CN106471592B - 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,其特征在于,具有:准备具备形成有电介质层的阳极体的电容器元件的第1工序,使前述电容器元件含浸包含第1溶剂和导电性高分子的第1处理液的第2工序,在前述第2工序之后使前述电容器元件含浸包含第2溶剂的第2处理液的第3工序,和在前述第3工序之后使前述电容器元件含浸包含第3溶剂的电解液的第4工序,前述第2溶剂及前述第3溶剂均为质子性溶剂。
Description
技术领域
本发明涉及电解电容器的制造方法,详细而言,涉及使电解液向电容器元件的含浸性提高的电解电容器的制造方法。
背景技术
随着电子设备的数字化,对其中使用的电容器,也逐渐要求小型、大容量、在高频区域中的等效串联电阻(ESR)小。
一直以来,作为高频区域用的电容器,大多使用塑料膜电容器、层叠陶瓷电容器等,但它们的容量比较小。
作为小型、大容量、低ESR的电容器,有希望的是使用聚吡咯、聚噻吩、聚呋喃、聚苯胺等导电性高分子作为阴极材料的电解电容器。例如,提出了一种电容器元件,其在形成有电介质层的阳极箔上设置有作为阴极材料的包含导电性高分子的固体电解质层。
上述那样的电解电容器被指出:由于缺乏电介质层的修复性能,因此耐电压特性低。因此开发了将电介质层的修复性能优异的电解液与固体电解质层并用的技术。例如,专利文献1公开了一种使固体电解质层含浸有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
发明要解决的课题
就由电解液带来的修复性能而言,只有在电解液渗透至电介质层的表面及内部时才会发挥。因此,期望提高电解液向电容器元件的含浸性。
用于解决课题的方案
本发明的第一方面涉及一种电解电容器的制造方法,其具有:准备具备形成有电介质层的阳极体的电容器元件的第1工序,使前述电容器元件含浸包含第1溶剂和导电性高分子的第1处理液的第2工序,在前述第2 工序之后,使前述电容器元件含浸包含第2溶剂的第2处理液的第3工序,以及,在前述第3工序之后,使前述电容器元件含浸包含第3溶剂的电解液的第4工序;前述第2溶剂及前述第3溶剂均为质子性溶剂。
本发明的第二方面涉及一种电解电容器的制造方法,其具有:准备具备形成有电介质层的阳极体的电容器元件的第1工序,使前述电容器元件含浸包含第1溶剂和导电性高分子的第1处理液的第2工序,在前述第2 工序之后,使前述电容器元件含浸包含第2溶剂的第2处理液的第3工序,以及,在前述第3工序之后,使前述电容器元件含浸包含第3溶剂的电解液的第4工序;前述第2溶剂及前述第3溶剂均为非质子性溶剂。
发明的效果
根据本发明,可获得提高了电解液向电容器元件的含浸性的电解电容器。
附图说明
图1为本发明的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概略图。
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为将该电解电容器所具备的电容器元件的一部分展开的概略图。
电解电容器具备例如:电容器元件10,收容电容器元件10的有底壳体11,将有底壳体11的开口封闭的密封部件12,覆盖密封部件12的座板13,由密封部件12引出且贯穿座板13的引线14A、14B,将各引线和电容器元件10的各电极连接的极耳15A、15B,和电解液(未图示)。有底壳体11的开口端附近向内侧进行了缩颈加工,开口端进行了卷曲加工以紧固密封部件12。
电容器元件10具备具有电介质层的阳极体。例如,如图2所示,电容器元件10除了阳极体21以外还可以具备:与阳极体21连接的极耳 15A,阴极体22,与阴极体22连接的极耳15B,和介于阳极体21和阴极体22之间的间隔件23。此时,阳极体21及阴极体22隔着间隔件23而进行卷绕。电容器元件10的最外周通过止卷带24而被固定。需要说明的是,图2示出了将电容器元件10的最外周固定前的、一部分展开的状态。
阳极体21具备进行了粗面化而使表面具有凹凸的金属箔,在具有凹凸的金属箔上形成有电介质层。使导电性高分子附着在电介质层的至少部分表面上,从而形成导电性高分子层。导电性高分子层可以覆盖阴极体 22的至少部分表面和/或间隔件23的至少部分表面。形成有导电性高分子层的电容器元件10与电解液一起被收容到外装壳体中。
