JP4858679B2 - Capacitor separator and capacitor using the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To ensure breakdown voltage characteristics of a separator without increasing the thickness of separator, to improve impedance characteristics and to improve capacitor service life by improvement of an electrolyte storing quantity. <P>SOLUTION: The separator for a capacitor in which a spherical cellulose is deposited on one surface or both surfaces, the cellulose has a diameter of 2-15 &mu;m, an alkali metal content is 1 wt.% or less, and at least one kind of zeolite or hydroxyapatite preferably is deposited on the spherical cellulose. Also, a layer including the spherical cellulose deposited on the separator has a thickness of 2-40 &mu;m. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、コンデンサおよびそのセパレーターにかかり、その耐電圧特性を落とすことなく、インピーダンス特性に優れ、しかも電解液保持量の向上によりコンデンサ寿命を改善するものである。   The present invention is applied to a capacitor and its separator, and is excellent in impedance characteristics without degrading its withstand voltage characteristics, and further improves the life of the capacitor by increasing the amount of electrolyte retained.

一般にコンデンサ、特に電解コンデンサは以下のような構成を取っている。すなわち、帯状に形成された高純度のアルミニウム箔を化学的あるいは電気化学的にエッチングを行って拡面処理するとともに、拡面処理したアルミニウム箔をホウ酸アンモニウム水溶液等の化成液中にて化成処理することによりアルミニウム箔の表面に酸化皮膜層を形成させた陽極箔と、同じく高純度のアルミニウム箔を拡面処理した陰極箔を、セパレーターを介して巻回してコンデンサ素子が形成される。そしてこのコンデンサ素子には駆動用の電解液が含浸され、金属製の有底筒状の外装ケースに収納される。さらに外装ケースの開口端部は弾性ゴムよりなる封口体が収納され、さらに外装ケースの開口端部を絞り加工により封口を行い、電解コンデンサを構成する。   In general, capacitors, particularly electrolytic capacitors, have the following configuration. That is, a high-purity aluminum foil formed in a band shape is chemically or electrochemically etched to expand the surface, and the expanded aluminum foil is subjected to chemical conversion in a chemical conversion solution such as an aqueous ammonium borate solution. By doing so, the anode foil in which the oxide film layer is formed on the surface of the aluminum foil and the cathode foil obtained by enlarging the same high-purity aluminum foil are wound through a separator to form a capacitor element. The capacitor element is impregnated with a driving electrolyte solution and stored in a metal bottomed cylindrical outer case. Further, a sealing body made of elastic rubber is accommodated in the opening end portion of the outer case, and the opening end portion of the outer case is sealed by drawing to constitute an electrolytic capacitor.

そして、小型、低圧用の電解コンデンサの、コンデンサ素子に含浸される電解液としては、従来から、エチレングリコールを主溶媒とし、アジピン酸、安息香酸などのアンモニウム塩を溶質とするもの、または、γ−ブチロラクトンを主溶媒とし、フタル酸、マレイン酸などの四級化環状アミジニウム塩を溶質とするもの等が知られている。   In addition, as an electrolytic solution impregnated in a capacitor element of a small-sized, low-pressure electrolytic capacitor, conventionally, an ethylene glycol as a main solvent and an ammonium salt such as adipic acid or benzoic acid as a solute, or γ Known are those having butyrolactone as a main solvent and quaternized cyclic amidinium salts such as phthalic acid and maleic acid as solutes.

これら従来の電解コンデンサはセパレーター中に電解液を含浸させているため、コンデンサとしてのインピーダンス特性、特に等価直列抵抗(以下ESRと略する)が高くなり易く、又使用中にも経時劣化するおそれがある。そのためインピーダンス特性を良くするために電解液の抵抗を下げることや、セパレーターを薄くするか密度を低くすることが考えられる。しかしながら、電解液の抵抗値を下げると、アルミニウム箔に対して腐蝕性を与える原因となり、一方、セパレーターを薄くすることや密度を低くすると、コンデンサ素子をエージングする際にショート不良率が増大し、仮にショートしなかった場合でも製品化されて市場に出された後のショート不良率が高くなる問題点がある。   Since these conventional electrolytic capacitors are impregnated with an electrolytic solution in the separator, impedance characteristics as a capacitor, in particular, equivalent series resistance (hereinafter abbreviated as ESR) are likely to be high, and there is a risk of deterioration with time even during use. is there. For this reason, it is conceivable to reduce the resistance of the electrolytic solution in order to improve impedance characteristics, or to make the separator thinner or lower in density. However, lowering the resistance value of the electrolyte causes corrosiveness to the aluminum foil, while reducing the separator thickness and density increases the short-circuit defect rate when aging the capacitor element, Even if there is no short circuit, there is a problem that the short defect rate after the product is commercialized and put on the market increases.

そこで、インピーダンス特性を良くするためにセパレーターについては構成する繊維の形状や配向性が検討されてきた。同一厚さ、同一密度の場合、電解紙中の空隙がセパレーターの表面から裏面に対して効率良く貫通していることが望ましい。そのためセパレーターの原料には繊維径ができるだけ小さく、かつ、円形に近いことの2点が求められている。
また、同一厚さで耐電圧特性を持たせるためには、セパレーターの繊維ができるだけ高密度であることが望ましいが、密度を高くすると、ESRが極端に低下する。特に中高圧用のコンデンサでは耐電圧確保のため、セパレーターの繊維を緻密にすることで対応しており、インピーダンス特性を低下させていた。
Therefore, in order to improve the impedance characteristics, the shape and orientation of the fibers constituting the separator have been studied. In the case of the same thickness and the same density, it is desirable that the voids in the electrolytic paper penetrate efficiently from the front surface to the back surface of the separator. Therefore, the raw material of the separator is required to have two points that the fiber diameter is as small as possible and that it is close to a circle.
Further, in order to have the same thickness and withstand voltage characteristics, it is desirable that the separator fibers have as high a density as possible. However, when the density is increased, the ESR is extremely lowered. In particular, in order to secure a withstand voltage, a medium- and high-voltage capacitor has coped with the fact that the separator fiber is made dense, and the impedance characteristic has been lowered.

上記の問題点から、特開平5−291080号公報に示されているように、セパレーターに有機微粉末としてセルロース微粉末を混抄内添することが提案されている。また、特開平5−251275号公報に示されているように、陽極箔、陰極箔およびセパレーターの少なくとも一つにヒドロキシエチル(アルキル)セルロースを付着させることが提案されている。(特許文献1,2)
また、特開2003−100558号公報にはインピーダンス特性およびショート不良率を改善する方法として、コンデンサ素子となった形態においてセルロース繊維の局在化、偏在化を防止するために、電解液中で可溶のバインダーでセルロース繊維を固着する方法が提案されている。(特許文献3)
特開平5−291080号公報 特開平5−251275号公報 特2003−100558号公報
In view of the above problems, as disclosed in JP-A-5-291080, it has been proposed to internally add cellulose fine powder as an organic fine powder to a separator. Further, as disclosed in JP-A-5-251275, it has been proposed to attach hydroxyethyl (alkyl) cellulose to at least one of an anode foil, a cathode foil, and a separator. (Patent Documents 1 and 2)
Japanese Patent Laid-Open No. 2003-100558 discloses a method for improving impedance characteristics and a short-circuit defect rate in an electrolyte solution in order to prevent localization and uneven distribution of cellulose fibers in a capacitor element. A method for fixing cellulose fibers with a soluble binder has been proposed. (Patent Document 3)
Japanese Patent Laid-Open No. 5-291080 JP-A-5-251275 Japanese Patent Publication No. 2003-100558

しかしながら、特許文献1に提案されている方法では、コンデンサ素子巻回時にそのセルロース微粉末が脱落しやすいため、その脱落した空隙部がコンデンサ耐電圧を低下させる原因となっている。また、特許文献2で提案されているヒドロキシエチル(アルキル)セルロースの粉末をセパレーターに塗布することについては、セルロースとの付着性が悪く、塗布の作業性が悪いことと、また粉末の大きさが42メッシュ(355μm以下)の金網を通過する微粉末のため、中高圧用コンデンサのセパレーター厚みが15〜90μmであることに対して大幅な厚み増加となることからインピーダンス特性が低下することと、均一な厚みを有する塗布層を形成することが困難なことから、陽極箔と陰極箔との電極間隔のバラツキが大きくなるため、コンデンサの耐電圧特性が低下してしまう。
また、特許文献3に提案されている方法では、電解コンデンサにおける耐電圧確保とインピーダンス特性の改善については、まだ不十分である。
However, in the method proposed in Patent Document 1, since the cellulose fine powder is easily dropped when the capacitor element is wound, the dropped gap portion causes a decrease in the capacitor withstand voltage. Moreover, about apply | coating the powder of the hydroxyethyl (alkyl) cellulose proposed by patent document 2 to a separator, adhesiveness with a cellulose is bad, workability | operativity of application | coating is bad, and the magnitude | size of powder is also Due to the fine powder that passes through a 42 mesh (355 μm or less) wire mesh, the thickness of the separator of the medium- and high-voltage capacitor is greatly increased with respect to 15 to 90 μm. Since it is difficult to form a coating layer having a large thickness, the variation in the electrode spacing between the anode foil and the cathode foil increases, and the withstand voltage characteristics of the capacitor are degraded.
Further, the method proposed in Patent Document 3 is still insufficient for ensuring the withstand voltage and improving the impedance characteristics of the electrolytic capacitor.

本発明は、これらの問題点を改善するもので、セパレーターの厚みを増大させることなくその耐電圧特性を確保することができ、インピーダンス特性に優れ、しかも電解液保持量の向上によりコンデンサ寿命を改善することを目的とするものである。   The present invention improves these problems, and can withstand the voltage without increasing the thickness of the separator, has excellent impedance characteristics, and improves the life of the capacitor by improving the amount of electrolyte retained. It is intended to do.

本発明は、上記の目的を達成するために、陽極箔と陰極箔とをセパレーターを介して巻回したコンデンサ素子に駆動用の電解液を含浸したコンデンサに用いるコンデンサ用セパレーターであって、球状セルロースを片面もしくは両面に、電解液に可溶なバインダーを用いて付着させたコンデンサ用セパレーターである。 In order to achieve the above object, the present invention provides a capacitor separator for use in a capacitor in which a driving element is impregnated with a capacitor element in which an anode foil and a cathode foil are wound via a separator. Is a separator for a capacitor in which is attached to one or both sides using a binder soluble in an electrolytic solution .

上記のようなセパレーターを用いてコンデンサ素子とした形態において、球状セルロースの層が、セパレーターに均一な耐電圧を有する層を形成することができるので、セパレーターの薄箔化を促進しても、ショート不良率を少なくすることができる。   In the form of the capacitor element using the separator as described above, the spherical cellulose layer can form a layer having a uniform withstand voltage on the separator. The defective rate can be reduced.

また、球状セルロースは、ヒドロキシエチル(アルキル)セルロース等の繊維状のセルロースに比べ、その形状が球形に近く、かつ粒径が小さく、その粒径が揃っている。このため、球状セルロースを低密度のセパレーターに使用することにより、イオンがセパレーター内を通過する場合に、球状セルロースの外側を短距離でかつ直線的に通過しやすくなる。その結果として繊維が高密度のセパレーターに比べ、その妨げが少なくなるためにイオンが通過しやすくなり、良好なイオン透過性を保持することができ、インピーダンス特性の悪化が少なくなる。   In addition, spherical cellulose has a shape close to a spherical shape, a small particle size, and a uniform particle size as compared with fibrous cellulose such as hydroxyethyl (alkyl) cellulose. For this reason, when spherical cellulose is used for a low-density separator, when ions pass through the separator, the outer side of the spherical cellulose is easily passed in a short distance and linearly. As a result, compared to a separator having a high density of fibers, since the hindrance is reduced, ions can easily pass through, good ion permeability can be maintained, and deterioration of impedance characteristics is reduced.

