CN101794669B - 层叠型电解电容器及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及层叠型电解电容器及其制造方法，本发明的层叠型电解电容器具备：多个阳极箔和多个阴极箔通过隔板交替层叠而成的层叠体、连接于阳极箔以及阴极箔中所对应的电极箔的引线部件；阳极箔以及阴极箔分别具有通过隔板互相相对的主电极部、从主电极部引出的引出部；各引出部包含与该引出部引出的方向相交叉的端面、与端面相交叉并且朝着层叠体中的层叠方向延伸的侧面；引线部件具有朝着引出部引出的方向延伸的第1部分、与第1部分相交叉并且朝着层叠体中的层叠方向延伸的第2部分；引出部的侧面与引线部件的第2部分相连接。
Description
技术领域
本发明涉及层叠型电解电容器、以及层叠型电解电容器的制造方法。
背景技术
已知一种层叠型电解电容器，具备多个阳极箔和多个阴极箔通过隔板交替层叠而成的层叠体、连接于阳极箔以及阴极箔中所对应的电极箔的引线部件(例如参照日本特开平6-275476号公报)。在日本特开平6-275476号公报中所记载的层叠型电解电容器中，阳极箔以及阴极箔具有通过隔板互相相对的主电极部、从主电极部引出的引出部。引线部件通过激光焊接连接于引出部的端面。
在层叠型电解电容器的制造过程中处理层叠体的时候，在引出部引出的方向上具有作用于引线部件的拉力。在日本特开平6-275476号公报所记载的层叠型电解电容器中，连接有引线部件的引出部的端面与引出部引出的方向相交叉。为此，如果上述拉力作用于引线部件的话，那么引线部件和引出部的连接强度就会降低。在该情况下，引线部件与引出部的连接之处发生开裂等，可能会发生阻抗值增大或者静电容量降低。在最差的情况下，会发生引线部件和引出部断线的可能性。即使是在上述任意一种情况下，层叠型电解电容器也都会变得不能够获得所期望的电气特性。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够防止引线部件和引出部的连接强度降低的层叠型电解电容器及其制造方法。
本发明所涉及的层叠型电解电容器具备：多个阳极箔和多个阴极箔通过隔板交替层叠而成的层叠体、连接于阳极箔以及阴极箔中所对应的电极箔的引线部件；阳极箔以及阴极箔分别具有通过隔板互相相对的主电极部、从主电极部引出的引出部；各引出部包含与该引出部引出的方向相交叉的端面、与端面相交叉并且朝着层叠体中的层叠方向延伸的侧面；引线部件具有朝着引出部引出的方向延伸的第1部分、与第1部分相交叉并且朝着层叠体中的层叠方向延伸的第2部分；引出部的侧面与引线部件的第2部分相连接。
在本发明所涉及的层叠型电解电容器中，通过连接与朝着引出部引出的方向延伸的第1部分相交叉并且朝着层叠体中的层叠方向延伸的第2部分、与上述端面(与引出部引出的方向相交叉的端面)相交叉并且朝着层叠体中的层叠方向延伸的侧面，从而连接引线部件和电极箔。为此，即使拉力在引出部引出的方向上作用于引线部件的情况下，拉力也难以作用于与侧面交叉的方向，从而也就能够抑制引线部件与引出部的连接强度发生降低的情况。
引出部优选由金属光箔(Plain foil)构成。另外，引线部件的第2部分优选由铝或者镍构成。
在任意一种情况下都能够切实而且容易地连接引出部和引线部件。
优选引出部的侧面与引线部件的第2部分的连接之处被树脂覆盖。在此情况下，就能够抑制漏电电流的增大。
优选阳极箔以及阴极箔由铝箔构成，阳极箔包含腐蚀处理铝箔而形成的腐蚀层、形成于腐蚀层上的氧化膜层。
本发明所涉及的层叠型电解电容器的制造方法具备：以主电极部相对的形式通过隔板交替层叠阳极箔以及阴极箔而获得层叠体的工序，所述阳极箔以及阴极箔分别具有主电极部和从该主电极部引出的引出部；准备具有朝着第1方向延伸的第1部分、以及朝着与第1方向相交叉的第2方向延伸的第2部分的引线部件，连接引出部上朝着该引出部引出的方向以及层叠体中的层叠方向延伸的侧面与、引线部件的第2部分的工序。
在本发明所涉及的层叠型电解电容器的制造方法中，通过连接与朝着引出部引出的方向延伸的第1部分相交叉并且朝着层叠体中的层叠方向延伸的第2部分、与上述端面(与引出部引出的方向相交叉的端面)相交叉并且朝着层叠体中的层叠方向延伸的侧面，从而连接引线部件和电极箔。为此，即使拉力在引出部引出的方向上作用于引线部件的情况下，拉力也难以作用于交叉于侧面的方向，从而也就能够抑制引线部件与引出部的连接强度下降。
优选由激光焊接来连接引出部的侧面与引线部件的第2部分。另外，优选用金属光箔制作引出部。另外，优选用铝或者镍制作引线部件的第2部分。
以上任意一种情况都能够切实而且容易地连接引出部和引线部件。
优选进一步具备用树脂覆盖引出部的侧面与引线部件的第2部分的连接之处的工序。在此情况下，就能够抑制漏电电流的增大。
优选用铝箔制作阳极箔以及阴极箔，作为阳极箔，使用经过腐蚀处理铝箔从而形成腐蚀层、并且在腐蚀层上形成氧化膜层的阳极箔。
通过以下给出的详细说明和附图可以进一步充分理解本发明，但这些说明和附图仅仅是用于举例说明，不能被认为是对本发明的限制。
根据以下给出的详细说明，本发明的应用范围将变得更加清楚。然而应当理解的是，这些详细说明和具体实例，尽管说明了本发明的优选的实施方式，但仅仅是用于举例说明，显然鉴于这些详细说明，在本发明的实质精神和范围之内的各种变化和修改对于本领域的普通技术人员而言都是显而易见的。
附图说明
图1是表示本实施方式所涉及的层叠型电解电容器的立体示意图。
图2是表示层叠体的立体示意图。
图3是用于说明层叠体构成的分解立体图。
图4是用于说明阳极箔的截面构成的图。
图5是用于说明层叠型电解电容器制造工序的图。
图6是用于说明层叠型电解电容器制造工序的图。
图7是表示变形例所涉及的层叠型电解电容器所具备的层叠体的立体示意图。
图8是用于说明层叠体构成的分解立体图。
图9是用于说明层叠体的截面构成的图。
图10是表示变形例所涉及的层叠型电解电容器所具备的层叠体的立体示意图。
图11是用于说明层叠体构成的分解立体图。
图12是表示层叠型电解电容器的特性评价试验结果的图表。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的优选实施方式。说明中对相同要素或具有相同功能的要素使用相同符号，省略重复的说明。
参照图1～图3，对本实施方式所涉及的层叠型电解电容器1进行说明。图1是表示本实施方式所涉及的层叠型电解电容器的立体示意图。图2是表示层叠体的立体示意图。图3是用于说明层叠体构成的分解立体图。图4是用于说明阳极箔的截面构成的图。
如图1以及图2所示，层叠型电解电容器1具备层叠体3、容纳层叠体3的外壳5。如图3所示，层叠体3分别具有多个电极箔(阳极箔10和阴极箔20)、隔板30。通过隔板30交替层叠阳极箔10和阴极箔20来构成层叠体3。
阳极箔10由箔状的具有单向导电作用(valve action)的金属构成。在本实施方式中，使用铝箔(例如厚度为50～150μm)作为阳极箔10。如图4所示，阳极箔10包含由腐蚀处理而形成的腐蚀层11、以及在腐蚀层11上形成的氧化膜层12。阴极箔20由已在金属光箔上形成腐蚀层的金属腐蚀箔构成。在本实施方式中，使用铝箔(例如厚度为10～100μm)作为阴极箔20。隔板30由绝缘纸和纤维无纺布等构成，呈大致矩形状。隔板30在与阳极箔10以及阴极箔20电绝缘的同时具有保持电解液(没有图示)的功能。
阳极箔10以及阴极箔20分别具有通过隔板30而互相相对的主电极部13，23、从主电极部13，23引出的引出部14，24。主电极部13，23与引出部14，24形成为一体。
各主电极部13，23呈大致矩形状。各引出部14，24包含端面14a，24a以及侧面14b，24b。端面14a，24a与引出部14，24引出的方向相交叉(在本实施方式中为大致垂直交叉)。侧面14b，24b与端面14a，24a相交叉(在本实施方式中为大致垂直交叉)而且朝着层叠体3中的层叠方向延伸。
外壳5由具有可挠性的薄膜(例如复合包装薄膜)构成。外壳5例如能够通过重叠呈矩形状的薄膜、并热密封(热融合)已重叠的薄膜的边缘部来加以制作。在外壳5的内部(由薄膜没有热密封的部分区域形成的空间)容纳层叠体3和电解液。
如图1以及图2所示，层叠型电解电容器1进一步具备第1引线部件40以及第2引线部件50。第1以及第2引线部件40，50由金属光箔构成。在本实施方式中，使用铝箔作为第1以及第2引线部件40，50。第1引线部件40连接于各阳极箔10，第2引线部件50连接于各阴极箔20。
第1以及第2引线部件40，50分别具有第1部分41，51、以及第2部分43，53。第1部分41，51朝着引出部14，24引出的方向延伸。第2部分43，53与第1部分41，51相交叉(在本实施方式中为大致垂直交叉)而且朝着层叠体3中的层叠方向延伸。第2部分43，53也朝着引出部14，24引出的方向延伸。
第1引线部件40的第2部分43以接触于侧面14b的状态，例如通过激光焊接而接合于阳极箔10的引出部14。由此，引出部14的侧面14b与第2部分43物理连接且电连接。第2引线部件50的第2部分53以接触于侧面24b的状态，例如通过激光焊接而接合于阴极箔20的引出部24。由此，引出部24的侧面24b与第2部分53物理连接且电连接。
接着，根据图5以及图6对层叠型电解电容器1的制造方法进行说明。图5以及图6是用于说明层叠型电解电容器的制造方法的图。
首先，准备阳极箔10的阳极箔母材F(参照图5)。阳极箔母材F由大张铝箔构成。预先通过腐蚀以及阳极氧化处理(化学合成处理)在阳极箔母材F的两面上形成腐蚀层以及氧化膜层。接着，通过用模具冲切阳极箔母材F从而形成多个阳极箔10。
另外，准备阴极箔20的阴极母材。阴极箔母材由大张铝箔构成。然后，与阳极箔10的形成相同，通过用模具冲切阴极箔母材从而形成多个阴极箔20。
接着，准备隔板30。然后，如图3所示以主电极部13，23相对的形式通过隔板30交叉层叠阳极箔10和阴极箔20。由此获得层叠体3。
接着，由激光焊接来连接阳极箔10和第1引线部件40，由激光焊接来连接阴极箔20和第2引线部件50(参照图6)。在此，由YAG激光焊接来连接电极箔(阳极箔10以及阴极箔20)以及与其相对应的引线部件40，50。具体而言，通过使第1引线部件40的第2部分43接触于侧面14b，并从第2部分43侧实施激光照射L，从而接合第2部分43和引出部14。通过使第2引线部件50的第2部分53接触于侧面24b，并从第2部分53侧实施激光照射，从而接合第2部分53和引出部24。各阳极箔10并联连接于第1引线部件40，而各阴极箔20则并联连接于第2引线部件50。
接着，将层叠体3容纳于外壳5。外壳5通过，例如使用密封机器在规定的加热条件下，仅按所期望的密封宽度来热密封上述薄膜边缘部(密封部)中除了用于插入层叠体3的开口部之外的部分来获得。然后，将已在电极箔上连接引线部件40，50的层叠体3容纳于外壳5之后，将电解液注入到外壳5内。此时，也可以使电解液浸渍于层叠体3。接着，使用减压密封机器密封外壳5的开口部。
接着，实施老化处理。在此，将第1引线部件40连接于直流电源的阳极的同时，将第2引线部件50连接于直流电源的阴极，并将直流电压施加于阳极箔10与阴极箔20之间。由此，对阳极箔10的氧化膜层12上的破损部分进行修复，并对由阳极箔10的冲切而产生的截面进行氧化膜层的形成。
根据这些工序获得如图1所示的层叠型电解电容器1。
如以上所述，在本实施方式中，第1以及第2引线部件40，50与电极箔(阳极箔10以及阴极箔20)通过连接第1以及第2引线部件40，50的第2部分43，53和引出部14，24的侧面14b，24b来连接。引出部14，24的侧面14b，24b因为是由于冲切而产生的截面，所以没有形成氧化膜层12，另外，铝箔上没有形成腐蚀层的部分露出。为此，通过利用铝箔上没有形成腐蚀层的部分，从而就能够容易地实施激光焊接。
第2部分43，53与朝着引出部14，24引出的方向延伸的第1部分41，51相交叉，并且朝着层叠体3中的层叠方向延伸。侧面14b，24b与上述端面14a，24a(与引出部14，24引出的方向相交叉的端面)相交叉，并且朝着层叠体3中的层叠方向延伸。为此，即使拉力在引出部14，24引出的方向上作用于第1以及第2引线部件40，50的情况下，拉力也难以作用于与侧面14b，24b交叉的方向。其结果就能够抑制第1以及第2引线部件40，50与引出部14，24的连接强度降低。
在本实施方式中，与连接第1以及第2引线部件40，50的第2部分43，53和引出部14，24的端面14a，24a的构成相比较，电流路径变短，从而也就能够降低阻抗值。
在本实施方式中是由激光焊接来连接引出部14，24的侧面14b，24b和第1以及第2引线部件40，50的第2部分43，53。由此，就能够可靠且容易地连接引出部14，24和第1以及第2引线部件40，50。虽然使用YAG激光焊接作为激光焊接，但是也可以使用除了YAG激光焊接之外的激光焊接。
接着，针对本实施方式的变形例所涉及的层叠型电解电容器进行说明。图7是表示变形例所涉及的层叠型电解电容器所具备的层叠体的概略立体图。图8是用于说明层叠体构成的分解立体图。图9(a)以及(b)是用于说明层叠体的截面构成的图。
本变形例所涉及的层叠型电解电容器，虽然省略了图示，但是与层叠型电解电容器1相同，具备层叠体3、外壳5、第1以及第2引线部件40，50。本变形例所涉及的层叠型电解电容器的引出部14，24的构成与上述层叠型电解电容器1有所不同。
如图7～图9所示，阳极箔10以及阴极箔20分别具有主电极部13，23、引出部16，26。引出部16，26呈大致矩形状，并且由金属光箔构成。在本实施方式中，使用铝光箔(例如厚度为50～200μm)作为引出部16，26。各引出部16，26包含端面16a，26a、侧面16b，26b。端面16a，26a与引出部16，26引出的方向相交叉(在本实施方式中为大致垂直交叉)。侧面16b，26b与端面16a，26a相交叉(在本实施方式中为大致垂直交叉)，而且朝着层叠体3中的层叠方向延伸。引出部16，26和主电极部13，23通过机械性连接从而实现电连接。引出部16，26与主电极部13，23的机械性连接根据铆接接合(例如缝合法等)、冷焊法以及超声波焊接法等来加以实施。
第1引线部件40的第2部分43以接触于侧面16b的状态，例如通过激光焊接而接合于阳极箔10的引出部16。由此，引出部16的侧面16b与第2部分43物理连接且电连接。第2引线部件50的第2部分53以接触于侧面26b的状态，例如通过激光焊接而接合于阴极箔20的引出部26。由此，引出部26的侧面26b与第2部分53物理连接且电连接。
在上述的变形例中，引出部16，26因为由金属光箔(铝光箔)构成，所以不包含腐蚀层。为此，与连接包含有腐蚀层的引出部和第1以及第2引线部件40，50的构成相比较，能够可靠且容易地连接引出部16，26和第1以及第2引线部件40，50。
接着，针对本实施方式的新的变形例所涉及的层叠型电解电容器进行说明。图10是表示变形例所涉及的层叠型电解电容器所具备的层叠体的概略立体图。图11是用于说明层叠体构成的分解立体图。
本变形例所涉及的层叠型电解电容器虽然省略了图示，但是与层叠型电解电容器1相同，具备层叠体3、外壳5、第1以及第2引线部件40，50。本变形例所涉及的层叠型电解电容器的第1以及第2引线部件40，50的构成与上述的层叠型电解电容器1有所不同。
如图10以及图11所示，第1以及第2引线部件40，50分别具有第1部分45，55、第2部分47，57。第1部分45，55与上述的第1部分41，51相同，朝着引出部14，24引出的方向延伸。第2部分47，57与上述的第2部分43，53相同，与第1部分41，51相交叉，而且朝着层叠体3中的层叠方向延伸。
第1部分45，55和第2部分47，57分别由不同的金属光箔构成。在本实施方式中，使用铝箔作为第1部分45，55，使用镍箔作为第2部分47，57。第1部分45，55和第2部分47，57通过机械性连接从而实现电连接。第1部分45，55和第2部分47，57的机械性连接可以根据冷焊法、超声波焊接法以及电阻焊接法等来加以实施。
在使用镍箔作为第2部分47，57的情况下，镍的YAG激光反射率与铝的相比较较低，因此能够容易地实施YAG焊接。
可是，镍的电阻比铝低，而且，由于老化处理而难以形成氧化膜。在本变形例所涉及的层叠型电解电容器中，第1以及第2引线部件40，50的第2部分47，57与引出部14，24的侧面14b，24b的连接之处被树脂覆盖。由此，即使在引线部件40，50的材料中采用镍的情况下，也能够抑制电流漏电发生增加。作为树脂60可以使用环氧树脂以及硅氧树脂等。
以上已对本发明的优选实施方式进行了说明，但是本发明并不一定限定于上述实施方式。只要在不脱离本发明的要旨的范围的各种变更都是可能的。
以下根据实施例以及比较例进一步具体说明本发明，但是本发明并不限定于以下实施例。
(实施例1)
首先，以主电极部的尺寸成为17mm×32mm的形式冲切已形成腐蚀层以及氧化膜层的阳极箔母材，从而获得阳极箔。同样，以主电极部的尺寸成为17mm×32mm的形式冲切阴极箔母材，从而获得阴极箔。之后，通过隔板交替层叠阳极箔以及阴极箔，从而获得层叠体。在层叠体中，将阳极箔制作成为5层，将阴极箔制作成为6层，将隔板制作成为12层。
准备由铝光箔构成的第1引线部件，使第1引线部件的第2部分接触于阳极箔的引出部的侧面，通过从第2部分侧实施YAG激光照射从而接合第1引线部件和阳极箔。准备由铝光箔构成的第2引线部件，使第2引线部件的第2部分接触于阴极箔的引出部的侧面，通过从第2部分侧实施YAG激光照射从而接合第2引线部件和阴极箔。
准备作为外壳的2张复合铝箔，在将层叠体配置于复合铝箔之间之后，通过热密封对复合铝箔的3边进行封口。之后，注入电解液，再通过热密封对余下的复合铝箔的1边实施封口。然后，实施老化处理从而完成制作层叠型电解电容器。
(实施例2)
除了用铝光箔制作第1以及第2引线部件的第1部分，用镍光箔制作第2部分，并且用环氧树脂覆盖第1以及第2引线部件的第2部分与引出部侧面的连接之处之外，其余均采用与实施例1相同的方法来制作层叠型电解电容器。
(比较例1)
准备由铝光箔构成的第1引线部件，除了使各引线部件的第2部分接触于电极箔的引出部的端面、以及通过从第2部分侧实施YAG激光照射从而接合引线部件和电极箔之外，其余均采用与实施例1相同的方法来制作层叠型电解电容器。
(层叠型电解电容器的特性评价试验)
分别制作实施例1～2以及比较例1的层叠型电解电容器各100个，针对各100个层叠型电解电容器，测定其静电容量以及阻抗值。然后，将静电容量未达到规定值的电容器或者阻抗值大于规定值的电容器作为特性不良的产品，从而求出不良发生率。其结果表示于图12中。
实施例1～2与比较例1相比较，静电容量不良以及阻抗值不良的各发生率较低。在引线部件与电极箔的引出部的连接强度降低的情况下，因为引线部件与引出部的连接之处发生开裂等，在该连接之处可能会发生阻抗值增大或者静电容量降低，所以可以推测，在实施例1～2中防止引线部件与电极箔引出部的连接强度降低将成为可能。
从本发明的详细说明可以显而易见地看出，本发明可以作多种方式的变化。这些变化不能被认为超出了本发明的要意和范围，并且所有这些对于本领域的技术人员是显而易见的修改都被包括在本发明权利要求的范围内。
Claims (10)
1.一种层叠型电解电容器，其特征在于：
具备：
多个阳极箔和多个阴极箔通过隔板交替层叠而成的层叠体、
连接于所述阳极箔以及所述阴极箔中所对应的电极箔的引线部件；
所述阳极箔以及所述阴极箔分别具有通过所述隔板互相相对的主电极部、从所述主电极部引出的引出部；
各所述引出部包含与该引出部引出的方向相交叉的端面、与所述端面相交叉并且朝着所述层叠体中的层叠方向延伸的侧面；
所述引线部件具有朝着所述引出部引出的方向延伸的第1部分、与所述第1部分相交叉并且朝着所述层叠体中的层叠方向延伸的第2部分；
所述引出部的所述侧面与所述引线部件的所述第2部分相连接。
2.如权利要求1所述的层叠型电解电容器，其特征在于：
所述引出部由金属光箔构成。
3.如权利要求1或者2所述的层叠型电解电容器，其特征在于：
所述引线部件的所述第2部分由铝或者镍构成。
4.如权利要求1所述的层叠型电解电容器，其特征在于：
所述引出部的所述侧面与所述引线部件的所述第2部分的连接之处被树脂覆盖。
5.如权利要求1所述的层叠型电解电容器，其特征在于：
所述阳极箔以及所述阴极箔由铝箔构成，
所述阳极箔包含对所述铝箔进行腐蚀处理而形成的腐蚀层、形成于所述腐蚀层上的氧化膜层。
6.一种层叠型电解电容器的制造方法，其特征在于：
具备：
以主电极部相对的形式，通过隔板交替层叠阳极箔以及阴极箔而获得层叠体的工序，所述阳极箔以及阴极箔分别具有所述主电极部和从该主电极部引出的引出部；
准备具有朝着第1方向延伸的第1部分、以及朝着与所述第1方向相交叉的第2方向延伸的第2部分的引线部件，连接所述引出部上朝着该引出部引出的方向和所述层叠体中的层叠方向延伸的侧面与、所述引线部件的所述第2部分的工序。
7.如权利要求6所述的层叠型电解电容器的制造方法，其特征在于：
由激光焊接来连接所述引出部的所述侧面与所述引线部件的所述第2部分。
8.如权利要求6或者7所述的层叠型电解电容器的制造方法，其特征在于：
用金属光箔制作所述引出部。
9.如权利要求6所述的层叠型电解电容器的制造方法，其特征在于：
用铝或者镍制作所述引线部件的所述第2部分。
10.如权利要求6所述的层叠型电解电容器的制造方法，其特征在于：
用铝箔制作所述阳极箔以及所述阴极箔，
所述阳极箔采用对所述铝箔进行腐蚀处理而形成腐蚀层、并且在所述腐蚀层上形成氧化膜层的阳极箔。
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