JP2007067172A - 電解コンデンサ用アルミニウム電極箔の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 皮膜中の欠陥を減少させることにより漏れ電流を低減させ、かつ、製造コストの低減を図ることのできるアルミニウム電解コンデンサ用電極箔の製造方法を提供する。
【解決手段】 化成液中でアルミニウム箔に陽極酸化を行うことにより、表面にポーラス型皮膜を生成させるポーラス型皮膜生成工程と、該ポーラス型皮膜生成工程を行った前記アルミニウム箔に陽極酸化を行うことにより、非晶質のバリアー型皮膜を生成させるバリアー型皮膜生成工程とを有する電解コンデンサ用アルミニウム電極箔の製造方法において、前記ポーラス型皮膜生成工程で、デューティ比が５０〜９８％の矩形波の電流を前記アルミニウム箔に印加する。
【選択図】 なし

Description

本発明は、電解コンデンサ用アルミニウム電極箔の製造方法に関するものである。

従来、高リプル電流や急速な充放電が印加されるような電解コンデンサに用いられるアルミニウム電極箔を製造するにあたっては、前段において、ポーラス型皮膜を生成させ得る化成液中で直流電流を印加してアルミニウム箔の陽極酸化を行うことにより、表面にポーラス型皮膜を生成させ、その後、ホウ酸およびホウ酸塩、アジピン酸およびアジピン酸塩、リン酸およびリン酸塩の単独水溶液またはこれらの混合水溶液を用いて非晶質のバリアー型皮膜を生成させている（例えば、特許文献１、非特許文献１参照）。
特開平８−２９３４４１号公報 永田伊佐也，「アルミニウム乾式電解コンデンサ」，日本蓄電器工業株式会社，昭和５８年６月１５日，Ｐ．２３９−２４４

しかしながら、上記従来の製造方法では、ポーラス型皮膜を形成するための陽極酸化を行った際、アルミニウム箔の表面が激しく発熱して皮膜が結晶化するため、結晶化に伴って皮膜内に欠陥が入ってしまい、漏れ電流が大きくなるという問題点を有している。
また、従来の方法では、非晶質のバリアー型皮膜を生成する際、多大な電気量を必要とするため、生産性が低く、製造コストが高いという問題点もある。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、皮膜中の欠陥を減少させることにより漏れ電流を低減させ、かつ、製造コストの低減を図ることのできる電解コンデンサ用アルミニウム電極箔の製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明では、化成液中でアルミニウム箔に陽極酸化を行うことにより、表面にポーラス型皮膜を生成させるポーラス型皮膜生成工程と、該ポーラス型皮膜生成工程を行った前記アルミニウム箔に陽極酸化を行うことにより、非晶質のバリアー型皮膜を生成させるバリアー型皮膜生成工程とを有する電解コンデンサ用アルミニウム電極箔の製造方法において、
前記ポーラス型皮膜生成工程で、デューティ比が５０〜９８％の矩形波の電流を前記アルミニウム箔に印加することを特徴とする。

また、前記ポーラス型皮膜生成工程で用いる化成液が、硫酸、シュウ酸およびリン酸のうち、少なくとも１種を含んでいることを特徴とする。

本発明では、ポーラス型皮膜生成工程では、デューティ比が５０〜９８％の矩形波の電流を印加することで、電流が印加されない間アルミニウム箔の発熱が止まり、化成液にて冷却することができる。このため、アルミニウム箔の表面が激しく発熱することによる皮膜の結晶化を防止または抑制することができるので、漏れ電流を低減することができる。
また、非晶質のバリアー型皮膜を生成する際の電気量を削減できるため、生産性が高く、製造コストを低減できる。

以下、本発明の実施例について詳述する。

［実施例１〜４］
実施例１では、高リプル電流や急速な充放電が負荷されるような電解コンデンサに用いられるアルミニウム電極箔を製造するにあたって、ポーラス型皮膜生成工程で、液温が４５℃の１０ｗｔ％硫酸水溶液（ポーラス皮膜を生成させ得る化成液）中にアルミニウム箔を浸漬し、電流密度５Ａ／ｄｍ²、デューティ比が９８％、９５％、７５％、５０％の矩形波を、周波数１３．３Ｈｚの定電流で１７１５Ｃ／ｄｍ^２印加してアルミニウム箔（エッチング箔）の表面にポーラス型皮膜を生成させる。
次に、バリアー型皮膜生成工程では、１０ｗｔ％のホウ酸に０．０４ｗｔ％のホウ酸アンモニウムを添加した液温９０℃の水溶液（化成液）中にアルミニウム箔を浸漬し、電流密度２．５Ａ／ｄｍ²の直流電流で電圧４００Ｖまで化成を行い、４００Ｖまで上昇した後は、４００Ｖの定電圧で３６０秒保持することにより、非晶質のバリアー型皮膜を生成させた。

（比較例１）
比較例１では、実施例１と同様、ポーラス型皮膜生成工程で、硫酸水溶液中にアルミニウム箔を浸漬し、電流密度５Ａ／ｄｍ²、デューティ比が９９％の矩形波を、周波数１３．３Ｈｚの定電流で１７１５Ｃ／ｄｍ^２印加してアルミニウム箔の表面にポーラス型皮膜を生成させる。
次に、実施例１の形態と同様な条件でバリアー型皮膜生成を行い、非晶質のバリアー型皮膜を生成させた。

（比較例２）
比較例２では、実施例１と同様、ポーラス型皮膜生成工程で、硫酸水溶液中にアルミニウム箔を浸漬し、電流密度５Ａ／ｄｍ²、デューティ比が４５％の矩形波を、周波数１３．３Ｈｚの定電流で１７１５Ｃ／ｄｍ^２印加してアルミニウム箔の表面にポーラス型皮膜を生成させる。
次に、実施例１の形態と同様な条件でバリアー型皮膜生成を行い、非晶質のバリアー型皮膜を生成させた。

（従来例）
従来例では、実施例１と同様の硫酸水溶液中に浸漬し、電流密度５Ａ／ｄｍ²の直流電流を定電流で１７１５Ｃ／ｄｍ^２印加してアルミニウム箔の表面にポーラス型皮膜を生成させる前処理を行い、さらにその後、実施例１の形態と同様な条件でバリアー型皮膜生成工程を行い、非晶質のバリアー型皮膜を生成させた。

上記した本発明の実施例、比較例１、２、従来例に係る電解コンデンサ用アルミニウム電極箔について、ポーラス型皮膜生成工程での定電圧に到達するまでの時間と化成液の温度上昇、および化成後の静電容量を測定した結果を表１に示す。なお、静電容量は液温が２５℃の４ｗｔ％のホウ酸アンモニウム水溶液中で測定した。

表１から明らかなように、本発明の実施例１〜４に係る電解コンデンサ用アルミニウム電極箔は、従来例の電極箔と比較して、温度上昇が１２．３〜５６．１％減少し、バリアー型皮膜生成工程での定電圧に到達するまでの時間が０．６〜７．５％短縮されている。
また、比較例１と従来例とを比較すると、温度上昇とバリアー型皮膜生成工程での定電圧に到達するまでの時間にはほとんど差が無い。
さらに、比較例２と従来例とを比較すると温度上昇は６５％減少しているが、バリアー型皮膜生成工程での定電圧に到達するまでの時間が長くなり、化成に必要な電気量が増加するので好ましくない。

また、濃度が１０ｗｔ％のホウ酸水溶液（８５℃）中で３０Ｖ刻みに印加電圧を上昇させて各電圧を１８０秒印加した後の電流値を漏れ電流として図１に示す。

図１から明らかなように、本発明の実施例１〜４に係るアルミニウム電解コンデンサ用電極箔は、従来例、比較例１に係るアルミニウム電解コンデンサ用電極箔と比較して漏れ電流が低減されている。

このように、ポーラス型皮膜生成工程において陽極酸化する際のデューティ比が９８％を超えた場合にはポーラス型皮膜生成時における発熱を抑える効果が見られず、また、デューティ比が５０％未満では電気量を低減する効果が見られない。従って、デューティ比５０〜９８％とするのが好ましい。

なお、上記した実施例では、アルミニウム箔の表面にポーラス型皮膜を生成させた後のバリアー型皮膜生成工程において、１０ｗｔ％のホウ酸に０．０４ｗｔ％のホウ酸アンモニウムを添加した水溶液（化成液）中で陽極酸化を行った例を説明したが、バリアー型皮膜生成工程では、リン酸やリン酸塩の水溶液、若しくはアジピン酸やアジピン酸塩の水溶液を単独で、またはそれらの混合水溶液中で陽極酸化を行ってもよい。
また、上記した実施例では、ポーラス型皮膜を生成させ得る化成液として、硫酸を用いたものについて説明したが、硫酸以外のシュウ酸、リン酸を用いてもよく、要は硫酸、シュウ酸、リン酸のうち、少なくとも１種を用いればよい。

本発明の実施例１〜４、比較例１、２、従来例に係るアルミニウム電解コンデンサ用電極箔の漏れ電流を比較したグラフである。

Claims (2)

1. 化成液中でアルミニウム箔に陽極酸化を行うことにより、表面にポーラス型皮膜を生成させるポーラス型皮膜生成工程と、該ポーラス型皮膜生成工程を行った前記アルミニウム箔に陽極酸化を行うことにより、非晶質のバリアー型皮膜を生成させるバリアー型皮膜生成工程とを有する電解コンデンサ用アルミニウム電極箔の製造方法において、
   前記ポーラス型皮膜生成工程で、デューティ比が５０〜９８％の矩形波の電流を前記アルミニウム箔に印加することを特徴とする電解コンデンサ用アルミニウム電極箔の製造方法。
2. 請求項１において、前記ポーラス型皮膜生成工程で用いる化成液が、硫酸、シュウ酸およびリン酸のうち、少なくとも１種を含んでいることを特徴とする電解コンデンサ用アルミニウム電極箔の製造方法。

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