JP4668825B2 - 固体電解コンデンサ - Google Patents
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Description
ここで、陰極側の電気的な引出しは、導電性を有する電解質層によって行われ、電解コンデンサにおいて真の陰極はこの電解質層が担うこととなる。この真の陰極として機能する電解質層は、電解コンデンサの電気特性に大きな影響を及ぼすため、数々の電解質層の形成方法が提案されている。
このような要求を満たすために様々な取り組みが行われており、例えば、陽極箔と陰極箔とをセパレータを介して巻回し、当該セパレータに導電性高分子を保持させて巻回型アルミニウム固体電解コンデンサとすることが検討されている。このような巻回型では電極面積を広く確保できるという利点がある。
一方、低インピーダンス化に向けては、セパレータに対して熱処理を行うことにより密度を小さくすることが検討されているが、このような低密度化を図ると、素子の巻き緩みなどが起こる。
このため、化成電圧を高くしてもエージング工程におけるショートパンク発生率が高くなり、歩留が低下するという問題がある。
このコンデンサ素子4は、陽極箔1と陰極箔3とがセパレータ2を介して巻回された構造を有している。
陽極箔1および陰極箔3からは、それぞれ樹脂コーティングを施した陽極リードタブおよび陰極リードタブを介して陽極リード線5および陰極リード線6がコンデンサ素子4の端面から引き出されている。
陽極箔1は、アルミニウム等の弁作用金属からなる箔に対して、エッチングにより粗面化を施した後、化成により酸化皮膜を形成してなる。
また、バインダは、溶融、固化することにより、セルロース繊維と合成繊維とを繋いでいる。本形態では、バインダとして、化成能力を備えた含酸素化合物、例えば、ポリビニルアルコールまたはポリエチレングリコールが用いられている。
また、化成液の温度は、セパレータのバインダが化成液に溶出しないように80℃以下にすることが望ましい。
ポリチオフェン誘導体としては、チオフェン骨格3位、3位と4位、またはS位に、水酸基、アセチル基、カルボキシル基、アルキル基、アルコキシ基のうち少なくとも1種を置換基として有するチオフェン誘導体、または3,4−アルキレンジオキシチオフェンを挙げることができる。
ポリアニリン誘導体として、アニリン骨格を有しアルキル基、フェニル基、アルコキシ基、エステル基、チオエーテル基のうち少なくとも1種を置換基として有するアニリン誘導体を挙げることができる。
ポリピロール誘導体としては、ピロール骨格の3位、3位と4位またはN位に、水酸基、アセチル基、カルボキシル基、アルキル基、アルコキシ基のうち少なくとも1種を置換基として有するピロール誘導体を挙げることができる。
また、モノマーとドーパントとを混合した溶液をコンデンサ素子に含浸し、続いて、モノマーと酸化剤との混合溶液をコンデンサ素子に含浸し、化学重合させてもよい。
さらに、モノマー液をコンデンサ素子に含浸し、続いて、ドーパントと酸化剤とを混合した液をコンデンサ素子に含浸し、化学重合させてよい。
さらに、ドーパントと酸化剤を混合した溶液をコンデンサ素子に含浸し、続いて、モノマー溶液をコンデンサ素子に含浸し、化学重合させてもよい。
本発明の実施例に係る固体電解コンデンサ(アルミニウム固体電解コンデンサ)では、マニラ繊維(セルロース繊維)50wt%、アクリル繊維30wt%、ポリビニルアルコール20wt%(バインダ)を混抄した密度0.35g/cm3、厚さ30μmのセパレータ2を用いて、以下のように固体電解コンデンサを作製した。
このコンデンサ素子4において、陽極箔1および陰極箔3からは、それぞれ樹脂コーティングを施した陽極リードタブおよび陰極リードタブを介して陽極リード線5および陰極リード線6がコンデンサ素子4の端面から引き出された状態にある。
ここで、実施例、及び後述する比較例1、2において、コンデンサ素子の作製に用いた陽極箔、陰極箔は全て同じ幅、長さであり、その幅は2.4mm、長さは195mmである。
比較例1では、密度0.30g/cm3、厚さ30μmのマニラ紙からなるセパレータを用いて以下のようにして固体電解コンデンサを作製した。その際、セパレータの構成以外は、実施例と同様とした。このように構成した固体電解コンデンサの電気特性を測定した結果を表1に示す。
比較例2では、アクリル繊維の不織布からなる密度0.35g/cm3、厚さ35μmのセパレータを用いて固体電解コンデンサを作製した。その際、セパレータの構成以外は、実施例と同様とした。このように構成した固体電解コンデンサの電気特性を測定した結果を表1に示す。
表1から明らかなように、本発明の実施例に係る固体電解コンデンサは、比較例1、2と比較して歩留が高い。本発明の実施例に係る固体電解コンデンサは、比較例1、2と比較して、ESRが低いとともに、漏れ電流も低い。
上記の実施例においては、化成能力のある含酸素化合物(バインダ)としてポリビニルアルコールを用いたが、ポリビニルアルコールに代えて、ポリエチレングリコールを用いた場合にも同様の効果が得られることが確認された。
また、実施例では、合成繊維にアクリル繊維を用いたが、ナイロン繊維、ポリエステル繊維を用いても同様の効果が得られることが確認された。
2 セパレータ
3 陰極箔
4 コンデンサ素子
5 陽極リード棒
6 陰極リード棒
Claims (3)
- 化成済みの陽極箔と陰極箔とをセパレータを介して巻回し、当該セパレータに導電性高分子を保持させた固体電解コンデンサにおいて、
前記セパレータは、セルロース繊維と、20〜40wt%のアクリル繊維と、10〜30wt%のバインダとを含む不織布であり、
前記バインダは、化成能力を有する含酸素化合物からなることを特徴とする固体電解コンデンサ。 - 前記バインダは、ポリビニルアルコールまたはポリエチレングリコールであることを特徴とする請求項1に記載の固体電解コンデンサ。
- 前記導電性高分子は、ポリアニリン若しくはその誘導体、ポリピロール若しくはその誘導体、またはポリチオフェン若しくはその誘導体であることを特徴とする請求項1または2に記載の固体電解コンデンサ。
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