CN100578702C - 叠片电容器和叠片电容器的制造方法 - Google Patents

叠片电容器和叠片电容器的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种叠片电容器和叠片电容器的制造方法,其中,隔着电绝缘性隔离构件(9)交替地层叠数个将一部分形成为连接部(12a)、(12b)的阴极箔(8)和阳极箔(7),通过搅拌摩擦焊接对该层叠的上述各电极箔(7)、(8)的各连接部(12a)、(12b)进行电和机械连接、结合,并将由此而形成的电容器元件(5)收容于外壳(2),同时,将上述连接部(12a)、(12b)分别连接于正极外部端子和负极外部端子。

Description

叠片电容器和叠片电容器的制造方法
技术领域
本发明涉及一种叠片电容器和叠片电容器的制造方法,该叠片电容器在外壳中收容电容器元件,并将上述连接部分别连接于正极外部端子和负极外部端子,该电容器元件是通过隔着电绝缘性隔离构件交替地层叠多个以一部分作为连接部的金属箔而成。
背景技术
过去,作为叠片电容器,具有使用电解电容器元件的叠片电容器和使用双电荷层电容器元件的叠片电容器;该电解电容器元件通过层叠或卷绕阳极箔和阴极箔并在该阳极箔与阴极箔之间设置上述电绝缘性隔离构件而形成,该阳极箔对由铝等阀金属制成的金属箔的表面实施扩大该表面积的扩面处理、并通过阳极氧化形成作为电介质层的氧化皮膜,该阴极箔在由上述铝等阀金属构成的金属箔的表面上仅进行了上述扩面处理,该电绝缘性隔离构件为浸渍了电解液的电解纸;该双电荷层电容器元件这样形成,即,将在铝等阀金属制成的金属箔的双面上形成活性碳层而成为极化电极箔,并在作为1对阳极和阴极的该极化电极箔之间夹置浸渍了电解液的电解纸作为电绝缘性隔离构件,然后对其进行层叠或卷绕而形成该双电荷层电容器元件;在使用这些电容器元件的叠片电解电容器中,将突出形成于各电极箔的外周上的连接部重叠,并对各电极中的每个将数片的该连接部集中成束,将该集聚重叠的各连接部相互连接,形成电容器元件,将该电容器元件收容于外壳中,用封闭构件封闭开口部,从而形成叠片电解电容器(日本特开平4-154106号公报)。
在使用这些电容器元件的叠片电解电容器中,需要对突出形成于各电极箔的外周的连接部进行电和机械连接、结合,作为其加工方法,主要使用断续滚焊和由超声波进行的焊接。
该断续滚焊必须随着层叠片数增加和厚度增加而增大滚焊针的形状,不适合于连接较多连接部的场合。
另外,对于由超声波进行焊接的场合,进行掩蔽等处理,该掩蔽等处理使得在如上述那样层叠或卷绕的阳极箔和阴极箔的表面上,形成用于进行扩面处理的腐蚀处理层,在阳极箔上由化学转化处理形成氧化皮膜层,仅在上述连接部处不形成腐蚀处理层或氧化皮膜层,这使得工序复杂化,因此,为了简化工序,在这些连接部也同样地形成腐蚀处理层和氧化皮膜层,这样,为了克服形成于这些被连接的连接部的双方表面上的腐蚀处理层和氧化皮膜层、将作为各连接部的基体金属的铝相互焊接,需要提供更大的超声波振动,在为了良好地连接包含重叠的下部的连接部在内的所有接合部而提供较大的超声波振动的场合,会发生重叠于上部的连接部由外加的大的超声波振动而引起的断裂等问题,或当为了使之不产生这些断裂而控制外加的超声波振动时,又会产生重叠的下部的连接部不能良好地连接的问题。
这在连接替代由上述化学转化处理形成的氧化皮膜、而在表面具有以活性碳或碳为主要成分的极化电极层的金属箔时,也产生同样的问题。
另外,虽然也可以考虑通过实施掩蔽处理等,对上述连接部中的没有腐蚀处理层和氧化皮膜层的连接部实施这些超声波焊接,但在该种情况下,虽然与具有腐蚀处理层或氧化皮膜层的连接部的情况相比,可良好地进行连接,但在作为各连接部的金属箔间残留有边界线,容易从该金属箔间的界面剥离,连接强度不足。
因此,本发明就是鉴于上述问题作出的,其目的在于提供一种叠片电容器和叠片电容器的制造方法,该叠片电容器和叠片电容器的制造方法不管有无腐蚀处理层、氧化皮膜层、及极化电极层,都可良好地实施上述连接部的连接。
发明内容
为了解决上述问题,本发明的技术方案1提供一种叠片电容器的制造方法,该叠片电容器在外壳中收容电容器元件,该电容器元件是隔着电绝缘性隔离构件交替地层叠多个以一部分作为连接部的金属箔而成的,将上述连接部分别连接于正极外部端子和负极外部端子;其特征在于:用搅拌摩擦焊接将上述被层叠的上述各金属箔的各连接部电和机械连接、结合;在上述连接部的搅拌摩擦焊接中,在层叠的连接部的至少一方设置加强基材,实施搅拌摩擦焊接。
按照该特征,用搅拌摩擦焊接连接、结合上述连接部,这样,即使在该连接部的表面具有腐蚀处理层或氧化皮膜层,也可通过搅拌摩擦焊接中的搅拌头的旋转破坏这些腐蚀处理层和氧化皮膜层,使基体金属相互熔化而一体化,所以,不管有无腐蚀处理层或氧化皮膜层,都可获得具有上述连接部的良好的电和机械连接的叠片电容器。
按照该特征,在上述搅拌摩擦焊接中,层叠的连接部由该加强基材承载或夹持,可提高搅拌摩擦焊接的施工性,同时,上述加强基材与连接部成为一体,从而可获得牢固的连接。
本发明的技术方案2所述的叠片电容器的制造方法在技术方案1所述的叠片电容器的制造方法的基础上还具有这样的特征:
将上述加强基材用作内部电极。
按照该特征,不需要将内部电极连接到别的连接部,可减少部件数量,同时,也可简化工序。
本发明的技术方案3所述的叠片电容器的制造方法在技术方案1或2所述的叠片电容器的制造方法的基础上还具有这样的特征:
从配置上述加强基材的一侧实施上述搅拌摩擦焊接。
按照该特征,在层叠的连接部与进行搅拌摩擦焊接的旋转的星形杆之间设置上述加强基材,所以,可大幅度减少当搅拌头压入时层叠的连接部的上部的金属箔由于搅拌头旋转产生变形、断裂而导致的问题。
本发明的技术方案4所述的叠片电容器的制造方法在技术方案1或2所述的叠片电容器的制造方法的基础上还具有这样的特征:
上述加强基材使用与上述金属箔相同的金属材料。
按照该特征,可避免焊接产生的合金形成等导致的金属扩散等问题,同时,还可避免这些不同金属间的电池形成等导致的腐蚀等问题。
本发明的技术方案5所述的叠片电容器的制造方法在技术方案1所述的叠片电容器的制造方法的基础上还具有这样的特征:
层叠构成上述连接部的金属箔而形成层叠体,焊接基材由与上述金属箔同种的金属制成并且具有与该层叠体的厚度大体相等或比其大的厚度,与该层叠体的层叠侧面的至少一部分相邻接地配置该焊接基材,用旋转的搅拌头对该焊接基材与上述层叠体的边界的至少一部分进行搅拌而形成焊接区。
按照该特征,层叠于上述层叠体的各金属箔的连接部与焊接基材一起由搅拌摩擦焊接进行焊接,这样,焊接基材受到搅拌而被良好地供给到层叠体内,结果,上述层叠体的焊接区的氧化皮膜的量相对变少,由于这些焊接基材与各金属箔以及金属箔相互间被电和机械连接,所以,各金属箔变硬,而且熔点变高,另外,在为了使电解电容器耐电压而形成得较厚的场合,可大幅度减小不能由搅拌头的旋转熔化、易于以断成片状的状态残留的、由化学转化处理形成的氧化皮膜等导致的缺陷部的发生等不良影响,由此,可进行更稳定的电和机械连接。另外,由于减少了焊接区的化学转化处理等形成的氧化皮膜等的量,从而不仅可减少搅拌头前端的磨损,因此,而且还可抑制由磨损导致的搅拌头的更换带来的工序复杂化和制造成本上升。另外,通过减小搅拌头相对于成为焊接对象的金属箔的连接部的层叠体自身的压入面积,从而可减少该连接部近旁的金属箔的过度的变形和破坏等导致的损伤。
本发明的技术方案6提供一种叠片电容器的制造方法,该叠片电容器在外壳中收容电容器元件,该电容器元件是隔着电绝缘性隔离构件交替地层叠多个以一部分作为连接部的金属箔而成的,将上述连接部分别连接于正极外部端子和负极外部端子;其特征在于:用搅拌摩擦焊接电和机械连接上述被层叠的上述各金属箔的各连接部;层叠构成上述连接部的金属箔而形成层叠体,焊接基材由与上述金属箔同种的金属制成并且具有与该层叠体的厚度大体相等或比其大的厚度,邻接于该层叠体的层叠侧面的至少一部分地配置该焊接基材,用旋转的搅拌头对该焊接基材与上述层叠体的边界的至少一部分进行搅拌而形成焊接区。
本发明的技术方案7所述的叠片电容器的制造方法在技术方案6所述的叠片电容器的制造方法的基础上还具有这样的特征:
在上述焊接基材与上述层叠体的边界或该边界的近旁位置沿该边界面压入上述搅拌头。
按照该特征,圆柱状的搅拌头为了由其旋转以良好的效率传递朝旋转方向的搅拌力,在上述焊接基材与层叠体的边界或该边界的近旁位置沿该边界面压入搅拌头,这样,成为上述焊接基材与层叠体隔着搅拌头邻接的位置,所以,有足够量的由圆柱状的搅拌头的旋转进行搅拌而熔化了的不含有氧化皮膜的焊接基材良好地供给到层叠体内,所以,可大幅度地降低化学转化处理产生的氧化皮膜导致的缺陷部的发生等不良影响,同时,成为牢固的连接,可获得更稳定的电和机械连接。
本发明的技术方案8所述的叠片电容器的制造方法在技术方案6或7所述的叠片电容器的制造方法的基础上还具有这样的特征:
上述焊接基材包含大体均质的块体,该块体至少由层叠于上述层叠体中的金属箔的金属构成。
按照该特征,通过将焊接基材形成为块体,从而使块体在层叠体的层叠方向上大体均质,导热性良好,所以,在搅拌摩擦焊接中通过与搅拌头的摩擦产生的摩擦热能够良好地传递到焊接区的下方侧,所以,可抑制传热不良导致的焊接质量的偏差,同时,由于邻接于焊接区残留在层叠体的层叠方向上大体均质的未焊接的块体,从而可通过这些未焊接的块体获得良好的传热性和导电性。
本发明的技术方案9所述的叠片电容器的制造方法在技术方案6~8中任何一项所述的叠片电容器的制造方法的基础上还具有这样的特征:
上述焊接基材至少包含在表面上没有由化学转化处理产生的氧化皮膜的金属箔的层叠体。
按照该特征,通过调节金属箔的层叠数,从而可简便地获得与层叠体的高度一致的焊接基材。
本发明的技术方案10所述的叠片电容器的制造方法在技术方案6~9中任何一项所述的叠片电容器的制造方法的基础上还具有这样的特征:
在上述层叠体的外周面形成有缺口部、或贯通大体全部的层叠于上述层叠体的各金属箔而在层叠方向上穿设孔部,上述焊接基材与该缺口部、或孔部的内侧面邻接地配置。
按照该特征,焊接基材邻接于缺口部、或孔部的内侧面,这样,即使在搅拌头压入时,焊接基材与层叠体的固定性·密接性也好,可防止这些焊接基材与层叠体的位置偏移,由此,可提高搅拌摩擦焊接的施工性,同时,将金属箔的缺口部与上述焊接基材对准,依次层叠该金属箔,这样,不仅可减少金属箔的层叠偏移,而且,即使在金属箔发生层叠偏移,也可使金属箔大体接触于在焊接基材的相对的面中的某一方面,所以,可实施更确实的焊接,因此,也可容许在层叠工序中的金属箔的层叠偏移,可减少这些层叠偏移导致的不良。
本发明的技术方案11所述的叠片电容器的制造方法在技术方案10所述的叠片电容器的制造方法的基础上还具有这样的特征:
将上述搅拌头的形状形成为这样的形状,在该形状下,可通过该搅拌头的旋转同时焊接配置成与上述缺口部或孔部的内侧面相邻接的焊接基材与上述层叠体的边界中的相对的边界的至少一部分。
按照该特征,可通过搅拌头的压入同时地焊接相对的边界,所以,可缩短焊接所需要的时间,不仅可简化制造方法,并且通过焊接相对的数个面,从而可提高连接强度,因此,可实现小型化,并可降低连接部的电阻。
本发明的技术方案12所述的叠片电容器的制造方法在技术方案6~11中任何一项所述的叠片电容器的制造方法的基础上还具有这样的特征:
上述层叠体配置成与设在上述焊接基材的缺口部的内侧面相邻接。
按照该特征,在压入搅拌头时,焊接基材与层叠体的固定性·密接性好,可防止这些焊接基材与层叠体的位置偏移,为此,可提高搅拌摩擦焊接的施工性,同时,与上述焊接基材的缺口部对准依次层叠该金属箔,这样,不仅可减小金属箔的层叠偏移,而且,即使在金属箔发生层叠偏移,也可使金属箔大体接触于设在焊接基材上的缺口部的相对的面中的某一方面,所以,可实施更确实的焊接,因此,可容许在层叠工序中的金属箔的层叠偏移,可减少这些层叠偏移导致的不良。另外,通过并用形成于上述层叠体的外周面的缺口部,从而可进一步提高焊接基材与层叠体的固定性·密接性。
本发明的技术方案13所述的叠片电容器的制造方法在技术方案6~12中任何一项所述的叠片电容器的制造方法的基础上还具有这样的特征:
使得由上述搅拌头焊接的焊接区朝焊接基材侧偏置较多地压入上述搅拌头。
按照该特征,可进一步减少焊接区内的氧化皮膜的绝对量,不仅可进一步减少由于这些氧化皮膜的存在而导致的缺陷的生成,而且还可降低搅拌头的磨损。另外,可减小焊接时作用于层叠体上的机械应力,可降低这些机械应力导致的焊接不良的发生。
本发明的技术方案14所述的叠片电容器的制造方法在技术方案6~13中任何一项所述的叠片电容器的制造方法的基础上还具有这样的特征:
朝与上述层叠体的层叠方向大体相同的方向压入上述搅拌头。
按照该特征,例如当层叠于上述层叠体的金属箔的数量较少时,仅通过压入搅拌头,即可用焊接将该层叠体和焊接基材侧一体化。
本发明的技术方案15所述的叠片电容器的制造方法在技术方案6~13中任何一项所述的叠片电容器的制造方法的基础上还具有这样的特征:
朝与上述层叠体的层叠方向大体垂直的方向压入上述搅拌头。
按照该特征,在可形成焊接范围宽且稳定的焊接区的搅拌头的根部附近可实施搅拌摩擦焊接,并且可在层叠于层叠体的各金属箔的连接部大体同样地实施在该搅拌头的根部附近的焊接,而且可使搅拌头的压入位置在层叠体的各连接部按大体相同的相对位置实施搅拌摩擦焊接,可避免由焊接的搅拌头的位置的不同而导致的焊接质量(焊接状态)的不同使得层叠于层叠体中的各金属箔的焊接质量(焊接状态)产生偏差,使得层叠于层叠体中的各金属箔的焊接质量(焊接状态)大体均等,而且还可将搅拌头的压入长度和搅拌头直径限制在维持刚性的最小极限而使焊接面积小型化,而且,即使层叠体的厚度改变,也不需要改变搅拌头长度,可简化工序。
本发明的技术方案16所述的叠片电容器的制造方法在技术方案6~15中任何一项所述的叠片电容器的制造方法的基础上还具有这样的特征:
将由与上述金属箔相同种类的金属构成、具有比上述金属箔厚度大的加强基材配置成接触于上述层叠体,通过搅拌摩擦焊接将该加强基材的一部分与层叠体一起焊接。
按照该特征,不需要个别地焊接加强基材,可简化工序,而且,从这些加强基材供给不含氧化皮膜的金属,可进一步减少焊接区内的氧化皮膜的绝对量,不仅可进一步减少由于这些氧化皮膜的存在导致的缺陷的生成,而且还可减少搅拌头的磨损。
本发明的技术方案17所述的叠片电容器的制造方法在技术方案16所述的叠片电容器的制造方法的基础上还具有这样的特征:
上述焊接基材与上述加强基材一体化。
按照该特征,焊接基材与加强基材形成为一体,从而不需要对这些焊接基材与加强基材的对位和保持,可进一步提高搅拌摩擦焊接的施工性。
本发明的技术方案18所述的叠片电容器的制造方法在技术方案17所述的叠片电容器的制造方法的基础上还具有这样的特征:
上述焊接基材与上述加强基材形成为一体的加强焊接基材的形状为截面为L字状或至少一端开放的截面为コ字状。
按照该特征,加强焊接基材至少朝一方向开放,所以,可容易地实施该加强焊接基材往层叠体上的配置,同时,在配置后也可确认层叠体的层叠状况。
本发明的技术方案19所述的叠片电容器的制造方法在技术方案6~18中任何一项所述的叠片电容器的制造方法的基础上还具有这样的特征:
在层叠于上述层叠体的一部分的金属箔间设置具有比上述金属箔厚度大的加强基材。
按照该特征,从这些加强基材供给不含氧化皮膜的金属,可进一步减少焊接区内的氧化皮膜的绝对量,不仅可进一步减少由于这些氧化皮膜的存在而导致的缺陷的生成,而且还可减少搅拌头的磨损。另外,可抑制层叠于上述层叠体上的金属箔的层叠状况由于焊接而导致的散乱,可进一步提高搅拌摩擦焊接的施工性。
本发明的技术方案20所述的叠片电容器的制造方法在技术方案6~19中任何一项所述的叠片电容器的制造方法的基础上还具有这样的特征:
上述金属箔至少在除上述连接部的表面外的该金属箔的表面具有由化学转化处理形成的氧化皮膜,或以活性碳或碳为主成分的极化电极层。
按照该特征,可减小这些化学转化处理形成的氧化皮膜、极化电极层影响搅拌摩擦焊接而导致的缺陷的发生等的不良影响,可获得更稳定的电和机械连接。
本发明的技术方案21所述的叠片电容器的特征在于:
使用技术方案1~20中任何一项所述的叠片电容器的制造方法制造。
按照该特征,通过搅拌摩擦焊接对上述连接部进行连接、结合,这样,即使在该连接部的表面上具有腐蚀处理层或氧化皮膜层或极化电极层等,这些腐蚀处理层或氧化皮膜层或极化电极层也由搅拌摩擦焊接的搅拌旋转破坏,基体金属相互熔化而一体化,所以,不管有无腐蚀处理层或氧化皮膜层或极化电极层,都可获得具有上述连接部的良好的电和机械连接的叠片电容器。
附图说明
图1为表示本发明实施例1的叠片电解电容器的局部剖切立体图。
图2为表示在本发明的实施例1中使用的电容器元件的构成的图。
图3为表示在本发明的实施例1中使用的电容器元件的外观立体图。
图4为从侧方观看本发明的实施例1的搅拌摩擦焊接的实施状况的图。
图5为从上方观看本发明的实施例1的搅拌摩擦焊接的实施状况的图。
图6为表示本发明另一搅拌摩擦焊接的实施形式的截面图。
图7为表示本发明另一搅拌摩擦焊接的实施形式的截面图。
图8为从侧方观看本发明的实施例2的搅拌摩擦焊接的实施状况的图。
图9为从上方观看本发明的实施例2的搅拌摩擦焊接的实施状况的图。
图10为从图8所示视点观看本发明的实施例2的搅拌摩擦焊接的实施状况的图。
图11为从与图10相同的视点观看本发明的实施例2的另一形式的搅拌摩擦焊接的实施状况的图。
图12为从与图10相同的视点观看本发明的实施例2的另一形式的搅拌摩擦焊接的实施状况的图。
图13(a)为从侧方观看本发明的实施例3的搅拌摩擦焊接的实施状况的图,图13(b)为从上方观看本发明的实施例3的搅拌摩擦焊接的实施状况的图。
图14为从侧方观看本发明的实施例3的另一形式的搅拌摩擦焊接的实施状况的图。
图15为表示本发明的另一形式的层叠体与焊接基材的配置例的图。
图16为表示本发明的另一形式的搅拌摩擦焊接的实施状况的图。
图17为表示本发明的实施例4的搅拌摩擦焊接的实施状况的图。
图18为表示本发明的实施例4的搅拌摩擦焊接的另一形式的实施状况的图。
图19为表示本发明的另一形式的搅拌摩擦焊接的实施状况的图。
图20为表示本发明的另一形式的搅拌摩擦焊接的实施状况的图。
图21为表示本发明的另一形式的搅拌摩擦焊接的实施状况的图。
图22为表示本发明的另一形式的搅拌摩擦焊接的实施状况的图。
图23为表示由搅拌摩擦焊接形成的焊接区和缺陷部的形成状况的图。
具体实施方式
下面说明本发明的实施例。
(实施例1)
本实施例的电容器如图1所示,具有与一般的电容器同样的外观,其中,有底四方筒状的外壳2可收容叠片电容器元件(以下简称电容器元件)5,用贯通地形成有外部端子4的封口构件3对外壳2的开口进行封口。
由于使用铝作为用于上述电容元件的阳极箔7和阴极箔8,所以,在该本实施例中使用的上述外壳2用有底四方筒状的铝形成。另外,在本实施例中,由于将使用的电容器元件形成为四方状,所以,外壳2也形成为四方筒状,但本发明不限于此,若是卷绕层叠这些使用的电容器元件而成的圆筒状,则外壳也可形成为圆筒状。
另外,在电容器元件的厚度较小的场合,也可使用由层压薄膜等构成的外壳。
收容于该外壳2内部的电容器元件5如图2所示,是通过层叠阳极箔7和阴极箔8并在该阳极箔7与阴极箔8之间设置作为电绝缘性隔离构件的电解纸9而形成的,形成为四棱柱状,该阳极箔7为在其表面形成有由作为扩面处理的腐蚀处理形成腐蚀处理层和由化学转化处理形成的氧化皮膜层的铝箔,该阴极箔8形成有由作为扩面处理的腐蚀处理形成的腐蚀处理层。为了防止层叠后的位置偏移,在该层叠的电容器元件5的侧部外周卷绕有图中未示出的固定带。
另外,在该电容器元件5浸渍有规定的电解液,在上述电解纸9保持有电解液,该电解液形成与上述阳极箔7和上述阴极箔8接触的状态,在本实施例中,使用0.1mm的电容器元件。
在本实施例中,用作阳极箔7和阴极箔8的铝箔的厚度对于阳极箔7约为100μm左右,对于阴极箔8为50μm左右,起到集电极的作用,同时,在上述层叠等中具有必要的适当的机械强度,上述阳极箔7的表面在进行了作为用于扩大表面积的扩面处理的腐蚀处理后,实施用于形成均匀的氧化皮膜的化学转化处理,作为连接部的引线板12a由冲裁在各阳极箔7的外周上突出形成于从其端边中心部偏移的位置,在这些形成的引线板12a也具有腐蚀层和氧化皮膜层。阴极箔8在进行作为用于扩大表面积的扩面处理的腐蚀处理后,作为连接部的引线板12b由冲裁在各阴极箔8的外周上突出形成于从其端边中心部偏移的位置,在该引线板12b也具有由腐蚀处理形成的腐蚀层。
这样,在本实施例中,将铝箔用作阳极箔7和阴极箔8,但本发明不限于此,作为这些阳极箔7和阴极箔8,也可使用作为阀作用金属的钽或钛等。
这样冲裁形成的阳极箔7和阴极箔8从电容器元件5的一方的层叠端面导出地层叠,并且如图2所示,隔着上述电解纸9层叠的阳极箔7和阴极箔8的引线板12a、12b的位置交错。
由这些层叠形成的上述电容器元件5的各阳极箔7和各阴极箔8的引线板12a、12b分别对各电极的引线板12a和引线板12b集聚而层叠,同时,如图4所示,在层叠方向的两侧面配置作为加强构件的加强板15和内部电极13a、13b,在该内部电极13a、13b与加强板15之间以夹持引线板12a或引线板12b的状态用图中未示出的固定带固定后,在加工盘16上将设于旋转的星形杆20的前端的搅拌头21从上述加强板15的背面侧压入到规定深度,该压入的搅拌头21如图5所示那样沿接合线移动,从而实施搅拌摩擦焊接,这样,形成作为焊接区的连接部14,对加强板15、引线板12a或引线板12b、内部电极13a、13b进行电和机械连接。搅拌头21最好压入到配置于下侧的加强板或内部电极,如此,加强板或内部电极的一部分与引线板一起接合,由此提高引线板间的连接性。
在该搅拌摩擦焊接中,通过上述压入的搅拌头21的旋转,从而产生加强板15和引线板12a与引线板12b的摩擦热和加工热,由该摩擦热和加工热使构成加强板15、引线板12a或引线板12b和内部电极13a、13b的金属铝升温、软化,同时,由该搅拌头21的旋转对该软化的铝进行搅拌,从而破坏存在于其表面的氧化皮膜,铝的基体金属在软化的状态下接触,随着该搅拌头21的移动,在其后方固化,从而将加强板15、引线板12a或引线板12b、及内部电极13a、13b牢固地进行固相连接。
在这些搅拌摩擦焊接中,最好是为使上述搅拌头21先行地而在上述星形杆20设有2~5度的倾斜角θ,但这些倾斜角θ可根据使用的加强板15的厚度和连接的引线板12a或引线板12b的片数、星形杆20的转速、及压入的量等适当地选择。
另外,搅拌头21的形状等也可根据使用的加强板15的厚度和连接的引线板12a或引线板12b的片数、星形杆20的转速、及压入的量等适当地选择。
另外,星形杆20的转速、搅拌头21的压入量、移动速度等也可根据使用的加强板15的厚度、连接的引线板12a或引线板12b的片数等适当地选择。
用作这些加强板15和内部电极13a、13b的材质最好为铝,该铝为与用作上述阳极箔7、阴极箔8、及引线板12a或引线板12b的铝同种的金属。在该情况下,作为同种的铝金属,其主体成分为铝,即使次主要成分的组成多少有些不同,也包含于同种的铝金属。这样,使用同种的铝金属,有利于避免这样的问题,即,在使用不同金属作为这些加强板15(包含后述的加强板15L的块部30)或内部电极13a、13b的场合,与用作引线板12a或引线板12b的铝的合金形成能力不好、不能获得良好的接合强度的问题,铝或不同的金属扩散到另一方的金属导致接合部的劣化,电池形成等导致铝或用作加强板15或内部电极13a、13b的金属的产生腐蚀等问题。然而,在可避免这些问题的场合,作为加强板15或内部电极13a、13b,也可使用与用作阳极箔7、阴极箔8及引线板12a或引线板12b的金属不同的金属。
另外,作为这些加强板15、内部电极13a、13b的厚度,如该厚度≤0.2mm,则不能获得作为加强基材的良好的强度,同时,在从该加强基材的背面压入上述搅拌头21、实施搅拌摩擦焊接的场合,不易进行对星形杆20的旋转速度、移动速度、角度等控制,难以进行稳定的搅拌摩擦焊接,相反,当该厚度显著增大时,搅拌摩擦焊接所需要的加工时间变长,所以,作为其厚度,最好在0.2mm~1.0mm的范围。
这样,如图3所示,通过搅拌摩擦焊接形成连接部14的电容器元件5收容于上述外壳2,同时将通过上述搅拌摩擦焊接接合于引线板12a或引线板12b上的内部电极13a、13b与各外部端子4相连接后,由封口构件3对该外壳2的开口进行封口、密闭,从而形成电容器。
以上,作为如本实施例1所示进行了搅拌摩擦焊接的接合部的截面的状态,由摩擦热和加工热软化了的铝受到搅拌,铝基体金属相互接触并固化,形成没有边界的牢固的固相,其接合强度也较高,然而,作为由过去的超声波焊接形成的接合部的截面的状态,残留各铝箔的界面,该界面的接合强度也极不稳定,所以,如本实施例1所示,在作为连接部的引线板12a的表面即使具有腐蚀处理层或氧化皮膜层,这些腐蚀处理层或氧化皮膜层也由搅拌摩擦焊接的搅拌头21的旋转破坏,作为基体金属的铝相互熔化而一体化,所以,不管有无腐蚀处理层或氧化皮膜层,都可获得作为上述连接部的引线板12a的良好的连接。
另外,在本实施例1中,集束而层叠的引线板12a、12b夹持于加强板15与内部电极13a、13b之间,但本发明不限于此,也可例如图6所示,在层叠的引线板12a、12b的层叠方向的一方的侧面只配置作为加强基材的内部电极13a、13b,从该配置的内部电极13a、13b的背面实施搅拌摩擦焊接。
另外,在本实施例1中,通过搅拌摩擦焊接将作为加强基材的内部电极13a、13b接合于引线板12a、12b,将该内部电极13a、13b连接于上述外部电极4,如此则不需要将内部电极连接到别的连接部,可减少部件数量,同时,工序也可简化,但本发明不限于此,也可如如图7所示,作为这些加强基材仅使用加强板15,在该加强板15或进行了搅拌摩擦焊接的引线板12a、12b另行连接内部电极。
另外,在本实施例1中,使用作为加强基材的加强板15和内部电极13a、13b,这样,在上述搅拌摩擦焊接中,被集聚、层叠的作为连接部的引线板12a、12b由作为这些加强基材的加强板15和内部电极13a、13b承载或夹持,可提高搅拌摩擦焊接的施工性,虽较为理想,但本发明不限于此,也可根据引线板12a、12b的层叠片数和使用的阳极箔7、阴极箔8的厚度等,形成为没有这些作为加强基材的加强板15和内部电极13a、13b的构成。
(实施例2)
下面,说明使用本发明的焊接基材的实施例。本实施例2中的电容器元件5′以外的内容等与上述实施例1相同,所以,省略说明。
首先,与上述实施例1同样地冲裁形成的阳极箔7和阴极箔8从电容器元件5′的一方的层叠端面导出地层叠,并且,与上述实施例1的场合相同,隔着上述电解纸9层叠的阳极箔7和阴极箔8的引线板12a、12b的位置交错。
由这些层叠形成的上述电容器元件5′的各阳极箔7和各阴极箔8的引线板12a、12b对各电极的引线板12a和引线板12b每一个集聚而形成为层叠体28。另外,如图8或从图8的视点方向观看的图10所示,配置作为具有成为块体的块部30的加强焊接基材的、截面呈L字状的加强板15L,使得上述块部30接触于将引线板12a或引线板12b结合的层叠体28的纵向的侧面,同时,将层叠体28收容于L字内方部,并使加强板15L在层叠体28的上面基本上没有间隙的密接。作为该加强焊接基材的截面为L字状的加强板15L最好在其表面没有由化学转化处理形成的氧化皮膜或自然氧化皮膜,但如上述膜量为在搅拌摩擦焊接时不会产生缺陷的程度的微量,则有也没问题。
在层叠体28的与上述加强板15L的配置面相反一面,以接触于层叠体28的下面和上述块部30的下面的方式铺设内部电极13a、13b,在该内部电极13a、13b与加强板15L之间夹持引线板12a或引线板12b,同时,在上述块部30与层叠体28之间按基本没有间隙的状态用未图示的固定带固定后,在加工盘16上,从上述加强板15L的背面侧,将设于旋转的星形杆20的前端的搅拌头21如图8和图10所示,沿与该层叠体的层叠方向大体相同的方向在上述块部30与层叠体28的边界面上压入规定深度,该压入的搅拌头21如图9所示,通过在该接触面上移动,从而实施搅拌摩擦焊接,形成作为焊接区的连接部14,对加强板15L(包含块部30)、引线板12a或引线板12b、及内部电极13a、13b进行电和机械接合。另外,在本实施例2中,通过压入搅拌头并移动,从而进行搅拌摩擦焊接,但也可在压入搅拌头使其旋转一定时间后拉出,从而进行焊接。
在该搅拌摩擦焊接中,通过使上述压入的搅拌头21旋转,从而产生加强板15及引线板12a与引线板12b的摩擦热和加工热,由该摩擦热和加工热使作为构成加强板15L、引线板12a或引线板12b及内部电极13a、13b的金属即铝升温、软化,同时,由该搅拌头21的旋转对该软化的铝进行搅拌,从而破坏存在于其表面的氧化皮膜,并使铝的基体金属在软化的状态下接触,随着该搅拌头21的移动,在其后方固化,从而将加强板15L(包含块部30)、引线板12a或引线板12b、内部电极13a、13b牢固地进行固相连接。另外,在该搅拌摩擦焊接中,当压入上述搅拌头21时,上述加强板15L的块部30与引线板12a或引线板12b的层叠体28隔着搅拌头21处于邻接的位置,所以,由圆柱状的搅拌头21的旋转进行搅拌,可以很好地向层叠体内供给熔化的不含氧化皮膜的足够量的块部30,所以,可大幅度地降低化学转化处理产生的氧化皮膜导致的产生缺陷部等不良影响,同时,成为牢固的连接,可获得更稳定的电和机械连接。
如此通过搅拌摩擦焊接形成连接部14的电容器元件5′与上述实施例1的场合相同,收容于上述外壳2,并在通过上述搅拌摩擦焊接连接于引线板12a或引线板12b的内部电极13a、13b与各外部端子4连接后,由封口构件3对该外壳2的开口进行封口和密闭,形成为电容器。
在本实施例2中,加强板15L形成为在其一面的端部位置具有块部30的L字状,本发明的块体与加强基材形成为一体,这样,可取消这些焊接基材与加强基材的对位,同时,特别是为避免焊接基材产生位置偏移而在其与层叠体28间产生间隙而容易对其进行保持或没有必要保持,可更进一步地提高搅拌摩擦焊接的施工性,同时,可极力降低由于在焊接基材与层叠体28间产生的间隙而导致的焊接状态的恶化,此虽然较为理想,但本发明不限于此,如图11所示,也可形成为这些块部30与加强板15L分开的块体29。
作为这些块部30或块体29的高度,当其高度比层叠体28的高度明显较小时,在块部30的下方或块体29的上方产生间隙,使加强板15L、加强板15′(参照图11)的配置稳定性变差,搅拌摩擦焊接的施工性下降,同时,在这些间隙中,层叠到位于该间隙的层叠体28中的引线板12a、12b不能良好地与这些块部30或块体29进行焊接,并且,在使用块体29的场合,有时该块体29与加强板15′的焊接强度也不够,所以,作为其高度(厚度),最好形成为与层叠体28大体相等的高度(厚度)。
另外,使用这些块部30或块体29时,由于块部30、块体29在层叠体28的层叠方向为均质,导热性良好,所以,由与旋转的搅拌头21的摩擦产生的摩擦良好地传递到连接部14的下方侧,所以,可抑制由传热不良导致的焊接质量的差别,同时,在层叠体28的层叠方向上残留有与连接部14邻接的均质的未焊接的块部30、块体29,这样,可获得通过这些未焊接的块部30、块体29的良好的传热性、导电性,虽然较为理想,但本发明不限于此,可代替这些块部30、块体,如图12(a)、(b)所示,将焊接用层叠体26、27用作焊接基材,该焊接用层叠体26、27通过将未形成有由化学转化处理产生的氧化皮膜的铝箔层叠为与上述层叠体28大体相同的高度(厚度)而获得。此时,焊接用层叠体的层叠方向也可如图12(a)的焊接用层叠体27所示那样形成为与层叠体28相同的方向,也可相反地如图12(b)的焊接用层叠体26所示那样形成为与层叠体28正交的方向。
另外,在使用由铝箔构成的焊接用层叠体作为焊接基材并且铝箔未形成有由化学转化处理产生的氧化皮膜的场合,焊接基材不全部作为焊接用层叠体,如图12(c)和图12(d)所示,由于在各种电容器中层叠体28的高度(厚度)不同,所以,为了获得与这些不同高度(厚度)相同的厚度,在上述块部30或块体29的下方或上方以隔离构件的形式配置由铝箔构成的层叠数较少的焊接用层叠体27′,并且该铝箔未形成有由化学转化处理产生的氧化皮膜,通过调节焊接基材的高度,从而可简便地获得与层叠体28的高度(厚度)大体相等的焊接基材。而且,也可将这些焊接用层叠体27′配置在数个块体29之间作为焊接基材。由作为这些焊接基材的金属箔构成的焊接用层叠体最好不在其表面形成由化学转化处理形成的氧化皮膜或自然氧化皮膜,但上述膜量也可为在进行搅拌摩擦焊接时不发生缺陷的程度的微量。
另外,在本实施例2中,配置成为加强基材的加强板15L、内部电极13a、13b,实施搅拌摩擦焊接,这样,在搅拌摩擦焊接中,最好是被层叠的作为各金属箔的连接部的引线板12a、12b由作为这些加强基材的加强板15L和内部电极13a、13b承载或夹持,可提高搅拌摩擦焊接的施工性,但本发明不限于此,也可在将这些加强基材仅设于一面或不设置的状态下实施搅拌摩擦焊接。
另外,在本实施例2中,作为实施搅拌摩擦焊接的方向即搅拌头21的压入方向,是作为焊接基材的块部30或块体29与层叠体28的边界部之一,从加强板15的背面侧焊接,即朝与层叠体28的层叠方向大体相同的方向压入搅拌头21,但本发明不限于此,例如也可如图16所示,在成为层叠体28的引线板12a、12b的导出方向的前端侧的面,朝与层叠体28的层叠方向大体成直角的方向压入搅拌头21,实施块部30或块体29与层叠体28的搅拌摩擦焊接。在该场合,最好在层叠体28的上表面和下表面上配置加强板,另外,通过使该加强板的厚度至少≥搅拌头的半径,使得当从层叠体的端部附近的边界部压入搅拌头时该搅拌头不从加强基板伸出,可焊接该层叠体的端部附近,所以,比较理想。另外,通过将加强板配置在压入上述搅拌头21的边界部上,即,将加强板配置在成为上述层叠体28的引线板12a、12b的导出方向的前端侧的面上,从而通过压入·移动搅拌头,也可减少该引线板12a、12b的由该搅拌头导致的变形、断裂地进行搅拌摩擦焊接。另外,当朝与层叠体28的层叠方向大体成直角的方向压入该搅拌头21进行搅拌摩擦焊接时,可在能够形成焊接范围宽而稳定的焊接区的搅拌头21的根部附近实施搅拌摩擦焊接,同时,可对层叠体28的各引线板大体同样地实施在该搅拌头21的根部附近的焊接,而且,作为搅拌头21的压入位置,在层叠体的各连接部可按同样的相对位置实施搅拌摩擦焊接,根据焊接的搅拌头21的位置的不同,不仅可使层叠于层叠体的各引线板的焊接质量大体均等,而且可将搅拌头21的压入长度和搅拌头直径限制在维持刚性的最小限度,可使焊接面积小型化,而且,即使改变层叠体的厚度,也不必改变搅拌头形状,工序也可简化。
以上,按照本实施例2,如图23所示,单纯只将引线板12a′或引线板12b′的层叠体28夹持于没有块部30的板状的加强板15′与内部电极13a、13b之间,在对该层叠体28的中央部进行搅拌摩擦焊接的场合,随着层叠的引线板12a′或引线板12b′的层叠片数增多,如图23所示,在成为搅拌头21压入方向的远方侧的层叠体28的下方位置有时产生缺陷部,对此,通过形成具有由本实施例所示搅拌摩擦焊接法形成的连接构造的电容器,从而可由搅拌头21的旋转将块部30供给到层叠体内,减少存在于焊接区内部的由化学转化处理形成的氧化皮膜的量,所以,可提供一种电解电容器,该电解电容器即使引线板12a或引线板12b的层叠片数增多,层叠体28的下方位置也不易产生缺陷,化学转化处理形成的氧化皮膜导致的缺陷部的发生等不良影响大幅度下降,具有更稳定的电和机械连接。
(实施例3)
图13为表示在本实施例3中实施的搅拌摩擦焊接的状况的图,在本实施例2中,如图13(a)所示,使用加强焊接基材31代替在上述实施例2中使用的L状的加强板15L,该加强焊接基板31在引线板12a、12b的终端部具有块部31′,截面为コ字状,其截面上下方向的两端部开放。
该加强焊接基板31具有コ字状截面,通过将层叠体28插入推压到该コ字状的内部,从而可容易地安装于层叠体28而临时进行接合。
进行这些临时接合后,在该临时接合的加强焊接基板31的一表面(在本实施例中为下表面)配置内部电极13a、13b,然后,使搅拌头21在块部31′与层叠体28的接触面上移动,在加工盘16上实施搅拌摩擦焊接,并为了获得更高的机械强度等,如图13(b)所示,使搅拌头21沿层叠体28的纵向在层叠体28的中央部移动,实施搅拌摩擦焊接,从而形成焊接区为T字状。
如此,在本实施例2中,通过使用将作为块体的块部31′一体化的在截面呈コ字状的加强焊接基板31,从而可容易地对加强焊接基板31与层叠体28进行临时接合,同时,作为块体的块部31′与层叠体28的位置不产生大的偏移,从而可提高搅拌摩擦焊接的作业性,但在本实施例2中,也可与上述实施例2同样,如图14所示,可以将块部31′形成为与加强板32分开的块体33,该块体33也可与上述实施例2同样地使用焊接用层叠体27、块体33和焊接用层叠体27′。
另外,在上述实施例2和本实施例3中,层叠体28和作为焊接基材的块体29、层叠体28和作为焊接基材的块体33的配置-焊接区形成例,除了沿图15(a)所示接触面的形式之外,也可如图15(b)所示那样,在上述实施例2中,横断块体33与层叠体28的接触面地将形成为T字状的焊接区形成为I字状。
另外,在上述各实施例中,层叠体28与块部30、31或块体29、31′的接触面仅为块部30、31或块体29、31′的一面,但本发明不限于此,也可如图15(c)所示那样,使这些接触面成为多个面如3面地将块体在层叠体28的纵向略中央部偏置配置到一侧方,或如图15(d)所示,在层叠体28的宽度方向略中央部设置朝纵向延伸的缺口部,在该缺口部内收容块体,或相反地如图15(e)所示那样,围住层叠体28的3个侧面地配置块体,可以横过这些层叠体28与块体的接触面的一部分地形成焊接区。另外,也可如图15(f)所示那样,可以在层叠体28的中央部形成通孔,在该孔插入并收容块体,即,这样地将层叠体28与块体的边界的至少一部分包含于由搅拌头21焊接的焊接范围内即可。在图15(f)的场合,虽然形成为通孔,但也可不完全贯通层叠体28,形成为大体贯通的状态的孔,通过搅拌摩擦焊接对该未贯通的部分进行焊接。
(实施例4)
下面,说明在作为连接部的引线板12a、12b形成缺口部的本实施例4。
首先,对于引线板12a、12b,在实施例1的上述冲裁形成中,如图17(a)所示形成缺口部40。
然后,相对于具有可插入到该缺口部40中的凸部36的板状的焊接基材35,依次层叠具有上述缺口部40的引线板12a、12b,并且使该缺口部40与凸部36配合。在本实施例4中,焊接基材35的板状部的厚度约为1mm,凸部36的宽度约为2mm。虽然形成为具有该凸部36的板状的焊接基材35,但该凸部也可另成一体地构成。
然后,在通过与缺口部40配合从而与焊接基材35紧密接触的层叠体的层叠方向的两端侧,如图17(b)所示那样接触配置成为加强基材的厚约2mm的加强板38,然后,使得直径比上述凸部36的宽度2mm小一些的小搅拌头21如图17(b)所示那样从凸部36的宽度内伸出,该搅拌头21不直接接触于层叠的引线板12a、12b地朝相对于该引线板12a、12b的层叠方向大体成直角的方向压入,而且,使搅拌头21朝凸部36的纵向即引线板12a、12b的层叠方向移动,从而主要由搅拌头21的外周部同时地焊接缺口部40的相对的2个边界,电和机械连接被层叠着的各引线板12a、12b与焊接基材35和加强板38。为了在最小限度的焊接范围可不易产生缺陷地实现牢固的连接,上述搅拌头21的直径使用比为上述凸部36宽度的2mm稍小的直径,但不限于此,也可使用与上述凸部36的宽度同等或其以上的直径。另外,如引线板12a、12b的层叠片数少,则搅拌头21朝上述层叠方向的移动也可不进行。另外,朝相对上述引线板12a、12b的层叠方向大体直交的方向压入上述搅拌头21,有利于搅拌头形状的小型化、焊接面积的缩小化、焊接质量的稳定等,但也可朝与上述引线板12a、12b的层叠方向大体相同的方向压入该搅拌头21。
按照该本实施例4,可不使被层叠的引线板12a、12b的层叠位置对位地进行层叠,焊接基材35与层叠体的固定性·密接性良好,可防止这些焊接基材35与层叠体的位置偏移,由此,可提高搅拌摩擦焊接的施工性,同时,将缺口部40与上述焊接基材35对准,依次对该金属箔进行层叠,从而可降低作为金属箔的引线板12a、12b的层叠偏移,而且即使在引线板12a、12b发生层叠偏移,引线板12a、12b也可大体接触于焊接基材35的凸部36的相对的面的某一方,所以,可实施更确实的焊接,因此,可容许在层叠工序中的引线板12a、12b的层叠偏移,可减小由这些层叠偏移导致的问题。
而且,在本实施例4中,在作为金属箔的引线板12a、12b侧形成缺口部40,但本发明不限于此,例如也可如图18所示那样,构成在该凸部36的前端部形成的焊接基材37,将上述缺口部40的形状形成为与该焊接基材37的突起部的形状一致的缺口部41,使层叠体在形成于该凸部36的前端部的缺口部内邻接,实施搅拌摩擦焊接。
另外,不在作为金属箔的引线板12a、12b上形成缺口部40,而是仅在焊接基材上形成缺口部,在该焊接基材上的缺口部内邻接配置层叠体,也可获得与在引线板12a、12b侧形成缺口部40的场合同样的效果,所以,也可仅在焊接基材侧形成缺口部。
另外,虽然在本实施例4中使用具有凸部36的板状的焊接基材35,但本发明不限于此,例如也可如图21所示那样仅将突起部作为焊接基材,收容于缺口部40,焊接该焊接基材。
另外,在本实施例4中,设引线板12a、12b的缺口部40的宽度为2mm,压入直径比该宽度稍小的搅拌头21,从而同时地对缺口部40的相对的边界进行焊接,但本发明不限于此,也可将上述引线板12a、12b的缺口部40的宽度形成为不能通过搅拌头21的1次的压入同时焊接该缺口部40的相对的边界的程度的大小,将搅拌头21压入到缺口部40的相对的各边界位置,对该缺口部40的相对的边界分别进行焊接。
以上根据附图对本发明进行了说明,但本发明不限于这些实施例,在不脱离本发明的主旨的范围的变更和追加,当然也包含于本发明。
例如在上述各实施例,例如实施例2中,如图11所示,在块体29与层叠体28的边界面上直接插入搅拌头21,但本发明不限于此,也可如上述那样,搅拌摩擦焊接的焊接区如图23和图17(b)所示那样,搅拌头21的外周部的稍离开的部分也由摩擦热熔化,进行搅拌而焊接,所以,如图19所示,作为焊接基材的块体29与层叠体28的边界面位于由这些搅拌头21搅拌而焊接的范围内的搅拌头21的外周部,而且由搅拌头21形成的焊接区也可偏向块体29侧。
另外,如图19所示那样,朝与这些层叠体28的层叠方向大体成直角的方向压入搅拌头21,朝与层叠方向大体相同的方向移动该压入的搅拌头21,实施搅拌摩擦焊接,这与例如从块体29的A面侧压入搅拌头进行搅拌摩擦焊接的场合相比,可将邻接面近旁以外的块体29的块搅拌的部分的大小抑制到最小限度,所以,较为理想,但本发明不限于此,也可朝与这些层叠体28的层叠方向大体成直角的方向压入搅拌头21,使该压入的搅拌头21朝与层叠方向大体相同的方向移动,除此以外,例如在如图20所示那样层叠于层叠体28′的作为金属箔的引线板12a、12b的数量较少的场合,也可朝与上述层叠体28′的层叠方向大体相同的方向仅压入搅拌头21(不移动),由搅拌摩擦焊接将层叠于层叠体28′的引线板12a、12b和作为焊接基材的块体29′一体化,即,只要在作为焊接基材的块体29、29′与上述层叠体28、28′的边界或该边界的近旁位置沿该边界面压入上述搅拌头并使该边界面进入到搅拌头压入时的搅拌焊接范围即可。
另外,在上述实施例中,在层叠体28、28′中仅层叠引线板12a、12b的金属箔,但本发明不限于此,也可如图22所示的层叠体28″那样,在层叠的一部分的引线板12a、12b之间设置具有厚度比该引线板12a、12b大的加强基板50,这样,从这些加强基板50供给没有氧化皮膜的金属,可进一步减少焊接区内的氧化皮膜的绝对量,可进一些减少由于这些氧化皮膜的存在产生的缺陷,而且还可降低搅拌头的摩损。另外,可抑制层叠于上述层叠体28″中的金属箔的层叠状况由于焊接产生散乱(紊乱),可更进一步提高搅拌摩擦焊接的施工性,同时,可提高获得的层叠体的机械的接合强度,可提高连接性的可靠性。
另外,在上述各实施例中,焊接基材和加强基材使用的是在其表面没有由化学转化处理形成的氧化皮膜或自然氧化皮膜的基材,至少通过搅拌头的压入进行搅拌,在焊接的范围内其表面没有上述膜时较理想,如在上述焊接范围外,也可形成上述膜。另外,可在上述焊接范围内,上述膜量也可为搅拌摩擦焊接时不产生缺陷的程度的微量。
另外,在上述实施例中,举例说明了通常的层叠电解电容器,但本发明不限于此,即使对于将上述阳极箔7和阴极箔8做成为极化电极箔的双电荷层电容器,当然也可适用本发明,其中,该极化电极箔在铝箔的两面粘贴以活性碳或碳为主成分的成为极化电极层的活性碳片;在该双电荷层电容器的场合,也可使用没有阀作用的铁或铜等电子传导性良好的金属,代替上述作为阀作用金属的铝、钽、钛。
另外,在上述实施例中,举例说明了在引线板12a、12b具有由化学转化处理形成的氧化皮膜的例子,但本发明不限于此,在冲裁中,对成为这些引线板12a、12b的部分进行掩蔽,或除去氧化皮膜,使得在引线板12a、12b没有由化学转化处理形成的氧化皮膜,从而进一步减少焊接区内的氧化皮膜的绝对量,进一步减少由于这些氧化皮膜的存在导致的缺陷的生成。
另外,同样,在双电荷层电容器的场合,通过在引线板12a、12b具有以活性碳或碳为主成分的极化电极层的状态下进行搅拌摩擦焊接,从而由搅拌头21的压入和移动对连接部的极化电极层进行搅拌,焊接作为基体金属的铝箔,但通过不在引线板12a、12b设置这些极化电极层,从而避免由包含于这些极化电极层的活性碳或碳在氧化皮膜同样地形成缺陷,获得稳定的连接质量。
另外,在上述实施例中,以较大型的电解电容器为例进行了说明,但本发明不限于此,也可将这些叠片电容器的制造方法适用于片状的固体电解电容器。此外,也可用于电池特别是燃料电池等的正极或负极的金属箔的焊接等。
另外,在上述实施例中,使加强焊接基板31与内部电极13a、13b分开,但本发明不限于此,也可使这些加强焊接基板31与内部电极13a、13b成为一体。
另外,在上述实施例中,从作为加强基材的加强板15、15L、15′的背面侧压入搅拌头21,进行搅拌摩擦焊接,这样,在集束而层叠的作为连接部的引线板12a、12b与用于进行搅拌摩擦焊接的旋转的搅拌头之间设置加强板15、15L、15′,从而可大幅度地减少集聚、层叠的上部的引线板12a、12b由旋转的搅拌头21变形、断裂导致的问题的发生,但本发明不限于此,也可从配置了作为加强基材的加强板15、15L、15′和内部电极13a、13b的一侧实施这些搅拌摩擦焊接。

Claims (20)

1.一种叠片电容器的制造方法,该叠片电容器在外壳中收容电容器元件,该电容器元件是隔着电绝缘性隔离构件交替地层叠多个以一部分作为连接部的金属箔而成的,将上述连接部分别连接于正极外部端子和负极外部端子;其特征在于:用搅拌摩擦焊接电和机械连接上述被层叠的上述各金属箔的各连接部;
在上述连接部的搅拌摩擦焊接中,在层叠的连接部的至少一方设置加强基材,实施搅拌摩擦焊接。
2.根据权利要求1所述的叠片电容器的制造方法,其特征在于:将上述加强基材用作内部电极。
3.根据权利要求1或2所述的叠片电容器的制造方法,其特征在于:从配置上述加强基材的一侧实施上述搅拌摩擦焊接。
4.根据权利要求1或2所述的叠片电容器的制造方法,其特征在于:上述加强基材使用与上述金属箔相同的金属材料。
5.根据权利要求1所述的叠片电容器的制造方法,其特征在于:层叠构成上述连接部的金属箔而形成层叠体,焊接基材由与上述金属箔同种的金属制成并且具有与该层叠体的厚度大体相等或比其大的厚度,邻接于该层叠体的层叠侧面的至少一部分地配置该焊接基材,用旋转的搅拌头对该焊接基材与上述层叠体的边界的至少一部分进行搅拌而形成焊接区。
6.一种叠片电容器的制造方法,该叠片电容器在外壳中收容电容器元件,该电容器元件是隔着电绝缘性隔离构件交替地层叠多个以一部分作为连接部的金属箔而成的,将上述连接部分别连接于正极外部端子和负极外部端子;其特征在于:用搅拌摩擦焊接电和机械连接上述被层叠的上述各金属箔的各连接部;层叠构成上述连接部的金属箔而形成层叠体,焊接基材由与上述金属箔同种的金属制成并且具有与该层叠体的厚度大体相等或比其大的厚度,邻接于该层叠体的层叠侧面的至少一部分地配置该焊接基材,用旋转的搅拌头对该焊接基材与上述层叠体的边界的至少一部分进行搅拌而形成焊接区。
7.根据权利要求6所述的叠片电容器的制造方法,其特征在于:在上述焊接基材与上述层叠体的边界或该边界的近旁位置沿该边界面压入上述搅拌头。
8.根据权利要求6或7所述的叠片电容器的制造方法,其特征在于:上述焊接基材包含大体均质的块体,该块体至少由层叠于上述层叠体的金属箔的金属构成。
9.根据权利要求6或7所述的叠片电容器的制造方法,其特征在于:上述焊接基材至少包含在表面没有由化学转化处理产生的氧化皮膜的金属箔的层叠体。
10.根据权利要求6或7所述的叠片电容器的制造方法,其特征在于:在上述层叠体的外周面形成缺口部,或以贯通层叠于上述层叠体的大体全部的各金属箔的方式沿层叠方向穿设孔部,上述焊接基材邻接于该缺口或孔部内侧面配置。
11.根据权利要求10所述的叠片电容器的制造方法,其特征在于:将上述搅拌头的形状形成为这样的形状,在该形状下,可通过该搅拌头的旋转同时焊接配置成与上述缺口部或孔部的内侧面相邻接的焊接基材与上述层叠体的边界中的相对的边界的至少一部分。
12.根据权利要求6或7所述的叠片电容器的制造方法,其特征在于:将上述层叠体配置成与设在上述焊接基材的缺口部的内侧面相邻接。
13.根据权利要求6或7所述的叠片电容器的制造方法,其特征在于:使得由上述搅拌头焊接的焊接区朝焊接基材侧偏置地压入上述搅拌头。
14.根据权利要求6或7所述的叠片电容器的制造方法,其特征在于:朝与上述层叠体的层叠方向大体相同的方向压入上述搅拌头。
15.根据权利要求6或7所述的叠片电容器的制造方法,其特征在于:朝与上述层叠体的层叠方向大体垂直的方向压入上述搅拌头。
16.根据权利要求6或7所述的叠片电容器的制造方法,其特征在于:将由与上述金属箔相同种类的金属构成、具有比上述金属箔大的厚度的加强基材与上述层叠体接触地配置,通过搅拌摩擦焊接将该加强基材的一部分与层叠体一起焊接。
17.根据权利要求16所述的叠片电容器的制造方法,其特征在于:上述焊接基材与上述加强基材一体化。
18.根据权利要求17所述的叠片电容器的制造方法,其特征在于:上述焊接基材与上述加强基材形成为一体的加强焊接基材的形状为截面L字状或至少一端开放的截面コ字状。
19.根据权利要求6或7所述的叠片电容器的制造方法,其特征在于:在层叠于上述层叠体的一部分的金属箔之间,设置具有比上述金属箔厚度大的加强基材。
20.根据权利要求6或7所述的叠片电容器的制造方法,其特征在于:上述金属箔至少在除上述连接部的表面外的该金属箔的表面具有由化学转化处理形成的氧化皮膜,或以活性碳或碳为主成分的极化电极层。
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