CN107851518A - 固体电解电容器及固体电解电容器的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种在80WV以上的高压用途中的特性优异的固体电解电容器及其制造方法。所述固体电解电容器具有将阳极箔1与阴极箔2经由隔板3卷绕而成的电容器元件10，电容器元件10具有固体电解质层，在电容器元件10内的空隙部填充电解液，电解液包含作为溶质的脂肪族羧酸的铵盐、以及作为溶媒的多元醇，作为溶质的酸相对于溶媒的添加量为0.6mol/kg以下。

Description

固体电解电容器及固体电解电容器的制造方法
技术领域
本发明涉及一种固体电解电容器及其制造方法，尤其涉及一种适合于80WV以上的高压用途的固体电解电容器及其制造方法。
背景技术
近年来，对于在进行了数字化的电子机器中作为电力供给用途而使用的固体电解电容器，强烈期望小型化及大电容化。关于利用铝等那样的具有阀作用的金属的固体电解电容器，通过将作为阳极箔的阀作用金属制成蚀刻箔等的形状并对介电体进行扩面化，可获得小型且大的电容，因此通常广泛使用。
小型、大电容用途的固体电解电容器通常具有使包含铝等阀作用金属的阳极箔与阴极箔介隔隔板并卷绕而形成的电容器元件。关于固体电解电容器，将驱动用电解液含浸在电容器元件中，并在铝等金属制壳体或合成树脂制壳体中收纳电容器元件，且具有密闭的结构。再者，作为阳极材料，以铝为代表使用钽、铌、钛等，阴极材料使用与阳极材料为同种的金属。
另外，作为固体电解电容器中使用的固体电解质，已知有二氧化锰或7，7，8，8-四氰基醌二甲烷(7，7，8，8-tetracyanoquinodimethane，TCNQ)络合物，但近年来，存在着眼于反应速度慢且与阳极箔的氧化皮膜层的密接性优异的聚乙烯二氧噻吩(polyethylenedioxythiophene)(以下，记述为PEDOT)等导电性聚合物的技术(专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开平2-15611号公报
发明内容
发明所要解决的课题
且说，作为车载用或一般电源电路用的固体电解电容器，使用25WV或63WV左右的低压用途者。但是，近年来，为了在80WV以上的高压用途中使用，而迫切期望在高温下的电子自旋共振(Electron Spin Resonance，ESR)特性良好的固体电解电容器。
本发明是为了解决所述课题而提出者，其目的在于提供一种在80WV以上的高压用途中的特性优异的固体电解电容器及其制造方法。
解决课题的技术手段
本发明人等人为了解决所述课题，反复进行了各种研究，结果获得如下见解：通过在超过80WV的高压区域中使用脂肪族羧酸作为填充于电容器元件中的电解液的溶质而ESR特性变得良好，并基于所述见解而完成了本发明。
即，本发明的固体电解电容器的特征在于：具有将阳极箔与阴极箔经由隔板卷绕而成的电容器元件，所述电容器元件具有固体电解质层，在所述电容器元件内的空隙部填充电解液，所述电解液包含作为溶质的脂肪族羧酸的铵盐、以及作为溶媒的多元醇，作为所述溶质的酸相对于所述溶媒的添加量为0.6mol/kg以下。
所述多元醇可为乙二醇。所述电解液可为不含水作为所述溶媒的非水系电解液。所述电解液可还包含硼酸及甘露醇(mannitol)。所述脂肪族羧酸的分子量可为150以上。
另外，用以制造如上所述那样的固体电解电容器的方法也为本发明的一实施方式。
发明的效果
根据本发明，可提供一种在80WV以上的高压用途中的特性优异的固体电解电容器及固体电解电容器的制造方法。
附图说明
图1为表示第1实施方式的固体电解电容器的构成的一例的立体图。
具体实施方式
[1.构成]
以下，参照图1来对本实施方式的固体电解电容器进行详细说明。如图1所示，固体电解电容器具有将阳极箔1与阴极箔2经由隔板3卷绕而成的电容器元件10。固体电解电容器是通过将电容器元件10与电解液一起收纳于未图示的有底筒状的外装壳体中并进行密封而制作。
阳极箔1包含表面具有介电体皮膜的阀金属箔。作为阀金属箔，可使用铝、钽、铌、钛等。阀金属箔的表面可通过在氯化物水溶液中进行电化学性蚀刻处理并进行粗面化而使表面积扩大。另外，介电体皮膜可通过使用例如氧化铵或硼酸铵等进行化学转化处理而形成。阴极箔2包含与阳极箔1同样的阀金属箔。阴极箔也可利用蚀刻处理而使表面粗面化。另外，也可在阴极箔2中视需要利用化学转化处理而形成薄的介电体皮膜(1V～10V左右)。以下，有时将阳极箔1与阴极箔2统一表述为电极箔。电极箔的尺寸可根据所制造的固体电解电容器的规格任意设定。
在阳极箔1与阴极箔2中，如图1所示利用例如缝合或超声波熔接等而连接有用以将各电极与外部连接的导线4、导线5。导线4、导线5是使用铝等形成。导线4、导线5是在阳极箔1与阴极箔2中进行与外部的电连接的电极引出部件，自卷绕的电容器元件的端面导出。
作为隔板3，可使用以合成纤维为主体的无纺布或者玻璃纤维。作为合成纤维，可列举聚酯纤维、尼龙纤维、人造丝纤维等，可单独使用或混合使用这些纤维。另外，也可使用包含天然纤维的隔板。隔板3只要根据阳极箔1及阴极箔2的尺寸而使用宽度尺寸比它们的尺寸稍大者即可。
以所述方式形成的电容器元件10可进行修复化学转化。有时在电容器元件的卷绕中对电极箔施加机械性的应力而在介电体皮膜中产生裂纹等损伤。在修复化学转化中，将电容器元件10浸渍于化学转化液中进行化学转化，由此在产生了裂纹的部分形成有介电体皮膜，而可修复损伤。作为化学转化液，可使用磷酸二氢铵、磷酸氢二铵等磷酸系化学转化液、硼酸铵等硼酸系化学转化液、己二酸铵等己二酸系化学转化液。这些化学转化液中，尤其优选为使用磷酸二氢铵。
在电容器元件10中形成有固体电解质层。具体而言，固体电解质层形成于隔板3与电极箔中。固体电解质层可通过将电容器元件10浸渍于导电性高分子分散体中后进行干燥而形成。可反复进行多次在导电性高分子分散体中的浸渍·干燥步骤。导电性高分子分散体是导电性高分子的粒子分散于溶媒中而得的溶液。作为导电性高分子，例如可使用PEDOT的粉末。另外，可在溶媒中包含聚苯乙烯磺酸的固体成分作为掺杂剂。
导电性高分子分散体的溶媒只要为溶解导电性高分子的粒子或粉末者即可，主要使用水。其中，可视需要单独使用或混合使用乙二醇作为分散体的溶媒。若使用乙二醇作为分散体的溶媒，则了解到制品的电特性中尤其可减少ESR。再者，为了提高导电性高分子分散体的含浸性、电导度，可在导电性高分子分散体中添加各种添加剂、或者进行利用阳离子添加的中和。尤其，若使用山梨糖醇或山梨糖醇及多元醇作为添加剂，则可减少ESR，并防止无铅回流焊接等引起的耐电压特性的劣化。
另外，导电性高分子的浓度可设为相对于水溶液而为1wt％～10wt％。导电性高分子的粒子也包含导电性高分子的一次粒子、或导电性高分子化合物及掺杂剂发生凝聚的凝聚物(二次粒子)或它们的粉末。
具体而言，作为导电性高分子，较佳为使用将噻吩或其衍生物的粒子与包含高分子磺酸的掺杂剂的固体成分混合而成者。导电性高分子分散体可通过在作为掺杂剂的高分子磺酸的存在下、在水中或水性液中对作为聚合性单体的噻吩或其衍生物进行氧化聚合而获得。作为导电性高分子的噻吩或其衍生物中的噻吩的衍生物例如可列举：3，4-乙烯二氧噻吩、3-烷基噻吩、3-烷氧基噻吩、3-烷基-4-烷氧基噻吩、3，4-烷基噻吩、3，4-烷氧基噻吩等。所述烷基或烷氧基的碳数适合的是1～16，尤其优选为3，4-乙烯二氧噻吩。另外，并不限定于噻吩，也可使用吡咯或其衍生物。作为由这些聚合性单体获得的导电性高分子而尤其优选者可列举聚噻吩、聚乙烯二氧噻吩、聚吡咯。
形成有固体电解质层的电容器元件10被浸渍于电解液中，且在电容器元件10内的空隙部填充电解液。在将电解液填充于电容器元件10中的情况下，若可将电解液填充于电容器元件10内的空隙部，则其填充量为任意，优选为电容器元件10内的空隙部的3％～100％。
本实施方式的电解液使用不含水作为溶媒的非水系电解液。在本说明书中，所谓非水系电解液是指在制作电解液时不添加水的电解液。若使用非水系电解液，则与使用包含水作为溶媒的水系电解液的情况相比，可抑制ESR的增加。其中，虽在制造步骤中空气中或隔板中所含的水分混入至固体电解电容器中，但若可将所述固体电解电容器中所含的水分量控制为3wt％以下，则并无ESR增加之虞。
若使用其沸点为120℃以上的溶媒作为电解液中可使用的溶媒，则电解液不易挥发，因此优选。作为溶媒的例子，可列举：γ-丁内酯、乙二醇等多元醇、环丁砜、二甲基甲酰胺等。作为多元醇，可为乙二醇、二乙二醇、二丙二醇、1，2-丙烷二醇、甘油、1，3-丙烷二醇、1，3-丁烷二醇、2-甲基-2，4-戊烷二醇等低分子量的多元醇。尤其，若使用包含乙二醇的溶媒，则初始的ESR特性变得良好，进而高温特性也变得良好。另外，混合溶媒中的乙二醇的添加量优选为5wt％以上，更优选为40wt％以上，最优选为60wt％以上。
另外，通过添加规定量的γ-丁内酯作为溶媒，可改善电解液对电容器元件10的含浸性。通过使用粘性较高的乙二醇与粘性低的γ-丁内酯，可提高对电容器元件10的含浸性。因此，维持初始特性及长时间的使用下的良好的特性，并且低温下的充放电特性变得良好。混合溶媒中的γ-丁内酯的添加量优选为40wt％以下。
进而，离子传导性物质的乙二醇溶媒可追加使用选自环丁砜、3-甲基环丁砜、2，4-二甲基环丁砜中的至少一种溶媒。由于这些环丁砜系溶媒为高沸点，因此抑制电解液的挥发，且高温特性变得良好。混合溶媒中的这些环丁砜系溶媒的添加量优选为40wt％以下。
作为电解液的溶质，包含脂肪族羧酸的铵盐。若使用脂肪酸羧酸的铵盐，则耐压特性得到改善，因此较佳。作为所述脂肪族羧酸，可使用壬二酸、己二酸、1，6-癸烷二羧酸、1，7-辛烷二羧酸、7-甲基-7-甲氧基羰基-1，9-癸烷二羧酸、7，9-二甲基-7，9-二甲氧基羰基-1，11-十二烷二羧酸、7，8-二甲基-7，8-二甲氧基羰基-1，14-十四烷二羧酸等脂肪族二羧酸、或者除此以外脂肪族单羧酸、或脂肪族三羧酸等脂肪族多元羧酸。这些脂肪族羧酸可单独使用或混合使用。另外，脂肪族羧酸优选为使用分子量为150以上者。若脂肪族羧酸的分子量变大，则固体电解电容器的耐压特性进一步得到改善。另外，也可包含脂肪族羧酸的铵盐以外者作为溶质，但优选为使用脂肪族羧酸的铵盐作为主溶质。此处，所谓主溶质是指相对于溶质整体而占50wt％以上。
在所述电解液中，如根据后述实施例的结果也明确，作为溶质的酸相对于溶媒的添加量优选为设为0.6mol/kg以下。通过将作为溶质的酸相对于溶媒的添加量设为0.6mol/kg以下，可在80WV以上的高压中抑制负荷试验中的静电电容或ESR的变化。
进而，作为电解液的添加剂，可列举：聚氧乙二醇、硼酸与多糖类(甘露醇、山梨糖醇等)的络合物、硼酸与多元醇的络合物、硝基化合物(邻硝基苯甲酸、间硝基苯甲酸、对硝基苯甲酸、邻硝基苯酚、间硝基苯酚、对硝基苯酚等)、磷酸酯等。其中，尤其通过添加硼酸及甘露醇，可在负荷试验中进一步抑制静电电容或ESR的变化，因此较佳。
[2.固体电解电容器的制造方法]
如所述那样的本实施方式的固体电解电容器的制造方法包括以下步骤。
(1)形成电容器元件的步骤。
(2)在电容器元件中形成固体电解质层的步骤。
(3)使电解液填充于电容器元件内的空隙部的步骤。
(4)形成固体电解电容器的步骤。
以下，对各步骤进行详细说明。
(1)形成电容器元件的步骤
在形成电容器元件10的步骤中，形成将阳极箔1与阴极箔2经由隔板3卷绕而成的电容器元件10。阳极箔1例如利用如下蚀刻箔而形成，所述蚀刻箔是对铝等平板状的阀作用金属箔进行蚀刻处理并进一步利用化学转化处理而形成介电体皮膜。阴极箔2例如与阳极箔1同样地，利用对平板状的金属箔进行蚀刻处理的蚀刻箔而形成。在阳极箔1与阴极箔2中分别连接导线4、导线5。电容器元件10通过将隔板3夹持于如上所述那样的阳极箔1与阴极箔2之间的方式进行卷取而形成。再者，也可将所形成的电容器元件10浸渍于修复液中进行修复化学转化。浸渍时间优选为设为5分钟～120分钟。
(2)在电容器元件中形成固体电解质层的步骤
将电容器元件10浸渍于导电性高分子分散体中后进行干燥而形成固体电解质层7。将电容器元件10浸渍于导电性高分子分散体中的时间根据电容器元件10的大小来决定，若为直径5mm×高度3mm左右的电容器元件，则理想的是5秒以上，若为直径9mm×高度5mm左右的电容器元件，则理想的是10秒以上，最低必须浸渍5秒。再者，即便进行长时间浸渍也无特性方面的弊病。另外，较佳为在以所述方式进行浸渍后在减压状态下进行保持。认为其原因在于：挥发性溶媒的残留量变少。导电性高分子分散体的含浸以及干燥可视需要进行多次。
在将导电性高分子分散体浸渍于电容器元件10中后，以规定温度对电容器元件10进行干燥。干燥温度优选为100℃～160℃，干燥时间优选为0.5小时～3小时。通过经过所述干燥步骤，包含导电性高分子的固体电解质层形成于电容器元件10中、尤其是蚀刻箔的蚀刻孔内的介电体皮膜上。
(3)使电解液填充于电容器元件内的空隙部的步骤
将形成有固体电解质层7的电容器元件10浸渍于电解液中，使电解液填充于电容器元件10内的空隙部。
(4)形成固体电解电容器的步骤
电容器元件10与电解液一起被插入至外装壳体中，在开口端部装入封口橡胶，利用铆接加工进行密封。其后，进行老化而制作固体电解电容器。另外，除了外装壳体以外，也可利用环氧树脂等绝缘性树脂对电容器元件10被覆外装，并进行老化而制作固体电解电容器。
[3.作用效果]
(1)本实施方式的固体电解电容器具有将阳极箔1与阴极箔2经由隔板3卷绕而成的电容器元件10，电容器元件10具有固体电解质层，在电容器元件10内的空隙部填充电解液，电解液包含作为溶质的脂肪族羧酸的铵盐、以及作为溶媒的多元醇，作为溶质的酸相对于溶媒的添加量为0.6mol/kg以下。
如上所述，电解液包含作为溶质的脂肪族羧酸的铵盐与作为溶媒的多元醇。在使用作为溶质的脂肪族羧酸的铵盐的情况下，在80WV以上的高压下耐压特性得到改善。另外，通过将作为溶质的酸相对于溶媒的添加量设为0.6mol/kg以下，可在80WV以下的高压下抑制静电电容或ESR的变化。
了解到使用包含乙二醇等多元醇的溶媒的情况与使用不含乙二醇的溶媒的情况相比，初始的ESR下降，并且在长时间的使用下静电电容的变化率(ΔCap)小。认为其原因在于：乙二醇等多元醇具有促进导电性聚合物的聚合物链的扩展的效果，因此电导度提高，ESR下降。
尤其，在使用脂肪族羧酸的铵盐作为溶质且使用乙二醇等多元醇作为溶媒的电解液中，将固体电解电容器暴露于热气氛下，由此通过电解液中的酯化反应而生成多元醇与羧酸的酯。在胺盐(amine salt)等中，通过所述酯化反应铵离子(aminium ion)失去质子而进行气体化，但由于沸点高，因此残留于电容器壳体内，其结果为电解液的pH过量变化，容易产生导电性高分子的劣化。但是，在如本发明那样作为溶质使用的脂肪族羧酸的铵盐中，通过酯化铵离子失去质子而进行气体化并蒸散，因此认为通过暴露于热气氛下，不易产生电解液的pH的过量的变化，导电性高分子的劣化减少。
另外，认为评价各种溶质的结果为脂肪族羧酸的铵盐除了作为电解液的化学转化性的提高以外，与导电性高分子的相性良好，不易使高温耐久试验中的固体电解质层劣化，认为原因在于：溶质浓度越低，固体电解质层的劣化越得到抑制。如上所述那样，根据本实施方式，可提供一种在80WV以上的高压用途中的特性优异的固体电解电容器及固体电解电容器的制造方法。
(2)多元醇可为乙二醇。
相较于γ-丁内酯或环丁砜而言，乙二醇那样的具有羟基的质子性溶媒与隔板或电极箔、导电性聚合物的亲和性更高。因此，认为在固体电解电容器使用时的电解液挥发的过程中，容易在隔板或电极箔、导电性高分子与电解液之间进行电荷的授受，静电电容变化率(ΔCap)变小。
(3)电解液可为不含水作为溶媒的非水系电解液。
若使用包含水作为溶媒的水系电解液，则有电极箔或固体电解质层的导电性高分子产生劣化、且ESR上升之虞。在本实施方式中由于使用不含水作为溶媒的非水系电解液，因此与使用了水系电解液的情况相比，可抑制ESR的增加。
(4)电解液可还包含硼酸及甘露醇。
通过在电解液中添加硼酸及甘露醇，可在负荷试验中进一步抑制静电电容或ESR的变化。
(5)脂肪族羧酸的分子量可为150以上。
通过使用分子量为150以上的脂肪族羧酸，可进一步改善超过80WV的高压下的耐压特性。
[实施例]
以下，基于实施例来对本发明进行更详细的说明。再者，本发明并不限定于下述实施例。
(1)固体电解电容器的耐压试验(额定电压为80WV)
首先，为了进行额定电压为80WV的固体电解电容器的耐压试验，而制作以下的固体电解电容器。
<实施例1的固体电解电容器的制作>
将作为电极引出部件的导线连接于表面形成有介电体皮膜层的阳极箔与阴极箔，经由马尼拉系隔板而卷绕两电极箔，从而形成元件形状为直径8mm×高度10mm的电容器元件。而且，将所述电容器元件在磷酸二氢铵水溶液中浸渍40分钟，并进行修复化学转化。
其后，制作在水溶液中分散有PEDOT的粒子与聚苯乙烯磺酸的导电性高分子分散体。将电容器元件浸渍于导电性高分子分散体中，提拉电容器元件并在150℃下进行30分钟干燥。关于电容器元件，反复进行多次在导电性高分子分散体中的浸渍及干燥，在电容器元件中形成包含导电性高分子的固体电解质层。
其次，对乙二醇添加壬二酸铵盐而制作电解液。壬二酸铵盐的添加量的明细是相对于溶媒而言壬二酸为0.09mol/kg、铵离子为0.09mol/kg。另外，在电解液中添加合计2wt％的磷酸酯及对硝基苯甲酸作为添加剂。在将电容器元件浸渍于所制作的电解液中后，插入至有底筒状的外装壳体，在开口端部装入封口橡胶，利用铆接加工进行密封。其后，利用电压施加来进行老化，而形成固体电解电容器。再者，所述固体电解电容器的额定电容为39μF。
<实施例2的固体电解电容器的制作>
将壬二酸铵盐的添加量的明细设为壬二酸为0.26mol/kg、铵离子为0.26mol/kg，除此以外与实施例1同样地制作。
<实施例3的固体电解电容器的制作>
将壬二酸铵盐的添加量的明细设为壬二酸为0.37mol/kg、铵离子为0.37mol/kg，除此以外与实施例1同样地制作。
<实施例4的固体电解电容器的制作>
将壬二酸铵盐的添加量的明细设为壬二酸为0.60mol/kg、铵离子为0.60mol/kg，除此以外与实施例1同样地制作。
<实施例5的固体电解电容器的制作>
添加合计2.8wt％的磷酸酯、对硝基苯甲酸、硼酸及甘露醇作为电解液的添加剂，除此以外与实施例1同样地制作。
<实施例6的固体电解电容器的制作>
将壬二酸铵盐设为己二酸铵盐。将己二酸铵盐的添加量的明细设为己二酸为0.06mol/kg、铵离子为0.06mol/kg。除此以外与实施例1同样地制作。
<实施例7的固体电解电容器的制作>
将己二酸铵盐的添加量的明细设为己二酸为0.10mol/kg、铵离子为0.10mol/kg，除此以外与实施例6同样地制作。
<实施例8的固体电解电容器的制作>
将己二酸铵盐的添加量的明细设为己二酸为0.16mol/kg、铵离子为0.16mol/kg，除此以外与实施例6同样地制作。
<实施例9的固体电解电容器的制作>
将己二酸铵盐的添加量的明细设为己二酸为0.20mol/kg、铵离子为0.20mol/kg，除此以外与实施例6同样地制作。
<实施例10的固体电解电容器的制作>
将壬二酸铵盐设为1，6-癸烷二羧酸铵盐。将1，6-癸烷二羧酸铵盐的添加量的明细设为1，6-癸烷二羧酸为0.09mol/kg、铵离子为0.09mol/kg。除此以外与实施例1同样地制作。再者，所述固体电解电容器的额定电容为22μF。
<实施例11的固体电解电容器的制作>
将壬二酸铵盐设为1，7-辛烷二羧酸铵盐、7-甲基-7-甲氧基羰基-1，9-癸烷二羧酸铵盐、7，9-二甲基-7，9-二甲氧基羰基-1，11-十二烷二羧酸铵盐、7，8-二甲基-7，8-二甲氧基羰基-1，14-十四烷二羧酸铵盐。将溶质的添加量的明细设为1，7-辛烷二羧酸为0.05mol/kg、7-甲基-7-甲氧基羰基-1，9-癸烷二羧酸为0.01mol/kg、7，9-二甲基-7，9-二甲氧基羰基-1，11-十二烷二羧酸为0.01mol/kg、7，8-二甲基-7，8-二甲氧基羰基-1，14-十四烷二羧酸为0.02mol/kg、铵离子为0.09mol/kg。除此以外与实施例1同样地制作。再者，所述固体电解电容器的额定电容为22μF。
<比较例1的固体电解电容器的制作>
将壬二酸铵盐设为邻苯二甲酸三乙胺盐。将邻苯二甲酸三乙胺盐的添加量的明细设为邻苯二甲酸为0.60mol/kg、三乙胺为0.47mol/kg。除此以外与实施例1同样地制作。
<比较例2的固体电解电容器的制作>
将壬二酸铵盐设为壬二酸三乙胺盐。将壬二酸三乙胺盐的添加量的明细设为壬二酸为0.60mol/kg、三乙胺为0.47mol/kg。除此以外与实施例1同样地制作。
<比较例3的固体电解电容器的制作>
将壬二酸铵盐的添加量的明细设为壬二酸为0.81mol/kg、铵离子为0.81mol/kg，除此以外与实施例1同样地制作。
对以所述方式制作的固体电解电容器施加电压，并确认电压是否上升至80WV的固体电解电容器所必需的介电体皮膜的皮膜耐压为止，将其结果示于表1中。在表1中，圆圈标记为电压上升至电极箔的皮膜耐压为止的固体电解电容器。另外，叉号标记为电压未上升至电极箔的皮膜耐压为止而发生短路的固体电解电容器。
[表1]
根据表1也明确：在使用了壬二酸的实施例1～实施例5、使用了己二酸的实施例6～实施例9、使用了1，6-癸烷二羧酸的实施例10及使用了多个脂肪族羧酸的混合溶质的实施例11的所有例子中，电压上升至电极箔的皮膜耐压为止。另外，与实施例1至实施例11同样地，使用了脂肪族羧酸的比较例2及比较例3中电压也上升至电极箔的皮膜耐压为止。但是，在使用了作为芳香族羧酸的邻苯二甲酸的比较例1中，电压未上升至电极箔的皮膜耐压为止而发生短路。
(2)固体电解电容器的耐压试验(额定电压为100WV)
其次，为了进行额定电压为100WV的固体电解电容器的耐压试验，而进一步制作以下的固体电解电容器。
<实施例12的固体电解电容器的制作>
将固体电解电容器的额定电容设为18μF，除此以外与实施例4同样地制作。
<实施例13的固体电解电容器的制作>
将壬二酸铵盐设为己二酸铵盐。将己二酸铵盐的添加量的明细设为己二酸为0.60mol/kg、铵离子为0.60mol/kg。除此以外与实施例12同样地制作。
对以所述方式制作的固体电解电容器施加电压，并确认电压是否上升至100WV的固体电解电容器所必需的介电体皮膜的皮膜耐压为止，将其结果示于表2中。在表2中，圆圈标记为电压上升至电极箔的皮膜耐压为止的固体电解电容器。另外，叉号标记为电压未上升至电极箔的皮膜耐压为止而发生短路的固体电解电容器。
[表2]
根据表2也明确：在100WV的耐压试验中，在使用了壬二酸的实施例12中，电压上升至电极箔的皮膜耐压为止。另一方面，在使用了己二酸的实施例13中，电压未上升至电极箔的皮膜耐压为止而发生短路。使用了己二酸的固体电解电容器在80WV的耐压试验中电压上升至皮膜耐压为止，但在100WV中电压未上升而发生短路。认为原因在于：己二酸的分子量为146.1。在100WV的耐压试验中结果也良好的壬二酸的分子量为188.22。因此，可知若脂肪族羧酸的分子量变大，则固体电解电容器的耐压特性提高。尤其可知若分子量为150以上，则耐压特性提高。
(3)初始及负荷试验后的电容器特性
对所述实施例1～实施例11、比较例2及比较例3的固体电解电容器测定初始的ESR及介电损耗(tanδ)。再者，介电损耗表示120kHz(20℃)下的值，ESR特性表示100kHz(20℃)下的值。另外，如上所述实施例1～实施例9、比较例2及比较例3的电容为39μF，实施例10及实施例11的电容为22，。
进而，在125℃下以额定电压80WV对各固体电解电容器进行高温负荷试验，计算经过500小时后及经过1500小时后的ESR变化率(ΔESR)及介电损耗变化率(Δtan5)。将经过500小时后的结果示于表3中。
[表3]
根据表3也明确：关于经过负荷试验500小时后的结果，在添加了硼酸及甘露醇的实施例5中，ESR变化率及介电损耗变化率成为最低的值。根据实施例1～实施例4可知：随着作为溶质的酸的添加量增加，介电损耗变化率及ESR变化率变大。另外，在添加了0.81mol/kg壬二酸的比较例3中，ESR的变化率变高。另一方面，在作为溶质的酸的添加量为0.6mol/kg以下的实施例1～实施例11及比较例2中，ESR变化率成为小于比较例3的值。
其次，将经过1500小时后的结果示于表4中。
[表4]
根据表4也明确：关于经过负荷试验1500小时后的结果，与其他的实施例及比较例相比，在添加了硼酸及甘露醇的实施例5中，ESR变化率及介电损耗变化率成为最低的值。进而，根据实施例1～实施例4可知：随着作为溶质的酸的添加量增加，介电损耗变化率及ESR变化率增大。另外，在未使用脂肪族羧酸的铵盐而使用了三乙胺盐的比较例2中，介电损耗变化率及ESR变化率的值显著上升。另一方面，在使用了脂肪族羧酸的铵盐的实施例1～实施例9中，ESR变化率及介电损耗变化率成为小于比较例2的值。
另外，在添加了0.81mol/kg的壬二酸的比较例3中，结果除了ESR变化率以外，介电损耗变化率也高。另一方面，在添加了脂肪族羧酸的铵盐且作为溶质的酸的添加量为0.6mol/kg以下的实施例1～实施例9中，ESR变化率及介电损耗变化率成为小于比较例3的值。
符号的说明
1：阳极箔
2：阴极箔
3：隔板
4、5：导线
10：电容器元件

Claims (6)

1.一种固体电解电容器，其特征在于：具有将阳极箔与阴极箔经由隔板卷绕而成的电容器元件，
所述电容器元件具有固体电解质层，
在所述电容器元件内的空隙部填充电解液，
所述电解液包含作为溶质的脂肪族羧酸的铵盐、以及作为溶媒的多元醇，作为所述溶质的酸相对于所述溶媒的添加量为0.6mol/kg以下。
2.根据权利要求1所述的固体电解电容器，其特征在于：所述多元醇为乙二醇。
3.根据权利要求1或2所述的固体电解电容器，其特征在于：所述电解液为不含水作为所述溶媒的非水系电解液。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的固体电解电容器，其特征在于：所述电解液还包含硼酸及甘露醇。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的固体电解电容器，其特征在于：所述脂肪族羧酸的分子量为150以上。
6.一种固体电解电容器的制造方法，其特征在于包括：
形成将阳极箔与阴极箔经由隔板卷绕而成的电容器元件的步骤；
在将所述电容器元件浸渍于导电性高分子的分散体中后进行干燥而形成固体电解质层的步骤；以及
将形成有所述固体电解质层的电容器元件浸渍于包含作为溶质的脂肪族羧酸的铵盐、以及作为溶媒的多元醇的电解液中，并在所述电容器元件内的空隙部填充电解液的步骤；
作为所述溶质的酸相对于所述溶媒的添加量为0.6mol/kg以下。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111383845A (zh) * 2018-12-28 2020-07-07 松下知识产权经营株式会社 电解电容器
CN112335006A (zh) * 2018-07-26 2021-02-05 太阳电子工业株式会社 电解电容器

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017124139B4 (de) * 2017-10-17 2020-02-13 Tdk Electronics Ag Elektrolytkondensator
JP2020057665A (ja) * 2018-09-28 2020-04-09 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電解コンデンサの製造方法及び電解コンデンサ
JP7294816B2 (ja) * 2019-01-18 2023-06-20 ルビコン株式会社 固体電解コンデンサ及びその製造方法
KR102222650B1 (ko) * 2019-01-29 2021-03-04 삼화전기주식회사 고체 전해 콘덴서 제조방법 및 고체전해 콘덴서용 전해액
JP6803428B2 (ja) * 2019-04-25 2020-12-23 ルビコン株式会社 固体電解コンデンサ及びその製造方法
JP6783914B1 (ja) * 2019-10-17 2020-11-11 冠坤電子企業股▲フン▼有限公司 導電性高分子ハイブリッド型電解コンデンサ
CN114868217A (zh) * 2019-12-17 2022-08-05 日本贵弥功株式会社 混合型电解电容器及其制造方法
EP4095873A4 (en) * 2020-01-22 2024-02-28 Nippon Chemicon SOLID ELECTROLYTIC CAPACITOR
EP3889980A1 (en) 2020-04-02 2021-10-06 Heraeus Deutschland GmbH & Co KG Process for producing polymer capacitors for high reliability applications
WO2023054502A1 (ja) * 2021-09-30 2023-04-06 日本ケミコン株式会社 固体電解コンデンサ

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04337618A (ja) * 1991-05-14 1992-11-25 Mitsubishi Petrochem Co Ltd 固体電解コンデンサおよびその製造法
CN102903523A (zh) * 2011-07-25 2013-01-30 松下电器产业株式会社 电解电容器和其制造方法
JP2014072465A (ja) * 2012-09-29 2014-04-21 Nippon Chemicon Corp 電解コンデンサ用電解液及び電解コンデンサ
WO2014098006A1 (ja) * 2012-12-21 2014-06-26 日本ケミコン株式会社 電解コンデンサ及びその製造方法
CN104471661A (zh) * 2012-07-31 2015-03-25 日本贵弥功株式会社 固体电解电容器及其制造方法

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3814730A1 (de) 1988-04-30 1989-11-09 Bayer Ag Feststoff-elektrolyte und diese enthaltende elektrolyt-kondensatoren
JPH11283874A (ja) * 1998-01-28 1999-10-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電解コンデンサ
JP2000138136A (ja) 1998-11-02 2000-05-16 Nippon Chemicon Corp 電解コンデンサ用電解液
JP4570303B2 (ja) * 2001-12-28 2010-10-27 ルビコン株式会社 電解コンデンサおよび電解コンデンサ駆動用電解液
JP4136669B2 (ja) 2003-01-07 2008-08-20 ニチコン株式会社 電解コンデンサの駆動用電解液
JP2005303062A (ja) * 2004-04-13 2005-10-27 Rubycon Corp 電解コンデンサ駆動用電解液及び電解コンデンサ
WO2006025262A1 (ja) * 2004-08-30 2006-03-09 Shin-Etsu Polymer Co., Ltd. 導電性組成物及び導電性架橋体、コンデンサ及びその製造方法、並びに帯電防止塗料、帯電防止膜、帯電防止フィルム、光学フィルタ、及び光情報記録媒体
KR20070060111A (ko) * 2004-10-12 2007-06-12 미쓰비시 가가꾸 가부시키가이샤 전해액, 전해액을 사용한 산화 코팅막의 형성 방법, 다층체및 이의 제조 방법, 및 금속 산화막
JP4745694B2 (ja) * 2005-03-25 2011-08-10 三菱重工業株式会社 回転機械組立用システム
DE102005043829A1 (de) * 2005-09-13 2007-04-05 H.C. Starck Gmbh Verfahren zur Herstellung von Elektrolytkondensatoren mit hoher Nennspannung
GB2468942B (en) * 2009-03-23 2014-02-19 Avx Corp High voltage electrolytic capacitors
TWI447766B (zh) * 2009-03-31 2014-08-01 Nippon Chemicon Electrolyte for Aluminum Electrolytic Capacitors and Aluminum Electrolytic Capacitors
CN102473526B (zh) * 2009-08-19 2014-08-13 旭化成纤维株式会社 固体电解电容器
JP2011082313A (ja) * 2009-10-06 2011-04-21 Shin Etsu Polymer Co Ltd 固体電解キャパシタ及びその製造方法
WO2012140881A1 (ja) * 2011-04-13 2012-10-18 パナソニック株式会社 導電性高分子分散溶液の製造方法及び電解コンデンサ
US20140205916A1 (en) * 2011-08-16 2014-07-24 Solvay Sa Manufacture of mixtures comprising lipo2f2 and lipf6
JP2013102004A (ja) 2011-11-07 2013-05-23 Japan Carlit Co Ltd:The 電解コンデンサ用ゲル電解液及び電解コンデンサ
CN103187175B (zh) 2011-12-27 2017-06-06 日本瓦姆&珀巴尔株式会社 电解电容器驱动用电解液
CN105376986B (zh) * 2014-07-16 2018-01-02 阿里巴巴集团控股有限公司 模块化数据中心

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04337618A (ja) * 1991-05-14 1992-11-25 Mitsubishi Petrochem Co Ltd 固体電解コンデンサおよびその製造法
CN102903523A (zh) * 2011-07-25 2013-01-30 松下电器产业株式会社 电解电容器和其制造方法
CN104471661A (zh) * 2012-07-31 2015-03-25 日本贵弥功株式会社 固体电解电容器及其制造方法
JP2014072465A (ja) * 2012-09-29 2014-04-21 Nippon Chemicon Corp 電解コンデンサ用電解液及び電解コンデンサ
WO2014098006A1 (ja) * 2012-12-21 2014-06-26 日本ケミコン株式会社 電解コンデンサ及びその製造方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112335006A (zh) * 2018-07-26 2021-02-05 太阳电子工业株式会社 电解电容器
US11545306B2 (en) 2018-07-26 2023-01-03 Sun Electronic Industries Corp. Electrolytic capacitor
CN111383845A (zh) * 2018-12-28 2020-07-07 松下知识产权经营株式会社 电解电容器
CN111383845B (zh) * 2018-12-28 2023-01-24 松下知识产权经营株式会社 电解电容器

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