また、球状セルロースは、一般のセルロースと同様に電解液との親和性がよく、多孔性で内部に多くの空隙があるため電解液が入り込みやすく、電解液の保持性が良好である。そのため、過電圧印加時における発熱においても球状セルロース内部に保持された電解液の蒸散が低減されることから、コンデンサの電解液保持量の向上によりコンデンサ寿命を改善することができる。   In addition, spherical cellulose has good affinity with an electrolyte solution as well as general cellulose, and is porous and has many voids therein, so that the electrolyte solution can easily enter, and the retention property of the electrolyte solution is good. For this reason, transpiration of the electrolytic solution held inside the spherical cellulose is reduced even during heat generation when an overvoltage is applied, so that the capacitor life can be improved by increasing the amount of electrolytic solution retained in the capacitor.

本発明のコンデンサ用セパレーターによれば、コンデンサの耐電圧を落とすことなく、インピーダンス特性に優れ、しかも電解液保持量の向上により高温寿命特性の良好なコンデンサを実現することができる。   According to the capacitor separator of the present invention, it is possible to realize a capacitor that has excellent impedance characteristics and good high-temperature life characteristics by improving the amount of electrolyte retained without lowering the withstand voltage of the capacitor.

本発明のコンデンサ用セパレーターは、球状セルロースを片面もしくは両面に付着させたコンデンサ用セパレーターであって、球状セルロースの直径は2〜15μmであり、アルカリ金属含有量が1重量%以下であり、好ましくは球状セルロースにゼオライトもしくはヒドロキシアパタイトの少なくとも1種を付着させる。
また、セパレーター上に付着させた球状セルロースを含む層の厚さは2〜40μmである。
The capacitor separator of the present invention is a capacitor separator in which spherical cellulose is attached to one side or both sides, the diameter of the spherical cellulose is 2 to 15 μm, and the alkali metal content is 1% by weight or less, preferably At least one of zeolite or hydroxyapatite is adhered to the spherical cellulose.
The layer containing spherical cellulose deposited on the separator has a thickness of 2 to 40 μm.

さらに、本発明のコンデンサ用セパレーターと陽極箔と陰極箔を巻回してなるコンデンサ素子に駆動用電解液を含浸し、このコンデンサ素子を外装ケースに収納し、ケースの開口部を封口部材で封口して電解コンデンサとする。   Further, the capacitor element formed by winding the capacitor separator, the anode foil, and the cathode foil of the present invention is impregnated with a driving electrolyte, and the capacitor element is housed in an exterior case, and the opening of the case is sealed with a sealing member. Use an electrolytic capacitor.

セパレーターに球状セルロースを付着させる層厚については、コンデンサ製品の必要特性に応じて定めればよいが、薄すぎるとコンデンサ製品の耐電圧特性が低下することと、電解液保持量向上が期待できなくなる。逆に付着する層厚が厚すぎると、コンデンサの外装ケースに入るコンデンサ素子サイズが決まっているため、コンデンサ素子の電極面積を下げざるを得ず、コンデンサの静電容量が低下してしまう。そのため、球状セルロースを付着させる層厚は2〜40μmの範囲が最適である。
なお、本発明に使用されるセパレーターの厚みについては、通常15〜70μmである。
The layer thickness for adhering the spherical cellulose to the separator may be determined according to the required characteristics of the capacitor product. However, if the thickness is too thin, the withstand voltage characteristic of the capacitor product is lowered, and an improvement in the amount of electrolyte retained cannot be expected. . On the other hand, if the thickness of the deposited layer is too thick, the capacitor element size that enters the outer case of the capacitor is determined, so the electrode area of the capacitor element must be reduced, and the capacitance of the capacitor decreases. Therefore, the layer thickness to which the spherical cellulose is attached is optimally in the range of 2 to 40 μm.
In addition, about the thickness of the separator used for this invention, it is 15-70 micrometers normally.

