JP2008010657A - 電解コンデンサの製造方法および電解コンデンサ - Google Patents

電解コンデンサの製造方法および電解コンデンサ Download PDF

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Abstract

【課題】従来と比較して容易に製造でき、耐電圧性に優れ、低ESRで漏れ電流の小さい電解コンデンサの製造方法および当該製造方法により得られる電解コンデンサを提供する。
【解決手段】誘電体皮膜が形成された陽極箔と対向陰極箔とがセパレータを介して巻回されてなるコンデンサ素子に、導電性固体の粒子または粉末と溶媒とを含む分散体を含浸させる分散体含浸工程と、当該分散体含浸工程の後、前記溶媒を蒸発させて、前記誘電体皮膜の表面に導電性固体層を形成する乾燥工程と、前記導電性固体層の隙間に、電解液を含浸させる電解液含浸工程と、を含むことを特徴とする電解コンデンサの製造方法、および当該方法により製造された電解コンデンサ。
【選択図】図1

Description

本発明は、電解コンデンサの製造方法および当該製造方法により得られる電解コンデンサに関し、より詳しくは、巻回型電解コンデンサの製造方法および当該製造方法により得られる電解コンデンサに関する。

電子機器のデジタル化に伴い、それに使用されるコンデンサにも小型、大容量で高周波領域における等価直列抵抗(以下、ESRと略す)の小さいものが求められるようになってきている。

従来、高周波領域用のコンデンサとしてはプラスチックフイルムコンデンサ、積層セラミックコンデンサ等が多用されているが、これらは比較的小容量である。

小型、大容量で低ESRのコンデンサとしては、二酸化マンガン、TCNQ錯塩等の電子電導性材料を陰極材として用いた電解コンデンサがある。ここでTCNQとは、7,7,8,8−テトラシアノキノジメタンを意味する。また、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリフラン、ポリアニリン等の導電性ポリマーを陰極材として用いた電解コンデンサも有望である。たとえば特許文献1には、特定のポリチオフェンを固体電解質として含有する電解コンデンサについて記載されている。

従来、上記のような導電性ポリマーを陰極材として用いた電解コンデンサの製造においては、たとえばアルミニウム、タンタル等の弁作用金属からなる陽極焼結体あるいは陽極箔の表面に、化成皮膜、導電性ポリマー層、グラファイト層、銀ペイント層が順次形成し、そこへ陰極リード線を導電性接着剤等により接続するが、このような製法、すなわち陰極引き出し法は、化成皮膜を形成し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電解液を含浸するという、いわゆる巻回型電解コンデンサの製法に比べて、かなり煩雑である。また、当該陰極引き出し法では、対向陰極箔を用いる巻回型電解コンデンサの場合に比べてESRが大きくなる傾向にある。

一方、巻回型電解コンデンサの製造においては、上記導電性ポリマー層は、たとえば電解重合法、気相重合法等を用いて形成することが可能である。しかしながら、巻回型のコンデンサ素子内に電解重合法や気相重合法により導電性ポリマー層を形成するのは、操作が煩雑であり容易ではない。陽極箔上に化成皮膜及び導電性ポリマー層を形成した後、対向陰極箔と共に巻き取るという製法も考えられるが、化成皮膜や導電性ポリマー層を損傷することなく巻き取り、巻回型電解コンデンサを形成するのは困難である。

また、巻回型コンデンサ素子に、重合して導電性ポリマーとなるモノマーおよび酸化剤を含浸させて、上記導電性ポリマー層を形成することもできる。たとえば特許文献2には、巻回型のコンデンサ素子に導電性ポリマーとなるモノマーを含浸した後、過硫酸アンモニウム等の酸化剤の水溶液に浸漬することにより、当該モノマーを化学酸化重合させて導電性ポリマーを形成する方法が記載されている。また、特許文献3には、導電性ポリマー製造のための前駆体および酸化剤を含む混合物を、誘電体層により被覆された多孔質電極体中に導入し、当該前駆体および酸化剤を含む混合物により含浸された多孔質電極体を、ある相対湿度に暴露して、当該前駆体を重合させて固体電解質を形成する方法が記載されている。しかしながら、これらの方法では、酸化剤を陽極上の化成皮膜に付着させ、当該化成皮膜上で酸化重合を行うため、化成皮膜に損傷を与え、化成皮膜の欠陥部が比較的多いという問題があった。また、化学酸化重合後、未反応のモノマーや酸化剤を洗浄により除去するという付加的な工程を要し、煩雑であるという問題があった。

