JP7489627B2 - 電解コンデンサ用電極箔およびその製造方法ならびに電解コンデンサ - Google Patents
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Description
本実施形態に係る製造方法は、電解コンデンサ用の電極箔を製造する方法である。当該製造方法を、以下では「製造方法(M)」と称する場合がある。製造方法(M)は、工程(i)、工程(ii)、および工程(iii)をこの順に含む。
工程(i)で用いられる第1の金属箔には、弁作用を有する金属の箔や、弁作用を有する金属の合金の箔を用いることができる。弁作用を有する金属の例には、アルミニウム(Al)、タンタル(Ta)、およびニオブ(Nb)が含まれる。第1の金属箔の好ましい例には、アルミニウム箔およびアルミニウム合金の箔が含まれる。第1の金属箔の厚さは特に限定されず、15μm~300μmの範囲にあってもよい。
工程(ii)では、第2の金属箔を、第2の金属箔に吸着する吸着部と疎水性部とを含有する化合物(C)を含む処理液で処理することによって、第2の金属箔の表面に化合物(C)を付着させる。
工程(iii)では、化合物(C)が付着した第2の金属箔を水溶液中で電解エッチングすることによって、第2の金属箔の表面をさらに粗面化(多孔質化)する。工程(i)~工程(iii)を含む工程によって、電解コンデンサ用の電極箔が製造される。工程(iii)の電解エッチングに特に限定はなく、工程(i)について説明した方法で行ってもよい。エッチング液には、水溶液が用いられ、例えば、上述した酸性水溶液を用いることができる。工程(i)のエッチング条件と工程(iii)のエッチング条件とは同じであってもよいし異なってもよい。
本実施形態に係る製造方法(M)は、工程(iii)の後に工程(iv)を含んでもよい。工程(iv)は、工程(iii)を経た第2の金属箔(以下では「第3の金属箔」と称する場合がある)の表面(多孔質部の表面)に誘電体層を形成する工程である。誘電体層は、金属箔(第1~第3の金属箔)を構成する金属の酸化物層である。
本実施形態に係る電解コンデンサ用電極箔は、上述した製造方法(M)によって製造することができる。製造方法(M)で説明した事項についてはこの電極箔に適用できるため、重複する説明を省略する場合がある。また、以下に説明する事項は、製造方法(M)に適用できる。
本実施形態に係る電解コンデンサは、本実施形態に係る電極箔を含む。電極箔およびその製造方法について説明した事項は、本実施形態に係る電解コンデンサにも適用できるため、重複する説明を省略する場合がある。なお、電解コンデンサについて説明した事項は、電極箔およびその製造方法にも適用できる。
陽極体には、上述した電極箔が用いられる。電極箔の好ましい材質は、アルミニウムまたはアルミニウム合金である。電極箔の表面の少なくとも一部は粗面化(多孔質化)されている。多孔質部分の表面(粗面化された表面)の少なくとも一部には誘電体層(酸化物層)が形成される。電解質は、誘電体層と接触している。
陰極体には、金属箔を用いてもよい。金属箔を構成する金属の種類は特に限定されない。金属箔を構成する金属の例には、アルミニウム、タンタル、ニオブ、チタンなどの、弁作用を有する金属、および弁作用を有する金属の合金が含まれる。好ましい一例は、アルミニウムおよびアルミニウム合金である。陰極体の表面には、化成皮膜が設けられていてもよく、陰極体を構成する金属とは異なる金属(異種金属)や非金属の被膜が設けられていてもよい。異種金属や非金属としては、例えば、チタンのような金属やカーボンのような非金属などを挙げることができる。
陽極体と陰極体との間にはセパレータが配置されてもよい。セパレータには、電解質が含浸されうるシート状物を用いることができ、例えば、絶縁性を有し且つ電解質が含浸されうるシート状物を用いてもよい。セパレータは、織布であってもよいし、不織布であってもよいし、多孔質膜であってもよい。いずれにしてもセパレータは、空隙を有する。セパレータの材料の例には、セルロース、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ビニロン、ナイロン、芳香族ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、レーヨン、およびガラスなどが含まれる。
陽極体と陰極体との間には電解質が配置される。電解質は、典型的には、非水溶媒を含む。電解質は、非水溶媒と非水溶媒に溶解された塩基成分とを含む電解液(非水電解液)を含んでもよく、当該電解液によって構成されていてもよい。すなわち、本開示の電解コンデンサの電解質は、液状成分を含んでもよい。以下では、電解質に含まれる液状成分(非水溶媒または電解液)を、「液状成分(L)」と称する場合がある。なお、この明細書において、液状成分(L)は、室温(25℃)において液体状である成分であってもよいし、電解コンデンサの使用時の温度において液体状である成分であってもよい。
実施形態1では、本開示に係る電極箔の製造方法(M)の一例について説明する。実施形態1の製造方法で用いられる装置の構成を、図1に模式的に示す。図1には、ロール・ツー・ロール方式で電極箔を製造する場合の一例を示す。
実施形態2では、本開示に係る電解コンデンサの一例について説明する。図2は、実施形態2の電解コンデンサ100の一例の断面を模式的に示す。図3は、図2に示した電解コンデンサ100に含まれるコンデンサ素子10の一部を展開した概略図を示す。
21 :陽極体(電極箔)
21a :芯部
21b :多孔質部
21c :誘電体層(酸化物層)
22 :陰極体
23 :セパレータ
25 :電解質
100 :電解コンデンサ
310 :第1のエッチング槽
320 :処理槽
321 :処理液
330 :第2のエッチング槽
Claims (16)
- 第1の金属箔を電解エッチングすることによって、表面が粗面化された第2の金属箔を作製する工程(i)と、
前記第2の金属箔を、前記第2の金属箔に吸着する吸着部と疎水性部とを含有する化合物を含む処理液で処理することによって、前記第2の金属箔の前記表面に前記化合物を付着させる工程(ii)と、
前記化合物が付着した前記第2の金属箔を水溶液中で電解エッチングすることによって、前記第2の金属箔の前記表面をさらに粗面化する工程(iii)とを含む、電解コンデンサ用電極箔の製造方法。 - 前記化合物はリン含有オキソ酸構造を含む、請求項1に記載の製造方法。
- 前記化合物は、リン酸基、リン酸基の塩、ホスホン酸基、ホスホン酸基の塩、次亜リン酸基、次亜リン酸基の塩、およびチオール基からなる群より選択される少なくとも1つを含む、請求項1に記載の製造方法。
- 前記化合物は、炭素数が1~18の範囲にあるアルキレン基を含む、請求項1~3のいずれか1項に記載の製造方法。
- 芯部と芯部の表面に形成された多孔質部とを含む金属箔を含み、
前記多孔質部の表面には、前記金属箔に吸着する吸着部と疎水性部とを含有する第1の化合物、および、前記第1の化合物に由来する第2の化合物から選択される少なくとも1つの化合物が配置されている、電解コンデンサ用電極箔。 - 前記第1の化合物はリン含有オキソ酸構造を含む、請求項5に記載の電解コンデンサ用電極箔。
- 前記第1の化合物は、リン酸基、リン酸基の塩、ホスホン酸基、ホスホン酸基の塩、次亜リン酸基、次亜リン酸基の塩、およびチオール基からなる群より選択される少なくとも1つを含む、請求項5に記載の電解コンデンサ用電極箔。
- 前記第1の化合物は、炭素数が1~18の範囲にあるアルキレン基を含む、請求項5~7のいずれか1項に記載の電解コンデンサ用電極箔。
- 前記多孔質部の前記表面には、前記金属箔を構成する金属の酸化物層が形成されている、請求項5~8のいずれか1項に記載の電解コンデンサ用電極箔。
- 前記酸化物層の内部および/または表面に、前記少なくとも1つの化合物が配置されている、請求項9に記載の電解コンデンサ用電極箔。
- 芯部と芯部の表面に形成された多孔質部とを含む金属箔と、前記多孔質部の表面に形成された誘電体層と、前記誘電体層に接する電解質とを含む電解コンデンサであって、
前記誘電体層は、前記金属箔を構成する金属の酸化物層で構成され、
前記酸化物層の内部および/または表面に、前記金属箔に吸着する吸着部と疎水性部とを含有する第1の化合物、および、前記第1の化合物に由来する第2の化合物から選択される少なくとも1つの化合物が配置されている、電解コンデンサ。 - 前記第1の化合物はリン含有オキソ酸構造を含む、請求項11に記載の電解コンデンサ。
- 前記第1の化合物は、リン酸基、リン酸基の塩、ホスホン酸基、ホスホン酸基の塩、次亜リン酸基、次亜リン酸基の塩、およびチオール基からなる群より選択される少なくとも1つを含む、請求項11に記載の電解コンデンサ。
- 前記第1の化合物は、炭素数が1~18の範囲にあるアルキレン基を含む、請求項11~13のいずれか1項に記載の電解コンデンサ。
- 前記電解質は導電性高分子を含む、請求項11~14のいずれか1項に記載の電解コンデンサ。
- 前記電解質は液状成分を含む、請求項15に記載の電解コンデンサ。
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