(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶媒と、ヒドロキシ置換芳香族モノカルボン酸の四級化アミジニウム塩と、金属酸化物微粒子を含有し、ここで、前記金属酸化物微粒子が、シリカ、アルミノシリケート及びアルミノシリケート被覆シリカからなる群から選ばれる粒子であり、その平均粒径が５〜１００nmであって、電解液全重量に対して０．５〜２０重量％含有されている、
電解コンデンサ用電解液。
【請求項２】
前記の四級化アミジニウム塩の含有量が、該四級化アミジニウム塩と前記の溶媒との合計重量に対して５〜４０重量％である、請求の範囲第１項に記載の電解液。
【請求項３】
前記のヒドロキシ置換芳香族モノカルボン酸が、サリチル酸、４−ヒドロキシ安息香酸及び３−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸からなる群から選ばれる一種以上の化合物である、請求の範囲第１項又は第２項に記載の電解液。
【請求項４】
前記の四級化アミジニウムが、１−エチル−２，３−ジメチルイミダゾリニウム又は１，２，３，４−テトラメチルイミダゾリニウムである、請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか１項に記載の電解液。
【請求項５】
前記の溶媒が、ラクトン及び環状スルホンからなる群から選ばれる１種以上の溶媒である、請求の範囲第１項乃至第４項のいずれか１項に記載の電解液。
【請求項６】
前記のラクトンがγ−ブチロラクトンであり、前記の環状スルホンがスルホラン及び３−メチルスルホランからなる群から選ばれる１種以上の環状スルホンである、請求の範囲第５項に記載の電解液。
【請求項７】
前記の溶媒が、γ−ブチロラクトンと、環状スルホン以外の他の溶媒からなり、該他の溶媒の含有量が、γ−ブチロラクトン１００重量部当たり４０重量部以下である、請求の範囲第１項乃至第４項のいずれか１項に記載の電解液。
【請求項８】
前記の溶媒が、更にエチレングリコールを含有するものである、請求の範囲第５項に記載の電解液。
【請求項９】
前記のラクトン及び環状スルホンからなる群から選ばれる１種以上の溶媒の合計重量と前記のエチレングリコールの重量との比率が、９９：１〜７０：３０である、請求の範囲第８項に記載の電解液。
【請求項１０】
酸性リン酸化合物を、電解液全重量に対して０．５〜１０重量％更に含有する、請求の範囲第１項乃至第９項のいずれか１に記載の電解液。
【請求項１１】
前記の酸性リン酸化合物が、リン酸ジブチル、リン酸ジ（２−エチルヘキシル）、２−エチルヘキシルホスホン酸（２−エチルヘキシル）及び亜リン酸からなる群から選ばれる１以上の化合物である、請求の範囲第１０項に記載の電解液。
【請求項１２】
請求の範囲第１項乃至第１１項のいずれか１項に記載の電解液を用いた、電解コンデンサ。
【請求項１３】
電極表面に電気絶縁性の酸化皮膜を有する陽極側電極と、これにセパレータを介して対向して配置された陰極側電極を有する構造の電解コンデンサであって、該セパレータに保持される電解液が、請求の範囲第１項乃至第１１項のいずれか１項に記載の電解液である、電解コンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解コンデンサ用電解液及びそれを用いた電解コンデンサに関する。更に詳しくは、特定のカルボン酸類の四級化アミジニウム塩を溶質とし、金属酸化物微粒子のオルガノゾルを添加した電解コンデンサ用電解液及びそれを用いた電解コンデンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
