JP2002203754A

JP2002203754A - 電解コンデンサ、及びそれに用いる電解コンデンサ用電解液とその製造方法。

Info

Publication number: JP2002203754A
Application number: JP2001000328A
Authority: JP
Inventors: Kenji Tamamitsu; 賢次玉光; Tadashi Ozawa; 正小澤; Masaro Sakakura; 正郎坂倉; Hisatomi Ito; 久富伊東; Tatsunori Tsuji; 達紀辻
Original assignee: Nippon Chemi Con Corp
Current assignee: Nippon Chemi Con Corp
Priority date: 2001-01-05
Filing date: 2001-01-05
Publication date: 2002-07-19
Anticipated expiration: 2021-01-05
Also published as: JP4743362B2

Abstract

(57)【要約】【課題】放置特性の良好な電解コンデンサ、及びそれ
に用いる電解コンデンサ用電解液とその製造方法を提供
する。【解決手段】本発明においては、キレート化剤と水溶
液中でリン酸イオンを生成する化合物と水溶液中で金属
イオンを生成する化合物を添加した電解液を、電極箔を
巻回したコンデンサ素子に含浸して形成されているの
で、電解液中のリン酸イオンを適正量に長時間にわたっ
て保つことができ、放置後の電極箔の劣化を抑制するこ
とによって、良好な放置特性を有する電解コンデンサ、
及びそれに用いる電解コンデンサ用電解液とその製造方
法を提供することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は電解コンデンサ及
びそれに用いる電解コンデンサ用電解液とその製造方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】電解コンデンサは一般的には以下のよう
な構成を取っている。すなわち、帯状に形成された高純
度のアルミニウム箔を化学的あるいは電気化学的にエッ
チングを行って拡面処理するとともに、拡面処理したア
ルミニウム箔をホウ酸アンモニウム水溶液等の化成液中
にて化成処理することによりアルミニウム箔の表面に酸
化皮膜層を形成させた陽極箔と、同じく高純度のアルミ
ニウム箔を拡面処理した陰極箔をセパレータを介して巻
回してコンデンサ素子が形成される。そしてこのコンデ
ンサ素子には駆動用の電解液が含浸され、金属製の有底
筒状の外装ケースに収納される。さらに外装ケースの開
口端部は弾性ゴムよりなる封口体が収納され、さらに外
装ケースの開口端部を絞り加工により封口を行い、電解
コンデンサを構成する。

【０００３】そして、小型、低圧用の電解コンデンサ
の、コンデンサ素子に含浸される電解液としては、従来
より、エチレングリコールを主溶媒とし、アジピン酸、
安息香酸などのアンモニウム塩を溶質とするもの、また
は、γ−ブチロラクトンを主溶媒とし、フタル酸、マレ
イン酸などの四級化環状アミジニウム塩を溶質とするも
の等が知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
電解コンデンサを放置すると、静電容量が減少し、漏れ
電流特性が劣化し、さらには、安全弁の開弁にいたるこ
とがあるという問題点があり、このような負荷もしくは
無負荷での長時間経過後の特性である放置特性は、電解
コンデンサの信頼性に大きな影響を与えている。

【０００５】そこで、長時間放置して劣化した電解コン
デンサを分析したところ、電解液のｐＨが高くなってお
り、また、電極箔表面に溶質のアニオン成分が付着して
いることが分かった。このことから、電極箔表面のアル
ミニウムが溶質のアニオン成分と反応して電極箔に付着
し、さらに、アルミニウムが溶解して水酸化物等とな
り、一部は溶質のアニオン成分と反応し、この際に水素
ガスが発生する。この反応がくり返されて、ｐＨが上昇
し、電極箔の劣化、開弁にいたるということが明らかに
なった。

