CN102640241B - 电极箔及使用其的电容器 - Google Patents

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Abstract

电极箔包括基材和形成在该基材上且内部具有空隙的粗膜层。粗膜层至少具有在基材上形成的第一粗膜层。第一粗膜层由多个第一柱状体排列形成。多个第一柱状体分别形成为,在基材的表面上堆积多个金属微粒子,并从基材的表面弯曲延伸。

Description

电极箔及使用其的电容器
技术领域
本发明涉及电极箔及使用其的电容器。
背景技术
低ESR的固体电解电容器用于个人计算机的CPU周围。铝电解电容器用于电源电路的平滑用等。强烈期望上述电容器小型大容量化。
现有的固体电解电容器具有:在表面上形成有介电膜的电极箔(阳极箔)、在介电膜上形成的由导电性高分子构成的固体电解质层、在该固体电解质层上形成的阴极层。近年来,以电容器的大容量化为目的,如图21所示,研究了具有以阀作用金属箔构成的基材1和在基材1上通过蒸镀形成且内部具有空隙的粗膜层2的电极箔3(例如,专利文献1)。
在基材1的表面上堆积多个金属微粒子4并从基材1的表面延伸形成的树状或者海葡萄状的柱状体5集聚多个而形成粗膜层2。金属微粒子4堆积越多,粗膜层2的表面积越大,使用了此种电极箔3的电容器的容量变大。
为了增大电极箔3的容量,增加金属微粒子4的重叠数,并增大粗膜层2的总表面积即可。但是,金属微粒子4重叠越多,粗膜层2变得越厚,越难以将电容器小型化。此外,若增加柱状体5的高度,则柱状体5相对于来自垂直方向的应力负载的强度降低。
此外,若减小金属微粒子4的粒径,则能够增大粗膜层2的总表面积。但是,粗膜层2的机械强度降低,此外容易使金属微粒子4间的连接部分变得绝缘化,结果无助于电极箔3的高容量化。如上所述,增大电极箔3的容量并不容易。
【现有技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本特开2008-258404号公报
发明内容
本发明涉及更大容量化的电极箔和使用其的电容器。本发明的电极箔具有基材和形成在该基材上且内部具有空隙的粗膜层。粗膜层至少具有在基材上形成的第一粗膜层。第一粗膜层由多个第一柱状体排列形成。多个第一柱状体分别形成为,在基材的表面堆积多个金属微粒子,并从基材的表面弯曲延伸。由此,能够使电极箔更大容量化。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式中的电容器的立体图。
图2A是图1所示的电容器中使用的电容器元件的俯视图。
图2B是图2A所示的电容器元件的沿2B-2B线的剖面图。
图3是本发明的第一实施方式中的电极箔的示意剖面图。
图4A是表示将图3所示的电极箔的剖面放大至500倍后的SEM像的图。
图4B是图4A所示的SEM像的示意图。
图5是本发明的第一实施方式中的电极箔的制造装置的示意图。
图6是本发明的第一实施方式中的其他电容器的局部剖切立体图。
图7是本发明的第二实施方式中的电极箔的示意剖面图。
图8A是本发明的第二实施方式中的其他电极箔的示意剖面图。
图8B是本发明的第二实施方式中的另一电极箔的示意剖面图。
图9是本发明的第三实施方式中的电极箔的示意剖面图。
图10A是本发明的第三实施方式中的其他电极箔的示意剖面图。
图10B是本发明的第三实施方式中的另一电极箔的示意剖面图。
图11是本发明的第四实施方式中的电极箔的示意剖面图。
图12是卷绕图11所示的电极箔时的示意剖面图。
图13是本发明的第四实施方式中的其他电极箔的示意剖面图。
图14是表示本发明的第五实施方式中的电极箔的主要部分的示意剖面图。
图15是表示图14所示的电极箔的深度方向的锌原子浓度的变化的图。
图16是图14所示的电极箔的制造方法的步骤的示意剖面图。
图17是接着图16的步骤后的步骤的示意剖面图。
图18是表示本发明的第五实施方式中的其他电极箔的主要部分的示意剖面图。
图19是表示本发明的第五实施方式中的另一电极箔的主要部分的示意剖面图。
图20是表示铝-硅合金的熔点与硅浓度的关系的图。
图21是现有的电极箔的示意剖面图。
具体实施方式
(第一实施方式)
以下,对本发明的第一实施方式中的电极箔和使用该电极箔的电容器进行说明。本实施方式的电容器是使用导电性高分子材料作为阴极材料的层叠型的固体电解电容器。
图1是本实施方式的电容器6的立体图。电容器6通过层叠矩形的多片电容器元件7而构成。图2A、图2B是电容器元件7的俯视图及剖面图。该电容器具有电容器元件7和外装体17。
如图2B所示,电容器元件7包括:表面形成有介电膜8的电极箔(阳极箔)9、在介电膜8上形成的固体电解质层13、在固体电解质层13上形成的阴极层14。进而电容器元件7具有绝缘性的抗蚀部11。在形成介电膜8之后,以按压电极箔9的方式设置抗蚀部11,该抗蚀部11将电极箔9分隔为阳极部10和阴极形成部。固体电解质层13由导电性高分子形成。阴极层14由碳层及银膏剂层构成。固体电解质层13与阴极层14形成在阴极形成部的介电膜8上形成的阴极部12。
如图1所示,电容器6具有多个电容器元件7、阳极端子15、阴极端子16和外装体17。层叠多个电容器元件7,且通过激光焊接将各自的阳极部10连接于阳极端子15。另一方面,在各自的阴极部12的底面或侧面上连接有阴极端子16。具体来说,在阴极端子16上形成有将电容器元件7的搭载部分的两侧面向上方弯折的弯折部16A。另外,阴极端子16的元件搭载部分与最下部的电容器元件7的阴极部12之间通过导电性粘接材料接合。同样地,在弯折部16A与阴极部12之间、上下相邻的2片电容器元件7的阴极部12之间也由导电性粘接材料接合。
阳极端子15与阴极端子16以各自的一部分露出在外表面的状态而与多个电容器元件7一同被由绝缘性树脂构成的外装体17一体覆盖。从外装体17露出到表面的阳极端子15与阴极端子16的一部分沿外装体17向底面弯折。利用该加工,构成在底面具有阳极端子和阴极端子的面安装型的电容器6。
接着,参照图2B~图4B,对电极箔9详细地进行说明。图3是电极箔9的示意剖面图。图4A是表示将图3所示的电极箔的剖面扩大至500倍后的SEM像的图,图4B是图4A的示意图。
如图2B所示,电极箔9包括:基材18、形成在基材18上且内部具有空隙的粗膜层19。粗膜层19既可如图2B所示那样形成在基材18的两面,或者也可形成在单面。介电膜8形成在粗膜层19上。
如图3~图4B所示,粗膜层19具有由形成在基材18上的第一粗膜层19A和形成在第一粗膜层19A上的第二粗膜层19B构成的二层构造。在本实施方式中,第一粗膜层19A、第二粗膜层19B分别形成在基材18的两面。需要说明的是,粗膜层19也可由第一粗膜层19A单层构成。即,粗膜层19至少具有在基材18上形成的第一粗膜层19A。或者,粗膜层19也可由三层以上构成。
第一粗膜层19A由多个第一柱状体(以下称为柱状体)21A排列形成。各个柱状体21A以在基材18的表面上堆积多个金属微粒子20,并从基材18的表面弯曲延伸的方式形成。各个柱状体21A沿相同的方向平行地弯曲,且相互不交叉而独立。
第二粗膜层19B由多个第二柱状体(以下称为柱状体)21B排列形成。各个柱状体21B以在粗膜层19A上堆积多个金属微粒子20,并从第一粗膜层19A上弯曲延伸的方式形成。各个柱状体21B沿相同的方向平行地弯曲,且相互不交叉而独立。
在本实施方式中,柱状体21A、21B的金属微粒子20从基材18向斜上方稍弯曲的同时堆积,在接近中间的部分曲折而改变朝向,进而朝向斜上方弯曲的同时堆积。如此,柱状体21A、21B在中间部分曲折,但除此以外,也可在接近根部的部分曲折,或者也可从前端侧弯曲。
如图3~图4B所示,柱状体21A、21B是分别使多个金属微粒子20不规则地相连并分枝的海葡萄形或者树形。在如此分枝的情况下,也可使柱状体21A、21B整体弯曲。需要说明的是,柱状体21A、21B中各自的金属微粒子20维持原形。另外,柱状体21A、21B具有如分枝样的群构造。因此,与未分枝的构造相比,能够进一步增大表面积,并且能够进一步提高机械强度。
第一粗膜层19A的柱状体21A分别向同方向弯曲。即,各个柱状体21A大致并行地弯曲。同样地,第二粗膜层19B的柱状体21B也分别向同方向弯曲。
此外,第一粗膜层19A与第二粗膜层19B的弯曲方向也相同。因此,粗膜层19整体相对于基材18的垂直剖面形成为以M字状并行地排列。需要说明的是,若将第一粗膜层19A与第二粗膜层19B的弯曲方向改变180度,则粗膜层19的垂直剖面形成为以S字状排列。在该情况下,电极箔9的容量变大。
需要说明的是,虽未图示,但在基材18的表面及背面形成的粗膜层19中,柱状体21A、21B向相同方向弯曲。即,在基材18的表面形成的粗膜层19与在背面形成的粗膜层19相对于基材18呈大致面对称形。
