專利名稱：電解電容器勵(lì)磁用電解液及其電解電容器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋁電解電容器中使用的電解電容器勵(lì)磁用的電解液及使用該電解液的電解電容器。
背景技術(shù)：
通常，作為鋁電解電容器中使用的電解電容器勵(lì)磁用的電解液，已知有以γ-丁內(nèi)酯和乙二醇等的有機(jī)化合物為主溶劑、對(duì)此再添加了如硼酸等的無(wú)機(jī)酸及己二酸、壬二酸、丁基辛二酸(見特公昭60-13293號(hào)公報(bào))、5，6-癸烷二羧酸(見特公昭63-15738號(hào)公報(bào))、具有側(cè)鏈的二堿酸(見特開平1-45539號(hào)公報(bào))等的二堿酸及以其鹽為溶質(zhì)而溶解的電解電容器勵(lì)磁用的電解液。
這些電解電容器勵(lì)磁用的電解液中，由于火花發(fā)生電壓及化學(xué)形成性能不夠，在使用于電解電容器時(shí)，會(huì)發(fā)生因老化而產(chǎn)生的短路擊穿等的問題。于是，有人采用了這樣的解決方法，即，添加氟乙二醇(特公平3-76776號(hào)公報(bào))、聚丙三醇(特開平2-194611號(hào)公報(bào))，以此提高火花發(fā)生的電壓。
然而，上述化合物所具有的優(yōu)點(diǎn)是隨著其添加量及分子量的增大，其提高火花發(fā)生電壓的效果也增大，但是，反過來，由于其對(duì)有機(jī)溶劑的溶解度在低溫時(shí)特別低，產(chǎn)生析出，因此，對(duì)所述化合物的添加量及分子量的選擇也受到限制。從而，這些化合物的分子量在1000以下使用時(shí)，對(duì)其低溫時(shí)的析出性能來說，使用效果良好。然而，也存在著這樣的矛盾問題，也有可能在上述分子量的使用范圍內(nèi)，不足以產(chǎn)生火花發(fā)生電壓，導(dǎo)致產(chǎn)品老化時(shí)的短路擊穿。
又，在改變這些化合物的結(jié)構(gòu)，增加其添加量，增大其分子量時(shí)，由將其作成充分添加了水分的電解電容器勵(lì)磁用的電解液，即可防止在低溫時(shí)的析出。不過，充分添加了水分的電解電容器勵(lì)磁用的電解液也有這樣的問題當(dāng)其受到水的影響時(shí)，鋁電解電容器內(nèi)的蒸汽壓升高，因此，要在100℃以上使用是困難的。
再有，上述化合物隨分子量增大，該化合物容易結(jié)晶化，但其成為蠟狀固體時(shí)，存在的問題是，對(duì)其批量生產(chǎn)時(shí)的操作性帶來顯著的影響。發(fā)明的揭示本發(fā)明是為了解決上述已有的問題而作，本發(fā)明的目的在于，提供一種鋁電解電容器中使用的電解電容器勵(lì)磁用的電解液及使用該電解液的電解電容器，本發(fā)明的鋁電解電容器中使用的電解電容器勵(lì)磁用的電解液可以充分提高火花發(fā)生電壓及覆膜的形成性，且在低溫時(shí)也不會(huì)發(fā)生析出。
附圖的簡(jiǎn)單說明

