JP2019071357A - アルミニウム電解コンデンサ用電極材及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
項1.
基材の片面又は両面に、アルミニウム焼結体からなる焼結体層を有し、
該焼結体層は、複数のクラックを有し、
該クラックの前記焼結体層表面における面積率は1.0%以上であることを特徴とする、アルミニウム電解コンデンサ用電極材。
項2.
前記焼結体層の合計厚さは40〜400μmである、項1に記載の電極材。
項3.
前記基材は、厚さ10〜80μmのアルミニウム箔である、項1又は2に記載の電極材。
項4.
前記焼結体層はアルミニウム粉末及びアルミニウム合金粉末からなる群より選ばれる少なくとも1種を含んで構成される焼結体である、項1〜3の何れか1項に記載の電極材。
項5.
前記アルミニウム粉末及びアルミニウム合金粉末の平均粒子径が1〜15μmである、項1〜4の何れか1項に記載の電極材。
項6.
前記焼結体の表面に、さらに陽極酸化皮膜を有する、項1〜3の何れかに記載の電極材。
項7.
(1)アルミニウム粉末及びアルミニウム合金粉末からなる群より選ばれる少なくとも1種及び樹脂バインダーを含むペースト状組成物を、基材の片面又は両面に付着させて未焼結積層体を形成する工程1、
(2)前記未焼結積層体を直径5〜60mmのロールに通過させてクラックを形成する工程2、及び
(3)前記未焼結積層体を560〜660℃で焼結して焼結積層体とする工程3を有することを特徴とする、
アルミニウム電解コンデンサ用電極材の製造方法。
項8.
前記アルミニウム粉末及びアルミニウム合金粉末の平均粒子径D50は1〜15μmである、項7に記載の製造方法。
項9.
前記基材は、厚さ10〜80μmのアルミニウム箔である、項7又は8に記載の製造方法。
項10.
前記工程3の後に、陽極酸化処理工程を有する、項7〜9の何れかに記載の製造方法。
本発明のアルミニウム電解コンデンサ用電極材(以下、単に「電極材」ともいう。)は、基材の片面又は両面に、アルミニウム焼結体からなる焼結体層を有し、該焼結体層は、複数のクラックを有し、該クラックの前記焼結体層表面における面積率は1.0%以上であることを特徴とする。
基材は、アルミニウム電解コンデンサ用電極材の基材として使用されるものであれば、公知のものを広く使用することができる。
本発明の電極材は、基材の片面又は両面に、焼結体層を有する。焼結体層はアルミニウム焼結体により構成され、複数のクラックを有する。複数のクラックは、図1に示すように、略同一方向に伸びていることが好ましい。
陽極酸化によって誘電体皮膜を得る。皮膜耐電圧は2〜700V。2Vより低い、また700Vより高い電圧では陽極酸化が困難。皮膜耐電圧の測定方法は日本電子機械工業会規格 RC-2364Aに従う。
本発明のアルミニウム電解コンデンサ用電極材の製造方法は、
(1)アルミニウム粉末及びアルミニウム合金粉末からなる群より選ばれる少なくとも1種及び樹脂バインダーを含むペースト状組成物を、基材の片面又は両面に付着させて未焼結積層体を形成する工程1、
(2)前記未焼結積層体を直径5〜60mmのロールに通過させてクラックを形成する工程2、及び
(3)前記未焼結積層体を560〜660℃で焼結して焼結積層体とする工程3を有することを特徴とする。
工程1では、アルミニウム粉末及びアルミニウム合金粉末からなる群より選ばれる少なくとも1種及び樹脂バインダーを含むペースト状組成物を、基材の片面又は両面に付着させて未焼結積層体を形成する。
工程2では、工程1で得られた未焼結積層体を、直径5〜60mmのロールに通過させて、未焼結積層体の表面にクラックを発生させる。
工程3は、未焼結積層体を、560〜660℃で焼結して焼結積層体を形成する工程である。
工程3の後に、陽極酸化処理工程を有するのも好ましい実施態様である。陽極酸化処理を実施することにより、焼結体の表面に酸化皮膜が形成され、これが誘電体として機能することでアルミニウム電解コンデンサ電極として有用に用いることができる。
本発明の電極材を用いて、電解コンデンサを製造することができる。上記電解コンデンサを製造する方法としては、例えば、本発明の電極材を陽極箔として用い、当該陽極箔と、陰極箔とをセパレータを介在させて積層し、捲回してコンデンサ素子を形成する。当該コンデンサ素子を電解液に含浸させ、電解液を含んだコンデンサ素子を外装ケースに収納し、封口体で外装ケースを封口することによって、電解コンデンサを製造する方法が挙げられる。