【０００６】ところで、リン酸がこのような電極箔の劣
化の防止に効果があることはよく知られているが、十分
なものではない。これは、このリン酸を添加しても、添
加したリン酸は電解液中のアルミニウムと錯体を形成し
て電極箔に付着し、リン酸は電解液中から消失してしま
うことによるものである。さらに、添加量が多過ぎる
と、漏れ電流が増大するという問題もある。ところが、
リン酸イオンが消失する段階の適量残存している間は、
電解コンデンサの特性は良好に保たれる。これらのこと
を明らかにしたことから、本発明にいたったもので、放
置特性の良好な電解コンデンサ及びそれに用いる電解コ
ンデンサ用電解液とその製造方法を提供することをその
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の電解コンデンサ
は、キレート化剤と水溶液中でリン酸イオンを生成する
化合物と水溶液中で金属イオンを生成する化合物とを添
加した電解液を、電極箔を巻回したコンデンサ素子に含
浸して形成されることを特徴とする。

【０００８】そして、本発明の電解コンデンサ用電解液
は、水溶性の金属錯体にリン酸イオンが結合した結合体
を含有することを特徴とする。

【０００９】そして、本発明の電解コンデンサ用電解液
の製造方法は、キレート化剤と、水溶液中でリン酸イオ
ンを生成する化合物と、水溶液中で金属イオンを生成す
る化合物とを添加して、水溶性の金属錯体にリン酸イオ
ンが結合した結合体を形成することを特徴とする。

【００１０】さらに、前記の電解コンデンサおよび電解
コンデンサ用電解液の製造方法において、水溶液中でリ
ン酸イオンを生成する化合物が、一般式（化２）で示さ
れるリン化合物又はこれらの塩もしくはこれらの縮合体
又はこれらの縮合体の塩であることを特徴とする。

【００１１】また、前記電解コンデンサ、電解コンデン
サ用電解液および電解コンデンサ用電解液の製造方法に
おいて、金属が鉄、銅、ニッケル、マンガン、亜鉛、カ
ルシウム、マグネシウム、バリウム、鉛、チタン、ニオ
ブ、タンタルから選ばれる金属であることを特徴とす
る。

【００１２】

【化２】（式中、Ｒ₁、Ｒ₂は、−Ｈ、−ＯＨ、−Ｒ₃、−ＯＲ
₄：Ｒ₃、Ｒ₄は、アルキル基、アリール基、フェニル
基、エーテル基）

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の電解コンデンサは、キレ
ート化剤と水溶液中でリン酸イオンを生成する化合物と
水溶液中で金属イオンを生成する化合物とを添加した電
解液を、電極箔を巻回したコンデンサ素子に含浸して形
成される。この電解液中では、キレート化剤と金属生成
性化合物が電解液中で生成した金属がキレート化して水
溶性の金属錯体を形成する。さらにこの水溶性の金属錯
体にリン酸生成性化合物が電解液で生成したリン酸イオ
ンが反応して水溶性の金属錯体にリン酸イオンが結合し
た結合体を形成する。

【００１４】そして、通常、電解コンデンサは製造後、
ある程度の期間常温で保管され、その後電子機器に搭載
されて使用されることになるが、本発明の電解コンデン
サは、この製造直後から使用の期間、コンデンサ素子に
含有されたリン酸イオンが結合した水溶性のアルミニウ
ム錯体が、電解液中のリン酸イオンを適正量に保持す
る。

