JPH08321442A - Aluminum electrolytic capacitor - Google Patents
Aluminum electrolytic capacitorInfo
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- JPH08321442A JPH08321442A JP7127843A JP12784395A JPH08321442A JP H08321442 A JPH08321442 A JP H08321442A JP 7127843 A JP7127843 A JP 7127843A JP 12784395 A JP12784395 A JP 12784395A JP H08321442 A JPH08321442 A JP H08321442A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は各種電子機器に利用され
るアルミ電解コンデンサに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an aluminum electrolytic capacitor used in various electronic devices.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来のアルミ電解コンデンサにおける駆
動用電解液としては、γ−ブチロラクトンやN,N−ジ
メチルホルムアミド等の溶媒に有機酸や無機酸またはそ
れらの塩を電解質として溶解させたものが用いられてお
り、マレイン酸またはシトラコン酸の第4級アンモニウ
ム塩を電解質とした電解液(特公平3−6646号)、
芳香族カルボン酸の第4級アンモニウム塩を電解質とし
た電解液(特公平3−8092号)等が知られている。2. Description of the Related Art As a driving electrolytic solution in a conventional aluminum electrolytic capacitor, a solution prepared by dissolving an organic acid, an inorganic acid or a salt thereof as an electrolyte in a solvent such as .gamma.-butyrolactone or N, N-dimethylformamide is used. And an electrolytic solution using a quaternary ammonium salt of maleic acid or citraconic acid as an electrolyte (Japanese Patent Publication No. 3-6646),
An electrolyte solution (Japanese Patent Publication No. 3-8092) using a quaternary ammonium salt of an aromatic carboxylic acid as an electrolyte is known.
【0003】また封口体としては、硫黄加硫したエチレ
ンプロピレン共重合体やブチルゴムが知られており、熱
的な安定性に優れる封口材としては過酸化物加硫された
ブチルゴム(特開昭62−276819号)が知られて
いる。Further, as a sealing member, a sulfur-vulcanized ethylene-propylene copolymer or butyl rubber is known, and as a sealing member having excellent thermal stability, a peroxide-vulcanized butyl rubber (JP-A-62-62). No. 276819) is known.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来のアルミ電解コンデンサでは、コンデンサ素子に
過大な逆電圧が印加された場合に、第4級アンモニウム
塩の電気分解により発生する過剰の水酸化物イオンの影
響により、長時間高温下で使用した場合、コンデンサの
内部圧力が上昇し、封口部からの電解液の漏れに至る場
合があった。However, in the above-described conventional aluminum electrolytic capacitor, when an excessive reverse voltage is applied to the capacitor element, excess hydroxide generated by electrolysis of the quaternary ammonium salt is generated. When used at high temperature for a long time due to the influence of ions, the internal pressure of the capacitor may rise, which may lead to leakage of the electrolytic solution from the sealing portion.
【0005】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、逆電圧印加時における電解液の電気分解反応の影響
を軽減し、封止部の高温での安定性を高めることによ
り、電解液の外部への漏れを防止することができる信頼
性の高いアルミ電解コンデンサを提供することを目的と
するものである。The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and reduces the influence of the electrolysis reaction of the electrolytic solution at the time of applying a reverse voltage, and enhances the stability of the sealing portion at high temperature, thereby improving the electrolytic solution. It is an object of the present invention to provide a highly reliable aluminum electrolytic capacitor capable of preventing leakage of the aluminum oxide to the outside.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のアルミ電解コンデンサは、陽極箔および陰極
箔をセパレータと共に巻回し、かつ駆動用電解液を含浸
させてなるコンデンサ素子と、このコンデンサ素子を収
容する有底筒状の金属ケースと、この金属ケースの開口
部の封口を行う封口体とを備え、前記駆動用電解液とし
てγ−ブチロラクトンを含む有機溶媒にフタル酸および
/またはマレイン酸のアルキル置換アミジン基を有する
化合物の4級塩を電解質として溶解してなる電解液を用
い、かつ前記封口体としてイソブチレンとイソプレンお
よびジビニルベンゼンの共重合体からなるブチルゴムポ
リマーに、加硫剤として過酸化物を添加してなる弾性体
を用いたものである。In order to achieve the above object, the aluminum electrolytic capacitor of the present invention comprises a capacitor element obtained by winding an anode foil and a cathode foil together with a separator and impregnating a driving electrolytic solution, A bottomed cylindrical metal case for accommodating the capacitor element and a sealing body for sealing the opening of the metal case are provided, and phthalic acid and / or maleic acid is added to the organic solvent containing γ-butyrolactone as the driving electrolyte. Using an electrolytic solution prepared by dissolving a quaternary salt of a compound having an alkyl-substituted amidine group of an acid as an electrolyte, and a butyl rubber polymer composed of a copolymer of isobutylene, isoprene and divinylbenzene as the sealing body, and as a vulcanizing agent An elastic body obtained by adding a peroxide is used.
