CN106463263B - 电解电容器的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的电解电容器的制造方法的特征在于,包括:准备具备具有电介质层的阳极体和间隔件的电容器元件的第1工序;使包含第1溶剂和导电性高分子的粒子的第1处理液含浸于所述电容器元件的第2工序;使包含第2溶剂的第2处理液含浸于含浸有所述第1处理液的所述电容器元件的第3工序,所述间隔件包含纤维素纤维,在所述第3工序中,在所述电容器元件包含所述第1溶剂的状态下,使所述第2处理液含浸于该电容器元件。

Description

电解电容器的制造方法

技术领域

本发明涉及电解电容器的制造方法,具体涉及具有低ESR特性的电解电容器的制造方法。

背景技术

伴随电子设备的数字化,对于其中使用的电容器也正在寻求小型、大容量且高频区域内的等价串联电阻(ESR)小的电容器。

以往,作为高频区域用的电容器,多使用塑料膜电容器、层叠陶瓷电容器等,这些容量较小。

作为小型、大容量且低ESR的电容器,将聚吡咯、聚噻吩、聚呋喃、聚苯胺等导电性高分子用作阴极材料的电解电容器是有前景的。例如,提出了在形成有电介质层的阳极箔(阳极体)上设置有导电性高分子层作为阴极材料的电解电容器。

专利文献1中提出了如下方法:使导电性高分子的分散体含浸于具备间隔件的元件中而形成导电性固体层,然后使电解液含浸,从而得到具备导电性固体层和电解液的电解电容器。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2008-010657号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是,近年来要求ESR进一步降低。特别是在使用包含纤维素纤维的间隔件的情况下,导电性高分子的粒子难以到达阳极体的表面,因此不能用导电性高分子充分覆盖电介质层,ESR容易变高。

用于解决问题的手段

本发明涉及一种电解电容器的制造方法,其包括:准备具备具有电介质层的阳极体和间隔件的电容器元件的第1工序;使包含第1溶剂和导电性高分子的粒子的第1处理液含浸于所述电容器元件的第2工序;使包含第2溶剂的第2处理液含浸于含浸有所述第1处理液的所述电容器元件的第3工序,所述间隔件包含纤维素纤维,在所述第3工序中,在所述电容器元件包含所述第1溶剂的状态下,使所述第2处理液含浸于该电容器元件。

发明效果

根据本发明,可以得到ESR和漏电流降低的电解电容器。

附图说明

图1为本发明的一个实施方式涉及的电解电容器的截面示意图。

图2为用于说明该实施方式涉及的电容器元件的构成的示意图。

具体实施方式

《电解电容器》

图1为本实施方式涉及的电解电容器的截面示意图,图2为将该电解电容器具备的电容器元件的一部分展开的示意图。

电解电容器具备:电容器元件10、容纳电容器元件10的有底壳体11、堵住有底壳体11的开口的密封部件12、覆盖密封部件12的座板13、由密封部件12导出并贯通座板13的引线14A、14B、和将各引线与电容器元件10的各电极连接的引线接头15A、15B。有底壳体11的开口端附近被向内侧缩颈加工,开口端按照铆接密封部件12的方式被卷曲加工。

电容器元件10具备具有电介质层的阳极体和间隔件。例如,如图2 所示,电容器元件10可以具备与阳极体21连接的引线接头15A、和与阴极体22连接的引线接头15B。该情况下,阳极体21与阴极体22隔着间隔件23被卷绕。电容器元件10的最外周被卷绕固定带24固定。需要说明的是,图2示出将电容器元件10的最外周固定前的、一部分展开的状态。

阳极体21具备按照表面具有凹凸的方式粗面化后的金属箔,在具有凹凸的金属箔上形成有电介质层。在电介质层的表面的至少一部分,附着导电性高分子,而形成导电性高分子层。导电性高分子层可以被覆阴极体 22的表面和/或间隔件23的表面的至少一部分。需要说明的是,形成有导电性高分子层的电容器元件10可以与电解液一起容纳于由有底壳体11、密封部件12等构成的外装壳体中。

《电解电容器的制造方法》

以下,对于本实施方式涉及的电解电容器的制造方法的一个例子,按照每个工序进行说明。

(i)准备电容器元件的工序(第1工序)

