JP2000173863A

JP2000173863A - 電解コンデンサ

Info

Publication number: JP2000173863A
Application number: JP34457798A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Komatsu; 昭彦小松
Original assignee: Rubycon Corp
Current assignee: Rubycon Corp
Priority date: 1998-12-03
Filing date: 1998-12-03
Publication date: 2000-06-23
Anticipated expiration: 2018-12-03
Also published as: HUP0004485A2; DE69915261T2; CN1158683C; CA2309143C; KR100374325B1; CN1277728A; WO2000033337A1; DE69915261D1; TW452811B; JP3623113B2; EP1061538A4; EP1061538A1; EP1061538B1; KR20010031432A; US6349028B1; HUP0004485A3; CA2309143A1; HU224265B1; HK1033199A1

Abstract

(57)【要約】【課題】低インピーダンスであり、低温特性と耐熱性
に優れ、しかも寿命特性が良好である電解コンデンサを
提供すること。【解決手段】対向して配置された陽極箔及び陰極箔
と、それらの中間に介在せしめられた隔離紙とから形成
されたコンデンサ素子と、電解液とを含んでなる電解コ
ンデンサにおいて、前記隔離紙中のカチオンの含有量が
５００ppm 以下であるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電解コンデンサに関
する。さらに詳しく述べると、本発明は、低インピーダ
ンスで、低温特性及び耐熱性に優れ、そして特に寿命特
性が良好な電解コンデンサに関する。

【０００２】

【従来の技術】コンデンサは、一般的な電気部品の一つ
であり、種々の電気・電子製品において、主として電源
回路用や、ディジタル回路のノイズフィルター用に広く
使用されている。

【０００３】現在使用されている電解コンデンサにはい
ろいろな種類のものがあり、その一例を示すと、アルミ
ニウム電解コンデンサ、湿式タンタル電解コンデンサな
どである。なお、本発明で特に優れた効果を期待できる
ものはアルミニウム電解コンデンサであり、したがっ
て、以下、この種の電解コンデンサを参照して本発明を
説明し、また、「電解コンデンサ」と言う場合、特に断
りのある場合を除いてアルミニウム電解コンデンサを指
すものとする。

【０００４】従来のアルミニウム電解コンデンサは、典
型的には、高純度アルミニウム箔をエッチングしてその
表面積を増加させた後、そのアルミニウム箔の表面を陽
極酸化し酸化皮膜を施した陽極箔と表面をエッチングさ
れた陰極箔を使用することによって製造することができ
る。次いで、得られた陽極箔と陰極箔とを対向して配置
し、さらにそれらの箔の中間にセパレータ（隔離紙）を
介在させて積層体となし、この積層体を巻き取つた構造
の素子（コンデンサ素子）に電解液を含浸する。電解液
含浸後の素子をケース（一般にはアルミニウム製）に収
容し、そして弾性封口体で密封して電解コンデンサが完
成する。なお、電解コンデンサには、このような巻回構
造以外のものもある。

【０００５】上述のような電解コンデンサにおいては、
電解液の特性が電解コンデンサの性能を決定する大きな
要因をなす。特に近年の電解コンデンサの小型化に伴
い、陽極箔あるいは陰極箔はエッチシグ倍率の高いもの
が使用されるようになり、コンデンサ本体の抵抗率が大
きくなっていることから、これに用いる電解液として
は、抵抗率（比抵抗）の小さな高導電性のものが常に要
求される。

【０００６】これまでの電解コンデンサの電解液は、エ
チレングリコール（ＥＧ）を主溶媒としてこれに水を約
１０重量％程度まで加えて構成した溶媒に、電解質とし
てアジピン酸、安息香酸等のカルボン酸又はそのアンモ
ニウム塩を溶解したものが一般的である。このような電
解液では、比抵抗は１．５Ω・ｍ（１５０Ω・ｃｍ）程
度である。

【０００７】コンデンサにおいては、その性能を十分に
発揮するため、インピーダンス（Ｚ）を低下させること
が絶えず求められている。インピーダンスは種々の要因
により決定し、例えばコンデンサの電極面積が増加すれ
ば低下し、そのため大型コンデンサになれば自ずと低イ
ンピーダンス化が図られる。また、セパレータを改良す
ることで低インピーダンス化を図るアプローチもある。
とは言え、特に小型のコンデンサにおいては、電解液の
比抵抗がインピーダンスの大きな支配因子となってい
る。

【０００８】最近では、非プロトン系の有機溶媒、例え
ばＧＢＬ（γ−ブチロラクトン）等を使用した低比抵抗
の電解液も開発されている（例えば、特開昭６２−１４
５７１３号公報、特開昭６２−１４５７１４号公報及び
特開昭６２−１４５７１５号公報を参照されたい）。し
かし、この非プロトン系電解液を用いたコンデンサは、
低比抵抗をもたらすことが知られている電子伝導体を用
いた固体コンデンサに比べると、インピーダンスがはる
かに劣っている。

【０００９】また、アルミニウム電解コンデンサは、電
解液を使用するために低温特性が悪く、１００ｋＨｚに
おける−４０℃でのインピーダンスと２０℃でのインピ
ーダンスとの比：Ｚ（−４０℃）／Ｚ（２０℃）は約４
０と、かなり大きいのが実情である。加えて、電解液に
水が含まれるような場合、低温環境下における使用中に
凍結するというような問題も発生する。このような現状
に鑑みて、現在、低インピーダンスであり、しかも低温
特性に優れたアルミニウム電解コンデンサを提供するこ
とが望まれている。

【００１０】さらに、アルミニウム電解コンデンサの電
解液においてその溶媒の一部として用いられる水は、陽
極箔や陰極箔を構成するアルミニウムにとって化学的に
活性な物質であり、したがって、陽極箔や陰極箔と反応
して水素ガスを発生させたり特性を著しく低下させると
いう問題をかかえている。一方、従来のアルミニウム電
解コンデンサにおいては、温度加速評価試験において、
陽極箔及び陰極箔の表面に水和物皮膜が形成されること
に起因し、コンデンサ容量が次第に減少したり、その他
コンデンサ特性の変化も大きくなる現象が発生すること
がある。このような現象も、電解コンデンサの短寿命化
を招くものである。

【００１１】上記した水和物皮膜は、陽極酸化が施され
ていない陰極箔の表面に、陽極酸化が施されている陽極
箔の表面に比較して形成され易いことから、陽極箔及び
陰極箔を形成するアルミニウムが活性な金属であること
に因るものと考えられる。このため、今まで、かかる水
和物皮膜の形成を抑制する抑制剤を、陽極箔及び陰極箔
に直接接触する電解液中に添加することが行われている
が、その抑制効果にはバラツキがあり満足し得るもので
はない。したがって、陽極箔及び陰極箔の表面に形成さ
れる水和物皮膜を充分に抑制し得る電解コンデンサ、特
にアルミニウム電解コンデンサを提供することも望まれ
ている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記したよ
うな従来の技術の多くの問題点を一挙に解決して、低イ
ンピーダンスであり、低温特性及び耐熱性に優れ、そし
て特に寿命特性が良好な電解コンデンサを提供すること
を目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記した目的は、本発明
に従うと、対向して配置された陽極箔及び陰極箔と、そ
れらの中間に介在せしめられた隔離紙とから形成された
コンデンサ素子と、電解液とを含んでなる電解コンデン
サにおいて、前記隔離紙中のカチオンの含有量が５００
ppm 以下であることを特徴とする電解コンデンサによっ
て達成することができる。

【００１４】一般に電解コンデンサに使用される隔離紙
においては、金属塩（カルボン酸、硫酸、硝酸等の有機
酸、無機酸の塩）を数％程度の低い濃度で含有してい
る。なぜなら、これらの金属塩や、イオン性の化合物が
隔離紙に高濃度で含有されていた場合、それを電解コン
デンサに使用すると、隔離紙が含有していた金属塩が電
解液中にイオンとして溶出し、電解液の導電特性を不安
定にしたり、腐食反応を促進させる等、コンデンサ特性
に悪影響を及ぼす不具合が生じるからである。

