JP2023100570A - コンデンサおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 本開示は、たとえばカーボン層を含む陰極箔に適したステッチ接続構造を提供することを目的とする。【解決手段】 コンデンサ（２）は、基材箔（１２）の表面に配置されたカーボン層（１４）を含む陰極箔（６）と、前記陰極箔にステッチ接続部（１０）でステッチ接続により接続された平坦部（１８）を含む引出し端子（４）とを含む。前記ステッチ接続部の厚さ（Ｔ１）が前記陰極箔の厚さ（Ｔ２）と前記平坦部の厚さ（Ｔ３）の合計厚さ（Ｔｔ）以下である。【選択図】 図１

Description

本開示は、カーボン層を含む陰極箔を備えるコンデンサおよびその製造方法に関する。

コンデンサは、陽極箔と、陰極箔と、陽極箔および陰極箔の間に配置されたセパレータとを含み、電気を蓄えることが可能である。このようなコンデンサに関し、アルミニウム箔のみからなる基本的な陰極箔を含む基本的なコンデンサが知られている。また、近年、カーボン層を含む陰極箔を備えるコンデンサが知られている（たとえば、特許文献１）。カーボン層は、たとえば陰極箔の静電容量を高めるという作用を有する。

特開２００６－８０１１１号公報

電極箔はステッチ接続などの接続手段で引出し端子に接続される。ステッチ接続を形成するためのステッチ接続処理では、互いに重ねられた引出し端子および電極箔に引出し端子側からステッチ針が挿通され、引出し端子に端子孔および端子片が形成され、電極箔に貫通孔および箔片が形成される。端子片は、電極箔の貫通孔を通って電極箔の背面から突出する。端子片および箔片は押圧されて、電極箔の背面に重ねられる。その結果、ステッチ接続が形成され、電極箔が引出し端子に接続される。

ところで、カーボン層は、たとえば、主に炭素粒子とバインダーとで構成されるスラリーをアルミニウム箔の表面に塗布して、バインダーにより炭素粒子同士を結合させることで形成される。カーボン層を含む陰極箔では、カーボン層に含有されるバインダーにより、カーボン層に対する押圧力に対して、押圧部分を中心に外側に向かう応力が生じ、アルミニウム箔などの金属箔のみからなる基本的な陰極箔に比べてカーボン層を含む陰極箔は伸び易くなる。カーボン層を有する陰極箔のステッチ接続処理では、端子片および箔片が押圧されるときにカーボン層が伸び、陰極箔の基材がカーボン層に追従して伸びる。つまり、カーボン層を有する陰極箔は、ステッチ接続処理において、基本的な陰極箔よりも伸び易いという課題がある。陰極箔が伸びると押圧力が弱まるため、引出し端子を陰極箔にステッチ接続処理により接続しづらいという課題がある。

特許文献１には、斯かる課題の開示や示唆はなく、特許文献１に開示された構成では斯かる課題を解決することができない。

そこで、本開示は、たとえばカーボン層を含む陰極箔に適したステッチ接続構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本開示の第１の側面によれば、コンデンサは、基材箔の表面に配置されたカーボン層を含む陰極箔と、前記陰極箔にステッチ接続部でステッチ接続により接続された平坦部を含む引出し端子とを含む。前記ステッチ接続部の厚さが前記陰極箔の厚さと前記平坦部の厚さの合計厚さ以下である。

上記コンデンサにおいて、前記引出し端子の端子端が、前記陰極箔の箔端から突出してもよく、または、前記箔端に一致してもよく、または、前記箔端から０．１ミリメートル以下もしくは０．５ミリメートル以上の間隔で前記陰極箔に重なってもよい。

上記コンデンサにおいて、前記ステッチ接続部の厚さが前記合計厚さ未満でもよい。

上記コンデンサにおいて、前記ステッチ接続部の厚さと前記合計厚さとの差の絶対値が０．０２ミリメートル以下でもよい。

上記コンデンサにおいて、前記平坦部の厚さが０．１８ミリメートル以上０．３５ミリメートル以下でもよい。前記陰極箔の厚さが０．０１ミリメートル以上０．０６ミリメートル以下でもよい。

上記目的を達成するため、本開示の第２の側面によれば、コンデンサの製造方法は、基材箔の表面に配置されたカーボン層を含む陰極箔を作製する工程と、前記陰極箔の端子配置面に引出し端子の平坦部を配置し、ステッチ接続部の厚さが前記陰極箔の厚さと前記平坦部の厚さの合計厚さ以下となるように、ステッチ接続処理により前記平坦部を前記ステッチ接続部で前記陰極箔に接続する工程とを含む。

前記平坦部を前記陰極箔に接続する工程において、前記引出し端子の端子端が前記陰極箔の箔端から突出するように前記平坦部を前記陰極箔に接続してもよく、または前記平坦部を前記陰極箔に接続する工程において、前記端子端が前記箔端に一致もしくは前記箔端から０．１ミリメートル以下もしくは０．５ミリメートル以上の間隔で前記陰極箔に重なるように前記平坦部を前記陰極箔に接続してもよい。

上記目的を達成するため、本開示の第３の側面によれば、コンデンサの製造方法は、基材箔の表面に配置されたカーボン層を含む陰極箔の厚さと、引出し端子の平坦部の厚さとを把握する工程と、ステッチ接続部の厚さが前記陰極箔の前記厚さと前記平坦部の前記厚さの合計厚さ以下になるように、前記ステッチ接続部の前記厚さを決定する工程と、ステッチ接続装置が前記ステッチ接続部の決定された前記厚さになるまで前記ステッチ接続部を押し潰すように、前記ステッチ接続装置を調整する工程と、調整された前記ステッチ接続装置により前記平坦部を前記陰極箔に接続する工程と、を含む。

前記ステッチ接続装置を調整する工程において、前記引出し端子の端子端が前記陰極箔の箔端から突出するように前記ステッチ接続装置を調整してもよく、または前記ステッチ接続装置を調整する工程において、前記端子端が前記箔端に一致もしくは前記箔端から０．１ミリメートル以下もしくは０．５ミリメートル以上の間隔で前記陰極箔に重なるように前記ステッチ接続装置を調整してもよい。

本開示の上記側面によれば、たとえば次のいずれかの効果が得られる。

(1) ステッチ接続部の厚さが陰極箔の厚さと引出し端子の平坦部の厚さの合計厚さ以下であるので、等価直列抵抗が抑制され、且つ安定させることができる。

(2) 陰極箔の性質に適したステッチ接続を実現できる。

(3) カーボン層を含む陰極箔を備えるコンデンサの安定性または信頼性を高めることができる。

第１の実施の形態に係るコンデンサの端子接続部の一例を示す図である。 陰極箔の端面の一例を示す図である。 ステッチ接続部の厚さと陰極箔および平坦部の合計厚さの差ΔＴと等価直列抵抗（ＥＳＲ）の関係の一例を示すグラフである。 差ΔＴと箔の耐力強度の関係の一例を示すグラフである。 箔の耐力強度の測定方法の一例を説明するための図である。 電極箔への引出し端子の接続工程の一例を示す図である。 第２の実施の形態に係るコンデンサの引出し端子と陰極箔の一例を示す図である。 第１の実験結果を示す図である。 箔割れ抑制の推定メカニズムを説明するための図である。 箔割れ抑制または箔割れの推定メカニズムを説明するための図である。 第２の実験結果を示す図である。 箔割れ抑制の推定メカニズムを説明するための図である。 箔割れの推定メカニズムを説明するための図である。 変形例を示す図である。

以下、図面を参照して実施の形態を説明する。

第１の実施の形態

図１は、第１の実施の形態に係るコンデンサの陰極箔と引出し端子の端子接続部の一例を示している。図２は、陰極箔の端面の一例を示している。図１および図２に示す構成は一例であって、斯かる構成に本開示の技術が限定されるものではない。なお、第１の実施の形態において、端子接続部は、ステッチ接続により引出し端子４が陰極箔６に接続されている接続場所、つまりステッチ接続部１０とその周囲部分を含むものとする。図１のＡにおいて網掛けが付されている部分は、ステッチ接続部１０を表している。図１のＢは、図１のＡのＩＢ－ＩＢ線断面を示す図である。すなわち、ステッチ接続部１０は、端子片２４が配置されている領域であり、端子孔２２から引出し端子４、陰極箔６、箔片２８、端子片２４が積層された箇所を含む領域を指す。

