JP2021168383A - 電極構造材料及び電極構造材料の製造方法、電解コンデンサ - Google Patents

Abstract

【課題】本願発明は、電極構造材料及び電極構造材料の製造方法、電解コンデンサを提供する。
【解決手段】該電極構造材料は、金属で形成された基材と、前記基材の表面に位置し、金属繊維からなる繊維層とを含み、前記基材と前記金属繊維とを形成する材料はそれぞれ独立して弁金属であり、前記金属繊維間に夾角を有する。該電極構造材料は、電解コンデンサの陽極箔として好適であるという利点があり、該電極構造材料で製造された陽極箔は、比容量が高く、曲げ強度が高く、電解液の還流を緩和することができ、電解コンデンサのインピーダンス低減に有利である。
【選択図】図１

Description

本願発明は、材料の分野に関し、具体的には、電極構造材料及び電極構造材料の製造方法、電解コンデンサに関する。

電解コンデンサは、電解質を陰極の主要部分とし、独自の特性を有しているため、家庭用電気機械器具に広く使用されている。近年、電子製品の集積化のニーズに対応するため、小型化、高容量、及び低コストが電解コンデンサの主な発展方向となっている。正極を構成する陽極箔は電解コンデンサの重要な原料であり、電解コンデンサに要求される上記特性に対応するためには、陽極箔にも高い比容量が必要とされる。現在、高比容量陽極箔を製造する方法は主に電気化学的腐食技術と粉末積層技術がある。一般的には、優れた特性を有する電解コンデンサを得るためには、良好な曲げ強度を維持しつつ、一定の比容量を有する陽極箔が必要である。

しかし、現在の電極構造材料及び電極構造材料の製造方法、電解コンデンサには、まだ改善する余裕がある。

本出願は、以下の事実及び問題についての発明者の発見及び知見に基づいて行われる。

現在、電気化学的腐食技術と粉末積層技術に基づいて製造された陽極箔は比容量、曲げ強度及びコストについてバランスを取るのが困難であり、これは主に現在の陽極箔のほとんどが比較的簡単な構造の平面電極構造材料で形成されているためである。電気化学的腐食技術を例にとると、高比容量の腐食化成箔を得るためには、より薄い腐食サンドイッチ層を維持する必要があり、その結果、化成箔の曲げ強度が低下し、腐食箔の腐食孔径の均一性や孔分布均一性などのパラメータの制御も困難である。粉末積層技術は、金属粉末を金属支持体に塗布して焼結して積層化成箔を形成するものであり、このため、積層化成箔は原料や焼結技術に対する要求が高く、通常、損失が高く、曲げ強度が低く、積層コンデンサに適している。一般的には、電気化学的腐食技術と粉末積層技術の原理の制約により、得られた陽極箔の表面形態の均一性を制御することが困難であり、現在の電気化学的腐食技術と粉末積層技術に基づく電極構造材料の特性をさらに向上させることが困難である。したがって、高い曲げ強度と高い比容量を維持できる新たな化成箔電極構造を開発することができれば、上記の問題を緩和し、さらには解決するのに有利である。

本願発明は、上記の関連技術における技術的課題の少なくとも１つをある程度解決することを目的とする。そのために、本願発明は、電極構造材料を提供する。該電極構造材料は、金属で形成された基材と、基材の表面に位置し、金属繊維からなる繊維層とを含み、基材と金属繊維とを形成する材料はそれぞれ独立して弁金属であり、金属繊維間に夾角を有する。該電極構造材料は、電解コンデンサの陽極箔として好適であるという利点があり、該電極構造材料で製造された陽極箔は、比容量が高く、曲げ強度が高く、電解液の還流を緩和することができ、電解コンデンサのインピーダンス低減に有利である。

本願発明の実施例によれば、弁金属は、アルミニウム、タンタル、ニオブ、チタン、ジルコニウム又はハフニウムから選択される。これにより、該電極構造材料の適用範囲をさらに向上させることができる。