首先,准备作为阳极体21的原料的金属箔。金属的种类没有特别限定,但从容易形成电介质层的方面出发,优选使用铝、钽、铌等阀作用金属或包含阀作用金属的合金。

接着,使金属箔的表面粗面化。通过粗面化,在金属箔的表面形成多个凹凸。粗面化优选通过对金属箔进行蚀刻处理来进行。蚀刻处理也可以通过例如直流电解法或交流电解法等来进行。

接着,在粗面化后的金属箔的表面形成电介质层。电介质层的形成方法没有特别限定,可以通过对金属箔进行化成处理而形成。作为化成处理,例如可以将金属箔浸渍于己二酸铵溶液等化成液中,并施加电压。

通常从批量生产性的观点出发,对于大尺寸的阀作用金属等的箔(金属箔),进行粗面化处理和化成处理。该情况下,通过将处理后的箔裁断成所期望的尺寸,从而准备阳极体21。

进一步,准备阴极体22。

阴极体22也可以与阳极体同样使用金属箔。金属的种类没有特别限定,但优选使用铝、钽、铌等阀作用金属或包含阀作用金属的合金。可以根据需要使阴极体22的表面粗面化。另外,阴极体22的表面可以设置有化成皮膜,也可以设置有与构成阴极体的金属不同的金属(异种金属)、非金属的被膜。作为异种金属、非金属,可列举例如钛之类的金属、碳之类的非金属等。

接着,使用阳极体21和阴极体22制作电容器元件10。

首先,将阳极体21与阴极体22隔着间隔件23进行卷绕。此时,通过将与各电极连接的引线接头15A、15B卷入的同时进行卷绕,如图2所示,可以使引线接头15A、15B由电容器元件10直立。

间隔件23包含纤维素纤维。纤维素纤维是指以纤维素为主成分的纤维的总称,除了由马尼拉麻、细茎针草(esparto)、大麻(Hemp)、牛皮纸浆、竹子等天然材料得到的天然纤维以外,还包括使这些天然材料暂时溶解并纺丝而得到的人造丝等再生纤维、和对天然材料加以化学处理而得到的乙酸酯等半合成纤维。间隔件23可以包含纤维素纤维以外的纤维,例如聚对苯二甲酸乙二醇酯、维纶、聚酰胺纤维(尼龙等脂肪族聚酰胺纤维和芳酰胺等芳香族聚酰胺纤维)等。纤维素纤维优选占间隔件中包含的纤维中的50质量%以上。另外,纤维素纤维优选未进行原纤化(分纤化)。这是因为导电性高分子的粒子的移动变得更加容易,导电性高分子的粒子容易到达电介质层。

间隔件23的透气度优选为1~150s/100ml,更优选为1~60s/100ml。间隔件的透气度若为该范围,则导电性高分子的粒子的移动变得更加容易,导电性高分子的粒子容易到达电介质层。透气度使用葛尔莱式的透气度试验机基于JIS P8117进行测定。间隔件23的厚度优选为10~100μm。厚度若为该范围,则抑制电解电容器的短路的效果进一步提高。

引线接头15A、15B的材料没有特别限定,为导电性材料即可。引线接头15A、15B的表面可以被化成处理。另外,引线接头15A、15B与封口体12接触的部分、与引线14A、14B的连接部分可以被树脂材料覆盖。

对于分别连接于引线接头15A、15B的引线14A、14B的材料,也没有特别限定,为导电性材料即可。

接着,在被卷绕的阳极体21、阴极体22和间隔件23之中位于最外层的阴极体22的外侧表面配置卷绕固定带24,用卷绕固定带24固定阴极体22的端部。需要说明的是,通过将阳极体21裁断成大尺寸的金属箔来准备的情况下,为了在阳极体21的裁截面设置电介质层,可以对电容器元件10进一步进行化成处理。

(ii)使第1处理液含浸于电容器元件的工序(第2工序)

