(57)【要約】【課題】低インピーダンス特性を有し、さらに高温寿命特性も良好な電解コンデンサ用電解液およびそれを用いた電解コンデンサを提供する。【解決手段】陽極電極箔と陰極電極箔とセパレータを巻回し、かつ電解液を含浸したコンデンサ素子を外装ケースに収納してなる電解コンデンサにおいて、ボロジ蓚酸三級アミン塩を含有する電解液を用い、かつ前記陽極電極箔および／または陰極電極箔としてリン酸処理を施した電極箔を用いているので、低インピーダンス特性を有し、高温寿命特性も良好な電解コンデンサを提供することができる。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極電極箔と陰極電極箔とセパレータを巻回し、かつ電解液を含浸したコンデンサ素子を外装ケースに収納してなる電解コンデンサにおいて、前記電解液としてボロジ蓚酸三級アミン塩を含有する電解液を用い、かつ前記陽極電極箔および／または陰極電極箔としてリン酸処理を施した電極箔を用いた電解コンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は電解コンデンサ、特に低インピーダンス特性を有する電解コンデンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電解コンデンサは、一般的には帯状の高純度のアルミニウム箔に、化学的あるいは電気化学的にエッチング処理を施して、アルミニウム箔表面を拡大させるとともに、この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して表面に酸化皮膜層を形成させた陽極電極箔と、エッチング処理のみを施した高純度のアルミニウム箔からなる陰極電極箔とを、マニラ紙等からなるセパレータを介して巻回してコンデンサ素子を形成する。そして、このコンデンサ素子は、電解コンデンサ駆動用の電解液を含浸した後、アルミニウム等からなる有底筒状の外装ケースに収納する。外装ケースの開口部には弾性ゴムからなる封口体を装着し、絞り加工により外装ケースを密封している。
【０００３】
ここで、コンデンサ素子に含浸される高電導率を有する電解コンデンサ駆動用の電解液として、γ−ブチロラクトンを主溶媒とし、溶質として環状アミジン化合物を四級化したカチオンであるイミダゾリニウムカチオンやイミダゾリウムカチオンを、カチオン成分とし、酸の共役塩基をアニオン成分とした塩を溶解させたものが用いられている（特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平０８−３２１４４０号公報
【特許文献２】
特開平０８−３２１４４１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年、電子情報機器はデジタル化され、さらにこれらの電子情報機器の心臓部であるマイクロプロセッサの駆動周波数の高速化がすすんでいる。これに伴って、周辺回路の電子部品の消費電力の増大化が進み、それに伴うリップル電流の増大化が著しく、この回路に用いる電解コンデンサには、低インピーダンス特性が要求される。
【０００６】
そこで、本発明は、低インピーダンス特性を有し、さらに高温寿命特性も良好な電解コンデンサを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決しようとする手段】
本発明の電解コンデンサは、陽極電極箔と陰極電極箔とセパレータを巻回し、かつ電解液を含浸したコンデンサ素子を外装ケースに収納してなる電解コンデンサにおいて、前記電解液としてボロジ蓚酸三級アミン塩を含有する電解液を用い、かつ前記陽極電極箔および／または陰極電極箔としてリン酸処理を施した電極箔を用いることを特徴としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明に用いる電解コンデンサ用電解液は、ボロジ蓚酸三級アミン塩を含有している。
【０００９】
ボロジ蓚酸三級アミン塩の三級アミンとしては、トリメチルアミン、トリエチルアミン、エチルジメチルアミン、トリブチルアミン、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）−ウンデセン−７、トリエタノールアミン等があげられる。
【００１０】
本発明に用いる電解コンデンサ用電解液の溶媒としては、プロトン性極性溶媒、非プロトン性溶媒、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、一価アルコール類（エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、シクロブタノール、シクロペンタノール、シクロヘキサノール、ベンジルアルコール等）、多価アルコール類およ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、メトキシプロピレングリコール、ジメトキシプロパノール等）などが挙げられる。また、非プロトン性の極性溶媒としては、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─ジエチルホルムアミド、Ｎ─メチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ─ジメチルアセトアミド、Ｎ─エチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアセトアミド、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、γ−バレロラクトン等）、スルホラン系（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等）、環状アミド系（Ｎ─メチル─２─ピロリドン等）、カーボネイト類（エチレンカーボネイト、プロピレンカーボネイト、イソブチレンカーボネイト等）、ニトリル系（アセトニトリル等）、スルホキシド系（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、挙げられる。なかでも、γ−ブチロラクトンを用いるとインピーダンス特性が向上するので好ましく、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を用いると高温特性が向上するので好ましく、エチレングリコールを用いると耐電圧特性が向上するので好ましい。
