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技術 電解コンデンサの駆動用電解液

出願人 ニチコン株式会社
発明者 伊東智紀
出願日 2003年8月8日 (16年6ヶ月経過) 出願番号 2003-289555
公開日 2005年3月10日 (14年11ヶ月経過) 公開番号 2005-064088
状態 特許登録済
技術分野 電解コンデンサのセパレータ等 電解コンデンサ
主要キーワード セバシン酸アンモニウム 劣化防止効果 配位位置 ボロジサリチル酸 低比抵抗 ジエチルメチルアミン 初期特性 高温条件
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2005年3月10日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

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課題

電解コンデンサ駆動用電解液高温下での劣化を抑制し、信頼性に優れた電解コンデンサを提供する。

解決手段

エチレングリコールと水とを混合した溶媒に、1,6−デカンジカルボン酸アゼライン酸セバシン酸、5,6−デカンジカルボン酸、7−ビニルヘキサデセン−1,16−ジカルボン酸等の有機カルボン酸またはその塩の1種以上と、以下の化学式で示される3−ヒドロキシ−4−メトキシアセトフェノンとを0.5〜5.0wt%溶解したことを特徴としている。

化1

概要

背景

近年の電解コンデンサ小形化に伴い、電解コンデンサの陽極箔にはエッチング倍率の高いものが使用されるようになり、比抵抗の低い電解液が要求されている。従来の電解液としては、エチレングリコール溶媒とし、電解質として有機カルボン酸アンモニウム塩を溶解したものが使用されている(例えば特許文献1、2参照)。
特公平7−48460号公報(第2頁、表)
特公平7−63047号公報(第2頁、表1)

概要

電解コンデンサの駆動用電解液高温下での劣化を抑制し、信頼性に優れた電解コンデンサを提供する。エチレングリコールと水とを混合した溶媒に、1,6−デカンジカルボン酸アゼライン酸セバシン酸、5,6−デカンジカルボン酸、7−ビニルヘキサデセン−1,16−ジカルボン酸等の有機カルボン酸またはその塩の1種以上と、以下の化学式で示される3−ヒドロキシ−4−メトキシアセトフェノンとを0.5〜5.0wt%溶解したことを特徴としている。 なし

目的

上記の電解液で低比抵抗のものを得るには、電解質の濃度を高くするか、水を多量に混合しなければならない。しかし、電解質の濃度を高くすると、低温下での電解質の析出や、耐電圧の低下が発生する。また水を多量に混合すると、高温下において電解液が劣化し、電解コンデンサの等価直列抵抗およびtanδ値の上昇を引き起こすため、105℃での使用は困難であった。
以上の問題に鑑みて、本発明の課題は、低比抵抗で、かつ高温条件下で安定した電気特性を示す電解コンデンサ用の電解液を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

エチレングリコールと水とを混合した溶媒に、有機カルボン酸またはその塩の1種以上と、以下の化学式で示されるヒドロキシアルコキシアセトフェノンとを溶解したことを特徴とする電解コンデンサ駆動用電解液

請求項2

請求項1記載のヒドロキシアルコキシアセトフェノンの溶解量が0.5〜5.0wt%であることを特徴とする電解コンデンサの駆動用電解液。

請求項3

請求項1記載の水の混合量が1.0〜10.0wt%であることを特徴とする電解コンデンサの駆動用電解液。

技術分野

0001

本発明は、アルミニウム電解コンデンサ駆動用電解液(以下、電解液と称す)の改良に関するものであり、特に高温下での信頼性を改善した電解液に関するものである。

背景技術

0002

近年の電解コンデンサ小形化に伴い、電解コンデンサの陽極箔にはエッチング倍率の高いものが使用されるようになり、比抵抗の低い電解液が要求されている。従来の電解液としては、エチレングリコール溶媒とし、電解質として有機カルボン酸アンモニウム塩を溶解したものが使用されている(例えば特許文献1、2参照)。
特公平7−48460号公報(第2頁、表)
特公平7−63047号公報(第2頁、表1)

発明が解決しようとする課題

0003

上記の電解液で低比抵抗のものを得るには、電解質の濃度を高くするか、水を多量に混合しなければならない。しかし、電解質の濃度を高くすると、低温下での電解質の析出や、耐電圧の低下が発生する。また水を多量に混合すると、高温下において電解液が劣化し、電解コンデンサの等価直列抵抗およびtanδ値の上昇を引き起こすため、105℃での使用は困難であった。
以上の問題に鑑みて、本発明の課題は、低比抵抗で、かつ高温条件下で安定した電気特性を示す電解コンデンサ用の電解液を提供することにある。