【0007】[0007]
【作用】上記手段によれば、(1)駆動用電解液として
γ−ブチロラクトンを含む有機溶媒にフタル酸および/
またはマレイン酸のアルキル置換アミジン基を有する化
合物の4級塩を電解質として溶解してなる電解液を用い
ているため、電解液中での電気分解反応により水酸化物
イオンが生じた場合にも、水酸化物イオンとN−C−N
のアミジン基との反応、分解開環により速やかに電解生
成物が消失することになり、これにより、テトラアルキ
ルアンモニウム塩を電解質として用いた場合と比較し
て、過大な逆電圧印加時等に生じ易い電気分解反応の影
響を軽減することができるため、コンデンサの封口性能
を高めることができる。(2)封口体に用いる過酸化物
加硫ブチルゴムは熱的な安定性に優れているため、硫黄
加硫処理したブチルゴムなどと比較して、アルミ電解コ
ンデンサを高温下で長時間使用した場合にも封止力(ゴ
ム弾性)の低下が少なく、長期にわたって安定な封止性
能を得ることができ、これにより、内圧上昇時に生じ易
い封口部からの電解液の漏れを抑制することができる。According to the above means, (1) phthalic acid and / or γ-butyrolactone-containing organic solvent are used as the driving electrolyte.
Alternatively, since an electrolytic solution obtained by dissolving a quaternary salt of a compound having an alkyl-substituted amidine group of maleic acid as an electrolyte is used, even when hydroxide ions are generated by an electrolytic reaction in the electrolytic solution, Hydroxide ion and N-C-N
The reaction with the amidine group and the decomposition ring-opening causes the electrolytic product to disappear promptly, which results in the occurrence of an excessive reverse voltage, etc., as compared with the case where a tetraalkylammonium salt is used as the electrolyte. Since the influence of the easy electrolysis reaction can be reduced, the sealing performance of the capacitor can be improved. (2) Since peroxide-vulcanized butyl rubber used for the sealing body has excellent thermal stability, it can be used when an aluminum electrolytic capacitor is used at high temperature for a long time as compared with sulfur-vulcanized butyl rubber. In addition, the sealing force (rubber elasticity) is not significantly reduced, and stable sealing performance can be obtained over a long period of time, whereby leakage of the electrolytic solution from the sealing portion, which tends to occur when the internal pressure rises, can be suppressed.
【0008】このように上記(1)および(2)の項目
の相乗効果により、コンデンサに逆電圧が印加された際
に生じ易い電解液の電気分解反応の影響を少なくするこ
とができると共に、高温下でも安定な封止力を維持する
ことができて電解液の外部への漏液を防止することがで
きる。As described above, due to the synergistic effect of the above items (1) and (2), it is possible to reduce the influence of the electrolysis reaction of the electrolytic solution, which tends to occur when a reverse voltage is applied to the capacitor, and to increase the temperature. It is possible to maintain a stable sealing force even underneath and prevent leakage of the electrolytic solution to the outside.
【0009】[0009]
【実施例】以下、本発明の一実施例について説明する。EXAMPLES An example of the present invention will be described below.
【0010】本発明の基本は、陽極箔および陰極箔をセ
パレータと共に巻回し、かつ駆動用電解液を含浸させて
なるコンデンサ素子と、このコンデンサ素子を収容する
有底筒状の金属ケースと、この金属ケースの開口部の封
口を行う封口体とを備え、前記駆動用電解液としてγ−
ブチロラクトンを含む有機溶媒にフタル酸および/また
はマレイン酸のアルキル置換アミジン基を有する化合物
の4級塩を電解質として溶解してなる電解液を用い、か
つ前記封口体としてイソブチレンとイソプレンおよびジ
ビニルベンゼンの共重合体からなるブチルゴムポリマー
に、加硫剤として過酸化物を添加してなる弾性体を用い
たアルミ電解コンデンサである。The basis of the present invention is that a capacitor element obtained by winding an anode foil and a cathode foil together with a separator and impregnating a driving electrolyte solution, a cylindrical metal case having a bottom and containing the capacitor element, And a sealing body for sealing the opening of the metal case, wherein γ-is used as the driving electrolytic solution.
An electrolytic solution obtained by dissolving a quaternary salt of a compound having an alkyl-substituted amidine group of phthalic acid and / or maleic acid as an electrolyte in an organic solvent containing butyrolactone is used, and isobutylene, isoprene, and divinylbenzene are used as the sealing body. It is an aluminum electrolytic capacitor using an elastic body obtained by adding a peroxide as a vulcanizing agent to a butyl rubber polymer made of a polymer.
