JP2007273926A - Electrolytic capacitor - Google Patents

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Kazuhiro Hatanaka
一裕 畑中
Tadashi Ozawa
正 小澤
Junko Fujisawa
順子 藤澤
Shunzo Suematsu
俊造 末松
Kenji Tamamitsu
賢次 玉光
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Nippon Chemi Con Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrolytic capacitor having long service life characteristics, low impedance characteristics and proper low-temperature characteristics. <P>SOLUTION: This electrolytic capacitor employs an electrolyte containing a salt having dicyanamide as anion and 20-80 wt.% sulfolane; and as a cathode electrode foil, at least a foil having electrode potential in the electrolyte, exhibiting noble potential higher than that of a cathode extracting means. The electrolyte contains not more than 75 wt.% γ-butyrolactone. Since the decrease in dicyanamide anion during service life test is suppressed, even if absorption of humidity occurs during manufacturing process, the electrolytic capacitor described will have proper service life characteristics, low impedance characteristics, low-temperature characteristics and superior stability of electrostatic capacitance, as well. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は電解コンデンサに関し、さらに詳しくは長寿命特性および低インピーダンス特性を有する電解コンデンサに関する。   The present invention relates to an electrolytic capacitor, and more particularly to an electrolytic capacitor having long life characteristics and low impedance characteristics.

電解コンデンサは、高純度のアルミニウム箔に化学的あるいは電気化学的にエッチング処理を施してアルミニウム箔表面を拡大させるとともに、このアルミニウム箔をアジピン酸水溶液等の化成液中にて化成処理して表面に酸化皮膜層を形成させた陽極電極箔と、エッチング処理のみを施した高純度のアルミニウム箔からなる陰極電極箔とを、マニラ紙等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する。そして、このコンデンサ素子は電解コンデンサ駆動用の電解液を含浸した後、アルミニウム等からなる有底筒状の外装ケースに収納する。外装ケースの開口部には弾性ゴムからなる封口体を装着し、絞り加工により外装ケースを密封している。   Electrolytic capacitors are chemically or electrochemically etched on high-purity aluminum foil to enlarge the surface of the aluminum foil, and this aluminum foil is chemically treated in a chemical conversion solution such as an adipic acid aqueous solution. A capacitor element is formed by winding an anode electrode foil on which an oxide film layer is formed and a cathode electrode foil made of high-purity aluminum foil that has been subjected only to an etching process through a separator made of manila paper or the like. The capacitor element is then impregnated with an electrolytic solution for driving an electrolytic capacitor and then stored in a bottomed cylindrical outer case made of aluminum or the like. A sealing body made of elastic rubber is attached to the opening of the outer case, and the outer case is sealed by drawing.

ここで、コンデンサ素子に含浸される高電導度を有する電解コンデンサ駆動用の電解液として、γ−ブチロラクトンを溶媒とし、溶質として環状アミジン化合物を四級化したカチオンであるイミダゾリニウムカチオンをカチオン成分とし、フタル酸イオンなどの酸の共役塩基をアニオン成分とした塩、さらに高電導度特性を示す四弗化アルミニウムアニオンをアニオン成分とした塩を溶解させたものが用いられている。 Here, as an electrolytic solution for driving an electrolytic capacitor having high conductivity impregnated in a capacitor element, an imidazolinium cation, which is a cation obtained by quaternizing a cyclic amidine compound as a solute, with γ-butyrolactone as a solvent, as a cation component Further, a salt in which a conjugate base of an acid such as phthalate ion is used as an anion component, and a salt in which an aluminum tetrafluoride anion having high conductivity characteristics is used as an anion component are used.

一方、コンデンサの中では寿命特性に難点がある電解コンデンサに対しては長寿命化には強い要求がある。このような電解コンデンサの寿命の劣化は電解液の溶媒が封口部材を通して蒸散してしまうことが大きな要因となっている。そこで、不揮発性であるイオン性液体を電解コンデンサ用電解液として用いて長寿命化を図る試みがある(特許文献1)。
特開2005−353568号公報
On the other hand, among electrolytic capacitors, there is a strong demand for extending the life of electrolytic capacitors that have difficulties in life characteristics. Such a deterioration of the life of the electrolytic capacitor is largely caused by evaporation of the solvent of the electrolytic solution through the sealing member. Therefore, there is an attempt to extend the life by using a non-volatile ionic liquid as an electrolytic solution for an electrolytic capacitor (Patent Document 1).
JP 2005-353568 A

しかしながら、このようなイオン性液体を電解コンデンサ用電解液として用いてみると寿命試験においてインピーダンスが上昇し、長寿命特性を得ることができないことが判明した。そこで、本発明は従来にない長寿命特性とともに高電導度特性を有する電解コンデンサ用電解液を提供することを目的とする。   However, when such an ionic liquid is used as an electrolytic solution for an electrolytic capacitor, it has been found that the impedance rises in the life test and long life characteristics cannot be obtained. Therefore, an object of the present invention is to provide an electrolytic solution for an electrolytic capacitor having a long-life characteristic and a high conductivity characteristic that have not been conventionally provided.