さらに特許文献4には、上記導電性ポリマー層を形成する方法として、たとえばポリアニリン等の可溶性導電性高分子を溶解させた溶液に、巻回型のコンデンサ素子を浸漬させた後、乾燥させ、溶媒を除去する方法が記載されている。しかしながら、この方法では、当該可溶性導電性高分子は溶媒に溶解しているため、陽極上の化成皮膜に存在する欠陥部内に導電性高分子が入り込んでしまい、電解コンデンサがショートしやすく、したがって耐電圧性が比較的低いという問題があった。
特許第3040113号公報 特許第3459547号公報 特開2005−322917号公報 特許第3379766号公報

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、従来と比較して容易に製造でき、耐電圧性に優れ、漏れ電流の小さい電解コンデンサの製造方法および当該製造方法により得られる電解コンデンサを提供することである。

本発明の電解コンデンサの製造方法は、誘電体皮膜が形成された陽極箔と対向陰極箔とがセパレータを介して巻回されてなるコンデンサ素子に、導電性固体の粒子または粉末と溶媒とを含む分散体を含浸させる分散体含浸工程と、当該分散体含浸工程の後、前記溶媒を蒸発させて、前記誘電体皮膜の表面に導電性固体層を形成する乾燥工程と、前記導電性固体層の隙間に、電解液を含浸させる電解液含浸工程と、を含むことを特徴とする。ここで、乾燥工程において、誘電体皮膜の表面とともに、セパレータおよび対向陰極箔の表面に導電性固体層が形成されてもよい。

ここにおいて、導電性固体層を構成する導電性固体は、導電性高分子を含み、分散体に含まれる溶媒は、水を含み、電解液は、非水系溶媒と有機塩とを含むことが好ましい。

また本発明の電解コンデンサの製造方法においては、上記導電性高分子は、ポリピロール、ポリチオフェンおよび/またはそれらの誘導体を含み、上記非水系溶媒は、γブチロラクトンおよび/またはスルホランを含み、上記有機塩は、有機アミン塩を含むことが好ましい。

また上記導電性高分子は、ポリエチレンジオキシチオフェンであることが特に好ましい。

ここで、上記電解液には、好ましくは上記導電性高分子が実質的に溶解していない。
さらに、本発明は上記いずれかの方法により製造された電解コンデンサをも提供する。

本発明の電解コンデンサの製造方法によれば、当該導電性固体が分散された液体を含浸させることにより導電性固体層を形成するため、従来必要であった重合反応後の洗浄工程を省略することができ、比較的簡単に電解コンデンサを製造することができる。

また、本発明の電解コンデンサの製造方法によれば、耐電圧性に優れ、漏れ電流の小さい電解コンデンサを提供することができる。さらに、本発明の電解コンデンサは、当該導電性固体層を有するとともに、電解液が含浸されているため、ESRが低減されており、さらには誘電体皮膜の修復能力が高い。

以下、実施の形態を示して、本発明をより詳細に説明する。
<分散体含浸工程>
本発明の電解コンデンサの製造方法においては、まず、誘電体皮膜が形成された陽極箔と対向陰極箔とがセパレータを介して巻回されてなるコンデンサ素子に、導電性固体の粒子または粉末と溶媒とを含む分散体を含浸させる。

ここで、誘電体皮膜が形成された陽極箔と対向陰極箔とがセパレータを介して巻回されてなるコンデンサ素子としては、たとえば図1のような構造の巻回型のコンデンサ素子7が好適に用いられる。コンデンサ素子7は、たとえばアルミニウム、タンタル、ニオブ、チタン等の弁作用金属からなる箔に、粗面化のためのエッチング処理および誘電体皮膜形成のための化成処理を施した陽極箔1と、対向陰極箔2とをセパレータ3を介して巻き取ることにより形成される。これらは巻き取られた後、巻き止めテープ4によって固定される。陽極箔1および対向陰極箔2にはそれぞれ、リードタブ61、62を介してリード線51、52が取り付けられている。

