデンサの上限使
用温度に制限を加えていた。 そこで、この発明は、比抵抗値を小さくし且つ
含水量を少なくすることにより、中高圧用電解コ
ンデンサに適する電解コンデンサの駆動用電解液
を提供しようとするものである。 〔問題点を解決するための手段〕 この発明の電解コンデンサの駆動用電解液は、
３−メチル−３−ブテン−１・２−ジカルボン
酸、４−メチル−４−ヘプテン−１・２−ジカル
ボン酸、４・６−ジメチル−４−ノネン−１・２
−ジカルボン酸、３−（１−メチルプロピル）−
４・６−ジメチル−４−ヘプテン−１・２−ジカ
ルボン酸若しくはその塩を有機溶媒に溶解したも
のである。即ち、３−メチル−３−ブテン−１・
２−ジカルボン酸、４−メチル−４−ヘプテン−
１・２−ジカルボン酸、４・６−ジメチル−４−
ノネン−１・２−ジカルボン酸、３−（１−メチ
ルプロピル）−４・６−ジメチル−４−ヘプテン
−１・２−ジカルボン酸若しくはその塩を有機溶
媒に溶解した電解液の場合、従来のエチレングリ
コール−硼酸系電解液と同様に例えばエチレング
リコール等の有機溶媒と有機酸である二塩基性酸
とによるエステル化反応で例えば１モルの有機酸
から２モルの水を生成し得るが、この場合の反応
速度は従来のエチレングリコール−硼酸系電解液
のように速くはなく、生成水の量は極めて少な
い。また、この発明の電解コンデンサの駆動用電
解液では溶質量がエチレングリコール−硼酸系電
解液に比較して少なく、且つ溶質の分子量も硼酸
に比較して大きいことから、電解液中の含水量が
極めて少なくなるのが特徴である。 また、３−メチル−３−ブテン−１・２−ジカ
ルボン酸、４−メチル−４−ヘプテン−１・２−
ジカルボン酸、４・６−ジメチル−４−ノネン−
１・２−ジカルボン酸、３−（１−メチルプロピ
ル）−４・６−ジメチル−４−ヘプテン−１・２
−ジカルボン酸若しくはその塩を溶質にするた
め、電解液の比抵抗を低下させることができると
ともに、火花発生電圧を高めることができ、含浸
電解コンデンサ素子の耐電圧の向上を図ることが
できる。 〔実施例〕 以下、この発明の実施例について説明する。各
実施例は例えばエチレングリコールを主体にした
有機溶媒に、３−メチル−３−ブテン−１・２−
ジカルボン酸、４−メチル−４−ヘプテン−１・
２−ジカルボン酸、４・６−ジメチル−４−ノネ
ン−１・２−ジカルボン酸、３−（１−メチルプ
ロピル）−４・６−ジメチル−４−ヘプテン−
１・２−ジカルボン酸を溶質としたものである。
即ち、具体的な溶質は、フロピレンモノマーか、
このモノマーが最大４個からなるプロピレン・オ
リゴマー等とマレイン酸とを反応させて得られる
二塩基性酸を以て構成したものである。 このような電解液における溶質の作用を確認す
るため、エチレングリコールを主体としたエチレ
ングリコール−硼酸系電解液を従来例として示し
た。 これら各例の電解液組成に対するPH、生成水の
含有量（％）及び30℃下における比抵抗値（Ω
cm）を第１表に示している。なお、実施例１ない
し４の電解液にはアンモニアガスを注入してPH値
を7.0に設定している。実験によれば、実施例の
電解液において、PH値と比抵抗の間には一定の関
係があり、PH６ないし８の範囲において、比抵抗
値が最小となるため、各実施例のPH値はアンモニ
アガスの注入量を加減してPH7.0に設定したもの
である。
【表】
第１表に示した各実施例１〜４の電解液の溶質
を化学式を次に示す。 ３−メチル−３−ブテン−１・２−ジカルボン
酸 ４−メチル−４−ヘプテン−１・２−ジカルボ
ン酸 ４・６−ジメチル−４−ノネン−１・２−ジカ
ルボン酸 ３−（１−メチルプロピル）−４・６−ジメチル
−４−ヘプテン−１・２−ジカルボン酸 第１表の従来例並びに各実施例の具体的な測定
値から明らかなように、エチレングリコールを主
体とする溶媒に、３−メチル−３−ブテン−１・
２−ジカルボン酸、４−メチル−４−ヘプテン−
１・２−ジカルボン酸、４・６−ジメチル−４−
ノネン−１・２−ジカルボン酸、３−（１−メチ
ルプロピル）−４・６−ジメチル−４−ヘプテン
−１・２−ジカルボン酸を溶質として構成される
電解液によれば、含水量及び比抵抗値を従来の電
解液に比較して大幅に低減することができること
が分る。各実施例の場合、３−メチル−３−ブテ
ン−１・２−ジカルボン酸、４−メチル−４−ヘ
プテン−１・２−ジカルボン酸、４・６−ジメチ
ル−４−ノネン−１・２−ジカルボン酸、３−
（１−メチルプロピル）−４・６−ジメチル−４−
ヘプテン−１・２−ジカルボン酸とともにアンモ
ニアをアンモニアガスの注入によつて溶解させて
おり、エチレングリコールと有機酸によるエステ
ル化反応とともに、有機酸とアンモニアによるア
ミド化反応で１モルの有機酸から２モルの水を生
成し得るが、この反応速度は前記従来例の電解液
の場合程速くないため、生成水の発生量は極めて
少なくなる。しかもこの電解液の場合、従来例に
比較して溶質量が少なく、溶質の分子量が硼酸に
比較して大きいことからも電解液中の含水量がよ
り少なくなることが分る。 また、３−メチル−３−ブテン−１・２−ジカ
ルボン酸、４−メチル−４−ヘプテン−１・２−
ジカルボン酸、４・６−ジメチル−４−ノネン−
１・２−ジカルボン酸、３−（１−メチルプロピ
ル）−４・６−ジメチル−４−ヘプテン−１・２
−ジカルボン酸とともにアンモニアを溶質とする
場合、各実施例の比抵抗値が従来電解液の1/2程
度に成つていることから明らかなように、これら
の溶質が電解液の比抵抗を低下させるように機能
することが分る。しかも前記のように電解液のPH
はアンモニアガスの注入量で調整し、ほぼ7.0程
度に設定することにより最小の比抵抗値を得るこ
とができる。 また、この各実施例の電解液について、火花電
圧の測定では、400〜500（Ｖ）と極めて高い電圧
値が得られ、さらにこの電解液を含浸した電解コ
ンデンサ素子の耐電圧は少なくとも350（Ｖ）以
上に成ることが確認された。 次に、この発明に係る電解液を使用した電解コ
ンデンサの電気的特性を従来の電解液を使用した
電解コンデンサと比較して説明する。試供電解コ
ンデンサは、高純度アルミニウム箔の表面にエツ
チング処理を施した後、620（Ｖ）の電圧印加で
陽極酸化を施して誘電体酸化皮膜を形成したもの
を陽極側電極、エツチング処理のみが施された前
記アルミニウム箔を陰極側電極とし、これら両電
極間にセパレータ紙を介在させ且つ巻回して電解
コンデンサ素子を形成し、この電解コンデンサ素
子に前記実施例の電解液及び従来の電解液を個別
に含浸して外装ケースに収納し、外装ケースの開
口部を弾性封口部材で密封したものである。各試
供電解コンデンサは共に、定格電圧400（Ｖ）、定
格静電容量10（μＦ）である。第２表は20℃下の
各試供電解コンデンサの初期特性を示す。
を化学式を次に示す。 ３−メチル−３−ブテン−１・２−ジカルボン
酸 ４−メチル−４−ヘプテン−１・２−ジカルボ
ン酸 ４・６−ジメチル−４−ノネン−１・２−ジカ
ルボン酸 ３−（１−メチルプロピル）−４・６−ジメチル
−４−ヘプテン−１・２−ジカルボン酸 第１表の従来例並びに各実施例の具体的な測定
値から明らかなように、エチレングリコールを主
体とする溶媒に、３−メチル−３−ブテン−１・
２−ジカルボン酸、４−メチル−４−ヘプテン−
１・２−ジカルボン酸、４・６−ジメチル−４−
ノネン−１・２−ジカルボン酸、３−（１−メチ
ルプロピル）−４・６−ジメチル−４−ヘプテン
−１・２−ジカルボン酸を溶質として構成される
電解液によれば、含水量及び比抵抗値を従来の電
解液に比較して大幅に低減することができること
が分る。各実施例の場合、３−メチル−３−ブテ
ン−１・２−ジカルボン酸、４−メチル−４−ヘ
プテン−１・２−ジカルボン酸、４・６−ジメチ
ル−４−ノネン−１・２−ジカルボン酸、３−
（１−メチルプロピル）−４・６−ジメチル−４−
ヘプテン−１・２−ジカルボン酸とともにアンモ
ニアをアンモニアガスの注入によつて溶解させて
おり、エチレングリコールと有機酸によるエステ
ル化反応とともに、有機酸とアンモニアによるア
ミド化反応で１モルの有機酸から２モルの水を生
成し得るが、この反応速度は前記従来例の電解液
の場合程速くないため、生成水の発生量は極めて
少なくなる。しかもこの電解液の場合、従来例に
比較して溶質量が少なく、溶質の分子量が硼酸に
比較して大きいことからも電解液中の含水量がよ
り少なくなることが分る。 また、３−メチル−３−ブテン−１・２−ジカ
ルボン酸、４−メチル−４−ヘプテン−１・２−
ジカルボン酸、４・６−ジメチル−４−ノネン−
１・２−ジカルボン酸、３−（１−メチルプロピ
ル）−４・６−ジメチル−４−ヘプテン−１・２
−ジカルボン酸とともにアンモニアを溶質とする
場合、各実施例の比抵抗値が従来電解液の1/2程
度に成つていることから明らかなように、これら
の溶質が電解液の比抵抗を低下させるように機能
することが分る。しかも前記のように電解液のPH
はアンモニアガスの注入量で調整し、ほぼ7.0程
度に設定することにより最小の比抵抗値を得るこ
とができる。 また、この各実施例の電解液について、火花電
圧の測定では、400〜500（Ｖ）と極めて高い電圧
値が得られ、さらにこの電解液を含浸した電解コ
ンデンサ素子の耐電圧は少なくとも350（Ｖ）以
上に成ることが確認された。 次に、この発明に係る電解液を使用した電解コ
ンデンサの電気的特性を従来の電解液を使用した
電解コンデンサと比較して説明する。試供電解コ
ンデンサは、高純度アルミニウム箔の表面にエツ
チング処理を施した後、620（Ｖ）の電圧印加で
陽極酸化を施して誘電体酸化皮膜を形成したもの
を陽極側電極、エツチング処理のみが施された前
記アルミニウム箔を陰極側電極とし、これら両電
極間にセパレータ紙を介在させ且つ巻回して電解
