CN113287182B - 铝电解电容器用分隔件及铝电解电容器 - Google Patents
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Abstract
提供可以使用廉价的纤维、并且耐短路性能和阻抗特性优异的铝电解电容器用分隔件。所构成的铝电解电容器用分隔件夹设于铝电解电容器的阳极与阴极之间,分隔件介质击穿试验中的施加500V时的短路率为10%以下。
Description
技术领域
本发明涉及铝电解电容器中合适使用的铝电解电容器用分隔件、以及使用了该铝电解电容器用分隔件的铝电解电容器。
背景技术
通常,铝电解电容器如下制作:在阳极铝箔与阴极铝箔之间夹设电解纸作为分隔件,制作电容器元件,使该电容器元件浸渗电解液,并插入到壳体后,进行封口,由此制作铝电解电容器。
铝电解电容器中,分隔件的主要作用为两电极的隔离和电解液的保持。为了隔离两电极,要求分隔件为低电阻的同时、具有高的遮蔽性。进而,对于分隔件的原材料要求电绝缘性,另外,为了保持各种电解液,要求亲水性、亲油性。因此,使用兼具这些特性的将纤维素作为原料的分隔件。
铝电解电容器用分隔件使用一种制纸用化学浆粕,其是由木材、非木材等、利用硫酸盐(牛皮纸)法、亚硫酸盐法、或碱法蒸煮、提取而成的植物纤维。
迄今为止,作为包括铝电解电容器的电化学元件用分隔件,提出了各种结构(例如参照专利文献1~专利文献5)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开昭53-142652号公报
专利文献2:日本特开平3-222315号公报
专利文献3:日本特开平5-267103号公报
专利文献4:日本特开平5-315193号公报
专利文献5:日本特开平8-250376号公报
发明内容
发明要解决的问题
铝电解电容器之中,特别是在作为100V以下的电压区域的低压区域中,通常使用利用了专利文献1和专利文献2中记载的技术的分隔件、即由马尼拉麻浆粕和针茅草浆粕形成的圆网多层分隔件等。
但是,马尼拉麻浆粕主要在菲律宾生产,而针茅草浆粕主要在突尼斯生产,由于近年的政局不稳、初级产业从事者减少而逐年难以获得,另外价格也持续上涨。因此,当务之急是开发使用了能够稳定地获得的原材料的替代品。
铝电解电容器中,分隔件对于阻抗特性、特别是等效串联电阻(ESR)造成大的影响。已知分隔件中使用的浆粕的截面形状越接近于圆形、另外直径越细则阻抗特性越降低。
针叶树浆粕、阔叶树浆粕等源自木材的浆粕的生产量多、能够稳定地获得。但是,木材浆粕由于截面形状为扁平并且尺寸也大,因此作为重视阻抗特性的低压用分隔件的原材料不合适。
专利文献3中提出了使用经过打浆的溶剂纺丝纤维素纤维的分隔件。溶剂纺丝纤维素纤维由于为工业产品而能够稳定地获得,由于经过打浆的纤维的截面形状为圆形并且细而阻抗特性也优异。
但是,溶剂纺丝纤维素纤维由于昂贵,因此不能作为马尼拉麻浆粕、针茅草浆粕的替代使用。
作为工业上大量生产的能够比较廉价地获得的非木材浆粕,可列举出锦葵科植物浆粕、椴树科植物浆粕和禾本科植物浆粕。
作为使用了针茅草以外的禾本科植物浆粕的铝电解电容器用分隔件,专利文献4中提出了使用了稻草纤维和马尼拉麻浆粕的分隔件,专利文献5中提出了使用了竹浆粕的分隔件。
但是,专利文献4和专利文献5的目的都在于,改善音响设备的音质。对于面向音响用设备的分隔件的主要要求特性为人感觉的音质,与通常的低压用分隔件中要求的阻抗特性大幅不同。
锦葵科植物浆粕、椴树科植物浆粕和禾本科植物浆粕中含有很多源自植物的薄壁细胞,薄壁细胞与浆粕相比,宽幅非常短小。若分隔件中存在很多薄壁细胞则除了阻抗特性变差之外,还会产生拉伸强度、撕裂强度降低等问题。另外,锦葵科植物浆粕、椴树科植物浆粕和禾本科植物浆粕与针叶树浆粕、马尼拉麻浆粕等相比,主体纤维的平均纤维长较短,拉伸强度、撕裂强度等强度特性变差。因此通常的低压用分隔件所要求的耐短路性能和阻抗性能难以利用由锦葵科植物浆粕、椴树科植物浆粕和禾本科植物浆粕形成的分隔件来实现。
铝电解电容器中,分隔件发挥隔离电极的作用。
作为与分隔件存在关系的铝电解电容器的短路,可列举出“极耳部所导致的分隔件的压缩、破损”、“电极箔端部的毛边、或电极箔和导线连接部的毛边等所导致的分隔件的贯穿、破损”、“振动、冲击等机械性应力所导致的分隔件的破损”、“火花放电等电应力”、“电容器制造时的熟化时、源自氧化覆膜缺陷部的氧化覆膜介质击穿”等。关于对于这些短路原因的耐性,分隔件的均匀性、强度特性造成影响,耐短路性能的改善对于分隔件而言是永远的课题。
本发明的目的在于,提供可以使用锦葵科植物浆粕、椴树科植物浆粕和禾本科植物浆粕等廉价的纤维,并且耐短路性能和阻抗特性优异的铝电解电容器用分隔件。
另外,本发明的目的在于,提供具备该铝电解电容器用分隔件、耐短路性能和阻抗特性优异的铝电解电容器。
用于解决问题的方案
本发明的铝电解电容器用分隔件,其为夹设于铝电解电容器的阳极与阴极之间的铝电解电容器用分隔件,分隔件介质击穿试验中的施加500V时的短路率为10%以下。
本发明的铝电解电容器,其具备阳极、阴极、夹设于阳极与阴极之间的分隔件,分隔件使用上述本发明的铝电解电容器用分隔件。
发明的效果
根据上述本发明,可以提供耐短路性能和阻抗特性优异的铝电解电容器用分隔件以及使用该分隔件的铝电解电容器。
另外,根据本发明,通过分隔件介质击穿试验中的施加500V时的短路率为10%以下,能够使用锦葵科植物浆粕、椴树科植物浆粕和禾本科植物浆粕等廉价的纤维构成分隔件。
具体实施方式
以下对于本发明的一实施方式例进行详细说明。
本发明的铝电解电容器用分隔件的结构是,其为夹设于铝电解电容器的阳极与阴极之间的铝电解电容器用分隔件,分隔件介质击穿试验中的施加500V时的短路率为10%以下。
本发明的铝电解电容器具备阳极、阴极、夹设于阳极与阴极之间的分隔件,分隔件使用本发明的铝电解电容器用分隔件。
本发明的铝电解电容器用分隔件中,优选利用选自由锦葵科植物浆粕、椴树科植物浆粕和禾本科植物浆粕组成的组中的一种以上材料构成分隔件。
由此,可以使用廉价的纤维,以低成本构成分隔件。
本发明中使用的锦葵科植物浆粕、椴树科植物浆粕和禾本科植物浆粕没有特别限定,可以使用任意一种纤维。例如合适地使用洋麻浆粕、黄麻浆粕、稻草浆粕、麦杆浆粕、竹浆粕、甘蔗渣浆粕、芦苇浆粕、蓑草浆粕、龙须草浆粕、白茅草浆粕等。这些材料可以使用1种或混合2种以上来使用。另外,这些浆粕可以被漂白处理,另外,也可以为如溶解浆粕那样经过纯化的浆粕、纤维素碱化浆粕。
本发明中使用的锦葵科植物浆粕、椴树科植物浆粕和禾本科植物浆粕优选被打浆处理。但是,根据所制作的分隔件的密度,也可以不进行打浆处理。
打浆处理可以没有特别限定地使用盘磨机、锥形磨浆机、高压均化器、打浆机(beater)等制纸原料的制造中使用的打浆机。
如上所述,本发明的分隔件的结构为分隔件介质击穿试验中的施加500V时的短路率为10%以下。
若分隔件介质击穿试验中的施加500V时的短路率超过10%则在铝电解电容器的熟化试验中容易产生短路。
本发明的分隔件的抄纸优选使用圆网多层抄纸机。圆网抄纸机为使扩张网的圆筒(以下简称为“圆网”)在加入有浆粕悬浮液的槽中旋转,利用水位差而使水通过网并流入到圆筒内时,在网之上形成纸层的方法的抄纸机。形成纸层时,在初期阶段,在网之上堆积浆粕,但是在此后的阶段,由于网缓慢地堵塞,因此在初期阶段与水一起流出的微细的浆粕、薄壁细胞也在中期以后的阶段被包含于纸层内。因此利用圆网抄纸机抄纸的纸,通常存在于上下表面的薄壁细胞的比率不同。
锦葵科植物浆粕、椴树科植物浆粕和禾本科植物浆粕含有很多薄壁细胞。薄壁细胞与浆粕相比,宽幅非常短小,因此对于分隔件的阻抗特性、拉伸强度造成不良影响。
本发明中,为了减少残留于分隔件中的薄壁细胞数,优选使用多个圆网。也就是说,将由仅纸层形成的初期阶段的材料构成的纸层、即薄壁细胞含有率低的纸层多层重叠而形成1张分隔件,由此可以大幅减少分隔件中的薄壁细胞数。通过控制分隔件中的薄壁细胞数,即使是仅由锦葵科植物浆粕、椴树科植物浆粕和禾本科植物浆粕形成的分隔件,也可以实现能够用作铝电解电容器用分隔件的耐短路性能和阻抗特性。
将相同原料抄纸的情况下,圆网抄纸机通过变更浆粕悬浮液浓度和圆网旋转速度,可以控制纸的每单位面积的重量(以下简称为“基重”)。因此,以相同的速度生产相同基重的纸的情况下,例如通过由1个圆网变更为2个圆网,可以使浆粕悬浮液浓度为约一半。浆粕悬浮液的浓度越小则越可以减少分隔件中的薄壁细胞。浆粕悬浮液的浓度优选为0.3%以下。
另外,本发明中,网的开口部的尺寸也是重要的。通常的薄壁细胞的尺寸为(20~几十μm)×(20~150μm)程度,为了促进薄壁细胞的流出,网的开口部优选为0.1mm以上×0.1mm以上。
通过大幅减少分隔件中的薄壁细胞数,可以改善分隔件的阻抗特性,即使使用锦葵科植物浆粕、椴树科植物浆粕和禾本科植物浆粕,也可以实现与由马尼拉麻浆粕和针茅草浆粕等形成的圆网多层分隔件同等水平的阻抗特性。
作为分隔件中含有的薄壁细胞数的指标,优选存在于分隔件表面的薄壁细胞数的上下表面比率(与圆网接触面相反的面/圆网接触面)为5以下。需要说明的是,对于薄壁细胞数,由于与圆网接触的面减少、没有与圆网接触的面增多,因此难以使上下表面比率不足1。另一方面,若上下表面比率大于5则薄壁细胞的流出不充分,分隔件的阻抗特性、拉伸强度容易变差。另外,上下表面比率超过5的分隔件供于铝电解电容器时,随着拉伸强度的降低等而短路率容易变差。
需要说明的是,难以识别圆网接触面和与圆网接触面相反的面的情况下,可以使薄壁细胞数多的面/少的面的比率为5以下。
制造分隔件时,若不会阻碍作为电容器用分隔件的功能则根据需要可以使用分散剂、消泡剂、纸力增强剂等添加剂。需要说明的是,纸力增强加工处理可以在制作分隔件之后涂布水溶性聚合物。
利用圆网多层抄纸机抄纸时,各层中使用的原料可以相同、也可以变更打浆度、原料的种类。使用相同原料的情况下,可以简化工序。
锦葵科植物浆粕、椴树科植物浆粕和禾本科植物浆粕与马尼拉麻浆粕相比,平均纤维长较短,因此具有容易使纸的质地均匀、容易制造致密性优异的分隔件这种特征。但是,由于平均纤维长较短,因此存在拉伸强度、撕裂强度等强度特性变差的倾向。
通过减少分隔件中的薄壁细胞数,可以增长平均纤维长,可以改善强度特性,因此能够使用锦葵科植物浆粕、椴树科植物浆粕和禾本科植物浆粕来制作耐短路性能优异的分隔件。
对于本发明的分隔件而言,分隔件的拉伸强度优选为9.8N/15mm以上。另外,为了实现通常的铝电解电容器用分隔件所需要的撕裂强度、即200mN以上,优选平均纤维长为1.0mm以上。
拉伸强度不足9.8N/15mm的情况下、或者平均纤维长不足1.0mm的情况下,在铝电解电容器的元件制作时等容易产生分隔件的断裂。
另一方面,平均纤维长过长的情况下,在抄纸工序中容易产生纤维的缠结、或者水中的分散性变差而分隔件的质地容易破坏。
本发明的结构中,没有平均纤维长过长而成为问题的情况,但是从分隔件制造工序上的处理容易程度的观点考虑,平均纤维长优选为4mm以下。
分隔件的厚度优选为20~120μm。
锦葵科植物浆粕、椴树科植物浆粕和禾本科植物浆粕的纤维截面的直径由于为10~15μm程度,因此具有多层利用圆网抄纸机形成的层的情况下,若厚度不足20μm则难以维持分隔件所需要的强度。
若分隔件比120μm厚则对于铝电解电容器的小型化是不利的。
分隔件的密度优选为0.25~0.70g/cm3。
若密度低于0.25g/cm3则分隔件的强度显著降低。
若想要密度高于0.70g/cm3则电容器的阻抗特性大幅变差。
发现通过以上的分隔件的结构,可以得到由锦葵科植物浆粕、椴树科植物浆粕和禾本科植物浆粕形成的、耐短路性能和阻抗特性优异的铝电解电容器用分隔件。
可以使用上述本发明的铝电解电容器用分隔件制作本发明的铝电解电容器。
例如通过在阳极铝箔与阴极铝箔之间夹设分隔件并卷绕以形成元件,然后浸渗电解液,并插入到壳体后,进行封口,由此可以制作铝电解电容器。
实施例
以下对于本发明的铝电解电容器用分隔件以及具备该铝电解电容器用分隔件的铝电解电容器的具体的各种实施例、比较例进行详细说明。
[分隔件和铝电解电容器的特性的测定方法]
本实施方式的分隔件和铝电解电容器的各特性的具体的测定通过以下的条件和方法进行。
[CSF值]
CSF值为根据“JIS P8121-2《浆粕-滤水度试验法-第2部:加拿大标准滤水度法》(ISO5267-2《Pulps-Determination of drainability-Part2:“Canadian Standard”freeness method》)”测定得到的值。
[厚度、基重和密度]
对于分隔件的厚度,使用“JIS C 2300-2《电气用纤维素纸-第2部:试验方法》5.1厚度”中规定的“5.1.1测定器和测定方法a)使用外侧测微计的情况”的测微计,利用“5.1.3折叠纸并测定厚度的情况”的折叠为10张的方法进行测定。
对于分隔件的基重,利用“JIS C 2300-2《电气用纤维素纸-第2部:试验方法》6基重”中规定的方法,测定绝干状态的分隔件的基重。
对于分隔件的密度,利用“JIS C 2300-2《电气用纤维素纸-第2部:试验方法》7.0A密度B法”中规定的方法,测定绝干状态的分隔件的密度。
[拉伸强度]
利用“JIS P 8113《纸和纸板-拉伸特性的试验方法-第2部:固定速度拉伸法》”(ISO1924-2《Paper and board-Determination of tensile properties-Part2:Constantrate of elongation method》中规定的方法,以试验宽度15mm测定分隔件的纵向(制造方向)的最大拉伸负荷,作为拉伸强度。
[平均纤维长]
平均纤维长为依据JIS P 8226-2《浆粕-利用光学的自动分析法的纤维长测定方法第2部:非偏光法》(ISO16065-2《Pulps-Determination of Fibre length by automatedoptical analysis-Part2:Unpolarized light method》),使用Kajaani Fiberlab Ver.4(Metso Automation公司制)测定得到的伸直长度(Contour length)(中心线纤维长)的长度负荷平均纤维长的值。
[分隔件介质击穿试验中的施加500V时的短路率]
利用“JIS C 2300-2《电气用纤维素纸-第2部:试验方法》24介质击穿的强度24.2.2直流的情况B法24.1.2.1方法2”中规定的方法,测定分隔件的介质击穿电压总计100处,在不足500V的电压下发生了短路的比率作为分隔件介质击穿试验中的施加500V时的短路率(以下简称为“施加500V时的短路率”)。
[存在于分隔件表面的薄壁细胞数的上下表面比率]
使用扫描电子显微镜(以下简称为“SEM”)、以200倍的倍率测定存在于1000μm(纵向)×5000μm(横向)的分隔件的上下表面的薄壁细胞数。将与圆网侧相反侧的薄壁细胞数除以圆网侧的薄壁细胞数,作为存在于分隔件表面的薄壁细胞的上下表面比率(以下简称为“薄壁细胞的上下表面比率”)。
[使用了分隔件的铝电解电容器的制作]
以下对于使用了本实施方式例的分隔件的铝电解电容器的制作方法进行说明。
使用上述结构的分隔件,在阳极铝箔与阴极铝箔之间夹设分隔件并卷绕以形成元件后,浸渗电解液,插入到壳体后,进行封口,由此制作铝电解电容器。
[阻抗]
对于所制作的铝电解电容器的阻抗,使用LCR计在20℃下以100kHz的频率进行测定。
[实施例1]
对于作为锦葵科植物浆粕的洋麻浆粕,使用双盘磨(以下简称为“DDR”)打浆至CSF值600ml,使用圆网三层抄纸机,得到厚度50μm、基重27.5g/m2、密度0.55g/cm3的三层分隔件。该分隔件的拉伸强度为43N/15mm、平均纤维长为2.1mm、施加500V时的短路率为3%、薄壁细胞数的上下表面比率为1.5。
使用该分隔件制作100个电容器元件,浸渗EG系电解液后,插入到壳体,进行封口,形成额定电压100V、电容100μF、直径12.5mm×长度20mm的铝电解电容器。该铝电解电容器在熟化试验中不会短路,阻抗为0.23Ω。
[实施例2]
对于作为椴树科植物浆粕的黄麻浆粕,在CSF值650ml的未打浆的状态下,使用圆网三层抄纸机,得到厚度115μm、基重31.1g/m2、密度0.27g/cm3的三层分隔件。该分隔件的拉伸强度为47N/15mm、平均纤维长为1.8mm、施加500V时的短路率为0%、薄壁细胞数的上下表面比率为1.2。
使用该分隔件制作100个电容器元件,浸渗EG系电解液后,插入到壳体,进行封口,形成额定电压100V、电容100μF、直径12.5mm×长度20mm的铝电解电容器。该铝电解电容器在熟化试验中不会短路,阻抗为0.25Ω。
[实施例3]
对于作为椴树科植物浆粕的黄麻浆粕,使用DDR打浆至CSF值620ml,使用圆网三层抄纸机,得到厚度125μm、基重37.5g/m2、密度0.30g/cm3的三层分隔件。该分隔件的拉伸强度为56N/15mm、平均纤维长为1.8mm、施加500V时的短路率为0%、薄壁细胞数的上下表面比率为1.5。
使用该分隔件制作100个电容器元件,浸渗EG系电解液后,插入到壳体,进行封口,想要制作额定电压100V、电容100μF、直径12.5mm×长度20mm的铝电解电容器,但是由于分隔件的厚度厚的影响而电容器元件直径增大,不能装入到壳体。变更为直径大的壳体而制作的铝电解电容器在熟化试验中不会短路,阻抗为0.32Ω。
[实施例4]
对于作为禾本科植物浆粕的针茅草浆粕,使用DDR打浆至CSF值600ml,使用圆网双层抄纸机,得到厚度50μm、基重25.0g/m2、密度0.50g/cm3的双层分隔件。该分隔件的拉伸强度为11N/15mm、平均纤维长为1.1mm、施加500V时的短路率为4%、薄壁细胞数的上下表面比率为2.8。
使用该分隔件制作100个电容器元件,浸渗EG系电解液后,插入到壳体,进行封口,形成额定电压100V、电容100μF、直径12.5mm×长度20mm的铝电解电容器。该铝电解电容器在熟化试验中不会短路,阻抗为0.18Ω。
[实施例5]
对于作为禾本科植物浆粕的竹浆粕,使用DDR打浆至CSF值550ml,使用圆网双层抄纸机,得到厚度40μm、基重20.0g/m2、密度0.50g/cm3的双层分隔件。该分隔件的拉伸强度为25N/15mm、平均纤维长为1.6mm、施加500V时的短路率为2%、薄壁细胞数的上下表面比率为2.2。
使用该分隔件制作100个电容器元件,浸渗EG系电解液后,插入到壳体,进行封口,形成额定电压100V、电容100μF、直径12.5mm×长度20mm的铝电解电容器。该铝电解电容器在熟化试验中不会短路,阻抗为0.20Ω。
[实施例6]
对于作为禾本科植物浆粕的甘蔗渣浆粕,使用DDR打浆至CSF值400ml,使用圆网双层抄纸机,得到厚度22μm、基重15.0g/m2、密度0.68g/cm3的双层分隔件。该分隔件的拉伸强度为14N/15mm、平均纤维长为1.4mm、施加500V时的短路率为8%、薄壁细胞数的上下表面比率为4.8。
使用该分隔件制作100个电容器元件,浸渗EG系电解液后,插入到壳体,进行封口,形成额定电压100V、电容100μF、直径12.5mm×长度20mm的铝电解电容器。该铝电解电容器在熟化试验中不会短路,阻抗为0.19Ω。
[实施例7]
对于作为禾本科植物浆粕的甘蔗渣浆粕,使用DDR打浆至CSF值300ml,使用圆网双层抄纸机,得到厚度22μm、基重16.1g/m2、密度0.73g/cm3的双层分隔件。该分隔件的拉伸强度为18N/15mm、平均纤维长为1.3mm、施加500V时的短路率为3%、薄壁细胞数的上下表面比率为4.9。
使用该分隔件制作100个电容器元件,浸渗EG系电解液后,插入到壳体,进行封口,形成额定电压100V、电容100μF、直径12.5mm×长度20mm的铝电解电容器。该铝电解电容器在熟化试验中不会短路,但是阻抗为0.29Ω,与实施例6中制作的使用了厚度22μm、密度0.68g/cm3的甘蔗渣浆粕双层分隔件的电容器相比增大。
[实施例8]
对于作为禾本科植物浆粕的龙须草浆粕,使用DDR打浆至CSF值650ml,使用圆网双层抄纸机,得到厚度50μm、基重20.0g/m2、密度0.40g/cm3的双层分隔件。该分隔件的拉伸强度为27N/15mm、平均纤维长为1.5mm、施加500V时的短路率为3%、薄壁细胞数的上下表面比率为1.7。
使用该分隔件制作100个电容器元件,浸渗EG系电解液后,插入到壳体,进行封口,形成额定电压100V、电容100μF、直径12.5mm×长度20mm的铝电解电容器。该铝电解电容器在熟化试验中不会短路,阻抗为0.15Ω。
[以往例1]
将作为芭蕉科植物浆粕的马尼拉麻浆粕、和作为禾本科植物浆粕的针茅草浆粕各混合一半,使用DDR打浆至CSF值550ml,使用圆网双层抄纸机,得到厚度50μm、基重25.0g/m2、密度0.50g/cm3的双层分隔件。该分隔件的拉伸强度为29N/15mm、平均纤维长为1.9mm、施加500V时的短路率为4%、薄壁细胞数的上下表面比率为1.9。
使用该分隔件制作100个电容器元件,浸渗EG系电解液后,插入到壳体,进行封口,形成额定电压100V、电容100μF、直径12.5mm×长度20mm的铝电解电容器。该铝电解电容器在熟化试验中不会短路,阻抗为0.20Ω。
[比较例1]
对于作为禾本科植物浆粕的针茅草浆粕,使用DDR打浆至CSF值600ml,使用圆网一层抄纸机,得到厚度50μm、基重25.0g/m2、密度0.50g/cm3的一层分隔件。该分隔件的拉伸强度为8N/15mm、平均纤维长为0.9mm、施加500V时的短路率为14%、薄壁细胞数的上下表面比率为6.0。
使用该分隔件制作100个电容器元件,浸渗EG系电解液后,插入到壳体,进行封口,形成额定电压100V、电容100μF、直径12.5mm×长度20mm的铝电解电容器。该铝电解电容器即使在熟化试验中也产生了短路,但未短路的电容器的阻抗为0.24Ω。
[比较例2]
对于作为禾本科植物浆粕的甘蔗渣浆粕,使用DDR打浆至CSF值400ml,使用圆网双层抄纸机,得到厚度18μm、基重11.5g/m2、密度0.64g/cm3的双层分隔件。该分隔件的拉伸强度为7N/15mm、平均纤维长为1.5mm、施加500V时的短路率为72%、薄壁细胞数的上下表面比率为3.3。
想要使用该分隔件制作电容器元件,结果由于拉伸强度弱的影响,而在元件制作时分隔件的断裂多发,不能制作电容器元件。
[比较例3]
对于作为禾本科植物浆粕的针茅草浆粕,在CSF值660ml的未打浆的状态下,使用圆网双层抄纸机,得到厚度50μm、基重12.0g/m2、密度0.24g/cm3的双层分隔件。该分隔件的拉伸强度为4N/15mm、平均纤维长为1.2mm、施加500V时的短路率为80%、薄壁细胞数的上下表面比率为2.1。
想要使用该分隔件制作电容器元件,结果由于拉伸强度弱的影响,而在元件制作时分隔件的断裂多发,不能制作电容器元件。
实施例1~实施例8、比较例1~比较例3、以往例1的各分隔件和额定电压100V的电容器的阻抗的评价结果如表1所示。
[表1]
由表1可知,各实施例的分隔件满足施加500V时的短路率为10%以下,并且薄壁细胞数的上下表面比率低、处于1~5的范围内。
与此相对地,各比较例的分隔件的施加500V时的短路率超过10%。
实施例4、以往例1、比较例1的分隔件都为厚度50μm、基重25.0g/m2、密度0.50g/cm3。另外,实施例4与比较例1的分隔件的原材料也相同。
实施例4的分隔件由于薄壁细胞数少,因此拉伸强度强、平均纤维长变长、施加500V时的短路率降低。另外,电容器的阻抗也降低。即使与以往例1的分隔件相比的情况下,实施例4的分隔件也为施加500V时的短路率同等、并且电容器的阻抗优异的结果。
实施例4及实施例6的分隔件的施加500V时的短路率分别为4%、8%,但是在铝电解电容器的熟化试验中没有产生短路。另一方面,比较例1的分隔件在熟化试验中施加500V时的短路率为14%,在铝电解电容器的熟化试验中产生短路。
施加500V时的短路率、与铝电解电容器的熟化试验中的短路存在关联,为了抑制铝电解电容器的熟化试验中的短路,分隔件的施加500V时的短路率需要为10%以下。
[实施例9]
对于作为禾本科植物浆粕的麦秆浆粕,使用DDR打浆至CSF值350ml,使用圆网双层抄纸机,得到厚度90μm、基重54.0g/m2、密度0.60g/cm3的双层分隔件。该分隔件的拉伸强度为70N/15mm、平均纤维长为1.3mm、施加500V时的短路率为0%、薄壁细胞数的上下表面比率为4.5。
使用该分隔件制作100个电容器元件,浸渗GBL系电解液后,插入到壳体,进行封口,形成额定电压400V、电容10μF、直径12.5mm×长度20mm的铝电解电容器。该铝电解电容器在熟化试验中不会短路。确认了该分隔件也可以适用于所谓中高压GBL系的铝电解电容器。
以上,根据本实施方式,可以提供使用能够中长期稳定获得且廉价的锦葵科植物浆粕、椴树科植物浆粕和禾本科植物浆粕,并且耐短路性能和阻抗特性优异的铝电解电容器用分隔件以及使用该分隔件的铝电解电容器。
以上,对于将本实施方式的分隔件用于铝电解电容器的例子进行了说明。
省略对于铝电解电容器的其它结构、制造方法的详细内容的说明,但是本发明的铝电解电容器中,对于电极材料和电解液材料无需特别限定,可以使用各种材料。另外,只要元件外径容许则也能够使用多张本发明的分隔件,或者使用一张以上本发明的分隔件与其它分隔件一起重叠多张来使用。
Claims (2)
1.一种铝电解电容器用分隔件,其特征在于,其为夹设于铝电解电容器的阳极与阴极之间的铝电解电容器用分隔件,
所述铝电解电容器用分隔件的分隔件介质击穿试验中的施加500V时的短路率为10%以下,
所述铝电解电容器用分隔件由选自由锦葵科植物浆粕、椴树科植物浆粕和禾本科植物浆粕组成的组中的1种以上材料构成,
存在于分隔件表面的薄壁细胞数的上下表面比率为5以下,
所述铝电解电容器用分隔件的厚度为20~120μm、密度为0.25~0.70g/cm3。
2.一种铝电解电容器,其特征在于,其具备阳极、阴极、夹设于所述阳极与所述阴极之间的分隔件,
所述分隔件使用权利要求1所述的铝电解电容器用分隔件。
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03222315A (ja) * | 1990-01-26 | 1991-10-01 | Nippon Koudoshi Kogyo Kk | 電解コンデンサ用電解紙 |
JP2001189239A (ja) * | 1999-12-28 | 2001-07-10 | Nippon Chemicon Corp | 電解コンデンサ |
JP2010135313A (ja) * | 2008-10-31 | 2010-06-17 | Hitachi Maxell Ltd | 電気化学素子 |
CN104919554A (zh) * | 2012-12-20 | 2015-09-16 | 日本高度纸工业株式会社 | 铝电解电容器用隔膜及铝电解电容器 |
JP2017112370A (ja) * | 2015-12-14 | 2017-06-22 | 日東電工株式会社 | 電気化学素子 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS53142652A (en) | 1977-05-17 | 1978-12-12 | Nippon Kodoshi Kogyo Kk | Paper for electrolytic capacitor |
US4593343A (en) * | 1984-11-05 | 1986-06-03 | Sprague Electric Company | Electrolytic capacitor and spacer therefor |
JP2999849B2 (ja) | 1991-04-19 | 2000-01-17 | ニチコン株式会社 | 電解コンデンサ |
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JPH08250376A (ja) | 1995-03-07 | 1996-09-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | アルミ電解コンデンサ |
US6730439B2 (en) * | 2000-08-01 | 2004-05-04 | Tonen Tapyrus Co., Ltd. | Heat-resistant separator |
WO2015174056A1 (ja) * | 2014-05-16 | 2015-11-19 | 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 |
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03222315A (ja) * | 1990-01-26 | 1991-10-01 | Nippon Koudoshi Kogyo Kk | 電解コンデンサ用電解紙 |
JP2001189239A (ja) * | 1999-12-28 | 2001-07-10 | Nippon Chemicon Corp | 電解コンデンサ |
JP2010135313A (ja) * | 2008-10-31 | 2010-06-17 | Hitachi Maxell Ltd | 電気化学素子 |
CN104919554A (zh) * | 2012-12-20 | 2015-09-16 | 日本高度纸工业株式会社 | 铝电解电容器用隔膜及铝电解电容器 |
JP2017112370A (ja) * | 2015-12-14 | 2017-06-22 | 日東電工株式会社 | 電気化学素子 |
Also Published As
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