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電解電容器用電解液和使用其的電解電容器的制作方法

文檔序號(hào):6902167閱讀:129來源:國知局

專利名稱::電解電容器用電解液和使用其的電解電容器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
:本發(fā)明涉及具有特別出色的耐熱特性、高波紋電流特性的長壽命的電解電容器和用于其的電解液。
背景技術(shù)
:近年來,隨著電子設(shè)備的小型化、高性能化的進(jìn)展,對(duì)于在電子設(shè)備的電源電路中使用的電解電容器,也要求具有所謂高耐熱性、高波紋電流特性、長壽命的高可靠性。特別是對(duì)于作為電解電容器的主要構(gòu)成要素之一的電解液,要求針對(duì)高溫環(huán)境下的使用具有出色的特性。圖3表示作為以往的電解電容器之一的徑向?qū)Ь€型的鋁電解電容器的剖視圖。該鋁電解電容器是由電容器元件102、有底筒狀的殼體103、封口材料104和未圖示的電解液構(gòu)成。電容器元件102是通過巻繞分別被外部引出用的導(dǎo)線101連接的陽極箔和陰極箔、以及介于陽極箔和陰極箔之間的隔離件(未圖示)而成的。殼體103收容有浸含電解液的電容器元件102。在封口材料104上設(shè)置有使導(dǎo)線101插通的貫通孔104A。封口材料104對(duì)殼體103的開口部進(jìn)行密封。另外,電解液如通式(A)所示構(gòu)成為含有在主鏈的碳的兩個(gè)末端具有羧基和作為取代基的垸基的羧酸。HOOC—CH—(CH2)m—CH—COOHII(A)R1R2(m為自然數(shù))在通常的電解液的構(gòu)成中,有時(shí)會(huì)含有具有羧基的化合物作為龜解質(zhì)。在這樣的情況下,在高溫環(huán)境下,該羧基和作為溶劑的乙二醇等醇容易發(fā)生酯化反應(yīng)。該產(chǎn)物繼續(xù)與在通常的電解液中含有的氨或胺等發(fā)生酰胺化反應(yīng)。通過如此生成的化合物,電解液的電導(dǎo)率經(jīng)時(shí)地大幅度降低。其結(jié)果,電解電容器的等效串聯(lián)電阻(以下稱為ESR)明顯增大,無法提高波紋電流特性,或長壽命化。與此相對(duì),通式(A)所示的構(gòu)成的羧酸在主鏈的碳的兩個(gè)末端具有羧基和作為取代基的烷基(Rl、R2)。由此,在含有這樣的羧酸作為電解質(zhì)的電解液中,垸基近鄰羧基而出現(xiàn)空間位阻,抑制羧基和作為溶劑的乙二醇等醇的反應(yīng)。由此,上述的酯化反應(yīng)以及酰胺化反應(yīng)受到抑制,可以防止高溫環(huán)境下電解液的經(jīng)時(shí)電導(dǎo)率降低。其結(jié)果,可以提供抑制電解電容器的ESR的增大且具有高耐熱特性、高波紋電流特性的長壽命的電解電容器。這樣的以往的技術(shù)在例如特開2005—5336號(hào)公報(bào)中被公開。但是,即便在使用了含有如通式(A)所示的構(gòu)成的羧酸作為電解質(zhì)的電解液的情況下,也無法充分抑制高溫環(huán)境下ESR的經(jīng)時(shí)性增大。特別是每50120Hz的低頻區(qū)域下的ESR變化依然較大,無法實(shí)現(xiàn)具有高耐熱特性、高波紋電流特性的長壽命的電解電容器。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于,提供一種抑制高溫環(huán)境下的ESR的經(jīng)時(shí)性增大且具有高耐熱特性、高波紋電流特性的長壽命的電解電容器和實(shí)現(xiàn)其的電解液。本發(fā)明的電解電容器用電解液含有溶劑和溶解于該溶劑的電解質(zhì)。該電解質(zhì)含有結(jié)合有羧基和至少一個(gè)以上的取代基的羧酸、和該羧酸的鹽中的至少任意一種。該羧酸具有含兩個(gè)末端的碳的直鏈狀的主鏈,末端的碳上結(jié)合有取代基。該取代基是親水性的,以及/或在構(gòu)成主鏈的碳的兩個(gè)末端以外的碳的至少任意一個(gè)上結(jié)合有親水性的取代基。在使用了該電解液的本發(fā)明的電解電容器中,在構(gòu)成主鏈的末端的碳上結(jié)合的取代基近鄰羧基而會(huì)發(fā)生空間位阻,抑制羧基的酯化反應(yīng)以及酰胺化反應(yīng)。由此,可以防止高溫環(huán)境下電解液的經(jīng)時(shí)性電導(dǎo)率降低。進(jìn)而,在構(gòu)成主鏈末端的碳上結(jié)合的取代基是親水性的,以及/或在構(gòu)成主鏈的碳的兩個(gè)末端以外的碳的至少任意一個(gè)上結(jié)合有親水性的取代基。即,在構(gòu)成主鏈的碳的至少任意一個(gè)結(jié)合有親水性的取代基。由此,可以降低在羧基的酯化反應(yīng)以及酰胺化反應(yīng)的進(jìn)行中生成的化合物的疏水性。由此,該化合物不會(huì)在電解液中析出,不會(huì)在電極箔界面發(fā)生堆積。其結(jié)果,在電解電容器中,可以抑制高溫環(huán)境下的ESR的經(jīng)時(shí)性增大。圖l是作為本發(fā)明的實(shí)施方式的電解電容器的一例的徑向?qū)Ь€型的鋁電解電容器的剖視圖。圖2是圖l所示的鋁電解電容器的電容器元件的展開立體圖。圖3是作為以往的電解電容器的一例的徑向?qū)Ь€型的鋁電解電容器的剖視圖。具體實(shí)施例方式圖1是表示作為本發(fā)明的第一實(shí)施方式的電解電容器的一例的徑向?qū)Ь€型的鋁電解電容器的構(gòu)成的剖視圖。圖2是該鋁電解電容器的電容器元件的展開立體圖。該鋁電解電容器具有電容器元件12、有底筒狀的殼體13和封口體14。電容器元件12如圖2所示是由陽極箔12A、陰極箔12B、隔離件12C和作為電極引出部的一對(duì)導(dǎo)線ll構(gòu)成的。陽極箔12A、陰極箔12B在表面具有氧化被膜的電介質(zhì)層。隔離件12C介于陽極箔12A和陰極箔12B之間,防止兩者的接觸。導(dǎo)線11具有端部11A、IIB,在端部11A上分別連接有陽極箔12A、陰極箔12B。陽極箔12A、陰極箔12B、隔離件12C被巻繞成巻筒狀而成為大致圓筒形,用絕緣膠帶等(未圖示)將其外周側(cè)面固定。如此形成有電容器元件12。殼體13中收容有浸含電解液(未圖示)的電容器元件12。在封口體14上設(shè)置有插通導(dǎo)線11的貫通孔14A。封口體14是由橡膠等彈性體構(gòu)成,被配置在殼體13的開口部,用通過在外周面收縮殼體13而設(shè)置的收縮加工部13A進(jìn)行壓縮,由此對(duì)殼體13的開口部進(jìn)行密封。電解液中含有溶劑和電解質(zhì)。作為溶劑,可以舉出下述的溶劑的單獨(dú)或2種以上的并用。有水、醇溶劑(乙二醇、丙二醇、1,4一丁二醇、甘油、聚氧亞垸基多元醇等)、酰胺溶劑(N—甲基甲酰胺、N,N—二甲基甲酰胺、N—甲基乙酰胺、N—甲基吡咯烷酮等)、醚溶劑(甲縮醛、1,2—二甲氧基乙烷、l一乙氧基一2甲氧基乙烷、1,2—二乙氧基乙烷等)、腈溶劑(乙腈、3—甲氧基丙腈等)、呋喃溶劑(2,5—二甲氧基四氫呋喃等)、環(huán)丁砜溶劑(環(huán)丁砜、3—甲基環(huán)丁砜、2,4一二甲基環(huán)丁砜等)、內(nèi)酯溶劑(Y—丁內(nèi)酯、Y—戊內(nèi)酯、S—戊內(nèi)酯、3—甲基一1,3—噁唑烷一2—酮、3—乙基一1,3—噁唑烷一2—酮等)、咪唑啉酮溶劑(1,3—二甲基一2—咪唑啉酮等)、碳酸酯溶劑(碳酸亞丙酯、碳酸亞乙酯、碳酸二乙酯、苯乙烯碳酸酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯等)、吡咯垸酮溶劑。其中,優(yōu)選乙二醇、丙二醇、二乙二醇、Y—丁內(nèi)酯、水、環(huán)丁砜的單獨(dú)或2種以上的并用。另外,電解質(zhì)含有羧酸和/或其鹽。詳細(xì)而言,為在構(gòu)成直鏈狀的主鏈的碳的兩個(gè)末端結(jié)合有羧基和至少一個(gè)以上的取代基的羧酸和/或其鹽。在其構(gòu)成主鏈的碳的至少任意一個(gè)上結(jié)合有親水性的取代基。