接着,使第1处理液含浸于电容器元件10。

使第1处理液含浸于电容器元件10的方法没有特别限定。可以采用例如:在容器中容纳的第1处理液中浸渍电容器元件10的方法;将第1 处理液滴加至电容器元件10的方法等。含浸时间与电容器元件10的尺寸也有关,例如为1秒钟~5小时、优选为1分钟~30分钟。另外,含浸可以在减压下,例如10kPa~100kPa、优选40kPa~100kPa的气氛下进行。另外,可以一边使第1处理液含浸于电容器元件10,一边对电容器元件 10或第1处理液赋予超声波振动。通过该工序,对电容器元件10赋予第 1处理液。

作为导电性高分子,可以举出聚吡咯、聚噻吩、聚呋喃、聚苯胺、聚乙炔、聚苯撑、聚苯撑乙烯、多并苯、聚噻吩乙烯等。这些可以单独使用,也可以组合使用2种以上,还可以是2种以上单体的共聚物。

需要说明的是,本说明书中,聚吡咯、聚噻吩、聚呋喃、聚苯胺等分别表示以聚吡咯、聚噻吩、聚呋喃、聚苯胺等为基本骨架的高分子。因此,在聚吡咯、聚噻吩、聚呋喃、聚苯胺等中,也可以包括各自的衍生物。例如,在聚噻吩中,包括聚(3,4-乙烯二氧噻吩)等。

第1处理液中包含的导电性高分子以粒子的状态分散于包含第1溶剂的分散溶剂中。第1处理液可以通过例如如下方法得到:使导电性高分子的粒子分散于包含第1溶剂的分散溶剂中的方法;在包含第1溶剂的分散溶剂中使导电性高分子的前体单体聚合,使包含第1溶剂的分散溶剂中生成导电性高分子的粒子的方法等。

导电性高分子可以包含掺杂剂。作为掺杂剂,可以使用聚阴离子。作为聚阴离子的具体例,可以举出聚乙烯基磺酸、聚苯乙烯磺酸、聚烯丙基磺酸、聚丙烯磺酸、聚甲基丙烯磺酸、聚(2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸)、聚异戊二烯磺酸、聚丙烯酸等的阴离子。其中,优选来自聚苯乙烯磺酸的聚阴离子。这些可以单独使用,也可以组合使用2种以上。另外,这些可以为单独一种单体的聚合物,也可以为2种以上单体的共聚物。

聚阴离子的重均分子量没有特别限定,例如为1000~1000000。包含这样的聚阴离子的导电性高分子容易在包含第1溶剂的分散溶剂中均质地分散,容易均匀地附着于电介质层的表面。

导电性高分子的粒子通过基于动态光散射法的粒径测定装置而测定的体积粒度分布中的中值粒径(以下,仅称为基于动态光散射法的中值粒径)优选为80nm以上。导电性高分子的粒径可以通过聚合条件、分散条件等来调整。本发明中,由此,即使在粒径大、且间隔件包含纤维素的情况下,导电性高分子的粒子也能到达阳极体21的表面。其理由在后面叙述。

第1处理液中的导电性高分子(包含掺杂剂或聚阴离子)浓度优选为 0.5~10质量%。这样的浓度的第1处理液适合赋予适量的导电性高分子,并且相对于电容器元件10容易含浸,因此在提高生产率上也是有利的。

第1处理液的分散溶剂至少包含第1溶剂即可,也可以包含除第1 溶剂以外的溶剂。第1溶剂例如可以占第1处理液的分散溶剂的30质量%以上、优选50质量%以上、更优选70质量%以上。

第1溶剂没有特别限定,可以为水,也可以为非水溶剂。需要说明的是,非水溶剂是指除了水和包含水的液体以外的液体的总称,包括有机溶剂、离子性液体。其中,第1溶剂优选为极性溶剂。极性溶剂可以为质子性溶剂,也可以为非质子性溶剂。

作为质子性溶剂,可以举出例如:甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、乙二醇 (EG)、丙二醇、聚乙二醇(PEG)、二乙二醇单丁醚、甘油、1-丙醇、丁醇、聚甘油等醇类、甲醛和水等。作为非质子性溶剂,可以举出例如:N -甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮等酰胺类、乙酸甲酯等酯类、甲乙酮、γ-丁内酯(γBL)等酮类、1,4-二氧六环等醚类、二甲亚砜、环丁砜等含硫化合物、碳酸丙烯酯等碳酸酯化合物等。

