JP2007149733A

JP2007149733A - 電解コンデンサ

Info

Publication number: JP2007149733A
Application number: JP2005338351A
Authority: JP
Inventors: Shuji Tezuka; 修司手塚
Original assignee: Nichicon Corp
Current assignee: Nichicon Corp
Priority date: 2005-11-24
Filing date: 2005-11-24
Publication date: 2007-06-14

Abstract

【課題】静電容量を確保しつつ、箔厚が薄く、かつ十分なる巻き取り強度を確保した電解コンデンサを提供する。
【解決手段】陽極箔、セパレータ、および陰極材料からなる巻回型電解コンデンサにおいて、
陰極材料として、片面に導電性薄膜を形成したセパレータを用い、
上記の導電性薄膜が、金属、金属酸化物、または金属窒化物からなることを特徴とし、
さらに、導電性薄膜が、炭素、活性炭、またはカーボンナノチューブからなることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、電解コンデンサに関するものである。

近年、電気、電子機器の小形化、軽量化により、電解コンデンサにおいても、更なる小形化が要求されている。
電解コンデンサの小形化を図る有効な手法として、電極箔を薄くすることがある。
また、アルミニウムより誘電率の高い元素をアルミニウム箔上にドライプロセスにて被覆することで、静電容量を向上させる陰極箔の製造方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。
さらに、ＥＳＲの低減のため、電解紙全体の導電性を向上させる導電性セパレータの製造方法が提案されている（例えば特許文献２参照）。
特開昭６１−１８０４２０号公報特開２００４−３０３９４１号公報

一般に、巻回型電解コンデンサの素子径は、陽極箔１枚、陰極箔１枚、セパレータ２枚の計４枚の厚さと長さで決定される。よって、静電容量が同一の場合、薄い箔を使用すると、厚さを薄くできる分、素子径を小さくすることができる。
しかし、箔厚を薄くすると、巻き取りに対する強度が弱くなり、また、厚くして強度を維持すると、静電容量の確保が困難になる問題がある。このため、種々のエッチング方法の検討が行われているが、飛躍的な特性の向上は困難となっている。

また、上記特許文献１記載の方法では、静電容量を確保したまま陰極箔の薄手化を図ることが可能であるが、巻き取り強度の確保を考慮すると、飛躍的な薄手化ができない問題があった。

したがって、静電容量を維持しつつ、厚さが薄く、かつ十分なる巻き取り強度を確保できる陰極材料が強く望まれていた。

本発明は、上記課題を解決するもので、陽極箔、セパレータ、および陰極材料からなる巻回型電解コンデンサにおいて、
上記陰極材料として、片面に導電性薄膜を形成したセパレータを用いたことを特徴とする電解コンデンサである。

また、上記の導電性薄膜が、金属、金属酸化物、または金属窒化物からなることを特徴とする電解コンデンサである。

さらに、上記の導電性薄膜が、炭素、活性炭、またはカーボンナノチューブからなることを特徴とする電解コンデンサである。

本発明は、セパレータの片面上に導電性薄膜を形成させることで、セパレータおよび陰極として機能するため、従来の陰極箔を不用とすることができ、陽極箔、セパレータ、陰極箔、セパレータの構成を、陽極箔、セパレータ、片面導電性セパレータの構成とすることができ、一巻き当たりの厚みを低減させることができる。よって、従来の巻回型電解コンデンサより小形化を図ることが可能となる。

また、従来の蒸着陰極箔は、両面に蒸着を行う必要があるが、本発明は、片面のみでよいため、生産コストも低くできる。

なお、セパレータ上に被覆する金属は、銅、鉄等、諸特性に悪影響を及ぼす物質以外であれば使用可能であり、炭素成分については、カーボンの他、活性炭、カーボンナノチューブおよびこれらの混合物であっても導電性を有するものであれば、使用可能である。

また、セパレータの材質は、通常の電解コンデンサに使用され得るものであれば、特に種類は問わない。

［実施例１］
セパレータの厚さを５０μｍとし、陰極として作用するセパレータの片面に、真空蒸着法にて、１０μｍの厚さのチタンおよび二酸化チタンからなる膜を形成させたセパレータ５を作製した。その後、図１に示すように、エッチング処理した陽極箔３と片面に導電性薄膜を形成した電解紙６をセパレータ５を介して巻回したコンデンサ素子を形成し、このコンデンサ素子に駆動用電解液を含浸させた後、有底筒状の外装ケースに収納する。その後、陽極および陰極引出リード棒２を弾性封口体に形成した貫通孔に挿入して引出し、外装ケースの開口部には、弾性封口体を装着し、絞り加工により密閉した構造にし、定格１６Ｖ−１８００μＦの電解コンデンサを作製した。

［実施例２］
陰極材料として作用するセパレータの厚さを５０μｍとし、片面に、真空蒸着法にて、２０μｍの厚さのカーボンからなる膜を形成させた以外は、実施例１と同様の方法で電解コンデンサを作製した。

（従来例）
陰極材料として、厚さ６０μｍのアルミニウム箔に所定のエッチング処理を施したものを用い、セパレータは厚さ５０μｍのマニラ系電解紙を２枚用いた以外は、実施例１と同様の方法で電解コンデンサを作製した。
表１に実施例１、２および従来例に用いた陰極の静電容量および電解コンデンサの等価直列抵抗（ＥＳＲ）を測定した結果を示す。

上記実施例１、２は従来例と比較し、陰極静電容量が高く、かつ製品ＥＳＲも低く、改善効果が見られる。さらに、実施例１、２および従来例の陰極材料をそれぞれ用いて作製した電解コンデンサの素子径を、従来例を１として比較した。その結果を表２に示す。

表２からも明らかなように、本発明の実施例による、片面に導電性薄膜を形成させたセパレータを用いたコンデンサ素子は、総厚みを著しく薄くできたため、素子径を著しく小さくすることができる。

また、本発明のセパレータには紙を用いたが、不織布（ガラス、高分子）、多孔質フィルムを用いても同様の効果が得られる。
さらに、駆動用電解液だけでなく、ゲル状電解質や固体電解質を用いてもよい。

本発明の実施例による陽極箔１枚、導電性薄膜を形成したセパレータ１枚、セパレータ１枚の計３枚よりなるコンデンサ素子構造を示す図である。従来の陽極箔１枚、陰極箔１枚、セパレータ２枚の計４枚よりなるコンデンサ素子構造を示す図である。

符号の説明

１コンデンサ素子
２リード線
３陽極箔
４陰極箔
５セパレータ
６片面に導電性薄膜を形成したセパレータ

Claims

陽極箔、セパレータ、および陰極材料からなる巻回型電解コンデンサにおいて、
上記陰極材料として、片面に導電性薄膜を形成したセパレータを用いたことを特徴とする電解コンデンサ。
請求項１記載の導電性薄膜が、金属、金属酸化物、または金属窒化物からなることを特徴とする電解コンデンサ。
請求項１記載の導電性薄膜が、炭素、活性炭、またはカーボンナノチューブからなることを特徴とする電解コンデンサ。