エチルセルロース系バインダー樹脂を、溶剤としての酢酸ブチルに5質量%となるように加えて樹脂バインダー溶液を得た。得られた樹脂バインダー溶液60質量部に対し、平均粒子径が3μmのアルミニウム粉末(東洋アルミニウム株式会社製、JIS A1080)100質量部を加え、混合してペースト状組成物を得た。得られたペースト状組成物を、厚みが30μmのアルミニウム箔の両面にコンマコーターを用いて塗工して50μmの厚さでアルミニウム箔の両面に付着させ、次いで100℃で1.5分間乾燥させ、未焼結積層体を得た。尚、アルミニウム粉末の平均粒径は、マイクロトラックMT3300EXII(日機装株式会社製)を使用し、レーザー解析法により粒度分布を体積基準で測定し、D50値を算出した。
製造時に使用するロールの直径を表1のように設定し、実施例2〜4及び比較例1の電極材を得た。未焼結積層体がロールを通過する際の抱き角については、実施例1と同じに設定した。また、未焼結積層体をロールに通過させる処理を行わなかった比較例2も準備した。これらの各実施例及び比較例についても、陽極酸化処理を施した。
下記表2の条件で電極材を製造した。尚、陽極酸化処理は化成電圧700Vとし、日本電子機械工業会規格RC-2364Aに準拠して実施した。
下記表3の条件で電極材を製造した。尚、陽極酸化処理は化成電圧2Vとし、日本電子機械工業会規格RC-2364Aに準拠して実施した。
下記表4の条件で電極材を製造した。尚、陽極酸化処理は化成電圧50Vとし、日本電子機械工業会規格RC-2364Aに準拠して実施した。
下記表5の条件で電極材を製造した。尚、陽極酸化処理は化成電圧350Vとし、日本電子機械工業会規格RC-2364Aに準拠して実施した。
日本電子機械工業会規格RC-2364Aに準拠し、各実施例及び比較例の電極材を使用した際の静電容量評価試験を実施した。
化成処理後の電極材の折り曲げ強度を、日本電子機械工業会規定のMIT型自動折り曲げ試験法(日本電子機械工業会規格RC-2364A)に従って測定した。MIT型自動折り曲げ試験装置はJIS P8115で規定された装置を使用し、折り曲げ回数は、各電極材が破断する折り曲げ回数とし、図2に示すように90°曲げて1回、元に戻して2回、反対方向に90°曲げて3回、元に戻して4回と数え、5回目以降は、1〜4回目と同様に折り曲げ操作を、電極材が破断するまで繰り返した。尚、表1〜5における「折曲強度」の欄には、上記操作を行い、電極材が破断するまでに繰り返した折り曲げ操作の回数を示す。
表1〜5に示されるように、各実施例の電極材は、対応する比較例の電極材と比べ、コンデンサに要求される静電容量を示すことができ、且つ、優れた折曲強度を有することが確認された。
Claims (10)
- 基材の片面又は両面に、アルミニウム焼結体からなる焼結体層を有し、
該焼結体層は、複数のクラックを有し、
該クラックの前記焼結体層表面における面積率は1.0%以上であることを特徴とする、アルミニウム電解コンデンサ用電極材。 - 前記焼結体層の合計厚さは40〜400μmである、請求項1に記載の電極材。
- 前記基材は、厚さ10〜80μmのアルミニウム箔である、請求項1又は2に記載の電極材。
- 前記焼結体層はアルミニウム粉末及びアルミニウム合金粉末からなる群より選ばれる少なくとも1種を含んで構成される焼結体である、請求項1〜3の何れか1項に記載の電極材。
- 前記アルミニウム粉末及びアルミニウム合金粉末の平均粒子径が1〜15μmである、請求項1〜4の何れか1項に記載の電極材。
- 前記焼結体の表面に、さらに陽極酸化皮膜を有する、請求項1〜5の何れか1項に記載の電極材。
- (1)アルミニウム粉末及びアルミニウム合金粉末からなる群より選ばれる少なくとも1種及び樹脂バインダーを含むペースト状組成物を、基材の片面又は両面に付着させて未焼結積層体を形成する工程1、
(2)前記未焼結積層体を直径5〜60mmのロールに通過させてクラックを形成する工程2、及び
(3)前記未焼結積層体を560〜660℃で焼結して焼結積層体とする工程3を有することを特徴とする、
アルミニウム電解コンデンサ用電極材の製造方法。 - 前記アルミニウム粉末及びアルミニウム合金粉末の平均粒子径D50は1〜15μmである、請求項7に記載の製造方法。
- 前記基材は、厚さ10〜80μmのアルミニウム箔である、請求項7又は8に記載の製造方法。
- 前記工程3の後に、陽極酸化処理工程を有する、請求項7〜9の何れか1項に記載の製造方法。
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