專利名稱：電解電容器用電解液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電解電容器，特別是涉及在具有高頻低電阻特性且中高壓下的特性穩(wěn)定的電解電容器中使用的電解電容器用電解液。
背景技術(shù)：
電解電容器按如下而構(gòu)成將在鋁或鉭等在表面形成有絕緣性的氧化覆膜的閥金屬用作陽極電極箔，將上述氧化覆膜層作為電介質(zhì)，使成為電解質(zhì)層的電解液與該氧化覆膜層的表面接觸，進(jìn)而，配置通常稱為陰極的集電用的電極箔。電解電容器用電解液如上直接與電介質(zhì)層接觸，作為真正的陰極起作用。即，電解液介于電解電容器的電介質(zhì)和集電陰極之間，將電解液的電阻成分串聯(lián)插入電解電容器。因此，該電解液的特性成為左右電解電容器特性的大的主要原因。 在電解電容器的現(xiàn)有技術(shù)中，作為用于中高壓用電解電容器的電解液，為了謀求中高電壓中的特性的穩(wěn)定化，作為耐電壓高且電極箔的劣化小的電解液，一般使用以乙二醇作為溶劑并將壬二酸、癸二酸、I-甲基-壬二酸、I, 6-癸二酸或它們的鹽用作溶質(zhì)的電解液?？墒牵陙?，為了應(yīng)對(duì)高頻，在電源的一次側(cè)裝入功率因數(shù)校正電路，隨之，期望一種可耐受大的高頻紋波電流的中高壓用高頻低電阻電解電容器。以往，作為電解電容器的高頻中的低電阻化的方法，通過降低電解液的電阻率進(jìn)行應(yīng)對(duì)。作為降低電解液的電阻率的方法，已知在電解液中大量混合水的方法。(專利文獻(xiàn)I)但是，若使用大量含有水的物質(zhì)作為中高壓電解電容器用電解液，則在進(jìn)行高溫放置試驗(yàn)的情況下，中高壓電解電容器用陽極電極箔的氧化覆膜由于電解液中的水而溶解(水合劣化)，靜電容量值相對(duì)于初始特性而增大，另外，耐壓下降等，作為電解電容器的可靠性下降。作為這樣的減緩電極箔的水合劣化的方法，已知添加抑制電極箔和水的水合反應(yīng)的添加劑的方法。(專利文獻(xiàn)2)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本特開平11-145004號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 :日本特開2002-164260號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題但是，在如專利文獻(xiàn)2那樣的中高壓用電解電容器中，若使水的混合量比10wt%多，則添加劑對(duì)于電極箔的水合反應(yīng)抑制效果不充分，因此，一直以來，在中高壓用電解電容器中，無法使水的添加比10被％多，無法充分地降低高頻中的電阻。因此，未提出電解電容器，其在中高壓用電解電容器中，可得到高頻下的充分的低電阻特性，而且可靠性高。因此，本發(fā)明的目的在于提供電解電容器，其在中高壓用電解電容器中，為高頻低電阻，而且可靠性也良好。用于解決課題的手段本發(fā)明為了解決上述課題而進(jìn)行了潛心研究，明確了 作為其中之一的實(shí)施方式，通過在電解液中添加通式HOOC(CH2)nC00H(式中，η表示9 11的整數(shù)。)所示的直鏈的飽和二羧酸，形成被認(rèn)為該直鏈的飽和二羧酸所具有的兩個(gè)羧酸的羥基(-0Η基)的氧配位鍵合于電極箔表面的鋁的疏水性覆膜，該疏水性覆膜抑制電極箔和水的水合反應(yīng)，由此，可在電解液中添加大量的水；明確了 通過添加該直鏈的飽和二羧酸，在向乙二醇添加有大量的水的溶劑中溶解壬二酸、癸二酸、I-甲基-壬二酸、1，6-癸二酸或它們的鹽而成的中高壓用電解液中，具有低電阻率特性，通過抑制電極箔的水合劣化，可良好地保持電解電容器的壽命特性。
S卩，本發(fā)明的一實(shí)施方式的電解電容器用電解液為一種電解電容器用電解液，其中，在乙二醇和全部電解液的15 50wt%的水中溶解壬二酸、癸二酸、I-甲基-壬二酸、