課題を解決するための手段

0004

本発明は上記課題を解決するため、電解液にヒドロキシアルコキシアセトフェノンを溶解することで、高温下での電解液の劣化を抑制し、信頼性に優れた電解液を提供するものである。
すなわち、エチレングリコールと水とを混合した溶媒に、有機カルボン酸またはその塩の1種以上と、以下の化学式で示されるヒドロキシアルコキシアセトフェノンとを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である。

0005

0006

ここで、ヒドロキシアルコキシアセトフェノンのアルコキシ基としてはメトキシ基エトキシ基プロポキシ基、ブトキシ基が好ましい。
また、その配位位置としては、水酸基メタ位に、アルコキシ基をオルト位またはパラ位としたものが好ましい。すなわち、3−ヒドロキシ−4−アルコキシアセトフェノン、3−ヒドロキシ−2−アルコキシアセトフェノン、5−ヒドロキシ−2−アルコキシアセトフェノンが適当である。

0007

また、上記のヒドロキシアルコキシアセトフェノンの溶解量が0.5〜5.0wt%であることを特徴とする電解コンデンサの駆動用電解液である。

0008

さらに、上記の水の混合量が1.0〜10.0wt%であることを特徴とする電解コンデンサの駆動用電解液である。

発明の効果

0011

ヒドロキシアルコキシアセトフェノンは、水を含有した電解液に対して、劣化防止効果を有するため、電解コンデンサの高温での信頼性向上および低損失化等の特性改善を図ることができる。

発明を実施するための最良の形態

0012

電解液にヒドロキシアルコキシアセトフェノンの1種である3−ヒドロキシ−4−メトキシアセトフェノンを0.5〜5.0wt%溶解させることで、電解液の酸化劣化および加水分解が抑制され、水の混合量が10wt%まで増加しても、高温下での電解液の劣化を抑えることができ、高温使用時の等価直列抵抗およびtanδ増大を抑制することができる。

0013

以下、本発明の実施例を具体的に説明する。表1、2の組成で電解液を調合し、30℃における比抵抗を測定した。

0014

0015

0016

表1、2の電解液を使用して、400V−22μF(φ16×25mmL)のアルミニウム電解コンデンサを各10個を作製し、tanδ、等価直列抵抗について初期特性測定後、高温印加試験(105℃、1000時間、400V印加)を行い、表3の結果を得た。

0017

0018

表3より、有機カルボン酸塩を1,6−デカンジカルボン酸アンモニウムとし、3−ヒドロキシ−4−メトキシアセトフェノンを溶解した実施例1〜15は、溶解しなかった従来例1〜3と比較して、高温印加試験において、tanδおよび等価直列抵抗の増大が抑制され、優れた特性を示している。
ここで、3−ヒドロキシ−4−メトキシアセトフェノンの溶解量は0.5〜5.0wt%の範囲が好ましい。0.5wt%未満では、電解液の劣化防止−電解コンデンサのtanδおよび等価直列抵抗の抑制効果が十分ではなく(実施例1)、5.0wt%を超えると、比抵抗が高くなり、低比抵抗用途に不向きとなる(実施例11)。
また、水の混合量は1.0〜10.0wt%の範囲が好ましい。1.0wt%未満では比抵抗が高いので、低比抵抗用途に不向きであり(実施例1)、10.0wt%を超えると、3−ヒドロキシ−4−メトキシアセトフェノンによる劣化防止効果が低下する(実施例7)ので、好ましくない。

0019

さらに、有機カルボン酸塩を、セバシン酸アンモニウム、アゼライン酸アンモニウムとした場合(実施例17,18)、また、1,6−デカンジカルボン酸の塩をジメチルアミンとした場合(実施例16)についても、上記と同様、3−ヒドロキシ−4−メトキシアセトフェノンによる、電解液の劣化防止効果が得られた。

0020

なお、3−ヒドロキシ−4−メトキシアセトフェノンによる効果は、上記実施例に限定されるものではなく、先に例示した有機カルボン酸またはその塩を単独または複数溶解した電解液に用いても、同等の効果があった。
また、3−ヒドロキシ−2−メトキシアセトフェノン、5−ヒドロキシ−2−メトキシアセトフェノンを用いても上記実施例と同等の効果があった。
さらに、上記ヒドロキシアルコキシアセトフェノンのアルコキシ基として、メトキシ基の他に、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基を用いた場合も、上記と同様の効果を得ることができた。

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