(57)【要約】  【課題】電解液中の水の混合量を多くしても、電極箔との水和反応が抑えられ、信頼性の高い、アルミニウム電解コンデンサ用駆動用電解液を提供する。  【解決手段】エチレングリコールと水とを混合してなる溶媒に、有機カルボン酸またはその塩の１種以上と、リン酸類金属塩とを溶解したことを特徴とし、上記リン酸類金属塩を形成するリン酸類が、リン酸、亜リン酸、次亜リン酸であり、リン酸類金属塩を形成する金属が、アルミニウム、ナトリウム、マグネシウム、カルシウム、亜鉛であり、その溶解量が０．０５〜５．０ｗｔ％であり、また、上記の水の混合量が１０．０〜７０．０ｗｔ％であることを特徴としている。  【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
エチレングリコールと水とを混合してなる溶媒に、有機カルボン酸またはその塩の１種以上と、リン酸類金属塩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。
【請求項２】
請求項１記載のリン酸類金属塩を形成するリン酸類が、リン酸、亜リン酸、次亜リン酸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記載のリン酸類金属塩を形成する金属が、アルミニウム、ナトリウム、マグネシウム、カルシウム、亜鉛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４】
請求項１記載のリン酸類金属塩の溶解量が、０．０５〜５．０ｗｔ％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５】
請求項１記載の水の混合量が、１０．０〜７０．０ｗｔ％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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウム電解コンデンサの駆動用電解液(以下、電解液と称す)に関するものであり、特に低ＥＳＲで、高温下での信頼性を改善した電解コンデンサの電解液に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、アルミニウム電解コンデンサの電解液としては、エチレングリコールと水とを混合してなる溶媒に、有機カルボン酸またはその塩の１種以上を溶解し、更に添加剤としてオルトリン酸や亜リン酸、次亜リン酸、オルトリン酸エステルなどのリン酸類を溶解したものが用いられていた（例えば、特許文献１、２参照）。
これらのリン酸類は電極箔に吸着され、電極箔の耐水性をある程度向上させることができたが、電極箔の水和劣化を十分抑制するには不十分であった。
【特許文献１】特許第３３６６２６７号公報（第１−１０頁）
【特許文献２】特許第３３６６２６８号公報（第１−２１頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
現在、コンデンサの低インピーダンス化に対する要求が高まっており、その手段の一つとして、電解液の水分量を高くして比抵抗を下げることが必要となっている。しかし、水を多量に溶解した場合、上記のリン酸類を添加剤として用いても、電極箔に十分な耐水性を付与できず、電気特性の低下を招いたり、水と電極箔が水和反応して水素ガスを発生し、電解コンデンサの内圧を上昇させ、弁膨張、さらには弁作動を起こすという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、上記の課題を解決するため、電解液にリン酸類金属塩を溶解させることで、水を多量に溶解した場合の水と電極箔との水和反応を抑制し、低比抵抗で信頼性の高い電解コンデンサを提供しようとするものである。
すなわち、エチレングリコールと水とを混合してなる溶媒に、有機カルボン酸またはその塩の１種以上と、リン酸類金属塩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】
また、上記リン酸類金属塩を形成するリン酸類が、リン酸、亜リン酸、次亜リン酸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。
【０００６】
さらに、上記リン酸類金属塩を形成する金属がアルミニウム、ナトリウム、マグネシウム、カルシウム、亜鉛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。
【０００７】
そして、上記リン酸類金属塩の混合量が、０．０５〜５．０ｗｔ％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】
また、上記の水の溶解量が、１０．０〜７０．０ｗｔ％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。
【０００９】