【００１１】
そして、本発明の電極箔としては、リン酸処理を施した電極箔を用いる。陽極電極箔、陰極電極箔の片方でも本発明の効果はあるが、両方に用いると両電極箔の劣化が抑制されるのでより好ましい。通常高純度のアルミニウム箔に化学的あるいは電気化学的にエッチング処理を施してエッチング箔とするが、本発明におけるリン酸処理とは、このエッチング工程での交流エッチングの前処理、中間処理、または後処理としてリン酸塩水溶液浸漬処理を行う等の手段であり、このリン酸処理によって得たエッチング箔を陰極電極箔として用いる。また、陽極箔においては、エッチング箔もしくは前記のリン酸処理を施していないエッチング箔にリン酸化成を施すか、化成前、中間、または後処理にリン酸浸漬を行う手段であり、このリン酸処理によって得た電極箔を陽極電極箔として用いる。
【００１２】
さらに、前記の電解コンデンサ用電解液にリン化合物を添加すると本発明の効果は向上する。このリン化合物としては、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。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。
【００１３】
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。
【００１４】
添加量は０．０５〜３ｗｔ％、好ましくは０．１〜２ｗｔ％である。
【００１５】
以上の本発明の電解コンデンサは、低インピーダンス特性を有し、高温寿命特性も良好である。すなわち、ボロジ蓚酸三級アミン塩を用い、高温寿命試験を行った場合、ボロジ蓚酸が加水分解してほう酸と蓚酸を生成し、この蓚酸が電極箔と反応して特性が劣化するが、本発明の電解コンデンサはリン酸処理を施した電極箔を用いているので、電解液と電極箔の反応が抑制されて、高温寿命特性も安定している。
【００１６】
【実施例】
次にこの発明について実施例を示して説明する。コンデンサ素子は陽極電極箔と陰極電極箔をセパレータを介して巻回して形成する。また陽極電極箔、陰極電極箔には陽極引出し用のリード線、陰極引出し用のリード線がそれぞれ接続されている。
【００１７】
これらのリード線は、電極箔に当接する接続部とこの接続部と一体に形成した丸棒部、および丸棒部の先端に固着した外部接続部からなる。また、接続部および丸棒部は９９％のアルミニウム、外部接続部は銅メッキ鉄鋼線からなる。このリード線の、少なくとも丸棒部の表面には、リン酸アンモニウム水溶液による化成処理により酸化アルミニウムからなる陽極酸化皮膜が形成されている。このリード線は、接続部においてそれぞれステッチや超音波溶接等の手段により両極電極箔に電気的に接続されている。
【００１８】
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。
【００１９】
そして、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、外装ケースの開口部に封口体を装着するとともに、外装ケースの端部に絞り加工を施して外装ケースを密封する。封口体は、リード線をそれぞれ導出する貫通孔を備えている。
【００２０】
ここで以下の電極箔を用いた。陰極箔としてエッチング工程でリン酸浸漬処理を行ったエッチング箔を用い、陽極箔としてこのエッチング箔にリン酸化成によって陽極化成皮膜を形成した化成箔を用いた。比較例としては、このようなリン酸浸漬処理、リン酸化成を行わない、電極箔を用いた。
【００２１】
また、用いた電解コンデンサ用電解液を（表１）に示す。
【００２２】
以上のように実施例の電解液を用いて構成した電解コンデンサの定格は、６３ＷＶ−４７μＦであり、これらの電解コンデンサの特性を評価した。試験条件は１０５℃、５００時間負荷である。その結果を（表２）に示す。
【００２３】
【表１】
2004186579.tif 000002
ＧＢＬ：γ−ブチロラクトン
Ａ：ボロジ蓚酸エチルジメチルアミン
Ｂ：フタル酸水素１−エチル−２，３−ジメチルイミダゾリニウム
Ｃ：リン酸ジブチル
【００２４】
【表２】
2004186579.tif 000003
Ｃａｐ：静電容量、ｔａｎδ：誘電損失の正接、ＬＣ：漏れ電流、ΔＣａｐ：静電容量変化率
【００２５】
（表１）から明らかなように、実施例の電解コンデンサ用電解液は従来例に比べて約１／２に低減しており、火花電圧も高い。そして、（表２）から分かるように、これを用いた電解コンデンサのｔａｎδは低く、比較例に比べて高温寿命試験後の漏れ電流が低減しており、本発明の効果が明らかである。
【００２６】
【発明の効果】
この発明によれば、ボロジ蓚酸三級アミン塩とリン酸処理を施した電極箔を用いているので、低インピーダンス特性を有し、高温寿命特性も良好な電解コンデンサを提供することができる。