JPH1126319A - アルミニウム電解コンデンサ - Google Patents
アルミニウム電解コンデンサInfo
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- JPH1126319A JPH1126319A JP18747997A JP18747997A JPH1126319A JP H1126319 A JPH1126319 A JP H1126319A JP 18747997 A JP18747997 A JP 18747997A JP 18747997 A JP18747997 A JP 18747997A JP H1126319 A JPH1126319 A JP H1126319A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 環状アミジン化合物の四級塩を含む電解液を
用いたアルミニウム電解コンデンサの液出を防止する。 【解決手段】陰極電極箔３として、銅、鉄、マンガン、
スズを含むアルミニウム箔を使用し、また、陰極引出し
手段５の表面に陽極酸化による酸化アルミニウム層を形
成する。このことによって、陰極電極箔が陰極引出し手
段より貴になるので、液出が防止でき、さらにその効果
を長時間にわたって維持することができる。
用いたアルミニウム電解コンデンサの液出を防止する。 【解決手段】陰極電極箔３として、銅、鉄、マンガン、
スズを含むアルミニウム箔を使用し、また、陰極引出し
手段５の表面に陽極酸化による酸化アルミニウム層を形
成する。このことによって、陰極電極箔が陰極引出し手
段より貴になるので、液出が防止でき、さらにその効果
を長時間にわたって維持することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は電解コンデンサ、
特に電解液として、イミダゾール環、ベンゾイミダゾー
ル化合物、２─イミダゾリン環、もしくはテトラヒドロ
ピリミジン環等を四級化したものをカチオン成分とした
環状アミジン化合物の四級塩を用いたアルミニウム電解
コンデンサに関する。
特に電解液として、イミダゾール環、ベンゾイミダゾー
ル化合物、２─イミダゾリン環、もしくはテトラヒドロ
ピリミジン環等を四級化したものをカチオン成分とした
環状アミジン化合物の四級塩を用いたアルミニウム電解
コンデンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】アルミニウム電解コンデンサは、一般的
には図１、図２に示すような構造からなる。すなわち、
図２に示すように、帯状の高純度のアルミニウム箔に、
化学的あるいは電気化学的にエッチング処理を施して、
アルミニウム箔表面を拡大させるとともに、このアルミ
ニウム箔をホウ酸アンモニウム水溶液等の化成液中にて
化成処理して表面に酸化皮膜層を形成させた陽極電極箔
２と、エッチング処理のみを施した高純度のアルミニウ
ム箔からなる陰極電極箔３とを、マニラ紙等からなるセ
パレータ１１を介して巻回してコンデンサ素子１を形成
する。
には図１、図２に示すような構造からなる。すなわち、
図２に示すように、帯状の高純度のアルミニウム箔に、
化学的あるいは電気化学的にエッチング処理を施して、
アルミニウム箔表面を拡大させるとともに、このアルミ
ニウム箔をホウ酸アンモニウム水溶液等の化成液中にて
化成処理して表面に酸化皮膜層を形成させた陽極電極箔
２と、エッチング処理のみを施した高純度のアルミニウ
ム箔からなる陰極電極箔３とを、マニラ紙等からなるセ
パレータ１１を介して巻回してコンデンサ素子１を形成
する。
【０００３】そして、図１に示すように、このコンデン
サ素子１はアルミニウム電解コンデンサ駆動用の電解液
を含浸した後、アルミニウム等からなる有底筒状の外装
ケース１０に収納する。外装ケース１０の開口部には弾
性ゴムからなる封口体９を装着し、絞り加工により外装
ケース１０を密封している。
サ素子１はアルミニウム電解コンデンサ駆動用の電解液
を含浸した後、アルミニウム等からなる有底筒状の外装
ケース１０に収納する。外装ケース１０の開口部には弾
性ゴムからなる封口体９を装着し、絞り加工により外装
ケース１０を密封している。
【０００４】陽極電極箔２、陰極電極箔３には、図２に
示すように、それぞれ両極の電極を外部に引き出すのた
めの電極引出し手段であるリード線４、５がステッチ、
超音波溶接等の手段により接続されている。それぞれの
電極引出し手段であるリード線４、５は、アルミニウム
からなる丸棒部６と、両極電極箔２、３に当接する接続
部７と、さらに丸棒部６の先端に溶接等の手段で固着さ
れた半田付け可能な金属からなる外部接続部８とからな
る。
示すように、それぞれ両極の電極を外部に引き出すのた
めの電極引出し手段であるリード線４、５がステッチ、
超音波溶接等の手段により接続されている。それぞれの
電極引出し手段であるリード線４、５は、アルミニウム
からなる丸棒部６と、両極電極箔２、３に当接する接続
部７と、さらに丸棒部６の先端に溶接等の手段で固着さ
れた半田付け可能な金属からなる外部接続部８とからな
る。
【０００５】コンデンサ素子１に含浸されるアルミニウ
ム電解コンデンサ駆動用の電解液には、使用されるアル
ミニウム電解コンデンサの性能によって種々のものが知
られており、その中でγ−ブチロラクトンを主溶媒と
し、溶質として環状アミジン化合物の四級塩を溶解させ
たものがある。
ム電解コンデンサ駆動用の電解液には、使用されるアル
ミニウム電解コンデンサの性能によって種々のものが知
られており、その中でγ−ブチロラクトンを主溶媒と
し、溶質として環状アミジン化合物の四級塩を溶解させ
たものがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】この環状アミジン化合
物の四級塩を用いた電解液は電気抵抗が低く、かつ熱安
定性が優れているが、封口体９の陰極引出し用のリード
線５のための貫通孔から電解液が液出しやすいという傾
向がある。そのため、環状アミジン化合物の四級塩を用
いた電解液自体の安定性は高いものの、電解液が液出す
るためにアルミニウム電解コンデンサの静電容量の低下
等の電気的特性の悪化を招き、結果としてアルミニウム
電解コンデンサとしての寿命が短いものとなってしまう
欠点があった。
物の四級塩を用いた電解液は電気抵抗が低く、かつ熱安
定性が優れているが、封口体９の陰極引出し用のリード
線５のための貫通孔から電解液が液出しやすいという傾
向がある。そのため、環状アミジン化合物の四級塩を用
いた電解液自体の安定性は高いものの、電解液が液出す
るためにアルミニウム電解コンデンサの静電容量の低下
等の電気的特性の悪化を招き、結果としてアルミニウム
電解コンデンサとしての寿命が短いものとなってしまう
欠点があった。
【０００７】最近の研究によれば、このような電解液の
液出は環状アミジン化合物の四級塩を用いた電解液の電
気化学的作用により起こることが判明している。一般的
なアルミニウム電解コンデンサでは、陽極電極箔２に形
成された酸化皮膜の損傷等により、直流電圧を印加した
際に陽極電極箔２と陰極電極箔３との間で漏れ電流が発
生する。このような漏れ電流の発生により陰極側で酸素
の還元反応が起こり、電解液中の水酸化物イオンの濃度
が高くなる。これは陰極電極箔３と陰極引出し用のリー
ド線５の両方で発生しており、特に陰極引出し用のリー
ド線５の近傍での水酸化物イオン濃度の上昇、すなわち
塩基性度の上昇が見られる。そして、このような塩基性
度の上昇に伴ってリード線５と接触している封口体９の
破損が進み、リード線５と封口体９との密着性が損なわ
れることから、強塩基性の水酸化物溶液が外部に漏れ出
しているものと考えられている。
液出は環状アミジン化合物の四級塩を用いた電解液の電
気化学的作用により起こることが判明している。一般的
なアルミニウム電解コンデンサでは、陽極電極箔２に形
成された酸化皮膜の損傷等により、直流電圧を印加した
際に陽極電極箔２と陰極電極箔３との間で漏れ電流が発
生する。このような漏れ電流の発生により陰極側で酸素
の還元反応が起こり、電解液中の水酸化物イオンの濃度
が高くなる。これは陰極電極箔３と陰極引出し用のリー
ド線５の両方で発生しており、特に陰極引出し用のリー
ド線５の近傍での水酸化物イオン濃度の上昇、すなわち
塩基性度の上昇が見られる。そして、このような塩基性
度の上昇に伴ってリード線５と接触している封口体９の
破損が進み、リード線５と封口体９との密着性が損なわ
れることから、強塩基性の水酸化物溶液が外部に漏れ出
しているものと考えられている。
【０００８】この現象を図３（ａ）を用いて説明する。
この図はリード線（接続部）及び陰極電極箔がカソード
分極した場合の、分極電位と分極電流を表している。図
に示すように、通常は、陰極引出し用のリード線５の自
然電位Ｅ1 の方が陰極電極箔３の自然電位Ｅ2 よりも貴
な電位を示すので、直流負荷状態となって陰極側がカソ
ード分極するとき、まず、リード線５に電流が流れ、酸
素の還元反応が発生する。そして、このリード線５上で
の酸素の還元反応では処理できなくなる電流が陰極電極
箔３に流れ、陰極電極箔３上での酸素の還元反応が発生
する。ここで、陽極電極箔２に形成された酸化皮膜の損
傷等により発生するアルミニウム電解コンデンサの漏れ
電流は、陰極部においては、陰極電極箔３に流れる電流
Ｉ2 と陰極引出し用のリード線５に流れる電流Ｉ1 の和
となっている。
この図はリード線（接続部）及び陰極電極箔がカソード
分極した場合の、分極電位と分極電流を表している。図
に示すように、通常は、陰極引出し用のリード線５の自
然電位Ｅ1 の方が陰極電極箔３の自然電位Ｅ2 よりも貴
な電位を示すので、直流負荷状態となって陰極側がカソ
ード分極するとき、まず、リード線５に電流が流れ、酸
素の還元反応が発生する。そして、このリード線５上で
の酸素の還元反応では処理できなくなる電流が陰極電極
箔３に流れ、陰極電極箔３上での酸素の還元反応が発生
する。ここで、陽極電極箔２に形成された酸化皮膜の損
傷等により発生するアルミニウム電解コンデンサの漏れ
電流は、陰極部においては、陰極電極箔３に流れる電流
Ｉ2 と陰極引出し用のリード線５に流れる電流Ｉ1 の和
となっている。
【０００９】そして、図に示すように、コンデンサの漏
れ電流が定格値ＩT となる電位ＥTにおいては、陰極電
極箔３の活表面積はリード線５の活表面積に比べ大きく
陰極電極箔３の分極抵抗はリード線５の分極抵抗よりも
