(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、外装ケースの開口部を貫通孔を有する封口体で封口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、封口体の貫通孔に可撓性材料からなるチューブを備えているので、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、この外装ケースの開口部を貫通孔を有する封口体で封口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、かつ前記貫通孔に可撓性材料からなるチューブを備えた電解コンデンサ。
【請求項２】
前記可撓性材料が、ゴム、フッ素樹脂、収縮チューブ、ポリエチレン、ポリエステル、ポリイミド、ポリアミド、ナイロン、ポリアミドイミド、シリコーン樹脂、シリコーンゴム、ポリ−４−メチルペンテン−１（結晶性ポリオレフィン）、エチレン−ビニルアルコール共重合体、の中から選択された材料である請求項１記載の電解コンデンサ。
【請求項３】
前記封口体が、フッ素樹脂、ポリフェニレンサルファイド、ナイロン、フェノール、エポキシ、ポリスルフォン、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリオキシベンジレンポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネートを含む樹脂材料のグループ、アルミニウム、タンタル、マグネシウム、銅、ニッケル、チタン、またはこれらの合金を含む金属材料のグループ、硬質ゴム、セラミック、ガラス、の中から選択された材料である請求項１記載の電解コンデンサ。
【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、この外装ケースの開口部を貫通孔を有する封口体で封口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、かつ前記貫通孔に可撓性材料からなるチューブを備え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。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、本発明の電解コンデンサにおいては、図１に示すように、封口体の貫通孔９２に可撓性材料からなるチューブ９１を備えている。
【００１２】
このチューブは電極引き出し手段の丸棒部６の外周にチューブ９２を装着し、このチューブ付きの丸棒部を封口体の貫通孔９２に挿入して備えることができる。また、封口体に設けられた貫通孔９２の中にチューブ９１を装着し、このチューブ内に、電極引き出し手段の丸棒部６を挿入して備えることもできる。
【００１３】
このような可撓性材料からなるチューブを備えることによって、気密性を向上させることができる。すなわち、チューブ付きの丸棒部を封口体の貫通孔内に挿入する場合にも、貫通孔に装着されたチューブ内に電極引き出し手段の丸棒部を挿入する場合にも、このチューブが貫通孔と接着剤等により接着されていないため、電極引き出し手段の押圧力により、チューブがその挿入方向に伸びるため、応力が拡散してチューブと丸棒部との密着性が向上し、結果として電解コンデンサの気密性が向上する。
【００１４】
そして、電極引き出し手段の丸棒部にチューブが装着された状態で、チューブの内径が電極引き出し手段の丸棒部の外径よりも小さくする、チューブの外径が貫通孔の径よりも大きくする、また、貫通孔の開口端部のうち、前記電極引き出し手段の挿入側の開口端部の径がその中央部の径よりも大きくする。このような手段をとることにより、丸棒部、チューブ、貫通孔のそれぞれの接触領域の全面に亘って確実に密着させることができるので、さらに気密性は向上する。
【００１５】
さらに、図１に示すように、前記の封口体を水分透過性の低い、例えば硬質材料からなる第１の封口部材９３と、その外周に装着された可撓性材料からなる第２の封口部材９４とから構成することによって、第１の封口部材の良好な気密性と、第１の封口部材の寸法に若干のばらつきがある場合でも、その外周に配設される可撓性材料からなる第２の封口部材の弾性によって寸法誤差を吸収できるので、封口手段の外周面と外装ケースの開口部の内周面とを確実に密着させることができることとの双方の相乗作用によって気密性を向上させることができる。
【００１６】
以上の可撓性材料としては、ゴム、フッ素樹脂、収縮チューブ、ポリエチレン、ポリエステル、ポリイミド、ポリアミド、ナイロン、ポリアミドイミド、シリコーン樹脂、シリコーンゴム、ポリ−４−メチルペンテン−１（結晶性ポリオレフィン）、エチレン−ビニルアルコール共重合体を挙げることができる。
【００１７】
そして、封口体は、フッ素樹脂、ポリフェニレンサルファイド、ナイロン、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリスルフォン、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリオキシベンジレンポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネートを含む樹脂材料のグループ、アルミニウム、タンタル、マグネシウム、銅、ニッケル、チタン、またはこれらの合金を含む金属材料のグループ、硬質ゴム、セラミック、ガラス、の中から選択された水分透過性の低い材料より構成することができる。ここで、金属材料を使用する場合には、リード端子やコンデンサ素子との間の絶縁を確保する目的で、この金属材料の表面に、エポキシ樹脂、ナイロン樹脂等からなる樹脂フィルムや酸化皮膜等の絶縁層が形成される。また、これらの材料は前記の硬質材料としても用いることができる。
【００１８】
さらに、本発明に用いるチューブ、封口体を耐アルカリ性樹脂から構成すると好適である。耐アルカリ性樹脂としては、フッ素樹脂あるいはポリエチレンから選択された材料を用いることができ、フッ素樹脂としては、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン），ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体），ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体），ＥＴＦＥ（エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体），ＥＣＴＦＥ（エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体），ＰＣＴＦＥ（ポリクロロトリフルオロエチレン）の中から選択された材料を用いることができる。
【００１９】
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、封口部から浸透する水分によって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。しかしながら、本発明の電解コンデンサは封口体の貫通孔に可撓性材料からなるチューブを備えているので、封口体の気密性が向上してコンデンサ外部からの水分の浸透が少なくなり、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。
【００２０】
【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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
封口体として、ＰＴＦＥからなる封口ゴムの貫通孔にＰＴＦＥからなるチューブを備えた封口体及び、従来から用いているブチルゴムからなる封口体を用いた。
【００２５】
また、用いた電解コンデンサ用電解液を（表１）に示す。
【００２６】
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。
【００２７】
【表１】
2004247418.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
【００２８】
【表２】
2004247418.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
【００２９】
（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。
【００３０】
【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用い、封口体の貫通孔に可撓性材料からなるチューブを備えているので、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。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電解コンデンサの構造を示す内部断面図である。
【符号の説明】
１    コンデンサ素子
４    陽極引出し用のリード線
５    陰極引出し用のリード線
６    丸棒部
８    外部接続部
１０    外装ケース
【図１】
2004247418.tif 000004