I,6-癸二酸及其鹽中的至少一種作為溶質(zhì)，添加通式H00C (CH2) nC00H (式中，η表示9 11的整數(shù)。)所示的直鏈的飽和二羧酸，從而將疏水性覆膜形成于電極箔。進(jìn)而，明確了 對(duì)本發(fā)明而言，作為另一實(shí)施方式，通過在電解液中添加脂肪酸烷醇酰胺，形成被認(rèn)為該脂肪酸烷醇酰胺所具有的氮或醇的部分羥基(-0Η基)的氧與電極箔表面的鋁配位鍵合的疏水性覆膜，該疏水性覆膜抑制電極箔和水的水合反應(yīng)，由此，可在電解液中添加大量的水，明確通過添加脂肪酸烷醇酰胺，在向乙二醇添加大量的水的溶劑中溶解壬二酸、癸二酸、I-甲基-壬二酸、1，6-癸二酸、或它們的鹽而成的中高壓用電解液中，具有低電阻率特性，通過抑制電極箔的水合劣化，可良好地保持電解電容器的壽命特性。S卩，本發(fā)明的另一實(shí)施方式的電解電容器用電解液為一種電解電容器用電解液，其在乙二醇和全部電解液的15 50wt%的水中溶解壬二酸、癸二酸、I-甲基-壬二酸、1,6-癸二酸、及其鹽中的至少一種作為溶質(zhì)，添加脂肪酸烷醇酰胺，從而將疏水性覆膜形成于電極箔。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，提供一種電解電容器，其中，在中高壓電解電容器用電解液中，通過在電解液中添加上述的n=9 11的直鏈的飽和二羧酸或脂肪酸烷醇酰胺，形成被認(rèn)為它們配位鍵合于電極箔表面的疏水性覆膜，該疏水性覆膜抑制電極箔和水的水合反應(yīng)，由此，可在電解液中添加大量的水，通過使用兼具低電阻化和可靠性的電解液，電解電容器在中高壓用電解電容器中為高頻低電阻，而且可靠性也良好。
具體實(shí)施例方式(第一實(shí)施方式)作為本發(fā)明的第一實(shí)施方式的電解電容器用電解液，使用在乙二醇和全部電解液的15 50wt%的水中溶解壬二酸、癸二酸、I-甲基-壬二酸、1,6-癸二酸及其鹽中的至少一種作為溶質(zhì)并添加通式HOOC(CH2)nC00H(式中，η表示9 11的整數(shù)。)所示的直鏈的飽和二羧酸而成的電解電容器用電解液。
通式HOOC (CH2)nC00H(式中，η表示9 11的整數(shù)。)所示的直鏈的飽和二羧酸的添加量為全部電解液的O. lwt%以上，優(yōu)選為O. 5wt%以上，具有良好的電極箔的水合劣化抑制效果，低于該范圍時(shí)，水合劣化的抑制效果變低。另外，該直鏈的飽和二羧酸即使添加至溶解界限附近也可得到低電阻的電解電容器用電解液。水的含量為15 50wt%，優(yōu)選為15 35wt%，低于該范圍時(shí)，無法得到充分的電阻率降低效果，若超過該范圍，則無法抑制電極箔的水合劣化。作為用于本發(fā)明的電解液的壬二酸、癸二酸、I-甲基-壬二酸、1,6-癸二酸的鹽，除銨鹽以外，可例示甲胺、乙胺、叔丁 胺、正丙基胺等伯胺鹽、二甲基胺、乙基甲基胺、二乙基胺、二正丙基胺、二異丙基胺等仲胺鹽、三正丙基胺、三甲基胺、三乙胺、三正丁基胺、二甲基乙胺等叔胺鹽、二乙醇胺、三乙醇胺、萘二胺、芐胺等鹽，但若特別使用仲胺鹽，則發(fā)現(xiàn)更加良好的水合抑制效果。另外，若添加選自由聚氧乙烯甘油、聚甘油、甘油構(gòu)成的多元醇中的一種或兩種以上，則火花電壓上升。而且，若添加選自由硝基苯甲酸、硝基苯酚、硝基苯甲醚構(gòu)成的硝基化合物中的一種或兩種以上，則可降低使用該電解液的電解電容器的內(nèi)壓上升，使電解電容器的高溫壽命特性提聞。(實(shí)施例)以下，通過實(shí)施例進(jìn)一步具體地說明本發(fā)明的第一實(shí)施方式。(表I)對(duì)于本發(fā)明的第一實(shí)施方式的實(shí)施例、比較例，不出電解電容器用電解液的組成和電阻率。[表 I]
電解液組成(wt%) ΓΤ7Τ" ------電阻率
乙二醇水 壬二酸^ ^ ^⑴·岫
比較例 I88__5__6____I__671