リン酸類金属塩としては、第一リン酸金属塩、第一亜リン酸金属塩が好ましく、中でも第一リン酸アルミニウムがより好ましい。  
また、他のリン酸類やホウ酸等の無機酸と併せて使用することも可能である。
【００１０】
そして、有機カルボン酸としては、ギ酸、酢酸、酪酸、乳酸、グリコール酸、安息香酸等のモノカルボン酸や、アジピン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、デカンジカルボン酸などの脂肪族飽和ジカルボン酸や、マレイン酸、フマル酸などの脂肪族不飽和ジカルボン酸や、フタル酸、トリメリット酸などの芳香族ポリカルボン酸やニトロ安息香酸が例示され、さらに、それらの塩としては、アンモニウム塩、一級アミン、二級アミン、三級アミン、イミダゾリウム塩、イミダゾリニウム塩等を例示することができ、これらを単独または２種以上混合して使用してもよい。
【発明の効果】
【００１１】
リン酸類とアルミニウム電極箔との反応は、リン酸の官能基である水酸基とアルミニウムとの反応であるが、この反応が進行するに従い、耐水性がより高くなる。
本発明においては、リン酸類の水酸基に予め金属塩が付加しているリン酸類金属塩を使用するので、従来、使用されてきたリン酸類に比べ、リン酸と金属との反応性が高くなっていると考えられる。
よって、このリン酸類金属塩とアルミニウムの反応により形成される皮膜は、リン酸類を使用した場合に比べ、高い耐水性を有するので、水を多量に溶解した電解液においても電極箔と水との水和劣化が抑制され、電解コンデンサの信頼性をより高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
エチレングリコールと水とを混合してなる溶媒に、有機カルボン酸またはその塩の１種以上と、リン酸類金属塩の１種以上とを溶解する。
【実施例】
【００１３】
以下、本発明を実施例に基づき具体的に説明する。
表１の組成で電解液を調合し、３０℃における電解液の比抵抗を測定した。第一リン酸アルミニウムは粉末で、また、オルトリン酸は７５％水溶液として使用した。
また従来例２、３、４で用いたオルトリン酸は、それぞれ実施例４、７、１０で溶解した第一リン酸アルミニウムと等モル量になるようにした。
表１の電解液を使用し、定格６．３ＷＶ、１０００μＦのアルミニウム電解コンデンサを各々１０個ずつ作製し、初期特性、および１０５℃定格電圧印加試験１５００時間、３０００時間経過後の静電容量、ｔａｎδ、漏れ電流、外観を調査した。その結果を表２に示す。
【００１４】
【表１】
2005064089.tif 000002
【００１５】
【表２】
2005064089.tif 000003
【００１６】
表２の結果より、第一リン酸アルミニウムまたは第一リン酸マグネシウムを０．０５〜５．０ｗｔ％溶解し、水の量を１０．０〜７０．０ｗｔ％とした実施例２、３、５〜７、９、１２〜１４では、３０００時間経過後においても弁膨張が発生することなく、安定した特性が認められた。
また、水の溶解量が７０．０％を超える実施例８では若干の弁膨張が見られた。さらに、水の溶解量が１０．０％未満の実施例４では製品の初期のＥＳＲを十分に下げることができなかった。
さらに、リン酸金属塩の量が０．０５ｗｔ％未満の実施例１、１１では、電極箔の水和防止効果が十分ではなく、また、５．０ｗｔ％を超える実施例１０、１５では、高温寿命試験３０００時間において、電気特性が悪化し、若干の弁膨張が見られるため、不適当である。
そして、リン酸類を全く溶解していない従来例１では、電極箔と水との水和反応により水素ガスが発生し、１５００時間経過までに防爆弁が作動した。また、リン酸類としてオルトリン酸を添加した従来例２、３においては、３０００時間経過までに防爆弁が作動した。
【００１７】
上記の結果より、リン酸類金属塩の溶解量は０．０５〜５．０ｗｔ％が適当であり、電極箔に耐水性の高い皮膜が形成されるため、３０００時間を経過しても外観変化はなく、特性が安定していることが分かる。０．０５ｗｔ％未満では、リン酸類金属塩を添加する効果が十分に得られず、５．０ｗｔ％を超えると、３０００時間において電気特性が悪化し、若干の弁膨張が見られるため、不適当である。
また、等モル量のリン酸類を添加した従来例２、３と、実施例３、６との比較からも、リン酸類金属塩により、リン酸類の場合より高い耐水性をもつ皮膜が形成されていることが分かる。
【００１８】
さらに、オルトリン酸と乳酸アルミニウムを溶解した電解液を用いた従来例７は、弁作動を起こしており、リン酸類とリン酸類金属塩ではない金属塩を溶解した電解液では、本願発明の効果が得られないことが分かる。
【００１９】
なお、上記実施例では、リン酸類金属塩として、第一リン酸アルミニウム、第一マグネシウムを用いたが、先に例示したリン酸類と金属とで形成したリン酸類金属塩を用いても、同様の効果を得ることができる。
さらに、上記実施例では、有機カルボン酸の塩にアジピン酸二アンモニウムを用いたが、例示した他の有機カルボン酸またはその塩を用いても、同様の効果を得ることができる。