CN108352254B - 电解电容器及其制造方法 - Google Patents

电解电容器及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108352254B
CN108352254B CN201680062213.4A CN201680062213A CN108352254B CN 108352254 B CN108352254 B CN 108352254B CN 201680062213 A CN201680062213 A CN 201680062213A CN 108352254 B CN108352254 B CN 108352254B
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrolytic capacitor
mass
electrolytic
capacitor
electrolytic solution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201680062213.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108352254A (zh
Inventor
椿雄一郎
青山达治
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Original Assignee
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd filed Critical Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Publication of CN108352254A publication Critical patent/CN108352254A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108352254B publication Critical patent/CN108352254B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/004—Details
    • H01G9/022—Electrolytes; Absorbents
    • H01G9/035—Liquid electrolytes, e.g. impregnating materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/0029—Processes of manufacture
    • H01G9/0036—Formation of the solid electrolyte layer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/004—Details
    • H01G9/022—Electrolytes; Absorbents
    • H01G9/025—Solid electrolytes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/004—Details
    • H01G9/022—Electrolytes; Absorbents
    • H01G9/025—Solid electrolytes
    • H01G9/028—Organic semiconducting electrolytes, e.g. TCNQ
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/004—Details
    • H01G9/04—Electrodes or formation of dielectric layers thereon
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/004—Details
    • H01G9/07—Dielectric layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/15—Solid electrolytic capacitors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
  • Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)
  • Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)

Abstract

一种电解电容器，其具有：电容器元件(10)，具备在表面形成有电介质层的阳极体；固体电解质层，设置在上述电介质层上且包含导电性高分子和高分子掺杂剂；以及电解液，浸渗至上述电容器元件(10)且包含多元醇和硼酸酯，上述电解液的水分含量为0.1～3质量％，上述电解液所含的上述硼酸酯的比例为2～60质量％。通过具备该构成，提供能够长期维持低ESR且可靠性高的电解电容器。

Description

电解电容器及其制造方法
技术领域
本发明涉及具有固体电解质层和电解液的电解电容器及其制造方法。
背景技术
作为体积小且容量大、ESR(等效串联电阻)低的电容器，具备阳极体、固体电解质层和电解液的电解电容器备受期待，所述阳极体形成有电介质层，所述固体电解质层以覆盖电介质层的至少一部分的方式形成。例如，专利文献1中公开了使含有γ-丁内酯或环丁砜等的溶剂浸渗至固体电解质层而得到的电解电容器。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-111174号公报
发明内容
发明要解决的问题
就具有固体电解质层和电解液的电解电容器而言，如果在100℃以上进行长期的负荷试验，则初期发挥出低ESR，但经过一定时间后存在ESR急剧增大的倾向。
鉴于上述现状，本发明的目的在于，提供能够维持低ESR的电解电容器。
用于解决问题的方案
本发明涉及一种电解电容器，其具有：电容器元件，具备在表面形成有电介质层的阳极体；固体电解质层，设置在电介质层上且包含导电性高分子和高分子掺杂剂；以及电解液，浸渗至电容器元件且包含多元醇和硼酸酯。
此外，本发明涉及一种电解电容器的制造方法，其具备：第一工序，准备具有在表面形成有电介质层的阳极体的电容器元件；第二工序，使用包含导电性高分子、高分子掺杂剂和溶剂的分散体，在电介质层上形成固体电解质层；以及第三工序，使包含多元醇和硼酸酯的电解液浸渗至形成有固体电解质层的电容器元件。
发明效果
根据本发明，可提供能够长期维持低ESR且可靠性高的电解电容器。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式的电解电容器的截面示意图。
图2是用于说明同一实施方式的电容器元件的构成的示意图。
具体实施方式
本发明的电解电容器具备：具有电介质层的阳极体、与电介质层接触的固体电解质层、以及电解液。固体电解质层包含导电性高分子和高分子掺杂剂。电解液包含多元醇和硼酸酯。
由于电解液包含硼酸酯，因此电解液中的水分被硼酸酯吸收。此时，硼酸酯发生水解。通过使电解液中的水分被硼酸酯吸收，从而抑制由电解液中的水分导致的高分子掺杂剂的脱掺杂。其结果，由脱掺杂导致的固体电解质层的电导度的降低受到抑制，能够抑制电解电容器的ESR劣化。此外，由于能够降低电解液中的水分，因此能够防止电解电容器的回流焊时的电解电容器的内压增大。
硼酸酯可以使用硼酸与醇或醚醇形成的缩聚物。醇优选为多元醇、特别优选为聚亚烷基二醇。醚醇优选为聚亚烷基二醇单烷基醚。上述硼酸酯可利用水解中生成的多元醇而使导电性高分子溶胀，其结果，能够降低电解电容器的ESR。
硼酸酯可以使用下述(1)式～(3)式所示的硼酸酯。
CH3(H)-[(R1)t-O-B(OH)-O]x-H ：(1)式
CH3(H)-[(R1)t-O-B(OH)-O-(R2)n]k-CH3(H) ：(2)式
Figure GDA0001638735370000031
末端可以为CH3或H。R1、R2、R3为-CH2O-、-C2H4O-、
-C3H6O-、-C4H3O-中的任一者。k、l、m、n为任意自然数。
在上述(1)式～(3)式所示的硼酸酯中，l、m和n的值更优选为2～5。1、m和n的值为2以上的情况下，硼酸酯的水解产物不易从电解液中蒸散，因此能够抑制电解电容器的内压增大。此外，1、m和n的值为5以下的情况下，硼酸在硼酸酯中所占的比率变高，能够提高吸收电解液中的水分的效果。
作为以往的电解电容器，存在将硼酸和甘露糖醇等糖类直接添加至电解液中的电解电容器。但是，此时因硼酸与糖类发生酯化时生成的水分而促进高分子掺杂剂的脱掺杂，故不优选。
硼酸酯的含有比例相对于电解液100质量％优选为2质量％以上且60质量％以下、特别优选为5质量％以上且40质量％以下。硼酸酯的比例为2质量％以上的情况下，硼酸酯的吸收电解液中的水分的效果变大。此外，硼酸酯的比例为60质量％以下的情况下，能够在电解液中维持一定量的水分量，能够维持利用电解液修复电介质层的效果。
电解液中包含多元醇的情况下，容易因电解液中的水分而导致高分子掺杂剂脱掺杂。但是，通过使电解液中包含硼酸酯，高分子掺杂剂的脱掺杂明显受到抑制。其结果，能够明显抑制电解电容器的ESR的劣化。
多元醇优选包含例如乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、丁二醇、聚亚烷基二醇、甘油中的至少一者。尤其是，优选为乙二醇或聚亚烷基二醇，这是因为利用硼酸酯抑制高分子掺杂剂的脱掺杂的效果变大。作为聚亚烷基二醇，优选使用平均分子量为200～1000的聚乙二醇、平均分子量为200～5000的聚丙二醇。
电解液所含的多元醇的比例优选为15质量％以上、更优选为30质量％以上。通过使电解液包含多元醇，从而利用硼酸酯抑制高分子掺杂剂的脱掺杂的效果变大。
电解液中，除了多元醇之外，可以包含例如砜化合物、内酯化合物、碳酸酯化合物、一元醇等。作为砜化合物，可以使用环丁砜、二甲基亚砜、二乙基亚砜等。作为内酯化合物，可以使用γ-丁内酯、γ-戊内酯等。作为碳酸酯化合物，可以以溶剂的形式包含碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、氟代碳酸乙烯酯等。它们可以单独使用，也可以组合多种使用。
上述溶剂在电解液中所占的比例优选为2质量％以上且70质量％以上。使用上述溶剂的情况下，优选使用γ-丁内酯、环丁砜。
电解液所含的水分比例优选为0.1质量％以上且3.0质量％以下、特别优选为0.3质量％以上且1.0质量％以下。如果为0.1质量％以上，则能够维持利用电解液修复电介质层的效果。此外，如果为3.0质量％以下，则能够抑制固体电解质层中的高分子掺杂剂发生脱掺杂。
电解液可以包含溶质。作为溶质，可以使用酸成分、碱成分、由酸成分和碱成分形成的盐、硝基化合物、酚化合物等。
酸成分可以使用有机酸、无机酸、有机酸与无机酸的复合化合物。作为有机酸，可以使用邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、马来酸、己二酸、苯甲酸、1，6-癸二酸、1，7-辛二酸、壬二酸等羧酸等。作为无机酸，可以使用硼酸、磷酸、亚磷酸、次磷酸、磷酸酯等。尤其是，电解液中包含羧酸的情况下，利用硼酸酯抑制高分子掺杂剂的脱掺杂的效果特别高。
作为有机酸与无机酸的复合化合物，可以使用硼二水杨酸、硼二草酸、硼二乙醇酸等。电解液中包含有机酸与无机酸的复合化合物的情况下，利用硼酸酯抑制高分子掺杂剂的脱掺杂的效果特别高。有机酸与无机酸的复合化合物容易因电解液中的水分而水解。如果该复合化合物发生水解，则电解液的pH上升，固体电解质层中的高分子掺杂剂发生脱掺杂。电解液中包含硼酸酯的情况下，电解液中的水分被吸收，因此该复合化合物不易水解，抑制电解液的pH上升。其结果，能够抑制固体电解质层中的高分子掺杂剂的脱掺杂，能够抑制ESR的劣化。
碱成分可以使用伯胺、仲胺、叔胺、季铵、季铵化脒鎓等。作为伯胺～叔胺，可以使用例如甲胺、二甲胺、三甲胺、乙胺、二乙胺、三乙胺、乙二胺、N，N-二异丙基乙胺、四甲基乙二胺、六亚甲基二胺等。作为季铵，可以使用例如四甲基铵、三乙基甲基铵、四乙基铵等。作为季铵化脒鎓，可以使用例如乙基二甲基咪唑鎓、四甲基咪唑鎓等。
电解液所含的溶质比例优选为1～30质量％。在该范围内，电解液的粘度上升小，也难以发生电压的降低。
作为固体电解质层所含的导电性高分子，优选为聚吡咯、聚噻吩和聚苯胺等。它们可以单独使用，也可以组合使用两种以上，还可以为两种以上的单体的共聚物。通过使固体电解质层包含这样的导电性高分子，能够期待耐电压特性的进一步提高。
需要说明的是，本说明书中，聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺等分别是指以聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺等作为基本骨架的高分子。因此，聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺等也可以包括各自的衍生物。例如，聚噻吩包括聚(3，4-亚乙基二氧噻吩)(PEDOT)等。
固体电解质层中，作为导电性高分子的掺杂剂，包含高分子掺杂剂。作为高分子掺杂剂，可列举出聚乙烯基磺酸、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、聚丙烯酸等聚阴离子。它们可以单独使用，也可以组合使用两种以上。此外，它们可以为均聚物，也可以为两种以上的单体的共聚物。其中，优选为聚苯乙烯磺酸(PSS)。
高分子掺杂剂的重均分子量没有特别限定，从容易形成均质的固体电解质层这一点出发，优选为例如1000～100000。
以下，基于实施方式更具体地说明本发明。但是，本发明不限定于以下的实施方式。
图1是本实施方式的电解电容器的截面示意图，图2是将同一电解电容器的电容器元件的一部分展开后的示意图。
电解电容器例如具备：电容器元件10；容纳电容器元件10的有底壳体11；封住有底壳体11的开口的密封构件12；覆盖密封构件12的座板13；从密封构件12导出且贯穿座板13的引线14A、14B；将引线与电容器元件10的电极进行连接的引线片15A、15B；以及电解液(未图示)。有底壳体11的开口端附近向内侧进行了缩颈加工，以开口端铆接于密封构件12的方式进行了卷曲加工。
密封构件12由包含橡胶成分的弹性材料形成。作为橡胶成分，可以使用丁基橡胶(IIR)、腈橡胶(NBR)、乙烯丙烯橡胶、乙烯丙烯二烯橡胶(EPDM)、氯丁橡胶(CR)、异戊二烯橡胶(IR)、HYPALON(注册商标)橡胶、硅酮橡胶、氟橡胶等。密封构件12可以包含炭黑、二氧化硅等填料。
电容器元件10具备：与引线片15A连接的阳极体21、与引线片15B连接的阴极体22、以及间隔件23。
阳极体21和阴极体22隔着间隔件23而被卷绕。电容器元件10的最外周被封止胶带24固定。需要说明的是，图2示出将电容器元件10的最外周封止之前的部分展开状态。
阳极体21具备以表面具有凹凸的方式进行了粗糙化的金属箔，在具有凹凸的金属箔上形成有电介质层。通过使导电性高分子附着于电介质层的至少一部分表面，从而形成固体电解质层。固体电解质层可以覆盖阴极体22的表面和/或间隔件23的表面的至少一部分。形成有固体电解质层的电容器元件10与电解液一同被容纳在外装壳体内。
《电解电容器的制造方法》
以下，针对本实施方式的电解电容器的制造方法的一例，分工序进行说明。
(i)准备具有电介质层的阳极体21的工序
首先，准备作为阳极体21原料的金属箔。金属的种类没有特别限定，从容易形成电介质层的观点出发，优选使用铝、钽、铌等阀作用金属或者包含阀作用金属的合金。
接下来，对金属箔的表面进行粗糙化。通过粗糙化，在金属箔的表面形成多个凹凸。粗糙化优选通过对金属箔进行蚀刻处理来进行。蚀刻处理通过例如直流电解法、交流电解法来进行即可。
接下来，在经粗糙化的金属箔的表面形成电介质层。形成方法没有特别限定，可通过对金属箔进行化成处理来形成。化成处理中，例如将金属箔浸渍于己二酸铵溶液等化成液，并进行热处理。此外，也可以将金属箔浸渍于化成液，并施加电压。
通常，从量产性的观点出发，对大张的阀作用金属等的箔(金属箔)进行粗糙化处理和化成处理。在该情况下，通过将处理后的箔裁切成期望的大小，从而准备阳极体21。
(ii)准备阴极体22的工序
对于阴极体22，也可以与阳极体同样地使用金属箔。金属的种类没有特别限定，优选使用铝、钽、铌等阀作用金属或者包含阀作用金属的合金。根据需要，也可以对阴极体22的表面进行粗糙化。此外，根据需要，还可以在阴极体22的表面形成化成覆膜、钛或钛化合物的覆膜、碳层等。
(iii)电容器元件10的制作
接着，使用阳极体21和阴极体22来制作电容器元件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，通过一边卷入引线片15A、15B一边卷绕，能够如图2所示那样地从电容器元件10竖立设置引线片15A、15B。
间隔件23的材料可以使用例如以纤维素、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯腈、维尼纶、芳纶纤维等作为主成分的无纺布。
引线片15A、15B的材料也没有特别限定，只要是导电性材料即可。针对与引线片15A、15B分别相连的引线14A、14B的材料，也没有特别限定，只要是导电性材料即可。
接下来，在所卷绕的阳极体21、阴极体22和间隔件23之中位于最外层的阴极体22的外侧表面配置封止胶带24，将阴极体22的端部用封止胶带24固定。需要说明的是，通过裁切大张的金属箔来准备阳极体21的情况下，为了在阳极体21的裁切面设置电介质层，可以对卷绕体进一步进行化成处理。
(iv)形成固体电解质层的工序
接下来，使高分子分散体浸渗至电介质层，形成覆盖电介质层的至少一部分的膜。高分子分散体包含液状成分和分散在液状成分中的导电性高分子。高分子分散体可以是在液状成分中溶解有导电性高分子的溶液，也可以是在液状成分中分散有导电性高分子粒子的分散液。接下来，通过利用干燥使液状成分从形成的膜中挥发，从而形成覆盖电介质层的至少一部分的致密固体电解质层。对于高分子分散体而言，导电性高分子均匀地分布在液状成分中，因此容易形成均匀的固体电解质层。由此能够得到电容器元件10。
高分子分散体可通过例如使导电性高分子分散在液状成分中的方法、使前体单体在液状成分中聚合而生成导电性高分子的粒子的方法等来获得。
液状成分可以为水，也可以为水与非水溶剂的混合物，还可以为非水溶剂。非水溶剂没有特别限定，可以使用例如质子性溶剂、非质子性溶剂。作为质子性溶剂，可例示出甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、乙二醇、丙二醇、聚亚烷基二醇等醇类；甲醛、1，4-二噁烷等醚类等。作为非质子性溶剂，可例示出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；甲乙酮等酮类等。
高分子分散体所含的导电性高分子的浓度优选为0.5～10质量％。此外，导电性高分子的平均粒径D50优选为例如0.01～0.5μm。此处，平均粒径D50是通过基于动态光散射法的粒度分布测定装置求出的体积粒度分布中的中值粒径。这种浓度的高分子分散体适于形成适当厚度的固体电解质层，并且容易浸渗至电介质层。
作为将高分子分散体施予至电介质层表面的方法，例如使卷绕体浸渍至容纳在容器中的高分子分散体的方法是简便的，故而优选。浸渍时间还因卷绕体的大小而异，例如为1秒～5小时、优选为1分钟～30分钟。此外，浸渗优选在减压下、例如10～100kPa、优选40～100kPa的气氛下进行。此外，可以一边使其浸渍于高分子分散体，一边对卷绕体或高分子分散体施加超声波振动。将卷绕体从高分子分散体中提拉后的干燥例如优选以50～300℃进行，更优选以100～200℃进行。
将高分子分散体施予至电介质层表面的工序以及使电容器元件10干燥的工序可以重复两次以上。通过将这些工序进行多次，能够提高固体电解质层对电介质层的覆盖率。此时，不仅在电介质层的表面形成有固体电解质层，也可以在阴极体22、间隔件23的表面形成有固体电解质层。
综上所述，在阳极体21与阴极体22之间形成固体电解质层。需要说明的是，在电介质层的表面形成的固体电解质层作为实际上的阴极材料而发挥功能。
(v)使电解液浸渗至电容器元件10的工序
接下来，使电解液浸渗至电容器元件10。使电解液浸渗至电容器元件10的方法没有特别限定。例如，使电容器元件10浸渍于容纳在容器中的电解液的方法是简便的，故而优选。浸渍时间还因电容器元件10的尺寸而异，例如为1秒～5分钟。浸渗优选在减压下、例如10～100kPa、优选40～100kPa的气氛下进行。
(vi)密封电容器元件的工序
接下来，将电容器元件10密封。具体而言，首先以引线14A、14B位于有底壳体11的开口的上表面的方式，将电容器元件10容纳在有底壳体11中。作为有底壳体11的材料，可以使用铝、不锈钢、铜、铁、黄铜等金属或者它们的合金。
接下来，将以引线14A、14B贯穿其中的方式形成的密封构件12配置在电容器元件10的上方，将电容器元件10密封在有底壳体11内。接下来，对有底壳体11的开口端附近实施横向缩颈加工，以铆接于密封构件12的方式对开口端进行卷曲加工。并且，对卷曲部分配置座板13，从而完成图1所示的电解电容器。其后，可以一边施加电压一边进行老化处理。
上述实施方式中，针对卷绕型电解电容器进行了说明，但本发明的应用范围不限定于上述记载，也可以应用于其它的电解电容器、例如使用金属烧结体作为阳极体的电解电容器、使用金属箔作为阳极体的层叠型电解电容器。
[实施例]
以下，基于实施例，更详细地说明本发明，但本发明不限定于实施例。
《实施例1》
本实施例中，制作额定电压80V、额定静电容量38μF的卷绕型电解电容器。以下，针对电解电容器的具体制造方法进行说明。
(阳极体的准备)
对厚度100μm的铝箔进行蚀刻处理，使铝箔的表面粗糙化。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于己二酸铵溶液并对其施加150V电压来进行。其后，将铝箔以纵×横成为6mm×120mm的方式进行裁切，从而准备阳极体。
(阴极体的准备)
对厚度50μm的铝箔进行蚀刻处理，使铝箔的表面粗糙化。其后，将铝箔以纵×横成为6mm×120mm的方式进行裁切，从而准备阴极体。
(电容器元件的制作)
在阳极体和阴极体连接阳极引线片和阴极引线片，一边卷入引线片，一边将阳极体和阴极体隔着间隔件进行卷绕。在从卷绕体突出的各引线片的端部分别连接阳极引线和阴极引线。并且，对所制作的卷绕体再次进行化成处理，从而在阳极体的被切割的端部形成电介质层。接下来，将卷绕体的外侧表面的端部用封止胶带固定，从而制作电容器元件。
(高分子分散体的制备)
将3，4-亚乙基二氧噻吩和聚苯乙烯磺酸(PSS、重均分子量为10万)溶解于离子交换水(液状成分)，制备混合溶液。一边搅拌混合溶液，一边添加溶于离子交换水的硫酸铁(III)(氧化剂)，进行聚合反应。反应后，对所得反应液进行透析，去除未反应单体和过量的氧化剂，得到包含掺杂有约5质量％PSS的聚亚乙基二氧噻吩(PEDOT/PSS)的高分子分散体。
(固体电解质层的形成)
在减压气氛(40kPa)中，将电容器元件在容纳至特定容器内的高分子分散体中浸渍5分钟，其后，从高分子分散体中提拉电容器元件。接着，将浸渗高分子分散体的电容器元件在150℃的干燥炉内干燥20分钟，从而形成覆盖电介质层的至少一部分的固体电解质层。
(电解液的浸渗)
制备包含γ-丁内酯22.5质量％、环丁砜22.5质量％、平均分子量约为300的聚乙二醇20质量％、邻苯二甲酸乙基二甲胺15质量％、以及作为硼酸酯的三乙二醇单甲醚与二乙二醇与硼酸形成的缩聚物20质量％的电解液，在减压气氛(40kPa)中，将电容器元件在电解液中浸渍5分钟。
(电容器元件的密封)
将浸渗有电解液的电容器元件密封，完成电解电容器。具体而言，以引线位于有底壳体的开口侧的方式将电容器元件容纳在有底壳体中，将以引线贯穿其中的方式形成的密封构件(包含丁基橡胶作为橡胶成分的弹性材料)配置在电容器元件的上方，将电容器元件密封在有底壳体内。并且，对有底壳体的开口端附近实施缩颈加工，进而对开口端进行卷曲加工，在卷曲部分配置座板，从而完成图1所示的电解电容器。其后，一边施加额定电压，一边以130℃进行2小时的老化处理。
《实施例2》
除了使用三乙二醇单甲醚与二乙二醇单甲醚与硼酸形成的缩聚物作为硼酸酯之外，与实施例1同样地制作电解电容器，并同样进行评价。
《实施例3》
除了使用三乙二醇单甲醚与三乙二醇与硼酸形成的缩聚物作为硼酸酯之外，与实施例1同样地制作电解电容器，并同样进行评价。
《实施例4》
除了设为γ-丁内酯31.5质量％、环丁砜31.5质量％、硼酸酯2质量％之外，与实施例1同样地制作电解电容器，并同样进行评价。
《实施例5》
除了设为γ-丁内酯30质量％、环丁砜30质量％、硼酸酯5质量％之外，与实施例1同样地制作电解电容器，并同样进行评价。
《实施例6》
除了设为γ-丁内酯12.5质量％、环丁砜12.5质量％、硼酸酯40质量％之外，与实施例1同样地制作电解电容器，并同样进行评价。
《实施例7》
除了设为γ-丁内酯2.5质量％、环丁砜2.5质量％、硼酸酯60质量％之外，与实施例1同样地制作电解电容器，并同样进行评价。
《实施例8》
除了使用乙二醇65质量％来代替γ-丁内酯、环丁砜、聚乙二醇之外，与实施例1同样地制作电解电容器，并同样进行评价。
《实施例9》
除了设为乙二醇45质量％来代替γ-丁内酯、环丁砜之外，与实施例1同样地制作电解电容器，并同样进行评价。
《实施例10》
除了使用硼二水杨酸三乙胺来代替邻苯二甲酸乙基二甲胺之外，与实施例1同样地制作电解电容器，并同样进行评价。
《比较例1》
除了未使用硼酸酯之外，与实施例1同样地制作电解电容器，并同样进行评价。
《比较例2》
除了使用硼二水杨酸三乙胺来代替邻苯二甲酸乙基二甲胺之外，与比较例1同样地制作电解电容器，并同样进行评价。
《比较例3》
除了使用硼酸3质量％和甘露糖醇5质量％来代替硼酸酯之外，与实施例1同样地制作电解电容器，并同样进行评价。
[评价]
一边施加额定电压一边以125℃保持5000小时，确认ESR的增加率(ΔESR)和漏电流的增加率(ΔLC)。ΔESR和ΔLC用保持5000小时后的值(X)相对于初始值(X0)之比(X/X0)表示。将评价结果示于表1。
[表1]
水分量(质量％) ΔESR ΔLC
实施例1 0.68 1.56 1.58
实施例2 0.71 1.69 1.68
实施例3 0.74 1.62 1.52
实施例4 1.53 2.98 2.89
实施例5 0.98 2.32 1.89
实施例6 0.42 2.16 1.87
实施例7 0.26 3.08 2.76
实施例8 0.59 1.62 1.58
实施例9 0.63 1.49 1.46
实施例10 0.57 2.75 2.33
实施例11 0.61 1.33 1.52
比较例1 0.59 3.86 5.69
比较例2 0.46 3.54 7.99
比较例3 1.86 3.76 4.88
产业上的可利用性
本发明可利用于具备固体电解质层和电解液的电解电容器，所述固体电解质层覆盖电介质层的至少一部分。
附图标记说明
10：电容器元件、11：有底壳体、12：密封构件、13：座板、14A，14B：引线、15A，15B：引线片、21：阳极体、22：阴极体、23：间隔件、24：封止胶带。

Claims (12)

1.一种电解电容器，其具有：
电容器元件，具备在表面形成有电介质层的阳极体；
固体电解质层，设置在所述电介质层上且包含导电性高分子和高分子掺杂剂；以及
电解液，浸渗至所述电容器元件且包含多元醇和硼酸酯，
其中，所述电解液所含的所述多元醇的比例为15质量％以上。
2.根据权利要求1所述的电解电容器，其中，所述电解液的水分含量为0.1质量％～3质量％。
3.根据权利要求1或2所述的电解电容器，其中，所述电解液所含的所述硼酸酯的比例为2质量％～60质量％。
4.根据权利要求1或2所述的电解电容器，其中，所述多元醇为乙二醇或聚亚烷基二醇。
5.根据权利要求1或2所述的电解电容器，其中，所述电解液包含羧酸或其盐。
6.根据权利要求1或2所述的电解电容器，其中，所述电解液包含有机酸与无机酸的复合化合物或其盐。
7.一种电解电容器的制造方法，其具备：
第一工序，准备具有在表面形成有电介质层的阳极体的电容器元件；
第二工序，使用包含导电性高分子、高分子掺杂剂和溶剂的分散体，在所述电介质层上形成固体电解质层；以及
第三工序，使包含多元醇和硼酸酯的电解液浸渗至形成有所述固体电解质层的电容器元件，
其中，所述电解液所含的所述多元醇的比例为15质量％以上。
8.根据权利要求7所述的电解电容器的制造方法，其中，所述电解液的水分含量为0.1质量％～3质量％。
9.根据权利要求7或8所述的电解电容器的制造方法，其中，所述电解液所含的所述硼酸酯的比例为2质量％～60质量％。
10.根据权利要求7或8所述的电解电容器的制造方法，其中，所述多元醇为乙二醇或聚亚烷基二醇。
11.根据权利要求7或8所述的电解电容器的制造方法，其中，所述电解液包含羧酸或其盐。
12.根据权利要求7或8所述的电解电容器的制造方法，其中，所述电解液包含有机酸与无机酸的复合化合物或其盐。
CN201680062213.4A 2015-10-30 2016-10-27 电解电容器及其制造方法 Active CN108352254B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015-213985 2015-10-30
JP2015213985 2015-10-30
PCT/JP2016/004721 WO2017073062A1 (ja) 2015-10-30 2016-10-27 電解コンデンサおよびその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108352254A CN108352254A (zh) 2018-07-31
CN108352254B true CN108352254B (zh) 2020-07-28

Family

ID=58631498

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680062213.4A Active CN108352254B (zh) 2015-10-30 2016-10-27 电解电容器及其制造方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10692657B2 (zh)
JP (1) JP6928788B2 (zh)
CN (1) CN108352254B (zh)
WO (1) WO2017073062A1 (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7361276B2 (ja) * 2018-05-21 2023-10-16 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電解コンデンサ
CN116612994A (zh) * 2018-07-26 2023-08-18 松下知识产权经营株式会社 电解电容器
US20210343482A1 (en) * 2018-07-26 2021-11-04 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Electrolytic capacitor
CN113366594B (zh) * 2019-01-31 2024-03-15 松下知识产权经营株式会社 电解电容器及其制造方法
WO2022044636A1 (ja) * 2020-08-27 2022-03-03 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電解コンデンサ
CN116235266A (zh) * 2020-09-25 2023-06-06 松下知识产权经营株式会社 电解电容器
WO2023162916A1 (ja) * 2022-02-28 2023-08-31 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電解コンデンサおよびその製造方法
US11749466B1 (en) * 2022-08-15 2023-09-05 King Fahd University Of Petroleum And Minerals Light harvesting supercapacitor and method of preparation thereof

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1246719A (zh) * 1998-08-31 2000-03-08 松下电器产业株式会社 电解电容器驱动用电解液和使用该电解液的电解电容器
JP2003100560A (ja) * 2001-09-27 2003-04-04 Nippon Chemicon Corp 固体電解コンデンサ及びその製造方法
CN101512693A (zh) * 2006-09-07 2009-08-19 松下电器产业株式会社 电解液和使用该电解液的电解电容器
WO2015129515A1 (ja) * 2014-02-27 2015-09-03 テイカ株式会社 導電性高分子製造用酸化剤兼ドーパント、その溶液、それらのいずれかを用いて製造した導電性高分子およびその導電性高分子を電解質として用いた電解コンデンサ

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0629157A (ja) * 1992-07-09 1994-02-04 Nippon Chemicon Corp 電解コンデンサ用電解液
JP4070004B2 (ja) * 2001-04-13 2008-04-02 三洋化成工業株式会社 電解コンデンサ
JP4916416B2 (ja) 2007-10-30 2012-04-11 サン電子工業株式会社 電解コンデンサの製造方法及び電解コンデンサ
JP6618106B2 (ja) 2012-07-31 2019-12-11 日本ケミコン株式会社 固体電解コンデンサ及びその製造方法
US8967573B2 (en) * 2013-03-14 2015-03-03 Dental Equipment, Llc Modular, bypass track and carriage system for overhead-mounted lights and other devices

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1246719A (zh) * 1998-08-31 2000-03-08 松下电器产业株式会社 电解电容器驱动用电解液和使用该电解液的电解电容器
JP2003100560A (ja) * 2001-09-27 2003-04-04 Nippon Chemicon Corp 固体電解コンデンサ及びその製造方法
CN101512693A (zh) * 2006-09-07 2009-08-19 松下电器产业株式会社 电解液和使用该电解液的电解电容器
WO2015129515A1 (ja) * 2014-02-27 2015-09-03 テイカ株式会社 導電性高分子製造用酸化剤兼ドーパント、その溶液、それらのいずれかを用いて製造した導電性高分子およびその導電性高分子を電解質として用いた電解コンデンサ

Also Published As

Publication number Publication date
JP6928788B2 (ja) 2021-09-01
US10692657B2 (en) 2020-06-23
WO2017073062A1 (ja) 2017-05-04
CN108352254A (zh) 2018-07-31
JPWO2017073062A1 (ja) 2018-08-23
US20180233292A1 (en) 2018-08-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108352254B (zh) 电解电容器及其制造方法
CN108022756B (zh) 电解电容器
CN108292565B (zh) 电解电容器
CN110634679B (zh) 电解电容器
CN106575578B (zh) 电解电容器的制造方法
CN107004508B (zh) 电解电容器及其制造方法
CN107851519B (zh) 电解电容器
US11545305B2 (en) Electrolytic capacitor and method for manufacturing same
CN111149183B (zh) 电解电容器
CN110993343B (zh) 电解电容器
JP2011109023A (ja) 固体電解コンデンサおよびその製造方法
CN112335007B (zh) 电解电容器
WO2016103617A1 (ja) 電解コンデンサの製造方法
CN110098057B (zh) 电解电容器的制造方法
CN107430940B (zh) 电解电容器及其制造方法
CN112151277A (zh) 电解电容器和电解电容器的制造方法
CN107887165B (zh) 电解电容器及其制造方法
CN115335934A (zh) 电解电容器及其制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant