KR19990036589A - 전해 캐패시터 - Google Patents
전해 캐패시터 Download PDFInfo
- Publication number
- KR19990036589A KR19990036589A KR1019980032363A KR19980032363A KR19990036589A KR 19990036589 A KR19990036589 A KR 19990036589A KR 1019980032363 A KR1019980032363 A KR 1019980032363A KR 19980032363 A KR19980032363 A KR 19980032363A KR 19990036589 A KR19990036589 A KR 19990036589A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- electrolytic capacitor
- separator
- electrolytic
- pva
- electrolyte
- Prior art date
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 title claims abstract description 400
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims abstract description 165
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims abstract description 165
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 129
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 claims abstract description 99
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 92
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 claims abstract description 78
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 77
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims abstract description 71
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 56
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 22
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000002407 reforming Methods 0.000 claims abstract description 3
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Malonic acid Chemical compound OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 238000007127 saponification reaction Methods 0.000 claims description 25
- -1 aliphatic saturated dicarboxylic acid Chemical class 0.000 claims description 22
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 15
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract description 19
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 93
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 91
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 83
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 51
- 239000010408 film Substances 0.000 description 48
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 27
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 26
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 26
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 23
- 238000009418 renovation Methods 0.000 description 20
- LXEKPEMOWBOYRF-UHFFFAOYSA-N [2-[(1-azaniumyl-1-imino-2-methylpropan-2-yl)diazenyl]-2-methylpropanimidoyl]azanium;dichloride Chemical compound Cl.Cl.NC(=N)C(C)(C)N=NC(C)(C)C(N)=N LXEKPEMOWBOYRF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000002655 kraft paper Substances 0.000 description 13
- 230000008569 process Effects 0.000 description 13
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 12
- SPZBYSKKSSLUKN-UHFFFAOYSA-N diazanium;2-butyloctanedioate Chemical compound [NH4+].[NH4+].CCCCC(C([O-])=O)CCCCCC([O-])=O SPZBYSKKSSLUKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 11
- 230000008859 change Effects 0.000 description 10
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 9
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 9
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 238000007634 remodeling Methods 0.000 description 8
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 7
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 7
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 7
- OWCLRJQYKBAMOL-UHFFFAOYSA-N 2-butyloctanedioic acid Chemical compound CCCCC(C(O)=O)CCCCCC(O)=O OWCLRJQYKBAMOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229920002978 Vinylon Polymers 0.000 description 6
- FOFMIZPXOAUNDQ-UHFFFAOYSA-N azane;2-methylnonanedioic acid Chemical compound N.N.OC(=O)C(C)CCCCCCC(O)=O FOFMIZPXOAUNDQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 5
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N imidazole Natural products C1=CNC=N1 RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 5
- FLDCSPABIQBYKP-UHFFFAOYSA-N 5-chloro-1,2-dimethylbenzimidazole Chemical compound ClC1=CC=C2N(C)C(C)=NC2=C1 FLDCSPABIQBYKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000001741 Ammonium adipate Substances 0.000 description 4
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 235000019293 ammonium adipate Nutrition 0.000 description 4
- WXKSXVWSGPWLIA-UHFFFAOYSA-N azane 2-methylnonanedioic acid Chemical compound N.OC(=O)C(C)CCCCCCC(O)=O WXKSXVWSGPWLIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- BDJRBEYXGGNYIS-UHFFFAOYSA-N nonanedioic acid Chemical compound OC(=O)CCCCCCCC(O)=O BDJRBEYXGGNYIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- CXMXRPHRNRROMY-UHFFFAOYSA-N sebacic acid Chemical compound OC(=O)CCCCCCCCC(O)=O CXMXRPHRNRROMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 4
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 3
- 244000025254 Cannabis sativa Species 0.000 description 3
- 235000012766 Cannabis sativa ssp. sativa var. sativa Nutrition 0.000 description 3
- 235000012765 Cannabis sativa ssp. sativa var. spontanea Nutrition 0.000 description 3
- 206010010071 Coma Diseases 0.000 description 3
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N Triethylamine Chemical compound CCN(CC)CC ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 3
- VWSRWGFGAAKTQG-UHFFFAOYSA-N ammonium benzoate Chemical compound [NH4+].[O-]C(=O)C1=CC=CC=C1 VWSRWGFGAAKTQG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000009120 camo Nutrition 0.000 description 3
- 235000005607 chanvre indien Nutrition 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 150000001991 dicarboxylic acids Chemical class 0.000 description 3
- 238000000578 dry spinning Methods 0.000 description 3
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 3
- 238000001879 gelation Methods 0.000 description 3
- 239000011487 hemp Substances 0.000 description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 3
- 238000002166 wet spinning Methods 0.000 description 3
- XWVFEDFALKHCLK-UHFFFAOYSA-N 2-methylnonanedioic acid Chemical compound OC(=O)C(C)CCCCCCC(O)=O XWVFEDFALKHCLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 4-Butyrolactone Chemical compound O=C1CCCO1 YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OZJPLYNZGCXSJM-UHFFFAOYSA-N 5-valerolactone Chemical compound O=C1CCCCO1 OZJPLYNZGCXSJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ROSDSFDQCJNGOL-UHFFFAOYSA-N Dimethylamine Chemical compound CNC ROSDSFDQCJNGOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QUSNBJAOOMFDIB-UHFFFAOYSA-N Ethylamine Chemical compound CCN QUSNBJAOOMFDIB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BAVYZALUXZFZLV-UHFFFAOYSA-N Methylamine Chemical compound NC BAVYZALUXZFZLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 240000000907 Musa textilis Species 0.000 description 2
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AMQJEAYHLZJPGS-UHFFFAOYSA-N N-Pentanol Chemical compound CCCCCO AMQJEAYHLZJPGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PMDCZENCAXMSOU-UHFFFAOYSA-N N-ethylacetamide Chemical compound CCNC(C)=O PMDCZENCAXMSOU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ATHHXGZTWNVVOU-UHFFFAOYSA-N N-methylformamide Chemical compound CNC=O ATHHXGZTWNVVOU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N adipic acid Chemical compound OC(=O)CCCCC(O)=O WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 2
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 2
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 2
- JKEPZLCXHQBXFD-UHFFFAOYSA-N azanium;2-butyl-8-hydroxy-8-oxooctanoate Chemical compound [NH4+].CCCCC(C([O-])=O)CCCCCC(O)=O JKEPZLCXHQBXFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N benzoic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1 WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 2
- HQABUPZFAYXKJW-UHFFFAOYSA-N butan-1-amine Chemical compound CCCCN HQABUPZFAYXKJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- DMBHHRLKUKUOEG-UHFFFAOYSA-N diphenylamine Chemical compound C=1C=CC=CC=1NC1=CC=CC=C1 DMBHHRLKUKUOEG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- TVIDDXQYHWJXFK-UHFFFAOYSA-N dodecanedioic acid Chemical compound OC(=O)CCCCCCCCCCC(O)=O TVIDDXQYHWJXFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- LIWAQLJGPBVORC-UHFFFAOYSA-N ethylmethylamine Chemical compound CCNC LIWAQLJGPBVORC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GAEKPEKOJKCEMS-UHFFFAOYSA-N gamma-valerolactone Chemical compound CC1CCC(=O)O1 GAEKPEKOJKCEMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 2
- ZSIAUFGUXNUGDI-UHFFFAOYSA-N hexan-1-ol Chemical compound CCCCCCO ZSIAUFGUXNUGDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- WLJVNTCWHIRURA-UHFFFAOYSA-N pimelic acid Chemical compound OC(=O)CCCCCC(O)=O WLJVNTCWHIRURA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WGYKZJWCGVVSQN-UHFFFAOYSA-N propylamine Chemical compound CCCN WGYKZJWCGVVSQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- TYFQFVWCELRYAO-UHFFFAOYSA-N suberic acid Chemical compound OC(=O)CCCCCCC(O)=O TYFQFVWCELRYAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000005846 sugar alcohols Polymers 0.000 description 2
- GETQZCLCWQTVFV-UHFFFAOYSA-N trimethylamine Chemical compound CN(C)C GETQZCLCWQTVFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 2
- XLSXKCPCBOMHON-UHFFFAOYSA-N 1,1-dimethoxypropan-1-ol Chemical compound CCC(O)(OC)OC XLSXKCPCBOMHON-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OTPDWCMLUKMQNO-UHFFFAOYSA-N 1,2,3,4-tetrahydropyrimidine Chemical group C1NCC=CN1 OTPDWCMLUKMQNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HJSYENHCQNNLAS-UHFFFAOYSA-N 1,2,4-trimethyl-4,5-dihydroimidazole Chemical compound CC1CN(C)C(C)=N1 HJSYENHCQNNLAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GIWQSPITLQVMSG-UHFFFAOYSA-N 1,2-dimethylimidazole Chemical compound CC1=NC=CN1C GIWQSPITLQVMSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CYSGHNMQYZDMIA-UHFFFAOYSA-N 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon Chemical compound CN1CCN(C)C1=O CYSGHNMQYZDMIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OEYNWAWWSZUGDU-UHFFFAOYSA-N 1-methoxypropane-1,2-diol Chemical compound COC(O)C(C)O OEYNWAWWSZUGDU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MCTWTZJPVLRJOU-UHFFFAOYSA-N 1-methyl-1H-imidazole Chemical compound CN1C=CN=C1 MCTWTZJPVLRJOU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ABNDDOBSIHWESM-UHFFFAOYSA-N 1-methyl-5,6-dihydro-4h-pyrimidine Chemical compound CN1CCCN=C1 ABNDDOBSIHWESM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SEULWJSKCVACTH-UHFFFAOYSA-N 1-phenylimidazole Chemical compound C1=NC=CN1C1=CC=CC=C1 SEULWJSKCVACTH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQNDPALRJDCXOY-UHFFFAOYSA-N 2,3-dibutylbutanedioic acid Chemical compound CCCCC(C(O)=O)C(C(O)=O)CCCC BQNDPALRJDCXOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HVTQDSGGHBWVTR-UHFFFAOYSA-N 2-[4-[2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)pyrimidin-5-yl]-3-phenylmethoxypyrazol-1-yl]-1-morpholin-4-ylethanone Chemical compound C(C1=CC=CC=C1)OC1=NN(C=C1C=1C=NC(=NC=1)NC1CC2=CC=CC=C2C1)CC(=O)N1CCOCC1 HVTQDSGGHBWVTR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZNQVEEAIQZEUHB-UHFFFAOYSA-N 2-ethoxyethanol Chemical compound CCOCCO ZNQVEEAIQZEUHB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QKHDBGZCZSBZFR-UHFFFAOYSA-N 2-methyl-3-(4-methylpentan-2-yl)-2-pentan-2-ylbutanedioic acid Chemical compound CCCC(C)C(C)(C(O)=O)C(C(O)=O)C(C)CC(C)C QKHDBGZCZSBZFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YTWKEZPKELNCRE-UHFFFAOYSA-N 3,5,7,8-tetramethyldodecanedioic acid Chemical compound OC(=O)CC(C)CC(C)CC(C)C(C)CCCC(O)=O YTWKEZPKELNCRE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FCEUHAMMXRPAQH-UHFFFAOYSA-N 4,6-bis(methoxycarbonyl)-2,4,6-trimethyltridecanedioic acid Chemical compound OC(=O)C(C)CC(C)(C(=O)OC)CC(C)(C(=O)OC)CCCCCCC(O)=O FCEUHAMMXRPAQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OOAUQCVBVWVNHC-UHFFFAOYSA-N 4,6-dimethyl-2-(4-methylpentan-2-yl)octanedioic acid Chemical compound CC(C)CC(C)C(C(O)=O)CC(C)CC(C)CC(O)=O OOAUQCVBVWVNHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WWFMNQCTFZQFCL-UHFFFAOYSA-N 4-methoxycarbonyl-2,4-dimethylundecanedioic acid Chemical compound OC(=O)C(C)CC(C)(C(=O)OC)CCCCCCC(O)=O WWFMNQCTFZQFCL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OTLNPYWUJOZPPA-UHFFFAOYSA-N 4-nitrobenzoic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=C([N+]([O-])=O)C=C1 OTLNPYWUJOZPPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BTJIUGUIPKRLHP-UHFFFAOYSA-N 4-nitrophenol Chemical compound OC1=CC=C([N+]([O-])=O)C=C1 BTJIUGUIPKRLHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IAZDYDFYNOVSRO-UHFFFAOYSA-N 8,9-bis(methoxycarbonyl)-8,9-dimethylhexadecanedioic acid Chemical compound OC(=O)CCCCCCC(C)(C(=O)OC)C(C)(CCCCCCC(O)=O)C(=O)OC IAZDYDFYNOVSRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000198134 Agave sisalana Species 0.000 description 1
- 235000011624 Agave sisalana Nutrition 0.000 description 1
- 239000005711 Benzoic acid Substances 0.000 description 1
- FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N D-Glucitol Natural products OC[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N 0.000 description 1
- FBPFZTCFMRRESA-KVTDHHQDSA-N D-Mannitol Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-KVTDHHQDSA-N 0.000 description 1
- FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N D-glucitol Chemical compound OC[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229930195725 Mannitol Natural products 0.000 description 1
- FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylacetamide Chemical compound CN(C)C(C)=O FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SUAKHGWARZSWIH-UHFFFAOYSA-N N,N‐diethylformamide Chemical compound CCN(CC)C=O SUAKHGWARZSWIH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AFCARXCZXQIEQB-UHFFFAOYSA-N N-[3-oxo-3-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)propyl]-2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound O=C(CCNC(=O)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F)N1CC2=C(CC1)NN=N2 AFCARXCZXQIEQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OHLUUHNLEMFGTQ-UHFFFAOYSA-N N-methylacetamide Chemical compound CNC(C)=O OHLUUHNLEMFGTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QPFYXYFORQJZEC-FOCLMDBBSA-N Phenazopyridine Chemical compound NC1=NC(N)=CC=C1\N=N\C1=CC=CC=C1 QPFYXYFORQJZEC-FOCLMDBBSA-N 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006359 acetalization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000001361 adipic acid Substances 0.000 description 1
- 235000011037 adipic acid Nutrition 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- 235000010233 benzoic acid Nutrition 0.000 description 1
- MIYSZXPVMMWFCC-UHFFFAOYSA-N carbonic acid;2-methylprop-1-ene Chemical class CC(C)=C.OC(O)=O MIYSZXPVMMWFCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 description 1
- 150000003950 cyclic amides Chemical class 0.000 description 1
- KTHXBEHDVMTNOH-UHFFFAOYSA-N cyclobutanol Chemical compound OC1CCC1 KTHXBEHDVMTNOH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HPXRVTGHNJAIIH-UHFFFAOYSA-N cyclohexanol Chemical compound OC1CCCCC1 HPXRVTGHNJAIIH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XCIXKGXIYUWCLL-UHFFFAOYSA-N cyclopentanol Chemical compound OC1CCCC1 XCIXKGXIYUWCLL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- ZJHQDSMOYNLVLX-UHFFFAOYSA-N diethyl(dimethyl)azanium Chemical compound CC[N+](C)(C)CC ZJHQDSMOYNLVLX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HPNMFZURTQLUMO-UHFFFAOYSA-N diethylamine Chemical compound CCNCC HPNMFZURTQLUMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WEHWNAOGRSTTBQ-UHFFFAOYSA-N dipropylamine Chemical compound CCCNCCC WEHWNAOGRSTTBQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- YAMHXTCMCPHKLN-UHFFFAOYSA-N imidazolidin-2-one Chemical compound O=C1NCCN1 YAMHXTCMCPHKLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MTNDZQHUAFNZQY-UHFFFAOYSA-N imidazoline Chemical group C1CN=CN1 MTNDZQHUAFNZQY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 150000002596 lactones Chemical class 0.000 description 1
- 239000000594 mannitol Substances 0.000 description 1
- 235000010355 mannitol Nutrition 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 239000010446 mirabilite Substances 0.000 description 1
- AJFDBNQQDYLMJN-UHFFFAOYSA-N n,n-diethylacetamide Chemical compound CCN(CC)C(C)=O AJFDBNQQDYLMJN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KERBAAIBDHEFDD-UHFFFAOYSA-N n-ethylformamide Chemical compound CCNC=O KERBAAIBDHEFDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004123 n-propyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 description 1
- 125000000449 nitro group Chemical group [O-][N+](*)=O 0.000 description 1
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 1
- ZWLPBLYKEWSWPD-UHFFFAOYSA-N o-toluic acid Chemical compound CC1=CC=CC=C1C(O)=O ZWLPBLYKEWSWPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000005429 oxyalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- WVDDGKGOMKODPV-ZQBYOMGUSA-N phenyl(114C)methanol Chemical compound O[14CH2]C1=CC=CC=C1 WVDDGKGOMKODPV-ZQBYOMGUSA-N 0.000 description 1
- 150000003018 phosphorus compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000002798 polar solvent Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920000137 polyphosphoric acid Polymers 0.000 description 1
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 1
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 150000003141 primary amines Chemical class 0.000 description 1
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940070891 pyridium Drugs 0.000 description 1
- 125000001453 quaternary ammonium group Chemical group 0.000 description 1
- 150000003242 quaternary ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 150000003335 secondary amines Chemical class 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000600 sorbitol Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 1
- 239000012209 synthetic fiber Substances 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ISIJQEHRDSCQIU-UHFFFAOYSA-N tert-butyl 2,7-diazaspiro[4.5]decane-7-carboxylate Chemical compound C1N(C(=O)OC(C)(C)C)CCCC11CNCC1 ISIJQEHRDSCQIU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003512 tertiary amines Chemical class 0.000 description 1
- 125000005207 tetraalkylammonium group Chemical group 0.000 description 1
- DZLFLBLQUQXARW-UHFFFAOYSA-N tetrabutylammonium Chemical compound CCCC[N+](CCCC)(CCCC)CCCC DZLFLBLQUQXARW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CBXCPBUEXACCNR-UHFFFAOYSA-N tetraethylammonium Chemical compound CC[N+](CC)(CC)CC CBXCPBUEXACCNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QEMXHQIAXOOASZ-UHFFFAOYSA-N tetramethylammonium Chemical compound C[N+](C)(C)C QEMXHQIAXOOASZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OSBSFAARYOCBHB-UHFFFAOYSA-N tetrapropylammonium Chemical compound CCC[N+](CCC)(CCC)CCC OSBSFAARYOCBHB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SEACXNRNJAXIBM-UHFFFAOYSA-N triethyl(methyl)azanium Chemical compound CC[N+](C)(CC)CC SEACXNRNJAXIBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ODHXBMXNKOYIBV-UHFFFAOYSA-N triphenylamine Chemical compound C1=CC=CC=C1N(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 ODHXBMXNKOYIBV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YFTHZRPMJXBUME-UHFFFAOYSA-N tripropylamine Chemical compound CCCN(CCC)CCC YFTHZRPMJXBUME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
- 238000009941 weaving Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/004—Details
- H01G9/022—Electrolytes; Absorbents
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/004—Details
- H01G9/02—Diaphragms; Separators
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
Abstract
본 발명은 직경이 0.1μm 이상인 피트(pit)가 표면 위에 형성되어 있는 양극 호일(foil)과 음극 호일을 이들 사이에 삽입된 격리판(당해 격리판에는 폴리비닐 알콜이 도포되어 건조되어 있다)과 함께 권취함으로써 제조되고 에틸렌 글리콜을 함유하는 전해 캐패시터용 전해액과 접촉하여 전해액을 겔화시키는 캐패시터 소자를 포함하는 전해 캐패시터를 제공한다. 또한, 본 발명은 양극 호일과 음극 호일을 이들 사이에 삽입된 격리판(당해 격리판은 폴리비닐 알콜 용액을 기체 속으로 압출시켜 제조한 필라멘트 섬유들을 혼합시킴으로써 제조된다)과 함께 권취함으로써 제조되고 전해액으로 함침되는 캐패시터 소자를 포함하는 전해 캐패시터를 제공한다. 추가로, 본 발명은 양극 호일, 음극 호일 및 격리판을 권취하여 제조한 캐패시터 소자(당해 소자의 상단면과 하단면 양쪽에는 폴리비닐 알콜이 부착되어 있다)를 붕산을 함유하는 구동 전해액으로 함침시키고, 캐패시터 소자를 외측 케이스에 삽입한 다음, 외측 케이스의 개구부를 밀봉재로 밀봉하고, 양극을 개형시킴을 포함하는 방법으로 제조한 전해 캐패시터를 제공한다. 본 발명에 따른 전해 캐패시터에서 PVA의 적합한 형태를 선택하여 사용하면 전해액에 PVA가 용해되어 전극 호일에 효과적인 작용을 하여 전해 캐패시터의 유전 손실을 높이지 않고도 내전압과 과전압 저항을 개선할 수 있다.
Description
본 발명은 전해 캐패시터(electrolytic capacitor)에 관한 것으로, 특히 중전압 및 고전압용 전해 캐패시터에 관한 것이다.
전해 캐패시터는 크기가 작지만 용량이 크므로 생산 비용이 낮고 정류 출력의 평활화 특성이 우수하다. 이것은 각종 전기 전자 장치를 구성하는 중요한 소자이다.
일반적으로, 전해 캐패시터는 양극으로서 알루미늄과 탄탈과 같은 소위 진공관 금속을 포함하고, 밸브 금속 상에는 유전체막으로서 산화막이 형성되어 있다. 양극은 음극의 반대편에 형성되고 음극과 양극 사이에는 격리판이 개재되어 있다. 전해액이 격리판에 유지된다.
양극으로 작용하는 상기 호일은 고순도의 진공관 금속으로 이루어진 금속 박막을 에칭하여 표면적을 넓힌 다음에 전해액 내에서 금속 박막에 전압을 인가하여 상부에 산화막을 형성시켜서 얻는다. 유전체로 작용하는 산화막의 내전압은 산화막 형성 중에 인가한 전압에 의해 결정된다. 음극으로 이용되는 상기 음극 호일은 고순도의 금속 박막을 에칭하여 만들어진다.
격리판은 양극과 음극을 분리시켜 단락되는 것을 방지하고 전해액을 담고 있다. 격리판으로서는 크라프트지와 마닐라지와 같이 얇고 밀도가 낮은 종이를 사용한다.
탭이 연결된 양극 호일과 탭이 연결된 음극 호일을 적층하고 그 사이에 격리판을 개재한다. 그런 다음에, 적층물을 권취하여 캐패시터 소자를 얻는다. 이 캐패시터 소자를 전해액으로 함침한다. 캐패시터 소자를 케이스에 삽입한 후에 밀봉한다. 그리고 나서, 양극 호일을 개형시켜 전해 캐패시터를 만든다.
앞서 언급한 바와 같이, 전해 캐패시터용 전해액을 직접 유전체막과 접촉시켜 실질적인 음극으로 작용하도록 한다. 다시 말하면, 전해액을 전해 캐패시터에서 유전체 물질과 콜렉터 음극 사이에 개재한다. 이는 전해액의 고유 저항을 전해 캐패시터와 직렬로 삽입한 것을 의미한다. 따라서, 전해액의 전기 전도도는 캐패시터의 유전 손실의 크기에 영향을 미친다. 전해액 내에서 알루미늄 박막이 단락되는 전압을 전해액의 불꽃 전압이라고 한다. 이것은 전해액의 산화막 형성 특성을 나타낸다.
이후부터, 붕산과, 세박산과 아젤라산과 같은 유기 디카복실산이 비교적 불꽃 전압이 높기 때문에 중간 및 고전압용 전해액으로 사용된다. 불꽃 전압이 높고 전기 전도도가 높은 부틸옥탄디온산이 용질로 사용되기도 한다[JP-B-60-13296 (여기서, "JP-B"는 "심사된 일본 특허 공보"를 의미한다)]. 최근에는, 1,7-옥탄디카복실산이 사용된 경우도 있다[JP-A-2-224217 (여기서, "JP-A"는 "심사되지 않은 일본 특허 공보"를 의미한다)].
그러나, 최근에는 개폐 전원을 포함하는 전자 기기가 가정에서 널리 사용되고 있다. 그러므로, 전해 캐패시터에 대한 안전 대책이 절실해지고 있다. 다시 말하면, 이 전자 기기에 구현되는 개폐 전원에 전해 캐패시터가 포함되는 것이다. 공급되는 전력이 불안정한 작동 환경에서 전해 캐패시터에 과잉 전압이 인가될 수 있다. 그러므로, 과잉 전압을 견딜 수 있는 매우 안전한 전해 캐패시터가 더욱 요구된다. 하지만, 상술한 바와 같은 전해액을 포함하는 전해 캐패시터는 이와 같은 요구를 만족시킬 수 없다. 그러므로, 내전압이 보다 높아지고 과잉 전압을 견딜 수 있는 전해 캐패시터를 만드는 것이 바람직하다.
또한, 효율이 개선된 인버터와 같은 전자 기기가 요구되었다. 이를 위하여, 이들 기기를 고주파로 작동시킬 수 있도록 하였다. 이와 같은 경향에 맞추어, 전해 캐패시터도 고주파로 작동할 수 있어야 한다. 그러나, 앞서 언급한 전해액을 포함하는 전해 캐패시터는 고주파로 작동되지 않는다. 그러므로, 유전 손실이 낮은 전해 캐패시터를 만드는 것이 바람직하다.
따라서, 본 발명의 목적은 내압 특성과 과전압 저항이 향상된 중간 및 고전압용 전해 캐패시터를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 유전 손실이 낮은 중간 및 고전압용 전해 캐패시터를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 한 가지 양태를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 양태를 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 양태를 나타낸 단면도이다.
도 4는 캐패시터 소자의 구조를 나타낸 도면이다.
도 5는 선행 기술의 구체적인 예를 나타낸 단면도이다.
본 발명의 제1 양태는, 직경이 0.1μm 이상인 피트(pit)가 표면 위에 형성되어 있는 양극 호일(foil)과 음극 호일을 이들 사이에 삽입된 격리판(당해 격리판에는 폴리비닐 알콜이 도포되어 건조되어 있다)과 함께 권취함으로써 제조되고 에틸렌 글리콜을 함유하는 전해 캐패시터용 전해액과 접촉하여 전해액을 겔화시키는 캐패시터 소자를 포함하는 전해 캐패시터에 관한 것이다.
상기 전해 캐패시터에서, 전해액은 붕산을 함유한다.
상기 전해 캐패시터에서, 전해액에 부착되는 폴리비닐 알콜의 양이 0.1 내지 50.0g/㎡이다.
본 발명의 제2 양태는 양극 호일과 음극 호일을 이들 사이에 삽입된 격리판(당해 격리판은 폴리비닐 알콜 용액을 기체 속으로 압출시켜 제조한 필라멘트 섬유들을 혼합시킴으로써 제조된다)과 함께 권취함으로써 제조되고 전해액으로 함침되는 캐패시터 소자를 포함하는 전해 캐패시터에 관한 것이다.
상기 전해 캐패시터에서, 전해액이 에틸렌 글리콜과 붕산을 함유한다.
상기 전해 캐패시터에서, 폴리비닐 알콜이 비누화도가 적어도 90몰% 이상이다.
본 발명의 제3 양태는, 양극 호일, 음극 호일 및 격리판을 권취하여 제조한 캐패시터 소자(당해 소자의 상단면과 하단면 양쪽에는 폴리비닐 알콜이 부착되어 있다)를 붕산을 함유하는 구동 전해액으로 함침시키고, 캐패시터 소자를 외측 케이스에 삽입한 다음, 외측 케이스의 개구부를 밀봉재로 밀봉하고, 양극을 개형시킴을 포함하는 방법으로 제조한 전해 캐패시터에 관한 것이다.
본 발명의 제1 양태, 제2 양태 및 제3 양태에 따르는, 붕산을 함유하는 전해액을 포함하는 전해 캐패시터에서, 붕산의 함유량이 0.1 내지 40중량%이다.
본 발명의 제1 양태, 제2 양태 및 제3 양태에 따르는, 붕산을 함유하는 전해액을 포함하는 전해 캐패시터에서, 전해액이 측쇄상 디카복실산, 이의 유도체 또는 이의 염을 0.1 내지 35중량%의 양만큼 함유한다.
상기 전해 캐패시터에서, 측쇄상 디카복실산, 이의 유도체 또는 이의 염의 함유량이 0.5 내지 3중량%이고, 붕산의 함유량이 5 내지 40중량%이다.
상기 전해 캐패시터에서, 측쇄상 디카복실산, 이의 유도체 또는 이의 염의 함유량이 5 내지 25중량%이고, 붕산의 함유량이 0.1 내지 5중량%이다.
본 발명의 제1 양태, 제2 양태 및 제3 양태에 따르는, 붕산을 함유하는 전해액을 포함하는 전해액은 C6-10직쇄상 지방족 포화 디카복실산, 방향족 모노카복실산 또는 이의 염을 0.1 내지 35중량%의 양으로 함유한다.
이후부터, 본 발명의 제1 양태에 따른 전해 캐패시터를 설명하기로 한다.
본 발명에 따라 전해 축소자에 구현되는 격리판은 폴리비닐알콜(이후, "PVA"라 한다) 용액으로 도포시킨 다음에 PVA 용액을 말려서 격리판에 부착시킨다. 격리판에 PVA 용액을 도포하는 과정은 보통 코마 리버스 도포기를 이용하여 격리판의 표면에 PVA 용액을 도포하여 이루어진다. 또는, 격리판을 PVA 용액에 침지시켜 PVA 용액으로 도포할 수 있다. 이렇게 해서 PVA로 도포된 격리판을 건조시킨다. 도포된 PVA 용액은 격리판 내부로 침투한다. 건조한 다음에, PVA가 격리판의 섬유 사이로 유입되어 섬유에 부착된다(이후, "PVA 도포지"라고 한다).
격리판으로는 부직포, 마닐라지, 크라프트지, 셀룰로스지 등이 사용되었다. 또한, 고분자 합성 섬유로 만들어진 격리판을 사용하기도 한다. 격리판의 밀도는 0.15 내지 0.9g/㎤, 바람직하게는 0.15 내지 0.65g/㎤이다. 격리판의 밀도가 이 범위보다 낮아지면 격리판의 강도가 약해진다. 이와 반대로, 격리판의 밀도가 상기 범위를 초과하면 격리판의 tanδ 값(유전 손실율)이 증가한다. 격리판의 두께는 20 내지 150μm이고 바람직하게는 20 내지 80μm이다. 격리판의 두께가 이 범위보다 작으면 격리판의 강도가 약해진다. 이와 반대로, 격리판의 두께가 상기 범위보다 두꺼우면 캐패시터의 tanδ 값이 증가한다.
격리판에 부착되는 PVA로는 사용의 PVA를 사용한다. PVA의 중합도는 200 내지 3,500이다. 비누화도에 있어서, 비누화도가 70몰%인 부분적으로 비누화된 제품 내지 비누화도가 99.5몰% 이상인 완전 비누화된 제품의 비누화도 범위를 갖는 PVA가 사용된다. PVA의 비누화도는 90몰% 이상인 것이 바람직하다.
양극 호일으로는 아래와 같이 만들어진 것을 사용한다. 전해 캐패시터용 금속 박막을 산성 용액 내에서 전해시켜 표면에 피트를 형성한다. 그런 다음에 금속 박막을 고온의 산성 용액에서 화학적 용해에 의한 에칭을 수행하여 피트의 직경을 증가시켜 표면적을 넓힌다. 이렇게 해서 에칭된 금속 박막을 전처리한다. 그리고, 붕산과 인산 같은 산이나 그 염의 수용액 안에서 금속 박막에 전압을 소정의 값에 도달할 때까지 인가한다. 소정 전압을 소정시간 동안 유지한다. 금속 박막을 탈분극 처리한다. 그리고 나서, 금속 박막에 다시 전압을 인가하여 에칭하여 금속 박막의 표면을 넓힌다. 이 공정 동안, 에칭 공정으로 확장시킨 금속 박막의 표면에 산화막을 형성시킨다. 이와 유사하게, 피트 내부에 산화막을 형성시킨다. 이렇게 해서, 상부에 산화막이 형성된 양극 호일에서 피트의 직경이 에칭된 금속 박막의 피트 지경 보다 작게 된다. 본 발명에서는 직경이 적어도 0.1μm 이상인 피트가 형성된 양극화된 양극 호일이 사용된다.
본 발명에서 사용되는 음극 호일으로는 일반 전해 캐패시터에서 사용하는 알루미늄과 같은 금속으로 이루어진 박막을 쓴다.
앞서 설명한 양극 호일과 음극 호일 사이에 격리판을 개재하고 권취하여 캐패시터 소자를 얻는다. 이렇게 해서 만든 캐패시터 소자를 전해 용액으로 함침한다. 이 캐패시터 소자를 케이스에 삽입하여 밀봉재로 밀봉시킨다.
본 발명에서, 격리판에 부착되는 PVA가 양극 호일에 형성된 피트에 함침된 전해액과 접촉하여 전해액이 전해액 내에 존재하는 에틸렌 글리콜에 의해 겔화된다. 양극 호일의 표면에 형성된 피트의 직경이 0.1μm 이상이 되므로, 겔이 피트 내부로 깊숙히 침투할만큼 충분히 넓은 공극이 형성된다. 따라서, PVA가 피트 내부에 깊히 함침되어 유전체막에 대한 접착성이 좋은 겔을 형성한다. 이렇게 해서, PVA는 겔의 형태로 전해액과 균일하게 섞여서 불꽃 전압이 높은 전해질을 제공하여 전해 축소자의 내전압을 향상시킨다. 이 고안에서, 전해질은 유전체막에 대한 접촉 면적이 넓고 접착성이 우수하다. 따라서, 전해 축소자의 유전 손실이 높아지지 않는다.
앞서 언급한 겔화 과정을 다음과 같이 설명할 수 있다. 본 발명에 따른 캐패시터 소자가 전해액과 접촉하게 되면, 전해액이 양극 호일에 형성된 피트 내부로 침투한다. 그런 다음에, 격리판에 부착된 PVA가 피트에 유입된 전해액과 접촉하여 전해액과 PVA에 포함된 에틸렌 글리콜에 의해 겔화되면서 유전체막에 대하여 접착성이 우수한 겔화된 전해질을 형성한다. 이 경우, 피트의 직경이 0.1μm 이상이면 피트 내부에 우수한 겔이 형성된다. 이 고안에서 불꽃 전압이 높고 유전체막에 대한 접착성이 우수한 전해질을 얻을 수 있다. 그러므로, 내전압이 높고 유전 손실이 적은 전해 캐패시터를 만들 수 있다.
이 방법에 의하면, 전해액과 PVA에 의한 겔화 반응이 전해질 내에 PVA가 균일하게 분산될 수 있도록 하는 양호한 상태로 이루어진다. PVA의 작용 때문에 전해 캐패시터의 과전압 저항이 개선되는 것으로 여겨진다. 전해액에 붕산이 함유되면 겔화가 보다 양호하게 이루어져 과전압 저항이 더욱 개선된다.
또한, 전해액 내에서 용해되지 않고 반응하지 않은 나머지 PVA가 격리판의 주섬유 사이에 존재하여 주섬유에 부착되고, 주섬유에 PVA가 부착된 격리판에 전해액이 남아 있는 상태로 인하여 높은 전기 전도도를 유지하는 것으로 생각된다. 비누화도가 90몰% 이상인 PVA를 사용하면 보다 높은 내전압을 얻을 수 있다.
이는, PVA 용액이 도포되고 건조되면 도포된 PVA 용액이 격리판 내부로 침투하고 건조시킨 PVA가 격리판의 섬유 사이에 균일하게 부착되기 때문인 것으로 여겨진다.
캐패시터 소자를 PVA를 담고 있는 전해액으로 함침시키고 케이스에 삽입하여 밀봉한 다음에 가열하여 전해액이 겔화되도록 하면, 내전압 특성과 과전압 저항 등이 개선되지 않아서 유전 손실이 증가한다. 이것은 전해액이 적당하게 겔화되지 않고 겔화된 전해액이 양호한 상태에서 유전체막에 접착되지 않기 때문인 것으로 생각된다.
이후부터, 본 발명의 제2 양태에 따르는 전해 축소자를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 전해 캐패시터에 구현될 격리판은 아래와 같이 제조한다. PVA 용액을 소위, 건조 스핀 처리하여 PVA 섬유를 형성한다. 이를 상세히 설명하면, PVA 용액이 정밀 방적기를 통하여 비활성 기체나 공기 중으로 압출되어 용매가 비활성 기체나 공기 중으로 확산되는 동안에 섬유로 방적하여 필라멘트사를 형성시킨 후 권취시킨다. 일반적인 건식 방적 공정에서, 필라멘트사가 방적되어 열처리된다. 그러나, 본 발명에서 이 처리는 별로 영향을 받지 않는다. (이후부터, 이렇게 해서 형성된 격리판을 "PVA 섬유를 혼합하여 만든 격리판"이라 한다.)
여기서 사용되는 PVA의 수용액은 농도가 30 내지 40%이다. PVA 용액은 온풍으로 방적하는 것이 바람직하다. 여기서 사용되는 PVA는 중합도가 400 내지 3,500이다. 비누화도에 있어서, 비누화도가 약 70몰%로서 부분적으로 비누화된 PVA에서부터 비누화도가 99몰% 이상인 완전 비누화된 PVA에 이르기까지 이 범위 내에서 사용된다. PVA의 비누화도는 적어도 90몰% 이상인 것이 바람직하다.
다음에는, 격리판의 주섬유를 생산하기 위하여 일반 전해용지로 사용되는 마닐라 삼, 크라프트 또는 기타 재료의 펄프를 해체와 같은 처리를 한 후에 타격을 가한다. 그리고 펄프를 다음의 PVA 섬유와 혼합한다. 이 혼합물을 제지 처리하여 전해용지를 만들고 이것을 절단하여 본 발명의 격리판을 얻는다.
격리판의 주섬유로 사용되는 출발 물질의 종류와 CSF는 제한적이지는 않으나, 마닐라 삼, 사이잘 삼, 크라프트, 에스파르토, 대마 또는 이들의 혼합물을 사용한다.
출발 물질인 펄프를 해체, 더스팅, 탈수 등의 처리를 하고 타격을 가한 다음에 PVA 섬유와 혼합한다. 주섬유와 PVA 섬유의 혼합 비율은 95:5 내지 60:40인 것이 바람직하다. 이 혼합물의 제지 공정은 실린더 제지기나, 포드리니에 제지기, 이들의 조합체 등을 이용하여 수행한다.
격리판의 밀도는 0.15 내지 0.9g/㎤, 바람직하게는 0.15 내지 0.65g/㎤이다. 격리판의 밀도가 이 범위보다 낮아지면 격리판의 강도가 약해진다. 이와 반대로, 격리판의 밀도가 상기 범위를 초과하면 격리판의 tanδ 값이 증가한다. 격리판의 두께는 20 내지 150μm이고 바람직하게는 20 내지 80μm이다. 격리판의 두께가 이 범위보다 작으면 격리판의 강도가 약해진다. 이와 반대로, 격리판의 두께가 상기 범위보다 두꺼우면 캐패시터의 tanδ 값이 증가한다.
앞서 설명한 양극 호일과 음극 호일 사이에 격리판을 개재하고 권취하여 캐패시터 소자를 얻는다. 이렇게 해서 만든 캐패시터 소자를 앞에서 언급한 전해 용액으로 함침하고 케이스에 삽입한 다음에 밀봉재로 밀봉시킨다. 그리고나서, 캐패시터 소자를 일반 처리한다. 이를 상세히 설명하면, 가열하면서 캐패시터 소자에 전압을 가하여 캐패시터 소자를 개형한다. 이렇게 하여 본 발명에 따른 전해 캐패시터를 얻는다.
이 전해 캐패시터는 본 발명에 따른 PVA 섬유를 포함하지 않는 일반 전해용지로 구성된 전해 캐패시터보다 내전압이 더 높고 유전 손실이 낮다. 또한, 본 발명의 전해 캐패시터는 고온에서의 내구성이과 과전압 저항이 우수하다.
PVA 섬유의 생성에 이용되는 PVA의 중합도가 90몰% 이상이면, 과전압 저항이 보다 개선된다.
격리판에서 혼합되는 섬유로서 일반 비닐론과 같이 본 발명의 방법 이외의 다른 방법으로 PVA 용액으로부터 방직하여 얻은 섬유를 사용하면 내전압이 향상되지 않는다.
이 현상의 기구를 아래와 같이 해석할 수 있다. 본 발명에서, 전해 캐패시터를 제조하는 동안에 본 발명의 격리판에서 혼합시킨 PVA 섬유가 전해액에 용해되어 반응을 일으켜서 전해액의 불꽃 전압을 높인다. 만약, 전해액에 에틸렌 글리콜과 붕산이 함유되어 있으면 이 반응이 가속되어 전해액의 불꽃 전압이 보다 크게 증가한다. 또한, 전해액 내에서 용해되지 않고 반응하지 않고 남은 PVA가 격리판의 주섬유 사이에 존재하여 주섬유에 부착되고, 이 기구의 이유는 밝혀지지 않았지만, 주섬유에 PVA가 부착된 격리판에 전해액이 남아 있는 상태로 인하여 내전압과 과전압 저항이 높아지고 유전 손실이 적게 유지된다.
본 발명의 또 제3 양태에 따른 전해 축소자를 설명하면 다음과 같다.
도 4에 도시한 바와 같이, 진공관 금속 박막의 표면 위에 형성된 양극화된 막을 갖는 양극 호일(14)과 진공관 금속 박막으로 이루어진 음극 호일(15) 사이에 종이 등으로 만든 격리판(16)을 개재하여 감아서 캐패시터 소자(1)를 제조한다. 이렇게 해서 만든 캐패시터 소자를 외측 케이스에 삽입하고 밀봉재로 밀봉한다.
본 발명에서, 전술한 전해 캐패시터에서, PVA의 막을 캐패시터 소자의 적어도 양말단면에 형성한다. PVA의 막은 캐패시터 소자의 양말단면에 PVA를 도포하거나 분무하여 부착시켜서 형성한다. 여기서 사용되는 PVA는 캐패시터 소자의 양말단면에 막을 형성할 수 있는 것이라면 분말이나 섬유와 같은 어떠한 형태이어도 상관 없다. 또한, PVA의 막은 캐패시터 소자의 측면에 형성할 수 있다. 다시 말하면, 도 1에 나타낸 바와 같이, PVA의 막(DLGN, "PVA 막"이라 한다)(4)이 캐패시터 소자의 양말단면(12), (13) 상부에 형성된다. PVA 막(4) 형성 방법에 있어서, 도 4에 나타낸 바와 같이, 양극 호일(14)과 음극 호일(15) 사이에 격리판(16)을 개재하여 감아서 캐패시터 소자(1)를 제조하고, 캐패시터 소자를 전술한 전해액으로 함침시킨다. 이후, 도 1에 도시한 바와 같이, PVA 막(4)을 피복과 같은 방법으로 캐패시터 소자의 양말단면(12), (13) 상부에 형성한다. 이렇게 해서 제조한 캐패시터 소자를 외측 케이스(2)에 삽입하고 밀봉재(3)로 밀봉한다. 이 캐패시터 소자를 열처리한다. 그리고 나서, 가열하면서 전해 캐패시터에 전압을 가하여 전해 캐패시터를 개형한다. 이렇게 하여 본 발명에 따른 전해 캐패시터가 제조된다.
또는, PVA 막(4)을 오직 캐패시터 소자(12)의 말단면(12) 위에만 형성하여 전해 캐패시터를 제조할 수 있다. 이렇게 해서 제조한 캐패시터 소자(1)를 외측 케이스(2)에 삽입하고 밀봉재(3)로 밀봉한다. 이후, PVA 막이 형성된 말단면이 다른 말단면보다 위치가 높게 한 상태에서 캐패시터 소자(1)를 열처리한다. 이 경우, 도 2에 나타낸 위치 상태에서 캐패시터 소자(1)를 열처리한다. 그리고 나서, 가열하면서 전해 캐패시터에 전압을 가하여 전해 캐패시터를 개형하면 본 발명에 따른 전해 캐패시터가 제조된다. 도 2에서, PVA 막이 외측 케이스(2)의 내측 바닥을 향하는 말단면(13) 위에 형성된다. 이 경우, 도 2와는 반대인 위치 상태에서 캐패시터 소자(1)를 열처리한다. 그리고 나서, 전해 캐패시터를 개형한다.
또는, PVA 막(4)을 외측 케이스(2)의 내측 바닥(21)에 형성하여 본 발명에 따른 전해 캐패시터를 제조할 수 있다. PVA 막(4)은 캐패시터 소자의 상하 말단면 모두에 PVA 막을 형성하였을 때 사용한 것과 동일한 PVA를 외측 케이스(2)의 내측 바닥(21)에 위치시켜 형성할 수 있다. 이후, 도 4에 나타낸 바와 같이, 양극 호일(14)과 음극 호일(15) 사이에 격리판(16)을 개재하여 감아서 만든 캐패시터 소자(1)를 전술한 전해액으로 함침하고 외측 케이스(2)에 삽입한 다음에 밀봉재(3)로 밀봉한다. 이 경우, 외측 케이스 면의 바닥이 위를 향하고, 즉 도 3의 위치 상태와 반대인 상태에서 캐패시터 소자(1)를 열처리한다. 그리고 나서, 전해 캐패시터를 개형한다.
여기서 사용되는 PVA는 상용 PVA를 이용한다. 비누화도에 있어서, 비누화도가 75몰%인 부분적으로 비누화된 제품 내지 비누화도가 99.5몰% 이상인 완전 비누화된 제품의 비누화도 범위를 갖는 PVA를 사용할 수 있다.
이렇게 해서 제조한 전해 캐패시터는 내전압이 높고 과전압 저항이 양호하고 낮은 유전 손실을 유지한다.
본 발명의 전해 캐패시터가 이와 같은 특성을 갖는 이유는 다음과 같이 추측된다. 본 발명에 전해 캐패시터는, 캐패시터 소자(1)를 외측 케이스(2)에 삽입시키고 외측 케이스(2)를 밀봉재(3)로 밀봉하고, 캐패시터 소자(1)를 열처리하여 캐패시터 소자의 양말단면(12), (13) 위에 PVA 막을 형성하는 것을 포함하는 과정으로 제조된다. 다시 말하면, PVA 막이 캐패시터 소자의 일측 말단면에만 형성되면, PVA 막이 형성된 말단면이 타측 말단면보다 높게 위치하는 상태에서 열처리가 수행된다. 그러므로, 형성된 PVA 막에 포함된 PVA가 캐패시터 소자의 측면을 따라 캐패시터 소자의 타측 단부에 도달하여 그 상부에 PVA 막을 형성하게 되는 것이다. 또한, 본 발명의 전해액이 붕산을 포함하기 때문에 이들 PVA 막에 함유된 PVA가 양호한 상태로 전해액에 용해된다. 그 결과, 캐패시터 소자의 양말단면 상부에서 전해액의 불꽃 전압이 증가한다. 형성된 전해 캐패시터의 양극 호일으로 작용하는 금속 박막은 캐패시터 소자의 크기에 따라 일정 길이로 절단되고 격리판을 개재하여 권취되어 전해 캐패시터 소자를 얻는다. 따라서, 형성된 금속 박막의 박편이 캐패시터 소자의 양단에서 노출된다. 이들 영역에 존재하는 전해액의 불꽃 전압이 높아지므로, 개형 전압을 올려줌으로써 박막 내에서 내전압이 가장 낮은 형성 박막의 박편의 내전압을 높일 수 있다. 결과적으로, 전해 캐패시터의 내전압이 높아진다.
또한, 양극 호일(14)과 전극 탭(11)이 서로 연결될 때 산화막이 양극 호일으로부터 분리되는 것으로 여겨진다. 캐패시터 소자에서 전극 탭과 격리판(16) 사이에 간격이 있으므로 캐패시터 소자의 말단면 위에 형성된 PVA 막의 PVA가 이 간격에 존재하는 전해액에 녹아서 이 영역에서 전해액의 불꽃 전압을 증가시킨다. 그러므로, 산화막이 분리되는 양극 호일 영역의 내전압을 금속 박막의 박편과 마찬가지로 증가시킬 수 있다. 따라서, 전해 캐패시터 전체의 내전압을 올릴 수 있다.
캐패시터 소자의 말단면 위에 형성된 PVA 막의 PVA가 캐패시터 소자의 말단면 위의 전해액에 용해된다. 캐패시터 소자 내부에 함유된 전해액에 용해된 PVA의 양은 전해액의 전기 전도도의 증가를 방지할만큼 작아서 전해 캐패시터의 유전 손실을 낮게 유지할 수 있다.
또한, 본 발명의 전해 캐패시터에 과전압을 인가하면, 양극 호일에도 인가되어 양극 호일에서 열이 발생한다. 이와 같은 열발생에 의해 캐패시터 소자의 말단면에 형성된 PVA 막의 PVA가 전해액에 빠른 속도로 용해된다. 그 결과, 불꽃 전압이 과전압을 초과하여 인화를 방지한다. 그리고 나서, 과전압을 전해 캐패시터에 연속으로 인가하면 캐패시터 소자의 양말단부에 형성된 산화막에서 계속 막이 형성된다. 이 방법에서, 열과 가스가 발생하여 전해 캐패시터의 진공관이 열린다. 그리고, 용매 성분이 전해액으로부터 증발된다. 이로써 전해 캐패시터가 열리는 소위 드라이-업 상태를 초래한다.
전해액에 붕소가 포함되어 있지 않으면, PVA가 전해액에 녹을 때 전해액이 반고체 상태가 된다. 그러므로, 전해 캐패시터의 내전압을 높일 수 없다.
PVA가 전해액에 포함되머 전해액의 내전압을 충분히 높이면, 결과된 전해액의 점도가 증가하여 전해액이 캐패시터 소자에 침투하는 것이 어려워지면서 전기 전도도가 증가하는 문제가 생긴다. 따라서, 전해액의 내전압이 본 발명에서만큼 높아지지 않는다.
다음에는 전해액을 보다 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 전해 캐패시터에서, 전해액은 내전압과 과전압 저항을 향상시키기 위하여 붕산을 포함한다. 붕산의 함유량은 0.1 내지 40중량%이다. 붕산 함유량이 0.1중량% 이하이면 내전압이 낮아진다. 한편, 붕산 함유량이 40중량%을 초과하면 tanδ 값이 증가한다.
본 발명에 따른 전해액의 제1 양태는 붕산과 함께, 측쇄상 디카복실산과, 이의 유도체 또는 염으로 구성된다. 측쇄상 디카복실산의 예에는 1,6-데칸디카복실산, 5,6-데칸디카복실산, 1,10-데칸디카복실산, 1,7-옥탄디카복실산, 2,4,7,6-테트라메틸-1,10-데칸디카복실산, 2,4,7,9-테트라메틸-1,6-데칸디카복실산, 2,4,7,6-테트라메틸-5,6-데칸디카복실산 및 7-메틸-7-메톡시카보닐-1,9-데칸디카복실산이 포함된다. 이들 디카복실산의 유도체의 예에는 7,9-디메틸-7,9-디메톡시카보닐-1,11-도데칸디카복실산 및 7,8-디메틸-7,8-디메톡시카보닐-1,14-테트라데칸디카복실산이 포함된다.
전해액 내에서 측쇄상 디카복실산, 이의 유도체 또는 이의 염(이후, "측쇄상 디카복실산"이라 한다)의 함유량은 0.1 내지 35중량%인 것이 바람직하다.
보다 바람직하게는, 측쇄상 디카복실산의 함유량은 0.5 내지 3중량%이고, 붕산의 함유량은 5 내지 40중량%이다. 이 경우, 측쇄상 디카복실산의 함량이 상기 정의한 범위에서 벗어나면 내전압이 낮아진다. 붕산의 함유량이 상기 범위보다 적으면 내전압이 낮아진다. 반면에, 붕산 함유량이 위의 범위를 초과하면 tanδ 값이 증가한다.
보다 바람직하게는, 측쇄상 디카복실산의 함유량은 5 내지 25중량%이고, 붕산의 함유량은 0.1 내지 5중량%이다. 이 경우, 측쇄상 디카복실산의 함량이 상기 정의한 범위보다 적으면 tanδ 값이 증가한다. 반면에, 측쇄상 디카복실산의 함량이 위 범위를 초과하면 내전압이 낮아진다. 붕산의 함유량이 상기 범위보다 적으면 내전압이 낮아진다. 한편, 붕산 함유량이 위의 범위를 초과하면 tanδ 값이 증가한다.
본 발명에 따른 전해액의 제2 양태는 붕산과 함께, C6-10직쇄상 지방족 디카복실산, 방향족 모노카복실산 또는 이의 염으로 구성된다. C6-10직쇄상 지방족 디카복실산의 예로는 아디프산, 피멜산, 수베르산, 아젤라산, 그리고 세박산이 포함된다. 지방족 모노카복실산의 예에는 벤조산과 톨루산이 포함된다.
직쇄상 지방족 디카복실산에서 탄소수가 6 이하이면, 내전압이 낮아진다. 반면에, 직쇄상 지방족 디카복실산의 탄소수가 11개 이상이면 tanδ 값이 증가한다. 추가로, 전해액이 방향족 디카복실산을 포함하는 경우, 수득되는 내전압이 낮아진다.
C6-10의 직쇄상 지방족 디카복실산이나 지방족 모노디카복실산 또는 이의 염(이후, "직쇄상 지방족 디카복실산"이라 한다)의 함유량은 0.1 내지 35중량%인 것이 바람직하다. 직쇄상 지방족 디카복실산의 함량이 0.1중량%보다 적으면 tanδ 값이 증가한다. 반면에, 직쇄상 지방족 디카복실산 함량이 35중량%를 초과하면 내전압이 낮아진다.
C6-10직쇄상 지방족 디카복실산 또는 방향족 모노디카복실산의 염으로는 이들 산의 암모늄염, 아민염, 사차 암모늄염 및 이들 산의 사이클릭 아미딘 화합물이 있다. 아민염을 구성하는 아민의 예로는 메틸아민, 에틸아민, 프로필아민, 부틸아민 및 에틸디아민과 같은 일차 아민, 디메틸아민, 디에틸아민, 디프로필아민, 메틸에틸아민 및 디페닐아민과 같은 이차 아민 및 트리메틸아민, 트리에틸아민, 트리프로필아민, 트리페닐아민 및 1,8-디아자비사이클로(5,4,0)-운데센-7과 같은 삼차 아민이 포함된다. 사차 아민염을 구성하는 사차 암모늄의 예로는 테트라알킬암모늄(예: 테트라메틸암모늄, 테트라에틸암모늄, 테트라프로필암모늄, 테트라부틸암모늄, 메틸 트리에틸암모늄 및 디메틸 디에틸암모늄)과 피리듐(예: 1-메틸피리듐, 1-에틸피리듐 및 1,3-디에틸피리듐)이 포함된다. 사이클릭 아미딘 화합물 사차염을 구성하는 양이온의 예로는 다음 화합물을 사차화하여 형성된 양이온을 포함한다: 이미다졸 모노사이클릭 화합물[예: 이미다졸 동족체(예: 1-메틸이미다졸, 1,2-디메틸이미다졸, 1,4-디메틸-2-에틸아미다졸 및 1-페닐이미다졸), 옥시알킬 유도체(예: 1-메틸-2-옥시메틸이미다졸 및 1-메틸-2-옥시에틸아미다졸), 니트로 및 아미노 유도체(예: 1-메틸-4(5)-니트로이미다졸 및 1,2-디메틸-5(4)-아미노이미다졸), 벤조아미다졸[예: 1-메틸벤조이미다졸, 1-메틸-2-벤질벤조이미다졸], 2-이미다졸린 환을 갖는 화합물[예: 1-메틸이미다졸린, 1,2-디메틸이미다졸린, 1,2,4-트리메틸이미다졸린, 1,4-디메틸-2-에틸이미다졸린, 1-메틸-2-페닐아미다졸린] 및 테트라하이드로피리미딘 환을 갖는 화합물[예: 1-메틸-1,4,5,6-테트라하이드로피리미딘, 1,2-디메틸-1,4,5,6-테트라하이드로피리미딘, 1,8-디아자비사이클로[5,4,0]운데센-7,1, 5-디아자비사이클로[4,3,0]노넨-5].
여기서 사용되는 용매의 예로는 1가 알콜(예: 에탄올, 프로판올, 부탄올, 펜탄올, 헥산올, 사이클로부탄올, 사이클로펜탄올, 사이클로헥산올, 벤질 알콜), 다가 알콜 및 옥시알콜 화합물(예: 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 글리세린, 메틸 셀롤솔브, 에틸 셀로솔브, 메톡시 프로필렌 글리콜, 디메톡시 프로판올) 및 비양자성 유기 극성 용매[예: 아미드(예: N-메틸포름아미드, N,N-디메틸포름아미드, N-에틸포름아미드, N,N-디에틸포름아미드, N-메틸아세트아미드, N,N-디메틸아세트아미드, N-에틸아세트아미드, N,N-디에틸아세트아미드, 헥사메틸포스포릭 아미드), 락톤(예: γ-부티로락톤, δ-발레로락톤, γ-발레로락톤), 사이클릭 아미드(예: N-메틸-2-피롤리돈, 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트, 이소부틸렌 카보네이트), 니트릴(예: 아세토니트릴), 산화물(예: 디메틸 설폭시드) 및 2-이미다졸리디논(예: 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, 1,3-디에틸-2-이미다졸리논 및 1,3-디(n-프로필)-2-이미다졸리논과 같은 1,3-디알킬-2-이미다졸리디논; 1,3,4-트리메틸-2-이미다졸리논과 같은 1,3,4-트리알킬-2-이미다졸디논)]가 포함된다.
본 발명에 따른 전해 캐패시터용 전해액은 내전압을 보다 향상시키기 위하여 붕산, 다당류(예: 만니톨, 소르비톨)를 갖는 붕산의 착화합물 및 다가 알콜(예: 에틸렌 글리콜, 글리세린)을 갖는 붕산의 착화합물과 같은 붕산 화합물과, 계면 활성제, 콜로이드 실리카 등을 포함한다. 그러나, PVA는 본 발명에서 전해액에 포함되지 않는다.
본 발명의 전해액은 누출 전류를 줄이거나 수소 기체를 흡수하기 위하여 각종 첨가물을 포함할 수 있다. 이들 첨가물의 예로는 방향족 니트로 화합물(예: p-니트로벤조산, p-니트로페놀), 인 화합물(예: 인산, 아인산, 다인산, 산성 인산 에스테르 화합물), 그리고 옥시카복실산 화합물이 포함된다.
본 발명의 제1 내지 제3 양태에 따르는 전해 캐패시터에 있어서, 측쇄상 디카복실산과 붕산을 함유하는 전해액, 즉 본 발명에 따른 전해액의 제1 양태를 사용하면 전해액의 불꽃 전압과 전기 전도도가 높게 나타난다. 그 결과, 상승 효과에 의해 유전 손실을 악화시키지 않고 내전압과 과전압 저항이 보다 향상된 전해 캐패시터를 얻을 수 있다.
본 발명의 제1 내지 제3 양태에 따르는 전해 캐패시터에 있어서, 측쇄상 직쇄 지방족 디카복실산과 붕산을 함유하는 전해액, 즉 본 발명에 따른 전해액의 제2 양태를 사용하면 전해액의 전기 전도도가 높게 나타난다. 그 결과, 상승 효과에 의해 중간 및 고전압에서 사용하기에 적합한 높은 내접압과 유전 손실이 낮은 전해 캐패시터를 얻을 수 있다.
다음 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. 달리 지적하지 않은 한, 모든 부분은 무게 단위로 표시한 것이다.
먼저, PVA로 도포된 격리판과, 직경이 0.1μm 이상인 피트가 상부에 형성된 양극 호일을 포함하는 본 발명의 제1 양태에 따른 전해 캐패시터의 실시예를 설명하기로 한다.
실시예 1
PVA(비누화도: 99몰%; 중합도: 1,700)가 5%의 양으로 용해되어 있는 수용성 용액을 격리판(마닐라지; 밀도: 0.25g/㎤; 두께: 40μm)에 도포한 다음에 가열하고 건조하여 PVA가 부착된 격리판을 제조한다. PVA의 부착량은 10g/㎡이다. 직경이 0.1μm 이상인 피트가 상부에 형성된 음극 호일과 양극 호일 사이에 격리판을 개재하고 권취하여 400V-10μF 캐패시터 소자를 제조한다. 이와 별개로, 에틸렌 클리콜 100부와 암모늄 1,6-데칸디카복실레이트 15부를 포함하는 전해액을 제조한다. 캐패시터 소자를 전해액으로 함침한 후에 알루미늄 케이스에 삽입하고 고무 부재로 밀봉한다. 그 다음에는, 105℃의 온도에서 3시간 동안 425V를 전해 캐패시터에 인가하여 전해 캐패시터가 개형되게 한다. 동시에, 전해액이 겔화된다. 이렇게 해서 알루미늄 전해 캐패시터를 제조한다.
실시예 2
격리판으로 밀도가 0.60g/㎤이고 두께가 20μ인 크라프트지를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 알루미늄 전해 캐패시터를 제조한다.
실시예 3
에틸렌 글리콜 100부와 암모늄 1,6-데칸디카복실레이트 15부와 붕산 3부를 포함하는 전해액을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 알루미늄 전해 캐패시터를 제조한다.
실시예 4
격리판의 PVA 부착량이 0.05g/㎡인 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 알루미늄 전해 캐패시터를 제조한다.
비교 실시예 1
직경이 0.1μm 이상인 피트가 상부에 형성된 음극 호일과 양극 호일 사이에 격리판(크라프트지; 밀도: 0.60g/㎤; 두께: 40μm)을 개재하고 권취하여 400V-10μF 캐패시터 소자를 제조한다. 이와 별개로, 에틸렌 클리콜 100부와 암모늄 1,6-데칸디카복실레이트 15부를 포함하는 전해액을 제조한다. 캐패시터 소자를 전해액으로 함침한 후에 알루미늄 케이스에 삽입하고 고무 부재로 밀봉한다. 그 다음에는, 105℃의 온도에서 3시간 동안 425V를 전해 캐패시터에 인가하여 전해 캐패시터가 개형되게 한다. 이렇게 해서 알루미늄 전해 캐패시터를 제조한다.
비교 실시예 2
격리판으로 밀도가 0.60g/㎤이고 두께가 20μ인 크라프트지를 사용한 것을 제외하고는 비교 실시예 1과 동일한 방법으로 알루미늄 전해 캐패시터를 제조한다.
비교 실시예 3
격리판으로 밀도가 0.25g/㎤이고 두께가 40μ인 마닐라지를 사용한 것을 제외하고는 비교 실시예 1과 동일한 방법으로 알루미늄 전해 캐패시터를 제조한다.
비교 실시예 4
직경이 0.1μm 미만인 피트가 상부에 형성된 양극 호일을 사용한 것을 제외하고는 비교 실시예 1과 동일한 방법으로 알루미늄 전해 캐패시터를 제조한다.
비교 실시예 5
에틸렌 글리콜 100부와 암모늄 1,6-데칸디카복실레이트 15부와 PVA(비누화도: 99몰%; 중합도: 1,700) 11부를 포함하는 전해액으로 캐패시터 소자를 함침하고 알루미늄 케이스에 삽입한 다음에 밀봉하고, 전해액이 겔화되는 동안에 105℃의 온도에서 3시간 동안 425V를 인가하여 개형시킨 것을 제외하고는 비교 실시예 3과 동일한 방법으로 알루미늄 전해 캐패시터를 제조한다.
알루미늄 캐패시터 각각을 400V와 105℃에서 2000시간 동안 고온 부하 시험을 한다. 시험 결과는 표 1에 나타내었다. 각 예에서 20개의 전해 캐패시터를 사용한다. 각종 특성을 결정하기 위하여 20개의 전해 캐패시터에 대한 측정치의 평균을 내었다.
| 초기 특성 | 105℃에서 2,000시간 후 | |||
| 용량 (μF) | tanδ | 용량 변화량 % | tanδ | |
| 실시예 1 | 10.01 | 0.02 | - 0.1 | 0.02 |
| 실시예 2 | 10.05 | 0.04 | - 0.1 | 0.04 |
| 실시예 3 | 10.08 | 0.02 | 0.1 | 0.02 |
| 실시예 4 | 10.00 | 0.05 | - 0.1 | 0.06 |
| 비교 실시예 1 | 10.01 | 0.05 | - 0.2 | 0.07 |
| 비교 실시예 2 | 10.01 | 0.04 | - 0.4 | 0.07 |
| 비교 실시예 3 | 개형 중에 단란됨 | - | - | |
| 비교 실시예 4 | 2.15 | 0.09 | - | - |
| 비교 실시예 5 | 1.08 | 0.45 | - | - |
표 1에서 보면, 밀도가 낮은 격리판을 포함하는 비교 실시예 3에 따른 종래의 알루미늄 전해 캐패시터가 개형 중에 단락된 반면에 밀도가 낮은(0.25g/㎤) 격리판을 포함하는 실시예 1과 실시예 3의 알루미늄 전해 캐패시터에서는 초기 특성과 수명에 문제가 나타나지 않음을 알 수 있다. 다시 말하면, 본 발명에 따른 전해 캐패시터는 내전압이 개선되어 밀도가 낮은 격리판을 사용하는 것이 가능하다. 실시에 1과 실시예 3에서 알 수 있는 바와 같이, 저밀도의 격리판을 사용하면 보통 밀도(0.60g/㎤)를 갖는 격리판으로 이루어진 실시예 2보다 tanδ 값이 감소한다.
직경이 0.1μm 미만인 피트가 상부에 형성된 양극 호일을 포함하는 비교 실시예 4와 PVA를 함유하는 전해액으로 캐패시터 소자를 함침하고 캐패시터를 조립한 후에 전해액이 겔화되는 비교 실시예 5에서 초기 용량이 낮고 tanδ 값이 낮으므로 보통의 알루미늄 캐패시터 특성을 갖지 못한다.
이후에, 실시예 1 내지 4와 비교 실시예 1과 비교 실시예 2에 따른 알루미늄 캐패시터를 105℃의 고온에서 100시간 동안 480V와 500V를 인가한 과전압 시험을 수행한다. 시험 결과는 표 2에 나타내었다. 과전압 시험에서, 각 예에 대하여 20개의 알루미늄 전해 캐패시터를 사용한다. 단락된 캐패시터의 갯수가 표 2에 나와 있다.
| 480V - 1000시간 | 500V - 100시간 | |
| 단락된 캐패시터의 갯수 | 단락된 캐패시터의 갯수 | |
| 실시예 1 | 0 | 3 |
| 실시예 2 | 0 | 0 |
| 실시예 3 | 0 | 0 |
| 실시예 4 | 0 | 1 |
| 비교 실시예 1 | 2 | - |
| 비교 실시예 2 | 4 | - |
표 2에서 알 수 있는 바와 같이, 480V-100시간의 과전압 시험에서 실시예 1 내지 4의 알루미늄 전해 캐패시터는 단락되지 않고 과전압 저항이 개선되었지만, 비교 실시예 1에 따른 종래의 알루미늄 전해 캐패시터와 얇은 격리판(20μm)(비교 실시예 2)을 포함하는 비교 실시예 2의 알루미늄 전해 캐패시터는 단락되었다. 이것은, 캐패시터의 크기를 줄이기 위하여 실시예 2와 실시예 4에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명의 전해 캐패시터에 얇은 격리판(20μm)을 사용할 수 있음을 나타낸다.
500V-100시간의 과전압 시험에서, 저밀도(0.25g/㎤)의 격리판을 붕산을 함유하는 전해액으로 함침한 실시예 3의 전해 캐패시터는 단락되지 않았으나 동일한 밀도의 격리판을 일반 전해액으로 함침한 실시예 1의 전해 캐패시터는 단락되었다. 이것은, 전해액에 붕산을 첨가하면 과전압 저항을 개선시킬 수 있음을 나타낸다.
10g/㎡의 양만큼 PVA를 부착시킨 격리판을 포함하는 실시예 2의 전해 캐패시터는 단락되지 않았지만 0.05g/㎡의 양만큼 PVA를 부착시킨 격리판을 포함하는 실시예 4의 전해 캐패시터는 단락되었다. 이로써, PVA의 부착량이 과전압 저항에 영향을 미침을 알 수 있다.
다음에는, PVA로 도포된 격리판과, 직경이 0.1μm 이상인 피트가 상부에 형성된 양극 호일과, 측쇄상 디카복실산과 붕산을 함유하는 전해액으로 이루어진 본 발명의 제1 양태에 따른 전해 캐패시터의 실시예를 설명하기로 한다.
실시예 5
PVA(비누화도: 96몰%; 중합도: 1,700)가 20%의 분량으로 용해되어 있는 수용액을 코마 리버스형 도포기를 사용하여 격리판(크라프트지; 밀도: 0.75g/㎤; 두께: 50μm)에 도포한 다음에, 가열하고 건조하여 PVA가 부착된 격리판을 제조한다. PVA의 부착량은 5g/㎡이다. 직경이 0.1μm 이상인 피트가 상부에 형성된 음극 호일과 양극 호일 사이에 상기 격리판을 개재하고 권취하여 500V-10μF 캐패시터 소자를 제조한다. 이와 별개로, 에틸렌 클리콜 100부와 암모늄 1,7-옥탄디카복실레이트 15부와 붕산 3.5부를 포함하는 전해액을 제조한다. 캐패시터 소자를 상기 전해액으로 함침한 후에 알루미늄 케이스에 삽입하고 고무 부재로 밀봉한다. 그 다음에는, 가열 상태에서 550V를 인가하여 전해 캐패시터가 개형되게 하는 동시에 전해액을 겔화하여 알루미늄 전해 캐패시터를 제조한다.
실시예 6
에틸렌 글리콜 100부와 암모늄 1,6-데칸디카복실레이트 15부와 붕산 3.5부를 포함하는 전해액을 사용한 것을 제외하고는 실시예 5와 동일한 방법으로 알루미늄 전해 캐패시터를 제조한다.
실시예 7
에틸렌 글리콜 100부와 암모늄 1,6-데칸디카복실레이트 1부와 붕산 15부를 포함하는 전해액을 사용한 것을 제외하고는 실시예 5와 동일한 방법으로 알루미늄 전해 캐패시터를 제조한다.
비교 실시예 6
에틸렌 글리콜 100부와 암모늄 1,7-옥탄디카복실레이트 15부를 포함하는 전해액을 사용한 것을 제외하고는 실시예 5와 동일한 방법으로 알루미늄 전해 캐패시터를 제조한다.
비교 실시예 7
에틸렌 글리콜 100부와 붕산 30부를 포함하는 전해액을 사용한 것을 제외하고는 실시예 5와 동일한 방법으로 알루미늄 전해 캐패시터를 제조한다.
비교 실시예 8
일반 격리판을 사용한 것을 제외하고는 실시예 5와 동일한 방법으로 알루미늄 전해 캐패시터를 제조한다.
통상적인 실시예 1
에틸렌 글리콜 100부와 암모늄 1,6-데칸디카복실레이트 15부와 붕산 3.5부와 PVA 3부를 포함하는 전해액과 일반 격리판을 사용한 것을 제외하고는 실시예 5와 동일한 방법으로 알루미늄 전해 캐패시터를 제조한다.
실시예 5 내지 7과 비교 실시예 6 내지 8과 통상적인 실시예 1에 따른 알루미늄 전해 캐패시터를 각각 500V와 105℃에서 2,000시간 동안 고온 부하 시험을 한다. 시험 결과는 표 3에 나타내었다. 각 예에서 20개의 전해 캐패시터를 부하 실험한다. 각종 특성을 결정하기 위하여 20개의 전해 캐패시터에 대한 측정치의 평균을 내었다.
| 초기 특성 | 105℃에서 2000시간 후 | |||
| 용량 (μF) | tanδ | 용량 변화량 % | tanδ | |
| 실시예 5 | 9.78 | 0.027 | - 0.1 | 0.032 |
| 실시예 6 | 10.03 | 0.028 | - 0.2 | 0.032 |
| 실시예 7 | 10.00 | 0.029 | - 0.2 | 0.033 |
| 비교 실시예 6 | 개형 중에 단락됨 | - | - | |
| 비교 실시예 7 | 9.77 | 0.093 | 0.3 | 0.111 |
| 비교 실시예 8 | 개형 중에 단락됨 | - | - | |
| 통상적인 실시예 1 | 개형 중에 단락됨 | - | - |
표 3에서 보면, 실시예 5 내지 7의 전해 캐패시터는 초기 특성과 고온 부하 시험에서 모두 좋은 결과를 나타낸다. 다시 말하면, 본 발명에 따른 전해 캐패시터의 내전압 개선으로 얻은 상승 효과와 전해액의 낮은 불꽃 전압과 전기 전도도로 인하여 유전체 손실을 증가시키지 않고 내전압을 개선할 수 있다. 그러므로, 정격 전압이 500V인 고압 알루미늄 전해 캐패시터가 구현된다.
이와 비교하면, 붕산을 함유하지 않는 전해액을 포함하는 비교 실시예 6의 전해 캐패시터와 일반 격리판을 포함하는 비교 실시예 8의 전해 캐패시터와 통상적인 실시예 1의 고압 전해 캐패시터는 개형 중에 단락되었다. 높은 내전압을 얻기 위하여 주요 용질로서 붕산을 포함하는 비교 실시예 7의 전해 캐패시터를 개형과 고온 부하 시험 중에 단락되지 않았으나 tanδ 값이 최대 허용 범위를 초과하였다.
실시예 5 내지 7의 알루미늄 전해 캐패시터를 각각 105℃의 고온에서 50시간 동안 550V와 600V를 인가한 과전압 시험을 수행한다. 시험 결과는 표 4에 나타내었다. 과전압 시험에서, 각 예에 대하여 20개의 알루미늄 전해 캐패시터를 시험한다. 단락된 캐패시터의 갯수가 표 4에 나와 있다.
| 550V - 50시간 | 600V - 50시간 | |
| 단락된 캐패시터의 갯수 | 단락된 캐패시터의 갯수 | |
| 실시예 5 | 0 | 0 |
| 실시예 6 | 0 | 0 |
| 실시예 7 | 0 | 0 |
표 4에서 알 수 있는 바와 같이, 550V-50시간과 600V-50시간의 과전압 시험에서 실시예 5 내지 7의 알루미늄 전해 캐패시터는 단락되지 않고 과전압 저항이 개선되었다.
다음에는, PVA 섬유가 혼합된 격리판과, 측쇄상 디카복실산과 붕산을 함유하는 전해액으로 이루어진 본 발명의 제2 양태에 따른 전해 캐패시터의 실시예를 설명하기로 한다.
실시예 8
PVA(비누화도: 80몰%; 중합도: 1,700)가 35%의부으로 용해되어 있는 수용액을 방적기를 통하여 온풍 중으로 압출하여 필라멘트를 형성하고 감아서 PVA 섬유를 제조한다. 그 다음에는, 대마 펄프를 해체, 더스팅, 탈수하고 타격을 가한다. 이렇게 처리한 대마 펄프를 상기 PVA 섬유와 80:20의 비율로 섞는다. 이 혼합물을 실린더 제지기로 제지하여 전해용지를 제조한다. 제조용지를 절단하여 격리판을 만든다. 직경이 0.1μm 이상이고 정전압이 650V인 피트가 상부에 형성된 음극 호일과 양극 호일 사이에 상기 격리판을 개재하고 권취하여 500V-10μF 캐패시터 소자를 제조한다. 이와 별개로, 에틸렌 클리콜 100부와 암모늄 1,7-옥탄디카복실레이트 15부와 붕산 3부를 포함하는 전해액을 제조한다. 캐패시터 소자를 상기 전해액으로 함침한 후에 알루미늄 케이스에 삽입하고 고무 부재로 밀봉한다. 그 다음에는, 가열 상태에서 550V를 인가하여 전해 캐패시터를 개형하여 알루미늄 전해 캐패시터를 제조한다.
실시예 9
비누화도가 98몰%인 PVA를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 8과 동일한 방법으로 알루미늄 전해 캐패시터를 제조한다.
실시예 10
PVA(비누화도: 98몰%; 중합도: 1,700)가 35%의 양으로 용해되어 있는 수용액을 방적기를 통하여 온풍 중으로 압출하여 필라멘트를 형성하고 감아서 PVA 섬유를 제조한다. 그 다음에는, 크라프트 펄프를 해체, 더스팅, 탈수하고 타격을 가한다. 이렇게 처리한 크라프트 펄프를 상기 PVA 섬유와 80:20의 비율로 섞는다. 이 혼합물을 실린더 제지기로 제지하여 전해용지를 제조한다. 제조용지를 절단하여 격리판을 만든다. 내전압이 750V인 음극 호일과 양극 호일 사이에 상기 격리판을 개재하고 권취하여 도 4에 나타낸 바와 같이 500V-10μF 캐패시터 소자를 제조한다. 이와 별개로, 에틸렌 클리콜 100부와 암모늄 1,7-옥탄디카복실레이트 15 분량과 붕산 3.5부를 포함하는 전해액을 제조한다. 캐패시터 소자를 상기 전해액으로 함침한 후에 알루미늄 케이스에 삽입하고 고무 부재로 밀봉한다. 그 다음에는, 가열 상태에서 550V를 인가하여 전해 캐패시터를 개형하여 알루미늄 전해 캐패시터를 제조한다.
실시예 11
에틸렌 글리콜 100부와 암모늄 1,6-데칸디카복실레이트 15부와 붕산 3.5부를 포함하는 전해액을 사용한 것을 제외하고는 실시예 10과 동일한 방법으로 알루미늄 전해 캐패시터를 제조한다.
실시예 12
에틸렌 글리콜 100부와 붕산 10부와 암모늄 1,6-데칸디카복실레이트 1부를 포함하고 내부에 암모늄 기체를 기포화한 전해액을 사용한 것을 제외하고는 실시예 10과 동일한 방법으로 알루미늄 전해 캐패시터를 제조한다.
비교 실시예 9
격리판에 혼합되는 섬유로서 일반 비닐론을 사용한 것을 제외하고는 실시예 8과 동일한 방법으로 알루미늄 전해 캐패시터를 제조한다. 사용된 비닐론은 황산나트륨 용액에 용해한 PVA의 수용액으로부터 원사를 방적한 다음에 열처리하고 연신하고 아세탈화하여 섬유를 형성하는 공정을 통하여 얻은 비닐론 스테플이라고 한다.
비교 실시예 10
격리판에 혼합되는 섬유로서 습식 방적 공정으로 형성한 섬유를 이용하는 것을 제외하고는 실시예 8과 동일한 방법으로 알루미늄 전해 캐패시터를 제조한다. 사용된 섬유는 비닐론 스테플과 같은 방법으로 황산나트륨 용액에 용해한 PVA의 수용액으로부터 원사를 방적한 다음에 글라우버 염의 뜨거운 수용액에서 습식 가열 연신 처리하고 가열 연신 및 열처리하여 섬유를 형성하는 공정을 통하여 얻는다.
비교 실시예 11
격리판에 혼합되는 섬유로서 일반 건식 방적 공정으로 형성한 섬유를 이용하는 것을 제외하고는 실시예 8과 동일한 방법으로 알루미늄 전해 캐패시터를 제조한다. 사용된 섬유는 황산나트륨 용액에 용해한 PVA의 수용액으로부터 원사를 방적한 다음에 건식 가열 연신과 열처리를 통한 섬유 형성 공정에 의해 얻는다.
비교 실시예 12
에틸렌 글리콜 100부와 암모늄 1,7-옥탄디카복실레이트 15부를 포함하는 전해액을 사용한 것을 제외하고는 실시예 10과 동일한 방법으로 알루미늄 전해 캐패시터를 제조한다.
비교 실시예 13
에틸렌 글리콜 100부와 붕산 30부를 포함하고 내부로 암모늄 기체를 기포화시킨 전해액을 사용한 것을 제외하고는 실시예 10과 동일한 방법으로 알루미늄 전해 캐패시터를 제조한다.
통상적인 실시예 2
PVA 섬유가 포함되지 않은 일반 대마지를 격리판으로 사용한 것을 제외하고는 실시예 8과 동일한 방법으로 알루미늄 전해 캐패시터를 제조한다.
통상적인 실시예 3
PVA 섬유가 포함되지 않은 일반 대마지를 격리판으로 사용하고, PVA(비누화도: 98.5몰%; 중합도: 330)가 3%의 양만큼 전해액에 포함된 것을 제외하고는 실시예 8과 동일한 방법으로 알루미늄 전해 캐패시터를 제조한다.
통상적인 실시예 4
PVA 섬유가 포함되지 않은 일반 대마지를 격리판으로 사용하고, 에틸렌 글리콜 100부와 암모늄 1,6-데칸디카복실레이트 5부를 포함하는 전해액을 사용한 것을 제외하고는 실시예 8과 동일한 방법으로 알루미늄 전해 캐패시터를 제조한다.
통상적인 실시예 5
일반 격리판을 사용하고, 에틸렌 글리콜 100부와 암모늄 1,6-데칸디카복실레이트 5부를 포함하는 전해액을 사용한 것을 제외하고는 실시예 10과 동일한 방법으로 알루미늄 전해 캐패시터를 제조한다.
실시예 8과 실시예 9, 비교 실시예 9 내지 11과 통상적인 실시예 2 내지 4에 따른 알루미늄 전해 캐패시터를 각각 500V, 105℃에서 2,000시간 동안 고온 부하 시험을 한다. 시험 결과는 표 5에 나타내었다. 또한, 실시예 10 내지 12, 비교 실시예 12와 비교 실시예 13, 통상적인 실시예 5에 따른 알루미늄 전해 캐패시터를 각각 500V, 105℃에서 1,000시간 동안 고온 부하 시험을 한다. 시험 결과는 표 6에 나타내었다. 각 예에서 20개의 전해 캐패시터를 부하 실험한다. 각종 특성을 결정하기 위하여 20개의 전해 캐패시터에 대한 측정치의 평균을 내었다.
| 초기 특성 | 105℃에서 2000시간 후 | |||
| 용량 (μF) | tanδ | 용량 변화량 % | tanδ | |
| 실시예 8 | 10.05 | 0.026 | - 0.1 | 0.038 |
| 실시예 9 | 10.01 | 0.025 | - 0.1 | 0.035 |
| 비교 실시예 9 | 개형 중에 단락됨 | - | - | |
| 비교 실시예 10 | 개형 중에 단락됨 | - | - | |
| 비교 실시예 11 | 10.08 | 0.026 | 개형 중에 단락됨 | |
| 통상적인 실시예 2 | 개형 중에 단락됨 | - | - | |
| 통상적인 실시예 3 | 개형 중에 단락됨 | - | - | |
| 통상적인 실시예 4 | 10.06 | 0.051 | 개형 중에 단락됨 |
| 초기 특성 | 105℃에서 1000시간 후 | |||
| 용량 (μF) | tanδ | 용량 변화량 % | tanδ | |
| 실시예 10 | 10.00 | 0.018 | - 0.2 | 0.023 |
| 실시예 11 | 10.04 | 0.021 | - 0.4 | 0.025 |
| 실시예 12 | 10.08 | 0.024 | - 0.4 | 0.026 |
| 비교 실시예 12 | 개형 중에 단락됨 | - | - | |
| 비교 실시예 13 | 9.84 | 0.091 | 0.1 | 0.103 |
| 통상적인 실시예 5 | 9.96 | 0.085 | 개형 중에 단락됨 |
표 5으로부터, 일반 비닐론이 혼합된 격리판을 포함하는 비교 실시예 9의 전해 캐패시터와 습식 방적 공정으로 형성한 섬유를 갖는 격리판을 포함하는 비교 실시예 10의 전해 캐패시터가 대마지로 만든 격리판을 포함하는 통상적인 실시예 2와 통상적인 실시예 3에서와 같이 개형 중에 단락되었고 내전압도 개선되지 않았음을 알 수 있다.
습식 방적 공정으로 형성한 섬유가 혼합된 격리판을 포함하는 비교 실시예 11의 전해 캐패시터와 일반 전해용지를 사용하여 용질로서 1,6-데칸디카복실산 5부가 포함된 전해액을 사용하는 통상적인 실시예 4의 전해 캐패시터는 개형 중에 단락되지 않았으나 105℃-2000시간의 부하 시험에서는 단락되었고 내전압이 낮았다.
통상적인 실시예 2와 3의 전해 캐패시터는 각각 400V와 450V의 전압에서 개형되었고, 최대 허용 전압이 각각 350V와 400V이다. 통상적인 실시예 2와 3의 전해액은 전기 전도도가 각각 2.3mS/cm와 2.0mS/cm이다. 각각의 개형 전압에서 개형된 전해 캐패시터는 tanδ 값이 각각 0.025와 0.030이다.
반면에, 비누화도가 80몰%인 PVA로 이루어진 PVA 섬유가 섞인 격리판을 포함하는 실시예 8의 전해 캐패시터와, 비누화도가 98몰%인 PVA로 이루어진 PVA 섬유가 섞인 격리판을 포함하는 실시예 9의 전해 캐패시터는 2000시간 동안 105℃ 부하 시험을 한 후에도 우수한 특성을 유지한다. 다시 말하면, 이들 전해 캐패시터는 최대 허용 전압이 적어도 500V 이상이다. 통상적인 실시예 2와 3의 전해 캐패시터와 비교하면, 이들 실시예의 전해 캐패시터는 내전압이 적어도 100V 이상이다. 실시예 8에서, 일정 전류에서 전압을 인가한다. 그 결과, 전압이 650V에 도달하고 이것이 양극 금속판의 내전압이다. 상기에 언급한 바와 같이, 본 발명의 전해 캐패시터는 내전압이 급격히 증가하는 것을 알 수 있다.
이들 전해 캐패시터의 초기 tanδ 값은 일반 전해용지와 일반 전해액을 이용한 통상적인 실시예 2의 전해 캐패시터와 같고 일반 전해용지와 PVA가 용해된 전해액을 이용한 통상적인 실시예 3의 전해 캐패시터보다 낮다. 또한, 이들 전해 캐패시터의 초기 tanδ 값은 용질로서 1,6-데칸디카복실산 5부를 포함하는 통상적인 실시예 4의 전해 캐패시터의 절반 정도이다. 그러므로, 본 발명에 따른 전해 캐패시터의 유전 손실이 종래의 중간 및 고전압 전해 캐패시터와 같음을 알 수 있다.
표 6을 보면, 붕산이 없는 전해액을 포함하는 비교 실시예 12의 전해 캐패시터는 개형 중에 단락되고, 일반 격리판과 용질로서 1,6-데칸디카복실산을 함유하는 전해해액을 포함한 통상적인 실시예 5의 전해 캐패시터는 고온 부하 시험에서 단락되었다. 그러므로, 이들 실시예는 500V의 정격 전압을 갖는 전해 캐패시터를 제조할 수 있는 내전압을 제공하지 못한다. 용질로서 붕산만을 포함하는 비교 실시예 13의 전해 캐패시터는 초기와 2,000시간의 고온 부하 시험 후에 tanδ 값이 증가한다. 이와 반대로, 실시예 10 내지 12의 전해 캐패시터는 초기 tanδ 값은 비교 실시예 3과 통상적인 실시예 5의 전해 캐패시터의 1/5 내지 1/2이다. 실시예 10 내지 12의 전해 캐패시터는 2,000시간 동안의 105℃ 부하 시험 후에도 tanδ 값이 변하지 않는다. 그러므로, 본 발명에 따른 전해 캐패시터의 높은 내전압에 의한 상승 효과와 불꽃 전압과 전기 전도도가 높은 전해액을 사용함으로써 내전압은 높지만 유전 손실은 낮게 유지하여 500V의 정격 전압을 갖는 전해 캐패시터를 구현시킬 수 있다.
다음에는, 실시예 8 내지 12와 비교 실시예 11의 알루미늄 전해 캐패시터를 50시간 동안 105℃에서 550V 및 600V로 과전압 시험을 하였다. 그 결과는 표 7에 나타내었다. 이 시험에서, 각 예에 대하여 20개씩의 알루미늄 전해 캐패시터를 시험한다. 단락된 캐패시터의 갯수가 표 7에 나와 있다.
| 550V - 50시간 | 600V - 50시간 | |
| 단락된 캐패시터의 갯수 | 단락된 캐패시터의 갯수 | |
| 실시예 8 | 0 | 2 |
| 실시예 9 | 0 | 0 |
| 실시예 10 | 0 | 0 |
| 실시예 11 | 0 | 0 |
| 실시예 12 | 0 | 0 |
| 비교 실시예 11 | 20 | - |
표 7에서 알 수 있는 바와 같이, 일반 건식 방적법으로 얻은 섬유를 섞은 격리판을 포함하는 비교 실시예 11의 전해 캐패시터 모두가 550V-50시간 과전압 시험에서 단락되었다. 이와 달리, 비누화도가 80몰%인 PVA로 이루어진 본 발명에 따른 PVA 섬유가 섞인 격리판을 포함하는 실시예 8의 전해 캐패시터와 비누화도가 98몰%인 PVA로 이루어진 본 발명에 따른 PVA 섬유가 섞인 격리판을 포함하는 실시예 9 내지 12의 전해 캐패시터는 단락되지 않고 양호한 과전압 저항을 나타낸다. 또한, 비누화도가 98몰%인 PVA로 이루어진 실시예 9 내지 12의 전해 캐패시터는 50시간의 600V 부하 시험 후에도 단락되지 않고 보다 높은 과전압 저항을 나타낸다.
다음에는, 캐패시터 소자의 양말단면에 PVA가 부착되고 측쇄상 디카복실산과 붕산을 함유하는 전해액을 포함하는 본 발명의 제3 양태에 따른 전해 캐패시터의 실시예를 설명하고자 한다.
실시예 13
도 4에 나타낸 바와 같이, 알루미늄 금속 박막의 조면 위에 산화막이 형성된 양극 금속판(14)과 알루미늄으로 만든 음극 금속판(15) 사이에 종이 등으로 만든 격리판(16)을 개재하여 권취하여 캐패시터 소자(1)를 제조한다. 이 캐패시터 소자(1)를 에틸렌 글리콜 100부와 암모늄 1,7-옥탄디카복실산 15부와 붕산 3부를 포함하는 구동 전해액으로 함침한다. 그리고, 도 1에 나타낸 바와 같이 캐패시터 소자(1)의 말단면(12), (13)에 PVA 분말을 부착한다. 이렇게 해서 만든 캐패시터 소자를 끝이 막힌 외측 케이스(2)에 삽입하고 밀봉재로 밀봉한 다음에 85℃에서 열처리하고 550V에서 개형하여 알루미늄 전해 캐패시터를 제조한다. 알루미늄 전해 캐패시터의 정격 전압과 용량은 각각 500V와 10μF이다.
실시예 14
실시예 13에서 PVA 분말을 전해액으로 함침한 캐패시터 소자의 양말단면(12), (13) 모두에 부착하였다. 이 실시예에서는, PVA를 전해액으로 함침시킨 캐패시터 소자의 말단면(12)에만 부착시킨다. 이 전해 캐패시터를 도 2에 나타낸 위치 상태에서 열처리한다.
실시예 15
실시예 13에서 PVA 분말을 전해액으로 함침한 캐패시터 소자의 양말단면(12), (13) 모두에 부착하였다. 이 실시예에서는, PVA를 외측 케이스의 안쪽 바닥(21) 위에 부착하여 알루미늄 전해 캐패시터를 제조한다. 캐패시터의 바닥이 위를 향하는 상태, 즉 캐패시터의 위치가 도 3과 반대인 위치 상태에서 캐패시터를 열처리한다.
비교 실시예 14
에틸렌 글리콜 100부와 암모늄 1,7-옥탄디카복실레이트 15부를 포함하는 전해액을 사용한 것을 제외하고는 실시예 13과 동일한 방법으로 알루미늄 전해 캐패시터를 제조한다.
통상적인 실시예 6
PVA가 사용되지 않는 것을 제외하고는 실시예 13과 동일한 방법으로 알루미늄 전해 캐패시터를 제조한다.
이들 알루미늄 전해 캐패시터를 500V의 인가 전압과 105℃의 온도에서 1,000시간 동안 고온 부하 시험을 한다. 시험 결과는 표 8에 나타내었다.
| 초기 특성 | 105℃에서 1000시간 후 | |||
| 용량 (μF) | tanδ | 용량 변화량 % | tanδ | |
| 실시예 13 | 9.82 | 0.025 | - 0.2 | 0.036 |
| 실시예 14 | 9.76 | 0.024 | - 0.2 | 0.036 |
| 실시예 15 | 9.91 | 0.024 | - 0.4 | 0.037 |
| 비교 실시예 14 | 개형 중에 단락됨 | - | - | |
| 통상적인 실시예 6 | 개형 중에 단락됨 | - | - |
도 8을 보면, 통상적인 실시예 6의 전해 캐패시터는 개형 중에 단락되고, 붕산이 없는 전해액을 포함하는 비교 실시예 14의 전해 캐패시터는 개형 중에 단락되어 내전압의 개선이 일어나지 않았다. 이와 반면에, 실시예 13 내지 15의 전해 캐패시터는 2000시간의 105℃ 부하 시험 후에도 양호한 특성을 유지한다. 다시 말하면, 내전압의 개선과 전해액의 높은 불꽃 전압 및 전기 전도도에 의한 상승 효과로 본 발명의 전해 캐패시터는 낮은 유전 손실을 유지하면서도 높은 내전압을 나타낸다. 그러므로, 500V의 정격 전압을 갖는 전해 캐패시터를 제조할 수 있다.
다음에는, 실시예 13 내지 15의 알루미늄 전해 캐패시터를 50시간 동안 105℃에서 550V 및 600V로 과전압 시험을 하였다. 그 결과는 표 9에 나타내었다.
| 550V - 50시간 | 600V - 50시간 | |
| 단락된 캐패시터의 갯수 | 단락된 캐패시터의 갯수 | |
| 실시예 13 | 0 | 2 |
| 실시예 14 | 0 | 0 |
| 실시예 15 | 0 | 0 |
표 9에서 알 수 있는 바와 같이, 실시예 13 내지 15의 모든 전해 캐패시터가 과전압 시험 중에 단락되지 않고 양호한 과전압 저항을 나타내었다.
다음에는, 직쇄 디카복실산과 붕산을 함유하는 전해액을 포함하는 본 발명의 제1 내지 제3 양태에 따른 전해 캐패시터의 실시예를 설명하기로 한다.
실시예 16
PVA(비누화도: 98몰%; 중합도: 1,700)가 35%의 분량으로 용해되어 있는 수용액을 방적기를 통하여 온풍 중으로 압출하여 필라멘트를 형성하고 감아서 PVA 섬유를 제조한다. 그 다음에는, 크라프트 펄프를 해체, 더스팅, 탈수하고 타격을 가한다. 이렇게 처리한 크라프트 펄프를 상기 PVA 섬유와 80:20의 비율로 섞는다. 이 혼합물을 실린더 제지기로 제지하여 전해용지를 제조한다. 제조용지를 절단하여 격리판을 만든다. 양극 호일과 내전압이 650V인 음극 호일 사이에 상기 격리판을 개재하고 권취하여 도 4에 도시한 캐패시터 전기를 제조한다. 이와 별개로, 에틸렌 클리콜 100부와 암모늄 아디페이트 10부와 붕산 3부를 포함하는 전해액을 제조한다. 캐패시터 소자를 상기 전해액으로 함침한 후에 알루미늄 케이스에 삽입하고 고무 부재로 밀봉한 후, 가열 상태에서 450V를 인가하여 전해 캐패시터를 개형하여 정격 전압이 400V이고 정격 용량이 10μF인 알루미늄 전해 캐패시터를 제조한다.
실시예 17
도 4에 나타낸 바와 같이, 알루미늄 금속 박막의 조면 위에 산화막이 형성된 양극 금속판(14)과 알루미늄으로 만든 음극 금속판(15) 사이에 종이 등으로 만든 격리판(16)을 개재하여 권취하여 캐패시터 소자(1)를 제조한다. 이 캐패시터 소자(1)를 에틸렌 글리콜 100부와 암모늄 아디페이트 10부와 붕산 3부를 포함하는 구동 전해액으로 함침한다. 그리고, 캐패시터 소자(1)의 말단면(12), (13)에 PVA 분말을 도포하여 도 1에 나타낸 바와 같이 PVA 막을 형성한다. 이렇게 해서 만든 캐패시터 소자를 끝이 막힌 외측 케이스(2)에 삽입하고 밀봉재로 밀봉한 다음에 가열하고 450V에서 개형하여 알루미늄 전해 캐패시터를 제조한다. 알루미늄 전해 캐패시터의 정격 전압과 용량은 각각 400V와 10μF이다.
실시예 18
PVA(비누화도: 96몰%; 중합도: 1,700)가 20%부으로 용해되어 있는 수용액을 코마 리버스형 도포기를 사용하여 격리판(크라프트지; 밀도: 0.75g/㎤; 두께: 50μm)에 도포한 다음에, 가열하고 건조하여 PVA가 부착된 격리판을 제조한다. PVA의 부착량은 5g/㎡이다. 직경이 0.1μm 이상인 피트가 상부에 형성된 음극 호일과 양극 호일 사이에 상기 격리판을 개재하고 권취하여 400V-10μF 캐패시터 소자를 제조한다. 이와 별개로, 에틸렌 클리콜 100부와 암모늄 아디파이트 10부와 붕산 3.5부를 포함하는 전해액을 제조한다. 캐패시터 소자를 상기 전해액으로 함침한 후에 알루미늄 케이스에 삽입하고 고무 부재로 밀봉한 후, 가열 상태에서 450V를 인가하여 전해 캐패시터가 개형되게 하는 동시에 전해액을 겔화하여 알루미늄 전해 캐패시터를 제조한다.
비교 실시예 15
에틸렌 글리콜 100부와 암모늄 아디페이트 10부를 포함하는 전해액을 사용한 것을 제외하고는 실시예 16과 동일한 방법으로 알루미늄 전해 캐패시터를 제조한다.
비교 실시예 16
일반 격리판을 사용한 것을 제외하고는 실시예 16과 동일한 방법으로 알루미늄 전해 캐패시터를 제조한다.
비교 실시예 17
에틸렌 글리콜 100부와 암모늄 아디페이트 10부를 포함하는 전해액을 사용한 것을 제외하고는 실시예 18과 동일한 방법으로 알루미늄 전해 캐패시터를 제조한다.
비교 실시예 18
일반 격리판을 사용한 것을 제외하고는 실시예 18과 동일한 방법으로 알루미늄 전해 캐패시터를 제조한다.
통상적인 실시예 7
일반 격리판을 사용하고, 에틸렌 글리콜 100부, 암모늄 1,7-옥탄디카복실산 15부를 포함하는 전해액을 사용한 것을 제외하고는 실시예 16과 동일한 방법으로 알루미늄 전해 캐패시터를 제조한다.
통상적인 실시예 8
일반 격리판을 사용하고, 에틸렌 글리콜 100부, 암모늄 1,7-옥탄디카복실산 15부, 붕산 3.5부 및 PVA 3부를 포함하는 전해액을 사용한 것을 제외하고는 실시예 18과 동일한 방법으로 알루미늄 전해 캐패시터를 제조한다.
이들 알루미늄 전해 캐패시터를 각각 고온 부하 시험한다. 부하 시험은 실시에 16과 17, 비교에 15와 16과 통상적인 실시예 7에 대하여 1000시간 동안 105℃에서 400V의 전압을 가하여 수행한다. 결과는 표 10에 나타내었다. 실시예 18과 비교 실시예 17과 18, 통상적인 실시예 8의 경우, 2000시간 동안 105℃에서 400V의 인가 전압하에 부하 시험을 수행한다. 결과를 표 11에 나타내었다. 각 예에서 20개씩의 전해 캐패시터를 부하 실험한다. 각종 특성을 결정하기 위하여 20개의 전해 캐패시터에 대한 측정치의 평균을 내었다.
| 초기 특성 | 105℃에서 1000 시간 후 | |||
| 용량 (μF) | tanδ | 용량 변화량 % | tanδ | |
| 실시예 16 | 10.35 | 0.013 | - 2.5 | 0.017 |
| 실시예 17 | 10.24 | 0.015 | - 2.4 | 0.018 |
| 비교 실시예 15 | 개형 중에 단락됨 | - | - | |
| 비교 실시예 16 | 개형 중에 단락됨 | - | - | |
| 통상적인 실시예 7 | 10.03 | 0.025 | - 1.5 | 0.030 |
| 초기 특성 | 105℃에서 2000시간 후 | |||
| 용량 (μF) | tanδ | 용량 변화량 % | tanδ | |
| 실시예 18 | 10.18 | 0.015 | - 2.4 | 0.018 |
| 비교 실시예 17 | 개형 중에 단락됨 | - | - | |
| 비교 실시예 18 | 개형 중에 단락됨 | - | - | |
| 통상적인 실시예 8 | 10.11 | 0.033 | -1.9 | 0.036 |
표 10으로부터, 붕산이 없는 전해액을 포함하는 비교 실시예 15의 전해 캐패시터와 일반 격리판을 포함하는 비교 실시예 16의 전해 캐패시터가 개형 중에 단락된다. 그러므로, 이들 전해 캐패시터는 400V의 정격 전압을 갖는 전해 캐패시터를 제조할 수 있는 내전압을 갖지 못한다. 암모늄 1,7-옥탄디카복실산을 이용한 종래의 400V 전해 캐패시터용 전해액인 붕산을 함유하는 전해액을 포함하는 통상적인 실시예 7의 전해 캐패시터는 초기와 고온 부하 시험 후의 tanδ 값이 높게 나타난다. 반면에, 실시예 16과 17의 전해 캐패시터의 tanδ 값은 초기와 고온 부하 시험 후에 통상적인 실시예의 것은 약 절반이다. 그러므로, 이들 전해 캐패시터는 유전 손실이 감소된다.
표 11을 보면, 붕산이 없는 전해액을 포함하는 비교 실시예 17의 전해 캐패시터와 일반 격리판을 포함하는 비교 실시예 18의 전해 캐패시터가 개형 중에 단락된다. 반면에, 실시예 18의 전해 캐패시터의 tanδ 값은 초기와 고온 부하 시험 후에 통상적인 실시예 8의 전해 캐패시터의 약 절반이다. 다시 말하면, 본 발명의 전해 캐패시터의 내전압의 개선과 전해액의 높은 불꽃 전압에 의한 상승 효과로 인하여 유전 손실이 낮은 400V 전해 캐패시터를 제조할 수 있다.
과전압 저항을 평가하기 위하여, 실시예 16 내지 18과 통상적인 실시예 7과 8에 따라 알루미늄 전해 캐패시터 20개씩을 제조한다. 105℃에서 50시간 동안 450V와 500V의 인가 전압하에 과전압 시험을 수행한다. 결과는 표 12에 나와 있다.
| 450V - 50시간후 | 500V - 50시간후 | |
| 단락된 캐패시터의 갯수 | 단락된 캐패시터의 갯수 | |
| 실시예 16 | 0 | 0 |
| 실시예 17 | 0 | 0 |
| 실시예 18 | 0 | 0 |
| 통상적인 실시예 7 | 3 | 8 |
| 통상적인 실시예 8 | 3 | 20 |
표 12에서 알 수 있는 바와 같이, 실시예 16 내지 18의 모든 전해 캐패시터가 450V-50시간 및 500V-50시간의 과전압 시험 중에 단락되지 않고 양호한 과전압 저항을 나타내었다. 반면에, 통상적인 실시예 7의 전해 캐패시터는 과전압 시험에서 단락된다. 그러므로, 본 발명의 전해 캐패시터는 개선된 과전압 저항을 나타낸다.
다음에는, 직쇄 다른 디카복실산과 붕산을 함유하는 전해액을 포함하는 본 발명의 제1 및 제2 양태에 따른 전해 캐패시터의 실시예를 설명하기로 한다.
실시예 19
내전압이 700V인 양극 호일과, 에틸렌 클리콜 100부와 암모늄 벤조산 10부와 붕산 3부를 포함하는 전해액을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 16과 동일한 방법으로 정격 전압이 450V이고 정격 용량이 10μm인 알루미늄 전해 캐패시터를 제조하고 500V에서 개형시킨다.
실시예 20
450V - 10μF 캐패시터 소자를 사용하고, 에틸렌 클리콜 100부와 암모늄 벤조산 10부와 붕산 3부를 포함하는 전해액을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 18과 동일한 방법으로 알루미늄 전해 캐패시터를 제조하고 500V에서 개형시킨다.
비교 실시예 19
에틸렌 클리콜 100부와 암모늄 벤조산 10부를 포함하는 전해액을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 19와 동일한 방법으로 알루미늄 전해 캐패시터를 제조한다.
비교 실시예 20
일반 격리판을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 19와 동일한 방법으로 알루미늄 전해 캐패시터를 제조한다.
비교 실시예 21
일반 격리판을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 20과 동일한 방법으로 알루미늄 전해 캐패시터를 제조한다.
통상적인 실시예 9
일반 격리판을 사용하고, 에틸렌 클리콜 100부와 암모늄 1,6-데칸디카복실산 15부와 붕산 3부를 포함하는 전해액을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 19와 동일한 방법으로 알루미늄 전해 캐패시터를 제조한다.
통상적인 실시예 10
일반 격리판을 사용하고, 에틸렌 클리콜 100부와 암모늄 1,6-데칸디카복실산 15부와 붕산 10부와 PVA 3부를 포함하는 전해액을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 20과 동일한 방법으로 알루미늄 전해 캐패시터를 제조한다.
이들 알루미늄 전해 캐패시터를 각각 고온 부하 시험한다. 부하 시험은 실시에 19와, 비교 실시예 19와 20, 통상적인 실시예 9에 대하여 1000시간 동안 105℃에서 450V의 전압을 가하여 수행한다. 실시예 20과 비교 실시예 21, 통상적인 실시예 10의 경우, 2000시간 동안 105℃에서 400V의 인가 전압하에 부하 시험을 수행한다. 결과를 표 13과 표 14에 나타내었다.
| 초기 특성 | 105℃에서 1000시간 후 | |||
| 용량 (μF) | tanδ | 용량 변화량 % | tanδ | |
| 실시예 19 | 10.21 | 0.010 | - 2.3 | 0.015 |
| 비교 실시예 19 | 개형 중에 단락됨 | - | - | |
| 비교 실시예 20 | 개형 중에 단락됨 | - | - | |
| 통상적인 실시예 9 | 10.01 | 0.029 | - 1.8 | 0.031 |
| 초기 특성 | 105℃에서 2000시간 후 | |||
| 용량 (μF) | tanδ | 용량 변화량 % | tanδ | |
| 실시예 20 | 10.33 | 0.017 | 0.1 | 0.021 |
| 비교 실시예 21 | 개형 중에 단락됨 | - | - | |
| 통상적인 실시예 10 | 10.00 | 0.040 | -2.1 | 0.044 |
표 13으로부터, 붕산이 없는 전해액을 포함하는 비교 실시예 19의 전해 캐패시터와 일반 격리판을 포함하는 비교 실시예 20의 전해 캐패시터가 개형 중에 단락된 것을 알 수 있다. 그러므로, 이들 전해 캐패시터는 450V의 정격 전압을 갖는 전해 캐패시터를 제조할 수 있는 내전압을 갖지 못한다. 종래의 450V 전해 캐패시터용 전해액인 1,6-데칸디카복실산을 함유하는 전해액을 포함하는 통상적인 실시예 9의 전해 캐패시터는 초기와 고온 부하 시험 후의 tanδ 값이 높게 나타난다. 반면에, 실시예 19의 전해 캐패시터의 tanδ 값은 초기와 고온 부하 시험 후에 통상적인 실시예 9의 약 절반이다.
표 14를 보면, 일반 격리판을 포함하는 비교 실시예 21의 전해 캐패시터가 개형 중에 단락되어 본 발명에 따른 격리판의 효과를 입증한다. 실시예 20의 전해 캐패시터의 tanδ 값은 초기와 고온 부하 시험 후에 통상적인 실시예 10의 약 절반이다. 그러므로, 실시예 20의 전해 캐패시터는 유전 손실이 낮은 알루미늄 전해 캐패시터이다. 상기에서 언급한 바와 같이, 내전압의 개선과 전해액의 높은 불꽃 전압 및 전기 전도도에 의한 상승 효과로 인하여 유전 손실이 낮은, 즉 유전 손실이 통상적인 실시예의 1/3 내지 1/2로 줄어든 중간 및 고전압용 알루미늄 전해 캐패시터를 제조할 수 있다.
과전압 저항을 평가하기 위하여, 실시예 19와 20, 통상적인 실시예 9와 10에 따라 알루미늄 전해 캐패시터 20개씩을 제조한다. 105℃에서 50시간 동안 500V와 550V의 인가 전압하에 과전압 시험을 수행한다. 결과는 표 15에 나와 있다.
| 500V - 50시간 후 | 550V - 50시간 후 | |
| 단락된 캐패시터의 갯수 | 단락된 캐패시터의 갯수 | |
| 실시예 19 | 0 | 0 |
| 실시예 20 | 0 | 0 |
| 통상적인 실시예 9 | 4 | 10 |
| 통상적인 실시예 10 | 4 | 10 |
표 15에서 알 수 있는 바와 같이, 실시예 19와 20의 전해 캐패시터가 500V-50시간 및 550V-50시간의 과전압 시험 중에 단락되지 않고 양호한 과전압 저항을 나타내었다. 반면에, 통상적인 실시예 9와 10의 전해 캐패시터는 과전압 시험에서 단락된다. 그러므로, 본 발명의 전해 캐패시터는 개선된 과전압 저항을 나타낸다.
본 발명의 제1 양태에 따른 전해 캐패시터는 직경이 0.1μm 이상인 피트(pit)가 표면 위에 형성되어 있는 양극 호일(foil)과 음극 호일을 이들 사이에 삽입된 격리판(당해 격리판에는 폴리비닐 알콜이 도포되어 건조되어 있다)과 함께 권취함으로써 제조되고 에틸렌 글리콜을 함유하는 전해 캐패시터용 전해액과 접촉하여 전해액을 겔화시키는 캐패시터 소자를 포함한다. 본 발명의 제2 양태에 따른 전해 캐패시터는 양극 호일과 음극 호일을 이들 사이에 삽입된 격리판(당해 격리판은 폴리비닐 알콜 용액을 기체 속으로 압출시켜 제조한 필라멘트 섬유들을 혼합시킴으로써 제조한다)과 함께 권취함으로써 제조되고 전해액으로 함침되는 캐패시터 소자를 포함한다. 본 발명의 제3 양태에 따른 전해 캐패시터는 양극 호일, 음극 호일 및 격리판을 권취하여 제조한 캐패시터 소자(당해 소자의 상단면과 하단면 양쪽에는 폴리비닐 알콜이 부착되어 있다)를 붕산을 함유하는 구동 전해액으로 함침시키고, 캐패시터 소자를 외측 케이스에 삽입한 다음, 외측 케이스의 개구부를 밀봉재로 밀봉하고, 양극을 개형시킴을 포함하는 방법으로 제조한다. 본 발명에 따른 전해 캐패시터에서 PVA의 적합한 형태를 선택하여 사용하면 전해액에 PVA가 용해되어 전극 호일에 효과적인 작용을 하여 전해 캐패시터의 유전 손실을 높이지 않고도 내전압과 과전압 저항을 개선할 수 있다.
또한, 전해액이 측쇄상 디카복실산과 붕산을 함유하면 높은 불꽃 전압과 전기 전도도를 나타낸다. 그러므로, 전해 캐패시터와 전해액으로부터 얻은 상승 효과로 인하여 유전 손실을 악화시키지 않으면서 내전압을 향상시키고 높은 과전압 저항을 갖는 중간 및 고전압용 전해 캐패시터를 제조할 수 있다.
사용되는 전해액이 직쇄상 지방족 디카복실산과 붕산을 함유하면, 높은 전기 전도도를 나타내어 전해 캐패시터와 전해액으로부터 얻은 상승 효과로 인하여 유전 손실을 악화시키지 않으면서 내전압을 향상시킨 중간 및 고전압용 전해 캐패시터를 제조할 수 있다. 또한, 높은 과전압 저항도 얻을 수 있다.
이상에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니며 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당업자에 의해 그 개형이나 개형이 가능하다.
본 발명에 의해 내압 특성과 과전압 저항이 향상된 중간 및 고전압용 전해 캐패시터가 제공된다. 또한, 유전 손실이 낮은 중간 및 고전압용 전해 캐패시터가 제공된다.
Claims (12)
- 직경이 0.1μm 이상인 피트(pit)가 표면 위에 형성되어 있는 양극 호일(foil)과 음극 호일을 이들 사이에 삽입된 격리판(당해 격리판에는 폴리비닐 알콜이 도포되어 건조되어 있다)과 함께 권취함으로써 제조되고 에틸렌 글리콜을 함유하는 전해 캐패시터용 전해액과 접촉하여 전해액을 겔화시키는 캐패시터 소자를 포함하는 전해 캐패시터.
- 제1항에 있어서, 전해액이 붕산을 함유하는 전해 캐패시터.
- 제1항에 있어서, 격리판에 부착된 폴리비닐 알콜의 양이 0.1 내지 50.0g/㎡인 전해 캐패시터.
- 양극 호일과 음극 호일을 이들 사이에 삽입된 격리판(당해 격리판은 폴리비닐 알콜 용액을 기체 속으로 압출시켜 제조한 필라멘트 섬유들을 혼합시킴으로써 제조된다)과 함께 권취함으로써 제조되고 전해액으로 함침되는 캐패시터 소자를 포함하는 전해 캐패시터.
- 제4항에 있어서, 전해액이 에틸렌 글리콜과 붕산을 함유하는 전해 캐패시터.
- 제4항에 있어서, 폴리비닐 알콜의 비누화도가 90몰% 이상인 전해 캐패시터.
- 양극 호일, 음극 호일 및 격리판을 권취하여 제조한 캐패시터 소자(당해 소자의 상단면과 하단면 양쪽에는 폴리비닐 알콜이 부착되어 있다)를 붕산을 함유하는 구동 전해액으로 함침시키고, 캐패시터 소자를 외측 케이스에 삽입한 다음, 외측 케이스의 개구부를 밀봉재로 밀봉하고, 양극을 개형시킴을 포함하는 방법으로 제조한 전해 캐패시터.
- 제2항, 제5항 및 제7항 중의 어느 한 항에 있어서, 붕산의 함유량이 0.1 내지 40중량%인 전해 캐패시터.
- 제8항에 있어서, 전해액이 측쇄상 디카복실산, 이의 유도체 또는 이의 염을 0.1 내지 35중량%의 양으로 함유하는 전해 캐패시터.
- 제9항에 있어서, 측쇄상 디카복실산, 이의 유도체 또는 이의 염의 함유량이 0.5 내지 3중량%이고, 붕산의 함유량이 5 내지 40중량%인 전해 캐패시터.
- 제9항에 있어서, 측쇄상 디카복실산, 이의 유도체 또는 이의 염의 함유량이 5 내지 25중량%이고, 붕산의 함유량이 0.1 내지 5중량%인 전해 캐패시터.
- 제8항에 있어서, 전해질 용액이 C6-10직쇄상 지방족 포화 디카복실산, 방향족 모노카복실산 또는 이의 염을 0.1 내지 35중량%의 양으로 함유하는 전해 캐패시터.
Applications Claiming Priority (10)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28777397A JP3918893B2 (ja) | 1997-10-03 | 1997-10-03 | 電解コンデンサ |
| JP97-287773 | 1997-10-03 | ||
| JP10022898A JP4811969B2 (ja) | 1998-03-27 | 1998-03-27 | 電解コンデンサおよびその製造方法 |
| JP98-100228 | 1998-03-27 | ||
| JP98-131243 | 1998-04-24 | ||
| JP13124398A JPH11307395A (ja) | 1998-04-24 | 1998-04-24 | 電解コンデンサ |
| JP98-164328 | 1998-05-28 | ||
| JP16432898A JPH11340095A (ja) | 1998-05-28 | 1998-05-28 | 電解コンデンサ |
| JP98-202790 | 1998-07-02 | ||
| JP20279098A JP4304384B2 (ja) | 1998-07-02 | 1998-07-02 | 電解コンデンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR19990036589A true KR19990036589A (ko) | 1999-05-25 |
| KR100577618B1 KR100577618B1 (ko) | 2006-11-30 |
Family
ID=27526000
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019980032363A KR100577618B1 (ko) | 1997-10-03 | 1998-08-10 | 전해캐패시터 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6058006A (ko) |
| EP (1) | EP0907191B1 (ko) |
| KR (1) | KR100577618B1 (ko) |
| DE (1) | DE69836059T2 (ko) |
| TW (1) | TW388891B (ko) |
Families Citing this family (33)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999028933A1 (fr) * | 1997-11-28 | 1999-06-10 | Nippon Chemi-Con Corporation | Condensateur electrolytique et son procede de production |
| JPH11265839A (ja) * | 1998-03-17 | 1999-09-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | アルミニウム電解コンデンサ |
| US6275729B1 (en) * | 1998-10-02 | 2001-08-14 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Smaller electrolytic capacitors for implantable defibrillators |
| JP4554012B2 (ja) * | 1998-10-13 | 2010-09-29 | パナソニック株式会社 | アルミニウム電解コンデンサ |
| JP3366268B2 (ja) * | 1998-12-01 | 2003-01-14 | ルビコン株式会社 | 電解コンデンサ駆動用電解液及びこれを使用した電解コンデンサ |
| JP3623113B2 (ja) | 1998-12-03 | 2005-02-23 | ルビコン株式会社 | 電解コンデンサ |
| FR2788877B1 (fr) * | 1999-01-27 | 2001-11-09 | Nichicon Corp | Condensateur electrolytique d'aluminium |
| US6396682B1 (en) * | 2000-01-31 | 2002-05-28 | Ness Capacitor Co., Ltd. | Electric energy storage device and method for manufacturing the same |
| TW521289B (en) * | 2001-01-17 | 2003-02-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Electronic component |
| JP4921696B2 (ja) * | 2002-03-28 | 2012-04-25 | 日本ケミコン株式会社 | 固体電解コンデンサ及びその製造方法 |
| CN100590760C (zh) * | 2002-03-28 | 2010-02-17 | 日本贵弥功株式会社 | 固体电解电容器及其制造方法 |
| KR100477245B1 (ko) * | 2002-07-05 | 2005-03-17 | 현대모비스 주식회사 | 에어백 모듈 일체형 혼 스위치 |
| US6917094B2 (en) * | 2002-11-29 | 2005-07-12 | Honda Motor Co., Ltd | Electrode for electric double layer capacitor |
| KR100462081B1 (ko) * | 2002-12-11 | 2004-12-17 | 파츠닉(주) | 알루미늄 전해콘덴서의 고압용 전해액 조성물 |
| US7268996B1 (en) * | 2003-01-10 | 2007-09-11 | Pacesetter, Inc. | Electrolyte for very high voltage electrolytic capacitors |
| US6985352B2 (en) * | 2003-05-30 | 2006-01-10 | Medtronic, Inc. | Capacitors including track-etched separator materials |
| US7242572B2 (en) * | 2003-05-30 | 2007-07-10 | Medtronic, Inc. | Methods of applying separator members to an electrode of a capacitor |
| US6995971B2 (en) | 2003-05-30 | 2006-02-07 | Medtronic, Inc. | Capacitors including interacting separators and surfactants |
| US6967828B2 (en) * | 2003-05-30 | 2005-11-22 | Medtronic, Inc. | Capacitors including metalized separators |
| US7163643B2 (en) * | 2003-06-26 | 2007-01-16 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Driving electrolyte and electrolytic capacitor using the same |
| KR100561264B1 (ko) | 2004-03-25 | 2006-03-14 | 파츠닉(주) | 알루미늄 전해콘덴서 초고압용 전해액 |
| KR100561265B1 (ko) | 2004-03-25 | 2006-03-14 | 파츠닉(주) | 알루미늄 전해콘덴서 초고압용 전해액 |
| JP4660222B2 (ja) * | 2005-02-14 | 2011-03-30 | 三洋電機株式会社 | 固体電解コンデンサ及びその製造方法 |
| US7206186B1 (en) * | 2006-05-31 | 2007-04-17 | Cornell Dubilier Marketing, Inc. | Hermetically sealed electrolytic capacitor |
| TW201015595A (en) * | 2008-09-22 | 2010-04-16 | Sanyo Electric Co | Winding-type electrolytic capacitor and method of manufacturing the same |
| TWI447766B (zh) * | 2009-03-31 | 2014-08-01 | Nippon Chemicon | Electrolyte for Aluminum Electrolytic Capacitors and Aluminum Electrolytic Capacitors |
| US8318037B2 (en) | 2010-04-30 | 2012-11-27 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Organosilicon glycol-based electrolytes with a hydroxy terminus |
| US8693167B2 (en) * | 2010-09-10 | 2014-04-08 | Panasonic Corporation | Electronic component and lead-wire for the same |
| JP6314680B2 (ja) * | 2014-06-18 | 2018-04-25 | 日本ケミコン株式会社 | コンデンサ及びコンデンサの製造方法 |
| TWI650784B (zh) * | 2016-11-01 | 2019-02-11 | 鈺邦科技股份有限公司 | 不需要負極導電箔片的捲繞型電容器封裝結構及其捲繞式組件 |
| CN106771645B (zh) * | 2016-12-12 | 2019-06-25 | 国网四川省电力公司电力科学研究院 | 电容式电压互感器介损及电容量在线监测方法及监测系统 |
| WO2019189160A1 (ja) * | 2018-03-28 | 2019-10-03 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 座板付きコンデンサ |
| CN113502684B (zh) * | 2021-06-21 | 2022-10-14 | 浙江鹏辰造纸研究所有限公司 | 一种锌银电池用辅助隔膜及其制备方法 |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1049058A (en) * | 1963-10-08 | 1966-11-23 | Safco Condensateurs | mprovements in or relating to electrolytes for electrolytic capacitors and capacitors employing same |
| US4447346A (en) * | 1977-10-11 | 1984-05-08 | Sangamo Weston, Inc. | Electrolyte system for electrolytic capacitors |
| US4480290A (en) * | 1979-07-17 | 1984-10-30 | Les Condensateurs Sic Safco | Electrolytic capacitor including a composite separator between the anode and the cathode thereof |
| JPS56139113A (en) * | 1980-04-01 | 1981-10-30 | Asahi Chem Ind Co Ltd | Manufacture of filter |
| DE3787119T2 (de) * | 1986-05-20 | 1993-12-23 | Nippon Chemicon | Elektrolytischer Kondensator des Wickeltyps. |
| US4763229A (en) * | 1986-12-24 | 1988-08-09 | Showa Aluminum Kabushiki Kaisha | Aluminum capacitor plate for electrolytic capacitor and process for making the same |
| US4812145A (en) * | 1987-12-22 | 1989-03-14 | Lydall, Inc. | Process for the production of a battery separator |
| EP0381936B1 (en) * | 1989-01-11 | 1995-11-29 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | An electrolyte for use in electrolytic capacitors |
| JP2772297B2 (ja) * | 1990-04-11 | 1998-07-02 | ジエルマックス株式会社 | 電解コンデンサ |
| JPH0458508A (ja) * | 1990-06-28 | 1992-02-25 | Nippon Chemicon Corp | 電解コンデンサ |
| EP0569938B1 (en) * | 1992-05-12 | 1996-03-20 | Kuraray Co., Ltd. | Separator for electrolytic capacitors |
| JP3324803B2 (ja) * | 1992-11-27 | 2002-09-17 | 株式会社クラレ | 電解コンデンサー用セパレーター |
| KR970008554B1 (ko) * | 1994-06-30 | 1997-05-27 | 삼성전기 주식회사 | 알루미늄 전해콘덴서용 전해액 |
| US5661629A (en) * | 1995-06-06 | 1997-08-26 | Macfarlane; Douglas Robert | High conductivity crosslinked electrolyte materials and capacitors incorporating the same |
| JPH10223481A (ja) * | 1997-02-10 | 1998-08-21 | Nippon Chemicon Corp | 電解コンデンサ |
-
1998
- 1998-08-10 US US09/131,679 patent/US6058006A/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-08-10 EP EP98114982A patent/EP0907191B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-08-10 KR KR1019980032363A patent/KR100577618B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1998-08-10 TW TW087113219A patent/TW388891B/zh not_active IP Right Cessation
- 1998-08-10 DE DE69836059T patent/DE69836059T2/de not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0907191A3 (en) | 2004-01-28 |
| DE69836059T2 (de) | 2007-05-10 |
| DE69836059D1 (de) | 2006-11-16 |
| KR100577618B1 (ko) | 2006-11-30 |
| EP0907191B1 (en) | 2006-10-04 |
| EP0907191A2 (en) | 1999-04-07 |
| US6058006A (en) | 2000-05-02 |
| TW388891B (en) | 2000-05-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100577618B1 (ko) | 전해캐패시터 | |
| US6853540B2 (en) | Conductive composition precursor, conductive composition, solid electrolytic capacitor, and their manufacturing method | |
| JP5934878B2 (ja) | 電解コンデンサおよびその製造方法 | |
| US20200111621A1 (en) | Hybrid aluminum electrolytic capacitor and method for making same | |
| US20220359127A1 (en) | Electrolytic capacitor and method for producing same | |
| JP4379156B2 (ja) | アルミ電解コンデンサ | |
| JPWO2006022049A1 (ja) | 固体電解コンデンサ | |
| CN107993847B (zh) | 铝电解电容器用隔膜以及铝电解电容器 | |
| JP2023144086A (ja) | 内部コンダクタンスが改良され破壊電圧能力がより高いアルミニウムポリマーコンデンサ | |
| US11177080B2 (en) | Conductive polymer hybrid type electrolytic capacitor | |
| US20230154689A1 (en) | Solid electrolyte capacitor and method for manufacturing same | |
| US11443901B2 (en) | Electrolytic capacitor comprising an electrolytic solution containing a first base component, a first acid component, and a second acid component | |
| JP4617529B2 (ja) | 電解コンデンサ | |
| JP2019029498A (ja) | 電解コンデンサおよび電解コンデンサ用電解液 | |
| JP4304384B2 (ja) | 電解コンデンサ | |
| WO2004042758A1 (ja) | 電解コンデンサ | |
| JP3918893B2 (ja) | 電解コンデンサ | |
| JP2005347600A (ja) | 電解コンデンサ及びその製造方法 | |
| JPH11307395A (ja) | 電解コンデンサ | |
| WO2023190189A1 (ja) | 巻回形電解コンデンサ | |
| CN110223845B (zh) | 混合电容器和制造电容器的方法 | |
| JP2001189239A (ja) | 電解コンデンサ | |
| TW202416307A (zh) | 捲繞型電解電容器 | |
| JPH11162789A (ja) | 電気化学素子 | |
| JP4496580B2 (ja) | 電解コンデンサ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130430 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140418 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150416 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160419 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170421 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180420 Year of fee payment: 13 |
|
| EXPY | Expiration of term |