電解コンデンサは、小型でありながら大きな静電容量を有する点に特徴があり、低周波のフィルターやバイパス用に多用されている。電解コンデンサは、一般に陽極箔と陰極箔とをセパレータを介して巻回し、これをケースに収納して密封した構造を有している（図１及び図２参照）。陽極箔には誘電体層として絶縁性酸化皮膜を形成したアルミニウムやタンタル等の弁金属が使用され、陰極箔にはエッチング処理を施したアルミニウム箔が一般に使用されている。そして、陽極と陰極の間に介在するセパレータには両極の短絡を防ぐために電解液を含浸させており、真の陰極として機能している。このため、電解液は電解コンデンサの特性に大きな影響を与える重要な構成物である。
【０００３】
電解液特性の中でも電気伝導率は、電解コンデンサのエネルギー損失やインピーダンス特性等に直接関わることから、高い電気伝導率を有する電解液の開発が盛んに行われている。例えば、国際公開：ＷＯ９５／１５５７２号パンフレット及び特開平９−２８３３７９号公報では、フタル酸やマレイン酸等の四級化アミジニウム塩をγ−ブチロラクトン等の非プロトン性溶媒に溶解した電解液が提案されている。しかし、この種の電解液は、電気伝導度は高いが、耐電圧性が低いという欠点を有する。電解液には、一般に電解コンデンサーの定格電圧を上回る耐電圧性が必要であり、フタル酸やマレイン酸の四級化アミジニウム塩を使用した電解液は、定格電圧が３５V以下のコンデンサにしか用いることが出来なかった。
【０００４】
この問題を解決するものとして、特開平１０−１３５０８１公報には、安息香酸の四級化アミジニウム塩を溶質として、シリカ等の金属酸化物微粒子のオルガノゾルを添加した電解液が提案されている。この電解液は、高い電気伝導度と高い耐電圧性を兼ね備えているため、定格電圧が１００Vまでのコンデンサに使用することが可能である。しかし、この電解液は熱安定性が十分でなく、１２５℃以上の高温環境で動作する電解コンデンサには用いることができなかった。
【０００５】
発明の開示
そこで本発明は、これらの従来技術の問題点を解決することを課題とした。
【０００６】
すなわち本発明は、電気伝導度と耐電圧性が共に高く、かつ熱安定性に優れた電解コンデンサ用電解液及びそれを用いた電解コンデンサを提供することを目的とする。
【０００７】
特に本発明は、電解コンデンサの長寿命化を実現する電解コンデンサ用電解液を提供することを目的とする。
【０００８】
また本発明は、工業的に安定供給可能で安価に製造できる電解コンデンサ用電解液及びそれを用いた電解コンデンサを提供することを目的とする。
【０００９】
これらの目的を達成するために鋭意検討を進めた結果、本発明者らは、特定のカルボン酸類の四級化アミジニウム塩を溶質とし、金属酸化物微粒子を添加した電解液を用いることによって所期の効果を有する優れた電解液を得ることができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち本発明は、溶媒と、ヒドロキシ置換芳香族モノカルボン酸の四級化アミジニウム塩及びフタル酸の四級化アミジニウム塩からなる群から選ばれる１種以上の四級化アミジニウム塩と、金属酸化物微粒子とを含有する電解コンデンサ用電解液を提供するものである。
【００１１】
また、本発明は、上記電解コンデンサ用電解液を用いた電解コンデンサを提供するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、電解コンデンサの巻回型素子の斜視図であり、
【図２】図２は、電解コンデンサの断面図である。
【００１３】
符号の説明
１  陽極箔
２  陰極箔
３  セパレータ
４  リード線
５  封口材
６  外装ケース
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下において、本発明の電解コンデンサ用電解液及び電解コンデンサについて詳細に説明する。
【００１５】
本発明の電解コンデンサ用電解液は、ヒドロキシ置換芳香族モノカルボン酸の四級化アミジニウム塩及びフタル酸の四級化アミジニウム塩からなる群から選ばれる一種以上のアミジニウム塩を含有することを特徴とする。本発明の電解コンデンサ用電解液では、アニオン成分として、ヒドロキシ置換芳香族モノカルボン酸及びフタル酸からなる群から選ばれる一種以上のカルボン酸類を用いることによって、電気伝導度と耐電圧性が共に高く、且つ熱安定性、実用性に優れた電解コンデンサ用電解液を提供することができる。
