[发明专利]铝电解电容器

说明书

本发明涉及一种使用无闪点电解液，其低温特性优良，而且即使在高温下长期使用时其外观变化和特性劣化也很少的可靠度高的铝电解电容器(以下称为电解电容器)。

以往的电容器的结构如图1所示那样，在阳极箔2和阴极箔3之间插入一层由马尼拉麻、牛皮纸等构成的隔膜4，在此状态下包卷起来，用一种驱动用电解液(以下称为电解液)浸渍，然后将其插入铝壳5中，最后用一种橡胶制的封口材料6将铝壳5的开口封死。阳极箔2的制备方法是首先对铝箔进行蚀刻处理以使其表面扩大化(表面粗糙化)，然后再通过阳极氧化处理来形成介电质层而获得。

通过使上述电解液粘附在表面粗糙化的阳极箔2上来产生静电容量。另外，该电解液由于它所具有的化成能力而能够修补铝氧化膜的介电质层，因此承担着维持低漏电流等功能。另外，在电解液所具有的特性中，尤其是电导率会对电解电容器的阻抗性能带来较大影响。

根据以上观点，特别是作为保证温度在105℃以上，额定电压在100V以下低压级的而且是低阻抗的电解电容器，可以使用那些以低温特性和化成性均优良的γ-丁内酯作为溶剂并且以苯二甲酸或马来酸的季铵盐作为电解质，电导率高而且即使在高温下也稳定的电解液(参照特开昭62-145713号公报、特开昭62-145715号公报)。

然而，上述那些使用一种在γ-丁内酯溶剂中溶解了苯二甲酸或马来酸的季铵盐而形成的电解液的电解电容器，在温度大的气氛中连续通电使用时，在其阴极部会生成强碱性的化合物。这种强碱性化合物尤其要腐蚀阴极导线和与该导线接触的封口材料6，因此有时会引起电解液从电容器中流出的问题。

为了避免这样的问题，有效的方法是使用一种碱性化合物生成量少的电解液，也就是以乙二醇和水作为溶剂，以己二酸铵等铵盐作为电解质的电解液。

另外由于以γ-丁内酯作为溶剂的电解液的闪点在100℃左右，因此当由于电子设备的异常动作而导致电解液喷出时，难以断言不存在起火的危险性。

另一方面，作为保证温度为85℃并且额定电压在100V以下的低压级电解电容器，可以举出那些使用一种以乙二醇和水的混合溶液作为电解液溶剂并且以己二酸铵等铵盐作为电解质的电解液来制成的电解电容器。添加水的目的是为了提高电导率。对于使用这种电解液的电解电容器来说，难以在作为溶剂成分之一的水的沸点(100℃)以上长期地维持电学性能。例如，在110℃的温度下施加额定电压的试验中，由于铝和水的反应而导致产生大量的氢气。由于这种影响而导致内压上升，因此有时会导致铝壳底面区域的安全阀动动作。另外，在温度110℃的无负荷放置试验中，在经过1000小时以内的试验后，产生了漏电流变化率超过+5000％等的不利情况。

为了解决这些问题，有人提出了向电解液中添加各种含磷化合物以抑制电极箔与水反应的方法，或者添加各种硝基化合物以吸收产生的氢气的方法。即便是使用这些方法，对于额定电压在100V以下的电容器来说，在使用那些含水率超过20％的高含水率的电解液时，难以在100℃以上的9温度长期地维持电容器的化学性能。

另外，当把含水率在20％以上的电导率高的电解液在100℃以上的温度长期地使用时，也往往会遇到在使用含水率不足20％的低含水率电解液时所遇到的由封口橡胶中的氯引起的问题。也就是说，在高温下进行长时间的负荷试验时会发生阳极铝导线的腐蚀，其结果是造成漏电流的增大，或者导致阳极铝导线的腐蚀断线。

本发明的目的是要解决上述先有技术存在的问题，提供一种高可靠性的电解电容器。

本发明的电解电容器，其电解液的含水率为20～90重量％，而且该电解液含有选自甲酸铵、乙酸铵、乳酸铵、乙醇酸铵、草酸铵、琥珀酸铵、丙二酸铵、己二酸铵、苯甲酸铵、戊二酸铵、壬二酸铵中一种以上的化合物作为主电解质，并且还含有1重量％以上选自三甲基己二酸、1，6-癸烷二羧酸、癸二酸、1，7-辛烷二羧酸、丁基辛烷二羧酸、3-叔丁基己二酸、3-叔辛基己二酸、3-正十二烷基己二酸、由(化合物1)表示的有机羧酸、由(化合物2)表示的有机羧酸或这些有机酸的铵盐中一种以上的化合物。

(化合物1)

其中，R₂表示低级烷基，R₁表示氢原子或由下式表示的基团

(化合物2)其中，R₃、R₄表示低级烷基，R₅表示苯基。