金属微粒子20的平均粒子径为0.01μm以上、0.20μm以下。该平均粒子径例如可以通过拍摄粗膜层19的水平剖面、或者垂直剖面的SEM照片来测定。
此外,粗膜层19具有多个空孔,该空孔径的最频值与金属微粒子20的平均粒子径大致相同,为0.01μm以上、0.20μm以下。空孔径可以通过水银压入法来测量,并将由此得到的空孔径的分布峰值作为空孔径的最频值。由于该空孔,粗膜层19的空隙率为50~80%左右。
此外,基材18的厚度例如为20~30μm,第一粗膜层19A的厚度例如为50μm、第二粗膜层19B的厚度例如为50μm。上述厚度并不限定于此,但优选第一粗膜层19A、第二粗膜层19B的厚度之和在20μm以上。在单层的情况、或者二层以上的情况下,通过使粗膜层19的总厚度在单面上形成为20μm以上,能够增大容量。
在本实施方式中,基材18由铝箔形成。除此以外,也能够由铝合金或以钛、铌、钽等各种阀金属为代表的金属材料或其合金材料等、各种导电性材料来形成。金属微粒子20也与基材18同样地由铝形成,但也可由其他的阀金属材料来形成。
若使金属微粒子20与基材18由相同的材料形成,则在由蒸镀形成金属微粒子20时,通过潜热使基材18适当软化。因此,能够维持基材18的形状,并提高基材18与金属微粒子20的密接性。因此,虽然金属微粒子20与基材18也可由不同的材料形成,但优选由相同的材料形成。此外,若金属微粒子20、基材18均由铝形成,则由于熔点比较低,因此能够提高生产率。
需要说明的是,金属微粒子20的一部分也可由氧化物或者氮化物来构成。即,粗膜层19作为整体具有导电性即可,可以是一部分金属微粒子20为氧化物或氮化物,或者也可以是每个金属微粒子20局部地为氧化物或氮化物。
需要说明的是,若将金属微粒子20阳极化成而形成介电膜8,则介电膜8由氧化铝构成。除此以外,也可以使用蒸发或溅射等,由锆、硅、钽、铌等金属的氧化物、氮化物等化合物来形成介电膜8。
图5是用于形成粗膜层19的蒸镀装置22的示意图。蒸镀装置22包括:卷出辊23、卷取辊24、蒸镀舟25、供给部26。卷出辊23供给基材18。卷取辊24卷取从卷出辊23移送来的基材18。蒸镀舟25设置在卷出辊23与卷取辊24之间且与基材18相对的位置。供给部26向蒸镀舟25供给蒸镀材料。上述构造配置在与未图示的真空泵连结的真空槽内。
基材18从卷出辊23向卷取辊24水平地沿箭头P方向移送。蒸镀舟25的两端连接于未图示的电源,利用电阻加热而发热。金属微粒子20从发热后的蒸镀舟25蒸发出,并在移送中的基材18的表面堆积。
此时,使基材18缓慢地沿箭头P方向(水平方向)移送的同时进行蒸镀。具体而言,基材18的进给速度例如为5cm/分左右。该速度与形成薄膜电容器的电极所使用的没有空隙的致密的蒸镀膜时的进给速度(例如、500m/分)相比明显较慢。因此,从蒸镀舟25向基材18沿斜方向Q1、垂直方向Q2、斜方向Q3蒸发的金属微粒子20维持粒子的原形的同时依次层叠。因此,柱状体21成为弯曲构造。
需要说明的是,为了防止金属微粒子20附着于装置,在蒸镀舟25与基材18之间配置遮挡板27,仅在欲进行蒸镀的区域中,在遮挡板27上设有开口部28。
此外,蒸镀区域30A、30B由分隔板29划分。在蒸镀区域30A中形成第一粗膜层19A,在蒸镀区域30B中形成第二粗膜层19B。因此,在每个蒸镀区域30A、30B中配置有蒸镀舟25、供给部26。
以下,对本实施方式的制造方法进行说明。在本实施方式中,利用电阻加热式蒸镀法,形成如下述的粗膜层19。
(1)将卷取有基材18的卷出辊23配置在真空槽内,并将真空槽内保持为0.01~0.001Pa的真空。
(2)向基材18的周边流入氩气的流量相对于氧气的流量为2~6倍的惰性气体,并将基材18的周边的压力形成为10~30Pa的状态。
(3)将基材18的温度保持在150~300℃的范围内。
(4)从供给部26向蒸镀舟25供给铝,蒸发出金属微粒子20。
(5)将基材18从卷出辊23向卷取辊24侧移送,并在蒸镀区域30A中在基材18的表面堆积金属微粒子20而形成第一粗膜层19A。
(6)接着将基材18向接下来的蒸镀区域30B移送,沿预定方向(箭头P方向)移送的同时,在第一粗膜层19A上形成第二粗膜层19B。
通过以上的过程,在基材18的单面形成粗膜层19。使基材18反转,利用同样的方法使基材18移送的同时进行蒸镀,则同样在基材18的背面也形成粗膜层19。
需要说明的是,在改变第一粗膜层19A与第二粗膜层19B的弯曲方向时,在蒸镀区域30A、30B中使基材18的移送方向反向即可。
以下,对于介电膜8的形成方法、评价方法进行说明。将如上述利用蒸镀形成粗膜层19之后的基材18浸漬于保持在70℃的7%己二酸铵水溶液中,并以化成电压5V、保持时间20分钟、0.05A/cm2进行化成。然后,使用阻抗分析计,将测定面积10cm2的样本浸渍于保持在30℃的8%硼酸铵水溶液中,并在测定频率120Hz的条件下测定静电电容。另外,介电膜8的膜厚为0.01μm左右。
在上述的条件中,电极箔9的每单位体积的静电电容为35~50μF/cm2/μm。此外粗膜层19的每单位体积的表面积为5.0×104cm2/cm3~12.0×104cm2/cm3。需要说明的是,该静电电容及表面积的值为以上述条件将电极箔9化成而形成介电膜8之后的值。
另一方面,在如图21所示的现有的电极箔3的情况下,每单位体积的静电电容为25~30μF/cm2/μm左右。粗膜层2的每单位体积的表面积为4.0×104cm2/cm3左右。
如上所述,在本实施方式中,通过将金属微粒子20弯曲堆积,能够增大重叠数,即使粗膜层19的厚度薄,也能够进一步扩大其总表面积。其结果,能够使电极箔9大容量化。
此外,在本实施方式中,粗膜层19为由弯曲的第一柱状体21A构成的第一粗膜层19A与由弯曲的第二柱状体21B构成的第二粗膜层19B的层叠体。通过该结构,与由一层构成粗膜层19的情况相比,弯曲的次数增多,能够进一步增大堆积的金属微粒子20的数量,并能够扩大粗膜层19的表面积。
此外,在粗膜层19的厚度相同的条件下,在由一层构成粗膜层19时,为了大幅增加金属微粒子20的重叠数,需要使柱状体21极度曲折,将弯角形成为急剧变化的角度。但是在由多个层构成粗膜层19时,只要堆积平缓地曲折的柱状体21A、21B即可。因此,能够提高粗膜层19整体的机械强度。
此外,由于第一粗膜层19A与第二粗膜层19B的柱状体21向相同的方向弯曲,因此第一粗膜层19A及第二粗膜层19B的界面处,金属微粒子20间的接触面积增大。因此,第一粗膜层19A及第二粗膜层19B间的结合强度增加,能够进一步提高粗膜层19的机械强度。
需要说明的是,在本实施方式中,将粗膜层19形成为第一粗膜层19A及第二粗膜层19B的二层构造,但也可形成为三层以上的构造。此外,也可仅是第一粗膜层19A的结构。在任一种情况下,通过弯曲地堆积金属微粒子20,能够增大粗膜层19的表面积。
此外,在本实施方式中,将粗膜层19形成在基材18的两面,但也可形成在单面。
进而在本实施方式中,作为电容器6例举了层叠型的固体电解电容器,但可以使用电极箔9作为卷绕型的电容器的阳极箔或者阴极箔。图6是本实施方式中的其他电容器的局部剖切立体图。
此种卷绕型的电容器31包括:电容器元件35、浸渗于电容器元件35的阴极材料(未图示)、阳极端子36、阴极端子37、壳体38、密封部39。电容器元件35通过将表面上形成有介电膜的阳极箔32、阴极箔33隔着隔板34卷绕而构成。阴极材料由导电性高分子或有机半导体、电解液、或者他们的复合材料等来构成。阳极端子36与电容器元件35的阳极箔32电连接,阴极端子37与阴极箔33电连接。壳体38收纳电容器元件35和阴极材料。密封部39以阳极端子36及阴极端子37的一部分露出于外部的方式来密封壳体38。
在此种结构中,阳极箔32或阴极箔33的任一方或者双方可以使用图3、图4A所示的电极箔9。由此能够使电容器31大容量化。需要说明的是,在作为阳极箔32使用的情况下,在粗膜层19的表面形成介电膜8。在作为阴极箔33使用的情况下,任意形成介电膜8。
如上所述,将电极箔9用于图6所示的卷绕型的电解电容器31也能够大容量化。
(第二实施方式)
图7是本发明的第二实施方式中的电极箔的示意剖面图。本实施方式的电极箔9A与第一实施方式中图3所示的电极箔9不同之处在于形成在基材18的两面上的各粗膜层分别由1层来形成这一点。
即,基材18包括:图7中的上表面(第一面)、该上表面的相反侧的下表面(第二面)。上表面形成内部具有空隙的上粗膜层115,下表面形成内部具有空隙的下粗膜层116。
上粗膜层115由多个上柱状体121U排列形成,各个上柱状体121U形成为,在基材18的上表面上堆积多个金属微粒子20,并从基材18的上表面弯曲延伸。下粗膜层116由多个下柱状体121L排列形成,各个下柱状体121L形成为,在基材18的下表面上堆积多个金属微粒子20,并从基材18的下表面弯曲延伸。
上柱状体121U、下柱状体121L的结构与第一实施方式中的第一柱状体21A同样。即,金属微粒子20的平均粒子径为0.01μm以上、0.20μm以下。此外,上粗膜层115、下粗膜层116具有大量的空孔,该空孔径的最频值与金属微粒子20的平均粒子径大致相同,为0.01μm以上、0.20μm以下。基材18、金属微粒子20与第一实施方式同样,因此省略说明。
如此构成的电极箔9A可以适用于图6所示的卷绕型电容器元件35的阳极箔32、阴极箔33的至少任一方。需要说明的是,在使用电极箔9A作为阳极箔32时,在基材18及上粗膜层115、下粗膜层116的表面形成介电膜(未图示)。另外,介电膜的形成方法与第一实施方式同样。
下柱状体121L的弯曲方向与上柱状体121U的弯曲方向相反。即如图7所示,上柱状体121U在其中间部分弯曲成相对于基材18平行地向右方突出。下柱状体121L在其中间部分弯曲成相对于基材18平行地向左方突出。如此,上柱状体121U的突出方向与下柱状体121L的突出方向呈180度逆向。
此外,上粗膜层115、下粗膜层116的厚度例如为20~80μm。若比20μm薄,则难以扩大表面积,若比80μm厚,则在当前的蒸镀技术下,机械强度降低。
另外,电极箔9A也可以通过使用图5所示的蒸镀装置的一部分来制作。即,将图3所示的第一粗膜层19A形成为上粗膜层115之后,同样地形成下粗膜层116。此时,例如将形成下粗膜层116的面朝向蒸镀舟25侧,使基材18的进给方向形成为与形成上粗膜层115时相反的方向。如此一来,能够使下柱状体121L的弯曲方向形成为与上柱状体121U的弯曲方向相反的方向。
在如此形成电极箔9A之后,进而形成0.01μm左右厚度的介电膜,若以与第一实施方式同样的方法测定静电电容,则每单位体积的静电电容为35~50μF/cm2/μm。此外,上粗膜层115、下粗膜层116的每单位体积的表面积为5.0×104cm2/cm3~12.0×104cm2/cm3。需要说明的是,上述静电电容及表面积的值为以上述条件将电极箔9A化成而形成介电膜之后的值。
除了第一实施方式的电极箔9的效果以外,电极箔9A实现如下的效果。即,本实施方式中,上柱状体121U与下柱状体121L的弯曲方向为逆向。因此,在形成图6所示的电容器元件35时,上柱状体121U、下柱状体121L其中一方沿卷绕方向,另一方与卷绕方向反向。
例如,在沿上柱状体121U弯曲的方向卷绕电极箔9A时,卷绕时难以施加应力。另一方面,若与上柱状体121U的弯曲方向相反地卷绕电极箔9A,则对上柱状体121U施予应力,容易形成裂痕。因此,当上柱状体121U、下柱状体121L向相同方向弯曲时,根据上粗膜层115、下粗膜层116哪一方为上表面的不同,产生裂痕的难易度也很大不同,容量、耐压特性改变。
与此相对,在本实施方式中,即使将上粗膜层115、下粗膜层116的任一方为表层卷绕,电极箔9A自身的裂痕产生率被平均化。因此,能够稳定地生产一定性能的电解电容器31。
需要说明的是,上柱状体121U、下柱状体121L除了在电极箔9A内形成为大致均匀的曲率以外,也可在电极箔9A内阶段性地改变曲率。例如,也可使在卷绕电极箔9A时的中心部分(卷芯部分直径0.5mm~3mm左右)形成的上柱状体121U、下柱状体121L的曲率增大,朝向最外层而逐渐减小曲率。即,优选对应于卷绕的电极箔9A的曲率从卷芯朝向最外层而减小的情况。由此上柱状体121U、下柱状体121L更容易沿电极箔9A的卷绕构造,能够有效地抑制电极箔9A的裂痕产生。为了如上所述地改变曲率,只要在使用图5所示的装置制作电极箔9A时,改变蒸镀区域30A的范围、或者改变基材18与舟25的距离即可。
接着,参照图8A、图8B,对本实施方式的更优选的电极箔进行说明。图8A、图8B是本发明的第二实施方式中的其他电极箔的示意剖面图。
在电极箔9B、9C中,上粗膜层115通过第一上粗膜层115A与第二上粗膜层115B层叠而得的层叠体来构成。此外下粗膜层116也通过第一下粗膜层116B与第二下粗膜层116A层叠而得的层叠体来构成。上述方面与图7所示的电极箔9A不同。
在图8A所示的电极箔9B中,第一上粗膜层115A由形成在基材18的上表面的第一上柱状体1121U构成,第二上粗膜层115B由形成在第一上柱状体1121U上的第二上柱状体2121U构成。此外,第一下粗膜层116B由形成在基材18的下表面的第一下柱状体1121L构成,第二下粗膜层116A由形成在第一下柱状体1121L上的第二下柱状体2121L构成。并且,第一上柱状体1121U与第二上柱状体2121U向相同方向弯曲,第一下柱状体1121L与第二下柱状体2121L向相同方向弯曲。即,仅看电极箔9B的单侧时,形成与第一实施方式的电极箔9同样的结构。
另一方面,在图8B所示的电极箔9C中,第一上粗膜层115A由形成在基材18的上表面的第一上柱状体3121U构成,第二上粗膜层115B由形成在第一上柱状体3121U上的第二上柱状体4121U构成。此外,第一下粗膜层116B由形成在基材18的下表面的第一下柱状体3121L构成,第二下粗膜层116A由形成在第一下柱状体3121L上的第二下柱状体4121L构成。而且,第一上柱状体3121U与第二上柱状体4121U向相反方向弯曲,第一下柱状体3121L与第二下柱状体4121L向相反方向弯曲。
在任一情况下,与上粗膜层115的第一层对应的下粗膜层116的第一层向与上粗膜层115的第一层的柱状体相反的方向弯曲。进而,与上粗膜层115的第二层对应的下粗膜层116的第二层向与上粗膜层115的第二层的柱状体相反的方向弯曲。
即,第一下柱状体1121L向与第一上柱状体1121U相反的方向弯曲,第二下柱状体2121L向与第二上柱状体2121U相反的方向弯曲。同样地,第一下柱状体3121L向与第一上柱状体3121U相反的方向弯曲,第二下柱状体4121L向与第二上柱状体4121U相反的方向弯曲。
此外,图8A、图8B中列举了二层构造的例子,但三层构造以上也是同样情况,构成上粗膜层115的各粗膜层的柱状体向与对应的第该层的下粗膜层116的各粗膜层的柱状体相反的方向弯曲。
在电极箔9B、9C中,与电极箔9A同样,通过弯曲地堆积金属微粒子20,能够增加金属微粒子20的重叠数,能够使电解电容器31大容量化。此外,即使将上粗膜层115、下粗膜层116的任一个作为表层来卷绕,电极箔9A自身的裂痕的产生率被平均化,能够稳定地生产一定性能的电解电容器31。
进而,在电极箔9B、9C中,通过使上粗膜层115、下粗膜层116分别由多个粗膜层的层叠体构成,与由一层构成的情况相比,弯曲的次数多。因此,能够进一步增大堆积的金属微粒子20的数量,能够扩大上粗膜层115、下粗膜层116的表面积。
此外,在上粗膜层115、下粗膜层116的厚度相同的条件下,若上粗膜层115、下粗膜层116由一层构成,则若柱状体不极度曲折而使弯角形成为急剧变化的角度,则无法大幅增加金属微粒子20的重叠数。但是,在由多个层来构成上粗膜层115、下粗膜层116的情况下,由于堆积平缓曲折的柱状体即可,因此能够提高上粗膜层115、下粗膜层116整体的机械强度。
另外电极箔9B、9C也与电极箔9A同样,也可从卷芯朝向最外层而逐渐减小柱状体的曲率。
(第三实施方式)
图9是本发明的第三实施方式中的电极箔的示意剖面图。本实施方式的电极箔9D与第二实施方式的电极箔9A的不同之处在于,代替上粗膜层115、下粗膜层116而将上粗膜层215、下粗膜层216形成在基材18上。与上粗膜层115中的上柱状体121U、下粗膜层116中的下柱状体121L发生弯曲的情况不同,上粗膜层215中的上柱状体221U、下粗膜层216中的下柱状体221L为直线。上柱状体221U向图9的斜右方向倾斜,而下柱状体221L与上柱状体221U反向而向斜左方向倾斜。与第二实施方式的柱状体121U、121L同样,上柱状体221U彼此之间平行,下柱状体221L彼此之间平行。
如此,即使上柱状体221U、下柱状体221L倾斜,与直线地形成柱状体或者沿随机方向形成柱状体的情况相比,能够增加金属微粒子20的重叠数,并能够实现大容量化。此外,通过使上柱状体221U、下柱状体221L的倾斜方向形成为反向,即使将上粗膜层215、下粗膜层216中的任一个作为表层来卷绕,也能够使电极箔9D自身的裂痕的产生率平均化,并能够稳定地生产。
此外,上柱状体221U、下柱状体221L也可使用图5所示的装置来制作。在形成第一实施方式的第一柱状体21A的情况下,将蒸镀舟25配置在开口部28的中央附近的下方。与此相对,在为上柱状体221U、下柱状体221L时,将蒸镀舟25配置在开口部28的左端附近、即卷出辊23的下方即可。在该情况下,相对于卷出的基材18上的上柱状体221U的起点,总是从一方向堆积金属微粒子20。因此上柱状体221U不弯曲,而沿一方向延伸。下柱状体221L通过将基材18翻转并进行同样的蒸镀处理而形成。
此外在本实施方式中,也如图10A、图10B所示,也可通过第一上粗膜层215A与第二上粗膜层215B层叠而得到的层叠体来构成上粗膜层215。并且,也可使下粗膜层216通过第一下粗膜层216B与第二下粗膜层216A层叠而得到的层叠体来构成。图10A、图10B是本实施方式中的其他电极箔的示意剖面图。
在图10A所示的电极箔9E中,第一上粗膜层215A由形成在基材18上的第一上柱状体5121U来构成,第二上粗膜层215B由形成在第一上柱状体5121U上的第二上柱状体6121U来构成。而且,第一下粗膜层216B由形成在基材18上的第一下柱状体5121L来构成,第二下粗膜层216A由形成在第一下柱状体5121L上的第二下柱状体6121L来构成。第一上柱状体5121U与第一下柱状体5121L相互向相反方向倾斜。同样地,第二上柱状体6121U与第二下柱状体6121L相互向相反方向倾斜。而且,第一上柱状体5121U与第二上柱状体6121U向相同方向倾斜,第一下柱状体5121L与第二下柱状体6121L也向相同方向倾斜,其结果,组合上述结构而成的柱状体为直线状。
另一方面,在图10B所示的电极箔9F中,第一上粗膜层215A由形成在基材18上的第一上柱状体7121U来构成,第二上粗膜层215B由形成在第一上柱状体7121U上的第二上柱状体8121U来构成。而且,第一下粗膜层216B由形成在基材18上的第一下柱状体7121L来构成,第二下粗膜层216A由形成在第一下柱状体7121L上的第二下柱状体8121L来构成。第一上柱状体7121U与第一下柱状体7121L相互向相反方向倾斜。同样地,第二上柱状体8121U与第二下柱状体8121L相互向相反方向倾斜。而且,第一上柱状体7121U与第二上柱状体8121U相互向相反方向倾斜,第一下柱状体7121L与第二下柱状体8121L也相互向相反方向倾斜,其结果,组合上述结构的柱状体整体上具有弯曲或者曲折构造。
如此,优选上粗膜层215由第一上粗膜层215A、第二上粗膜层215B的层叠体来构成,下粗膜层216由第一下粗膜层116B、第二下粗膜层116A的层叠体来构成。即,与第二实施方式同样,能够增加金属微粒子20的重叠数,能够使电解电容器31大容量化。此外,不管是将哪个粗膜层作为表层卷绕,电极箔9E、9F自身裂痕的产生率都被平均化,能够稳定地生产一定性能的电解电容器31。
进而,图10B所示的结构为曲折或者弯曲构造,能够进一步增加堆积的金属微粒子20的数量,能够扩大上粗膜层215、下粗膜层216的表面积。
另外,与第一、二实施方式同样的结构及效果省略说明。
需要说明的是,在第二、三实施方式中,以卷绕型电解电容器31为例进行了说明。除此以外,例如在将正极箔与负极箔隔着隔板34曲折地折弯,并利用外装件密封的层叠型的电解电容器中,也实现同样的效果。在该情况下,将电极箔9A~9H的任一个适用于阳极箔与阴极箔的至少任一个。即,能够实现大容量化,并且即使将电极箔9A~9F的任一面作为表面,也都能够使折弯时裂痕的产生率平均化,并能够以一定条件来修复化成。
(第四实施方式)
图11是本发明的第四实施方式中的电极箔的示意剖面图。与第二实施方式中图7所示的电极箔9A同样,本实施方式中的电极箔9G也在基材18的两面形成有粗膜层。此外,各粗膜层分别由1层形成。但是,构成粗膜层的柱状体的弯曲方向不同。
即,基材18具有图11中的上表面(第一面)和该上表面的相反侧的下表面(第二面)。在上表面形成有内部具有空隙的上粗膜层315,下表面形成有内部具有空隙的下粗膜层316。
上粗膜层315由多个上柱状体221U排列形成,各个上柱状体221U形成为,在基材18的上表面堆积多个金属微粒子20,并从基材18的上表面弯曲地延伸。下粗膜层316由多个下柱状体221L排列形成,各个下柱状体221L形成为,在基材18的下表面堆积多个金属微粒子20,并从基材18的下表面弯曲地延伸。而且,若将定义为基材18的上表面与下表面之间的中央位置的面作为中心面18C,则下柱状体221L与上柱状体221U相对于中心面18C以面对称的方式弯曲。
即,上粗膜层315与第二实施方式的上粗膜层115相同,下粗膜层316向与第二实施方式的下粗膜层116相反的方向弯曲。除此以外的结构与第一、二实施方式同样,故而省略说明。
如此构成的电极箔9G可以适用于图6所示的卷绕型电容器元件35的阳极箔32、阴极箔33的至少任一方。需要说明的是,在使用电极箔9G作为阳极箔32时,在基材18及上粗膜层315、下粗膜层316的表面上形成介电膜(未图示)。另外,介电膜的形成方法与第一实施方式相同。
图12是卷绕图11所示的电极箔9G时的示意剖面图。另外,为了使说明简便,在基材18的上下表面仅分别示出一个上柱状体221U、下柱状体221L,但原本是分别排列有多个。在此,上柱状体221U、下柱状体221L均从基材18向右方突出,并在描画弧的同时向左侧(向箭头A、B方向)延伸地弯曲。而且,在形成有上柱状体221U、下柱状体221L的基材18的表面的地点,电极箔9G的卷绕方向(箭头C)也是从右朝向左侧。因此,上柱状体221U、下柱状体221L弯曲延伸的方向(箭头A、B)与电极箔9G的卷绕方向(箭头C)为相同方向。
另外,电极箔9G也可以使用图5所示的蒸镀装置的一部分来制作。即,将图3所示的第一粗膜层19A形成为上粗膜层315之后,同样地形成下粗膜层316。此时,例如使形成下粗膜层316的面朝向蒸镀舟25侧,使基材18的进给方向为与形成上粗膜层315时相同的方向。如此,能够使下柱状体221L的弯曲方向形成为与上柱状体221U的弯曲方向相同的朝向。
若在如此形成电极箔9G之后,进而形成0.01μm左右厚度的介电膜,并利用与第一实施方式同样的方法来测定静电电容,则每单位体积的静电电容为35~50μF/cm2/μm。此外,上粗膜层315、下粗膜层316的每单位体积的表面积为5.0×104cm2/cm3~12.0×104cm2/cm3。需要说明的是,上述静电电容及表面积的值是以上述条件将电极箔9A化成而形成介电膜之后的值。
除第一实施方式的电极箔9的效果以外,电极箔9G具有以下的效果。即,在本实施方式中,上柱状体221U与下柱状体221L向相同方向弯曲,并以沿着电容器元件35的卷绕方向的方式弯曲延伸。因此在卷绕电极箔9G时,难以对上柱状体221U和下柱状体221L附加应力,能够抑制电极箔9G的裂痕产生。
需要说明的是,与第二实施方式同样,上柱状体221U、下柱状体221L除了在电极箔9G内形成大致均匀的曲率以外,也可在电极箔9G内阶段性地改变曲率。例如,使在卷绕电极箔9G时的中心部分(卷芯部分直径0.5mm~3mm左右)形成的上柱状体221U、下柱状体221L的曲率增大,随着朝向最外层而逐渐减小曲率。即,优选对应于卷绕的电极箔9G的曲率从卷芯朝向最外层而减小的情况。由此,上柱状体221U、下柱状体221L更容易沿着电极箔9G的卷绕构造,能够有效地抑制电极箔9G的裂痕产生。
需要说明的是,如图13所示,在本实施方式中,也可层叠多个粗膜层。图13是本实施方式中其他的电极箔的示意剖面图。
在电极箔9H中,上粗膜层315包括:从基材18延伸的第一上粗膜层315A、形成在第一上粗膜层315A上且内部具有空隙的第二上粗膜层315B。第一上粗膜层315A由多个第一上柱状体1221U形成,第二上粗膜层315B由多个第二上柱状体2221U形成。各个第一上柱状体1221U形成为,在基材18上堆积多个金属微粒子20,并从基材18弯曲延伸。各个第二上柱状体2221U形成为,在第一上粗膜层315A上堆积多个金属微粒子20,并向与第一上柱状体1221U相同的方向弯曲地从第一上粗膜层315A上延伸。
同样地,下粗膜层316包括:从基材18延伸的第一下粗膜层316B、形成在第一下粗膜层316B上且内部具有空隙的第二下粗膜层316A。第一下粗膜层316B由多个第一下柱状体1221L形成,第二下粗膜层316A由多个第二下柱状体2221L形成。各个第一下柱状体1221L形成为,在基材18上堆积多个金属微粒子20,并从基材18弯曲延伸。各个第二下柱状体2221L形成为,在第一下粗膜层316B上堆积多个金属微粒子20,并向与第一下柱状体1221L相同的方向弯曲地从第一下粗膜层316B上延伸。
通过使粗膜层315A、315B、316A、316B也构成为各个柱状体向与电极箔9H的卷绕方向、即电容器元件35的卷绕方向相同的方向弯曲延伸,能够抑制电极箔9H的裂痕产生。此外,通过使上粗膜层315堆积多个第一上粗膜层315A、第二上粗膜层315B而形成,并使下粗膜层316堆积多个第一下粗膜层316B、第二下粗膜层316A而形成,与由一层构成的情况相比,弯曲的次数变多。因此能够进一步增加堆积的金属微粒子20的数量,能够扩大上粗膜层315、下粗膜层316的表面积。层叠数也可为二层以上的三层、四层。
此外,在上粗膜层315、下粗膜层316的厚度相同的条件下,若上粗膜层315由一层构成,则若不使1个柱状体极度曲折并使弯角形成为急剧变化的角度,则无法大幅增加金属微粒子20的重叠数。但是在上粗膜层315、下粗膜层316由多个层构成的情况下,堆积平缓曲折的柱状体1221U、2221U、1221L、2221L即可。因此,能够提高上粗膜层315、下粗膜层316整体的机械强度。
另外,对于电极箔9H,在各个粗膜层315A、315B、316A、316B中,也可使各柱状体的曲率从卷芯朝向最外层逐渐减小。
如上所述,根据本实施方式,上粗膜层315的柱状体与下粗膜层316的柱状体相对于基材18的中心面18C呈面对称地弯曲。另外,能够将各柱状体弯曲延伸的方向形成为与电容器元件35的卷绕方向相同的方向,能够抑制卷绕时的电极箔的裂痕产生。因此,能够降低漏电流。
另外,电极箔9G、9H也可应用于将电极箔9G、9H曲折的层叠型电解电容器。即,通过将电极箔9G、9H曲折地折弯的方向与各柱状体弯曲延伸的方向形成为相同的方向,能够抑制电极箔9G、9H的裂痕产生。
另外,在第二~第四实施方式中,对阳极箔应用电极箔9A~9H的情况进行了阐述,但也可用于阴极箔。此外,也可应用于阳极箔、阴极箔两者。
此外,在第二~第四实施方式中,使用电解液作为阴极材料。除此以外,也可使用由导电性高分子构成的固体电解质,此外也可同时使用电解液和固体电解质。该情况对于曲折的层叠型电解电容器也是同样。
需要说明的是,在第二~第四实施方式中,为方便起见,图面中基材18的上侧的构件冠以“上”、下侧的构件冠以“下”的名称来表示,但实际的使用状态中并不限定上下。
(第五实施方式)
接着,参照图14、图15,对本发明的第五实施方式中的电极箔的结构进行说明。图14是表示本发明的第五实施方式中的电极箔的主要部分的示意剖面图。图15是表示图14所示的电极箔的深度方向的锌原子浓度的变化的图。另外,为了说明简便,金属微粒子20仅示出一个。
电极箔9J的、基材18与金属微粒子20的接合界面正下方的区域中偏在有锌,形成有至少包含铝和锌的合金部422。本实施方式的特征在于合金部422,因此也可适用于第一~第四实施方式的任一情况。在此,为方便起见,以第一实施方式的粗膜层19为例进行说明。
在金属微粒子20的正下方形成的合金部422形成在从基材18的表面至深度100nm的区域内。合金部422的主成分为铝。如图15中实线所示,在从基材18的表面至深度50nm的区域中,锌的原子浓度为0.5atm%以上、20atm%以下,随着朝向深度100nm的地点,锌原子浓度逐渐减小。
此外,图15的虚线表示金属微粒子20的正下方以外的区域的、基材18的深度方向的锌原子浓度的变化。由于锌在阳极化成中被取入氧化铝膜中,即使受到热影响也难以扩散,因此与金属微粒子20的正下方相比,锌更多地分布在基材18表面。
另外,合金部422也可是铝-铁-锌合金。在还含有铁的情况下,铁原子的原子浓度在从基材18的表面至深度50nm的区域内为0.5atm%以上、20atm%,随着朝向深度100nm的地点,铁的原子浓度逐渐变小。需要说明的是,在应用铝-铁-锌合金的情况下,与铁相比,锌向铝的扩散性较高,因此在深度方向上,锌存在于更大的范围内。在该情况下,在任意点处,与铁相比,锌的原子浓度变低。
需要说明的是,介电膜8由形成在基材18的露出面上的第一介电膜8A、和形成在第一介电膜8A上和粗膜层19的露出面上且由氧化铝构成的第二介电膜8B来构成。
第一介电膜8A、第二介电膜8B均以氧化铝为主成分。但是,与第二介电膜8B中锌仅是作为不可避免的杂质程度而包含的情况不同,第一介电膜8A中包含的锌比第二介电膜8B中更多。具体来说,第一介电膜8A中包含0.5atm%以上、20atm%以下。锌作为金属或者氧化物(氧化锌)而包含在第一介电膜8A中。
此外,在合金部422还包含铁的情况下,第一介电膜8A包含0.5atm%以上、20atm%以下的铁。铁作为金属或氧化物(氧化铁)而包含在第一介电膜8A中。
如此,第一介电膜8A包含锌。因此,第一介电膜8A变软,弯折性优良,能够柔软地跟随弯折。其结果,难以在第一介电膜8A中产生裂痕。
第一介电膜8A的厚度为5~7nm左右,第二介电膜8B的厚度为10nm左右。若包含锌或铁,则介电常数或耐压变低,此外漏电流特性降低。因此,优选将几乎不含锌、铁的第二介电膜8B形成得比第一介电膜8A更厚。
如上所述,本实施方式的形成在基材18上的介电膜8为二层构造。但是根据后述的化成处理的条件,介电膜8的构造改变。例如,有时在基材18的露出面上形成由锌及铁和氧化铝的混合物构成的单一的介电膜8。但是,如上所述,从耐压、介电常数、漏电流的观点来看,优选形成二层构造。
不管介电膜8为单层、多层,形成在基材18上的介电膜8的至少任一层中包含锌,且其原子浓度比例如在粗膜层19上形成的第二介电膜8B中包含的作为不可避免的杂质的锌浓度更高。
以下,参照图16、图17,对本实施方式的制造方法进行说明。图16是图14所示的电极箔的制造方法的步骤的示意剖面图,图17是接着图16的步骤之后的步骤的示意剖面图。
首先,如图16所示,在基材18的表面形成基底层423。基底层423利用以溅射法或蒸镀法为代表的干式法、或熔融镀锌法来形成。此外,若使用置换镀敷法,则能够更简便地提高生产率,形成作为均匀薄膜的基底层423。
首先,作为预备处理,除去在基材18的表面附着的有机物,为了溶解在基材18的表面上形成的氧化膜,利用碱脱脂液等清洗基材18。接着,为了形成平滑的表面,并溶解氧化膜,而对基材18实施蚀刻。为了除去由该蚀刻产生的残渣等,利用酸性调节器等处理基材18的表面。
接着,为了溶解氧化膜并形成锌粒子·锌膜,使用锌置换溶液进行锌置换。通过该锌置换,能够在铝表面上形成作为基底层423的锌膜。进而,为了形成良好的锌膜,而使用硝酸等强酸,使形成的锌溶解,进行再一次锌置换。通过该二次锌置换处理,能够形成更均匀的薄锌膜。另外,即使在稀疏地置换形成锌而未完全覆盖铝的状态下,也能够得到本发明的效果,但若致密地置换形成锌而具有较薄且均匀的80%以上的覆盖率,则能够进一步发挥其效果。
通过使锌膜的厚度为0.3nm以上、15nm以下,生产率、表面稳定性、各种特性变得良好。此外,为了形成没有不均的致密的锌膜,且形成密接性良好的锌膜,有时使锌置换溶液中含有锌化合物、氢氧化碱、铁盐、铁离子的络化剂等。若使用此种溶液进行锌置换,则有时锌膜中含有铁。除此以外,若锌置换溶液中存在铁以外的金属盐,则锌膜中也含有该金属。至少基底层423中含有锌即可。
如上述形成的基底层423中,锌为主成分。原子浓度比率例如锌∶铁为7∶3的比例。此外,基底层423的厚度例如约5nm。
在基材18上随着时间经过而形成自然氧化覆膜,但在形成基底层423之后,放置1日后的基材18表面的氧原子浓度变为约45atm%。另一方面,在未形成基底层423时,放置1日后的基材18表面的氧原子浓度变为约55atm%。即,在本实施方式中,通过形成基底层423,能够将表层的氧原子浓度降低约10atm%。需要说明的是,作为表面的氧原子浓度的测定法,可以使用俄歇电子分光法(AES)、X线光电子分光法(XPS)、透过电子显微镜观察法(TEM)等分析方法。
此外,氧原子浓度从基材18的表面朝向内侧而逐渐减少。在本实施方式中,在距基材18的表面15nm的地点处,氧原子浓度减少到10atm%。另一方面,在未形成基底层423时,在距基材的表面25nm的地点处,氧原子浓度减少到10atm%。即,通过形成基底层423,能够减薄自然氧化覆膜的厚度。
而且,如上所述在基材18上形成基底层423之后,利用电阻加热式蒸镀法,如下所述形成粗膜层19。
(1)以基底层423的表面成为蒸镀面的方式将基材18配置在真空槽内,保持在0.01Pa以上、0.001Pa以下的真空。
(2)向基材18周边流入氩气相对于氧气的流量为2~6倍的惰性气体,使基材18周边的压力形成为10Pa以上、30Pa以下的气氛。
(3)将基材18的温度保持在150~300℃的范围。
(4)蒸发配置在与基材18相对的位置上的蒸镀材料,使金属微粒子20蒸镀在基底层423上。此时,如第一实施方式中参照图5进行的说明所述,通过移动基材18,在基材18的一面上能够形成粗膜层19。
如此,在刚形成粗膜层19之后,如图17所示,根部的金属微粒子20形成在基底层423之上。另外,为了使说明简便,图17仅示出一个金属微粒子20,但实际在金属微粒子20上堆积有多个金属微粒子20。
由于基底层423的锌与铝容易相互溶解,因此金属微粒子20与基底层423的界面、基底层423与基材18的界面随着时间经过而被合金化。如此,将通过蒸镀而形成有粗膜层19的基材18化成。化成条件与第一实施方式相同。