【００１６】
本明細書でいう「ヒドロキシ置換芳香族モノカルボン酸」とは、芳香族モノカルボン酸の芳香環を構成する炭素原子に少なくとも一つのヒドロキシ基が直接結合している化合物をいう。ヒドロキシ基の数は３以下であることが好ましく、２以下であることがより好ましく、１つであることが更により好ましい。芳香環の種類は特に制限されないが、ベンゼン環又はナフタレン環であることが好ましい。
【００１７】
ヒドロキシ置換芳香族モノカルボン酸の好適な具体例としては、サリチル酸、３−ヒドロキシ安息香酸、４−ヒドロキシ安息香酸、１−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸、３−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸、６−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸等、及びこれらの混合物が挙げられる。中でも、サリチル酸、４−ヒドロキシ安息香酸、３−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸、及びこれらの混合物が好ましい。
【００１８】
本発明の電解液では、カチオン成分として、四級化アミジニウムイオンを用いる。その供給源としての四級化アミジニウム塩の好適な具体例としては、１，３−ジメチルイミダゾリニウム塩、１−エチル−３−メチルイミダゾリニウム塩、１，２，３−トリメチルイミダゾリニウム塩、１−エチル−２，３−ジメチルイミダゾリニウム塩、１，２，３，４−テトラメチルイミダゾリニウム塩、１−エチル−２，３，４−トリメチルイミダゾリニウム塩、１，３，４−トリメチル−２−エチルイミダゾリニウム塩、１，２，３−トリメチル−３，４，５，６−テトラヒドロピリミジニウム塩、５−メチル−１，５−ジアザビシクロ〔４．３．０〕ノネン−５、８−メチル−１，８−ジアザビシクロ〔５．４．０〕ウンデセン−７塩、１，３−ジメチルイミダゾリウム塩、１−エチル−３−メチルイミダゾリウム塩等、及びこれらの混合物が挙げられる。中でも、１−エチル−２，３−ジメチルイミダゾリニウム塩又は１，２，３，４−テトラメチルイミダゾリニウム塩が好ましく、特に、１−エチル−２，３−ジメチルイミダゾリニウム塩が好ましい。
【００１９】
ヒドロキシ置換芳香族モノカルボン酸の四級化アミジニウム塩の製造方法としては、例えばアミジン、具体例としては１−エチル−２−メチル−１−イミダゾリンと炭酸ジメチルとをメタノール中で反応させ（四級化反応）、得られた炭酸メチルアミジニウム塩、具体例としては炭酸メチル（１−エチル−２，３−ジメチルイミダゾリニウム）塩、のメタノール溶液に等モル量のヒドロキシ置換芳香族モノカルボン酸を反応させた後（中和脱炭酸反応）、メタノールを留去する方法が挙げられる。
【００２０】
フタル酸の四級化アミジニウム塩の製造方法としては、例えば、アミジン、具体例としては１−エチル−２−メチルー１−イミダゾリンと炭酸ジメチルとをメタノール中で反応させ（四級化反応）、得られた炭酸メチルアミジニウム塩、具体例としては炭酸メチル（１−エチル−２，３−ジメチルイミダゾリニウム）塩、のメタノール溶液に等モル量のフタル酸を反応させた後（中和脱炭酸反応）、メタノールを留去することにより、フタル酸のアミジニウム塩、具体例としてはフタル酸水素（１−エチル−２，３ジメチルイミダゾリニウム）を得る方法が挙げられる。
【００２１】
本発明の電解コンデンサ用電解液においては、溶質であるヒドロキシ置換芳香族モノカルポン酸の四級化アミジニウム塩及びフタル酸の四級化アミジニウム塩からなる群から選ばれる一種以上の四級化アミジニウム塩の含有量が、該塩と全溶媒の合計重量に対して、好ましくは５〜４０重量％、より好ましくは１０〜２５重量％である。
【００２２】
