JPH0220012A - 難燃性を有する電解コンデンサ - Google Patents
難燃性を有する電解コンデンサInfo
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- JPH0220012A JPH0220012A JP16902888A JP16902888A JPH0220012A JP H0220012 A JPH0220012 A JP H0220012A JP 16902888 A JP16902888 A JP 16902888A JP 16902888 A JP16902888 A JP 16902888A JP H0220012 A JPH0220012 A JP H0220012A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/004—Details
- H01G9/02—Diaphragms; Separators
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Cell Separators (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、T#燃性を有する電解コンデンサに関し、さ
らに詳しくは、電解酸化による表面酸化被膜を有する陽
極箔と集電陰極箔とからなり陽極箔と陰極箔との間をセ
パレータで隔離して積層した素子を電解液に含浸してな
る電解コンデンサにおいて、セパレータとして独特の材
料を使用することにより難燃性を付与すると共に良好な
コンデンサ特性を付与する電解コンデンサに関する。
らに詳しくは、電解酸化による表面酸化被膜を有する陽
極箔と集電陰極箔とからなり陽極箔と陰極箔との間をセ
パレータで隔離して積層した素子を電解液に含浸してな
る電解コンデンサにおいて、セパレータとして独特の材
料を使用することにより難燃性を付与すると共に良好な
コンデンサ特性を付与する電解コンデンサに関する。
電解コンデンサは小形、大容量、安価で整流出力の平滑
化等に優れた特性を示し各種電気・電子機器の重要な構
成要素の1つであり、一般に表面を電解酸化によって酸
化被膜に変えたアルミニウムフィルムを陽極とし、この
酸化被膜を誘電体とし集電陰極との間に電解液を介在さ
せて作成される。一般に、陽極および陰極は横方向に長
い方形の箔の形態であり、これらを隔離するセパレータ
と共に巻回して積層した素子を電解液に含浸して容器に
封入して電解コンデンサ製品とする。セパレータは主と
して陽極と陰極との隔離を確実にする目的で使用され、
通常は電解コンデンサのコンデンサ特性の維持向上を指
標として材料の選択が行われ、電解液の含浸を確実にす
るものとして、いわゆる電解紙と称する紙が使用されて
いる。
化等に優れた特性を示し各種電気・電子機器の重要な構
成要素の1つであり、一般に表面を電解酸化によって酸
化被膜に変えたアルミニウムフィルムを陽極とし、この
酸化被膜を誘電体とし集電陰極との間に電解液を介在さ
せて作成される。一般に、陽極および陰極は横方向に長
い方形の箔の形態であり、これらを隔離するセパレータ
と共に巻回して積層した素子を電解液に含浸して容器に
封入して電解コンデンサ製品とする。セパレータは主と
して陽極と陰極との隔離を確実にする目的で使用され、
通常は電解コンデンサのコンデンサ特性の維持向上を指
標として材料の選択が行われ、電解液の含浸を確実にす
るものとして、いわゆる電解紙と称する紙が使用されて
いる。
コンデンサ特性の指標としては、静電容量。
誘電正接(tanδ)、漏れ電流(LC)等がある。コ
ンデンサの静電容量は、誘電体の誘電率に比例するため