コンデンサ素子を形成し、この電解コンデンサ素
子に前記実施例の電解液及び従来の電解液を個別
に含浸して外装ケースに収納し、外装ケースの開
口部を弾性封口部材で密封したものである。各試
供電解コンデンサは共に、定格電圧400（Ｖ）、定
格静電容量10（μＦ）である。第２表は20℃下の
各試供電解コンデンサの初期特性を示す。
【表】
この測定結果から明らかなように、実施例の電
解コンデンサを使用した電解コンデンサの場合、
従来の電解液を使用したものに比較して損失tan
δは3/4程度に、また等価直列抵抗（ESR）は1/
３程度に低減していることが分る。 第３表は前記各試供電解コンデンサの負荷寿命
試験に基づく1000時間経過特性を示している。負
荷寿命試験は110℃高温下で定格電圧400（Ｖ）を
各試供電解コンデンサに印加して1000時間放置し
て行い、この試験時間の経過後、初期特性と同様
の測定をし、且つ外装ケースの外観形状の変化に
ついて観察した。
解コンデンサを使用した電解コンデンサの場合、
従来の電解液を使用したものに比較して損失tan
δは3/4程度に、また等価直列抵抗（ESR）は1/
３程度に低減していることが分る。 第３表は前記各試供電解コンデンサの負荷寿命
試験に基づく1000時間経過特性を示している。負
荷寿命試験は110℃高温下で定格電圧400（Ｖ）を
各試供電解コンデンサに印加して1000時間放置し
て行い、この試験時間の経過後、初期特性と同様
の測定をし、且つ外装ケースの外観形状の変化に
ついて観察した。
以上説明したようにこの発明によれば、比抵抗
値が小さくしかも含水量が少ない電解液を得るこ
とができ、低損失で使用温度範囲の拡大とりわけ
上限使用温度を高め、低インピーダンス特性で高
耐圧の電解コンデンサを構成することができ、し
かも含水量が少ないため、高温下で水蒸気の発生
による外装ケースの内圧を異常上昇させることが
なく、また陽極側の電極箔の誘電体酸化皮膜を劣
化させることもない。
値が小さくしかも含水量が少ない電解液を得るこ
とができ、低損失で使用温度範囲の拡大とりわけ
上限使用温度を高め、低インピーダンス特性で高
耐圧の電解コンデンサを構成することができ、し
かも含水量が少ないため、高温下で水蒸気の発生
による外装ケースの内圧を異常上昇させることが
なく、また陽極側の電極箔の誘電体酸化皮膜を劣
化させることもない。
Claims (1)
- １ ３−メチル−３−ブテン−１・２−ジカルボ
ン酸、４−メチル−４−ヘプテン−１・２−ジカ
ルボン酸、４・６−ジメチル−４−ノネン−１・
２−ジカルボン酸、３−（１−メチルプロピル）−
４・６−ジメチル−４−ヘプテン−１・２−ジカ
ルボン酸若しくはその塩を有機溶媒に溶解したこ
とを特徴とする電解コンデンサの駆動用電解液。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19507881A JPS5896723A (ja) | 1981-12-03 | 1981-12-03 | 電解コンデンサの駆動用電解液 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19507881A JPS5896723A (ja) | 1981-12-03 | 1981-12-03 | 電解コンデンサの駆動用電解液 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5896723A JPS5896723A (ja) | 1983-06-08 |
| JPS6236372B2 true JPS6236372B2 (ja) | 1987-08-06 |
Family
ID=16335178
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19507881A Granted JPS5896723A (ja) | 1981-12-03 | 1981-12-03 | 電解コンデンサの駆動用電解液 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5896723A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108604501B (zh) * | 2016-03-29 | 2020-02-21 | 三洋化成工业株式会社 | 电解电容器用电解液和电解电容器 |
-
1981
- 1981-12-03 JP JP19507881A patent/JPS5896723A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5896723A (ja) | 1983-06-08 |
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