尚、本明細書において、「〜」は、その前後に記載される数値を最小値及び最大値として含む範囲である。
【００２３】
溶質成分には、本発明の効果を損なわない範囲において、他の公知の物質、例えば芳香族カルボン酸や脂肪族カルボン酸及びこれらのアミジニウム塩等を併用することができる。
【００２４】
本発明の電解コンデンサ用電解液に使用される溶媒としては、特に限定されるものではなく、例えばγ−ブチロラクトン、δ−バレロラクトン、γ−バレロラクトン等のラクトン；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、ペンタメチレンスルホン等の環状スルホン；エチレングリコール、メチルセロソルブ、ジメチルホルムアミド等の電解コンデンサ用として公知の有機極性溶媒；を使用することができる。本発明の電解コンデンサ用電解液においては、ラクトン及び環状スルホンからなる群から選ばれる一種以上の溶媒が好ましく使用される。中でも、前記のラクトンがγ−ブチロラクトンであり、前記の環状スルホンがスルホラン及び３−メチルスルホランからなる群から選ばれる一種以上の環状スルホンであることが好ましい。本発明の電解コンデンサ用電解液においては、γ−ブチロラクトンを主溶媒として使用する場合（ここで、「γ−ブチロラクトンを主溶媒として使用する場合」とは、環状スルホンを使用しない場合を意味し、γ−ブチロラクトン溶媒に環状スルホン以外の前記他の溶媒、例えばエチレングリコール等を含有することを意味する）、γ−ブチロラクトン以外の溶媒の含有量がγ−ブチロラクトン１００重量部当たり４０重量部以下、通常、その下限は０．１重量部が好ましく、更には１〜３０重量部、特に１〜２０重量部が好ましい。
【００２５】
また、本発明の電解コンデンサ用電解液においては、ラクトン及び環状スルホンからなる群から選ばれる一種以上の溶媒に、更にエチレングリコールを含有するものが好ましい。この場合において、ラクトン及び環状スルホンからなる群から選ばれる一種以上の溶媒の合計重量とチレングリコールの重量との比率が、９９：１〜７０：３０、好ましくは９９：１〜７５：２５、更には９９：１〜８５：１５であることが好ましい。
【００２６】
本発明の電解コンデンサ用電解液においては、ラクトン及び／又は環状スルホンを好ましい溶媒として選択することで、電解液として広い温度範囲での使用が可能になるとともに、長時間の安定性にも優れた電解液が得られる。またこれにエチレングリコールを混合して用いることで、後述する金属酸化物微粒子が電解液中で安定なゾル状態となり、高温においても長時間高い耐電圧性を有する電解液が得られる。ラクトンと環状スルホンとを混合して用いる場合、その好適な混合比率には特に制限がない。この場合、電解液の性能としては、環状スルホンの比率が高いほど高温での特性は向上し、低温での特性が低下する傾向にある。したがって、個々の電解コンデンサで必要となる電解液の性能に応じて適当な混合比率を選択すればよいが、例えばラクトンと環状スルホンとの混合比率は、重量比で、好ましくは１０：９０〜９０：１０、更に好ましくは８０：２０〜２０：８０である。
【００２７】
更に、本発明の電解コンデンサ用電解液においては、グリセリン、メチルセロソルブ、ジメチルホルムアミド等の有機極性溶媒や水等を用いることができるが、これらを使用する場合には副溶媒として使用するのが好ましく、その場合の混合割合は、全溶媒の合計重量に基づいて、副溶媒の合計重量が１０重量％以下が好ましく、より好ましくは５％以下、通常、その下限は０．１重量％以上である。
【００２８】
本発明の電解コンデンサ用電解液は、上述の溶質成分、溶媒成分以外に、金属酸化物微粒子を含有する。金属酸化物微粒子を添加することで、電解液の高い電導度を維持したまま耐電圧性を向上させることができる。ここで使用する金属酸化物微粒子としては、シリカ、アルミノシリケート又はアルミノシリケート被覆シリカ等が挙げられる。金属酸化物微粒子の平均粒径は、好ましくは５〜１００nmの範囲であり、より好ましくは１０〜５０nmの範囲である。この金属酸化物微粒子の添加量は、好ましくは四級化アミジニウム塩と全溶媒との合計重量（電解液全重量）に対して、０．５〜２０重量％の範囲であり、更に好ましいのは１〜１５重量％、特に好ましいのは３〜１５重量％である。