本発明者らは、ジシアナミドをアニオンとするイオン性液体を用いた場合に、寿命特性が劣化する原因の究明を行った。その結果、電解コンデンサの製造工程で含まれる3wt%以下の水分、さらには0.2〜0.3wt%でもジシアナミドアニオンの分解によるものと思われるが、ジシアナミドアニオンの減少によって電解液の電導度は低下し、寿命特性が劣化することが分かった。   The present inventors have investigated the cause of the deterioration of the life characteristics when an ionic liquid having dicyanamide as an anion is used. As a result, it is considered that the dicyanamide anion decomposes even when the moisture content of the electrolytic capacitor is 3 wt% or less, and further 0.2 to 0.3 wt%. It has been found that the lifetime decreases and the life characteristics deteriorate.

そこで、この電導度の低下を抑制する検討を行った結果、20〜80wt%のスルホランを含有させ、陰極電極箔として少なくとも前記電解液中における電極電位が前記陰極引出し手段よりも貴な電位を示す箔を用いると、寿命試験中の電導度の低下が抑制され、さらに初期および低温での電導度も高く保たれることが判明した。加えて、寿命試験後の静電容量の安定性も良好である。   Therefore, as a result of studies to suppress this decrease in conductivity, 20 to 80 wt% of sulfolane is contained, and at least the electrode potential in the electrolyte as a cathode electrode foil shows a more noble potential than the cathode extraction means. It has been found that the use of the foil suppresses the decrease in conductivity during the life test and also keeps the conductivity at the initial and low temperatures high. In addition, the stability of the capacitance after the life test is also good.

さらに、75wt%以下のγ-ブチロラクトンを含有させると、四弗化アルミニウムをアニオンとする塩を含む電解液より高電導度を有する電解液が得られる。 Furthermore, when γ-butyrolactone is contained in an amount of 75 wt% or less, an electrolytic solution having higher conductivity than an electrolytic solution containing a salt having aluminum tetrafluoride as an anion can be obtained.

以上のように、本発明に用いる電解コンデンサ用電解液は、下記一般式(1)で示されるジシアナミドをアニオンとする塩、20〜80wt%のスルホランからなる。
As described above, the electrolytic solution for an electrolytic capacitor used in the present invention comprises a salt having dicyanamide represented by the following general formula (1) as an anion and 20 to 80 wt% of sulfolane.

さらに、上記電解コンデンサ用電解液は、前記電解液において75wt%以下のγ-ブチロラクトンを含有する。 Furthermore, the electrolytic solution for electrolytic capacitors contains 75 wt% or less of γ-butyrolactone in the electrolytic solution.

そして、本発明の電解コンデンサは水を含有する前記電解コンデンサ用電解液を用い、陰極電極箔として少なくとも前記電解液中における電極電位が前記陰極引出し手段よりも貴な電位を示す箔を用いることを特徴とする。 And the electrolytic capacitor of the present invention uses the electrolytic solution for electrolytic capacitor containing water, and uses a foil whose electrode potential in the electrolytic solution is more noble than the cathode extraction means as the cathode electrode foil. Features.

ここで、水の含有率は0.1wt%〜3wt%、好ましくは0.1〜1wt%、さらに好ましくは0.1〜0.5wt%である。 Here, the water content is 0.1 wt% to 3 wt%, preferably 0.1 to 1 wt%, and more preferably 0.1 to 0.5 wt%.

以上のように、本発明のジシアナミドをアニオンとする塩と20〜80wt%のスルホランを含む電解液と、陰極電極箔として少なくとも前記電解液中における電極電位が前記陰極引出し手段よりも貴な電位を示す箔を用いる電解コンデンサは、従来にない長寿命特性、および高電導度を有する。また、本発明に用いる陰極電極箔の電気化学的な特性と本発明に用いる電解液の特性との相乗作用によって四級アンモニウム塩にみられる漏液特性は良好である。さらに、前記電解液に75wt%以下のγ-ブチロラクトンを含有すると、従来にない高電導度特性および低温特性を有することができる。     As described above, at least the electrode potential in the electrolyte solution as the cathode electrode foil is higher than the cathode extraction means as the cathode electrode foil, the electrolyte solution containing the dicyanamide salt of the present invention and 20 to 80 wt% sulfolane. The electrolytic capacitor using the foil shown has unprecedented long life characteristics and high electrical conductivity. Moreover, the liquid leakage characteristic seen in the quaternary ammonium salt is good due to the synergistic effect of the electrochemical characteristics of the cathode electrode foil used in the present invention and the characteristics of the electrolytic solution used in the present invention. Furthermore, when γ-butyrolactone of 75 wt% or less is contained in the electrolytic solution, it can have unprecedented high conductivity characteristics and low temperature characteristics.

そして、これらの電解コンデンサ用電解液を用いた電解コンデンサは、電解コンデンサの製造工程中の吸湿によって3wt%以下の水分を含有しても、寿命試験中にインピーダンス特性が劣化することがない。さらに静電容量も従来に比べて安定である。   And even if the electrolytic capacitor using these electrolyte solutions for electrolytic capacitors contains 3 wt% or less of moisture due to moisture absorption during the manufacturing process of the electrolytic capacitor, the impedance characteristics do not deteriorate during the life test. Furthermore, the capacitance is more stable than in the past.

本発明の電解コンデンサは以下のようにして作製する。陽極電極箔と陰極電極箔をセパレータを介して巻回してコンデンサ素子を形成する。また陽極電極箔、陰極電極箔には陽極引出し手段及び陰極引出し手段であるリード線がそれぞれ接続されている。これらのリード線はそれぞれの箔と接続する接続部と接続部と連続した丸棒部、及び丸棒部に溶接された外部接続部より構成されている。   The electrolytic capacitor of the present invention is manufactured as follows. The anode electrode foil and the cathode electrode foil are wound through a separator to form a capacitor element. The anode electrode foil and the cathode electrode foil are connected to lead wires as an anode drawing means and a cathode drawing means, respectively. These lead wires are composed of a connection part connected to each foil, a round bar part continuous with the connection part, and an external connection part welded to the round bar part.

陽極電極箔は、純度99%以上のアルミニウム箔を酸性溶液中で化学的あるいは電気化学的にエッチングして拡面処理した後、アジピン酸アンモニウム等の水溶液中で化成処理を行い、その表面に陽極酸化皮膜層を形成したものを用いる。 The anode electrode foil was subjected to surface expansion treatment by chemically or electrochemically etching an aluminum foil having a purity of 99% or more in an acidic solution, followed by chemical conversion treatment in an aqueous solution of ammonium adipate or the like, What formed the oxide film layer is used.

そして、電解液を含浸したコンデンサ素子を有底筒状のアルミニウムよりなる外装ケースに収納し、外装ケースの開口端部に、リード線を導出する貫通孔を有する封口体を挿入し、さらに外装ケースの端部を加締めることにより電解コンデンサの封口を行う。 Then, the capacitor element impregnated with the electrolytic solution is housed in an outer case made of bottomed cylindrical aluminum, and a sealing body having a through hole for leading out a lead wire is inserted into the opening end of the outer case, and further the outer case The electrolytic capacitor is sealed by crimping the end of the capacitor.

本発明においては、陰極電極箔として少なくとも前記電解液中における電極電位が前記陰極引出し手段よりも貴な電位を示す箔を用いるが、実施の態様としては以下のものをあげることができる。   In the present invention, a foil in which at least the electrode potential in the electrolytic solution shows a noble potential as compared with the cathode drawing means is used as the cathode electrode foil. Examples of the embodiment include the following.

第一の態様としては、陰極電極箔は陽極電極箔と同様に純度99%以上のアルミニウム箔をエッチングしたものを用いる。そして、この陰極電極箔には表面の一部又は全部に金属窒化物又は金属からなる0.02〜0.1μmの皮膜を形成している。この金属窒化物としては、窒化チタン、窒化ジルコニウム、窒化タンタル、窒化ニオブ等が、金属としては、チタン、ジルコニウム、タンタル、ニオブ等が挙げられる。さらに、陰極引出し手段として純度が99%以上の高純度のアルミニウムを用いると好適である。   In the first embodiment, the cathode electrode foil is obtained by etching an aluminum foil having a purity of 99% or more in the same manner as the anode electrode foil. The cathode electrode foil is formed with a 0.02-0.1 μm film made of metal nitride or metal on part or all of the surface. Examples of the metal nitride include titanium nitride, zirconium nitride, tantalum nitride, niobium nitride, and the like, and examples of the metal include titanium, zirconium, tantalum, niobium, and the like. Furthermore, it is preferable to use high-purity aluminum having a purity of 99% or more as the cathode extraction means.

第二の態様としては、陰極電極箔として、純度99.9%以上のアルミニウムからなる陰極引出し手段を備えた、銅、鉄、マンガン、スズ、チタンのうち一または二以上をを含む純度99.9%未満のアルミニウムからなる電極箔を用いる。さらに、リード線の、少なくとも丸棒部の表面には、ホウ酸アンモニウム水溶液、リン酸アンモニウム水溶液あるいはアジピン酸アンモニウム水溶液等による陽極酸化処理によって形成した酸化アルミニウム層を形成すると好適である。   As a 2nd aspect, the purity which contains one or two or more among copper, iron, manganese, tin, titanium provided with the cathode extraction means which consists of aluminum with a purity of 99.9% or more as a cathode electrode foil. An electrode foil made of less than 9% aluminum is used. Furthermore, it is preferable to form an aluminum oxide layer formed by anodizing treatment with an aqueous ammonium borate solution, an aqueous ammonium phosphate solution, an aqueous ammonium adipate solution, or the like on at least the surface of the round bar portion of the lead wire.

第三の態様としては、陰極電極箔として、純度99.9%以上のアルミニウムからなる陰極引出し手段を備え、化成処理を施したアルミニウムからなる電極箔を用いる。本発明の電極箔は、交流エッチング等のエッチング処理をしたアルミニウム箔に0.05〜5V、好ましくは0.5〜3Vの化成処理を施して得ることができる。さらに、リード線の、少なくとも丸棒部の表面には、ホウ酸アンモニウム水溶液、リン酸アンモニウム水溶液あるいはアジピン酸アンモニウム水溶液等による陽極酸化処理によって形成した酸化アルミニウム層を形成すると好適である。   In a third aspect, as the cathode electrode foil, an electrode foil made of aluminum which is provided with a cathode drawing means made of aluminum having a purity of 99.9% or more and subjected to chemical conversion treatment is used. The electrode foil of the present invention can be obtained by subjecting an aluminum foil subjected to etching treatment such as AC etching to a chemical conversion treatment of 0.05 to 5 V, preferably 0.5 to 3 V. Furthermore, it is preferable to form an aluminum oxide layer formed by anodizing treatment with an aqueous ammonium borate solution, an aqueous ammonium phosphate solution, an aqueous ammonium adipate solution, or the like on at least the surface of the round bar portion of the lead wire.

本発明に用いる電解液は、スルホランを含むものであるが、含有量は電解液中、20〜80wt%、好ましくは30〜70wt%である。この範囲内では、寿命試験後のインピーダンス特性が良好である。さらに、低温特性が向上し、寿命試験後の静電容量変化が低減する。また、20〜50wt%の範囲では初期のインピーダンス特性、低温特性が良好である。なお、スルホランの含有率が20wt%未満では、所望の寿命特性を得ることができなかったものの、インピーダンス特性は良好であった。   The electrolytic solution used in the present invention contains sulfolane, but the content is 20 to 80 wt%, preferably 30 to 70 wt% in the electrolytic solution. Within this range, the impedance characteristics after the life test are good. Furthermore, the low temperature characteristics are improved, and the change in capacitance after the life test is reduced. In the range of 20 to 50 wt%, the initial impedance characteristics and low temperature characteristics are good. When the sulfolane content was less than 20 wt%, the desired life characteristics could not be obtained, but the impedance characteristics were good.

さらに、前記電解液は、γ-ブチロラクトンを含むものであるが、含有量は電解液中、75wt%以下、好ましくは20〜70wt%である。この範囲の下限以上では高電導度が得られ、上限以下では低温特性が向上する。また、20wt%以下であると寿命特性が向上する。   Further, the electrolytic solution contains γ-butyrolactone, and the content thereof is 75 wt% or less, preferably 20 to 70 wt% in the electrolytic solution. Above the lower limit of this range, high conductivity can be obtained, and below the upper limit, the low temperature characteristics are improved. In addition, if it is 20 wt% or less, the life characteristics are improved.

さらに、本発明の電解液は、水を含むものであるが、含有量は電解液中、0.1〜3wt%、好ましくは0.1〜1wt%、さらに好ましくは0.1〜0.5wt%である。この範囲未満に含水率を抑えることは工程上困難であり、この範囲を越えると寿命特性が低下する。   Furthermore, although the electrolytic solution of the present invention contains water, the content is 0.1 to 3 wt%, preferably 0.1 to 1 wt%, more preferably 0.1 to 0.5 wt% in the electrolytic solution. is there. It is difficult in the process to suppress the water content below this range, and if it exceeds this range, the life characteristics will deteriorate.

本発明のスルホラン、γ-ブチロラクトンを含有するものであるが、これらの溶媒の他に以下の溶媒を用いることができる。すなわち、プロトン性極性溶媒、非プロトン性溶媒、及びこれらの混合物を用いることができる。プロトン性極性溶媒としては、一価アルコール類(エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、シクロブタノール、シクロペンタノール、シクロヘキサノール、ベンジルアルコール等)、多価アルコール類およびオキシアルコール化合物類(エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、メトキシプロピレングリコール、ジメトキシプロパノール等)などが挙げられる。また、非プロトン性の極性溶媒としては、アミド系(N−メチルホルムアミド、N,N─ジメチルホルムアミド、N─エチルホルムアミド、N,N─ジエチルホルムアミド、N─メチルアセトアミド、N,N─ジメチルアセトアミド、N─エチルアセトアミド、N,N−ジエチルアセトアミド、ヘキサメチルホスホリックアミド等)、ラクトン類(δ−バレロラクトン、γ−バレロラクトン等)、スルホラン系(3−メチルスルホラン、2,4−ジメチルスルホラン等)、環状アミド系(N─メチル─2─ピロリドン等)、ニトリル系(アセトニトリル等)、スルホキシド系(ジメチルスルホキシド等)などが代表として挙げられる。 Although containing the sulfolane and γ-butyrolactone of the present invention, the following solvents can be used in addition to these solvents. That is, a protic polar solvent, an aprotic solvent, and a mixture thereof can be used. Protic polar solvents include monohydric alcohols (ethanol, propanol, butanol, pentanol, hexanol, cyclobutanol, cyclopentanol, cyclohexanol, benzyl alcohol, etc.), polyhydric alcohols and oxyalcohol compounds (ethylene glycol) Propylene glycol, glycerin, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, methoxypropylene glycol, dimethoxypropanol, etc.). Examples of aprotic polar solvents include amides (N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, N-ethylformamide, N, N-diethylformamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, N-ethylacetamide, N, N-diethylacetamide, hexamethylphosphoricamide, etc.), lactones (δ-valerolactone, γ-valerolactone, etc.), sulfolanes (3-methylsulfolane, 2,4-dimethylsulfolane, etc.) ), Cyclic amides (such as N-methyl-2-pyrrolidone), nitriles (such as acetonitrile), and sulfoxides (such as dimethyl sulfoxide).

本発明の電解コンデンサ用電解液は、ジシアナミドをアニオンとする塩を用いるものであるが、イオン性液体をなるカチオンとしては、下記式で示される非対称のカチオンを用いることができる。     Although the electrolytic solution for electrolytic capacitors of the present invention uses a salt having dicyanamide as an anion, an asymmetric cation represented by the following formula can be used as a cation forming an ionic liquid.



R1、R2はアルキル基、好ましくは、R1がメチル基、R2がエチル基、ブチル基


R1 and R2 are alkyl groups, preferably R1 is a methyl group, R2 is an ethyl group, a butyl group



R1〜R4はアルキル基、好ましくは、R1がペンチル基でR2〜R4がエチル基、R1がヘキシル基でR2〜R4がエチル基またはブチル基


R1 to R4 are alkyl groups, preferably R1 is a pentyl group, R2 to R4 are ethyl groups, R1 is a hexyl group, and R2 to R4 are ethyl groups or butyl groups.



R1〜R4はアルキル基、好ましくは、R1がプロピル基、ブチル基、またはヘキシル基でR2がメチル基


R1 to R4 are alkyl groups, preferably R1 is a propyl group, a butyl group, or a hexyl group, and R2 is a methyl group



R1〜R4はアルキル基、好ましくは、R1〜R3がヘキシル基でR2がデシル基


R1 to R4 are alkyl groups, preferably R1 to R3 are hexyl groups and R2 is a decyl group

なかでも、電導度、漏液特性の良好な1−エチル−3−メチルイミダゾリウムがもっとも好適である。   Of these, 1-ethyl-3-methylimidazolium, which has good electrical conductivity and liquid leakage characteristics, is most preferable.

また、電解コンデンサの寿命特性を安定化する目的で、ニトロフェノール、ニトロ安息香酸、ニトロアセトフェノン、ニトロベンジルアルコール、2−(ニトロフェノキシ)エタノール、ニトロアニソール、ニトロフェネトール、ニトロトルエン、ジニトロベンゼン等の芳香族ニトロ化合物、リン酸、亜リン酸、ポリリン酸、酸性リン酸エステル化合物等のリン系化合物を添加することができる。 In addition, in order to stabilize the life characteristics of electrolytic capacitors, fragrances such as nitrophenol, nitrobenzoic acid, nitroacetophenone, nitrobenzyl alcohol, 2- (nitrophenoxy) ethanol, nitroanisole, nitrophenetol, nitrotoluene, dinitrobenzene, etc. Phosphorus compounds such as group nitro compounds, phosphoric acid, phosphorous acid, polyphosphoric acid, and acidic phosphoric acid ester compounds can be added.

また、電解コンデンサの安全性向上を目的として、電解液の耐電圧向上を図ることができる非イオン性界面活性剤、多価アルコールと酸化エチレン及び/または酸化プロピレンを付加重合して得られるポリオキシアルキレン多価アルコールエーテル化合物、ポリビニルアルコールを添加することもできる。 In addition, for the purpose of improving the safety of electrolytic capacitors, nonionic surfactants that can improve the withstand voltage of electrolytic solutions, polyoxygens obtained by addition polymerization of polyhydric alcohols and ethylene oxide and / or propylene oxide An alkylene polyhydric alcohol ether compound and polyvinyl alcohol can also be added.

また、本発明の電解コンデンサ用電解液に、硼酸、多糖類(マンニット、ソルビット、ペンタエリスリトールなど)、硼酸と多糖類との錯化合物、コロイダルシリカ等を添加することによって、さらに耐電圧の向上をはかることができる。 Further, the withstand voltage can be further improved by adding boric acid, polysaccharides (mannit, sorbit, pentaerythritol, etc.), complex compounds of boric acid and polysaccharides, colloidal silica, etc. to the electrolytic solution for electrolytic capacitors of the present invention. Can be measured.

また、漏れ電流の低減の目的で、オキシカルボン酸化合物等を添加することができる。 In addition, an oxycarboxylic acid compound or the like can be added for the purpose of reducing leakage current.

以下に実施例により本発明をさらに具体的に説明する。コンデンサ素子は陽極電極箔と陰極電極箔をセパレータを介して巻回して形成する。また陽極電極箔、陰極電極箔には陽極引出し用のリード線、陰極引出し用のリード線がそれぞれ接続されている。 The present invention will be described more specifically with reference to the following examples. The capacitor element is formed by winding an anode electrode foil and a cathode electrode foil through a separator. The anode electrode foil and the cathode electrode foil are connected to lead wires for anode extraction and lead wires for cathode extraction, respectively.

これらのリード線は、電極箔に当接する接続部とこの接続部と一体に形成した丸棒部、および丸棒部の先端に固着した外部接続部からなる。また、接続部および丸棒部は99%のアルミニウム、外部接続部は銅メッキ鉄鋼線(以下CP線という)からなる。このリード線の、少なくとも丸棒部の表面には、リン酸アンモニウム水溶液による化成処理により酸化アルミニウムからなる陽極酸化皮膜が形成されている。このリード線は、接続部においてそれぞれステッチや超音波溶接等の手段により両極電極箔に電気的に接続されている。 These lead wires are composed of a connection portion that comes into contact with the electrode foil, a round bar portion formed integrally with the connection portion, and an external connection portion fixed to the tip of the round bar portion. The connecting part and the round bar part are made of 99% aluminum, and the external connecting part is made of a copper-plated steel wire (hereinafter referred to as CP wire). An anodized film made of aluminum oxide is formed on the surface of at least the round bar portion of the lead wire by chemical conversion treatment with an aqueous ammonium phosphate solution. This lead wire is electrically connected to the bipolar electrode foil by means such as stitching or ultrasonic welding at the connection portion.

陽極電極箔は、純度99.9%のアルミニウム箔を酸性溶液中で化学的あるいは電気化学的にエッチングして拡面処理した後、アジピン酸アンモニウムの水溶液中で化成処理を行い、その表面に陽極酸化皮膜層を形成したものを用いる。 The anode electrode foil was obtained by subjecting an aluminum foil of 99.9% purity to chemical or electrochemical etching in an acidic solution to enlarge the surface, followed by chemical conversion treatment in an aqueous solution of ammonium adipate. What formed the oxide film layer is used.

そして、電解液を含浸したコンデンサ素子を、有底筒状のアルミニウムよりなる外装ケースに収納し、外装ケースの開口部に封口体を装着するとともに、外装ケースの端部に絞り加工を施して外装ケースを密封する。封口体は、リード線をそれぞれ導出する貫通孔を備えている。 Then, the capacitor element impregnated with the electrolytic solution is housed in an outer case made of bottomed cylindrical aluminum, and a sealing body is attached to the opening of the outer case, and the end of the outer case is subjected to a drawing process and the outer case Seal the case. The sealing body is provided with through holes through which the lead wires are led out.

ここで用いた電解コンデンサ用電解液は、電解液A:1−エチル−3−メチルイミダゾリウムジシアナミド25wt%、スルホラン45wt%、γ-ブチロラクトン30wt%、電解液B:1−エチル−3−メチルイミダゾリウムジシアナミド100wt%、電解液C:1−エチル−2,3−ジメチルイミダゾリニウム四弗化アルミニウム25wt%、スルホラン45wt%、γ-ブチロラクトン30wt%である。 The electrolytic solution for the electrolytic capacitor used here is electrolytic solution A: 1-ethyl-3-methylimidazolium dicyanamide 25 wt%, sulfolane 45 wt%, γ-butyrolactone 30 wt%, electrolytic solution B: 1-ethyl-3-methyl. It is 100 wt% of imidazolium dicyanamide, electrolyte C: 1-ethyl-2,3-dimethylimidazolinium aluminum tetrafluoride 25 wt%, sulfolane 45 wt%, and γ-butyrolactone 30 wt%.

そして、実施例1においては陰極電極箔は陽極電極箔と同様に純度99.9%のアルミニウム箔をエッチングしたものを用いる。そして、この陰極電極箔の表面の全部に0.1μmの窒化チタン、又はチタンを蒸着法により被覆している。なお、この実施例において窒化チタン等の皮膜層は、陰極電極箔の全面に被覆しているが、必要に応じて陰極電極箔の一部、例えば陰極電極箔の一面のみに金属窒化物を被覆してもよい。 And in Example 1, the cathode electrode foil used what etched the aluminum foil of purity 99.9% similarly to the anode electrode foil. The entire surface of the cathode electrode foil is coated with 0.1 μm titanium nitride or titanium by vapor deposition. In this embodiment, the coating layer of titanium nitride or the like covers the entire surface of the cathode electrode foil. However, if necessary, a part of the cathode electrode foil, for example, only one surface of the cathode electrode foil is coated with metal nitride. May be.

実施例2においては陰極電極箔は純度99.9%以上のアルミニウムからなる陰極引出し手段を備えた、0.3%銅含有の純度99.6%アルミニウム合金箔をエッチングした電極箔を用いた。また、リード線の、少なくとも丸棒部の表面には、リン酸アンモニウム水溶液による陽極酸化処理により酸化アルミニウム層を形成した。 In Example 2, an electrode foil obtained by etching a 99.6% purity aluminum alloy foil containing 0.3% copper and having a cathode drawing means made of aluminum having a purity of 99.9% or more was used as the cathode electrode foil. An aluminum oxide layer was formed on the surface of at least the round bar portion of the lead wire by anodizing with an aqueous ammonium phosphate solution.

実施例3においては陰極電極箔は、純度99.9%以上のアルミニウムからなる陰極引出し手段を備え、交流エッチングした後2Vで化成処理を施したアルミニウムからなる電極箔を用いた。また、リード線の、少なくとも丸棒部の表面には、リン酸アンモニウム水溶液による陽極酸化処理により酸化アルミニウム層を形成した。 In Example 3, the cathode electrode foil was provided with cathode extraction means made of aluminum having a purity of 99.9% or more, and an electrode foil made of aluminum that was subjected to chemical conversion treatment at 2 V after AC etching was used. An aluminum oxide layer was formed on the surface of at least the round bar portion of the lead wire by anodizing with an aqueous ammonium phosphate solution.

以上のように構成した電解コンデンサの定格は、35WV−47μFである。 The rating of the electrolytic capacitor configured as described above is 35 WV-47 μF.

以上の電解コンデンサの特性を(表1)に示す。なお、これらの電解コンデンサを作製後の電解液の含水率は0.3wt%であった。   The characteristics of the above electrolytic capacitor are shown in (Table 1). The water content of the electrolytic solution after producing these electrolytic capacitors was 0.3 wt%.


ΔCap:静電容量変化率
(表1)からわかるように、実施例の電解コンデンサの寿命試験後のインピーダンスは、比較例2より格段に安定している。また、インピーダンス、低温特性、試験後の静電容量変化率も比較例2,3より良好である。また、比較例1よりも寿命特性は良好である。さらに漏液特性は良好である。

ΔCap: As can be seen from the capacitance change rate (Table 1), the impedance after the life test of the electrolytic capacitor of the example is much more stable than Comparative Example 2. Moreover, impedance, low temperature characteristics, and the capacitance change rate after the test are also better than those of Comparative Examples 2 and 3. Further, the life characteristics are better than those of Comparative Example 1. Furthermore, the leakage characteristics are good.

Claims (6)

陽極引出し手段、陰極引出し手段がそれぞれ接続された陽極電極箔と陰極電極箔とをセパレータを介して巻回して形成したコンデンサ素子に電解液を含浸し、該コンデンサ素子を有底筒状の外装ケースに収納するとともに、該外装ケースの開口端部を封口体で封口してなる電解コンデンサにおいて、電解液としてジシアナミドをアニオンとする塩と、20〜80wt%のスルホランとを含む電解液を用い、陰極電極箔として少なくとも前記電解液中における電極電位が前記陰極引出し手段よりも貴な電位を示す箔を用いたことを特徴とする電解コンデンサ。 Capacitor elements formed by winding an anode electrode foil and a cathode electrode foil, to which anode extraction means and cathode extraction means are respectively connected, through a separator, are impregnated with an electrolytic solution, and the capacitor element is covered with a bottomed cylindrical outer case In the electrolytic capacitor formed by sealing the open end of the outer case with a sealing body, an electrolytic solution containing a salt having dicyanamide as an anion and 20 to 80 wt% sulfolane is used as the electrolytic solution. 2. An electrolytic capacitor characterized in that a foil having at least an electrode potential in the electrolytic solution that is nobler than the cathode drawing means is used as the electrode foil. 陰極電極箔として、アルミニウム箔の表面に、窒化チタン、窒化ジルコニウム、窒化タンタル、窒化ニオブから選ばれた金属窒化物、又は、チタン、ジルコニウム、タンタル、ニオブから選ばれた金属よりなる0.02〜0.1μmの層を設けた箔を用いたことを特徴とする請求項1記載の電解コンデンサ。 As the cathode electrode foil, 0.02 to 0.02 made of a metal nitride selected from titanium nitride, zirconium nitride, tantalum nitride, niobium nitride, or a metal selected from titanium, zirconium, tantalum, niobium on the surface of the aluminum foil 2. The electrolytic capacitor according to claim 1, wherein a foil provided with a 0.1 [mu] m layer is used. 陰極引出し手段は純度99.9%以上のアルミニウムからなり、陰極電極箔は銅、鉄、マンガン、スズ、チタンのうち一または二以上をを含む純度99.9%未満のアルミニウム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。 The cathode extraction means is made of aluminum having a purity of 99.9% or more, and the cathode electrode foil is made of aluminum having a purity of less than 99.9% containing one or more of copper, iron, manganese, tin, and titanium. The electrolytic capacitor according to claim 1. 陰極引出し手段は純度99.9%以上のアルミニウムからなり、陰極電極箔は化成処理を施したアルミニウム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。 2. The electrolytic capacitor according to claim 1, wherein the cathode drawing means is made of aluminum having a purity of 99.9% or more, and the cathode electrode foil is made of aluminum subjected to chemical conversion treatment. 75wt%の以下のγ-ブチロラクトンを含有する電解液を用いた請求項1〜4記載の電解コンデンサ。 The electrolytic capacitor according to claim 1, wherein an electrolytic solution containing 75 wt% of the following γ-butyrolactone is used. 電解液中の水分含有率が3.0wt%以下の電解液を用いた請求項1〜5記載の電解コンデンサ。 The electrolytic capacitor according to claim 1, wherein an electrolytic solution having a water content of 3.0 wt% or less in the electrolytic solution is used.
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