【００１５】本発明者は、現用の隔離紙について検討を
行い、その中で、電解液の導電特性に影響を与えない濃
度、即ちＣａ，Ｍｇ，Ｎａ等の金属イオン（カチオン）
を総量で数千ppm 〜数％含有した現用の隔離紙を使用し
た場合に、電解液と電極箔の高温条件下における反応が
著しいという知見を得た。そして、本発明者は、この知
見に基づいて更に検討を重ねた結果、隔離紙に含有され
ているカチオンを所定値以下に減少させることによっ
て、経時変化試験において、コンデンサ容量が次第に減
少したり、その他のコンデンサ特性の変化も大きくなる
現象の発生を防止できるという結論を得た。ここで、カ
チオンの所定値が、上記した５００ppm という含有量で
ある。

【００１６】また、本発明者は、隔離紙中のカルシウム
イオン等のカチオンの含有量を、洗浄処理を行うことに
よって、実に５００ppm もしくはそれ以下のレベルまで
低減し得るということを見い出した。さらに、このよう
なカチオンの含有量の低減によって導かれる効果は、電
解コンデンサにおいて使用する電解液が、有機溶媒と水
で構成され、しかも有機溶媒中で水の占める量が多い場
合により増強されるということを見い出した。

【００１７】したがって、本発明の電解コンデンサで使
用される電解液は、２０〜８０重量％の有機溶媒と８０
〜２０重量％の水とからなる水分濃度が高い溶媒と、カ
ルボン酸又はその塩及び無機酸又はその塩からなる群か
ら選択される少なくとも１種の電解質とを含むことが好
ましい。また、その際に使用する有機溶媒は、好ましく
は、プロトン系溶媒、非プロトン系溶媒又はその混合物
である。

【００１８】さらに、電解質として使用されるカルボン
酸又はその塩は、好ましくは、蟻酸、酢酸、プロピオン
酸、酪酸、ｐ−ニトロ安息香酸、サリチル酸、安息香
酸、蓚酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン
酸、フマル酸、マレイン酸、フタル酸、アゼライン酸、
クエン酸及びオキシ酪酸ならびにそのアンモニウム塩、
ナトリウム塩、カリウム塩、アミン塩及びアルキルアン
モニウム塩からなる群から選択される。同じく電解質と
して使用される無機酸又はその塩は、好ましくは、リン
酸、亜リン酸、次亜リン酸、ホウ酸及びスルファミン酸
ならびにそのアンモニウム塩、ナトリウム塩、カリウム
塩、アミン塩及びアルキルアンモニウム塩からなる群か
ら選択される。これらの電解質は、単独で使用してもよ
く、任意に組み合わせて使用してもよい。

【００１９】さらに、本発明の電解液は、好ましくは、
下記の群：（１）キレート化合物、（２）糖類、（３）
ヒドロキシベンジルアルコール及び（又は）Ｌ−グルタ
ミン酸二酢酸又はその塩、（４）ニトロ化合物、及び
（５）グルコン酸及び（又は）グルコノラクトン、から
選択される少なくとも１種の添加剤をさらに含有する。

【００２０】本発明の電解コンデンサは、好ましくは、
アルミニウム電解コンデンサであり、その際、エッチン
グが施されたアルミニウム箔の表面が陽極酸化された陽
極箔と、エッチングが施されたアルミニウム箔から成る
陰極箔とを、両者の表面が隔離紙を介して対向するよう
に卷回して形成したコンデンサ素子と電解液とがケース
内に収容され、且つ前記コンデンサ素子が挿入されたケ
ースの開口部が弾性封口体で密封されているように構成
される。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明による電解コンデンサにお
いて、隔離紙は、天然に産出するセルロース材料、例え
ばマニラ麻や草木のパルプなどを原料として製造された
紙を有利に使用することができる。このような隔離紙
は、例えば、草木のパルプを原料として用い、この原料
パルプを除塵工程、洗浄工程、叩解工程、抄紙工程等を
経て製造された紙を有利に使用することができる。な
お、合成繊維に由来する紙の使用も考えられるが、その
ような紙は、耐熱性に劣っていたり、あるいは、含まれ
るハロゲンイオンなどがコンデンサの腐蝕を引き起こし
たりするので、好ましくない。

【００２２】製造される隔離紙中において、紙の成分で
あるα−セルロースを除く不純物の総含有量は通常１０
０００ppm にも達し、そのなかでもカルシウムイオンの
含有量は３０００ppm あるいはそれ以上である。マグネ
シウムイオンは、中性紙などに主として含まれるもの
で、その含有量は数１０ppm 程度である。隔離紙中の不
純物は、コンデンサの使用中に電解液中に徐々に抽出さ
れる。そして、カルシウムイオンは、通常、電解液中に
カチオンで存在し、アルミニウムとゲル状の水和物を形
成し易い。このため、アルミニウムからなる陽極箔及び
陰極箔、特に陽極酸化が施されていない陰極箔の表面に
ゲル状の水和物皮膜を形成し易い。

【００２３】この点、本発明では、カルシウムイオンを
含めたカチオンが所定値以下に減少された隔離紙を用い
ることによって、陽極箔及び陰極箔の表面に形成される
ゲル状の水和物皮膜の形成を充分に抑制できる結果、ア
ルミニウム電解コンデンサの経時変化試験において、コ
ンデンサ容量の低下等が惹起される事態を防止でき、電
解コンデンサの長寿命化を図ることができる。

【００２４】本発明で用いる隔離紙、すなわち、カチオ
ンの含有量が５００ppm 以下の隔離紙は、製紙工程（除
塵工程、洗浄工程、叩解工程、抄紙工程等）の任意の段
階において強化された洗浄作業を実施することによって
得ることができる。この強化された洗浄作業は、常用の
洗浄技術を単独もしくは組み合わせて利用して実施する
ことができ、一例を示すと、酸処理がある。

【００２５】本発明による電解コンデンサにおいて、陽
極箔及び陰極箔として用いられるアルミニウム箔は、好
ましくは、純度９９％以上の高純度のアルミニウム箔で
ある。陽極箔は、好ましくは、アルミニウム箔を電気化
学的にエッチング処理した後、陽極酸化して表面に酸化
皮膜を形成し、次いで、電極引き出し用リードタブを取
り付けて形成することができる。また、陰極箔は、アル
ミニウム箔にエッチング処理を施した後、電極引き出し
用リードタブを取り付けて形成することができる。

【００２６】上記のようにして形成した陽極箔と陰極箔
とを、両者の表面を上記したような隔離紙を介して対向
させつつ卷回することによって、コンデンサ素子を得る
ことができる。得られたコンデンサ素子を、電解液とと
もにアルミニウム製やその他の有底ケースの開口部から
挿入し収容した後、陽極箔と陰極箔とから引き出された
リードをケースから突出しつつ、ケースの開口部を弾性
封口体で密封してアルミニウム電解コンデンサを得るこ
とができる。なお、本発明で用いる弾性封口体は、従来
からアルミニウム電解コンデンサに用いられているもの
を使用できる。

【００２７】本発明の電解コンデンサでは、前記したよ
うに、その駆動用電解液中の電解質を溶解するための溶
媒として、有機溶媒と水との混合物からなる水分濃度が
高い溶媒を有利に使用することができる。有機溶媒とし
ては、上記したように、プロトン系溶媒又は非プロトン
系溶媒を単独で、あるいは任意に組み合わせて使用する
ことができる。適当なプロトン系溶媒の例としては、ア
ルコール化合物を挙げることができる。また、ここで有
利に使用することのできるアルコール化合物の具体的な
例としては、以下に列挙するものに限定されるわけでは
ないけれども、エチルアルコール、プロピルアルコー
ル、ブチルアルコール等の一価アルコール、エチレング
リコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコ
ール、プロピレングリコール等の二価アルコール（グリ
コール）、グリセリン等の三価アルコールを挙げること
ができる。また、適当な非プロトン系溶媒の例として
は、ラクトン化合物を挙げることができる。また、ここ
で有利に使用することのできるラクトン化合物の具体的
な例としては、以下に列挙するものに限定されるわけで
はないけれども、γ−ブチロラクトンやその他の分子内
分極化合物を挙げることができる。本発明の実施に当た
って、プロトン系溶媒と非プロトン系溶媒の中から選択
される１種以上を使用する場合には、より具体的に説明
すると、１種のプロトン系溶媒を使用してもよく、１種
の非プロトン系溶媒を使用してもよく、複数種のプロト
ン系溶媒を使用してもよく、複数種の非プロトン系溶媒
を使用してもよく、あるいは１種以上のプロトン系溶媒
と１種以上の非プロトン系溶媒の混合系を使用してもよ
い。

【００２８】本発明の電解液では、溶媒成分として、上
記した有機溶媒のほかに水を使用し、特に本発明の場
合、比較的に多量の水を含有するという点で従来の電解
液とは区別される。本発明においては、このような溶媒
を使用することで、溶媒の凝固点を低下させ、それによ
り低温での電解液の比抵抗特性を改善して、低温と常温
での比抵抗の差が小さいことで示される良好な低温特性
を実現することができる。電解液中の水の含有量は、２
０〜８０重量％の範囲にあるのが好適であり、残部が有
機溶媒である。水の含有量が２０重量％より少ない場合
にも、８０重量％を超える場合にも、電解液の凝固点降
下の度合いは不十分となり、電解コンデンサの良好な低
温特性を得るのが困難になる。溶媒中におけるより好適
な水の含有量は、３０〜８０重量％の範囲であり、最も
好適な水の含有量は、４５〜８０重量％の範囲である。

【００２９】本発明の電解液における電解質としては、
カルボン酸、カルボン酸の塩、無機酸又は無機酸の塩が
用いられ、これらの電解質成分は、単独で使用してもよ
く、あるいは２種以上を組み合わせて使用してもよい。
電解質成分として使用可能なカルボン酸の例としては、
以下に列挙するものに限定されるわけではないけれど
も、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、ｐ−ニトロ安息
香酸、サリチル酸及び安息香酸に代表されるモノカルボ
ン酸や、蓚酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジ
ピン酸、フマル酸、マレイン酸、フタル酸及びアゼライ
ン酸に代表されるジカルボン酸が含まれ、例えばクエン
酸、オキシ酪酸などのようにヒドロキシル基等の官能基
を持ったカルボン酸も使用可能である。

【００３０】また、同じく電解質成分として使用可能な
無機酸の例としては、以下に列挙するものに限定される
わけではないけれども、リン酸、亜リン酸、次亜リン
酸、ホウ酸、スルファミン酸等が含まれる。さらに、上
記したようなカルボン酸又は無機酸の塩としては、いろ
いろな塩を使用することができるけれども、適当な塩と
しては、例えば、アンモニウム塩、ナトリウム塩、カリ
ウム塩、アミン塩、アルキルアンモニウム塩等が含まれ
る。このような塩のなかでも、アンモニウム塩を用いる
のがより好ましい。

【００３１】さらに加えて、本発明の実施において電解
質として無機酸又はその塩を使用すると、電解液の凝固
点降下が期待でき、そのため電解液の低温特性の更なる
向上に寄与することができる。また、無機酸又はその塩
の使用は、もしもニトロ化合物を添加剤として使用する
場合に、そのニトロ化合物に由来する水素ガス吸収能力
を長期間にわたって維持することができるという点でも
注目に値する。

【００３２】また、本発明者らの研究によると、このよ
うな無機酸又はその塩のような電解質を前記したカルボ
ン酸又はその塩のような電解質に組み合わせて使用する
と、それらを単独で使用した場合に比較して、電解コン
デンサの寿命を顕著に延長することができるという効果
も得ることができる。さらに、従来の電解コンデンサで
は、電導度などの問題から、無機酸系の電解質は主に中
〜高電圧（１６０〜５００ボルト）のタイプの電解コン
デンサに使用されてきたが、本発明のように電解質の組
み合わせ使用を行った場合、低電圧（１６０ボルト未
満）のタイプの電解コンデンサにおいても有利に使用す
ることができる。

【００３３】本発明の電解液において使用する電解質の
量は、電解液や最終的に得られるコンデンサに要求され
る特性、使用する溶媒の種類や組成及び量、使用する電
解質の種類等の各種のファクタに応じて、最適な量を適
宜決定することができる。本発明の電解液は、特に、上
記したような特定の組成の電解液、すなわち、２０〜８
０重量％の有機溶媒と８０〜２０重量％の水とからなる
溶媒と、カルボン酸又はその塩及び無機酸又はその塩か
らなる群から選択される少なくとも１種の電解質とを含
む電解液に対して、下記のような特定の添加剤（１）〜
（５）を単独もしくは組み合わせて添加することによっ
て、より顕著な効果を得ることができる。

【００３４】（１）キレート化合物、例えばエチレンジ
アミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、トランス−１，２−ジアミ
ノシクロヘキサン−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−四酢酸一水和
物（ＣｙＤＴＡ）、ジヒドロキシエチルグリシン（ＤＨ
ＥＧ）、エチレンジアミンテトラキス（メチレンホスホ
ン酸）（ＥＤＴＰＯ）、ジエチレントリアミン−Ｎ，
Ｎ，Ｎ’，Ｎ”，Ｎ”−五酢酸（ＤＴＰＡ）、ジアミノ
プロパノール四酢酸（ＤＰＴＡ−ＯＨ）、エチレンジア
ミン二酢酸（ＥＤＤＡ）、エチレンジアミン−Ｎ，Ｎ’
−ビス（メチレンホスホン酸）１／２水和物（ＥＤＤＰ
Ｏ）、グリコールエーテルジアミン四酢酸（ＧＥＤＴ
Ａ）、ヒドロキシエチルエチレンジアミン三酢酸（ＥＤ
ＴＡ−ＯＨ）等。キレート化合物は、一般的に、０．０
１〜３重量％の範囲で添加することが好ましい。このよ
うなキレート化合物は、低インピーダンスコンデンサの
アルミニウム（Ａｌ）電極箔の水和反応の抑制によるコ
ンデンサの長寿命化、電解コンデンサの低温特性の改善
（溶媒が不凍状態に近い組成なので、常温と低温でのイ
ンピーダンスの変化が小さくなる）、耐蝕性の向上など
の効果をもたらすことができる。

【００３５】（２）糖類、例えば、グルコース、フルク
トース、キシロース、ガラクトース等。糖類は、一般的
に、０．０１〜５重量％の範囲で添加することが好まし
い。このような糖類は、低インピーダンスコンデンサの
Ａｌ電極箔の水和反応の抑制によるコンデンサの長寿命
化、糖類の添加による電解質、例えばカルボン酸の分解
や活性化の抑制、電解コンデンサの低温特性の改善（溶
媒が不凍状態に近い組成なので、常温と低温でのインピ
ーダンスの変化が小さくなる）などの効果をもたらすこ
とができる。

【００３６】（３）ヒドロキシベンジルアルコール、例
えば２−ヒドロキシベンジルアルコール、Ｌ−グルタミ
ン酸二酢酸又はその塩等。この添加剤は、一般的に、
０．０１〜５重量％の範囲で添加することが好ましい。
このような添加剤は、低インピーダンスコンデンサのＡ
ｌ電極箔の水和反応の抑制によるコンデンサの長寿命
化、電解コンデンサの低温特性の改善（溶媒が不凍状態
に近い組成なので、常温と低温でのインピーダンスの変
化が小さくなる）などの効果をもたらすことができる。

【００３７】（４）ニトロ化合物、例えば、ニトロフェ
ノール、例えばｐ−ニトロフェノール、ニトロ安息香
酸、例えばｐ−ニトロ安息香酸、ジニトロ安息香酸、ニ
トロアセトフェノン、例えばｐ−ニトロアセトフェノ
ン、ニトロアニソール等のニトロ化合物群。ニトロ化合
物は、一般的に、０．０１〜５重量％の範囲で添加する
ことが好ましい。このようなニトロ化合物は、顕著な水
素ガス吸収効果、そしてプリント基板の洗浄に際して使
用されるハロゲン化炭化水素、例えばトリクロロエタン
などの作用により素子が腐食せしめられるのを抑制する
作用（換言すると、ハロゲン捕捉作用）を合わせて有す
ることができる。

【００３８】ニトロ化合物の奏する、優れた水素ガス吸
収効果は、一緒に使用する電解質との関係においても確
認することができた。従来の電解液では、１種類のニト
ロ化合物のみをカルボン酸系の電解質だけに、あるいは
１種類のニトロ化合物のみを無機酸系の電解質だけに、
それぞれ添加する手法が採用されてきた。しかし、水性
混合溶媒中の水の含有量が多い場合、上記のような手法
では満足し得る水素ガス吸収効果を得ることができず、
また、カルボン酸系の電解質と無機酸系の電解質が混在
するような電解液でも同様であったが、本発明の電解液
の場合には、１種類のニトロ化合物のみを添加した場合
であっても、このようなカルボン酸系／無機酸系混在電
解液においても、従来の場合よりもはるかに長期間にわ
たって、水素ガス吸収能力を維持することができた。

【００３９】（５）グルコン酸、グルコノラクトン等。
この添加剤は、一般的に、０．０１〜５重量％の範囲で
添加することが好ましい。この添加剤は、それを本発明
の電解液に追加して含ませた場合、電解コンデンサの長
寿命化や低温特性の向上、そして優れた水素ガス吸収効
果などという本発明に特有な効果な追加して、耐蝕性の
向上といった顕著な効果をさらにもたらすことができ
る。

【００４０】さらにまた、上記した添加剤のほかにも、
アルミニウム電解コンデンサあるいはその他の電解コン
デンサの分野で常用の添加剤をさらに添加してもよい。
適当な常用の添加剤としては、例えば、マンニット、シ
ランカップリング剤、水溶性シリコーン、高分子電解質
などを挙げることができる。

【００４１】

【実施例】次に、本発明を実施例により更に説明する。
言うまでもなく、ここに掲げた実施例は本発明を例示す
るためのものであり、本発明を限定しようとするもので
はない。なお、下記の実施例において、隔離紙中のカチ
オン含有量の測定は、隔離紙を絶乾して得た試料を、る
つぼ中で灰化した後、硝酸水溶液で溶解して原子吸光分
析によって実施した。実施例１巻回構造のアルミニウム電解コンデンサを下記の手順に
従って製造した。

【００４２】まず、アルミニウム箔を電気化学的にエッ
チング処理し、陽極酸化して表面に酸化皮膜を形成し、
その後電極引出し用リードタブを取りつけてアルミニウ
ム陽極箔を作った。次に、別のアルミニウム箔にやはり
電気化学的にエッチング処理を施した後、電極引出し用
リードタブを収り付けてアルミニウム陰極箔を作った。
続いて、陽極箔と陰極箔間に隔離紙を挟んで巻回するこ
とにより、コンデンサ素子を作った。ここで使用した隔
離紙は、マニラ麻を原料として製造された紙であり、そ
のカチオン含有量は、製紙工程で行われた洗浄工程に由
来して、４８９ppm の少量であった。そして、このコン
デンサ素子に、下記の組成：エチレングリコール４５重量％、水４０重量％、アジピン酸アンモニウム１４．４重量％、エチレンジアミン四酢酸０．５重量％、及びＤ−グルコン酸−δ−ラクトン０．１重量％、を有する電解液を含浸してから、有底アルミニウムケー
スに電極引出し用リードタブがケースの外に出るように
して収容し、このケースの開口を弾性封口体で密封し
て、巻回構造の電解コンデンサ（６．３ＷＶ−１０００
μＦ）を作製した。

【００４３】得られたアルミニウム電解コンデンサにつ
いて、その寿命特性を評価するため、容量、ｔａｎδ及
び漏れ電流のそれぞれについて、初期値（コンデンサの
作製直後の特性値）と、高温負荷試験（１０５℃で３０
００時間経過）後の特性値の測定を行った。下記の第１
表に記載のような測定値が得られた。実施例２及び３前記実施例１に記載の手法を繰り返したが、本例の場
合、使用する隔離紙のカチオン含有量を２８０ppm （実
施例２）及び１２０ppm （実施例３）に変更した。下記
の第１表に記載のような結果が得られた。比較例１〜３前記実施例１に記載の手法を繰り返したが、本例の場
合、比較のため、使用する隔離紙のカチオン含有量を１
１２１ppm （比較例１）、１９３２ppm （比較例２）及
び３０１３ppm （比較例３）に変更した。下記の第１表
に記載のような結果が得られた。

【００４４】

【表１】

【００４５】上記した第１表に記載の結果から理解され
るように、カチオンイオンの含有量が１０００ppm を越
える比較例の電解コンデンサでは、カチオンイオンの含
有量が５００ppm を下回る本発明例の電解コンデンサに
比較して、初期値は両者間に大差はないが、高温負荷試
験後では、コンデンサの特性変化が大きく変化してい
る。すなわち、本発明に従うと、寿命特性の大幅な改善
を図ることができる。

【００４６】また、高温負荷試験を施した電解コンデン
サを分解し、陽極箔及び陰極箔の表面を顕微鏡観察等を
行ったところ、比較例の電解コンデンサでは、陽極箔及
び陰極箔の表面にゲル状皮膜が認められ、特に陰極箔の
表面には、陽極箔の表面よりもゲル状皮膜が顕著に認め
られた。一方、本発明の電解コンデンサでは、陽極箔及
び陰極箔の表面に少しのゲル状皮膜も認められなかっ
た。

【００４７】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、電解コンデンサの陽極箔及び陰極箔の表面におい
て、剥離紙中に含有されているカルシウムイオン等のカ
チオン成分に起因するゲル状の水和物皮膜の形成を抑制
できる。このため、本発明によれば、低インピーダンス
であり、低温特性と耐熱性に優れ、しかも寿命特性が良
好である高信頼性の電解コンデンサ、特にアルミニウム
電解コンデンサが提供される。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対向して配置された陽極箔及び陰極箔
と、それらの中間に介在せしめられた隔離紙とから形成
されたコンデンサ素子と、電解液とを含んでなる電解コ
ンデンサにおいて、前記隔離紙中のカチオンの含有量が５００ppm 以下であ
ることを特徴とする電解コンデンサ。
【請求項２】前記カチオンが、前記隔離紙の原料ある
いはその製造工程に由来するものであり、洗浄処理の結
果として前記含有量まで低減せしめられていることを特
徴とする請求項１に記載の電解コンデンサ。
【請求項３】前記電解液が、２０〜８０重量％の有機
溶媒と８０〜２０重量％の水とからなる溶媒と、カルボ
ン酸又はその塩及び無機酸又はその塩からなる群から選
択される少なくとも１種の電解質とを含むことを特徴と
する請求項１又は２に記載の電解コンデンサ。
【請求項４】前記有機溶媒が、プロトン系溶媒、非プ
ロトン系溶媒又はその混合物であることを特徴とする請
求項３に記載の電解コンデンサ。
【請求項５】前記カルボン酸又はその塩が、蟻酸、酢
酸、プロピオン酸、酪酸、ｐ−ニトロ安息香酸、サリチ
ル酸、安息香酸、蓚酸、マロン酸、コハク酸、グルタル
酸、アジピン酸、フマル酸、マレイン酸、フタル酸、ア
ゼライン酸、クエン酸及びオキシ酪酸ならびにそのアン
モニウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩、アミン塩及び
アルキルアンモニウム塩からなる群から選択されること
を特徴とする請求項３に記載の電解コンデンサ。
【請求項６】前記無機酸又はその塩が、リン酸、亜リ
ン酸、次亜リン酸、ホウ酸及びスルファミン酸ならびに
そのアンモニウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩、アミ
ン塩及びアルキルアンモニウム塩からなる群から選択さ
れることを特徴とする請求項３に記載の電解コンデン
サ。
【請求項７】前記電解液が、下記の群：（１）キレート化合物、（２）糖類、（３）ヒドロキシ
ベンジルアルコール及び（又は）Ｌ−グルタミン酸二酢
酸又はその塩、（４）ニトロ化合物、及び（５）グルコ
ン酸及び（又は）グルコノラクトン、から選択される少
なくとも１種の添加剤をさらに含んでいることを特徴と
する請求項３〜６のいずれか１項に記載の電解コンデン
サ。
【請求項８】上記電解コンデンサがアルミニウム電解
コンデンサであることを特徴とする請求項１〜７のいず
れか１項に記載の電解コンデンサ。