作為具體的結(jié)構(gòu)例子,可以舉出通式(B)所示的結(jié)構(gòu)。HOOC—CH—(CH2)m—CH—(CH2)n—CH—COOHIIImR3R5R4(B)(m、n是自然數(shù))在用通式(B)表示的羧酸中,在位于主鏈的兩個(gè)末端的碳上,即在兩個(gè)羧基的每個(gè)的a位的碳上結(jié)合有取代基R3、R4。取代基R3、R4分別與羧基相鄰,成為抑制羧基的酯化反應(yīng)的空間位阻。作為取代基R3、R4的具體例子,可以舉出羥基、羧基、?;?、羧酯基、烷醚基、碳數(shù)為24的烴基等,它們可以相同,也可以各不相同。另外,取代基R5與構(gòu)成主鏈的碳中主鏈的兩個(gè)末端以外的碳結(jié)合。作為取代基R5的具體例子,可以舉出羥基、羧基、?;?、羧酯基、烷醚基、碳數(shù)為24的烴基等,R3或R4可以相同,也可以不同。其中,可以在主鏈的兩個(gè)末端以外的多個(gè)碳上結(jié)合有取代基R5。另外,在R3、R4、R5為烴基的情況下,可以飽和,也可以不飽和,還可以支化。不過,構(gòu)成主鏈的碳上結(jié)合的取代基當(dāng)中的至少一個(gè)是親水性的取代基。即,在通式(B)中,取代基R3、R4、R5當(dāng)中的至少一個(gè)是親水性的取代基。作為親水性的取代基的具體例子,可以舉出羥基、羧基、?;?、羧酯基、烷醚基等。其中,取代基R3、R4也可能具有作為相鄰的羧基的空間位阻的作用,并且其中的至少一方具有親水性。此時(shí),取代基R5并非必需。另夕卜,優(yōu)選通式(B)中的m、n是自然數(shù),通式(B)中的總碳數(shù)為730。另外,通式(B)的羧酸是在主鏈的兩個(gè)末端的碳上分別具有取代基R3、R4的仲羧酸,但還可以是如通式(C)所示的叔羧酸。R6R7IIHOOC—CH—(CH2)m—CH—(CH2)n—CH—COOHIII(C)R3R5R4(m、n是自然數(shù))在用通式(C)表示的叔羧酸中,在位于主鏈的兩個(gè)末端的碳上,即在兩個(gè)羧基的一個(gè)的a位的碳上結(jié)合有取代基R3、R6,在另一個(gè)的a位的碳上結(jié)合有取代基R4、R7。即,在位于主鏈的兩個(gè)末端的兩個(gè)碳的每個(gè)上分別結(jié)合有兩個(gè)與羧基相鄰的取代基。這些取代基抑制羧基的酯化反應(yīng)以及酰胺化反應(yīng)。作為其空間位阻的效果比仲羧酸大。作為取代基R6、R7的具體例子,與取代基R3、R4—樣,可以舉出羥基、羧基、酰基、羧酯基、垸醚基、碳數(shù)為24的烴基等,R3、R4、R6、R7可以分別相同,也可以各不相同。另外,取代基R5與構(gòu)成主鏈的碳當(dāng)中主鏈的兩個(gè)末端以外的碳相結(jié)合。作為取代基R5的具體例子,可以舉出羥基、羧基、?;?、羧酯基、垸醚基、碳數(shù)為24的烴基等,可以與R3、R4、R6、R7相同,也可以不同。另外,可以在主鏈的兩個(gè)末端以外的多個(gè)碳結(jié)合有取代基R5。其中,在R3、R4、R5、R6、R7為烴基的情況下,可以飽和,也可以不飽和,還可以支化。不過,構(gòu)成主鏈的碳上結(jié)合的取代基當(dāng)中的至少一個(gè)是親水性的取代基。艮卩,在通式(C)中,取代基R3、R4、R5、R6、R7當(dāng)中的至少一個(gè)是親水性的取代基。作為該親水性的取代基的具體例子,可以舉出羥基、羧基、?;?、羧酯基、垸醚基等。R6、R7也可能具有作為相鄰的羧基的空間位阻的作用,且其中的至少任意一個(gè)具有親水性。此時(shí),取代基R5并非必需。另夕卜,優(yōu)選通式(C)中的m、n為自然數(shù),通式(C)中的總碳數(shù)為730。另外,作為通式(B)、通式(C)的羧酸的鹽,可以適當(dāng)使用銨鹽或胺鹽。由此,可以得到高電導(dǎo)率,另外可以抑制與乙二醇等的酯化反應(yīng),抑制高溫下的電導(dǎo)率的下降。作為該銨鹽,除了通常的銨鹽之外,可以舉出季銨鹽。作為具體例子,可以舉出四甲基銨鹽、三甲基乙基銨鹽、二甲基二乙基銨鹽、三乙基甲基銨鹽等。作為胺鹽,可以舉出伯胺鹽、仲胺鹽、叔胺鹽。作為伯胺鹽的具體例子,可以舉出甲胺鹽、乙胺鹽、亞乙基二胺鹽等。作為仲胺鹽的具體例子,可以舉出二甲胺鹽、二乙胺鹽、甲基乙基胺鹽、甲基丙基胺鹽等。作為叔胺鹽的具體例子,可以舉出三甲基胺鹽、二甲基乙基胺鹽、二甲基丙基胺鹽、二乙基甲基胺鹽、三乙基胺鹽、二乙基丙基胺鹽等。其中,以火花電壓的提高、化成性的提高、氣體產(chǎn)生控制等為目的,可以在電解液中以不損失本發(fā)明的電解液的特征的程度含有添加物。作為這樣的添加物,可以舉出壬二酸等二元酸、1,6—癸垸二羧酸、癸二酸、5,6—癸垸二羧酸、1,7—辛垸二羧酸、安息香酸等有機(jī)酸、硼酸等無機(jī)酸等。另外,為了提高熱穩(wěn)定性或耐電壓,可以單獨(dú)或組合添加硼酸銨或甘露醇等。接著,對(duì)如上所述構(gòu)成的本實(shí)施方式中電解液的制備方法進(jìn)行簡單說明。首先,準(zhǔn)備上述醇溶劑如乙二醇等,將其作為溶劑。接著,準(zhǔn)備電解質(zhì)作為溶質(zhì)。該電解質(zhì)是在構(gòu)成主鏈的碳的兩個(gè)末端具有羧基和至少一個(gè)以上的取代基,且其構(gòu)成主鏈的碳的至少任意一個(gè)具有親水性的取代基的羧酸和/或其鹽。使該電解質(zhì)溶解于上述的溶劑。具體而言,使用由通式(B)或通式(C)等表示的化合物。接著,邊參照?qǐng)Dl、圖2邊說明本實(shí)施方式中作為電解電容器的一例的徑向?qū)Ь€型的鋁電解電容器的制造方法。首先,如圖2所示,以一定的寬度和長度切斷陽極箔12A、陰極箔12B和隔離件12C。此外,通過鉚接、超聲波等方法將一對(duì)導(dǎo)線11的一個(gè)端部IIA分別連結(jié)在陽極箔12A和陰極箔12B上。隨后,使隔離件12C介于陽極箔12A和陰極箔12B之間并巻繞成巻筒狀而成為大致圓筒形,用絕緣膠帶等(未圖示)將其外周側(cè)面固定。如此形成電容器元件12。接著,如圖1所示,將電容器元件12連同利用上述的方法制備的電解液一起收容于殼體13中。另一方面,使從電容器元件12引出的一對(duì)導(dǎo)線11分別插通設(shè)置在封口體14上的一對(duì)貫通孔14A。在該狀態(tài)下,將封口體14配置在殼體13的開口部,將導(dǎo)線11的另一個(gè)端部11B向外部導(dǎo)出。隨后,從殼體13的外周側(cè)面軋制而形成收縮加工部13A。如此,密封殼體13的開口部。此外,向?qū)С龅酵獠康膶?dǎo)線ll的端部11B之間施加電壓,進(jìn)行再化成處理(electrochemicaltreatment),制作徑向?qū)Ь€型的鋁電解電容器。再化成處理可以在使電容器元件12浸含電解液之后,并在對(duì)殼體13的開口部進(jìn)行密封之前和/或之后適當(dāng)實(shí)施。本實(shí)施方式的電解液含有在構(gòu)成主鏈的碳的兩個(gè)末端結(jié)合有羧基和至少一個(gè)以上的取代基的羧酸和/或其鹽。該取代基與羧基鄰近而成為空間位阻,抑制羧基的酯化反應(yīng)以及酰胺化反應(yīng)。由此,在高溫環(huán)境下電解液的經(jīng)時(shí)性電導(dǎo)率降低被防止。進(jìn)而,在構(gòu)成主鏈的碳當(dāng)中的至少任意一個(gè)上結(jié)合有親水性的取代基。由此,在羧基的酯化反應(yīng)以及酰胺化反應(yīng)的進(jìn)行中生成的化合物的疏水性被降低,該化合物在電解液中的析出受到抑制。由此,進(jìn)一步防止高溫環(huán)境下電解電容器的經(jīng)時(shí)性的ESR增大。另外,優(yōu)選使在構(gòu)成主鏈的碳的兩個(gè)末端、與羧基一起結(jié)合的取代基作為碳數(shù)24的烴基、羥基、羧基、酰基、羧酯基、垸醚基的任意一種。由此,在與構(gòu)成主鏈的碳的兩個(gè)末端上結(jié)合的羧基相鄰的位置發(fā)揮空間位阻的功能,可以有效防止酯化以及酰胺化反應(yīng)。另外,優(yōu)選使親水性的取代基為羥基、羧基、?;?、羧酯基、烷醚基的任意。