誘電体の誘電率を高く設定し、電解コンデンサ使用中は
誘電体の物理化学的変化を避は誘電率を高く維持すべき
である。充電電流の位相と外部電界の位相との差である
損失角の正接すなわち誘電正接は、コンデンサの消費電
力の目安として用いられ、その値が小さければ消費電力
が少ないことを示す。充電開始後一定値に達した時に流
れる電流である漏れ電流は誘電体の荷電担体の定常的な
移動によるもので、誘電体中の不純物の解離等によって
生じたイオンが荷電担体の主体をなすと考えられており
、漏れ電流の変化の大小は誘電体の電気化学的状態の安
定性を反映する。
ンデンサの静電容量は、誘電体の誘電率に比例するため
誘電体の誘電率を高く設定し、電解コンデンサ使用中は
誘電体の物理化学的変化を避は誘電率を高く維持すべき
である。充電電流の位相と外部電界の位相との差である
損失角の正接すなわち誘電正接は、コンデンサの消費電
力の目安として用いられ、その値が小さければ消費電力
が少ないことを示す。充電開始後一定値に達した時に流
れる電流である漏れ電流は誘電体の荷電担体の定常的な
移動によるもので、誘電体中の不純物の解離等によって
生じたイオンが荷電担体の主体をなすと考えられており
、漏れ電流の変化の大小は誘電体の電気化学的状態の安
定性を反映する。
電解コンデンサは、使用中に化学反応を行わせながら常
に誘電体酸化被膜を再生しつつ使用するものであるため
、表面を酸化被膜としたアルミニウム電極と電解液との
間で起る化学反応の定常状態を維持し、誘電体とするア
ルミニウム酸化wl膜を良好に保持することが性能の安
定化に重要であり、使用法を誤って例えば過剰の高電圧
負荷等により化学的定常状態が乱れると、アルミニウム
酸化被膜が破壊されやがては絶縁が破れるに至るが、そ
こまで至らずとも使用中に所定の化学反応以外の不都合
な化学反応が進行し、特にガス発生を伴う場合はコンデ
ンサの外観不良、防爆弁の開弁等に至る。
に誘電体酸化被膜を再生しつつ使用するものであるため
、表面を酸化被膜としたアルミニウム電極と電解液との
間で起る化学反応の定常状態を維持し、誘電体とするア
ルミニウム酸化wl膜を良好に保持することが性能の安
定化に重要であり、使用法を誤って例えば過剰の高電圧
負荷等により化学的定常状態が乱れると、アルミニウム
酸化被膜が破壊されやがては絶縁が破れるに至るが、そ
こまで至らずとも使用中に所定の化学反応以外の不都合
な化学反応が進行し、特にガス発生を伴う場合はコンデ
ンサの外観不良、防爆弁の開弁等に至る。
電解コンデンサに過電圧がかかった場合には安全を確保
するため防爆弁が作動し大事となるのを防ぐのが一般で
ある。しかしながら、防爆弁作動後に時としてショート
して発火に至ることも希ではあるが起こり得る。すなわ
ち、過電圧印加による内圧上昇と共に防爆弁が作動する
ような状況下では、条件にもよるが通常は製品内部温度
は150℃を超えて電解液の沸点近くに達しており、電
解液は蒸気となって外部へ排出される。これに応じて製
品内部でスパークが発生すると発火に至ると考えられる
。しかしながら、このような状況下で発火に至る条件は
極めて複雑であり、発火に至るか否かは、電解液の排出
状態に依存する空気との混合の程度、電解紙の炭化度合
、スパークのタイミング、スパークの起る場所、過電圧
とその時の電流値等によって決定される。
するため防爆弁が作動し大事となるのを防ぐのが一般で
ある。しかしながら、防爆弁作動後に時としてショート
して発火に至ることも希ではあるが起こり得る。すなわ
ち、過電圧印加による内圧上昇と共に防爆弁が作動する
ような状況下では、条件にもよるが通常は製品内部温度
は150℃を超えて電解液の沸点近くに達しており、電
解液は蒸気となって外部へ排出される。これに応じて製
品内部でスパークが発生すると発火に至ると考えられる
。しかしながら、このような状況下で発火に至る条件は
極めて複雑であり、発火に至るか否かは、電解液の排出
状態に依存する空気との混合の程度、電解紙の炭化度合
、スパークのタイミング、スパークの起る場所、過電圧
とその時の電流値等によって決定される。
これらの発火要因のうち、スパークのタイミングやスパ
ークの起る場所等は偶然性に大きく支配されるため、こ
れらを制御して電解コンデンサの発火事故発生を抑える
ことは非現実的であるが、アルミニウム電解コンデンサ
に使用する電解液やセパレータ等の材料を改良して難燃
性を有する電解コンデンサを提供することは偶然性に支
配されない要因の改良として科学的に行い得る。検討の
結果、従来のアルミニウム電解コンデンサの最大の発火
要因となる材料は、セパレータとして使用する電解紙で
あることが判明した。すなわち、種々の条件の中で難燃
化のポイントは紙の炭化を防止することであることが分
った。しかしながら、全ゆる難燃性材料を電解コンデン
サのセパレータとして使用することは不可能であり、セ
パレータとして使用して電解コンデンサに難燃性を付与
し得ると共に良好なコンデンサ特性を付与し得る材料を
使用しなければならない。
ークの起る場所等は偶然性に大きく支配されるため、こ
れらを制御して電解コンデンサの発火事故発生を抑える
ことは非現実的であるが、アルミニウム電解コンデンサ
に使用する電解液やセパレータ等の材料を改良して難燃
性を有する電解コンデンサを提供することは偶然性に支
配されない要因の改良として科学的に行い得る。検討の
結果、従来のアルミニウム電解コンデンサの最大の発火
要因となる材料は、セパレータとして使用する電解紙で
あることが判明した。すなわち、種々の条件の中で難燃
化のポイントは紙の炭化を防止することであることが分
った。しかしながら、全ゆる難燃性材料を電解コンデン
サのセパレータとして使用することは不可能であり、セ
パレータとして使用して電解コンデンサに難燃性を付与
し得ると共に良好なコンデンサ特性を付与し得る材料を
使用しなければならない。
本発明は、電解酸化による表面酸化被膜を有する陽極箔
と集電陰極箔とからなり陽極箔と陰KA箔との間をセパ
レータで隔離して積層した素子を電解液に含浸してなる
電解コンデンサであって、難燃性を有すると共に良好な
コンデンサ特性を有する電解コンデンサを提供すること
を目的とする。
と集電陰極箔とからなり陽極箔と陰KA箔との間をセパ
レータで隔離して積層した素子を電解液に含浸してなる
電解コンデンサであって、難燃性を有すると共に良好な
コンデンサ特性を有する電解コンデンサを提供すること
を目的とする。
本発明によれば、電解酸化による表面酸化被膜を有する
陽極箔と集電陰極箔とからなり陽極箔と陰極箔との間を
セパレータで隔離して積層した素子を電解液に含浸して
なる電解コンデンサにおいて、前記セパレータが芳香族
ポリアミド繊維からなる不織布であることを特徴とする
難燃性を有する電解コンデンサが提供される。
陽極箔と集電陰極箔とからなり陽極箔と陰極箔との間を
セパレータで隔離して積層した素子を電解液に含浸して
なる電解コンデンサにおいて、前記セパレータが芳香族
ポリアミド繊維からなる不織布であることを特徴とする
難燃性を有する電解コンデンサが提供される。
芳香族ポリアミドは、主鎖中に芳香族環を有するポリア
ミドであり、その分解温度は他の有機繊維と比較して格
段に高く、非密に燃え難い性質を有し、高い強度を併せ
持つ。
ミドであり、その分解温度は他の有機繊維と比較して格
段に高く、非密に燃え難い性質を有し、高い強度を併せ
持つ。
セパレータとする芳香族ポリアミド繊維からなる不織布
は、好ましくは、厚さ25〜80pm、目付10〜60
g / rrf T:ある。
は、好ましくは、厚さ25〜80pm、目付10〜60
g / rrf T:ある。
芳香族ポリアミドが優れた耐熱性と高い強度を有するの
は、主鎖中に芳香族環を有するその独特のポリアミド構
造による。代表的な芳香族ポリアミド繊維は、例えば次
のような構造を有するが、 このよ゛うな構造の繊維の耐熱性が高く強度が高いのは
、平面構造の芳香族環が分子鎖中に入ると高分子のたわ
み性や自由回転性が減少してtii11直な分子となり
、またポリアミドでは分子間水素結合も存在するためさ
らにその特徴が強化されるためとされている。
は、主鎖中に芳香族環を有するその独特のポリアミド構
造による。代表的な芳香族ポリアミド繊維は、例えば次
のような構造を有するが、 このよ゛うな構造の繊維の耐熱性が高く強度が高いのは
、平面構造の芳香族環が分子鎖中に入ると高分子のたわ
み性や自由回転性が減少してtii11直な分子となり
、またポリアミドでは分子間水素結合も存在するためさ
らにその特徴が強化されるためとされている。
難燃効果のある他の材料としては、ガラスベーパ、アラ
ミドペーパ等があるが、前者は強度的に弱く、後者は厚
みが厚すぎて電解コンデンサのセパレータとするには不
適当であった。
ミドペーパ等があるが、前者は強度的に弱く、後者は厚
みが厚すぎて電解コンデンサのセパレータとするには不
適当であった。
電解液は芳香族ポリアミド繊維からなる不織布に良好に
含浸される。作成した電解コンデンサのコンデンサ特性
に対し、セパレータ材料の構造は影響を与え得ると考え
られる。電解コンデンサは化学反応を行いながら使用し
、その化学的定常状態の維持が性能の安定化に重要であ
り、主鎖中に芳香族環を有し分子間水素結合を成形し得
るポリアミド構造は、電解液6酸化被膜、陽極並びに陰
極との相互作用の点で、電解コンデンサに極めて良好に
適合するものと考えられる。
含浸される。作成した電解コンデンサのコンデンサ特性
に対し、セパレータ材料の構造は影響を与え得ると考え
られる。電解コンデンサは化学反応を行いながら使用し
、その化学的定常状態の維持が性能の安定化に重要であ
り、主鎖中に芳香族環を有し分子間水素結合を成形し得
るポリアミド構造は、電解液6酸化被膜、陽極並びに陰
極との相互作用の点で、電解コンデンサに極めて良好に
適合するものと考えられる。
すなわち、本発明によれば、セパレータとして難燃性の
材料を使用し、そのセパレータが従来の電解紙以上の良
好なコンデンサ特性を与えるため、従来より優れた性能
を有する電解コンデンサが実現される。
材料を使用し、そのセパレータが従来の電解紙以上の良
好なコンデンサ特性を与えるため、従来より優れた性能
を有する電解コンデンサが実現される。
本発明によれば、電解酸化による表面酸化被膜を有する
陽極箔と集電陰極箔とからなり陽極箔と陰極箔との間を
セパレータで隔離して積層した素子を電解後に含浸して
なる電解コンデンサであって、難燃性を有すると共に良
好なコンデンサ特性を有する電解コンデンサが提供され
る。
陽極箔と集電陰極箔とからなり陽極箔と陰極箔との間を
セパレータで隔離して積層した素子を電解後に含浸して
なる電解コンデンサであって、難燃性を有すると共に良
好なコンデンサ特性を有する電解コンデンサが提供され
る。
以下に実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、
本発明は以下の実施例にのみ限定されるものではない。
本発明は以下の実施例にのみ限定されるものではない。
電解コンデンサの構成
セパレータとして厚さ40μの芳香族ポリアミドからな
る不織布(例えば、日本フエルト工業製ヒメテソクAM
XX200)または従来のクラフト紙(密度0.75、
厚さ40μ)を使用し、第1表に示す組成AまたはBの
電解液を使用して、第2表に示すような組合せで実施例
1および2、比較例1および2の電解コンデンサを作成
した。
る不織布(例えば、日本フエルト工業製ヒメテソクAM
XX200)または従来のクラフト紙(密度0.75、
厚さ40μ)を使用し、第1表に示す組成AまたはBの
電解液を使用して、第2表に示すような組合せで実施例
1および2、比較例1および2の電解コンデンサを作成
した。
第 1 表
電解液への組成
エチレングリコール
ホウ酸
ホウ酸アンモニウム
電解液Bの組成
エチレングリコール
アジピン酸アンモニウム
67 重量%
16.5重量%
16.5重量%
87重量%
13重量%
電解コンデンサ
実施例1
比較例1
実施例2
比較例2
燃塊試験
第2表
セパレータ
芳香族ポリアミド
クラフト紙
芳香族ポリアミド
クラフト紙
電解コンデンサの実際の作成に先立ち、セパレータと電
解液のみを用いて、それぞれの組合せの燃焼性を調べた
。すなわち、各セパレータに電解液を含浸したものを炎
の中に入れ、着火までの回数を比較した。
解液のみを用いて、それぞれの組合せの燃焼性を調べた
。すなわち、各セパレータに電解液を含浸したものを炎
の中に入れ、着火までの回数を比較した。
まず、3X10CJoの寸法としたセパレータに5 c
m程度電解液を浸漬させ、余分な電解液を除去した後、
高さ5 cmのバーナの炎に0.5秒間曝した。素速く
炎から出した後再び炎にIIJJL、この操作を何回か
繰返して電解液に何回で着火するかを試験した。一連の
操作を計5回行って試験を5回行い、それぞれの試験に
おける着火に至るまでの炎に曝す回数として燃焼試験の
結果を第3表に示す。
m程度電解液を浸漬させ、余分な電解液を除去した後、
高さ5 cmのバーナの炎に0.5秒間曝した。素速く
炎から出した後再び炎にIIJJL、この操作を何回か
繰返して電解液に何回で着火するかを試験した。一連の
操作を計5回行って試験を5回行い、それぞれの試験に
おける着火に至るまでの炎に曝す回数として燃焼試験の
結果を第3表に示す。
第3表
セパレータ 着火に至るまでの炎に曝す回数/電解液
試験 試験 試験 試験 試験実施例】 (4
0回繰返しても着火せず)比較例1 20 23 2
1 20 22実施例2 (40回繰返しても着火
せず)比較例2 7667に の燃焼試験の結果から、同じ電解液を含浸するものであ
っても、芳香族ポリアミドからなる不織布の方がクラフ
ト紙より燃え難いことが分る。
試験 試験 試験 試験 試験実施例】 (4
0回繰返しても着火せず)比較例1 20 23 2
1 20 22実施例2 (40回繰返しても着火
せず)比較例2 7667に の燃焼試験の結果から、同じ電解液を含浸するものであ
っても、芳香族ポリアミドからなる不織布の方がクラフ
ト紙より燃え難いことが分る。
過電圧による発火実験
前記した実施例1および2.比較例1および2の構成で
常法に従ってアルミニウム電解コンデンサを作成した。
常法に従ってアルミニウム電解コンデンサを作成した。
前記組成Aの電解液を用いた電解コンデンサ(実施例1
.比較例1)の定格は350V、470μFであったの
に対し、450V、2Aの過剰の印加電圧を印加し、前
記組成りの電解液を用いた電解コンデンサ(実施例2.
比較例2)の定格は160■、800μFであったのに
対し300V、1.5Aの過剰の印加電圧を印加して、
作成した電解コンデンサの過電圧による発火実験を行っ
た。それぞれ100個の電解コンデンサについて行った
実験の結果を第4表に示す。
.比較例1)の定格は350V、470μFであったの
に対し、450V、2Aの過剰の印加電圧を印加し、前
記組成りの電解液を用いた電解コンデンサ(実施例2.
比較例2)の定格は160■、800μFであったのに
対し300V、1.5Aの過剰の印加電圧を印加して、
作成した電解コンデンサの過電圧による発火実験を行っ
た。それぞれ100個の電解コンデンサについて行った
実験の結果を第4表に示す。
第4表
発火した個数
実施例1 0/100
比較例1 3/100
実施例2 0/100
比較例2 11/100
この実験の結果から、本発明による電解コンデンサは、
過電圧が印加されても発火せず、難燃性を有することが
分る。
過電圧が印加されても発火せず、難燃性を有することが
分る。
コンデンサ特性の評価
作成した電解コンデンサのコンデンサ特性を調べた。静
電容量(μF〉、誘電正接(tanδ)、漏れ電流(L
C,μA)の測定値を10個の電解コンデンサの平均と
して第5表に示す。なお、前記組成への電解液を用いた
電解コンデンサ(実施例1.比較例1)の定格は350
V。
電容量(μF〉、誘電正接(tanδ)、漏れ電流(L
C,μA)の測定値を10個の電解コンデンサの平均と
して第5表に示す。なお、前記組成への電解液を用いた
電解コンデンサ(実施例1.比較例1)の定格は350
V。
470μF、前記組成りの電解液を用いた電解コンデン
サ(実施例2.比較例2)の定格は160V、820μ
Fであった。
サ(実施例2.比較例2)の定格は160V、820μ
Fであった。
第 5 表
静電容量 tanδ しC(μA)
(μF)
実施例1 469 0.052 13.1比較
例1 467 0.056 15.1実施例2
805 0.051 65比較例2 80
3 0.058 83これらの結果から、本発明
による電解コンデンサは良好なコンデンサ特性を有する
ことが分る。
例1 467 0.056 15.1実施例2
805 0.051 65比較例2 80
3 0.058 83これらの結果から、本発明
による電解コンデンサは良好なコンデンサ特性を有する
ことが分る。
特許出願人 日本ケミコン株式会社
Claims (1)
- (1) 電解酸化による表面酸化被膜を有する陽極箔と
集電陰極箔とからなり陽極箔と陰極箔との間をセパレー
タで隔離して積層した素子を電解液に含浸してなる電解
コンデンサにおいて、前記セパレータが芳香族ポリアミ
ド繊維からなる不織布であることを特徴とする難燃性を
有する電解コンデンサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16902888A JPH0220012A (ja) | 1988-07-08 | 1988-07-08 | 難燃性を有する電解コンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16902888A JPH0220012A (ja) | 1988-07-08 | 1988-07-08 | 難燃性を有する電解コンデンサ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0220012A true JPH0220012A (ja) | 1990-01-23 |
Family
ID=15878984
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16902888A Pending JPH0220012A (ja) | 1988-07-08 | 1988-07-08 | 難燃性を有する電解コンデンサ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0220012A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0415227U (ja) * | 1990-05-29 | 1992-02-06 | ||
FR2672153A1 (fr) * | 1991-01-28 | 1992-07-31 | Bollore Technologies | Separateur pour condensateurs electrolytiques et condensateurs ainsi formes. |
JP2002203751A (ja) * | 2000-12-28 | 2002-07-19 | Nippon Chemicon Corp | 固体電解コンデンサ |
JP2002367863A (ja) * | 2001-06-07 | 2002-12-20 | Nippon Kodoshi Corp | 電解コンデンサ |
-
1988
- 1988-07-08 JP JP16902888A patent/JPH0220012A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0415227U (ja) * | 1990-05-29 | 1992-02-06 | ||
FR2672153A1 (fr) * | 1991-01-28 | 1992-07-31 | Bollore Technologies | Separateur pour condensateurs electrolytiques et condensateurs ainsi formes. |
JP2002203751A (ja) * | 2000-12-28 | 2002-07-19 | Nippon Chemicon Corp | 固体電解コンデンサ |
JP2002367863A (ja) * | 2001-06-07 | 2002-12-20 | Nippon Kodoshi Corp | 電解コンデンサ |
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