コンデンサ２は電子部品の一例であり、たとえば電解コンデンサである。コンデンサ２は、たとえば不図示のコンデンサ素子と、引出し端子４と、不図示の電解質と封口部材と外装ケースとを含む。

コンデンサ素子は、陰極箔６と、陽極箔と、セパレータとを含む。セパレータが陰極箔６と陽極箔の間に配置されるように、陰極箔６、陽極箔およびセパレータは重ねられるとともに巻回されて、巻回素子が形成される。この巻回素子がコンデンサ素子を形成する。

陰極箔６は、コンデンサ２の陰極側の電極を構成する。陰極箔６は、たとえば帯状の箔であって、基材箔１２とカーボン層１４とを含んでいる。基材箔１２は、たとえば、アルミニウム箔、タンタル箔、ニオブ箔、チタン箔、ハフニウム箔、ジルコニウム箔、亜鉛箔、タングステン箔、ビスマス箔、アンチモン箔などの弁作用金属箔である。基材箔１２の表面は、図２に示されているように、たとえばエッチングにより形成された凹凸１６、つまり、くぼみ１６－１と突出１６－２とを有し、基材箔１２の表面積が拡大されている。基材箔１２の表面は、たとえばトンネル状または海綿状のエッチングピットを含んでもよく、このトンネル状または海綿状のエッチングピットがくぼみ１６－１および突出１６－２を形成してもよい。

カーボン層１４は、たとえば基材箔１２の両面に配置されている。カーボン層１４は、基材箔１２の一面にのみ配置されてもよい。カーボン層１４は、図２に示されているように部分的に凹凸１６のくぼみ１６－１の内部に侵入し、そのため基材箔１２の凹凸１６に密着かつ係合している。つまり、カーボン層１４は凹凸１６に係合する表面形状を有する。カーボン層１４は基材箔１２の外側に配置され、陰極箔６は基材箔１２およびカーボン層１４による二層構造または基材箔１２の両面にカーボン層１４を配置した三層構造を有している。カーボン層１４は、主材として炭素材を含み、更に、添加剤としてバインダーおよび分散剤を含む。

炭素材は、活性炭、カーボンブラック、カーボンナノホーン、無定形炭素、天然黒鉛、人造黒鉛、黒鉛化ケッチェンブラック、メソポーラス炭素、繊維状炭素等である。活性炭は、たとえば、やしがらなどの天然植物組織、フェノールなどの合成樹脂、石炭、コークスまたはピッチなどの化石燃料由来のものを原料として生成される。カーボンブラックは、ケッチェンブラック、アセチレンブラック、チャネルブラックまたはサーマルブラック等である。繊維状炭素は、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバ等である。カーボンナノチューブは、グラフェンシートが１層である単層カーボンナノチューブでも、２層以上のグラフェンシートが同軸状に丸まり、チューブ壁が多層をなす多層カーボンナノチューブ（ＭＷＣＮＴ）でもよい。

炭素材は、球状炭素であるカーボンブラックが好ましい。一次粒子径が平均１００ナノメートル以下である球状のカーボンブラックを用いることにより、カーボン層１４は密になり、またカーボン層１４は拡面層と密着し易くなるため、カーボン層１４と基材箔１２との界面抵抗は下がり易くなる。炭素材は、球状炭素と黒鉛とを含む混合物でも好ましい。黒鉛は、たとえば天然黒鉛、人造黒鉛、または黒鉛化ケッチェンブラックなどであり、鱗片状、鱗状、塊状、土状、球状または薄片状などの形状を有する。黒鉛は、鱗片状または薄片状であることが好ましく、黒鉛の短径と長径とのアスペクト比が１：５～１：１００の範囲であることが好ましい。既述のアスペクト比を有する鱗片状または薄片状の黒鉛は、たとえばエッチングピットなどの凹凸１６のくぼみ１６－１に球状カーボンを押し込み、カーボン層１４の一部がエッチングピットの内部にまで形成できる。そのため、アンカー効果により、カーボン層１４が強固に基材箔１２に密着できる。

黒鉛の平均粒径が６マイクロメートル（以下、「μｍ」と表す）以上１０μｍ以下であると、高温環境負荷による静電容量の低下を抑制できるなどの効果が得られる。また、黒鉛の平均粒径が６μｍ以下であると、高温環境負荷による静電容量の低下を抑制しつつ、コンデンサ２の静電容量を増加させることができる。また、黒鉛の平均粒径が６μｍ以下であると、黒鉛をカーボン層１４内に留め置き易くなり、バインダーの添加量を抑制できる。バインダーの添加量の抑制により、炭素材の比率が増加する。そのため、陰極箔６の電気抵抗を低減でき、コンデンサ２の等価直列抵抗を低減できる。なお、既述の平均粒径の数値はメジアン径、所謂Ｄ５０に基づく数値である。

炭素材が黒鉛と球状炭素の混合物である場合において、黒鉛と球状炭素の併用による作用を得るため、黒鉛と球状炭素の混合物に対する黒鉛の質量比〔黒鉛の質量／（黒鉛の質量＋球状炭素の質量）〕は、たとえば２５％以上９０％以下の範囲である。

バインダーは、たとえばスチレンブタジエンゴム、ポリフッ化ビニリデンまたはポリテトラフルオロエチレンなどの樹脂系バインダーであって、炭素材を結合させる。分散剤は、たとえばカルボキシメチルセルロースナトリウムである。カーボン層１４は、たとえば球状炭素が分散された水溶液から作製される。分散剤は、炭素材を水溶液に分散させることができる。

陽極箔は、コンデンサ２の陽極側の電極を構成する。陽極箔は、たとえば、タンタル箔、アルミニウム箔などの弁作用金属箔であって、たとえば帯状の箔である。陽極箔の表面は、たとえばエッチングにより形成された凹凸を有するとともに、たとえば化成処理により形成された誘電体酸化皮膜を含んでいる。エッチングにより形成された凹凸は、たとえば多孔質構造を有している。

セパレータは、陽極箔と陰極箔６の間に配置され、陽極箔と陰極箔６の間の短絡を防止する。セパレータは、絶縁材料であって、クラフトを含み、マニラ麻、エスパルト、ヘンプ、レーヨン、セルロース、これらの混合材などの他のセパレータ部材を含んでもよい。

陰極箔６は引出し端子４にステッチ接続により接続されている。陽極箔は不図示の他の引出し端子（以下、便宜上「引出し端子４」という）にステッチ接続または他の接続手段により接続されている。引出し端子４は、コンデンサ素子の一端面から突出している。引出し端子４は、たとえば導電性のよい金属、たとえばアルミニウムなどの導電性金属で形成されている。引出し端子４は、たとえばアルミニウム線と金属線１７（図７）とから構成されており、アルミニウム線と金属線１７とはアーク溶接等で接続されている。アルミニウム線は、略円柱形状の丸棒部と、この丸棒部がプレス加工等されて形成された平坦部１８とを備えており、丸棒部は、平坦部１８側に、平坦部１８の厚みまで直線的に厚みが減少する傾斜部を有している。平坦部１８は、陰極箔６に重ねられ、この陰極箔６にステッチ接続により接続され、ステッチ接続部１０が形成される。つまり、平坦部１８は、陰極箔６にステッチ接続部１０でステッチ接続により接続されている。

電解質は少なくとも電解液を含み、コンデンサ素子内の空隙やセパレータに充填されている。

封口部材は、たとえば絶縁性ゴムで形成されている。封口部材は引出し端子４に対応する位置に挿通孔を有している。引出し端子４が封口部材の挿通孔を貫通し、コンデンサ２の外側に露出している。

外装ケースは、たとえば有底筒状のアルミニウムケースである。コンデンサ素子および引出し端子４の一部は、電解質とともに外装ケースの内部に挿入される。外装ケースの開口部に封口部材が設置されて、外装ケースの内部が密封される。つまり、コンデンサ素子および引出し端子４の一部は外装ケースの内部に密封される。引出し端子４は、封口部材の貫通孔を貫通し、封口部材から突出する。

