[其他]电解电容器用电解液

说明书

本发明涉及电解电容器用电解液的改进，特别是与将一元羧酸的4级铵盐用作溶质的电解液有关。

电解电容器使用在铝、钽等的表面上会形成绝缘性氧化膜的所谓阀金属为阳极电极，以上述氧化膜层为介质体，使此氧化膜层的表面与将成为电解质层的电解液接触，并配置通常称为阴极的集电用电极而构成。

由于电解电容器用电解液如上所述直接接触介质体层，起真正的阴极作用，故其特性成为决定电解电容器特性的一大重要原因。电解液介于电解电容器的介质体层和集电阴极之间，等于电解液的电阻部份串联地插入在电解电容器中。为此其缺点是一旦电解液的电导率低，则会使电解电容器内部的等效串联电阻部分增大，高频率特性和损耗特性都变差。

由于有这样的背景，故一直在寻求电导率高的电解液，过去已知的有将各种无机酸、有机酸或其盐类溶解于乙二醇等的乙二醇类或醇类的质子溶剂中的电解液。特别是在该有机酸中、具有羧基的所为羧酸多以铵盐和1～3级铵盐的形式用作溶质。

作为溶质用的羧酸已知有各种各样的，其中亦有电导率相当高的，但对于种种的更高要求来讲，则电导率还不能说已足够。特别是以前在使用溶解度低的溶质等时，通常是通过有意识地添加水来设法提高电导率。但是，如最近那样，在要求能在超过100℃的高温下使用的电解电容器的使用情况中，其缺点是电解液中的水分的存在会招来介质体被膜层的劣化、并提高电解电容器的内部蒸气压力，以及因封口部分的破损和电解液的蒸发散失而引起寿命缩短，而不能维持长时间的稳定特性。

本发明研究了在羧酸中以用链式饱和构造的所谓一元羧酸的盐作为溶质。以前使用一元羧酸的盐为溶质的有例如如特公昭54-1023号公报所述以甲酸铵为溶质，如特开昭53-138047号公报所述的以丙酸铵为溶质。这些都是以一元羧酸作为铵盐使用，但在将铵盐或1-2级铵盐溶解在质子系溶剂中时，在高温下会发生酯化和酰胺化，不再呈离子状态，对电导率没有帮助，故不能得到高电导率。又即使溶剂为非质子系溶剂，由于酰胺化，而呈现同样的劣化，不能得到十分良好的特性。

此外如在由甲酸和三乙胺的盐所构成的（特公昭52-45905号公报）那样的羧酸和3级铵盐的场合，在质子溶剂中仍然会发生因酯化而引起的特性劣化。在非质子系溶剂中虽然不会发生如上所述的酯化和酰胺化，但有关电导率方面还不能达到满足最新的电解电容器所要求的特性。

本发明的目的在于通过改进了以前的电解液所存在的上述缺点，得到实质上是非水系的且能提供高电导率的电解液，使电解电容器的电气特性提高，且由于能长时期维持稳定的特性而使电解电容器的可靠性提高。

本发明的特征为在主要溶剂为非质子系溶剂的液体中溶解有脂肪族饱和一元羧酸的4级铵盐。脂肪族饱和一元羧酸以一般式R-COOH（R为氢或碳数为1-6的烷基）表示。将其作为4级铵盐，溶解于以非质子系为主体的溶剂中而得到。

在本发明中所使用的脂肪族饱和一元羧酸的具体化合物（括弧内表示有示性式）如下。

甲酸 （HCO₂H）

乙酸 （CH₃CO₂H）

丙酸 （C₂H₅CO₂H）

丁酸 （C₃H₇CO₂H）

戊酸 （C₄H₉CO₂H）

己酸 （C₅H₁₁CO₂H）

庚酸 （C₆H₁₃CO₂H）

在本发明中所使用的脂肪族饱和一元羧酸的4级铵盐在非质子系溶剂中很稳定，能稳定地维持高电导率。

而且即使在质子溶剂中也和以前的铵盐和1-3级铵盐的脱水反应不同，而为脱醇反应。而且此脱醇反应与脱水反应相比，其进行速度显著缓慢，在所期望的电解电容器的寿命特性期间几乎不会出现明显的劣化现象。