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JP2013102004A - Gel electrolytic solution for electrolytic capacitor and electrolytic capacitor - Google Patents

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JP2013102004A
JP2013102004A JP2011243956A JP2011243956A JP2013102004A JP 2013102004 A JP2013102004 A JP 2013102004A JP 2011243956 A JP2011243956 A JP 2011243956A JP 2011243956 A JP2011243956 A JP 2011243956A JP 2013102004 A JP2013102004 A JP 2013102004A
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JP
Japan
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acid
colloidal silica
electrolytic capacitor
electrolytic
gel electrolyte
Prior art date
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Pending
Application number
JP2011243956A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Naoto Wada
直人 和田
Kazumi Chiba
一美 千葉
Yasufumi Yamaguchi
容史 山口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Carlit Co Ltd
Original Assignee
Japan Carlit Co Ltd
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Publication date
Application filed by Japan Carlit Co Ltd filed Critical Japan Carlit Co Ltd
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Abstract

【課題】高い電導度と火花電圧を有し、耐久性に優れた電解コンデンサ用ゲル電解液及びそれを用いた電解コンデンサを提供する。
【解決手段】コロイダルシリカの重合体と、カルボン酸成分(A)と一般式(1)〜(7)より表されるいずれかの塩基成分(B)からなる電解質塩と、有機溶媒と、を含有した電解コンデンサ用ゲル電解液において、コロイダルシリカの重合体が、酸性コロイダルシリカ又はアンモニア安定型コロイダルシリカを用いて重合させた重合体であることを特徴とする電解コンデンサ用ゲル電解液及びそれを用いた電解コンデンサ。
【選択図】なし
Disclosed is a gel electrolyte for an electrolytic capacitor having high conductivity and spark voltage and excellent durability, and an electrolytic capacitor using the same.
A polymer of colloidal silica, an electrolyte salt comprising a carboxylic acid component (A) and any one of base components (B) represented by the general formulas (1) to (7), and an organic solvent. A gel electrolyte solution for an electrolytic capacitor, wherein the colloidal silica polymer is a polymer polymerized using acidic colloidal silica or ammonia-stabilized colloidal silica, and The electrolytic capacitor used.
[Selection figure] None

Description

本発明は、高い電導度と火花電圧を有し、長期安定性に優れた電解コンデンサ用ゲル電解液とそれを用いた電解コンデンサに関する。   The present invention relates to a gel electrolyte for electrolytic capacitors having high conductivity and spark voltage and excellent long-term stability, and an electrolytic capacitor using the same.

従来における電解コンデンサ用電解液としては、低温での粘性が低いγ−ブチロラクトン等の溶媒に有機酸や無機酸又はそれらの塩を電解質として溶解させたものが用いられている。例えば、テトラメチルアンモニウム等のテトラアルキルアンモニウムと、マレイン酸、フタル酸等のジカルボン酸との塩からなる電解質を、γ−ブチロラクトン、エチレングリコール等の溶媒に溶解させたものが知られている。   As an electrolytic solution for an electrolytic capacitor in the past, a solution obtained by dissolving an organic acid, an inorganic acid, or a salt thereof as an electrolyte in a solvent such as γ-butyrolactone having a low viscosity at a low temperature is used. For example, an electrolyte made of a salt of a tetraalkylammonium such as tetramethylammonium and a dicarboxylic acid such as maleic acid or phthalic acid is dissolved in a solvent such as γ-butyrolactone or ethylene glycol.

電解液の中でも、電導度は電解コンデンサの損失、インピーダンス特性などに直接関わることから、高い電導度を有する電解コンデンサ用電解液の開発が盛んに行われている。この中でもカルボン酸をアニオンとした第四級アンモニウム塩を溶解質塩としたものが高い電導度を得られるということで注目されている(特許文献1)。   Among electrolytic solutions, the electrical conductivity is directly related to the loss of the electrolytic capacitor, impedance characteristics, etc., and therefore, electrolytic solutions for electrolytic capacitors having high electrical conductivity have been actively developed. Among these, a quaternary ammonium salt having a carboxylic acid as an anion as a solute salt has attracted attention because it can obtain high electrical conductivity (Patent Document 1).

電解液に用いる有機溶媒としては、γ−ブチロラクトンや、γ−ブチロラクトンとエチレングリコールの混合溶媒が挙げられるが、いずれも初期の電導度は優れているが、使用しているとすぐに低下してしまい、耐久性に劣る問題があった(特許文献2)。   Examples of the organic solvent used in the electrolytic solution include γ-butyrolactone and a mixed solvent of γ-butyrolactone and ethylene glycol, both of which have excellent initial conductivity, but immediately decrease when used. Therefore, there was a problem inferior in durability (Patent Document 2).

高電導度を有する電解液は、一般に電解液自体の火花電圧が低く、定格電圧が50V以下の領域で用いられてきた。火花電圧を向上させるために、コロイダルシリカを含有させた電解コンデンサ用電解液もあるが、コロイダルシリカが電解液中に分散しているだけであるので、火花電圧が十分に得られず、耐久性にも劣る欠点があった(特許文献3)。   An electrolytic solution having high conductivity has generally been used in a region where the spark voltage of the electrolytic solution itself is low and the rated voltage is 50 V or less. In order to improve the spark voltage, there is also an electrolytic solution for electrolytic capacitors containing colloidal silica. However, since the colloidal silica is only dispersed in the electrolytic solution, the spark voltage cannot be sufficiently obtained and durability (Patent document 3).

以上のように高い電導度と火花電圧を有し、耐久性に優れた電解コンデンサが求められている。   As described above, there is a demand for an electrolytic capacitor having high conductivity and spark voltage and excellent durability.

特開平3−6646号公報Japanese Patent Laid-Open No. 3-6646 特開平6−196366号公報JP-A-6-196366 特開2007−273921号公報JP 2007-273922 A

本発明の目的は、高い電導度と火花電圧を有し、耐久性に優れた電解コンデンサ用ゲル電解液及びそれを用いた電解コンデンサを提供することである。   An object of the present invention is to provide a gel electrolyte for electrolytic capacitors having high conductivity and spark voltage and excellent durability, and an electrolytic capacitor using the same.

本発明は、コロイダルシリカの重合体と、カルボン酸成分(A)と一般式(1)〜(7)より表されるいずれかの塩基成分(B)からなる電解質塩と、有機溶媒と、を含有した電解コンデンサ用ゲル電解液において、
コロイダルシリカの重合体が、酸性コロイダルシリカ又はアンモニア安定型コロイダルシリカを用いて重合させた重合体であることを特徴とする電解コンデンサ用ゲル電解液である。
The present invention comprises a colloidal silica polymer, an electrolyte salt comprising a carboxylic acid component (A) and any one of the basic components (B) represented by the general formulas (1) to (7), and an organic solvent. In the gel electrolyte solution for electrolytic capacitors contained,
A gel electrolyte for an electrolytic capacitor, wherein the colloidal silica polymer is a polymer polymerized using acidic colloidal silica or ammonia-stabilized colloidal silica.

すなわち、本発明は以下に示すものである。   That is, the present invention is as follows.

第一の発明は、コロイダルシリカの重合体と、カルボン酸成分(A)と下記一般式(1)〜(7)より表されるいずれかの塩基成分(B)からなる電解質塩と、有機溶媒と、を含有する電解コンデンサ用ゲル電解液において、
コロイダルシリカの重合体が、酸性コロイダルシリカ又はアンモニア安定型コロイダルシリカを用いて重合させた重合体であることを特徴とする電解コンデンサ用ゲル電解液。
The first invention is a colloidal silica polymer, an electrolyte salt comprising a carboxylic acid component (A) and any of the base components (B) represented by the following general formulas (1) to (7), an organic solvent In the gel electrolyte solution for electrolytic capacitors containing,
A gel electrolyte for an electrolytic capacitor, characterized in that the polymer of colloidal silica is a polymer obtained by polymerization using acidic colloidal silica or ammonia-stabilized colloidal silica.

Figure 2013102004
(式(1)〜(7)中、R〜R30は、それぞれ同一でも異なっても良い水素、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数1〜18のアルコキシ基、水酸基であり、隣接R同士は連結し、炭素数2〜6のアルキレン基を形成しても良い。)
Figure 2013102004
(In the formulas (1) to (7), R 1 to R 30 are the same or different hydrogen, a C 1-18 alkyl group, a C 1-18 alkoxy group, and a hydroxyl group, and adjacent to each other. Rs may be linked together to form an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms.)