圖1所示為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中的電解電容器勵(lì)磁用的電解液與以往例子中的電解電容器勵(lì)磁用的電解液所形成的覆膜的形成性的特性示意圖。圖2所示為鋁電解電容器中的元件部分的斜視圖。圖中，1為陽(yáng)極箔，2為陰極箔，3為隔離片，4為引出導(dǎo)線。
實(shí)施發(fā)明的最佳模式本發(fā)明系一種電解電容器勵(lì)磁用的電解液及使用該電解液的電解電容器，本發(fā)明的電解液系將一有機(jī)化合物為主體的溶劑中，選自無(wú)機(jī)酸、有機(jī)酸的一種以上酸為溶質(zhì)，溶解入一有機(jī)化合物為主體的溶劑中，再對(duì)此添加以通式(1)、(2)所表示的聚乙二醇和聚丙二醇的共聚物中的任一種的一種以上，或者，將以通式(1)、(2)所表示的聚乙二醇和聚丙二醇的共聚物的二者同時(shí)添加而形成。
HO-(C2H4O)n-(C3H6O)m-(C2H4O)n-H……(1)(式中，n，m為任意的自然數(shù)。)HO-[(C2H4O)n-(C3H6O)m]l-H……(2)(式中，n，m，l為任意的自然數(shù)。)下面，就本發(fā)明的實(shí)施例作一說明。首先，就低溫時(shí)的析出性能(表1)表示本發(fā)明實(shí)施例和以往的例子測(cè)定結(jié)果。
表1

如從表1可見，本發(fā)明實(shí)施例的電解電容器勵(lì)磁用的電解液在-15℃下放置3小時(shí)，絲毫未見有析出。又，在(表1)中，僅僅顯示了使用己二酸的例子，但是，如使用其它的無(wú)機(jī)酸也可得到與本發(fā)明實(shí)施例相同的效果。因此，可以看到，本發(fā)明的低溫時(shí)的析出性良好，與所選用的溶質(zhì)的種類無(wú)關(guān)。
其次，將本發(fā)明的實(shí)施例1-20和比較例1-7的電解電容器勵(lì)磁用的電解液的組成和特性示于(表2)，(表3)及(表4)。另外，比較例6、7及本發(fā)明的實(shí)施例20覆膜形成性的特性圖示于圖1。又，在本發(fā)明實(shí)施例1-20以及以往例子1-7中，上述電解電容器勵(lì)磁用的電解液的水分都調(diào)節(jié)為1.5％。
表2

表3


表4


從(表2)，(表3)及(表4)可以明白，本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例與各個(gè)以往例子比較起來，當(dāng)溶質(zhì)相同時(shí)，可大幅度地提高火花發(fā)生電壓，由此，可以降低老化工藝時(shí)的短路擊穿的發(fā)生率。再者，本發(fā)明添加了聚乙二醇和聚丙二醇的共聚物的電解電容器勵(lì)磁用的電解液，如從圖1也可明白，不僅可以大幅度地提高火花發(fā)生電壓，且也可大幅度地提高覆膜的化學(xué)形成性。
另外，從(表2)所載的本發(fā)明的實(shí)施例18-20也可明白地，調(diào)節(jié)添加量，可在維持電導(dǎo)率的同時(shí)，提高火花發(fā)生電壓，由此，不必提高鋁電解電容器的容抗，也可實(shí)現(xiàn)耐壓穩(wěn)定化。
分別制備使用(表2)、(表3)中所示以往例子2、3的電解電容器勵(lì)磁用電解液的鋁電解電容器，和使用本發(fā)明實(shí)施例2、3、4的電解電容器勵(lì)磁用電解液的鋁電解電容器各20個(gè)，對(duì)這些鋁電解電容器作使用壽命試驗(yàn)，其試驗(yàn)結(jié)果示于(表5)。此處，所使用的鋁電解電容器的規(guī)格皆為250WV，680μF，其試驗(yàn)溫度為110℃。
圖2所示為該鋁電解電容器的元件部分的結(jié)構(gòu)圖，如該圖2所示，將作為由鋁組成的陽(yáng)極電極的陽(yáng)極箔1，及與此相同的作為由鋁組成的陰極電極的陰極箔2，通過其間的隔離片3間隔層疊卷曲，形成元件。又，在該元件的陽(yáng)極箔1和陰極箔2上，各自連接有引出導(dǎo)線4。
將如上所述結(jié)構(gòu)的元件含浸于勵(lì)磁用電解液中，再將元件封裝于鋁制盒等盒內(nèi)，由此，制得鋁電解電容器。
表5

