JP2009021491A - Aluminum electrolytic capacitor - Google Patents

Aluminum electrolytic capacitor Download PDF

Info

Publication number
JP2009021491A
JP2009021491A JP2007184346A JP2007184346A JP2009021491A JP 2009021491 A JP2009021491 A JP 2009021491A JP 2007184346 A JP2007184346 A JP 2007184346A JP 2007184346 A JP2007184346 A JP 2007184346A JP 2009021491 A JP2009021491 A JP 2009021491A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
capacitor
width
separator
foil
electrolytic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2007184346A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Matsuo
隆司 松尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lincstech Circuit Co Ltd
Original Assignee
Hitachi AIC Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi AIC Inc filed Critical Hitachi AIC Inc
Priority to JP2007184346A priority Critical patent/JP2009021491A/en
Publication of JP2009021491A publication Critical patent/JP2009021491A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/13Energy storage using capacitors

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the following problems: the voidage of electrolytic paper decreases, a density increases as a whole, thereby the ESR of a capacitor tends to increase and the liquid retentivity of electrolyte tends to decline since an impregnated substance is deposited to the fiber surface of the electrolytic paper in a method of impregnating the entire surface of the electrolytic paper with the substance in order to improve electrode short-circuit defects while aluminum foil is used as an anode and a cathode, is wound around through a separator to be a capacitor element and is housed in a case with a sealing plate together with the electrolyte for an aluminum electrolytic capacitor conventionally, and to reduce short-circuit defects by the disconnection burrs of a foil end face occupying a large part of the short-circuit defects while keeping the excellent liquid retentivity of the electrolyte while suppressing the increase of the ESR of the capacitor. <P>SOLUTION: The aluminum electrolytic capacitor is characterized in that a separator is the electrolytic paper whose density is larger at both end parts of the width near both width end parts of anode foil than at the center part of the width. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、アルミニウム電解コンデンサに関するものである。特に、セパレータに特徴のあるアルミニウム電解コンデンサに関するものである。   The present invention relates to an aluminum electrolytic capacitor. In particular, the present invention relates to an aluminum electrolytic capacitor characterized by a separator.

従来、アルミニウム電解コンデンサは、アルミニウム箔を陽極と陰極とし、セパレータを介して巻回してコンデンサ素子として、電解液とともに封口板付きケースに収納していた。このコンデンサ素子から電極を引き出すために陽極と陰極に、アルミニウム箔からなる引き出しリードタブの片端を接続し、また、引き出しリードタブもう一方の片端には、封口板に設けた外部端子と接続していた。
アルミニウム電解コンデンサは、セパレータとして一般的に電解紙を使用しているが、電解紙中に電解液を含浸させているために、コンデンサとしESR(等価特列抵抗)が増加しやすい。そのため、セパレータとしては密度を低くすることは考えられるが、そうすると、ショートしやすくなりやすい。特許文献1には、このショート不良を改善するために、澱粉、植物性ガム、半合成高分子などを電解紙全面に含浸して電解紙の引っ張り強度を向上させる方法が記載されている。
特開平8−273984号公報
Conventionally, an aluminum electrolytic capacitor has an aluminum foil as an anode and a cathode, wound around a separator, and stored as a capacitor element in a case with a sealing plate together with an electrolytic solution. In order to extract the electrode from the capacitor element, one end of a lead lead tab made of aluminum foil was connected to the anode and the cathode, and the other end of the lead lead tab was connected to an external terminal provided on the sealing plate.
Aluminum electrolytic capacitors generally use electrolytic paper as a separator. However, since electrolytic paper is impregnated with electrolytic solution, ESR (equivalent special resistance) tends to increase as a capacitor. For this reason, it is conceivable to reduce the density of the separator. Patent Document 1 describes a method for improving the tensile strength of electrolytic paper by impregnating the entire surface of electrolytic paper with starch, vegetable gum, semi-synthetic polymer, or the like in order to improve this short circuit defect.
JP-A-8-273984

解決しようとする問題点は、ショート不良を改善するために、電解紙全面に物質を含浸する方法では、電解紙の繊維表面に含浸物質が沈着することになるので、電解紙の空隙率が減少し、密度全体的が増加するため、コンデンサのESRが増加しやすいし、電解液の保液性も低下しやすいし、また、巻回したコンデンサ素子の電解液の含浸も困難になりやすい。
そのため、コンデンサのESRの増加を抑えつつ、電解液の保液性も良好に保ちながら、ショート不良の多くを占める箔端面の切断バリによるショート不良の軽減を課題とする。
また、合わせて、巻回したコンデンサ素子の電解液の含浸性も改善する。
The problem to be solved is that in the method of impregnating the entire surface of the electrolytic paper with the substance to improve the short-circuit defect, the impregnated substance is deposited on the fiber surface of the electrolytic paper, so the porosity of the electrolytic paper is reduced. In addition, since the overall density increases, the ESR of the capacitor tends to increase, the liquid retention of the electrolytic solution tends to decrease, and the impregnation of the wound capacitor element with the electrolytic solution tends to be difficult.
For this reason, it is an object to reduce short-circuit defects due to cutting burrs on the foil end surface, which occupies most of the short-circuit defects, while suppressing an increase in ESR of the capacitor and maintaining good liquid retentivity.
In addition, the impregnation property of the wound capacitor element with the electrolytic solution is also improved.

本発明は、陽極箔と、陰極箔とを、セパレータを介して巻回するアルミニウム電解コンデンサにおいて、セパレータが、その幅の両端部の、陽極箔の幅端部付近とかさなる両部分で、その幅の中央部よりも密度の大きな部分を有する電解紙であることを特徴とするアルミニウム電解コンデンサを提供することである。
また、陽極箔と、陰極箔とを、セパレータを介して巻回するアルミニウム電解コンデンサにおいて、セパレータが、その幅の両端部の、陽極箔の幅端部付近とかさなる両部分で、その幅の中央部よりも密度の大きな含浸部分を有する電解紙であることを特徴とするアルミニウム電解コンデンサを提供することである。
また、セパレータが、上記の幅方向に密度差のある電解紙と、それと同じかそれより低い、均一密度の電解紙とで重ねたものであることを特徴とするアルミニウム電解コンデンサを提供することである。
また、上記の幅方向に密度差のある電解紙が、密な繊維層と粗な繊維層の複層紙であることを特徴とする上記アルミニウム電解コンデンサを提供することである。
The present invention relates to an aluminum electrolytic capacitor in which an anode foil and a cathode foil are wound via a separator. The separator has both widths at both end portions of the width and the vicinity of the width end portion of the anode foil. The aluminum electrolytic capacitor is characterized in that it is an electrolytic paper having a portion having a density higher than that of the central portion.
Further, in the aluminum electrolytic capacitor in which the anode foil and the cathode foil are wound through the separator, the separator is at the center of the width at both end portions of the width and the portion near the width end portion of the anode foil. It is an electrolytic paper having an impregnated portion having a density higher than that of the portion.
Further, by providing an aluminum electrolytic capacitor characterized in that the separator is a stack of electrolytic paper having a density difference in the width direction and electrolytic paper having a uniform density equal to or lower than that of the electrolytic paper. is there.
It is another object of the present invention to provide the aluminum electrolytic capacitor, wherein the electrolytic paper having a density difference in the width direction is a multilayer paper having a dense fiber layer and a coarse fiber layer.

本発明のセパレータは、その密度が、幅の中央部に対して、陽極箔の両幅端の付近部とかさなる部分で大きいため、ショート不良の多くを占める箔端面の切断バリによるショート不良を軽減することができる。また、セパレータの、幅の中央部の密度を低く抑えることができるので、コンデンサのESRの増加を抑えつつ、電解液の保液性も良好に保つことができる。保液性の確保は、ドライアップによる容量減少を抑えることができる。
また、部分的に厚さの厚い部分ができるわけではないので、全体的にはセパレータを薄くもまたは密度を低くもでき、セパレータを薄くした場合は、コンデンサの容量増加または小型化が、セパレータの密度を低くした場合は、ESRの低減や高リプル電流化を得ることができる。
また、本発明の電解紙とそれより低密度の電解紙とで重ねたものをセパレータとすることにより、巻回したコンデンサ素子の端面より、低密度の電解紙を通して、電解液の含浸がしやすくなる。
また、本発明の電解紙が、相対的に高密度な密な繊維層と相対的に低密度な粗な繊維層の複層紙であると、セパレータの両幅部を有機物で含浸しても、複層紙の繊維が粗な層の部分は目詰まりしにくいので、繊維が粗な層部分を通して、巻回したコンデンサ素子の端面より電解液の含浸がしやすくなる。
Since the density of the separator of the present invention is larger in the portion where the anode foil overlaps with the vicinity of both width ends of the anode foil than the central portion of the width, the short-circuit defect due to the cutting burr on the foil end surface that occupies most of the short-circuit defects is reduced. can do. Moreover, since the density of the center part of the width of the separator can be kept low, the liquid retainability of the electrolyte can be kept good while suppressing the increase in ESR of the capacitor. Ensuring liquid retention can suppress a decrease in capacity due to dry-up.
In addition, since a thick part is not partially formed, the separator can be thinned or reduced in density as a whole. When the separator is thinned, the capacity of the capacitor is increased or the size is reduced. When the density is lowered, ESR can be reduced and a ripple current can be increased.
In addition, by making the separator of the electrolytic paper of the present invention and the lower density electrolytic paper into a separator, it is easy to impregnate the electrolytic solution through the low density electrolytic paper from the end face of the wound capacitor element. Become.
Further, when the electrolytic paper of the present invention is a double-layer paper having a dense fiber layer having a relatively high density and a coarse fiber layer having a relatively low density, both width portions of the separator may be impregnated with an organic substance. Since the portion of the multilayer paper with the coarse fiber layer is not easily clogged, the electrolytic solution is more easily impregnated through the rough fiber portion than the end face of the wound capacitor element.

本発明に述べる陽極箔は、アルミニウム電解コンデンサに使用される一般的な陽極箔で、厚さ50μmから150μm程度のアルミニウム箔等を、酸水溶液中、その表面をエッチング処理し、直径が0.1μmから2μm程度のエッチングピットを設けた後、ホウ酸アンモニウム等の水溶液中で、定格電圧の1.5倍程度の電圧を印加して化成し、コンデンサとしての耐圧性の陽極酸化皮膜を形成する。化成後、引き出しリードタブを取り付け、陽極箔としたものである。   The anode foil described in the present invention is a general anode foil used for an aluminum electrolytic capacitor. The surface of an aluminum foil having a thickness of about 50 μm to 150 μm is etched in an acid aqueous solution to have a diameter of 0.1 μm. Then, an etching pit of about 2 μm is provided and then formed by applying a voltage of about 1.5 times the rated voltage in an aqueous solution of ammonium borate or the like to form a pressure-resistant anodic oxide film as a capacitor. After the formation, a lead lead tab is attached to form an anode foil.

本発明に述べる陰極箔は、アルミニウム電解コンデンサ使用される一般的な陰極箔で、厚さ20μmから100μm程度のアルミニウム箔等をそのまま、または酸水溶液中に浸漬し、その表面をエッチング処理し、引き出しリードタブを取り付け、陰極箔としたものである。   The cathode foil described in the present invention is a general cathode foil used for an aluminum electrolytic capacitor. An aluminum foil having a thickness of about 20 μm to 100 μm is immersed in an acid aqueous solution as it is, and its surface is etched and drawn. A lead tab is attached to form a cathode foil.

本発明に述べるセパレータは、陽極箔と、陰極箔とを物理的にわけると共に、電解液を保持する役目をする多孔質シートで、マニラ紙、クラフト紙などの従来から使用されてきた電解紙を主材料としたものである。大きさはコンデンサの大きさにより選定されるが、おおよそ幅は、陽陰極箔幅より広く、1cmから30cm程度で、長さは数cmから数mほどのもの、厚さは数μmから数10μmほどのものである。セパレータは、一枚でも2枚以上でも重ねて巻いてもかまわなし、一枚が相対的に繊維が密な高密度な層と、相対的に繊維が粗な低密度な層の複層紙であってもかまわない。   The separator described in the present invention is a porous sheet that physically separates the anode foil and the cathode foil and holds the electrolytic solution. The separator is an electrolytic paper that has been conventionally used such as manila paper and kraft paper. The main material. The size is selected depending on the size of the capacitor, but the width is wider than the positive electrode foil width, about 1 cm to 30 cm, the length is about several cm to several m, and the thickness is several μm to several tens μm. It is about. The separator may be rolled up by one or more sheets, and one sheet is a multi-layer paper with a high density layer with relatively dense fibers and a low density layer with relatively coarse fibers. It does not matter.

本発明に述べる電解紙は、その幅方向に対し密度が変化し、大まかには高密度−低密度−高密度の3分割で、中央部で密度が小さいことである。特に、巻回後、陽極箔の両幅端部と重なる部分が高密度になるようにする。本技術は全ての電解紙繊維種およびに幅寸法に応用可能であり、両幅端側と中央側の密度差と密度の境界領域は定格電圧および製品寸法による変化する。たとえば、幅両端から5%から20%の領域で密度が大きくし、密度値は、0.6から0.95の層を高密度層とし、0.6未満の層を低密度層とする。   The electrolytic paper described in the present invention has a density that changes in the width direction, and is roughly divided into a high density, a low density, and a high density, and the density is small at the center. In particular, after winding, a portion overlapping with both width end portions of the anode foil is made dense. The present technology can be applied to all types of electrolytic paper fibers and width dimensions, and the density difference and density boundary region between the width end side and the center side vary depending on the rated voltage and the product size. For example, the density is increased in a region of 5% to 20% from both ends of the width, and a layer having a density value of 0.6 to 0.95 is a high density layer, and a layer having a density value less than 0.6 is a low density layer.

高密度にする方法としては、有機物または無機物を溶剤に溶解または分散したものを必要な場所に含浸する方法がとられる。
含浸する有機物とし一種または混合して用いられ、天然系では、アラビアガム、トラガンガム、グーアガム、カラヤガム、ローカストビーンガム、アラビノガラクトン、ペクチン、クインスシードデンプン等の植物性高分子、アルギン酸、カラギーナン、寒天等の海藻系高分子、ゼラチン、カゼイン、アルブミン、コラーゲン等の動物系高分子、キサンテンガム、デキストラン等の微生物系高分子、
半合成系では、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロースカルボキシアルキルヒドロキシアルキルセルロース、ヒドロキシアルキルセルロース、ヒドロキシアルキルメチルセルロース、および部分セルロースエステル等の繊維素系高分子、デンプングリコール酸ナトリウム、デンプンリン酸エステルナトリウム等のデンプン系高分子、アルギン酸ナトリウム、アルギン酸プロピレングルコールエステル等の海藻系高分子、
純合成系では、ポリビニルアルコールおよびそのコポリマー、ポリビニルピロリドンおよびそのコポリマー、ポリビニルピリジウムハライド、ポリビニルメチルエーテル等のビニル系高分子、
アクリル酸、メタクリル酸、C1〜C6の低級アルキルアクリレートエステル、C1〜C6の低級アルキルメタクリレートエステル、スチレン、ジアルキルアミノアクリレート、およびジアルキルアミノメタクリレートなどのアクリル系ポリマーまたはメタクリル系ポリ、スチレンアクリル樹脂等のアクリル系樹脂、スチレンマレイン酸樹脂、ビニルナフタレンアクリル樹脂、ビニルナフタレンマレイン酸樹脂、四級アンモニウムやアミノ基等のカチオン性官能基の塩を側鎖に有する高分子化合物、セラック等の天然高分子化合物等が挙げられる。
無機物としては、コロイダルシリカ、コロイダル炭酸カルシウム、コロイダルアルミナなどの分散液を含浸する。
As a method for increasing the density, a method in which an organic or inorganic substance dissolved or dispersed in a solvent is impregnated in a required place is used.
It is used as an organic substance to be impregnated, or it is used alone or in combination. Seaweed polymers such as gelatin, casein, albumin, collagen and other animal polymers, xanthene gum, dextran and other microbial polymers,
Semi-synthetic systems include methyl cellulose, ethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, carboxymethyl cellulose, carboxyalkyl hydroxyalkyl cellulose, hydroxyalkyl cellulose, hydroxyalkyl methyl cellulose, and partial cellulose esters such as cellulose starch glycolate, starch Starch polymers such as sodium phosphate ester, seaweed polymers such as sodium alginate, propylene glycol alginate,
In the pure synthetic system, polyvinyl polymers such as polyvinyl alcohol and copolymers thereof, polyvinyl pyrrolidone and copolymers thereof, polyvinyl pyridium halide, polyvinyl methyl ether,
Acrylic polymer such as acrylic acid, methacrylic acid, C1-C6 lower alkyl acrylate ester, C1-C6 lower alkyl methacrylate ester, styrene, dialkylamino acrylate, and dialkylamino methacrylate, or acrylic such as methacrylic poly, styrene acrylic resin Resin, styrene maleic acid resin, vinyl naphthalene acrylic resin, vinyl naphthalene maleic acid resin, polymer compound having a salt of a cationic functional group such as quaternary ammonium or amino group in its side chain, natural polymer compound such as shellac, etc. Is mentioned.
As an inorganic substance, a dispersion liquid such as colloidal silica, colloidal calcium carbonate, colloidal alumina is impregnated.

有機物に無機物を充填剤成分として使用するならば、シリカ、各種シリケート、ゼオライト、焼成カオリン、けいそう土、硫黄バリウム、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウムなどのような一般的な無機顔料を混合する。   If inorganic substances are used as filler components in organic substances, general inorganic pigments such as silica, various silicates, zeolites, calcined kaolin, diatomaceous earth, barium sulfur, aluminum hydroxide, calcium carbonate and the like are mixed.

溶媒としては、水、単独もしくは分散を容易にするために水溶性有機溶剤を併用してもよい。水溶性有機溶剤としては、エタノール、メタノール、ノルマルプロパノール、イソプロパノール等の低級アルコール類;エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、グリセリン、低分子量のポリエチレングリコール、ヘキシレングリコール等の多価アルコール類;エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル等の多価アルコールアルキルエーテル類、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル等の多価アルコールアリールエーテル類;N−メチル−2−ピロリドン、1,3−ジメチルイミダゾリジノン、ε−カプロラクタム、γ−ブチロラクトン等の含窒素複素環化合物;ホルムアミド、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド等のアミド類;モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン等のアミン類、ジメチルスルホキシド、スルホラン等の含硫黄化合物類、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート等が使用できる。   As a solvent, water or a water-soluble organic solvent may be used in combination for easy dispersion. Examples of water-soluble organic solvents include lower alcohols such as ethanol, methanol, normal propanol, and isopropanol; ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, glycerin, low molecular weight polyethylene Polyhydric alcohols such as glycol and hexylene glycol; ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, tetraethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monoethyl ether, Tetraethylene glycol Polymethyl alcohol alkyl ethers such as nomethyl ether and propylene glycol monoethyl ether; polyhydric alcohol aryl ethers such as ethylene glycol monophenyl ether and ethylene glycol monobenzyl ether; N-methyl-2-pyrrolidone, 1,3- Nitrogen-containing heterocyclic compounds such as dimethylimidazolidinone, ε-caprolactam, γ-butyrolactone; amides such as formamide, N-methylformamide, N, N-dimethylformamide; monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, monoethylamine Further, amines such as diethylamine and triethylamine, sulfur-containing compounds such as dimethyl sulfoxide and sulfolane, propylene carbonate, ethylene carbonate and the like can be used.

含浸する方法は、各コンデンサ用に切り分けする前の原反の場合には、ロールコーター印刷が、各コンデンサ用に切り分けした後の電解紙の場合には、ヘッドから電解紙に溶液を吐出するインクジェット印刷が好ましい。電解紙表面、または内部の余分な含浸液は、表面であればエアーナイフで、内部であればブロアで取り除くことが好ましい。含浸は片面からのほか両面から行ってもかまわない。
また、印刷後、電解紙への含浸が不十分で電解紙の表面にとどまっている場合には、フッ素系の表面コートした一対のローラ等で必要に応じて加熱しながら電解紙内に押し込んでもかまわない。
For impregnation, roll coater printing is used in the case of the raw material before cutting for each capacitor, and in the case of electrolytic paper after cutting for each capacitor, the ink jet is used to discharge the solution from the head to the electrolytic paper. Printing is preferred. The excess impregnating solution on the surface of the electrolytic paper or inside is preferably removed with an air knife if it is on the surface, or with a blower if it is inside. Impregnation may be carried out from one side or from both sides.
In addition, after the printing, if the electrolytic paper is not sufficiently impregnated and remains on the surface of the electrolytic paper, it may be pushed into the electrolytic paper while being heated as necessary with a pair of fluorine-based surface-coated rollers. It doesn't matter.