《电解电容器的制造方法》
以下逐个工序地对本实施方式涉及的电解电容器的制造方法的一例进行说明。
(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观点出发,优选使用铝、钽、铌等阀作用金属或包含阀作用金属的合金。
然后,对金属箔的表面进行粗面化。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。蚀刻处理可以通过例如直流电解法、交流电解法等来进行。
然后,在进行了粗面化的金属箔的表面形成电介质层。形成电介质层的方法没有特别限定,可以通过对金属箔进行化成处理来形成。就化成处理而言,例如,可以将金属箔浸渍在己二酸铵溶液等化成液中并施加电压。
通常,从量产性的观点出发,对大片的阀作用金属等的箔(金属箔) 进行粗面化处理及化成处理。这种情况下,通过将处理后的箔裁切为期望的尺寸而准备阳极体21。
进而准备阴极体22。
与阳极体同样地,阴极体22也可以使用金属箔。金属的种类没有特别限定,优选使用铝、钽、铌等阀作用金属或包含阀作用金属的合金。根据需要,也可以对阴极体22的表面进行粗面化。另外,阴极体22的表面可以设置化成皮膜,也可以设置与构成阴极体的金属不同的金属(异种金属)、非金属的覆膜。作为异种金属、非金属,可以列举例如:钛之类的金属、炭之类的非金属等。
然后,将阳极体21和阴极体22隔着间隔件23而进行卷绕。此时,通过一边将与各电极连接的极耳15A、15B卷入一边进行卷绕,如图2所示,可使电容器元件10植入竖立有极耳15A、15B。
间隔件23可以包含纤维素、聚对苯二甲酸乙二醇酯、维尼纶、聚酰胺(尼龙等脂肪族聚酰胺纤维及芳纶等芳香族聚酰胺纤维)等的纤维。间隔件23的厚度优选为10~100μm。间隔件23的厚度在该范围内时,抑制电解电容器短路的效果进一步提高。
极耳15A、15B的材料没有特别限定,只要是导电性材料即可。极耳 15A、15B的表面可以进行化成处理。另外,极耳15A、15B与封口体12 接触的部分以及与引线14A、14B连接的部分可以被树脂材料覆盖。
与极耳15A、15B分别连接的引线14A、14B的材料也没有特别限定,只要是导电性材料即可。
然后,在进行了卷绕的阳极体21、阴极体22以及间隔件23中的位于最外层的阴极体22的外侧表面配置止卷带24,并将阴极体22的端部用止卷带24固定。需要说明的是,在通过将大片的金属箔裁断而准备阳极体21的情况下,为了在阳极体21的裁断面设置电介质层,可以进一步对电容器元件10进行化成处理。
(ii)使电容器元件含浸第1处理液的工序(第2工序)
然后,使电容器元件10含浸第1处理液。
使电容器元件10含浸第1处理液的方法没有特别限定。可以使用例如:在收容于容器的第1处理液中浸渍电容器元件10的方法、将第1处理液滴加到电容器元件10的方法等。含浸时间取决于电容器元件10的尺寸,为例如1秒~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的氛围下进行。另外,可以一边使电容器元件10含浸第1处理液一边对电容器元件10或第1 处理液施加超声波振动。
第1处理液包含导电性高分子和第1溶剂。第1处理液可以是导电性高分子的溶液和导电性高分子的分散液中的任一种。导电性高分子的溶液为导电性高分子溶解在第1溶剂中的溶液,且导电性高分子均匀分布在溶液中。在导电性高分子的分散液的情况下,导电性高分子以粒子状态分散在包含第1溶剂的分散溶剂中。第1处理液可以通过如下方法获得:例如,使导电性高分子的粒子分散在包含第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从而在包含第1 溶剂的分散溶剂中生成导电性高分子的粒子的方法等。
作为导电性高分子,可以列举:聚吡咯、聚噻吩、聚呋喃、聚苯胺、聚乙炔、聚亚苯基、聚苯乙炔、聚并苯、聚噻吩乙炔(日文:ポリチオフエンビニレン)等。这些可以单独使用,也可以将2种以上组合使用,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、聚苯胺等是指分别以聚吡咯、聚噻吩、聚呋喃、聚苯胺等为基本骨架的高分子。因此,聚吡咯、聚噻吩、聚呋喃、聚苯胺等中还可以包含各自的衍生物。例如,聚噻吩中包含聚(3,4-乙烯二氧噻吩)等。