本願発明の実施例によれば、基材の厚さは５〜８０μｍである。これにより、該電極構造材料の機械的特性を向上させることができる。

本願発明の実施例によれば、基材の厚さは１０〜５０μｍである。これにより、該電極構造材料の機械的特性をさらに向上させることができる。

本願発明の実施例によれば、金属繊維の直径が０．１〜２０μｍである。これにより、該電極構造材料の表面積を良好に向上させることができるので、該電極構造材料を用いて作製される陽極箔の比容量を向上させるのに有利である。

本願発明の実施例によれば、金属繊維のアスペクト比が２０より大きい。これにより、該電極構造材料が一定の曲げ強度を有することを確保することができ、該電極構造材料を用いて作製される陽極箔の機械的特性を向上させるのに有利である。
本願発明の実施例によれば、繊維層は少なくとも２つのサブ層を含み、同一のサブ層内で隣接する２つの金属繊維間の間隔が０．０１〜１０００μｍである。これにより、該電極構造材料の特性をさらに向上させることができる。

本願発明の実施例によれば、繊維層は少なくとも２つのサブ層を含み、同一のサブ層に位置する金属繊維は、同一方向に配列され、隣接する２つのサブ層に位置する金属繊維間に夾角を有する。これにより、金属繊維間での電解液の還流を回避することができ、化成箔の損傷を低減し、低インピーダンスの電解コンデンサを作製するのに有利である。
本願発明の実施例によれば、繊維層は少なくとも２つのサブ層を含み、隣接する２つのサブ層の間に位置する金属繊維間の夾角が２０〜９０度である。これにより、化成箔作製時のダメージをさらに低減し、化成箔に基づいた電解コンデンサのインピーダンスを低減することができる。

本願発明の実施例によれば、夾角θは５０〜９０度である。これにより、該電極構造材料の特性をさらに向上させることができる。

本願発明の実施例によれば、繊維層の厚さが２０〜８０μｍである。これにより、該電極構造材料の特性をさらに向上させることができる。

本願発明の実施例によれば、該電極構造材料は、金属繊維の表面の少なくとも一部を覆う酸化膜をさらに含む。これにより、該電極構造材料の特性をさらに向上させることができる。

本願発明の別の態様において、本願発明は、前述の電極構造材料の製造方法を提供する。該方法は、基材を提供するステップと、
基材上に金属繊維からなる繊維層を設け、金属繊維間に夾角を有するように制御するステップとを含む。これにより、前述の電極構造材料を簡便に得ることができる。

本願発明の実施例によれば、繊維層は、近接場直描又は３Ｄプリントによって形成される。これにより、孔径分布が比較的均一な繊維層を簡便に形成することができる。

本願発明のさらに別の態様において、本願発明は電解コンデンサを提供する。本願発明の実施例によれば、該電解コンデンサは、前述の電極構造材料を含む陽極と、電解質及び導電性電極を含む陰極とを含む。該電解コンデンサは、前述の電極構造材料が有するすべての特徴及び利点を有しており、ここでは再度言及しない。一般的には、該電解コンデンサは、比容量が高く、電気化学インピーダンスが小さく、陽極の機械的特性が良いなどの利点の少なくとも１つを有する。

本願発明の一実施例に係る電極構造材料の構造概略図を示す。 本願発明の他の実施例に係る電極構造材料の構造概略図を示す。 本願発明の一実施例に係る電極構造材料の部分構造概略図を示す。 本願発明のさらに他の実施例に係る電極構造材料の部分構造概略図を示す。 本願発明の一実施例に係る電極構造材料の構造概略図を示す。 本願発明の一実施例に係る電極構造材料の製造方法のフローチャートを示す。

以下、本願発明の実施例について詳細に説明し、前記実施例の一例を図面に示す。図面を参照して以下に説明する実施例は、本願発明を説明するための例示的なものであり、本願発明を限定するものとして理解できない。特に断らない限り、本願発明で使用されているすべての技術用語は、当業者によって通常理解されているものと同じ意味を有する。本願発明に係るすべての特許及び開示出版物は、引用により全体として発明に組み込まれる。用語「備える」又は「含む」は、オープンな表現であり、すなわち、本願発明によって記載される内容を含むが、他の態様の内容を排除するものではない。

本願発明の一態様において、本願発明は、電極構造材料を提供する。図１を参照すると、該電極構造材料は、基材１００と繊維層２００とを含み、基材１００及び繊維層２００は、いずれも金属で形成されている。図２を参照すると、繊維層２００は、金属繊維２０から構成され、具体的には、少なくとも２つのサブ層（図中に示す２１０及び２２０）を含むことができる。基材及び金属繊維を形成する材料は、それぞれ独立して弁金属であり、具体的には、前記弁金属は、アルミニウム、タンタル、ニオブ、チタン、ジルコニウム、又はハフニウムを含む。具体的には、繊維層２００は、基材１００の表面に位置し、繊維層２００中の金属繊維２０間に夾角を有している。該電極構造材料は、電解コンデンサの陽極箔として好適であるという利点があり、該電極構造材料で製造された陽極箔は、比容量が高く、曲げ強度が高く、電解液の還流を緩和することができ、電解コンデンサのインピーダンス低減に有利である。

以下、本願発明の具体的な実施例によって、該電極構造材料の具体的な構造を詳細に説明する

前述したように、平面箔に基づいて、電気化学的腐食技術によって形成された化成箔であっても、粉末積層技術によって形成された化成箔であっても、特性を向上させる必要がある。本願発明の実施例に係る電極構造材料は、平面金属基材上に繊維層を有しており、繊維を一定の配列で積層して形成した複数のサブ層からなる繊維層により、電解コンデンサの陽極箔としてより適した表面形態を該電極構造材料に提供することができる。具体的には、一方では、複数のサブ層を有する繊維層は、より高い表面積を有することができ、すなわち化成箔の表面積も大きい。他方では、化成処理後の表面形態の破壊が少ない繊維層、及びさらに腐食されていない基材１００は、陽極箔に良好な機械的支持を与えることができる。また、金属繊維を堆積して形成した繊維層が化成箔表面の孔径範囲及び孔径分布の均一性を決定する要因となるので、電気化学的腐食又は焼結により形成された多孔質構造に対して、繊維層の表面形態は、繊維層を形成する金属繊維の配列方向及び積層方式を制御することにより制御することができるので、制御がより良くなり、同一ロットの製品又は異なるロットの製品間により良い再現性を有する。また、繊維層が金属繊維で形成されているため、繊維状金属は、電気化学的手段を含むがこれに限定されない手段により、平面基材と比較してより速く、より容易に酸化することができるので、該電極構造材料の材質はアルミニウムに限定されず、アルミニウム、タンタル、ニオブ、チタン、ジルコニウム又はハフニウムを含むが、これらに限定されない弁金属を採用することができ、前記弁金属は単独で又は組み合わせて使用することができる。すなわち、基材を形成する弁金属と繊維層を形成する弁金属は同一であっても異なっていてもよい。

以下、本願発明の具体的な実施例に基づき、該電極構造材料の具体的な構造を詳細に説明する。

本願発明の実施例によれば、基材の厚さは特に限定されず、当業者は所望の化成箔の具体的な要件に従って設計することができる。また、本願発明の実施例に係る電極構造材料の化成後の「サンドイッチ」の厚さは基本的に基材によって提供され、化成中に基材の厚さが著しく低下することはないので、形成される化成箔のサンドイッチの厚さは、基材の厚さを選択することによって制御できる。前記基材の厚さは５〜１００μｍであってもよい。例えば、本願発明の具体的な実施例によれば、基材の厚さは５〜８０μｍであってもよい。発明者は、基材の厚さが薄すぎると、該電極構造材料を用いて電極を製造する際に電極材料の引張強度が不十分になり、基材の厚さが厚すぎると、電極材料の曲げ強度が低下することになることを見出した。基材の厚さが５〜８０μｍの範囲であれば、ほとんどの電解コンデンサ電極の要件を満たすことができる。本願発明のいくつかの具体的な実施例によれば、基材の厚さは１０〜５０μｍ、具体的には１０〜４０μｍであってもよい。具体的には、１５μｍ、１８μｍ、２５μｍ、３５μｍ等であってもよい。本願発明の他の具体的な実施例によれば、基材の厚さは２０〜３０μｍであってもよい。これにより、該電極構造材料の機械的特性をさらに向上させることができる。

本願発明の実施例によれば、繊維層の厚さ、サブ層の数などは特に限定されず、例えば、繊維層の総厚は２０〜８０μｍ、例えば、３０μｍ、３５μｍ、４０μｍ、４５μｍ、４８μｍ、５０μｍ、５２μｍ、５５μｍ、６０μｍなどであってもよい。これにより、該電極構造材料の特性をさらに向上させることができる。例えば、繊維層が薄すぎると、該電極構造材料に十分な比表面積を与えることが困難であり、さらに陽極箔の比容量は理想的ではない。一方、繊維層が厚すぎると、サブ層が基材から脱落するなどの不良を引き起こし、電極構造が不安定になる可能性がある。

本願発明の実施例によれば、複数のサブ層の金属繊維の種類及び直径の範囲を一致させることができ、このようにして、生産コストを低減するのに有利である。例えば、具体的には、複数のサブ層の全てが同じ種類の金属繊維から形成されていてもよい。金属繊維の直径は０．１〜２０μｍであってもよい。発明者は、金属繊維の直径が０．１〜１０μｍであってもよいことを見出した。例えば、具体的には、１．５〜５μｍの範囲であってもよい。金属繊維のアスペクト比は大きくてもよく、例えば２０より大きくてもよく、１０００より大きくてもよく、１００００より大きくてもよい。具体的には、金属繊維のアスペクト比の範囲は、２０〜１０００、１０００〜１００００、１００００〜２０００００であってもよく、例えば、５０より大きくてもよく、９５０より大きくてもよく、９５００より大きくてもよく、あるいは、これらの範囲と単独の値とからなる任意の数値範囲であってもよい。発明者は、金属繊維の直径が小さすぎると、化成時に消費されて消失しやすく、化成箔に比静電容量を与えることができない。一方、金属繊維の直径が大きすぎると、電極材料の表面積の上昇は限られ、陽極箔の比容量に影響を与えることを見出した。また、本願発明者は、アスペクト比が適切な金属繊維を用いて繊維層を形成すると、該電極構造材料を用いて形成された電極材料の曲げ強度を向上させるのに有利であり、したがって、該電極構造材料に基づく陽極箔の機械的特性を向上させるのに有利であることを見出した。なお、アスペクト比は繊維の長さと直径との比である。本願発明では、特に断らない限り、アスペクト比とは、金属繊維における多数の繊維の長さと直径との比の数値であり、例えば、５０％以上、７０％、８０％、さらには９０％以上の繊維のアスペクト比で達成可能な数値である。繊維層には複数の金属繊維が含まれており、金属繊維の直径がマイクロナノレベルであるため、繊維層の各繊維が同じ長さ及び直径を有するように制御することはできないことが当業者には理解できる。したがって、本願発明では、アスペクト比が２０よりも大きいことは、該金属繊維中の少なくとも５０％以上の繊維のアスペクト比が達成できる最小値である。例えば、アスペクト比が５００より大きい場合は、該繊維層中の５０％以上の繊維のアスペクト比の最小値が５００であり、アスペクト比が１０００より大きい場合は、該繊維層中の５０％以上の繊維のアスペクト比の最小値が１０００である。

本願発明の実施例によれば、繊維層における金属繊維の具体的な配列態様は特に限定されるものではなく、当業者は、金属繊維間に一定の夾角を有する限り、実際の状況に応じて制御することができる。この夾角は、同一層のサブ層に位置する異なる繊維の間の夾角であってもよく、２つのサブ層にそれぞれ位置する２つの金属繊維間の夾角であってもよい。例えば、具体的には、図２を参照すると、同一のサブ層に位置する前記金属繊維は、ほぼ同じ方向に配列されてもよく、隣接する２つのサブ層に位置する前記金属繊維間に夾角を有する。隣接する２つの前記サブ層の間に位置する前記金属繊維間の夾角は２０〜９０度であり、例えば４５〜９０度が好ましく、具体的には５０〜９０度であってもよい。これにより、化成箔作製時のダメージをさらに低減し、化成箔に基づく電解コンデンサのインピーダンスを低減することができる。例えば、図中の第１のサブ層２１０中の金属繊維２０と、第２のサブ層中の金属繊維２０との間は垂直であってもよく、すなわち、夾角は約９０度であってもよい。なお、この夾角は、２つの金属繊維における夾角の鋭角である。あるいは、同一の層に位置する複数の金属繊維は１方向又は２方向に配列されて、編組のような効果を形成することもできる。図３を参照すると、同一のサブ層に位置する金属繊維２０及び２１の間に夾角αを有することができる。夾角αは０〜５０度であってもよい。

本願発明の実施例によれば、繊維層の総厚は２０〜８０μｍであってもよい。これにより、該電極構造材料の特性をさらに向上させることができる。図４を参照すると、同一のサブ層に位置する隣接する２つの金属繊維２０Ａ、２０Ｂのなす角を０とする場合、すなわち、同一サブ層中の金属繊維が略平行である場合、両者の間隔は０μｍより大きく１０００μｍ以下であり、具体的には０．０１〜１０００μｍ又は０．０５〜１０００μｍであってもよく、例えば０．０５〜１５μｍ又は０．０５〜５．０μｍであってもよく、具体的には０．０５〜４μｍ、０．０５〜２μｍ、０．０５〜１．５μｍ又は０．０５〜１μｍであってもよく、１μｍ、５μｍ、１０μｍ、１５μｍ、２０μｍ、３０μｍ、４０μｍ、６０μｍ、１００μｍ等であってもよく、２００μｍ、３００μｍ、又は５００μｍより大きい等であってもよい。発明者は、金属繊維間の間隔が小さすぎると、金属繊維間の重なりが多くなり、比容量が低下する。一方、金属繊維間の間隔が大きすぎると、各層の金属線の密度が不足し、この場合も比容量が低下することを見出した。

本願発明のいくつかの実施例によれば、基材の対向両側ともに前述の繊維層を有することができる。これにより、該電極構造材料の比容量をさらに向上させることができる。具体的には、図５を参照すると、前述の繊維層、たとえば、図に示されるように２００Ａ及び２００Ｂは、基材１００の対向両側ともに有していてもよい。基材１００の両側の２つの繊維層は、複数のサブ層構造（図に示す２１０及び２２０）を有することができる。これにより、該電極構造材料の比容量をさらに向上させることができる。該電極構造材料が２層の繊維層を含む場合、２層の繊維層を形成する弁金属は同一でも異なっていてもよい。

該電極構造材料は、金属繊維の表面の少なくとも一部を覆う酸化膜をさらに有していてもよい。酸化膜は化成処理により形成することができる。すなわち、該電極構造材料は化成処理されていてもよい。該電極構造材料は、中圧、高圧及び超高圧化成箔を含むが、これらに限定されず、電気化学的腐食技術では実現が困難な高い比容量特性を有し、電解コンデンサの小型化に有利である。また、該電極構造材料は、弁金属（たとえば、アルミニウム、タンタル、ニオブ、チタン、ジルコニウム、又はハフニウム等）電解コンデンサのいずれにも好適である。本願発明の電極構造材料は、表層に金属繊維構造を有するため、粉末積層技術により形成された粉末構造に比べて靭性に優れ、電極材料の曲げ強度も高い。繊維層中の上下層の金属繊維が夾角を持って交差して積層されているので、金属繊維間の電解液の還流を効果的に回避することができ、このため、電極材料は低損失であり、ＥＳＲの低い電解コンデンサの製造に用いることができる。

本願発明の別の態様において、本願発明は、前述の電極構造材料の製造方法を提供する。図６を参照すると、該方法は、ステップＳ１００とステップＳ２００とを含む。

Ｓ１００：基材を提供する。
本願発明の実施例によれば、このステップにおいて、まず基材を提供する。基材の材料、厚さなどのパラメータについては先に詳細に説明したので、ここでは再度言及しない。基材を提供するステップは、平面状基材を形成するステップを含むことができ、平面状基材に切断、研磨、洗浄などの操作を行うステップを含むこともできることは当業者に理解できる。

