JP2003100566A - 電解コンデンサ - Google Patents

電解コンデンサ

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JP2003100566A
JP2003100566A JP2001292211A JP2001292211A JP2003100566A JP 2003100566 A JP2003100566 A JP 2003100566A JP 2001292211 A JP2001292211 A JP 2001292211A JP 2001292211 A JP2001292211 A JP 2001292211A JP 2003100566 A JP2003100566 A JP 2003100566A
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cathode foil
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和浩 末永
Kazumasa Fujimoto
和雅 藤本
Kiyoshi Furukawa
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Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電解酸化皮膜が形成された陽極箔と、少なく
とも自然酸化皮膜が形成された対向陰極箔とを、セパレ
ータを介して巻回したコンデンサ素子に、固体又は液体
の陰極電解質を含浸した電解コンデンサにおいて、静電
容量を確保しつつ、ＥＳＲ（等価直列抵抗）を低減す
る。 【解決手段】 陰極箔の厚さを、陽極箔の厚さとほぼ同
等又はそれ以上とし、陰極箔の表面を、陽極箔の表面と
ほぼ同等又はそれ以上に粗面化（エッチング処理）す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電解酸化皮膜が形
成された陽極箔と対向陰極箔とをセパレータを介して巻
回したコンデンサ素子に、固体又は液体の陰極電解質を
含浸した電解コンデンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】電解酸化皮膜が形成された陽極箔と対向
陰極箔とをセパレータを介して巻回したコンデンサ素子
に、固体又は液体の陰極電解質を含浸した電解コンデン
サとして、図２に示すような構成のものが知られてい
る。
【０００３】この電解コンデンサは、電解酸化皮膜が形
成された陽極箔と対向陰極箔とをセパレータを介して円
筒状に巻き取ったコンデンサ素子７内に、二酸化マンガ
ン、ＴＣＮＱ錯塩、導電性ポリマー等からなる固体電解
質、或いはγブチロラクトン、エチレングリコール、水
等を主溶媒とする電解液を含浸し、該コンデンサ素子を
有底筒状の外装ケース８に収納し、封口ゴム９を装着し
て密封したものである。符号５１、５２は、陽極箔及び
陰極箔から引き出されたリード線を示している。
【０００４】陽極箔の材料としては、アルミニウム、タ
ンタル、ニオブ等の所謂弁作用金属が用いられる。陽極
箔の表面は、エッチング処理を施すことにより粗面化さ
れ、次いで電解酸化処理を施すことにより電解酸化皮膜
が形成されている。
【０００５】陰極箔の材料としても、陽極箔の場合と同
様に弁作用金属が用いられる。陰極箔の表面には、通
常、エッチング処理や電解酸化処理を施さないが、自然
酸化皮膜が形成される。
【０００６】陽極箔の典型的な厚さは７０〜１００μ
ｍ、陰極箔の典型的な厚さは４０〜６０μｍである。陽
極箔は、前述の如くエッチング処理等を施す必要がある
ので、強度上、あまり薄いものを用いることができな
い。陽極箔に比べて陰極箔を薄くするのは、所定のコン
デンサ素子径に対して、できるだけ長い電極箔を巻き取
ることにより静電容量を大きくするためである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このような電解コンデ
ンサにおいては、ＥＳＲ（等価直列抵抗）の低減が求め
られている。
【０００８】電解コンデンサのＥＳＲは、陰極電解質の
電気伝導度に依存するところが大きいが、最近では、Ｔ
ＣＮＱ錯塩や導電性ポリマー等、電気伝導度の高い有機
固体電解質を用いることにより、ＥＳＲの絶対値がかな
り低減してきたため、他の構成部材（例えば、電極箔や
リード線）の寄与も見逃せなくなってきた。
【０００９】本発明は、電解コンデンサにおける陰極箔
の構成に注目して、ＥＳＲを更に低減するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明による電解コンデ
ンサは、電解酸化皮膜が形成された陽極箔と対向陰極箔
とをセパレータを介して巻回したコンデンサ素子に、固
体又は液体の陰極電解質を含浸した電解コンデンサにお
いて、陰極箔の厚さを、陽極箔の厚さとほぼ同等又はそ
れ以上とし、陰極箔の表面を、陽極箔の表面とほぼ同等
又はそれ以上に粗面化したことを特徴とするものであ
る。
【００１１】上記本発明の構成によれば、陰極箔を従来
に比べて厚くしたことにより、陰極箔の電気抵抗が小さ
くなってコンデンサ全体としてのＥＳＲが低減すると共
に、陰極箔にもエッチング処理を施すことができるよう
になる。
【００１２】一方、陰極箔を従来に比べて厚くすると、
所定のコンデンサ素子径に対して巻き取られる電極箔が
短くなり、静電容量が小さくなりそうであるが、実際に
は、エッチング処理により粗面化した陰極箔は、従来の
平坦箔に比べて大きな静電容量を担うことができるの
で、コンデンサ全体としての静電容量はあまり変わらな
い。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の一実施形態に相当する電
解コンデンサは、前記図２を参照して、巻回型のコンデ
ンサ素子７内に陰極電解質としての導電性ポリマー層を
形成し、該コンデンサ素子をアルミニウム製の外装ケー
ス８内に収納し、封口ゴム９を装着して密封したもので
ある。
【００１４】巻回型のコンデンサ素子は、図１に示すよ
うに、電解酸化被膜を形成した陽極箔１と対向陰極箔２
との間にセパレータ３を挟んで円筒状に巻き取ったもの
であり、陽極箔及び陰極箔からは、リード線５１、５２
が引き出されている。符号４は、巻き止めテープを示し
ている。
【００１５】本発明実施例においては、陽極箔及び陰極
箔として、いずれも厚さ約１００μｍのアルミニウム箔
を用い、両者の表面を同じ条件でエッチングすることに
より粗面化した後、陽極箔のみに、電解酸化処理を施し
て電解酸化皮膜を形成する。陰極箔には、電解酸化処理
を施さないが、自然酸化皮膜が形成される。
【００１６】巻回型のコンデンサ素子内に導電性ポリマ
ー層を形成するには、まず、重合性モノマーとしての
３，４−エチレンジオキシチオフェンと、酸化剤として
のパラトルエンスルホン酸鉄（III）と、希釈剤として
のｎ−ブチルアルコールとを含有する化学重合液を準備
する。そして、該化学重合液に前記コンデンサ素子を浸
漬した後、引き上げて熱処理を施すことにより、重合反
応を進行させる。
【００１７】導電性ポリマー層を形成したコンデンサ素
子７は、前記リード線の根元部分６１、６２に封口ゴム
９を装着した状態で、有底筒状のアルミニウム製外装ケ
ース８に収納され、その封口部に横絞り加工及びカール
加工が施される。
【００１８】ここで、表１に示すような厚さを有する陽
極箔及び陰極箔を用い、他の条件は上記実施例に準じ
て、定格電圧４Ｖ、定格静電容量１５０μＦ、コンデン
サ素子径６．３ｍｍの電解コンデンサを作製し、電気特
性を測定した。その結果を表２に示す。
【００１９】
【表１】
【００２０】
【表２】
【００２１】表２において、Ｃは１２０Ｈｚで測定した
静電容量、ｔａｎδは１２０Ｈｚで測定した損失角の正
接、ＥＳＲは１００ｋＨｚで測定した等価直列抵抗、Ｌ
Ｃは定格電圧を印加して２分後の漏れ電流を示してお
り、各特性値は試料数２０個の平均である。
【００２２】表１と表２とを対照すればわかるように、
陰極箔の厚さを陽極箔と同等又はそれ以上とした実施例
１、２においては、薄い陰極箔を用いた従来例に比べ
て、静電容量が若干小さくなっているものの、ＥＳＲが
著しく低減している。
【００２３】尚、上記実施例においては陰極箔に電解酸
化皮膜を形成しなかったが、コンデンサとしての静電容
量を設計する上で、必要に応じて適当な厚さの電解酸化
皮膜を形成してもよい。
【００２４】又、上記実施例においては、陰極電解質の
材料として３，４−エチレンジオキシチオフェンのポリ
マーを用いたが、他の導電性ポリマー（例えば、ピロー
ル、チオフェン、アニリン、或いはそれらの誘導体を酸
化重合させたポリマー）を用いてもよいし、ＴＣＮＱ錯
塩、二酸化マンガン等の固体電解質、或いはγブチロラ
クトン、エチレングリコール、水等を主溶媒とする電解
液を用いてもよい。
【００２５】
【発明の効果】本発明によれば、電解コンデンサの陰極
箔を従来に比べて厚くしたことにより、陰極箔の電気抵
抗が小さくなってコンデンサ全体としてのＥＳＲが低減
すると共に、陰極箔にもエッチング処理を施すことがで
きるので、コンデンサ全体としての静電容量も確保され
る。
【００２６】特に、陰極電解質として導電性ポリマーや
ＴＣＮＱ錯体等の導電性有機固体を用いる場合には、コ
ンデンサ全体としてのＥＳＲがかなり小さくなるので、
本発明の効果が顕著に現れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】コンデンサ素子の分解斜視図である。
【図２】電解コンデンサの断面図である。
【符号の説明】
１ 陽極箔 ２ 陰極箔 ３ セパレータ ４ 巻き止めテープ ５１ 陽極リード線 ５２ 陰極リード線 ７ コンデンサ素子 ８ 外装ケース ９ 封口ゴム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｇ 9/05 Ｇ (72)発明者 藤本 和雅 佐賀県杵島郡大町町大字福母217番地 佐 賀三洋工業株式会社内 (72)発明者 古川 清 佐賀県杵島郡大町町大字福母217番地 佐 賀三洋工業株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電解酸化皮膜が形成された陽極箔と対向
    陰極箔とをセパレータを介して巻回したコンデンサ素子
    に、固体又は液体の陰極電解質を含浸した電解コンデン
    サにおいて、 前記陰極箔は、前記陽極箔とほぼ同等又はそれ以上の厚
    さを有し、 前記陰極箔の表面は、前記陽極箔の表面とほぼ同等又は
    それ以上に粗面化されていることを特徴とする電解コン
    デンサ。
  2. 【請求項２】 前記陰極電解質は、導電性有機固体から
    なることを特徴とする請求項１記載の電解コンデンサ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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