由此,即便是進(jìn)行羧酸的酯化以及酰胺化反應(yīng),也可以使在這些反應(yīng)中生成的化合物的疏水性有效降低,抑制向電解液中的析出。另外,羥基、羧基、?;Ⅳ弱セ?、烷醚基,在與結(jié)合在主鏈的兩個(gè)末端的碳上的羧基相鄰位置發(fā)揮空間位阻的功能,同時(shí)顯示出親水性。由此,可以在抑制酯化以及酰胺化反應(yīng)的同時(shí),降低通過酯化以及酰胺化反應(yīng)生成的化合物的疏水性而防止析出。由此,可以同時(shí)具有這兩個(gè)功能,合理發(fā)揮本發(fā)明的效果。其中,即便在使用羥基作為空間位阻用的取代基和/或親水性的取代基的情況下,也能發(fā)揮上述的本發(fā)明的作用效果。但是,氫是與電負(fù)性高的氧結(jié)合。由此,與在主鏈的碳上結(jié)合的羧基在分子內(nèi)以及分子間容易形成氫鍵,在提高電解液的電導(dǎo)率方面是有限度的。另一方面,羧基、?;?、羧酯基、烷醚基不會(huì)在分子內(nèi)以及分子間形成氫鍵。由此,可以提高電解液的電導(dǎo)率。另外,就羧酯基而言,由于其自身已經(jīng)酯化,所以不會(huì)發(fā)生酯化反應(yīng)。由此,與使用羧基等作為空間位阻用的取代基和/或親水性的取代基的情況相比,抑制酯化以及酰胺化反應(yīng)的效果大。本實(shí)施方式中的電解電容器含有上述的電解液。由此,高溫環(huán)境下電解液的經(jīng)時(shí)性的電導(dǎo)率的降低得以防止,進(jìn)而在羧基的酯化反應(yīng)以及酰胺化反應(yīng)的進(jìn)行中生成的化合物不會(huì)在電極箔界面堆積。由此,抑制在陽極箔12A或陰極箔12B和電解液的界面的電阻增大。其結(jié)果,抑制高溫環(huán)境下的ESR的經(jīng)時(shí)性增大。即,電解電容器的耐熱特性、波紋電流特性提高,長壽命化成為可能。其中,本實(shí)施方式的電解電容器,只要具有浸含上述電解液的電容器元件12,對(duì)其外部包裝形態(tài)就沒有特別限制。例如,可以代替由橡膠等彈性體構(gòu)成的封口體14而利用由環(huán)氧樹脂等構(gòu)成絕緣性樹脂密封殼體13的開口部。另外,還可以使用在外周緣具有橡膠等彈性體的絕緣性樹脂板代替封口體14來對(duì)殼體13的開口部進(jìn)行封口。此時(shí),可以在該絕緣性的樹脂板上設(shè)置對(duì)電容器元件12的導(dǎo)線11和外部端子進(jìn)行接合的連接部。另外,可以代替殼體13而使用由環(huán)氧樹脂等構(gòu)成的絕緣性的外部包裝樹脂覆蓋浸含上述電解液的電容器元件12。此時(shí),可以在其外部包裝材料的外部導(dǎo)出導(dǎo)線ll。以下,對(duì)本發(fā)明的電解液的具體例子進(jìn)行說明。首先,將在以下的例子中使用的作為電解質(zhì)的羧酸示于表l中。其中,這樣的化合物可以根據(jù)例如在特開2000—219653號(hào)公報(bào)中公開的合成方法預(yù)先向主鏈中導(dǎo)入取代基而合成。[表l]化合物編號(hào)結(jié)構(gòu)A1HOOC-H—CH2,H—CH2-CH2-H-COOHC2H5OHC2H5A2H00C-CH-CH2-CH2-CH2-CH2-CH-COOHCOOHCOOHA3HOOC-CH-CH2-CH2-CH2-CH2-CH-COOHCOCH3COCH3A4HOOC-CH-CH2-CH2-CH2-CH2-CH-COOHCOOCH3COOCH3A5HOOC—CH—CH2—CH2—CH2-CH2—CH—COOHIIOC2H5OC2H5A6COOCH3COOCH3HOOC—C—CH2—CH2—CH2—CH2—C—COOHIICOOCH3COOCH3A7HOOC-CH-CH2-CH-CH2-CH2-CH-COOHC2H5OHCOOCH3A8HOOC-CH-CH2-CH-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH-COOHC2H5OHC2H5A9HOOC-CH-CH2_CH2-CH2-CH2-CH-COOHCOOCH3CH(CH3)2B1HOOC-CH-CH2-CH2-CH2-CH2-CH-COOHC2H5C2H5B2HOOC-CH2-CH2—CH-CH2—CH2-CH2-COOHOH樣品Al的電解液可以如下所示進(jìn)行制備。首先,在乙二醇中混合表1所示的化合物Al、硼酸銨、甘露醇和水。此外,加熱該混合物至100。C以下使其溶解。隨后,冷卻至常溫。其中,乙二醇、化合物A1、硼酸銨、甘露醇、水的混合重量比為84:10:2:2:2?;衔顰l是主鏈的碳數(shù)為6且在兩個(gè)末端的碳上結(jié)合有羧基(一COOH)的仲羧酸。在主鏈的兩個(gè)末端的碳上結(jié)合有乙基(一C2H5),進(jìn)而在構(gòu)成主鏈的碳之一上結(jié)合有羥基(一OH)。在樣品A2的電解液中,使用化合物A2來代替化合物Al。除此之外,與樣品Al的電解液一樣,制備樣品A2的電解液?;衔顰2是主鏈的碳數(shù)為6且在兩個(gè)末端的碳上結(jié)合有羧基(一COOH)的仲羧酸。在主鏈的兩個(gè)末端的碳上還結(jié)合有其他羧基(一COOH)。在樣品A3的電解液中,使用化合物A3來代替化合物Al。除此之外,與樣品Al的電解液一樣,制備樣品A3的電解液?;衔顰3是主鏈的碳數(shù)為6且在兩個(gè)末端的碳上結(jié)合有羧基(一COOH)的仲羧酸。在主鏈的兩個(gè)末端的碳上結(jié)合有?;囊环N(一COCH3)。在樣品A4的電解液中,使用化合物A4來代替化合物Al。除此之外,與樣品Al的電解液一樣,制備樣品A4的電解液?;衔顰4是主鏈的碳數(shù)為6且在兩個(gè)末端的碳上結(jié)合有羧基(一COOH)的仲羧酸。在主鏈的兩個(gè)末端的碳上結(jié)合有羧酯基的一種(一COOCH3)。在樣品A5的電解液中,使用化合物A5來代替化合物Al。除此之外,與樣品Al的電解液一樣,制備樣品A5的電解液。化合物A5是主鏈的碳數(shù)為6且在兩個(gè)末端的碳上結(jié)合有羧基(一COOH)的仲羧酸。在主鏈的兩個(gè)末端的碳上結(jié)合有烷醚基的一種(一OC2H5)。在樣品A6的電解液中,使用化合物A6來代替化合物Al。除此之外,與樣品Al的電解液一樣,制備樣品A6的電解液。化合物A6是主鏈的碳數(shù)為6且在兩個(gè)末端的碳上結(jié)合有羧基(一COOH)的叔羧酸。在主鏈的兩個(gè)末端的碳上分別結(jié)合有羧酯基的一種(一COOCH3)各兩個(gè)。在樣品A7的電解液中,使用化合物A7來代替化合物Al。除此之外,與樣品Al的電解液一樣,制備樣品A7的電解液?;衔顰7是主鏈的碳數(shù)為6且在兩個(gè)末端的碳上結(jié)合有羧基(一COOH)的仲羧酸。在主鏈的兩個(gè)末端的碳的一個(gè)上結(jié)合有乙基(一C2H5),在主鏈的兩個(gè)末端的碳的另一個(gè)上結(jié)合有羧酯基的一種(一COOCH3)。進(jìn)而,在構(gòu)成主鏈的碳之一上結(jié)合有羥基(一OH)。在樣品A8的電解液中,使用化合物A8來代替化合物Al。除此之外,與樣品Al的電解液一樣,制備樣品A8的電解液?;衔顰8的主鏈的碳數(shù)為9,與化合物A1相比,主鏈的碳數(shù)更多。除此之外,與化合物A1—樣。樣品A9的電解液可以如下所示進(jìn)行制備。首先,在乙二醇中混合表1所示的化合物A9和水。此外,加熱該混合物至IOO"C以下使其溶解。隨后,冷卻至常溫。其中,乙二醇、化合物A9、水的混合重量比為88:10:2?;衔顰9是主鏈的碳數(shù)為6且在兩個(gè)末端的碳上結(jié)合有羧基(一COOH)的仲羧酸。在主鏈的兩個(gè)末端的碳的一個(gè)上結(jié)合有羧酯基的一種(一C00CH3),在主鏈的兩個(gè)末端的碳的另一個(gè)上結(jié)合有異丙基(一C3H7)。為了與這些樣品進(jìn)行比較,制備樣品B1、樣品B2的電解液。在樣品Bl的電解液中,使用化合物Bl來代替化合物Al。除此之外,與樣品Al的電解液一樣,制備樣品Bl的電解液?;衔顱l是主鏈的碳數(shù)為6且在兩個(gè)末端的碳上結(jié)合有羧基(一COOH)的仲羧酸。在主鏈的兩個(gè)末端的碳上結(jié)合有乙基(一C2H5)。也就是說,化合物B1和化合物Al的不同點(diǎn)在于,在構(gòu)成主鏈的碳之一上未結(jié)合羥基(—OH)。在樣品B2的電解液中,使用化合物B2來代替化合物Al。除此之外,與樣品Al的電解液一樣,制備樣品B2的電解液。化合物B2是主鏈的碳數(shù)為6且在兩個(gè)末端的碳上結(jié)合有羧基(一COOH)的伯羧酸。在構(gòu)成主鏈的碳之一上結(jié)合有羥基(一OH)。也就是說,化合物B2和化合物Al的不同點(diǎn)在于,在主鏈的兩個(gè)末端的碳上未結(jié)合乙基(一C2H5)。在安瓿中以110'C、1000小時(shí)加熱如上所述制備的樣品A1A9、樣品B1、B2的電解液。在該加熱試驗(yàn)前以及加熱試驗(yàn)后測定電導(dǎo)率,算出加熱試驗(yàn)前后的電導(dǎo)率變化。另外,確認(rèn)在加熱試驗(yàn)后的電解液中有無析出物。將其結(jié)果示于表2。<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>由表2可知,與樣品B1的電解液相比,在樣品A1A9的電解液中,高溫試驗(yàn)后的析出物的發(fā)生受到抑制。另外,電導(dǎo)率變化也減輕。另外,與樣品B2的電解液相比,電導(dǎo)率變化明顯減輕。接著面對(duì)使用了這些電解液的電解電容器的具體實(shí)施例進(jìn)行說明。樣品Al的電解電容器按照如下所示的方式制作。首先,對(duì)200mmX17mmXO.lmm的鋁箔實(shí)施蝕刻處理,在硼酸銨水溶液中進(jìn)行化成處理,形成氧化被膜,制作陽極箔12A。另一方面,對(duì)240mmX17mmX0.03mm的鋁箔實(shí)施蝕刻處理,制作陰極箔12B。接著,通過鉚接將鋁制的導(dǎo)線11的端部11A接合在陽極箔12A、陰極箔12B上。進(jìn)而,以250mmX20mmX0.07mm的牛皮紙為隔離件12C,使其介于陽極箔12A和陰極箔12B之間,并對(duì)它們進(jìn)行巻繞。如此制作電容器元件12。接著,在使電容器元件12浸含樣品Al的電解液之后,收容于鋁制的殼體13中。隨后,在設(shè)置于以丁基橡膠為主成分的封口體14上的貫通孔14A,從電容器元件12成對(duì)地插通導(dǎo)出的導(dǎo)線11,向封口體14的外部導(dǎo)出導(dǎo)線11的端部IIB。在該狀態(tài)下將封口體14安裝在殼體13的開口部。此外,在殼體13的外周面設(shè)置收縮加工部13A,對(duì)殼體13和封口體14進(jìn)行一體的收縮加工,由此密閉殼體13的開口部。隨后,對(duì)向封口體14的外部導(dǎo)出的導(dǎo)線11的端部11B之間施加500V的浪涌(surge)電壓1小時(shí),進(jìn)行再化成。通過以上的方法,制作樣品A1的徑向?qū)Ь€型的鋁電解電容器。該鋁電解電容器的額定值為450V18"F。在樣品A2的鋁電解電容器中,使用樣品A2的電解液來代替樣品Al的電解液。除此之外,與樣品Al的鋁電解電容器一樣,制作樣品A2的鋁電解電容器。以下也一樣,代替電解液,制作樣品A3A8以及樣品Bl、B2的鋁電解電容器。分別使用如上所述制作的樣品A1A9以及樣品Bl、B2的鋁電解電容器各20個(gè),105'C下實(shí)施波紋電流負(fù)荷試驗(yàn)5000小時(shí)。將該試驗(yàn)前后的特性數(shù)據(jù)示于表3。<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>顯著減小。其中,即便將上述羧酸的鹽、或羧酸和其鹽的混合物用于電解質(zhì),也可以發(fā)揮同樣的效果。如上所述,通過將本發(fā)明的電解液用于電解電容器,可以抑制高溫下的ESR的經(jīng)時(shí)性增大。由此,可以用于要求高耐熱特性、高波紋電流特性、長壽命的高可靠性的電解電容器。權(quán)利要求1.一種電解電容器用電解液,其中,含有溶劑和溶解于所述溶劑中的電解質(zhì),所述電解質(zhì)中含有羧酸和所述羧酸的鹽中的至少任意一種,所述羧酸具有含兩個(gè)末端碳的直鏈狀的主鏈,所述末端碳上結(jié)合有羧基和取代基,在所述末端碳上結(jié)合的取代基的至少一個(gè)是親水性的取代基,并且/或者在所述構(gòu)成主鏈的碳中除兩個(gè)末端碳以外的碳的至少任意一個(gè)上結(jié)合有親水性的取代基。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的電解電容器用電解液,其中,所述在構(gòu)成主鏈的碳的兩個(gè)末端上結(jié)合的取代基是羥基、羧基、酰基、羧酯基、烷醚基中的任意一種基團(tuán)。'3.根據(jù)權(quán)利要求l所述的電解電容器用電解液,其中,當(dāng)在所述構(gòu)成主鏈的碳中除兩個(gè)末端碳以外的碳的至少任意一個(gè)上結(jié)合有親水性的取代基時(shí),在所述位于主鏈的兩個(gè)末端的碳上結(jié)合的所述取代基是碳數(shù)為24的烴基、羥基、羧基、?;Ⅳ弱セ?、烷醚基中的任意一種基團(tuán)。4.根據(jù)權(quán)利要求l所述的電解電容器用電解液,其中,在所述構(gòu)成主鏈的碳中除兩個(gè)末端碳以外的碳的至少任意一個(gè)上結(jié)合的親水性的取代基是羥基、羧基、?;Ⅳ弱セ?、烷醚基中的任意一種基團(tuán)。5.—種電解電容器,其中,包括電容器元件,其具有在表面設(shè)置有電介質(zhì)層的陽極、陰極和介于所述陽極和所述陰極之間的隔離件;和浸含在所述電容器元件中的電解液,所述電解液中含有溶劑和溶解于所述溶劑中的電解質(zhì),所述電解質(zhì)中含有羧酸和所述羧酸的鹽中的至少任意一種,所述羧酸具有含兩個(gè)末端碳的直鏈狀的主鏈,在所述末端碳上結(jié)合的取代基的至少一個(gè)是親水性的取代基,并且/或者在所述構(gòu)成主鏈的碳中除兩個(gè)末端碳以外的碳的至少任意一個(gè)上結(jié)合有親水性的取代基。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電解電容器,其中,所述在構(gòu)成主鏈的碳的兩個(gè)末端上結(jié)合的取代基是羥基、羧基、?;Ⅳ弱セ?、烷醚基中的任意一種基團(tuán)。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電解電容器,其中,當(dāng)在所述構(gòu)成主鏈的碳的兩個(gè)末端以外的碳的至少任意一個(gè)上結(jié)合有親水性的取代基時(shí),在所述位于主鏈的兩個(gè)末端的碳上結(jié)合的所述取代基是碳數(shù)為24的烴基、羥基、羧基、酰基、羧酯基、烷醚基中的任意一種基團(tuán)。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電解電容器,其中,在所述構(gòu)成主鏈的碳中的兩個(gè)末端以外的碳的至少任意一個(gè)上結(jié)合的親水性的取代基是羥基、羧基、酰基、羧酯基、垸醚基中的任意一種基團(tuán)。全文摘要本發(fā)明提供一種電解電容器用電解液,其含有溶劑和溶解于所述溶劑的電解質(zhì)。該電解質(zhì)含有在構(gòu)成直鏈狀的主鏈的碳的兩個(gè)末端結(jié)合有羧基和至少一個(gè)以上的取代基的羧酸、和該羧酸的鹽中的至少任意一種。此外,在構(gòu)成主鏈的末端的碳上結(jié)合的取代基是親水性的,并且/或者在構(gòu)成主鏈的碳的兩個(gè)末端以外的碳的至少任意一個(gè)上結(jié)合有親水性的取代基。文檔編號(hào)H01G9/022GK101452767SQ200810178040公開日2009年6月10日申請(qǐng)日期2008年12月8日優(yōu)先權(quán)日2007年12月7日發(fā)明者高岡涼子申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社
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