上記コンデンサ素子に含浸させる分散体は、導電性固体の粒子または粉末と溶媒とを含む。ここで、導電性固体としては、たとえば二酸化マンガン、TCNQ、導電性高分子等が挙げられるが、導電性高分子が好適に用いられる。導電性高分子の中でも、その電気電導度の高さから、たとえばポリピロール、ポリチオフェンおよびこれらの誘導体等が好ましく用いられる。なかでも、ポリエチレンジオキシチオフェンは、非常に高い電気伝導度を有するため特に好ましい。分散させる導電性固体の粒子または粉末の粒径は、特に制限されるものではないが、導電性固体の粒子または粉末が誘電体皮膜の欠陥部に入り込まない程度の粒径とすることが好ましい。

本発明においては、上記導電性固体を分散させる溶媒には、当該導電性固体の溶解度が極めて低いか、または当該導電性固体を溶解しない溶媒を用いることが好ましい。これにより導電性固体の大部分、好ましくはほとんどすべてが溶解していない分散体を得ることができる。導電性固体がポリピロールやポリチオフェンである場合、これらの導電性高分子はほとんどの溶媒に不溶であり、したがって、分散体形成のための溶媒には様々な種類の有機溶媒や無機溶媒を選択することが可能であるが、取り扱い性や導電性固体の分散性等を考慮すると、水であることが好ましい。また、水とその他の溶媒との混合溶媒であってもよい。

当該分散体の導電性固体の濃度は、特に限定されるものではないが、たとえば1〜50重量%である。導電性固体の濃度が1重量%未満である場合、十分な導電性固体層が形成されず、特性不良をもたらす虞があり、50重量%より高い場合にも、適切に導電性固体層が形成されず、耐電圧低下等の特性不良をもたらす虞がある。適切に導電性固体層が形成され、好ましいコンデンサ特性を発現させるためには、当該分散体の導電性固体の濃度は、3〜20重量%の範囲であることが特に好ましい。

ここで、導電性固体が導電性高分子である場合において、分散体を調製するには、溶媒に導電性高分子を分散させる方法、または分散体を構成する溶媒中で、導電性高分子の前駆体であるモノマーを重合して導電性高分子を合成し、導電性高分子を含む分散体を得る方法のいずれであってもよい。後者の場合、重合反応を行った後、未反応のモノマーや不純物等を除去する精製工程を設けることが好ましい。

当該分散体含浸工程において、上記巻回型のコンデンサ素子を、上記分散体に含浸させるが、含浸させる方法としては、特に限定されるものではなく、従来公知の方法が用いられる。なかでも、操作が比較的容易であることから、容器に収容された分散体にコンデンサ素子を浸漬させる方法が好ましく用いられる。浸漬時間は、コンデンサ素子のサイズにもよるが、たとえば数秒〜数時間、好ましくは1〜30分とすることができる。また、浸漬温度は、特に制限されないが、たとえば0〜80℃、好ましくは10〜40℃とすることができる。なお、当該分散体含浸工程は、含浸の促進、含浸時間の短縮を目的として、高減圧下、たとえば30〜100kPa、好ましくは80〜100kPaで行うことが好ましい。

さらに含浸を促進させるために、もしくは分散体の分散状態を均一に保つために、浸漬させながら、超音波処理を施してもよい。

<乾燥工程>
続く工程において、上記含浸によって、導電性固体および溶媒が付着したコンデンサ素子を乾燥し、当該溶媒を蒸発させて、誘電体皮膜の表面に導電性固体層を形成する。この際、誘電体皮膜の表面だけでなく、セパレータの表面および対向陰極箔の表面にも導電性固体層が形成されるのが通常である。このような上記分散体含浸工程および本工程を含む本発明の電解コンデンサの製造方法によれば、誘電体皮膜に損傷を与えることなく導電性固体層を形成することができる。また、導電性固体が誘電体皮膜上の欠陥部の中に入り込まないため、ショートしにくく、漏れ電流の小さい電解コンデンサを提供することが可能となる。このような本発明の電解コンデンサは、耐電圧性に優れる。

さらに、上記分散体含浸工程および本工程を含む本発明の電解コンデンサの製造方法によれば、従来必要であった重合反応後の洗浄工程を必要としないため、電解コンデンサの製造時間、製造工程数の低減が達成される。

本工程において、コンデンサ素子に付着した溶媒を乾燥させるが、乾燥方法としては、乾燥炉を用いた乾燥等の従来公知の乾燥手段を用いることができる。また乾燥温度は、たとえば80〜300℃とすることができる。溶媒が水である場合、沸点以上の温度である100〜200℃であることが好ましい。

上記分散体含浸工程および乾燥工程は、必要に応じて複数回繰り返されてもよい。これらの工程を複数回行うことにより、導電性固体層による誘電体皮膜の対向陰極箔側表面の被覆率、すなわち誘電体皮膜の対向陰極箔側表面のうち導電性固体層で被覆されている割合が増大し、固体容量出現率を高くすることができ、したがって長寿命の電解コンデンサを得ることができる。ここで、「固体容量出現率」とは、後述する電解液を含浸させる前の静電容量と、電解液を含浸させた後の静電容量との比、あるいは、電解液を含浸させた電解コンデンサ完成品から電解液を除去して測定した静電容量と、当該電解液を含浸させた電解コンデンサ完成品の静電容量との比を意味する。

上述のようにして形成された導電性固体層による誘電体皮膜の対向陰極箔側表面の被覆率は、たとえば5〜100%である。なお、当該被覆率は、上記固体容量出現率から推定される値である。すなわち、固体容量出現率は当該被覆率をそのまま反映した値とみなすことができるため、測定により得られた固体容量出現率の値を被覆率とするものである。本発明の電解コンデンサの製造方法によれば、当該被覆率を5〜100%の範囲に制御することができ、たとえば80〜100%程度の高い被覆率で導電性固体層を形成することも可能である。このような高い被覆率を有する導電性固体層を形成することにより、長寿命の電解コンデンサを提供することが可能となる。

ここで一般的には、固体容量出現率が高くなる、すなわち導電性固体層による被覆率が高くなると、誘電体皮膜の修復性が低下するが、本発明の電解コンデンサにおいては、導電性固体層を有するとともに電解液を含浸させているため、このような通常有する欠点も改善されている。

<電解液含浸工程>
続く工程において、上記導電性固体層が形成されたコンデンサ素子に電解液を含浸させる。これにより、誘電体皮膜上に形成された導電性固体層の隙間ならびに、セパレータおよび対向陰極箔の表面にも導電性固体層が形成されている場合には、これらの導電性固体層の隙間に電解液が含浸される。このように、導電性固体層を形成するだけでなく電解液を含浸させることにより、誘電体皮膜の修復性が向上し、漏れ電流をさらに低くすることができ、さらにはESRを低減することができる。すなわち、当該電解液は、上記導電性固体層が形成されていない誘電体皮膜表面を覆うことに加えて、誘電体皮膜上に存在する欠陥部の中に入り込むことができるため、このような欠陥部を修復することが可能となる。電解液が誘電体皮膜上に存在する欠陥部の中に入り込むことができるのは、導電性固体層が当該欠陥部内に形成されていないことに起因する。

ここで、電解液としては従来公知のものを採用することができるが、非水系溶媒と有機塩とを含むものであることが好ましい。ここで、有機塩とは、塩を構成する塩基、酸の少なくとも一方が有機物である塩を意味する。なかでも、高信頼性と低比抵抗とを兼ね備えていることから、非水系溶媒としては、γブチロラクトンもしくはスルホラン、またはこれらの混合物が好ましく、有機塩としては、有機アミン塩であることが好ましい。ここで、有機アミン塩とは、有機アミンと有機または無機酸との塩を意味する。有機アミン塩のなかでも有機アミンと有機酸との塩が好ましく用いられ、そのようなものとしては、たとえばボロジサリチル酸トリエチルアミン、フタル酸エチルジメチルアミン、フタル酸モノ1,2,3,4−テトラメチルイミダゾリニウム、フタル酸モノ1,3−ジメチル−2−エチルイミダゾリニウム、またはこれらの混合物などを挙げることができる。

非水系溶媒中の有機塩の濃度は、特に制限されるものではなく、通常採用されている濃度を適宜採用することができるが、たとえば5〜50重量%とすることができる。

当該電解液含浸工程において、上記導電体固体層が形成されたコンデンサ素子を、電解液に含浸させるが、含浸させる方法としては、特に限定されるものではなく、従来公知の方法が用いられる。なかでも、操作が比較的容易であることから、容器に収容された電解液にコンデンサ素子を浸漬させる方法が好ましく用いられる。浸漬時間は、コンデンサ素子のサイズにもよるが、たとえば1秒〜数時間、好ましくは1秒〜5分とすることができる。また、浸漬温度は、特に制限されないが、たとえば0〜80℃、好ましくは10〜40℃とすることができる。なお、当該分散体含浸工程は、含浸の促進、含浸時間の短縮を目的として、高減圧下、たとえば30〜100kPaで行うことが好ましい。