该化成处理后,形成如图14那样的结构。首先,利用化成处理中的电压施加、热及时间经过,使基底层423中包含的锌原子向基材18的下方(内侧)扩散。而且,使铝原子露出到基材18的表面。此外,在该化成处理中,由于氧化从基材18的表面进行,因此首先露出在表层的铝被氧化,形成第二介电膜8B。而且与其内侧的锌合金化了的铝层也被氧化,形成第一介电膜8A。或者,也有可能的情况是,与表面的锌相比,存在于下方的铝更容易被化成(容易被氧化),氧化后的铝向锌侧(表面侧)扩散的同时形成氧化覆膜。该机理未明确,但不管怎样,形成第二介电膜8B、以及与其内侧的锌合金化了的铝层进而被氧化的第一介电膜8A。
此外,基材18的与金属微粒子20的接合界面未被氧化,因此锌向基材18的下方扩散,形成合金部422。需要说明的是,在基底层423还包含铁的情况下,铁也与锌同样从基底层423向基材18的内侧扩散。此时,锌比铁更容易与铝合金化并扩散,因此化成后的合金部422中,铁的原子浓度比锌的原子浓度高。
如上所述实施化成处理之后,也可将电极箔9J放入炉中,以300℃~500℃进行热处理。由此能够将利用阳极化成形成的介电膜8中的水分除去。
接着,说明本实施方式的效果。在未设置基底层423的情况下,在形成粗膜层19之前,有时在基材18的表面形成氧化覆膜。在该情况下,粗膜层19与基材18之间被绝缘。尤其是在氧气气氛下进行蒸镀时,基材18的表面易被氧化,氧化覆膜的厚度增加,该问题变得显著。此外,若蒸镀时基材18未充分软化,根部的金属微粒子20与基材18的密接性降低。该现象在低温环境下进行蒸镀时变得显著。如此,若粗膜层19与基材18的密接性低,则有时粗膜层19从基材18剥离。这些问题的结果,电容器的静电电容降低。
与此相对,在本实施方式中,在基材18的表面设有以比铝更难以氧化的锌为主成分的基底层423。与单独使用由铝构成的基材18的情况相比,基底层423的与氧的亲和性低。因此,表面的氧原子浓度例如也降低10atm%。其结果,能够使氧含量高的自然氧化覆膜变薄。即,在金属微粒子20与基材18的界面上难以形成氧化覆膜。因此,能够抑制粗膜层19与基材18的界面被绝缘化,能够增大电容器的静电电容。
此外,由于锌易于与铝合金化,因此在化成处理中,表层的第二介电膜8B几乎不含锌,而是由氧化铝构成。因此,能够维持氧化铝的较高的耐压特性、介电常数,电容器的漏电流特性变得良好。
此外,对于电极箔9J和未设置基底层423而形成有粗膜层19的电极箔,进行以JIS-K5600为基准的剥离试验。后者的电极箔中,基材18及金属微粒子20均由纯度99.9wt%以上的铝构成。在该剥离试验中,从结合强度相对弱的部分开始剥离。另外,在以JIS-K5600为基准的剥离试验中,利用单刃在电极箔的粗膜层上等间隔地形成贯通至基材的切痕,形成直角的格子图案(25块)。并且,在格子图案上贴合透明附着带,以接近60°的角度在0.5~1.0秒间拉开。以目视确认粗膜层19从根部剥离的格子数,求出剥离的比例。
该剥离试验的结果,在未设置基底层423而形成有粗膜层19的电极箔中,粗膜层19从根部与基材18剥离的比例约50%。与此相对,在电极箔9J中,粗膜层19从根部剥离的比例约5%。如此,通过形成由锌或锌合金构成的基底层423,金属微粒子20与基材18的密接性提高。
锌的熔点为约420℃,与铝的熔点(约660℃)相比较低。因此,基底层423的锌原子浓度越增加,蒸镀时基底层423越容易软化,与金属微粒子20的密接性提高。此外,由于锌易于与铝合金化,因此,基底层423与基材18、基底层423与金属微粒子20的界面易于金属结合。其结果,基底层423与金属微粒子20的密接性、或者基底层423与金属微粒子20的密接性提高。此外,通过减少氧原子浓度,根部的金属微粒子20易于与基底层423金属结合,能够提高基材18与金属微粒子20的密接性。其结果,能够增大电容器的静电电容。
需要说明的是,即使在未设置基底层423而形成有粗膜层19的电极箔中,通过升高基材18的温度也能够提高与粗膜层19的密接性。但是,在欲增大粗膜层19的表面积的情况下,如第一~第四实施方式,优选金属微粒子20以维持其粒子形状的状态积累。若过度加热基材18,则金属微粒子20熔化而使空隙填满、或金属微粒子20肥大化。因此,不优选过度加热基材18。另一方面,若在低温环境下进行蒸镀,则如上所述,基材18无法充分软化,基材18与粗膜层19的密接性降低。因此,如本实施方式所述,仅使基材18的表面选择性地易于软化的结构可提高与基材18的密接性,并且维持扩大的表面积,适于将电容器大容量化。
此外,基底层423中包含的锌易于与铝合金化,因此在基底层423与基材18、基底层423与金属微粒子20的界面上形成金属结合,密接性提高。而且,其结果能够降低粗膜层19的剥离,并抑制电容器6的电容的降低。
在图14的结构中,利用阳极氧化形成第一介电膜8A、第二介电膜8B。除此以外,也可利用液相法或镀敷、溶胶凝胶、溅射或蒸镀等各种手段,在基材18及粗膜层19的表面形成介电膜8。介电膜8的组成除氧化铝以外还可以是氧化钛或二氧化硅等氧化物、或者氮化钛等氮化物等。
需要说明的是,也可在将电极箔化成之前进行急速的加热处理。具体来说,以300℃~500℃将蒸镀后的电极箔急速地加热。若如此急速地加热,则锌向铝中扩散后马上被氧化。图18是进行此种热处理后的电极箔的示意剖面图。
在电极箔9K的上层形成有含有例如20atm%的锌的第三介电膜8C。需要说明的是,第三介电膜8C的主成分为氧化铝,并含有金属或者氧化物的锌。需要说明的是,在图16所示的基底层423包含铁,且对此种基材18进行急速的热处理时,第三介电膜8C也包含铁。由于如上所述难以引起锌的扩散,因此在第三介电膜8C中,锌的原子浓度比铁的原子浓度更高。
而且,若氧化进一步进行、或者进行阳极化成,则由铝构成的基材18也被氧化,在第三介电膜8C的下层形成由氧化铝构成的第四介电膜8D。即,若以锌的含有率来区别,则第三介电膜8C相当于第一介电膜8A,第四介电膜8D相当于第二介电膜8B。即,在锌的含有率的观点中,图18的结构与图14的结构相反。需要说明的是,在金属微粒子20的表面上通过上述的热处理或化成而与图14的结构同样地形成由氧化铝构成的第五介电膜8E。第三介电膜8C的膜厚例如为5~7nm。第四介电膜8D、第五介电膜8E的膜厚比第三介电膜8C更厚,例如约10nm。由铝、锌及根据情况包含铁而构成的合金部422形成在基材18的与金属微粒子20的接合界面正下方。
与图14的结构同样,在该结构中,在基材18上设置由锌或锌合金构成的基底层423,并通过蒸镀接合金属微粒子20。因此,能够抑制基材18的表面的氧化,并提高与金属微粒子20的密接性。其结果,能够增大电容器的静电电容。此外,由于第四介电膜8D中的锌或铁的原子浓度低,因此能够维持高的介电常数和耐压。
如上所述,在形成粗膜层19的金属微粒子20的露出面上形成有以氧化铝为主成分的第二介电膜8B或第五介电膜8E。另一方面,在基材18的露出面上形成有以氧化铝为主成分的第二介电膜8B及第一介电膜8A、或者第三介电膜8C及第四介电膜8D。与第二介电膜8B、第五介电膜8E大致为氧化铝不同,第二介电膜8B、第一介电膜8A的总计或第三介电膜8C、第四介电膜8D的总计含有锌成分或铁成分。因此,形成在基材18的露出面上的介电膜中的锌的原子浓度比形成在金属微粒子20的露出面上的介电膜的锌的原子浓度大。
另外,电极箔9J、9K由于具有介电膜,因此既可适用于形成参照图1~图2B说明的层叠型固体电解电容器的阳极的电极箔,也可适用于参照图6说明的卷绕型固体电解电容器的阳极箔。或者也可不形成介电膜而作为卷绕型固体电解电容器的阴极箔来使用。即,也可将图7所示的电极箔用做阴极箔。
即使是阴极箔的情况下,也可在电极箔上通过化成而形成介电膜8,但不进行化成处理而使金属面保持露出即可。图19是此种电极箔的示意剖面图。
在不如此进行化成处理的情况下,随着时间经过,在电极箔9L的表面上形成薄的自然氧化膜即第六介电膜8F。电极箔9L包括:以铝为主成分的基材18、和通过在基材18上堆积以铝为主成分的多个金属微粒子20而形成的粗膜层19。在基材18的形成有粗膜层19的面的内侧形成由铝、锌构成的合金层424,在基材18及粗膜层19的露出面上形成有第六介电膜8F。合金层424还可包含铁。即,合金层424也可由铝-铁-锌合金构成。
需要说明的是,基底层423中包含的锌或铁随着时间经过而逐渐向基材18的下方(内侧)扩散。因此,在形成粗膜层19之后,铝原子露出在基材18的表面。该铝被自然氧化而形成第六介电膜8F。另外,除了利用自然氧化形成第六介电膜8F以外,也可利用溶胶凝胶法或镀敷法等形成第六介电膜8F。
在该结构中,与图14的结构同样,若在蒸镀之前形成由锌或锌合金构成的基底层423,则能够降低表面的氧原子比率,并能够提高粗膜层19与基材18的密接性。
此外,由于锌易于与铝合金化,因此随着时间经过而形成的自然氧化覆膜(第六介电膜8F)大致以纯粹的氧化铝形成。因此,维持氧化铝较高的介电常数或耐压。