本発明に使用されるセパレーターは、低ESR化が要求される低密度のセパレーターで、その片面もしくは両面に球状セルロースを付着させている。このようなセパレーターは繊維間隔が疎らで空間が多いとともに繊維間隔のバラツキが大きくなっている。上記のセパレーターの表面に球状セルロースを塗布などにより付着させると、セパレーターの繊維間隔にくらべ粒径が小さい場合は、球状セルロースはその一部がセパレーターの繊維間の空隙部分に介在していく。また、粒径が大きい場合は、球状セルロースはセパレーターの表面に付着するか、または、一部がセパレーター表面の繊維間の凹部に留まるようになる。
その結果、セパレーターに存在していた繊維間の空間部分を埋めるように球状セルロースに入っていくとともに、セパレーターの表面が球状セルロースにより効率的に覆われる。このことから、球状セルロースの層が、セパレーターに均一な耐電圧を有する層を形成することができるので、セパレーターの単位体積あたりの密度を上げることなく、耐電圧特性を保持したセパレーターを得ることができる。
The separator used in the present invention is a low-density separator that requires low ESR, and spherical cellulose is adhered to one or both sides thereof. Such a separator has sparse fiber spacing, a large space, and a large variation in fiber spacing. When spherical cellulose is attached to the surface of the separator by coating or the like, when the particle size is smaller than the fiber spacing of the separator, a part of the spherical cellulose is interposed in the void portion between the fibers of the separator. When the particle size is large, the spherical cellulose adheres to the surface of the separator, or a part of the cellulose stays in the recesses between the fibers on the separator surface.
As a result, it enters into the spherical cellulose so as to fill the space between the fibers existing in the separator, and the surface of the separator is efficiently covered with the spherical cellulose. From this, since the layer of spherical cellulose can form a layer having a uniform withstand voltage on the separator, a separator having a withstand voltage characteristic can be obtained without increasing the density per unit volume of the separator. it can.

本発明に使用されるセパレーターの材質については、セルロース繊維、合成高分子製の連通多孔質基材、非木材パルプ繊維などが好ましい。   As for the material of the separator used in the present invention, cellulose fiber, a continuous porous substrate made of synthetic polymer, non-wood pulp fiber and the like are preferable.

また、セパレーターの密度については、中心密度域が0.3〜0.6g/cm3を使用するのが好ましい。0.3g/cm3未満であるとセパレーターを構成する繊維が少なくなるとともに、細くなるため強度が弱くなり、コンデンサの巻回に耐えられなくなる。
0.6g/cm3を超えると、セパレーターの繊維間が密でイオン透過率が悪い上に、さらにセパレーター上に球状セルロースを付着させるとコンデンサのESRを急激に悪化させる。
Moreover, about the density of a separator, it is preferable to use a center density area for 0.3-0.6 g / cm < 3 >. If it is less than 0.3 g / cm 3 , the number of fibers constituting the separator decreases, and the strength becomes weak because it becomes thin, so that it cannot withstand winding of the capacitor.
If it exceeds 0.6 g / cm 3 , the separator fibers are dense and the ion permeability is poor, and if spherical cellulose is further deposited on the separator, the ESR of the capacitor is rapidly deteriorated.

球状セルロースの粒径については、使用されるセパレーターの繊維間隔およびその箔厚との関係から2〜15μmが好ましい。2μm未満であると、セパレーターの繊維間の特に疎らとなった空間部分を埋められないため、コンデンサ製品の耐電圧の改善効果が少なくなる。また、粒径が小さいと、単位体積あたりの電解液の保持量が低下し寿命延長効果も低下する。15μmを超えると付着層厚が厚くなりやすいためにESRが低下する。そのため、球状セルロースの粒径は2〜15μmの範囲が最適であり、この範囲外では良好なコンデンサ特性が得られない。   About the particle size of spherical cellulose, 2-15 micrometers is preferable from the relationship between the fiber space | interval of the separator to be used, and its foil thickness. When the thickness is less than 2 μm, the particularly sparse space between the fibers of the separator cannot be filled, so that the effect of improving the withstand voltage of the capacitor product is reduced. On the other hand, when the particle size is small, the retained amount of the electrolytic solution per unit volume is lowered and the life extending effect is also lowered. If the thickness exceeds 15 μm, the thickness of the adhesion layer tends to increase, so that ESR decreases. For this reason, the optimal particle size of the spherical cellulose is in the range of 2 to 15 μm, and good capacitor characteristics cannot be obtained outside this range.

