JP2009212349A - Aluminum electrolytic capacitor - Google Patents

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Ayako Kawamura
綾子 川村
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Lincstech Circuit Co Ltd
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Hitachi AIC Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a highly reliable aluminum electrolytic capacitor preventing a winding start terminal of an anode foil from breaking through a separator and contacting a cathode foil, even if the winding start terminal is broken and damaged without causing the deterioration in productivity or barrier to miniaturization or without sacrificing the characteristics of an ESR or the lifetime. <P>SOLUTION: The aluminum electrolytic capacitor has a structure in which the anode foil and the cathode foil are wound via the separator, wherein a sheet piece is inserted between the anode foil and the cathode foil within a range before and after the winding start terminal in a direction of winding the anode foil. Further, provided is the aluminum electrolytic capacitor in which the sheet piece is partially or totally fixed or adheres on the separator. <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、巻回構造の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 having a winding structure.

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た後、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、たとえば陽極と陰極とに、アルミニウム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。
陽極箔に設ける誘電体皮膜は酸化アルミニウムであるが、中高圧用途では、まず水和処理にて水酸化アルミニウム皮膜を形成した後に、酸溶液での通電や熱処理にて、酸化アルミニウムすなわち誘電体皮膜に転化させている。この転化にて膜体積が収縮することから、陽極箔に歪を生じ、シワや蛇行となる場合がある。
巻回時では、まずセパレータと陰極箔が巻取られ、陽極箔は先端を巻取り中のセパレータと陰極箔に差込むことで摩擦にて巻込まれていく。しかし、陽極箔にシワや蛇行が生じていた場合、正常に巻込まれず、巻回開始端部が折れて破損する場合がある。この場合、破損した陽極箔片が巻取りテンションにてセパレータを突き破って陰極箔と接触し、信頼性を低下させる原因となる。
これを防止する方法として、巻取り速度を遅くすることで陽極箔の巻回開始端部の折れを回避することができるが、しかし、同時に生産効率が低下するという問題が生じる。また、セパレータを厚肉にする、または高密度とすることで、陽極箔が折れた場合でもセパレータを突き破ることを防げるが、しかし、厚肉とした場合は収納効率低減により製品の小型化を阻害し、また、高密度とした場合はESR(等価直列抵抗、以下「ESR」という。)増加および電解液保持量の減少にて寿命特性を悪化させることになる。
Conventionally, an aluminum electrolytic capacitor has an aluminum foil as an anode and a cathode, wound around a separator to form a capacitor element, and then accommodated in a case with a sealing plate together with the electrolyte. In order to pull out the electrode from the capacitor element, for example, one end of a lead lead tab made of aluminum is connected to the anode and the cathode, and the other end of the lead lead tab is connected to an external terminal provided on the sealing plate. It was.
The dielectric film provided on the anode foil is aluminum oxide. However, in medium- and high-pressure applications, an aluminum hydroxide film is first formed by hydration, and then aluminum oxide, that is, a dielectric film, is applied by current application or heat treatment with an acid solution. It has been converted to. Since the film volume shrinks due to this conversion, the anode foil may be distorted, resulting in wrinkles and meandering.
At the time of winding, first, the separator and the cathode foil are wound up, and the anode foil is wound by friction by inserting the tip into the winding separator and the cathode foil. However, when wrinkles or meanders are generated on the anode foil, the winding may not be normally performed, and the winding start end may be broken and damaged. In this case, the damaged anode foil piece breaks through the separator with the winding tension and comes into contact with the cathode foil, which causes a decrease in reliability.
As a method for preventing this, it is possible to avoid folding of the winding start end of the anode foil by slowing the winding speed, but at the same time, there arises a problem that the production efficiency is lowered. In addition, by making the separator thicker or denser, it is possible to prevent the separator from breaking through even when the anode foil breaks. However, if the separator is thicker, it reduces the storage efficiency and hinders downsizing of the product. In addition, when the density is increased, the life characteristics are deteriorated due to an increase in ESR (equivalent series resistance, hereinafter referred to as “ESR”) and a decrease in the amount of electrolyte retained.

これを回避するために、特許文献1には、陽極箔の巻回開始端部に対して、バーナーによる加熱や電極箔への通電、または電磁波による誘導加熱等を行った後、自然冷却して軟化させる、いわゆる焼鈍処理をすることにより、陽極箔の巻回開始端部の破損自体を防止することが記載されている。
特開平6−168848号公報
In order to avoid this, Patent Document 1 discloses that the winding start end of the anode foil is heated by a burner, energized to the electrode foil, induction heating by electromagnetic waves, or the like, and then naturally cooled. It is described that the so-called annealing treatment for softening prevents damage to the winding start end of the anode foil itself.
JP-A-6-168848

しかしながら、特許文献1記載の方法では、エッチングの形状も酸化皮膜の厚さも変化するわけではなく、陽極箔中の金属部分の軟化処理だけなので、必ずしも十分ではなかった。また、軟化させる設備を巻回機内に設置する必要があり、加熱後の急な冷却はできないため、製造タクトを縮めることが難しいという問題があった。   However, in the method described in Patent Document 1, neither the etching shape nor the thickness of the oxide film is changed, and only the softening treatment of the metal portion in the anode foil is not necessarily sufficient. Moreover, since it is necessary to install the softening equipment in the winding machine, and rapid cooling after heating is not possible, there is a problem that it is difficult to reduce the manufacturing tact.

陽極箔の巻回開始端部で折れが生じることは多くない。しかし、折れが生じた場合には信頼性を低下させる場合がある。ところが、これを防止しようとすると、前述の通り、生産効率の低下や、小型化への障壁を生じ、もしくはESRや寿命の特性が犠牲になるという問題があった。   Folding does not often occur at the winding start end of the anode foil. However, when a fold occurs, reliability may be reduced. However, in order to prevent this, as described above, there has been a problem that the production efficiency is lowered, a barrier to miniaturization occurs, or the characteristics of ESR and life are sacrificed.

本発明は、生産効率の低下や、小型化への障壁を生じることなく、もしくはESRや寿命の特性を犠牲にすることなく、万が一、陽極箔の巻回開始端部が折れて破損した場合でも、セパレータを突き破り陰極箔と接触するのを回避して、信頼性の高いアルミニウム電解コンデンサを提供することを目的とする。   Even if the winding start end of the anode foil is broken and broken without causing a decrease in production efficiency, a barrier to downsizing, or sacrificing characteristics of ESR and life, An object of the present invention is to provide a highly reliable aluminum electrolytic capacitor by avoiding breakage of the separator and contact with the cathode foil.

本発明は、陽極箔と、陰極箔とをセパレータを介して巻回したアルミニウム電解コンデンサにおいて、前記陽極箔の巻回方向の、巻回開始端部の前後の範囲で、前記陽極箔と前記陰極箔との間にシート片を挿入したことを特徴とするアルミニウム電解コンデンサである。
また、シート片はセパレータに一部または全部が固着または粘着していることを特徴とする上記のアルミニウム電解コンデンサである。
The present invention provides an aluminum electrolytic capacitor in which an anode foil and a cathode foil are wound via a separator, and the anode foil and the cathode are within the range before and after the winding start end in the winding direction of the anode foil. The aluminum electrolytic capacitor is characterized in that a sheet piece is inserted between the foil.
Further, in the aluminum electrolytic capacitor described above, the sheet piece is partly or entirely fixed or adhered to the separator.

本発明によれば、シート片を、陽極箔の、巻回開始端部の前後の範囲で、前記陽極箔と前記陰極箔との間に挿入したことにより、陽極箔にシワや蛇行があり、巻回開始端部が折れて破損したとしても、セパレータを突き破って陰極箔と接触するのを回避して、信頼性の高いアルミニウム電解コンデンサを提供することができる。
According to the present invention, the sheet piece is inserted between the anode foil and the cathode foil in the range before and after the winding start end of the anode foil, so that the anode foil has wrinkles and meanders, Even if the winding start end portion is broken and broken, it is possible to avoid the breakage of the separator and contact with the cathode foil, thereby providing a highly reliable aluminum electrolytic capacitor.