既述の通り、平坦部１８が陰極箔６にステッチ接続により接続され、ステッチ接続部１０が形成される。平坦部１８は、端子孔２２および端子片２４を含み、陰極箔６は貫通孔および箔片２８を含む。端子孔２２、端子片２４、貫通孔および箔片２８は、引出し端子４側からのステッチ針４６（図６）の挿通により形成される。端子孔２２は、貫通孔に重なる位置に配置される。端子片２４および箔片２８は、陰極箔６側からの押圧により折返され、陰極箔６の背面、つまり端子配置面の対向面に押当てられている。

ステッチ接続部１０は、平坦部１８と陰極箔６が接続している領域であって、たとえば図１のＡにおいて端子片２４が配置されている領域として定義される。ステッチ接続部１０では、図１のＢに示すように、折り返しを形成する平坦部１８および端子片２４が陰極箔６および箔片２８を２方面、たとえば上下方面から挟み込んでいる。

ステッチ接続部１０の厚さＴ１は、陰極箔６の厚さＴ２と平坦部１８の厚さＴ３の合計厚さＴｔ以下であり、以下の式(1)のように表される。
Ｔ１≦Ｔｔ＝Ｔ２＋Ｔ３ ・・・(1)

ステッチ接続部１０の厚さＴ１が合計厚さＴｔ以下であると、コンデンサ２の等価直列抵抗を抑制するとともに安定させることができ、厚さＴ１が合計厚さＴｔ未満であると、コンデンサ２の等価直列抵抗を一層抑制するとともに一層安定させることができる。陰極箔６の厚さＴ２および平坦部１８の厚さＴ３は、自由に設定可能であり、たとえばコンデンサ２の仕様に応じて適宜に設定されてもよい。実用性または経済性の観点から、陰極箔６の厚さＴ２は、たとえば０．０１ミリメートル（以下、「ｍｍ」と表す）以上０．０６ｍｍ以下であり、平坦部１８の厚さＴ３は、たとえば０．１８ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下である。平坦部１８の厚さＴ３が、０．１８ｍｍ以上の場合、等価直列抵抗が抑制されて大きな値にならず、０．３５ｍｍ以下の場合、素子の体積効率が悪化しない。

図３は、厚さＴ１と合計厚さＴｔの差ΔＴと等価直列抵抗（ＥＳＲ）の関係の一例を示すグラフである。図４は、差ΔＴと箔の耐力強度の関係の一例を示すグラフである。図５は、箔の耐力強度の測定方法の一例を説明するための図である。差ΔＴは以下の式(2)のように表される。
ΔＴ＝Ｔ１－Ｔｔ ・・・(2)

図３および図４において、カーボン層含有箔は、カーボン層１４を含む陰極箔６を表す。差ΔＴと等価直列抵抗の関係を求めた試験、および差ΔＴと箔の耐力強度の関係を求めた試験では、０．０２ｍｍの厚さＴ２を有する陰極箔６および０．２３ｍｍの厚さＴ３を有する平坦部１８を含む引出し端子４が使用されている。つまり、合計厚さＴｔは０．２５ｍｍであり、ステッチ接続部１０の厚さＴ１が０．２５ｍｍであるとき、差ΔＴが０．００ｍｍになる。

図３に示されているグラフでは、差ΔＴの値が小さくなるにつれて、カーボン層含有箔を用いたコンデンサ２の等価直列抵抗が減少している。また、陰極箔６と引出し端子４の接続では、０．００ｍｍ以下の差ΔＴの領域において、極端に高い等価直列抵抗を有する接続がない。図３に示されているグラフによれば、ステッチ接続部１０の厚さＴ１が合計厚さＴｔ以下であると、等価直列抵抗が抑制され、且つ安定している。

図３に示されているグラフは、比較のために、基本的な陰極箔を用いたコンデンサの等価直列抵抗のデータを含んでいる。基本的な陰極箔は、カーボン層を含まない陰極箔を表し、基本的な陰極箔の厚さは、この試験における陰極箔６の厚さＴ２と同じ０．０２ｍｍである。カーボン層含有箔を用いたコンデンサ２の等価直列抵抗は、同一の差ΔＴにおける基本的な陰極箔を用いたコンデンサの等価直列抵抗よりも小さく、且つばらつきが小さいことが解る。つまり、基本的な陰極箔を用いたコンデンサでは優位性が見られない「Ｔ１≦Ｔｔ」という要件を満たすことにより、カーボン層含有箔を用いたコンデンサ２は、抑制され、且つ安定した等価直列抵抗を得ることができる。

図４のＡに示されているグラフでは、差ΔＴが－０．０２ｍｍに減少するまで、カーボン層含有箔の耐力強度が上昇している。このグラフでは、差ΔＴが－０．０２ｍｍ以上０．００ｍｍ以下であると、比較的高い箔の耐力強度が得られる。つまり、ステッチ接続部１０の厚さＴ１は合計厚さＴｔ以下であって、差ΔＴの絶対値（｜ΔＴ｜）は、０．０２ｍｍ、つまり陰極箔６の厚さＴ２以下であることが好ましい。

図４のＢに示されているグラフは、比較として、既述の基本的な陰極箔の耐力強度を示している。基本的な陰極箔の耐力強度は、差ΔＴが０．００ｍｍで最も高く、差ΔＴが０．００ｍｍよりも小さくなるにつれて小さくなる。つまり、基本的な陰極箔を含むコンデンサでは優位性が見られない「Ｔ１≦Ｔｔ」且つ「｜ΔＴ｜≦０．０２ｍｍ、または｜ΔＴ｜≦Ｔ２」という要件を満たすことにより、カーボン層含有箔を用いたコンデンサ２は、比較的高い箔の耐力強度を得ることができる。

図５は、箔の耐力強度の測定方法の一例を示している。箔３２の第１主表面３４に取付けられた引出し端子４の引っ張り点Ｘに、箔３２に垂直で、箔３２の第２主表面３６の上方に向かう引っ張り力Ｆが加えられる。箔３２は、カーボン層含有箔、つまり陰極箔６、または基本的な陰極箔である。箔の耐力強度は、たとえば箔３２に割れが生じたときの引っ張り力Ｆの大きさとして定義される。箔の耐力強度の試験は、箔の耐力強度の大きさを相対的に評価できればよく、図５に示されている試験に限定されるものではない。また、引っ張り点Ｘは、一連の試験において固定されていればよく、任意に設定すればよい。

〔コンデンサの製造工程〕

コンデンサ２の製造工程は、本開示のコンデンサの製造方法の一例であって、たとえば陽極箔の作製工程、陰極箔６の作製工程、セパレータの作製工程、陰極箔６の厚さＴ２と、引出し端子４の平坦部１８の厚さＴ３の把握工程、ステッチ接続部１０の厚さＴ１の決定工程、ステッチ接続装置４０（図６）の調整工程、電極箔への引出し端子４の接続工程（以下、「引出し端子の接続工程」という）、コンデンサ素子の作製工程、コンデンサ素子の封入工程を含む。

陽極箔の作製工程では、タンタル箔、アルミニウム箔などの弁作用金属箔の表面をエッチングして、弁作用金属箔の表面に凹凸を形成する。エッチング処理後の弁作用金属箔を化成処理して、弁作用金属箔の表面に誘電体酸化皮膜を形成する。弁作用金属箔は、たとえば、塩酸、食塩などの塩化物水溶液に浸された弁作用金属箔に電流を印加することにより、エッチングされる。印加される電流は、直流でもよく、交流でもよい。弁作用金属箔の化成処理では、たとえば、ホウ酸アンモニウム、硼酸アンモニウム、リン酸アンモニウム、アジピン酸アンモニウムなどの溶液を含む電解液に浸された弁作用金属箔に電圧が印加される。化成された弁作用金属箔を裁断して、陽極箔が作製される。

