KR20120096438A - 전해콘덴서 및 전해콘덴서의 제조방법 - Google Patents

전해콘덴서 및 전해콘덴서의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20120096438A
KR20120096438A KR1020120017833A KR20120017833A KR20120096438A KR 20120096438 A KR20120096438 A KR 20120096438A KR 1020120017833 A KR1020120017833 A KR 1020120017833A KR 20120017833 A KR20120017833 A KR 20120017833A KR 20120096438 A KR20120096438 A KR 20120096438A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
polymer layer
conductive polymer
electrolytic capacitor
positive electrode
conductive
Prior art date
Application number
KR1020120017833A
Other languages
English (en)
Inventor
요시아키 이시마루
다카유키 마츠모토
Original Assignee
사가 산요 고교 가부시키가이샤
산요덴키가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 사가 산요 고교 가부시키가이샤, 산요덴키가부시키가이샤 filed Critical 사가 산요 고교 가부시키가이샤
Publication of KR20120096438A publication Critical patent/KR20120096438A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-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
    • H01G9/04—Electrodes or formation of dielectric layers thereon
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-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
    • H01G9/04—Electrodes or formation of dielectric layers thereon
    • H01G9/048—Electrodes or formation of dielectric layers thereon characterised by their structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-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 OR LIGHT-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
    • H01G9/025—Solid electrolytes
    • H01G9/028—Organic semiconducting electrolytes, e.g. TCNQ

Abstract

본 발명에 관한 전해콘덴서는, 띠모양의 금속박과 이 금속박의 표면에 마련된 유전체 피막으로 이루어지는 양극체와, 띠모양의 금속박으로 이루어지는 음극체가, 길이방향으로 감겨진 권회소자를 구비한 전해콘덴서이다. 양극체의 표면에 마련된 제1 도전성 고분자층을 구비한다. 제1 도전성 고분자층은, 양극체의 표면 가운데, 양극체의 폭방향에서의 중심부보다도, 양극체의 폭방향에서의 단부에 두껍게 존재하도록 마련되고 있다.

Description

전해콘덴서 및 전해콘덴서의 제조방법 {ELECTROLYTIC CAPACITOR AND METHOD OF MANUFACTURING ELECTROLYTIC CAPACITOR}
본 발명은 전해콘덴서 및 전해콘덴서의 제조방법, 특히 권회형(卷回型)의 전해콘덴서 및 전해콘덴서의 제조방법에 관한 것이다.
최근, 전자기기의 소형화의 흐름에 더하여, CPU 등의 신호처리의 고속화 및 고전압화가 요구되고 있다. 그를 위해, 전해콘덴서에는, 등가직렬저항(이하, 「ESR」라고 한다.)의 저감, 등가직렬 인덕턴스(이하, 「ESL」라고 한다.)의 저감 및 내전압 성능의 향상 등, 여러 가지의 전기 특성의 향상이 도모되고 있다.
예를 들어, 일본국 특개2007-184318호 공보에는, 도전성 고분자층의 도전성을 향상시키기 위해서, 고도전화제(高導電化劑)를 포함하는 도전성 고분자층을 형성하는 기술이 기재되어 있다. 이 공보에는, 도전성 고분자층의 도전성을 향상시킴으로써, 전해콘덴서의 ESR의 저감을 도모할 수 있고, 따라서, 전해콘덴서의 전기 특성이 향상된다고 기재되어 있다.
상기와 같은 도전성 고분자층을 구비하는 전해콘덴서로서, 띠모양의 금속박 으로 이루어진 양극체가 길이방향으로 감겨진 구성의 콘덴서 소자를 가지는, 권회형의 전해콘덴서가 있다. 권회형의 전해콘덴서는 대량생산의 관점으로부터, 현재, 이하와 같이 제작되고 있다.
즉, 우선, 대면적의 금속박에 화성(化成)처리를 행하고, 이 금속박의 표면에 유전체 피막을 형성한다. 다음으로, 대면적의 금속박을 콘덴서 소자에 필요한 양극체의 크기로 재단하여 양극체를 형성한다. 이 때, 재단되는 것에 의해서 새로이 노출된 양극체의 단면에는 유전체 피막은 형성되지 않고, 또, 단면 근방의 측면에서도 재단에 의해서 생긴 유전체 피막의 결손부가 존재하고 있다.
다음으로, 제작한 양극체의 표면에 리드선과 양극체를 전기적으로 접속하기 위한 리드탭을 배치하고, 이 리드탭을 감아 넣으면서 양극체를 길이방향으로 감아 돌린다. 이것에 의해, 권회소자를 제작한다. 그리고, 제작된 권회소자에 대해서 재화성처리를 행하여, 양극체의 단면 또는 그 측면의 유전체 피막의 결손부에 유전체 피막을 형성한 후에, 화학산화중합(化學酸化重合) 등을 행하여 도전성 고분자층을 형성한다.
이상의 제조공정에 의해, 권회형의 전해콘덴서에 이용되는 콘덴서 소자가 제작된다. 그리고, 이 콘덴서 소자를 케이스에 수용하여, 봉지함으로써, 권회형의 전해콘덴서가 제작된다.
그렇지만, 종래의 제조방법에서는, 양극체에서의 유전체 피막의 결손부, 특히, 양극체의 단면에 많이 존재하는 유전체 피막의 결손부를 충분히 수복하는 것이 어려운 경향에 있었다. 전해콘덴서에서, 양극체에 결손부가 잔존하고 있으면, 정전용량의 저하, 쇼트의 발생 및 누(漏)전류의 발생 등, 여러 가지의 전기 특성의 저하를 일으킨다고 하는 문제가 있다.
상기 문제를 해결하기 위해서, 예를 들어, 일본국 특개2007-53292호 공보에는, 권회소자를 트리에탄올아민(Triethanolamine) 용액에 침지하고 나서 재화성처리를 행함으로써, 양극체의 커팅부(단면)에서의 유전체 피막의 성장을 촉진하는 기술이 기재되어 있다.
[특허문헌 1] 일본국 특개2007-184318호 공보 [특허문헌 2] 일본국 특개2007-53292호 공보
일본국 특개2007-53292호 공보에 기재한 기술에서는, 트리에탄올아민 용액의 잔사(殘渣)가 콘덴서 소자 중에 존재하기 때문에, 정전용량의 저하 및 ESR의 증대 등의 전기 특성의 저하가 일어난다고 하는 문제가 있었다.
상기 사정을 감안하여, 본 발명은, 전기 특성이 뛰어난 전해콘덴서 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 제1 형태는, 띠모양의 금속박과 이 금속박의 표면에 마련된 유전체 피막으로 이루어지는 양극체와, 띠모양의 금속박으로 이루어지는 음극체가 길이방향으로 감겨진 권회소자를 구비한 전해콘덴서로서, 양극체의 표면에 마련된 제1 도전성 고분자층을 구비하고, 제1 도전성 고분자층은, 양극체의 표면 가운데, 양극체의 폭방향에서의 중심부보다도 양극체의 폭방향에서의 단부에 두껍게 존재하도록 마련되어 있는 전해콘덴서이다.
본 발명의 제2 형태는, 띠모양의 금속박과 이 금속박의 표면에 마련된 유전체 피막으로 이루어지는 양극체와 띠모양의 금속박으로 이루어지는 음극체가 길이방향으로 감겨진 권회소자를 구비하는 전해콘덴서의 제조방법으로서, 양극체의 표면 가운데, 양극체의 폭방향에서의 중심부보다도 양극체의 폭방향에서의 단부에 두껍게 존재하도록, 제1 도전성 고분자층을 형성하는 공정을 포함하고, 제1 도전성 고분자층을 형성하는 공정에서, 도전성 고체의 입자를 포함하는 분산액 및 도전성 고체가 용해된 용액 중 적어도 한쪽으로 이루어진 액상 조성물을 이용하여, 도전성 고체를 포함하는 제1 도전성 고분자층을 형성하는 전해콘덴서의 제조방법이다.
본 발명의 제3 형태는, 띠모양의 금속박과 이 금속박의 표면에 마련된 유전체 피막으로 이루어지는 양극체와 띠모양의 금속박으로 이루어지는 음극체가 길이방향으로 감겨진 권회소자를 구비하는 전해콘덴서의 제조방법으로서, 권회소자에 도전성 고체의 입자를 포함하는 분산액 및 도전성 고체가 용해된 용액 중 적어도 한쪽으로 이루어진 액상 조성물을 함침시키는 공정과, 액상 조성물을 함침시킨 권회소자를 대기압 이하의 감압 환경하에서 상기 액상 조성물의 용매의 비점 이상의 온도로 가열하여, 상기 도전성 고체를 포함하는 제1 도전성 고분자층을 형성하는 공정을 포함하는 전해콘덴서의 제조방법이다.
본 발명의 제4 형태는, 띠모양의 금속박과 이 금속박의 표면에 마련된 유전체 피막으로 이루어지는 양극체와 띠모양의 금속박으로 이루어지는 음극체가 길이방향으로 감겨진 권회소자를 구비하는 전해콘덴서의 제조방법으로서, 권회소자의 상면 측 및 저면 측에 위치하는 양극체의 단부에, 도전성 고체의 입자를 포함하는 분산액 및 도전성 고체가 용해된 용액 중 적어도 한쪽으로 이루어진 액상 조성물을 도포하는 공정과, 액상 조성물이 도포된 상기 권회소자를 가열하여, 상기 도전성 고체를 포함하는 제1 도전성 고분자층을 형성하는 공정을 포함하는 전해콘덴서의 제조방법이다.
본 발명의 제5 형태는, 띠모양의 금속박과 이 금속박의 표면에 마련된 유전체 피막으로 이루어지는 양극체와 띠모양의 금속박으로 이루어지는 음극체가 길이방향으로 감겨진 권회소자를 구비하는 전해콘덴서의 제조방법으로서, 상기 양극체의 표면 가운데, 상기 양극체의 폭방향에서의 중심부보다도 상기 양극체의 폭방향에서의 단부에 두껍게 존재하도록, 상기 양극체의 표면에 도전성 고체의 입자를 포함하는 분산액 및 도전성 고체가 용해된 용액 중 적어도 한쪽으로 이루어진 액상 조성물을 도포하는 공정과, 상기 액상 조성물이 도포된 양극체를 가열하여, 상기 도전성 고체를 포함하는 제1 도전성 고분자층을 형성하는 공정과, 상기 제1 도전성 고분자층이 형성된 상기 양극체를 길이방향으로 감아 돌려 상기 권회소자를 형성하는 공정을 포함하는 전해콘덴서의 제조방법이다.
본 발명에 의하면, 전기 특성이 뛰어난 전해콘덴서 및 그 제조방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시형태에 관한 전해콘덴서의 개략 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시형태에서의 콘덴서 소자의 구성을 나타내는 개략 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시형태에서의 콘덴서 소자의 내부 구조의 일부를 나타내는 개략 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시형태에서의 양극체상의 도전성 고분자층의 구성을 나타내는 개략 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시형태에서의 양극체상의 도전성 고분자층의 구성을 나타내는 개략 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일실시형태에 관한 전해콘덴서의 제조방법의 플로우차트도이다.
도 7은 본 발명의 일실시형태에서 제조공정중에 제작되는 권회소자의 구성을 나타내는 개략 사시도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시형태에 관한 전해콘덴서의 제조방법의 플로우차트도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시형태에 관한 전해콘덴서의 제조방법의 플로우차트도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시형태에서의 양극체상의 도전성 고분자층의 구성을 나타내는 개략 단면도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시형태에서의 양극체상의 도전성 고분자층의 구성을 나타내는 개략 단면도이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시형태에 관한 전해콘덴서의 제조방법의 플로우차트도이다.
도 13은 실시예 1에서 형성된 제1 도전성 고분자층의 SEM 사진이다.
도 14는 비교예 1에서 형성된 제1 도전성 고분자층의 SEM 사진이다.
이하, 도면을 참조하면서, 본 발명에 관한 전해콘덴서의 실시형태를 설명한다. 이하의 실시형태는 일례이며, 본 발명의 범위 내에서 여러 가지의 실시형태로의 실시가 가능하다. 또한, 본 발명의 도면에서, 동일한 참조 부호는 동일 부분 또는 상당 부분을 나타내는 것으로 한다.
(실시형태 1)
도 1 ~ 도 4를 이용하여, 본 발명의 실시형태 1의 전해콘덴서에 대해서 설명한다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 전해콘덴서는 콘덴서 소자(10)와, 바닥이 있는 케이스(11)와, 봉지부재(12)와, 좌판(13)과, 리드선(14A, 14B)과, 리드탭(15A, 15B)을 구비한다.
상기 콘덴서 소자(10)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 띠모양의 양극체(21)와 띠모양의 음극체(22)가 세퍼레이터(23)를 통하여 양극체(21)의 길이방향으로 감겨져 구성되어 있다. 콘덴서 소자(10)의 최외주는 권지(卷止) 테이프(24)에 의해 제지되어 있다. 콘덴서 소자(10)의 횡단면에서는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 콘덴서 소자(10)의 지름방향에서 양극체(21)와 음극체(22)가 교호로 배열되어 있고, 그 양극체(21)와 음극체(22)와의 사이에 세퍼레이터(23)가 마련되어 있다. 또한, 도 3에서, 도면 중 상하방향이 띠모양의 양극체(21)의 폭방향이며, 지면 위쪽으로부터 지면 이면방향이 양극체(21)의 길이방향이다.
도 2로 돌아와, 콘덴서 소자(10)에서, 리드탭(15A)은 양극체(21)의 표면에 접하도록 양극체(21)와 세퍼레이터(23)와의 사이에 배치되어 있다. 리드탭(15B)은 음극체(22)의 표면에 접하도록 음극체(22)와 세퍼레이터(23)와의 사이에 배치되어 있다. 즉, 각 리드탭(15A, 15B)은 양극체(21) 및 음극체(22)에 각각 접속된 상태에서 콘덴서 소자(10) 내에 감아 넣어져 있다. 또, 리드탭(15A 및 15B)에는 각각 리드선(14A 및 14B)이 접속되어 있다. 또한, 도 2에서는 콘덴서 소자(10)의 최외주를 일부 전개한 상태를 나타내고 있다.
양극체(21)는 띠모양의 금속박과, 이 금속박의 표면에 마련된 유전체 피막으로 이루어진다. 띠모양의 금속박의 표면은 에칭 등에 의해서 조면화(粗面化)되어 있으며, 양극체(21)는 큰 표면적을 가지고 있다. 금속박은 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 알루미늄, 탄탈, 니오브 등의 밸브작용 금속으로 이루어진 금속박이면 된다. 유전체 피막은, 예를 들어, 금속박의 표면을 화성처리함으로써 형성되며, 이 경우의 유전체 피막은 금속박을 구성하는 금속의 산화물이 된다. 또, 유전체 피막은 금속박상에 적층시키는 것에 의해서 형성하여도 된다.
음극체(22)는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 알루미늄, 탄탈 또는 니오브 등의 밸브작용 금속으로 이루어진 금속박이면 된다. 양극체(21)와 음극체(22)를 구성하는 금속은 동일하여도 되고, 차이가 나도 된다.
세퍼레이터(23)는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 합성 셀룰로오스, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 비닐론 또는 아라미드 섬유 등을 주성분으로 하는 부직포 등이면 된다. 또, 리드선(14A, 14B) 및 리드탭(15A, 15B)의 각 재료도 특별히 한정되지 않고, 공지의 재료로 하면 된다.
양극체(21)와 음극체(22)와의 사이에는 도시하지 않은 도전성 고분자층이 존재하고 있다. 이 도전성 고분자층의 존재에 의해서, 콘덴서로서의 기능을 발휘한다. 본 실시형태의 전해콘덴서는, 그 중에서도, 양극체(21)상의 도전성 고분자층에 특징이 있다. 이하, 양극체(21)상의 도전성 고분자층에 대해서, 도 4를 이용하여 설명한다.
도 4에서, 지면 위쪽으로부터 지면 이면방향이 양극체(21)의 길이방향이며, 도면 중 상하방향(L방향)이 양극체(21)의 폭방향이고, 도면 중 좌우방향이 양극체(21)의 두께방향이다. 또, 이하, 도 4에서, 양극체(21)의 표면 가운데, 양극체의 폭방향에서의 중심부분(도면 중 L0의 범위)에 위치하는 부분을 중심부(21a)로 하고, 양극체의 폭방향에서의 단(端)부분(도면 중 L1 및 L2의 범위)에 위치하는 각 부분을 단부(21b)로 한다. 또한, 이해를 용이하게 하기 위해서, 도 4에서, 단부(21b)에 상당하는 양극체(21)의 표면을 굵은 선으로 나타낸다.
도 4를 참조하여, 양극체(21)의 표면에는 제1 도전성 고분자층(32a)과 제2 도전성 고분자층(32b)을 포함하는 도전성 고분자층(32)이 마련되어 있다. 제1 도전성 고분자층(32a)은, 양극체(21)의 표면 가운데, 중심부(21a)보다도 단부(21b)에 두껍게 존재하도록 마련되어 있다. 여기서의 「두께」는 제1 도전성 고분자층(32a)에서의 양극체(21)에 접하는 표면 측으로부터 반대의 표면 측까지의 거리를 말한다.
제2 도전성 고분자층(32b)은 제1 도전성 고분자층(32a)상에 마련되어 있다. 제2 도전성 고분자층(32b)은 제1 도전성 고분자층(32a)상의 적어도 일부에 마련되어 있어도 되고, 도 4에 나타내는 바와 같이, 제1 도전성 고분자층(32a)의 표면 전체를 덮도록 마련되어도 된다. 양극체(21)의 표면 전체가 제1 도전성 고분자층(32a) 및 제2 도전성 고분자층(32b) 가운데 적어도 한쪽에서 피복되어 있으면 된다.
본 실시형태에 의하면, 양극체(21)의 표면 가운데, 유전체 피막의 결손부가 많이 존재하는 단부(21b)에 제1 도전성 고분자층(32a)을 두껍게 마련하는 것에 의해서, 유전체 피막의 결손부의 국소적인 수복이 가능하게 된다. 이 이유는 이하와 같다.
즉, 유전체 피막의 결손부를 가지는 전해콘덴서에 전압을 걸었을 경우, 결손부에 전류가 집중한다. 이것에 수반하여, 결손부가 많이 존재하는 양극체(21)의 단부(21b)의 온도가 상승한다. 단부(21b)의 온도상승에 의해서, 단부(21b)상의 제1 도전성 고분자층(32a)이 열분해되어 절연층으로 변화한다. 그러나, 제1 도전성 고분자층(32a)이 단부(21b)상에 두껍게 존재하고 있기 때문에, 절연층을 충분한 두께로 형성할 수 있다. 이것에 의해, 결손부는 절연층에 의해서 충분히 덮혀지므로, 결손부에 유래하는 정전용량의 저하, ESR의 증가 및 누전류의 증가 등의 전기 특성의 저하를 억제할 수 있다.
특히, 제1 도전성 고분자층(32a)은 도전성 고체의 입자를 포함하는 분산액 및 도전성 고체가 용해된 용액 중 적어도 한쪽으로 이루어진 액상 조성물을 이용하여 형성되는 것이 바람직하다. 여기서, 도전성 고체란, 용매 중에 입자의 상태로 분산될 수 있는 도전성 고분자, 또는 용매 중에 용해될 수 있는 도전성 고분자이다. 상기 액상 조성물이란, 구체적으로는, 도전성 고체가 용매 중에 분산된 분산액 및 도전성 고체가 용매 중에 용해된 용액 중 어느 하나로 이루어진 액상 조성물이면 되고, 상기 분산액과 상기 용액으로 이루어지는 액상 조성물이면 된다. 또한, 분산액에서, 입자는 응집한 상태에서 용매 중에 분산되어 있어도 된다.
이와 같은 액상 조성물을 이용하여 형성된 제1 도전성 고분자층(32a)은 양극체(21)의 표면상에서 각 도전성 고분자가 서로 얽힘으로써, 또는 서로 접착함으로써 구성되는 층이며, 환언하면, 도전성 고체를 포함하는 층이다. 도전성 고체는 화학중합이나 전해중합에 의해서 형성되는 도전성 고분자층보다도 분자량이 작은 경향이 있으며, 그 중량 평균 분자량은, 예를 들어, 103 이상 106 이하이다.
제1 도전성 고분자층(32a)은 도전성 고체를 포함하는 층인 것으로, 화학중합 또는 전해중합 등에 의해서 형성되는 도전성 고분자층에 비하여 양극체와의 높은 밀착성을 가진다. 따라서, 제1 도전성 고분자층(32a)이 열분해되는 것에 의해서 형성되는 절연층과 양극체(21)와의 밀착성도 향상하기 때문에, 유전체 피막의 결손부의 피복성을 더욱 높일 수 있다.
도전성 고체로서는, 예를 들어, 폴리피롤, 폴리티오펜, 폴리아닐린 혹은 폴리푸란(polyfuran), 또는 이들 유도체 등의 고분자에 도펀트가 부여된 것을 이용할 수 있다. 고분자로서는, 폴리티오펜 또는 그 유도체는 도전성이 높기 때문에 바람직하고, 특히, 폴리에틸렌디옥시티오펜(polyethylenedioxythiophene)을 이용하는 것이 더욱 바람직하다. 도펀트로서는, 폴리스티렌 설폰산, 폴리설폰산, 또는 폴리비닐 설폰산 등을 이용할 수 있다. 그 중에서도, 폴리스티렌 설폰산은 상기 고분자에 높은 도전성을 부여할 수 있는 점에서 바람직하다. 시판하는 도전성 고체로서는, Baytron P(스타크-브이 테크(Stark-V Tech) 주식회사제), Denatron＃5002 LA(나가세 산업 주식회사제), 폴리아닐린(이데미츠 고산 주식회사제) 등을 이용할 수 있다.
또한, 도전성 고체를 분산시키는 용매 및/또는 용해시키는 용매로서는, 도전성 고체를 분산 가능한 용매, 또는 용해 가능한 용매이면 된다. 예를 들어, 물, 메탄올, 에탄올, 에틸렌글리콜, 부탄올, 이소프로판올, 글리세린, 에틸렌글리콜디메틸에테르, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 포름아미드, N-메틸아세트아미드, N, N-디메틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈, N-메틸카프로락탐, N-메틸포름아미드 등을 이용할 수 있고, 이들을 혼합하여 이용해도 된다.
제2 도전성 고분자층(32b)은 제1 도전성 고분자층(32a)과 같아도 되고, 화학산화중합 또는 전해중합에 의해서 형성되는 도전성 고분자층이라도 된다. 화학산화중합 또는 전해중합에 의해서 형성되는 도전성 고분자층으로서는, 폴리피롤, 폴리티오펜, 폴리아닐린 혹은 폴리푸란, 또는 이들의 유도체 등의 기본 골격에 도펀트가 부여된 것을 들 수 있다. 도펀트로서는, 알킬설폰산, 방향족 설폰산 또는 다환방향족 설폰산 등의 설폰산 화합물이라도 되고, 질산 또는 황산 등이라도 된다. 그 중에서도, p-톨루엔 설폰산은 높은 도전성을 부여할 수 있는 점에서 바람직하다.
도 1로 돌아와, 콘덴서 소자(10)는 리드탭(15A, 15B)이 도출되는 상면이 노출하도록 바닥이 있는 케이스(11)에 수납되어 있다. 바닥이 있는 케이스(11) 내의 콘덴서 소자(10)의 상면에는 리드선(14A, 14B)이 관통하도록 형성된 봉지부재(12)가 배치되어 있으며, 이 구성에 의해서, 콘덴서 소자(10)는 바닥이 있는 케이스(11) 내에 봉지된다. 바닥이 있는 케이스(11)의 개구단 근방은 가로로 드로잉되어 컬가공되어 있으며, 가공된 컬 부분에는 좌판(13)이 배치되어 있다.
바닥이 있는 케이스(11)의 재료는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 알루미늄, 스테인리스, 동, 철 또는 놋쇠 등의 금속이면 되고, 이들의 합금이라도 된다. 또, 봉지부재(12)는 절연성을 가지고 있으면 특별히 한정되지 않는다. 봉지부재(12)의 재료는, 예를 들어, 절연성의 탄성체, 그 중에서도 내열성이나 밀봉성이 비교적 높은 재료인, 실리콘 고무, 불소 고무, 에틸렌프로필렌 고무, 하이파일론 고무, 부틸 고무, 이소프렌 고무 등의 절연 고무를 이용할 수 있다.
본 실시형태 1의 전해콘덴서에 의하면, 양극체(21)의 표면에 도전성 고분자층(32)이 마련되어 있고, 양극체(21)의 표면 가운데, 중심부(21a)보다도 단부(21b)에 두껍게 존재하도록 제1 도전성 고분자층(32a)이 마련되어 있다. 이 구성에 의해, 상술한 바와 같이, 양극체(21)의 단부(21b)에 많이 존재하는 유전체 피막의 결손부를 제1 도전성 고분자층이 변성함으로써 형성되는 절연층에 의해서 덮을 수 있다. 이 때문에, 결손부에 유래하는 정전용량의 저하 및 ESR의 증가 등의 전기 특성의 저하를 억제할 수 있다. 따라서, 본 발명의 전해콘덴서는 전기 특성이 우수하다.
종래, 양극체의 표면의 유전체 피막의 결손부에 대해서, 재화성처리에 의한 수복이 시도되고 있었다. 그러나, 종래의 기술에서는, 양극체의 단면에 집중하기 쉬운 결손부를 충분히 수복하는 것이 어렵고, 전해콘덴서에서 결손부가 잔존하는 경우가 있었다. 이것에 대해, 본 발명에서는, 재화성처리에 의한 유전체 피막의 수복 대신에, 또는 재화성처리에 의한 유전체 피막의 수복에 더하여, 제1 도전성 고분자층(32a)이 열분해에 의해서 변성되어서 구성된 절연층에 의해서 결손부를 피복 할 수 있다.
특히, 단부(21b)상의 제1 도전성 고분자층(32a)의 두께가 두꺼운 것에 의해, 절연층(이 절연층은 제1 도전성 고분자층(32a)에 유래함)에 의한 결손부의 충분한 피복이 가능하게 된다. 또, 제1 도전성 고분자층(32a)의 양극체(21) 근방의 부분이 절연층으로 변성해도, 그 절연층상에 제1 도전성 고분자층(32a)이 잔존할 수 있고, 또, 제1 도전성 고분자층(32a)상에는 제2 도전성 고분자층(32b)이 존재하고 있기 때문에, 전해콘덴서의 기능 저하를 방지할 수 있다.
또, 제1 도전성 고분자층(32a)이 도전성 고체를 포함하는 층이므로, 제1 도전성 고분자층(32a)과 양극체와의 밀착성, 접착성을 높일 수 있다. 이와 같이, 제1 도전성 고분자층(32a)이 도전성 고체를 포함하는 층이면, 결손부의 피복성을 보다 높일 수 있다.
또, 제1 도전성 고분자층(32a)의 분해온도가 200℃ 이상 280℃ 이하인 것이 바람직하다. 제1 도전성 고분자층(32a)의 분해온도가 280℃ 이하, 보다 바람직하게는 250℃ 이하인 것에 의해, 결손부의 온도가 과잉으로 상승하기 전에, 결손부의 수복이 가능해지기 때문에, 온도의 상승에 의한 결손부의 확대화를 억제할 수 있다. 또, 제1 도전성 고분자층(32a)의 분해온도가 200℃ 이상인 것에 의해, 제1 도전성 고분자층(32a)이 과잉으로 변성되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 분해온도는 제1 도전성 고분자층(32a)을 구성하는 도전성 고체의 중량이 실온(25℃ 정도) 환경하에서의 중량의 95％ 이하가 되는 온도이다.
도 4를 참조하여, 실시형태 1의 전해콘덴서에서, 양극체(21)의 단부(21b)의 폭(L1 및 L2)은, 각각, 양극체의 폭(L)의 5％ 이상인 것이 바람직하다. 이것에 의해, 결손부의 보호 및 수복 등을 효율적으로 행할 수 있다. 보다 바람직하게는, 양극체(21)의 단부(21b)의 폭(L1 또는 L2)이 양극체의 폭(L)의 20% 이상이다.
이상, 도 1 ~ 도 4를 이용하여 실시형태 1의 전해콘덴서에 대해서 설명했지만, 본 발명의 전해콘덴서는 상기에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 5에 나타내는 바와 같이, 도전성 고분자층(32) 가운데, 제1 도전성 고분자층(32a)이 양극체(21)의 표면 중 단부(21b)에만 마련되어 있고, 제2 도전성 고분자층(32b)이 제1 도전성 고분자층(32a)상과 제1 도저성 고분자층(32a)으로부터 노출하는 양극체(21)의 중심부(21a)의 표면상에 마련되어 있어도 된다. 이 경우에도, 실시형태 1과 마찬가지로, 전해콘덴서의 전기 특성을 향상시킬 수 있다.
또, 제1 도전성 고분자층(32a)이, 양극체(21)의 표면 가운데, 중심부(21a)에 점재하도록, 또는 중심부(21a)를 일부 노출하도록, 중심부(21a)상에 불균일하게 마련되어 있고, 또한 단부(21b)에는 중심부(21a)보다도 두껍게 마련되고 있는 경우여도, 상기와 마찬가지로, 전해콘덴서의 전기 특성을 향상시킬 수 있다.
(실시형태 2)
본 발명의 전해콘덴서의 제조방법은, 띠모양의 금속박과 이 금속박의 표면에 마련된 유전체 피막으로 이루어지는 양극체가 길이방향으로 감겨진 권회소자를 구비하는 전해콘덴서의 제조방법으로서, 양극체의 표면 가운데, 양극체의 폭방향에서의 중심부보다도 양극체의 폭방향에서의 단부에 두껍게 존재하도록, 제1 도전성 고분자층을 형성하는 공정과, 제1 도전성 고분자층상에 제2 도전성 고분자층을 형성하는 공정을 포함하고, 제1 도전성 고분자층을 형성하는 공정에서, 도전성 고체의 입자를 포함하는 분산액 및 도전성 고체가 용해된 용액 중 적어도 한쪽으로 이루어진 액상 조성물을 이용하여, 도전성 고체를 포함하는 제1 도전성 고분자층을 형성한다. 이것에 의해, 상술의 본 발명에 관한 전해콘덴서를 제조할 수 있다.
이하, 도 1, 2, 4, 6 및 도 7을 이용하여, 상기 제조방법의 일실시형태에 대해서 구체적으로 설명한다.
우선, 도 6에 나타내는 바와 같이, 양극체(21)를 형성한다(스텝 S11). 구체적으로는, 우선, 대형 금속박의 표면을 조면화한다. 금속박을 구성하는 금속의 종류는 특별히 한정되지 않지만, 유전체 피막의 형성이 용이한 점에서는, 알루미늄, 탄탈, 또는 니오브 등의 밸브작용 금속이면 된다. 조면화란, 금속박의 표면에 복수의 오목부를 마련하여 금속박의 표면적을 크게 하는 것을 말하며, 예를 들어, 금속박을 에칭 처리함으로써 금속박의 표면에 복수의 오목부를 형성하면 된다.
다음으로, 조면화된 금속박의 표면에 유전체 피막을 형성한다. 유전체 피막의 형성방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 금속박이 밸브작용 금속으로 이루어진 경우에는, 금속박을 화성처리함으로써 금속박의 표면을 유전체 피막으로 할 수 있다. 화성처리는 금속박을 아디프산(adipic acid) 암모늄 용액 또는 인산 수용액 등의 화성액에 침지하여 열처리하여도 되고, 금속박을 상기 화성액에 침지하여 전압을 인가하여도 된다.
다음으로, 유전체 피막이 형성된 대형 금속박을 소정의 크기로 재단하여, 양극체(21)를 형성한다. 본 공정(스텝 S11)에 의해, 금속박상에 유전체 피막이 마련된 양극체(21)가 형성된다.
다음으로, 양극체(21)의 표면 가운데, 양극체(21)의 폭방향에서의 중심부(21a)보다도, 양극체(21)의 폭방향에서의 단부(21b)에 두껍게 존재하도록, 제1 도전성 고분자층(32a)을 형성한다. 구체적으로는, 이하의 스텝 S12 ~ S14를 행한다.
즉, 우선, 도 6 및 도 7에 나타내는 바와 같이, 권회소자(20)를 제작한다(스텝 S12). 도 7에 나타내는 권회소자(20)는, 콘덴서 소자(10) 가운데, 도전성 고분자층(32)이 형성되어 있지 않은 상태의 구조체에 상당하며, 상면(20a)과, 저면(20b)과, 측면(20c)을 구비한다. 상면(20a) 및 저면(20b)에서는 감겨진 양극체(21), 음극체(22) 및 세퍼레이터(23)의 단면(엣지)이 노출되어 있다.
