CN101504884A

CN101504884A - 电解电容器及其制造方法

Info

Publication number: CN101504884A
Application number: CNA2009100037325A
Authority: CN
Inventors: 藤本和雅
Original assignee: Saga Sanyo Industry Co Ltd; Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Saga Sanyo Industry Co Ltd; Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2008-02-06
Filing date: 2009-02-01
Publication date: 2009-08-12
Anticipated expiration: 2029-02-01
Also published as: TWI406313B; CN101504884B; JP5137604B2; US20090195965A1; TW200935471A; US8243421B2; KR101029451B1; KR20090086146A; JP2009188184A

Abstract

本发明提供一种能够固定卷绕型电容器元件中的阳极端子以及阴极端子的位置从而可以抑制漏泄电流的增大的电解电容器及其制造方法。本发明涉及的电解电容器具备：卷绕型电容器元件，其含有隔着隔离物卷绕阳极箔和阴极箔而成的卷绕构造部和从卷绕构造部引出的阳极端子以及阴极端子；有底壳体，其收纳卷绕型电容器元件；和密封部件，其在有底壳体内密封卷绕构造部且被阳极端子以及阴极端子贯通；还具备固定部件，该固定部件配置在卷绕构造部和密封部件之间，并且具有的开口为阳极端子的个数与阴极端子的个数之和以上，阳极端子以及阴极端子通过开口，阳极端子以及阴极端子由固定部件固定。

Description

电解电容器及其制造方法

技术领域

本发明涉及电解电容器及其制造方法。

背景技术

近年来，要求电路的小型化以及高频应对化，与此相伴随，对于电容器也需要低阻抗化等。此外，使用了TCNQ络合物或聚吡咯、聚噻吩、聚呋喃以及聚苯胺等导电性高分子作为该电容器的固体电解质的电解电容器备受关注。

图3是表示以往的电解电容器中的卷绕型电容器元件的示意立体图。图4是以往的电解电容器的剖视图。关于以往的电解电容器的结构等，例如在特开2003—217979号公报(专利文献1)等中有公开。根据图3以及图4说明使用了固体电解质的以往的卷绕型电解电容器的制造方法。

首先，准备用公知的方法进行了蚀刻处理以及化成处理等的阳极箔22。此外，借助引线凸出(tab)端子26在该阳极箔22上安装阳极引线27。接着，借助引线凸出端子26在阴极箔23上安装阴极引线28。此外，隔着隔离纸24卷取该阳极体22和该阴极箔23，通过卷取阻止胶带25阻止卷取。通过以上的工序形成包括由卷绕型的层叠体构成的卷绕构造部21、由引线凸出端子26以及阳极引线27构成的阳极端子和由引线凸出端子26以及阴极引线28构成的阴极端子的卷绕型电容器元件。

随后，对该卷绕构造部21进行切口化成和150℃～300℃的热处理。此外，在通过聚合而成为导电性高分子的单体和作为氧化剂溶液的例如对甲苯磺酸铁醇溶液的混合溶液中浸渗该卷绕构造部21。随后，通过进行热化学聚合，可以在该卷绕构造部21的阳极箔22以及阴极箔23之间形成作为固体电解质的导电性高分子层。

然后，将含有固体电解质的卷绕型电容器元件收纳于由铝形成的有底壳体29中。而后，在该有底壳体29的内部设置用于密封卷绕构造部21的密封部件30，该密封部件30与该有底壳体29的开口部相对。随后，通过横向颈缩和卷曲有底壳体29的开口部而进行密封，进行熟化处理。

最后，向有底壳体29的开口部的卷曲面插入塑料制的座板31，将阳极引线27以及阴极引线28作为电极端子32进行压力加工·弯曲，完成电解电容器。

但是，通过这样的电解电容器的制造工序中的热处理等，该卷绕型电容器元件受到热应力，结果产生隔离纸24的低密度化。另外，通过该制造工序中的固体电解质填充等的处理，该卷绕型电容器元件受到机械应力，结果发生膨胀或变形。此外，通过该热应力以及该机械应力，卷绕型电容器元件的阳极端子以及阴极端子的位置会偏离于所希望的位置。

另外，就电解电容器的装配而言，在将卷绕型电容器元件收纳于有底壳体29中之后，如果强制性地设置密封部件30，则阳极端子以及阴极端子的位置会错开。特别是在阳极端子的个数和阴极端子的个数的和为3以上的情况下，阳极端子以及阴极端子的稍许错位会妨碍电解电容器的密封部件的设置。此外，向阳极箔以及阴极箔施加应力，会导致漏泄电流的增大等。

专利文献1：特开2003—217979号公报

发明内容

本发明正是为了解决如上所述的课题而完成的发明，其目的在于，提供能够固定卷绕型电容器元件中的阳极端子以及阴极端子的位置从而可以抑制漏泄电流的增大的电解电容器及其制造方法。

本发明涉及的电解电容器，具备：卷绕型电容器元件，其包括隔着隔离物卷绕阳极箔和阴极箔而成的卷绕构造部、和从卷绕构造部引出的阳极端子以及阴极端子；有底壳体，其收纳卷绕型电容器元件；和密封部件，其将卷绕构造部密封在有底壳体内，并且被阳极端子以及阴极端子贯通；电解电容器还具有固定部件，该固定部件配置在卷绕构造部与密封部件之间，并且具有阳极端子的个数与阴极端子的个数之和以上的开口，阳极端子以及阴极端子通过开口，阳极端子以及阴极端子被固定部件固定。

另外，就本发明的电解电容器而言，优选阳极端子的个数与阴极端子的个数之和在3以上。

另外，就本发明的电解电容器而言，优选固定部件由绝缘材料构成。

另外，就本发明的电解电容器而言，优选绝缘材料由从橡胶、树脂、纤维以及玻璃中选择的至少一个构成。

另外，就本发明的电解电容器而言，优选固定部件的厚度为卷绕构造部的上表面与密封部件的下表面之间的距离的50％～95％。

另外，本发明涉及的电解电容器的制造方法，至少包括：形成卷绕型电容器元件的第一工序，卷绕型电容器元件包括隔着隔离物卷绕阳极箔和阴极箔而成的卷绕构造部、和从卷绕构造部引出的阳极端子以及阴极端子；和向具有阳极端子的个数与阴极端子的个数之和以上的开口的固定部件的开口中插入阳极端子以及阴极端子的第二工序。

这里，在本说明书中，将厚度方向上有底壳体的底的方向设为下，将相反的方向设为上。因此，本说明书中的上表面表示厚度方向上在上面的面，下表面表示厚度方向上在下面的面。

(发明效果)

通过本发明，可以得到能够固定卷绕型电容器元件的阳极端子以及阴极端子的位置从而可以抑制漏泄电流的增大的电解电容器。另外，就其制造方法而言，密封部件的设置中的摩擦等应力得到减轻。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式的电解电容器的卷绕型电容器元件的示意立体图。

图2是本发明的一个实施方式的电解电容器的剖视图。

图3是表示以往的电解电容器的卷绕型电容器元件的示意立体图。

图4是以往的电解电容器的剖视图。

图中：1、21—卷绕构造部，2、22—阳极箔，3、23—阴极箔，4、24—隔离纸，5、25—卷取阻止胶带，6、26—引线凸出端子，7、27—阳极引线，8、28—阴极引线，9、29—有底壳体，10、30—密封部件，11、31—座板，12、32—电极端子，13—固定部件。

具体实施方式

以下，根据附图说明本发明的实施方式。其中，在以下的附图中，对相同或相当的部分附加相同的参照符号，不对其重复说明。另外，关于附图中的长度、大小、宽度等尺寸关系，为了附图的明了化和简化而进行适当变更，并非表示实际尺寸。

图1是表示本发明的一个实施方式的电解电容器的卷绕型电容器元件的示意立体图。图2是本发明的一个实施方式的电解电容器的剖视图。

以下，根据图1以及图2进行说明。首先1，根据图1说明卷绕型电容器元件。

<电解电容器的结构>

本实施方式的卷绕型电容器元件，具有隔着两片隔离纸4将两片阳极箔2和一片阴极箔3卷绕成圆筒状而成的卷绕构造部1。此外，在该阳极箔2以及该阴极箔3上分别电连接有引线凸出端子6。在这里，在两片阳极箔2上分别连接有引线凸出端子6各一个，在一片阴极箔3上连接有两个引线凸出端子6。与阳极箔6连接的引线凸出端子6和阳极引线7电连接，与阴极箔3连接的引线凸出端子6和阴极引线8电连接。在这里，就本发明的卷绕型电容器元件而言，对阳极箔2以及阴极箔3的片数并不限定于3，例如阳极箔2以及阴极箔3的片数可以相同，也可以不同。其中，关于阳极箔2、阴极箔3以及隔离纸4的厚度等尺寸，可以适当选择。

然后，由引线凸出端子6和阳极引线7形成了阳极端子，通过引线凸出端子6和阴极引线8形成了阴极端子。卷绕型电容器元件含有该卷绕构造部1、阴极端子和阳极端子，还含有作为电解质的例如固体电解质。另外，在本实施方式中，优选该阳极端子的个数与该阴极端子的个数之和为3以上。其中，与一片阳极箔2或阴极箔3连接的引线凸出端子6的数量可以是单个，也可以是多个。

然后，关于本实施方式的电解电容器，该卷绕型电容器元件被收纳于由铝等形成的有底壳体9中，具有将卷绕构造部1密封在有底壳体9内且被该阳极端子以及该阴极端子贯通的密封部件10。另外，在如图2所示的本实施方式中，该电电解电容器还具有座板11，但即便在没有座板11的情况下，在本发明中也没有问题。

在这里，就本实施方式的电解电容器而言，具有固定部件13，其配置在卷绕构造部1和密封部件10之间且所具有阳极端子的个数与阴极端子的个数之和以上的开口的固定部件13。固定部件13被设置在卷绕构造部1的上表面和密封部件10的下表面之间(即后述的距离L1的某位置)，阳极端子以及阴极端子通过固定部件13的开口，阳极端子以及阴极端子被固定部件13固定。

通过本实施方式的电解电容器，可以固定卷绕型电容器元件的阳极端子以及阴极端子的位置，所以不易发生由制造工序中的热应力以及机械应力引起的该位置的错开。因此，例如，可以减轻由该错开导致的无法将密封部件10设置(插入)到有底壳体9中而引起的不合格品等。另外，本实施方式的电解电容器可以抑制由该位置的错开引起的电解电容器的漏泄电流的增大，所以与以往的电解电容器相比，具有更强的性能。另外，尤其是在该阳极端子的个数与该阴极端子的个数之和为3以上的电解电容器中，阳极端子以及阴极端子的稍许错位会妨碍电解电容器的密封部件的设置。因此，在本发明的电解电容器中，在该阳极端子的个数与该阴极端子的个数之和为3以上的情况下，利用固定部件13固定阳极端子和阴极端子的位置，由此与以往相比，尤其有助于抑制漏泄电流的增大。

《固定部件的构造》

本实施方式中的固定部件13为按钮那样的形状，具有数量与阳极端子的个数以及阴极端子的个数之和相同的开口。在该固定部件中，该开口被设置在从上面看电解电容器时优选的阳极端子以及阴极端子的位置。电解电容器中优选的阳极端子以及阴极端子的位置可以根据该电解电容器适当设定，也可以基于此设定该固定部件13的开口的位置。另外，该开口优选数量被设置成与阳极端子的个数和阴极端子的个数之和相同或其以上。这是因为，在具有设置的开口数多于用于固定该阳极端子以及该阴极端子的开口的个数的固定部件13的电解电容器中，电解电容器的电阻进一步减小。此外，当将使用了设置的开口数多于用于固定该阳极端子以及该阴极端子的开口的个数的固定部件13的电解电容器浸渗(后述)于聚合液中时，卷绕型电容器元件从下方被浸渗，所以设置了多个开口的固定部件13在厚度方向上形成空气的岔道，所以可以顺利进行。

此外，本实施方式中的该开口的直径，优选在本实施方式中为阳极端子以及阴极端子中引线凸出端子6的幅度的±15％以内的大小。这是因为，该开口的直径需要小到能够固定该引线凸出端子6的位置的程度。此外，在该固定部件13是由具有收缩性的材料构成的情况下，该开口的直径特别优选为与引线凸出端子6的幅度相同至—15％的大小的范围。另外，在本实施方式中，开口为圆形，但对该开口的形状没有特别限定，例如，即便是椭圆形、四角形等也没有问题。

另外，固定部件13的厚度优选为卷绕构造部1的上表面与密封部件10的下表面之间的距离L1的50％～95％。在这里，如上所述，固定部件13被设置在卷绕构造部1的上表面和密封部件10的下表面之间。在固定部件13的厚度不到距离L1的50％的情况下，有可能难以固定该阳极端子以及该阴极端子的位置。另外，在固定部件13的厚度超过距离L1的90％的情况下，例如在制造电解电容器的过程中，在横向缩颈有底壳体9的开口部分时，空闲的空间消失，结果，在作为产品的电解电容器的内部会发生短路等危险。

<电解电容器的各部件的材料>

作为本实施方式的电解电容器的材料，可以例示如下所示的材料。

《固定部件的材料》

首先，关于固定部件13的材料，在本实施方式中，固定部件13的材料优选由绝缘材料构成，具体而言，优选由从橡胶、树脂、纤维以及玻璃中选择的至少一个构成。在固定部件13是绝缘材料的情况下，是因为不必担心在电解电容器内出现以该固定部件13为原因的短路。另外，在本实施方式中，关于橡胶，可以举出氟系、硅系以及丁基系的橡胶，EPT(乙丙橡胶)，CSM(氯磺化聚乙烯橡胶)等；关于树脂，作为热塑性树脂，可以举出氟系的热塑性树脂、PPS(聚苯硫醚)聚酰胺系PEEK(聚醚醚酮)等，作为热固化性树脂，可以举出酚醛系、三聚氰胺系树脂等；关于纤维，可以举出聚酰胺系、聚酰亚胺系、玻璃系以及陶瓷系的纤维等。

在这里，对于固定部件13的材料，要求(1)耐受外来冲击的强度、(2)绝缘性、(3)耐热性。首先，由于不具有某种程度的强度的材料原本就无法固定阳极端子以及阴极端子。此外，由于在采用不具有绝缘性的材料的情况下，例如会因固体电解质等附着在该固定部件13上而发生漏泄。此外，由于在不具有耐热性的情况下，无法耐受由热处理等引起的热应力。

综上所述，本实施方式中的固定部件13的材料优选为树脂和纤维的混合材料或树脂和玻璃的混合材料。这是因为，该混合材料的耐热性提高，或由加热引起的材料的膨胀、缩小等变形难以发生。在本实施方式中，特别优选的复合材料是氟系树脂和纤维的混合材料。

《其他部件的材料》

另外，阳极箔2可以使用对铝、钽以及铌等阀金属实施了蚀刻处理以及化成处理等得到的材料。另外，阴极箔3以及隔离纸4可以适当选择使用公知的材料。

另外，本实施方式的电解电容器可以使用固体电解质作为电解质，也可以使用液体电解质作为电解质。作为固体电解质，使用导电性固体或导电性高分子，作为导电性固体，可以举出二氧化锰、7，7，8，8—四氰基醌二甲烷(TCNQ)络合物，作为导电性高分子，可以举出聚吡咯、聚噻吩、聚呋喃、聚苯胺等。另外，作为液体电解质，例如可以举出相对于含有γ—丁内酯的有机溶剂100份溶解邻苯二甲酸和/或马来酸的具有烷基取代脒基的化合物的季盐5～100份作为电解质得到的物质等。不过，在本实施方式中，特别优选使用了固体电解质的电解电容器。

另外，作为密封部件10，例如可以使用环氧树脂、或具有低透过性和高耐热性的丁基橡胶等。

<电解电容器的制造方法>

关于本实施方式的电解电容器的制造方法的大致内容，根据图1以及图2进行说明。

就本实施方式的电解电容器的制造方法而言，至少包括第一工序和第二工序。在第一工序中，形成包含隔着隔离纸4卷绕阳极箔2和阴极箔3而成的卷绕构造部1、和从卷绕构造部1引出的阳极端子以及阴极端子的卷绕型电容器元件。另外，在第二工序中，向具有的开口数为阳极端子的个数与阴极端子的个数之和以上的固定部件13的开口插入该阳极端子以及该阴极端子。以下，分第一工序以及第二工序进行说明。

《第一工序》

首先，准备利用公知的方法实施了蚀刻处理以及化成处理等的阳极箔2。此外，借助引线凸出端子6在该阳极箔2上安装阳极引线7。接着，借助引线凸出端子6在该阴极箔3上安装阴极引线8。此外，隔着隔离纸4卷取该阳极体2和该阴极箔3，用卷取阻止胶带5阻止卷取。利用以上的工序形成含有由卷绕型的层叠体构成的卷绕构造部1、和由引线凸出端子6以及阳极引线7构成的阳极端子和由引线凸出端子6以及阴极引线8构成的阴极端子的卷绕型电容器元件。

《第二工序》

接着，准备具有开口的固定部件13，将在第一工序中制造的卷绕型电容器元件中的该阳极端子以及该阴极端子插入到该开口。此时，可以适当调整以通过该固定部件13将阳极端子以及阴极端子固定在所希望的位置上。

《电解质填充工序》

随后，对该卷绕构造部1进行切口化成和150℃～300℃的热处理。然后，在通过聚合而成为导电性高分子的单体和作为氧化剂溶液的例如对甲苯磺酸铁醇溶液的混合溶液(聚合液)中浸渗该卷绕构造部1。随后，通过进行热化学聚合，可以在该卷绕构造部1的阳极箔2以及阴极箔3之间形成作为固体电解质的导电性高分子层。

《精加工工序》

然后，将含有固体电解质的卷绕型电容器元件收纳于由铝形成的有底壳体9中。此外，优选在设置了固定部件13的情况下将卷绕型电容器元件收纳到有底壳体9中，但也可以适当卸除固定部件13。此外，在该有底壳体9的内部设置用于密封卷绕构造部1的密封部件10，该密封部件10与该有底壳体9的开口部相对。此时，在本实施方式中，通过固定部件13固定阳极端子以及阴极端子的位置，所以在设置(插入)密封部件10时，不易发生该位置的错位。随后，通过横向颈缩和卷曲有底壳体9的开口部而进行密封，进行熟化处理。

最后，向有底壳体9的开口部的卷曲面插入塑料制的座板11，将阳极引线7以及阴极引线8作为电极端子12进行压力加工·弯曲，完成电解电容器。

另外，本发明的电解电容器，使用固体电解质，但也可以使用液体电解质。

以下，举出实施例对本发明进行更详细的说明，但本发明并不限于这些。

实施例

<实施例1>

根据图1以及图2进行说明。

《第一工序》

首先，准备利用公知的方法实施了蚀刻处理以及化成处理等的阳极箔2。然后，借助引线凸出端子6在该阳极箔2上安装两根阳极引线7。接着，借助引线凸出端子6在该阴极箔3上安装两根阴极引线8。此外，隔着隔离纸4卷取该阳极体2和该阴极箔3，用卷取阻止胶带5阻止卷取。

《第二工序》

接着，准备具有四个开口的厚1.0mm的固定部件13，将在第一工序中制造的卷绕型电容器元件中的该阳极端子以及该阴极端子插入到该开口。此时，适当调整以通过该固定部件13将阳极端子以及阴极端子固定在所希望的位置。

《电解质填充工序》

随后，对该卷绕构造部1进行切口化成和150℃～300℃的热处理。然后，在通过聚合而成为导电性高分子的单体和作为氧化剂溶液的例如对甲苯磺酸铁醇溶液的混合溶液中浸渗该卷绕构造部1。随后，通过进行热化学聚合，可以在该卷绕构造部1的阳极箔2以及阴极箔3之间形成作为固体电解质的导电性高分子层。

《精加工工序》

而后，将含有固体电解质的卷绕型电容器元件收纳于由铝形成的有底壳体9中。此外，在该有底壳体9的内部设置用于密封卷绕构造部1的密封部件10，该密封部件10与该有底壳体9的开口部相对。注意由丁基橡胶形成的固定部件13被配置在卷绕构造部1和密封部件10之间。随后，通过横向颈缩和卷曲有底壳体9的开口部而进行密封，进行熟化处理。

<实施例2>

在本实施例中，固定部件13使用由氟树脂形成的部件，除此之外，与实施例1一样制造电解电容器。

<实施例3>

在本实施例中，固定部件13使用由芳族聚酰胺纤维形成的部件，除此之外，与实施例1一样制造电解电容器。

<实施例4>

在本实施例中，固定部件13使用由氟树脂和芳族聚酰胺纤维的混合材质形成的部件，除此之外，与实施例1一样制造电解电容器。

<实施例5>

在本实施例中，固定部件13使用由氟树脂和玻璃的混合材质形成的部件，除此之外，与实施例1一样制造电解电容器。

<比较例>

在实施例1的第二工序中不设置固定部件13，除此之外，与实施例1一样制造电解电容器。

关于上述实施例1～实施例5以及比较例的电解电容器的不合格发生率、Cap(电容)、tanδ(介质损耗角正切)、ESR(等效串联电阻)以及LC(漏泄电流)，示于表1。

〔表1〕

其中，电容以及介质损耗角正切是在120Hz下测定的值，等效串联电阻是在100kHz下测定的值，漏泄电流是施加额定电压2分钟时的值。这些值是使用Agi1ent制的4284A测定的。另外，将密封部件的插入不良作为不良发生数进行计数。

从表1的结果可以确认，实施例1～实施例5的电解电容器没有出现不合格，与此相对，在比较例中，500个试样中有27个不合格品。另外，可知实施例1～实施例5的电解电容器能够防止漏泄电流的增大。并且，特别是在实施例4以及实施例5中，漏泄电流的值小，这是因为，在固定部件13是由树脂和纤维构成的复合材料或由树脂和玻璃构成的复合材料形成的情况下，耐热性提高，不会发生由加热等导致的固定部件13的膨胀、缩小等变形。

此次公开的实施方式以及实施例在所有方面进行了例示，但不具有限制性。本发明的范围并不是上述的说明，是如技术方案的范围所示，与技术方案的范围等同的含义以及在其范围内的所有变更都包括在内。

Claims

1、一种电解电容器，具备：

卷绕型电容器元件，其包括隔着隔离物卷绕阳极箔和阴极箔而成的卷绕构造部、和从所述卷绕构造部引出的阳极端子以及阴极端子；

有底壳体，其收纳所述卷绕型电容器元件；和

密封部件，其将所述卷绕构造部密封在所述有底壳体内，并且被所述阳极端子以及所述阴极端子贯通；

所述电解电容器还具有固定部件，该固定部件配置在所述卷绕构造部与所述密封部件之间，并且具有所述阳极端子的个数与所述阴极端子的个数之和以上的开口，

所述阳极端子以及所述阴极端子通过所述开口，

所述阳极端子以及所述阴极端子被所述固定部件固定。

2、如权利要求1所述的电解电容器，其中，

所述阳极端子的个数与所述阴极端子的个数之和在3以上。

3、如权利要求1或2所述的电解电容器，其中，

固定部件由绝缘材料构成。

4、如权利要求3所述的电解电容器，其中，

所述绝缘材料由从橡胶、树脂、纤维以及玻璃中选择的至少一个构成。

5、如权利要求1～4中任一项所述的电解电容器，其中，

固定部件的厚度为所述卷绕构造部的上表面与密封部件的下表面之间的距离的50％～95％。

6、一种电解电容器的制造方法，至少包括：

形成卷绕型电容器元件的第一工序，所述卷绕型电容器元件包括隔着隔离物卷绕阳极箔和阴极箔而成的卷绕构造部、和从所述卷绕构造部引出的阳极端子以及阴极端子；和

向具有所述阳极端子的个数与所述阴极端子的个数之和以上的开口的固定部件的所述开口中插入所述阳极端子以及所述阴极端子的第二工序。