【0011】本発明のアルミ電解コンデンサの駆動用電
解液に用いられるアルキル置換アミジン基を有する化合
物の4級塩の例としては、炭素数1〜11のアルキル基
またはアリールアルキル基で4級化されたイミダゾリン
化合物、イミダゾール化合物、ベンゾイミダゾール化合
物、脂環式ピリミジン化合物が挙げられる。具体的に
は、電導度が高く、低損失のアルミ電解コンデンサを提
供することができる1−メチル−1,8−ジアザビシク
ロ[5,4,0]ウンデセン−7、1−メチル−1,5
−ジアザビシクロ[4,3,0]ノネン−5、1,2,
3−トリメチルイミダゾリニウム、1,2,3,4−テ
トラメチルイミダゾリニウム、1,3−ジメチル−2−
エチル−イミダゾリニウム、1,3,4−トリメチル−
2−エチルイミダゾリニウム、1,3−ジメチル−2−
ヘプチルイミダゾリニウム、1,3−ジメチル−2−
(−3’ヘプチル)イミダゾリニウム、1,3−ジメチ
ル−2−ドデシルイミダゾリニウム、1,2,3−トリ
メチル−1,4,5,6−テトラヒドロピリミジウム、
1,3−ジメチルイミダゾリウム、1,3−ジメチルベ
ンゾイミダゾリウムが好ましい。Examples of the quaternary salt of a compound having an alkyl-substituted amidine group used in the driving electrolytic solution of the aluminum electrolytic capacitor of the present invention are quaternized with an alkyl group having 1 to 11 carbon atoms or an arylalkyl group. Other examples include imidazoline compounds, imidazole compounds, benzimidazole compounds, and alicyclic pyrimidine compounds. Specifically, 1-methyl-1,8-diazabicyclo [5,4,0] undecene-7,1-methyl-1,5, which can provide an aluminum electrolytic capacitor with high conductivity and low loss, is provided.
-Diazabicyclo [4,3,0] nonene-5,1,2,
3-trimethylimidazolinium, 1,2,3,4-tetramethylimidazolinium, 1,3-dimethyl-2-
Ethyl-imidazolinium, 1,3,4-trimethyl-
2-ethylimidazolinium, 1,3-dimethyl-2-
Heptyl imidazolinium, 1,3-dimethyl-2-
(-3′heptyl) imidazolinium, 1,3-dimethyl-2-dodecylimidazolinium, 1,2,3-trimethyl-1,4,5,6-tetrahydropyrimidinium,
1,3-Dimethylimidazolium and 1,3-dimethylbenzimidazolium are preferable.
【0012】本発明のアルミ電解コンデンサにおける駆
動用電解液の溶媒としては、電気化学的に安定なγ−ブ
チロラクトンを主溶媒とすることが望ましい。またこれ
に加えて、低温特性の改善や、放電電圧の向上を目的に
γ−ブチロラクトンと相溶する他の有機溶媒を副溶媒と
して混合しても良い。As the solvent of the driving electrolytic solution in the aluminum electrolytic capacitor of the present invention, it is desirable to use electrochemically stable γ-butyrolactone as the main solvent. In addition to this, another organic solvent compatible with γ-butyrolactone may be mixed as a sub-solvent for the purpose of improving low temperature characteristics and improving discharge voltage.
【0013】副溶媒としては、多価アルコール系溶媒;
エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレ
ングリコール、1,4−ブタンジオール、グリセリン、
ポリオキシアルキレンポリオール、ラクトン系溶媒;γ
−バレロラクトン、δ−バレロラクトン、3−メチル−
1,3−オキサゾリジン−2−オン、3−エチル−1,
3−オキサゾリジン−2−オン、水、アミド系溶媒;N
−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミ
ド、N−メチルアセトアミド、エーテル系溶媒;メチラ
ール、1,2−ジメトキシエタン、1−エトキシ−2−
メトキシエタン、1,2−ジエトキシエタン、ニトリル
系溶媒;アセトニトリル、3−メトキシプロピオニトリ
ル、フラン系溶媒;2,5−ジメトキシテトラヒドロフ
ラン、2−イミダゾリジノン系溶媒;1,3−ジメチル
−2−イミダゾリジノンの単独もしくは2種以上の混合
溶媒が挙げられる。混合溶媒系の場合、副溶媒の含有量
はγ−ブチロラクトン100部に対して40部以下であ
ることが望ましい。副溶媒の含有量が40部を越える
と、駆動用電解液の電気化学的安定性が低下するため、
逆電圧印加時のコンデンサ内圧上昇も大きくなって、十
分な効果が得られない。As the secondary solvent, a polyhydric alcohol solvent;
Ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, 1,4-butanediol, glycerin,
Polyoxyalkylene polyol, lactone solvent; γ
-Valerolactone, delta-valerolactone, 3-methyl-
1,3-oxazolidin-2-one, 3-ethyl-1,
3-oxazolidin-2-one, water, amide solvent; N
-Methylformamide, N, N-dimethylformamide, N-methylacetamide, ether solvent; methylal, 1,2-dimethoxyethane, 1-ethoxy-2-
Methoxyethane, 1,2-diethoxyethane, nitrile-based solvent; acetonitrile, 3-methoxypropionitrile, furan-based solvent; 2,5-dimethoxytetrahydrofuran, 2-imidazolidinone-based solvent; 1,3-dimethyl-2 -Imidazolidinone may be used alone or as a mixed solvent of two or more kinds. In the case of a mixed solvent system, the content of the sub-solvent is preferably 40 parts or less with respect to 100 parts of γ-butyrolactone. If the content of the sub-solvent exceeds 40 parts, the electrochemical stability of the driving electrolyte is lowered,
When the reverse voltage is applied, the rise in the internal pressure of the capacitor also becomes large, and a sufficient effect cannot be obtained.