권회소자(20)의 제작은, 우선, 세퍼레이터(23)를 통하여 양극체(21)와 음극체(22)를 감아 돌린다. 이 때, 리드선(14A, 14B)이 각각 접속된 리드탭(15A, 15B)을 각각, 양극체(21)와 세퍼레이터(23)와의 사이 및 음극체(22)와 세퍼레이터(23)와의 사이에 감아 넣으면서 감아 돌린다. 이것에 의해, 도 7에 나타내는 바와 같이, 리드탭(15A, 15B)을 권회소자(20)중에 세워 마련하게 할 수 있다. 그리고, 감겨진 양극체(21), 음극체(22) 및 세퍼레이터(23) 가운데, 최외층에 위치하는 음극체(22)의 외측 표면에 권지 테이프(24)를 배치하고, 음극체(22)의 단부를 권지 테이프(24)로 제지한다. 이것에 의해, 권회소자(20)가 제작된다. 그리고, 권회소자(20)를 화성액에 침지하여, 양극체(21)의 재화성처리를 행한다. 또한, 재화성처리는 행하지 않아도 된다.
다음으로, 도 6에 나타내는 바와 같이, 제1 액상 조성물을 권회소자(20)에 함침시킨다(스텝 S13). 구체적으로는, 제작된 권회소자(20)를 제1 액상 조성물에 침지시켜 권회소자(20) 내에 제1 액상 조성물을 함침시킨다. 이것에 의해, 권회소자(20) 내의 양극체(21)의 표면에 제1 액상 조성물이 부착한다.
제1 액상 조성물은, 실시형태 1에서도 설명한 바와 같이, 도전성 고체의 입자를 포함하는 분산액 및 도전성 고체가 용해된 용액 중 적어도 한쪽으로 이루어진 액상 조성물이다. 도전성 고체란, 상술한 바와 같이, 용매 중에 입자의 상태에서 혹은 응집체의 상태에서 분산될 수 있는 도전성 고분자이면 되고, 용매 중에 용해될 수 있는 도전성 고분자이면 된다. 용매 중에 분산 또는 용해될 수 있는 도전성 고체로서는, 예를 들어, 폴리피롤, 폴리티오펜, 폴리아닐린 혹은 폴리푸란, 또는 이들의 유도체 등의 고분자에 도펀트가 부여된 것을 들 수 있다. 시판하는 도전성 고체로서는, 상기와 같이, BaytronP(스타크-브이 테크 주식회사제), Denatron＃5002LA(나가세 산업 주식회사제), 폴리아닐린(이데미츠 고산 주식회사제) 등을 이용할 수 있다.
제1 액상 조성물의 용매로서는, 도전성 고체를 분산 가능한 용매, 또는 용해 가능한 용매이면 된다. 예를 들어, 물, 메탄올, 에탄올, 에틸렌글리콜, 부탄올, 이소프로판올, 글리세린, 에틸렌글리콜디메틸에테르, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 포름아미드, N-메틸아세트아미드, N, N-디메틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈, N-메틸카프로락탐, 또는 N-메틸포름아미드 등을 이용할 수 있으며, 이들을 혼합하여 이용해도 된다.
단, 제1 액상 조성물의 용매는 후술하는 감압하에서의 가열처리에서, 신속히 이동할(흐를) 수 있고, 또, 신속히 증발 제거되는 것이 바람직하다. 이 때문에, 제1 액상 조성물의 용매는 비점이 낮은 용매가 바람직하고, 본 발명자는, 이 중에서도, 100℃ 이하인 비점을 가지는 메탄올, 에탄올, 또는 이소프로판올 등을 제1 액상 조성물의 용매로서 바람직하게 이용할 수 있는 것을 지견(知見)하고 있다.
제1 액상 조성물 중에서의 도전성 고체의 함유량은 0.5중량％ 이상 20중량％ 이하인 것이 바람직하다. 제1 액상 조성물 중에서의 도전성 고체의 함유량이 0.5중량％ 이상인 것에 의해, 후술하는 스텝 S14에서, 단부(21b)상에 충분한 양의 도전성 고체를 부착시킬 수 있다. 제1 액상 조성물 중에서의 도전성 고체의 함유량이 20중량％ 이하인 것에 의해, 용매 중에서의 도전성 고체의 균일한 분산 또는 용해가 가능하게 된다.
다음으로, 도 6에 나타내는 바와 같이, 제1 액상 조성물이 함침된 권회소자(20)를 대기압 이하의 감압 환경하에서 제1 액상 조성물의 용매의 비점 이상의 온도로 가열처리한다(스텝 S14). 또한, 본 명세서에서, 대기압이란, 표준 대기압, 즉 101.3㎪(오차±5㎪ 미만)을 나타내며, 감압 환경하란, 101.3㎪보다 5㎪ 이상 감압된 환경하, 즉, 96.3㎪ 이하를 말한다.
제1 액상 조성물을 함침시킨 권회소자(20)를 감압 환경하에서 제1 액상 조성물의 용매의 비점 이상의 온도로 가열한다. 이것에 의해, 권회소자(20) 내에 비교적 균일하게 존재하고 있던 제1 액상 조성물이 권회소자(20)의 상면(20a) 측과 저면(20b) 측으로 이동(유동)한다. 이 이동에 의해, 양극체(21)의 표면 전체에 균일하게 부착하고 있던 제1 액상 조성물이 단부(21b)의 표면에 모임과 아울러, 제1 액상 조성물의 용매가 증발 제거된다. 이것에 의해, 도전성 고체를 포함하는 제1 도전성 고분자층(32a)을 양극체(21)의 표면 중 중심부(21a)보다도 단부(21b)에 두껍게 형성할 수 있다(도 4 참조). 이와 같이, 상기 스텝 S12 ~ S14에 의해, 제1 도전성 고분자층(32a)이 형성된다.
다음으로, 도 6에 나타내는 바와 같이, 제1 도전성 고분자층(32a)상에 제2 도전성 고분자층(32b)을 형성한다(스텝 S15). 제2 도전성 고분자층(32b)은, 제1 액상 조성물과 같이, 도전성 고체의 입자를 포함하는 분산액 및 도전성 고체가 용해된 용액 중 적어도 한쪽으로 이루어진 제2 액상 조성물을 이용하여 형성해도 되고, 화학중합 또는 전해중합을 행하여 형성해도 된다.
제2 액상 조성물을 이용하여 제2 도전성 고분자층(32b)을 형성하는 방법으로서는, 예를 들어, 우선, 제1 도전성 고분자층(32a)이 형성된 권회소자(20)를 제2 액상 조성물에 침지하여, 권회소자(20)에 제2 액상 조성물을 함침시킨다. 이것에 의해, 양극체(21)상의 제1 도전성 고분자층(32a)상에 제2 액상 조성물이 부착한다. 다음으로, 이 권회소자(20)를 가열하여, 제2 액상 조성물로부터 용매를 제거하여, 도전성 고체를 포함하는 제2 도전성 고분자층(32b)을 형성한다. 이 때의 가열온도는 특별히 제한되지 않고, 예를 들어, 제2 액상 조성물의 용매의 비점 미만의 온도로 하여도 된다. 또, 환경 압력도 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 대기압이면 된다.
제2 액상 조성물의 조성은 제1 액상 조성물과 같아도 되고, 차이가 나도 된다. 제2 액상 조성물을 이용하여 제2 도전성 고분자층(32b)을 형성하는 경우, 스텝 S13과 같이, 제2 액상 조성물의 용매를 감압하 또한 고온하에서 신속하게 제거할 필요가 없기 때문에, 제2 액상 조성물의 용매의 비점은 낮지 않아도 된다. 단, 제2 액상 조성물의 용매의 비점이 낮은 경우에는, 제2 도전성 고분자층(32b)의 형성의 공정에 필요로 하는 시간이 짧아지는 점에서 바람직하다.
또, 화학중합을 행하여 제2 도전성 고분자층(32b)을 형성하는 방법은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 산화제, 제2 도전성 고분자층(32b)을 구성하는 고분자층의 전구체(前驅體) 모노머 및 도펀트를 혼합시킨 혼합액에 권회소자(20)를 침지하고 나서 끌어올려 소정 시간 정치(靜置)하면 된다.
전해중합을 행하여 제2 도전성 고분자층(32b)을 형성하는 방법도 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 전구체 모노머 및 도펀트를 혼합시킨 전해액에 권회소자(20)를 침지하고, 제1 도전성 고분자층(32a)에 전류를 흘리면 된다.
또한, 상기 전구체 모노머는 중합함으로써, 폴리피롤, 폴리티오펜, 폴리아닐린 혹은 폴리푸란, 또는 이들의 유도체가 되는 화합물이면 된다. 상기 전구체 모노머로서는, 예를 들어, 3, 4-에틸렌디옥시티오펜, 3-알킬티오펜, N-메틸피롤, N, N-디메틸아닐린 또는 N-알킬아닐린 등을 이용할 수 있다. 특히, 상기 전구체 모노머로서, 폴리티오펜의 전구체 모노머의 하나인 3, 4-에틸렌디옥시티오펜을 이용하면, 도전성이 높은 제2 도전성 고분자층(32b)을 형성할 수 있다. 따라서, 더욱 바람직하게는, 상기 전구체 모노머는 3, 4-에틸렌디옥시티오펜이다.
본 공정(스텝 S15)에 의해, 제1 도전성 고분자층(32a)상에 제2 도전성 고분자층(32b)이 마련된 도전성 고분자층(32)이 양극체(21)상에 형성되어, 이상의 각 공정(스텝 S11 ~ 15)에 의해서, 양극체(21)상에 도전성 고분자층(32)이 형성된 콘덴서 소자(10)가 제작된다(도 2 참조).
다음으로, 도 6에 나타내는 바와 같이, 콘덴서 소자(10)를 봉지한다(스텝 S16). 구체적으로는, 우선, 리드선(14A, 14B)이 바닥이 있는 케이스(11)의 개구단에 위치하도록, 콘덴서 소자(10)를 바닥이 있는 케이스(11)에 수납한다. 다음으로, 리드선(14A, 14B)이 관통하도록 형성된 봉지부재(12)를 콘덴서 소자(10)의 위쪽에 배치하여, 콘덴서 소자(10)를 바닥이 있는 케이스(11) 내에 봉지한다. 다음으로, 콘덴서 소자(10)를 봉지하는 바닥이 있는 케이스(11)의 개구단 근방에 대해서, 가로드로잉가공 및 컬가공을 행한다. 그리고, 가공된 컬 부분에 좌판(13)을 배치함으로써, 도 1에 나타내는 전해콘덴서가 제조된다.
본 실시형태 2의 전해콘덴서의 제조방법에 의하면, 용이하고, 또한 수율 좋게, 제1 도전성 고분자층(32a)을 양극체(21)의 중심부(21a)보다도 단부(21b)에 두껍게 형성할 수 있다. 이 때문에, 유전체 피막은 단부(21b)상에 편재(偏在)하는 제1 도전성 고분자층(32a)이 변성함으로써 형성되는 절연층에 의해서 충분히 피복될 수 있다. 따라서, 본 실시형태 2의 전해콘덴서의 제조방법에 의하면, 결손부에 유래하는 정전용량의 저하, ESR의 증가 및 누전류의 증가 등의 전기 특성의 저하가 억제된, 전기 특성이 뛰어난 전해콘덴서를 제조할 수 있다.
