CN1220997C - 电解电容器及其制造方法 - Google Patents

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CN1220997C CNB991081013A CN99108101A CN1220997C CN 1220997 C CN1220997 C CN 1220997C CN B991081013 A CNB991081013 A CN B991081013A CN 99108101 A CN99108101 A CN 99108101A CN 1220997 C CN1220997 C CN 1220997C
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Abstract

本发明提供具有十分接近设计容量的大容量电解电容器及更容易地制造所述电解电容器的方法。电解电容器在具有通孔且表面粗化的阳极用阀金属箔上、在阳极用阀金属的至少单侧表面形成阴极用导电性高分子层或电解用电极,在导电性单体溶液中,将该高发子层作为阳极进行电解,在阀金属箔的电介质氧化膜的表面形成电解形成的导电性高分子层,制成电解电容器。能够容易地得到十分接近设计容量的大容量的电解电容器。

Description

电解电容器及其制造方法

技术领域

本发明涉及阳极采用铝或钽等阀金属、阴极采用导电性高分子层的电解电容器及其制造方法。

背景技术

以往采用铝或钽等阀金属的电解电容器是将阀金属作为阳极,将该阀金属的氧化膜作为电介质层,阴极采用电解质溶液或无机固体电解质,分别设置与阳极和阴极相连的引线部分,封入外壳中。

阴极由于形成氧化膜,因此铝箔表面被粗化,通过阳极氧化,形成铝阳极体元件。在钽电容器中,由粉末制成的成形体被烧结,表面通过阳极氧化,形成钽阳极体元件。

以往的铝电解电容器采用含有有机酸的有机溶剂等作为阴极,在钽电解电容器中采用二氧化锰。

最近,为了适应电路的数字化,要求电子元器件具有高频响应特性,因此在电解电容器中,也要求通过降低电阻来提高高频响应特性。对于来自这样的市场的要求,正不断研究和开发采用高导电性的导电性高分子材料作为电解电容器阴极用的固体电解质。

在采用导电性高分子材料作为阴极用固体电解质的电解电容器中,阀金属上的氧化膜电介质用导电性高分子层紧密覆盖着。利用这样的导电性高分子材料的电解电容器在例如日本特许公开公报平6-168885号已经为人们所了解。

形成阴极用导电性高分子层的方法,已知有化学聚合法。该方法是将该阳极体元件浸渍在含有氧化剂的单体溶液中,将氧化剂为作聚合引发剂使单体聚合。用这样的方法在阳极表面的氧化膜上形成导电性高分子层。

还知道有电解氧化聚合法,这是在电介质氧化膜上生成具有一定导电性的电解用的第一导电层,再利用该导电层作为聚合起点开始电解性氧化聚合,形成所需厚度的导电性高分子层。该第一导电层是利用预先附着在氧化膜上的二氧化锰或者通过前述化学聚合法形成的极薄的导电性高分子层。

但是,用前述方法来形成导电性高分子层存在着一些问题。很难在电介质氧化膜整个表面形成均匀而且有足够厚度的导电性高分子层,并由此导致最终产品的电解电容器的容量不能充分保证是根据阳极氧化的阀金属预测的设计值。再有,由于以往的技术中聚合反应慢,因此为了提高容量,必须几次甚至几十次重复上述化学聚合法。

以往的电解聚合法,由于是利用通过二氧化锰或化学聚合法形成的极薄的导电性高分子层作为第一导电层,因此电解用的供给电流通过电阻较高的第一导电层,所以为了在电介质氧化膜整个表面形成导电性高分子层,需要比较长的聚合时间。

另外,以往为了在阳极箔的正反面通过电解形成的导电性高分子层,采用的方法是,最初从阳极箔的一面的一部分开始聚合,然后绕到反面进行聚合。采用以往的这种方法,当想要在比较大面积的阳极箔的正反面电解聚合形成导电性高分子层时,聚合形成需要很长时间。还有,聚合开始处与结束处所形成的导电性高分子层厚度有差别。该导电性高分子层厚度的这一差别是由于聚合开始处与聚合结束处的聚合时间不一样而引起的。因而,为了得到厚度更均匀的导电性高分子层,必须进一步使聚合速度放慢,以尽可能减少由于聚合时间的差别而产生的影响,这又带来使聚合形成工序的时间更长的结果。

由于上述的理由,像例如日本特许公开公报昭63-239917的实施例那样,实际上该方法只能用于使与最终产品形状一致的较小的阳极箔形成导电性高分子层。

不管哪种情况,要形成作为最终产品所需要的足够的导电性高分子层,制造工序复杂且时间长,需要很高的制造成本。

发明内容

本发明的目的在于提供能在电介质氧化膜整个表面均匀且简单地形成导电性高分子层、并具有与设计容量十分接近的大容量的电解电容器。

本发明的另一目的在于提供对电解电容器在电介质氧化膜整个表面均匀且简单地形成导电性高分子层的方法。

本发明的电解电容器包含具有通孔、使表面粗化、在其表面的一部分形成的氧化膜电介质层的阳极用阀金属箔,以及氧化膜层上的导电性高分子阴极层,阴极层由氧化膜层上形成的至少两个电解形成的导电性高分子层构成。

又,阴极层也可包含在阳极层的单侧形成的阴极用导电性高分子层。这种情况下,电介质层上形成的电解形成的导电性高分子层与该阴极用导电性高分子层电气相连。

而且,电解电容器包含集电体,集电体最好是在阳极层单侧表面的阴极用导电性高分子层上形成的金属片。集电体与引线相连。

本发明包含本发明的电解电容器的制造方法,本发明的电解电容器包含具有通孔、使表面粗化、在其表面的一部分形成氧化膜电介质层的阳极用阀金属箔,以及氧化膜层上的导电性高分子阴极层。

制造方法使用电解聚合法,在阀金属上的电解用电极与单体溶液中的另一电极之间进行电解,在阀金属箔的表面形成导电性高分子层。用其作为阴极层。

具体说来,制造方法由下列几个步骤构成:在阳极用阀金属箔的单侧表面上形成电解用电极,将阳极用阀金属箔浸渍在配置有另一电极的导电性单体溶液中,然后在前述电解用电极与该溶液中配置的电解用电极之间进行电解,使单体电解氧化聚合,在阳极用阀金属箔的氧化膜表面形成电解形成的导电性高分子层作为阴极层。

聚合工序是通过在阀金属箔上作为正极的电解用电极与溶液中作为负极的另一电解用电极之间流过电流的过程,利用电解氧化聚合使单体聚合。以此在电介质层的氧化膜表面上形成相同厚度的导电性高分子层。

该电解聚合过程是在作为电解用阳极的电解用电极表面开始单体聚合,其聚合物继续生长,通过阀金属箔的通孔再进一步绕到阀金属箔的反面一侧,复盖浸渍在溶液中的整个阀金属箔表面,形成导电性高分子层。这样,电解形成的导电性高分子层与金属箔的氧化膜电介质层紧贴。

制造方法可以利用电解用金属片、导电性高分子层或它们的组合。聚合工序后,电解用电极,特别是在该电极为单一金属片或金属箔时,也可以除去。

但是在制造方法中,电解用电极也可以是阳极层上形成的导电性高分子层(下面叫做阴极侧导电性高分子层)。聚合工序首先在阀金属箔上预先形成阴极侧导电性高分子层,在聚合工序后,照原样保留下来,与电解形成的导电性高分子层一起用作电容器的阴极层。

还有,电解用电极也可以由阀金属箔上的阴极侧导电性高分子层及该阴极侧导电性高分子层上的金属片构成。电解聚合后,阴极侧导电性高分子层用作阴极层,而金属片用作阴极集电体。

本发明的电解聚合法中,当作为利用电解用电极进行的电解聚合的起点,选用金属箔、阴极用导电性高分子层或阴极用金属箔具有的阴极用导电性高分子层中的任一种时,都能够提高其导电率,能够增大电解电流,导电性高分子层的形成速度快,容易形成导电性高分子层。而且,本发明的电解聚合法,由于聚合物是通过金属箔的通孔在阳极用阀金属箔的厚度方向上同时形成,因此能够短时间且均匀地复盖浸渍在溶液中的金属箔表面,而不取决于阀金属箔的大小。因而,这样做能够短时间且容易地形成导电性高分子层,容易得到与设计容量十分接近的大容量的电解电容量。

本发明的制造方法还包含在聚合工序前预先形成导电层,使得能够与电介质层的整个表面或一部分接触、用作阴极层的步骤。

这样形成的导电层,与正生长着的高分子层接触,成为单体可聚合的阳极性的反应开始点。这样预先形成的导电层加速了在电解聚合的生长方向上的聚合速度,使高分子区域扩大到阳极层上,进而增加厚度。电介质层上的导电体可以利用导电性高分子层,特别是化学聚合的高分子层较好,又可以利用二氧化锰等氧化物膜。该导体层的存在对于利用电解聚合电解形成的导电性高分子层是有用的。这样,电介质层可以用电解形成的导电性高分子层完全复盖。

本发明还包含利用上述电解电容器组装的叠层型或卷绕型的电解电容器。

叠层体包含与阀金属相连的阳极引线及与阴极侧导电性高分子层或集电体相连的阴极引线。多个电解电容器单元,各具有相当的容量,将其叠层构成一体,就容易得到容量大、尺寸小的叠层型电解电容器。

又,卷绕型电解电容器,由于电容解电容器单元相对大容量来说有较小的尺寸,因此容易得到足够大的容量。可以通过调整电解电容器单元的长度自由地调整卷绕型电解电容器的容量。

又,本发明的电解电容器制造方法还包含将多个电解电容器叠层的工序、将阳极用阀金属箔中的金属表面部电气相连构成一体的工序、以及将阴极用导电性高分子层或电解形成的导电性高分子层电气相连构成一体的工序,构成叠层型电解电容器。

根据该制造方法,由于是将一个一个相对于设计值具有足够容量的单元电容器多个叠层构成一体,因此容易得到小型大容量的电解电容器。

又,本发明的电解电容器制造方法包含将多个电解电容器叠层的工序、将阳极用阀金属箔中的金属表面部电气相连构成一体的工序、将一体化的金属表面部以外的阳极用阀金属箔的一部分再阳极氧化的工序、以及将阴极用导电性高分子层或电解形成的导电性高分子层电气相连构成一体的工序。

利用该制造方法,将一个一个与设计容量十分接近的大容量的电容器单元多个叠层构成一体,结果能够容易得到小型大容量的电解电容器。而且,利用该制造方法,能够修复在叠层工序或将金属表面部构成一体的工序中产生的机械应变导致的氧化膜电介质层的部分损伤,所得到的电解电容器还具有高可靠性。

又,本发明的电解电容器制造方法包含将电解电容器卷绕成卷筒状的工序,能够制成卷绕型电解电容器。

根据该制造方法,能够得到小型大容量的电解电容器。再者,仅仅通过改变卷绕的电解电容器的长度,就能够改变静电容量,很容易制造大容量的电解电容器。

又,本发明的电解电容器制造方法,也可以包含将电解电容器卷绕成卷筒状的工序,以及将阳极用阀金属箔的一部分进行再阳极氧化的工序,能够修复在卷绕电解电容器工序中产生的机构应力导致的氧化膜电介质层的部分损伤,所得到的电解电容器还具有高可靠性。

附图说明

图1A所示为本发明实施形态的阳极用阀金属箔的典型立体图,图1B所示为本发明的电解电容器的典型立体图。

图2A所示为本发明实施形态的电解电容器的典型剖面图。

图2B所示为图2A所示的电解电容器剖面的部分放大图。

图3A所示为本发明的电解电容器制造过程中在阳极用阀金属箔的单侧配置电解用电极的典型剖面图。

图3B所示为进行电解聚合处理用的表示阳极用阀金属箔与电极的配置的电解槽的典型立体图。

图4所示为表示本发明的电解电容器在电解氧化聚合过程中的聚合物形成行为的电解槽典型剖面图。

图5所示为本发明其它实施形态的电解电容器的典型立体图。

图6A及图6B所示分别为本发明其它实施形态的电解电容器的与图2A及图2B相似的剖面图。

图7A及图7B所示分别为本发明其它实施形态的与图3A及图3B相似的图形。

图8A及图8B所示为表示本发明其它实施形态的电解电容器在电解氧化聚合过程中的聚合物形成行为的电解槽典型剖面图。

图9所示为本发明又一实施形态的电解电容器的典型立体图。

(A)为本发明的阳极用阀金属箔的典型立体图,(B)为本发明的电解电容器的典型立体图。

图10A及图10B所示分别为本发明又一实施形态的与图2A及图2B相似的剖面图。

图11A及图11B所示分别为本发明又一实施形态的与图3A及图3B相似的剖面图。

图12所示为本发明又一实施形态与图4相似的剖面图。

图13所示为本发明其它实施形态的叠层型电解电容器的典型立体图。

图14A及图14B所示为根据本发明其它实施形态制成的卷绕型电解电容器的典型立体图。

图15所示为根据本发明又一实施形态制成的电解电容器的典型立体图。

图16所示为根据本发明实施形态制成的电解电容器的典型立体图。

图17所示为根据本发明又一实施形态制成的电解电容器的典型立体图。

图18所示为根据本发明其它实施形态制成的叠层型电解电容器的典型立体图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明进行详细说明。

在本发明的电解电容器中,如图1(A)所示,阳极层2所用的阀金属箔1表面有大量的细通孔20,箔的表面进行粗化。阳极用阀金属箔1,使其表面氧化,形成氧化膜层,将其作为非常薄的电介质层3使用。

在氧化膜的电介质层3上,如图1(B)所示,该电介质层3的几乎整个表面用电解形成的导电性高分子层4复盖而形成。导电性高分子层4也渗透到大量通孔的内部,形成与电介质层3的氧化膜紧贴的致密导电层。在该电解电容器中,阳极金属箔与电解形成的导电性高分子层4之间夹着氧化膜电介质层3,形成电解型电容器。该电解形成的高分子层形成于氧化膜电介质层3上的广大区域内,起着阴极层的作用,能够大大提高容量。

在本发明中,构成阳极用阀金属箔1的金属2,在表面形成稳定的氧化膜,采用其氧化膜的绝缘性好且介电常数高的材料,对于这样的金属可以采用铝、钽、铌等阀作用金属。由于成本及加工容易等理由,阀金属箔最理想是铝。

阳极用阀金属箔1上形成的大量通孔20是用来在电解聚合过程中使聚合物通过生长的,通孔半径最好小于阳极用阀金属箔1的厚度。通孔使阀金属箔主面面积减少。但通孔在通孔侧面产生了新面积。将由于该通孔形成导致减少的阀金属箔主面面积与由于穿孔而产生的通孔侧面面积进行比较,在前述条件下、即通孔半径小于阀作用金属箔厚度时,没有因为通孔而造成面积减少。

又,表面上的通孔密度或占有面积最好在该金属箔表面面积的10%以下。这是由于,若形成过多的通孔,则阳极用阀金属箔的机械强度降低,在制造上产生问题。

在本发明中,阴极用导电性高分子层5及电解形成的导电性高分子层4采用由单体聚合的聚合物本身发现有导电性的聚合物。这些高分子层4及5,根据导电率高、容易得到,以及化学上和物理上的稳定性等理由,最好采用杂环五节环化合物(hetero-cyclic 5-member compouds),例如吡咯(pyrrole)、噻吩(thiophene)、3-烷基噻吩(3-alkylthiophene)、异硫茚(iso-thianaphthene)的单体的聚合物。

实施形态1在本发明中,这样的导电性高分子层4利用将上述单体通过电解性的氧化聚合方法形成。该制造方法是在阳极用阀金属箔的单侧表面预先形成或配置电解用电极9a,将其作为阳极,流过电流,作为电解聚合反应的起点。

该实施形态的电解用电极9a广泛采用电解用金属片90、例如镍片或镍箔。特别是其他金属或无机材料,如果在单体溶液中不腐蚀不钝化,能用作正电极,则也能够使用。

电解用电极及阀金属箔互相连接,浸渍在单体溶液中。在与阀金属接触的电解用电极与配置在溶液中的另一电解电极之间流过电流,则在该电解用电极的表面上由阳极氧化产生电解性的聚合反应。

若继续进行电解,则在生成的聚合物界面再连续产生聚合反应。聚合物达到金属箔表面,再进而充填通孔。出现在金属箔的另一表面侧,一面复盖阀金属箔,一面在厚度方向呈一体化连续生长,在整个金属箔表面形成致密、均匀的高分子层。

结果,与以往的方法相比,能够短时间形成满足需要的导电性高分子层,能够简化制造工序,能够降低制造成本。

对于这样形成的电解电容器,将别的导电物质例如金属制橡胶分别作为阳极引出用及阴极引出用,与阀金属箔2及电解形成的导电性高分子层4连接,再用树脂浇铸整体,形成最终产品。

下面再详细说明本发明的电解电容器制造方法。

(a)首先在阳极用阀金属箔1形成通孔20,将箔表面粗化。在该工序中,通孔20的内径最好在0.05~0.5mm左右的范围内,在箔表面内均匀地形成大量通孔。这些通孔是用来在电解聚合过程中使聚合物贯通生长的。通孔的半径如上所述,更加理想的是小于阳极用阀金属箔的厚度。

通孔20可以利用对金属箔冲孔的冲孔机或钻孔机等机械穿孔方法或化学腐蚀方法或它们的组合方法形成大量通孔。

为了使阳极用阀金属箔的表面粗化,可以利用在电解液中的交流腐蚀或直流腐蚀方法、或喷砂法等那样的通过机械方法使表面粗化的方法,以及这些方法的组合方法。

(b)将阳极用阀金属箔的表面阳极氧化,形成氧化膜的电介质层。在铝箔的情况下,该工序在阳极氧化液中进行表面的阳极氧化处理,在铝箔表面形成作为氧化膜层3的氧化铝层。

作为形成氧化膜层的手段是使用在阳极氧化液中进行恒压阳极氧化或恒流阳极氧化等以往的方法。

(c)接着在阳极用阀金属箔表面的一部分形成金属表面部,将铝箔表面的氧化铝层的一部分研磨剥离或切断,露出作为金属表面部6的金属铝。

对于别的露出方法,也可以在形成上述(b)的氧化膜电介质层工序之前,用涂料或粘胶带等遮住一部分阳极用金属箔的金属表面,在阳极氧化后去掉遮盖物,使金属表面露出。

(d)接着在阳极用阀金属箔的单侧面配置电解用电极9a。

在该工序中,电解用电极9a利用电解用金属片90,电解用金属片90装有阀金属箔,使其与氧化膜层3接触。作为一例子,可以如图3(A)所示,作为聚合用的电解电极9a的电解用金属片90(例如镍片12)与氧化膜电介质层3接触。

(e)接着在阀金属箔的电介质层3上利用电解聚合形成电解形成的导电性高分子层4。在该电解聚合工序中,如图3(B)所示,将在前面工序中保持在电解用电极9a(镍片)上的阀金属箔2浸渍在聚合成导电性聚合物的单体溶液11(例如吡咯溶液)中,将该电解用电极9a作为阳极,将配置在溶液中的另一电极9b作为阴极,进行电解处理,在阀金属箔表面形成导电性高分子层。

相对于电解用电极9a(镍片)的另一电极9b(最好利用具有大致相同面积的镍片),相对于阀金属箔配置在电解用电极9a(镍片)的相反一侧。这样在充满容器10的单体溶液11(例如吡咯溶液)中相对配置,使得一旦流过电流,则电流流过大量的通孔20,这一点是很重要的。

通过电解聚合,将作为电解用电极9a的电解用金属片90为起点,一面使溶液中的单体聚合,一面使聚合物生长,使得与电极12相对的阀金属箔1紧贴,并进而使聚合物充填通孔20且通过(主要在图4(A)所示的箭头方向)。流过一定时间的电流之后,在金属箔的另一侧也形成聚合物,这样通过电解形成导电性高分子层4。接着将阀金属箔1从作为电解用电极9a的电解用金属片90的镍片12上剥离下来。

(f)再用与前述(d)工序相同的方法,将电解用电极9a配置在剥离的阀金属箔1的相反一面,继续用与前述(e)相同的方法,在氧化膜的电介质层3上形成电解形成的导电性高分子层4。利用上述工序,若最后将电解用电极9a剥离,则得到图1(A)及(B)和图2(A)及(B)所示的电解电容器。

本发明的方法将配置的阳极用阀金属箔的单侧面的电解用电极作为起点,能够主要在阳极用阀金属箔的厚度方向一起一体化且连续地形成该电解形成的导电性高分子层。因此,与以往的方法相比,能够短时间且容易地形成导电性高分子层,能够简化制造工序,能够降低制造成本。

也可以在上述电解聚合工序之前,事先在氧化膜上形成导电层,然后利用电解氧化聚合法形成电解形成的导电性高分子层4。作为导电层最好是热分解硝酸锰形成的二氧化锰或利用化学聚合法形成的导电性高分子层。在电解聚合工序中,将上述电解用电极作为起点开始电解聚合,当导电性聚合物达到氧化膜上的导电层而与其接触时,以导电层作为聚合的起点,再进一步促进单体聚合,使导电性聚合物形成、生长。因而,电解形成的导电性高分子层能够致密复盖氧化膜,同时促进导电性高分子层的形成。

实施形态2本实施形态的电解电容器是在氧化膜电介质层3上如图5所示在上述阳极用阀金属箔1的单侧形成阴极用导电性高分子层5,电解形成的导电性高分子层4几乎复盖整个氧化膜电介质3的表面且还充填通孔内部。阴极用导电性高分子层5与电解形成的导电性高分子层4电气相连,形成电解电容器。

在该电解电容器中,在阳极阀金属箔1与电解形成的导电性高分子层4之间夹着氧化膜电介质层3,形成电解型电容器,该电解形成的导电性高分子层4在氧化膜电介质层3上的广大区域内形成,起着阴极的作用,能够大大提高容量。

这样的电解形成的导电性高分子层4利用对上述单体进行电解性氧化聚合的方法形成。在该实施例中,阴极用导电性高分子层5作为电解用电极9a一部分使用。电解用金属片90在该阴极用导电性高分子层5的表面预先形成。即在该实施例中,电解用电极9a由电解用金属片90及阴极用导电性高分子层5构成。

当将电解用电极9a作为正极,将溶液中的另一电极9b作为负极,并通过电流时,则在作为正极的阴极用导电性高分子层5上产生电解聚合反应。若继续进行电解,则在生成的聚合物界面再进一步连续产生聚合反应。聚合物达到阀金属箔1表面,进而充填通孔20,出现在阀金属箔1的另一表面侧,一面复盖金属箔1,一面在厚度方向呈一体化地连续生长,在整个金属箔表面形成致密、均匀的高分子层。

将另一种导电物质例如金属制橡胶分别作为阳极引出用及阴极引出用与阀金属2及阴极用导电性高分子层5和电解形成的导电性高分子层4的至少一种的部分相连,再用树脂等浇铸整体,形成最终产品。

下面说明本实施形态的电解电容器的制造方法。

与实施形态1相同,(a)制成金属箔,(b)将阳极用阀金属箔的表面阳极氧化,形成氧化膜电介质层,(c)在阳极用阀金属箔表面的一部分形成金属表面部。

在本实施形态中,(d)为了进行电解聚合,在阳极用阀金属箔1的单侧形成阴极用导电性高分子层5作为电解用电极9a。在该工序中,在电解用金属片90上预先形成或装有导电性高分子层,在该导电性高分子层5上装有阀金属箔使得氧化膜3与其接触。

使用电解用金属片90(例如镍片)作为电解用电极9a,在该镍片上装上或形成导电性高分子层5。例如也可以在电解用金属片90的单侧表面利用电解氧化聚合法从能够聚合的导电性单体、例如吡咯生成聚合物、例如聚吡咯层,形成导电性高分子层5。也可以在电解用电极9a的电解用金属片90上事先用机构方法压贴上述导电性高分子层5。

将阀金属箔1紧贴在电解用电极上的阴极用导电性高分子层5上,如图7A所示,使氧化膜层3与高分子层5接触。也可以用机械方法使高分子层5与氧化膜层3压贴,使其在阀金属箔1上贴紧固定。

(e)接着在金属箔的氧化膜电介质层上形成与阴极用导电性高分子层电气相连的电解形成的导电性高分子层。如图7B所示,利用前面工序保持在电解用电极9a上的阀金属箔1浸渍在导电单体溶液中,将该电极9a作为阳极进行电解处理,在阀金属箔表面形成电解形成的导电性高分子层。在该电解聚合工序中,将电解用电极9a作为正极,将作为它的相对电极的另一电解用与电极9b相同面积的镍片作为负极,在充满容器10的单体溶液11(例如吡咯溶液)中相对配置,并流过电流。以阴极用导电性高分子层5作为起点,利用电解生成新的高分子,并一面充填阀金属箔1的通孔2,一面如图8A所示主要形成的电解形成的导电性高分子层4。流过规定时间的电流后形成电解形成的导电性高分子层4。

利用上述工序,最后将作为电解用金属片90的镍片从与阴极用导电性高分子层5的界面剥离,则得到如图1A、图1B、图6A及图6B所示的电解电容器。

在上述工序(d)及(e)中,若阴极用导电性高分子层5足够厚,电阻足够低,则作为阴极用电极9a不一定需要电解用金属片90。作为该电解工序,也可以如图8B所示,采用在阴极用导电性高分子层5与相对电极9b之间通电流进行电解的方法。

在该实施形态中,也可以在上述工序(e)中在电介质氧化膜3上事先形成导电层,然后利用电解氧化聚合法形成电解形成的导电性高分子层4,这种情况与上面所述的相同。

采用这种制造方法,能够在电介质氧化膜上容易地形成与阴极用导电性高分子层电气相连的电解形成的导电性高分子层,还容易得到与设计容量十分相近的大容量的电解电容器。

本发明的方法将形成或配置在阳极用阀金属箔的单侧的阴极用导电离分子层作为起点,能够主要在阳极用阀金属箔的厚度方向一起一体化且连续地形成该电解形成的导电性高分子层,因此,与以往的方法比较,能够短时间且容易地形成导电性高分子层,能够简化制造工序,且能降低制造成本。

实施形态3本实施形态是在氧化膜电介质层3上在图9的阳极用阀金属箔1的单侧形成阴极用导电性高分子层5,电解形成的导电性高分子层4复盖氧化膜电介质层3的几乎整个表面,高分子层4还包含于通孔内。阴极用集电体13通过阴极用导电性高分子层5与电解形成的导电性高分子层4电气相连,形成电解电容器。该电解形成的高分子层在氧化膜电介质层3上的广大区域内形成,起着阴极的作用,能够大大提高容量。还形成与该电解形成的导电性高分子层4电气相连的阴极用金属箔13,阴极用金属箔13用作引出用的引线。

将另一导电物质例如金属制橡胶分别作为阳极引出用及阴极引出用与阀金属2及阴极用集电体13相连,再用树脂等浇铸整体,形成最终产品。

下面说明本发明的电解电容器的制造方法。

在本实施形态的制造方法中,在阳极用阀金属箔形成通孔并将箔表面粗化的工序、将阳极用阀金属箔的表面阳极氧化以形成氧化膜电介质层的工序,以及在阳极用阀金属箔表面的一部分形成金属表面部的工序,是与前述制造方法的(a)~(c)相同的工序。

(d)接着在阳极用阀金属箔的单侧形成或配置阴极用导电性高分子层。在该工序中,在成为阴极用集电体13的金属箔上形成或装上导电性高分子层,在该导电性高分子层上装上阀金属箔,使其与氧化膜层3接触。

在该工序之一例中,首先,作为电解用电极片90并兼作阴极用集电体13,使用金属箔或片(例如镍片),在该镍片的单侧表面利用电解氧化聚合法由能够聚合的导电性单体、例如吡咯生成聚合物层,以形成导电性高分子层5。在该工序中,也可以在电解用电极片90上事先用机械方法压贴上述导电性高分子层5。

接着在阴极用导电性高分子层5上配置阀金属箔1,如图11A所示,使氧化膜层3与高分子层5接触。也可以用机械方法将高分子层5与氧化膜层3压贴,在阀金属箔1上贴紧固定。

(e)接着在阀金属箔的氧化膜电介质层上形成与阴极用导电性高分子层电气连接的电解形成的导电性高分子层。

如图11B所示,利用前面工序保持在电解用电极片90(阴极用集电体13(镍片))上的阀金属箔1浸渍在导电单体溶液中,将该电解用电极片90作为正极进行电解处理,在阀金属箔表面形成电解形成的导电性高分子层。

在该电解聚合工序中,将电解用电极片90(阴极用集电体13)与阴极用导电性高分子层作为电解用电极9a的正极,将作为它的相对电极9b即相同面积的镍片作为负极,在充满容器10的单体溶液11(例如吡咯溶液)中相对配置,并通以电流。

以阴极用集电体13上的阴极用导电性高分子层5为起点,利用电解,如图12所示主要在箭头方向一面聚合形成作为电解形成的导电性高分子层4的聚吡咯一面使该聚合物生长,流过规定时间的电流后形成电解形成的导电性高分子层4。利用上述工序,得到如图9、图10A及图10B所示的电解电容器。该电解电容器具有阴极用集电体13,容易得到大容量的电解电容器。

实施形态4该实施形态的电解电容器是将包含阳极用阀金属箔及阴极用导电性高分子层的电解电容器单元叠层,形成多层构造。

在图13所示的叠层型电解电容器中,将多个图1A及图1B所示的电解电容器的上面一侧互相重叠进行叠层。阳极引出电极7与所有一个一个电容器单元的阀金属2及金属表面部6电气相连,与阴极用导电性高分子层5及电解形成的导电性高分子层4电气绝缘。

阴极引出电极8与一个一个的阴极用导电性高分子层5及一个一个电解形成的导电性高分子层4电气相连,而与金属表面部6电气绝缘。这样的电容器叠层体再用封装用树脂浇铸整体,形成电解电容器的最终成形产品。本例子的电解电容器,其电容器单元本身具有大的容量,将多个这种电容器单元叠层构成一体,就容易得到小型而大容量的电解电容器。

这样的叠层型电解电容器可以用下述方法制造。

(a)将多个电解电容器叠层的工序,是以图1A及图1B所示的电解电容器作为电容器单元,在本例中,4个电容器单元如图13所示加以叠层,使各电容器单元的金属表面部6处于相同位置。

(b)这些电容器单元在阳极用阀金属箔的金属表面部电气相连,构成一个电容器整体。将叠层的一个一个电解电容器的金属表面部6在物理上加以固定,且使其处于电气导通状态。

在该工序中,对于阳极用电极7的镍片可以用导电粘接剂粘贴,也可以用零件等压接的方法、焊接的方法或其组合方法等适当的方法。一体化用的材料,只要满足前述必要条件,也可以采用金属或树脂。

(c)将这些阳极用阀金属箔的阴极用导电性高分子层电气相连构成一体。叠层的一个一个电解电容器的阴极用导电高分子层5或电解形成的导电性高分子层4在物理上加以固定,且电气导通。一体化的具体方法可以利用将阴极用引出电极8的金属、例如镍片用导电性粘接剂粘贴的方法、用零件等压贴的方法、还有用化学聚合法或电解氧化聚合法形成导电性高分子层构成一体的方法,还有,一体化用的材料只要满足前述的必要条件,可以采用金属或树脂。

上述(b)的工序及(c)的工序也可以交换先后次序。

依次经过上述工序,能够得到如图13所示的电解电容器。再用树脂等浇铸整体即可形成最终产品。

利用这种制造方法,将一个一个相对于设计值具有足够大容量的电容器单元多个叠层构成一体,结果很容易得到小型而大容量的电解电容器。叠层的电解电容器的数量可以根据电解电容器最终产品的尺寸及电容量进行适当调整。

本发明的电解电容器,其特征在于具有多层构造,是将包含阳极用阀金属箔及阴极用导电性高分子层的电解电容器单元叠层而成。这一例子中,作为叠层的电解电容器单元采用图5所示的电解电容器,形成多层的叠层构造。此外,此外,将图1及图9所示的电解电容器作为电解电容器单元进行叠层也能够得到同样的效果和作用。

实施形态5在本发明的电解电容器制造方法中,还可以包含将阳极用阀金属箔的一部分再次阳极氧化的工序。在这种情况下,(a)将电解电容器单元叠层,(b)将阳极用阀金属箔的金属表面部电气相连构成一体,(c)然后将阳极用阀金属箔的一部分再次阳极氧化。再次阳极氧化的工序是对于叠层的电解电容器的金属表面部以外的阳极用金属箔部分再一次在阳极氧化液中进行阳极氧化,形成氧化铝层。在该工序中,作为氧化手段可以利用在阳极氧化液中的恒流或压阳极氧化的以往的方法。然后在阳极氧化处理后,将阴极用导电性高分子层电气相连构成一体。

采用这种制造方法,在叠层工序或将金属表面部一体化的工序中产生的机械应力引起的氧化膜电介质层的部分损伤可以利用后道工序(c)加以修复。其结果是,得到的电解电容器仍然具有高可靠性。

实施形态6本实施形态包含卷绕型电解电容器,将包含阳极用阀金属箔与阴极用导电性高分子层的电解电容器单元卷绕成卷状,形成多层构造。卷绕型电解电容器的例子示于图14A及图14B。

图14(A)是先由长条的阳极用阀金属箔2形成图1(B)或图5所示的电解电容器单元,使金属表面6在阀金属箔1的一端露出,从另一端将该长条的电解电容器单元卷绕形成卷状,将该一端部的表面金属部6形成于卷绕物的外表面。

从表面金属部6安装阳极用引线,将阴极用引线安装在阴极用导电性高分子层5及电解形成的导电性高分子层4的至少一方的至少一部分上,这样能够形成电容器,能够得到小型而大电容量的电解电容器。卷绕型电容只要改变电解电容器的长度,就能够容易地改变电容量,容易制造。

图14(B)是另一种卷绕型电解电容器,由长条的阳极用阀金属箔1形成电解电容器单元,在阀金属箔的一侧边缘部分形成表面金属6,从一端对电解电容器单元进行卷绕,将该一侧边缘部分的表面金属部6形成于卷绕成的卷的端部。

用其他导电材料、例如金属制橡胶与阀金属2相连作为阳极用引线。再将其他导电材料、例如金属制橡胶与阴极用导电性高分子层5及电解形成的导电性高分子层4的至少一方的一部分相连作的阴极用,然后用树脂等浇铸整体形成作为最终产品的电解电容器。

作为卷绕后的固定方法只要满足金属表面部6与阴极用导电性高分子层5电气绝缘的必要条件,可以利用环氧树脂(未图示)粘接的方法。

另外,为了得到最终产品,形成与阴极用导电性高分子层5及电解形成的导电性高分子层4电气绝缘、而与阀金属2构成的金属表面部6电气相连的阳极电极(未图示),以及与金属表面部电气绝缘、而与阴极用导电性高分子层5及电解形成的导电性高分子层4电气相连的阴极引出电极(未图示),再对整体用的浇铸用树脂(未图示)进行封装。

实施形态7在卷绕型电解电容器的制造中也可以采用再阳极氧化工序。

对卷绕成卷状的电解电容器,除了连接用的金属表面部外,将阳极用阀金属箔再次阳极氧化。该工序是将卷绕的电解电容器的阳极用阀金属箔再一次在阳极氧化液中进行阳极氧化处理,形成氧化铝层。在该工序中,采用在阳极氧化液中恒压阳极氧化或恒流阳极氧化的以往的方法。

该再阳极氧化能够修复在卷绕电解电容器单元的工序中产生的机械应力引起的氧化膜电介质层的部分损伤。其结果是,能够使得到的电解电容器依然具有高可靠性。

实施例1(a)首先准备具有通孔、表面进行粗化的阳极用阀金属箔1。准备纯度99.98%以上、厚100微米、宽5mm、长13mm的铝箔(软质材料)。然后,用冲孔机作为在阳极用阀金属箔形成通孔的手段,在上述铝箔表面以50个/cm2的密度形成0.2mm直径的通孔。再以交流蚀刻作为将阳极用阀金属箔1的表面粗化的手段,将浓度10wt%、液温30℃的盐酸溶液作为电解液,对形成通孔的上述铝箔以电流0.2A/cm2、频率20Hz进行交流蚀刻。

(b)接着,作为将阳极用阀金属箔1的表面氧化形成氧化膜电介质层3的工序,将液温60℃、浓度5wt%的己二酸铵水溶液作为阳极氧化液以阳极氧化电压20V进行恒压阳极氧化,在阳极用阀金属箔表面形成作为氧化膜电介质层3的氧化铝。

(c)接着,作为在阳极用阀金属箔1表面的一部分形成金属表面部6的工序,用砂纸对阳极用阀金属箔1表面的氧化铝的一部分(阳极用阀金属箔1的端部,宽5mm×长2mm)进行研磨剥离,形成作为金属表面部6的露出的铝表面。

在导电率为50mS/cm的硼酸铵水溶液中,以10Hz测量利用上述工序所得的铝箔上的电介质氧化膜总体的电容量,结果(下面记作箔电容量)平均为28.2μF。

(d)接着,除了金属表面部6外,在阳极用阀金属箔1的单侧配置电解用电电极9a。准备宽10mm、长20mm、厚50μm的镍片作为电解用金属片90。一面注意不使金属表面部6与镍片接触,一面在该镍片上配置前述作为阳极用阀金属箔1的铝箔,使氧化膜层3与电解用电极片90接触。

(e)接着,在氧化膜电介质层3上如下所述形成电解形成的导电性高分子层4。

单体溶液使用包含作为单体的吡咯1mol/升及含作为电解质的芳基磺酸钠2wt%的10%异丙基乙醇(isopropyl alcohol)水溶液。

将该单体溶液11调节到20℃后,将上述电解用电极9a上配置的阀金属箔1浸渍在溶液中,如图3(B)及图4所示,另外以1cm的间隔配置宽10mm、长20mm、厚50微米的镍片作为电解电极9b,使其与试样相对。

将电解用电极9a作为正极,加上10V电压5分钟,则电解聚合形成作为电解形成的导电性高分子层4的聚吡咯。然后从阀金属箔1将作为剥离的电解用电极9a的镍片剥离。

(f)再利用与上述(d)工序同样的方法将剥离的作为电解用电极90的镍片配置在与阳极用阀金属箔1的与刚才相反的一面。继续将该镍片作为正极,利用与上述(e)工序同样的方法,通5分钟电流,则在电介质氧化膜3上再形成电解形成的导电性高分子层4。本实施例中的电解形成的导电性高分子层4是通共计10分钟的电流聚合形成(电解氧化聚合法)的。

经过以上的工序,得到图1B所示构成的电解电容器。

(g)在依次经过上述工序得到的电解电容器的作为电解形成的导电性高分子层4的聚吡咯上,如图15所示,用含碳的导电性粘接剂(未图示)及银胶(未图示)将作为阳极引出电极8的L型镍片粘接固定在电解电容器的端部。在另一侧的端部,将作为阳极引出电极7的L型镍片焊接固定在金属表面部6。接着用环氧树脂(未图示)将支持有作为阳极引出电极7的镍片及作为阴极引出电极8的镍片的整个电解电容器浇铸,最后通过研磨两端部使作为阳极引出电极7的镍片的表面及作为阳极引出电极8的镍片的表面露出制成元件。

实施例2在本实施例2中,首先经过与前述实施例1中的(a)、(b)及(c)相同的工序,得到阳极用阀金属箔1。

(d)接着在金属表面部6以外,而且在阳极用阀金属箔1的单侧形成阴极用导电性高分子层5。首先,准备宽10mm、长20mm、厚50微米的镍片作为电极9。利用电解氧化聚合法在该镍片的单侧表面形成宽5mm×长9mm×厚20微米的作为阴极用导电性高分子层5的聚吡咯。

在该镍片表面的聚毗咯上配置铝质阀金属箔,且不使金属表面部6与聚吡咯接触,然后用压机加以10kg/cm2的压力进行预压,制成如图7A所示的试样。

(e)试样在实施例1的单体溶液11中进行电解聚合,形成电解形成的导电性高分子层。将上述试样浸渍在该单体溶液11中,如图7B及图8A所示,与试料相对,以1cm的间隔配置宽10mm、长20mm、厚50微米的镍片作为另一电极9。

将预压试样的电解用电极的镍片作为正极,加上10V电压10分钟,聚合形成(电解氧化聚合法)聚吡咯作为电解形成的导电性高分子层4。

(f)在依次经过上述工序得到的作为电解电容器阴极用导电性高分子层5的聚吡咯上,如图16所示,用含碳的导电性粘接剂(未图示)及银胶(未图示)将作为阴极引出电极8的L型镍片粘接固定在电解电容器的端部。又在另一侧的端部,将作为阳极引出电极7的L型镍片焊接固定在金属表面部6。接着用环氧树脂(未图示)将支持作为阳极引出电极7的镍片及作为阴极引出电极8的镍片的整个电解电容器浇铸,最后通过研磨两端部使作为阳极引出电极7的镍片的表面及作为阴极引出电极8的镍片的表面露出,制成元件。

实施例3在本实施例中,首先利用前述实施例1的阳极用阀金属箔。

(d)如下所述在金属表面部6以外、而且是阳极用阀金属箔1的单侧形成阴极用导电性高分子层5。使用宽5mm、长20mm、厚30微米的镍箔作为阴极用金属箔13,利用电解氧化聚合法在其单侧表面形成宽5mm×长9mm×厚20微米的作为阴极用导电性高分子层5的聚吡咯。在该铝箔表面的聚吡咯上与实施例2一样配置前面的作为阳极用阀金属箔1的铝箔,用压机以同样的压力进行预压,制成如图11A所示的试样。

(e)接着作为在氧化膜电介质层3上形成与阴极用导电性高分子层5电气相连的电解形成的导电性高分子层的工序如下所述。将上述试样浸渍在实施例1中调整过的单体溶液中,如图11B及图12所示,与试样相对、按1cm的间隔配置宽10mm、长20mm、厚50微米的镍片作为另一电极9,然后同样进行电解聚合,聚合形成聚吡咯。然后将为了使得多余的聚吡咯不聚合而施加的涂层剥离,得到如图9所示结构的电解电容器。

(f)将依次经过上述工序得到的电解电容器的阴极用金属箔13折成L型,切除多余的部分。再在另一侧的端部,将作为阳极引出电极7的L型镍片焊接固定在金属表面部6,得到如图17所示的电解电容器。接着用环氧树脂(未图示)将支持作为阳极引出电极7的镍片及作为阴极用金属箔13的镍箔的整个电解电容器浇铸,最后通过研磨两端部使作为阳极引出电极7的镍片的表面及作为阴极用金属箔13的镍箔的表面露出,制成元件。

实施例4~6这里,在下面叙述的实施例4、5及实施例6,除了在利用电解氧化聚合法形成电解形成的导电性高分子层4的工序之前在氧化膜上直接形成二氧化锰层(未图示)作为导电层以外,分别与前述的实施例1~3具有相同的构成及制造方法。

即这些实施例4~6的元件分别与前述实施例1~3相比,不同之处在于,各实施例的元件是在事先形成的导电层上然后利用电解氧化聚合法形成的电解形成的导电性高分子层而构成的。

各实施例中的导电层利用下面的方法形成。

将前述实施例1中利用(a)~(c)工序形成的阳极用阀金属箔浸渍在硝酸锰中5分钟,然后进行250℃热处理10分钟,使该硝酸锰热分解,在氧化膜电介质3上形成二氧化锰层(未图示)。

导电层形成后,对于上述导电层形成工序以外的工序,继续分别利用与实施例1、实施例2及实施例3相同的工序,制作各元件,分别作为实施例4、实施例5及实施例6。

比较例(a)作为准备表面粗化的阳极用阀金属箔的工序,是准备纯度99.98%以上、厚100微米、宽5mm、长13mm的铝箔(软质材料),利用除了没有通孔这一点以外与实施例1的(a)同样的工序将表面粗化,得到阳极氧化处理的阳极用阀金属箔。利用与前述实施例1同样的测量方法对得到的铝箔上的电介质氧化膜总的箔电容量进行测量,其结果是28.4微法(10Hz)。

(d)在利用上述工序得到的作为阳极用阀金属箔的没有通孔的铝箔上的氧化铝表面,通过硝酸锰的热分解,形成二氧化锰层,将该二氧化锰层作为电极,具体地说,浸渍在硝酸锰中5分钟,然后进行250℃热处理10分钟,使该硝酸锰热分钟,在氧化膜电介质层3上形成二氧化锰层(未图示)。

再利用与实施例1同样的方法,利用上述单体溶液形成阴极用导电性高分子层。在该单体溶液11中,将作为电极9的宽10mm×长20mm×厚50微米的镍片与前述形成二氧化锰的铝箔以1cm的间隔相对配置。

接着在将单体溶液11的液温调节至20℃后,将二氧化锰层一侧作为正极,与前述实施例1一样加上10V电压10分钟,聚合(电解氧化聚合法)形成聚吡咯。

(e)对于依次经过上述工序得到的电解电容器,用与实施例1的(f)同样的方法,固定作为阳极引出电极的镍片及作为阴极引出电极的镍片,用环氧树脂浇铸整体后,研磨两端部,得到元件。

对根据实施例1~6有比较例得到的10个电解电容器的电容量(下面记作元件容量)进行了测量。将该电容量测量结果示于表1。表中的数值是对10个试样进行测量的结果的平均值。

表1

*达到率;100×元件容量/箔容量由表1可知,本发明的实施例1~6的电解电容器与根据以往方法制成的比较例的铝固体电解电容器相比,相对于设计值的容量达到率较高。

比较例的容量达到率明显偏低,可以认为这是由于利用电解氧化聚合法形成的作为导电高分子的聚吡咯的形成在10分钟内是不充分的。

另一方面,在本发明的实施例1的情况下,可以认为是能够以配置在阳极用阀金属箔的单侧表面的电解用电极为起点,主要在阳极用阀金属箔的厚度方向上一起成一整体地连续形成该电解形成的导电性高分子层,结果比以往的方法能够在更短时间内(在本实施例1中共计10分钟)形成导电性高分子层,能够得到足够的容量达到率。

又,本发明的实施例2及实施例3的情况也同样,可以认为是能够以在阳极用阀金属箔的单侧表面形成或配置的阴极用导电性高分子层为起点,主要在阳极用阀金属箔的厚度方向一起成一整体地连续形成该电解形成的导电性高分子层,结果比以往的方法能够以较短时间(在本实施例中共计10分钟)形成导电性高分子层,能够得到足够的容量达到率。

还有,本发明的实施例3~6与本发明的实施例1~3相比,容量达到率更高。本发明的这些实施例3~6,可以说是除了前述实施例1~3的效果外,还有通过事先形成导电层,在相同聚合时间(在本实施例中为10分钟)形成的电解形成的导电性高分子层对氧化膜电介质层的复盖更完全的结果。即可以认为,利用在氧化膜上形成导电层的的方法,能够有更高的制造效率。

实施例7采用与实施例2的(a)~(b)工序相同的工序制造电解电容器。电解电容器使用的铝箔的箔容量,同样在50mS/cm的硼酸铵水溶液中以10Hz进行测量的结果为28.2微法。

(f)接着,作为将多个电解电容器叠层的工序,是将4个依次经过上述工序得到的电解电容器,如图13所示使各电容器单元方向一致地进行叠层。

(g)接着,作为将阳极用阀金属箔的金属表面部一体化的工序,是将一个一个电解电容器的金属表面部6和作为阳极引出电极7的镍片焊接成一体。

(h)接着,作为将阴极用导电性高分子层一体化的工序,是在电解电容器的作为阴极用导电性高分子层5的聚吡咯上用含碳的导电粘接剂(未图示)及银胶(未图示)将作为阴极引出电极8的L型镍片如图18所示粘接固定的电解电容器的端部。

最后将支持作为阳引出电极7的镍片及作为阴极引出电极8的镍片的整个电解电容器用环氧环脂(未图示)浇铸,最后研磨两端部,使作为阳极引出电极7的镍片的表面及作为阴极引出电极8的镍片的表面露出,形成电解电容器元件。

对利用以上工序得到的电解电容器的容量(下面记作元件容量)进行了评价。容量测量结果示于表2。还有,表中的数值是对10个试样进行测量结果的平均值。而在箔容量一栏中记载的是上述箔容量(28.2μF)的4倍(4层电解电容器单元的数值)的值。

表2

*达到率;100×元件容量/箔容量由表2可知,没有发现由于进行叠层而导致容量明显下降。也就是说将一个一个相对于设计值有足够大容量的电容器单元多个叠层构成一体,结果能够容易地得到小型而且大容量的电解电容器。

如上所述,本发明的电解电容器,利用用具有表面粗化有通孔的阳极用阀金属箔、将阳极用阀金属箔表面的一部分氧化形成的氧化膜电介质层、以及电解形成的导电性高分子层的构成,能够容易地得到相对于设计值有足够大容量的电解电容器。

又,本发明的电解电容器,利用具有表面粗化有通孔的阳极用阀金属箔、将阳极用阀金属箔表面的一部分氧化形成的氧化膜电介质层、在金属箔的至少一侧的阴极用导电性高分子层、以及在氧化膜电介质上与阴极用导电性高分子层电气相连的电解形成的导电性高分子层的构成,能够容易地得到相对于设计值具有足够大的容量的电解电容器。

还有,通过将电解电容器叠层或卷绕的构造,能够容易地得到小型且大容量的电解电容器。

本发明的方法由于能以在阳极用阀金属箔的单侧表面形成或配置的阴极用集电体上的阴极用导电性高分子层为起点,主要在阳极用阀金属箔的厚度方向一起一体化且连续地形成该电解形成的导电性高分子层,因此与以往方法比较,能够短时间且容易地形成导电性高分子层,能够简化制造工序,降低制造成本。

Claims (21)

1.一种电解电容器,其特征在于,由具有通孔且表面粗化的阀金属箔的阳极层、将该金属箔表面的一部分阳极氧化形成的氧化膜电介质层,以及该电介质层上的阴极层构成,阴极层由氧化膜电介质层上形成的且通过所述通孔连接的至少两个电解形成的导电性高分子层构成。
2.如权利要求1所述的电解电容器,其特征在于,阴极用导电性高分子层形成于阳极层的一侧的氧化膜电介质层上,电解形成的导电性高分子层形成于阳极层的另一侧的氧化膜电介质上且与阴极用导电性高分子层电气相连。
3.如权利要求2所述的电解电容器,其特征在于,包含集电体,集电体是在阳极用阀金属箔的一侧隔着该金属箔表面上的阴极用导电性高分子层而形成的金属片。
4.如权利要求1至3的任一项所述的电解电容器,其特征在于,包含在电介质层上形成的导电层,而且所述至少两个电解形成的导电性高分子层覆盖所述导电层。
5.如权利要求1至3的任一项所述的电解电容器,其特征在于,在阳极用阀金属箔的一部分上形成电极用金属表面部。
6.如权利要求1所述的电解电容器,其特征在于,通孔的半径小于所述阳极用阀金属箔的厚度。
7.如权利要求1至3的任一项所述的电解电容器,其特征在于,所述通孔的截面积相对于阳极用阀金属箔的主表面的面积的比小于10%。
8.如权利要求1至3的任一项所述的电解电容器,其特征在于,阳极用阀金属箔为铝箔。
9.如权利要求1至3的任一项所述的电解电容器,其特征在于,电解形成的导电性高分子层为以杂环五节环化合物的聚合物为主要成分的导电性高分子层。
10.一种叠层型电解电容器,其特征在于,将权利要求5所述的电解电容器多层叠层,构成叠层体,叠层体具有与各金属箔的一部分露出金属表面的该金属表面部电气相连的阳极引出电极、以及直接或间接与电解形成的导电性高分子层电气相连的阴极引出电极。
11.一种卷绕型电解电容器,其特征在于,由具有通孔且表面粗化的阀金属箔的阳极层、将该金属箔表面的一部分阳极氧化形成的氧化膜电介质层,该电介质层上的阴极层形成的电解电容器卷绕而成,所述阴极层由在氧化膜电介质层上形成的且通过所述通孔连接的至少两个电解形成的导电性高分子层构成。
12.一种电解电容器的制造方法,其特征在于,所述电解电容器由具有通孔且表面粗化的阀金属箔的阳极层、将该金属箔表面的一部分阳极氧化形成的氧化膜电介质层,以及该电介质层上的阴极层构成,所述方法包括:在阀金属箔中形成通孔,将阀金属箔表面粗化,形成阳极用阀金属箔,在阳极用阀金属箔的表面形成氧化膜电介质层,在阳极用阀金属箔的单侧表面上形成电解用电极,将阳极用阀金属箔浸渍在配置着另外的电极的导电性单体溶液中,接着在所述电解用电极与配置在该溶液中的另外的电极之间进行电解,使单体电解氧化聚合,在阳极用阀金属箔的氧化膜表面形成电解形成的导电性高分子层作为阴极层。
13.如权利要求12所述的电解电容器的制造方法,其特征在于,电解用电极为阴极用导电性高分子层,利用阴极用导电性高分子层及电解形成的导电性高分子层作为阴极层。
14.如权利要求12所述的电解电容器的制造方法,其特征在于,电解电极由阴极用导电性高分子层与阴极用导电性高分子层具有的金属片构成,利用电解形成的导电性高分子层及阴极用导电性高分子层作为阴极层,利用金属片作为阴极集电体。
15.如权利要求12至14的任一项所述的电解电容器的制造方法,其特征在于,包含在电解工序之前在部分氧化膜电介质层表面形成导电层。
16.一种电解电容器的制造方法,其特征在于,在权利要求12至15任一项所述的电解电容器制造方法上将权利要求1至3任一项所述的电解电容器多个叠层构成叠层体,将叠层体的各阳极用阀金属箔的金属表面部与公共阳极用的引线电极相连,将叠层体的各电解形成的导电性高分子层与公共阴极用的引线电极相连。
17.如权利要求16所述的电解电容器的制造方法,其特征在于,制造方法包括在阳极用引线电极上连接该金属表面部后,而且在电气连接阴极用引线电极之前,将阳极用阀金属箔的一部分再阳极氧化处理的步骤。
18.一种电解电容器的制造方法,其特征在于,在权利要求16所述的电解电容器的制造方法上将权利要求1至权利要求3中任一项所述的电解电容器单元卷绕成卷状。
19.如权利要求18所述的电解电容器的制造方法,其特征在于,将电解电容器卷绕成卷状后将阳极用阀金属箔的一部分再阳极氧化。
20.一种卷绕型电解电容器,其特征在于,由具有通孔且表面粗化的阀金属箔的阳极层、将该金属箔表面的一部分阳极氧化形成的氧化膜电介质层、在氧化膜电介质层上形成的电解形成的导电性高分子层、以及阴极用导电性高分子层形成的电解电容器卷绕而成。
21.如权利要求20所述的卷绕型电解电容器,其特征在于,包含集电体,集电体是在阳极用阀金属箔的一侧隔着该金属箔表面上的阴极用导电性高分子层而形成的金属片。
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Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1220997C (zh) * 1998-05-22 2005-09-28 松下电器产业株式会社 电解电容器及其制造方法
WO2001095837A1 (en) * 2000-06-13 2001-12-20 Michelson Gary K Manufactured major long bone ring implant shaped to conform to a prepared intervertebral implantation space
RU2351598C2 (ru) * 2000-12-08 2009-04-10 Зм Инновейтив Пропертиз Компани Гетероциклилэфирзамещенные имидазохинолины
JP3982496B2 (ja) * 2001-07-17 2007-09-26 松下電器産業株式会社 固体電解コンデンサの製造方法
JP2003086463A (ja) * 2001-09-10 2003-03-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd 固体電解コンデンサの製造方法
US7684171B2 (en) * 2003-10-23 2010-03-23 Medtronic, Inc. Capacitors based on valve metal alloys for use in medical devices
GB0310482D0 (en) * 2003-05-07 2003-06-11 Zero Shift Ltd Shaft engagement mechanism
JP4685631B2 (ja) * 2003-07-31 2011-05-18 株式会社カネカ コンデンサとその製造方法
US8559163B2 (en) * 2004-09-09 2013-10-15 Showa Denko K. K. Reaction vessel for producing capacitor element, production method for capacitor element, capacitor element and capacitor
JP4717824B2 (ja) * 2004-09-09 2011-07-06 昭和電工株式会社 コンデンサ素子製造用反応容器、コンデンサ素子の製造方法及びコンデンサ素子並びにコンデンサ
KR101117013B1 (ko) * 2005-04-20 2012-03-15 사가 산요 고교 가부시키가이샤 적층형 고체 전해 콘덴서 및 그의 제조 방법
US8414962B2 (en) 2005-10-28 2013-04-09 The Penn State Research Foundation Microcontact printed thin film capacitors
CN101000827B (zh) * 2006-01-11 2010-12-08 宁夏星日电子有限公司 一种固体电解电容器及其制造方法
JP4874159B2 (ja) * 2007-04-20 2012-02-15 三洋電機株式会社 固体電解コンデンサの製造方法
JP4911611B2 (ja) * 2007-04-27 2012-04-04 三洋電機株式会社 固体電解コンデンサ
US20080283409A1 (en) * 2007-05-16 2008-11-20 Qingping Chen Use of conjugated oligomer as additive for forming conductive polymers
WO2011087870A2 (en) * 2009-12-22 2011-07-21 Kemet Electronics Corporation Solid electrolytic capacitor and method of manufacture
KR101292776B1 (ko) * 2011-09-06 2013-08-02 삼화콘덴서공업주식회사 대용량 패키지형 적층 박막 커패시터
CN103959414B (zh) * 2011-12-01 2017-03-08 日本贵弥功株式会社 固体电解电容器及其制造方法
US9053861B2 (en) 2012-03-16 2015-06-09 Avx Corporation Wet capacitor cathode containing a conductive coating formed anodic electrochemical polymerization of a colloidal suspension
US9076592B2 (en) 2012-03-16 2015-07-07 Avx Corporation Wet capacitor cathode containing a conductive coating formed anodic electrochemical polymerization of a microemulsion
US8971020B2 (en) 2012-03-16 2015-03-03 Avx Corporation Wet capacitor cathode containing a conductive copolymer
US10403444B2 (en) 2013-09-16 2019-09-03 Avx Corporation Wet electrolytic capacitor containing a composite coating
US9183991B2 (en) 2013-09-16 2015-11-10 Avx Corporation Electro-polymerized coating for a wet electrolytic capacitor
US9165718B2 (en) 2013-09-16 2015-10-20 Avx Corporation Wet electrolytic capacitor containing a hydrogen protection layer
KR20160000329A (ko) * 2014-06-24 2016-01-04 삼성전기주식회사 적층 인덕터, 적층 인덕터의 제조방법 및 적층 인덕터의 실장 기판
CN105161304A (zh) * 2015-06-22 2015-12-16 广东明路电力电子有限公司 蜂窝电极电容器
CN105908233A (zh) * 2016-05-10 2016-08-31 湖南艾华集团股份有限公司 电容器铝箔上制备pedt/pss导电膜的电沉积方法
CN107256800B (zh) * 2017-05-26 2020-01-17 Oppo广东移动通信有限公司 电解电容和音频电路

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4805074A (en) * 1987-03-20 1989-02-14 Nitsuko Corporation Solid electrolytic capacitor, and method of manufacturing same
JPS63239917A (en) 1987-03-27 1988-10-05 Nitsuko Ltd Laminated solid electrolytic capacitor and manufacture of the same
JPH02224316A (en) 1989-02-27 1990-09-06 Kao Corp Manufacture of solid electrolytic capacitor
JP3047024B2 (ja) 1990-09-10 2000-05-29 ルビコン株式会社 固体電解コンデンサ
JPH0620877A (ja) * 1992-03-02 1994-01-28 Du Pont Japan Ltd タンタル固体電解コンデンサ
JPH06168855A (ja) * 1992-11-30 1994-06-14 Marcon Electron Co Ltd 積層形固体電解コンデンサ及びその製造方法
US5838531A (en) * 1993-06-12 1998-11-17 Nisshinbo Industries, Inc. Polarizable electrode for electric double-layer capacitor, and electric double-layer capacitor using polarizable electrode
JP2765462B2 (ja) * 1993-07-27 1998-06-18 日本電気株式会社 固体電解コンデンサおよびその製造方法
US5748438A (en) * 1993-10-04 1998-05-05 Motorola, Inc. Electrical energy storage device having a porous organic electrode
JPH07135126A (ja) * 1993-11-10 1995-05-23 Nec Corp 固体電解コンデンサ及びその製造方法
JP3070408B2 (ja) 1993-12-28 2000-07-31 日本電気株式会社 固体電解コンデンサおよびその製造方法
JP2828035B2 (ja) * 1996-05-30 1998-11-25 日本電気株式会社 固体電解コンデンサの製造方法
JPH10106898A (ja) * 1996-09-27 1998-04-24 Rohm Co Ltd 固体電解コンデンサに使用するコンデンサ素子の構造及びコンデンサ素子におけるチップ体の固め成形方法
DE69833149T2 (de) * 1997-06-20 2006-09-07 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Kadoma Elektrolytkondensator und dessen Herstellungsverfahren
JP3231689B2 (ja) * 1997-12-04 2001-11-26 富山日本電気株式会社 導電性高分子を用いた固体電解コンデンサ及びその製造方法
CN1220997C (zh) * 1998-05-22 2005-09-28 松下电器产业株式会社 电解电容器及其制造方法
US6072694A (en) * 1998-09-30 2000-06-06 Kemet Electronics Corporation Electrolytic capacitor with improved leakage and dissipation factor
JP2000320364A (ja) * 1999-05-10 2000-11-21 Hitachi Car Eng Co Ltd ハイブリッド自動車の制御装置
US6334966B1 (en) * 2000-11-06 2002-01-01 Kemet Electronics Corporation Chemical oxidative preparation of conductive polymers
US6409905B1 (en) * 2000-11-13 2002-06-25 Kemet Electronics Corporation Method of and electrolyte for anodizing aluminum substrates for solid capacitors

Also Published As

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US6989289B1 (en) 2006-01-24
US6239965B1 (en) 2001-05-29
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