小さくなるので、この電解陰極電極箔３に流れる電流Ｉ
2 の方がリード線５に流れる電流Ｉ1 よりも大きくはな
るが、リード線５でもかなりの電流Ｉ1 が流れている状
態となる。そのため、直流負荷状態では陰極引出し用の
リード線５にも電流が流れる状態が続き、リード線５の
表面において常に還元反応が生じ、塩基性水酸化物が生
成することになる。
れ電流が定格値ＩT となる電位ＥTにおいては、陰極電
極箔３の活表面積はリード線５の活表面積に比べ大きく
陰極電極箔３の分極抵抗はリード線５の分極抵抗よりも
小さくなるので、この電解陰極電極箔３に流れる電流Ｉ
2 の方がリード線５に流れる電流Ｉ1 よりも大きくはな
るが、リード線５でもかなりの電流Ｉ1 が流れている状
態となる。そのため、直流負荷状態では陰極引出し用の
リード線５にも電流が流れる状態が続き、リード線５の
表面において常に還元反応が生じ、塩基性水酸化物が生
成することになる。
【００１０】さらに、通常、アルミニウム電解コンデン
サにおいては、負荷、無負荷にかかわらず、経時変化が
おこる。つまり、陰極電極箔の酸化反応の進行などによ
って、図３（ａ）のＡに示すように陰極電極箔の自然電
位Ｅ2 はＥ2 ’へと卑にシフトする。また、分極抵抗が
大きくなる、つまり、分極曲線は上方へ曲折する。この
ことによって、アルミニウム電解コンデンサの漏れ電流
の定格値ＩT となる電位ＥT はさらにＥT ’へと、卑の
方向にシフトし、その結果、陰極引出し手段に流れる電
流Ｉ1 はＩ1 ’のように、さらに大きくなって、塩基性
水酸化物の生成は増大することになる。
サにおいては、負荷、無負荷にかかわらず、経時変化が
おこる。つまり、陰極電極箔の酸化反応の進行などによ
って、図３（ａ）のＡに示すように陰極電極箔の自然電
位Ｅ2 はＥ2 ’へと卑にシフトする。また、分極抵抗が
大きくなる、つまり、分極曲線は上方へ曲折する。この
ことによって、アルミニウム電解コンデンサの漏れ電流
の定格値ＩT となる電位ＥT はさらにＥT ’へと、卑の
方向にシフトし、その結果、陰極引出し手段に流れる電
流Ｉ1 はＩ1 ’のように、さらに大きくなって、塩基性
水酸化物の生成は増大することになる。
【００１１】このような電極箔およびリード線の界面に
おける電解液の挙動は、環状アミジン化合物の四級塩を
含まない電解液においても同様に起こり得るが、例えば
第三級アンモニウム塩を用いた場合は、塩基性塩の生成
自体がないか、あるいは生成されたカチオンの揮発性が
高いことから液出などの不都合が生じていないものと考
えられる。
おける電解液の挙動は、環状アミジン化合物の四級塩を
含まない電解液においても同様に起こり得るが、例えば
第三級アンモニウム塩を用いた場合は、塩基性塩の生成
自体がないか、あるいは生成されたカチオンの揮発性が
高いことから液出などの不都合が生じていないものと考
えられる。
【００１２】以上のような知見に基づき種々の研究を行
なった結果、陰極電極箔及び陰極引出し手段の電気化学
的特性を制御することにより、環状アミジン化合物の四
級塩を用いた電解液であっても、液出を防止し得ること
が見出された。この発明の目的は、環状アミジン化合物
の四級塩を含む電解液を用いたアルミニウム電解コンデ
ンサの液出を防止することにある。
なった結果、陰極電極箔及び陰極引出し手段の電気化学
的特性を制御することにより、環状アミジン化合物の四
級塩を用いた電解液であっても、液出を防止し得ること
が見出された。この発明の目的は、環状アミジン化合物
の四級塩を含む電解液を用いたアルミニウム電解コンデ
ンサの液出を防止することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】この発明は、陽極引出し
手段を備えた陽極電極箔と、純度９９．９％以上のアル
ミニウムからなる陰極引出し手段を備えた、銅、鉄、マ
ンガン、スズのうち一または二以上を含む純度９９．９
％未満のアルミニウムからなる陰極電極箔とを、セパレ
ータを介して巻回してコンデンサ素子を形成し、このコ
ンデンサ素子に環状アミジン化合物の四級塩を含む電解
液を含浸して外装ケースに収納したことを特徴としてい
る。
手段を備えた陽極電極箔と、純度９９．９％以上のアル
ミニウムからなる陰極引出し手段を備えた、銅、鉄、マ
ンガン、スズのうち一または二以上を含む純度９９．９
％未満のアルミニウムからなる陰極電極箔とを、セパレ
ータを介して巻回してコンデンサ素子を形成し、このコ
ンデンサ素子に環状アミジン化合物の四級塩を含む電解
液を含浸して外装ケースに収納したことを特徴としてい
る。
【００１４】また、陰極引出し手段の表面の一部又は全
部に陽極酸化によって形成した酸化アルミニウム層を形
成することができる。
部に陽極酸化によって形成した酸化アルミニウム層を形
成することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】アルミニウム電解コンデンサの構
造は図１、図２に示すように、従来と同じ構造をとって
いる。コンデンサ素子１は陽極電極箔２と陰極電極箔３
をセパレータ１１を介して巻回して形成する。また図２
に示すように陽極電極箔２、陰極電極箔３には陽極引出
し用のリード線４、陰極引出し用のリード線５がそれぞ
れ接続されている。これらのリード線４、５は、電極箔
に当接する接続部７とこの接続部７と一体に形成した丸
棒部６、および丸棒部６の先端に固着した外部接続部８
からなる。また、接続部７および丸棒部６は純度９９．
９％以上のアルミニウム、外部接続部８ははんだメッキ
を施した銅メッキ鉄鋼線からなる。このリード線４、５
は、接続部７においてそれぞれステッチや超音波溶接等
の手段により両極電極箔２、３に電気的に接続されてい
る。
造は図１、図２に示すように、従来と同じ構造をとって
いる。コンデンサ素子１は陽極電極箔２と陰極電極箔３
をセパレータ１１を介して巻回して形成する。また図２
に示すように陽極電極箔２、陰極電極箔３には陽極引出
し用のリード線４、陰極引出し用のリード線５がそれぞ
れ接続されている。これらのリード線４、５は、電極箔
に当接する接続部７とこの接続部７と一体に形成した丸
棒部６、および丸棒部６の先端に固着した外部接続部８
からなる。また、接続部７および丸棒部６は純度９９．
９％以上のアルミニウム、外部接続部８ははんだメッキ
を施した銅メッキ鉄鋼線からなる。このリード線４、５
は、接続部７においてそれぞれステッチや超音波溶接等
の手段により両極電極箔２、３に電気的に接続されてい
る。
【００１６】陽極電極箔２は、アルミニウム箔を酸性溶
液中で化学的あるいは電気化学的にエッチングして拡面
処理した後、ホウ酸アンモニウム、リン酸アンモニウム
あるいはアジピン酸アンモニウム等の水溶液中で化成処
理を行い、その表面に陽極酸化皮膜層を形成したものを
用いる。
液中で化学的あるいは電気化学的にエッチングして拡面
処理した後、ホウ酸アンモニウム、リン酸アンモニウム
あるいはアジピン酸アンモニウム等の水溶液中で化成処
理を行い、その表面に陽極酸化皮膜層を形成したものを
用いる。
【００１７】上記のように構成したコンデンサ素子１
に、アルミニウム電解コンデンサの駆動用の電解液を含
浸する。電解液としてはγ−ブチロラクトンやエチレン
グレコールを主溶媒とし、酸の共役塩基をアニオン成分
とし、環状アミジン化合物を四級化したカチオンをカチ
オン成分とする塩を溶解した電解液を用いた。
に、アルミニウム電解コンデンサの駆動用の電解液を含
浸する。電解液としてはγ−ブチロラクトンやエチレン
グレコールを主溶媒とし、酸の共役塩基をアニオン成分
とし、環状アミジン化合物を四級化したカチオンをカチ
オン成分とする塩を溶解した電解液を用いた。
【００１８】アニオン成分となる酸としては、フタル
酸、イソフタル酸、テレフタル酸、マレイン酸、安息香
酸、トルイル酸、エナント酸、マロン酸等を挙げること
ができる。
酸、イソフタル酸、テレフタル酸、マレイン酸、安息香
酸、トルイル酸、エナント酸、マロン酸等を挙げること
ができる。
【００１９】また、環状アミジン化合物を四級化したカ
チオンとは、Ｎ，Ｎ，Ｎ’−置換アミジン基をもつ環状
化合物を四級化したカチオンであり、Ｎ，Ｎ，Ｎ’−置
換アミジン基をもつ環状化合物としては、以下の化合物
が挙げられる。すなわち、イミダゾール単環化合物（１
─メチルイミダゾール、１，２−ジメチルイミダゾー
ル、１，４─ジメチル─２─エチルイミダゾール、１─
フェニルイミダゾール等のイミダゾール同族体、１−メ
チル−２−オキシメチルイミダゾール、１−メチル−２
−オキシエチルイミダゾール等のオキシアルキル誘導
体、１−メチル−４（５）−ニトロイミダゾール、１，
２−ジメチル−４（５）−ニトロイミダゾール等のニト
ロおよびアミノ誘導体）、ベンゾイミダゾール（１−メ
チルベンゾイミダゾール、１−メチル−２−ベンジルベ
ンゾイミダゾール等）、２−イミダゾリン環を有する化
合物（１─メチルイミダゾリン、１，２−ジメチルイミ
ダゾリン、１，２，３−トリメチルイミダゾリン、１，
２，４−トリメチルイミダゾリン、１，４−ジメチル−
２−エチルイミダゾリン、２，３−ジメチル−１−エチ
ルイミダゾリン、１，２，３，４−テトラメチルイミダ
ゾリン、１−メチル−２−フェニルイミダゾリン等）、
テトラヒドロピリミジン環を有する化合物（１，２，３
−トリメチルテトラヒドロピリミジン、１−メチル−
１，４，５，６−テトラヒドロピリミジン、１，２−ジ
メチル−１，４，５，６−テトラヒドロピリミジン、
１，８−ジアザビシクロ〔５．４．０〕ウンデセン−
７、１，５−ジアザビシクロ〔４．３．０〕ノン−５−
エン、５−メチル−１，５−ジアザビシクロ〔４．３．
０〕ノン−５−エン等）等である。
チオンとは、Ｎ，Ｎ，Ｎ’−置換アミジン基をもつ環状
化合物を四級化したカチオンであり、Ｎ，Ｎ，Ｎ’−置
換アミジン基をもつ環状化合物としては、以下の化合物
が挙げられる。すなわち、イミダゾール単環化合物（１
─メチルイミダゾール、１，２−ジメチルイミダゾー
ル、１，４─ジメチル─２─エチルイミダゾール、１─
フェニルイミダゾール等のイミダゾール同族体、１−メ
チル−２−オキシメチルイミダゾール、１−メチル−２
−オキシエチルイミダゾール等のオキシアルキル誘導
体、１−メチル−４（５）−ニトロイミダゾール、１，
２−ジメチル−４（５）−ニトロイミダゾール等のニト
ロおよびアミノ誘導体）、ベンゾイミダゾール（１−メ
チルベンゾイミダゾール、１−メチル−２−ベンジルベ
ンゾイミダゾール等）、２−イミダゾリン環を有する化
合物（１─メチルイミダゾリン、１，２−ジメチルイミ
ダゾリン、１，２，３−トリメチルイミダゾリン、１，
２，４−トリメチルイミダゾリン、１，４−ジメチル−
２−エチルイミダゾリン、２，３−ジメチル−１−エチ
ルイミダゾリン、１，２，３，４−テトラメチルイミダ
ゾリン、１−メチル−２−フェニルイミダゾリン等）、
テトラヒドロピリミジン環を有する化合物（１，２，３
−トリメチルテトラヒドロピリミジン、１−メチル−
１，４，５，６−テトラヒドロピリミジン、１，２−ジ
メチル−１，４，５，６−テトラヒドロピリミジン、
１，８−ジアザビシクロ〔５．４．０〕ウンデセン−
７、１，５−ジアザビシクロ〔４．３．０〕ノン−５−
エン、５−メチル−１，５−ジアザビシクロ〔４．３．
０〕ノン−５−エン等）等である。
【００２０】また、リード線４、５の、少なくとも丸棒
部６の表面には、ホウ酸アンモニウム水溶液、リン酸ア
ンモニウム水溶液あるいはアジピン酸アンモニウム水溶
液等による陽極酸化処理によって形成した酸化アルミニ
ウム層を形成することができる。
部６の表面には、ホウ酸アンモニウム水溶液、リン酸ア
ンモニウム水溶液あるいはアジピン酸アンモニウム水溶
液等による陽極酸化処理によって形成した酸化アルミニ
ウム層を形成することができる。
【００２１】以上のような電解液を含浸したコンデンサ
素子１を、有底筒状のアルミニウムよりなる外装ケース
１０に収納し、外装ケース１０の開口部に封口体９を装
着するとともに、外装ケース１０の端部に絞り加工を施
して外装ケース１０を密封する。封口体９は例えばブチ
ルゴム等の弾性ゴムからなり、リード線４、５をそれぞ
れ導出する貫通孔を備えている。
素子１を、有底筒状のアルミニウムよりなる外装ケース
１０に収納し、外装ケース１０の開口部に封口体９を装
着するとともに、外装ケース１０の端部に絞り加工を施
して外装ケース１０を密封する。封口体９は例えばブチ
ルゴム等の弾性ゴムからなり、リード線４、５をそれぞ
れ導出する貫通孔を備えている。
【００２２】前述のように、環状アミジン化合物の四級
塩を含む電解液を用いたアルミニウム電解コンデンサに
おいては、陰極引出し用のリード線５の自然電位が陰極
電極箔３の自然電位より貴であるため、直流負荷時には
リード線５にかなりのカソード電流が流れて、リード線
５の表面において常に還元反応がおこり、そのことによ
って、塩基性水酸化物が生成される。これに対して本願
発明では、アルミニウムより貴である、銅、鉄、マンガ
ン、スズのうち一または二以上を含む純度９９．９％未
満のアルミニウムからなる陰極電極箔を用いているた
め、陰極箔の自然電位を、純度９９．９％以上のアルミ
ニウムからなる陰極引出し手段より貴にすることができ
る。つまり、図３（ｂ）に示すように、陰極電極箔の自
然電位Ｅ2が、陰極引出し手段であるリード線（接続
部）の自然電位Ｅ1 よりも貴な電位を示すようになり、
陰極電極箔と陰極引出し手段との電位を逆転させること
ができる。
塩を含む電解液を用いたアルミニウム電解コンデンサに
おいては、陰極引出し用のリード線５の自然電位が陰極
電極箔３の自然電位より貴であるため、直流負荷時には
リード線５にかなりのカソード電流が流れて、リード線
５の表面において常に還元反応がおこり、そのことによ
って、塩基性水酸化物が生成される。これに対して本願
発明では、アルミニウムより貴である、銅、鉄、マンガ
ン、スズのうち一または二以上を含む純度９９．９％未
満のアルミニウムからなる陰極電極箔を用いているた
め、陰極箔の自然電位を、純度９９．９％以上のアルミ
ニウムからなる陰極引出し手段より貴にすることができ
る。つまり、図３（ｂ）に示すように、陰極電極箔の自
然電位Ｅ2が、陰極引出し手段であるリード線（接続
部）の自然電位Ｅ1 よりも貴な電位を示すようになり、
陰極電極箔と陰極引出し手段との電位を逆転させること
ができる。
【００２３】すなわち、本願発明において直流が負荷さ
れると、図に示すように、まず最初に陰極電極箔に電流
が流れて陰極電極箔上で還元反応が発生する。そして、
活表面積が陰極引出し手段よりも大きい陰極電極箔の分
極抵抗は陰極引出し手段の分極抵抗よりも小さいので、
陰極電極箔に流れる電流は大きくなり、アルミニウム電
解コンデンサの漏れ電流の定格値ＩT となる電位Ｅ
T は、従来の電位ＥT に比べて著しく貴の方向にシフト
することになる。したがって、陰極引出し手段に流れる
電流Ｉ1 は著しく小さくなり、陰極引出し手段の近傍に
おける塩基性水酸化物の生成を抑制することができ、封
口体等への悪影響を低減することができるようになる。
れると、図に示すように、まず最初に陰極電極箔に電流
が流れて陰極電極箔上で還元反応が発生する。そして、
活表面積が陰極引出し手段よりも大きい陰極電極箔の分
極抵抗は陰極引出し手段の分極抵抗よりも小さいので、
陰極電極箔に流れる電流は大きくなり、アルミニウム電
解コンデンサの漏れ電流の定格値ＩT となる電位Ｅ
T は、従来の電位ＥT に比べて著しく貴の方向にシフト
することになる。したがって、陰極引出し手段に流れる
電流Ｉ1 は著しく小さくなり、陰極引出し手段の近傍に
おける塩基性水酸化物の生成を抑制することができ、封
口体等への悪影響を低減することができるようになる。
【００２４】また、詳細は不明であるが、本願発明の、
銅、鉄、マンガン、スズのうち一または二以上を含む純
度９９．９％未満のアルミニウムからなる陰極電極箔を
用いると、経時的な陰極電極箔の自然電位Ｅ2 の卑への
シフトと、分極抵抗の上昇を抑制することができること
が判明した。そのことによって、アルミニウム電解コン
デンサの漏れ電流の定格値ＩT となる電位ＥT の卑の方
向へのシフトを抑制し、経時的にも、陰極引出し手段に
流れる電流Ｉ1 を小さく維持することができる。
銅、鉄、マンガン、スズのうち一または二以上を含む純
度９９．９％未満のアルミニウムからなる陰極電極箔を
用いると、経時的な陰極電極箔の自然電位Ｅ2 の卑への
シフトと、分極抵抗の上昇を抑制することができること
が判明した。そのことによって、アルミニウム電解コン
デンサの漏れ電流の定格値ＩT となる電位ＥT の卑の方
向へのシフトを抑制し、経時的にも、陰極引出し手段に
流れる電流Ｉ1 を小さく維持することができる。
【００２５】さらに、リード線４、５の、少なくとも丸
棒部６の表面に、陽極酸化によって酸化アルミニウム層
を形成することができる。これによって図３（ｂ）のＢ
に示すように陰極引出し手段の分極抵抗を大きくする、
すなわち、分極曲線の傾きを小さくすることができ、こ
の分極抵抗は経時的に小さくなることはないので、経時
的にも陰極引出し手段に流れる電流Ｉ1 を小さく保つこ
とに寄与することになる。このように、これらの手段に
よって、経時的にも陰極引出し手段に流れる電流Ｉ1 は
小さく維持され、したがって、長時間にわたって塩基性
水酸化物の生成を抑制することができる。
棒部６の表面に、陽極酸化によって酸化アルミニウム層
を形成することができる。これによって図３（ｂ）のＢ
に示すように陰極引出し手段の分極抵抗を大きくする、
すなわち、分極曲線の傾きを小さくすることができ、こ
の分極抵抗は経時的に小さくなることはないので、経時
的にも陰極引出し手段に流れる電流Ｉ1 を小さく保つこ
とに寄与することになる。このように、これらの手段に
よって、経時的にも陰極引出し手段に流れる電流Ｉ1 は
小さく維持され、したがって、長時間にわたって塩基性
水酸化物の生成を抑制することができる。
【００２６】
【実施例】次にこの発明について実施例を示して説明す
る。図１に示すように、コンデンサ素子１は陽極電極箔
２と陰極電極箔３をセパレータ１１を介して巻回して形
成する。また図２に示すように陽極電極箔２、陰極電極
箔３には陽極引出し用のリード線４、陰極引出し用のリ
ード線５がそれぞれ接続されている。
る。図１に示すように、コンデンサ素子１は陽極電極箔
２と陰極電極箔３をセパレータ１１を介して巻回して形
成する。また図２に示すように陽極電極箔２、陰極電極
箔３には陽極引出し用のリード線４、陰極引出し用のリ
ード線５がそれぞれ接続されている。
【００２７】これらのリード線４、５は、電極箔に当接
する接続部７とこの接続部７と一体に形成した丸棒部
６、および丸棒部６の先端に固着した外部接続部８から
なる。また、接続部７および丸棒部６は純度９９．９％
のアルミニウム、外部接続部８ははんだメッキを施した
銅メッキ鉄鋼線からなる。このリード線４、５は、接続
部７においてそれぞれステッチや超音波溶接等の手段に
より両極電極箔２、３に電気的に接続されている。
する接続部７とこの接続部７と一体に形成した丸棒部
６、および丸棒部６の先端に固着した外部接続部８から
なる。また、接続部７および丸棒部６は純度９９．９％
のアルミニウム、外部接続部８ははんだメッキを施した
銅メッキ鉄鋼線からなる。このリード線４、５は、接続
部７においてそれぞれステッチや超音波溶接等の手段に
より両極電極箔２、３に電気的に接続されている。
【００２８】陽極電極箔２は、純度９９．９％のアルミ
ニウム箔を酸性溶液中で化学的あるいは電気化学的にエ
ッチングして拡面処理した後、アジピン酸アンモニウム
の水溶液中で化成処理を行い、その表面に陽極酸化皮膜
層を形成したものを用いる。また、陰極電極箔３は、純
度９９．７％のアルミニウム箔をエッチングしたものを
用いる。
ニウム箔を酸性溶液中で化学的あるいは電気化学的にエ
ッチングして拡面処理した後、アジピン酸アンモニウム
の水溶液中で化成処理を行い、その表面に陽極酸化皮膜
層を形成したものを用いる。また、陰極電極箔３は、純
度９９．７％のアルミニウム箔をエッチングしたものを
用いる。
【００２９】そして、上記のように構成したコンデンサ
素子１に、アルミニウム電解コンデンサの駆動用の電解
液を含浸する。電解液としてはγ−ブチロラクトン（７
５部）を溶媒とし、溶質としてフタル酸テトラメチルイ
ミダゾリン（２５部）を溶解したものを用いた。
素子１に、アルミニウム電解コンデンサの駆動用の電解
液を含浸する。電解液としてはγ−ブチロラクトン（７
５部）を溶媒とし、溶質としてフタル酸テトラメチルイ
ミダゾリン（２５部）を溶解したものを用いた。
【００３０】以上のような電解液を含浸したコンデンサ
素子１を、有底筒状のアルミニウムよりなる外装ケース
１０に収納し、外装ケース１０の開口部に封口体９を装
着するとともに、外装ケース１０の端部に絞り加工を施
して外装ケース１０を密封する。封口体９は例えばブチ
ルゴム等の弾性ゴムからなり、リード線４、５をそれぞ
れ導出する貫通孔を備えている。
素子１を、有底筒状のアルミニウムよりなる外装ケース
１０に収納し、外装ケース１０の開口部に封口体９を装
着するとともに、外装ケース１０の端部に絞り加工を施
して外装ケース１０を密封する。封口体９は例えばブチ
ルゴム等の弾性ゴムからなり、リード線４、５をそれぞ
れ導出する貫通孔を備えている。
【００３１】（実施例１）実施例１においては、陰極電
極箔３として純度９９．７％のアルミニウム箔をエッチ
ングしたもののかわりに、０．３％銅含有の純度９９．
６％アルミニウム合金箔をエッチングしたものを用い
た。
極箔３として純度９９．７％のアルミニウム箔をエッチ
ングしたもののかわりに、０．３％銅含有の純度９９．
６％アルミニウム合金箔をエッチングしたものを用い
た。
【００３２】（実施例２）実施例２においては、陰極電
極箔３として純度９９．７％のアルミニウム箔をエッチ
ングしたもののかわりに、０．４％鉄含有の純度９９．
４％アルミニウム合金箔をエッチングしたものを用い
た。
極箔３として純度９９．７％のアルミニウム箔をエッチ
ングしたもののかわりに、０．４％鉄含有の純度９９．
４％アルミニウム合金箔をエッチングしたものを用い
た。
【００３３】（実施例３）実施例３においては、陰極電
極箔３として純度９９．７％のアルミニウム箔をエッチ
ングしたもののかわりに、０．３％銅含有の純度９９．
６％アルミニウム合金箔をエッチングしたものを用い
た。また、リード線４、５の、少なくとも丸棒部６の表
面には、リン酸アンモニウム水溶液による陽極酸化処理
により酸化アルミニウム層を形成した。
極箔３として純度９９．７％のアルミニウム箔をエッチ
ングしたもののかわりに、０．３％銅含有の純度９９．
６％アルミニウム合金箔をエッチングしたものを用い
た。また、リード線４、５の、少なくとも丸棒部６の表
面には、リン酸アンモニウム水溶液による陽極酸化処理
により酸化アルミニウム層を形成した。
【００３４】（従来例）従来例においては、以上のよう
な、手段を講じなかった。
な、手段を講じなかった。
【００３５】以上のように構成したアルミニウム電解コ
ンデンサを、各試料２５個に１０５°Ｃの下で定格電圧
を印加し、２０００時間及び５０００時間経過後の液出
の有無について目視で観測した。その結果は表１のとお
りである。
ンデンサを、各試料２５個に１０５°Ｃの下で定格電圧
を印加し、２０００時間及び５０００時間経過後の液出
の有無について目視で観測した。その結果は表１のとお
りである。
【００３６】
【表１】
【００３７】これらの結果からも明らかなように、電解
液として環状アミジン化合物の四級塩を用いた場合で
も、銅合金箔や鉄合金箔を用いることによって、液出は
抑制され、経時的にも、従来例にくらべて効果が持続し
ている。さらに、リード線に陽極酸化によって酸化アル
ミニウム層を形成することによって、その効果は向上し
ている。
液として環状アミジン化合物の四級塩を用いた場合で
も、銅合金箔や鉄合金箔を用いることによって、液出は
抑制され、経時的にも、従来例にくらべて効果が持続し
ている。さらに、リード線に陽極酸化によって酸化アル
ミニウム層を形成することによって、その効果は向上し
ている。
【００３８】
【発明の効果】この発明によれば、環状アミジン化合物
の四級塩を電解液の溶質に用いたアルミニウム電解コン
デンサにおいて、陰極引出し手段に純度９９．９％以上
のアルミニウムを用い、陰極箔に、銅、鉄、マンガン、
スズのうち一または二以上を含む純度９９．９％未満の
アルミニウムを用いているので、陰極電極箔と陰極引出
し手段との電位を逆転させることができる。そのことに
よって、陰極引出し手段に流れる電流を抑制し、環状ア
ミジン化合物の四級塩を電解液の溶質に用いたアルミニ
ウム電解コンデンサでの陰極電極引出し手段からの液出
を防止することができ、電解液の減少に伴う静電容量の
低下が防止され、アルミニウム電解コンデンサの長寿命
化、高信頼性化を図ることができる。
の四級塩を電解液の溶質に用いたアルミニウム電解コン
デンサにおいて、陰極引出し手段に純度９９．９％以上
のアルミニウムを用い、陰極箔に、銅、鉄、マンガン、
スズのうち一または二以上を含む純度９９．９％未満の
アルミニウムを用いているので、陰極電極箔と陰極引出
し手段との電位を逆転させることができる。そのことに
よって、陰極引出し手段に流れる電流を抑制し、環状ア
ミジン化合物の四級塩を電解液の溶質に用いたアルミニ
ウム電解コンデンサでの陰極電極引出し手段からの液出
を防止することができ、電解液の減少に伴う静電容量の
低下が防止され、アルミニウム電解コンデンサの長寿命
化、高信頼性化を図ることができる。
【００３９】また、経時的におきる陰極電極箔の自然電
位Ｅ2 の卑へのシフトと分極抵抗の上昇による、アルミ
ニウム電解コンデンサの漏れ電流の定格値ＩT となる電
位ＥT の卑の方向へのシフトが抑制される。そのことに
よって、陰極引出し手段に流れる電流を経時的に抑制
し、陰極引出し手段からの液出防止効果を長時間にわた
って維持することができる。
位Ｅ2 の卑へのシフトと分極抵抗の上昇による、アルミ
ニウム電解コンデンサの漏れ電流の定格値ＩT となる電
位ＥT の卑の方向へのシフトが抑制される。そのことに
よって、陰極引出し手段に流れる電流を経時的に抑制
し、陰極引出し手段からの液出防止効果を長時間にわた
って維持することができる。
【００４０】さらに、陰極引出し手段の表面の一部又は
全部に陽極酸化によって形成された酸化アルミニウム層
を形成することによって、陰極電極箔の分極抵抗を大き
くすることができ、この分極抵抗は経時的に大きくなる
ことはないので、経時的に陰極引出し手段に流れる電流
を抑制し、その結果、陰極引出し手段からの液出防止効
果を長時間にわたって維持するに寄与することができ
る。
全部に陽極酸化によって形成された酸化アルミニウム層
を形成することによって、陰極電極箔の分極抵抗を大き
くすることができ、この分極抵抗は経時的に大きくなる
ことはないので、経時的に陰極引出し手段に流れる電流
を抑制し、その結果、陰極引出し手段からの液出防止効
果を長時間にわたって維持するに寄与することができ
る。
【図１】アルミニウム電解コンデンサの構造を示す内部
断面図である。
断面図である。
【図２】コンデンサ素子の構造を示す分解斜視図であ
る。
る。
【図３】アルミニウム電解コンデンサの陰極部でのカソ
ード分極抵抗を示すグラフである。
ード分極抵抗を示すグラフである。
１ コンデンサ素子 ２ 陽極電極箔 ３ 陰極電極箔 ４ 陽極引出し用のリード線 ５ 陰極引出し用のリード線 ６ 丸棒部 ７ 接続部 ８ 外部接続部 ９ 封口体 １０ 外装ケース １１ セパレータ
Claims (2)
- 【請求項１】 陽極引出し手段を備えた陽極電極箔と、
純度９９．９％以上のアルミニウムからなる陰極引出し
手段を備えた、銅、鉄、マンガン、スズのうち一または
二以上をを含む純度９９．９％未満のアルミニウムから
なる陰極電極箔とを、セパレータを介して巻回してコン
デンサ素子を形成し、このコンデンサ素子に環状アミジ
ン化合物の四級塩を含む電解液を含浸してなるアルミニ
ウム電解コンデンサ。 - 【請求項２】 請求項１記載の、陰極引出し手段の表面
の一部又は全部に、陽極酸化によって形成された酸化ア
ルミニウム層を形成したアルミニウム電解コンデンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18747997A JP3959560B2 (ja) | 1997-06-27 | 1997-06-27 | アルミニウム電解コンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18747997A JP3959560B2 (ja) | 1997-06-27 | 1997-06-27 | アルミニウム電解コンデンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1126319A true JPH1126319A (ja) | 1999-01-29 |
| JP3959560B2 JP3959560B2 (ja) | 2007-08-15 |
Family
ID=16206804
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18747997A Expired - Fee Related JP3959560B2 (ja) | 1997-06-27 | 1997-06-27 | アルミニウム電解コンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3959560B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002203751A (ja) * | 2000-12-28 | 2002-07-19 | Nippon Chemicon Corp | 固体電解コンデンサ |
| US7724501B2 (en) | 2002-11-08 | 2010-05-25 | Nippon Chemi-Con Corporation | Electrolytic capacitor |
| CN104143445A (zh) * | 2013-07-18 | 2014-11-12 | 成都精容电子有限公司 | 铝电解的电容器 |
-
1997
- 1997-06-27 JP JP18747997A patent/JP3959560B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002203751A (ja) * | 2000-12-28 | 2002-07-19 | Nippon Chemicon Corp | 固体電解コンデンサ |
| US7724501B2 (en) | 2002-11-08 | 2010-05-25 | Nippon Chemi-Con Corporation | Electrolytic capacitor |
| CN104143445A (zh) * | 2013-07-18 | 2014-11-12 | 成都精容电子有限公司 | 铝电解的电容器 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3959560B2 (ja) | 2007-08-15 |
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