JP2003217979A - 電解コンデンサ - Google Patents

電解コンデンサ

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JP2003217979A
JP2003217979A JP2002009740A JP2002009740A JP2003217979A JP 2003217979 A JP2003217979 A JP 2003217979A JP 2002009740 A JP2002009740 A JP 2002009740A JP 2002009740 A JP2002009740 A JP 2002009740A JP 2003217979 A JP2003217979 A JP 2003217979A
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Japan
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cathode
side electrode
electrode foil
internal terminal
foil
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JP2002009740A
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English (en)
Inventor
Fusayoshi Endo
総芳 遠藤
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Nippon Chemi Con Corp
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Nippon Chemi Con Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐充放電性能及び耐リプル性能を改善するこ
とにより、陰極側の内部端子及びその付近の陰極側電極
箔から生じる水素ガス等の抑制し、また陰極側の内部端
子及びその付近の陰極側電極箔の破損部分の他電極との
接触によるショートを防止し、寿命特性を改善できる電
解コンデンサを提供することを目的とする。 【解決手段】 陰極側の内部端子をそれぞれ接続した複
数の陰極側電極箔を、内部端子が他方の陰極側電極箔に
対向するように配置し、陽極側の内部端子を接続した陽
極側電極箔とともにセパレータを介して巻回したコンデ
ンサ素子を外装ケースに収納して電解コンデンサを形成
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、電解コンデンサに
かかり、特に、素子構造によってリプル発熱を抑制した
電解コンデンサに関するものである。
【従来の技術】
【0002】一般的な電解コンデンサは、図4に示すよ
うに、アルミニウムやタンタル等の弁作用金属からなる
エッチング箔に陽極酸化被膜を形成した陽極側電極箔2
と、エッチング箔からなる陰極側電極箔3とを、セパレ
ータ6を介して巻回したコンデンサ素子1を備えてい
る。
【0003】陽極側電極箔2と陰極側電極箔3には、そ
れぞれ帯状の陽極側の内部端子4と陰極側の内部端子5
が、ステッチやコールドウェルド等の手段により接続さ
れている。場合によっては、前記内部端子4、5のバリ
や接続部8が、他方の電極箔と接触することによるショ
ートを防止するため、絶縁紙や絶縁テープなどの保護部
材で内部端子4、5を覆ったものも提案されている。
【0004】そして前記コンデンサ素子1には駆動用の
電解液が含浸され、有底筒状の外装ケースに収納され
る。外装ケースは、その開口部に封口部材を装着し、こ
の封口部材に配置された外部接続用の外部端子にコンデ
ンサ素子から導出された両極の内部端子4、5を接続し
ている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来のコンデンサで
は、陰極側の内部端子5は、通常はエッチングされてい
ないため、その表面積が陰極側電極箔3に比べて小さ
く、陰極側内部端子5に流れるリプル電流の単位面積あ
たりの電流密度が陰極側電極箔3と比べて極端に高くな
ってしまう。
【0006】特に、低周波領域においては、短時間のう
ちに許容リプルを遙かに越えるリプル電流が周期的に重
畳される回路に使用された場合、その放電時に陰極側の
内部端子5に過度のリプル電流が重畳され、陰極側内部
端子5やその付近の陰極側電極箔3において皮膜生成反
応を起こさせてしまうことがある。そして、このような
反応に起因して、水素ガス等が発生し、電解コンデンサ
内部の圧力が上昇し、封口部材や外装ケースに形成した
安全弁を作動させてしまうことがあった。
【0007】また、電圧差が大きく周期の長い充放電回
路において従来の電解コンデンサを使用した場合、陰極
側の内部端子5は陰極側電極箔3に比べて表面積が小さ
いため、陰極側電極箔3に比べて高い電圧が印加されて
しまい、水素ガス等の発生原因となるほか、陰極側の内
部端子5やその付近の陰極側電極箔3を破損させ、その
破損部分がセパレータ6を突き破って陽極側電極箔2と
接触してショートの原因となったり、寿命特性に悪影響
を与えたりしていた。
【0008】このような問題を改善する手段として、陰
極側の内部端子に粗面化加工したアルミニウム箔の小片
を重ねたものや(特開2000−216058号)、陽
極側電極箔に臨む陰極側内部端子の表面をエッチング処
理したもの(特開2000−277384号)などが提
案されている。これらの手段によれば、前述のような、
陰極側電極箔と内部リードとの極端な表面積の不均衡が
是正され、陰極側の内部端子に、過度のリプル電流が重
畳するのを軽減させることができる。しかしながら、巻
回構造のコンデンサ素子において、粗面化加工したアル
ミニウム箔の小片等を重ねることは、小片を固定する手
段を必要とするほか、少なからず工程を煩雑にしてしま
う。
【0009】そこで、本発明は、このような問題に鑑
み、耐リプル性能及び耐充放電性能を改善することによ
り、陰極側の内部端子及びその付近の陰極側電極箔から
生じる水素ガス等を抑制し、また陰極側の内部端子及び
その付近の陰極側電極箔の破損部分の他電極との接触に
よるショートを防止し、寿命特性を改善できる電解コン
デンサを提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】この発明は、陰極側の内
部端子をそれぞれ接続した複数の陰極側電極箔を、内部
端子が他方の陰極側電極箔に対向するように配置し、陽
極側の内部端子を接続した陽極側電極箔とともにセパレ
ータを介して巻回したコンデンサ素子を外装ケースに収
納したことを特徴としている。
【0011】また、陰極側の内部端子を接続した陰極側
電極箔を折り返すことで、内部端子が折り返した陰極側
電極箔の一部に対向するように配置し、陽極側の内部端
子を接続した陽極側電極箔とともにセパレータを介して
巻回したコンデンサ素子を外装ケースに収納したことを
特徴としている。
【0012】
【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を図面に基
づいて説明する。図1に示すように、陽極側電極箔2は
アルミニウム等の弁作用金属からなり、表面に拡面化処
理が施されるとともに、その表面に酸化皮膜層が形成さ
れている。複数の陰極側電極箔3a、3bは、陽極側電
極箔2と同様にアルミニウム等の弁作用金属からなり、
表面に拡面化処理が施されている。これら両極の電極に
は、タブ状のアルミニウムからなる陽極側の内部端子4
と、陰極側の内部端子5a、5bがそれぞれステッチや
コールドウェルド等の手段により電気的に接続されてい
る。
【0013】そして図2に示すように、複数の陰極側電
極箔3a、3bにそれぞれ接続された陰極側の内部端子
5a、5bは互いに他方の陰極側電極箔に対向するよう
に配置されている。前記陰極側電極箔3a,3bの間に
はセパレータ6等を介しても良いが、コンデンサ素子の
大型化を防ぐべくセパレータ6を介することなく対向し
て配置されることが好ましい。すなわち、一方の陰極側
電極箔(例えば電極箔3a)に接続された内部端子(例
えば内部端子5a)は、他方の陰極側電極箔3bに直に
接するとともに、陰極側電極箔3bに接続された内部端
子5bは、他方の陰極側電極箔3aに直に接するの状態
が好ましい。このように、陰極側の内部端子5a、5b
は、その表面がそれぞれ陰極側電極箔3a、3bに覆わ
れていることになり、通常はエッチングされず、その表
面積が陰極側電極箔3に比べて小さい陰極側の内部端子
5a、5bが、セパレータ6を介して陽極側電極箔2に
直接対向することがなくなり、陰極側内部端子5a、5
bに流れるリプル電流の単位面積あたりの密度が陰極側
電極箔3a、3bと比べて極端に高くなることがなくな
る。
【0014】換言すれば、陰極側の内部端子5a、5b
は、陰極側電極箔3a、3bを介して陽極側電極箔2に
対向することになり、陰極側電極箔5a、5bがそれぞ
れ拡面化処理により表面積が拡大しているため、事実
上、陰極側内部端子5a、5bと陰極側電極箔3a、3
bとの間での表面積の差を縮めることができることにな
る。
【0015】そのため、陰極側内部端子5a、5bと陰
極側電極箔3a、3bとの間での表面積当りのリプル電
流密度の差を縮める結果となり、表面積が小さい陰極側
内部端子5a、5bでリプル電流密度が高くなるのを防
止でき、陰極側内部端子5a、5b、およびその付近の
陰極側電極箔3a、3bに生じる皮膜生成反応にともな
う水素ガス等の発生を抑制できる。また、陰極側内部端
子5a、5bと陰極側電極箔3a、3bとの間の表面積
の差が実質上縮まることで、陰極側内部端子5a、5b
と陰極側電極箔3a、3bとの間での印加される電圧の
差を縮めることができ、陰極側内部端子5a、5bに許
容以上の電圧が印加されることを防止できるほか、陰極
側内部端子5a、5b及びその付近の陰極側電極箔3
a、3bの破損によるショート不良を低減できる。
【0016】なお、本発明の実施の形態では、図3に示
すように、陰極側内部端子5a、5bに、表面に拡面化
処理を施していないものを例に説明したが、必要に応じ
て、拡面化処理を施した内部端子を用いても何ら問題は
ない。
【0017】そして、前述のように複数の陰極側電極箔
3a,3bをそれぞれに接続した陰極側の内部端子5
a,5bに他方の陰極側電極箔が対向するように配置
し、陽極側の内部端子4を接続した陽極側電極箔2との
間にセパレータ6を介して巻回してコンデンサ素子1を
形成する。前記複数の陰極側電極箔3a,3bは、それ
ぞれ巻回時の巻始め部付近より巻回されて固定されるた
め、新たに固定手段を必要とせずまた現状の設備を用い
ることができ、工程の煩雑さを生じない。
【0018】なお、本発明では複数の陰極側電極箔3
a,3bを用いる代わりに、一枚の陰極側電極箔3を折
り返すことで陰極側の内部端子側に前記折り返した陰極
側電極箔3の一部を対向させることもできる。前記折り
返した陰極側電極箔の間にはセパレータ6等を介しても
良いが、コンデンサ素子の大型化を防ぐべくセパレータ
6を介することなく対向して配置されることが好まし
い。つまり、陰極側の内部端子5は、折り返された陰極
側電極箔3に直に接する状態が好ましい。これにより、
陰極側の内部端子5は、折り返した陰極側電極箔3の一
部に覆われることになり、通常はエッチングされず、そ
の表面積が陰極側電極箔3に比べて小さい陰極側の内部
端子5が、セパレータ6を介して陽極側電極箔2に直接
対向することがなくなるため、水素ガス等の発生を抑制
でき、また陰極側の内部端子5及びその付近の陰極側電
極箔3の破損によるショート不良を防止できる。
【0019】そして、一枚の陰極側電極箔3を折り返す
ことで陰極側の内部端子側に前記折り返した陰極側電極
箔3の一部を対向するように配置し、陽極側の内部端子
4を接続した陽極側電極箔2との間にセパレータ6を介
して巻回してコンデンサ素子1を形成する。前記陰極側
電極箔3の折り返し部7は巻回時の巻始め部付近より巻
回されて固定されるため、新たに固定手段を必要とせず
また現状の設備を用いることができ、工程の煩雑さを生
じない。
【0020】上述のコンデンサ素子1には駆動用の電解
液が含浸され、有底筒状の外装ケースに収納される。外
装ケースは、その開口部に封口部材を装着し、この封口
部材に配置された外部接続用の外部端子はコンデンサ素
子1から導出された両極の内部端子4、5に接続されて
電解コンデンサが形成される。
【0021】
【実施例】次に、本発明の実施例について説明する。実
施例は定格400Vの電解コンデンサとする。陽極側電
極箔は、エッチング処理し酸化皮膜を形成した厚さ20
μmmのアルミニウム箔からなり、厚さ150μmmの
帯状のアルミニウムからなる陰極側の内部電極がコール
ドウェルドにより接続されている。陰極側電極箔はエッ
チング処理した厚さ20μmmのアルミニウム箔からな
り、厚さ150μmmの帯状のアルミニウムからなる陰
極側の内部電極がコールドウェルドにより接続されてい
る。陰極側電極箔を2枚用い、各陰極側電極箔に接続さ
れた陰極側の内部端子が他方の陰極側電極箔に直に接す
るように配置する。2枚の陰極側電極箔と陽極側電極箔
との間に電解紙からなるセパレータを介して巻回してコ
ンデンサ素子を形成し、電解コンデンサとした。
【0022】次に本発明の実施例と従来例との耐充放電
性について比較する。従来例として、定格400V、実
施例と同等の1枚の陰極側電極箔を用い、該陰極側電極
箔に接続された陰極側の内部端子をセパレータを介して
陽極側電極箔に対向するように配置してコンデンサ素子
を形成し、電解コンデンサとした。
【0023】以上のように形成されたそれぞれ10個の
電解コンデンサに電圧差が大きく周期の長い充放電試験
を行いその耐充放電性を比較した。試験条件は、400
Vから250V(電圧差150V)を0.3秒周期の充
放電とした。
【0024】前期試験の結果、従来例は360万回にて
ショート不良が2個あったのに対し、実施例は、120
00万回に至ってもショート不良が生じたものはなかっ
た。このことから、実施例では耐充放電性が大幅に改善
されたと言える。
【0025】
【発明の効果】以上のように、本発明の電解コンデンサ
によると、陰極側内部端子と陰極側電極箔との間での表
面積当りのリプル電流密度の差を縮める結果となり、陰
極側内部端子およびその付近の陰極側電極箔に生じる皮
膜生成反応にともなう水素ガス等の発生を抑制できる。
また、陰極側内部端子と陰極側電極箔との間の表面積の
差が実質上縮まることで、陰極側内部端子と陰極側電極
箔との間での印加される電圧の差を縮めることができ、
陰極側内部端子に許容以上の電圧が印加されることを防
止できるほか、陰極側内部端子及びその付近の陰極側電
極箔の破損によるショート不良を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態における電解コンデンサを
示す斜視図である。
【図2】本発明の実施の形態における電解コンデンサの
陰極側電極箔、セパレータ及び陽極側電極箔の巻回状態
を示す断面図である。
【図3】本発明の実施の形態における電解コンデンサの
陰極側電極箔、セパレータ及び陽極側電極箔の巻回状態
を示す断面図である。
【図4】従来の電解コンデンサを示す斜視図である。
【符号の説明】
1 コンデンサ素子 2 陽極側電極箔 3a、3b 陰極側電極箔 4 陽極側の内部端子 5a、5b 陰極側の内部端子 6 セパレータ 7 折り返し部 8 接続部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 陰極側の内部端子をそれぞれ接続した複
    数の陰極側電極箔を、内部端子が他方の陰極側電極箔に
    対向するように配置し、陽極側の内部端子を接続した陽
    極側電極箔とともにセパレータを介して巻回したコンデ
    ンサ素子を外装ケースに収納した電解コンデンサ。
  2. 【請求項2】 陰極側の内部端子を接続した陰極側電極
    箔を折り返すことで、内部端子が折り返した陰極側電極
    箔の一部に対向するように配置し、陽極側の内部端子を
    接続した陽極側電極箔とともにセパレータを介して巻回
    したコンデンサ素子を外装ケースに収納した電解コンデ
    ンサ。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102005298A (zh) * 2009-08-31 2011-04-06 三洋电机株式会社 电解电容器
CN102208287A (zh) * 2009-12-29 2011-10-05 三洋电机株式会社 电解电容器
US8243421B2 (en) 2008-02-06 2012-08-14 Sanyo Electric Co., Ltd. Electrolytic capacitor and method of manufacturing the same
JP2014197614A (ja) * 2013-03-29 2014-10-16 日立エーアイシー株式会社 電解コンデンサ

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CN102208287A (zh) * 2009-12-29 2011-10-05 三洋电机株式会社 电解电容器
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