專利名稱:電解電容器用電解液的制作方法
本發(fā)明涉及電解電容器用電解液的改進。
電解電容器使用在鋁、鉭等的表面上會形成絕緣性氧化膜的所為閥金屬為陽極電極，以上述氧化膜層為介質(zhì)體，使此氧化膜層的表面與將成為電解質(zhì)層的電解液接觸，并配置通常稱為陰極的集電用電極而構(gòu)成。
由于電解電容器用電解液如上所述直接接觸介質(zhì)體層，起真正的陰極作用，故其特性成為決定電解電容器特性的一大重要原因。電解液介于電解電容器的介質(zhì)體層和集電陰極之間，等于電解液的電阻部份串聯(lián)地插入在電解電容器中。為此其缺點是一旦電解液的電導(dǎo)率低，則會使電解電容器內(nèi)部的等效串聯(lián)電阻部分增大，高頻率特性和損耗特性都變差。
由于有這樣的背景，故一直在尋求電導(dǎo)率高的電解液，已知的電導(dǎo)率高的電解液是將己二酸等的有機酸或其鹽類溶解于1，2-乙二醇等的乙二醇類或醇類中的電解液。
近年來一直在尋求有更高的電氣特性的電解電容器，現(xiàn)有的電解液的電導(dǎo)率還不能說已經(jīng)十分高。特別是在現(xiàn)有的電解液場合，在未能得到所要的電導(dǎo)率的場合和使用溶解度低的溶質(zhì)時等，通常是通過有意識地添水來設(shè)法提高電導(dǎo)率。
但是，如最近那樣，在要求能在超過100℃的高溫下使用的電解電容器的使用情況中，其缺點是電解液中的水分的存在會招來介質(zhì)體被膜層的劣化、并提高電解電容器的內(nèi)部蒸氣壓力以及因封口部分的破損和電解液的蒸發(fā)散失而引起的壽命縮短，而不能維持長時間的穩(wěn)定特性。
本發(fā)明的目的在于通過改進了以前的電解液所存在的上述缺點，得到實質(zhì)上是非水系的且能提供高電導(dǎo)率的電解液，使電解電容器的電氣特性提高，且由于能長時期維持穩(wěn)定的特性而使電解電容器的可靠性提高。
本發(fā)明是發(fā)現(xiàn)了在主要溶劑為非質(zhì)子系溶劑的溶液中溶解有1，3-二酮的烯醇式酸的4級銨鹽的電解液符合本發(fā)明的目的這一情況。
1，3-二酮烯醇式酸以一般式
(式中，R1，R2表示碳的數(shù)目為1～6的烷基或芳基、R3表示氫、碳的數(shù)目為1～6的烷基或芳基)表示，以其作4級的銨鹽，溶解于以非質(zhì)子系為主體的溶劑而得出。
以前有機酸的銨鹽或1～3級胺鹽是作為電解液的溶質(zhì)來使用的，即使將例如乙酰丙酮如以前那樣溶解在銨鹽或1～3級的胺鹽的溶劑中，也幾乎不能溶解，而完全不導(dǎo)電，或者即使導(dǎo)電，電導(dǎo)率也只有幾個或幾十個μs(微西門子)程度的極低值。這關(guān)于其他的1，3-二酮類也有相同的傾向。
一方面，如本發(fā)明那樣，以1，3-二酮類的烯醇式酸為4級銨鹽，則與前者相比，能得到高達(dá)1000倍的高電導(dǎo)率。
如例舉1，3-二酮的烯醇酸的具體例的化合物名稱(括弧內(nèi)表示示性式)，則有乙酰丙酮(CH3COCH2COCH3)、苯甲酰丙酮(CH3COCH2COC6H5)、二苯甲酰甲烷(C6H5COCH2COC6H5)、二-叔-丁基-乙酰丙酮[(CH3)3CCOCH2COC(CH3)3]，3-甲基-2，4-戊二酮[CH3COCH(CH3)COCH3]等。再者，本發(fā)明的1，3-二酮的烯醇酸并不限于這一些。
且能在本發(fā)明中使用的溶劑，有例如以N-甲基甲酰胺、N-二甲基甲酰胺、N-乙基甲酰胺、N-二乙基甲酰胺、N-甲基乙酰胺、N-二甲基乙酰胺、N-乙基乙酰胺、N-二乙基乙酰胺、r-丁內(nèi)酯、N-甲基-2-吡咯烷酮、乙烯碳酸鹽、丙烯碳酸鹽、二甲基亞砜、乙腈等為首的各種非質(zhì)子溶劑。且這些溶劑并不限于只使用一種，使用兩種或兩種以上的混合物亦可以，再者，也可以以適當(dāng)混合使用質(zhì)子系溶劑的形態(tài)出現(xiàn)。
以下根據(jù)實施例，對本發(fā)明作更詳細(xì)地說明。