【００２９】
金属酸化物微粒子の添加方法としては、これらは溶媒に殆ど溶けないため、一般に適当な有機分散媒中に分散させた金属酸化物オルガノゾルとして添加する方法が好ましい。ここで、好ましい分散媒としては、電解液の溶媒として用いるラクトンや環状スルホン、エチレングリコール等が挙げられ、これらを用いれば、基本電解液への特性上の影響も少なく、しかも電解液中への拡散も容易である。
【００３０】
本発明の電解コンデンサ用電解液は、上記の金属酸化物微粒子とともに酸性リン化合物を含有することが、耐電圧性の向上の観点から好ましい。好適な酸性リン化合物としては、リン酸ジブチル、リン酸ビス（２−エチルへキシル）、リン酸ジイソデシル、リン酸ジパルミチル、リン酸ジステアリル等のリン酸類；ブチルホスホン酸ブチル、２−エチルへキシルホスホン酸（２−エチルへキシル）、亜リン酸等のホスホン酸類；ジメチルホスフィン酸、ジブチルホスフィン酸、ジフェニルホスフィン酸等のホスフィン酸類を挙げることができる。特に好ましいのはリン酸ジブチル、リン酸ビス（２−エチルへキシル）、２−エチルへキシルホスホン酸（２−エチルへキシル）及び亜リン酸である。酸性リン化合物の添加量は、好ましくは四級化アミジニウム塩と全溶媒との合計重量（電解液全重量）に対して０．１〜１０重量％の範囲であり、特に好ましいのは０．５〜５重量％である。
【００３１】
本発明の電解コンデンサ用電解液には、必要に応じて上記溶質及び溶媒以外の成分を添加することができる。このような添加物の例としては、通電時に発生する水素ガスの発生を抑制する目的で添加されるニトロフェノール等のニトロ化合物、電極やセパレータへの濡れ性改善の目的で添加されるポリエチレンダリコール等の界面活性剤等がある。
【００３２】
本発明の電解コンデンサ用電解液は、上記した各成分を撹拌、混合することにより得られる。混合においては、金属酸化物微粒子が電解液中に十分に分散していることが必要である。
【００３３】
本発明は、上記電解コンデンサ用電解液を使用した電解コンデンサも提供する。
【００３４】
本発明の電解コンデンサの構造や材質は、上記電解コンデンサ用電解液を使用するものである限り特に制限されない。したがって、従来から使用されている電解コンデンサや新たに提案されている電解コンデンサに本発明の電解コンデンサ用電解液を使用する場合は、全て本発明の範囲内に含まれる。
【００３５】
本発明の電解コンデンサの典型的な構成例として、図１及び図２に示す巻回型素子構造を例示することができる。この例では、陽極箔（１）に対向させて陰極箔（２）を配置し、その間にセパレータ（３）を介在させて巻回している。これをアルミニウムでできた外装ケース（６）に入れ、該ケースをブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、シリコーンゴム等のパッキングを介してフェノール樹脂積層板、ポリプロピレン、ポリフェニレンスルフィド等の封口材（５）で密閉することによって電解コンデンサにしている。本発明の電解コンデンサ用電解液は、陽極箔と陰極箔に挟まれたセパレータ（３）に含浸して使用する。セパレータにはクラフト紙やマニラ紙が一般に使用されるが、特にこれらに限定されるのもではない。
【００３６】
本発明の電解コンデンサは、高周波数におけるインピーダンスが低く、また電気伝導度及び耐電圧性が高く、且つ高温での安定性に優れる。このため本発明は、低インピーダンス、高耐熱性、長寿命が要求される電解コンデンサとして有効に利用できる。具体的には、定格電圧１００Vまでの電解コンデンサとして有効に利用することができる。
【００３７】
以下に例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。尚、以下の例に示す材料、使用量、割合、操作等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例に限定されるものではない。
【００３８】
（実施例１〜４、比較例１〜３、参考例５）
表１に示す組成を混合し、固体成分を溶解又は均一に分散して電解液を調製した。表中、各成分の量は重量部で示した。シリカは、平均粒径が約２５nmのエチレングリコールゾルを用い、これを基本電解液（溶質及び溶媒）に添加して所定の組成の電解液を調製した。
【００３９】
得られた電解液について、電気伝導率、耐電圧性及び熱安定性を評価した。
【００４０】
先ず、２５℃における電気伝導率を測定した。次いで、図１に示す巻回型素子に電解液を含浸し、巻回型素子をアルミニウム外装ケースに収納してブチルゴムで封口した構造のアルミ電解コンデンサを作製し、これに１０mAの定電流を１０５℃にて印加したときの電圧−時間の上昇カーブで、はじめにスパイクあるいはシンチレーションが観測された電圧値を耐電圧値とした。使用したアルミ電解コンデンサ素子の仕様は、ケースサイズ１０φ×２０L、定格電圧２００V、静電容量２０μFであった。電気伝導率と耐電圧の測定結果を表１に示す。
【００４１】
【表１】
0004979869.tif 000002
【００４２】
次に、本発明の電解液を用いて使用定格電圧１００Vの電解コンデンサを作製し、熱安定性を評価した。使用したアルミ電解コンデンサ素子の仕様は、ケースサイズ１０φ×２０L、定格電圧１００V、静電容量５５μFであった。作製したコンデンサに対して１２５℃の高温下で１０００時間の負荷試験を行い、静電容量及びインピーダンスの変化を測定した。コンデンサの静電容量は１２０Hzにて、インピーダンスは１００kHzにて測定した。結果を表２に示す。
【００４３】
【表２】
0004979869.tif 000003
【００４４】
高温での負荷試験においては、一般に使用する電解液の熱安定性が高いほどインピーダンス値の変化が小さく、この値が小さいほどコンデンサとしては好ましい。
【００４５】
本発明の実施例２の電解液と比較例３の電解液（安息香酸を使用）を比較すると、ヒドロキシ置換芳香族モノカルボン酸であるサリチル酸を使用した電解液は負荷試験後のインピーダンス値がより小さく、優れた熱安定性を示した。一方、安息香酸を使用した比較例３の電解液は初期的な耐電圧性は優れていたものの、高温での安定性に劣るためにインピーダンスが大幅に増大しており、コンデンサの特性劣化が激しかった。
【００４６】
（参考例６〜９、比較例４）
表３に示す組成を混合し、固体成分を溶解又は均一に分散して電解液を調製した。表中、各成分の量は重量部で示した。シリカは、平均粒径が約２５nmのγ−ブチロラクトンゾル又はエチレングリコールゾルを用い、これを基本電解液（溶質及び溶媒）に添加して所定の組成の電解液を調製した。
【００４７】
得られた電解液について、電気伝導率、耐電圧性及び熱安定性を評価した。
【００４８】
先ず、２５℃における電気伝導率を測定した。次いで、図１に示す巻回型素子に電解液を含浸し、巻回型素子をアルミニウム外装ケースに収納してブチルゴムで封口した構造のアルミ電解コンデンサを作製し、これに１０mAの定電流を１０５℃にて印加したときの電圧−時間の上昇カーブで、はじめにスパイクあるいはシンチレーシヨンが観測された電圧値を耐電圧値とした。使用したアルミ電解コンデンサ素子の仕様は、ケースサイズ１０φ×２０L、定格電圧２００V、静電容量２０μFであった。電気伝導率と耐電圧の測定結果を表３に示す。
【００４９】
【表３】
0004979869.tif 000004
【００５０】
次に、本発明の電解液を用いて使用定格電圧８０Vの電解コンデンサを作製し、熱安定性を評価した。使用したアルミ電解コンデンサ素子の仕様は、ケースサイズ１０φ×２０L、定格電圧８０V、静電容量１２０μFであった。作製したコンデンサに対して１２５℃の高温下で１０００時間の負荷試験を行い、静電容量及びインピーダンスの変化を測定した。コンデンサの静電容量は１２０Hzにて、インピーダンスは１００kHzにて測定した。結果を表４に示す。