【００１５】キレート化剤としては、以下のものが挙げ
られる。すなわち、クエン酸、酒石酸、グルコン酸、リ
ンゴ酸、乳酸、グリコール酸、α−ヒドロキシ酪酸、ヒ
ドロキシマロン酸、α−メチルリンゴ酸、ジヒドロキシ
酒石酸等のα−ヒドロキシカルボン酸類、γ−レゾルシ
ル酸、β−レゾルシル酸、トリヒドロキシ安息香酸、ヒ
ドロキシフタル酸、ジヒドロキシフタル酸、フェノール
トリカルボン酸、アウリントリカルボン酸、エリオクロ
ムシアニンＲ等の芳香族ヒドロキシカルボン酸類、スル
ホサリチル酸等のスルホカルボン酸類、ジシアンジアミ
ド等のグアニジン類、ガラクトース、グルコース等の糖
類、リグノスルホン酸塩等のリグニン類、そして、エチ
レンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、ニトリロ三酢酸（Ｎ
ＴＡ）、グリコールエーテルジアミン四酢酸（ＧＥＤＴ
Ａ）、ジエチレントリアミン五酢酸（ＤＴＰＡ）、ヒド
ロキシエチルエチレンジアミン三酢酸（ＨＥＤＴＡ）、
トリエチレンテトラミン六酢酸（ＴＴＨＡ）等のアミノ
ポリカルボン酸類またはこれらの塩である。そして、こ
れらの塩としては、アンモニウム塩、アルミニウム塩、
ナトリウム塩、カリウム塩等を用いることができる。

【００１６】水溶液中で金属イオンを生成する化合物
（以下、金属生成性化合物）としては金属または金属化
合物を挙げることができる。金属としては、鉄、銅、ニ
ッケル、マンガン、亜鉛、カルシウム、マグネシウム、
バリウム、鉛、チタン、ニオブ、タンタル等、キレート
化剤と錯体を形成する金属を用いることができる。ま
た、金属化合物としては、酸化物、水酸化物、塩化物、
また硫酸塩、炭酸塩等の金属塩など、溶媒中で金属イオ
ンを生成する化合物を用いることができる。

【００１７】そして、水溶液中でリン酸イオンを生成す
る化合物（以下、リン酸生成性化合物）を添加する。こ
のリン酸生成性化合物として、一般式（化２）で示され
るリン化合物又はこれらの塩もしくはこれらの縮合体又
はこれらの縮合体の塩を挙げることができる。

【００１８】これらのリン酸生成性化合物としては、以
下のものを挙げることができる。正リン酸、亜リン酸、
次亜リン酸、及びこれらの塩、これらの塩としては、ア
ンモニウム塩、アルミニウム塩、ナトリウム塩、カルシ
ウム塩、カリウム塩である。正リン酸及びこの塩は、水
溶液中で分解してリン酸イオンを生じる。また、亜リン
酸、次亜リン酸、及びこれらの塩は、水溶液中で分解し
て、亜リン酸イオン、次亜リン酸イオンを生じ、その後
に酸化してリン酸イオンとなる。

【００１９】また、リン酸エチル、リン酸ジエチル、リ
ン酸ブチル、リン酸ジブチル等のリン酸化合物、１−ヒ
ドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸、アミノト
リメチレンホスホン酸、フェニルホスホン酸等のホスホ
ン酸化合物等が挙げられる。また、メチルホスフィン
酸、ホスフィン酸ブチル等のホスフィン酸化合物が挙げ
られる。

【００２０】さらに、以下のような、縮合リン酸又はこ
れらの塩をあげることができる。ピロリン酸、トリポリ
リン酸、テトラポリリン酸等の直鎖状の縮合リン酸、メ
タリン酸、ヘキサメタリン酸等の環状の縮合リン酸、又
はこのような鎖状、環状の縮合リン酸が結合したもので
ある。そして、これらの縮合リン酸の塩として、アンモ
ニウム塩、アルミニウム塩、ナトリウム塩、カルシウム
塩、カリウム塩等を用いることができる。

【００２１】これらも、水溶液中でリン酸イオンを生ず
るか、もしくは、亜リン酸イオン、次亜リン酸イオンを
生じ、その後に酸化してリン酸イオンとなる、リン酸生
成性化合物である。

【００２２】なお、これらの中でも、容易にリン酸イオ
ンを生ずる正リン酸またはその塩、縮合リン酸、または
リン酸化合物が好ましい。さらに、添加量に対して、比
較的速やかに、多くのリン酸イオンを生ずる正リン酸、
ピロリン酸、トリポリリン酸等の直鎖状の縮合リン酸、
またはその塩が好ましい。なお、これらの化合物以外で
も、水溶液中でリン酸イオンを生ずる物質であれば、本
発明の効果を得ることができる。

【００２３】また、電解液に含まれる溶質としては、通
常電解コンデンサ用電解液に用いられる、酸の共役塩基
をアニオン成分とする、アンモニウム塩、アミン塩、四
級アンモニウム塩および環状アミジン化合物の四級塩が
挙げられる。アミン塩を構成するアミンとしては一級ア
ミン（メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、
ブチルアミン、エチレンジアミン等）、二級アミン（ジ
メチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、メ
チルエチルアミン、ジフェニルアミン等）、三級アミン
（トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピル
アミン、トリフェニルアミン、１，８−ジアザビシクロ
（５，４，０）─ウンデセン─７等）が挙げられる。第
四級アンモニウム塩を構成する第四級アンモニウムとし
てはテトラアルキルアンモニウム（テトラメチルアンモ
ニウム、テトラエチルアンモニウム、テトラプロピルア
ンモニウム、テトラブチルアンモニウム、メチルトリエ
チルアンモニウム、ジメチルジエチルアンモニウム
等）、ピリジウム（１−メチルピリジウム、１−エチル
ピリジウム、１，３−ジエチルピリジウム等）が挙げら
れる。また、環状アミジン化合物の四級塩を構成するカ
チオンとしては、以下の化合物を四級化したカチオンが
挙げられる。すなわち、イミダゾール単環化合物（１─
メチルイミダゾール、１，２−ジメチルイミダゾール、
１，４−ジメチル−２−エチルイミダゾール、１−フェ
ニルイミダゾール等のイミダゾール同族体、１−メチル
−２−オキシメチルイミダゾール、１−メチル−２−オ
キシエチルイミダゾール等のオキシアルキル誘導体、１
−メチル−４（５）−ニトロイミダゾール、１，２−ジ
メチル−５（４）−アミノイミダゾール等のニトロおよ
びアミノ誘導体）、ベンゾイミダゾール（１−メチルベ
ンゾイミダゾール、１−メチル−２−ベンジルベンゾイ
ミダゾール等）、２−イミダゾリン環を有する化合物
（１−メチルイミダゾリン、１，２−ジメチルイミダゾ
リン、１，２，４−トリメチルイミダゾリン、１，４−
ジメチル−２−エチルイミダゾリン、１−メチル−２−
フェニルイミダゾリン等）、テトラヒドロピリミジン環
を有する化合物（１−メチル−１，４，５，６−テトラ
ヒドロピリミジン、１，２−ジメチル−１，４，５，６
−テトラヒドロピリミジン、１，８−ジアザビシクロ
〔５．４．０〕ウンデセン−７、１，５−ジアザビシク
ロ〔４．３．０〕ノネン−５等）等である。

【００２４】アニオン成分としては、アジピン酸、グル
タル酸、コハク酸、安息香酸、イソフタル酸、フタル
酸、テレフタル酸、マレイン酸、トルイル酸、エナント
酸、マロン酸、蟻酸、１，６−デカンジカルボン酸、
５，６−デカンジカルボン酸等のデカンジカルボン酸、
１，７−オクタンジカルボン酸等のオクタンジカルボン
酸、アゼライン酸、セバシン酸等の有機酸、あるいは、
硼酸、硼酸と多価アルコールより得られる硼酸の多価ア
ルコール錯化合物、りん酸、炭酸、けい酸等の無機酸の
共役塩基を挙げることができる。これらの中で好ましい
のは、デカンジカルボン酸、オクタンジカルボン酸、ア
ゼライン酸、セバシン酸、アジピン酸、グルタル酸、コ
ハク酸、安息香酸、イソフタル酸、蟻酸等の有機カルボ
ン酸、または、硼酸、硼酸の多価アルコール錯化合物で
ある。

【００２５】そして、溶媒としては、プロトン性極性溶
媒、非プロトン性極性溶媒、水、及びこれらの混合物を
用いることができる。プロトン性極性溶媒としては、一
価アルコール（メタノール、エタノール、プロパノー
ル、ブタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、
シクロペンタノール、ベンジルアルコール、等）、多価
アルコール及びオキシアルコール化合物類（エチレング
リコール、プロピレングリコール、グリセリン、メチル
セロソルブ、エチルセロソルブ、１，３−ブタンジオー
ル、メトキシプロピレングリコール等）などがあげられ
る。非プロトン性極性溶媒としては、アミド系（Ｎ−メ
チルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ
−エチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミ
ド、Ｎ−メチルアセトアミド、ヘキサメチルホスホリッ
クアミド等）、ラクトン類（γ−ブチロラクトン、δ−
バレロラクトン等）、環状アミド類（Ｎ−メチル−２−
ピロリドン等）、カーボネート類（エチレンカーボネー
ト、プロピレンカーボネート等）、ニトリル類（アセト
ニトリル等）、オキシド類（ジメチルスルホキシド
等）、２−イミダゾリジノン系〔１，３−ジアルキル−
２−イミダゾリジノン（１，３−ジメチル−２−イミダ
ゾリジノン、１，３−ジエチル−２−イミダゾリジノ
ン、１，３−ジ（ｎ−プロピル）−２−イミダゾリジノ
ン等）、１，３，４−トリアルキル−２−イミダゾリジ
ノン（１，３，４−トリメチル−２−イミダゾリジノン
等）〕などが代表としてあげられる。

【００２６】ここで、通常、電解コンデンサ用電解液の
溶媒が水を含んでいると電極箔の劣化は顕著になるが、
この場合にも水溶性結合体からリン酸イオンが適正量放
出されるので、本発明の電解コンデンサの放置特性は良
好である。さらに、水を主成分とした溶媒を用いた場合
にも放置特性が劣化することはなく、このような溶媒を
用いることによって、電解コンデンサ用電解液の比抵抗
が低減でき、そのことによって電解コンデンサの低イン
ピーダンス化を図ることができる。ここで、溶媒中の水
の含有率は、３５〜１００ｗｔ％、好ましくは、３５〜
６５ｗｔ％である。この範囲以上であるとインピーダン
ス特性が良好であり、この範囲以下では低温特性が良好
である。また、水を主成分とした溶媒を用いた場合、高
電圧使用などの規格外の使用によってコンデンサが故障
した際にも、発火が生じるなどの問題点がなく、耐環境
性も良好である。

【００２７】そして、溶質としてアジピン酸またはその
塩の少なくとも一種を用いると、さらにインピーダンス
が低減する。このアジピン酸またはその塩の含有率は電
解液中、５〜２３ｗｔ％であり、好ましくは８〜１８ｗ
ｔ％である。この範囲以上では、比抵抗が低下し、この
範囲以下では、低温特性が良好である。その他の上記溶
質の含有率も電解液全体の約５〜２３ｗｔ％、好ましく
は８〜１８ｗｔ％である。

【００２８】また、電解コンデンサの寿命特性を安定化
する目的で、ニトロフェノール、ニトロ安息香酸、ニト
ロアセトフェノン、ニトロベンジルアルコール、２−
（ニトロフェノキシ）エタノール、ニトロアニソール、
ニトロフェネトール、ニトロトルエン、ジニトロベンゼ
ン等の芳香族ニトロ化合物を添加することができる。

【００２９】また、電解コンデンサの安全性向上を目的
として、電解液の耐電圧向上を図ることができる非イオ
ン性界面活性剤、多価アルコールと酸化エチレン及び／
または酸化プロピレンを付加重合して得られるポリオキ
シアルキレン多価アルコールエーテル化合物、ポリビニ
ルアルコールを添加することもできる。

【００３０】また、本発明の電解コンデンサ用電解液
に、硼酸、多糖類（マンニット、ソルビット、ペンタエ
リスリトールなど）、硼酸と多糖類との錯化合物、コロ
イダルシリカ等を添加することによって、さらに耐電圧
の向上をはかることができる。