Ｓ２００：前記基材上に繊維層を形成する。
本願発明の実施例によれば、このステップにおいて繊維層を形成する。繊維層の組成及び構造的特徴については、先に詳細に説明したので、ここでは再度言及しない。本願発明のいくつかの具体的な例によれば、このステップは、基材上に金属繊維からなる少なくとも２つのサブ層を設けるステップを含み、サブ層を形成する過程で金属繊維間の夾角を制御することができる。これにより、前述の電極構造材料を簡便に得ることができる。該夾角は、同一層の金属繊維間の夾角であってもよく、隣接する２つのサブ層の間の金属繊維間の夾角であってもよい。夾角の角度、金属繊維間の間隔などのパラメータについても、先に詳細に説明したので、ここでは言及しない。

本願発明の具体的な実施例によれば、繊維層は、近接場直描又は３Ｄプリントによって形成されてもよい。これにより、孔径分布が比較的均一な繊維層を簡便に形成することができる。近接場直描又は３Ｄプリントプロセスを利用することにより、金属繊維の配列を良好に制御することができ、それにより、孔径の大きさ及び分布が比較的均一な電極構造材料を得るのに有利である。

なお、該電極構造材料が酸化膜を含む場合、該方法は、化成を行うステップをさらに含むことができる。これにより、金属繊維の表面の少なくとも一部に酸化膜を形成することができる。

本願発明のさらに別の態様において、本願発明は電解コンデンサを提供する。本願発明の実施例によれば、該電解コンデンサは、陽極と陰極とを含み、陽極は、前述の電極構造材料を含む。陰極は、電解質及び導電性電極を含むことができる。該電解コンデンサは、前述した電極構造材料が有するすべての特徴及び利点を有しており、ここでは再度言及しない。一般的には、該電解コンデンサは、比容量が高く、電気化学インピーダンスが小さく、陽極の機械的特性が良いなどの利点の少なくとも１つを有する。

以下に説明した実施例は、特に断らない限り、全ての温度が摂氏度である。使用される試薬は、すべて、市場から購入されてもよく、又は本願発明に記載された方法により製造されてもよい。

実施例１
基材及び金属繊維はアルミニウム金属である。基材の厚さは３０μｍに制御される。金属繊維の直径は約１．８μｍであり、アスペクト比は１０００より大きい。各層の金属繊維間の間隔は０．７５μｍである。各層の金属繊維は、上下層の金属繊維と９０°の夾角をもって交差して積層されている。繊維層の厚さは５０μｍに制御され、プログラム制御の近接場直描技術により実現されている。

実施例２
電極構造材料は、プログラム制御の近接場直描技術によって実現されている。金属繊維の直径は約２．５μｍである以外、残りの条件は実施例１と同様であった。繊維層の厚さは５０μｍに制御された。

実施例３
電極構造材料は、プログラム制御の近接場直描技術によって実現されている。各層の金属繊維間の間隔は１．０μｍである以外、残りの条件は実施例１と同様であった。繊維層の厚さは５０μｍに制御された。

実施例４
電極構造材料は、プログラム制御の近接場直描技術によって実現されている。各層の金属繊維は上下の金属繊維と４５°の夾角をもって交差して積層されている以外、残りの条件は、実施例１と同様であった。繊維層の厚さは５０μｍに制御された。

実施例５
電極構造材料は、プログラム制御の近接場直描技術によって実現されている。金属繊維径は約２．１μｍに制御される以外、残りの条件は、実施例１と同様であった。各層の金属繊維間の間隔は３．５μｍであり、繊維層の厚さは５０μｍに制御された。

実施例６
電極構造材料はプログラム制御の３Ｄプリント技術によって実現さている。金属繊維径は約３μｍに制御される以外、残りの条件は実施例１と同様であった。各層の金属繊維間の間隔は１５μｍであり、各層の金属繊維は、上下の金属繊維と４０°の夾角をもって交差して積層され、繊維層の厚さは５０μｍに制御された。

比較例１
塩酸と硫酸を細孔形成液として使用し、温度を６８℃に制御し、９９．９９％のアルミニウム箔に直流５級の腐食を加え、平均電流密度を０．４Ａ／ｃｍ^２、時間を３０秒とし、サンドイッチ層の厚さが８μｍ程度になるようにし、その後７２℃の硝酸溶液中で細孔径を拡大し、電流密度と時間をそれぞれ０．１５Ａ／ｃｍ^２と４５０秒とした。

