JPS6210006B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、電解コンデンサの製造方法に係
り、特に、セパレータ部の電解液の保持性を良好
にし、電気的特性の向上を図る電解コンデンサの
製造方法に関する。

〔従来の技術〕

通常、電解コンデンサは、電極箔をセパレータ
部とともに巻回し、あるいは重ね合わせてコンデ
ンサ素子を形成し、このコンデンサ素子に電解液
を含浸したのち、外装ケースに収納し、外装ケー
ス開口部を封口部材で封止して製造している。

また、電極箔間に介在するセパレータ部には、
クラフト紙、マニラ麻繊維を含むマニラ紙等が使
用されている。

〔解決しようとする問題点〕

一般にセパレータ部は、電解液を電極間に保持
する機能を有している。また併せて、両極電極箔
を一定距離で分離し、電極間の耐圧維持、シヨー
ト防止等を行う機能を有している。したがつて、
このセパレータ部は、電解コンデンサの電気的特
性を決定する重要な要素の一つとなる。

例えば、セパレータ部が充分に電解液を保持す
ることができない場合、所定の静電容量を得るこ
とが困難になるとともに、等価直列抵抗が増加す
る傾向がある。また電解液による誘電体酸化皮膜
の修復が充分に行われないため、誘電体酸化皮膜
の破損による漏れ電流、損失等の電気的特性にも
悪影響を及ぼす。

そこで、セパレータ部にマニラ紙等の紙を使用
してセパレータ部の密度、厚みを調整し、電解液
の保持量を維持することが考えられる。一般に紙
の吸水性は、厚みが一定の場合、その紙の密度に
よつて決定される。すなわち、密度が低いと、紙
の空隙率が増加し、高い吸水性を示すようにな
る。したがつて、電解液を充分に保持するために
は、できるだけ密度の低い紙を使用することが望
ましいことになる。

ところが、セパレータ部の密度、厚み等も電解
コンデンサの特性に影響を及ぼす。例えば、セパ
レータ部の厚みを一定として密度の高い紙を使用
した場合、セパレータ部の抵抗分が大きくなり、
インピーダンス、損失等の電気的特性が低下して
しまう。また、低温域における電気的特性にも悪
影響を及ぼすことが経験的に知らされている。一
方、密度の低い紙を使用した場合、電極間の耐電
圧性が低下し、シヨート、パンク等の原因となる
ことがある。

すなわち、セパレータ部に使用する紙は、電解
液を充分に保持するために、密度が低く、空隙率
が高いと同時に、耐電圧性を高めるために密度が
高いことが好ましいという相反する要求を満たす
必要がある。

更に、セパレータ部自体が、電解液によつて腐
食され、あるいは、電解液を変質させることがな
い材質であることも必要となる。

この発明の目的は、電解液の保持機能に優れた
セパレータ部により、電気的特性に優れた電解コ
ンデンサを製造することにある。

〔問題点を解決する手段〕

この発明は、電極箔とセパレータ部とを巻回
し、もしくは重ね合わせてコンデンサ素子を形成
するとともに、このコンデンサ素子に加熱処理を
施してセパレータ部を炭化させることを特徴とし
ている。

〔実施例〕

以下この発明を図面にしたがい説明する。

コンデンサ素子は、第１図に示したように、陽
極電極箔１と陰極電極箔３とをマニラ紙からなる
セパレータ部４を介して巻回するとともに、巻回
端部を素子端固定部材５で固定して形成する。両
極電極箔１，３には外部引出し用のリード部２が
電気的に接続され、このリード部２はコンデンサ
素子６の端面から外部に突出してる。

次いでコンデンサ素子６に加熱処理を施してセ
パレータ部４を炭化させる。加熱処理は、必要に
応じて外気を遮断した雰囲気中にいて行つてもよ
い。このコンデンサ素子６の加熱処理により、コ
ンデンサ素子６に巻回されたセパレータ部４は炭
化することになる。

コンデンサ素子６は加熱処理を施されたのち、
電解液が含浸され、第２図に示すように、アルミ
ニウム等からなる有底筒状の金属ケース７に収納
される。金属ケース７の開口端部には弾性封口体
８が装着される。コンデンサ素子６の端面から突
出したリード部２は、この弾性封口体８を貫いて
外部に導かれる。

〔作 用〕

以上のように、この発明は、電極箔を巻回して
形成したコンデンサ素子に加熱処理を施して、マ
ニラ紙等からなるセパレータ部を炭化させること
により、セパレータ部の密度を低下させ、空隙率
を拡大させることができ、電解液の保持量を増加
させることが容易となる。また、セパレータ部の
厚さは、炭化する前のマニラ紙等の厚みとほぼ同
じ厚さを維持することができ、電極箔間の分離距
離を保持することができる。