本発明に述べるアルミニウム電解コンデンサは、通常のアルミニウム電解コンデンサと同様に、陰陽極箔を適当な幅に裁断した後、引き出しリードタブを接続し、紙などのセパレータと共に捲回されたコンデンサ素子を、上面が開口したアルミニウム等の金属材からなり、外観的に円筒状や楕円筒状に形成されているケース内に収容し、封口板で封口したものである。また、引き出しリードタブのもう一方の片端には、封口板に設けた外部端子と接続していた。ケースには絶縁性チューブを被覆する場合もある。   The aluminum electrolytic capacitor described in the present invention is similar to a normal aluminum electrolytic capacitor. After the negative anode foil is cut to an appropriate width, a lead lead tab is connected, and a capacitor element wound together with a separator such as paper is placed on the upper surface. Is made of a metal material such as aluminum having an opening, and is housed in a case formed in a cylindrical shape or an elliptical cylindrical shape and sealed with a sealing plate. The other end of the lead lead tab is connected to an external terminal provided on the sealing plate. The case may be covered with an insulating tube.

以下、本発明を図面に示す実施の形態に基づいて説明する。
図1は、本発明に係るアルミニウム電解コンデンサのコンデンサ素子の構成を示していて、捲回途中の状態を模式的に示している。
コンデンサ素子は、陽極箔1と陰極箔2を適当な幅に裁断した後、引き出しリードタブ3を接続し、陽極箔1と陰極箔2の幅よりも広い幅のセパレータ4と共に捲回される。 高密度の含浸部分5は、ドットで表示した部分で、必ずしもセパレータ4の幅の端部までなければならない訳ではないが、少なくとも、巻回後、陽極箔の両幅端部とかさなる周辺部分が高密度になるようにする。セパレータ4の幅の端部にはないほうが、固形物を混入して密度を向上させる場合、セパレータ4を必要な幅で裁断する場合にこの固形物が裁断機等を汚すことないので好ましい。
Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the drawings.
FIG. 1 shows a configuration of a capacitor element of an aluminum electrolytic capacitor according to the present invention, and schematically shows a state during winding.
The capacitor element is wound together with a separator 4 having a width wider than that of the anode foil 1 and the cathode foil 2 after cutting the anode foil 1 and the cathode foil 2 to an appropriate width, connecting the lead lead tab 3. The high-density impregnated portion 5 is a portion indicated by dots and does not necessarily have to reach the end portion of the width of the separator 4, but at least the peripheral portion that overlaps the both width end portions of the anode foil after winding. Make it dense. When the separator 4 is not at the end of the width of the separator 4 to improve the density by mixing solids, the solids do not contaminate the cutting machine or the like when the separator 4 is cut with a necessary width.

図2は、本発明に係るアルミニウム電解コンデンサの、コンデンサ素子に巻き込んだ陽極箔、セパレータ、そして陰極箔の積層部分の端面図を模式的に示している。含浸部分5は、図1と同様にドットで表示した部分で、セパレータ4の幅の端部で、少なくとも、巻回後、陽極箔1の両幅端部と重なる周辺部分が高密度になるようにする。
図2(a)は、セパレータ1が1枚の場合を示している。
図2(b)は、セパレータが2枚組で、1枚が図2(a)と同じ幅方向に密度差のある電解紙6で、もう1枚がそれと同じかそれより低密度の幅方向に密度差のない電解紙7を重ねて使用することを示している。
図2(c)は、セパレータが1枚で、繊維が密な層8と繊維が粗な層9からなる複層紙を示している。含浸部分5は、同時に含浸しても、繊維が密な層8の部分では、繊維が粗な層9の部分より含浸物がより多く被着しやすくそれだけ密度が上昇しやすい。逆に繊維が粗な層9の部分では、繊維が密な層8の部分より含浸物がその分被着しにくいので、そのため密度が上昇しにくい。このことにより、巻回したコンデンサ素子は、この繊維が粗な層9の端面より容易に電解液が侵入することができる。
なお、図2では、陽極箔1が右側、陰極箔2が左側となっているが特に限定しているわけではなく、逆でもかまわない。
FIG. 2 schematically shows an end view of the laminated portion of the anode foil, the separator, and the cathode foil wound around the capacitor element of the aluminum electrolytic capacitor according to the present invention. The impregnated portion 5 is a portion indicated by dots in the same manner as in FIG. 1, so that at least the peripheral portion that overlaps both width end portions of the anode foil 1 after winding is high density at the end portion of the width of the separator 4. To.
FIG. 2A shows the case where the number of separators 1 is one.
FIG. 2B is a set of two separators, one sheet of electrolytic paper 6 having a density difference in the same width direction as in FIG. 2A, and the other sheet having the same or lower density in the width direction. It is shown that the electrolytic paper 7 having no density difference is used in an overlapping manner.
FIG. 2C shows a multi-layer paper having a single separator, a dense fiber layer 8 and a coarse fiber layer 9. Even if the impregnated portion 5 is impregnated at the same time, in the portion of the layer 8 where the fibers are dense, the impregnated material is more easily deposited than in the portion of the layer 9 where the fibers are coarser, and the density is easily increased accordingly. On the contrary, in the portion of the layer 9 where the fibers are rough, the impregnated material is less likely to adhere than the portion of the layer 8 where the fibers are dense, so that the density is hardly increased. As a result, in the wound capacitor element, the electrolyte can easily enter from the end face of the layer 9 where the fibers are rough.
In FIG. 2, the anode foil 1 is on the right side and the cathode foil 2 is on the left side, but there is no particular limitation, and the reverse is also possible.

以下、本発明を実施例に基づいて説明する。なお、実施例は、定格400V、5600μFの電解コンデンサを製造する場合について説明する。先ず、陽極箔は厚さ100μmのアルミニウム箔を処理して製造する。すなわち、このアルミニウム箔を直流エッチング法によって0.7μF/cmになるように粗面化する。粗面化後、純水中でボイルする。ボイル後、ホウ酸の化成液中において、600Vの化成電圧をかけて化成し、化成膜を形成する。化成処理後、安定化するために、リン酸処理をし、ついで温度550℃で焼成処理をする。焼成処理後、幅120mm、長さ8000mmの大きさに切断して、陽極箔とする。
また、陽極用リードタブには化成処理をしない厚さ150μm、幅10mm、長さ160mmのアルミニウム箔を用いる。そしてこの陽極用リードタブの、100mmの長さの部分を陽極箔に2000mmおきに4枚、コールドウェルにより接続する。
陰極箔は、厚さ60μmのアルミニウム箔を塩酸と硫酸の混合酸からなる水溶液中に浸漬し、その表面を電解エッチング処理し、平均直径0.8μmのエッチングピットを設け、200μF/cmになるように粗面化し、その後、リン酸処理をする。リン酸処理後、幅120mm、長さ8300mmの大きさに切断する。
陰極用リードタブは、アルミニウム箔を長さ150μm、幅1000mmに圧延し、次いで焼なまし、500mmの幅に切断した後、さらに幅10mmの大きさに切断して製造する。そしてこの陰極用リードタブを陰極箔に2000mm間隔で4枚をコールドウェルにより接続する。
電解紙としては厚さ60μm、幅130mm、のクラフト紙を用いる。
両幅端部の高密度化する方法は、電解紙の両端付近に設置した大きさが15mm×15mmのマルチノズルで吐出させるインクジェット印刷で行った。印刷場所は電解紙の両幅余白1mmの各10mm幅で、ポリビニルアルコールを20%エタノール水溶液に溶解した濃度20%の含浸液を、電解紙を垂直に立てた部分で両面から行った。
そして、通風乾燥後、この電解紙を介して陽極箔と陰極箔とを積層して巻回し、コンデンサ素子を形成した。その後、有機酸系の電解液を含浸した。
電解液を含浸後、コンデンサ素子から引き出した陽極用リードタブ及び陰極用リードタブを、各々封口板に貫通して設けた陽極端子及び陰極端子に接続した。接続後、予じめ硬化前の固定剤を底の方に充填したケースにコンデンサ素子を収納した。収納後、固定剤を硬化するとともに、封口板をケースの端に取り付けて、ケースを密閉した。なお、封口板には防爆弁が取り付けられている。ケースを密閉後、温度85℃の雰囲気中に放置して425Vの電圧を加えてエージング処理した。エージング処理後、ケースに絶縁性のチューブを被覆した。
Hereinafter, the present invention will be described based on examples. In addition, an Example demonstrates the case where an electrolytic capacitor of rating 400V and 5600 micro F is manufactured. First, the anode foil is manufactured by processing an aluminum foil having a thickness of 100 μm. That is, this aluminum foil is roughened by a direct current etching method so as to be 0.7 μF / cm 2 . After roughening, boil in pure water. After boiling, in a boric acid chemical liquid, a chemical film is formed by applying a chemical voltage of 600 V to form a chemical film. After the chemical conversion treatment, phosphoric acid treatment is performed for stabilization, followed by baking at a temperature of 550 ° C. After the baking treatment, it is cut into a size having a width of 120 mm and a length of 8000 mm to obtain an anode foil.
Further, an aluminum foil having a thickness of 150 μm, a width of 10 mm, and a length of 160 mm that is not subjected to chemical conversion treatment is used for the anode lead tab. Then, four 100 mm long portions of the anode lead tab are connected to the anode foil every 2000 mm by a cold well.
As the cathode foil, an aluminum foil having a thickness of 60 μm is immersed in an aqueous solution made of a mixed acid of hydrochloric acid and sulfuric acid, and the surface thereof is subjected to electrolytic etching treatment, thereby providing etching pits having an average diameter of 0.8 μm, and becomes 200 μF / cm 2 . Then, the surface is roughened, followed by phosphoric acid treatment. After the phosphoric acid treatment, it is cut into a size of 120 mm wide and 8300 mm long.
The cathode lead tab is manufactured by rolling an aluminum foil to a length of 150 μm and a width of 1000 mm, followed by annealing, cutting to a width of 500 mm, and further cutting to a size of 10 mm. Four cathode lead tabs are connected to the cathode foil at intervals of 2000 mm by a cold well.
As electrolytic paper, kraft paper having a thickness of 60 μm and a width of 130 mm is used.
The method for increasing the density of both width end portions was performed by ink jet printing in which the size was set near both ends of the electrolytic paper and ejected by a multi-nozzle having a size of 15 mm × 15 mm. The printing place was 10 mm width of both width margins of 1 mm of the electrolytic paper, and an impregnating solution having a concentration of 20% in which polyvinyl alcohol was dissolved in a 20% aqueous ethanol solution was applied from both sides at the portion where the electrolytic paper was vertically set.
And after ventilation drying, the anode foil and the cathode foil were laminated | stacked and wound through this electrolytic paper, and the capacitor | condenser element was formed. Thereafter, an organic acid electrolyte was impregnated.
After impregnating the electrolytic solution, the anode lead tab and the cathode lead tab drawn out from the capacitor element were respectively connected to the anode terminal and the cathode terminal provided through the sealing plate. After the connection, the capacitor element was housed in a case filled with a fixing agent before curing in advance. After storage, the fixing agent was cured and a sealing plate was attached to the end of the case to seal the case. An explosion-proof valve is attached to the sealing plate. After the case was sealed, it was left in an atmosphere at a temperature of 85 ° C. and a voltage of 425 V was applied for aging treatment. After the aging treatment, the case was covered with an insulating tube.

このときの電解紙の密度は、両幅端部で0.75、それ以外の、中央部の領域の密度が0.5であった。全域の密度が0.75、0.5の電解紙を使用した以外同様に製作したコンデンサとともに下記の方法で測定し、結果を表1に示す。
〔測定方法〕
エージング中の不良率は、各コンデンサ試料50個について、定格電圧の約120%まで徐々に昇圧していき、エージングを行う。この時のエージングショート、防爆弁の作動、液漏れ、封口部の膨れ等の外観異常を含めたコンデンサの個数を各50個で除してショート不良率とした。電解コンデンサのESR(等価直列抵抗)は、20℃、120Hzの周波数でLCRメータによって測定した。電解コンデンサの静電容量は、20℃、120Hzの周波数でLCRメータによって測定した。コンデンサの漏れ電流は、コンデンサの定格直流電圧を負荷して、5分後電流値を測定した。
The density of the electrolytic paper at this time was 0.75 at both width end portions, and the density of the other region at the center portion was 0.5. Measurement was performed by the following method together with a capacitor manufactured in the same manner except that electrolytic paper having a density of 0.75 and 0.5 in the entire area was used, and the results are shown in Table 1.
〔Measuring method〕
The defect rate during aging is gradually increased to about 120% of the rated voltage for each capacitor sample, and aging is performed. At this time, the number of capacitors including appearance abnormalities such as aging short, explosion-proof valve operation, liquid leakage, and swelling of the sealing portion was divided by 50 to obtain a short-circuit defect rate. The ESR (equivalent series resistance) of the electrolytic capacitor was measured with an LCR meter at a temperature of 20 ° C. and a frequency of 120 Hz. The capacitance of the electrolytic capacitor was measured with an LCR meter at 20 ° C. and a frequency of 120 Hz. As for the leakage current of the capacitor, the rated DC voltage of the capacitor was loaded and the current value was measured after 5 minutes.

Figure 2009021491
実施例1と比較して、比較例1は、含浸速度が遅く、ESRが下がらなかった。比較例2は、エージング時のショート不良が多発した。
Figure 2009021491
Compared with Example 1, Comparative Example 1 had a lower impregnation rate and the ESR did not decrease. In Comparative Example 2, short defects occurred frequently during aging.

陽極箔と、陰極箔とを、セパレータを介して巻回するアルミニウム電解コンデンサのほかに、同様な構造の電気二重層コンデンサにも応用できる。また、陽極箔と、陰極箔とを、セパレータを介して積層するアルミニウム電解コンデンサや電気二重層コンデンサにも応用できる。この場合、陽極箔の四辺部分に応用できる。   In addition to an aluminum electrolytic capacitor in which an anode foil and a cathode foil are wound through a separator, the present invention can be applied to an electric double layer capacitor having a similar structure. Further, the present invention can also be applied to an aluminum electrolytic capacitor or an electric double layer capacitor in which an anode foil and a cathode foil are laminated via a separator. In this case, it can be applied to the four sides of the anode foil.

本発明に係るアルミニウム電解コンデンサのコンデンサ素子の構成を示していて、捲回途中の状態を模式的に示している。The structure of the capacitor | condenser element of the aluminum electrolytic capacitor which concerns on this invention is shown, and the state in the middle of winding is shown typically. 本発明に係るアルミニウム電解コンデンサの、コンデンサ素子に巻き込ませた陽極箔、セパレータ、そして陰極箔の積層部分の端面図を模式的に示している。1 schematically shows an end view of a laminated portion of an anode foil, a separator, and a cathode foil wound around a capacitor element of an aluminum electrolytic capacitor according to the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…陽極箔、2…陰極箔、3…引き出しリードタブ、4…セパレータ、5…含浸部分(ドット表示部分)、6…幅方向に密度差のある電解紙、7…幅方向に密度差がない電解紙、8…繊維が密な層、9…繊維が粗な層9。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Anode foil, 2 ... Cathode foil, 3 ... Lead lead tab, 4 ... Separator, 5 ... Impregnation part (dot display part), 6 ... Electrolytic paper with a density difference in the width direction, 7 ... No density difference in the width direction Electrolytic paper, 8... Fiber dense layer, 9... Fiber coarse layer 9.

Claims (4)

陽極箔と、陰極箔とを、セパレータを介して巻回するアルミニウム電解コンデンサにおいて、セパレータが、その幅の両端部の、陽極箔の幅端部付近とかさなる両部分で、その幅の中央部よりも密度の大きな部分を有する電解紙であることを特徴とするアルミニウム電解コンデンサ。   In an aluminum electrolytic capacitor in which an anode foil and a cathode foil are wound with a separator interposed therebetween, the separator is located at both ends of the width of the aluminum electrolytic capacitor, both in the vicinity of the width end of the anode foil and from the center of the width. An aluminum electrolytic capacitor characterized by being an electrolytic paper having a portion having a high density. 陽極箔と、陰極箔とを、セパレータを介して巻回するアルミニウム電解コンデンサにおいて、セパレータが、その幅の両端部の、陽極箔の幅端部付近とかさなる両部分で、その幅の中央部よりも密度の大きな含浸部分を有する電解紙であることを特徴とするアルミニウム電解コンデンサ。   In an aluminum electrolytic capacitor in which an anode foil and a cathode foil are wound with a separator interposed therebetween, the separator is located at both ends of the width of the aluminum electrolytic capacitor, both in the vicinity of the width end of the anode foil and from the center of the width. An aluminum electrolytic capacitor characterized by being an electrolytic paper having an impregnated portion having a high density. セパレータが、請求項1または2の電解紙と、それと同じかそれより低い、均一密度の電解紙とで重ねたものであることを特徴とするアルミニウム電解コンデンサ。 An aluminum electrolytic capacitor, wherein the separator is a laminate of the electrolytic paper according to claim 1 and the electrolytic paper having a uniform density equal to or lower than the electrolytic paper. セパレータが、密な繊維層と粗な繊維層の複層紙であることを特徴とする請求項1または2のアルミニウム電解コンデンサ。 The aluminum electrolytic capacitor according to claim 1 or 2, wherein the separator is a multilayer paper having a dense fiber layer and a coarse fiber layer.
JP2007184346A 2007-07-13 2007-07-13 Aluminum electrolytic capacitor Pending JP2009021491A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007184346A JP2009021491A (en) 2007-07-13 2007-07-13 Aluminum electrolytic capacitor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007184346A JP2009021491A (en) 2007-07-13 2007-07-13 Aluminum electrolytic capacitor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2009021491A true JP2009021491A (en) 2009-01-29

Family

ID=40360854

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007184346A Pending JP2009021491A (en) 2007-07-13 2007-07-13 Aluminum electrolytic capacitor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2009021491A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015162471A (en) * 2014-02-26 2015-09-07 エルナー株式会社 aluminum electrolytic capacitor
JPWO2015146120A1 (en) * 2014-03-28 2017-04-13 パナソニックIpマネジメント株式会社 Electric storage device and manufacturing method thereof
CN107408463A (en) * 2015-03-30 2017-11-28 日本贵弥功株式会社 Capacitor and its manufacture method
CN112700966A (en) * 2020-12-18 2021-04-23 肇庆市华胜电子有限公司 130 ℃ high-temperature ox horn type safety aluminum electrolytic capacitor and preparation method thereof

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015162471A (en) * 2014-02-26 2015-09-07 エルナー株式会社 aluminum electrolytic capacitor
JPWO2015146120A1 (en) * 2014-03-28 2017-04-13 パナソニックIpマネジメント株式会社 Electric storage device and manufacturing method thereof
CN107408463A (en) * 2015-03-30 2017-11-28 日本贵弥功株式会社 Capacitor and its manufacture method
EP3279910A4 (en) * 2015-03-30 2018-12-12 Nippon Chemi-Con Corporation Capacitor and production method therefor
CN112700966A (en) * 2020-12-18 2021-04-23 肇庆市华胜电子有限公司 130 ℃ high-temperature ox horn type safety aluminum electrolytic capacitor and preparation method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6893311B2 (en) Electrolytic capacitor
JP4916416B2 (en) Electrolytic capacitor manufacturing method and electrolytic capacitor
JP6735448B2 (en) Method of manufacturing electrolytic capacitor
JP2022169767A (en) Electricity storage device
JP2008066502A (en) Electrolytic capacitor
KR20080085756A (en) Anode for use in electrolytic capacitors
CN108538591A (en) A kind of heat safe conducting high polymers object electrolytic capacitor and preparation method thereof
JP2009021491A (en) Aluminum electrolytic capacitor
CN105826076A (en) Novel solid-state capacitor and production method of the same
CN111627708A (en) Conductive high-molecular polymer electrolytic capacitor and preparation method thereof
JP4379156B2 (en) Aluminum electrolytic capacitor
EP3817020A1 (en) Electrode body, electrolytic capacitor provided with electrode body, and method for producing electrode body
JP6578505B2 (en) Electrolytic capacitor
US20090231783A1 (en) Method of manufacturing metal foil for electrolytic capacitor and electrolytic capacitor
WO2016002176A1 (en) Method for producing electrolytic capacitor
JP2009064959A (en) Aluminum electrolytic capacitor
JP4654637B2 (en) Manufacturing method of aluminum electrolytic capacitor
JP6496909B2 (en) Electrolytic capacitor manufacturing method
JP2002373832A (en) Manufacturing method for solid electrolytic capacitor
JP2009064958A (en) Aluminum electrolytic capacitor
JP6475425B2 (en) Electrolytic capacitor
JP4412882B2 (en) Polymer electrolyte composite for driving electrolytic capacitor, electrolytic capacitor using the same, and manufacturing method thereof
WO2023008558A1 (en) Electrode foil for electrolytic capacitor, electrolytic capacitor, and method for manufacturing electrode foil for electrolytic capacitor
WO2024071327A1 (en) Electrode foil for electrolytic capacitor, electrolytic capacitor, and production method for electrode foil for electrolytic capacitor
GB2056774A (en) Bipolar electrolytic capacitor

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20091117