比較例２
アルミニウム金属を基材とし、基材の厚さを３０μｍとし、アルミニウム基材表面に粒径３μｍのアルミニウム粉末をコーティングし、積層箔表面のアルミニウム粉末層の厚さを５０μｍとし、６００℃で焼結処理を行った。

性能テスト：
実施例１〜６及び比較例１、２で得られた電極構造材料の５２０Ｖ化成電圧での曲げ強度、比容積及び電極構造材料の残留コアの厚さを測定して次の表１に示す。

表１の比較から分かるように、本願発明により提供される電極構造材料は高い曲げ強度を有し、一部の実施例により提供される電極構造材料は、既存の電気化学的腐食技術及びアルミニウム粉末積層技術により製造される陽極箔容量よりもはるかに高い比容量及び曲げ強度を同時に有する。

本明細書の説明において、用語「１つの実施例」、「別の実施例」、「実施例」、「例」などを参照した説明は、該実施例又は例と組み合わせて説明された特定の特徴、構造、材料、又は特性が本願発明の少なくとも１つの実施例又は例に含まれることを意味する。本明細書において、上記の用語の概略的な表現は、必ずしも同じ実施例又は例を対象とするものではない。さらに、説明された特定の特徴、構造、材料、又は特性は、いずれか１つ又は複数の実施例又は例において適切な方法で組み合わされてもよい。さらに、当業者は、互いに矛盾する限り、本明細書に記載された異なる実施例又は例、及び異なる実施例又は例の特徴を組み合わせてもよい。

以上、本願発明の実施形態及び実施例を示して説明したが、これらの実施形態及び実施例は例示的なものであり、本願発明を限定するものとして理解することはできず、当業者であれば、本願発明の範囲内で上記実施形態について変更、修正、置換、及び変形を行えることを理解できる。

Claims (12)

1. 金属で形成された基材と、
   前記基材の表面に位置し、金属繊維を含む繊維層と、を含み、
   前記基材と前記金属繊維とを形成する材料は、それぞれ独立して弁金属であり、前記金属繊維の間に夾角を有する、ことを特徴とする電極構造材料。
2. 前記弁金属は、アルミニウム、タンタル、ニオブ、チタン、ジルコニウム又はハフニウムから選択される、ことを特徴とする請求項１に記載の電極構造材料。
3. 前記基材の厚さは５〜８０μｍであり、
   任意選択的に、前記基材の厚さは１０〜５０μｍである、ことを特徴とする請求項１に記載の電極構造材料。
4. 前記金属繊維の直径が０．１〜２０μｍであり、
   任意選択的に、前記金属繊維のアスペクト比が２０より大きい、ことを特徴とする請求項１に記載の電極構造材料。
5. 前記繊維層は少なくとも２つのサブ層を含み、同一の前記サブ層内で隣接する２つの前記金属繊維の間の間隔が０．０１〜１０００μｍである、ことを特徴とする請求項１に記載の電極構造材料。
6. 前記繊維層は少なくとも２つのサブ層を含み、同一の前記サブ層に位置する前記金属繊維は、同一方向に配列され、隣接する２つの前記サブ層に位置する前記金属繊維の間に夾角を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の電極構造材料。
7. 前記繊維層は少なくとも２つのサブ層を含み、隣接する２つの前記サブ層の間に位置する前記金属繊維の間の夾角は２０〜９０度であり、
   好ましくは、前記夾角は５０〜９０度である、ことを特徴とする請求項１に記載の電極構造材料。
8. 前記繊維層の厚さが２０〜８０μｍである、ことを特徴とする請求項１に記載の電極構造材料。
9. 前記金属繊維の表面の少なくとも一部を覆う酸化膜をさらに含む、ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の電極構造材料。
10. 基材を提供するステップと、
    前記基材に金属繊維からなる繊維層を設け、前記金属繊維の間に夾角を有するように制御するステップと、
    を含む、ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の電極構造材料の製造方法。
11. 前記繊維層は、近接場直描又は３Ｄプリントによって形成される、ことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
12. 請求項１〜９のいずれか１項に記載の電極構造材料を含む陽極と、
    電解質及び導電性電極を含む陰極と、を含む、ことを特徴とする電解コンデンサ。

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