また、球状セルロースは電解液に溶出するような不純物を含まず、電解液に対して安定であり、コンデンサに組み込んだ際に、熱、圧力等のストレスによる経時的な変質の起こらないものである必要がある。アルカリ金属含有量が1重量%を超えると、コンデンサの耐電圧が低下する場合があり、エージング時のショートが多発する。   Spherical cellulose does not contain impurities that elute in the electrolyte, is stable to the electrolyte, and does not change over time due to stress such as heat or pressure when incorporated in a capacitor. There is a need. When the alkali metal content exceeds 1% by weight, the withstand voltage of the capacitor may be reduced, and short-circuits during aging frequently occur.

また、本発明は、球状セルロースにゼオライトもしくはヒドロキシアパタイトの少なくとも1種を付着させることにより、球状セルロースの電解液との親和性を更に高めることが可能であることから、コンデンサの高温寿命試験において、電解液保持量の向上によるコンデンサ寿命の延長を図ることができる。   Further, the present invention can further enhance the affinity of the spherical cellulose with the electrolyte by attaching at least one of zeolite or hydroxyapatite to the spherical cellulose. Capacitor life can be extended by improving the amount of electrolyte retained.

本発明におけるセパレーターに球状セルロースを付着する方法については、電解液に可溶なバインダーを使用して付着する方法がある。この場合は、各種のイオン性および非イオン性のバインダーを用いるものであるが、そのうち特に、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸などの水溶性ポリマーを用いたものが優れた球状セルロースの付着性を保持するとともに、コンデンサにおいて良好な特性を有することができる。
また、球状セルロースをイソプロピルアルコールや水で混錬してセパレーターに付着させた場合、セルロース自体の水素結合力でセパレーターに付着させることができるが、この場合は付着力が弱い。
電解液に不溶なバインダーでは、セパレーターの表面に電解液が浸透していかない膜を作ってしまうため、コンデンサのESRが増大することから不適である。
As a method of attaching spherical cellulose to the separator in the present invention, there is a method of attaching using a binder soluble in an electrolytic solution. In this case, various types of ionic and nonionic binders are used, and in particular, those using water-soluble polymers such as polyvinyl alcohol, polyacrylamide, and polyacrylic acid have excellent spherical cellulose adhesion. In addition, the capacitor can have good characteristics.
Further, when spherical cellulose is kneaded with isopropyl alcohol or water and adhered to the separator, it can be adhered to the separator by the hydrogen bonding force of cellulose itself, but in this case, the adhesion is weak.
A binder that is insoluble in the electrolytic solution is not suitable because it forms a film that does not penetrate the electrolytic solution on the surface of the separator, which increases the ESR of the capacitor.

本発明に使用される陽極箔と陰極箔並びに電解液については、通常コンデンサに使用される電極箔であればよい。また、電解液は多価アルコール系溶媒、アミド系溶媒、有機溶剤および水のいずれか一つ以上を含む電解液であることの他は限定がない。   The anode foil, the cathode foil, and the electrolyte used in the present invention may be any electrode foil that is usually used for capacitors. There is no limitation except that the electrolytic solution is an electrolytic solution containing any one or more of a polyhydric alcohol solvent, an amide solvent, an organic solvent and water.

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to this.

実施例で使用した球状セルロースの内容を表1に示す。
本実施例で使用した球状セルロースは、水/油型ビスコースエマルジョン系の球状セルロースである。
また、ゼオライトの付着条件については、粒子径0.1μm以下の人工ゼオライトを球状セルロース表面に、重量比1/40で直接結晶化させた。
The contents of the spherical cellulose used in the examples are shown in Table 1.
The spherical cellulose used in this example is a water / oil type viscose emulsion-based spherical cellulose.
As for the attachment condition of zeolite, artificial zeolite having a particle size of 0.1 μm or less was directly crystallized on the surface of spherical cellulose at a weight ratio of 1/40.

表2に具体的な実施例および比較例について、電解コンデンサを作成して製品試験を行った。コンデンサの定格は50WV−100μFである。   With respect to specific examples and comparative examples shown in Table 2, electrolytic capacitors were prepared and product tests were conducted. The rating of the capacitor is 50 WV-100 μF.

[高温寿命試験]
これらの電解コンデンサに定格電圧を印加し、125℃で1000時間の高温寿命試験を行った。その試験結果を表2に示す。試験数は20個として、特性は20個のコンデンサの平均値で示した。
使用したセパレーターの箔厚は30μm。球状セルロースとバインダーであるポリビニルアルコールとの重量比は1/20の割合で混合し、ドクターブレード法を用いてセパレーターの片面(但し、実施例5は両面)に一定厚みとなるようにすり込んだ。減圧乾燥法にて乾燥した後に所定の幅にスリットし、コンデンサ素子に巻き込んで電解コンデンサを作成した。
なお、比較例のセパレーター箔厚は30μmで実施例と同じ、従来例のセパレーター箔厚は40μmのものを使用した。また、比較例1の層厚はバインダーのみを付着して所定の厚みとした。
[High temperature life test]
A rated voltage was applied to these electrolytic capacitors, and a high-temperature life test was conducted at 125 ° C. for 1000 hours. The test results are shown in Table 2. The number of tests is 20, and the characteristics are shown as average values of 20 capacitors.
The separator used has a foil thickness of 30 μm. The weight ratio between the spherical cellulose and the polyvinyl alcohol as the binder was mixed at a ratio of 1/20, and was rubbed so as to have a constant thickness on one side of the separator (both sides in Example 5) using the doctor blade method. After drying by the reduced pressure drying method, it was slit to a predetermined width and wound around a capacitor element to prepare an electrolytic capacitor.
In addition, the separator foil thickness of a comparative example was 30 micrometers, and the same separator foil thickness of a conventional example was used as the Example, and the thing of 40 micrometers was used. The layer thickness of Comparative Example 1 was set to a predetermined thickness by attaching only the binder.

(表2)から明らかなように、本発明の球状セルロースを用いた実施例1は比較例1に比べて、高温寿命試験後のESRの変化が大幅に低減されている。また、エージングショート率も低くなっており、球状セルロースを付着することにより良好な耐電圧特性を保持することができる。   As is clear from Table 2, the change in ESR after the high-temperature life test is significantly reduced in Example 1 using the spherical cellulose of the present invention as compared with Comparative Example 1. Moreover, the aging short-circuit rate is also low, and favorable withstand voltage characteristics can be maintained by adhering spherical cellulose.

ゼオライトを用いた実施例2は高温寿命試験後のΔCAPが低くなっている。
また、球状セルロースにゼオライトを付着させた実施例2および4において、高温寿命試験後のESRが初期に比べ同等か、または低くなっており、寿命特性の向上に効果があることがわかる。
なお、ゼオライトに代わり、ヒドロキシアパタイトを用いた条件でも同一の結果が得られている。
In Example 2 using zeolite, ΔCAP after the high-temperature life test is low.
Further, in Examples 2 and 4 in which zeolite was adhered to spherical cellulose, the ESR after the high-temperature life test was equal to or lower than the initial value, and it can be seen that there is an effect in improving the life characteristics.
The same result was obtained even under conditions using hydroxyapatite instead of zeolite.

実施例3と従来例の比較において、セパレーターの箔厚が同一の場合は、従来例のエージングショート率が高いことから、球状セパレーターを使用したことにより耐電圧特性が向上していることがわかる。
また、高温寿命試験後において、従来例に比べESRも低くなっており、インピーダンス特性に優れていることがわかる。
In the comparison between Example 3 and the conventional example, when the foil thickness of the separator is the same, it can be seen that the withstand voltage characteristic is improved by using the spherical separator because the aging short rate of the conventional example is high.
In addition, after the high-temperature life test, the ESR is also lower than that of the conventional example, indicating that the impedance characteristics are excellent.

セパレーターの両面に球状セルロースを付着させた実施例5は、片面に付着した実施例1と比べ、ほぼ同等のコンデンサ特性を示している。   Example 5 in which spherical cellulose was adhered to both sides of the separator showed almost the same capacitor characteristics as Example 1 that was adhered to one side.

球状セルロースの付着層厚が薄い比較例2において、エージングショート率が高くなっていることから、付着量が少ないと耐電圧特性に効果が少ないことがわかる。また、付着層厚が厚い比較例3は、同じ球状セルロースでありながら実施例2に比べ初期のESRが高くなっている。   In Comparative Example 2 in which the adhesion layer thickness of the spherical cellulose is thin, the aging short rate is high. Therefore, it is understood that the effect on the withstand voltage characteristic is small when the adhesion amount is small. In Comparative Example 3 where the adhesion layer thickness is thick, the initial ESR is higher than that in Example 2 although it is the same spherical cellulose.

比較例4においてアルカリ金属含有量が1重量%を超えるとエージングショート率が高くなっており、アルカリ金属含有量が1重量%以下の球状セルロースを用いる効果が明らかである。   In Comparative Example 4, when the alkali metal content exceeds 1% by weight, the aging short-circuit rate is increased, and the effect of using spherical cellulose having an alkali metal content of 1% by weight or less is apparent.

球状セルロースの粒径が小さい比較例5は、実施例1に比べ高温寿命試験後のESRの変化率が大きくなっている。また、エージングショート率が高くなっている。
球状セルロースの粒径が大きい比較例6は、実施例1に比べ初期のESRが高くなっている。












































In Comparative Example 5 in which the particle size of the spherical cellulose is small, the ESR change rate after the high-temperature life test is larger than that in Example 1. Also, the aging short rate is high.
In Comparative Example 6 in which the spherical cellulose has a large particle diameter, the initial ESR is higher than that in Example 1.












































Claims (6)

陽極箔と陰極箔とをセパレーターを介して巻回したコンデンサ素子に駆動用の電解液を含浸したコンデンサに用いるコンデンサ用セパレーターであって、球状セルロースを片面もしくは両面に、電解液に可溶なバインダーを用いて付着させたコンデンサ用セパレーター。 Capacitor separator used for a capacitor in which a driving element is impregnated with a capacitor element in which an anode foil and a cathode foil are wound through a separator, and a binder that is soluble in electrolyte on one or both sides of spherical cellulose Capacitor separator attached using 前記球状セルロースの直径が2〜15μmである請求項1記載のコンデンサ用セパレーター   The capacitor separator according to claim 1, wherein the spherical cellulose has a diameter of 2 to 15 μm. 前記球状セルロース中のアルカリ金属含有量が1重量%以下である請求項1または2に記載のコンデンサ用セパレーター   The separator for capacitors according to claim 1 or 2, wherein the content of alkali metal in the spherical cellulose is 1% by weight or less. 前記球状セルロースにゼオライトもしくはヒドロキシアパタイトの少なくとも1種を付着させた請求項3に記載のコンデンサ用セパレーター。   The capacitor separator according to claim 3, wherein at least one of zeolite or hydroxyapatite is adhered to the spherical cellulose. 球状セルロースを含む層の厚さが2〜40μmであることを特徴とする請求項4に記載のコンデンサ用セパレーター。   The capacitor separator according to claim 4, wherein the layer containing the spherical cellulose has a thickness of 2 to 40 μm. 請求項1ないし5のいずれかに記載のセパレーターを介在させてなるコンデンサ。   A capacitor formed by interposing the separator according to claim 1.
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