陰極箔６の作製工程では、アルミニウム箔、タンタル箔、ニオブ箔、チタン箔、ハフニウム箔、ジルコニウム箔、亜鉛箔、タングステン箔、ビスマス箔、アンチモン箔などの弁作用金属箔の表面をエッチングして、弁作用金属箔の表面に凹凸１６を形成して、基材箔１２が作製される。陰極箔６側のエッチングは、陽極箔側のエッチングと同じでもよく、異なっていてもよい。エッチング処理後の弁作用金属箔、つまり基材箔１２にカーボン層１４を形成し、カーボン層１４が形成された基材箔１２を裁断して、陰極箔６が作製される。

カーボン層１４は次のように作製される。既述の炭素材、バインダーおよび分散剤を希釈液に加え、ミキサー、ジェットミキシング（噴流衝合）、超遠心処理、超音波処理などの分散処理によりこれらを混合して、スラリーを形成する。バインダーは、たとえば炭素材の結合のために必要な量だけ添加され、分散剤は、たとえば炭素材の分散のために必要な量だけ添加される。そのため、バインダーおよび分散剤の添加量は、炭素材の添加量よりも微量である。炭素材として黒鉛を用いる場合、黒鉛は、ビーズミル、ボールミルなどの粉砕機により粉砕して、黒鉛の平均粒径が、希釈液への添加前に調整されていてもよい。

希釈液は、たとえばアルコール、炭化水素系溶媒、芳香族系溶媒、アミド系溶媒、水およびこれらの混合物などである。アルコールは、たとえばメタノール、エタノールまたは２－プロパノールである。アミド系溶媒は、たとえばＮ－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）またはＮ，Ｎ－ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）である。

スラリーをエッチング処理後の弁作用金属箔、つまり基材箔１２に塗布する。基材箔１２には、凹凸１６が形成されているため、炭素材が凹凸１６に入り込み密着性が向上する。スラリーを乾燥させて溶媒を揮発させてカーボン層１４を形成した後、カーボン層１４をプレスする。凹凸１６の形成に加えてプレス加工の工程も加えると、炭素材を凹凸１６の細孔にまで押し込むことができ、また炭素材を凹凸１６の凹凸面に沿って変形させることができ、カーボン層１４と基材箔１２との密着性および定着性は更に向上する。炭素材が黒鉛を含む場合、プレスにより、黒鉛が整列されるとともに、黒鉛が基材箔１２の凹凸１６に沿うように変形する。また、黒鉛が凹凸１６に圧接されるときに球状炭素が基材箔１２の細孔などのくぼみ１６－１の内部に押し込まれる。これにより、スラリーが基材箔１２に密着し、基材箔１２に密着するカーボン層１４が得られる。炭素材が、球状炭素のみの場合、特に一次粒子径が平均１００ナノメートル以下である球状炭素を用いることにより、くぼみ１６－１に球状炭素が入り込みやすくなるため、カーボン層１４と基材箔１２との界面抵抗は下がり易くなる。また、黒鉛を含まないことにより、カーボン層１４の表面の静止摩擦係数が向上し、端子片２４を箔片２８に押圧した際に滑りにくくなり、接続性が安定したステッチ接続が得られる。

セパレータの作製工程では、既述のセパレータ部材を裁断して、セパレータが作製される。

陰極箔６の厚さＴ２と、引出し端子４の平坦部１８の厚さＴ３の把握工程では、陰極箔６の厚さＴ２と、平坦部１８の厚さＴ３とを把握する。たとえば、厚さＴ２、Ｔ３の寸法規格値または寸法検査値などの寸法公的値を参照して、この寸法公的値を厚さＴ２、Ｔ３の把握値として把握する。厚さＴ２、Ｔ３の把握工程において厚さＴ２、Ｔ３を実際に測定し、測定により得られた測定値を厚さＴ２、Ｔ３の把握値として把握してもよい。厚さＴ２の把握値と厚さＴ３の把握値とを足すことにより、合計厚さＴｔが求められる。

ステッチ接続部１０の厚さＴ１の決定工程では、厚さＴ１が合計厚さＴｔ以下となるように、厚さＴ１を決定する。なお、既に述べた通り、差ΔＴの絶対値が０．０２ｍｍ以下または陰極箔６の厚さＴ２以下となるように、厚さＴ１を決定することが好ましい。

ステッチ接続装置４０の調整工程では、ステッチ接続装置４０が、決定された厚さＴ１になるまでステッチ接続部１０を押し潰すように、ステッチ接続装置４０を調整する。ステッチ接続装置４０の調整は、たとえば距離設定などの装置設定の調整を含む。

引出し端子の接続工程では、引出し端子４を陰極箔６および陽極箔のそれぞれに接続する。陰極箔６への引出し端子４の接続工程では、ステッチ接続装置４０が用いられる。ステッチ接続装置４０は、たとえば第１の型４２、第２の型４４、ステッチ針４６および成形型４８を含む。

図６のＡに示すように、陰極箔６が下型などの第１の型４２の上に設置され、引出し端子４が陰極箔６の上面、つまり端子配置面に重ねられる。上型などの第２の型４４が引出し端子４の上面に設置される。そのため、陰極箔６および引出し端子４が第１の型４２および第２の型４４の間に挟まれて、第１の型４２および第２の型４４により保持される。第１の型４２の上に設置される陰極箔６は、貫通孔および箔片２８が形成される前の陰極箔６であり、陰極箔６の上に重ねられる引出し端子４は、端子孔２２および端子片２４が形成される前の引出し端子４である。

第１の型４２は透孔５０を有し、第２の型４４は透孔５２を有している。透孔５０は、成形型４８の横断面の形状よりもわずかに大きい孔形状を有する。透孔５２は、ステッチ針４６の横断面の形状よりもわずかに大きい孔形状を有する。透孔５２は透孔５０よりも小さく、透孔５０の真上に配置されている。ステッチ針４６はたとえば円柱状の軸部に鋭角、且つ角錐形の先端部を有し、透孔５２の上に配置される。

ステッチ針４６を図６のＡに示されている矢印の向きに下降させ、図６のＢに示すように、ステッチ針４６が引出し端子４および陰極箔６に引出し端子４側から挿通される。ステッチ針４６の挿通により、貫通孔および箔片２８が陰極箔６に形成され、端子孔２２および端子片２４が引出し端子４に形成される。下降されたステッチ針４６を上昇させて、ステッチ針４６を引出し端子４および陰極箔６から抜き去る。

成形型４８は、たとえば平坦な押し当て面を上側に有し、透孔５０の下側に配置される。成形型４８を図６のＢに示されている矢印の向きに上昇させ、押し当て面が引出し端子４および陰極箔６、特に端子片２４および箔片２８を陰極箔６側から押圧する。図６のＣに示されるように、端子片２４および箔片２８は第２の型４４と成形型４８の間に挟まれる。端子片２４および箔片２８が押圧により折返されて、引出し端子４が陰極箔６に接続される。

調整されたステッチ接続装置４０は、ステッチ接続部１０の厚さＴ１を合計厚さＴｔ以下に調整する。図６のＣには、上昇前の成形型４８の押し当て面が破線により示されている。ステッチ接続装置４０は、成形型４８を移動距離Ｌだけ上昇させて、第２の型４４および成形型４８によりステッチ接続部１０を押し潰す。押し潰されたステッチ接続部１０の厚さＴ１は、第２の型４４と成形型４８の間の距離Ｓに一致する。移動距離Ｌまたは距離Ｓは、たとえばステッチ接続装置４０の距離設定などの装置設定の一例である。ステッチ接続装置４０の調整工程では、たとえば移動距離Ｌまたは距離Ｓがステッチ接続装置４０に設定されて、ステッチ接続部１０の厚さＴ１が調整される。ステッチ接続装置４０の距離設定は、たとえばステッチ接続部１０の押し潰し距離でもよい。押し潰し距離は、第１の型４２と陰極箔６の接触により形成される接触面を基準面として、この基準面からの距離として定義される。押し潰し距離が０．００ｍｍに設定されると、ステッチ接続装置４０は、成形型４８の押し当て面を基準面まで上昇させて、厚さＴ１が合計厚さＴｔに調整される。押し潰し距離が０．０２ｍｍに設定されると、ステッチ接続装置４０は、成形型４８の押し当て面を、接触面の０．０２ｍｍ上方まで上昇させて、厚さＴ１が合計厚さＴｔよりも０．０２ｍｍ薄い厚さに調整される。

ステッチ接続装置４０の調整は、成形型４８を上昇させるシリンダーの上限リミットスイッチの位置調整、ねじ式昇降機のねじの回転量の調整、接触により成形型４８の上昇を停止させるストッパーの位置調整、設定値データを用いたコンピュータ制御による調整の何れでもよく、またはその他の調整でもよい。

陽極箔への引出し端子４の接続工程は、陰極箔６への引出し端子４の接続工程と同じでもよく、異なっていてもよい。特に、押し潰し距離の設定は、異なっていてもよい。陽極箔では、表面にカーボン層が形成されていないため、カーボン層含有箔である陰極箔６のように、端子片２４および箔片２８の押圧部分を中心に外側に向かう応力によって、伸び易くなる可能性は小さい。むしろ、陽極箔では、前述したように弁作用金属箔の表面に凹凸が形成され、凹凸の上に化成処理により誘電体酸化皮膜が形成されている。誘電体酸化皮膜は硬く、陽極箔の延伸性や柔軟性が低下する。陽極箔を高容量化するためには、より高倍率の拡面化処理により陽極箔の表面積を拡大させているが、陽極箔の高容量化に伴い誘電体酸化皮膜の面積も拡大し、結果として、陽極箔が脆弱になり、硬くなり、素材自体が持つ柔軟性が極度に低下し易い。このように硬化し、かつ柔軟性が低下した陽極箔のステッチ接続処理では、陽極箔に加わる圧力を抑制するため、ステッチ接続部の厚さが引出し端子４の平坦部１８と陽極箔の厚さの合計厚さ以上になるように陽極箔および引出し端子４を押圧することが好ましい。そのため、陽極箔と引出し端子４との接続においては、ステッチ接続部１０の厚さＴ１と引出し端子４の平坦部１８と箔の厚さの大小関係を異ならせることが好ましい。

コンデンサ素子の作製工程では、第１のセパレータを陽極箔および陰極箔６の間に配置するとともに第２のセパレータを陽極箔または陰極箔６の外側に配置する。陽極箔、陰極箔６、第１および第２のセパレータを巻回して、コンデンサ素子が作製される。

コンデンサ素子の封入工程では、電解液などの電解質が含浸されたコンデンサ素子が外装ケースの内部に挿入され、その後外装ケースの開口部に封口部材が取り付けられて、コンデンサ２が作製される。

第１の実施の形態によれば、たとえば以下の効果が得られる。

(1) カーボン層１４を含む陰極箔６は、ステッチ接続処理において箔が伸び易い。そのため、カーボン層１４を含む陰極箔６と引出し端子４の接続の難易度は、ステッチ接続処理などの接続処理において、既述の基本的な陰極箔と引出し端子４の接続の難易度よりも高い。そこで、第１の実施の形態に係るコンデンサ２では、ステッチ接続処理におけるステッチ接続部１０の潰し厚さ、つまりステッチ接続部１０の厚さＴ１を調整および管理することで、ステッチ接続を安定させることができる。

(2) ステッチ接続部１０の厚さＴ１が合計厚さＴｔ以下となるように、ステッチ接続部１０の厚さＴ１が調整されているので、コンデンサ２の等価直列抵抗を抑制し、且つ安定させることができる。ステッチ接続部１０の厚さＴ１が合計厚さＴｔ未満となるように、ステッチ接続部１０の厚さＴ１が調整されていると、コンデンサ２の等価直列抵抗を一層抑制し、且つ一層安定させることができる。

(3) 差ΔＴの絶対値が０．０２ｍｍ以下または陰極箔６の厚さＴ２以下であると、コンデンサ２は、比較的高い箔の耐力強度を得ることができる。

(4) カーボン層１４を含む陰極箔６の性質に適したステッチ接続を実現でき、カーボン層１４を含む陰極箔６を備えるコンデンサ２の安定性または信頼性を高めることができる。

(5) 成形型４８により押圧される陰極箔６の周辺を第１の型４２と第２の型４４により挟み込み、陰極箔６を拘束することで、カーボン層１４の外側に向かう応力を抑制することができ、安定性または信頼性を高めることができる。また、図６に示すように、第１の型４２と第２の型４４により引出し端子４の角部を挟むことで、陰極箔６の引出し端子４の角部との接触部に、成形型４８による押圧時の応力が伝播することを防ぐことができる。そのため、箔の耐力強度の試験のような力が陰極箔６に加わったときに、陰極箔６の引出し端子４の角部との接触部から割れが生じ難くなる。

第２の実施の形態

第２の実施の形態のコンデンサ２は、たとえば第１の実施の形態で記述したコンデンサ２の構成を有する。第１の実施の形態に記述されている内容は、参照により第２の実施の形態に組み入れることとし、第２の実施の形態での再度の記載を割愛する。

図７は、第２の実施の形態に係るコンデンサの引出し端子と陰極箔の一例を示している。図７に示す構成は一例であって、斯かる構成に本開示の技術が限定されるものではない。第２の実施の形態のコンデンサ２では、引出し端子４の端子端６６、プレス痕端６８の位置がそれぞれ陰極箔６の箔端６２、箔端６４に対して調整または管理され、陰極箔６の箔割れが抑制される。プレス痕は、既述の引出し端子の接続工程において、第２の型４４、成形型４８などの型の押圧により引出し端子４、特に平坦部１８に形成される痕跡であり、プレス痕端６８は、第２の型４４の型端部７０（図１２、図１３）の押圧により引出し端子４の平坦部１８に形成される痕跡である。つまり、プレス痕端６８は、押圧される領域の境界を表す。プレス痕端６８は、たとえば平坦部１８の金属線１７側に形成される。

引出し端子４の端子端６６は、たとえば陰極箔６の箔端６２から引っ込んでいる。端子端６６と箔端６２の間の距離Ｙ１（単位：ｍｍ）は、０．１以下、または０．５以上であることが好ましい。距離Ｙ１が０．０であり、端子端６６が箔端６２に一致してもよい。つまり、距離Ｙ１は、たとえば以下の式(3)で表される範囲に調整または管理される。
０．０≦Ｙ１≦０．１、または０．５≦Ｙ１ ・・・(3)

距離Ｙ１が０．５以上の場合、距離Ｙ１が大きくなるにつれて、陰極箔６の箔割れが抑制されることが予想される。したがって、距離Ｙ１の最大値は、コンデンサ２の構造または性能の観点から設定されればよい。また、引出し端子４は、箔端６２から突出してもよい。突出している引出し端子４は、陰極箔６の箔割れを抑制する。

引出し端子４のプレス痕端６８は、たとえば陰極箔６の箔端６４から引っ込んでいる。プレス痕端６８と箔端６４の間の距離Ｚ１（単位：ｍｍ）は、０．１以下であることが好ましい。距離Ｚ１が０．０であり、プレス痕端６８が箔端６４に一致してもよい。つまり、距離Ｚ１は、たとえば以下の式(4)で表される範囲に調整または管理される。
０．０≦Ｚ１≦０．１ ・・・(4)

また、プレス痕端６８は、箔端６４から突出してもよい。プレス痕端６８が箔端６４から突出するように調整または管理されると、陰極箔６の箔割れが抑制される。

図８は、第１の実験結果を示し、距離Ｙ１またはＹ２（以下、「距離Ｙ１、Ｙ２」という）における箔割れの発生状況を示している。箔割れは、陰極箔６の箔端６２からステッチ接続部１０の端子片２４まで延びる亀裂として定義される。箔割れは、たとえば既述の引出し端子の接続工程において、引出し端子４および陰極箔６への押圧により陰極箔６に形成されることがある。なお、第１の実験では、既述の定義に該当しない亀裂、たとえば端子片２４に到達していない亀裂は、箔割れとして扱わない。距離Ｙ２（単位：ｍｍ）は、陰極箔６の箔端６２から突出する引出し端子４の端子端６６と箔端６２の間の距離として定義される。第１の実験は、カーボン層１４を含む陰極箔６に対する引出し端子４のステッチ接続の条件として、端子端６６と箔端６２の間の距離Ｙ１、Ｙ２を変更したときの箔割れの有無を確認するための実験である。

端子端６６が箔端６２から突出しているとき、箔割れが発生しなかった。また、端子端６６が箔端６２に一致し、または箔端６２から引っ込んでいるとき、上記の式(3)で表される距離Ｙ１の範囲において、箔割れが発生しなかった。距離Ｙ１が０．２ｍｍ、０．３ｍｍまたは０．４ｍｍであるとき、箔割れを有する実験片が確認された。第１の実験では、以下に示す条件(1)または条件(2)を満たすコンデンサ２は、条件(1)、(2)から外れるコンデンサ２に比べて、箔割れを発生させ難いことが解かった。
条件(1)： 端子端６６が箔端６２から突出する。
条件(2)： 距離Ｙ１が上記の式(3)の範囲内の値である。つまり、端子端６６が箔端６２に一致し、または箔端６２から０．１ｍｍ以下もしくは０．５ｍｍ以上の間隔で陰極箔６に重なる。

図９のＡに示すように端子端６６が箔端６２から突出しているとき、引出し端子４が陰極箔６の箔端６２まで重なる。そのため、引出し端子の接続工程において、図９のＢに示すように、陰極箔６の箔端６２が引出し端子４を介して、第２の型４４および成形型４８に挟まれ、固定される。既に述べた通り、カーボン層１４を含む陰極箔６は、基本的な陰極箔（つまり、カーボン層を含まない陰極箔）に比べて伸び易い。しかしながら、端子端６６が箔端６２から突出しているとき、箔端６２の固定により、箔端６２の伸びが抑制されるものと推定され、陰極箔６の箔割れが抑制されるものと推定される。端子端６６が箔端６２に一致しているとき、および端子端６６が箔端６２からわずかに（たとえば０．１ｍｍ）引っ込んでいるとき、箔端６２または箔端６２近傍の固定により、箔端６２の伸びが抑制されるものと推定され、陰極箔６の箔割れが抑制されるものと推定される。

図１０のＡに示すように端子端６６が箔端６２から引っ込んでいるとき、陰極箔６が引出し端子４から突出して、突出箔端部７２が形成される。引出し端子の接続工程において、図１０のＢ、図１０のＣに示すように、突出箔端部７２は、引出し端子４を介して第２の型４４および成形型４８に挟まれることがなく、自由な状態になる。突出箔端部７２の距離、つまり距離Ｙ１がたとえば０．５ｍｍ以上であり、突出箔端部７２の領域が広いとき、成形型４８および引出し端子４から陰極箔６に伝搬する応力が、突出箔端部７２およびその周辺領域を含む緩衝領域７４に分散されるものと推定され、陰極箔６の箔割れが抑制されるものと推定される。なお、図１０のＡおよび図１０のＣにおける矢印は、陰極箔６に伝搬する応力を表している。

端子端６６が箔端６２から引っ込んでいても、突出箔端部７２の距離、つまり距離Ｙ１がたとえば０．２ｍｍ以上０．４ｍｍ以下であり、突出箔端部７２の領域が狭いとき、成形型４８および引出し端子４から陰極箔６に伝搬する応力が、突出箔端部７２に伝搬して、この応力による陰極箔６の伸びが大きくなるものと推定される。そのため、陰極箔６の箔割れが発生するものと推定される。

図１１は、第２の実験結果を示し、距離Ｚ１またはＺ２（以下、「距離Ｚ１、Ｚ２」という）における箔割れの発生状況を示している。箔割れの定義は、箔端６２が箔端６４に変更される以外、第１の実験における箔割れの定義と同じである。第２の実験では、既述の定義に該当しない亀裂、たとえば端子片２４に到達していない亀裂は、箔割れとして扱わない。距離Ｚ２（単位：ｍｍ）は、陰極箔６の箔端６４から突出する引出し端子４のプレス痕端６８と箔端６４の間の距離として定義される。第２の実験は、カーボン層１４を含む陰極箔６に対する引出し端子４のステッチ接続の条件として、プレス痕端６８と箔端６４の間の距離Ｚ１、Ｚ２を変更したときの箔割れの有無を確認するための実験である。

プレス痕端６８が箔端６４から突出しているとき、箔割れが発生しなかった。また、プレス痕端６８が箔端６４に一致し、または箔端６４から引っ込んでいるとき、上記の式(4)で表される距離Ｚ１の範囲において、箔割れが発生しなかった。距離Ｚ１が０．２ｍｍまたは０．３ｍｍであるとき、箔割れを有する実験片が確認された。第２の実験では、以下に示す条件(3)または条件(4)を満たすコンデンサ２は、条件(3)、(4)から外れるコンデンサ２に比べて、箔割れを発生させ難いことが解かった。
条件(3)： プレス痕端６８が箔端６４から突出する。
条件(4)： 距離Ｚ１が上記の式(4)の範囲内の値である。つまり、プレス痕端６８が箔端６４に一致し、または箔端６４から０．１ｍｍ以下の間隔で陰極箔６に重なる。

図１２のＡに示すようにプレス痕端６８が箔端６４から突出しているとき、引出し端子４の押圧される領域が陰極箔６の箔端６４まで重なる。引出し端子の接続工程において、図１２のＢに示すように、陰極箔６の箔端６４が引出し端子４を介して、第２の型４４および成形型４８に挟まれ、固定される。既に述べた通り、カーボン層１４を含む陰極箔６は、基本的な陰極箔（つまり、カーボン層を含まない陰極箔）に比べて伸び易い。しかしながら、プレス痕端６８が箔端６４よりも外側に形成されるように陰極箔６および引出し端子４が第２の型４４および成形型４８に挟まれるとき、箔端６４の固定により、箔端６４の伸びが抑制されるものと推定され、陰極箔６の箔割れが抑制されるものと推定される。プレス痕端６８が箔端６４に一致しているとき、およびプレス痕端６８が箔端６４からわずかに（たとえば０．１ｍｍ）引っ込んでいるとき、箔端６４または箔端６４近傍の固定により、箔端６４の伸びが抑制されるものと推定され、陰極箔６の箔割れが抑制されるものと推定される。

図１３のＡ、図１３のＢに示すようにプレス痕端６８が箔端６４から０．２ｍｍまたは０．３ｍｍ引っ込んでいるとき、陰極箔６が引出し端子４の押圧される領域から突出して、箔端６４およびその近傍が自由な状態になる。成形型４８および引出し端子４からの応力が陰極箔６の箔端６４およびその近傍に伝搬する。そのため、カーボン層１４を含む陰極箔６の箔端６４およびその近傍が変形するものと推定され、陰極箔６の箔割れが発生するものと推定される。

０．４ｍｍ以上の距離Ｚ１において、陰極箔６の箔割れが抑制される条件が存在する可能性がある。距離Ｙ１が０．５ｍｍ以上になると箔割れが抑制されるように、距離Ｚ１がたとえば０．５ｍｍ以上になると、箔割れが抑制される可能性がある。第２の実験結果は、０．４ｍｍ以上の距離Ｚ１において、０．２ｍｍ、０．３ｍｍと同様の結果をもたらすことを示唆するものではない。

陰極箔６の箔割れは、コンデンサ２の性能や耐振性に影響を及ぼすものではない。しかし、コンデンサ２の金属線１７に対して、想定される以上の振動が加わり、その振動が引出し端子４と陰極箔６との接続部に伝搬した場合、たとえばコンデンサ２の耐振性に影響する。そのため、条件(1)または条件(2)を満たすように端子端６６と箔端６２の間の距離Ｙ１、Ｙ２を調整または管理することで、コンデンサ２の耐振性を高めることができ、条件(3)または条件(4)を満たすようにプレス痕端６８と箔端６４の間の距離Ｚ１、Ｚ２を調整または管理することで、コンデンサ２の耐振性を高めることができる。振動が加わる環境での使用でも、たとえばコンデンサ２の等価直列抵抗を長期間維持することができる。

〔コンデンサの製造工程〕

コンデンサ２の製造工程は、本開示のコンデンサの製造方法の一例であって、たとえば陽極箔の作製工程、陰極箔６の作製工程、セパレータの作製工程、陰極箔６の厚さＴ２と、引出し端子４の平坦部１８の厚さＴ３の把握工程、ステッチ接続部１０の厚さＴ１の決定工程、ステッチ接続装置４０の調整工程、引出し端子の接続工程、コンデンサ素子の作製工程、コンデンサ素子の封入工程を含む。陽極箔の作製工程、陰極箔６の作製工程、セパレータの作製工程、陰極箔６の厚さＴ２と、引出し端子４の平坦部１８の厚さＴ３の把握工程、ステッチ接続部１０の厚さＴ１の決定工程、コンデンサ素子の作製工程、コンデンサ素子の封入工程は、第１の実施の形態で説明したこれらの工程と同様である。第１の実施の形態で説明したこれらの工程の説明を省略する。

ステッチ接続装置４０の調整工程では、第１の実施の形態におけるステッチ接続装置４０の調整工程と同様の処理が行われるとともに、距離Ｙ１、Ｙ２および距離Ｚ１、Ｚ２の調整処理が行われる。距離Ｙ１、Ｙ２の調整処理では、上記の条件(1)または条件(2)を満たすように、たとえば陰極箔６に対する引出し端子４の配置位置が調整され、距離Ｚ１、Ｚ２の調整処理では、型の押圧により引出し端子４に形成されることになるプレス痕端６８が、引出し端子の接続工程後において上記の条件(3)または条件(4)を満たすように、たとえば陰極箔６に対する第２の型４４の配置位置、特に型端部７０の配置位置が調整される。距離Ｙ１、Ｙ２および距離Ｚ１、Ｚ２の調整は、たとえば、引出し端子４もしくは陰極箔６のアライメント装置の位置調整、第２の型４４もしくは成形型４８の位置調整、または複数のこれらの位置調整により行われる。たとえば、陰極箔６が基準位置に固定される場合、引出し端子４の位置調整により距離Ｙ１、Ｙ２が調整される。陰極箔６および引出し端子４の位置が固定される場合、第２の型４４の位置調整、特に型端部７０の位置調整により距離Ｚ１、Ｚ２が調整される。距離Ｙ１、Ｙ２および距離Ｚ１、Ｚ２は、基本的には、引出し端子の接続工程の前後で一致する。そのため、ステッチ接続装置４０の調整工程では、コンデンサ２における条件(1)～(4)を使用することができる。

引出し端子の接続工程は、距離Ｙ１、Ｙ２および距離Ｚ１、Ｚ２の調整処理が行われた状態で、引出し端子４が陰極箔６に接続されることを除き、第１の実施の形態における引出し端子の接続工程と同様である。なお、第１の実施の形態における引出し端子の接続工程では説明が省略されているが、成形型４８を図６のＢに示されている矢印の向きに上昇させ、押し当て面が引出し端子４および陰極箔６を陰極箔６側から押圧するとき、第２の型４４の押圧により引出し端子４にプレス痕が形成され、型端部７０の当接位置にプレス痕端６８が形成される。

第２の実施の形態によれば、たとえば以下の効果が得られる。

(1) 箔割れが抑制され、たとえば引出し端子４と陰極箔６の間の接続を安定させることができる。

(2) カーボン層１４を含む陰極箔６のステッチ接続のため、ステッチ接続部１０の厚さＴ１が既述の合計厚さＴｔ以下となるように調整される。つまり、引出し端子の接続工程では、陰極箔６は、厚さＴ１が合計厚さＴｔ以下となるまでプレスされ、陰極箔６に加えられる応力は、既述の基本的な陰極箔に加えられる圧力よりも大きくなる。そのため、陰極箔６が箔の幅方向（引出し端子４の長手方向）に伸び易くなる。そこで、端子端６６もしくはプレス痕端６８の突出、一致もしくは引っ込みによる位置調整、または距離Ｙ１、Ｙ２もしくは距離Ｚ１、Ｚ２の距離調整により、応力発生時に箔端６２、６４が固定され、または発生した応力が広く分散される。陰極箔６に加えられる応力が大きくても、箔端６２、６４の固定または応力の分散により箔割れが抑制でき、たとえば引出し端子４と陰極箔６の間の接続を安定させることができる。

(3) 箔割れの抑制により、振動による割れの拡大リスクを抑制でき、コンデンサ２の耐振性を高めることができる。

(4) 箔割れを抑制することで、コンデンサ２の信頼性を向上することができる。

以上説明した実施の形態について、その特徴事項や変形例を以下に列挙する。

(1) 上記実施の形態では、コンデンサ素子は巻回素子である。しかしながら、コンデンサ素子は、たとえば平坦な複数の陽極箔、陰極箔６およびセパレータが積層された積層素子でもよい。

(2) 陽極箔、陰極箔６、セパレータ、外装ケース、封口部材および電解質の素材は上記実施の形態で記述したものに限定されない。これらの素材は、アルミ電解コンデンサまたは類似のコンデンサで採用されている他の素材でもよい。たとえば、外部端子を取り付けたフェノール積層板を封口部材として用いてもよく、前述のコンデンサ素子に電解液を含浸させた後、コンデンサ素子から導出した引出し端子を封口部材の外部端子に接続してもよく、コンデンサ素子および封口部材を外装ケースに挿入して、封口部材で封止した構造としてもよい。

(3) カーボン層１４の素材は上記実施の形態で述べたものに限定されない。カーボン層１４を形成する素材は、カーボンを含む任意の導電性部材でもよい。また、基材箔１２に対するカーボン層１４の密着または係合状態は、上記実施の形態で述べたものに限定されない。

(4) 上記実施の形態では、少なくともステッチ接続部１０の厚さＴ１が合計厚さＴｔ以下に調整されていればよい。成形型４８から圧力を受ける受圧部が、全体的に合計厚さＴｔ以下の厚さを有していてもよい。

(5) 上記実施の形態では、引出し端子４が陰極箔６の上に配置され、ステッチ針４６が上から引出し端子４および陰極箔６を刺し、成形型４８が下から引出し端子４および陰極箔６を押圧している。しかしながら、引出し端子４、陰極箔６、ステッチ針４６および成形型４８の相対的な配置が一致または類似していればよい。引出し端子４、陰極箔６、ステッチ針４６および成形型４８がたとえば実施の形態におけるこれらの配置に対して上下逆になるように、または任意の角度ほど回転させて配置されていてもよい。

(6) 上記実施の形態では、ステッチ接続装置４０の装置設定、たとえば距離設定の調整により、ステッチ接続部１０の厚さＴ１を調整している。しかしながら厚さＴ１の調整手段は、距離設定の調整に限らない。たとえば、成形型４８が引出し端子４および陰極箔６に加える押し付け圧力Ｐ（図６のＣ）の大きさを調整し、加えられる圧力が大きくなると厚さＴ１が薄くなるという関係を利用して厚さＴ１を調整してもよい。ステッチ接続装置４０の調整は、たとえば、成形型４８が引出し端子４および陰極箔６に圧力を加える際の圧力設定などの装置設定の調整でもよい。

(7) 上記実施の形態では、陰極箔６と引出し端子４の両方を第１の型４２と第２の型４４によって挟んで保持した状態で、ステッチ針４６を引出し端子４および陰極箔６に挿通して箔片２８および端子片２４を形成する工程および、成形型４８により箔片２８および端子片２４を押圧し、ステッチ接続部１０を形成する工程を行ったが、これに限らない。たとえば、陰極箔６と引出し端子４の両方を第１の型４２と第２の型４４に挟んで保持した状態で、ステッチ針４６を引出し端子４および陰極箔６に挿通し、箔片２８および端子片２４を形成する工程を経た後、第１の型４２と第２の型４４による保持を解除し、箔片２８および端子片２４が形成された状態で、陰極箔６と引出し端子４を次の工程に送り、陰極箔６の箔片２８および端子片２４が形成された面側と、引出し端子４側から挟むように平坦な押し当て面を備える成形型で押圧してステッチ接続部１０を形成してもよい。

(8) 第２の実施の形態では、距離Ｙ１、Ｙ２および距離Ｚ１、Ｚ２が調整されている。しかしながら、距離Ｙ１、Ｙ２および距離Ｚ１、Ｚ２の何れかが調整されてもよく、距離Ｙ１、Ｙ２および距離Ｚ１、Ｚ２が調整されなくてもよい。距離Ｙ１、Ｙ２および距離Ｚ１、Ｚ２が調整されなくても、第１の実施の形態の効果を得ることができる。

(9) 第２の実施の形態では、割れが発生する部分を除き、箔端６２、６４および端子端６６の形状がほとんど変化していない。しかしながら、引出し端子の接続工程における押圧により箔端６２、６４および端子端６６の形状が変化してもよい。引出し端子の接続工程における押圧により、図１４に示すように箔端６２および端子端６６がたとえば外側に膨らんでもよい。箔端６２および端子端６６が外側に膨らんでも、端子端６６の角部７６の位置および角部７６近傍の箔端６２の位置は、ほぼ変わらない。つまり、角部７６と箔端６２の最小距離を距離Ｙ１、Ｙ２として計測すれば、引出し端子の接続工程の前後の距離Ｙ１、Ｙ２を基本的には一致させることができる。また、引出し端子の接続工程における押圧により箔端６４およびプレス痕端６８がたとえば外側に膨らんでもよい。箔端６４およびプレス痕端６８が外側に膨らんでも、プレス痕端６８の角部の位置および角部近傍の箔端６４の位置は、ほぼ変わらない。つまり、プレス痕端６８の角部と箔端６４の最小距離を距離Ｚ１、Ｚ２として計測すれば、引出し端子の接続工程の前後の距離Ｚ１、Ｚ２を基本的には一致させることができる。

(10) 第２の実施の形態では、引出し端子４の長手方向において、第２の型４４の両端の位置が成形型４８の両端の位置と一致している。しかしながら、第２の型４４の両端または一端の位置が成形型４８の両端または一端の位置と異なっていてもよく、第１の実験結果および第２の実験結果と同様の結果が得られるものと期待される。

(11) 第２の実施の形態では、ステッチ接続装置４０の調整により、距離Ｙ１、Ｙ２および距離Ｚ１、Ｚ２が調整されている。しかしながら、距離Ｙ１、Ｙ２または距離Ｚ１、Ｚ２の調整のために、陰極箔６の箔幅または引出し端子４の平坦部１８の長さをさらに調整してもよい。調整項目の増加により、調整の自由度を高めることができる。

(12) 上記実施の形態では、陰極箔６と引出し端子４の両方を第１の型４２と第２の型４４によって挟んで保持した状態で、ステッチ針４６を引出し端子４および陰極箔６に挿通して箔片２８および端子片２４を形成する工程を行ったが、これに限らない。たとえば、陰極箔６のステッチ針４６によって貫通孔を形成する箇所に予め貫通孔を形成し、この貫通孔を覆うように引出し端子４を陰極箔６に重ねたうえで、陰極箔６と引出し端子４の両方を第１の型４２と第２の型４４によって挟んで保持した状態で予め陰極箔６に形成した貫通孔と一致する位置に端子孔２２が形成されるようにステッチ針４６を引出し端子４に挿通させてもよい。このようにすると、陰極箔６にステッチ針４６が挿通する位置には、貫通孔が形成されているため、ステッチ針４６が陰極箔６を突き刺すことはなく、箔片２８が形成されないか、形成されても小さい箔片２８が形成されることになる。そのため、成形型４８により端子片２４が押圧される際、上記実施の形態のように、箔片２８が端子片２４と陰極箔６の間に存在しない。既に述べたように、表面にカーボン層が形成されている場合、陰極箔６は伸び易くなる。端子片２４と陰極箔６との間に伸び易い箔片２８を存在させないことで、箔片２８と重なる陰極箔６の押圧による伸びが抑制され、引出し端子４と陰極箔６との接続をより安定させることができる。なお、この場合、ステッチ接続部は、端子片２４が配置されている領域であり、端子孔２２から引出し端子４、陰極箔６、端子片２４が積層された箇所を含む領域を指す。

以上説明したように、本開示の最も好ましい実施の形態等について説明したが、本開示は、上記記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載され、または明細書に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能であることは勿論であり、斯かる変形や変更が、本開示の範囲に含まれることは言うまでもない。

本開示の技術は、カーボン層を含む陰極箔と引出し端子の接続およびこれらを含むコンデンサに用いることができ、有用である。

２ コンデンサ
４ 引出し端子
６ 陰極箔
１０ ステッチ接続部
１２ 基材箔
１４ カーボン層
１６ 凹凸
１６－１ くぼみ
１６－２ 突出
１７ 金属線
１８ 平坦部
２２ 端子孔
２４ 端子片
２８ 箔片
３２ 箔
３４ 第１主表面
３６ 第２主表面
４０ ステッチ接続装置
４２ 第１の型
４４ 第２の型
４６ ステッチ針
４８ 成形型
５０、５２ 透孔
６２、６４ 箔端
６６ 端子端
６８ プレス痕端
７０ 型端部
７２ 突出箔端部
７４ 緩衝領域
７６ 角部

Claims (9)

1. 基材箔の表面に配置されたカーボン層を含む陰極箔と、
   前記陰極箔にステッチ接続部でステッチ接続により接続された平坦部を含む引出し端子と、
   を備え、
   前記ステッチ接続部の厚さが前記陰極箔の厚さと前記平坦部の厚さの合計厚さ以下であることを特徴とするコンデンサ。
2. 前記引出し端子の端子端が、
   前記陰極箔の箔端から突出し、または、
   前記箔端に一致し、または、
   前記箔端から０．１ミリメートル以下もしくは０．５ミリメートル以上の間隔で前記陰極箔に重なる
   ことを特徴とする請求項１に記載のコンデンサ。
3. 前記ステッチ接続部の厚さが前記合計厚さ未満であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のコンデンサ。
4. 前記ステッチ接続部の厚さと前記合計厚さとの差の絶対値が０．０２ミリメートル以下であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載のコンデンサ。
5. 前記平坦部の厚さが０．１８ミリメートル以上０．３５ミリメートル以下であり、
   前記陰極箔の厚さが０．０１ミリメートル以上０．０６ミリメートル以下であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載のコンデンサ。
6. 基材箔の表面に配置されたカーボン層を含む陰極箔を作製する工程と、
   前記陰極箔の端子配置面に引出し端子の平坦部を配置し、ステッチ接続部の厚さが前記陰極箔の厚さと前記平坦部の厚さの合計厚さ以下となるように、ステッチ接続処理により前記平坦部を前記ステッチ接続部で前記陰極箔に接続する工程と
   を備えることを特徴とするコンデンサの製造方法。
7. 前記平坦部を前記陰極箔に接続する工程において、前記引出し端子の端子端が前記陰極箔の箔端から突出するように前記平坦部を前記陰極箔に接続し、または
   前記平坦部を前記陰極箔に接続する工程において、前記端子端が前記箔端に一致もしくは前記箔端から０．１ミリメートル以下もしくは０．５ミリメートル以上の間隔で前記陰極箔に重なるように前記平坦部を前記陰極箔に接続する
   ことを特徴とする請求項６に記載のコンデンサの製造方法。
8. 基材箔の表面に配置されたカーボン層を含む陰極箔の厚さと、引出し端子の平坦部の厚さとを把握する工程と、
   ステッチ接続部の厚さが前記陰極箔の前記厚さと前記平坦部の前記厚さの合計厚さ以下になるように、前記ステッチ接続部の前記厚さを決定する工程と、
   ステッチ接続装置が前記ステッチ接続部の決定された前記厚さになるまで前記ステッチ接続部を押し潰すように、前記ステッチ接続装置を調整する工程と、
   調整された前記ステッチ接続装置により前記平坦部を前記陰極箔に接続する工程と
   を備えることを特徴とするコンデンサの製造方法。
9. 前記ステッチ接続装置を調整する工程において、前記引出し端子の端子端が前記陰極箔の箔端から突出するように前記ステッチ接続装置を調整し、または
   前記ステッチ接続装置を調整する工程において、前記端子端が前記箔端に一致もしくは前記箔端から０．１ミリメートル以下もしくは０．５ミリメートル以上の間隔で前記陰極箔に重なるように前記ステッチ接続装置を調整することを特徴とする請求項８に記載のコンデンサの製造方法。
   
   

Images