JP5208843B2 - 電解コンデンサの製造方法 - Google Patents
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Description
この酸化皮膜からの電気的な引き出しは、酸化皮膜に接触している導電性を有する電解質によって行われており、電解コンデンサにおける真の陰極は、この電解質が担っている。
この真の陰極として機能する電解質は、電解コンデンサの電気特性に大きな影響を及ぼす。
ここで、セパレータは、紙繊維等の多孔質体であって、固体電解質層は、セパレータの孔の内部と、セパレータの外側(セパレータと陽極箔との間、およびセパレータと陰極箔との間)に存在している。
図1に示すように、本実施形態の電解コンデンサの製造方法によって製造された巻回型固体電解コンデンサ1は、コンデンサ素子6と、このコンデンサ素子6を収納する外装ケース(図示省略)と、外装ケースの開口部を封止する封口材(図示省略)とから構成されている。
また、陰極箔3も陽極箔2と同様にアルミニウム等の弁作用金属からなり、その表面が粗面化されるとともに自然酸化皮膜3aが形成されている。
固体電解質層7は、多孔質体であるセパレータ4内部に存在する内部層(図示せず)と、セパレータ4と電極箔(陽極箔2、陰極箔3)との間に形成されている2つの外部層(図示せず)とから構成されている。
まず、陽極箔2および陰極箔3を構成する金属箔の表面にエッチング処理を施して粗面化する(エッチング)。その後、粗面化された陽極箔2の表面に化成処理を施すことで陽極酸化皮膜2aが形成され、陰極箔3には、耐水性処理および/または熱処理にて自然酸化皮膜3aが形成される(酸化皮膜形成)。
その後、アジピン酸アンモニウム水溶液中で、コンデンサ素子6に電圧を印加して素子化成(切り口化成)を行った後、コンデンサ素子6を加熱して、セパレータ4の炭化処理を行う(切り口化成・炭化処理)。
コンデンサ素子6に電解質溶液を含浸する含浸工程について、図4および図5を参照しつつ説明する。まず、図4(a)に示すように、容器11の底部に、多孔質弾性材料12が設置されている。そして、図4(b)に示すように、多孔質弾性材料12の上端面が、電解質溶液13の液面より高くなるように、容器11内に電解質溶液13を供給する。
多孔質弾性材料12の構造としては、液体に対する毛細管現象を有し、電解質溶液13を保持できる空孔率があり、コンデンサ素子6にストレスを与えない程度の弾性力を有するものが好ましい。具体的には、多孔質弾性材料12がメラニン系スポンジ、シリコン系スポンジおよびウレタン系スポンジの少なくとも1種を含んでいることが好ましい。
多孔質弾性材料12の一部が電解質溶液13に浸漬されることによって、多孔質弾性材料12の多孔質部の毛細管現象により、多孔質弾性材料12の全域に電解質溶液13が保持される。つまり、多孔質弾性材料12が、容器11に保持される電解質溶液13の液面よりも高い位置で、電解質溶液13を保持している。
このエージング処理により、陽極酸化皮膜2aが再化成されて修復される。
予め重合した導電性高分子が分散された溶液の具体例としては、PEDOT/PSS分散液が挙げられる。
以下、含浸工程についてのみ説明する。なお、固体電解コンデンサの定格は、10V−10μFである。
実施例においては、多孔質弾性材料の上端が容器内に保持した電解質溶液の液面より高くなるように多孔質弾性材料を浸漬し、これにコンデンサ素子を接触させることによって、コンデンサ素子に電解質溶液を含浸させた。
従来例においては、容器が保持した電解質溶液にコンデンサ素子を浸漬することによって、コンデンサ素子に電解質溶液を含浸させた。
比較例においては、多孔質弾性材料の上端が容器内に保持した電解質溶液の液面と同じ高さになるように多孔質弾性材料を浸漬し、これにコンデンサ素子を接触させることによって、コンデンサ素子に電解質溶液を含浸させた。
2 陽極箔
2a 陽極酸化皮膜
3 陰極箔
3a 自然酸化皮膜
4 セパレータ
5 リード線
6 コンデンサ素子
7 固体電解質層
11 容器
12 多孔質弾性材料
13 電解質溶液
Claims (1)
- 表面に酸化皮膜が形成された陽極箔と陰極箔とをセパレータを介して巻回することにより、コンデンサ素子を形成するコンデンサ素子形成工程と、
メラニン系スポンジ、シリコン系スポンジおよびウレタン系スポンジの少なくとも1種を含んでなる多孔質弾性材料が底部に設置された保持容器に電解質溶液を供給し、前記多孔質弾性材料の上端面が前記保持容器に供給された前記電解質溶液の液面より高くなるように、前記電解質溶液を前記多孔質弾性材料の全域に保持させる供給工程と、
前記コンデンサ素子の巻回された陽極箔、陰極箔およびセパレータの幅方向における一方端部が露出している面を、前記電解質溶液が保持されている前記多孔質弾性材料の上端面に接触させることによって、前記コンデンサ素子の毛細管効果で当該コンデンサ素子内に前記電解質溶液を含浸させる含浸工程と、
必要量の前記電解質溶液が前記コンデンサ素子に含浸されると、前記コンデンサ素子を前記多孔質弾性材料の上端面から離隔させるとともに、前記コンデンサ素子に含浸されることによって減少した量の前記電解質溶液を前記保持容器に補充する補充工程と
を備えていることを特徴とする電解コンデンサの製造方法。
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