【００３１】また、漏れ電流の低減の目的で、オキシカ
ルボン酸化合物等を添加することができる。

【００３２】以上の本発明の電解液を含有した電解コン
デンサは、放置特性、すなわち、長期間にわたる負荷、
無負荷試験後の特性が良好である。

【００３３】以下、本発明について説明する。本発明の
電解コンデンサは、キレート化剤とリン酸生成性化合物
と金属生成性化合物を添加した電解液をコンデンサ素子
に含浸して形成される。この電解液中では、キレート化
剤と金属生成性化合物が電解液中で生成した金属がキレ
ート化して水溶性の金属錯体を形成する。さらにこの水
溶性の金属錯体にリン酸生成性化合物が電解液で生成し
たリン酸イオンが反応して水溶性の金属錯体にリン酸イ
オンが結合した結合体（以下、水溶性結合体）を形成す
る。そして、この電解液がコンデンサ素子に含浸され、
水溶性結合体うコンデンサ素子内に含有することになる
が、この水溶性結合体の大部分は電極箔に付着した状態
で、コンデンサ素子中に含有されることになる。このこ
とは、電解液中に金属イオンが少量しか検出されないこ
とから推測される。なお、この水溶性結合体は金属イオ
ンにキレート化剤とリン酸イオンが配位したキレート錯
体であると考えられる。

【００３４】そしてこの水溶性結合体によって、電解液
中のリン酸イオンを長時間にわたって適正量に保つこと
ができる。すなわち、電解液中のリン酸イオンは電極箔
から溶出するアルミニウムと反応して減少していくが、
そうなると、水溶性結合体がリン酸イオンを放出して、
電解液中のリン酸イオンを適正量に保つ作用をする。そ
して、この適正量のリン酸イオンはアルミニウムの溶
解、またアルミニウムの水酸化物等の生成を抑制して、
電極箔の劣化を抑制するので、電解コンデンサの放置特
性が向上する。

【００３５】すなわち、電解液にリン酸イオンを添加し
たのみでは、リン酸イオンはアルミニウムと反応して電
解液中から消失してしまうので、放置特性が劣化する。
また、多量に添加した場合はさらに漏れ電流特性が劣化
する。しかしながら、本発明の電解コンデンサにおいて
は、電解液中に適正量のリン酸イオンが長期間経過して
も消失することなく存在して、良好な放置特性を維持す
ることができ、漏れ電流特性も劣化することなく、良好
である。

【００３６】以下の実験はこれらのことを明らかにし
た。本発明の電解コンデンサを分解し、コンデンサ素子
に含浸された電解液を洗浄、除去した。その後、このコ
ンデンサ素子にリン酸イオンを含まない電解液を含浸し
て電解コンデンサを作成したところ、この電解コンデン
サの放置特性は良好であった。そして、この電解コンデ
ンサの電解液からは１〜１０ｐｐｍのリン酸が検出さ
れ、アルミニウムはほとんど検出されなかった。すなわ
ち、電極箔に付着した水溶性結合体が、リン酸イオンを
含まない電解液中にリン酸イオンを放出し、その後も一
定のリン酸イオンを長時間にわたって適正に保つことに
よって、コンデンサの放置特性を向上させたものであ
る。また、このようにして作成した電解コンデンサにつ
いて、上記の操作を数度おこなっても、同じく、電解液
からはリン酸イオンが検出され、電解コンデンサの放置
特性は良好であった。なお、電解液中で生成されるアル
ミニウム錯体が水溶性でない、つまり難溶性または不溶
性の場合は、本発明のような電解液中のリン酸イオンを
適正量に保つ作用がないためと思われるが、本発明の効
果を得ることはできない。