實(shí)施例 I78__15__6____I__480
實(shí)施例 I68__25__6____I__329
實(shí)施例 369__25__6__I____268
實(shí)施例 469__25__6___I___322
比較例 269__25__6_____359
實(shí)施例 558__35__6____I__227
實(shí)施例 643__50__6____I__130
比較例 333 I 60 I 6I I I 79接著，對(duì)經(jīng)由電解紙卷繞陽極箔和陰極箔的電容器元件含浸(表I)中所示的電解液，制作450ν-6.8μΡ(Φ10Χ20πιπιυ的電解電容器。另外，使用比較例3的電解液的電解電容器耐壓低，因此，將制造電解電容器的老化(ageing)工序中的施加電壓設(shè)為300V進(jìn)行制作。而且，測(cè)定這些電解電容器的初始靜電容量特性后，確認(rèn)高溫?zé)o負(fù)荷試驗(yàn)(105°C、放置1000小時(shí))后的靜電容量特性的變化率。將上述試驗(yàn)的結(jié)果示于(表2)。
[表2]
權(quán)利要求
1.電解電容器用電解液，其特征在于，在乙二醇和全部電解液的15 50wt%的水中溶解壬二酸、癸二酸、I-甲基-壬二酸、1，6-癸二酸及其鹽中的至少一種作為溶質(zhì)，添加由通式(化學(xué)式I)所示的直鏈的飽和二羧酸，從而在電極箔形成疏水性覆膜， (化學(xué)式I)HOOC (CH2)nCOOH 式中，η表示9 11的整數(shù)。
2.電解電容器用電解液，其特征在于，在乙二醇和全部電解液的15 50wt%的水中溶解壬二酸、癸二酸、I-甲基-壬二酸、1，6-癸二酸及其鹽中的至少一種作為溶質(zhì)，添加脂肪酸烷醇酰胺，從而在電極箔形成疏水性覆膜。
3.電解電容器用電解液，其特征在于，在乙二醇和全部電解液的15 50wt%的水中溶解壬二酸、癸二酸、I-甲基-壬二酸、1，6-癸二酸及其鹽中的至少一種作為溶質(zhì)，添加由通式(化學(xué)式I)所示的直鏈的飽和二羧酸及脂肪酸烷醇酰胺，從而在電極箔形成疏水性覆膜， (化學(xué)式I)HOOC (CH2)nCOOH 式中，η表示9 11的整數(shù)。
4.如權(quán)利要求2或3所述的電解電容器用電解液，其特征在于，作為所述脂肪酸烷醇酰胺，使用月桂酸二乙醇酰胺。
5.電解電容器，其特征在于，使用權(quán)利要求I 4中任一項(xiàng)所述的電解電容器用電解液。
6.電解電容器，其特征在于，包括在乙二醇和全部電解液的15 50wt%的水中溶解壬二酸、癸二酸、I-甲基-壬二酸、1，6-癸二酸、及其鹽中的至少一種作為溶質(zhì)的電解液，和形成了含有脂肪酸烷醇酰胺的疏水性覆膜的電極箔。
全文摘要
本發(fā)明提供可兼具低電阻化和高可靠性、利用中高壓電解電容器用電解液，在中高壓用電解電容器中為高頻低電阻，進(jìn)而可靠性也良好的電解電容器。通過在中高壓電解電容器用電解液中添加通式HOOC(CH2)nCOOH(式中，n表示9～11的整數(shù)。)所示的直鏈的飽和二羧酸，從而在電極箔表面形成疏水性覆膜，該疏水性覆膜抑制電極箔和水的水合反應(yīng)，由此，可在電解液中添加大量的水，另外，在以乙二醇作為主要成分的溶劑中溶解壬二酸、癸二酸、1-甲基-壬二酸、1,6-癸二酸或它們的鹽而成的中高壓用電解液中，具有低電阻率特性，通過抑制電極箔的水合劣化，可良好地保持電解電容器的壽命特性。
文檔編號(hào)H01G9/035GK102834882SQ201180016008
公開日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2011年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月26日
發(fā)明者川上淳一, 坂倉正郎, 小澤正 申請(qǐng)人:日本貴彌功株式會(huì)社