第二の発明は、カルボン酸成分(A)がフタル酸、マレイン酸、サリチル酸、安息香酸、アゼライン酸、セバシン酸、1,6−デカンジカルボン酸からなる群より選ばれる一種であることを特徴とする第一の発明に記載の電解コンデンサ用ゲル電解液である。   The second invention is characterized in that the carboxylic acid component (A) is one selected from the group consisting of phthalic acid, maleic acid, salicylic acid, benzoic acid, azelaic acid, sebacic acid, and 1,6-decanedicarboxylic acid. It is the gel electrolyte solution for electrolytic capacitors as described in 1st invention to do.

第三の発明は、酸性コロイダルシリカ又はアンモニア安定型コロイダルシリカの平均粒径が、1〜50nmであることを特徴とする第一又は第二の発明に記載の電解コンデンサ用ゲル電解液である。   3rd invention is the gel electrolyte solution for electrolytic capacitors as described in 1st or 2nd invention, wherein the average particle diameters of acidic colloidal silica or ammonia stable type colloidal silica are 1-50 nm.

第四の発明は、電解コンデンサ用ゲル電解液中におけるコロイダルシリカの重合体の含有量が、1.0〜50質量%であることを特徴とする第一から第三の発明のいずれかに記載の電解コンデンサ用ゲル電解液である。   According to a fourth aspect of the invention, in any one of the first to third aspects, the content of the colloidal silica polymer in the gel electrolyte for an electrolytic capacitor is 1.0 to 50% by mass. This is a gel electrolyte for electrolytic capacitors.

第五の発明は、第一から第四の発明のいずれかに記載の電解コンデンサ用ゲル電解液を用いてなることを特徴とする電解コンデンサである。   A fifth invention is an electrolytic capacitor comprising the gel electrolytic solution for an electrolytic capacitor according to any one of the first to fourth inventions.

本発明によれば、高い電導度と火花電圧を有し、耐久性に優れた電解コンデンサ用ゲル電解液及びそれを用いた電解コンデンサを得ることができる。   According to the present invention, it is possible to obtain a gel electrolyte solution for an electrolytic capacitor having high conductivity and spark voltage and excellent durability, and an electrolytic capacitor using the same.

本発明の電解コンデンサ用ゲル電解液について説明する。   The gel electrolyte solution for electrolytic capacitors of the present invention will be described.

本発明者らは鋭意検討した結果、コロイダルシリカの重合体と、カルボン酸成分(A)と一般式(1)〜(7)より表されるいずれかの塩基成分(B)からなる電解質塩と、有機溶媒と、を含有する電解コンデンサ用ゲル電解液において、コロイダルシリカの重合体が、酸性コロイダルシリカ又はアンモニア安定型コロイダルシリカを用いて重合させた重合体であることを特徴とする電解コンデンサ用ゲル電解液及びそれを用いた固体電解コンデンサが上記課題を解決できることを見出し、本発明に至った。   As a result of intensive studies, the present inventors have found that a colloidal silica polymer, an electrolyte salt comprising a carboxylic acid component (A) and any one of the basic components (B) represented by the general formulas (1) to (7), In an electrolytic capacitor gel electrolyte containing an organic solvent, the colloidal silica polymer is a polymer polymerized using acidic colloidal silica or ammonia-stabilized colloidal silica. The present inventors have found that a gel electrolytic solution and a solid electrolytic capacitor using the same can solve the above problems, and have reached the present invention.

<コロイダルシリカ>
コロイダルシリカとは、SiO又はその水和物のコロイドで、粒径が1〜300nmで一定の構造をもたないものである。ケイ酸塩に希塩酸を作用させた後に、透析で得ることができる。
<Colloidal silica>
Colloidal silica is a colloid of SiO 2 or its hydrate, and has a particle size of 1 to 300 nm and no fixed structure. It can be obtained by dialysis after dilute hydrochloric acid is allowed to act on the silicate.

コロイダルシリカは、水又は有機溶媒にほとんど溶解せず、一般に適当な分散溶媒中に分散させたコロイド溶液として電解液に添加して、熱をかけて重合させた重合体として用いることができる。   Colloidal silica is hardly dissolved in water or an organic solvent, and can be used as a polymer obtained by adding to a liquid electrolyte as a colloidal solution generally dispersed in an appropriate dispersion solvent and polymerizing by applying heat.

通常コロイダルシリカは、ナトリウム安定型コロイダルシリカと呼ばれるものであり、製造によりNaを含み、コロイダルシリカの表面がONa基となっている。該ナトリウム安定型コロイダルシリカは、有機溶媒に十分な分散性を示さず、また、ナトリウムイオンが阻害するために、導電性及び火花電圧が十分に向上しない問題があった。   Colloidal silica is usually called sodium-stable colloidal silica, contains Na by production, and the surface of colloidal silica is ONa group. The sodium-stable colloidal silica does not exhibit sufficient dispersibility in an organic solvent, and sodium ions inhibit the conductivity and the spark voltage are not sufficiently improved.

本発明に用いるコロイダルシリカは、酸性コロイダルシリカ又はアンモニウム安定型コロイダルシリカである。
酸性コロイダルシリカは、コロイダルシリカの表面が、Naを除去したOH基となっているコロイダルシリカであり、アンモニア安定型コロイダルシリカは、Naを除去してOH基にした後、アンモニア処理して表面をアンモニアイオンで安定化したコロイダルシリカである。
The colloidal silica used in the present invention is acidic colloidal silica or ammonium stable colloidal silica.
Acidic colloidal silica is colloidal silica in which the surface of the colloidal silica is an OH group from which Na has been removed. Ammonia-stable colloidal silica is prepared by removing Na to form an OH group, and then treating the surface with ammonia. Colloidal silica stabilized with ammonia ions.

本発明の電解コンデンサ用ゲル電解液は、酸性コロイダルシリカ又はアンモニア安定型コロイダルシリカを重合させた重合体を含有することを特徴としている。
上記コロイダルシリカのシラノール基同士が重合した重合体を含有しているため電解液自体がゲル状となっている。
The gel electrolyte solution for electrolytic capacitors of the present invention is characterized by containing a polymer obtained by polymerizing acidic colloidal silica or ammonia-stable colloidal silica.
Since the colloidal silica contains a polymer in which silanol groups are polymerized, the electrolytic solution itself is in a gel form.

電解コンデンサ用ゲル電解液の製造方法は、コロイダルシリカを重合させた重合体を電解液に含有させてゲル電解液を製造してもよいし、コロイダルシリカを含有させた電解液を加熱して重合させて重合体としてゲル電解液を製造してもよい。
また、コロイダルシリカを含有させた電解コンデンサ用電解液は、通常、水を留去させるため、80℃程度で加熱するが、80℃ではコロイダルシリカはゲル化しない。電解液を120〜200℃で加熱させることでコロイダルシリカのシラノール基同士が重合しゲル化する。
A method for producing a gel electrolyte solution for an electrolytic capacitor may be prepared by adding a polymer obtained by polymerizing colloidal silica to the electrolyte solution to produce a gel electrolyte solution, or heating and polymerizing the electrolyte solution containing colloidal silica. Thus, a gel electrolyte may be produced as a polymer.
Moreover, the electrolytic solution for electrolytic capacitors containing colloidal silica is usually heated at about 80 ° C. in order to distill off water, but at 80 ° C., the colloidal silica does not gel. By heating the electrolytic solution at 120 to 200 ° C., silanol groups of colloidal silica are polymerized and gelled.

酸性コロイダルシリカ又はアンモニア安定型コロイダルシリカの重合体を電解液中に含有させることで、導電性及び火花電圧を大幅に向上させることができる。   By containing a polymer of acidic colloidal silica or ammonia-stabilized colloidal silica in the electrolyte, the conductivity and spark voltage can be greatly improved.

電解コンデンサ用ゲル電解液中におけるコロイダルシリカの重合体の含有量は、0.1〜50質量%、より好ましくは0.5〜40質量%が挙げられ、特に好ましくは1.0〜30質量%が挙げられる。0.1質量%未満の場合、電解コンデンサの電気特性向上効果が小さく、50質量%超では、粘度が大きすぎるため扱い辛い欠点がある。   The content of the colloidal silica polymer in the electrolytic solution for electrolytic capacitors is 0.1 to 50% by mass, more preferably 0.5 to 40% by mass, and particularly preferably 1.0 to 30% by mass. Is mentioned. If the amount is less than 0.1% by mass, the effect of improving the electrical characteristics of the electrolytic capacitor is small.

コロイダルシリカの平均粒径は、いずれのものでもよく、好ましくは1〜50nmであり、より好ましくは1〜30nmである。前記平均粒径にすることで、溶媒における分散性に優れ、重合させたときに、電解質塩を均一に分散させた電解コンデンサ用ゲル電解液を得ることができる。   The average particle diameter of the colloidal silica may be any, preferably 1 to 50 nm, more preferably 1 to 30 nm. By setting the average particle size, it is possible to obtain a gel electrolyte solution for an electrolytic capacitor in which an electrolyte salt is uniformly dispersed when polymerized by being excellent in dispersibility in a solvent.

コロイダルシリカの形状は、球状タイプ、鎖状タイプ、コロイダルシリカが環状に凝集して溶媒に分散した環状タイプのいずれであってもよい。   The shape of the colloidal silica may be any of a spherical type, a chain type, and a cyclic type in which colloidal silica is aggregated in a ring and dispersed in a solvent.

酸性コロイダルシリカのpHは、pH2〜4程度であり、アンモニア安定型コロイダルシリカのpHは、pH9〜11程度である。   The pH of acidic colloidal silica is about pH 2-4, and the pH of ammonia-stable colloidal silica is about pH 9-11.

市販品のアンモニア安定型コロイダルシリカとしては、スノーテックス(登録商標)N(日産化学工業(株)社製)、ルドックス(登録商標)AS(ダブリュ.アール.グレース・アンド・カンパニー−コネティカット社製)、ナルコ(登録商標)2326(ナルコケミカル カンパニー社製)、アデライト(登録商標)AT−20N(ADEKA社製)等が挙げられる。   Examples of commercially available ammonia-stable colloidal silica include Snowtex (registered trademark) N (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.), Ludox (registered trademark) AS (manufactured by W. Grace and Company-Connecticut). Nalco (registered trademark) 2326 (manufactured by Nalco Chemical Company), Adelite (registered trademark) AT-20N (manufactured by ADEKA), and the like.

市販品の酸性コロイダルシリカとしては、スノーテックス(登録商標)O(日産化学工業(株)社製)、ナルコ(登録商標)1034A(ナルコケミカル カンパニー社製)、カタロイド(登録商標)SN(触媒化学工業(株)社製)、アデライト(登録商標)AT−20Q(ADEKA製)等が挙げられる。   As commercially available acidic colloidal silica, Snowtex (registered trademark) O (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.), Nalco (registered trademark) 1034A (manufactured by Nalco Chemical Company), Cataloid (registered trademark) SN (catalytic chemistry) Kogyo Co., Ltd.), Adelite (registered trademark) AT-20Q (ADEKA), and the like.

<電解質塩>
本発明の電解コンデンサ用ゲル電解液に用いる電解質塩は、カルボン酸成分(A)と一般式(1)〜(7)のいずれかより表される塩基成分(B)からなる塩である。
<Electrolyte salt>
The electrolyte salt used for the gel electrolyte solution for electrolytic capacitors of the present invention is a salt composed of the carboxylic acid component (A) and the base component (B) represented by any one of the general formulas (1) to (7).

カルボン酸成分(A)は、カルボン酸が置換している有機化合物であり、芳香族カルボン酸、脂肪族カルボン酸等の有機カルボン酸である。具体的には、例えば、芳香族カルボン酸:(例えばフタル酸、サリチル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、安息香酸、レゾルシン酸、ケイ皮酸、ナフトエ酸、マンデル酸)、脂肪族カルボン酸:([飽和カルボン酸、例えばシュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、トリデカン二酸、テトラデカン二酸、ペンタデカン二酸、ヘキサデカン二酸、3−tert−ブチルアジピン酸、メチルマロン酸、エチルマロン酸、プロピルマロン酸、ブチルマロン酸、ペンチルマロン酸、ヘキシルマロン酸、ジメチルマロン酸、ジエチルマロン酸、メチルプロピルマロン酸、メチルブチルマロン酸、エチルプロピルマロン酸、ジプロピルマロン酸、メチルコハク酸、エチルコハク酸、2,2−ジメチルコハク酸、2,3−ジメチルコハク酸、2−メチルグルタル酸、3−メチルグルタル酸、3−メチル−3−エチルグルタル酸、3,3−ジエチルグルタル酸、メチルコハク酸、2−メチルグルタル酸、3−メチルグルタル酸、3,3−ジメチルグルタル酸、3−メチルアジピン酸、1,6−デカンジカルボン酸、5,6−デカンジカルボン酸、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、イソ酪酸、吉草酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、ラウリル酸、ミリスチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、ウンデカン酸、ボロジグリコール酸、ボロジシュウ酸、ボロジサリチル酸、イタコン酸、酒石酸、グリコール酸、乳酸、ピルビン酸]、[不飽和カルボン酸、例えばマレイン酸、フマル酸、アクリル酸、メタクリル酸、オレイン酸])等が挙げられる。これらは単独で用いても2種以上を組合せて用いてもよい。
これらの中でも、電導度が高く熱的にも安定な点から、フタル酸、マレイン酸、サリチル酸、安息香酸、アゼライン酸、セバシン酸、1,6−デカンジカルボン酸が好ましく挙げられる。
The carboxylic acid component (A) is an organic compound substituted with a carboxylic acid, and is an organic carboxylic acid such as an aromatic carboxylic acid or an aliphatic carboxylic acid. Specifically, for example, aromatic carboxylic acid: (for example, phthalic acid, salicylic acid, isophthalic acid, terephthalic acid, trimellitic acid, pyromellitic acid, benzoic acid, resorcinic acid, cinnamic acid, naphthoic acid, mandelic acid), Aliphatic carboxylic acids: ([saturated carboxylic acids such as oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, undecanedioic acid, dodecanedioic acid, tridecanedioic acid , Tetradecanedioic acid, pentadecanedioic acid, hexadecanedioic acid, 3-tert-butyladipic acid, methylmalonic acid, ethylmalonic acid, propylmalonic acid, butylmalonic acid, pentylmalonic acid, hexylmalonic acid, dimethylmalonic acid, diethyl Malonic acid, methylpropylmalonic acid, methylbutylmalonic acid, ethylpropyl Ronic acid, dipropylmalonic acid, methylsuccinic acid, ethylsuccinic acid, 2,2-dimethylsuccinic acid, 2,3-dimethylsuccinic acid, 2-methylglutaric acid, 3-methylglutaric acid, 3-methyl-3-ethylglutar Acid, 3,3-diethylglutaric acid, methylsuccinic acid, 2-methylglutaric acid, 3-methylglutaric acid, 3,3-dimethylglutaric acid, 3-methyladipic acid, 1,6-decanedicarboxylic acid, 5,6 -Decanedicarboxylic acid, formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, isobutyric acid, valeric acid, caproic acid, enanthic acid, caprylic acid, pelargonic acid, lauric acid, myristic acid, stearic acid, behenic acid, undecanoic acid, borodiglycol Acid, borodisuccinic acid, borodisalicylic acid, itaconic acid, tartaric acid, glycolic acid, lactic acid, pyruvic acid], [unsaturated Carboxylic acids such as maleic acid, fumaric acid, acrylic acid, methacrylic acid, oleic acid]) or the like. These may be used alone or in combination of two or more.
Among these, phthalic acid, maleic acid, salicylic acid, benzoic acid, azelaic acid, sebacic acid, and 1,6-decanedicarboxylic acid are preferable because they have high conductivity and are thermally stable.

塩基成分(B)は、下記一般式(1)〜(7)より表されるいずれかの化合物が挙げられる。

Figure 2013102004
Examples of the base component (B) include any compounds represented by the following general formulas (1) to (7).
Figure 2013102004

一般式(1)〜(7)で表される化合物中、R〜R30は、それぞれ同一でも異なっても良い水素、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数1〜18のアルコキシ基、水酸基であり、隣接するR同士は連結し、炭素数2〜6のアルキレン基を形成しても良い。 In the compounds represented by the general formulas (1) to (7), R 1 to R 30 may be the same or different, hydrogen, an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 18 carbon atoms, It is a hydroxyl group, and adjacent Rs may be connected to form an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms.

一般式(1)で表される塩基成分の具体例としては、アンモニウム、テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、テトラプロピルアンモニウム、テトライソプロピルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、トリメチルエチルアンモニウム、トリエチルメチルアンモニウム、ジメチルジエチルアンモニウム、ジメチルエチルメトキシエチルアンモニウム、ジメチルエチルメトキシメチルアンモニウム、ジメチルエチルエトキシエチルアンモニウム、トリメチルプロピルアンモニウム、ジメチルエチルプロピルアンモニウム、トリエチルプロピルアンモニウム、スピロ−(1,1’)−ビピロリジニウム、ピペリジン−1−スピロ−1’−ピロリジニウム、スピロ−(1,1’)−ビピペリジニウム等が挙げられる。
これらの中でも、高い電導度を有し、さらに火花電圧が向上する点より、アンモニウム、テトラエチルアンモニウム、スピロ−(1,1’)−ビピロリジニウムが特に好ましく挙げられる。
Specific examples of the base component represented by the general formula (1) include ammonium, tetramethylammonium, tetraethylammonium, tetrapropylammonium, tetraisopropylammonium, tetrabutylammonium, trimethylethylammonium, triethylmethylammonium, dimethyldiethylammonium, Dimethylethylmethoxyethylammonium, dimethylethylmethoxymethylammonium, dimethylethylethoxyethylammonium, trimethylpropylammonium, dimethylethylpropylammonium, triethylpropylammonium, spiro- (1,1 ')-bipyrrolidinium, piperidine-1-spiro-1' -Pyrrolidinium, spiro- (1,1 ')-bipiperidinium and the like.
Among these, ammonium, tetraethylammonium, and spiro- (1,1 ′)-bipyrrolidinium are particularly preferable because they have high conductivity and further improve the spark voltage.

一般式(2)で表される塩基成分の具体例としては、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリイソプロピルアミン、トリブチルアミン、ジエチルメチルアミン、ジメチルエチルアミン、ジエチルメトキシアミン、ジメチルメトキシアミン、ジメチルエトキシアミン、ジエチルエトキシアミン、メチルエチルメトキシアミン、N−メチルピロリジン、N−エチルピロリジン、N−プロピルピロリジン、N−イソプロピルピロリジン、N−ブチルピロリジン、N−メチルピペリジン、N−エチルピペリジン、N−プロピルピペリジン、N−イソプロピルピペリジン、N−ブチルピペリジン等が挙げられる。
これらの中でも、高い電導度を有し、さらに火花電圧が向上する点より、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ジメチルエチルアミン、ジエチルメチルアミン、N−メチルピロリジンが特に好ましく挙げられる。
Specific examples of the base component represented by the general formula (2) include trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, triisopropylamine, tributylamine, diethylmethylamine, dimethylethylamine, diethylmethoxyamine, dimethylmethoxyamine, dimethylethoxyamine. , Diethylethoxyamine, methylethylmethoxyamine, N-methylpyrrolidine, N-ethylpyrrolidine, N-propylpyrrolidine, N-isopropylpyrrolidine, N-butylpyrrolidine, N-methylpiperidine, N-ethylpiperidine, N-propylpiperidine, N-isopropyl piperidine, N-butyl piperidine and the like can be mentioned.
Among these, trimethylamine, triethylamine, dimethylethylamine, diethylmethylamine, and N-methylpyrrolidine are particularly preferable because they have high conductivity and further improve the spark voltage.

一般式(3)で表される塩基成分の具体例としては、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジイソプロピルアミン、ジプロピルアミン、ジブチルアミン、メチルエチルアミン、メチルプロピルアミン、メチルイソプロピルアミン、メチルブチルアミン、エチルイソプロピルアミン、エチルプロピルアミン、エチルブチルアミン、イソプロピルブチルアミン、ピロリジン等が挙げられる。
これらの中でも、高い電導度を有し、さらに火花電圧が向上する点より、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、メチルエチルアミン、ピロリジンが特に好ましく挙げられる。
Specific examples of the base component represented by the general formula (3) include dimethylamine, diethylamine, diisopropylamine, dipropylamine, dibutylamine, methylethylamine, methylpropylamine, methylisopropylamine, methylbutylamine, ethylisopropylamine, Examples include ethylpropylamine, ethylbutylamine, isopropylbutylamine, and pyrrolidine.
Among these, trimethylamine, triethylamine, dimethylamine, diethylamine, methylethylamine, and pyrrolidine are particularly preferable because they have high conductivity and further improve the spark voltage.

一般式(4)で表される塩基成分の具体例としては、1,3−ジメチルイミダゾリウム、1,3−ジエチルイミダゾリウム、1,3−ジプロピルイミダゾリウム、1,3−ジイソプロピルイミダゾリウム、1,3−ジブチルイミダゾリウム、1−エチル−3−メチルイミダゾリウム、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウム、1−ブチル−3−エチルイミダゾリウム、1,2,3−トリメチルイミダゾリウム、1,2,3,4−テトラメチルイミダゾリウム、1,3−ジメチル−2−エチルイミダゾリウム、1,2−ジメチル−3−エチル−イミダゾリウム、1,2,3−トリエチルイミダゾリウム、1,2,3,4−テトラエチルイミダゾリウム等が挙げられる。
これらの中でも、高い電導度を有し、さらに火花電圧が向上する点より、1,3−ジメチルイミダゾリウム、1,3−ジエチルイミダゾリウム、1−エチル−3−メチルイミダゾリウム、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウム、1−ブチル−3−エチルイミダゾリウムが特に好ましく挙げられる。
Specific examples of the base component represented by the general formula (4) include 1,3-dimethylimidazolium, 1,3-diethylimidazolium, 1,3-dipropylimidazolium, 1,3-diisopropylimidazolium, 1,3-dibutylimidazolium, 1-ethyl-3-methylimidazolium, 1-butyl-3-methylimidazolium, 1-butyl-3-ethylimidazolium, 1,2,3-trimethylimidazolium, 1, 2,3,4-tetramethylimidazolium, 1,3-dimethyl-2-ethylimidazolium, 1,2-dimethyl-3-ethyl-imidazolium, 1,2,3-triethylimidazolium, 1,2, Examples include 3,4-tetraethylimidazolium.
Among these, 1,3-dimethylimidazolium, 1,3-diethylimidazolium, 1-ethyl-3-methylimidazolium, 1-butyl- are preferred because they have high conductivity and further improve the spark voltage. Particularly preferred are 3-methylimidazolium and 1-butyl-3-ethylimidazolium.

一般式(5)で表される塩基成分の具体例としては、1,2,3,4−テトラメチルイミダゾリニウム、1,3,4−トリメチル−2−エチルイミダゾリニウム、1,3−ジメチル−2,4−ジエチルイミダゾリニウム、1,2−ジメチル−3,4−ジエチルイミダゾリニウム、1−メチル−2,3,4−トリエチルイミダゾリニウム、1,2,3,4−テトラエチルイミダゾリニウム、1,2,3−トリメチルイミダゾリニウム、1,3−ジメチル−2−エチルイミダゾリニウム、1−エチル−2,3−ジメチルイミダゾリニウム、1,2,3−トリエチルイミダゾリニウム、4−シアノ−1,2,3−トリメチルイミダゾリニウム、3−シアノメチル−1,2−ジメチルイミダゾリニウム、2−シアノメチル−1,3−ジメチルイミダゾリニウム、4−アセチル−1,2,3−トリメチルイミダゾリニウム、3−アセチルメチル−1,2−ジメチルイミダゾリニウム、4−メチルカルボオキシメチル−1,2,3−トリメチルイミダゾリニウム、3−メチルカルボオキシメチル−1,2−ジメチルイミダゾリニウム、4−メトキシ−1,2,3−トリメチルイミダゾリニウム、3−メトキシメチル−1,2−ジメチルイミダゾリニウム、4−ホルミル−1,2,3−トリメチルイミダゾリニウム、3−ホルミルメチル−1,2−ジメチルイミダゾリニウム、3−ヒドロキシエチル−1,2−ジメチルイミダゾリニウム、4−ヒドロキシメチル−1,2,3−トリメチルイミダゾリニウム、2−ヒドロキシエチル−1,3−ジメチルイミダゾリニウム等が挙げられる。
これらの中でも、高い電導度を有し、さらに火花電圧が向上する点より、1,2,3,4−テトラメチルイミダゾリニウム、1−エチル−2,3−ジメチルイミダゾリニウム、1−エチル−3−メチルイミダゾリニウムが特に好ましく挙げられる。
Specific examples of the base component represented by the general formula (5) include 1,2,3,4-tetramethylimidazolinium, 1,3,4-trimethyl-2-ethylimidazolinium, 1,3- Dimethyl-2,4-diethylimidazolinium, 1,2-dimethyl-3,4-diethylimidazolinium, 1-methyl-2,3,4-triethylimidazolinium, 1,2,3,4-tetraethyl Imidazolinium, 1,2,3-trimethylimidazolinium, 1,3-dimethyl-2-ethylimidazolinium, 1-ethyl-2,3-dimethylimidazolinium, 1,2,3-triethylimidazoli Nium, 4-cyano-1,2,3-trimethylimidazolinium, 3-cyanomethyl-1,2-dimethylimidazolinium, 2-cyanomethyl-1,3-dimethylimidazole 4-acetyl-1,2,3-trimethylimidazolinium, 3-acetylmethyl-1,2-dimethylimidazolinium, 4-methylcarbooxymethyl-1,2,3-trimethylimidazolinium, 3 -Methylcarbooxymethyl-1,2-dimethylimidazolinium, 4-methoxy-1,2,3-trimethylimidazolinium, 3-methoxymethyl-1,2-dimethylimidazolinium, 4-formyl-1, 2,3-trimethylimidazolinium, 3-formylmethyl-1,2-dimethylimidazolinium, 3-hydroxyethyl-1,2-dimethylimidazolinium, 4-hydroxymethyl-1,2,3-trimethylimidazolo Examples thereof include linium and 2-hydroxyethyl-1,3-dimethylimidazolinium.
Among these, 1,2,3,4-tetramethylimidazolinium, 1-ethyl-2,3-dimethylimidazolinium, 1-ethyl have high conductivity and further improve the spark voltage. Particularly preferred is -3-methylimidazolinium.

一般式(6)で表される塩基成分の具体例としては、1,2−ジメチルピラゾリウム、1−メチル−2−エチルピラゾリウム、1,2−ジエチルピラゾリウム、1,2−ジプロピルピラゾリウム、1,2−ジブチルピラゾリウム、1−メチル−2−プロピルピラゾリウム、1−メチル−2−ブチルピラゾリウム、1−メチル−2−ヘキシルピラゾリウム、1−メチル−2−オクチルピラゾリウム、1−メチル−2−ドデシルピラゾリウム、1,2,3,5−テトラメチルピラゾリウム、1−エチル−2,3,5−トリメチルピラゾリウム、1−エチル−3−メトキシ−2,5−ジメチルピラゾリウム、3−フェニル−1,2,5−トリメチルピラゾリウム、3−メトキシ−5−フェニル−1−エチル−2−エチルピラゾリウム、1,2−テトラメチレン−3,5−ジメチルピラゾリウム、1,2−テトラメチレン−3−フェニル−5−メチルピラゾリウム、1,2−テトラメチレン−3−メトキシ−5−メチルピラゾリウム等が挙げられる。
これらの中でも、高い電導度を有し、さらに火花電圧が向上する点より、1,2−ジメチルピラゾリウム、1−メチル−2−エチルピラゾリウム、1,2−ジエチルピラゾリウムが特に好ましく挙げられる。
Specific examples of the base component represented by the general formula (6) include 1,2-dimethylpyrazolium, 1-methyl-2-ethylpyrazolium, 1,2-diethylpyrazolium, 1,2- Dipropylpyrazolium, 1,2-dibutylpyrazolium, 1-methyl-2-propylpyrazolium, 1-methyl-2-butylpyrazolium, 1-methyl-2-hexylpyrazolium, 1- Methyl-2-octylpyrazolium, 1-methyl-2-dodecylpyrazolium, 1,2,3,5-tetramethylpyrazolium, 1-ethyl-2,3,5-trimethylpyrazolium, 1 -Ethyl-3-methoxy-2,5-dimethylpyrazolium, 3-phenyl-1,2,5-trimethylpyrazolium, 3-methoxy-5-phenyl-1-ethyl-2-ethylpyrazolium, 1,2-tet And methylene-3,5-dimethylpyrazolium, 1,2-tetramethylene-3-phenyl-5-methylpyrazolium, 1,2-tetramethylene-3-methoxy-5-methylpyrazolium, and the like. .
Among these, 1,2-dimethylpyrazolium, 1-methyl-2-ethylpyrazolium, and 1,2-diethylpyrazolium are particularly preferable because they have high conductivity and further improve the spark voltage. Preferably mentioned.

一般式(7)で表される塩基成分の具体例としては、N−メチルピリジニウム、N−エチルピリジニウム、N−プロピルピリジニウム、N−イソプロピルピリジニウム、N−ブチルピリジニウム、N−ヘキシルピリジニウム、N−オクチルピリジニウム、N−ドデシルピリジニウム、N−メチル−3−メチルピリジニウム、N−エチル−3−メチルピリジニウム、N−プロピル−3−メチルピリジニウム、N−ブチル−3−メチルピリジニウム、N−ブチル−4−メチルピリジニウム、N−ブチル−4−エチルピリジニウム等が挙げられる。
これらの中でも、高い電導度を有し、さらに火花電圧が向上する点より、N−メチルピリジニウム、N−エチルピリジニウム、N−ブチルピリジニウム、N−メチル−3−メチルピリジニウム、N−エチル−3−メチルピリジニウム、N−ブチル−3−メチルピリジニウムが特に好ましく挙げられる。
Specific examples of the base component represented by the general formula (7) include N-methylpyridinium, N-ethylpyridinium, N-propylpyridinium, N-isopropylpyridinium, N-butylpyridinium, N-hexylpyridinium, and N-octyl. Pyridinium, N-dodecylpyridinium, N-methyl-3-methylpyridinium, N-ethyl-3-methylpyridinium, N-propyl-3-methylpyridinium, N-butyl-3-methylpyridinium, N-butyl-4-methyl Examples include pyridinium and N-butyl-4-ethylpyridinium.
Among these, N-methylpyridinium, N-ethylpyridinium, N-butylpyridinium, N-methyl-3-methylpyridinium, N-ethyl-3- from the point which has high electrical conductivity and further improves the spark voltage. Particularly preferred are methylpyridinium and N-butyl-3-methylpyridinium.

一般式(1)〜(7)で表される塩基成分の中でも、特に一般式(1)〜(3)で表される塩基成分が、長期にわたり安定しているため高い電導度と火花電圧を得ることができるため特に好ましく挙げられる。   Among the base components represented by the general formulas (1) to (7), the base components represented by the general formulas (1) to (3) are stable over a long period of time, so that high conductivity and spark voltage are obtained. Since it can be obtained, it is particularly preferable.

また、電解質塩におけるカルボン酸成分(A)と、塩基成分(B)とのモル比は等モルでもよいが、カルボン酸成分(A)を過剰とする方が、火花電圧が高くなるので好ましく挙げられる。具体的には、カルボン酸成分(A):塩基成分(B)=1:1.005〜1.30が好ましい。   In addition, the molar ratio of the carboxylic acid component (A) and the base component (B) in the electrolyte salt may be equimolar, but preferably the excess of the carboxylic acid component (A) increases the spark voltage. It is done. Specifically, carboxylic acid component (A): base component (B) = 1: 1.005 to 1.30 is preferable.

電解質塩の添加量は、1.0〜60質量%が好ましく、5.0〜50質量%がより好ましく、10〜40質量%が特に好ましく挙げられる。
1.0質量%未満の場合、十分な電気特性が得られない欠点があり、60質量%超の場合、比抵抗が上昇する欠点がある。
1.0-60 mass% is preferable, as for the addition amount of electrolyte salt, 5.0-50 mass% is more preferable, and 10-40 mass% is mentioned especially preferably.
When the amount is less than 1.0% by mass, there is a defect that sufficient electric characteristics cannot be obtained.

<有機溶媒>
電解コンデンサ用ゲル電解液に用いる有機溶媒は、プロトン性極性溶媒又は非プロトン性極性溶媒を用いることができ、単独で用いても2種類以上混合して用いてもよい。
プロトン性極性溶媒としては、一価アルコール類(メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、シクロブタノール、シクロペンタノール、シクロヘキサノール、ベンジルアルコール等)、多価アルコール類及びオキシアルコール化合物類(エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、メトキシプロピレングリコール、ジメトキシプロパノール等)などが挙げられる。
非プロトン性の極性溶媒としては、γ−ブチロラクトン、アミド系(N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N−エチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、N−メチルアセトアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−エチルアセトアミド、N,N−ジエチルアセトアミド、ヘキサメチルホスホリックアミド等)、スルホラン系(スルホラン、3−メチルスルホラン、2,4−ジメチルスルホラン等)、鎖状スルホン系(ジメチルスルホン、エチルメチルスルホン)、環状アミド系(N−メチル−2−ピロリドン等)、カーボネイト類(エチレンカーボネイト、プロピレンカーボネイト、イソブチレンカーボネイト等)、ニトリル系(アセトニトリル等)、スルホキシド系(ジメチルスルホキシド等)、2−イミダゾリジノン系〔1,3−ジアルキル−2−イミダゾリジノン(1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、1,3−ジエチル−2−イミダゾリジノン、1,3−ジ(n−プロピル)−2−イミダゾリジノン等)、1,3,4−トリアルキル−2−イミダゾリジノン(1,3,4−トリメチル−2−イミダゾリジノン等)〕等が挙げられる。
これらの中でも、γ−ブチロラクトン、エチレングリコール、スルホラン、ジメチルスルホキシドが好ましく挙げられる。
<Organic solvent>
A protic polar solvent or an aprotic polar solvent can be used as the organic solvent used in the electrolytic electrolyte for the electrolytic capacitor, and they may be used alone or in combination of two or more.
Protic polar solvents include monohydric alcohols (methanol, ethanol, propanol, butanol, pentanol, hexanol, cyclobutanol, cyclopentanol, cyclohexanol, benzyl alcohol, etc.), polyhydric alcohols and oxyalcohol compounds ( Ethylene glycol, propylene glycol, glycerin, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, methoxypropylene glycol, dimethoxypropanol, etc.).
Examples of aprotic polar solvents include γ-butyrolactone, amides (N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, N-ethylformamide, N, N-diethylformamide, N-methylacetamide, N, N-dimethyl). Acetamide, N-ethylacetamide, N, N-diethylacetamide, hexamethylphosphoricamide, etc.), sulfolane (sulfolane, 3-methylsulfolane, 2,4-dimethylsulfolane, etc.), chain sulfone (dimethylsulfone, ethyl) Methylsulfone), cyclic amides (N-methyl-2-pyrrolidone, etc.), carbonates (ethylene carbonate, propylene carbonate, isobutylene carbonate, etc.), nitriles (acetonitrile, etc.), sulfoxides (dimethylsulfoxide, etc.), 2 Imidazolidinones [1,3-dialkyl-2-imidazolidinone (1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, 1,3-diethyl-2-imidazolidinone, 1,3-di (n-propyl ) -2-imidazolidinone), 1,3,4-trialkyl-2-imidazolidinone (1,3,4-trimethyl-2-imidazolidinone, etc.)] and the like.
Among these, γ-butyrolactone, ethylene glycol, sulfolane, and dimethyl sulfoxide are preferable.

中低圧用の電解コンデンサ用ゲル電解液に用いる好ましい有機溶媒としては、γ−ブチロラクトン単独、又は、γ−ブチロラクトンを主成分とし、副成分としては、エチレングリコール又はジメチルスルホキシドが挙げられる。
また、高圧用の電解コンデンサ用ゲル電解液に用いる好ましい有機溶媒としては、エチレングリコール単独が好ましく挙げられる。
Preferable organic solvents used in the gel electrolyte for medium and low pressure electrolytic capacitors include γ-butyrolactone alone or γ-butyrolactone as a main component and ethylene glycol or dimethyl sulfoxide as subcomponents.
Further, as a preferable organic solvent used for the gel electrolyte solution for an electrolytic capacitor for high voltage, ethylene glycol alone is preferably mentioned.

中低圧用の電解コンデンサ用ゲル電解液に用いる混合溶媒におけるγ−ブチロラクトンと副成分の含有割合は、質量比9.5:0.5〜6:4が好ましく挙げられ、9:1〜7:3がより好ましく挙げられ、8:2が特に好ましく挙げられる。
前記質量比にすることで、より高い電導度の電解コンデンサを得ることができる。
The content ratio of γ-butyrolactone and subcomponents in the mixed solvent used in the gel electrolyte for medium and low pressure electrolytic capacitors is preferably a mass ratio of 9.5: 0.5 to 6: 4, and 9: 1 to 7: 3 is more preferable, and 8: 2 is particularly preferable.
By setting the mass ratio, an electrolytic capacitor having higher conductivity can be obtained.

電解コンデンサ用ゲル電解液に含有する水分量は、特に限定されないが、0.001〜30質量%が好ましく、0.005〜20質量%がより好ましく、0.01〜10質量%が特に好ましく挙げられる。
0.001質量%未満の場合及び30質量%超の場合は、十分な電気特性が得られない欠点がある。
The amount of water contained in the gel electrolyte for electrolytic capacitors is not particularly limited, but is preferably 0.001 to 30% by mass, more preferably 0.005 to 20% by mass, and particularly preferably 0.01 to 10% by mass. It is done.
In the case of less than 0.001% by mass and in the case of more than 30% by mass, there is a drawback that sufficient electric characteristics cannot be obtained.

<添加剤>
本発明の電解コンデンサ用ゲル電解液には、さらに添加剤を含有させても良い。
<Additives>
The gel electrolyte solution for electrolytic capacitors of the present invention may further contain an additive.

添加剤としては、ポリビニルアルコール、ジブチルリン酸又は亜リン酸のリン酸化合物、ホウ酸、マンニット、ホウ酸とマンニット、ソルビット等の錯化合物やホウ酸とエチレングリコール、グリセリン等の多価アルコールとの錯化合物等のホウ素化合物、o−ニトロ安息香酸、m−ニトロ安息香酸、p−ニトロ安息香酸、o−ニトロフェノール、m−ニトロフェノール、p−ニトロフェノール等のニトロ化合物が挙げられる。
ゲル電解液の火花電圧や電導度を向上させる点からポリビニルアルコール、マンニット、ニトロ化合物が特に好ましく挙げられる。
Additives include polyvinyl alcohol, dibutyl phosphoric acid or phosphoric acid compound of phosphorous acid, boric acid, mannit, complex compounds such as boric acid and mannit, sorbit and boric acid and polyhydric alcohols such as ethylene glycol and glycerin And nitro compounds such as o-nitrobenzoic acid, m-nitrobenzoic acid, p-nitrobenzoic acid, o-nitrophenol, m-nitrophenol, and p-nitrophenol.
From the viewpoint of improving the spark voltage and conductivity of the gel electrolyte, polyvinyl alcohol, mannitol and nitro compounds are particularly preferred.

添加量は0.1〜30質量%が好ましく、0.5〜10質量%がより好ましく挙げられる。0.1質量%未満の場合、十分な火花電圧が得られない欠点があり、30質量%超の場合、電導度が低下する欠点がある。   The addition amount is preferably 0.1 to 30% by mass, more preferably 0.5 to 10% by mass. When the amount is less than 0.1% by mass, there is a defect that a sufficient spark voltage cannot be obtained, and when it exceeds 30% by mass, there is a defect that the conductivity is lowered.

中低圧用の電解コンデンサに求められている性能としては、電導度は6mS/cm以上が好ましく、8mS/cm以上がより好ましく、10mS/cm以上が特に好ましく挙げられる。火花電圧は170V以上が好ましく、200V以上がより好ましく、230V以上が特に好ましく挙げられる。
高圧用の電解コンデンサに求められている性能としては、電導度は1mS/cm以上が好ましく、2mS/cm以上がより好ましく、3mS/cm以上が特に好ましく挙げられる。火花電圧は400V以上が好ましく、450V以上がより好ましく、500V以上が特に好ましく挙げられる。
As the performance required for an electrolytic capacitor for medium and low pressure, the conductivity is preferably 6 mS / cm or more, more preferably 8 mS / cm or more, and particularly preferably 10 mS / cm or more. The spark voltage is preferably 170 V or higher, more preferably 200 V or higher, and particularly preferably 230 V or higher.
As performance required for the electrolytic capacitor for high voltage, the conductivity is preferably 1 mS / cm or more, more preferably 2 mS / cm or more, and particularly preferably 3 mS / cm or more. The spark voltage is preferably 400 V or higher, more preferably 450 V or higher, and particularly preferably 500 V or higher.

以下、発明を実施例に基づき説明する。なお、本発明は、実施例により、なんら限定されるものではない。実施例中の「部」は「質量部」、「%」は「質量%」を表す。   Hereinafter, the present invention will be described based on examples. In addition, this invention is not limited at all by the Example. In the examples, “part” represents “part by mass”, and “%” represents “% by mass”.

(実施例1)
フタル酸166.13部(1.0mol)と、溶媒としてγ−ブチロラクトン548部とを混合させて撹拌しながら、N,N−ジメチルエチルアミン73.14部(1.0mol)を滴下してフタル酸ジメチルエチルアミン溶液を得た後、20%コロイダルシリカ(日産化学工業(株)社製、スノーテックス−N、シリカ粒径10〜20nm)水溶液39.71部を混合、80℃で濃縮して電解液を得た。前記電解液を120℃で5時間加熱し、電解液をゲル化させて、電解コンデンサ用ゲル電解液を得た。
Example 1
While mixing and stirring 166.13 parts (1.0 mol) of phthalic acid and 548 parts of γ-butyrolactone as a solvent, 73.14 parts (1.0 mol) of N, N-dimethylethylamine was added dropwise. After obtaining a dimethylethylamine solution, 39.71 parts of an aqueous solution of 20% colloidal silica (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., Snowtex-N, silica particle size 10-20 nm) is mixed and concentrated at 80 ° C. Got. The said electrolyte solution was heated at 120 degreeC for 5 hours, the electrolyte solution was gelatinized, and the gel electrolyte solution for electrolytic capacitors was obtained.

(実施例2〜7、9)
表1に対応するようにコロイダルシリカ、溶媒を用いた以外は実施例1と同様にして電解コンデンサ用ゲル電解液を得た。
(Examples 2-7, 9)
A gel electrolyte solution for an electrolytic capacitor was obtained in the same manner as in Example 1 except that colloidal silica and a solvent were used so as to correspond to Table 1.

(実施例8)
溶媒としてエチレングリコール1285部と、20%コロイダルシリカ(日産化学工業(株)社製、スノーテックス−N、シリカ粒径10〜20nm)水溶液396.6部を混合し、80℃で濃縮して、コロイダルシリカのエチレングリコール分散液を得た。この分散液にアゼライン酸188.2部(1.0mol)とアンモニアガス50.38l(2.0mol)とを吹き込みながら混合して反応させて電解液を得た。前記電解液を120℃で5時間加熱し、電解コンデンサ用ゲル電解液を得た。
(Example 8)
As a solvent, 1285 parts of ethylene glycol and 396.6 parts of a 20% colloidal silica (Nissan Chemical Industry Co., Ltd., Snowtex-N, silica particle size 10-20 nm) aqueous solution were mixed and concentrated at 80 ° C. An ethylene glycol dispersion of colloidal silica was obtained. To this dispersion, 188.2 parts (1.0 mol) of azelaic acid and 50.38 l (2.0 mol) of ammonia gas were mixed and reacted to obtain an electrolytic solution. The said electrolyte solution was heated at 120 degreeC for 5 hours, and the gel electrolyte solution for electrolytic capacitors was obtained.

(実施例10)
表1に対応するようにコロイダルシリカを代えた以外は、実施例8と同様にして電解コンデンサ用ゲル電解液を得た。
(Example 10)
A gel electrolyte solution for an electrolytic capacitor was obtained in the same manner as in Example 8 except that colloidal silica was changed so as to correspond to Table 1.

(比較例1)
フタル酸166.13部(1.0mol)と、溶媒としてγ−ブチロラクトン548部とを混合させて撹拌しながら、N,N−ジメチルエチルアミン73.14部(1.0mol)を滴下してフタル酸ジメチルエチルアミン溶液を得た後、20%コロイダルシリカ(日産化学工業(株)社製、スノーテックス−N、シリカ粒径10〜20nm)水溶液39.71部を混合、80℃で濃縮して電解液を得た。
(Comparative Example 1)
While mixing and stirring 166.13 parts (1.0 mol) of phthalic acid and 548 parts of γ-butyrolactone as a solvent, 73.14 parts (1.0 mol) of N, N-dimethylethylamine was added dropwise. After obtaining a dimethylethylamine solution, 39.71 parts of an aqueous solution of 20% colloidal silica (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd., Snowtex-N, silica particle size 10-20 nm) is mixed and concentrated at 80 ° C. Got.

(比較例2)
表2に対応するコロイダルシリカに代えた以外は比較例1と同様にして電解液を得た。
(Comparative Example 2)
An electrolytic solution was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that the colloidal silica corresponding to Table 2 was used.

(比較例3〜5)
表2に対応するコロイダルシリカに代えた以外は実施例1と同様にして電解コンデンサ用ゲル電解液を得た。
(Comparative Examples 3-5)
A gel electrolyte solution for an electrolytic capacitor was obtained in the same manner as in Example 1 except that the colloidal silica corresponding to Table 2 was used.

(比較例6)
表2に対応するコロイダルシリカに代えた以外は実施例8と同様にして電解コンデンサ用ゲル電解液を得た。
(Comparative Example 6)
A gel electrolyte solution for an electrolytic capacitor was obtained in the same manner as in Example 8 except that the colloidal silica corresponding to Table 2 was used.

(中低圧用電解コンデンサ)
実施例1〜7、9、比較例3〜5より得られた電解液を用いて以下の方法により、電解コンデンサを製造した。
400Vで化成した陽極箔を、セパレータ、陰極箔と共に巻回し、巻回端面からリード線を導出させたコンデンサ素子に、得られた電解液を減圧下、80℃で含浸し、この素子を金属ケースに収納し、開口部を封口ゴムで閉じ、120℃で5時間加熱してゲル電解液にして電解コンデンサを作製した。この電解コンデンサは、定格電圧350WV、静電容量33μF、外形寸法は12.5φ×20である。
(Medium and low pressure electrolytic capacitors)
Using the electrolytic solutions obtained from Examples 1 to 7 and 9 and Comparative Examples 3 to 5, electrolytic capacitors were produced by the following method.
An anode foil formed at 400V was wound together with a separator and a cathode foil, and a capacitor element in which a lead wire was led out from the winding end face was impregnated with the obtained electrolyte at 80 ° C. under reduced pressure. And the opening was closed with a sealing rubber and heated at 120 ° C. for 5 hours to form a gel electrolyte to produce an electrolytic capacitor. This electrolytic capacitor has a rated voltage of 350 WV, a capacitance of 33 μF, and an outer dimension of 12.5φ × 20.

比較例1、2より得られた電解液を用いて以下の方法により、電解コンデンサを製造した。
400Vで化成した陽極箔を、セパレータ、陰極箔と共に巻回し、巻回端面からリード線を導出させたコンデンサ素子に、得られた電解液を減圧下、80℃で含浸し、この素子を金属ケースに収納し、開口部を封口ゴムで閉じて電解コンデンサを作製した。この電解コンデンサは、定格電圧350WV、静電容量33μF、外形寸法は12.5φ×20である。
Using the electrolytic solutions obtained from Comparative Examples 1 and 2, electrolytic capacitors were produced by the following method.
An anode foil formed at 400V was wound together with a separator and a cathode foil, and a capacitor element in which a lead wire was led out from the winding end face was impregnated with the obtained electrolyte at 80 ° C. under reduced pressure. And the opening was closed with a sealing rubber to produce an electrolytic capacitor. This electrolytic capacitor has a rated voltage of 350 WV, a capacitance of 33 μF, and an outer dimension of 12.5φ × 20.

(高圧用電解コンデンサ)
実施例8、10、比較例6より得られた固体電解コンデンサ用ゲル電解液を用いて以下の方法により、電解コンデンサを製造した。
670Vで化成した陽極箔を、セパレータ、陰極箔と共に巻回し、巻回端面からリード線を導出させたコンデンサ素子に、得られた電解液を減圧下、80℃で含浸し、この素子を金属ケースに収納し、開口部を封口ゴムで閉じ、120℃で5時間加熱してゲル電解液にして電解コンデンサを作製した。この電解コンデンサは、定格電圧630WV、静電容量1000μF、外形寸法は63.5φ×130である。
(Electrolytic capacitor for high voltage)
Using the gel electrolyte for solid electrolytic capacitors obtained from Examples 8 and 10 and Comparative Example 6, electrolytic capacitors were produced by the following method.
An anode foil formed at 670 V was wound together with a separator and a cathode foil, and a capacitor element in which a lead wire was led out from the winding end surface was impregnated at 80 ° C. under reduced pressure. And the opening was closed with a sealing rubber and heated at 120 ° C. for 5 hours to form a gel electrolyte to produce an electrolytic capacitor. This electrolytic capacitor has a rated voltage of 630 WV, a capacitance of 1000 μF, and an outer dimension of 63.5φ × 130.

以下に、電解液の電導度と耐熱性の評価方法と電解コンデンサの火花電圧と耐久性の評価方法をまとめた。
(電導度の評価方法)
電導度の評価方法は、ゲル電解液(実施例1〜10、比較例3〜6)又は電解液(比較例1、2)の30℃における電導度(mS/cm)を、横河電機株式会社製SCメーターSC72を用いて測定した。耐久性は、温度105℃の条件下で、2000時間後の電導度を測定した。
(火花電圧の評価方法)
火花電圧の評価方法は、作製した電解コンデンサに、25℃で5mAの定電流を印加し、電圧−時間カーブを調べることで行い、電圧の上昇カーブを始めにスパーク又はシンチレーションが観測された電圧を火花電圧(V)とした。耐久性は、温度105℃の条件下で、2000時間後の火花電圧を測定した。
The following summarizes the evaluation methods for the conductivity and heat resistance of the electrolyte and the spark voltage and durability of the electrolytic capacitor.
(Conductivity evaluation method)
The electrical conductivity was evaluated using the gel electrolyte (Examples 1 to 10, Comparative Examples 3 to 6) or the electrolyte (Comparative Examples 1 and 2) at 30 ° C. (mS / cm). It measured using SC meter SC72 made from a company. As for durability, the electrical conductivity after 2000 hours was measured under the condition of a temperature of 105 ° C.
(Spark voltage evaluation method)
The spark voltage was evaluated by applying a constant current of 5 mA to the produced electrolytic capacitor at 25 ° C. and examining the voltage-time curve. The voltage at which spark or scintillation was observed including the voltage rise curve was obtained. The spark voltage (V) was used. The durability was determined by measuring the spark voltage after 2000 hours under the condition of a temperature of 105 ° C.

電解液の電導度(mS/cm)、電解コンデンサの火花電圧(V)、耐久性試験の測定結果を表1、2に示す。   The electrical conductivity (mS / cm) of the electrolytic solution, the spark voltage (V) of the electrolytic capacitor, and the measurement results of the durability test are shown in Tables 1 and 2.

Figure 2013102004
Figure 2013102004

Figure 2013102004
Figure 2013102004

表中の略語は以下の通りである。
DMEA−PA:ジメチルエチルアミン−フタル酸
A−AzeA:アンモニウム−アゼライン酸
GBL:γ−ブチロラクトン
DMSO:ジメチルスルホキシド
EG:エチレングリコール
コロイダルシリカA:酸性コロイダルシリカ(日産化学工業(株)社、スノーテックス−O、固形分20%、pH3.8、平均粒径10〜20nm、形状:球状)
コロイダルシリカB:アンモニア安定型コロイダルシリカ(日産化学工業(株)社、スノーテック−N、固形分20%、pH9.0〜10、平均粒径10〜20nm、形状:粒状)
コロイダルシリカC:ナトリウム安定型コロイダルシリカ(日産化学工業(株)社、スノーテック−20、固形分20%、pH9.5〜10、平均粒径10〜20nm、形状:粒径)
Abbreviations in the table are as follows.
DMEA-PA: dimethylethylamine-phthalic acid A-AzeA: ammonium-azeleic acid GBL: γ-butyrolactone DMSO: dimethyl sulfoxide EG: ethylene glycol colloidal silica A: acidic colloidal silica (Nissan Chemical Industry Co., Ltd., Snowtex-O) , Solid content 20%, pH 3.8, average particle size 10-20 nm, shape: spherical)
Colloidal silica B: Ammonia-stable colloidal silica (Nissan Chemical Industry Co., Ltd., Snowtech-N, solid content 20%, pH 9.0-10, average particle size 10-20 nm, shape: granular)
Colloidal silica C: sodium stable colloidal silica (Nissan Chemical Industry Co., Ltd., Snowtec-20, solid content 20%, pH 9.5-10, average particle size 10-20 nm, shape: particle size)

表1、2より、比較例より実施例の方が、電導度と火花電圧が高く、かつ、耐久性に優れていることがわかった。   From Tables 1 and 2, it was found that the Examples had higher electrical conductivity and spark voltage and were more durable than the Comparative Examples.

本発明の電解コンデンサ用ゲル電解液を用いた電解コンデンサは、高い電導度や火花電圧を有し、かつ、耐久性に優れているため、広範な産業分野において用いることができる。   The electrolytic capacitor using the gel electrolyte solution for electrolytic capacitors of the present invention has high conductivity and spark voltage, and is excellent in durability, and therefore can be used in a wide range of industrial fields.

Claims (5)

コロイダルシリカの重合体と、カルボン酸成分(A)と下記一般式(1)〜(7)より表されるいずれかの塩基成分(B)からなる電解質塩と、有機溶媒と、を含有する電解コンデンサ用ゲル電解液において、
コロイダルシリカの重合体が、酸性コロイダルシリカ又はアンモニア安定型コロイダルシリカを用いて重合させた重合体であることを特徴とする電解コンデンサ用ゲル電解液。
Figure 2013102004
(式(1)〜(7)中、R〜R30は、それぞれ同一でも異なっても良い水素、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数1〜18のアルコキシ基、水酸基であり、隣接R同士は連結し、炭素数2〜6のアルキレン基を形成しても良い。)
Electrolysis containing a polymer of colloidal silica, an electrolyte salt composed of a carboxylic acid component (A) and any one of the basic components (B) represented by the following general formulas (1) to (7), and an organic solvent. In the gel electrolyte for capacitors,
A gel electrolyte for an electrolytic capacitor, characterized in that the polymer of colloidal silica is a polymer obtained by polymerization using acidic colloidal silica or ammonia-stabilized colloidal silica.
Figure 2013102004
(In the formulas (1) to (7), R 1 to R 30 are the same or different hydrogen, a C 1-18 alkyl group, a C 1-18 alkoxy group, and a hydroxyl group, and adjacent to each other. Rs may be linked together to form an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms.)
カルボン酸成分(A)がフタル酸、マレイン酸、サリチル酸、安息香酸、アゼライン酸、セバシン酸、1,6−デカンジカルボン酸からなる群より選ばれる一種であることを特徴とする請求項1に記載の電解コンデンサ用ゲル電解液。   The carboxylic acid component (A) is one selected from the group consisting of phthalic acid, maleic acid, salicylic acid, benzoic acid, azelaic acid, sebacic acid, and 1,6-decanedicarboxylic acid. Gel electrolyte for electrolytic capacitors. 酸性コロイダルシリカ又はアンモニア安定型コロイダルシリカの平均粒径が、1〜50nmである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用ゲル電解液。   3. The gel electrolyte solution for electrolytic capacitors according to claim 1, wherein the average particle size of the acidic colloidal silica or ammonia-stabilized colloidal silica is 1 to 50 nm. 電解コンデンサ用ゲル電解液中におけるコロイダルシリカの重合体の含有量が、1.0〜50質量%であることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の電解コンデンサ用ゲル電解液。   The gel electrolyte for an electrolytic capacitor according to any one of claims 1 to 3, wherein the content of the colloidal silica polymer in the electrolyte for the electrolytic capacitor is 1.0 to 50% by mass. 請求項1から4のいずれかに記載の電解コンデンサ用ゲル電解液を用いてなることを特徴とする電解コンデンサ。   5. An electrolytic capacitor comprising the gel electrolytic solution for an electrolytic capacitor according to any one of claims 1 to 4.
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