【0014】電解質塩としては、電気化学的に安定なフ
タル酸および/またはマレイン酸のアルキル置換アミジ
ン基を有する化合物の塩を用いることが望ましい。フタ
ル酸、マレイン酸以外の電解質では逆電圧印加時のガス
発生量が大きく、そしてこの時のコンデンサ内圧上昇に
より十分な効果が得られない。As the electrolyte salt, it is desirable to use a salt of an electrochemically stable compound of phthalic acid and / or maleic acid having an alkyl-substituted amidine group. Electrolytes other than phthalic acid and maleic acid produce a large amount of gas when a reverse voltage is applied, and the internal pressure of the capacitor rises at this time, resulting in insufficient effects.
【0015】本発明のアルミ電解コンデンサにおけるコ
ンデンサ素子の含水率は、含浸された電解液の重量に基
づいて通常10%未満である。水の含有量が10%以上
では電気分解反応が促進されて、コンデンサの内圧が上
昇するため十分な効果が得られない。The water content of the capacitor element in the aluminum electrolytic capacitor of the present invention is usually less than 10% based on the weight of the impregnated electrolytic solution. If the water content is 10% or more, the electrolysis reaction is promoted and the internal pressure of the capacitor rises, so that a sufficient effect cannot be obtained.
【0016】本発明のアルミ電解コンデンサの駆動用電
解液には必要により、種々の添加剤を混合しても良い。
添加剤としては、リン系化合物[リン酸、リン酸エステ
ルなど]、ホウ酸系化合物[ホウ酸、ホウ酸と多糖類
(マンニット、ソルビット、など)との錯化合物、ホウ
酸と多価アルコール(エチレングリコール、グリセリ
ン、など)]との錯化合物、ニトロ化合物[p−ニトロ
安息香酸、p−ニトロフェノール、など]が挙げられ
る。これら添加剤の混合によりアルミ酸化皮膜の修復性
を改善できる。その結果、電解液の電気分解反応を抑制
でき、封口性能をより高めることができる。If necessary, various additives may be mixed in the driving electrolytic solution of the aluminum electrolytic capacitor of the present invention.
As additives, phosphorus compounds [phosphoric acid, phosphoric acid ester, etc.], boric acid compounds [boric acid, complex compounds of boric acid and polysaccharides (mannite, sorbite, etc.), boric acid and polyhydric alcohols (Ethylene glycol, glycerin, etc.)], and nitro compounds [p-nitrobenzoic acid, p-nitrophenol, etc.]. By mixing these additives, the repairability of the aluminum oxide film can be improved. As a result, the electrolytic reaction of the electrolytic solution can be suppressed, and the sealing performance can be further improved.
【0017】本発明のアルミ電解コンデンサの端子部棒
状体に防食処理を施したものを用いても良い。棒状体に
防食処理を施すことにより、電気分解電流を抑制できる
ため、封口性能をより高めることができる。棒状体への
防食処理は、陽極側、陰極側の両端止部に施すことが望
ましいが、いずれか一方のみの処理でも良い。また、防
食処理の手段としては、水溶液中での陽極酸化処理が簡
便であり好ましい。The aluminum electrolytic capacitor of the present invention may have a bar-shaped body of the terminal portion subjected to anticorrosion treatment. By subjecting the rod-shaped body to anticorrosion treatment, the electrolysis current can be suppressed, so that the sealing performance can be further improved. The anticorrosion treatment on the rod-shaped body is preferably performed on both ends of the anode side and the cathode side, but the treatment may be performed on only one side. Further, as a means for anticorrosion treatment, anodizing treatment in an aqueous solution is simple and preferable.
【0018】封口体としては、イソブチレンとイソプレ
ンおよびジビニルベンゼンの共重合体からなるブチルゴ
ムポリマーに、加硫剤として過酸化物を1〜20部添加
してなる弾性体が望ましい。過酸化物としては、十分な
ゴム弾性が得られ、高温下での封止性能の安定した封口
体を提供できるジクミルパーオキシドが望ましい。ま
た、過酸化物加硫以外の加硫方法では、高温下で長時間
放置したときのゴム弾性の低下が著しいため、十分な封
止性が得られない。As the sealing body, an elastic body obtained by adding 1 to 20 parts of a peroxide as a vulcanizing agent to a butyl rubber polymer made of a copolymer of isobutylene, isoprene and divinylbenzene is preferable. As the peroxide, dicumyl peroxide is desirable because it can provide sufficient rubber elasticity and can provide a sealing body with stable sealing performance at high temperatures. In addition, vulcanization methods other than peroxide vulcanization do not provide sufficient sealability because the rubber elasticity significantly decreases when left at high temperature for a long time.
【0019】以下、実施例により本発明を更に詳細に説
明するが、本発明はこれに限定されるものではない。Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.
【0020】実施例で使用した駆動用電解液の組成は以
下の通りである。 電解液A;γ−ブチロラクトン 100部 フタル酸モノ1−メチル−1,8−ジアザビシクロ [5,4,0]ウンデセン−7 30部 p−ニトロ安息香酸 1部 以上の化合物を混合、溶解したもの。The composition of the driving electrolytic solution used in the examples is as follows. Electrolyte solution A: γ-butyrolactone 100 parts Mono 1-methyl-1,8-diazabicyclo [5,4,0] undecene-7 phthalate 30 parts p-Nitrobenzoic acid 1 part The above compounds are mixed and dissolved.
【0021】 電解液B;γ−ブチロラクトン 100部 フタル酸モノ1−メチル−1,5−ジアザビシクロ [4,3,0]ノネン−5 30部 モノブチルリン酸エステル 1部 以上の化合物を混合、溶解したもの。Electrolyte solution B: γ-butyrolactone 100 parts Mono 1-methyl-1,5-diazabicyclo [4,3,0] nonene-5 phthalate 30 parts Monobutyl phosphate ester 1 part The above compounds are mixed and dissolved. .
【0022】 電解液C;γ−ブチロラクトン 100部 マレイン酸モノ1,2,3−トリメチルイミダゾリニウム 30部 p−ニトロ安息香酸 1部 以上の化合物を混合、溶解したもの。Electrolyte C: γ-butyrolactone 100 parts Mono 1,2,3-trimethylimidazolinium maleate 30 parts p-nitrobenzoic acid 1 part A mixture of the above compounds mixed and dissolved.
【0023】 電解液D;γ−ブチロラクトン 100部 フタル酸モノ1,2,3,4−テトラメチルイミダゾリニウム 30部 p−ニトロ安息香酸 1部 モノブチルリン酸エステル 1部 以上の化合物を混合、溶解したもの。Electrolyte D; γ-butyrolactone 100 parts Mono 1,2,3,4-tetramethylimidazolinium phthalate 30 parts p-nitrobenzoic acid 1 part monobutyl phosphate ester 1 part The above compounds were mixed and dissolved. thing.
【0024】 電解液E;γ−ブチロラクトン 90部 エチレングリコール 10部 フタル酸モノ1,3−ジメチル−2−エチルイミダゾリニウム 30部 p−ニトロ安息香酸 1部 以上の化合物を混合、溶解したもの。Electrolyte E; γ-butyrolactone 90 parts Ethylene glycol 10 parts Mono 1,3-dimethyl-2-ethylimidazolinium phthalate 30 parts p-Nitrobenzoic acid 1 part The above compounds are mixed and dissolved.
【0025】 電解液F;γ−ブチロラクトン 100部 フタル酸モノ1,3,4−トリメチル−2−エチル イミダゾリニウム 30部 ホウ酸 1部 マンニット 2部 以上の化合物を混合、溶解したもの。Electrolyte solution F: γ-butyrolactone 100 parts Mono 1,3,4-trimethyl-2-ethyl imidazolate phthalate 30 parts Boric acid 1 part Mannit 2 parts The above compounds are mixed and dissolved.
【0026】 電解液G;γ−ブチロラクトン 100部 フタル酸モノ1,3−ジメチル−2−ヘプチル イミダゾリニウム 30部 ホウ酸 1部 グリセリン 2部 以上の化合物を混合、溶解したもの。Electrolyte G; γ-butyrolactone 100 parts Mono 1,3-dimethyl-2-heptyl phthalate imidazolinium 30 parts Boric acid 1 part Glycerin 2 parts The above compounds are mixed and dissolved.
【0027】 電解液H;γ−ブチロラクトン 100部 フタル酸モノ1,3−ジメチル−(−3’ヘプチル) イミダゾリニウム 30部 p−ニトロフェノール 1部 以上の化合物を混合、溶解したもの。Electrolyte H: γ-butyrolactone 100 parts Mono 1,3-dimethyl-(-3′heptyl) phthalate imidazolinium 30 parts p-nitrophenol 1 part The above compounds are mixed and dissolved.
【0028】 電解液I;γ−ブチロラクトン 100部 フタル酸モノ1,2,3−トリメチル− 1,4,5,6−テトラヒドロピリミジウム 30部 p−ニトロ安息香酸 1部 以上の化合物を混合、溶解したもの。Electrolyte solution I: γ-butyrolactone 100 parts Mono 1,2,3-trimethyl-1,4,5,6-tetrahydropyrimidinium phthalate 30 parts p-nitrobenzoic acid 1 part Mix the above compounds, Melted.
【0029】 電解液J;γ−ブチロラクトン 100部 フタル酸モノ1,3−ジメチルイミダゾリウム 30部 p−ニトロ安息香酸 1部 以上の化合物を混合、溶解したもの。Electrolyte solution J: γ-butyrolactone 100 parts Mono-1,3-dimethylimidazolium phthalate 30 parts p-nitrobenzoic acid 1 part A mixture of the above compounds.
【0030】 電解液K;γ−ブチロラクトン 100部 マレイン酸モノ1,3−ジメチルベンゾイミダゾリウム 30部 p−ニトロ安息香酸 1部 以上の化合物を混合、溶解したもの。Electrolyte solution K: γ-butyrolactone 100 parts Mono-1,3-dimethylbenzimidazole maleate 30 parts p-nitrobenzoic acid 1 part A mixture of the above compounds mixed and dissolved.
【0031】 電解液L;γ−ブチロラクトン 100部 フタル酸モノテトラメチルアンモニウム 30部 p−ニトロ安息香酸 1部 以上の化合物を混合、溶解したもの。Electrolyte L; γ-butyrolactone 100 parts Monotetramethylammonium phthalate 30 parts p-Nitrobenzoic acid 1 part A mixture of the above compounds mixed and dissolved.
【0032】実施例で使用したブチルゴム封口体の配合
は以下の通りである。 封口体A;[過酸化物加硫] イソブチレンとイソプレンおよびジビニルベンゼンとの
共重合体からなるブチルゴムポリマー100部に対し
て、加硫剤としてジクミルパーオキサイド5部を添加し
たもの。The composition of the butyl rubber sealing body used in the examples is as follows. Sealing body A: [Peroxide vulcanization] One obtained by adding 5 parts of dicumyl peroxide as a vulcanizing agent to 100 parts of a butyl rubber polymer composed of a copolymer of isobutylene, isoprene and divinylbenzene.
【0033】封口体B;[硫黄加硫] イソブチレンとイソプレンの共重合体からなるブチルゴ
ムポリマー100部に対して、加硫剤として硫黄2部を
添加したもの。Seal B: [Sulfur Vulcanization] 100 parts of a butyl rubber polymer composed of a copolymer of isobutylene and isoprene to which 2 parts of sulfur is added as a vulcanizing agent.
【0034】(実施例1)陽極箔と陰極箔との間にマニ
ラ繊維のセパレータを介在させて巻回することにより構
成した巻回形のコンデンサ素子に、電解液Aを含浸さ
せ、そしてこのコンデンサ素子を封口体Aと共に有底円
筒状のアルミ製の金属ケース内に封入した後、金属ケー
スの開口部をカーリング処理により封止して、定格電圧
35V−静電容量2200μFのアルミ電解コンデンサ
を得た。(Example 1) A wound type capacitor element constituted by winding a manila fiber separator between an anode foil and a cathode foil was impregnated with an electrolytic solution A, and this capacitor was used. After encapsulating the element together with the sealing body A in a bottomed cylindrical metal case made of aluminum, the opening of the metal case is sealed by curling to obtain an aluminum electrolytic capacitor having a rated voltage of 35 V and a capacitance of 2200 μF. It was
【0035】(実施例2)電解液として電解液Bを用い
た以外は実施例1と同様にした。 (実施例3)電解液として電解液Cを用いた以外は実施
例1と同様にした。Example 2 The same as Example 1 except that the electrolytic solution B was used as the electrolytic solution. (Example 3) The same procedure was performed as in Example 1 except that the electrolytic solution C was used as the electrolytic solution.
【0036】(実施例4)電解液として電解液Dを用い
た以外は実施例1と同様にした。 (実施例5)電解液として電解液Eを用いた以外は実施
例1と同様にした。(Example 4) The procedure of Example 1 was repeated except that the electrolytic solution D was used as the electrolytic solution. (Example 5) The same procedure as in Example 1 was performed except that the electrolytic solution E was used as the electrolytic solution.
【0037】(実施例6)電解液として電解液Fを用い
た以外は実施例1と同様にした。 (実施例7)電解液として電解液Gを用いた以外は実施
例1と同様にした。Example 6 The same as Example 1 except that the electrolytic solution F was used as the electrolytic solution. (Example 7) The same procedure was performed as in Example 1 except that the electrolytic solution G was used as the electrolytic solution.
【0038】(実施例8)電解液として電解液Hを用い
た以外は実施例1と同様にした。 (実施例9)電解液として電解液Iを用いた以外は実施
例1と同様にした。(Example 8) The same procedure as in Example 1 was carried out except that electrolytic solution H was used as the electrolytic solution. (Example 9) The same procedure as in Example 1 was performed except that the electrolytic solution I was used as the electrolytic solution.
【0039】(実施例10)電解液として電解液Jを用
いた以外は実施例1と同様にした。 (実施例11)電解液として電解液Kを用いた以外は実
施例1と同様にした。Example 10 The procedure of Example 1 was repeated except that the electrolyte solution J was used as the electrolyte solution. (Example 11) The procedure of Example 1 was repeated except that the electrolytic solution K was used as the electrolytic solution.
【0040】(比較例1)電解液として電解液Lを用い
た以外は実施例1と同様にした。 (比較例2)封口体として封口体Bを用いた以外は実施
例1と同様にした。(Comparative Example 1) The procedure of Example 1 was repeated except that the electrolytic solution L was used as the electrolytic solution. (Comparative Example 2) The procedure of Example 1 was repeated except that the sealing body B was used as the sealing body.
【0041】実施例1〜11および比較例1〜2のアル
ミ電解コンデンサに逆電圧−2.0Vを印加し、125
℃で2000時間の高温負荷試験を行った。その試験結
果を(表1),(表2)に示した。なお、試験数は各実
施例および比較例とも20個ずつである。A reverse voltage of -2.0 V was applied to the aluminum electrolytic capacitors of Examples 1 to 11 and Comparative Examples 1 and 2 to obtain 125
A high temperature load test was performed at 2000C for 2000 hours. The test results are shown in (Table 1) and (Table 2). The number of tests is 20 in each of the examples and comparative examples.
【0042】[0042]
【表1】 [Table 1]
【0043】[0043]
【表2】 [Table 2]
【0044】この(表1),(表2)から明らかなよう
に、本発明の実施例1〜11の構成によるアルミ電解コ
ンデンサは、比較例1〜2のアルミ電解コンデンサと比
較して、過大な逆電圧印加時の漏液の抑制に対して有効
なものである。すなわち、アルキル置換アミジン基を有
する化合物の4級塩を電解質として用いた電解液と、ブ
チルゴムポリマーに、加硫剤として過酸化物を添加して
なる封口体との組み合わせにより、過大な逆電圧印加時
にも信頼性の高いアルミ電解コンデンサを得ることがで
きた。As is clear from (Table 1) and (Table 2), the aluminum electrolytic capacitors having the configurations of Examples 1 to 11 of the present invention are excessive compared with the aluminum electrolytic capacitors of Comparative Examples 1 and 2. It is effective for suppressing liquid leakage when a reverse voltage is applied. That is, an excessive reverse voltage is applied by combining an electrolytic solution using a quaternary salt of a compound having an alkyl-substituted amidine group as an electrolyte and a sealing body formed by adding a peroxide as a vulcanizing agent to a butyl rubber polymer. At times, we were able to obtain a highly reliable aluminum electrolytic capacitor.
【0045】[0045]
【発明の効果】以上のように本発明のアルミ電解コンデ
ンサは、(1)駆動用電解液としてγ−ブチロラクトン
を含む有機溶媒にフタル酸および/またはマレイン酸の
アルキル置換アミジン基を有する化合物の4級塩を電解
質として溶解してなる電解液を用いているため、電解液
中での電気分解反応により水酸化物イオンが生じた場合
にも、水酸化物イオンとN−C−Nのアミジン基との反
応、分解開環により速やかに電解生成物が消失すること
になり、これにより、テトラアルキルアンモニウム塩を
電解質として用いた場合と比較して、過大な逆電圧印加
時等に生じ易い電気分解反応の影響を軽減することがで
きるため、コンデンサの封口性能を高めることができ
る。(2)封口体に用いる過酸化物加硫ブチルゴムは熱
的な安定性に優れているため、硫黄加硫処理したブチル
ゴムなどと比較して、アルミ電解コンデンサを高温下で
長時間使用した場合にも封止力(ゴム弾性)の低下が少
なく、長期にわたって安定な封止性能を得ることがで
き、これにより、内圧上昇時に生じ易い封口部からの電
解液の漏液を抑制することができる。As described above, the aluminum electrolytic capacitor of the present invention comprises (1) a compound having an alkyl-substituted amidine group of phthalic acid and / or maleic acid in an organic solvent containing γ-butyrolactone as a driving electrolyte. Since an electrolytic solution in which a graded salt is dissolved as an electrolyte is used, even when hydroxide ion is generated by an electrolytic reaction in the electrolytic solution, the hydroxide ion and the N—C—N amidine group are used. As a result, electrolysis products disappear promptly due to the reaction with and decomposition ring-opening, which causes electrolysis which tends to occur when an excessive reverse voltage is applied, as compared with the case where a tetraalkylammonium salt is used as an electrolyte. Since the influence of the reaction can be reduced, the sealing performance of the capacitor can be improved. (2) Since peroxide-vulcanized butyl rubber used for the sealing body has excellent thermal stability, it can be used when an aluminum electrolytic capacitor is used at high temperature for a long time as compared with sulfur-vulcanized butyl rubber. In addition, the sealing force (rubber elasticity) is not significantly reduced, and stable sealing performance can be obtained for a long period of time, whereby leakage of the electrolytic solution from the sealing portion, which tends to occur when the internal pressure rises, can be suppressed.
【0046】このように上記(1)および(2)の項目
の相乗効果により、コンデンサに逆電圧が印加された際
に生じ易い電解液の電気分解反応の影響を少なくするこ
とができると共に、高温下でも安定な封止力を維持する
ことができて電解液の外部への漏液を防止することがで
きるものである。As described above, due to the synergistic effect of the above items (1) and (2), it is possible to reduce the influence of the electrolysis reaction of the electrolytic solution which tends to occur when a reverse voltage is applied to the capacitor, and to increase the temperature. Even under the condition, the stable sealing force can be maintained and the leakage of the electrolytic solution to the outside can be prevented.
Claims (3)
巻回し、かつ駆動用電解液を含浸させてなるコンデンサ
素子と、このコンデンサ素子を収容する有底筒状の金属
ケースと、この金属ケースの開口部の封口を行う封口体
とを備え、前記駆動用電解液としてγ−ブチロラクトン
を含む有機溶媒にフタル酸および/またはマレイン酸の
アルキル置換アミジン基を有する化合物の4級塩を電解
質として溶解してなる電解液を用い、かつ前記封口体と
してイソブチレンとイソプレンおよびジビニルベンゼン
の共重合体からなるブチルゴムポリマーに、加硫剤とし
て過酸化物を添加してなる弾性体を用いたアルミ電解コ
ンデンサ。1. A capacitor element in which an anode foil and a cathode foil are wound together with a separator and impregnated with a driving electrolytic solution, a cylindrical metal case having a bottom for housing the capacitor element, and an opening of the metal case. And a quaternary salt of a compound having an alkyl-substituted amidine group of phthalic acid and / or maleic acid as an electrolyte in an organic solvent containing γ-butyrolactone as the driving electrolytic solution. An aluminum electrolytic capacitor using the electrolytic solution described above and an elastic body obtained by adding a peroxide as a vulcanizing agent to a butyl rubber polymer composed of a copolymer of isobutylene, isoprene and divinylbenzene as the sealing body.
の4級塩が、炭素数1〜11のアルキル基またはアリー
ルアルキル基で4級化されたイミダゾリン化合物、イミ
ダゾール化合物、ベンゾイミダゾール化合物、脂環式ピ
リミジン化合物から選ばれる1種以上である請求項1記
載のアルミ電解コンデンサ。2. An imidazoline compound, an imidazole compound, a benzimidazole compound, an alicyclic pyrimidine in which a quaternary salt of a compound having an alkyl-substituted amidine group is quaternized with an alkyl group having 1 to 11 carbon atoms or an arylalkyl group. The aluminum electrolytic capacitor according to claim 1, which is one or more selected from compounds.
の4級塩が、1−メチル−1,8−ジアザビシクロ
[5,4,0]ウンデセン−7、1−メチル−1,5−
ジアザビシクロ[4,3,0]ノネン−5、1,2,3
−トリメチルイミダゾリニウム、1,2,3,4−テト
ラメチルイミダゾリニウム、1,3−ジメチル−2−エ
チル−イミダゾリニウム、1,3,4−トリメチル−2
−エチルイミダゾリニウム、1,3−ジメチル−2−ヘ
プチルイミダゾリニウム、1,3−ジメチル−2−(−
3’ヘプチル)イミダゾリニウム、1,3−ジメチル−
2−ドデシルイミダゾリニウム、1,2、3−トリメチ
ル−1,4,5,6−テトラヒドロピリミジウム、1,
3−ジメチルイミダゾリウム、1,3−ジメチルベンゾ
イミダゾリウムから選ばれる1種以上である請求項1ま
たは2記載のアルミ電解コンデンサ。3. A quaternary salt of a compound having an alkyl-substituted amidine group is 1-methyl-1,8-diazabicyclo [5,4,0] undecene-7,1-methyl-1,5-.
Diazabicyclo [4,3,0] nonene-5,1,2,3
-Trimethylimidazolinium, 1,2,3,4-tetramethylimidazolinium, 1,3-dimethyl-2-ethyl-imidazolinium, 1,3,4-trimethyl-2
-Ethylimidazolinium, 1,3-dimethyl-2-heptylimidazolinium, 1,3-dimethyl-2-(-
3'heptyl) imidazolinium, 1,3-dimethyl-
2-dodecylimidazolinium, 1,2,3-trimethyl-1,4,5,6-tetrahydropyrimidinium, 1,
The aluminum electrolytic capacitor according to claim 1 or 2, which is one or more selected from 3-dimethylimidazolium and 1,3-dimethylbenzimidazolium.
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|---|---|---|---|
| JP12784395A JP3220620B2 (en) | 1995-05-26 | 1995-05-26 | Aluminum electrolytic capacitor |
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