도 4를 참조하여, 본 실시형태 2의 전해콘덴서의 제조방법에서, 제1 도전성 고분자층(32a)이 형성되는 부분, 즉, 양극체(21)의 단부(21b)의 폭(L1 및 L2)은, 각각, 양극체의 폭(L)의 5％ 이상이 되도록, 스텝 S13 및 S14를 행하는 것이 바람직하다. 양극체(21)의 폭방향에서의 제1 도전성 고분자층(32a)의 폭을 5％ 이상 확보함으로써, 상술과 같은 유전체 피막의 결손부의 보호나 수복 등을 효율적으로 행할 수 있다. 보다 바람직하게는, 양극체(21)의 단부(21b)의 폭(L1 또는 L2)이 양극체의 폭(L)의 20% 이상이 되도록 스텝 S13 및 S14를 행하는 것이다.
본 실시형태 2의 전해콘덴서의 제조방법에 의하면, 제1 도전성 고분자층(32a)을 편재시키는 것에 의해서 유전체 피막의 결손부를 수복하기 때문에, 간소한 제조공정에 의해서 전기 특성이 뛰어난 전해콘덴서를 제조할 수 있다.
(실시형태 3)
이하, 도 5 및 도 8을 이용하여, 상기 제조방법의 다른 일실시형태에 대해서 구체적으로 설명한다. 실시형태 3에서, 양극체를 형성하는 공정(스텝 S11), 권회소자를 제작하는 공정(스텝 S12), 제2 도전성 고분자층을 형성하는 공정(스텝 S15) 및 콘덴서 소자를 봉지하는 공정(스텝 S16)은 실시형태 2와 동일하기 때문에, 그 설명은 반복하지 않고, 이하, 스텝 S23 및 스텝 S24에 대해서 설명한다.
도 8에 나타내는 바와 같이, 스텝 S12에 의해서 권회소자(20)를 제작한 후, 제1 액상 조성물을 양극체(21)의 단부(21b)에 도포한다(스텝 S23). 구체적으로는, 권회소자(20)의 상면(20a) 측 및 저면(20b) 측에 위치하는 양극체(21)의 단부(21b)에 제1 액상 조성물을 도포한다. 제1 액상 조성물의 도포방법은 특별히 제한되지 않고, 예를 들어, 상면(20a) 측 및 저면(20b) 측을 향하여 제1 액상 조성물을 스프레이 도포해도 되고, 브러쉬 등에 의해서 양극체(21)의 단부에 제1 액상 조성물을 도포해도 된다. 이것에 의해, 권회소자(20) 내에서 감겨져 있는 양극체(21)의 단부(21b)에 제1 액상 조성물이 부착된다.
다음으로, 도 8에 나타내는 바와 같이, 제1 액상 조성물이 양극체(21)의 단부(21b)에 부착된 권회소자(20)를 가열처리한다(스텝 S24). 이것에 의해, 제1 액상 조성물 중의 용매가 제거되어, 도전성 고체를 포함하는 제1 도전성 고분자층(32a)이 형성된다(도 5 참조). 이 때의 가열온도는 특별히 제한되지 않고, 용매의 비점 미만의 온도로 가열해도 된다. 또, 환경 압력도 특별히 제한되지 않고, 대기압 환경이면 된다.
이상의 공정(스텝 S23 및 S24)에 의해, 양극체(21)의 표면 가운데, 중심부(21a)보다도 단부(21b)에 두껍게, 도전성 고체를 포함하는 제1 도전성 고분자층(32a)을 형성할 수 있다.
본 실시형태 3의 전해콘덴서의 제조방법에 의하면, 용이하고, 또한 수율 좋게, 제1 도전성 고분자층(32a)을 양극체(21)의 중심부(21a)보다도 단부(21b)에 두껍게 형성할 수 있다. 이 때문에, 유전체 피막의 결손부는 단부(21b)상에 편재하는 제1 도전성 고분자층(32a)이 변성함으로써 형성되는 절연층에 의해서 충분히 피복될 수 있다. 따라서, 본 실시형태 3의 전해콘덴서의 제조방법에 의하면, 결손부에 유래하는 정전용량의 저하, ESR의 증가 및 누전류의 증가 등의 전기 특성의 저하가 억제된, 전기 특성이 뛰어난 전해콘덴서를 제조할 수 있다.
본 실시형태 3에서의 상기 이외의 설명은 실시형태 2와 동일하기 때문에, 그 설명은 반복하지 않는다.
(실시형태 4)
도 5 및 도 9를 이용하여, 상기 제조방법의 다른 일실시형태에 대해서 구체적으로 설명한다. 실시형태 4에서, 양극체를 형성하는 공정(스텝 S11), 제2 도전성 고분자층을 형성하는 공정(스텝 S15) 및 콘덴서 소자를 봉지하는 공정(스텝 S16)은 실시형태 2와 동일하기 때문에, 그 설명은 반복하지 않고, 이하, 스텝 S32 ~ S34에 대해서 설명한다.
도 9에 나타내는 바와 같이, 스텝 S11에 의해서 양극체(21)를 형성한 후, 제1 액상 조성물을 양극체(21)의 단부(21b)에 도포한다(스텝 S32). 구체적으로는, 감겨지기 전의 양극체(21)의 표면 가운데, 중심부(21a)보다도 단부(21b)에 제1 액상 조성물이 두껍게 존재하도록, 양극체(21)에 제1 액상 조성물을 도포한다. 또한, 중심부(21a)에는 제1 액상 조성물을 도포하지 않아도 된다. 또, 본 공정에 이용되는 양극체(21)는 화성처리 및 재단처리 후로서 제1 액상 조성물을 도포하기 전에 재화성처리되어 리드탭(15A)이 그 표면에 배치된 양극체(21)이다. 또한, 재화성처리는 행하지 않아도 된다.
다음으로, 도 9에 나타내는 바와 같이, 제1 액상 조성물이 부착한 양극체(21)를 가열처리한다(스텝 S33). 이것에 의해, 제1 액상 조성물 중의 용매가 제거되어, 도전성 고체를 포함하는 제1 도전성 고분자층(32a)이 형성된다(도 5 참조). 이 때의 가열온도는 특별히 제한되지 않고, 용매의 비점 미만이면 된다. 환경 압력도 특별히 제한되지 않고, 대기압 정도이면 된다. 이상의 공정에 의해, 양극체(21)의 표면 가운데, 중심부(21a)보다도 단부(21b)에 두껍게 제1 도전성 고분자층(32a)을 형성할 수 있다.
다음으로, 도 9에 나타내는 바와 같이, 제1 도전성 고분자층(32a)이 형성된 양극체(21)를 이용하여, 도 7에 나타내는 권회소자(20)를 제작한다(스텝 S34). 권회소자(20)의 제작방법은 실시형태 2의 스텝 S12와 동일하다. 단, 본 실시형태에서의 권회소자(20)에 대해서, 양극체(21)의 표면에 제1 도전성 고분자층(32a)이 이미 형성되어 있는 점에서 스텝 S12와 다르다.
이상의 공정에 의해, 양극체(21)의 표면 가운데, 중심부(21a)보다도 단부(21b)에 두껍게, 도전성 고체를 포함하는 제1 도전성 고분자층(32a)을 형성할 수 있다.
본 실시형태 4의 전해콘덴서의 제조방법에 의하면, 용이하고, 또한 수율 좋게, 제1 도전성 고분자층(32a)을 양극체(21)의 중심부(21a)보다도 단부(21b)에 두껍게 형성할 수 있다. 이 때문에, 단부(21b)에서의 유전체 피막의 결손부는 이 단부(21b)상에 편재하는 제1 도전성 고분자층(32a)이 변성함으로써 형성되는 절연층에 의해서 충분히 피복될 수 있다. 따라서, 본 실시형태 4의 전해콘덴서의 제조방법에 의하면, 결손부에 유래하는 정전용량의 저하, ESR의 증가 및 누전류의 증가 등의 전기 특성의 저하가 억제된, 전기 특성이 뛰어난 전해콘덴서를 제조할 수 있다.
본 실시형태 4에서의 상기 이외의 설명은 실시형태 2와 동일하기 때문에, 그 설명은 반복하지 않는다.
(실시형태 5)
도 10을 이용하여, 본 발명의 실시형태 5의 전해콘덴서에 대해서 설명한다. 본 실시형태의 전해콘덴서에서는 양극체에 제2 도전성 고분자층을 마련하는 대신에, 양극체(21)와 음극체(22)와의 사이에 전해액이 충전되어 있다. 이하에서는, 상기 실시형태 1과 다른 점을 주로 나타낸다.
전해액으로서는 콘덴서의 전해액으로서 이용 가능한 용액을 특별히 한정되지 않고 이용할 수 있다. 구체적으로는, 전해액의 용매로서는, 콘덴서의 전해액의 용매로서 이용 가능한 용매를 특별히 한정되지 않고 이용할 수 있는, 예를 들어, γ부티롤락톤(butyrolactone), 에틸렌글리콜, 설폰 또는 탄산프로필렌 등을 이용할 수 있으며, 이들을 혼합하여 이용하여도 된다.
상기 지지 전해질로서는, 콘덴서의 전해질의 지지 전해질로서 이용 가능한 지지 전해질을 특별히 제한되지 않고 이용할 수 있는, 예를 들면 프탈산(phthalic acid) 아미드염, 프탈산 테트라메틸암모늄, 아디프산(adipic acid) 암모늄 또는 프탈산 트리메틸아민 등을 이용할 수 있고, 이들을 혼합하여 이용하여도 된다. 또, 상기 전해액에는 지지 전해질이 실질적으로 포함되지 않아도 된다.
전해액에서의 지지 전해질의 농도는 용매 및 지지 전해질의 각 재료에 의존하기 때문에 한마디로 말할 수 없지만, 예를 들어 5mol/L 이하인 것이 바람직하다.
상기 전해액에는 지지 전해질 및 용매 이외에 이하에 나타내는 첨가제가 포함되어 있어도 된다. 첨가제로서는 콘덴서의 전해액에 대한 첨가제로서 이용 가능한 첨가제를 특별히 한정되지 않고 이용할 수 있는, 예를 들면 인산 에스테르 등의 인산계 화합물, 붕산 등의 붕산계 화합물, p-니토로페놀 등의 니트로 화합물, 또는 마니톨(mannitol) 등의 다당류를 이용할 수 있고, 이들의 이종 이상을 이용하여도 된다. 또, 상기 전해액에는 첨가제가 실질적으로 포함되어 있지 않아도 된다.
본 실시형태의 전해콘덴서에서는, 양극체(21)의 단부(21b)에 많이 존재하는 유도체 피막의 결손부를 제1 도전성 고분자층(32a)에 유래하는 절연층뿐만 아니라 전해액에 의해서도 덮을 수 있다. 이와 같이 본 실시형태의 전해콘덴서에서는 전해액에 의해서도 유도체 피막의 결손부분이 수복되므로, 전기용량의 저하, ESR의 증가 및 누전류의 발생 등을 상기 실시형태 1의 전해콘덴서보다도 억제할 수 있다.
또한, 본 실시형태의 전해콘덴서는 도 10에 나타내는 구성에 한정되지 않는다. 예를 들면, 도 11에 나타내는 바와 같이, 제1 도전성 고분자층(32a)이 양극체(21)의 표면 중의 단부(21b)에만 마련되고, 양극체(21)와 음극체(22)와의 사이에 전해액이 충전되어 있어도 된다. 또, 상기 실시형태 1의 전해콘덴서에서, 양극체(21)와 음극체(22)와의 사이에 전해액이 충전되어 있어도 된다. 어느 경우라도, 본 실시형태의 전해콘덴서와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
도 12를 이용하여, 본 발명의 실시형태 5의 전해콘덴서의 제조방법에 대해서 설명한다. 본 실시형태에서, 양극체를 형성하는 공정(스텝 S11), 권회소자를 제작하는 공정(스텝 S12), 제1 액상 조성물을 권회소자에 함침하는 공정(스텝 S13), 양극체를 감압하에서 가열처리하는 공정(스텝 S14) 및 콘덴서소자의 봉지공정(스텝 S16)은 실시형태 2와 동일하기 때문에, 그 설명은 반복하지 않고, 이하, 스텝 S45에 대해서 설명한다.
도 12에 나타내는 바와 같이, 스텝 S14에 의해서 양극체(21)를 감압하에서 가열처리한 후, 제1 도전성 고분자층(32a)이 형성된 양극체(21)와 음극체(22)와의 사이에 전해액을 충전시킨다(스텝 S45). 구체적으로는, 우선, 제1 도전성 고분자층(32a)이 형성된 권회소자(20)를 전해액에 침지시킨다. 이 때, 환경 압력은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 대기압이라도 된다. 또한, 전해액에 대해서는 상술과 같다.
본 실시형태에 관한 전해콘덴서의 제조방법에 의하면, 양극체(21)와 음극체(22)와의 사이에 전해액이 충전되므로, 양극체(21)의 단부(21b)에 많이 존재하는 유도체 피막의 결손부를 전해액에 의해서도 덮을 수 있다. 따라서, 결손부에 유래하는 정전용량의 저하, ESR의 증가 및 누전류의 증가 등의 전기 특성의 저하가 더욱 억제되므로, 전기 특성에 더욱 뛰어난 전해콘덴서를 제조할 수 있다.
또한, 본 실시형태의 전해콘덴서의 제조방법은 도 12에 나타내는 방법에 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 실시형태 3 또는 상기 실시형태 4에서, 제2 도전성 고분자층의 형성공정(스텝 S15)의 대신에 본 실시형태에서의 전해액의 충전공정(스텝 S45)을 행하여도 된다. 또, 상기 실시형태 2, 상기 실시형태 3 및 상기 실시형태 4에서, 제2 도전성 고분자층의 형성공정(스텝 S15)의 후로서 콘덴서 소자의 봉지공정(스텝 S16)의 전에 본 실시형태에서의 전해액의 충전공정(스텝 S45)을 행하여도 된다.
또, 본 실시형태에서의 전해액의 충전공정(스텝 S45)은 상기 기재에 한정되지 않는다. 예를 들어, 리드선(14A, 14B)이 바닥이 있는 케이스(11)의 개구단에 위치하도록 제1 도전성 고분자층(32a)이 형성된 콘덴서 소자(10)를 바닥이 있는 케이스(11)에 수납하고 나서, 전해액을 바닥이 있는 케이스(11)에 주입하여도 된다. 이 때, 다음 공정의 콘덴서 소자의 봉지공정에서는 콘덴서 소자(10)를 봉지하는 바닥이 있는 케이스(11)의 개구단 근방에 대해서 가로드로잉가공 및 컬가공을 행한 후, 컬가공된 부분에 좌판(13)을 배치하면 된다.
[실시예]
이하, 실시예를 들어 본 발명을 보다 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.
(실시예 1)
본 실시예 1에서는, 실시형태 2의 전해콘덴서의 제조방법을 이용하여, 권회형의 전해콘덴서를 제작했다. 이하에, 전해콘덴서의 구체적인 제조방법에 대해서 설명한다.
우선, 알루미늄박에 에칭 처리를 행하여 알루미늄박의 표면을 조면화한 후, 이 알루미늄박의 표면에 화성처리에 의해서 유전체 피막을 형성했다. 화성처리는 아디프산 암모늄 용액에 알루미늄박을 침지하고, 이것에 전압을 인가함으로써 행했다. 그리고, 이 알루미늄박을 세로×가로가 3㎜×120㎜가 되도록 재단하여, 양극체를 형성했다.
다음으로, 상기 양극체와 동일한 정도의 면적의 세퍼레이터 및 음극체를 준비했다. 양극체의 표면 및 음극체의 표면에 각각 양극 리드탭 및 음극 리드탭을 배치하여, 양극 리드탭 및 음극 리드탭을 감아 넣으면서, 양극체, 음극체 및 세퍼레이터를 감아 돌리고, 권회체의 외측 표면을 권지 테이프로 접착했다. 이것에 의해, 권회소자를 제작했다. 또한, 음극체로서 알루미늄박을 이용했다. 그리고, 제작된 권회소자에 대해서, 재차, 화성처리를 행했다.
다음으로, 제작된 권회소자를 도전성 고체와 용매를 포함하는 제1 액상 조성물에 1분간 침지하여, 권회소자에 제1 액상 조성물을 함침시켰다. 도전성 고체로서는 폴리에틸렌디옥시티오펜에 폴리스티렌설폰산이 도프된 도전성 고체를 이용하고, 용매로서는 에탄올(비점 ; 78.4도)을 이용하며, 용매 중의 도전성 고체의 농도는 3질량％로 했다. 또한, 폴리에틸렌디옥시티오펜의 분해온도는 240℃이다.
그리고, 제1 액상 조성물로부터 끌어올린 권회소자를 -80㎪ 환경하에서 150℃로 20분간 가열처리하여, 제1 도전성 고분자층을 형성했다.
다음으로, 제1 액상 조성물과 동일한 조성의 제2 액상 조성물을 준비하고, 제1 도전성 고분자층이 형성된 권회소자를 제2 액상 조성물에 1분간 침지하여, 권회소자에 제2 액상 조성물을 함침시켰다. 다음으로, 제2 액상 조성물로부터 끌어올린 권회소자를 대기압 환경하에서 75℃로 20분간 가열처리하여, 제2 도전성 고분자층을 형성했다. 이상의 공정에 의해, 콘덴서 소자가 제작되었다.
다음으로, 리드선이 바닥이 있는 케이스의 개구단에 위치하도록, 제작된 콘덴서 소자를 바닥이 있는 케이스에 수납하고, 리드선이 관통하도록 형성된 봉지부재인 고무패킹을 콘덴서 소자의 위쪽에 배치하여, 콘덴서 소자를 바닥이 있는 케이스 내에 봉지했다. 그리고, 바닥이 있는 케이스의 개구 근방을 가로드로잉 후에 컬가공하고, 가공된 컬 부분에 좌판을 배치함으로써, 권회형의 전해콘덴서를 제조했다.
(실시예 2)
제1 도전성 고분자층을 형성하는 공정에서 -80㎪ 환경하에서 100℃로 20분간 가열처리한 이외는 실시예 1과 동일한 방법에 의해, 전해콘덴서를 제조했다.
(실시예 3)
제1 도전성 고분자층을 형성하는 공정에서 제1 액상 조성물의 용매를 물(비점 ; 100℃)로 한 것 이외는 실시예 1과 동일한 방법에 의해, 전해콘덴서를 제조했다.
(실시예 4)
제1 도전성 고분자층을 형성하는 공정에서 제1 액상 조성물의 용매를 부탄올(비점 ; 117℃)로 한 것 이외는 실시예 1과 동일한 방법에 의해, 전해콘덴서를 제조했다.
(실시예 5)
제1 도전성 고분자층을 형성하는 공정에서 도전성 고체로서 디-이소-옥틸 설포숙시네이트(di-iso-octyl sulfosuccinate)산 나트륨이 도프된 폴리아닐린을 이용한 것 이외는 실시예 1과 동일한 방법에 의해, 전해콘덴서를 제조했다. 또한, 폴리아닐린의 분해온도는 275℃이다.
(실시예 6)
제2 도전성 고분자층을 형성하는 공정에서 화학중합을 행하여 제2 도전성 고분자층을 형성한 것 이외는 실시예 1과 동일한 방법에 의해, 전해콘덴서를 제조했다. 제2 도전성 고분자층의 형성방법은 이하와 같다.
즉, 3, 4-에틸렌디옥시티오펜 및 p-톨루엔 설폰산 제2철을 각각 3mol/L 및 1mol/L 함유하는 혼합액에 권회소자를 10초간 침지한 후, 이 권회소자를 혼합액으로부터 끌어올려 실온에서 3시간 정치함으로써, 제2 도전성 고분자층을 형성했다. 그리고, 제2 도전성 고분자층이 형성된 권회소자를 180℃로 가열하여, 잔존하는 용매를 제거했다.
(실시예 7)
본 실시예 7에서는 실시형태 3의 전해콘덴서의 제조방법을 이용하여, 권회형의 전해콘덴서를 제작했다. 이하에, 전해콘덴서의 구체적인 제조방법에 대해서 설명한다.
우선, 실시예 1과 동일한 방법에 의해서 권회소자를 제작하고, 제작된 권회소자에 대해서, 재차 화성처리를 행했다. 다음으로, 제작된 권회소자의 상면 측 및 저면 측에 위치하는 양극체의 단부에 제1 액상 조성물을 스프레이 분무에 의해 도포했다. 제1 액상 조성물은 실시예 1의 제1 액상 조성물과 동일한 조성으로 했다. 또한, 권회소자의 상면 측 및 저면 측에 대하여, 제1 액상 조성물을 0.05㎖씩 도포했다. 다음으로, 제1 액상 조성물을 도포한 권회소자를 대기압 환경하에서 75℃로 20분간 가열처리하여, 제1 도전성 고분자층을 형성했다. 그리고, 실시예 1과 동일한 방법에 의해, 제2 도전성 고분자층을 형성하고, 또한 제작된 콘덴서 소자를 봉지하여, 권회형의 전해콘덴서를 제조했다.
(실시예 8)
본 실시예 8에서는, 실시형태 4의 전해콘덴서의 제조방법을 이용하여, 권회형의 전해콘덴서를 제작했다. 이하에, 전해콘덴서의 구체적인 제조방법에 대해서 설명한다.
우선, 실시예 1과 동일한 방법에 의해서 양극체를 형성하고, 양극체에 대해서 화성처리와 동일한 방법에 의해서 재화성처리를 행했다. 다음으로, 이 양극체의 표면에 리드탭을 배치하고, 양극체의 표면 중 단부에 제1 액상 조성물을 도포했다. 제1 액상 조성물은 실시예 1의 제1 액상 조성물과 동일한 조성으로 했다. 또한, 제1 액상 조성물의 도포영역은 양극체의 폭 100％에 대해서 5％씩으로 했다. 즉, 양극체의 폭 3㎜ 가운데, 양단으로부터 0.15㎜의 폭의 각각의 영역에 제1 액상 조성물을 0.05㎖씩 도포했다. 다음으로, 이 양극체를 대기압 환경하에서 75℃로 20분간 가열처리하여, 제1 도전성 고분자층을 형성했다. 그리고, 이 양극체를 이용하여, 실시예 1과 동일한 방법에 의해, 권회소자의 제작, 제2 도전성 고분자층의 형성 및 콘덴서 소자의 봉지를 행하여, 권회형의 전해콘덴서를 제조했다. 또한, 본 실시예에서는 권회소자 제작 후의 화성처리는 행하지 않았다.
(실시예 9)
제2 도전성 고분자층을 형성하는 대신에 제1 도전성 고분자층이 형성된 권회소자에 전해액을 함침시킨 것 이외는 실시예 1과 동일한 방법에 의해, 전해콘덴서를 제조했다. 여기서, 전해액은 용매에 γ부티롤락톤을 이용하고, 지지 전해질에 프탈산 테트라메틸암모늄을 이용하여, 지지 전해질의 농도가 0.5mol/L가 되도록 조제했다.
(실시예 10)
제2 도전성 고분자층을 형성한 후에 콘덴서 소자를 봉지하기 전에, 콘덴서 소자에 전해액을 함침시킨 것 이외는 실시예 1과 동일한 방법에 의해, 전해콘덴서를 제조했다. 여기서, 전해액은 실시예 9에서 사용한 전해액과 동일했다.
(비교예 1)
제1 도전성 고분자층을 형성하는 공정에서 대기압 환경하에서 75℃로 20분간 가열처리한 것 이외는 실시예 1과 동일한 방법에 의해, 전해콘덴서를 제조했다.
(비교예 2)
제1 도전성 고분자층을 형성하는 공정에서 -80㎪ 환경하에서 75℃로 20분간 가열처리한 것 이외는 실시예 1과 동일한 방법에 의해, 전해콘덴서를 제조했다.
(비교예 3)
제1 도전성 고분자층을 형성하는 공정에서 대기압 환경하에서 75℃로 10분 가열처리하여 계속 150℃로 10분간 가열처리한 것 이외는, 실시예 1과 동일한 방법에 의해, 전해콘덴서를 제조했다.
(비교예 4)
제2 도전성 고분자층을 형성하는 대신에 제1 도전성 고분자층이 형성된 권회소자에 전해액을 함침시킨 것 이외는 비교예 1과 동일한 방법에 의해, 전해콘덴서를 제조했다. 여기서, 전해액은 실시예 9에서 사용한 전해액과 동일했다.
상기 각 실시예 및 비교예의 각종 제조조건의 차이를 표 1에 나타낸다. 각 실시예 및 각 비교예의 전해콘덴서의 외형은 직경이 10㎜, 높이가 8㎜이며, 정격전압은 35RV, 정격 용량은 18μF였다.
Figure pat00001
(정전용량)
각 실시예 및 각 비교예의 전해콘덴서 100개씩으로부터 각각 랜덤으로 20개를 선택했다. 선택한 각 실시예 및 각 비교예에서의 20개씩의 전해콘덴서를 4단자 측정용의 LCR 미터를 이용하여, 각각의 전해콘덴서의 주파수 120㎐에서의 초기 정전용량(μF)을 측정했다. 측정된 결과의 각각의 평균값을 표 2에 나타냈다.
(ESR)
선택한 각 실시예 및 각 비교예에서의 20개씩의 전해콘덴서에 대해서, 4단자 측정용의 LCR 미터를 이용하여, 각각의 전해콘덴서의 주파수 100㎑에서의 ESR(mΩ)을 측정했다. 측정된 결과의 각각의 평균값을 표 2에 나타냈다.
(누전류)
각 실시예 및 각 비교예의 전해콘덴서로부터 각각 랜덤으로 20개를 선택하고, 선택한 전해콘덴서에 정격전압을 2분간 인가했다. 인가한 후, 각 전해콘덴서의 누전류량(㎂)을 측정했다. 측정된 결과의 각각의 평균값을 표 2에 나타냈다.
(내전압)
각 실시예 및 각 비교예의 전해콘덴서로부터 각각 랜덤으로 20개를 선택했다. 선택한 전해콘덴서에 인가하는 직류전압을 1V/초의 속도로 상승시켜, 내전압 시험을 행했다. 과전류가 0.5A 이상이 되었을 때의 전압을 내전압(V)으로 했다. 측정된 결과의 각각의 평균값을 표 2에 나타냈다.
Figure pat00002
표 1 및 표 2를 참조하고, 실시예 1 ~ 10과 비교예 1 ~ 4를 비교하면, 실시예 1 ~ 10에서, 누전류 특성과 내전압 특성이 특별히 우수한 것을 알 수 있었다. 또, 실시예 1 및 비교예 1에서, 제1 도전성 고분자층이 형성된 권회소자를 작성한 후, 권회소자를 분해하여, 제1 도전성 고분자층의 형성 위치에 대해서 주사형 전자현미경(SEM)을 이용하여 확인했다.
도 13 및 도 14에서, 다공질 상태로 관찰되고 있는 것이 유전체 피막이 형성된 양극체의 표면이며, 매끈한 층상 및 흰 균사(菌絲) 상태로 관찰되고 있는 것이 제1 도전성 고분자층이다. 도 13 및 도 14를 비교하면, 실시예 1에서 형성된 제1 도전성 고분자층은 양극체의 단부(사진 중 위쪽)에 많이(두껍게) 존재하여, 양극체의 단면을 충분히 피복하고 있는 것이 관찰되었다. 이것에 대해, 비교예 1에서 형성된 제1 도전성 고분자층은, 예를 들어, 도면 중 우측에 위치하는 양극체의 단부에 존재하지만, 단면을 충분히 피복할 수 없는 것을 알았다.
실시예 1 ~ 5를 비교하여, 제1 액상 조성물의 용매에 대해서, 물보다도 에탄올을 이용하는 것이 전기 특성이 뛰어난 전해콘덴서를 제조할 수 있었다. 즉, 제1 액상 조성물의 용매에는 비점이 낮은 알코올이 바람직하다는 것을 알았다. 또, 실시예 1 ~ 4에서, 제1 도전성 고분자층을 형성하는 공정에서의 가열온도는 용매의 비점의 20℃ 이상이면 되고, 50℃ 이상이 보다 바람직하며, 70℃ 이상이 더욱 바람직한 것을 알았다.
실시예 9에서, 제2 도전성 고분자층을 마련하는 대신에 양극체(21)와 음극체(22)와의 사이에 전해액을 충전한 경우라도, 전기 특성이 뛰어난 전해콘덴서를 제조할 수 있을 것을 알았다.
이상과 같이 본 발명의 실시형태 및 실시예에 대해서 설명을 행했지만, 각 실시형태 및 실시예의 특징을 적절히 조합하는 것도 당초부터 예정하고 있다. 또, 이번 개시된 실시형태 및 실시예는 모든 점에서 예시로서 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 할 것이다. 본 발명의 범위는 상기한 실시형태 및 실시예가 아니라 특허 청구의 범위에 의해서 나타내며, 특허 청구의 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.

Claims (18)

  1. 띠모양의 금속박과 이 금속박의 표면에 마련된 유전체 피막으로 이루어지는 양극체와, 띠모양의 금속박으로 이루어지는 음극체가, 길이방향으로 감겨진 권회소자를 구비한 전해콘덴서로서,
    상기 양극체의 표면에 마련된 제1 도전성 고분자층을 구비하고,
    상기 제1 도전성 고분자층은, 상기 양극체의 표면 가운데, 상기 양극체의 폭방향에서의 중심부보다도 상기 양극체의 폭방향에서의 단부에 두껍게 존재하도록 마련되어 있는 전해콘덴서.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 도전성 고분자층은 도전성 고체의 입자를 포함하는 분산액 및 도전성 고체가 용해된 용액 중 적어도 한쪽으로 이루어진 액상 조성물을 이용하여 형성되는, 상기 도전성 고체를 포함하는 층인, 전해콘덴서.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 도전성 고분자층상에 제2 도전성 고분자층이 마련되어 있는 전해콘덴서.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 도전성 고분자층상에 제2 도전성 고분자층이 마련되어 있는 전해콘덴서.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 도전성 고분자층이 형성된 상기 양극체와 상기 음극체와의 사이에는 전해액이 충전되어 있는 전해콘덴서.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 도전성 고분자층이 형성된 상기 양극체와 상기 음극체와의 사이에는 전해액이 충전되어 있는 전해콘덴서.
  7. 띠모양의 금속박과 이 금속박의 표면에 마련된 유전체 피막으로 이루어지는 양극체와 띠모양의 금속박으로 이루어지는 음극체가 길이방향으로 감겨진 권회소자를 구비하는 전해콘덴서의 제조방법으로서,
    상기 양극체의 표면 가운데, 상기 양극체의 폭방향에서의 중심부보다도 상기 양극체의 폭방향에서의 단부에 두껍게 존재하도록, 제1 도전성 고분자층을 형성하는 공정을 포함하고,
    상기 제1 도전성 고분자층을 형성하는 공정에서, 도전성 고체의 입자를 포함하는 분산액 및 도전성 고체가 용해된 용액 중 적어도 한쪽으로 이루어진 액상 조성물을 이용하여, 상기 도전성 고체를 포함하는 상기 제1 도전성 고분자층을 형성하는 전해콘덴서의 제조방법.
  8. 청구항 7에 있어서
    상기 제1 도전성 고분자층을 형성하는 공정 후에, 상기 제1 도전성 고분자층상에 제2 도전성 고분자층을 형성하는 공정을 포함하는 전해콘덴서의 제조방법.
  9. 청구항 7에 있어서
    상기 제1 도전성 고분자층을 형성하는 공정 후에, 상기 제1 도전성 고분자층이 형성된 상기 양극체와 상기 음극체와의 사이에 전해액을 충전하는 전해콘덴서의 제조방법.
  10. 띠모양의 금속박과 이 금속박의 표면에 마련된 유전체 피막으로 이루어지는 양극체와 띠모양의 금속박으로 이루어지는 음극체가 길이방향으로 감겨진 권회소자를 구비하는 전해콘덴서의 제조방법으로서,
    상기 권회소자에 도전성 고체의 입자를 포함하는 분산액 및 도전성 고체가 용해된 용액 중 적어도 한쪽으로 이루어진 액상 조성물을 함침시키는 공정과,
    상기 액상 조성물을 함침시킨 상기 권회소자를 대기압 이하의 감압 환경하에서 상기 액상 조성물의 용매의 비점 이상의 온도로 가열하여, 상기 도전성 고체를 포함하는 제1 도전성 고분자층을 형성하는 공정을 포함하는 전해콘덴서의 제조방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제1 도전성 고분자층을 형성하는 공정 후에, 상기 제1 도전성 고분자층상에 제2 도전성 고분자층을 형성하는 공정을 포함하는 전해콘덴서의 제조방법.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 제1 도전성 고분자층을 형성하는 공정 후에, 상기 제1 도전성 고분자층이 형성된 상기 양극체와 상기 음극체와의 사이에 전해액을 충전하는 전해콘덴서의 제조방법.
  13. 띠모양의 금속박과 이 금속박의 표면에 마련된 유전체 피막으로 이루어지는 양극체와 띠모양의 금속박으로 이루어지는 음극체가 길이방향으로 감겨진 권회소자를 구비하는 전해콘덴서의 제조방법으로서,
    상기 권회소자의 상면 측 및 저면 측에 위치하는 상기 양극체의 단부에, 도전성 고체의 입자를 포함하는 분산액 및 도전성 고체가 용해된 용액 중 적어도 한쪽으로 이루어진 액상 조성물을 도포하는 공정과,
    상기 액상 조성물이 도포된 상기 권회소자를 가열하여, 상기 도전성 고체를 포함하는 제1 도전성 고분자층을 형성하는 공정을 포함하는 전해콘덴서의 제조방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 제1 도전성 고분자층을 형성하는 공정 후에, 상기 제1 도전성 고분자층상에 제2 도전성 고분자층을 형성하는 공정을 포함하는 전해콘덴서의 제조방법.
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 제1 도전성 고분자층을 형성하는 공정 후에, 상기 제1 도전성 고분자층이 형성된 상기 양극체와 상기 음극체와의 사이에 전해액을 충전하는 전해콘덴서의 제조방법.
  16. 띠모양의 금속박과 이 금속박의 표면에 마련된 유전체 피막으로 이루어지는 양극체와 띠모양의 금속박으로 이루어지는 음극체가 길이방향으로 감겨진 권회소자를 구비하는 전해콘덴서의 제조방법으로서,
    상기 양극체의 표면 가운데, 상기 양극체의 폭방향에서의 중심부보다도 상기 양극체의 폭방향에서의 단부에 두껍게 존재하도록, 상기 양극체의 표면에 도전성 고체의 입자를 포함하는 분산액 및 도전성 고체가 용해된 용액 중 적어도 한쪽으로 이루어진 액상 조성물을 도포하는 공정과,
    상기 액상 조성물이 도포된 상기 양극체를 가열하여, 상기 도전성 고체를 포함하는 제1 도전성 고분자층을 형성하는 공정과,
    상기 제1 도전성 고분자층이 형성된 상기 양극체를 길이방향으로 감아 돌려 상기 권회소자를 형성하는 공정을 포함하는 전해콘덴서의 제조방법.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 제1 도전성 고분자층을 형성하는 공정 후에, 상기 제1 도전성 고분자층상에 제2 도전성 고분자층을 형성하는 공정을 포함하는 전해콘덴서의 제조방법.
  18. 청구항 16에 있어서,
    상기 제1 도전성 고분자층을 형성하는 공정 후에, 상기 제1 도전성 고분자층이 형성된 상기 양극체와 상기 음극체와의 사이에 전해액을 충전하는 전해콘덴서의 제조방법.
KR1020120017833A 2011-02-22 2012-02-22 전해콘덴서 및 전해콘덴서의 제조방법 KR20120096438A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2011-035765 2011-02-22
JP2011035765 2011-02-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20120096438A true KR20120096438A (ko) 2012-08-30

Family

ID=46652543

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120017833A KR20120096438A (ko) 2011-02-22 2012-02-22 전해콘덴서 및 전해콘덴서의 제조방법

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20120212880A1 (ko)
JP (1) JP2012191178A (ko)
KR (1) KR20120096438A (ko)
CN (1) CN102646515B (ko)
TW (1) TW201243889A (ko)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104040657A (zh) * 2011-11-11 2014-09-10 日本高度纸工业株式会社 电解电容器用隔膜和电解电容器
CN104813422B (zh) * 2012-12-07 2018-07-06 松下知识产权经营株式会社 固体电解电容器的制造方法
JP6391326B2 (ja) * 2014-07-01 2018-09-19 三洋化成工業株式会社 電解コンデンサ用電解質、これを用いた電解液および電解コンデンサ
CN106575577B (zh) 2014-08-06 2019-02-26 松下知识产权经营株式会社 电解电容器的制造方法
JP6709903B2 (ja) * 2014-08-26 2020-06-17 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電解コンデンサの製造方法
JP2016076606A (ja) * 2014-10-07 2016-05-12 立隆電子工業股▲ふん▼有限公司 電解コンデンサの製造方法及びその製品
JP6578505B2 (ja) * 2015-02-02 2019-09-25 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電解コンデンサ
JPWO2016157693A1 (ja) * 2015-03-31 2018-01-25 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電解コンデンサ
WO2016174817A1 (ja) * 2015-04-28 2016-11-03 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電解コンデンサ
JP6970873B2 (ja) * 2015-04-28 2021-11-24 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電解コンデンサおよびその製造方法
WO2017163724A1 (ja) * 2016-03-25 2017-09-28 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 固体電解コンデンサ
WO2018181088A1 (ja) * 2017-03-31 2018-10-04 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電解コンデンサ
US11031187B2 (en) 2018-03-30 2021-06-08 Showa Denko K.K. Method of manufacturing solid electrolytic capacitor, and method of manufacturing dispersion containing conjugated electrically conductive polymer
TWI675389B (zh) * 2018-05-02 2019-10-21 鈺邦科技股份有限公司 用於提升結構強度的捲繞式電容器組件及其製造方法
CN110444396B (zh) * 2018-05-02 2022-02-11 钰邦科技股份有限公司 用于提升结构强度的卷绕式电容器组件及其制造方法
CN112335006A (zh) * 2018-07-26 2021-02-05 太阳电子工业株式会社 电解电容器
CN109494886A (zh) * 2018-12-28 2019-03-19 国网山西省电力公司晋中供电公司 一种基于电场感应平板阵列的无线供能系统
JPWO2020158780A1 (ja) * 2019-01-31 2021-12-02 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電解コンデンサおよびその製造方法
CN110444401B (zh) * 2019-08-30 2021-05-07 丰宾电子（深圳）有限公司 固体电解质片式叠层铝电解电容器及其制造方法

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2696982B2 (ja) * 1988-09-01 1998-01-14 松下電器産業株式会社 固体電解コンデンサ
JPH02230708A (ja) * 1989-03-03 1990-09-13 Nitsuko Corp 固体電解コンデンサ
US6195251B1 (en) * 1997-10-29 2001-02-27 Asahi Glass Company Ltd. Electrode assembly and electric double layer capacitor having the electrode assembly
JPH11283874A (ja) * 1998-01-28 1999-10-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電解コンデンサ
JP2000269070A (ja) * 1999-03-19 2000-09-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd コンデンサの製造方法
JP2001060535A (ja) * 1999-08-19 2001-03-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd 固体電解コンデンサおよびその製造方法
JP4683318B2 (ja) * 2000-03-31 2011-05-18 株式会社村田製作所 固体電解コンデンサ及びその製造方法
US6430032B2 (en) * 2000-07-06 2002-08-06 Showa Denko K. K. Solid electrolytic capacitor and method for producing the same
KR100986888B1 (ko) * 2002-03-28 2010-10-08 닛뽄 케미콘 가부시끼가이샤 고체 전해 콘덴서 및 그 제조 방법
JP3980434B2 (ja) * 2002-07-24 2007-09-26 ローム株式会社 固体電解コンデンサにおけるコンデンサ素子及びこのコンデンサ素子の製造方法並びにこのコンデンサ素子を用いた固体電解コンデンサ
AU2003302065A1 (en) * 2002-11-21 2004-06-15 Showa Denko K.K. Solid electrolytic capacitor and method for producing the same
TWI413995B (zh) * 2005-01-11 2013-11-01 Panasonic Corp Solid electrolytic capacitor and its manufacturing method
DE102005043829A1 (de) * 2005-09-13 2007-04-05 H.C. Starck Gmbh Verfahren zur Herstellung von Elektrolytkondensatoren mit hoher Nennspannung
JP2007184318A (ja) * 2006-01-04 2007-07-19 Shin Etsu Polymer Co Ltd 固体電解コンデンサの製造方法
JP2008066502A (ja) * 2006-09-07 2008-03-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電解コンデンサ
JP5072857B2 (ja) * 2006-11-22 2012-11-14 三洋電機株式会社 電解コンデンサの製造方法
JP4873572B2 (ja) * 2007-12-14 2012-02-08 Ｎｅｃトーキン株式会社 固体電解コンデンサとその製造方法
JP2010087401A (ja) * 2008-10-02 2010-04-15 Shin Etsu Polymer Co Ltd コンデンサの製造方法
CN101527203A (zh) * 2009-02-19 2009-09-09 富士通多媒体部品（苏州）有限公司 固体电解电容器及其制造方法
JP2010248487A (ja) * 2009-03-24 2010-11-04 Sanyo Chem Ind Ltd 導電性コーティング組成物及び導電性コーティング膜の製造方法
US8848342B2 (en) * 2010-11-29 2014-09-30 Avx Corporation Multi-layered conductive polymer coatings for use in high voltage solid electrolytic capacitors

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012191178A (ja) 2012-10-04
CN102646515A (zh) 2012-08-22
CN102646515B (zh) 2016-08-17
US20120212880A1 (en) 2012-08-23
TW201243889A (en) 2012-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20120096438A (ko) 전해콘덴서 및 전해콘덴서의 제조방법
JP5388811B2 (ja) 固体電解コンデンサおよびその製造方法
JP4836887B2 (ja) 電解コンデンサの製造方法及び電解コンデンサ
JP4911509B2 (ja) 電解コンデンサおよびその製造方法
JP4916416B2 (ja) 電解コンデンサの製造方法及び電解コンデンサ
US9373448B2 (en) Method of manufacturing electrolytic capacitor
US9287051B2 (en) Electrolytic capacitor and method for manufacturing same
JP7113199B2 (ja) 電解コンデンサ
US10692657B2 (en) Electrolytic capacitor and method for manufacturing same
KR20100062928A (ko) 고체 전해 콘덴서의 제조 방법
JP7289071B2 (ja) 電解コンデンサ
JP2022169756A (ja) 電解コンデンサ
KR20150048703A (ko) 고체전해콘덴서의 제조방법 및 고체전해콘덴서
JP2012044212A (ja) 電解コンデンサ
JP6735510B2 (ja) 電解コンデンサ
JP6726886B2 (ja) 電解コンデンサおよびその製造方法
JP5877362B2 (ja) 固体電解コンデンサおよび固体電解コンデンサの製造方法
US20230154689A1 (en) Solid electrolyte capacitor and method for manufacturing same
JP3992630B2 (ja) 固体電解コンデンサの製造方法
JP2008205405A (ja) 固体電解コンデンサの製造方法
JP2006253638A (ja) 固体電解コンデンサ及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
N231 Notification of change of applicant
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid