JPH10511504A

JPH10511504A - 電解コンデンサー用電解質

Info

Publication number: JPH10511504A
Application number: JP8520015A
Authority: JP
Inventors: リウ，ヤミン
Original assignee: バウンダリー・テクノロジーズ・インコーポレーテッド
Priority date: 1994-12-21
Filing date: 1995-12-14
Publication date: 1998-11-04
Also published as: EP0811232A1; AU4606696A; EP0811232B1; WO1996019815A1; US5496481A; DE69508286D1; TW281770B; DE69508286T2

Abstract

(57)【要約】アルミニウム電解コンデンサー用の電解質は、Ｎ,Ｎ−ジイソプロピルエチルアミン、溶媒、および少なくとも４個の炭素原子を有するカルボン酸を含む。好ましい溶媒は、ブチロラクトンとエチレングリコールとの組合せ物である。

Description

【発明の詳細な説明】電解コンデンサー用電解質技術分野本発明は、電解コンデンサー用電解質に関する。さらに詳細には、本発明は、高電圧で使用するためのアルミニウム電解コンデンサー用電解質に関する。発明の背景最新のコンデンサー技術によれば、高電圧用として、グリコール-ボレート電解質の代わりに、直鎖ジカルボン酸および枝分かれ鎖ジカルボン酸をエチレングリコール中に溶解して得られる電解質を使用することが開示されている。これらの新しい電解質は、より長い寿命および105℃においてより優れたパラメーター安定性をもたらす。このような電解質を含むコンデンサーは、最高500Ｖ定格まで市販されている。これらの電解質はいずれもエチレングリコールを溶媒として含んでおり、−25℃以上の温度での使用に限定されている。該温度未満では、電解質の抵抗が極めて大きくなるのでコンデンサーの等価直列抵抗（equivalent s eries resistance）（ＥＳＲ）が高くなりすぎ、したがってコンデンサーは電子回路において有効ではなくなる。電解コンデンサーは、データ処理、通信、エンターテインメント、およびパワーエレクトロニクス用の種々の電子機器において使用されていることでよく知られている。一般には、これらのコンデンサーは、スペーサーペーパーの層で隔離したアノード箔とカソード箔で構成されるコンデンサー素子で造られている。電極箔は一般に、エッチングを施して表面積を増大させたアルミニウムで造られている。アノード箔にはさらなる形成プロセスを施して、コンデンサーの誘電体として機能するアノード酸化物バリヤー層を生成させている。コンデンサー素子においては、長さの短いワイヤまたは幅の小さいシート素材のストリップが、アノード箔およびカゾード箔の長さ方向に機械的に結合されており、これらは、外部回路への電気的接続を果たすのに使用されている。コンデンサー素子は保護ケース中に配置されている。コンデンサーの設計およびサイズに応じて、コンデンサー素子を保護ケース中に配置する前または後に、電解質をコンデンサー素子中に含浸させる。コンデンサーの設計や組み立て手順についての詳細は、メーカーによって異なる。一般には、ワイヤコネクターを使用する場合は、それらをケース上部のエラストマーシールに通す。またシートストリップを使用する場合は、それを硬質ポリマーのカバー中に埋め込まれた端子に溶接するか又はリベット締めし、次いでカバーをケースにしっかりとシールする。従来技術の文献例としては米国特許第3,638,077号があり、該特許は、ブチロラクトン、エチレングリコール、ホウ酸、およびトリブチルアミンを含有した、最大400ボルトまで使用できる電解質を開示している。アルミニウム電解コンデンサーに使用するための他の電解質が米国特許第4,024,442号に開示されており、該特許は、安息香酸とトルイル酸からなる群から選ばれる酸、エチレングリコール、および酸を部分中和する少なくとも１種の有機塩基（たとえばトリエチルアミン）を含んだ電解質組成物を開示している。発明の開示本発明の目的は、アルミニウム電解コンデンサーに使用するための電解質を提供することにある。本発明の他の目的は、比較的高電圧の条件にて作動する、アルミニウム電解コンデンサーに使用するための電解質を提供することにある。本発明のさらに他の目的は、−25℃未満であって−55℃までの温度で使用できる高電圧用電解質（軍事用およびある特定の航空宇宙用に適する）を提供することにある。本発明のさらに他の目的は、500Ｖより高い電圧にて、たとえば105℃で540Ｖの定格にて使用するのに適した電解質を配合作製することにある。本発明のさらに他の目的は、105℃での長時間の作動において受けるＥＳＲの増大があまり大きくはないコンデンサーを提供することにある。これらのコンデンサーは、高温においてさえも何千時間もの作動にわたって安定であるという特性を有することが要求される。典型的な作動寿命要件は、安定なキャパシタンス、低い漏れ電流、および低い等価直列抵抗が維持された状態で、105℃にて2000時間である。ＥＳＲは、電解質の抵抗率によって大きく異なる。致命的な破損を防止するために、電解質は、その作動寿命全体にわたってコンデンサーの作動電圧を保持できなければならないだけでなく、電圧が急激に変化した場合に、ある程度の安全マージンをもたらすことができなければならない。有用な電解質は、高い破壊電圧と低い抵抗率を併せ持っている。高温で数千時間使用した後でも、これらの特性が大幅には悪化しない。さらに具体的に言えば、本発明は、８〜12個の炭素原子を有するトリアルキルアミン、溶媒、および少なくとも４個の炭素原子を有するカルボン酸を含む、電解コンデンサー用の電解質組成物に関する。好ましい実施態様の詳細な説明本発明は、一般には、比較的高い電圧のかかるアルミニウム電解コンデンサーに使用するための電解質、特に200〜600ボルトの範囲の高電圧用の電解質に関する。本発明の電解質は、ブチロラクトン（γ−ブチロラクトン）を含んだ溶媒を、８〜12個の炭素原子を有するトリアルキルアミンおよび少なくとも４個の炭素原子を有するカルボン酸と組み合わせた形で含む。具体的には、電解質のトータル重量を基準として、トリアルキルアミンの濃度は約１〜８重量％、溶媒は約70 〜95重量％、そしてカルボン酸は約２〜20重量％であることが見いだされている。さらに、水を最大５重量％までの濃度にて使用してもよい。ブチロラクトンを使用する場合は、電解質の導電性を向上させるためにプロトン性共溶媒を必要とする。この目的に適したブチロラクトン用共溶媒はエチレングリコールである。しかしながら、エチレングリコールの濃度が高すぎると、電解質の熱安定性が低下する。ブチロラクトン：エチレングリコールの好ましい比は、容量比にて95:1〜80:20である。ブチロラクトン電解質の熱安定性は、電解質組成物中の水含量によって大きく異なる。より高い電圧および／またはより高い温度で使用する電解質に対しては、より低い水含量が要求される。低電圧においては５％の濃度が使用されているが、600ボルトでは電解質配合物は水を全く含まないのが好ましい（しかしながら、配合物に加えられている化学物質だけでなくスペーサー材料中にも、痕跡量の水が存在していると考えられる）。ブチロラクトンに対して特に相溶性があることがわかっているトリアルキルアミンとしては、非求核剤もしくは弱い求核剤である強塩基（たとえば、Ｎ,Ｎ− ジイソプロピルエチルアミン）、および中程度の大きさのトリアルキルアミン（たとえば、トリプロピルアミンやトリブチルアミン）などがある。他のものよりはるかに低い抵抗率を示すことから、好ましいトリアルキルアミンはＮ,Ｎ−ジイソプロピルエチルアミンである。本発明を実施する上で、より大きくてより弱い酸がより高い電圧に耐えることがわかっている。こうしたカルボン酸（酸性が弱く、高電圧コンデンサーに適した酸性度を有する）としては、少なくとも４個の炭素原子を有する直鎖ジカルボン酸、ならびにＣＯ₂Ｈ基が２個以上の炭素原子を有するアルキル鎖で隔離されている枝分かれ鎖の二塩基酸もしくは多塩基酸がある。第三および／または第四 α−炭素を有している酸が好ましい。α−炭素におけるアルキル基が電子を供与し、酸を弱めるからである。さらに、モノカルボン酸が分子中のある箇所に極性基（たとえば、ヒドロキシ、アルコキシ、またはカルボニルなど）を有している場合、こうしたモノカルボン酸が本発明の電解質に適している。本発明の好ましい直鎖ジカルボン酸は、９個以上の炭素原子を有するジカルボン酸であり、これらはより高電圧の用途（たとえば、300Ｖ以上の用途）に適している。本発明の好ましい枝分かれ鎖カルボン酸はＣ₃₆ダイマー酸およびＣ₅₄トリマー酸であり、これらは不飽和Ｃ₁₈酸の縮合によって得られる。これら２つの酸は、600ボルトまでの比較的高い電圧範囲において特に有用であることがわかっている。さらに、より低電圧の用途（たとえば200〜300Ｖ）に対しては、より小さな酸〔たとえば、コハク酸（Ｃ₄）やアジピン酸（Ｃ₆）〕が低い抵抗率をもたらし、このとき破壊電圧は充分に高い。アジピン酸は低コストであり、コハク酸はより低い抵抗率をもたらす。必要に応じて、本発明の電解質はさらに、200を越える分子量のポリアルキレングリコールを溶媒中の一成分として含んでもよい。特に、200〜3400およびそれ以上の分子量を有するポリアルキレングリコールが高電圧用途（特に、540〜6 00ボルト）に対して有用であり、このときポリアルキレングリコールの濃度は、溶媒全体中１重量％以上である。さらに、減極剤（たとえば、カソードでのガス発生を防止する芳香族ニトロ化合物）が高電圧を保持するのに、また高温にて安定な性能をもたらすのに有効であることがわかっている。下記の実施例は、本発明の電解質の好ましい組成物を示している。しかしながら、これらの実施例は単に例証のためのものであって、これらの実施例によってこれまで説明してきた本発明が限定されることはない。実施例においては、破壊電圧（Ｖ_b）は２つの方法のうちの１つで測定されている：（１）室温にて、試験用電解質を含んだビーカー中で平滑なアルミニウム箔をアノードとして使用して測定；（２）85℃にて、成形したアルミニウム箔からなる１”×1.5”のスライドガラス・サンドイッチをアノードとして使用し、エッチングしたアルミニウム箔をカソードとして使用し、そして試験用電解質を含浸させたスペーサーペーパーを使用して測定。85℃で測定して得られたＶ_bは、ビーカー中室温で測定して得られたＶ_bと同じか又はやや高かった。実施例Ｉ本実施例では、異なったアミンを使用して作製した電解質の破壊電圧の熱安定性を比較している。本実施例を実施する上で、５種のトリアルキルアミンを使用して５つの電解質を作製した。これらの電解質は、0.3Ｍのセバシン酸；0.45Ｍのアミン；75〜80重量％のブチロラクトン；約８重量％のエチレングリコール；および約３重量％の水；で構成された。表１に示す破壊電圧は、サンドイッチ/85℃法を使用して測定した値である。直鎖アミン（トリエチルアミン、トリプロピルアミン、およびトリブチルアミン）の場合、比抵抗（ρ）はアミンの分子量と共に増大した。Ｎ,Ｎ−ジイソプロピルエチルアミンが最も低い抵抗率を有することがわかった。全てのアミンが類似の初期破壊電圧（Ｖ_b）を有していたが、８個未満の炭素原子を有するアミン（すなわち、トリエチルアミンとジメチルエチルアミン）は加熱後にＶ_bが急激に低下し、８個以上の炭素原子を有するアミンは安定なＶ_bを有していた。実施例II 本実施例においては、高電圧における電解コンデンサーにとって有用な多くの電解質が示されている。表２Ａ〜２Ｄは、18種の組成物それぞれの異なった配合処方、比抵抗、および破壊電圧を示している。表２に示されているＣ₂₁二酸とＣ₂₂酸は、それぞれ５(６)−カルボキシ−４− ヘキシル−２−シクロヘキセン−１−オクタン酸（CAS No 53980-88-4）およびポリカルボン酸（CAS No 68139-89-9）である。Ｃ₂₁二酸はリノール酸とアクリル酸とを反応させることによって、またＣ₂₂酸はリノール酸とマレイン酸とを反応させることによって得られる。Ｃ₃₆ダイマー酸とＣ₅₄トリマー酸は、不飽和Ｃ₁₈ 脂肪酸の分子間縮合によって得られる。本検討においては、我々がＣ₅₄トリマー酸と呼んでいるものは、実際には、60％のＣ₅₄トリマー酸と40％のＣ₃₆ダイマー酸との混合物である。表２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、および２Ｄに記載の全ての組成物の破壊電圧が高電圧での使用に対して有用であることがわかる。より大きな酸（特に、Ｃ₃₆ダイマー酸とＣ₅₄トリマー酸）を使用すると、より高電圧の電解質が得られる。実施例III 本実施例は、本発明の電解質組成物における減極剤の影響を示している。 90mlのブチロラクトン、10mlのエチレングリコール、２mlの水、２ｇのセバシン酸、および1.9mlのトリプロピルアミンからなる電解質中に減極剤を加え、特性を測定した。表３に挙げた減極剤のそれぞれについて測定を行った。表３はさらに、各溶液に対する抵抗率と破壊電圧を示している。最大５％までは、減極剤の濃度を増すと抵抗率が若干増大し、破壊電圧は影響を受けなかった。高電圧を維持し、他の減極剤より優れた熱安定性を有することから、４−ニトロアニソールが好ましいことがわかった。実施例IV 本実施例では、200〜3400の範囲の分子量（ＭＷ_peg）のポリエチレングリコールが本発明の電解質組成物の破壊電圧に及ぼす影響について説明する。本実施例の電解質組成物は、実施例Ｉ、II、およびIIIの組成物と同様の手順で作製した。表４は、電解質組成物だけでなく破壊電圧と比抵抗も示している。表４のデータから、ポリエチレングリコールは本発明の電解質組成物の破壊電圧を高めることがわかる。実施例Ｖ本実施例は、105℃における本発明の電解質組成物の熱安定性を示す。電解質は、前記実施例の場合と同様の手順で作製した。電解質組成物の番号は、表２と４に記載の組成物を表している。Δρ値は、初期値からの比抵抗のパーセント変化である。表５から、破壊電圧と比抵抗は、試験した全ての組成物に対してかなり安定であることがわかる。比抵抗の変化の殆どは、初期加熱時に生じた。実施例VI-A〜VI-C これらの実施例では、本発明の電解質組成物を使用して作製した多くのコンデンサーの性能を示す。本発明の４種の電解質組成物を使用して、アルミニウム電解コンデンサーを作製した。よく知られている従来法にしたがってコンデンサーを作製した。具体的には、アノード箔とカソード箔のストリップ（スペーサーシートの１つ以上の層によって隔離されている）を中央マンドレルの周りに包み込むことによって、円柱状のコンデンサー素子を得た。集成機器の能力に応じて、コネクタ・ストック（connector stock）を、この巻き上げ操作の前に、あるいはその一体部分として箔に取り付けた。最終的なコンデンサーに組み立てる前に、これらの巻き上げ素子（wound element）を減圧乾燥して、スペーサーペーパーに吸収されている過剰の水分を除去する（この乾燥工程は一般的な仕様であって、本発明の電解質に特有のものではない。スペーサーがその経歴において高湿度条件にさらされなければ、乾燥工程は省いてもよい）。この巻き上げ素子を使用した最終コンデンサーを作製するのに必要とされる連続処理工程のシーケンスは、組立ライン、コンデンサー材料、およびコンデンサー設計の違いに応じて変えた。これらの方法はいずれも、当業者にはよく知られている。したがって、下記実施例の幾つかに対しては、巻き上げ素子をコンデンサーケース中に配置した後に、巻き上げ素子に電解質を含浸させ（実施例VI-A）、また他のコンデンサーの場合は、設計上、コンデンサーケース中に挿入する前に電解質を含浸させた（実施例VI-BとC）。これらの実施例においては、最終的なシールを施す前に、含浸したケース入りのコンデンサー素子をエージングした。コンデンサーを電源に、およびコンデンサーに対する最大電流を制限する抵抗器に接続した。コンデンサーにかかる電圧をその定格値にまで徐々に上昇させることのできるような供給電圧を使用し、該電圧をある選定した時間にわたって保持した。本発明の電解質を、業界において使用されている種々のエージング・シーケンス（aging sequence）に適応させることができる。これらの実施例では、先ずコンデンサーを室温でエージングし、次いで温度を85℃に上昇させ、コンデンサーの電流が低い値に低下するまで電圧を保持した。エージング後、その固有の設計に適した手段によってコンデンサーをシールした。実施例VI-A ２つのタイプのスペーサーを使用して作製した250WVコンデンサーにおいて、電解質2-4（実施例IIからのもの）を使用した。一方のスペーサーは、高密度のクラフト紙が２層になったもので、それぞれ厚さが18μm、密度が0.7g/cm³以上である（本明細書ではこれをC/CCペーパーと称する）。他方のスペーサーは、低密度のクラフト紙が２層になったもので、それぞれ公称厚さが28μm、公称密度が0.55g/cm³である（本明細書ではこれをKKペーパーと称する）。250ボルト105 ℃での負荷試験の結果、および105℃で電圧を加えないときの放置試験の結果を表６Ａ示す。試験時間にわたって、電気的パラメーターは極めて安定であった。平均キャパシタンスは1.6％以下で変化した。105℃での漏れ電流（継続的に電圧をかけた状態で測定）は、初期に低下し、その後1000hrを越えると幾らかの増大は認められるが、試験全体を通して低い値のままであった。KKスペーサーでは、120Hz ESR が初めの250hr中に28％増大し、次いでさらなる試験中に徐々に増大し、その結果105℃で2000hr後に 120Hz ESR は、初期値より30％大きくなった。C/CCスペーサーでは、ESR は2000hrまでは時間と共に低下し、その後増大した。しかしながら、4000hrにおいて ESR はまだ初期値より18％低かった。高温貯蔵安定性を等級付けする方法は、放置試験後のLCとコンデンサーのCV積（キャパシタンス×電圧）との比を求めることである。この場合、その比は、35 μAを（542μF×250V）で除して得られ、0.00025に等しい。このことから、電圧を加えずに高温で長期暴露したときに、劣化は殆ど起こらないことがわかった。実施例VI-B 17個の450WV/105℃コンデンサーにおいて、電解質組成物2-10（実施例IIからのもの）を使用した。アノード箔は655V形成箔（655V formed foil）であり、スペーサーは低密度クラフト（KK）の三層体であった。負荷試験結果を表６Ｂ（平均値）に示す。キャパシタンス値は、最大3000時間まで安定であった。25℃および105℃での漏れ電流（LC）は極めて低かった。実施例VI-C 実施例IIからの電解質2-11と2-16を含んだ８個のアルミニウム電解コンデンサーを作製した。どちらの電解質も４−ニトロアニソールを１％含有した。アノード箔は800Vに形成されており、スペーサーは、ポリプロピレンとクラフトセルロース繊維とのブレンドで構成されたペーパーの三層で造り上げた。これらのコンデンサーを、印加電圧が540Vであること以外は、実施例VI-AおよびVI-Bの場合と同様の手順にて105℃で試験した。試験結果を表６Ｃに示す。電解質組成物2-16を使用したコンデンサーのキャパシタンスは、初期においては、電解質2-11を使用したコンデンサーより５％低かったが、どちらの電解質も、最大2500時間までは安定なキャパシタンスをもたらした。どちらのコンデンサーについても、初期の250時間中にESRが実質的に低下し、次いでESRがさらなる加熱中に徐々に増大した。どちらの電解質についても、LCは初期値から低下し、そして試験時間全体にわたって低いままであった。実施例VII 実施例VI-Aにおいて使用したものと同様のコンデンサー（電解質2-4とKKスペーサーを使用して作製）のESRを−55℃までの低温にて測定した。比較のため、ジメチルホルムアミドを溶媒として使用した電解質とC/CCスペーサーとを含んだコンデンサーを標準として測定した。これは軍事用の設計物であり、現在得られるものの中では最も優れた低温特性を有する。表７は、これら２つの設計物のそれぞれに関して、各温度でのESRと25℃でのESRとの比を示す。０℃より低い温度では、この比は電解質2-4の場合は２以下であり、−40℃で７ｘおよび−55℃で16ｘという温度係数は妥当であり、受け入れ可能である。特定の実施態様を挙げて本発明を説明してきたが、当業者にとっては、本発明の範囲と精神を逸脱することなく請求の範囲にしたがって種々の変形が可能であることは言うまでもない。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】１９９６年１２月３１日【補正内容】従来技術の文献例としては、米国特許第3,638,077号と FR,A,1 548 655 があり、米国特許第3,638,077号は、ブチロラクトン、エチレングリコール、ホウ酸、およびトリブチルアミンを含有した、最大400ボルトまで使用できる電解質を開示しており、また FR,A,1 548 655 は、γ−ブチロラクトンを含んだ溶媒を、トリエチルアミンもしくはトリブチルアミンおよびカルボン酸と組み合わせて含んだ電解コンデンサー用の電解質組成物を開示している。アルミニウム電解コンデンサーに使用するための他の電解質が米国特許第4,024,442号に開示されており、該特許は、安息香酸とトルイル酸からなる群から選ばれる酸、エチレングリコール、および酸を部分中和する少なくとも１種の有機塩基（たとえばトリエチルアミン）を含んだ電解質組成物を開示している。発明の開示本発明の目的は、アルミニウム電解コンデンサーに使用するための電解質を提供することにある。本発明の他の目的は、比較的高電圧の条件にて作動する、アルミニウム電解コンデンサーに使用するための電解質を提供することにある。本発明のさらに他の目的は、−25℃未満であって−55℃までの温度で使用できる高電圧用電解質（軍事用およびある特定の航空宇宙用に適する）を提供することにある。本発明のさらに他の目的は、500Ｖより高い電圧にて、たとえば105℃で540Ｖの定格にて使用するのに適した電解質を配合作製することにある。本発明のさらに他の目的は、105℃での長時間の作動において受けるＥＳＲの増大があまり大きくはないコンデンサーを提供することにある。これらのコンデンサーは、高温においてさえも何千時間もの作動にわたって安定であるという特性を有することが要求される。典型的な作動寿命要件は、安定なキャパシタンス、低い漏れ電流、および低い等価直列抵抗が維持された状態で、105℃にて2000時間である。ＥＳＲは、電解質の抵抗率によって大きく異なる。致命的な破損を防止するために、電解質は、その作動寿命全体にわたってコンデンサーの作動電圧を保持できなければならないだけでなく、電圧が急激に変化した場合に、ある程度の安全マージンをもたらすことができなければならない。有用な電解質は、高い破壊電圧と低い抵抗率を併せ持っている。高温で数千時間使用した後でも、これらの特性が大幅には悪化しない。さらに具体的に言えば、本発明は、８〜12個の炭素原子を有するトリアルキルアミン、溶媒、および少なくとも４個の炭素原子を有するカルボン酸を含む、電解コンデンサー用の電解質組成物に関する。好ましい実施態様の詳細な説明本発明は、一般には、比較的高い電圧のかかるアルミニウム電解コンデンサーに使用するための電解質、特に200〜600ボルトの範囲の高電圧用の電解質に関する。本発明の電解質は、ブチロラクトン（γ−ブチロラクトン）を含んだ溶媒を、Ｎ,Ｎ−ジイソプロピルエチルアミンおよび少なくとも４個の炭素原子を有するカルボン酸と組み合わせた形で含む。具体的には、電解質のトータル重量を基準として、Ｎ,Ｎ−ジイソプロピルエチルアミンの濃度は約１〜８重量％、溶媒は約70〜95重量％、そしてカルボン酸は約２〜20重量％であることが見いだされている。さらに、水を最大５重量％までの濃度にて使用してもよい。ブチロラクトンを使用する場合は、電解質の導電性を向上させるためにプロトン性共溶媒を必要とする。この目的に適したブチロラクトン用共溶媒はエチレングリコールである。しかしながら、エチレングリコールの濃度が高すぎると、電解質の熱安定性が低下する。ブチロラクトン：エチレングリコールの好ましい比は、容量比にて95:1〜80:20である。ブチロラクトン電解質の熱安定性は、電解質組成物中の水含量によって大きく異なる。より高い電圧および／またはより高い温度で使用する電解質に対しては、より低い水含量が要求される。低電圧においては５％の濃度が使用されているが、600ボルトでは電解質配合物は水を全く含まないのが好ましい（しかしながら、配合物に加えられている化学物質だけでなくスペーサー材料中にも、痕跡量の水が存在していると考えられる）。他のものよりはるかに低い抵抗率を示すことから、好ましいトリアルキルアミンはＮ,Ｎ−ジイソプロピルエチルアミンである。本発明を実施する上で、より大きくてより弱い酸がより高い電圧に耐えることがわかっている。こうしたカルボン酸（酸性が弱く、高電圧コンデンサーに適した酸性度を有する）としては、少なくとも４個の炭素原子を有する直鎖ジカルボン酸、ならびにＣＯ₂Ｈ基が２個以上の炭素原子を有するアルキル鎖で隔離されている枝分かれ鎖の二塩基酸もしくは多塩基酸がある。第三および／または第四 α−炭素を有している酸が好ましい。α−炭素におけるアルキル基が電子を供与し、酸を弱めるからである。さらに、モノカルボン酸が分子中のある箇所に極性基（たとえば、ヒドロキシ、アルコキシ、またはカルボニルなど）を有している場合、こうしたモノカルボン酸が本発明の電解質に適している。本発明の好ましい直鎖ジカルボン酸は、９個以上の炭素原子を有するジカルボン酸であり、これらはより高電圧の用途（たとえば、300Ｖ以上の用途）に適している。本発明の好ましい枝分かれ鎖カルボン酸はＣ₃₆ダイマー酸およびＣ₅₄トリマー酸であり、これらは不飽和Ｃ₁₈酸の縮合によって得られる。これら２つの酸は、600ボルトまでの比較的高い電圧範囲において特に有用であることがわかっている。さらに、より低電圧の用途（たとえば200〜300Ｖ）に対しては、より小さな酸〔たとえば、コハク酸（Ｃ₄）やアジピン酸（Ｃ₆）〕が低い抵抗率をもたらし、このとき破壊電圧は充分に高い。アジピン酸は低コストであり、コハク酸はより低い抵抗率をもたらす。必要に応じて、本発明の電解質はさらに、200を越える分子量のポリアルキレングリコールを溶媒中の一成分として含んでもよい。特に、200〜3400およびそれ以上の分子量を有するポリアルキレングリコールが高電圧用途（特に、540〜6 00ボルト）に対して有用であり、このときポリアルキレングリコールの濃度は、溶媒全体中１重量％以上である。さらに、減極剤（たとえば、カソードでのガス発生を防止する芳香族ニトロ化合物）が高電圧を保持するのに、また高温にて安定な性能をもたらすのに有効であることがわかっている。下記の実施例は、本発明の電解質の好ましい組成物を示している。しかしながら、これらの実施例は単に例証のためのものであって、これらの実施例によってこれまで説明してきた本発明が限定されることはない。実施例においては、破壊電圧（Ｖ_b）は２つの方法のうちの１つで測定されている：（１）室温にて、試験用電解質を含んだビーカー中で平滑なアルミニウム箔をアノードとして使用して測定；（２）85℃にて、成形したアルミニウム箔からなる４mm×６mm（１”×1.5”）のスライドガラス・サンドイッチをアノードとして使用し、エッチングしたアルミニウム箔をカソードとして使用し、そして試験用電解質を含浸させたスペーサーペーパーを使用して測定。サンドイッチを使用して85℃で測定して得られたＶ_bは、ビーカー中室温で測定して得られたＶ_b と同じか又はやや高かった。実施例Ｉ本実施例では、異なったアミンを使用して作製した電解質の破壊電圧の熱安定性を比較している。本実施例を実施する上で、５種のトリアルキルアミンを使用して５種の電解質を作製した。これらの電解質は、0.3Ｍのセバシン酸；0.45Ｍのアミン；75〜80重量％のブチロラクトン；約８重量％のエチレングリコール；および約３重量％の水；で構成された。請求の範囲を以下の通り補正する。請求の範囲１．電解質組成物全体を基準として、１〜８重量％のＮ,Ｎ−ジイソプロピルエチルアミン；70〜95重量％の溶媒；および２〜20重量％の少なくとも４個の炭素原子を有するカルボン酸；を含む、電解コンデンサー用の電解質組成物。２．前記カルボン酸が、少なくとも４個の炭素原子を有する直鎖ジカルボン酸である、請求の範囲第１項に記載の電解質組成物。３．前記カルボン酸が、そのＣＯ₂Ｈ基が少なくとも２個の炭素原子を有するアルキル鎖によって隔離されている、枝分かれ鎖の二塩基酸または多塩基酸である、請求の範囲第１項に記載の電解質組成物。４．前記カルボン酸が、Ｃ₃₆ダイマー酸、Ｃ₅₄トリマー酸、およびこれらの混合物からなる群から選ばれる、請求の範囲第１項に記載の電解質組成物。５．前記カルボン酸が、Ｃ₂₁二酸とＣ₂₂多酸からなる群から選ばれる、請求の範囲第１項に記載の電解質組成物。６．前記カルボン酸が、第三および／または第四α-炭素を有する枝分かれ鎖の二塩基酸または多塩基酸である、請求の範囲第１項に記載の電解質組成物。７．前記溶媒が、ブチロラクトンとエチレングリコールとの組合せ物である、請求の範囲第１項に記載の電解質組成物。８．前記溶媒が、200〜3400の分子量を有するポリアルキレングリコールを含む、請求の範囲第１項に記載の電解質組成物。９．前記溶媒が、少なくとも200の分子量を有するポリアルキレングリコールを含む、請求の範囲第１項に記載の電解質組成物。 10．水を含んでいる、請求の範囲第１項に記載の電解質組成物。 11．水を５重量％未満の量にて含んでいる、請求の範囲第１項に記載の電解質組成物。 12．前記溶媒が、ブチロラクトンとエチレングリコールとの組合せ物である、請求の範囲第１項に記載の電解質組成物。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ

Claims

【特許請求の範囲】１．Ｎ,Ｎ−ジイソプロピルエチルアミン、溶媒、および少なくとも４個の炭素原子を有するカルボン酸を含む、電解コンデンサー用の電解質組成物。２．前記カルボン酸が、少なくとも４個の炭素原子を有する直鎖ジカルボン酸である、請求の範囲第１項に記載の電解質組成物。３．前記カルボン酸が、そのＣＯ₂Ｈ基が少なくとも２個の炭素原子を有するアルキル鎖によって隔離されている、枝分かれ鎖の二塩基酸または多塩基酸である、請求の範囲第１項に記載の電解質組成物。４．前記カルボン酸が、Ｃ₃₆ダイマー酸、Ｃ₅₄トリマー酸、およびこれらの混合物からなる群から選ばれる、請求の範囲第１項に記載の電解質組成物。５．前記カルボン酸が、Ｃ₂₁二酸とＣ₂₂多酸からなる群から選ばれる、請求の範囲第１項に記載の電解質組成物。６．前記カルボン酸が、第三および／または第四α-炭素を有する枝分かれ鎖の二塩基酸または多塩基酸である、請求の範囲第１項に記載の電解質組成物。７．前記溶媒が、ブチロラクトンとエチレングリコールとの組合せ物である、請求の範囲第１項に記載の電解質組成物。８．前記溶媒が、200〜3400の分子量を有するポリアルキレングリコールを含む、請求の範囲第１項に記載の電解質組成物。９．前記溶媒が、少なくとも200の分子量を有するポリアルキレングリコールを含む、請求の範囲第１項に記載の電解質組成物。 10．水を含んでいる、請求の範囲第１項に記載の電解質組成物。 11．水を５重量％未満の量にて含んでいる、請求の範囲第１項に記載の電解質組成物。 12．前記Ｎ,Ｎ−ジイソプロピルエチルアミンの量が、電解質組成物全体のうちの１〜８重量部である、請求の範囲第１項に記載の電解質組成物。 13．前記溶媒の量が、電解質組成物全体のうちの70〜95重量部である、請求の範囲第１項に記載の電解質組成物。 14．前記カルボン酸の量が、電解質組成物全体のうちの２〜20重量部である、請求の範囲第１項に記載の電解質組成物。 15．前記Ｎ,Ｎ−ジイソプロピルエチルアミンの量が電解質組成物全体のうちの１〜８重量部であり、前記溶媒の量が電解質組成物全体のうちの70〜95重量部であり、そして前記カルボン酸の量が電解質組成物全体のうちの２〜20重量部である、請求の範囲第１項に記載の電解質組成物。 16．前記溶媒がブチロラクトンとエチレングリコールとの組合せ物である、請求の範囲第15項に記載の電解質組成物。