なお、この発明において、セパレータ部に使用
するマニラ紙等の炭化を良好にするために、必要
に応じてコンデンサ素子の加熱処理を空気、特に
酸素を遮断した雰囲気中で行う。この場合、マニ
ラ紙等が延焼、灰化することを防止できる。

また、コンデンサ素子の加熱処理において最も
適当な加熱温度は、200〜400℃であつた。200℃
未満で加熱処理を行うと、セパレータ部の炭化速
度が遅く、作業効率が悪いとともに、充分な炭化
処理を施すことが困難になる。一方、400℃を越
える温度で加熱処理を施すと、セパレータ部の炭
化が過度に進行し、機械的強度が劣化するととも
に、電極箔の熱劣化を招き、好ましくない。

次いで、実施例による電解コンデンサと従来の
電解コンデンサとの比較試験を行う。

試料は、従来例、実施例ともに定格静電容量22
μＦ定格電圧50V、外観寸法８φ×14mm、セパレ
ータ部にはマニラ麻繊維が混入した60μｍ厚のマ
ニラ紙を使用した。

従来例として、公知の製造方法により製造され
た電解コンデンサを10個用意した。実施例として
は、コンデンサ素子を真空炉中において、250℃
の温度下で90分間放置し、その後電解液を含浸し
て製造した電解コンデンサを10個用意した。測定
は、実施例および従来例ともに、各々初期特性の
平均値を測定し、その後、温度変化による電気的
特性の変化、および経時変化による寿命特性の変
化を測定し、その平均値をグラフ化した。第３図
ないし第４図にその結果を示す。

第３図ａは温度変化による静電容量の変化率を
示している。また第３図ｂは温度変化による損失
角の正接を示している。いずれにおいても、実施
例による電解コンデンサは変化が少なく、特に低
温域における損失の増加が見られない。これは、
炭化したセパレータ部の密度が低下して、電解液
の保持量が増加し、セパレータ部自体の抵抗分が
減少するためである。

また、第４図ａは、試料を85℃の温度下で定格
電圧50Vを印加して1000時間放置し、その静電容
量の経時変化を測定した結果である。また、第４
図ｂは、損失角の正接の経時変化を測定した結
果、更に、第４図ｃは、漏れ電流の経時変化を測
定した結果である。

第４図ａないしｃのいずれにおいても、実施例
による電解コンデンサは、従来例と比較して、変
化の割合が少ないことが理解される。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明は、電極箔とセパレー
タ部とを巻回し、もしくは重ね合わせてコンデン
サ素子を形成するとともに、このコンデンサ素子
に加熱処理を施してセパレータ部を炭化させるこ
とを特徴としているので、セパレータ部の密度を
低下させることができ、電解液の保持状態が良好
になる。その結果、寿命特性の向上を図ることが
できる。また、電解液による誘電体酸化皮膜層の
修復機能も向上し、漏れ電流、損失等の初期およ
び経時における電気的特性を向上させることがで
きる。

また、マニラ紙等からなる炭化したセパレータ
部は、炭化する以前のセパレータ部とほぼ同じ厚
さに形成されるため、両極電極箔を離間して、従
来と同様の耐電圧性を維持するとことができると
同時に、密度を低下させることができる。したが
つて、セパレータ部の抵抗分が減少し、等価直列
抵抗値を低減させることができるとともに、温度
特性の向上を図ることができる。

また、この発明による電解コンデンサは、コン
デンサ素子を加熱処理することにより得ることが
できるので、従来の製造工程を大幅に変更するこ
となく行うことができる。

以上のように、この発明は、セパレータ部を炭
化させることによつて、電解コンデンサの電気的
特性を向上させる有益な発明である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明により製造した電解コンデ
ンサの素子構造を示す部分展開斜視図、第２図
は、この発明により完成した電解コンデンサの内
部構造を示す断面図である。第３図ａは、この発
明の実施例と、従来例の温度変化による静電容量
の変化率、また第３図ｂは温度変化による損失角
の正接を示したグラフである。第４図ａは、静電
容量の経時変化を測定した結果、また、第４図ｂ
は、損失角の正接の経時変化を測定した結果、更
に、第４図ｃは、漏れ電流の経時変化を測定した
結果である。 １……陽極電極箔、２……リード部、３……陰
極電極箔、４……セパレータ部、５……素子端固
定部材、６……コンデンサ素子、７……金属ケー
ス、８……弾性封口体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 電極箔とセパレータ部とを巻回し、もしくは
   重ね合わせてコンデンサ素子を形成するととも
   に、このコンデンサ素子に加熱処理を施してセパ
   レータ部を炭化させることを特徴とする電解コン
   デンサの製造方法。