首先，作為本發(fā)明的實施例，將各種的1，3-二酮的4級銨鹽溶解在非質(zhì)子系的溶劑中制成電解液，來研究其電導(dǎo)率。
本發(fā)明的電解液的制造方法是將四烷基銨氫化二烯亞硫酸鹽溶于乙酸甲脂和二氯甲烷等的溶劑中，按當(dāng)量添加所要求的乙酰丙酮介質(zhì)體。其次加2倍當(dāng)量的堿金屬氫氧化物，進行反應(yīng)，除去析出物后，再進行減壓干燥得到無水鹽。然后將其調(diào)整為能得到所要的電導(dǎo)率的濃度上。
再者，作為以前的例子，和以往一直顯示高電導(dǎo)率的己二酸銨-乙二醇系的電解液相比較，其組成和電導(dǎo)率表示如下。且組成比例都以重量%、電導(dǎo)率ms(毫西門子)/cm表示。
本發(fā)明例1(溶質(zhì))四甲基銨乙酰丙酮 10
(溶劑)γ-丁內(nèi)酯 90(電導(dǎo)率) 9.9本發(fā)明例2(溶質(zhì))四乙基銨苯甲酰丙酮 15
(溶劑)N-甲基甲酰胺 85(電導(dǎo)率) 12.0本發(fā)明例3(溶質(zhì))四丁基銨二苯乙酰丙酮 15
(溶劑)乙腈 85(電導(dǎo)率) 8.1本發(fā)明例4(溶劑)四甲基銨二-叔-丁基乙酰丙酮 15
(溶劑)N-甲基吡咯烷酮 85(電導(dǎo)率) 8.9
本發(fā)明例5(溶質(zhì))四乙基銨3-甲基-2，4-戊二酮 10
(溶質(zhì))N，N-二甲基甲酰胺 90(電導(dǎo)率) 11.6比較例(溶質(zhì))己二酸銨 12(溶質(zhì))1，2-乙二醇 78水 10(電導(dǎo)率) 6.7由以上結(jié)果可知，本發(fā)明的電解液與已有的電解液相比顯示有較高的電導(dǎo)率。
其次用這些電解液制作電解電容器，對其特性進行比較。
制成的電解電容器用鋁箔作為陽極和陰極，中間夾以隔離紙，重疊后卷起，作成圓筒狀的電容器元件，再浸漬上各實施例的電解液，裝在外殼中并進行密封。
都使用同樣的電容器元件，其額定電壓為16伏，額定容量為180μF。
在以下的表中表示這些電解電容器的初值以及在110℃下加上額定電壓1000小時后的靜電容值(CAP)、損耗角的正切(tanδ)，漏電流值(LC)(2組值)。
表
從該試驗的結(jié)果也很明顯，由于本發(fā)明的電解液的電導(dǎo)率高，因而和已有的相比損耗即tan δ的值變低。
而且，由于本質(zhì)上不含水，故即使放置在高溫負(fù)荷狀態(tài)下，也不會出現(xiàn)由于內(nèi)壓上升而引起外觀異常和靜電容量減少等現(xiàn)象，從1000小時后的特性值和初值的比較中，也可看出本發(fā)明例的有關(guān)數(shù)值變化極小。
如上所述，使用本發(fā)明的電解液的電解電容器能維持低損耗值，并即使在高溫下長時間使用也能維持穩(wěn)定的特性，且能在高頻率下使用，且能用于要求高效率的開關(guān)調(diào)節(jié)器等電源裝置和在高溫下長期使用的各種電氣設(shè)備等。
權(quán)利要求
1.一種電解電容器用電解液，其特征在于在主要溶劑為非質(zhì)子系溶劑的液體中含有以一般式
(式中，R1，R2表示碳的數(shù)目為1～6的烷基或芳基，R3表示氫、碳的數(shù)目為1～6的烷基或芳基，A表示4級烷基銨)表示的1，3-二酮的烯醇式酸的4級銨鹽作為溶質(zhì)。
專利摘要
一種電解電容器用的電解液，是在主要溶劑為非質(zhì)子系溶劑的液體中溶解有1，3-二酮的烯醇式酸的4級銨鹽的電解液。使用該電解液的電解電容器損耗低、在高溫下能長期使用，能在高頻率下使用，并能用于要求高效率的開關(guān)調(diào)節(jié)器等電源裝置和在高溫下長期使用的各種電氣設(shè)備等。
文檔編號H01G9/022GK87102200SQ87102200
公開日1987年9月30日 申請日期1987年3月19日
發(fā)明者篠崎郁彥, 辻紀(jì), 橫山豐 申請人:日本凱咪孔株式會社導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan