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公開番号2025015813
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-30
出願番号2024202757,2023071003
出願日2024-11-20,2018-09-28
発明の名称電解コンデンサ
出願人パナソニックIPマネジメント株式会社
代理人弁理士法人河崎特許事務所
主分類H01G 9/035 20060101AFI20250123BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】静電容量およびESRを十分に維持できる電解コンデンサを提供する。
【解決手段】開示される電解コンデンサは、コンデンサ素子と電解液とを備える。コンデンサ素子は、化成皮膜を有する陽極体と化成皮膜に接触した固体電解質とを備える。電解液は、溶媒と高分子成分と溶質とを含む。溶媒は、ラクトン化合物、グリコール化合物、およびスルホン化合物よりなる群から選ばれる少なくとも1種を含む。電解液における高分子成分の濃度は1質量%以上10質量%以下である。溶質は、所定の酸成分と所定の塩基成分とを含む。電解液における溶質の濃度は、20質量%以上、40質量%以下である。電解液における第1酸成分の濃度は、15質量%以上である。電解液のpHは、4.0以下である。化成皮膜を形成するために陽極体に印加される化成電圧Vと、電解コンデンサの定格電圧Vwとの比:V/Vwは、1.5以上1.7以下である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
コンデンサ素子と、電解液と、を備える電解コンデンサであって、
前記コンデンサ素子は、化成皮膜を有する陽極体と、前記化成皮膜に接触した固体電解質と、を備え、
前記電解液は、溶媒と、高分子成分と、溶質と、を含み、
前記溶媒は、ラクトン化合物、グリコール化合物、およびスルホン化合物よりなる群から選ばれる少なくとも１種を含み、
前記電解液における前記高分子成分の濃度は、１質量％以上１０質量％以下であり、
前記溶質は、第１酸成分としてベンゼンジカルボン酸およびその誘導体の少なくとも１種と、塩基成分としてアミンおよびアミジンの少なくとも１種と、を含み、
前記電解液における前記溶質の濃度は、２０質量％以上、４０質量％以下であり、
前記電解液における前記第１酸成分の濃度は、１５質量％以上であり、
前記電解液のｐＨは、４．０以下であり、
前記化成皮膜を形成するために前記陽極体に印加される化成電圧Ｖと、前記電解コンデンサの定格電圧Ｖｗとの比：Ｖ／Ｖｗは、１．５以上１．７以下である、電解コンデンサ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体電解質と電解液とを具備する電解コンデンサに関する。
続きを表示（約 2,800 文字）【背景技術】
【０００２】
小型かつ大容量でＥＳＲ（等価直列抵抗）の低いコンデンサとして、固体電解質と電解液とを具備する、いわゆるハイブリッド型の電解コンデンサが有望視されている。例えば、特許文献１には、陽極体の表面に酸化皮膜（化成皮膜）が形成された、ハイブリッド型の電解コンデンサが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開第２０１１／０９９２６１号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来のハイブリッド型の電解コンデンサでは、化成電圧と定格電圧との比を低くした場合、静電容量および等価直列抵抗（ＥＳＲ）を十分に維持できなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記に鑑み、本発明の第一局面は、
コンデンサ素子と、電解液と、を備える電解コンデンサであって、
前記コンデンサ素子は、化成皮膜を有する陽極体と、前記化成皮膜に接触した固体電解質と、を備え、
前記電解液は、溶媒と、高分子成分と、溶質と、を含み、
前記溶媒は、ラクトン化合物、グリコール化合物、およびスルホン化合物よりなる群から選ばれる少なくとも１種を含み、
前記電解液における前記高分子成分の濃度は、１質量％以上１０質量％以下であり、
前記溶質は、第１酸成分としてベンゼンジカルボン酸およびその誘導体の少なくとも１種と、塩基成分としてアミンおよびアミジンの少なくとも１種と、を含み、
前記電解液における前記溶質の濃度は、２０質量％以上、４０質量％以下であり、
前記電解液における前記第１酸成分の濃度は、１５質量％以上であり、
前記電解液のｐＨは、４．０以下であり、
前記化成皮膜を形成するために前記陽極体に印加される化成電圧Ｖと、前記電解コンデンサの定格電圧Ｖｗとの比：Ｖ／Ｖｗは、１．５以上１．７以下である、電解コンデンサに関する。
【０００６】
本明細書は以下の技術を開示する。
（技術１）
コンデンサ素子と、電解液と、を備える電解コンデンサであって、
前記コンデンサ素子は、化成皮膜を有する陽極体と、前記化成皮膜に接触した固体電解質と、を備え、
前記電解液は、溶媒と、溶質と、を含み、
前記溶媒は、ラクトン化合物、グリコール化合物およびスルホン化合物よりなる群から選ばれる少なくとも１種を含み、
前記溶質は、第１酸成分としてベンゼンジカルボン酸およびその誘導体の少なくとも１種と、塩基成分としてアミンおよびアミジンの少なくとも１種と、を含み、
前記電解液における前記溶質の濃度は、１５質量％以上、４０質量％以下であり、
前記化成皮膜を形成するために前記陽極体に印加される化成電圧Ｖと、前記電解コンデンサの定格電圧Ｖｗとの比：Ｖ／Ｖｗは、１．７以下である、電解コンデンサ。
（技術２）
前記ベンゼンジカルボン酸は、ｏ－フタル酸である、技術１に記載の電解コンデンサ。
（技術３）
コンデンサ素子と、電解液と、を備える電解コンデンサであって、
前記コンデンサ素子は、化成皮膜を有する陽極体と、前記化成皮膜に接触した固体電解質と、を備え、
前記電解液は、溶媒と、溶質と、を含み、
前記溶媒は、ラクトン化合物、グリコール化合物およびスルホン化合物よりなる群から選ばれる少なくとも１種を含み、
前記溶質は、第１酸成分として有機酸と無機酸との複合化合物およびその誘導体の少なくとも１種と、塩基成分としてアミンおよびアミジンの少なくとも１種と、を含み、
前記電解液における前記溶質の濃度は、１０質量％以上、４０質量％以下であり、
前記化成皮膜を形成するために前記陽極体に印加される化成電圧Ｖと、前記電解コンデンサの定格電圧Ｖｗとの比：Ｖ／Ｖｗは、１．７以下である、電解コンデンサ。
（技術４）
前記電解液のｐＨは、４．５以下である、技術１～３のいずれか一つに記載の電解コンデンサ。
（技術５）
前記電解液は、高分子成分をさらに含み、
前記電解液における前記高分子成分の濃度は、１質量％以上、１５質量％以下である、技術１～４のいずれか一つに記載の電解コンデンサ。
（技術６）
前記定格電圧Ｖｗは、１００ボルト以下である、技術１～５のいずれか一つに記載の電解コンデンサ。
（技術７）
前記電解液における前記塩基成分の濃度は、３．５質量％以上である、技術１～６のいずれか一つに記載の電解コンデンサ。
（技術８）
前記溶質は、前記第１酸成分以外の第２酸成分をさらに含み、
前記電解液における前記第２酸成分の濃度は、３質量％以上である、技術１～７のいずれか一つに記載の電解コンデンサ。
（技術９）
前記ラクトン化合物は、γ－ブチロラクトンである、技術１～８のいずれか一つに記載の電解コンデンサ。
（技術１０）
前記グリコール化合物は、エチレングリコールである、技術１～９のいずれか一つに記載の電解コンデンサ。
（技術１１）
前記スルホン化合物は、スルホランである、技術１～１０のいずれか一つに記載の電解コンデンサ。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、静電容量および等価直列抵抗（ＥＳＲ）を十分に維持できる、ハイブリッド型の電解コンデンサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本発明の一実施形態に係る電解コンデンサの断面模式図である。
同実施形態に係るコンデンサ素子の構成を説明するための概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［第１の実施形態］
本実施形態に係る電解コンデンサは、コンデンサ素子と、電解液と、を備える。コンデンサ素子は、化成皮膜を有する陽極体と、化成皮膜に接触した固体電解質と、を備える。
【００１０】
ハイブリッド型の電解コンデンサにおいて、固体電解質と化成皮膜とは接触している。よって、リーク電流を低減するために、従来、化成電圧Ｖを電解コンデンサの定格電圧Ｖｗの２倍程度の高い値に設定して、十分な厚みの化成皮膜を形成している。そのため、ハイブリッド型の電解コンデンサにおいて、定格電圧Ｖｗと化成電圧Ｖとの比（Ｖ／Ｖｗ）を小さくして、電解コンデンサの静電容量を高めたり、あるいは、電解コンデンサを小型化することは困難であった。
（【００１１】以降は省略されています）

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