JPH11145003A - 電解コンデンサおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 セパレータの構造を改善することにより、コ
ンデンサ素子に対する電解液の含浸性の向上と共に、静
電容量やｔａｎδ等の電気的特性に優れ、しかも低コス
トに製造することができる電解コンデンサおよびその製
造方法を提供する。 【解決手段】 陽極箔２０および陰極箔２２しての電極
箔に、それぞれタブ端子２８ａ、２８ｂまたはリード端
子を取付けた後、適宜セパレータ２４を介して重ね合せ
巻回することによりコンデンサ素子２６を形成し、さら
に電解液を含浸させて構成してなる電解コンデンサにお
いて、抄紙繊維配列方向を長手方向に設定した電解紙な
いし化学繊維紙等からなるセパレータ２４に対し、抄紙
繊維配列方向をコンデンサ素子２６の軸方向に設定した
電解紙ないし化学繊維紙等からなる低密度のセパレータ
３０を、部分的に挿入配置してこれらを前記電極箔と共
に巻回してコンデンサ素子２６を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電解コンデンサの
コンデンサ素子の製造に係り、特に陽極箔および陰極箔
と共に重ね合せて巻回されるセパレータの構造を改善す
ることにより、電解液の含浸性を向上すると共に電解コ
ンデンサの電気的特性を安定化させることができる電解
コンデンサおよびその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般の電解コンデンサ、特にアルミ電解
コンデンサは、図４に示すように、陽極箔１０と陰極箔
１２との間に、セパレータ１４として電解紙を介在させ
て巻回形成してコンデンサ素子１６を作成し、このコン
デンサ素子を液状の電解液中に浸漬して電解質を含浸さ
せ、これを所要のケースに収納すると共に封口部材によ
り封止した構成からなる。

【０００３】電解液としては、通常エチレングリコール
（ＥＧ）、ジメチルホルムアルデヒド（ＤＭＦ）または
γ−ブチロラクトン（ＧＢＬ）等を溶媒とし、これらの
溶媒に硼酸やアジピン酸、アゼライン酸またはこれらの
アンモニウム塩を溶解したものを使用し、この電解液を
コンデンサ素子１６の巻回された電極箔の幅方向の両端
から電解液を浸透させて作成している。

【０００４】このような従来の電解コンデンサは、前記
陽極箔と陰極箔との間にセパレータとして電解紙を介在
させて巻回してコンデンサ素子を形成した後に、電解液
を含浸させているため、コンデンサ素子に対する電解液
の浸透が不十分であると、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（ＥＳＲ）が高くなり易
く、また使用中において経時変化する難点がある。

【０００５】そこで、これらの問題点に対し、従来にお
いては、例えば（１）真空含浸や高加圧含浸のような高
価な含浸手段を使用したり、（２）吸水（吸電解液）性
の良好な高価な電解紙を使用する、すなわち電解紙の原
材料を通常の木材クラフトパルプから、麻・エスパルト
パルプに変更する手段、あるいは乾燥電解紙に印刻二次
加工を施す手段を使用することにより、十分な含浸性を
確保するような努力がなされてきた。

【０００６】しかしながら、前記従来技術において、前
記の手段（１）によれば、製造装置等の設備費が嵩む難
点があり、また前記の手段（２）によれば、コンデンサ
素子におけるショート不良率が増大する等の２次的問題
をさらに生じる難点がある。

【０００７】しかるに、機械漉きの紙（電解紙）は、抄
造方向に繊維が配列することが一般的に知られている。
この場合の配列は、抄造機の条件、すなわち（ａ）スラ
リの流動方向、（ｂ）スラリの流れと金網の速度差、
（ｃ）乾燥時の条件（拘束の方法、張力、温度等）によ
る幅方向の収縮、（ｄ）構成繊維形状等、により変化す
るが、多くの場合繊維の配向は概ね抄紙方向と同一とな
り、電解紙は長手方向にロール状に巻き取られる。

【０００８】従って、コンデンサ素子は、前記抄造機に
よって製造されたロール状の電解紙を、長手方向に巻き
戻して使用するため、巻回方向と抄紙繊維配列方向は同
一となる。

【０００９】このことは、電解液の含浸作用に大きく影
響する。すなわち、コンデンサ素子は、電極箔とセパレ
ータとを巻回して形成されているため、電解液の浸透は
前記コンデンサ素子の幅方向両端から浸透し、巻回方向
とは９０°向きが異なった軸方向に進むからである。

【００１０】なお、この場合、電解紙単体での吸水性
は、抄紙繊維配列方向を長手方向とし、それと直角方向
を幅方向とした時の長手／幅方向の吸水性は、約２：１
であり、電解紙の長手、幅をコンデンサ素子に当て嵌め
ると、巻回方向と抄紙繊維配列方向は同一であるから、
コンデンサ素子は電解紙の幅方向すなわち吸水性の劣る
方向より含浸していることになる。従って、例えばコン
デンサ素子が軸方向に長く長円柱形の場合、電解液の含
浸不足となって、静電容量やｔａｎδ（誘電損失）等の
電気的特性に悪影響を及ぼすという問題点を有してい
る。

【００１１】そこで、従来において、この種の電解コン
デンサの製造に際し、コンデンサ素子に対する電解液の
含浸性の向上とｔａｎδ特性の優れた電解コンデンサを
得ることを目的として、図５に示すように、アルミ箔か
らなる陽極箔１０および陰極箔１２と、これら陽極箔と
陰極箔との間に介在させたスペーサ１４とを巻回してコ
ンデンサ素子１６とした電解コンデンサにおいて、前記
スペーサ１４にはその片面に幅方向の溝１３を設け、こ
の溝１３を設けた片面を陽極箔１０に接するように配置
することにより、電解液を含浸させる際に、前記スペー
サに設けた溝によって生じる毛管現象によって容易に含
浸できると共に保持されることにより、陽極箔に形成さ
れたエッチングビットヘの浸透も容易となり、ｔａｎδ
特性を改善することができるようにした電解コンデンサ
が提案されている（実公平２−１５３１５号公報）。

【００１２】また、同様に構成する電解コンデンサにお
いて、前記スペーサ１４の片面に設ける溝１５を、図６
に示すように、互いに交差するように形成することによ
り、前記と同様に電解液の含浸性を向上させてｔａｎδ
特性を改善することができると共に、特に含浸時間の短
縮を図ることができるようにした電解コンデンサも提案
されている（実公平２−１７４７３号公報）。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来技術における電解コンデンサの製造においては、スペ
ーサとして、例えば幅７〜１４ｍｍ×厚さ５０μｍのマ
ニラ紙やクラフト紙を使用し、これに深さ２５μｍ×幅
３０μｍの溝を０．３３ｍｍの間隔で成形するものであ
り、溝の成形技術が極めて細密となると共に、成形装置
も高精度のものが必要となり、スペーサの製造のために
多大な設備費を要するばかりでなく、コンデンサ素子と
しての製造コストも増大する難点がある。

【００１４】そこで、本発明者等は、鋭意研究を重ねた
結果、コンデンサ素子の軸方向、すなわち電解液の浸透
方向と、同一方向に毛管現象が機能するように、抄紙繊
維配列方向を設定した電解紙ないし化学繊維紙等からな
る低密度のセパレータを、従来の陽極箔と陰極箔との間
に介挿する抄紙繊維配列方向を長手方向とした電解紙な
いし化学繊維紙等からなるセパレータに対し、部分的に
挿入配置して、これらを巻回してコンデンサ素子を構成
することにより、前記低密度のセパレータに形成される
空隙によって生じる毛管現象により、電解液の含浸性を
著しく向上させることができると共に、静電容量やｔａ
ｎδ等の電気的特性に優れた電解コンデンサを容易かつ
低コストに製造することができることを突き止めた。

【００１５】また、従来の陽極箔と陰極箔との間に介挿
する電解紙ないし化学繊維紙等からなるセパレータに対
し、前記低密度のセパレータを部分的に挿入配置する手
段としては、抄紙繊維配列方向を長手方向とした電解紙
等からなるセパレータの抄造に際して、この抄造時に発
生する繊維間結合、例えば繊維間水素結合、ファンデル
ワールズ結合等を利用して、コンデンサ素子の軸方向に
抄紙繊維配列方向を設定した電解紙等からなる低密度の
セパレータを、適当間隔離間させて部分的にかつ容易に
形成することができることが確認された。

【００１６】従って、本発明の目的は、セパレータの構
造を改善することにより、コンデンサ素子に対する電解
液の含浸性の向上と共に、静電容量やｔａｎδ等の電気
的特性に優れ、しかも低コストに製造することができる
電解コンデンサおよびその製造方法を提供することにあ
る。

【００１７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明に係る電解コンデンサは、陽極箔および陰極
箔としての電極箔に、それぞれタブ端子またはリード端
子を取付けた後、適宜セパレータを介して重ね合せ巻回
することによりコンデンサ素子を形成し、さらに電解液
を含浸させて構成してなる電解コンデンサにおいて、抄
紙繊維配列方向を長手方向に設定した電解紙ないし化学
繊維紙等からなるセパレータに対し、抄紙繊維配列方向
をコンデンサ素子の軸方向に設定した電解紙ないし化学
繊維紙等からなる低密度のセパレータを、部分的に挿入
配置してこれらを前記電極箔と共に巻回してコンデンサ
素子を構成することを特徴とする。

【００１８】また、本発明に係る電解コンデンサの製造
方法は、陽極箔および陰極箔としての電極箔に、それぞ
れタブ端子またはリード端子を取付けた後、適宜セパレ
ータを介して重ね合せ巻回することによりコンデンサ素
子を形成した後、前記コンデンサ素子に電解液を含浸さ
せてなる電解コンデンサの製造方法において、抄紙繊維
配列方向を長手方向に設定した電解紙ないし化学繊維紙
等からなるセパレータの抄造に際して、この抄造時に発
生する繊維間結合を利用してコンデンサ素子の軸方向に
抄紙繊維配列方向を設定した電解紙等からなる低密度の
セパレータを、適当間隔離間させて部分的に形成するこ
とを特徴とする。

【００１９】

【実施例】次に、本発明に係る電解コンデンサおよびそ
の製造方法の実施例につき、添付図面を参照しながら以
下詳細に説明する。

【００２０】図１ないし図３は、本発明に係る電解コン
デンサおよびその製造方法の実施例を示すものであっ
て、図１は電解コンデンサのコンデンサ素子を形成する
ための電極箔とセパレータとの構成を示す斜視図であ
り、図２は図１に示す電解コンデンサのコンデンサ素子
を形成する電極箔とセパレータとの構成配置例を示す概
略平面図であり、図３は図２に示す電解コンデンサのコ
ンデンサ素子における電解液の浸透ないし拡散状態を示
す説明図である。

【００２１】図１において、参照符号２０は陽極箔、２
２は陰極箔、２４は電解紙ないし化学繊維紙等からなる
セパレータを示し、前記陽極箔２０と陰極箔２２との間
にセパレータ２４を介在させて巻回してコンデンサ素子
２６を形成したものである。なお、参照符号２８ａ、２
８ｂは前記陽極箔２０と陰極箔２２とにそれぞれ予め接
続されたタブ端子を示す（図２参照）。

【００２２】しかるに、本実施例において、前記コンデ
ンサ素子２６を形成する際、前記電解紙ないし化学繊維
紙等からなるセパレータ２４の表面に、電解紙ないし化
学繊維紙等からなる低密度のセパレータ３０を、適当間
隔離間させて部分的に挿入配置したことを特徴とするも
のである。

【００２３】この場合、前記セパレータ２４に対する低
密度のセパレータ３０の挿入配置に際しては、図２に示
すように、抄紙繊維配列方向を長手方向に設定した電解
紙ないし化学繊維紙等からなるセパレータ２４に対し、
抄紙繊維配列方向をコンデンサ素子２６の軸方向に設定
した電解紙ないし化学繊維紙等からなる低密度のセパレ
ータ３０を、部分的に挿入配置して、これらを前記陽極
箔２０および陰極箔２２とからなる電極箔と共に巻回し
てコンデンサ素子を構成することができる。

【００２４】すなわち、抄紙繊維配列方向を長手方向に
設定した電解紙ないし化学繊維紙等からなるセパレータ
２４の抄造に際して、この抄造時に発生する繊維間結
合、例えば繊維間水素結合、ファンデルワールズ結合等
を利用して、コンデンサ素子２６の軸方向に抄紙繊維配
列方向を設定した電解紙等からなる低密度のセパレータ
３０を、適当間隔離間させて部分的に形成することがで
きる。

【００２５】このように構成された低密度のセパレータ
３０を設けたセパレータ２４は、陽極箔２０と陰極箔２
２との間に介在させて巻回し、コンデンサ素子２６を形
成する（図１参照）。そして、このように形成されたコ
ンデンサ素子２６に対し、電解液を含浸するに際して
は、図３に示すように、前記コンデンサ素子２６の軸方
向と同一方向に抄紙繊維配列方向を設定した電解紙等か
らなる低密度のセパレータ３０において、前記繊維配列
方向に毛管現象を生じて（矢印Ａ参照）、コンデンサ素
子２６内部への電解液の含浸性を著しく向上することが
できると共に、抄紙繊維配列方向を長手方向に設定した
電解紙等からなるセパレータ２４に対しても、電解液の
浸透拡散（矢印Ｂ参照）を迅速に達成することが可能と
なる。

【００２６】従って、このように構成される電解コンデ
ンサは、電解液として高粘性のものも利用することがで
きるばかりでなく、製造時間の短縮と共に製造コストを
低減することができ、静電容量やｔａｎδ等の電気的特
性を安定化することができる等の多くの優れた利点が得
られる。

【００２７】以上、本発明の好適な実施例についてそれ
ぞれ説明したが、本発明は前記実施例に限定されること
なく、本発明の精神を逸脱しない範囲内において、多く
の設計変更をすることができる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る電解
コンデンサによれば、陽極箔および陰極箔としての電極
箔に、それぞれタブ端子またはリード端子を取付けた
後、適宜セパレータを介して重ね合せ巻回することによ
りコンデンサ素子を形成し、さらに電解液を含浸させて
構成してなる電解コンデンサにおいて、抄紙繊維配列方
向を長手方向に設定した電解紙ないし化学繊維紙等から
なるセパレータに対し、抄紙繊維配列方向をコンデンサ
素子の軸方向に設定した電解紙ないし化学繊維紙等から
なる低密度のセパレータを、部分的に挿入配置してこれ
らを前記電極箔と共に巻回してコンデンサ素子を構成す
ることにより、電解液の含浸性を向上すると共に電解コ
ンデンサの電気的特性を安定化させることができる電解
コンデンサを容易に得ることができる。

【００２９】また、前記構成からなる電解コンデンサを
製造するに際しては、陽極箔および陰極箔としての電極
箔に、それぞれタブ端子またはリード端子を取付けた
後、適宜セパレータを介して重ね合せ巻回することによ
りコンデンサ素子を形成した後、前記コンデンサ素子に
電解液を含浸させてなる電解コンデンサの製造方法にお
いて、抄紙繊維配列方向を長手方向に設定した電解紙な
いし化学繊維紙等からなるセパレータの抄造に際して、
この抄造時に発生する繊維間結合を利用してコンデンサ
素子の軸方向に抄紙繊維配列方向を設定した電解紙等か
らなる低密度のセパレータを、適当間隔離間させて部分
的に形成することにより、電解液の含浸性を向上させ
て、電解コンデンサの電気的特性を安定化させることが
できる電解コンデンサを、簡便にかつ低コストに製造す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電解コンデンサの製造方法を実施
するコンデンサ素子の電極箔とセパレータとの構成を示
す概略斜視図である。

【図２】図１に示す電解コンデンサのコンデンサ素子を
形成する電極箔とセパレータとの構成配置例を示す概略
平面図である。

【図３】図２に示す電解コンデンサのコンデンサ素子に
おける電解液の浸透ないし拡散状態を示す説明図であ
る。

【図４】従来の電解コンデンサにおけるコンデンサ素子
の電極箔とセパレータとの構成例を示す概略斜視図であ
る。

【図５】従来におけるコンデンサ素子の電極箔とセパレ
ータとの構成の改良案を示す概略斜視図である。

【図６】従来におけるコンデンサ素子の電極箔とセパレ
ータとの構成の別の改良案を示す概略斜視図である。

【符号の説明】

２０ 陽極箔 ２２ 陰極箔 ２４ セパレータ ２６ コンデンサ素子 ２８ａ、２８ｂ タブ端子 ３０ 低密度のセパレータ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 陽極箔および陰極箔としての電極箔に、
   それぞれタブ端子またはリード端子を取付けた後、適宜
   セパレータを介して重ね合せ巻回することによりコンデ
   ンサ素子を形成し、さらに電解液を含浸させて構成して
   なる電解コンデンサにおいて、 抄紙繊維配列方向を長手方向に設定した電解紙ないし化
   学繊維紙等からなるセパレータに対し、抄紙繊維配列方
   向をコンデンサ素子の軸方向に設定した電解紙ないし化
   学繊維紙等からなる低密度のセパレータを、部分的に挿
   入配置してこれらを前記電極箔と共に巻回してコンデン
   サ素子を構成することを特徴とする電解コンデンサ。
2. 【請求項２】 陽極箔および陰極箔としての電極箔に、
   それぞれタブ端子またはリード端子を取付けた後、適宜
   セパレータを介して重ね合せ巻回することによりコンデ
   ンサ素子を形成した後、前記コンデンサ素子に電解液を
   含浸させてなる電解コンデンサの製造方法において、 抄紙繊維配列方向を長手方向に設定した電解紙ないし化
   学繊維紙等からなるセパレータの抄造に際して、この抄
   造時に発生する繊維間結合を利用してコンデンサ素子の
   軸方向に抄紙繊維配列方向を設定した電解紙等からなる
   低密度のセパレータを、適当間隔離間させて部分的に形
   成することを特徴とする電解コンデンサの製造方法。