DE10081696B4

DE10081696B4 - Kondensator und Verfahren zum Herstellen desselben

Info

Publication number: DE10081696B4
Application number: DE10081696T
Authority: DE
Inventors: Seiji Nonaka; Nario Niibo; Masakazu Tanahashi
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 1999-06-04
Filing date: 2000-06-02
Publication date: 2006-10-19
Anticipated expiration: 2020-06-03
Also published as: MY126732A; CN1313994A; KR100400241B1; DE10081696T1; WO2000075942A1; CN1198298C; KR20010072178A; US20020080559A1

Abstract

Kondensator (20) mit:
einer Anodenfolie (4b) mit einem darauf durch anodische Oxidation aufgebrachtem dielektrischen Film der Anodenfolie (4b);
einem Anoden-Leiterelement (5b), das einen ersten Metallkern (10) mit Rauhigkeit und einen durch anodische Oxidation auf der Rauhigkeit aufgebrachten dielektrischen Film des Anodenleiters aufweist, wobei das Anoden-Leiterelement (5b) elektrisch mit der Anodenfolie (4b) verbunden ist;
einer der Anodenfolie (4b) gegenüberliegenden Kathodenfolie (4c);
einem zwischen der Anodenfolie (4b) und der Kathodenfolie (4c) liegenden Separator (4a);
einem Kathoden-Leiterelement (5c), das elektrisch mit der Kathodenfolie (4c) verbunden ist; und
einem Behälter (9), der mit einem Elektrolyt gefüllt ist und die Anodenfolie (4b), das Anoden-Leiterelement (5b), die Kathodenfolie (4c) und das Kathoden-Leiterelement (5c) beinhaltet;
wobei eine Spannung der anodischen Oxidation zum Bilden des dielektrischen Films des Anodenleiters größer ist als 100% und kleiner als oder gleich 120% derjenigen für den dielektrischen Film der Anodenfolie (4b) und ebenso größer ist...

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen Kondensator, der eine Anodenfolie und eine Kathodenfolie einschließt, die sich mit einem sich dazwischen befindenden Separator gegenüber stehen, und ein Verfahren zum Herstellen desselben.

Aus JP 03054811 A1 ist ein Kondensator bekannt, der auf folgende Weise hergestellt wird. Nachdem die Oberfläche eine Aluminiumfolie mittels Ätzung vergrößert wurde, wird die Aluminiumfolie eine anodischen Oxidation unterworfen, um eine Anodenfolie zu erhalten. Ein zuvor der gleichen Behandlung unterworfener Anodenleitungsdraht wird mit der Anodenfolie verbunden. Nachdem eine Kathodenfolie und ein Kathodenleitungsdraht der gleichen Behandlung unterworfen wurden, wird der Kathodenleitungsdraht mit der Kathodenfolie verbunden. Anschließend werden die Anodenfolie und die Kathodenfolie mit Separatoren aufgewickelt, um ein Kondensatorelement zu bilden. Das Kondensatorelement wird in geschmolzenes TCNQ-Salz eingetaucht und zum Verfestigten des Salzes gekühlt. Das Kondensatorelement wird in einen Behälter gegeben.

In JP 09092576 A1 wird ein elektrolytischer Kondensator beschrieben, der mit einem Kondensatorelement ausgestattet ist, das hergestellt wird, indem eine Anodenfolie auf eine mit einem Anodenleiter versehene Anodenfolie getrennt durch eine Zwischenschicht eines elektrolytischen Papiers kaschiert wird und dem Kondensatorelement zusammengerollt wird, wobei der Andenleiter 6 einer Ätzung und einer Bildungsbehandlung bei einer geringeren Bildungsspannung als die Anodenfolie unterworfen wird.

In US 4,164,066 wird ein Verfahren zur Herstellung eines Kondensators beschrieben, bei denen Leitungen eines filmbildenden Metalls einer Plasmasprayabscheidung eines filmbildenden Metalls ausgesetzt sind, um Kondensatoranoden zu bilden.

3 zeigt einen herkömmlichen Rast-Typ-Aluminium-Elektrolyt-Kondensator 30, der ein kapazitives Element 34 aufweist, das in einem Behälter 9 untergebracht ist, wobei eine Öffnung des Behälters 9 mit einem Verschlusskörper 6 verschlossen ist. Der Behälter 9 ist mit einem Elektrolyt gefüllt, wobei das Kondensatorelement 34 mit dem Elektrolyt getränkt ist. Das Kondensatorelement 34 schließt eine Anodenfolie und eine Kathodenfolie ein, die beide mit einem sich dazwischen befindenden Separator 36 aufgewickelt sind, und ist mit einem Anoden-Leiterelement 35a und einem Kathoden-Leiterelement 35b versehen. Das Anoden-Leiterelement 35a und das Anoden-Leiterelement 35b sind mit externen Anschlüssen 8 über jeweilige Nieten 7, die in den Verschlusskörper 6 eingepasst sind, verbunden.

Die Anodenfolie ist durch Aufrauhen einer Oberfläche einer glatten Aluminiumfolie hergestellt, um deren Oberfläche zu erhöhen, und durch anschließendes Bilden eines dielektrischen Films auf der aufgerauhten Oberfläche durch ein Eloxalverfahren. Mit der wie oben beschrieben hergestellten Anodenfolie ist an einer vorbestimmten Position derselben ein Anoden-Leiterelement angeschlossen, das durch Bilden eines dielektrischen Films auf der glatten Aluminiumfolie hergestellt ist. Der dielektrische Film ist auf diese Weise auf der aufgerauhten Oberfläche und auch auf der Oberfläche des flachen Anoden-Leiterelements gebildet.

Die Kathodenfolie ist auf ähnliche Weise durch Aufrauhen einer Oberfläche der glatten Aluminiumfolie zu einer vorbestimmten Unregelmäßigkeit gebildet. An die Kathodenfolie ist an einer vorbestimmten Position derselben ein Kathoden-Leiterelement angeschlossen, das aus der glatten Aluminiumfolie gebildet ist.

Der herkömmliche Elektrolyt-Kondensator des oben beschriebenen Typs hat jedoch die nachfolgend beschriebenen Probleme. Ein andauerndes Anlegen einer elektrischen Spannung an den Kondensator führt zu dem Ergebnis, dass der Kondensator übermäßig geladen wird, dass es zu einem Aufbrechen des dielektrischen Films kommen kann. Das Aufbrechen führt zu einem teilweisen Enthüllen der Aluminiumfolie, was wiederum ermöglicht, dass Strom von der enthüllten glatten Folie der Anodenfolie zu der Kathodenfolie durch das Elektrolyt, das von dem Separator aufgesaugt ist, leckt. Dann wird das Elektrolyt durch den Leckstrom, der in dem Elektrolyt fließt, durch Elektrolyse zersetzt, was zu einem Niederschlag eines dielektrischen Films auf der Oberfläche der enthüllten glatten Folie führt, so dass dabei der beschädigte dielektrische Film wieder hergestellt wird. Dabei werden unerwünschte Gase erzeugt, während das Elektrolyt durch Elektrolyse zersetzt wird.

Ein weiteres Problem ist, dass in dem Kondensator, in dem sowohl die Anodenfolie als auch die Kathodenfolie einen auf deren Oberfläche gebildeten dielektrischen Film haben, ähnliche unerwünschte Gase entstehen können, wenn die dielektrischen Filme brechen. In der Vergangenheit wurden Versuche unternommen, um die Gaserzeugung zu vermeiden, insbesondere durch Verbessern des dielektrischen Films auf der Anodenfolie, die jedoch nicht erfolgreich sind im Hinblick auf das Verhindern der Gaserzeugung.

Offenbarung der Erfindung

(Zusammenfasung der Erfindung)

Die vorliegende Erfindung wurde zur Lösung des oben beschriebenen Problems vorgeschlagen und es ist ein Ziel der Erfindung, einen Kondensator bereitzustellen, bei dem der Leckstrom vermindert wird, um die Menge von unerwünschten erzeugten Gasen zu reduzieren, und ein Verfahren zum Herstellen desselben bereitzustellen.

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben intensiv über den oben beschriebenen Problemen gearbeitet und die folgenden Ergebnisse erzielt. Wenn ein Anoden-Leiterelement durch Bilden eines dielektrischen Films auf einer glatten Aluminiumfolie erzeugt wird, ist der derart auf der Oberfläche des Anoden-Leiterelementes gebildete dielektrische Film anfällig, aufgebrochen zu werden. Dies liegt daran, dass der auf der weichen Oberfläche der glatten Aluminiumfolie gebildete dielektrische Film nicht stabil ist. Da das Anoden-Leiterelement in das Elektrolyt in dem Kondensator eingetaucht ist, tritt Bruch und Wiederherstellung auf dem dielektrischen Film auf der Oberfläche des Anoden-Leiterelementes auf, wie es mit dem Auftreten auf dem dielektrischen Film auf der Oberfläche der Anodenfolie der Fall ist. Im Ergebnis werden die Gase erzeugt, wenn der dielektrische Film auf der Oberfläche des Anoden-Leiterelementes gebrochen oder wiederhergestellt wird. Es wurde herausgefunden, dass die Quantität der Gase, die erzeugt werden, wenn der dielektrische Film auf der Oberfläche des Anoden-Leiterelementes gebrochen oder wiederhergestellt wird, sich auf das 20- bis 30-fache von dem beläuft, was erzeugt wird, wenn der dielektrische Film auf der Oberfläche der Anodenfolie gebrochen oder wiederhergestellt wird. Dies bedeutet, dass das Erzeugen von Gasen weitgehend durch das Brechen des dielektrischen Films auf dem Anoden-Leiterelement verursacht wird. Es wurde ferner herausgefunden, dass der dielektrische Film auf dem Anoden-Leiterelement anfälliger für ein Brechen ist, als der dielektrische Film auf der Oberfläche des Kathoden-Leiterelements.

Die vorliegende Erfindung basiert auf dem Ergebnis der von den Erfindern betriebenen Studien, wie nachfolgend beschrieben.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung weist ein Kondensator auf: eine Anodenfolie mit einem dielektrischen Film der Anodenfolie, der darauf durch anodische Oxidation aufgebracht ist; ein Anoden-Leiterelement, das einen ersten Metallkern mit Rauhigkeit aufweist, wobei ein dielektrischer Film des Anodenleiters auf der Rauhigkeit durch anodische Oxidation aufgebracht ist, wobei das Anoden-Leiterelement elektrisch mit der Anodenfolie verbunden ist; eine Kathodenfolie, die der Anodenfolie mit einem dazwischen liegenden Separator gegenüber liegt; ein Kathoden-Leiterelement, das mit der Kathodenfolie elektrisch verbunden ist; und einen Behälter, der mit einem Elektrolyt gefüllt ist und die Anodenfolie, das Anoden-Leiterelement, die Kathodenfolie und das Kathoden-Leiterelement beinhaltet. Eine Eloxalspannung, die während der anodischen Oxidation zum Bilden des dielektrischen Films des Anodenleiters verwendet wird, ist größer als 100% und kleiner als oder gleich 120% derjenigen, die während der anodischen Oxidation zum Bilden des dielektrischen Films der Anodenfolie verwendet wird. Die Eloxalspannung ist ebenso größer als eine Arbeitsspannung des Kondensators.

Da das Anoden-Leiterelement einen ersten Metallkern mit Rauhigkeit (das heißt, dass die Oberfläche des ersten Metallkerns vergrößert ist) und einen dielektrischen Film des Anodenleiters aufweist, der auf der Rauhigkeit aufgebracht ist, ist der dielektrische Film des Anodenleiters fest auf der Oberfläche der Metallfolie aufgebracht und der dielektrische Film des Anodenleiters wird weniger wahrscheinlich aufgebrochen. Auch weil die Eloxalspannung, die zum Bilden des dielektrischen Films des Anoden-leiters verwendet wird, größer als 100% und kleiner als oder gleich 120% derjenigen zum Bilden des dielektrischen Films der Anodenfolie ist, ist der dielektrische Film mit einer genügenden Dicke auf der Oberfläche des Anoden-Leiterelements gebildet. Auf diese Weise ist der dielektrische Film für Anodenleitung weniger anfällig für ein Aufbrechen. Im Ergebnis kann der Leckstrom unterdrückt werden, wobei die Gaserzeugung reduziert wird. Der Begriff "anodische Oxidation" bezieht sich im vorliegenden Zusammenhang auf ein elektromechanisches Verfahren zum Aufbringen des dielektrischen Films auf die Metallfolie in dem Elektrolyt. Die während des Eloxierens verwendete Spannung wird Eloxalspannung genannt. Die Dicke des gebildeten dielektrischen Films variiert in Abhängigkeit von der Höhe der Eloxalspannung, obgleich die Höhe der Eloxalspannung eine proportionale Beziehung mit der Dicke des dielektrischen Films hat.

Falls auf der Kathodenfolie ein dielektrischer Film der Kathodenfolie aufgebracht ist und das Kathoden-Leiterelement einen zweiten Metallkern mit Rauhigkeit einschließt und ein dielektrischer Film des Kathodenleiters auf der Rauhigkeit aufgebracht ist, kann der sehr haltbare Kondensator erhalten werden.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist ein Kondensator auf: eine Anodenfolie mit einem dielektrischen Film der Anodenfolie, der darauf durch anodische Oxidation aufgebracht ist; ein Anoden-Leiterelement, das einen ersten Metallkern mit Rauhigkeit und einen dielektrischen Film des Anodenleiters einschließt, der auf der Rauhigkeit durch anodische Oxidation aufgebracht ist, wobei das Anoden-Leiterelement mit der Anodenfolie elektrisch verbunden ist; eine Kathodenfolie, die gegenüber der Anodenfolie liegt, wobei dazwischen ein Separator liegt; ein Kathoden-Leiterelement, das einen zweiten Metallkern mit Rauhigkeit und einen dielektrischen Film des Kathodenleiters einschließt, der auf der Rauhigkeit durch anodische Oxidation aufgebracht ist, wobei das Kathoden-Leiterelement mit der Kathodenfolie elektrisch verbunden ist; und ein Behälter, der mit einem Elektrolyt aufgefüllt ist und die Anodenfolie, das Anoden-Leiterelement, die Kathodenfolie und das Kathoden-Leitelement beinhaltet.

Da das Anoden-Leiterelement einen ersten Metallkern mit Rauhigkeit einschließt und der dielektrische Film des Anodenleiters auf der Rauhigkeit durch anodische Oxidation aufgebracht ist und das Kathoden-Leiterelement den zweiten Metallkern mit Rauhigkeit einschließt und der dielektrische Film des Kathodenleiters auf der Rauhigkeit durch anodische Oxidation aufgebracht ist, ist es unwahrscheinlich, dass der dielektrische Film des Anodenleiters und der dielektrische Film des Kathodenleiters aufbrechen. Im Ergebnis kann der Leckstrom unterdrückt werden, wobei die Gaserzeugung reduziert wird.

Beide Spannungen der anodischen Oxidation zum Bilden des dielektrischen Films des Anodenleiters und des dielektrischen Films des Kathodenleiters sind größer als 100% und kleiner als oder gleich 120% derjenigen für den dielektrischen Film der Anodenfolie und ebenso größer als eine Arbeitsspannung des Kondensators.

Es ist bevorzugt, dass erster und zweiter Metallkern mit Rauhigkeit hergestellt werden durch Verwenden von wenigstens eines Verfahrens, das aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus elektrolytischem Ätzverfahren, chemischem Ätzverfahren und Sprengverfahren (Blasting Verfahren) besteht.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist ein Verfahren zum Herstellen eines Kondensators die Schritte auf: a) Präparieren einer Anodenfolie mit einem dielektrischen Film der Anodenfolie, der darauf durch anodische Oxidation aufgebracht ist; b) Aufrauhen eines ersten Metallkerns; c) Aufbringen eines dielektrischen Films des Anodenleiters auf den ersten Metallkern durch anodische Oxidation, um so ein Anoden-Leiterelement zu bilden; d) elektrisches Verbinden des Anoden-Leiterelements mit der Anodenfolie; e) Gegenüberstellen einer Kathodenfolie zu der Anodenfolie, wobei ein Separator dazwischen gelegt wird; f) elektrisches Verbinden eines Kathoden-Leiterelements mit der Kathodenfolie; und g) Eintauchen der Anoden- und Kathodenfolie, der Anoden- und Kathoden-Leiterelemente innerhalb eines mit einem Elektrolyt aufgefüllten Behälters. Die Spannung der anodischen Oxidation zum Bilden des dielektrischen Films des Anodenleiters ist größer als 100% und kleiner als oder gleich 120% von derjenigen zum Bilden des dielektrischen Films der Anodenfolie und ebenso größer als eine Arbeitsspannung des Kondensators.

Da der erste Metallkern aufgerauht ist und der dielektrische Film des Anodenleiters auf den ersten Metallkern durch anodische Oxidation aufgebracht ist, um so ein Anoden-Leiterelement zu bilden, ist der dielektrische Film des Anodenleiters fest auf der Oberfläche der Metallfolie aufgebracht, und der dielektrische Film des Anodenleiters wird weniger wahrscheinlich aufbrechen. Auch weil die Spannung der anodischen Oxidation zum Bilden des dielektrischen Films des Anodenleiters größer 100% und kleiner als oder gleich 120% ist von derjenigen für den dielektrischen Film der Anodenfolie, wird der dielektrische Film mit einer genügenden Dicke auf der Oberfläche des Anoden-Leiterelements gebildet. Auf diese Weise ist es weniger wahrscheinlich, dass der dielektrische Film für Anodenleitung aufbricht. Im Ergebnis kann der Leckstrom unterdrückt werden, wobei die Gaserzeugung reduziert wird.

Die Schritte (b), (d) und (c) können in dieser Reihenfolge ausgeführt werden.

Der Schritt (b) kann nach dem Schritt (d) ausgeführt werden.

Es wird bevorzugt, dass das Verfahren zum Herstellen des Kondensators ferner die Schritte aufweist: h) Aufrauhen eines zweiten Metallkerns; und i) Aufbringen eines dielektrischen Films des Kathodenleiters auf den zweiten Metallkern durch anodische Oxidation, um ein Kathoden-Leiterelement zu bilden.

Die Schritte (h), (f) und (i) können in dieser Reihenfolge ausgeführt werden.

Der Schritt (h) kann nach dem Schritt (f) ausgeführt werden.

Es ist bevorzugt, dass der Schritt (b) unter Verwendung eines aus der Gruppe ausgewählten Verfahrens, die aus elektrolytischen Ätzverfahren, chemischen Ätzverfahren und Sprengverfahren (Blasting Verfahren) besteht.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Erfindung wird leicht verständlich anhand der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung, die Bezug nimmt auf die beigefügten Zeichnungen, in welchen gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind und in denen:
1 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung eines Elektrolyt-Kondensators gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
2A eine Elektrodenfolie und ein Leiterelement zeigt, wie sie in einem Elektrolyt-Kondensator gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet werden;
2B eine vergrößerte schematische Ansicht eines Anoden-Leiterelementes zeigt, das in dem Kondensator gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird;
2C eine Schnittansicht entlang der Linie 2C-2C' in 2B zeigt; und
3 eine schematische Schnittansicht eines herkömmlichen Elektrolyt-Kondensators zeigt.
Beste Ausführungsform der Erfindung
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend mit Bezugnahme auf die 1, 2A, 2B und 2C beschrieben.
Ausführungsbeispiel 1
Der Kondensator gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist von einer Gestaltung, in der ein dielektrischer Film auf der Oberfläche von einem Anoden-Leiterelement gebildet und gefestigt wird, so dass weder ein Aufbrechen noch irgendein anderer Fehler auftreten sollte. Der Kondensator 20 des ersten Ausführungsbeispiels weist ein Kondensatorelement 4 auf, das in einem Behälter 9 untergebracht ist, der mit einem Elektrolyt (elektrolytische Lösung) zum Betreiben des Kondensators aufgefüllt ist, mit einer Öffnung des Behälters 9, die mit einem Verschlusskörper 6, wie in 1 gezeigt, verschlossen ist.
Das Kondensatorelement 4 weist eine Rolle auf, die durch Aufwickeln jeweiliger Längen von Anodenfolie 4b und Kathodenfolie 4c mit einer Länge eines dazwischen liegenden Separators 4a gebildet ist. Die resultierende Rolle, das heißt, das kapazitive Element 4 ist getränkt mit dem Elektrolyt zum Betreiben des Kondensators. Der Kondensator weist auch ein Anoden-Leiterelement 5a und ein Kathoden-Leitelement 5c auf, welche jeweils elektrisch mit der Anodenfolie 4b und der Kathodenfolie 4c verbunden sind. Das Anoden-Leiterelement 5b ist mit der Anodenfolie 4b derart verbunden, um sich vertikal in eine Richtung senkrecht zur Längserstreckung der Länge der Anodenfolie 4b zu erstrecken. Das Kathoden-Leiterelement 5c ist entsprechend mit der Kathodenfolie 4c verbunden, um sich vertikal in eine Richtung senkrecht zu der Längserstreckung der Länge der Kathodenfolie 4c zu erstrecken. Das Anoden-Leiterelement 5b und das Kathoden-Leitelement 5c sind wiederum mit externen Anschlüssen 8 über jeweilige Nieten (nicht gezeigt) verbunden, die in den Verschlusskörper 6 eingepasst sind.
Während das kapazitive Element 4 in Form einer Rolle beschrieben worden ist, die durch Aufwickeln der Anodenfolie 4b und der Kathodenfolie 4c mit dem dazwi schen liegenden Separator 4a gebildet ist, ist die vorliegende Erfindung nicht beschränkt auf diese Konfiguration und ist auf jede Konfiguration anwendbar, solange die Anodenfolie und die Kathodenfolie einander gegenüber liegen mit einem dazwischen liegenden Separator.
Die Anodenfolie 4b ist durch Bilden eines dielektrischen Films auf der Oberfläche einer Aluminiumfolie und durch Schneiden derselben in vorbestimmte Abmessungen gebildet. Wie in 2A gezeigt, ist das Anoden-Leiterelement 5b mit der Anodenfolie 4b an einer vorbestimmten Position derselben verbunden und ist mit der Anodenfolie 4b so verbunden, um sich vertikal in eine Richtung senkrecht zur Längserstreckung der Anodenfolie 4b zu erstrecken.
2B ist eine vergrößerte schematische Ansicht des Anoden-Leiterelements 5b und 2C ist eine Schnittansicht entlang der Linie 2C bis 2C' in 2B. Wie in 2B und 2C gezeigt, ist das Anoden-Leiterelement 5b des Kondensators 20 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiels durch Bilden des dielektrischen Films (dielektrischer Film des Anodenleiters) auf der Oberfläche eines Metallkerns 10 gebildet, der in Form einer Aluminiumfolie eingesetzt wird. Die Oberfläche des Metallkerns 10 wurde aufgerauht, um dem Metallkern 10 eine vergrößerte Oberfläche zu verleihen. Wie in 2C gezeigt, ist der dielektrische Film 11 für Anodenleitung entlang der aufgerauhten Oberfläche des Metallkerns 10 gebildet. Aufrauhen der Oberfläche des Metallkerns 10 resultiert in einer Reduktion des Bereichs einer rutschigen Oberfläche des Metallkerns 10. Daher kann sich der dielektrische Film 11 fest mit der Oberfläche des Metallkerns 10 verzahnen, so dass auf diese Weise ein Aufbrechen unwahrscheinlich wird. Die Aufbrechungen, die in dem dielektrischen Film 11 auftreten würden, der auf der Oberfläche des Metallkerns 10 gebildet wird, sind kleiner als diejenigen des dielektrischen Films, der auf der flachen Metalloberfläche gebildet ist. Folglich ist der dielektrische Film 11, der auf der aufgerauhten Oberfläche des Metallkerns 10 gebildet ist, weniger aufbruchanfällig und stabiler.
Die Kathodenfolie 4c ist durch Bilden eines dielektrischen Films (dielektrischer Film für die Kathodenfolie) hergestellt auf der Oberfläche einer Aluminiumfolie und durch Schneiden derselben in vorbestimmte Abmessungen. Das Kathoden-Leiterelement 5c ist durch Schneiden einer Aluminiumfolie in vorbestimmte Abmessungen hergestellt. Wie es mit dem oben beschriebenen Anoden-Leiterelement 5b der Fall ist, ist auch das Kathoden-Leiterelement 5c mit einer vorbestimmten Position der Kathodenfolie 4c verbunden und ist mit der Kathodenfolie 4c verbunden, um sich vertikal in eine Richtung quer zur Längserstreckung der Länge der Kathodenfolie 4c zu erstrecken.
In dem Kondensator 20 gemäß dem ersten oben beschriebenen Ausführungsbeispiel kann der dielektrische Film der Anode fest und stabil auf der Oberfläche des Metallkerns bereitgestellt werden, da die Anodenleitung 5b den Metallkern 10 mit der aufgerauhten Oberfläche einschließt und der dielektrische Film für Anodenleitung auf dessen aufgerauhter Oberfläche aufgebracht ist. Auf diese Weise treten Aufbrechungen in dem dielektrischen Film der Anodenleitung nicht auf, selbst wenn das Anoden-Leiterelement 5b als Ergebnis eines andauernden Anlegens einer Spannung an den Kondensator geladen wird, und ein exponierter Abschnitt des Metallkerns 10 in dem Anoden-Leiterelement 5b, das elektrisch leitend ist, hat keinen direkten Kontakt mit dem Elektrolyt. Im Ergebnis fließt kein Leckstrom zwischen dem Anoden-Leiterelement und dem Kathoden-Leiterelement durch das Elektrolyt, so dass auf diese Weise unerwünschte Gase, die während der Elektrolyse des Elektrolyts durch den Leckstrom erzeugt werden, verhindert werden.
Ein Verfahren zum Herstellen des Kondensators 20 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel wird nachfolgend beschrieben. Zunächst wird anodische Oxidation auf einer Aluminiumfolie angewendet, die hergestellt worden ist, um eine aufgerauhte Oberfläche zu haben, gefolgt durch Aufbringen eines dielektrischen Films (dielektrischer Film für die Anodenfolie) auf deren aufgerauhter Oberfläche. Die Aluminiumfolie wird dann in vorbestimmte Abmessungen geschnitten, um dabei die Anodenfolie 4b zur Verfügung zu stellen. Anodische Oxidation wird dann ent sprechend auf eine Aluminiumfolie angewendet, um einen dielektrischen Film (dielektrischer Film für Kathodenfolie) auf deren Oberfläche zu bilden, und die Aluminiumfolie wird dann in vorbestimmte Abmessungen geschnitten, um dabei die Kathodenfolie 4c bereitzustellen.
Während die dielektrischen Filme auf der Anodenfolie 4b und der Kathodenfolie 4c jeweils gebildet werden für den Kondensator 20 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Konfiguration beschränkt und der dielektrische Film kann nur auf der Anodenfolie 4b gebildet werden. In dem Fall, in dem der dielektrische Film auf der Kathodenfolie gebildet ist, kann elektrische Belastung absorbiert werden, die erzeugt wird, wenn ein Wellenstrom durch den Kondensator fließt, und die Strapazierfähigkeit des Kondensators kann erhöht werden.
Anschließend wird, um das Anoden-Leiterelement 5b zu bilden, nachdem die Oberfläche der Aluminiumfolie in der oben beschriebenen Weise aufgerauht worden ist, die Aluminiumfolie in vorbestimmte Abmessungen geschnitten. Das Kathoden-Leiterelement 5c wird durch Schneiden einer Aluminiumfolie in vorbestimmte Abmessungen geschnitten.
Anschließend werden das Anoden-Leiterelement 5b und das Kathoden-Leiterelement 5c jeweils mit der Anodenfolie 4b und der Kathodenfolie 4c an deren vorbestimmten Positionen verbunden. Obgleich der dielektrische Film der Anodenfolie sich zwischen der Anodenfolie 4b und dem Anoden-Leiterelement 5b befindet, wird ein Teil des dielektrischen Films der Anodenfolie entfernt, um der Anodenfolie 4b und dem Anoden-Leitelement 5b zu erlauben, eingesetzt und dann damit verbunden zu werden, wobei das Anoden-Leiterelement 5b mit der Anodenfolie 4b elektrisch verbunden wird. Das Kathoden-Leiterelement 5c und die Kathodenfolie 4c sind entsprechend verbunden. Anschließend wird ein dielektrischer Film (dielektrischer Film des Anodenleiters) auf der Oberfläche des Anoden-Leiterelements 5b gebildet, der mit der vorbestimmten Position der Anodenfolie 4b verbunden ist. Auf diese Weise wird das Anoden-Leiterelement 5b, das mit der Anodenfolie 4b verbunden ist und das einen dielektrischen Film des Anodenleiters auf dessen Oberfläche gebildet hat, vervollständigt.
Die Anodenfolie 4b, die mit dem Anoden-Leiterelement 5b verbunden ist, und die Kathodenfolie 4c, die mit dem Kathoden-Leiterelement 5c verbunden ist, werden anschließend mit dem dazwischen liegenden Separator 4a aufgewickelt, um dabei das kapazitive Element 4 zu vervollständigen. Das sich ergebende kapazitive Element 4 ist in dem Behälter 9 untergebracht, um dann in dem Elektrolyt innerhalb des Behälters eingetaucht zu werden. Schließlich wird die Öffnung des Behälters 9 mit dem Verschlusskörper 6 verschlossen, wodurch der Kondensator 20 vervollständigt wird.
Das Anoden-Leiterelement 5b wird an seiner Oberfläche aufgerauht, bevor das Anoden-Leiterelement 5b mit der Anodenfolie 4b in dem oben beschriebenen Verfahren verbunden wird. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf dieses Verfahren beschränkt und das Anoden-Leiterelement 5b kann auch durch Oberflächenaufrauhung behandelt werden, nachdem das Anoden-Leiterelement 5b mit der Anodenfolie 4b befestigt worden ist.
Der dielektrische Film kann auch auf der Oberfläche des Anoden-Leiterelements 5b gebildet werden, bevor das Anoden-Leiterelement 5b mit der Anodenfolie 4b verbunden worden ist, um das Anoden-Leiterelement zu komplettieren. In diesem Fall sind die Bedingungen, unter denen die anodische Oxidation durchgeführt wird, um den dielektrischen Film auf dem Anoden-Leiterelement zu bilden, und die Bedingungen, unter denen die anodische Oxidation durchgeführt wird, um den dielektrischen Film auf der Anodenfolie zu bilden, vorzugsweise identisch zueinander, so dass das Verfahren des Bildens des dielektrischen Films des Anodenleiters und das Verfahren des Bildens des dielektrischen Films der Anodenfolie unter Verwendung der gleichen Einrichtungen ausgeführt werden kann, wie in Verbindung mit Beispiel 3 nachfolgend beschrieben wird.
Ausführungsbeispiel 2
Der Kondensator gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel wird nachfolgend beschrieben. Der Kondensator gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist verschieden von dem Kondensator 20 des ersten Ausführungsbeispiels, in dem nicht nur das Anoden-Leiterelement, sondern auch das Kathoden-Leiterelement aus einer Aluminiumfolie mit aufgerauhter Oberfläche gebildet wird.
Das Kathoden-Leiterelement des Kondensators gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiels ist hergestellt durch Bilden des dielektrischen Films (dielektrischer Film des Kathodenleiters) auf einer Metallfolie mit aufgerauhter Oberfläche. Der dielektrische Film des Anodenleiters wird auf der aufgerauhten Oberfläche des Kathoden-Leiterelements in einer entsprechenden Weise wie der dielektrische Film 11 des Anodenleiters, wie in 2B und 2C gezeigt, gebildet. Durch Aufrauhen der Oberfläche der Metallfolie wird der Bereich der rutschigen Oberfläche der Metallfolie vermindert, so dass der dielektrische Film des Kathodenleiters und die Oberfläche der Metallfolie fest und stabil gegenseitig ineinander eingreifen können, so dass Aufbrechungen unwahrscheinlich werden. Die Aufbrechungen, die in dem dielektrischen Film des Kathodenleiters auftreten können, sind kleiner als die des dielektrischen Films, der auf einer flachen Metalloberfläche gebildet ist. Folglich wird der dielektrische Film des Kathodenleiters, der auf der aufgerauhten Oberfläche des Kathoden-Leiterelements gebildet ist, weniger wahrscheinlich aufbrechen und ist stabil.
In dem Kondensator gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel können der dielektrische Film des Anodenleiters und der dielektrische Film des Kathodenleiters fest und stabil auf den Oberflächen von jeweils dem ersten Metallkern und dem zweiten Metallkern aufgebracht werden, da das Anoden-Leiterelement den Oberflächen-aufgerauhten Metallkern (ersten Metallkern) einschließt und der dielektrische Film des Anodenleiters auf dessen aufgerauhter Oberfläche aufgebracht ist, und das Kathoden-Leiterelement den entsprechend Oberflächen-aufgerauhten Metallkern (zweiter Metallkern) einschließt und der dielektrische Film des Kathodenleiters auf dessen aufgerauhter Oberfläche aufgebracht ist. Auf diese Weise kann ein Bruch des dielektrischen Films zuverlässig unterdrückt werden, selbst wenn eine Spannung andauernd an den Kondensator angelegt wird. Im Ergebnis kann ein Leckstrom unterdrückt werden, so dass das Gas verhindert wird, das durch Elektrolyse des Elektrolyts durch den Leckstrom erzeugt wird.
Das Kathoden-Leiterelement des Kondensators gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel kann entsprechend dem Anoden-Leiterelement des Kondensators 20 gemäß dem ersten zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel hergestellt werden. Das Verfahren zum Herstellen von anderen Gliedern als dem Kathoden-Leiterelement entspricht dem Verfahren zum Herstellen des Kondensators 20 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
In der Anwendung der vorliegenden Erfindung wird die Verwendung von elektrolytischen Ätzen, chemischen Ätzen, Sprengen (Blasting) oder dergleichen bevorzugt, um die Oberfläche der Metallfolie aufzurauhen. Mit diesen Verfahren kann die Oberfläche der Metallfolie einfach aufgerauht werden.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung an Beispielen demonstriert, die nicht gedacht sind, um den Schutzbereich einzuschränken, sondern die für Zwecke der Veranschauung vorgestellt werden.
Beispiel 1
Ein Aluminiumelektrolyt-Kondensator wurde in dem folgenden Verfahren hergestellt. Zuerst wurde eine glatte Aluminiumfolie elektrolytischem Ätzen ausgesetzt in einer Ätzlösung, die Salpetersäure enthält, um die Oberfläche aufzurauhen, um so das Anoden-Leiterelement herzustellen. Die Aluminiumfolie wurde dann in vorbestimmte Abmessungen geschnitten. Der Kathodenleiter wurde durch Schneiden einer glatten Aluminiumfolie in vorbestimmter Abmessungen hergestellt.
Nach Aufrauhen der Oberfläche der Aluminiumfolie und Formen des dielektrischen Films auf deren Oberfläche durch anodische Oxidation bei etwa 520 V, wurde die Folie zu einer Breite von etwa 35 mm und einer Länge von etwa 500 mm geschnitten, wodurch die Anodenfolie hergestellt wurde. Anschließend wurde das Anoden-Leiterelement an die Anodenfolie an einer vorbestimmten Position derselben befestigt.
Die Kathodenfolie wurde, nach Aufrauhen der Oberfläche einer Aluminiumfolie und Bilden eines dielektrischen Films auf deren Oberfläche durch anodische Oxidation bei etwa 2 V, durch Schneiden der Folie mit einer Breite von etwa 35 mm und einer Länge von etwa 500 mm hergestellt. Das Kathoden-Leiterelement wurde dann an die Kathodenfolie an einer vorbestimmten Position derselben befestigt.
Ein Blatt von Manilapapier mit einer Dichte von 0,50 g/cm³ und einer Dicke von 50 μm wurde zu einer Breite von etwa 39 mm und einer Länge von etwa 600 mm geschnitten, um den Separator herzustellen. Ein Laminat der Anodenfolie und der Kathodenfolie mit dem dazwischen untergebrachten Separator wurde aufgewickelt, um das kapazitive Element zu vervollständigen. Das kapazitive Element wurde in einem Behälter untergebracht, der mit Elektrolyt aufgefüllt wurde, und die Öffnung des Behälters wurde verschlossen mit dem Verschlusskörper mit den Nieten zum Befestigen der Leiterelemente, die aus dem kapazitiven Element herausgezogen worden sind, und wurde anschließend einer Alterung für eine Stunde mit einer daran angelegten Spannung von 430 V ausgesetzt. Durch diesen Alterungsprozess wurden die dielektrischen Filme auf den Oberflächen des Anoden-Leiterelementes und des Kathoden-Leiterelementes gebildet, wobei der Aluminium-Elektrolyt-Kondensator aus Beispiel 1 vervollständigt wurde.
Beispiel 2
Ein Aluminium-Elektrolyt-Kondensator wurde in dem folgenden Verfahren hergestellt. Zunächst wurde, um das Anoden-Leiterelement und das Kathoden-Leiter element herzustellen, eine glatte Aluminiumfolie einem elektrolytischen Ätzen in einer Ätzlösung, die Salpetersäure enthält, unterzogen, um die Oberfläche aufzurauhen. Die Aluminiumfolie wurde dann in vorbestimmte Abmessungen geschnitten.
Nach Aufrauhen der Oberfläche der Aluminiumfolie und Bilden des dielektrischen Films auf der Oberfläche durch anodische Oxidation mit einer Spannung von etwa 520 V wurde die Folie auf eine Breite von etwa 35 mm und eine Länge von etwa 500 mm geschnitten, wodurch die Anodenfolie entstand. Das Anoden-Leiterelement wurde dann an die Anodenfolie an einer vorbestimmten Position derselben befestigt. Die Kathodenfolie wurde hergestellt, nach Aufrauhen der Oberfläche einer Aluminiumfolie und Bilden des dielektrischen Films auf der Oberfläche durch anodische Oxidation mit einer angelegten Spannung von etwa 2 V, durch Schneiden der Folie zu einer Breite von etwa 35 mm und einer Länge von etwa 500 mm. Das Kathoden-Leiterelement wurde an die Kathodenfolie an einer vorbestimmten Position derselben befestigt.
Ein Blatt von Manilapapier mit einer Dichte von 0,50 g/cm³ und einer Dicke von 50 μm wurde auf eine Breite von etwa 39 mm und eine Länge von etwa 600 mm geschnitten, um den Separator herzustellen. Ein Laminat der Anodenfolie und der Kathodenfolie mit dem dazwischen untergebrachten Separator wurde aufgewickelt, um das kapazitive Element bereitzustellen. Das kapazitive Element wurde in dem mit Elektrolyt gefüllten Behälter untergebracht und die Öffnung des Behälters wurde mit dem Verschlusskörper mit Nieten zum Befestigen der Leiterelemente verschlossen, die von dem kapazitiven Element herausgezogen wurden, und wurde einer Alterung für eine Stunde mit einer angelegten Spannung von 430 V ausgesetzt. Durch diesen Alterungsprozess wurden die dielektrischen Filme auf den Oberflächen des Anoden-Leiterelements und des Kathoden-Leiterelements gebildet, wodurch der Aluminium-Elektrolyt-Kondensator aus Beispiel 2 vervollständigt wurde.
Beispiel 3
Ein Aluminium-Elektrolyt-Kondensator wurde in dem folgenden Verfahren hergestellt. Zunächst wurde eine glatte Aluminiumfolie durch Anwenden eines Sprengverfahrens (Blasting Verfahren) aufgerauht und ein dielektrischer Film wurde auf der Oberfläche durch anodische Oxidation mit einer angelegten Spannung von etwa 520 V gebildet, um ein Anoden-Leiterelement bereitzustellen. In der selben Weise wurde eine glatte Aluminiumfolie durch Anwenden eines Sprengverfahrens aufgerauht und ein dielektrischer Film auf der Oberfläche durch anodische Oxidation mit einer angelegten Spannung von etwa 2 V gebildet, um ein Kathoden-Leiterelement herzustellen.
Nach Aufrauhen der Oberfläche der Aluminiumfolie und Formen des dielektrischen Films auf der Oberfläche durch anodische Oxidation mit einer angelegten Spannung von etwa 520 V wurde die Folie zu einer Breite von etwa 35 mm und einer Länge von etwa 500 mm geschnitten, wodurch die Anodenfolie hergestellt wurde. Das Anoden-Leiterelement wurde dann an die Anodenfolie an einer vorbestimmten Position derselben befestigt. Die Kathodenfolie wurde, nach Aufrauhen der Oberfläche einer Aluminiumfolie und Bilden des dielektrischen Films auf der Oberfläche durch anodische Oxidation mit einer Spannung von etwa 2 V durch Schneiden der Folie zu einer Breite von etwa 35 mm und einer Länge von etwa 500 mm gebildet. Das Kathoden-Leiterelement wurde an die Kathodenfolie an einer vorbestimmten Position derselben befestigt.
Ein Blatt von Manilapapier mit einer Dichte von 0,50 g/cm³ und einer Dicke von 50 μm wurde zu einer Breite von etwa 39 mm und einer Länge von etwa 600 mm geschnitten, um den Separator herzustellen. Ein Laminat der Anodenfolie und der Kathodenfolie mit dem dazwischen untergebrachten Separator wurde aufgewickelt, um das kapazitive Element herzustellen. Das kapazitive Element wurde in dem mit Elektrolyt zum Betreiben des Kondensators aufgefüllten Behälter untergebracht und die Öffnung des Behälters wurde mit dem Verschlusskörper verschlossen, der die Niete aufweist, die mit dem Leiterelement verbunden ist, das von dem kapazitiven Element herausgezogen worden ist, und wurde eine Alterung für eine Stunde mit einer angelegten Spannung von 430 V ausgesetzt. Durch diesen Alterungsprozess wurde der dielektrische Film auf den Oberflächen des Anoden-Leiterelements und des Kathoden-Leiterelements gebildet. Der Aluminium-Elektrolyt-Kondensator aus Beispiel 3 wurde in dem oben beschriebenen Verfahren hergestellt.
Beispiel 4
Ein Aluminium-Elektrolyt-Kondensator wurde in dem folgenden Verfahren hergestellt. Zunächst wurde eine glatte Aluminiumfolie zu vorbestimmten Abmessungen geschnitten, um das Anoden-Leiterelement und das Kathoden-Leiterelement herzustellen. Nach Aufrauhen der Oberfläche einer Aluminiumfolie und Bilden des dielektrischen Films auf der Oberfläche durch anodische Oxidation mit einer Spannung von etwa 520 V wurde die Folie zu einer Breite von etwa 35 mm und einer Länge von etwa 500 mm geschnitten, wobei die Anodenfolie hergestellt wurde. Das Anoden-Leiterelement wurde an der vorbestimmten Position an die Anodenfolie angeheftet und wurde einem chemischen Ätzen mit einer säurehaltigen Lösung zum Aufrauhen der Oberfläche unterzogen.
Entsprechend, nach Aufrauhen der Oberfläche einer Aluminiumfolie und Bilden des dielektrischen Films auf der Oberfläche durch anodische Oxidation mit einer angelegten Spannung von etwa 2 V, wurde die Folie zu einer Breite von etwa 35 mm und einer Länge von etwa 500 mm geschnitten, wodurch die Kathodenfolie bereitgestellt wurde. Das Kathoden-Leiterelement wurde dann an die Kathodenfolie an einer vorbestimmten Position derselben befestigt und wurde dann dem chemischen Ätzen in einer säurehaltigen Lösung zum Aufrauhen der Oberfläche unterzogen.
Ein Blatt von Manilapapier mit einer Dichte von 0,50 g/cm³ und einer Dicke von 50 μm wurde zu einer Breite von etwa 39 mm und einer Länge von etwa 600 mm geschnitten, um den Separator herzustellen. Ein Laminat der Anodenfolie und der Kathodenfolie mit dem dazwischen untergebrachten Separator wurde aufgewickelt, um das kapazitive Element herzustellen. Das kapazitive Element wurde in dem mit dem Elektrolyt zum Betreiben des Kondensators aufgefüllten Behälter untergebracht und die Öffnung des Behälters wurde mit dem Verschlusskörper verschlossen, der Nieten aufweist, die mit den Leiterelementen verbunden sind, die aus dem kapazitiven Element herausgezogen sind, und wurde einer Alterung für eine Stunde mit einer angelegten Spannung von 430 V unterzogen. Durch diesen Alterungsprozess wurden die dielektrischen Filme auf der Oberfläche des Anoden-Leiterelements und des Kathoden-Leiterelements gebildet, wodurch der Aluminium-Elektrolyt-Kondensator aus Beispiel 4 gebildet wurde.
Vergleichsbeispiel
Ein Kondensator eines Vergleichsbeispiels wurde zwecks eines Vergleichs zwischen den Kondensatoren der vorliegenden Erfindung und dem Kondensator gemäß dem Stand der Technik hergestellt.
Der Kondensator dieses Vergleichsbeispiels ist nicht der Oberflächenbehandlung zum Aufrauhen der Oberflächen des Anoden-Leiterelements unterzogen. Dieser Kondensator wurde wie nachfolgend beschrieben hergestellt. Zunächst wurde eine glatte Aluminiumfolie anodischer Oxidation mit einer angelegten Spannung von etwa 520 V unterzogen, um einen dielektrischen Film auf der Oberfläche zu bilden, wodurch das Anoden-Leiterelement bereitgestellt wurde. Die Anodenfolie wurde, nach Aufrauhen der Oberfläche der Aluminiumfolie und Bilden des dielektrischen Films auf der Oberfläche durch anodische Oxidation mit einer angelegten Spannung von etwa 520 V durch Schneiden der Folie zu einer Breite von etwa 35 mm und einer Länge von etwa 500 mm gebildet. Das Anoden-Leiterelement wurde an der Anodenfolie an einer vorbestimmten Position derselben befestigt.
Eine glatte Aluminiumfolie wurde anodischer Oxidation mit einer angelegten Spannung von etwa 520 V unterzogen, um den dielektrischen Film auf der Oberfläche zu bilden, wobei das Kathoden-Leiterelement komplettiert wurde. Die Kathodenfolie wurde nach Anwenden einer Oberflächenaufrauhung-Behandlung auf einer Aluminiumfolie und Anwenden anodischer Oxidation mit einer Spannung von etwa 2 V hergestellt, um den dielektrischen Film auf der Oberfläche zu bilden, wobei die Folie zu einer Breite von etwa 35 mm und einer Länge von etwa 500 mm geschnitten wurde. Das Kathoden-Leiterelement wurde an der vorbestimmten Position der Kathodenfolie befestigt.
Ein Blatt Manilapapier mit einer Dichte von 0,50 g/cm³ und einer Dicke von 50 μm wurde auf eine Breite von etwa 40 mm und eine Länge von etwa 600 mm geschnitten, um den Separator herzustellen. Ein Laminat der Anodenfolie und der Kathodenfolie mit dem dazwischen untergebrachten Separator wurde aufgewickelt, um das kapazitive Element bereitzustellen. Das kapazitive Element wurde verwendet, um den Aluminium-Elektrolyt-Kondensator dieses Vergleichbeispiels herzustellen, in einem Verfahren entsprechend den oben beschriebenen Beispielen.
Die Kondensatoren der Beispiele 1 bis 4 und der Kondensator gemäß dem Vergleichsbeispiel wurden verglichen. Die Kondensatoren wurden einem Haltbarkeitstest bei einer Umgebungstemperatur von 85°C für 20.000 Stunden und einer Vorspannung von 350 Vdc und einem Wellenstrom von 2 A bei 120 Hz unterzogen. Die Ergebnisse dieser Tests sind in Tabelle 1 gezeigt. In dem Haltbarkeitstest verstrich die Zeitdauer bevor ein auf dem Behälter aufgesetztes Ventil in Folge des durch innerhalb des Behälters des Kondensators erzeugte Gase ausgeübten Druckes geöffnet wurde.
Tabelle 1
Wie in Tabelle 1 gezeigt, hat sich das Ventil in keinem der Aluminium-Elektrolyt-Kondensatoren der Beispiele 1 bis 4 geöffnet. Dies zeigt, dass die Mengen der erzeugten Gase, die in den Kondensatoren dieser Beispiele erzeugt wurden, kleiner sind als die des Kondensators des Vergleichsbeispiels. Dies liegt daran, dass der auf der Anoden-Leiterelement-Oberfläche gebildete dielektrische Film stabilisiert ist, um den Leckstrom, durch Bilden des dielektrischen Films auf der Oberfläche der Metallfolie zu reduzieren, die aufgerauht wurde, als das Anoden-Leiterelement in den Kondensatoren dieser Beispiele hergestellt wurde. Die Kondensatoren der Beispiele 2 bis 4 sind besonders bevorzugt, jeder dieser Kondensatoren weist das Anoden-Leiterelement und das Kathoden-Leiterelement auf, wobei beide die dielektrischen Filme auf der Metallfolie mit Rauhigkeit einschließen.
Beispiel 5
In Beispiel 5 wurde eine Mehrzahl von Elektrolyt-Kondensatoren unter Verwendung verschiedener Eloxalspannungen zum Bilden des dielektrischen Films des Anodenleiters auf dem Anoden-Leiterelement hergestellt. Die Kondensatoren wurden einem dem oben beschriebenen entsprechenden Haltbarkeitstest unterzogen. Verfahren zum Herstellen der Kondensatoren werden nachfolgend beschrieben.
Kapazitive Elemente wurden in der gleichen Weise wie in Beispiel 2 hergestellt, wobei jedes eine mit einem Anoden-Leiterelement verbundene Anodenfolie, eine mit einem Kathoden-Leiterelement verbundene Kathodenfolie und einen Separator aufweist. Anoden-Leitelement und Kathoden-Leitelement schließen eine Aluminiumfolie ein, die elektrolytischem Ätzen unterzogen wurde. Das kapazitive Element wurde in einem Behälter untergebracht, der mit dem Elektrolyt gefüllt wurde, und eine Öffnung des Behälters wurde mit einem Verschlusskörper entsprechend dem aus Beispiel 2 verschlossen.
Die resultierenden Kondensatoren wurden einer Alterung für eine Stunde unterzogen und dielektrische Filme wurden auf dem Anoden-Leiterelement und dem Kathoden-Leiterelement gebildet. Während der Alterung angelegte Spannungen wurden auf 120% (Kondensator A), 110% (Kondensator B), 80% (Kondensator E), 71 % (Kondensator F), 69% (Kondensator G) und 60% (Kodensator I) der angewendeten Eloxalspannung (520 V) gesetzt, als der dielektrische Film auf der Anodenfolie gebildet wurde.
Ergebnisse des Haltbarkeitstests dieser sechs Kondensatoren, die wie oben be schrieben hergestellt wurden, sind in Tabelle 2 gezeigt. Ebenfalls in Tabelle 2 sind die Ergebnisse des Kondensators C (es wurde die gleiche Spannung wie die während der anodischen Oxidation der Anodenfolie verwendete Eloxalspannung während der Alterung angelegt) und des Kondensators D (es wurde eine Spannung gleich 83% der während der anodischen Oxidation der Anodenfolie verwendeten Eloxalspannung während der Alterung angelegt), die jeweils in den Beispielen 3 und 2 hergestellt wurden, gezeigt. Auch ein kapazitives Element mit einem Anoden-Leiterelement, das der Oberflächen-Aufrauhungsbehandlung durch elektrolytischen Ätzen unterzogen worden ist, und ein Kathoden-Leiterelement, das nicht der Oberflächen-Aufrauhungsbehandlung unterzogen worden ist, wurden entsprechend dem Beispiel 1 hergestellt. Nach Alterung dieses kapazitiven Elements für eine Stunde bei einer Spannung mit einem Wert von 67% der Spannung der anodischen Oxidation (520 V) der Anodenfolie, wurden die dielektrischen Filme auf dem Anoden-Leiterelement und dem Kathoden-Leiterelement gebildet, um die Kapazität H herzustellen, deren Testergebnis ebenfalls in Tabelle 2 gezeigt ist.
Wie in Tabelle 2 gezeigt, hat das Ventil während der Messdauer für die während der anodischen Oxidation des Anoden-Leiterelements verwendete Spannung nicht geöffnet in einem Bereich von 120% bis 80% (Kondensatoren A bis E) der Spannung der anodischen Oxidation der Anodenfolie, während das Ventil geöffnet wurde, als das Verhältnis der Spannung 71 % (Kondensator F) betrug. Es wurde außerdem herausgefunden, dass, wenn die Spannung der anodischen Oxidation des Anoden-Leiterelements nicht gleich oder höher als 71 % der Spannung der anodischen Oxidation der Anodenfolie ist, die Haltbarkeit des Kondensators abnimmt, wenn das Verhältnis der Spannung der anodischen Oxidation und des Anoden-Leiterelements zu der Anodenfolie abnimmt. Wenn die Spannung der anodischen Oxidation des anoden Leiterelements 69% (Kondensator G) der Spannung der anodischen Oxidation der Anodenfolie beträgt, sinkt insbesondere die Dauer, bevor das Ventil öffnet, stark.
Auf dieses Weise wurde herausgefunden, dass das Verhältnis der Spannung der anodischen Oxidation des Anoden-Leiterelements zu der Spannung der anodischen Oxidation der Anodenfolie vorzugsweise etwa 70% oder größer ist, besonders bevorzugt etwa 80% oder größer. Wenn das Verhältnis in dem oben beschriebenen Bereich ist, wird der dielektrische Film wahrscheinlich nicht beschädigt. Da eine Proportionalitätsbeziehung zwischen der Spannung der anodischen Oxidation und der Dicke des dielektrischen Films besteht, kann man sehen, dass das Anoden-Leiterelement einen dielektrischen Film von einer Dicke vorzugsweise von etwa 70%, besonders vorzugsweise von etwa 80%, der Dicke des dielektrischen Films der Anodenfolie oder größer aufweist. Wenn die Herstellungsbedingungen betrachtet werden, ist die Spannung der anodischen Oxidation des Anoden-Leiterelements vorzugsweise nicht größer als oder gleich etwa 200% der Spannung der anodischen Oxidation der Anodenfolie.
Mit dem oben beschriebenen Kondensator der vorliegenden Erfindung ist der dielektrische Film des Anodenleiters fest auf der Oberfläche der Metallfolie aufge bracht und ein Aufbrechen des dielektrischen Films des Anodenleiters ist weniger wahrscheinlich, da das Anoden-Leiterelement einen ersten Metallkern mit Rauhigkeit (das heißt die Oberfläche des ersten Metallkerns ist vergrößert) aufweist und ein dielektrischer Film des Anodenleiters auf der Rauhigkeit aufgebracht ist.
Wenn die Spannung der anodischen Oxidation zum Bilden des dielektrischen Films des Anodenleiters größer ist als oder gleich etwa 70% der Spannung für den dielektrischen Film der Anodenfolie ist, wird der dielektrische Film mit einer genügenden Dicke auf der Oberfläche des Anoden-Leiterelements gebildet. Auf diese Weise ist es weniger wahrscheinlich, dass der dielektrische Film des Anodenleiters aufbricht. Als Ergebnis kann der Leckstrom unterdrückt werden, wodurch die Gaserzeugung reduziert wird.
Auch wenn das Anoden-Leiterelement einen ersten Metallkern mit Rauhigkeit einschließt und der dielektrische Film des Anodenleiters auf der Rauhigkeit durch anodische Oxidation aufgebracht ist, und das Kathoden-Leiterelement den zweiten Metallkern mit Rauhigkeit und den dielektrischen Film des Kathodenleiters einschließt, der auf der Rauhigkeit durch anodische Oxidation aufgebracht ist, ist es unwahrscheinlich, dass sowohl der dielektrische Film des Anodenleiters und der dielektrische Film des Kathodenleiters aufbrechen werden. Im Ergebnis kann der Leckstrom unterdrückt werden, wodurch die Gaserzeugung reduziert wird.
Obgleich die vorliegende Erfindung im Zusammenhang mit den bevorzugten Ausführungsbeispielen derselben mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben worden ist, ist zu beachten, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen für den Fachmann ersichtlich sind. Solche Änderungen und Modifikationen sind in den Schutz der vorliegenden Erfindung einzubeziehen, wie sie durch die anliegenden Ansprüche definiert ist, solange sie nicht davon wegführen.

Claims

Kondensator (20) mit: einer Anodenfolie (4b) mit einem darauf durch anodische Oxidation aufgebrachtem dielektrischen Film der Anodenfolie (4b); einem Anoden-Leiterelement (5b), das einen ersten Metallkern (10) mit Rauhigkeit und einen durch anodische Oxidation auf der Rauhigkeit aufgebrachten dielektrischen Film des Anodenleiters aufweist, wobei das Anoden-Leiterelement (5b) elektrisch mit der Anodenfolie (4b) verbunden ist; einer der Anodenfolie (4b) gegenüberliegenden Kathodenfolie (4c); einem zwischen der Anodenfolie (4b) und der Kathodenfolie (4c) liegenden Separator (4a); einem Kathoden-Leiterelement (5c), das elektrisch mit der Kathodenfolie (4c) verbunden ist; und einem Behälter (9), der mit einem Elektrolyt gefüllt ist und die Anodenfolie (4b), das Anoden-Leiterelement (5b), die Kathodenfolie (4c) und das Kathoden-Leiterelement (5c) beinhaltet; wobei eine Spannung der anodischen Oxidation zum Bilden des dielektrischen Films des Anodenleiters größer ist als 100% und kleiner als oder gleich 120% derjenigen für den dielektrischen Film der Anodenfolie (4b) und ebenso größer ist als eine Arbeitsspannung des Kondensators (20).
Ein Kondensator (20) gemäß Anspruch 1, bei welchem die Kathodenfolie (4c) einen darauf aufgebrachten dielektrischen Film der Kathodenfolie (4c) aufweist und das Kathoden-Leiterelement (5c) einen zweiten Metallkern mit Rauhigkeit aufweist und ein dielektrischer Film des Kathodenleiters auf der Rauhigkeit aufgebracht ist.
Ein Kondensator (20) gemäß Anspruch 1, bei welchem der erste Metallkern (10) mit der Rauhigkeit hergestellt ist durch Verwenden wenigstens eines Verfahrens der Gruppe bestehend aus elektrolytischem Ätzverfahren, chemischem Ätzverfahren oder Sprengverfahren (Blasting Verfahren).
Ein Kondensator (20) mit: einer Anodenfolie (4b) mit einem darauf durch anodische Oxidation aufgebrachtem dielektrischen Film der Anodenfolie (4b); einem Anoden-Leiterelement (5b), das einen ersten Metallkern (10) mit Rauhigkeit und einen durch anodische Oxidation auf der Rauhigkeit aufgebrachten dielektrischen Film des Anodenleiters aufweist, wobei das Anoden-Leiterelement (5b) elektrisch mit der Anodenfolie (4b) verbunden ist; einer der Anodenfolie (4b) gegenüberliegenden Kathodenfolie (4c); einem zwischen der Anodenfolie (4b) und der Kathodenfolie (4c) liegenden Separator (4a); einem Kathoden-Leiterelement (5c), das einen zweiten Metallkern mit Rauhigkeit und einen durch anodische Oxidation auf der Rauhigkeit aufgebrachten dielektrischen Film des Kathodenleiters aufweist, wobei das Kathoden-Leiterelement (5c) elektrisch mit der Kathodenfolie (4c) verbunden ist; und einem Behälter (9), der mit einem Elektrolyt gefüllt ist und die Anodenfolie (4b), das Anoden-Leiterelement (5b), die Kathodenfolie (4c) und das Kathoden-Leiterelement (5c) beinhaltet, wobei beide Spannungen der anodischen Oxidation zum Bilden des dielektrischen Films des Anodenleiters und des dielektrischen Films des Kathodenleiters größer sind als 100% und kleiner als oder gleich 120% derjenigen für den dielektrischen Film der Anodenfolie (4b) und ebenso größer sind als eine Arbeitsspannung des Kondensators (20).
Ein Kondensator (20) gemäß Anspruch 4, wobei der erste Metallkern (10) und der zweite Metallkern mit Rauhigkeit hergestellt sind durch Verwendung wenigstens eines der Verfahren, das aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus elektrolytischem Ätzverfahren, chemischem Ätzverfahren und Sprengverfahren (Blasting Verfahren) besteht.
Verfahren zum Herstellen eines Kondensators (20) mit den Schritten: a) Bereiten einer Anodenfolie (4b) mit einem darauf durch anodische Oxidation aufgebrachten dielektrischen Film der Anodenfolie (4b); b) Aufrauhen eines ersten Metallkerns (10); c) Aufbringen eines dielektrischen Films eines Anodenleiters auf dem ersten Metallkern (10) durch anodische Oxidation, um derart ein Anoden-Leiterelement (5b) zu bilden; d) Elektrisches Verbinden des Anoden-Leiterelements (5b) mit der Anodenfolie (4b); e) Gegenüberstellen einer Kathodenfolie (4c) der Anodenfolie (4b), wobei ein Separator (4a) dazwischen gelegt wird; f) Elektrisches Verbinden eines Kathoden-Leiterelements (5c) mit der Kathodenfolie (4c); und g) Eintauchen der Anodenfolie (4b) und der Kathodenfolie (4c) und des Anoden-Leiterelements (5b) und des Kathoden-Leiterelements (5c) in einen mit einem Elektrolyt gefüllten Behälter (9); wobei eine Spannung der anodischen Oxidation zum Bilden des dielektrischen Films des Anodenleiters größer als 100% und kleiner als oder gleich 120% derjenigen zum Bilden des dielektrischen Films der Anodenfolie (4b) und ebenso größer als eine Arbeitsspannung des Kondensators (20) ist.
Verfahren zum Herstellen eines Kondensators (20) gemäß Anspruch 6, wobei die Schritte (b), (d) und (c) in dieser Reihenfolge ausgeführt werden.
Verfahren zum Herstellen eines Kondensators (20) gemäß Anspruch 6, wobei der Schritt (b) nach dem Schritt (d) ausgeführt wird.
Verfahren zum Herstellen eines Kondensators (20) gemäß Anspruch 6, das ferner die Schritte aufweist: h) Aufrauhen eines zweiten Metallkerns; und i) Aufbringen eines dielektrischen Films eines Kathodenleiters auf dem zweiten Metallkern durch anodische Oxidation, um ein Kathoden-Leiterelement (5c) zu bilden.
Verfahren zum Herstellen eines Kondensators (20) gemäß Anspruch 9, wobei die Schritte (h), (f) und (i) in dieser Reihenfolge ausgeführt werden.
Verfahren zum Herstellen eines Kondensators (20) gemäß Anspruch 9, wobei Schritt (h) nach Schritt (f) ausgeführt wird.
Verfahren zum Herstellen eines Kondensators (20) gemäß Anspruch 6, wobei der Schritt (b) ausgeführt wird unter Verwendung von wenigstens einem Verfahren, das aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus elektrolytischem Ätzverfahren, chemischem Ätzverfahren und Sprengverfahren (Blasting Verfahren) besteht.