JP2014057000A - アルミニウム電解コンデンサ用電極の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】多孔性アルミニウム電極10は、アルミニウム芯材20の表面に、アルミニウム粉体を焼結してなる多孔質層30を有している。かかる多孔性アルミニウム電極10を200V以上の電圧まで化成する際には、純水ボイル後、液温が80℃以下のアジピン酸アンモニウム水溶液中で化成を行う第1化成処理と、硼酸系水溶液中で化成を行う第2化成処理とを行う。また、熱デポラリゼーション処理を最初に行う際には、熱デポラリゼーション処理の前に5分間以上の水洗浄処理を行う。
【選択図】図1
Description
図1は、本発明を適用した多孔性アルミニウム電極の断面構造を示す説明図であり、図1(a)、(b)は、多孔性アルミニウム電極の断面を電子顕微鏡により120倍に拡大して撮影した写真、および多孔性アルミニウム電極の芯金付近を電子顕微鏡により600倍に拡大して撮影した写真である。図2は、本発明を適用した多孔性アルミニウム電極の詳細構造を示す説明図であり、図2(a)、(b)は、多孔性アルミニウム電極の表面を電子顕微鏡により拡大して撮影した写真、および多孔性アルミニウム電極を化成してなるアルミニウム電解コンデンサ用電極の断面を電子顕微鏡により3000倍に拡大して撮影した写真である。なお、図2(a)には、多孔性アルミニウム電極の表面を1000倍で拡大した写真と、3000倍で拡大した写真とを示してある。
本発明を適用した多孔性アルミニウム電極10の製造方法は、まず、第1工程で、厚さが10〜50μmで、鉄含有量が1000重量ppm未満のアルミニウム芯材20の表面に、鉄含有量が1000重量ppm未満のアルミニウム粉体を含む組成物からなる皮膜を形成する。ここで、アルミニウム芯材20およびアルミニウム粉体は、銅(Cu)、マンガン(Mn)、マグネシウム(Mg)、クロム(Cr)、亜鉛(Zn)、チタン(Ti)、バナジウム(V)、ガリウム(Ga)、ニッケル(Ni)、ホウ素(B)、ジルコニウム(Zr)等の元素の1種又は2種以上を含んでいてもよい。但し、その場合、これらの元素の含有量は、それぞれ100重量ppm以下、特に50重量ppm以下であることが好ましい。アルミニウム粉体は、アトマイズ法、メルトスピニング法、回転円盤法、回転電極法、その他の急冷凝固法等により製造されたものである。これらの方法のうち、工業的生産にはアトマイズ法、特にガスアトマイズ法が好ましく、アトマイズ法では、溶湯をアトマイズすることにより粉体を得る。
図3は、本発明を適用したアルミニウム電解コンデンサ用電極1の製造方法(化成方法)を示す説明図である。
以上説明したように、本形態では、多孔性アルミニウム電極10を純水中でボイルした後、化成処理を行うため、少ない電気量で十分に厚い酸化皮膜を形成することができ、これにより、皮膜耐電圧の高いアルミニウム電極を得ることができる。また、アルミニウム電極は、アルミニウム粉体を焼結してなる多孔質層30がアルミニウム芯材20の表面に積層された多孔性アルミニウム電極10であるため、塩酸等を用いたエッチング処理を行う必要がない。また、多孔性アルミニウム電極10では空隙35が深くまで複雑に入り組んでいるので、エッチング処理を行ったアルミニウム電極に比して高い静電容量を得ることができる。
上記実施の形態では、第1化成処理ST31を連続して行ったが、アルミニウム多孔質層30の厚さが250μm以上の場合、第1化成処理ST31の途中で、リン酸イオン水溶液に多孔性アルミニウム電極10を浸漬する中間処理を行い、その後、第1化成処理ST31を再開することが好ましい。かかる構成によれば、第1化成処理ST31の途中で、多孔質層30の空隙35を塞ぐような水酸化アルミニウムを除去することができるので、熱デポラリゼーション処理ST51の際、多孔質層30の空隙35内でアジピン酸アンモニウムが燃焼して爆発することを防止することができる。かかる中間処理に用いるリン酸水溶液は、例えば、リン酸濃度が10重量%〜20重量%を用いることができ、その際の液温度は50℃〜60℃であり、処理時間は、アルミニウム多孔質層30の厚さに応じて5分〜15分である。また、中間処理の回数はアルミニウム多孔質層30の厚さが250μm以上の場合、1回で十分であるが、アルミニウム多孔質層30の厚さ1000μm以上の場合には2回以上行うことが好ましい。
次に、本発明の実施例を説明する。まず、表1に示す各種の多孔性アルミニウム電極10、および表2に示す化成液を準備し、多孔性アルミニウム電極10を表3に示す条件で化成を行ってアルミニウム電解コンデンサ用電極1を作製した。また、表3に示す条件で化成を行った多孔性アルミニウム電極10(アルミニウム電解コンデンサ用電極1)に対して、皮膜耐電圧、静電容量(CV積値)、漏れ電流、漏れ電流/静電容量を測定し、それらの結果を表4に示す。なお、化成電圧は300Vであり、皮膜耐圧や静電容量の測定は、JEITA規格に準じる形で行った。また、アルミニウム粉体の平均粒径は、レーザー回折式粒度分布計により測定した。
20・・アルミニウム芯材
30・・多孔質層
31・・化成皮膜
35・・空隙
Claims (7)
- アルミニウム電極を純水中でボイルする純水ボイル工程と、該純水ボイル工程の後、前記アルミニウム電極に皮膜耐電圧が200V以上となるまで化成する化成工程と、を有するアルミニウム電解コンデンサ用電極の製造方法であって、
前記アルミニウム電極は、アルミニウム粉体を焼結してなる多孔質層がアルミニウム芯材の表面に積層された多孔性アルミニウム電極であり、
前記化成工程では、少なくとも、液温が80℃以下のアジピン酸アンモニウム水溶液中で化成を行う第1化成処理と、該第1化成処理の後、無機酸系化成液で化成を行う第2化成処理と、を行い、前記第1化成処理を行った以降、前記アルミニウム電極を加熱する熱デポラリゼーション処理を最初に行う際には、当該熱デポラリゼーション処理の前に前記多孔性アルミニウム電極に5分間以上の水洗浄処理を行うことを特徴とするアルミニウム電解コンデンサ用電極の製造方法。 - 前記多孔質層の厚さは150μm〜3000μmであることを特徴とする請求項1に記載のアルミニウム電解コンデンサ用電極の製造方法。
- 前記第1化成処理では、前記アジピン酸アンモニウム水溶液の温度が30℃〜80℃であることを特徴とする請求項1または2に記載のアルミニウム電解コンデンサ用電極の製造方法。
- 前記第1化成処理では、前記アジピン酸アンモニウム水溶液におけるアジピン酸アンモニウムの濃度が0.3重量%〜1.3重量%であることを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載のアルミニウム電解コンデンサ用電極の製造方法。
- 前記多孔質層は、平均粒径が1μm〜5μmのアルミニウム粉体を焼結してなることを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載のアルミニウム電解コンデンサ用電極の製造方法。
- 前記熱デポラリゼーション処理における処理温度が450℃〜550℃であることを特徴とする請求項1乃至5の何れか一項に記載のアルミニウム電解コンデンサ用電極の製造方法。
- 前記第1化成処理の途中に、リン酸イオン水溶液に前記アルミニウム電極を浸漬する中間処理を行うことを特徴とする請求項1乃至6の何れか一項に記載のアルミニウム電解コンデンサ用電極の製造方法。
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