其中,第1溶剂优选为质子性溶剂。这是因为间隔件23中包含的纤维素纤维具有大量OH基,与质子性溶剂的溶合性良好。第1溶剂特别优选为水。该情况下,操作性、导电性高分子的粒子的分散性提高。另外,由于水为低粘度,可以期待在作为后工序的第3工序中,导电性高分子的粒子与第2溶剂的接触性提高。第1溶剂为水的情况下,水优选占第1 处理液的分散溶剂的50质量%以上,进一步优选占70质量%以上,特别优选占90质量%以上。

第1处理液中包含的分散溶剂可以包含种类不同的多种第1溶剂,也可以与第1溶剂一起包含与第1溶剂不同的溶剂。

(iii)使第2处理液含浸于电容器元件的工序(第3工序)

接着,使第2处理液含浸于赋予了第1处理液的电容器元件10,对电容器元件10赋予包含第2溶剂的第2处理液。

第2处理液向电容器元件10的含浸在电容器元件10至少包含第1溶剂的一部分的状态下进行。由此,导电性高分子的粒子容易到达电容器元件内部的电介质层的表面,对电解电容器的ESR和漏电流的降低有利。

导电性高分子的粒子若接触包含纤维素纤维的间隔件,则容易当场被间隔件捕获。因此,只是使第1处理液含浸于电容器元件10的话,有导电性高分子的粒子的一部分不能到达电容器元件内部的电介质层的表面的倾向。若在该状态下进行干燥处理而将包含第1溶剂的分散溶剂除去,则导电性高分子的粒子的一部分容易在被间隔件23捕获的地方(例如间隔件的表面)固化。未到达电介质层而固化的导电性高分子的粒子难以发挥作为实质性的阴极材料的功能,其结果是,不能得到充分的静电电容,另外,ESR和漏电流容易变大。

本发明中,使第1处理液含浸于电容器元件10后,在电容器元件10 包含第1溶剂的状态下,含浸第2处理液。也就是说,在含浸第2处理液的阶段,导电性高分子完全没有固化,导电性高分子的粒子以能够由被间隔件23捕获的地方移动的状态存在。之后,凭借第2处理液中包含的第 2溶剂,导电性高分子的粒子移动,被推入间隔件23的空隙的内部,能够到达电容器元件内部的电介质层的表面。

特别是在间隔件的透气度为1~150s/100ml、进一步为1~60s/100ml 的情况下;导电性高分子的粒子的基于动态光散射法的中值粒径为80nm 以上、进一步为120nm以上的情况下,上述效果变得更显著。若导电性高分子的粒子小,则有可能引起电介质层的绝缘破坏。因此,通过使用粒径大的导电性高分子的粒子,容易进一步降低ESR和短路率。

优选在电容器元件10包含赋予到电容器元件10的第1溶剂中的30 质量%以上(赋予到电容器元件10的第1溶剂的30质量%以上残留于电容器元件10)状态下,进行第2处理液的含浸。

若电容器元件10中的第1溶剂的残留量为30质量%以上,则导电性高分子完全没有固化,导电性高分子的粒子的移动变得更容易。残留量更优选为50质量%以上,进一步优选为60质量%以上。需要说明的是,在对电容器元件10赋予第2处理液之前,可以对电容器元件10进行加热干燥、减压干燥等干燥处理,将第1溶剂的一部分除去。

在电容器元件10中含浸、赋予第2处理液的方法没有特别限定。例如,可以举出将电容器元件10浸渍于第2处理液中的方法、将第2处理液滴加于电容器元件10的方法、对电容器元件10涂布第2处理液的方法等。

第2处理液至少包含第2溶剂即可。第2溶剂相对于第2处理液中包含的全部溶剂优选占30质量%以上、进一步优选占50质量%以上、特别优选占70质量%以上。第2溶剂没有特别限定,可以与第1溶剂相同也可以不同。例如,作为第2溶剂,可列举与作为第1溶剂例示的溶剂相同的溶剂。即,可以为水,也可以为非水溶剂。其中,第2溶剂优选为极性溶剂。作为极性溶剂,可以为质子性溶剂,电可以为非质子性溶剂。例如,第1溶剂为质子性溶剂的情况下,优选使用质子性溶剂作为第2溶剂。这是因为第1溶剂与第2溶剂的溶合性良好。另外,第2溶剂优选为比第1 溶剂的沸点高的溶剂。

第2处理液可以包含多种第2溶剂,还可以进一步包含与第2溶剂不同的溶剂。与第2溶剂不同的溶剂可以同样例示例如作为第1溶剂例示的所述溶剂。这些溶剂可以包含1种或组合包含2种以上。另外,第2处理液可以包含溶质。作为溶质,可以举出例如:羧酸、磺酸、磷酸、硼酸等酸或其盐等。

第2处理液以相对于赋予到电容器元件10的导电性高分子100质量份为200~1000质量份的量赋予到电容器元件10中。这是因为导电性高分子的粒子更容易到达电介质层。

可以将对电介质层的表面赋予第1处理液的工序(第2工序)、赋予第 2处理液的工序(第3工序)、根据需要进行的第4工序(参照后述)这些作为一连串的工序反复2次以上。通过多次进行该一连串的工序,能够提高导电性高分子的粒子对于电介质层的被覆率。另外,也可以反复进行每个工序。例如,可以在多次进行第2工序后,进行第3工序(进一步第4工序)。

(iv)将溶剂的至少一部分除去的工序(第4工序)

在第3工序之后,从导电性高分子的粒子的附着性的观点出发,可以将电解电容器中包含的第1溶剂和/或第2溶剂的至少一部分除去。将第 1溶剂和/或第2溶剂除去的量没有特别限定。特别是在第1溶剂为水的情况下,作为水的第1溶剂优选被基本全部除去。通过加热使第1溶剂蒸发的情况下,加热温度可以为高于第1溶剂的沸点的温度,例如优选50~300℃、特别优选100~200℃。

通过以上,在阳极体21与阴极体22之间,形成按照覆盖电介质层的表面的至少一部分的方式附着的导电性高分子层。此时,导电性高分子层不仅覆盖电介质层的表面的至少一部分,还可以覆盖阴极体22的表面和/ 或间隔件23的表面的至少一部分。在电介质层的表面形成的导电性高分子层作为实际上的阴极材料发挥功能。

(v)使电解液含浸于形成有导电性高分子层的电容器元件的工序(第5 工序)

另外,经过上述工序之后,可以使电解液含浸于形成有导电性高分子层的电容器元件。由此,电介质层的修复功能提高,能够进一步提高ESR 的降低效果。

电解液可以为非水溶剂,也可以为非水溶剂与溶解于其中的离子性物质(溶质、例如有机盐)的混合物。非水溶剂可以为有机溶剂,也可以为离子性液体。作为非水溶剂,优选高沸点溶剂。例如,可以使用乙二醇、丙二醇、聚乙二醇(PEG)等多元醇类、环丁砜(SL)等环状砜类、γ-丁内酯(γ BL)等内酯类、N-甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮等酰胺类、乙酸甲酯等酯类、1,4-二氧六环等醚类、甲乙酮等酮类、甲醛等。

有机盐是指阴离子和阳离子的至少一者包含有机物的盐。作为有机盐,例如,可以使用马来酸三甲胺、硼二水杨酸三乙胺(borodisalicylic acid triethylamine)、邻苯二甲酸乙基二甲胺、邻苯二甲酸单1,2,3,4-四甲基咪唑啉鎓、邻苯二甲酸单1,3-二甲基-2-乙基咪唑啉鎓等。

使电解液含浸于电容器元件的方法没有特别限定。例如,可以采用在容器中容纳的电解液中浸渍电容器元件的方法;将电解液滴加于电容器元件的方法等。含浸可以在减压下,例如10kPa~100kPa、优选为 40kPa~100kPa的气氛下进行。

(vi)将形成有导电性高分子层的电容器元件密封的工序

接着,将形成有导电性高分子层的电容器元件密封。具体来说,首先,按照引线14A、14B位于有底壳体11的开口的上面的方式,将形成有导电性高分子层的电容器元件容纳于有底壳体11。作为有底壳体11的材料,可以使用铝、不锈钢、铜、铁、黄铜等金属或这些的合金。

接着,将按照引线14A、14B贯通的方式形成的密封部件12配置于形成有导电性高分子层的电容器元件的上方,将该电容器元件密封于有底壳体11内。密封部件12为绝缘性物质即可。作为绝缘性物质优选弹性体,其中优选耐热性高的硅橡胶、氟橡胶、乙烯丙烯橡胶、海波隆橡胶、丁基橡胶、异戊二烯橡胶等。

接着,在有底壳体11的开口端附近,施加横缩颈加工,将开口端铆接于密封部件12而进行卷曲加工。最后,通过在卷曲部分配置座板13,从而完成密封。之后,可以一边施加额定电压,一边进行陈化处理。

上述的实施方式中,对于卷绕型的电解电容器进行了说明,但本发明的适用范围不限于上述,在其它电解电容器、例如使用金属的烧结体作为阳极体的芯片型的电解电容器、将金属板用作阳极体的层叠型的电解电容器中也可以应用。

[实施例]

以下,基于实施例更详细地说明本发明,但本发明不限于以下实施例。

《实施例1》

本实施例中,制作额定电压35V、额定静电电容47μF的卷绕型的电解电容器(Φ6.3mm×L(长度)5.8mm)。以下,对电解电容器的具体制造方法进行说明。

(准备阳极体的工序)

对厚度100μm的铝箔进行蚀刻处理,使铝箔的表面粗面化。之后,通过化成处理在铝箔的表面形成电介质层。化成处理通过在己二酸铵溶液中浸渍铝箔,并对其施加60V的电压来进行。

(准备阴极体的工序)

对厚度50μm的铝箔进行蚀刻处理,使铝箔的表面粗面化。

(准备间隔件的工序)

作为间隔件,使用包含以木材纸浆为原料的纤维素无纺布的、厚度 50μm、透气度10s/100ml的纤维素间隔件。

(电容器元件的制作)

将阳极引线接头和阴极引线接头连接于阳极体和阴极体,将阳极体和阴极体一边卷入引线接头一边隔着间隔件进行卷绕,得到电容器元件。在由电容器元件突出的各引线接头的端部,分别连接阳极引线和阴极引线。然后,对于制作的电容器元件再次进行化成处理,在阳极体的被切断的端部形成电介质层。接着,用卷绕固定带将电容器元件的外侧表面的端部固定。

(第1处理液的含浸)

制备将3,4-乙烯二氧噻吩和作为掺杂剂的聚苯乙烯磺酸溶解于离子交换水(第1溶剂)的混合溶液。一边对所得到的混合溶液进行搅拌,一边添加溶解于离子交换水的硫酸铁和过硫酸钠,进行聚合反应。反应后,对所得到的反应液进行透析,除去未反应单体和过剩的氧化剂,得到包含含有掺杂有约5质量%的聚苯乙烯磺酸的聚乙撑二氧噻吩的分散液的第1处理液。导电性高分子的粒子通过基于动态光散射法的粒径测定装置 (Malvern公司制、Zetasizer Nano ZS)测定的体积粒度分布中的中值粒径为 181nm。

接着,使所得到的第1处理液含浸于所述电容器元件中5分钟。

(第2处理液的含浸)

作为第2溶剂分别准备PEG、γBL和EG,按照PEG∶γBL∶EG =50∶25∶25(质量比)进行混合,制备第2处理液。使所得到的第2处理液含浸于第1处理液残留的电容器元件中。此时,第1处理液被赋予的几乎全部量残留。另外,相对于赋予到电容器元件中的导电性高分子100 质量份,按照500~700质量份左右赋予第2处理液。接着,将含浸有第 2处理液的电容器元件在150℃干燥30分钟,在电容器元件中形成导电性高分子层。

(电解液的含浸)

在形成有导电性高分子层的电容器元件中,含浸以PEG∶γBL∶SL∶邻苯二甲酸胺盐(溶质)=25∶25∶25∶25(质量比)混合的电解液。

(将电容器元件密封的工序)

将含浸有电解液的电容器元件容纳、密封于图1所示那样的外装壳体中,制作电解电容器。

对于所得到的电解电容器,测定静电电容、ESR和漏电流(LC),算出短路率。将结果示于表1。需要说明的是,短路率是在300个试料之中发生短路的试料的比例,其它特性以发生短路的试料以外的试料的平均值的形式求出。

《实施例2》

对电容器元件含浸第1处理液后,在60℃的干燥炉内干燥10分钟,除此以外,与实施例1同样地制作电解电容器,进行评价。将结果示于表 1。干燥处理后的第1溶剂的残留量为赋予的第1溶剂中的51质量%。

《实施例3》

将第1处理液中包含的导电性高分子的粒子的体积粒度分布中的中值粒径设为80nm,除此以外,与实施例1同样地制作电解电容器,进行评价。将结果示于表1。

《实施例4》

将第1处理液中包含的导电性高分子的粒子的体积粒度分布中的中值粒径设为53nm,除此以外,与实施例1同样地制作电解电容器,进行评价。将结果示于表1。

《比较例1》

作为间隔件,使用包含聚酯无纺布的、厚度50μm、透气度0.9s/100ml 的合成纤维间隔件,除此以外,与实施例1同样地制作电解电容器,进行评价。将结果示于表1。

《比较例2》

除了未在电容器元件中含浸第2处理液以外,与实施例1同样地制作电解电容器,进行评价。将结果示于表1。

[表1]

静电电容(uF) ESR(mΩ) LC(uA) 短路率(%) 实施例1 41.9 25.1 0.52 0 实施例2 40.1 26.5 2.29 2.1 实施例3 41.2 24.3 0.89 0 实施例4 42.0 24.1 3.11 1.9 比较例1 41.8 23.8 5.21 14 比较例2 27.5 64.3 12.21 42

实施例1~4中,漏电流(LC)和短路率非常小。认为这是因为,导电性高分子的粒子到达电介质层的表面,在电介质层的表面形成了导电性高分子层。特别是使用了体积粒度分布中的中值粒径为80nm以上的导电性高分子的粒子的实施例1~3中,漏电流(LC)和短路率小。

比较例1中,得到了充分的静电电容,但由于使用透气度非常高的(孔粗的)间隔件,因而漏电流(LC)和短路率大。比较例1使用合成纤维作为间隔件的素材。从这点出发,可以说本实施方式在使用包含纤维素的间隔件的情况下,尤其发挥出效果。比较例2中,静电电容小,ESR、LC和短路率大。认为这是因为,导电性高分子的粒子不能到达电介质层的表面。

《实施例5》

作为间隔件,使用包含以人造丝为原料的纤维素无纺布的、厚度50μm、透气度130s/100ml的纤维素间隔件,除此以外,与实施例1同样地制作电解电容器,进行评价。将结果示于表2。

《实施例6》

作为间隔件,使用包含以牛皮纸浆为原料的纤维素无纺布的、厚度 50μm、透气度21.1s/100ml的纤维素间隔件,除此以外,与实施例1同样地制作电解电容器,进行评价。将结果示于表2。

《实施例7》

作为间隔件,使用包含以大麻为原料的纤维素无纺布的、厚度50μm、透气度6.2s/100ml的纤维素间隔件,除此以外,与实施例1同样地制作电解电容器,进行评价。将结果示于表2。

《实施例8》

作为间隔件,使用包含以马尼拉麻和细茎针草为原料的纤维素无纺布的、厚度50μm、透气度1.6s/100ml的纤维素间隔件,除此以外,与实施例1同样地制作电解电容器,进行评价。将结果示于表2。

《实施例9》

作为间隔件,使用将以木材纸浆为原料的纤维素纤维和聚酯纤维以质量比计为纤维素纤维/聚酯纤维=70/30的方式混抄而得到的无纺布的混抄间隔件(厚度50μm、透气度5.0s/100ml),除此以外,与实施例1同样地制作电解电容器,进行评价。将结果示于表2。

[表2]

静电电容(uF) ESR(mΩ) LC(uA) 短路率(%) 实施例5 39.6 27.2 0.53 0 实施例6 40.8 25.8 0.55 0 实施例7 41.9 24.9 0.55 0 实施例8 42.1 25.1 0.68 0 实施例9 42.2 24.1 0.58 0

由表2可知,即使在使用透气度低的(孔细且密度高的)纤维素间隔件的情况下,实施例5~9的电解电容器也显示出大的静电电容,ESR、LC 和短路率小。即,可知即使在该情况下,导电性高分子的粒子也能到达电介质层的表面。

产业上的可利用性

本发明可以用于作为阴极材料具备导电性高分子层的电解电容器。

符号说明

10:电容器元件、11:有底壳体、12:密封部件、13:座板、14A、 14B:引线、15A、15B:引线接头、21:阳极体、22:阴极体、23:间隔件、24:卷绕固定带

Claims (6)

1.一种电解电容器的制造方法,其具备:
第1工序,准备具备具有电介质层的阳极体和间隔件的电容器元件;
第2工序,使包含第1溶剂和导电性高分子的粒子的第1处理液含浸于所述电容器元件;
第3工序,使包含第2溶剂的第2处理液含浸于含浸有所述第1处理液的所述电容器元件,
所述间隔件包含纤维素纤维,
在所述第3工序中,在所述电容器元件包含所述第2工序中含浸的第1溶剂中的30质量%以上的状态下,使所述第2处理液含浸于该电容器元件。
2.如权利要求1所述的电解电容器的制造方法,其中,所述导电性高分子的粒子通过动态光散射法测定的中值粒径为80nm以上。
3.如权利要求1或2所述的电解电容器的制造方法,其中,所述间隔件的透气度为1~150s/100ml。
4.如权利要求1或2所述的电解电容器的制造方法,其中,在所述第3工序之后,包括将所述第1溶剂和/或第2溶剂的至少一部分除去的第4工序。
5.如权利要求1或2所述的电解电容器的制造方法,其中,所述第1溶剂为水,所述第2溶剂为非水溶剂。
6.如权利要求1或2所述的电解电容器的制造方法,其具有:使电解液含浸于含浸有所述第2处理液的所述电容器元件的第5工序。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2017094242A1 (ja) * 2015-12-04 2018-09-20 パナソニックIpマネジメント株式会社 電解コンデンサ
JP2018074046A (ja) * 2016-10-31 2018-05-10 パナソニックIpマネジメント株式会社 電解コンデンサ

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008066502A (ja) * 2006-09-07 2008-03-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電解コンデンサ
JP2009289833A (ja) * 2008-05-27 2009-12-10 Nichicon Corp 固体電解コンデンサの製造方法
JP2012019006A (ja) * 2010-07-07 2012-01-26 Panasonic Corp セパレータおよびこのセパレータを用いたキャパシタ
JP2013058807A (ja) * 2011-03-25 2013-03-28 Panasonic Corp 電解コンデンサの製造方法
CN103201804A (zh) * 2010-10-01 2013-07-10 赫劳斯贵金属有限两和公司 一种借助聚亚烷基二醇提高包含pedot/pss作为固体电解质的电容器的电性能参数的方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19916042A1 (de) * 1999-04-09 2000-10-12 Basf Ag Naß-in-Naß-Beschichtungsverfahren zur Herstellung von Verbundkörpern, die zur Verwendung in Lithiumionenbatterien geeignet sind
DE102005043829A1 (de) * 2005-09-13 2007-04-05 H.C. Starck Gmbh Verfahren zur Herstellung von Elektrolytkondensatoren mit hoher Nennspannung
JP4970539B2 (ja) * 2007-06-15 2012-07-11 三菱製紙株式会社 多孔質シート、電気化学素子用セパレータおよび多孔質シートの製造方法
JP2010202987A (ja) * 2009-02-27 2010-09-16 Asahi Kasei Corp 複合シート材料及びその製法
JP5371710B2 (ja) * 2009-11-20 2013-12-18 三洋電機株式会社 固体電解コンデンサの製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008066502A (ja) * 2006-09-07 2008-03-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電解コンデンサ
JP2009289833A (ja) * 2008-05-27 2009-12-10 Nichicon Corp 固体電解コンデンサの製造方法
JP2012019006A (ja) * 2010-07-07 2012-01-26 Panasonic Corp セパレータおよびこのセパレータを用いたキャパシタ
CN103201804A (zh) * 2010-10-01 2013-07-10 赫劳斯贵金属有限两和公司 一种借助聚亚烷基二醇提高包含pedot/pss作为固体电解质的电容器的电性能参数的方法
JP2013058807A (ja) * 2011-03-25 2013-03-28 Panasonic Corp 電解コンデンサの製造方法

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