【００５１】
【表４】
0004979869.tif 000005
【００５２】
（参考例１０〜１７、実施例１８〜２２、比較例５〜９）
表５に示す組成を混合し、固体成分を溶解又は均一に分散して電解液を調製した。表中、各成分の量は重量部で示した。シリカは、平均粒径が約２５nmのγ−ブチロラクトンゾル又はエチレングリコールゾルを用い、これを基本電解液（溶質及び溶媒）に添加して所定の組成の電解液を調製した。
【００５３】
得られた電解液について、電気伝導率、耐電圧性及び熱安定性を評価した。
【００５４】
先ず、２５℃における電気伝導率を測定した。次いで、図１に示す巻回型素子に電解液を含浸し、卷回型素子をアルミニウム外装ケースに収納してブチルゴムで封口した構造のアルミ電解コンデンサを作製し、これに１０mAの定電流を１０５℃にて印加したときの電圧−時間の上昇カーブで、はじめにスパイクあるいはシンチレーションが観測された電圧値を耐電圧値とした。使用したアルミ電解コンデンサ素子の仕様は、ケースサイズ１０φ×２０L、定格電圧２００V、静電容量２０μFであった。電気伝導率と耐電圧の測定結果を表５に示す。
【００５５】
【表５】
0004979869.tif 000006
【００５６】
表５の参考例１０〜１７、実施例１８〜２２及び比較例５〜９ではアミジニウムとして１−エチル−２，３−ジメチルイミダゾリニウムを使用している。実施例と比較例の耐電圧性を比較すると、実施例の方がいずれも１００Vを超える高い耐電圧性を示しており、より高い電圧が印加される用途のアルミ電解コンデンサに使用するのに好ましい。
【００５７】
次に、本発明の電解液を用いて使用定格電圧１００V、静電容量５６μFの電解コンデンサを作製し、電解コンデンサのインピーダンスを評価した。表５中には初期特性の評価項目として２０℃及び−１０℃におけるインピーダンス値とその比率、また寿命特性の評価項目として１２５℃にて２０００時間の負荷試験実施後のインピーダンス値と試験前後におけるその比を示した。尚、インピーダンスは全て１００kHzにて測定したものである。
【００５８】
比較例５〜８の電解液を使用した場合、耐電圧性が不足のため、定格電圧１００Vのコンデンサを作製できなかったため、比較例９において、溶質に安息香酸アンモニウム、溶媒にエチレングリコールを用いた電解液にて電解コンデンサを作製し、インピーダンス特性を比較した。
【００５９】
一般に、電解コンデンサの好ましいインピーダンス特性としては、その値が小さいこと、その温度における値の変化が小さいこと、加熱や電圧の印加後においても値の変化が小さいことが挙げられる。
【００６０】
本発明の実施例においては、初期インピーダンスの温度比、負荷試験後のインピーダンス値及び試験前後の比率ともに比較例９に比しより低い値を示しており、本発明の電解液を使用すれば、インピーダンス特性に優れた電解コンデンサが得られることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
上記の例から明らかなように、本発明の電解液は、実用上問題のない電気伝導率を有し、優れた耐電圧性を示すことがわかる。そして、１２５℃という高温での１０００時間又は２０００時間の負荷試験後の静電容量の変化率及びインピーダンス値がより小さく、優れた熱安定性を示すこともまた明らかである。
【００６２】
そのため、本発明の電解コンデンサ用電解液を用いることにより、定格電圧が３５Vを超える電圧領域であって、実用的な意味での長寿命化が実現された電解コンデンサを安定的に供給することが可能であり、しかも、安価に製造することができる。
【図１】
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【図２】
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