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、たとえば、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、定格電圧に応じた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. For example, an aluminum foil having a thickness of about 50 μm to 150 μm is etched in an acid aqueous solution and the surface thereof has a diameter of 0. After providing etching pits of about 1 μm to 2 μm, a voltage corresponding to the rated voltage is applied in an aqueous solution such as ammonium borate 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に使用される一般的な陰極箔で、たとえば、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. For example, an aluminum foil having a thickness of about 20 μm to 100 μm is immersed in an acid aqueous solution as it is, and the surface thereof is etched. Then, a lead 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、ヘンプ紙、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が、プラスチック多孔質シートでもよく、特に限定なく使用できる。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、数mmから30cm程度で、長さは数cmから数mほどのもの、トータル厚さは数μmから数100μmほどのものである。
このセパレータはまた、密度の均一なものや、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体や、高密度紙と低密度紙の複枚を重ねたものなど特に限定なく使用できる。
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, and has been conventionally used for manila paper, hemp paper, kraft paper, and the like. Electrolytic paper is the main material, but a plastic porous sheet may be used without particular limitation. The size is selected according to the size of the capacitor, but the width is wider than the width of the positive and negative electrode foils, about several to 30 cm, the length is about several centimeters to several meters, and the total thickness is from several micrometers. It is about several 100 μm.
This separator also has a uniform density, a high-density layer with relatively dense fibers and a low-density layer with relatively coarse fibers, or a combination of high-density paper and low-density paper. It can be used without any particular limitation, such as a stack of sheets.

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で、たとえば、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巻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は、封口板に設けた外部端子と接続した。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 the same as a normal aluminum electrolytic capacitor. For example, after the negative anode foil is cut to an appropriate width, a lead lead tab is connected, and a capacitor element wound with a separator such as paper is used. The upper surface is made of a metal material such as aluminum and is housed in a case that is externally formed in a cylindrical shape or an elliptical cylindrical shape and sealed with a sealing plate. The other end of the lead lead tab was connected to an external terminal provided on the sealing plate. The case may be covered with an insulating tube.

本発明に述べるシート片は、巻回開始部分の、陽極箔と陰極箔とを物理的にわけるのを補強する役目をするシートで、貫通孔を有するものでも貫通孔を有しないものでもよい。たとえば、プラスチックシート、紙などからなる。コンデンサの容量減少回避の点からは貫通孔を有するものが好ましく、陽極箔と陰極箔間のショート回避の点からは裂けにくい貫通孔を有しないものが好ましい。不織布、繊維なども使用できる。
プラスチックシートとして具体的には、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルアルコールなど特に限定なく使用できるが、シートに裂け易い方向がないものが好ましい。プラスチックシートに裂け易い方向がある場合には、裂け易い方向を巻回方向にするのが好ましい。紙として具体的には、アルミニウム電解コンデンサのセパレータに使われるものが特に限定なく使用できる。好ましくは、密度が0.4〜1g/cm3程度あるクラフト高密度紙が使用できる。
シート片を設ける場所は、陽極箔の巻回方向の、巻回開始端部の前後の範囲で、陰極箔との間にシート片を挿入する。陽極箔の巻回開始端部の巻回内側と巻回外側に陰極箔は平行してある場合には、その両方にシート片を挿入するのが好ましい。平行するこの陽極箔と陰極箔との間にはセパレータがあるので、陽極箔、シート片、セパレータ、そして陰極箔の順でも、陽極箔、セパレータ、シート片、そして陰極箔の順でも、また陽極箔、シート片、セパレータ、シート片、そして陰極箔の順でもよい。
シート片の厚さは、5μmから50μm、好ましくは10μmから50μm程度である。5μmより薄いと取り扱いがしづらく、また陽極箔と陰極箔間のショート回避の点から好ましくない。60μmよりも厚いと取り扱いが容易であるが、シート強度が上がるため巻回に難がある。シート片の大きさは、陽極箔の幅より大きく、セパレータの幅程度で、また陽極箔の両幅端より出るように設けるのが好ましい。シート片の長さは、陽極箔の、巻回開始端部から前後5mm以上を覆う長さが望ましい。
また、セパレータとは一部または全部が固着または粘着するのがハンドリングの点で好ましい場合がある。シート片自体が融着性や自着性をもっていない場合には、粘着材や接着材をセパレータとの間に設けてもよい。冷間圧接でもよい。そうすることにより、コンデンサの巻回がスムズーに行うことができるし、またシート片の固定ずれを防止することができる。
粘着材としては、ポリビニルアルコールなど特に限定なく使用できる。
接着材としては、でんぷん系など特に限定なく使用できる。
自着性のシートとしては、ウレタン樹脂にアクリル樹脂やブタジエン系合成樹脂を添加したものなど特に限定なく使用できる。
シート片の挿入の仕方としては、たとえば、2枚のシート片を陽極箔の巻回開始端部を両面から覆うように挿入する。もしくは1枚のシート片を2枚に折り、陽極箔の巻回開始端部を挟むように挿入することもできる。また、必要に応じて挿入するシート片の枚数を増やすこともできる。
The sheet piece described in the present invention is a sheet that serves to reinforce the physical separation of the anode foil and the cathode foil at the winding start portion, and may have a through hole or no through hole. For example, it is made of a plastic sheet or paper. From the viewpoint of avoiding a reduction in the capacity of the capacitor, those having through holes are preferable, and from the viewpoint of avoiding a short between the anode foil and the cathode foil, those having no through holes that are difficult to tear are preferable. Nonwoven fabrics and fibers can also be used.
Specifically, polyester, polyolefin, polyimide, polyamide, polyvinyl alcohol, and the like can be used as the plastic sheet without any limitation, but those that do not easily tear in the sheet are preferable. When there is a direction in which the plastic sheet is easily torn, it is preferable that the direction to be easily torn is the winding direction. Specifically, paper used for separators of aluminum electrolytic capacitors can be used without any particular limitation. Preferably, kraft high density paper having a density of about 0.4 to 1 g / cm 3 can be used.
The place where the sheet piece is provided is the range before and after the winding start end in the winding direction of the anode foil, and the sheet piece is inserted between the cathode foil. When the cathode foil is parallel to the winding inner side and the winding outer side of the winding start end portion of the anode foil, it is preferable to insert sheet pieces into both of them. Since there is a separator between the anode foil and the cathode foil in parallel, the anode foil, the sheet piece, the separator, and the cathode foil, the anode foil, the separator, the sheet piece, and the cathode foil, and the anode The order may be foil, sheet piece, separator, sheet piece, and cathode foil.
The thickness of the sheet piece is about 5 μm to 50 μm, preferably about 10 μm to 50 μm. If it is thinner than 5 μm, it is difficult to handle, and it is not preferable from the viewpoint of avoiding a short circuit between the anode foil and the cathode foil. If it is thicker than 60 μm, it is easy to handle, but the sheet strength is increased, which makes winding difficult. The size of the sheet piece is preferably set so as to be larger than the width of the anode foil, about the width of the separator, and protrude from both width ends of the anode foil. The length of the sheet piece is preferably a length that covers at least 5 mm before and after the winding start end of the anode foil.
Moreover, it may be preferable in terms of handling that a part or all of the separator is fixed or adhered. In the case where the sheet piece itself does not have fusibility or self-adhesion, an adhesive material or an adhesive material may be provided between the separator. Cold welding may be used. By doing so, winding of the capacitor can be performed smoothly, and fixing deviation of the sheet piece can be prevented.
As an adhesive material, polyvinyl alcohol etc. can be used without particular limitation.
The adhesive can be used without any particular limitation, such as starch.
The self-adhesive sheet can be used without particular limitation, such as a urethane resin added with an acrylic resin or a butadiene-based synthetic resin.
As a method of inserting the sheet pieces, for example, two sheet pieces are inserted so as to cover the winding start end of the anode foil from both sides. Alternatively, one sheet piece can be folded into two and inserted so as to sandwich the winding start end of the anode foil. Further, the number of sheet pieces to be inserted can be increased as necessary.

