(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コンデンサ用電解液を用い、コンデンサ素子に含有される水分量をコンデンサ素子重量の０．７ｗｔ％以下としているので、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、かつコンデンサ素子に含有される水分量を０．７ｗｔ％以下とした電解コンデンサ。
【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、かつコンデンサ素子に含有される水分量を０．７ｗｔ％以下、好ましくは０．５ｗｔ％以下、さらに好ましくは０．４ｗｔ％以下とした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。
【００１１】
そして、本発明の電解コンデンサのコンデンサ素子に含有される水分量をコンデンサ素子の全重量に対して、０．７ｗｔ％以下としている。ここで、コンデンサ素子とはコンデンサ素子のリード線のコンデンサ素子から引き出された部分を切断した部分をいう。このような水分量とするには以下のような方法を用いることができる。すなわち、電解コンデンサの製造工程においては、コンデンサ素子に電解液を含浸した後、外装ケースに封入するまでに吸湿してコンデンサ素子内の水分量が増大する。したがって、この工程を乾燥雰囲気中で行うか、封入前でコンデンサ素子内の水分を除去することによって、コンデンサ素子内の水分量を０．７ｗｔ％以下とすることができる。例えば、０．１ｗｔ％以下の水分含有量の低い電解コンデンサ用電解液を用い、電解液の含浸前にコンデンサ素子を高温乾燥空気中に放置して乾燥し、含浸後、グローブボックス等の乾燥雰囲気中で外装ケースへ封入、封口する方法、電解液を含浸したコンデンサ素子を４０〜６０℃のもとで、減圧乾燥する方法などをとることができる。
【００１２】
ボロジ蓚酸三級アミン塩は水分が存在すると加水分解してほう酸と蓚酸を生成する。そして、この蓚酸が電極箔と反応して特性が劣化する。そこで素子中の水分と特性の劣化との関係を究明したことから本発明に至ったものである。すなわち、コンデンサ素子内に浸透した水分が０．７ｗｔ％を越えた時、ボロジ蓚酸三級アミン塩の加水分解反応が促進され、生成した蓚酸が電極箔と反応して電解コンデンサの特性の劣化をもたらす。したがって、コンデンサ素子に含有される水分量を０．７ｗｔ％以下にすることによって、電解コンデンサの特性の劣化を防止することができる。
【００１３】
このように電解液を含浸したコンデンサ素子に水分が吸収されると、コンデンサ素子内で水分の偏在がおこる。すなわち、コンデンサ素子端面に近い部分に水分が多くなり、ボロジ蓚酸三級アミン塩の加水分解が促進されて、蓚酸の生成が増大して、電極箔との反応性が高くなる。したがって、このような偏在があってもコンデンサの特性に影響しないコンデンサ素子に含有される水分量は０．７ｗｔ％以下であると考えられる。
【００１４】
さらに、ニトロ化合物を添加すると、生成した蓚酸と電極箔との反応性を抑制することができるので好適である。ニトロ化合物としては、ニトロフェノール、ジニトロフェノール、ニトロ安息香酸、ニトロトルエン、ジニトロトルエン、ニトロキシレン、ニトロベンゼン、ジニトロベンゼン、ニトロベンジルアルコール、ニトロベンズアルデヒド、ニトロアセトフェノン、ニトロアニソール、ジメトキシニトロベンゼン、ニトロアニリン、ニトロフェネトール、ニトロフタル酸、２−（ニトロフェノキシ）エタノール等をあげることができる。
【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、本発明の電解コンデンサはコンデンサ素子内に含有される水分量を０．７ｗｔ％以下としているので、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、コンデンサ素子内に含有される水分によってボロジ蓚酸三級アミン塩の加水分解が促進されて、生成した蓚酸と電極箔が反応して特性が劣化するというようなことがなく、高温寿命特性は安定している。
【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、本発明においては電解液含浸前にコンデンサ素子を乾燥し、その後の工程を湿度管理したグローブボックス内で行い、外装ケース収納、密封、エージング後分解して素子水分量を測定した。
【００２１】
ここで用いた電解コンデンサ用電解液は、γ−ブチロラクトン７４ｗｔ％、ボロジ蓚酸エチルジメチルアミン２５ｗｔ％、ｐ−ニトロフェノール１ｗｔ％である。
【００２２】
以上のように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１）に示す。
【００２３】
【表１】
2004186580.tif 000002
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
【００２４】
（表１）から明らかなように、実施例において、低インピーダンス特性を有する電解コンデンサを実現しており、高温寿命特性は素子水分量が０．９ｗｔ％の比較例に比べて０．７ｗｔ％の実施例３は良好であり、０．４ｗｔ％、０．２ｗｔ％の実施例２、１はさらに良好である。
【００２５】
【発明の効果】
この発明によれば、ボロジ蓚酸三級アミン塩を含有する電解コンデンサ用電解液を用い、コンデンサ素子に含有される水分量を０．７ｗｔ％以下としているので、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。