JPS61180420A - 電解コンデンサ用陰極材料 - Google Patents
電解コンデンサ用陰極材料Info
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- JPS61180420A JPS61180420A JP60021515A JP2151585A JPS61180420A JP S61180420 A JPS61180420 A JP S61180420A JP 60021515 A JP60021515 A JP 60021515A JP 2151585 A JP2151585 A JP 2151585A JP S61180420 A JPS61180420 A JP S61180420A
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- Japan
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- film
- cathode material
- aluminum foil
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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
この発明は、電解コンデンサ用陰極材料に関する。
従来の技術
電解コンデンサの電極材料としては、一般的には陽極材
料と陰極材料とに分かれているが、コンデンサの静電容
量を増大させるためには、陽極材料のみならず、特に陰
極材料自体の静電容量の向上を図ることも有効である。
料と陰極材料とに分かれているが、コンデンサの静電容
量を増大させるためには、陽極材料のみならず、特に陰
極材料自体の静電容量の向上を図ることも有効である。
従来、例えばアルミニウム電解コンデンサでは、この陰
極材料の静電容量を高めるために、エツチングによりア
ルミニウム基材の表面積を拡大ブることが行われている
が、エツチングが過度になるとアルミニウム的表面の溶
解が同時に進行して却って拡面率の増大を妨げることな
どから、エツチング技術による陰極材料の静電容量の増
大化には限界があった。
極材料の静電容量を高めるために、エツチングによりア
ルミニウム基材の表面積を拡大ブることが行われている
が、エツチングが過度になるとアルミニウム的表面の溶
解が同時に進行して却って拡面率の増大を妨げることな
どから、エツチング技術による陰極材料の静電容量の増
大化には限界があった。
この発明はこのような事情を背景になされたものであっ
て、従来のエツチング技術による限界を超えた大きな静
電容量を有する電解コンデンサ用陰極材料の提供を目的
とするものである。
て、従来のエツチング技術による限界を超えた大きな静
電容量を有する電解コンデンサ用陰極材料の提供を目的
とするものである。
問題点を解決するための手段
この目的においてこの発明に係る電解コンデンサ用陰極
材料は、粗面化された基材の表面に、平均粒子径０．０
２〜１．０μ瓦の導電性金属微粒子からなる厚さ０．０
５〜５．０μｍの導電性金属皮膜が被覆形成されてなる
ことを特徴とし、これにより導電性金属皮膜の表面を微
細に粗面化したものとなし、もって従来のものよりはる
かに優れた拡面率の向上ひいては静電容量の増大を実現
したのである。
材料は、粗面化された基材の表面に、平均粒子径０．０
２〜１．０μ瓦の導電性金属微粒子からなる厚さ０．０
５〜５．０μｍの導電性金属皮膜が被覆形成されてなる
ことを特徴とし、これにより導電性金属皮膜の表面を微
細に粗面化したものとなし、もって従来のものよりはる
かに優れた拡面率の向上ひいては静電容量の増大を実現
したのである。
上記において、基材には導電性材料のほか非導電性材料
を用いても良い。即ち陰極材料としての電気的な導通は
基材表面の金属皮膜で行われるので、基材自体にはあえ
て導電性が要求されない。従って、従来のアルミニウム
箔のほかアルミニウム合金箔、アルミニウム以外の金属
箔、ざらには合成樹脂フィルムや紙を用いることもでき
る。
を用いても良い。即ち陰極材料としての電気的な導通は
基材表面の金属皮膜で行われるので、基材自体にはあえ
て導電性が要求されない。従って、従来のアルミニウム
箔のほかアルミニウム合金箔、アルミニウム以外の金属
箔、ざらには合成樹脂フィルムや紙を用いることもでき
る。
上記基材はその表面が平滑状態のものではなく粗面状態
となされることが必要である。これは基材表面に被覆形
成される金属皮膜の表面積拡大効果の顕出ないしは助長
のためである。この粗面化は基材の片面のみに施しても
良く、両面に施すものとしても良い。粗面化の方法とし
ては、サンドブラストあるいはヘアラインなど機械的な
研磨のほか、金属箔の場合にあっては化学的あるいは電
気化学的に湿式エツチングを施す方法をも採用しうる。
となされることが必要である。これは基材表面に被覆形
成される金属皮膜の表面積拡大効果の顕出ないしは助長
のためである。この粗面化は基材の片面のみに施しても
良く、両面に施すものとしても良い。粗面化の方法とし
ては、サンドブラストあるいはヘアラインなど機械的な
研磨のほか、金属箔の場合にあっては化学的あるいは電
気化学的に湿式エツチングを施す方法をも採用しうる。
勿論これらに限定されるものではない。なお、この粗面
化は基材自体の拡面率の向上を目的とするものではない
から、アルミニウム箔をエツチングにより粗面化する場
合には、このエツチングは従来の陰極材料としてのアル
ミニウム箔のエツチングよりも軽度で良いことはいうま
でもない。従って基材としてアルミニウム箔を選択した
場合には従来よりもｉｌ箔のものが使用可能となる。
化は基材自体の拡面率の向上を目的とするものではない
から、アルミニウム箔をエツチングにより粗面化する場
合には、このエツチングは従来の陰極材料としてのアル
ミニウム箔のエツチングよりも軽度で良いことはいうま
でもない。従って基材としてアルミニウム箔を選択した
場合には従来よりもｉｌ箔のものが使用可能となる。
粗面化された基材表面に皮膜を形成する導電性金属とし
ては、特に限定されるものではないが、例えばＴｉ 、
Ｏｒ 、Ａａ 、Ｓｎ 、Ｃｏ、Ｚｒ 、Ｔａ 、Ｓｉ
ＳＣｕ 、Ｆｅあるいはこれらの合金等が使用される
。かかる皮膜を構成する導電性金属微粒子の平均粒子径
は、皮膜の拡面率向上の点から０．０２〜１．０μｍの
範囲とすべきである。即ち、０．０２μ而未満では皮膜
が平滑化されて拡面効果に寄与しないためであり、また
逆に１．０μｍを超えて粗大化しても却って拡面効果に
乏しく静電容量の小さいものとなってしまうからである
。また皮膜の厚さは０．０５〜５．０μｍの範囲とすべ
きである。
ては、特に限定されるものではないが、例えばＴｉ 、
Ｏｒ 、Ａａ 、Ｓｎ 、Ｃｏ、Ｚｒ 、Ｔａ 、Ｓｉ
ＳＣｕ 、Ｆｅあるいはこれらの合金等が使用される
。かかる皮膜を構成する導電性金属微粒子の平均粒子径
は、皮膜の拡面率向上の点から０．０２〜１．０μｍの
範囲とすべきである。即ち、０．０２μ而未満では皮膜
が平滑化されて拡面効果に寄与しないためであり、また
逆に１．０μｍを超えて粗大化しても却って拡面効果に
乏しく静電容量の小さいものとなってしまうからである
。また皮膜の厚さは０．０５〜５．０μｍの範囲とすべ
きである。
０．０５μｍ未満では、同じく皮膜の粗面化による拡面
効果を期待し得ないからであり、逆に５．０ｕｍを超え
ても使用金属材料の増大、コスト上昇、作業性の悪化に
見合うだけの効果が得られないからである。好ましい範
囲は０．２〜１．０μｍである。
効果を期待し得ないからであり、逆に５．０ｕｍを超え
ても使用金属材料の増大、コスト上昇、作業性の悪化に
見合うだけの効果が得られないからである。好ましい範
囲は０．２〜１．０μｍである。
このような導電性金属皮膜の基材表面への被覆形成方法
としては、真空蒸着法、不活性ガス中蒸着法、スパッタ
リング法、イオンブレーティング法等を用いることがで
きる。なお、このような金属皮膜の蒸着形成処理は、コ
イル状の基材を巻き取りながら半連続的に行いうるちの
である。
としては、真空蒸着法、不活性ガス中蒸着法、スパッタ
リング法、イオンブレーティング法等を用いることがで
きる。なお、このような金属皮膜の蒸着形成処理は、コ
イル状の基材を巻き取りながら半連続的に行いうるちの
である。
ここで、上記した基材の材質、導電性金属の種類及び金
属皮膜の形成方法については、これらを任意に選択して
組合わせることが可能であるが、なかでもアルミニウム
箔を基材とし、このアルミニウム箔の表面に、導電性金
属としてのチタンをアルゴン、ヘリウムなどの不活性ガ
ス雰囲気中で蒸着してチタン蒸着皮膜を形成した場合に
は、銅や鉄などの金属皮膜のものに較べて耐久性に優れ
た陰極材料となしえ、ひいてはコンデンサの長寿命化、
高信頼性を実現しうるもめとなる点で好ましい。すなわ
ち、鉄や銅の金属皮膜では、酸化膜の成長により静電容
量の低下が顕著であり、耐久性の点で劣るものである。
属皮膜の形成方法については、これらを任意に選択して
組合わせることが可能であるが、なかでもアルミニウム
箔を基材とし、このアルミニウム箔の表面に、導電性金
属としてのチタンをアルゴン、ヘリウムなどの不活性ガ
ス雰囲気中で蒸着してチタン蒸着皮膜を形成した場合に
は、銅や鉄などの金属皮膜のものに較べて耐久性に優れ
た陰極材料となしえ、ひいてはコンデンサの長寿命化、
高信頼性を実現しうるもめとなる点で好ましい。すなわ
ち、鉄や銅の金属皮膜では、酸化膜の成長により静電容
量の低下が顕著であり、耐久性の点で劣るものである。
なお、上記の場合、チタンの蒸着が行われる不活性ガス
中の圧力は１×１０〜１Ｘ１０７ ｏｒｒの範囲とする
のが好ましい。下限値未満の圧力では、皮膜が平滑化し
て静電容量の小さいものとなるためであり、逆に上限値
を超えて大きくなると、チタンが蒸発しにくくなるうえ
、皮膜がすす状となって密着性が悪くなるからである。
中の圧力は１×１０〜１Ｘ１０７ ｏｒｒの範囲とする
のが好ましい。下限値未満の圧力では、皮膜が平滑化し
て静電容量の小さいものとなるためであり、逆に上限値
を超えて大きくなると、チタンが蒸発しにくくなるうえ
、皮膜がすす状となって密着性が悪くなるからである。
また蒸発源と基材との蒸着距離は１００〜１１０００ａ
の範囲で、また蒸着速度は５０〜１００００Ａ／ｓｅｃ
の範囲で、雰囲気圧、膜厚との関連で適宜選択するのが
好ましい。
の範囲で、また蒸着速度は５０〜１００００Ａ／ｓｅｃ
の範囲で、雰囲気圧、膜厚との関連で適宜選択するのが
好ましい。
発明の効果
この発明に係る電解コンデンサ用陰極材料は、上述の次
第で、粗面化された基材の表面に所定粒径の導電性金属
微粒子からなる所定厚さの導電性金属皮膜を被覆形成し
たものであることにより、金属皮膜表面を微細な凹凸状
態即ち著しく粗な状態となしえて拡面率の向上を図りう
るため、後述の実施例の参酌によっても明らかなように
、エツチング技術により拡面率の向上を図った従来のア
ルミニウム陰極材に較べて格段に大きな静電容量を有す
るものとなしうる。その結果、電解コンデンサの小型化
、高性能化に極めて有効なものとなしうる。さらに、基
材としてアルミニウム箔の金属箔のみならず、樹脂フィ
ルムや紙を使用でき、かつまた、従来のようなエツチン
グ操作が不要ないしは軽度なもので済むため、電解コン
デンサ全体のコスト低減に寄与しうるちのとなる。
第で、粗面化された基材の表面に所定粒径の導電性金属
微粒子からなる所定厚さの導電性金属皮膜を被覆形成し
たものであることにより、金属皮膜表面を微細な凹凸状
態即ち著しく粗な状態となしえて拡面率の向上を図りう
るため、後述の実施例の参酌によっても明らかなように
、エツチング技術により拡面率の向上を図った従来のア
ルミニウム陰極材に較べて格段に大きな静電容量を有す
るものとなしうる。その結果、電解コンデンサの小型化
、高性能化に極めて有効なものとなしうる。さらに、基
材としてアルミニウム箔の金属箔のみならず、樹脂フィ
ルムや紙を使用でき、かつまた、従来のようなエツチン
グ操作が不要ないしは軽度なもので済むため、電解コン
デンサ全体のコスト低減に寄与しうるちのとなる。
実施例
次にこの発明の実施例を比較例とともに示Ｊ０実施例１
化学的エツチングで表面積を５０倍に拡大した厚さ０．
１ｍｍのアルミニウム箔の両面に、５Ｘ１０Ｔｏｒｒの
アルゴンガス雰囲気中でチタンを蒸発させることにより
、平均粒子径０．３μ■のチタン微粒子からなる厚さ０
．５μｍのチタン蒸着皮膜を形成し、本発明に係る陰極
材料を作製した。
１ｍｍのアルミニウム箔の両面に、５Ｘ１０Ｔｏｒｒの
アルゴンガス雰囲気中でチタンを蒸発させることにより
、平均粒子径０．３μ■のチタン微粒子からなる厚さ０
．５μｍのチタン蒸着皮膜を形成し、本発明に係る陰極
材料を作製した。
実施例２
基材として実施例１と同じアルミニウム箔を用い、かつ
実施例１と同一圧力のアルゴンガス雰囲気中でクロムを
蒸発させて、アルミニウム箔基材の両面に平均粒子径０
．１μｍのクロム微粒子からなる厚さ０．３μｍのクロ
ム蒸着皮膜を形成し、本発明に係る陰極材料を作製した
。
実施例１と同一圧力のアルゴンガス雰囲気中でクロムを
蒸発させて、アルミニウム箔基材の両面に平均粒子径０
．１μｍのクロム微粒子からなる厚さ０．３μｍのクロ
ム蒸着皮膜を形成し、本発明に係る陰極材料を作製した
。
実施例３
サンドブラスト処理にて表面積を１．５倍に拡大した厚
さ０．１１Ｍの銅箔基材の両面に、１ｘ ｉ Ｑ Ｔｏ
ｒｒのアルゴンガス雰囲気中でチタンを蒸発させること
により、平均粒子径０．７μｍのチタン微粒子からなる
厚さ１．０μｍのチタン蒸着皮膜を形成し、本発明に係
る陰極材料を作製した。
さ０．１１Ｍの銅箔基材の両面に、１ｘ ｉ Ｑ Ｔｏ
ｒｒのアルゴンガス雰囲気中でチタンを蒸発させること
により、平均粒子径０．７μｍのチタン微粒子からなる
厚さ１．０μｍのチタン蒸着皮膜を形成し、本発明に係
る陰極材料を作製した。
実施例４
化学的エツチングで表面積を４０倍に拡大した厚さ０．
１ｍのアルミニウム箔基材の両面に、５Ｘ１０Ｔｏｒｒ
のアルゴンガス雰囲気中でチタンを蒸発させることによ
り、平均粒子径０．５μｍのチタン微粒子からなる厚さ
０．８μｍのチタン蒸着皮膜を形成し、本発明に係る陰
極材料を作製した。
１ｍのアルミニウム箔基材の両面に、５Ｘ１０Ｔｏｒｒ
のアルゴンガス雰囲気中でチタンを蒸発させることによ
り、平均粒子径０．５μｍのチタン微粒子からなる厚さ
０．８μｍのチタン蒸着皮膜を形成し、本発明に係る陰
極材料を作製した。
実施例５
実施例４と同じアルミニウム箔を基材として用い、かつ
実施例４と同一圧力のアルゴンガス雰囲気中で鉄を蒸発
させて、アルミニウム箔基材の両面に平均粒子径０．１
μｍの鉄微粒子からなる厚さ０．５μｍの鉄蒸着皮膜を
形成し、本発明に係る陰極材料を作製した。
実施例４と同一圧力のアルゴンガス雰囲気中で鉄を蒸発
させて、アルミニウム箔基材の両面に平均粒子径０．１
μｍの鉄微粒子からなる厚さ０．５μｍの鉄蒸着皮膜を
形成し、本発明に係る陰極材料を作製した。
比較例１
基材として表面を粗面化していない厚さ０１１ＨＲの圧
延アルミニ・クム箔を用い、５Ｘ１０Ｔｏｒｒのアルゴ
ンガス雰囲気中でチタンを蒸発させることにより、アル
ミニウム箔基材の両面に平均粒子径０．２μｍのチタン
微粒子からなる厚さ０．７μｍのチタン蒸着皮膜を形成
し、比較材とした。
延アルミニ・クム箔を用い、５Ｘ１０Ｔｏｒｒのアルゴ
ンガス雰囲気中でチタンを蒸発させることにより、アル
ミニウム箔基材の両面に平均粒子径０．２μｍのチタン
微粒子からなる厚さ０．７μｍのチタン蒸着皮膜を形成
し、比較材とした。
比較例２
厚さ０．１ｍ＋＋の純度９９．８ｗｔ％アルミニウム箔
を、液温６０℃の２ｗｔ％塩酸水溶液中でＤＣ２ＯＡ１
５０ｍの電流密度にて３００秒間エツチングし、従来の
アルミニウム陰極材料を作製した。
を、液温６０℃の２ｗｔ％塩酸水溶液中でＤＣ２ＯＡ１
５０ｍの電流密度にて３００秒間エツチングし、従来の
アルミニウム陰極材料を作製した。
尚、上記実施例１〜５及び比較例１における導電性金属
の基材への蒸着は、いずれも蒸発源と基材との蒸着距離
を２５０ａｍ、蒸着速度を２００ Ａ ／ ｓｅｃとし
て行った。
の基材への蒸着は、いずれも蒸発源と基材との蒸着距離
を２５０ａｍ、蒸着速度を２００ Ａ ／ ｓｅｃとし
て行った。
上記のようにして得た７種類の陰極材料の静電容量を、
３０℃、１０ｗｔ％ホウ酸アンモニウム溶液中で測定す
ると共に、実施例４．５及び比較例１．２の各試料につ
いては、純水中にて４時間煮沸後の静電容量も測定し、
強性的劣化による耐久試験を併せて行った。その結果を
次表に示す。
３０℃、１０ｗｔ％ホウ酸アンモニウム溶液中で測定す
ると共に、実施例４．５及び比較例１．２の各試料につ
いては、純水中にて４時間煮沸後の静電容量も測定し、
強性的劣化による耐久試験を併せて行った。その結果を
次表に示す。
表
上記結果から明らかなように、この発明に係る陰極材料
（実施例Ｎｏ、１〜５）は、従来のエツチングによって
拡面率の向上を図ったアルミニウム陰極材料（比較例２
）と較べた場合はもとより、基材を粗面化していないも
のく比較例１）と較べた場合にも優れた静電容量を有す
るものであることを確認しえた。
（実施例Ｎｏ、１〜５）は、従来のエツチングによって
拡面率の向上を図ったアルミニウム陰極材料（比較例２
）と較べた場合はもとより、基材を粗面化していないも
のく比較例１）と較べた場合にも優れた静電容量を有す
るものであることを確認しえた。
また、この発明に係る陰極材料のなかでも、アルミニウ
ム箔基材の表面に不活性ガス雰囲気中でチタン蒸着膜を
形成したちの〈実施例４）の方が、鉄蒸着膜を形成した
ちの〈実施例５）よりも耐久性の点で有利であることも
わかる。
ム箔基材の表面に不活性ガス雰囲気中でチタン蒸着膜を
形成したちの〈実施例４）の方が、鉄蒸着膜を形成した
ちの〈実施例５）よりも耐久性の点で有利であることも
わかる。
以 上
Claims (2)
- （１）粗面化された基材の表面に、平均粒子径０．０２
〜１．０μｍの導電性金属微粒子からなる厚さ０．０５
〜５．０μｍの導電性金属皮膜が被覆形成されてなるこ
とを特徴とする電解コンデンサ用陰極材料。 - （２）基材がアルミニウム箔であり、かつ導電性金属皮
膜が不活性ガス雰囲気中で形成されたチタン蒸着皮膜で
ある特許請求の範囲第１項記載の電解コンデンサ用陰極
材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60021515A JPS61180420A (ja) | 1985-02-05 | 1985-02-05 | 電解コンデンサ用陰極材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60021515A JPS61180420A (ja) | 1985-02-05 | 1985-02-05 | 電解コンデンサ用陰極材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61180420A true JPS61180420A (ja) | 1986-08-13 |
| JPH0337293B2 JPH0337293B2 (ja) | 1991-06-05 |
Family
ID=12057104
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60021515A Granted JPS61180420A (ja) | 1985-02-05 | 1985-02-05 | 電解コンデンサ用陰極材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61180420A (ja) |
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