导电性高分子还可以包含掺杂剂。作为掺杂剂,可以使用聚阴离子。作为聚阴离子的具体例,可以列举聚乙烯基磺酸、聚苯乙烯磺酸、聚烯丙基磺酸、聚丙烯酰基磺酸、聚甲基丙烯酰基磺酸、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,也可以将2种以上组合使用。另外,这些可以是单一单体的聚合物,也可以是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,为例如1,000~1,000,000。包含这种聚阴离子的导电性高分子容易均匀地分散在包含第1溶剂的分散溶剂中,容易均匀地附着在电介质层的表面。
导电性高分子的粒子的平均粒径没有特别限定,可以根据聚合条件、分散条件等适当调整。例如,导电性高分子的粒子的平均粒径可以是 0.01~0.5μm。这里,平均粒径是通过基于动态光散射法的粒径测定装置测定的体积粒度分布中的中值粒径。
第1处理液中的导电性高分子(包括掺杂剂或聚阴离子)浓度优选为 0.5~10质量%。这种浓度的第1处理液适合于附着适量的导电性高分子,并且容易对电容器元件10进行含浸,因此在提高生产率方面也是有利的。
第1溶剂没有特别限定,可以是水,也可以是非水溶剂。需要说明的是,非水溶剂是除水以外的液体的总称,包括有机溶剂、离子性液体。其中,第1溶剂优选为极性溶剂。极性溶剂可以是质子性溶剂,也可以是非质子性溶剂。其中,第1溶剂优选为质子性溶剂。
作为质子性溶剂,可以列举例如: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,甲醛及水等。作为非质子性溶剂,可以列举例如: 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、γ-丁内酯(γBL)等酯类,甲基乙基酮等酮类,1,4-二噁烷等醚类,二甲亚砜、环丁砜(SL)等含硫化合物,碳酸丙二醇酯等碳酸酯化合物等。
特别是,从处理性、导电性高分子的粒子的分散性的观点出发,第1 溶剂优选为水。在第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。例如,可以同时包含水和水以外的第1溶剂。作为与水同时使用的水以外的第1溶剂,优选为极性溶剂(上述质子性溶剂和/或上述非质子性溶剂)。
第1处理液包含水作为第1溶剂的情况下,水以外的第1溶剂优选小于第1处理液的分散溶剂的50质量%,进一步优选小于30质量%,特别优选小于10质量%。另外,第1处理液也可以同时包含第1溶剂和不同于第1溶剂的溶剂。
(iii)使电容器元件含浸第2处理液的工序(第3工序)
然后,使含浸有第1处理液的电容器元件10含浸第2处理液。
电解液的渗透性与含浸电解液前的电容器元件所包含的溶剂和电解液中所含的溶剂的溶解度参数的近似性有关。进而,在电解液包含作为质子性溶剂的第3溶剂时通过第2处理液也包含作为质子性溶剂的第2溶剂、或者在电解液包含作为非质子性溶剂的第3溶剂时通过第2处理液也包含作为非质子性溶剂的第2溶剂,从而电解液的渗透性进一步提高。另外,通过使用如此组合的第2溶剂和第3溶剂,即使从含浸电解液前的包含第2溶剂的电容器元件除去第2溶剂、然后使其含浸包含第3溶剂的电解液时,电解液的渗透性也提高。
(iii-1)第2溶剂为质子性溶剂的情况
在第2处理液包含作为质子性溶剂的第2溶剂(以下称为质子性第2 溶剂)的情况下,作为质子性第2溶剂,可以例示与第1溶剂中所例示的溶剂相同的质子性溶剂。其中,质子性第2溶剂优选为选自二乙二醇单丁醚、EG、PEG、丙二醇、甘油、聚甘油、1-丙醇及丁醇中的1种。PEG 的重均分子量(Mw)优选为200~6,000,更优选为200~400。第2处理液可以包含多种质子性第2溶剂。另外,质子性第2溶剂的沸点优选高于第1溶剂。
其中,质子性第2溶剂优选为与电解液中包含的质子性溶剂、即第3 溶剂(以下称为质子性第3溶剂)相同的质子性溶剂。作为质子性第2 溶剂和质子性第3溶剂中通用的质子性溶剂,可以列举EG、PEG、甘油、聚甘油等。
进而,优选质子性第2溶剂、前述第1处理液中包含的质子性溶剂即第1溶剂(以下称为质子性第1溶剂)和质子性第3溶剂为相同的质子性溶剂。作为质子性第1溶剂、质子性第2溶剂和质子性第3溶剂中通用的质子性溶剂,可以列举EG、PEG、甘油、聚甘油等。
第2处理液可以包含不同于质子性第2溶剂的溶剂、例如非质子性溶剂。作为非质子性溶剂,可以同样地例示出例如,作为第1溶剂所例示的非质子性溶剂。这些非质子性溶剂可以包含1种或2种以上的组合。另外,第2处理液还可以包含溶质。作为溶质,可以列举例如:羧酸、磺酸、磷酸、硼酸等酸及其盐等。
质子性第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。这是为了进一步提高电解液的渗透性。需要说明的是,电解液同时包含质子性第3溶剂和非质子性溶剂时,第2处理液也优选同时包含质子性第2 溶剂和非质子性溶剂。
(iii-2)第2溶剂为非质子性溶剂的情况
在第2处理液包含作为非质子性溶剂的第2溶剂(以下称为非质子性第2溶剂)的情况下,作为非质子性第2溶剂,可以例示与第1溶剂中所例示的相同的非质子性溶剂。其中,非质子性第2溶剂优选选自γBL、 N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲亚砜、SL、碳酸丙二醇酯及碳酸二甲酯中的1 种。第2处理液可以包含多种非质子性第2溶剂。另外,非质子性第2 溶剂的沸点优选高于第1溶剂。
其中,非质子性第2溶剂优选与电解液中包含的非质子性溶剂、即第 3溶剂(以下称为非质子性第3溶剂)为相同的非质子性溶剂。作为非质子性第2溶剂和非质子性第3溶剂中通用的非质子性溶剂,可以列举γBL、 SL、N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲亚砜等。这些可以包含1种或2种以上的组合。
进而,优选非质子性第2溶剂和前述第1处理液中包含的非质子性溶剂、即第1溶剂(以下称为非质子性第1溶剂)和非质子性第3溶剂为相同的非质子性溶剂。作为非质子性第1溶剂、非质子性第2溶剂和非质子性第3溶剂中通用的非质子性溶剂,可以列举γBL、SL、N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲亚砜等。这些可以包含1种或2种以上的组合。
第2处理液可以包含不同于非质子性第2溶剂的溶剂、即甲苯和己烷等非极性溶剂以及质子性溶剂。质子性溶剂可以同样地例示出例如作为第 1溶剂所例示的质子性溶剂。这些非极性溶剂、质子性溶剂可以包含1种或2种以上的组合。另外,第2处理液还可以包含溶质。作为溶质,可以列举与上述相同的化合物。
非质子性第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。这是为了进一步提高电解液的渗透性。需要说明的是,电解液同时包含非质子性第3溶剂和质子性溶剂时,第2处理液也优选同时包含非质子性第2 溶剂和质子性溶剂。
就第2处理液而言,相对于电容器元件10中含浸的导电性高分子100 质量份,优选使电容器元件10含浸200~10,000质量份。这是为了进一步提高电解液的含浸性。
电容器元件10含浸第2处理液的方法没有特别限定。可以列举例如:在第2处理液中浸渍电容器元件10的方法、将第2处理液滴加到电容器元件10的方法、在电容器元件10上涂布第2处理液的方法等。
(iv)使电容器元件含浸电解液的工序(第4工序)
然后,使电容器元件10含浸电解液。
电解液向电容器元件10的含浸可以在利用后述干燥工序除去第2 溶剂(和/或第1溶剂)后进行。根据本实施方式,即使在除去第2溶剂后使其含浸电解液时,电解液的渗透性也提高。此时,第1溶剂可以被包含在电容器元件10中,也可以与第2溶剂一起被除去。
其中,优选在电容器元件10包含第2溶剂的状态下使电容器元件含浸电解液。这是为了电解液的渗透性进一步提高。另外,在第1溶剂、第 2溶剂和第3溶剂为相同溶剂的情况下,可以在电容器元件包含第2溶剂以及第1溶剂的状态下进行电解液的含浸。
电容器元件10通过包含或曾经包含质子性第2溶剂,使包含质子性第3溶剂的电解液含浸至电介质层的表面和孔、蚀刻坑的内部变得容易。同样地,电容器元件10通过包含或曾经包含非质子性第2溶剂,使包含非质子性第3溶剂的电解液容易含浸至电介质层的表面和孔、蚀刻坑的内部。
通过电解液含浸至电介质层的表面及孔、蚀刻坑的内部,电介质层的自修复性能进一步提高,获得的电解电容器的漏电流进一步降低。另外,电解液作为实质上的阴极材料发挥作用,在对电介质层的含浸性高时,可以获得更大的静电容量。
另一方面,第1处理液中的导电性高分子在保持分散状态的状态下被含浸至电容器元件中,容易形成均质的导电性高分子层。导电性高分子层也作为实质上的阴极材料发挥作用。均质的导电性高分子层可以进一步降低ESR。即,根据本实施方式,可以同时充分发挥由使用电解液带来的效果和由具有导电性高分子层带来的效果。
就电解液的含浸而言,相对于电容器元件中含浸的导电性高分子100 质量份,优选在电容器元件包含200~10,000质量份的第1溶剂和/或第2 溶剂(以下统称为液体)的状态下进行,更优选包含300~8,000质量份的液体,特别优选包含300~1,000质量份的液体。这是为了进一步提高电解液的含浸性。
(iv-1)第3溶剂为质子性溶剂的情况
在电解液包含质子性第3溶剂的情况下,作为质子性第3溶剂,可以列举例如:EG、PEG等多元醇类等。其中,质子性第3溶剂优选为高沸点溶剂(例如,沸点180℃以上)。电解液可以包含多种质子性第3溶剂。
进而,电解液也可以包含不同于质子性第3溶剂的溶剂、即甲苯和己烷等非极性溶剂以及非质子性溶剂。作为非质子性溶剂,可以列举例如: 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,甲基乙基酮、γBL等酮类,SL等环状砜类、1,4-二噁烷等醚类,碳酸丙二醇酯等碳酸酯化合物等。这些非极性溶剂、非质子性溶剂可以包含1种或2种以上的组合。其中,电解液优选包含质子性第3溶剂和非质子性溶剂。这是为了提高电导率。
质子性第3溶剂相对于电解液中包含的全部溶剂优选占20质量%以上,进一步优选占30质量%以上。另外,质子性第3溶剂相对于电解液中包含的全部溶剂优选占50质量%以下,进一步优选占40质量%以下。与质子性第3溶剂一起使用非质子性溶剂时,其比例相对于电解液中包含的全部溶剂优选占50质量%以上、进一步优选占60质量%以上;优选占80质量%以下,进一步优选占70质量%以下。
另外,电解液还可以包含溶质。作为溶质,可以列举例如:阴离子及阳离子中的至少一者包含有机物的有机盐。作为有机盐,可以使用例如:马来酸单(三甲胺)、硼二水杨酸单(三乙胺)、邻苯二甲酸单(乙基二甲基胺)、邻苯二甲酸单(1,2,3,4-四甲基咪唑啉)、邻苯二甲酸单(1,3- 二甲基-2-乙基咪唑啉)等。
(iv-2)第3溶剂为非质子性溶剂的情况
在电解液包含非质子性第3溶剂的情况下,作为非质子性第3溶剂,可以同样地列举例如上述非质子性溶剂。其中,非质子性第3溶剂优选为高沸点溶剂(例如,沸点180℃以上)。电解液可以包含多种非质子性第 3溶剂。
进而,电解液可以包含不同于非质子性第3溶剂的溶剂、即甲苯和己烷等非极性溶剂以及上述质子性溶剂。这些非极性溶剂、质子性溶剂可以包含1种或2种以上的组合。另外,电解液可以包含上述溶质。
非质子性第3溶剂相对于电解液中包含的全部溶剂优选占50质量%以上,进一步优选占60质量%以上。另外,非质子性第3溶剂相对于电解液中包含的全部溶剂优选占80质量%以下,进一步优选占70质量%以下。
其中,电解液优选包含非质子性第3溶剂和质子性溶剂。这是为了提高电导率。此时,质子性溶剂的比例相对于电解液中包含的全部溶剂优选占20质量%以上,进一步优选占30质量%以上;优选占50质量%以下,进一步优选占40质量%以下。
使电容器元件含浸电解液的方法没有特别限定。可以使用例如:在收容于容器的电解液中浸渍电容器元件的方法、将电解液滴加到电容器元件的方法等。含浸可以在减压下例如10kPa~100kPa、优选40kPa~100kPa 的氛围下进行。
(v)除去电容器元件中包含的第1溶剂和/或第2溶剂的工序(第5 工序)
可以在将电解液赋予电容器元件10的第4工序之前,对电容器元件 10进行加热干燥、减压干燥等干燥处理,将电容器元件中含浸的液体(第 1溶剂和/或第2溶剂)除去。这是为了提高导电性高分子的粒子的附着性。除去的液体的量、干燥条件没有特别限定,但电容器元件中包含的液体的量相对于电容器元件中含浸的导电性高分子100质量份优选调整为200~10,000质量份。特别是在第1溶剂为水时,优选水几乎全部被除去。例如,通过加热将第1溶剂蒸发时,加热温度优选为高于第1溶剂的沸点的温度。作为加热温度,优选为例如50~300℃,更优选为100~200℃。
关于对电介质层的表面赋予第1处理液的工序(第2工序)、第3 工序以及根据需要进行的第5工序,可以将这些作为系列工序重复进行2 次以上。通过将该系列工序进行多次,可以提高导电性高分子的粒子对电介质层的覆盖率。另外,也可以将各工序重复进行。例如,可以在将第2 工序多次进行之后进行第3工序,以及第5工序。
(vi)对电容器元件进行密封的工序
然后,对赋予了电解液的电容器元件进行密封。具体而言,首先,按照使引线14A、14B位于有底壳体11开口的上表面的方式将电容器元件收纳到有底壳体11中。作为有底壳体11的材料,可以使用铝、不锈钢、铜、铁、黄铜等金属或它们的合金。
然后,将按照引线14A、14B贯穿的方式而形成的密封部件12,配置在形成有导电性高分子层的电容器元件的上方,并将该电容器元件密封在有底壳体11内。密封部件12只要是绝缘性物质即可。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、乙丙橡胶、海帕伦橡胶、丁基橡胶、异戊二烯橡胶等。
然后,对有底壳体11的开口端附近实施横缩颈加工,并将开口端紧固到密封部件12并进行卷曲加工。最后,在卷曲部分配置座板13,从而完成密封。其后,可以一边施加额定电压一边进行老化处理。
上述实施方式中,对卷绕型的电解电容器进行了说明,但本发明的适用范围不受上述限定,也可以适用于其它电解电容器,例如使用金属烧结体作为阳极体的芯片型电解电容器、使用金属板作为阳极体的层叠型电解电容器。
[实施例]
以下基于实施例更详细说明本发明,但本发明不受实施例限定。
《实施例1》
本实施例中,制作了额定电压35V、额定静电容量47μF的卷绕型的电解电容器(Φ6.3mm×L(长度)5.8mm)。以下说明电解电容器的具体制造方法。
(准备阳极体的工序)
对厚度100μm的铝箔进行蚀刻处理,并对铝箔的表面进行粗面化。其后,通过化成处理在铝箔的表面形成电介质层。化成处理通过将铝箔浸渍在己二酸铵溶液中并对其施加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,并对铝箔的表面进行粗面化。
(第1工序:电容器元件的制作)
在阳极体和阴极体上连接阳极极耳和阴极极耳,将阳极体和阴极体一边卷入极耳一边隔着间隔件进行卷绕,获得电容器元件。在从电容器元件突出的各极耳的端部,分别连接阳极引线和阴极引线。然后,对所制作的电容器元件再次进行化成处理,并在阳极体被切断的端部形成电介质层。然后,将电容器元件的外侧表面的端部用止卷带固定。
(第2工序: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。一边搅拌所获得的混合溶液,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,对获得的反应液进行透析,从而除去未反应单体和过量的氧化剂,获得包含含有约 5质量%的掺杂有聚苯乙烯磺酸的聚乙烯二氧噻吩的分散液的第1处理液。
然后,使前述电容器元件含浸所获得的第1处理液5分钟。
(第3工序:第2处理液的含浸)
准备包含γBL作为第2溶剂的第2处理液。使残留有第1处理液的电容器元件含浸该第2处理液。
(第5工序:干燥工序)
然后,将电容器元件在150℃下干燥30分钟。在电容器元件上形成导电性高分子层。在干燥后的电容器元件中,相对于所含浸的导电性高分子100质量份,残留有1,000质量份的液体(第2溶剂)。
(第4工序:电解液的含浸)
准备γBL和SL作为第3溶剂,按照γBL∶SL∶邻苯二甲酸单(乙基二甲基胺)(溶质)=40∶35∶25(质量比)的比例进行混合,制备电解液。使电容器元件含浸该电解液。
(对电容器元件进行密封的工序)
将含浸有电解液的电容器元件收容于如图1所示的外装壳体中并密封,制作电解电容器。
对于所获得的电解电容器,测定静电容量、ESR和漏电流(LC)。将结果示于表1。需要说明的是,各特性值以300个试样的平均值的形式而求出。
《实施例2》
使用包含EG的第2处理液作为第2溶剂,以及使用包含EG作为第 3溶剂,并以EG∶邻苯二甲酸单(乙基二甲基胺)=75∶25(质量比) 的比例包含邻苯二甲酸单(乙基二甲基胺)作为溶质的电解液,除此以外,与实施例1同样地制作电解电容器。在即将含浸电解液之前的电容器元件中,相对于所含浸的导电性高分子100质量份残留有1,000质量份的液体 (第2溶剂)。将评价结果示于表1。
《实施例3》
使用以水∶EG=75∶25(质量比)的比例包含水及EG的第1处理液作为第1溶剂,除此以外,与实施例2同样地制作电解电容器。在即将含浸电解液之前的电容器元件中,相对于所含浸的导电性高分子100质量份,残留有1,300质量份的液体(第1溶剂和第2溶剂)。将评价结果示于表1。
《比较例1》
使用与实施例2相同的电解液,除此以外,与实施例1同样地制作电解电容器。在即将含浸电解液之前的电容器元件中,相对于所含浸的导电性高分子100质量份,残留有1,000质量份的液体(第2溶剂)。将评价结果示于表1。
《比较例2》
使用与实施例2相同的第2处理液,除此以外,与实施例1同样地制作电解电容器。在即将含浸电解液之前的电容器元件中,相对于所含浸的导电性高分子100质量份,残留有1,000质量份的液体(第2溶剂)。将评价结果示于表1。
[表1]
第2溶剂和第3溶剂均为非质子性溶剂的实施例1、均为质子性溶剂的实施例2和3与比较例1和2相比,特别是LC的值被抑制至非常低。可以认为,这是由于电解液的含浸性提高,因此电介质层的自修复性能提高的结果。
产业上的可利用性
本发明可以用于具备作为阴极材料的导电性高分子层及电解液的电解电容器。
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:极耳、21:阳极体、22:阴极体、23:间隔件、 24:止卷带。
Claims (7)
1.一种电解电容器的制造方法,具有:
准备具备形成有电介质层的阳极体的电容器元件的第1工序,
使所述电容器元件含浸包含第1溶剂和导电性高分子的第1处理液的第2工序,
在所述第2工序之后使所述电容器元件含浸包含第2溶剂的第2处理液的第3工序,和
在所述第3工序之后使所述电容器元件含浸包含第3溶剂的电解液的第4工序,
所述第2溶剂及所述第3溶剂均为质子性溶剂。
2.根据权利要求1所述的电解电容器的制造方法,其中,所述质子性溶剂为选自二乙二醇单丁醚、乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、甘油、聚甘油、1-丙醇及丁醇中的1种。
3.一种电解电容器的制造方法,具有:
准备具备形成有电介质层的阳极体的电容器元件的第1工序,
使所述电容器元件含浸包含第1溶剂和导电性高分子的第1处理液的第2工序,
在所述第2工序之后使所述电容器元件含浸包含第2溶剂的第2处理液的第3工序,和
在所述第3工序之后使所述电容器元件含浸包含第3溶剂的电解液的第4工序,
所述第2溶剂及所述第3溶剂均为非质子性溶剂。
4.根据权利要求3所述的电解电容器的制造方法,其中,非质子性溶剂为选自γ-丁内酯、N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲亚砜、环丁砜、碳酸丙二醇酯及碳酸二甲酯中的1种。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的电解电容器的制造方法,其中,所述第2溶剂和所述第3溶剂为相同的溶剂。
6.根据权利要求1~4中任一项所述的电解电容器的制造方法,其中,在所述第4工序中,在所述电容器元件包含所述第2溶剂的状态下使所述电容器元件含浸所述电解液。
7.根据权利要求1~4中任一项所述的电解电容器的制造方法,其中,所述第1溶剂、所述第2溶剂和所述第3溶剂为相同的溶剂。
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