JPH0645198A - 固体電解コンデンサの製造方法 - Google Patents
固体電解コンデンサの製造方法Info
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- JPH0645198A JPH0645198A JP4218574A JP21857492A JPH0645198A JP H0645198 A JPH0645198 A JP H0645198A JP 4218574 A JP4218574 A JP 4218574A JP 21857492 A JP21857492 A JP 21857492A JP H0645198 A JPH0645198 A JP H0645198A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 導電性ポリマーを電解質に用いた固体電解コ
ンデンサにおいて、高い電導度を維持して優れた電気特
性を得ると共に、短絡のおそれのない信頼性の高い固体
電解コンデンサを得る。 【構成】 陽極、陰極及びセパレータを重ねて巻回ある
いは積層してなるコンデンサ素子のセパレータの代わり
にあらかじめフィルム化したポリアニリンシートを用い
てコンデンサ素子を作成し、その後、陽極、陰極表面と
前記ポリアニリンシートとの間隙に溶媒に溶解したポリ
アニリン溶液を含浸し、溶媒を乾燥除去を行い電極間に
ポリアニリンのみからなる固体電解質層を形成する。
ンデンサにおいて、高い電導度を維持して優れた電気特
性を得ると共に、短絡のおそれのない信頼性の高い固体
電解コンデンサを得る。 【構成】 陽極、陰極及びセパレータを重ねて巻回ある
いは積層してなるコンデンサ素子のセパレータの代わり
にあらかじめフィルム化したポリアニリンシートを用い
てコンデンサ素子を作成し、その後、陽極、陰極表面と
前記ポリアニリンシートとの間隙に溶媒に溶解したポリ
アニリン溶液を含浸し、溶媒を乾燥除去を行い電極間に
ポリアニリンのみからなる固体電解質層を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、導電性ポリマー特に
ポリアニリンを固体電解質に用いた固体電解コンデンサ
の製造方法に関する。
ポリアニリンを固体電解質に用いた固体電解コンデンサ
の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】電解コンデンサのうち、電解質に導電性
を有する固体の金属酸化物や導電性ポリマーを用いたも
のは、液体電解質を用いた電解コンデンサに比べ、液体
を封じる必要がないことから、耐熱性の要求される用途
やチップ形の電解コンデンサ用として適している。
を有する固体の金属酸化物や導電性ポリマーを用いたも
のは、液体電解質を用いた電解コンデンサに比べ、液体
を封じる必要がないことから、耐熱性の要求される用途
やチップ形の電解コンデンサ用として適している。
【０００３】固体電解質として、従来は二酸化マンガン
や二酸化鉛などの導電性を有する金属酸化物が主体であ
ったが、近年はより高い電導度が得られる導電性のポリ
マーが電解質として着目されている。
や二酸化鉛などの導電性を有する金属酸化物が主体であ
ったが、近年はより高い電導度が得られる導電性のポリ
マーが電解質として着目されている。
【０００４】このような導電性のポリマーとしては、ポ
リアセチレン、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリア
ニリン、ポリアクリロニトリルなどπ共役導電性ポリマ
ーが知られている。
リアセチレン、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリア
ニリン、ポリアクリロニトリルなどπ共役導電性ポリマ
ーが知られている。
【０００５】導電性ポリマーを固体電解質として用いる
ためには、表面に誘電体となる絶縁性の酸化皮膜が形成
されたアルミニウム、タンタルなどの弁金属を陽極に、
絶縁性酸化皮膜層の上に電解質層を形成する必要があ
る。
ためには、表面に誘電体となる絶縁性の酸化皮膜が形成
されたアルミニウム、タンタルなどの弁金属を陽極に、
絶縁性酸化皮膜層の上に電解質層を形成する必要があ
る。
【０００６】導電性ポリマーは、原材料をポリマー化す
るための重合工程が必要となる。この重合工程は、一般
に陽極表面でモノマーを化学重合、気相重合、電解重合
などの手段で行われる。ところがポリアニリンは予め重
合されポリマー化したものを溶媒に溶解して、被処理物
にその溶液を浸漬あるいは塗布して溶媒を蒸発除去させ
て形成させる手段がとれることから、取り扱いが容易で
固体電解コンデンサ用の電解質として注目されている。
るための重合工程が必要となる。この重合工程は、一般
に陽極表面でモノマーを化学重合、気相重合、電解重合
などの手段で行われる。ところがポリアニリンは予め重
合されポリマー化したものを溶媒に溶解して、被処理物
にその溶液を浸漬あるいは塗布して溶媒を蒸発除去させ
て形成させる手段がとれることから、取り扱いが容易で
固体電解コンデンサ用の電解質として注目されている。
【０００７】固体電解コンデンサの素子は、静電容量が
小さいものは板状の平面電極に固体電解質層、導電層を
順次形成し、樹脂などの外装を施している。しかし静電
容量の大きなコンデンサでは、陽極電極を帯状にしてこ
れを同様に帯状のセパレータと陰極電極と共に巻回ある
いは積層させた素子を用いる必要がある。
小さいものは板状の平面電極に固体電解質層、導電層を
順次形成し、樹脂などの外装を施している。しかし静電
容量の大きなコンデンサでは、陽極電極を帯状にしてこ
れを同様に帯状のセパレータと陰極電極と共に巻回ある
いは積層させた素子を用いる必要がある。
【０００８】このような巻回あるいは積層させたコンデ
ンサ素子に固体電解質を形成する場合、導電性ポリマー
の原料となるモノマー溶解した溶液と重合のための酸化
剤溶液にコンデンサ素子を含浸して巻回端面あるいは積
層端面から浸透させて重合反応を行わせるか、ポリアニ
リンのように重合体のまま溶媒に溶解可能な材料では、
その溶液中にコンデンサ素子を浸漬しその後溶媒を乾燥
除去して固体電解質を得る方法もある。
ンサ素子に固体電解質を形成する場合、導電性ポリマー
の原料となるモノマー溶解した溶液と重合のための酸化
剤溶液にコンデンサ素子を含浸して巻回端面あるいは積
層端面から浸透させて重合反応を行わせるか、ポリアニ
リンのように重合体のまま溶媒に溶解可能な材料では、
その溶液中にコンデンサ素子を浸漬しその後溶媒を乾燥
除去して固体電解質を得る方法もある。
【０００９】ところでこのような巻回あるいは積層形の
素子の場合、陽極電極と陰極電極が接触して起きる短絡
防止と、陽極と陰極間に十分な固体電解質を保持させる
必要性から、セパレータを電極間に介在させて電極の分
離と固体電解質の保持をしている。このセパレータに
は、マニラ麻電解紙、多孔質樹脂フィルム、ガラス繊維
紙などが用いられている。
素子の場合、陽極電極と陰極電極が接触して起きる短絡
防止と、陽極と陰極間に十分な固体電解質を保持させる
必要性から、セパレータを電極間に介在させて電極の分
離と固体電解質の保持をしている。このセパレータに
は、マニラ麻電解紙、多孔質樹脂フィルム、ガラス繊維
紙などが用いられている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ところで、セパレータ
はいずれも絶縁性の材料であることから、陽極と陰極間
に配置されることで、コンデンサの内部抵抗を増大させ
てしまい折角の高い電導度を有する特徴を生かせなくな
る。
はいずれも絶縁性の材料であることから、陽極と陰極間
に配置されることで、コンデンサの内部抵抗を増大させ
てしまい折角の高い電導度を有する特徴を生かせなくな
る。
【００１１】従来からも、例えば特開昭６４−９０５１
７号公報のように、セパレータに導電性ポリマーをあら
かじめ含浸させたものを用い、コンデンサのインピーダ
ンスを低下させる試みなどがある。しかし、セパレータ
の絶縁材料自体が導電性を持つわけでないため、その改
良は自ずと限度がある。
７号公報のように、セパレータに導電性ポリマーをあら
かじめ含浸させたものを用い、コンデンサのインピーダ
ンスを低下させる試みなどがある。しかし、セパレータ
の絶縁材料自体が導電性を持つわけでないため、その改
良は自ずと限度がある。
【００１２】またセパレータの密度や厚さを低減させる
手段もあるが、必要以上の低減は短絡発生などの危険が
増大し、コンデンサの信頼性を損ねることになる。
手段もあるが、必要以上の低減は短絡発生などの危険が
増大し、コンデンサの信頼性を損ねることになる。
【００１３】そこでこの発明は、セパレータに求められ
る電極分離と固体電解質の保持機能を固体電解質自体に
持たせ、高い電導度を維持して優れた電気特性を得ると
共に、短絡の恐れのない信頼性の高い固体電解コンデン
サを得ることを目的とする。
る電極分離と固体電解質の保持機能を固体電解質自体に
持たせ、高い電導度を維持して優れた電気特性を得ると
共に、短絡の恐れのない信頼性の高い固体電解コンデン
サを得ることを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】この発明は、固体電解質
として用いるポリアニリンが成膜性に優れフィルム化し
たものの取り扱いが容易なこと、および溶液としてコン
デンサ素子に含浸し溶媒を除去することでポリアニリン
層が形成できることに着目して成されたものである。
として用いるポリアニリンが成膜性に優れフィルム化し
たものの取り扱いが容易なこと、および溶液としてコン
デンサ素子に含浸し溶媒を除去することでポリアニリン
層が形成できることに着目して成されたものである。
【００１５】すなわちこの発明は、従来のセパレータの
代わりにあらかじめフィルム化したポリアニリンを電極
と共に巻回あるいは積層してコンデンサ素子を形成し、
その後陽極、陰極の電極面とポリアニリンフィルム面と
の空隙部に溶媒に溶解したポリアニリン溶液を含浸し、
溶媒を乾燥除去して前記空隙部をポリアニリンで満たす
ことを特徴とする固体電解コンデンサの製造方法であ
る。
代わりにあらかじめフィルム化したポリアニリンを電極
と共に巻回あるいは積層してコンデンサ素子を形成し、
その後陽極、陰極の電極面とポリアニリンフィルム面と
の空隙部に溶媒に溶解したポリアニリン溶液を含浸し、
溶媒を乾燥除去して前記空隙部をポリアニリンで満たす
ことを特徴とする固体電解コンデンサの製造方法であ
る。
【００１６】図１はこの発明による固体電解コンデンサ
の構造を表した断面図である。図において、陽極１はア
ルミニウム、タンタルなどの弁金属からなる箔状からな
る。そして表面は拡面化のためにエッチング処理がなさ
れ、その表面に陽極酸化処理によって誘電体となる酸化
皮膜３の層が形成されている。
の構造を表した断面図である。図において、陽極１はア
ルミニウム、タンタルなどの弁金属からなる箔状からな
る。そして表面は拡面化のためにエッチング処理がなさ
れ、その表面に陽極酸化処理によって誘電体となる酸化
皮膜３の層が形成されている。
【００１７】また陽極１に対抗して集電のための箔状の
陰極２が配置されるこの陰極２は通常は陽極１と同じ金
属箔が用いられ、表面に誘電体酸化皮膜３は形成されな
い。そして陽極１と陰極２の間に、シート状に形成され
たポリアニリンフィルム４が挟み込まれている。この配
置で巻回あるいは積層してコンデンサ素子となる。
陰極２が配置されるこの陰極２は通常は陽極１と同じ金
属箔が用いられ、表面に誘電体酸化皮膜３は形成されな
い。そして陽極１と陰極２の間に、シート状に形成され
たポリアニリンフィルム４が挟み込まれている。この配
置で巻回あるいは積層してコンデンサ素子となる。
【００１８】さらに、この状態では陽極１および陰極２
の表面とポリアニリンフィルム４との間には隙間がある
のでコンデンサ素子の状態でポリアニリン溶液にコンデ
ンサ素子を含浸し、含浸後加熱等の処理によって溶媒を
除去し、前記の隙間にポリアニリン層５を形成する。な
お、この含浸、溶媒除去の工程は必要に応じて複数回繰
り返してよい。
の表面とポリアニリンフィルム４との間には隙間がある
のでコンデンサ素子の状態でポリアニリン溶液にコンデ
ンサ素子を含浸し、含浸後加熱等の処理によって溶媒を
除去し、前記の隙間にポリアニリン層５を形成する。な
お、この含浸、溶媒除去の工程は必要に応じて複数回繰
り返してよい。
【００１９】このような製造方法をとることにより、陽
極１と陰極２との間には一定の間隔を有してポリアニリ
ンの固体電解質層が形成されることになる。
極１と陰極２との間には一定の間隔を有してポリアニリ
ンの固体電解質層が形成されることになる。
【００２０】
【作用】この発明によれば、陽極１と陰極２の間に一定
の厚みを持つポリアニリンフィルム４が挿入されると共
に、陽極１、陰極１の表面とポリアニリンフィルム４と
の間の隙間には含浸によるポリアニリン層５が充たされ
て形成されることになる。このため、一定の間隔で陽極
１と陰極２とが分離保持される。また誘電体酸化皮膜３
と陰極２との間には導電性ポリマーのみが存在するので
電導度が向上する。
の厚みを持つポリアニリンフィルム４が挿入されると共
に、陽極１、陰極１の表面とポリアニリンフィルム４と
の間の隙間には含浸によるポリアニリン層５が充たされ
て形成されることになる。このため、一定の間隔で陽極
１と陰極２とが分離保持される。また誘電体酸化皮膜３
と陰極２との間には導電性ポリマーのみが存在するので
電導度が向上する。
【００２１】
【実施例】以下実施例に基づいてこの発明を説明する。
実施例は巻回構造のコンデンサ素子を有する固体電解コ
ンデンサをこの発明の方法によって作成した。また比較
例として、セパレータを用いた固体電解コンデンサを作
成して両者の特性を比較した。
実施例は巻回構造のコンデンサ素子を有する固体電解コ
ンデンサをこの発明の方法によって作成した。また比較
例として、セパレータを用いた固体電解コンデンサを作
成して両者の特性を比較した。
【００２２】まず電極材料として、陽極にはエッチン
グ、化成処理（２２Ｖ）した高純度アルミニウム箔（厚
さ９０μｍ）を幅３．０ｍｍ、長さ２０ｍｍに切断し、
リード線を接続した。陰極にはやはりアルミニウム箔
（厚さ２０μｍ）にエッチングのみ施したものを幅３．
０ｍｍ、長さ３０ｍｍに切断し、リード線を接続したも
のを用意した。
グ、化成処理（２２Ｖ）した高純度アルミニウム箔（厚
さ９０μｍ）を幅３．０ｍｍ、長さ２０ｍｍに切断し、
リード線を接続した。陰極にはやはりアルミニウム箔
（厚さ２０μｍ）にエッチングのみ施したものを幅３．
０ｍｍ、長さ３０ｍｍに切断し、リード線を接続したも
のを用意した。
【００２３】そして、Ｎ−メチルピロリドンに溶解した
ポリアニリンの１０％溶液をキャスティング後、１５０
℃、３０分乾燥して厚さ約２０μｍのポリアニリンフィ
ルムを作成した。このポリアニリンフィルムを幅４．０
ｍｍに裁断し、前記の陽極箔と陰極箔と共に巻回して円
筒形のコンデンサ素子を作成した。
ポリアニリンの１０％溶液をキャスティング後、１５０
℃、３０分乾燥して厚さ約２０μｍのポリアニリンフィ
ルムを作成した。このポリアニリンフィルムを幅４．０
ｍｍに裁断し、前記の陽極箔と陰極箔と共に巻回して円
筒形のコンデンサ素子を作成した。
【００２４】このコンデンサ素子に、１０％のポリアニ
リンのＮ−メチルピロリドン溶液を１０ｍｍＨｇの減圧
下で１０分間含浸し、１５０℃で３０分乾燥して溶媒を
除去した。この含浸溶媒除去の工程を３回繰り返した。
リンのＮ−メチルピロリドン溶液を１０ｍｍＨｇの減圧
下で１０分間含浸し、１５０℃で３０分乾燥して溶媒を
除去した。この含浸溶媒除去の工程を３回繰り返した。
【００２５】次にこのコンデンサ素子を０．３ｍｏｌ／
ｌの過硫酸アンモニウム及び０．５ｍｏｌ／ｌのｐ−ト
ルエンスルホン酸水溶液中に３０分浸漬してドーピング
して導電性を付与した。そしてエタノールでコンデンサ
素子を洗浄後、アルミニウムケースに素子を収納しエポ
キシ樹脂で開口部を封じてコンデンサを完成させた。
ｌの過硫酸アンモニウム及び０．５ｍｏｌ／ｌのｐ−ト
ルエンスルホン酸水溶液中に３０分浸漬してドーピング
して導電性を付与した。そしてエタノールでコンデンサ
素子を洗浄後、アルミニウムケースに素子を収納しエポ
キシ樹脂で開口部を封じてコンデンサを完成させた。
【００２６】一方比較例は、ポリアニリンフィルムに代
えて厚さ４０μｍのマニラ紙からなるセパレータを使用
した。このセパレータはあらかじめ１０％のポリアニリ
ン溶液に浸漬し、加熱乾燥させて溶媒を除去する工程を
３回繰り返してポリアニリンを含んだ状態で用いた。他
の工程は本発明例と同じでコンデンサを完成させた。
えて厚さ４０μｍのマニラ紙からなるセパレータを使用
した。このセパレータはあらかじめ１０％のポリアニリ
ン溶液に浸漬し、加熱乾燥させて溶媒を除去する工程を
３回繰り返してポリアニリンを含んだ状態で用いた。他
の工程は本発明例と同じでコンデンサを完成させた。
【００２７】これらコンデンサについて静電容量、損失
（Ｔａｎδ）、１００ＫＨｚでの等価直列抵抗（ＥＳ
Ｒ）および漏れ電流（２分値）を測定したところ表１に
示す結果が得られた。
（Ｔａｎδ）、１００ＫＨｚでの等価直列抵抗（ＥＳ
Ｒ）および漏れ電流（２分値）を測定したところ表１に
示す結果が得られた。
【００２８】
【表１】
【００２９】表１の結果からわかるように、この発明例
のものは内部の抵抗に起因する電気特性である損失や等
価直列抵抗の値が比較例に比べ優れていることがわか
る。
のものは内部の抵抗に起因する電気特性である損失や等
価直列抵抗の値が比較例に比べ優れていることがわか
る。
【００３０】
【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、ポ
リアニリンを固体電解質として用いる固体電解コンデン
サの製造方法において、内部に電導度を阻害するセパレ
ータの存在を廃止することかできたので、損失、等価直
列抵抗あるいはインピーダンスなどの電気特性が向上す
る。
リアニリンを固体電解質として用いる固体電解コンデン
サの製造方法において、内部に電導度を阻害するセパレ
ータの存在を廃止することかできたので、損失、等価直
列抵抗あるいはインピーダンスなどの電気特性が向上す
る。
【００３１】しかも、予め形成されたポリアニリンフィ
ルムが陽極、陰極間に存在するのでこれら電極を一定距
離で離間して保持できるので、電極どうしの接触による
短絡発生のおそれもない。
ルムが陽極、陰極間に存在するのでこれら電極を一定距
離で離間して保持できるので、電極どうしの接触による
短絡発生のおそれもない。
【図１】 この発明で用いるコンデンサ素子の構造を示
す断面図である。
す断面図である。
１ 陽極 ２ 陰極 ３ 誘電体酸化皮膜 ４ ポリアニリンフィルム ５ ポリアニリン層
Claims (1)
- 【請求項１】 表面に誘電体酸化皮膜層が形成された陽
極とポリアニリンフィルムと陰極とを重ねて巻回あるい
は積層してコンデンサ素子を形成し、さらに前記陽極、
陰極電極面とポリアニリンフィルムとの空隙にポリアニ
リン溶液を含浸させてポリアニリン層を形成する固体電
解コンデンサの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21857492A JP3285045B2 (ja) | 1992-07-24 | 1992-07-24 | 固体電解コンデンサの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21857492A JP3285045B2 (ja) | 1992-07-24 | 1992-07-24 | 固体電解コンデンサの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0645198A true JPH0645198A (ja) | 1994-02-18 |
| JP3285045B2 JP3285045B2 (ja) | 2002-05-27 |
Family
ID=16722083
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21857492A Expired - Fee Related JP3285045B2 (ja) | 1992-07-24 | 1992-07-24 | 固体電解コンデンサの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3285045B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005015587A1 (en) * | 2003-08-06 | 2005-02-17 | Enerland Co., Ltd. | Supercapacitor with reduced internal resistance |
| WO2008062604A1 (fr) * | 2006-11-22 | 2008-05-29 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Condensateur électrolytique et son procédé de fabrication |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5998165A (ja) * | 1982-08-02 | 1984-06-06 | レイケム・リミテツド | 導電性ポリマ−組成物 |
| JPS61239617A (ja) * | 1985-04-16 | 1986-10-24 | 昭和電工株式会社 | 固体電解コンデンサ |
| JPS6252875A (ja) * | 1985-08-30 | 1987-03-07 | 古河電気工業株式会社 | 電子部品の製造方法 |
| JPS6436012A (en) * | 1987-07-31 | 1989-02-07 | Asahi Glass Co Ltd | Solid electrolytic capacitor |
| JPH0335516A (ja) * | 1989-06-30 | 1991-02-15 | Nitto Denko Corp | 固体電解コンデンサー及びその製造方法 |
-
1992
- 1992-07-24 JP JP21857492A patent/JP3285045B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| US7558050B2 (en) | 2003-08-06 | 2009-07-07 | Enerland Co., Ltd. | Supercapacitor with reduced internal resistance |
| WO2008062604A1 (fr) * | 2006-11-22 | 2008-05-29 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Condensateur électrolytique et son procédé de fabrication |
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| JP5072857B2 (ja) * | 2006-11-22 | 2012-11-14 | 三洋電機株式会社 | 電解コンデンサの製造方法 |
| TWI391968B (zh) * | 2006-11-22 | 2013-04-01 | Sanyo Electric Co | 電解電容器的製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3285045B2 (ja) | 2002-05-27 |
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