以上の工程を経た後、図2に示すように、導電性固体層が形成され、電解液が含浸されたコンデンサ素子7を有底筒状のアルミニウム製ケース8に収納し、その開口部にゴムパッキング9を装着するとともに絞り加工およびカーリング加工を施した後、定格電圧を印加しながら、たとえば約125℃で約1時間エージング処理を行うことにより、電解コンデンサが完成する。

ここで、本発明の電解コンデンサは、上述のように、誘電体皮膜表面に導電性固体層が形成されているとともに、たとえば誘電体皮膜上の欠陥部内や導電性固体層が形成されていない誘電体皮膜表面等の導電性固体層の隙間に電解液が含浸されてなるが、導電性固体層が導電性高分子から形成されている場合には、当該電解液には当該導電性高分子は実質的に溶解していない。なお、ここでいう「導電性高分子が溶解する」とは、導電性高分子自体の溶解を指すだけでなく、当該導電性高分子の解離物もしくは分解物の溶解、および当該導電性高分子が電解液中の成分と錯体を形成した場合における錯体としての溶解をも指すものである。

導電性高分子と電解液の組み合わせによっては、導電性高分子が電解液中に溶け込む可能性があるが、電解コンデンサの寿命等の観点からは、これは好ましくない。このような点からも、導電性高分子として、ほとんどの溶媒に不溶である上記したポリピロール、ポリチオフェンおよびこれらの誘導体を使用することが好ましい。

以下、実施例および比較例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

<実施例1>
誘電体皮膜形成のための化成電圧(V)が表1のとおりであり、完成寸法(アルミニウム製ケースに収納した状態での電解コンデンサの外形寸法)がφ6.3mm×H6.0mmとなるような、定格電圧10V−公称容量100μFのアルミニウム巻回型コンデンサ素子を、ポリエチレンジオキシチオフェンを8重量%含有する水分散体に25℃で10分間、89kPaの高真空下で浸漬し、当該分散体を誘電体皮膜に付着させた。浸漬させている間、超音波処理を行った(分散体含浸工程)。次に、コンデンサ素子を125℃の乾燥炉に入れ、30分保持することにより、水を蒸発させ、導電性固体層を形成した(乾燥工程)。当該分散体含浸工程および乾燥工程をトータル3回繰り返した。ついで、導電性固体層が形成された当該コンデンサ素子を、ボロジサリチル酸トリエチルアミンを18重量%含有するγブチロラクトン電解液に25℃で、10秒浸漬することにより、電解液を含浸させた(電解液含浸工程)。

ついで、アルミニウム製ケースに収納し、その開口部にゴムパッキングを装着するとともに絞り加工およびカーリング加工を施した後、表1に示される定格電圧の1.15倍の電圧を印加しながら、約125℃で約1時間エージング処理を行うことにより、電解コンデンサを作製した。

当該電解コンデンサについて、静電容量、ESR、tanδ(損失角の正接)および漏れ電流(LC)を測定した。その結果を表1に示す。なお、静電容量は、120Hzでの静電容量(μF)であり、ESRは、100kHzでのESR(mΩ)であり、LCは、表1に示される定格電圧を印加してから30秒後のLC(μA)である。

<実施例2〜12>
用いた巻回型コンデンサ素子の定格電圧および公称容量、完成寸法(φmm×Hmm)、化成電圧(V)、導電性高分子、電解液中に含まれる有機塩が表1に示されるとおりであること以外は、実施例1と同様の方法により電解コンデンサを作製した。水分散体中の導電性高分子の濃度(重量%)および電解液中の有機塩濃度(重量%)は、実施例1と同じである。これらの電解コンデンサについて、静電容量、ESR、tanδ(損失角の正接)および漏れ電流(LC)を測定した。その結果を表1に示す。なお、表1における有機塩A、B、C、Dは、それぞれボロジサリチル酸トリエチルアミン、フタル酸エチルジメチルアミン、フタル酸モノ1,2,3,4−テトラメチルイミダゾリニウム、フタル酸モノ1,3−ジメチル−2−エチルイミダゾリニウムを示す。

<比較例1〜3>
完成寸法(アルミニウム製ケースに収納した状態での電解コンデンサの外形寸法)が表1に示される値となるようなアルミニウム巻回型コンデンサ素子を、エチレンジオキシチオフェンを20重量%含有するエタノールの溶液に25℃で10秒間浸漬した後、酸化剤としてのパラトルエンスルホン酸鉄を50重量%含有するエタノールの溶液に25℃で2〜3分間浸漬し、酸化重合を行い、コンデンサ素子内にポリエチレンジオキシチオフェンからなる層を形成させた。ついで、水洗により不純物および酸化剤を除去した後、100℃で乾燥した。次に、ポリエチレンジオキシチオフェンの層が形成された当該コンデンサ素子を、ボロジサリチル酸トリエチルアミンを18重量%含有するγブチロラクトン電解液に25℃で、10秒浸漬することにより、電解液を含浸させた。

ついで、アルミニウム製ケースに収納し、その開口部にゴムパッキングを装着するとともに絞り加工およびカーリング加工を施した後、表1に示される定格電圧の1.15倍の電圧を印加しながら、約125℃で約1時間エージング処理を行うことにより、電解コンデンサを作製した。なお、誘電体皮膜形成のための化成電圧(V)および用いたコンデンサ素子の定格電圧、公称容量は、表1のとおりである。

これらの電解コンデンサについて、静電容量、ESR、tanδ(損失角の正接)および漏れ電流(LC)を測定した。その結果を表1に示す。

表1に示される結果より、次のことがいえる。まず、完成寸法と化成電圧が同じである実施例1と比較例1とを比較した場合、実施例1の電解コンデンサは、印加した電圧(定格電圧)が大きいにもかかわらず、漏れ電流(LC)が比較例1の電解コンデンサと比べて非常に小さい。これより、本発明の方法によれば、電解コンデンサのLCを大きく低減できることがわかる。LCが小さくなるのは、酸化皮膜の欠陥部に導電性高分子が入り込まず、代わりに電解液が侵入することにより酸化皮膜の修復作用が高いことに起因すると考えられる。したがって、本発明の電解コンデンサは、より高電圧の印加が可能となる。すなわち、本発明の電解コンデンサは、より高い定格電圧で使用することが可能である。これは、本発明の方法によれば製造工程における酸化皮膜の劣化がほとんどないことに起因すると考えられる。実施例4と比較例2との比較および実施例7と比較例3との比較でも同様のことがいえる。

また、完成寸法と定格電圧が同じである実施例6と比較例3とを比較した場合、実施例6の電解コンデンサの静電容量は、比較例3の電解コンデンサの静電容量のおよそ6倍である。このことから、本発明の方法によれば、電解コンデンサの静電容量を大きくすることが可能であることがわかる。このことは、導電性高分子または有機塩の種類が異なる実施例9〜12の電解コンデンサについてもいえる。このことは、定格電圧と静電容量が同程度である場合、本発明の方法によれば、電解コンデンサをより小型化することが可能であることを意味する。

<実施例13>
固体容量出現率の測定および電解液の効果の確認
完成寸法(アルミニウム製ケースに収納した状態での電解コンデンサの外形寸法)が表2に示される値となるようなアルミニウム巻回型コンデンサ素子2つをそれぞれ、ポリエチレンジオキシチオフェンを8重量%含有する水分散体に30℃で10分間、89kPaの高真空下で浸漬し、当該分散体を誘電体皮膜に付着させた。浸漬させている間、超音波処理を行った(分散体含浸工程)。次に、コンデンサ素子を125℃の乾燥炉に入れ、30分保持することにより、水を蒸発させ、導電性固体層を形成した(乾燥工程)。当該分散体含浸工程および乾燥工程をトータル3回繰り返した。ついで、得られた導電性固体層が形成された2つのコンデンサ素子の1つをアルミニウム製ケースに収納し、その開口部にゴムパッキングを装着するとともに絞り加工およびカーリング加工を施した後、表2に示される定格電圧の1.15倍の電圧を印加しながら、約125℃で約1時間エージング処理を行うことにより、電解コンデンサを作製した。この電解コンデンサについて静電容量、ESRおよび漏れ電流(LC)を測定した(これらをそれぞれ、静電容量1、ESR1およびLC1とする。)。その結果を表2に示す。なお、静電容量は、120Hzでの静電容量(μF)であり、ESRは、100kHzでのESR(mΩ)であり、LCは、表2に示される定格電圧を印加してから30秒後のLC(μA)である。

次に、上記得られた導電性固体層が形成された2つのコンデンサ素子の他方を、ボロジサリチル酸トリエチルアミンを18重量%含有するγブチロラクトン電解液に25℃で、10秒浸漬することにより、電解液を含浸させた。ついで、アルミニウム製ケースに収納し、その開口部にゴムパッキングを装着するとともに絞り加工およびカーリング加工を施した後、表2に示される定格電圧の1.15倍の電圧を印加しながら、約125℃で約1時間エージング処理を行うことにより、電解コンデンサを作製した。なお、誘電体皮膜形成のための化成電圧(V)および本実施例で用いたコンデンサ素子の定格電圧、公称容量は、表2のとおりである。

当該電解コンデンサについて、静電容量、ESRおよび漏れ電流(LC)を測定した(これらをそれぞれ、静電容量2、ESR2およびLC2とする。)。その結果を表2に示す。なお、静電容量は、120Hzでの静電容量(μF)であり、ESRは、100kHzでのESR(mΩ)であり、LCは、表2に示される定格電圧を印加してから30秒後のLC(μA)である。固体容量出現率は、静電容量1/静電容量2×100(%)より求めたものである。

表2からわかるように、本実施例で作製された電解コンデンサの固体容量出現率は、86.1〜99.3%と高く、したがって、導電性固体層による誘電体皮膜表面の被覆率も非常に高いものとなっていることがわかる。また、固体容量出現率が高いことから、導電性高分子であるポリエチレンジオキシチオフェンの粒子が陽極箔のエッチングの細孔の中まで侵入していることがわかる。さらに、電解液を含浸させることによって、ESRおよび漏れ電流(LC)を小さくできることがわかる。

なお、以上の実施例、比較例における静電容量(μF)、tanδ、ESR(mΩ)およびLC(μA)は、それぞれ以下のようにして測定を行った。
(1)静電容量、tanδおよびESR:Agilent社製LCRメータ 4263Bを用いて測定を行った。
(2)LC:HEWLETT PACKARD社製マルチメータ 3488AおよびHEWLETT PACKARD社製スイッチ/コントロールユニット 34401Aを用いて測定を行った。

今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明において好ましく用いられる巻回型コンデンサ素子の一例を概略的に示す分解斜視図である。 本発明の電解コンデンサの一例を示す断面図である。

符号の説明

1 陽極箔、2 対向陰極箔、3 セパレータ、4 巻き止めテープ、51,52 リード線、61,62 リードタブ、7 コンデンサ素子、8 アルミニウム製ケース、9 ゴムパッキング。

Claims (7)

  1. 誘電体皮膜が形成された陽極箔と対向陰極箔とがセパレータを介して巻回されてなるコンデンサ素子に、導電性固体の粒子または粉末と溶媒とを含む分散体を含浸させる分散体含浸工程と、
    前記分散体含浸工程の後、前記溶媒を蒸発させて、前記誘電体皮膜の表面に導電性固体層を形成する乾燥工程と、
    前記導電性固体層の隙間に、電解液を含浸させる電解液含浸工程と、を含むことを特徴とする電解コンデンサの製造方法。
  2. 前記乾燥工程において、前記誘電体皮膜の表面とともに、前記セパレータおよび前記対向陰極箔の表面に導電性固体層を形成することを特徴とする請求項1に記載の電解コンデンサの製造方法。
  3. 前記導電性固体層を構成する導電性固体は、導電性高分子を含み、
    前記溶媒は、水を含み、
    前記電解液は、非水系溶媒と有機塩とを含むことを特徴とする請求項1または2に記載の電解コンデンサの製造方法。
  4. 前記導電性高分子は、ポリピロール、ポリチオフェンおよび/またはそれらの誘導体を含み、
    前記非水系溶媒は、γブチロラクトンおよび/またはスルホランを含み、
    前記有機塩は、有機アミン塩を含むことを特徴とする請求項3に記載の電解コンデンサの製造方法。
  5. 前記導電性高分子は、ポリエチレンジオキシチオフェンであることを特徴とする請求項3または4に記載の電解コンデンサの製造方法。
  6. 前記電解液には、前記導電性高分子が実質的に溶解していないことを特徴とする請求項3〜5のいずれかに記載の電解コンデンサの製造方法。
  7. 請求項1〜6のいずれかの方法により製造された電解コンデンサ。
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