從(表5)可以明白，使用了以往實(shí)施例2的電解電容器勵(lì)磁用電解液的鋁電解電容器，在作壽命試驗(yàn)中，20個(gè)試樣中有3個(gè)發(fā)生了開閥不良。在以往例子3的20個(gè)試樣的老化試驗(yàn)中，有15個(gè)發(fā)生短路擊穿，而無(wú)法進(jìn)行壽命試驗(yàn)。對(duì)此，使用了本發(fā)明的實(shí)施例2，3，4的電解電容器勵(lì)磁用電解液的鋁電解電容器在老化或壽命試驗(yàn)中，皆沒有發(fā)生短路擊穿，在110℃下進(jìn)行了2000小時(shí)的壽命試驗(yàn)之后相對(duì)于初期特性來說，其靜電容變化率(ΔC)很小，且其損耗角正切(tanδ)的增加也減少，漏電流(LC)顯示了穩(wěn)定的數(shù)值。由此，可以制得壽命特性穩(wěn)定的鋁電解電容器。
再將以450WV級(jí)進(jìn)行測(cè)試的結(jié)果示于(表6)。(表6)為使用(表2)、(表4)中所示的以往例子6的電解電容器勵(lì)磁用電解液的鋁電解電容器，和使用本發(fā)明的實(shí)施例20的電解電容器勵(lì)磁用電解液的鋁電解電容器各20個(gè)，對(duì)這些鋁電解電容器作壽命試驗(yàn)，其試驗(yàn)結(jié)果顯示。此處，所使用的鋁電解電容器的規(guī)格皆為450WV，330μF，其試驗(yàn)溫度為110℃。
表6

從(表6)可以明白，使用了以往實(shí)施例6的電解電容器勵(lì)磁用電解液的鋁電解電容器，在作老化試驗(yàn)的試樣中有10個(gè)發(fā)生了短路擊穿。對(duì)此，使用了本發(fā)明的實(shí)施例20的電解電容器勵(lì)磁用電解液的鋁電解電容器在老化或壽命試驗(yàn)中，皆沒有發(fā)生短路擊穿。在110℃下進(jìn)行了2000小時(shí)的壽命試驗(yàn)之后靜電容變化率(ΔC)很小，且其損耗角正切(tanδ)的增加也減少，漏電流(LC)穩(wěn)定，試驗(yàn)之后的特性數(shù)值相對(duì)于初期特性來說顯得穩(wěn)定。由此，可以制得壽命特性穩(wěn)定的鋁電解電容器。
如上所述，本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例中使用的溶劑都是使用乙二醇，但是，如果選用其它的如乙二醇單甲醚等的乙醇醚類，如二甲基甲酰胺等的酰胺類，將γ-丁內(nèi)酯等的環(huán)狀酯類的至少一種以上，也可獲得同樣效果。(表7)中顯示了以γ-丁內(nèi)酯為溶劑作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例21和作為比較用的以往例子8。
表7

從(表7)可以明白，在不同的溶劑系統(tǒng)中，也可充分的提高火花發(fā)生電壓。
又，如通式(1)、(2)所示，聚乙二醇和聚丙二醇的共聚物的結(jié)構(gòu)可以是塊狀共聚物，也可以是無(wú)序共聚物，二種情況下其性能沒有差異，可以期待獲得同樣的效果。
而且，使用如通式(1)、(2)所示的，聚乙二醇和聚丙二醇的共聚物添加、溶解于電解電容器勵(lì)磁用電解液時(shí)，可以添加、溶解如通式(1)、(2)所示、聚乙二醇和聚丙二醇的共聚物中的任一種或一種以上，也可以同時(shí)添加、溶解如通式(1)、(2)所示的、聚乙二醇和聚丙二醇的共聚物的一種以上。
再有，如通式(1)、(2)所示、聚乙二醇和聚丙二醇的共聚物的分子量，如從本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例也可明白，較好的是在1000-20000的范圍，又，如通式(1)、(2)所示的，聚乙二醇和聚丙二醇的共聚物的添加量如從本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例也可明白，較好的是在0.1-10％(重量)的范圍。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性如從以上的說明可明白，本發(fā)明的用于電解電容器勵(lì)磁用電解液的共聚物，其中聚乙二醇具有結(jié)晶性大的缺點(diǎn)，聚丙二醇對(duì)有機(jī)溶劑的溶解性能較低，但其結(jié)晶度也低，本發(fā)明的該電解液的共聚物使其二者共聚，互補(bǔ)其二者所具有的缺點(diǎn)，由此，解決了低溫時(shí)易析出的課題。由于該問題的解決，使其可使用的添加量及分子量的選擇范圍增大，可提高火花發(fā)生電壓和形成覆膜的化學(xué)形成性，可以提高其使用范圍在低壓至中高壓的鋁電解電容器的可靠性。
權(quán)利要求
1.一種電解電容器勵(lì)磁用的電解液，其特征在于，所述電解液系將選自無(wú)機(jī)酸、有機(jī)酸的一種以上酸為溶質(zhì)，溶解入一有機(jī)化合物為主體的溶劑中，再對(duì)此添加、溶解以通式(1)、(2)所表示的聚乙二醇和聚丙二醇的共聚物中任一種的一種以上，或者，將以通式(1)、(2)所表示的聚乙二醇和聚丙二醇的共聚物二者同時(shí)添加、溶解而形成。HO-(C2H4O)n-(C3H6O)m-(C2H4O)n-H(1)(式中，n，m為任意的自然數(shù)。)HO-[(C2H4O)n-(C3H6O)m]l-H (2)(式中，n，m，l為任意的自然數(shù)。)
2.如權(quán)利要求1所述的電解電容器勵(lì)磁用電解液，其特征在于，以通式(1)、(2)所示的聚乙二醇和聚丙二醇的共聚物的分子量為1000-20000。
3.如權(quán)利要求1所述的電解電容器勵(lì)磁用電解液，其特征在于，以通式(1)、(2)所示的聚乙二醇和聚丙二醇的共聚物的添加量為0.1-10％(重量)。
4.一種電解電容器，其特征在于，所述電解電容器使用如下所述的電解電容器勵(lì)磁用電解液，所述的電解液系將選自無(wú)機(jī)酸、有機(jī)酸的一種以上酸為溶質(zhì)，溶解入一有機(jī)化合物為主體的溶劑中，再對(duì)此添加、溶解以通式(1)、(2)所表示的聚乙二醇和聚丙二醇的共聚物中的任一種的一種以上，或者，將以通式(1)、(2)所表示的聚乙二醇和聚丙二醇的共聚物的二者同時(shí)添加、溶解而形成。HO-(C2H4O)n-(C3H6O)m-(C2H4O)n-H(1)(式中，n，m為任意的自然數(shù)。)HO-[(C2H4O)n-(C3H6O)m]l-H (2)(式中，n，m，l為任意的自然數(shù)。)
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電解電容器勵(lì)磁用的電解液及該電解電容器，其特征在于，所述電解液系將選自無(wú)機(jī)酸、有機(jī)酸的一種以上酸為溶質(zhì)，溶解入一有機(jī)化合物為主體的溶劑中，再對(duì)此添加、溶解以通式(1)、(2)所表示的聚乙二醇和聚丙二醇的共聚物中任一種的一種以上，或者，將以通式(1)、(2)所表示的聚乙二醇和聚丙二醇的共聚物二者同時(shí)添加、溶解而形成。由此，可提高火花發(fā)生電壓及覆膜的化學(xué)形成性，提高電解電容器的可靠性。HO-(C
文檔編號(hào)H01G9/02GK1148442SQ9619014
公開日1997年4月23日 申請(qǐng)日期1996年2月29日 優(yōu)先權(quán)日1995年3月2日
發(fā)明者新保成生, 吉田尚子, 高向芳典 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社