【００３７】また、電解液中の一定量のリン酸イオンは
電解コンデンサ作成時に電極箔と反応して消費されるの
で、電解液作成時に添加する量は０．００２モル重量％
以上必要であり、また、０．０４モル重量％以上添加す
ると初期的な皮膜溶解が激しく、電解コンデンサの放置
特性は低下する。したがって、０．００２〜０．０４モ
ル重量％が好ましく、さらに好ましくは、０．００３〜
０．０３モル重量％である。

【００３８】そして、この電解液はｐＨが上昇せず、５
〜７（水溶液として５０倍に希釈して測定）に維持され
ていることが判明した。これは、電解液中に保持された
リン酸イオンによって、アルミニウムの溶解が抑制さ
れ、したがって、電解質のアニオン成分がアルミニウム
と反応することが抑制されて、ｐＨの上昇が抑制されて
いるものと思われる。

【００３９】

【実施例】以下実施例を挙げて詳細に説明する。コンデ
ンサ素子は陽極箔と、陰極箔をセパレータを介して巻回
して形成する。陽極電極箔は、純度９９．９％のアルミ
ニウム箔を酸性溶液中で化学的あるいは電気化学的にエ
ッチングして拡面処理した後、アジピン酸アンモニウム
の水溶液中で化成処理を行い、その表面に陽極酸化皮膜
層を形成したものを用いる。陰極箔として、純度９９．
９％のアルミニウム箔をエッチングして拡面処理した箔
を用いた。

【００４０】上記のように構成したコンデンサ素子に、
アルミ電解コンデンサの駆動用の電解液を含浸する。こ
の電解液を含浸したコンデンサ素子を、有底筒状のアル
ミニウムよりなる外装ケースに収納し、外装ケースの開
口端部に、ブチルゴム製の封口体を挿入し、さらに外装
ケースの端部を絞り加工することによりアルミ電解コン
デンサの封口を行う。

【００４１】ここで用いる電解液の組成と比抵抗を（表
１）に示す。なお、組成は部で示した。また、従来例と
して、γ−ブチロラクトン７５部、フタル酸エチルジメ
チルイミダゾリニウム２５部の電解液を用いた。比抵抗
は８１Ωｃｍであった。

【００４２】以上のように構成したアルミ電解コンデン
サの高温寿命試験を行った。アルミ電解コンデンサの定
格は、６．３ＷＶ−５６００μＦである。試験条件は、
１０５°Ｃ、定格電圧負荷、無負荷、１０００時間であ
る。そして、試験後のコンデンサを分解し、その電極箔
をｐＨ７以上の緩衝溶液に浸漬、加熱してリン酸イオン
を抽出し、その濃度を測定した。なお、リン酸イオン濃
度の測定下限は１ｐｐｍである。それぞれの結果を（表
２）〜（表３）に示す。

【００４３】

【表１】（注）EG ：エチレングリコール AAd ：アジピン酸アンモニウム TaA ：タンニン酸〔ＣＡＳ：１４０１−５５−４〕 GluA：グルコン酸 DTPA：ジエチレントリアミン六酢酸 AlOH：水酸化アルミニウム FeSO：硫酸第二鉄 NiSO：硫酸ニッケル CaCO：炭酸カルシウム 2PA ：リン酸二水素アンモニウム

【００４４】

【表２】（注）Ｃａｐ：静電容量（μＦ）、ｔａｎδ：誘電損失
の正接、ＬＣ：漏れ電流（μＡ）、ΔＣａｐ：静電容量
変化率（％）リン酸：リン酸濃度（ｐｐｍ）

【００４５】

【表３】

【００４６】（表１）〜（表３）ならびに従来例の特性
から分かるように、実施例の比抵抗は１８〜６８Ωｃｍ
と、従来例の８１Ωｃｍよりはるかに低く、初期のｔａ
ｎδも０．０４２〜０．０５４と、従来例の０．１０１
より低い。

【００４７】そして、（表２）、（表３）から分かるよ
うに、実施例の１０００時間経過後のリン酸濃度は、そ
れぞれの試験条件で４〜１２ｐｐｍであり、１０５℃の
放置特性も良好であった。

