CN101783244A - 电解电容器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可以抑制阳(阴)极箔或隔板纸卷绕错位的电解电容器。在一侧以与阴极箔的第一部分对置的方式配置第一阳极箔，在另一侧以与阴极箔的第二部分对置的方式配置第二阳极箔。在阴极箔的第一部分和第一阳极箔之间配置第一隔板纸，相对于阴极箔在另一侧以与阴极箔的第一部分对置的方式配置第二隔板纸。在阴极箔的第二部分和第二阳极箔之间配置第三隔板纸，相对于阴极箔在另一侧以与阴极箔的第二部分对置的方式配置第四隔板纸。

Description

电解电容器

技术领域

本发明涉及一种电解电容器，尤其涉及一种卷绕阳极部件和阴极部件等的电解电容器。

背景技术

现在，使用聚吡咯、聚噻吩、聚呋喃或聚苯胺等导电性高分子材料或TCNQ络盐(7，7，8，8-四氰基醌二甲烷)作为电解质的电解电容器备受瞩目。在这种电解电容器中，通过以隔板为中介来卷取阳极箔和阴极箔而形成的电容器元件被收纳在铝的盒子内。阳极箔采用形成电介质氧化涂膜的铝箔，阴极箔采用铝箔。

对这种采用铝箔的现有的电解电容器的阳极箔和阴极箔等卷取方法进行说明。如图6所示，分别准备具有规定长度的带状阳极箔140、阴极箔141和2块隔板纸106、107，它们按以下方式配置：在阳极箔140和阴极箔141之间插入一片隔板纸106，并且在一片隔板纸106和另一片隔板纸107之间夹持阳极箔140。另外，在阳极箔140和阴极箔141上，通过引线接头(lead tab)端子150，分别在完成后的电解电容器中与成为阳极端子和阴极端子的阳极引线151和阴极引线152连接。

接着，如图7所示，使配置的阳极箔140、阴极箔141和隔板纸106、107的一端侧插入到卷芯131a、131b中，在该状态下通过使卷芯131a，131b向规定的方向旋转，从一端侧卷取阳极箔140和阴极箔141等，如图8所示，形成电容器元件102。

然而，在使用聚吡咯、聚噻吩等导电性高分子作为固体电解质的固体电解电容器中，要求降低ESR(等效串联电阻：Equivalent SeriesResistance)，另外，这种低ESR的电解电容器的需求也急速增加。但是，在通过卷取阳极箔和阴极箔等而形成的电解电容器(卷绕式电解电容器)中，针对进一步降低ESR开始出现了极限。

对应这种市场需要的卷绕式电解电容器，发明者们在专利文献1中提出了采用多片阳极箔的电解电容器。在采用多片阳极箔的情况下，阳极引线的数目也是多根，形成多端子。例如，阳极引线的数目为2根，阴极引线的数目也是2根，总共4根引线与电容器元件连接。

特别地，在多端子的情况时，与两端子相比，阳极箔等的引线接头端子的安装位置进一步受到引线接头端子的引出位置和卷绕方式之间的制约。在此，对其进行说明。

首先，在两端子的电解电容器的情况下，卷取后的电容器元件中的引线接头端子的位置取决于阳极箔的引线接头端子的连接位置。因此，连接引线接头端子的位置不能轻易改变。如图9所示，例如，当从阳极箔161的一端侧A卷取时，阳极箔161的长度如果为C(例如约120mm左右)，则安装引线接头端子的位置163在离一端侧A的距离为B(约30mm左右)的位置。

接着，作为多端子的电解电容器，假设是采用两片阳极箔的电解电容器。如图10所示，这时，为了最大限度地抑制ESR，以下配置为优选配置：两片阳极箔161a，161b的尺寸为相同的尺寸(C/2)，设定在各个阳极箔161a，161b的长度方向的中心附近安装引线接头端子的位置163a，163b。

然而，如图11所示，当从阳极箔161a的一端侧A开始卷取时，如果考虑卷取后的引线接头端子的间距和配置关系，则连接第一支引线接头端子的位置163a需要连接在离一端侧A约30mm的位置，连接第二支引线接头端子的位置163b需要设定在离连接第一支引线接头端子的位置163a约6mm的位置。因此，对于分别具有相同尺寸的两片阳极箔161a、161b来说，一方的阳极箔161a与两只引线接头端子连接，而另一方的阳极箔161b没有与引线接头端子连接。

为了解决该问题，第一支引线接头端子与一方的阳极箔连接，第二支引线接头端子与另一方的阳极箔连接，如图12所示，需要改变两片阳极箔161a，161b的长度D、E，一方的阳极箔161a的长度D约为35～45mm，另一方的阳极箔161b的长度E约为85～80mm。这样，在多端子时，从阳极箔的一端侧开始卷绕的工艺由于受第一引线接头端子和第二引线接头端子的连接位置的制约，不能采用上述优选的配置。

为了解决该问题，发明者们在专利文献(特开2007-173773号公报)中提出了如图13所示，对分别具有规定长度且配置在规定位置的箔等(阳极箔103、104；阴极箔105；和隔板纸106、107)，向其长度方向的中心部进行卷取的工艺。另外，发明者们提出了在从长度方向的中心部开始卷绕时，如图14所示，在两张隔板纸106、107之间插入阴极箔105的状态下，通过卷芯131a、131b进行卷取。

另外，这时，第一阳极箔103经由引线接头端子150与第一阳极引线111连接，第二阳极箔104经由引线接头端子150与第二阳极引线112连接。另外，阴极箔105经由引线150分别与第一阴极引线113和第二阴极引线114连接。

发明内容

本发明对上述电解电容器的系列开发的一个环节做出的进一步改善，其目的在于提供一种抑制阳(阴)极箔和隔板纸的卷绕错位的电解电容器。

本发明涉及的电解电容器是一种分别卷绕了带状阴极箔、第一阳极箔、第二阳极箔、第一隔板纸、第二隔板纸、第三隔板纸和第四隔板纸的电解电容器，该电解电容器具有阴极箔、第一阳极箔、第二阳极箔、第一隔板纸、第二隔板纸、第三隔板纸和第四隔板纸。阴极箔通过在使从长度方向的中心部分到一端侧的第一端部的第一部分与从长度方向的中心部到另一端侧的第二端部的第二部分对置的状态下，从与长度方向的中心部对应的位置向规定的方向开始卷绕来进行卷绕。第一阳极箔以与卷绕后的位于阴极箔的内侧的第一部分对置的方式安装得比第一部分更靠内侧。第二阳极箔以卷绕后的阴极箔中的位于外侧的第二部分和位于内侧的第一部分对置的方式配置在第一部分和第二部分之间。第一隔板配置为介于阴极箔的第一部分和第一阳极箔之间。第二隔板配置为介于阴极箔的第一部分和第二阳极箔之间。第三隔板配置为介于第二阳极箔和阴极箔的第二部分之间。第四隔板以与阴极箔的第二部分对置的方式配置在第二部分的外侧。

本发明涉及的其他电解电容器是分别卷绕了带状的阴极箔、第一阳极箔、第二阳极箔、第一隔板纸、第二隔板纸、第三隔板纸和第四隔板纸的电解电容器，该电解电容器具有如以下这样进行卷绕的电容器元件。即，电容器元件是这样形成的：将第一阳极箔以与阴极箔中的从长度方向的中心部至一端侧的第一端部的第一部分对置的方式相对于阴极箔配置在第一侧；将第二阳极箔以与阴极箔中的从阴极箔的长度方向的中心部至一端侧的第二端部的第二部分对置的方式相对于阴极箔配置在与第一侧相反的第二侧；将第一隔板配置为介于阴极箔的第一部分和第一阳极箔之间；将第二隔板以与阴极箔的第一部分对置的方式相对于阴极箔配置在第二侧，；将第三隔板配置为介于阴极箔的第二部分和第二阳极箔之间；将第四隔板以与阴极箔的第二部分对置的方式相对于阴极箔配置在第一侧；以及在使阴极箔中的第一部分与第二部分对置的状态下，从与阴极箔的长度方向的中心部对应的位置，向规定的方向开始卷绕阴极箔、第一阳极箔、第二阳极箔、第一隔板、第二隔板、第三隔板和第四隔板。

根据本发明涉及的电解电容器，在阴极箔的第一阳极箔侧，相对于阴极箔的长度方向，配置第一隔板和第四隔板这两块隔板，在第二阳极箔侧，配置第二隔板和第三隔板这两块隔板。因此，在卷取第一阳极箔、第二阳极箔、阴极箔和四块隔板时，可以使卷芯与阴极箔直接接触的同时进行卷绕，由此能够抑制第一阳极箔、第二阳极箔、阴极箔和隔板的卷绕错位。

根据本发明涉及的其他电解电容器，在阴极箔的第一侧设置第一隔板和第四隔板这两块隔板，在阴极箔的第二侧设置第二隔板和第三隔板这两块隔板。因此，在阴极箔的长度方向上隔板被分成两块，在卷取第一阳极箔、第二阳极箔、阴极箔和四块隔板时，可以在使卷芯与阴极箔直接接触的同时进行卷绕，因此，能够抑制第一阳极箔、第二阳极箔、阴极箔和隔板的卷绕错位。

本发明的上述目的、特征、方面和优点可以结合附图进行理解，从以下详细的描述中可以理解本发明的内容。

附图说明

图1表示本发明的实施方式涉及的电解电容器中的电容器元件的分解立体图。

图2表示在相同的实施方式中，电解电容器的制造方法的一个工序的俯视图。

图3表示在相同的实施方式中，在进行图2所示的工序后的所卷绕的电容器元件的示意俯视图。

图4表示在相同的实施方式中，在图2所示的工序后所进行的工序的立体图。

图5表示在相同的实施方式中，在图4所示的工序后所进行的工序的剖视图。

图6表示现有的电解电容器中的电容器元件的分解立体图。

图7表示现有的电解电容器的制造方法的一个工序的剖视图。

图8表示图7所示的工序后所进行的工序的立体图。

图9表示阳极箔和接头端子的连接位置的关系的第一剖视图。

图10表示阳极箔和接头端子的连接位置的关系的第二剖视图。

图11表示阳极箔和接头端子的连接位置的关系的第三剖视图。

图12表示阳极箔和接头端子的连接位置的关系的第四剖视图。

图13表示现有的其他电解电容器中的电容器元件的分解立体图。

图14表示现有的其他电解电容器的制造方法的一个工序的剖视图。

符号说明

1电解电容器、2电容器元件、3第一阳极箔、4第二阳极箔、5阴极箔、5a第一部分、5b第二部分、6第一隔板纸、7第二隔板纸、8第三隔板纸、9第四隔板纸、10引线接头端子、11第一阳极引线、12第二阳极引线、13第一阴极引线、14第二阴极引线、20铝盒、21密封用橡胶填料、22座板、31a卷芯、31b卷芯。

具体实施方式

对本发明的实施方式中涉及的电解电容器进行说明。该电解电容器的电容器元件通过分别卷绕带状的两片阳极箔、一片阴极箔和四片隔板纸形成。作为阳极箔，例如采用实施蚀刻处理和化成处理后的铝箔。另外，作为与阳极箔对置的阴极箔，例如采用铝箔。

电容器元件的分解立体图如图1所示。如图1所示，首先，第一阳极箔3以与阴极箔5中的从带状延伸的阴极箔5的长度方向的中心部至一端侧的第一端部的第一部分5a对置的方式相对于阴极箔5配置在一侧。另外，第二阳极箔4以与阴极箔5中的从阴极箔5的长度方向的中心部至另一端侧的第二端部的第二部分5b对置的方式相对于阴极箔5配置在与一侧相反的另一侧。

另外，第一隔板纸6配置为介于阴极箔5的第一部分5a和第一阳极箔3之间，并以与阴极箔5的第一部分5a对置的方式，相对于阴极箔5在另一侧配置有第二隔板纸7。而且，第三隔板纸8配置为介于阴极箔5的第二部分5b和第二阳极箔4之间，并以与阴极箔5的第二部分5b对置的方式，相对于阴极箔5在一侧配置有第四隔板纸9。

在第一阳极箔3上，经由引线接头端子10连接了第一阳极引线11，在第二阳极箔4上，经由引线接头端子10连接了第二阳极引线12。另外，在阴极箔5上，经由引线接头端子10分别与第一阴极引线13和第二阴极引线14连接。

这样，该电容器元件相对于阴极箔5在一侧配置第一隔板纸6和第四隔板纸9，另外，相对于阴极箔5在另一侧配置有第二隔板纸7和第三隔板纸8。即，以与阴极箔5对置的方式配置的隔板纸在阴极箔5的长度方向上分隔成两块。

接着，对电解电容器的制造方法进行说明。如图2所示，在与阴极箔5的长度方向的中心部对应的位置，直接插入阴极箔5，旋转至规定的方向，同时在图1所示的配置状态下，插入第三隔板纸8、第二阳极箔4、第一隔板纸6、第一阳极箔3，进一步插入第二隔板纸7(没有图示)和第四隔板纸9(没有图示)，如图3和图4所示，对成为电容器元件2的第一阳极箔3、第二阳极箔4、阴极箔5和第一隔板纸6～第四隔板纸9进行卷绕。

如此，阴极箔5在与长度方向的中心部对应的位置，使从长度方向的中心部至一端侧的第一端部的第一部分5a与从长度方向的中心部至另一端侧的第二端部的第二部分5b对置的状态下，开始向规定的方向进行卷绕。第一阳极箔3以与卷绕后的阴极箔5中的位于内侧的第一部分5a对置的方式配置得比第一部分5a更靠内侧。第二阳极箔4以与卷绕后的阴极箔5中的位于外侧的第二部分5b和位于内侧的第一部分5a对置的方式配置在第一部分5a和第二部分5b之间。

第一隔板纸6配置为介于阴极箔5的第一部分5a和第一阳极箔3之间。第二隔板纸7配置为介于阴极箔5的第一部分5a和第二阳极箔4之间。第三隔板纸8配置为介于第二阳极箔4和阴极箔5的第二部分5b之间。第四隔板纸9以与阴极箔5的第二部分5b对置的方式配置在第二部分5b的外侧。

接着，针对电容器元件2，对阳极箔等的截面等进行化成处理，进一步地，实施温度150℃～300℃的热处理。接着，作为通过聚合形成导电性高分子的单体，例如将3，4-乙烯二氧基噻吩和作为氧化剂溶液的例如对-甲苯磺酸亚铁乙醇溶液的混合溶液浸渍在电容器元件2中。然后，通过热化学聚合，在电容器元件2的两极之间形成导电性高分子层(没有图示)。另外，作为电解质，也可以使用其它例如聚吡咯、聚呋喃、或聚苯胺等导电性高分子材料，或者TCNQ络盐(7，7，8，8-四氰基基醌二甲烷)。

接着，如图5所示，密封用橡胶填料21被装在电容器元件2中，电容器元件2被收纳在规定尺寸的铝盒20中。接着，铝盒20的开口部通过横拧和卷曲被密封，进行蚀刻处理。然后，在铝盒20的卷曲面装备塑料制的座板22，将阳极引线和阴极引线作为电极端子，通过实施加压加工和折弯加工，完成电解电容器1。

(实施例1)

接着，对上述电解电容器进行的卷曲错位的评价进行说明。首先，作为电解电容器，以4V级(参照图5)的电解电容器作为评价对象。另外，以图13所示的配置构造的电解电容器作为比较例，各自的试样数设为1000。然后，通过X射线对有无卷曲错位进行评价。评价结果如表1所示。

【表1】

	处理数	卷绕错位产生数
			实施例(图1)	1000p	0p
比较例(图13)	1000p	9p

如表1所示，本实施方式涉及的电解电容器对应处理数(试样数)为1000来说，产生卷绕错位的电解电容器为0。另一方面，可以看出：比较例涉及的电解电容器产生9次电解电容器的卷绕错位。

(实施例2)

由于卷绕错位，隔板纸和阳极箔或者隔板纸和阴极箔发生相对错位，如果阳极箔和阴极箔部分接触，会出现电短路或漏电流(LC特性)增加、耐压降低的危险。

另外，如果发生卷绕错位，则电容器元件的形状会变形。因此，作为电解电容器组装时，会受到电容器元件机械的应力，从而有LC特性、耐压特性变差的危险。

因此，接着，对上述电解电容器进行的电特性的评价进行说明。首先，作为电解电容器，以4V级(

参照图5)的电解电容器作为评价对象。另外，以图13所示的配置构造的电解电容器作为比较例1，图6所示的配置构造的电解电容器作为比较例2，各自的试样数设为30，评价结果如表2所示。

【表2】

	端子数	卷取方法	Cap.(μF)	tanδ(％)	ESR(mΩ)	LC(μA)
							实施例	4	图1	1522	1.3	2.4	3
比较例1	4	图13	1520	1.3	2.4	11
							比较例2	2	图6	1570	1.3	6.1	12

在表2中，Cap.表示静电电容，tanδ表示介电损耗因子。ESR表示等效串联电阻，LC表示漏电流。另外，Cap.和tanδ是在频率为120Hz下测定的，ESR是在频率为100KHz下测定的。另外，LC是在施加额定电压以后2分钟后的值。

如表2所示，可以看出：本电解电容器与比较例1和比较例2相比，LC得到改善。另外，可以看出：相对比较例2来说，ESR得到改善。由该结果可以证实：能够抑制本电解电容器产生卷绕错位。

如以上所述，本电解电容器的隔板纸6，7，8，9在阴极箔5的长度方向上分成2块，在对第一阳极箔3、第二阳极箔4、阴极箔5和隔板纸6～9进行卷取时，能够在使卷芯31a、31b与阴极箔5直接接触的同时进行卷取。由此，第一阳极箔3、第二阳极箔4、阴极箔5和隔板纸6～9没有卷绕错位，可以大幅地改善ESR或LC等。

另外，上述电解电容器在第一阳极箔3上连接第一阳极引线11，在第二阳极箔4上连接第二阳极引线12，另外，在阴极箔5上分别连接第一阴极引线13和第二阴极引线14，作为引线的数量，以总计四根为例进行了说明，但各引线的数目不受该数量的限制。

本发明公开的实施方式只是示例而已，并不被其所限制。本发明不仅仅是上述所述的范围，也包括了技术方案所表示的、与技术方案的范围具有等同含义和范围的全部变化。

Claims (6)

1.一种电解电容器，是分别卷绕了带状的阴极箔、第一阳极箔、第二阳极箔、第一隔板、第二隔板、第三隔板和第四隔板的电解电容器，

该电解电容器具有：

阴极箔，其通过在使从长度方向的中心部至一端侧的第一端部的第一部分与从上述长度方向的中心部至另一端侧的第二端部的第二部分对置的状态下，从与上述长度方向的中心部对应的位置向规定方向开始卷绕来进行卷绕；

第一阳极箔，其以与卷绕后的上述阴极箔中的位于内侧的上述第一部分对置的方式配置得比上述第一部分更靠内侧；

第二阳极箔，其以与卷绕后的上述阴极箔中的位于外侧的上述第二部分和位于上述内侧的上述第一部分对置的方式配置在上述第一部分和上述第二部分之间；

第一隔板，其配置为介于上述阴极箔的上述第一部分和上述第一阳极箔之间；

第二隔板，其配置为介于上述阴极箔的上述第一部分和上述第二阳极箔之间；

第三隔板，其配置为介于上述第二阳极箔和上述阴极箔的上述第二部分之间；和

第四隔板，其以与上述阴极箔的上述第二部分对置的方式配置在上述第二部分的外侧。

2.根据权利要求1所述的电解电容器，其特征在于，

该电解电容器具有：

在上述第一阳极箔的规定位置上所连接的第一阳极引线；

在上述第二阳极箔的规定位置上所连接的第二阳极引线；

与上述阴极箔的上述第一部分连接的第一阴极引线；和

与上述阴极箔的上述第二部分连接的第二阴极引线。

3.根据权利要求1所述的电解电容器，其特征在于，

含有聚吡咯系、聚噻吩系和聚苯胺系的至少一种导电性高分子材料、或TCNQ络盐(7，7，8，8-四氰基醌二甲烷)作为电解质。

4.一种电解电容器，是分别卷绕了带状的阴极箔、第一阳极箔、第二阳极箔、第一隔板、第二隔板、第三隔板和第四隔板的电解电容器，

该电解电容器具有电容器元件，该电容器元件是通过以下这样卷绕而形成的，即：

将第一阳极箔以与阴极箔中的从长度方向的中心部至一端侧的第一端部的第一部分对置的方式相对于上述阴极箔配置在第一侧；

将第二阳极箔以与上述阴极箔中的从上述长度方向的中心部至另一端侧的第二端部的第二部分对置的方式相对于上述阴极箔配置在与上述第一侧相反的第二侧；

将第一隔板配置为介于上述阴极箔的上述第一部分和上述第一阳极箔之间；

将第二隔板以与上述阴极箔的上述第一部分对置的方式相对于上述阴极箔配置在上述第二侧；

将第三隔板配置为介于上述阴极箔的上述第二部分和上述第二阳极箔之间；

将第四隔板以与上述阴极箔的上述第二部分对置的方式相对于上述阴极箔配置在上述第一侧；以及

在使上述阴极箔中的上述第一部分与上述第二部分对置的状态下，从与上述阴极箔的上述长度方向的中心部对应的位置，向规定的方向开始卷绕上述阴极箔、上述第一阳极箔、上述第二阳极箔、上述第一隔板、上述第二隔板、上述第三隔板和上述第四隔板。

5.根据权利要求4所述的电解电容器，其特征在于，

该电解电容器具有：

在上述第一阳极箔的规定位置上所连接的第一阳极引线；

在上述第二阳极箔的规定位置上所连接的第二阳极引线；

与上述阴极箔的上述第一部分连接的第一阴极引线；和

与上述阴极箔的上述第二部分连接的第二阴极引线。

6.根据权利要求4所述的电解电容器，其特征在于，

含有聚吡咯系、聚噻吩系和聚苯胺系的至少一种导电性高分子材料、或TCNQ络盐(7，7，8，8-四氰基醌二甲烷)作为电解质。

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