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。   Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the drawings.

図1は、本発明に係るアルミニウム電解コンデンサの陽極箔と陰極箔とをセパレータを介して巻回し初めた状態を模式的に示している。図1(a)は、2枚のシート片を挿入した場合を、図1(b)は、1枚のシート片を折って挿入した場合を示している。
1は巻き芯、2は陽極箔、3は陰極箔、4はセパレータ、5はシート片を示している。
図1(a)においては、巻き芯1は、円柱を軸方向に縦に半分に割った断面が半円形の形をしていて、2枚のセパレータ4と陰極箔3の巻回開始端部をはさみこんで軸方法に回転し、途中で陽極箔2を挿入して巻回されている。シート片5は、2枚のシートとなっており、その1枚が陽極箔2の巻回開始端部の、巻方向の前後の範囲で、陽極箔2と、陽極箔2より巻回内側の陰極箔3との間に挿入され、もう1枚が陽極箔2と、陽極箔2より巻回外側の陰極箔3との間とに挿入された構成になっている。
図1(b)においては、シート片5は、1枚のシートが折り曲げられて、陽極箔2の巻回開始端部をはさむように設けられ、折り曲げられた一方の側が、巻方向の前後の範囲で、陽極箔2と、陽極箔2より巻回内側の陰極箔3との間に挿入され、もう一方の側が、陽極箔2と、陽極箔2より巻回外側の陰極箔3との間とに挿入された構成になっており、これ以外は図1(a)と同様な構成になっている。
FIG. 1 schematically shows a state in which an anode foil and a cathode foil of an aluminum electrolytic capacitor according to the present invention have begun to be wound via a separator. FIG. 1A shows a case where two sheet pieces are inserted, and FIG. 1B shows a case where one sheet piece is folded and inserted.
1 is a winding core, 2 is an anode foil, 3 is a cathode foil, 4 is a separator, and 5 is a sheet piece.
In FIG. 1A, the winding core 1 has a semicircular cross section obtained by dividing a cylinder vertically in the axial direction, and the winding start end of two separators 4 and a cathode foil 3 Is rotated by a shaft method, and the anode foil 2 is inserted and wound on the way. The sheet piece 5 is composed of two sheets, one of which is in the range before and after the winding start end of the anode foil 2 in the winding direction, the anode foil 2 and the inner side of the winding from the anode foil 2. It is inserted between the cathode foil 3, and the other is inserted between the anode foil 2 and the cathode foil 3 wound outside the anode foil 2.
In FIG.1 (b), the sheet piece 5 is provided so that one sheet | seat may be bent and the winding start end part of the anode foil 2 may be pinched | interposed, and the one side bent may be the front and back of a winding direction. In the range, it is inserted between the anode foil 2 and the cathode foil 3 wound inside from the anode foil 2, and the other side is between the anode foil 2 and the cathode foil 3 wound outside from the anode foil 2. The other configurations are the same as those in FIG. 1A.

図2は、本発明に係るアルミニウム電解コンデンサの陽極箔と陰極箔とをセパレータを介して巻回しながら1枚のシート片を折り曲げて挿入する方法を模式的に示している。
まず、図2(a)に示すように、巻き芯1に2枚のセパレータ4の巻回開始端部をはさみこみ、一対の陰極箔送りローラ6により、陰極箔3を2枚のセパレータ4の間にはさみこんで軸方向に回転する。一方、陽極箔2は、巻回巻き込み部分から挿入できるように待機していて、陽極箔2の巻回開始端部の先にはその挿入方向とは直角方向に1枚のシート片5を配置する。
次に、図2(b)に示すように、一対の陽極箔送りローラ7により、陽極箔2の巻回巻き込み部分から挿入を始める。このとき中央の陽極箔2の巻回開始端部と両端部に設けた一対のガイドローラ8により、シート片5は中央から折り曲げられ、陽極箔2の巻回開始端部をはさむように陽極箔2とともに挿入し始める。その結果、シート片5は、1枚のシートが折り曲げられて、陽極箔2の巻回開始端部をはさむ形となり、折り曲げられた一方の側が、巻方向の前後の範囲で、陽極箔2と、陽極箔2より巻回内側の陰極箔3との間に挿入され、もう一方の側が、陽極箔2と、陽極箔2より巻回外側の陰極箔3との間に挿入される。
FIG. 2 schematically shows a method of bending and inserting one sheet piece while winding the anode foil and cathode foil of the aluminum electrolytic capacitor according to the present invention through a separator.
First, as shown in FIG. 2A, the winding start end of two separators 4 is sandwiched between the cores 1, and the cathode foil 3 is placed between the two separators 4 by a pair of cathode foil feed rollers 6. Rotate in the axial direction with a pinch. On the other hand, the anode foil 2 is waiting so that it can be inserted from the winding portion, and one sheet piece 5 is arranged at the end of the winding start end of the anode foil 2 in a direction perpendicular to the insertion direction. To do.
Next, as shown in FIG. 2 (b), the insertion is started from the winding portion of the anode foil 2 by the pair of anode foil feed rollers 7. At this time, the sheet piece 5 is bent from the center by a pair of guide rollers 8 provided at the winding start end and both ends of the center anode foil 2, and the anode foil 2 is sandwiched between the winding start ends of the anode foil 2. Begin inserting with 2. As a result, the sheet piece 5 has a shape in which one sheet is bent to sandwich the winding start end portion of the anode foil 2, and the bent one side is in the range before and after the winding direction. The other side of the anode foil 2 is inserted between the anode foil 2 and the cathode foil 3 wound outside of the anode foil 2.

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。   Hereinafter, the present invention will be described based on examples. In addition, an Example demonstrates the case where an electrolytic capacitor with a rating of 400V and 5600 micro F is manufactured.

(実施例1)
まず、陽極箔はアルミニウム箔をエッチング処理、化成処理を施して製造する。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、幅120mmの適切な長さに切断して、陽極箔とする。また、陽極用リードタブには化成処理をした幅10mm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にコールドウェルドにより接続する。
陰極箔は、アルミニウム箔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する。幅127mmの適切な長さに切断する。陰極用リードタブは、幅10mmの大きさに切断し、陰極箔にコールドウェルドにより接続する。
セパレータとしては、幅130mmのクラフト紙を用いた。
シート片としては、幅130mm、長さ30mm、厚さ50μmのクラフト紙を使用した。
巻回は、断面が半円形の径が10mmの巻き芯を使用し、まず陰極箔と2枚の上記セパレータをはさみこんで巻回始め、途中で陽極箔とそれを両面から覆うように2枚のシート片を挿入して巻回し、コンデンサ素子を形成した。このとき、シート片は、陽極箔の巻回開始端部の前後の範囲で、陽極箔と陰極箔との間に挿入した構成になっていた。
その後、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の電圧を印加し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。
Example 1
First, the anode foil is manufactured by subjecting an aluminum foil to etching treatment and chemical conversion treatment. 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, it is cut into an appropriate length having a width of 120 mm to obtain an anode foil. In addition, an aluminum foil having a width of 10 mm subjected to chemical conversion treatment is used for the lead tab for the anode. The anode lead tab is connected by cold weld.
The cathode foil is obtained by subjecting an aluminum foil to electrolytic etching treatment, providing etching pits having an average diameter of 0.8 μm, and roughening the surface to 200 μF / cm 2 . Cut to an appropriate length of 127 mm wide. The cathode lead tab is cut into a width of 10 mm and connected to the cathode foil by cold welding.
As the separator, kraft paper having a width of 130 mm was used.
As the sheet piece, kraft paper having a width of 130 mm, a length of 30 mm, and a thickness of 50 μm was used.
For winding, use a winding core with a semicircular cross-section of 10 mm in diameter. First, sandwich the cathode foil and the two separators above, and start winding. The sheet piece was inserted and wound to form a capacitor element. At this time, the sheet piece was configured to be inserted between the anode foil and the cathode foil in a range before and after the winding start end of the anode foil.
Then, the electrolyte solution 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 the bottom. 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.

(実施例2)
シート片を、電解紙にでんぷん系接着剤で固定した以外は実施例1と同様に製作した。
(比較例1)
シート片を挿入しない以外は実施例1と同様に製作した。
(比較例2)
セパレータを実施例1より10μm厚くし、シート片を挿入しない以外は実施例1と同様に製作した。
実施例1、2を比較例1、2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(信頼性)は、各コンデンサ試料50個について、定格電圧の約106%まで徐々に昇圧していき、エージングを行い、このときのエージングショート、圧力弁の作動、液漏れ、封口部の膨れなどの外観異常を含めた。また、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。
(Example 2)
A sheet piece was produced in the same manner as in Example 1 except that it was fixed to electrolytic paper with a starch adhesive.
(Comparative Example 1)
It was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the sheet piece was not inserted.
(Comparative Example 2)
The separator was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the separator was 10 μm thicker than that in Example 1 and no sheet piece was inserted.
Examples 1 and 2 were measured by the following method together with Comparative Examples 1 and 2, and the results are shown in Table 1.
〔Measuring method〕
The defect rate (reliability) during aging is gradually increased to about 106% of the rated voltage for each capacitor sample, and aging is performed. At this time, aging short, pressure valve operation, liquid leakage, Appearance abnormalities such as a swollen seal were included. The ESR (equivalent series resistance) of the electrolytic capacitor was measured with an LCR meter at a frequency of 20 ° C. and 120 Hz.

Figure 2009212349
Figure 2009212349

表1の結果より、従来仕様である比較例1に対し、実施例1、2は、従来の対策仕様である比較例2に比べ、エージング時の不良率(信頼性)を改善しながら、低ESRを図ることができる。
From the results of Table 1, compared to Comparative Example 1 which is a conventional specification, Examples 1 and 2 are low in comparison with Comparative Example 2 which is a conventional countermeasure specification while improving the defect rate (reliability) during aging. ESR can be achieved.

本発明に係るアルミニウム電解コンデンサの陽極箔と陰極箔とをセパレータを介して巻回し初めた状態を模式的に示している。The state which started winding the anode foil and cathode foil of the aluminum electrolytic capacitor which concerns on this invention through the separator is shown typically. 本発明に係るアルミニウム電解コンデンサの陽極箔と陰極箔とをセパレータを介して巻回しながら1枚のシート片を折り曲げて挿入する方法を模式的に示している。1 schematically shows a method of bending and inserting one sheet piece while winding an anode foil and a cathode foil of an aluminum electrolytic capacitor according to the present invention through a separator.

符号の説明Explanation of symbols

1…巻き芯、2…陽極箔、3…陰極箔、4…セパレータ、5…シート片、6…陰極箔送りローラ、7…陽極箔送りローラ、8…ガイドローラ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Winding core, 2 ... Anode foil, 3 ... Cathode foil, 4 ... Separator, 5 ... Sheet piece, 6 ... Cathode foil feed roller, 7 ... Anode foil feed roller, 8 ... Guide roller

Claims (2)

陽極箔と、陰極箔とをセパレータを介して巻回したアルミニウム電解コンデンサにおいて、前記陽極箔の巻回方向の、巻回開始端部の前後の範囲で、前記陽極箔と前記陰極箔との間にシート片を挿入した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 between the anode foil and the cathode foil in a range before and after the winding start end in the winding direction of the anode foil. An aluminum electrolytic capacitor characterized in that a sheet piece is inserted into the aluminum electrolytic capacitor. シート片はセパレータに一部または全部が固着または粘着していることを特徴とする請求項1のアルミニウム電解コンデンサ。   2. The aluminum electrolytic capacitor according to claim 1, wherein a part or all of the sheet piece is fixed or adhered to the separator.
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