【００４８】また、溶媒中の水の含有率が４０〜８５％
である実施例１、３、５では、リン酸濃度は４〜１２ｐ
ｐｍであり、放置特性も良好である。さらに、アジピン
酸アンモニウムの含有量が１０〜１８部の実施例２〜４
でのリン酸濃度は６〜８ｐｐｍであり、放置特性も良好
である。

【００４９】これに比べて、リン酸水素二アンモニウム
のみを添加した比較例１、２は、それぞれ、電解液に、
１００００ｐｐｍ、５０ｐｐｍのリン酸水素二アンモニ
ウムを添加したが、開弁にいたっており、さらに、開弁
した時点での電解液からはリン酸根が検出されない。こ
のことは電解液中のリン酸イオンが消失したことを示し
ている。また、リン酸水素二アンモニウムを１部添加し
た比較例１の初期の漏れ電流は高い。

【００５０】

【発明の効果】以上のように、本発明においては、キレ
ート化剤と水溶液中でリン酸イオンを生成する化合物と
水溶液中で金属イオンを生成する化合物を添加した電解
液を、電極箔を巻回したコンデンサ素子に含浸して形成
されているので、電解液中のリン酸イオンを適正量に長
時間にわたって保つことができ、放置後の電極箔の劣化
を抑制することによって、良好な放置特性を有する電解
コンデンサ、及びそれに用いる電解コンデンサ用電解液
とその製造方法を提供することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者伊東久富東京都青梅市東青梅１丁目167番地の１日本ケミコン株式会社内 (72)発明者辻達紀東京都青梅市東青梅１丁目167番地の１日本ケミコン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】キレート化剤と水溶液中でリン酸イオン
を生成する化合物と水溶液中で金属イオンを生成する化
合物を添加した電解液を、電極箔を巻回したコンデンサ
素子に含浸して形成される請求項１記載の電解コンデン
サ。
【請求項２】前記の水溶液中でリン酸イオンを生成す
る化合物が、一般式（化１）で示されるリン化合物又は
これらの塩もしくはこれらの縮合体又はこれらの縮合体
の塩である請求項1記載の電解コンデンサ。
【請求項３】金属イオンが鉄、銅、ニッケル、マンガ
ン、亜鉛、カルシウム、マグネシウム、バリウム、鉛、
チタン、ニオブ、タンタルから選ばれる金属のイオンで
ある請求項１記載の電解コンデンサ。
【請求項４】水溶性の金属錯体にリン酸イオンが結合
した結合体を含有する電解コンデンサ用電解液。
【請求項５】金属錯体が鉄、銅、ニッケル、マンガン、
亜鉛、カルシウム、マグネシウム、バリウム、鉛、チタ
ン、ニオブ、タンタルから選ばれる金属の錯体である請
求項４記載の電解コンデンサ用電解液。
【請求項６】キレート化剤と、水溶液中でリン酸イオ
ンを生成する化合物と、水溶液中で金属イオンを生成す
る化合物とを添加して、水溶性の金属錯体にリン酸イオ
ンが結合した結合体を形成する電解コンデンサ用電解液
の製造方法。
【請求項７】前記の水溶液中でリン酸イオンを生成す
る化合物が、一般式（化１）で示されるリン化合物又は
これらの塩もしくはこれらの縮合体又はこれらの縮合体
の塩である請求項６記載の電解コンデンサ用電解液の製
造方法。
【請求項８】金属イオンが鉄、銅、ニッケル、マンガ
ン、亜鉛、カルシウム、マグネシウム、バリウム、鉛、
チタン、ニオブ、タンタルから選ばれる金属のイオンで
ある請求項６記載の電解コンデンサ用電解液の製造方
法。【化１】（式中、Ｒ₁、Ｒ₂は、−Ｈ、−ＯＨ、−Ｒ₃、−ＯＲ
₄：Ｒ₃、Ｒ₄は、アルキル基、アリール基、フェニル
基、エーテル基）