需要说明的是,也可代替锌而使用硅。即,作为基材18也可使用以铝为主成分且包含3atm%以上、10atm%以下的硅的铝-硅合金箔。此外只要至少形成粗膜层19的表面(从最表层至深度100nm左右)被合金化即可。基材18除了不可避免的杂质,仅由铝和硅构成。即,基材18的主成分为(Al+Si)时,主成分的比率为99.5atm%以上。
另外,在粗膜层19中,也可使与基材18结合的根部的金属微粒子20部分或者整体上成为铝-硅合金。根部的金属微粒子20变为铝-硅合金是由于基材18的表面的硅原子向金属微粒子20扩散并合金化的缘故。需要说明的是,仅根部的金属微粒子20被合金化,粗膜层19的中间部分或表层的金属微粒子20未被合金化。
如此,对于将铝-硅合金箔作为基材18使用的图14所示的电极箔9M,进行以JIS-K5600为基准的剥离试验,粗膜层19从根部剥离的比例降低到约5%。其理由是由于基材18与粗膜层19的根部的金属微粒子20的密接性高的缘故。
通过使基材18的表面形成为硅的原子比率为3atm%以上、10atm%以下的铝-硅合金,成为接近共晶的状态,基材18的表面的熔点降低,易于软化。
图20表示铝-硅合金的硅浓度(atm%)与熔点的关系。硅浓度为11~12atm%且铝-硅合金具有共晶点,其熔点与纯铝的熔点(约660℃)相比大幅降低。
熔点随着硅浓度从0atm%朝向共晶点而逐渐下降,但在从3atm%至共晶点的区域中,能够使熔点比纯铝降低15℃以上。另一方面,若硅的浓度超过10atm%,则基材18的硬度变高,难以延伸。
因此,从易于软化且易于延伸的观点来看,优选硅的浓度在3atm%以上、10atm%以下的范围。若使用此种组成的基材18,即使在金属微粒子20能够维持粒子形状的程度的较低温的环境下,也能够使基材18的表面充分软化。因此,能够增大基材18的表面与根部的金属微粒子20的接触面积。其结果,能够提高粗膜层19与基材18的密接性,并抑制剥离。
此外,认为基材18的硅原子向与基材18结合的根部的金属微粒子20的与基材18的界面侧扩散并合金化。因此,根部的金属微粒子20的基材18侧与表层侧的未被合金化的金属微粒子20相比熔点降低,在蒸镀时易于软化。其结果,能够使基材18与根部的金属微粒子20牢固地金属结合,能够抑制粗膜层19从基材18剥离。
需要说明的是,可使根部的金属微粒子20整体被合金化,也可进一步使其上层叠的数个金属微粒子20被合金化。但是,在上述的硅浓度及金属微粒子20的粒径、蒸镀温度条件下,几乎是仅根部的金属微粒子20被合金化。并且,仅根部的金属微粒子20的与基材18结合的界面附近被合金化。需要说明的是,对于氧化覆膜的介电常数来说,氧化铝比氧化硅高,因此更优选仅与基材18结合的界面被合金化。
需要说明的是,在电极箔9M的制造过程中,在形成粗膜层19之后,为了提高基材18与粗膜层19的密接性,有时进行热处理。对于电极箔9J来说,由于基材18的软化温度低,因此能够降低热处理温度。因此,能够维持金属微粒子20的粒子形状,并使根部的金属微粒子20与基材18牢固地金属结合。其结果,能够制作大容量且可靠性高的电极箔9M。
此外利用热处理中的热能使基材18的硅原子易于向根部的金属微粒子20侧扩散,根部的金属微粒子20被合金化。因此,能够选择性地降低根部的金属微粒子20的熔点,金属微粒子20与基材18更易金属结合。其结果,能够更有效地抑制基材18与粗膜层19的剥离。
另外,作为基材18除了使用铝-硅合金箔以外,也可仅在层叠金属微粒子20的面上形成合金层。即,在图16、图17中,可以利用硅形成基底层423,并形成介电膜、或者通过自然扩散来形成。或者也可通过离子镀或溅射等来形成合金层。认为合金层只要与根部的金属微粒子20密接即可,因此厚度为100nm左右即可。若合金层具有根部的金属微粒子20的半径~直径以上的厚度,则根部的金属微粒子20与基材18的界面被合金化,能够有效地提高密接性。
需要说明的是,本实施方式以形成如第一~第四实施方式的粗膜层为前提进行了说明,但也可应用于形成使多个金属微粒子20不规则相连、分枝的海葡萄型或者树型的粗膜层的结构。即,也可适用于日本特开2008-258404号公报中公开的电极箔,只要是形成使多个金属微粒子20连结且内部具有空隙的粗膜层即可,并不受粗膜层的内部构造的限制。
【产业上的可利用性】
本发明的电极箔对于小型大容量的电容器是有用的。
【符号说明】
6 电容器(固体电解电容器)
7、35 电容器元件
8 介电膜
8A 第一介电膜
8B 第二介电膜
8C 第三介电膜
8D 第四介电膜
8E 第五介电膜
8F 第六介电膜
9、9A、9B、9C、9D、9E、9F、9G、9H、9J、9K、9L、9M 电极箔
10 阳极部
11 抗蚀部
12 阴极部
13 固体电解质层
14 阴极层
15、36 阳极端子
16、37 阴极端子
16A 弯折部
17 外装体
18 基材
18C 中心面
19 粗膜层
19A 第一粗膜层
19B 第二粗膜层
20 金属微粒子
21A 第一柱状体
21B 第二柱状体
22 蒸镀装置
23 卷出辊
24 卷取辊
25 蒸镀舟
26 供给部
27 遮挡板
28 开口部
29 分隔板
30A 蒸镀区域
30B 蒸镀区域
31 电容器(电解电容器)
32 阳极箔
33 阴极箔
34 隔板
38 壳体
39 密封部
115、215、315 上粗膜层
115A、215A、315A 第一上粗膜层
115B、215B、315B 第二上粗膜层
116、216、316 下粗膜层
116B、216B、316B 第一下粗膜层
116A、216A、316A 第二下粗膜层
121U、221U 上柱状体
121L、221L 下柱状体
422 合金部
423 基底层
424 合金层
1121U、3121U、5121U、7121U、1221U 第一上柱状体
1121L、3121L、5121L、7121L、1221L 第一下柱状体
2121U、2221U、4121U、6121U、8121U 第二上柱状体
2121L、2221L、4121L、6121L、8121L 第二下柱状体

Claims (27)

1.一种电极箔,具备:
基材;
形成在所述基材上且内部具有空隙的粗膜层,
所述粗膜层至少具有形成在所述基材上的第一粗膜层,
所述第一粗膜层由多个第一柱状体排列构成,
多个所述第一柱状体分别形成为,在所述基材的表面堆积多个金属微粒子,并从所述基材的表面弯曲延伸,
所述基材及所述粗膜层的主成分为铝,
在所述基材的与所述金属微粒子的接合界面正下方的区域形成有至少包含铝和锌的合金部。
2.根据权利要求1所述的电极箔,其中,
所述粗膜层的每单位体积的表面积为5.0×104cm2/cm3以上。
3.根据权利要求1所述的电极箔,其中,
多个所述第一柱状体分别向相同方向弯曲。
4.根据权利要求1所述的电极箔,其中,
所述粗膜层具有形成在所述第一粗膜层上且内部具有空隙的第二粗膜层,
所述第二粗膜层由多个第二柱状体构成,
多个所述第二柱状体分别形成为,在所述第一粗膜层上堆积多个金属微粒子,并从所述第一粗膜层上弯曲延伸。
5.根据权利要求4所述的电极箔,其中,
多个所述第二柱状体分别向相同方向弯曲。
6.根据权利要求1所述的电极箔,其中,
所述基材具有第一面和所述第一面的相反侧的第二面,
所述粗膜层为形成在所述第一面上的上粗膜层,所述第一粗膜层为形成在所述基材上的第一上粗膜层,多个所述第一柱状体为多个第一上柱状体,
在所述基材的所述第二面上形成有内部具有空隙的下粗膜层,
所述下粗膜层至少具有形成在所述基材的所述第二面上的第一下粗膜层,
所述第一下粗膜层由多个第一下柱状体排列形成,
多个所述第一下柱状体分别形成为,在所述基材的所述第二面堆积多个金属微粒子,并从所述基材的所述第二面弯曲延伸,
所述第一下柱状体向与所述第一上柱状体相反的方向弯曲。
7.根据权利要求6所述的电极箔,其中,
所述上粗膜层具有形成在所述第一粗膜层上且内部具有空隙的第二上粗膜层,
所述第二上粗膜层由多个第二上柱状体形成,
多个所述第二上柱状体分别形成为,在所述第一上粗膜层上堆积多个金属微粒子,并从所述第一上粗膜层上弯曲延伸,
所述下粗膜层具有形成在所述第一下粗膜层上且内部具有空隙的第二下粗膜层,
所述第二下粗膜层由多个第二下柱状体形成,
多个所述第二下柱状体分别形成为,在所述第一下粗膜层上堆积多个金属微粒子,并从所述第一下粗膜层上弯曲延伸,
所述第二下柱状体向与所述第二上柱状体相反的方向弯曲。
8.根据权利要求6所述的电极箔,其中,
所述上粗膜层、所述下粗膜层的每单位体积的表面积为5.0×104cm2/cm3以上。
9.根据权利要求1所述的电极箔,其中,
所述基材具有第一面和所述第一面的相反侧的第二面,并将定义为所述第一面与所述第二面之间的中央位置的面作为中心面,
所述粗膜层为形成在所述第一面上的上粗膜层,多个所述第一柱状体为多个第一上柱状体,
在所述基材的所述第二面形成有内部具有空隙的下粗膜层,
所述下粗膜层至少具有形成在所述基材的所述第二面上的第一下粗膜层,
所述第一下粗膜层由多个第一下柱状体排列形成,
多个所述第一下柱状体分别形成为,在所述基材的所述第二面堆积多个金属微粒子,并从所述基材的所述第二面弯曲延伸,
所述第一下柱状体与所述第一上柱状体相对于所述基材的所述中心面以面对称的方式弯曲。
10.根据权利要求9所述的电极箔,其中,
所述上粗膜层具有形成在所述第一上粗膜层上且内部具有空隙的第二上粗膜层,
所述第二上粗膜层由多个第二上柱状体形成,
多个所述第二上柱状体分别形成为,在所述第一上粗膜层上堆积多个金属微粒子,向与所述第一上柱状体相同的方向弯曲并从所述第一上粗膜层上延伸,
所述下粗膜层具有形成在所述第一下粗膜层上且内部具有空隙的第二下粗膜层,
所述第二下粗膜层由多个第二下柱状体形成,
多个所述第二下柱状体分别形成为,在所述第一下粗膜层上堆积多个金属微粒子,向与所述第一下柱状体相同的方向弯曲并从所述第一下粗膜层上延伸。
11.根据权利要求9所述的电极箔,其中,
所述上粗膜层、所述下粗膜层的每单位体积的表面积为5.0×104cm2/cm3以上。
12.根据权利要求1所述的电极箔,其中,
在所述基材及所述金属微粒子的露出面形成有以氧化铝为主成分的介电膜,
形成于所述基材的露出面上的所述介电膜中的锌的原子浓度比形成于所述金属微粒子的露出面上的所述介电膜的锌的原子浓度大。
13.根据权利要求1所述的电极箔,其中,
在所述基材的形成有所述粗膜层的面的内侧形成有至少包含铝及锌的合金层。
14.根据权利要求13所述的电极箔,其中,
在所述基材及所述粗膜层的露出面形成有介电膜。
15.根据权利要求1所述的电极箔,其中,
所述基材的至少形成有所述粗膜层的表面由包含3atm%以上且10atm%以下的硅的铝-硅合金构成。
16.根据权利要求15所述的电极箔,其中,
位于所述粗膜层的根部的所述金属微粒子的与所述基材的界面为铝-硅合金。
17.一种电极箔,具备:
基材,其具有第一面和所述第一面的相反侧的第二面;
上粗膜层,其形成在所述基材的所述第一面且内部具有空隙;
下粗膜层,其形成在所述基材的所述第二面且内部具有空隙,
所述上粗膜层至少具有形成在所述基材上的第一上粗膜层,
所述下粗膜层至少具有形成在所述基材上的第一下粗膜层,
所述第一上粗膜层由多个第一上柱状体排列构成,
多个所述第一上柱状体分别形成为,在所述基材的所述第一面上堆积多个金属微粒子,并从所述基材向第一斜方向延伸,
所述第一下粗膜层由多个第一下柱状体排列构成,
多个所述第一下柱状体分别形成为,在所述基材的所述第二面上堆积多个金属微粒子,并从所述基材向与所述第一斜方向相反朝向的第二斜方向延伸,
所述基材及所述上粗膜层、所述下粗膜层的主成分为铝,
在所述基材的与所述金属微粒子的接合界面正下方的区域形成有至少包含铝和锌的合金部。
18.根据权利要求17所述的电极箔,其中,
所述上粗膜层具有形成在所述第一粗膜层上且内部具有空隙的第二上粗膜层,
所述第二上粗膜层由多个第二上柱状体形成,
多个所述第二上柱状体分别形成为,在所述第一上粗膜层上堆积多个金属微粒子,并从所述第一上粗膜层上向第三斜方向延伸,
所述下粗膜层具有形成在所述第一下粗膜层上且内部具有空隙的第二下粗膜层,
所述第二下粗膜层由多个第二下柱状体形成,
多个所述第二下柱状体分别形成为,在所述第一下粗膜层上堆积多个金属微粒子,并从所述第一下粗膜层上向与所述第三斜方向相反朝向的第四斜方向延伸。
19.根据权利要求17所述的电极箔,其中,
所述上粗膜层、所述下粗膜层的每单位体积的表面积为5.0×104cm2/cm3以上。
20.一种电容器,具备:
电容器元件,其具有表面形成有介电膜的阳极箔、形成在所述阳极箔的所述介电膜上的固体电解质层、形成在所述固体电解质层上的阴极层;
外装体,其覆盖所述电容器元件,
所述阳极箔具备:
基材;
形成在所述基材上且内部具有空隙的粗膜层,
所述粗膜层至少具有形成在所述基材上的第一粗膜层,
所述第一粗膜层由多个第一柱状体排列构成,
多个所述第一柱状体分别形成为,在所述基材的表面堆积多个金属微粒子,并从所述基材的表面弯曲延伸,
所述介电膜形成在所述粗膜层上,
所述基材及所述粗膜层的主成分为铝,
在所述基材的与所述金属微粒子的接合界面正下方的区域形成有至少包含铝和锌的合金部。
21.根据权利要求20所述的电容器,其中,
所述基材的至少形成有所述粗膜层的表面由包含3atm%以上10atm%以下的硅的铝-硅合金构成。
22.一种电容器,具备:
电容器元件,其具有在表面形成有介电膜的阳极箔、阴极箔、设置在所述阳极箔与所述阴极箔之间的隔板;
阴极材料,其浸渗于所述电容器元件;
壳体,其收容所述电容器元件;
密封部,密封所述壳体,
所述阳极箔及阴极箔的至少任一方具有:
基材;
形成在所述基材上且内部具有空隙的粗膜层,
所述粗膜层至少具有形成在所述基材上的第一粗膜层,所述第一粗膜层由多个第一柱状体排列构成,多个所述第一柱状体分别形成为,在所述基材的表面堆积多个金属微粒子,并从所述基材的表面弯曲延伸,
在所述阳极箔具有所述粗膜层的情况下,所述介电膜形成在所述粗膜层上,
所述基材及所述粗膜层的主成分为铝,
在所述基材的与所述金属微粒子的接合界面正下方的区域形成有至少包含铝和锌的合金部。
23.根据权利要求22所述的电容器,其中,
所述电容器元件通过将所述阳极箔、所述隔板和所述阴极箔卷绕或弯折而构成,
在形成有所述粗膜层的所述阳极箔及阴极箔的至少任一方,
所述基材具有第一面和所述第一面的相反侧的第二面,
所述粗膜层是形成在所述第一面上的上粗膜层,多个所述第一柱状体是多个第一上柱状体,
在所述基材的所述第二面形成有内部具有空隙的下粗膜层,
所述下粗膜层至少具有形成在所述基材的所述第二面上的第一下粗膜层,
所述第一下粗膜层由多个第一下柱状体排列形成,
多个所述第一下柱状体分别形成为,在所述基材的所述第二面堆积多个金属微粒子,并从所述基材的所述第二面弯曲延伸,
所述第一下柱状体向与所述第一上柱状体相反的方向弯曲,
在所述阳极箔具有所述上粗膜层和所述下粗膜层的情况下,所述介电膜分别形成在所述上粗膜层与所述下粗膜层上。
24.根据权利要求22所述的电容器,其中,
所述电容器元件通过将所述阳极箔、所述隔板和所述阴极箔卷绕或弯折而构成,
在形成有所述粗膜层的所述阳极箔及阴极箔的至少任一方,
所述基材具有第一面和所述第一面的相反侧的第二面,并将定义为所述第一面和所述第二面之间的中央位置的面作为中心面,
所述粗膜层为形成在所述第一面上的上粗膜层,多个所述第一柱状体为多个第一上柱状体,
在所述基材的所述第二面形成有内部具有空隙的下粗膜层,
所述下粗膜层至少具有形成在所述基材的所述第二面上的第一下粗膜层,
所述第一下粗膜层由多个第一下柱状体排列形成,
多个所述第一下柱状体分别形成为,在所述基材的所述第二面堆积多个金属微粒子,并从所述基材的所述第二面弯曲延伸,
所述第一下柱状体与所述第一上柱状体相对于所述基材的所述中心面以面对称的方式弯曲,
在形成有所述第一上柱状体及所述第一下柱状体的点处,所述电极箔的卷绕方向或弯折方向与所述第一上柱状体及所述第一下柱状体延伸的方向为相同方向,
在所述阳极箔具有所述上粗膜层和所述下粗膜层时,所述介电膜分别形成在所述上粗膜层和所述下粗膜层上。
25.根据权利要求22所述的电容器,其中,
所述阴极箔具有所述粗膜层,
所述基材的形成有所述粗膜层的面的内侧形成有至少包含铝及锌的合金层。
26.根据权利要求22所述的电容器,其中,
所述基材的至少形成有所述粗膜层的表面由包含3atm%以上10atm%以下的硅的铝-硅合金构成。
27.一种电容器,具备:
电容器元件,其具有表面形成有介电膜的阳极箔、阴极箔、设置在所述阳极箔与所述阴极箔之间的隔板,并通过将所述阳极箔、所述隔板和所述阴极箔卷绕或弯折而构成;
阴极材料,其浸渗于所述电容器元件;
壳体,其收容所述电容器元件;
密封部,其密封所述壳体,
所述阳极箔及阴极箔的至少任一方具有:
基材,其具有第一面和所述第一面的相反侧的第二面;
上粗膜层,其形成在所述基材的所述第一面且内部具有空隙;
下粗膜层,其形成在所述基材的所述第二面且内部具有空隙,
所述上粗膜层至少具有形成在所述基材上的第一上粗膜层,所述第一上粗膜层由多个第一上柱状体排列构成,多个所述第一上柱状体分别形成为,在所述基材的所述第一面上堆积多个金属微粒子,并从所述基材向第一斜方向延伸,
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在所述阳极箔具有所述上粗膜层和所述下粗膜层的情况下,所述介电膜分别形成在所述上粗膜层和所述下粗膜层上,
所述基材及所述上粗膜层、所述下粗膜层的主成分为铝,
在所述基材的与所述金属微粒子的接合界面正下方的区域形成有至少包含铝和锌的合金部。
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