WO2007058204A1 - 電解コンデンサ - Google Patents

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WO2007058204A1
WO2007058204A1 PCT/JP2006/322746 JP2006322746W WO2007058204A1 WO 2007058204 A1 WO2007058204 A1 WO 2007058204A1 JP 2006322746 W JP2006322746 W JP 2006322746W WO 2007058204 A1 WO2007058204 A1 WO 2007058204A1
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cathode
foil
internal terminal
electrolytic capacitor
anode
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PCT/JP2006/322746
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Fusayoshi Endoh
Kentaro Nakaaki
Masashi Ozawa
Koichi Yoshida
Osamu Nakamura
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Nippon Chemi-Con Corporation
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Publication date
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    • H01G9/145—Liquid electrolytic capacitors

Definitions

  • the present invention relates to an aluminum electrolytic capacitor.
  • It has a capacitor element 1 in which an anode foil 4 having a chemical conversion film formed on an etching foil having an aluminum force and a cathode foil 3 having an etched aluminum force are wound through a separator 2 such as insulating paper.
  • the anode foil 4 and the cathode foil 3 are connected to the respective electrode foils by means of stitches, cold welds, or the like, in the form of elongated foils.
  • the capacitor element 1 is impregnated with a driving electrolyte and is stored in a bottomed cylindrical outer case.
  • the opening of the outer case is sealed with a sealing body, and the bipolar electrode internal terminal and the bipolar external terminal derived from the capacitor element force are connected to each other through a rivet arranged on the sealing member to form an electrolytic capacitor.
  • the cathode internal terminal 5 when used in a charge / discharge circuit, the cathode internal terminal 5 has a smaller surface area than the cathode foil 3, and therefore has a higher voltage and voltage than the cathode foil 3.
  • a product such as hydrogen gas accompanying the film formation reaction is generated in the cathode internal terminal 5 and the cathode foil 3 in the vicinity thereof, and the generation of this hydrogen gas increases the internal pressure of the capacitor.
  • problems such as explosion-proof valve operation.
  • the purpose of improving the above problems is to roughen the surface of the cathode internal terminal 5 connected to the cathode foil 3 facing the positive separator and to make the surface in contact with the cathode foil 3 flat.
  • the invention was known.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-39132
  • the present invention has been proposed in order to solve the above-described problems of the prior art, and the length of the electrolytic capacitor is long for use in a charge / discharge circuit having a short period and a large voltage difference. For the purpose of extending the service life.
  • the present inventors have conducted intensive research and analyzed an electrolytic capacitor in which a short circuit occurred in order to elucidate the cause of the short circuit that occurs when used in a charge / discharge circuit. As a result, it was found that iron was exposed on the surface of the cathode internal terminal. This phenomenon is also confirmed by the electrochemical mechanism that the electrolyte solution for driving near the cathode foil and the cathode internal terminal during charging is alkalized by the reduction reaction of oxygen and water and the reduction reaction of hydrogen.
  • the above reduction reaction occurs frequently under conditions where a large amount of charging current flows, such as the use of an electrolytic capacitor in a charge / discharge circuit with a large voltage difference, so that the driving electrolyte near the cathode foil and the cathode internal terminal It greatly affects alkalinization.
  • this reduction reaction if the content of the dissimilar metal contained in the cathode internal terminal is uniform, the reaction occurs on the entire surface of the cathode internal terminal. However, if a part of the cathode internal terminal contains a large amount of dissimilar metal. The reduction reaction is concentrated on the interface between the dissimilar metal and the driving electrolyte.
  • cathode internal terminals have low purity because high purity (for example, 99.99% or more) aluminum material is soft and unstable in connection with the cathode foil or expensive.
  • the aluminum material is used, and therefore the content of dissimilar metals, especially ferrous metals, is mainly higher than that of the cathode foil. Therefore, the reduction reaction at the interface between the iron contained in the cathode terminal and the driving electrolyte is performed. Occurring frequently, the driving electrolyte near the cathode internal terminal becomes alkaline, which causes the oxide film and aluminum on the surface of the cathode internal terminal to melt, which is a dissimilar metal contained in the cathode internal terminal. It is thought that iron is exposed and current concentrates on this iron, resulting in a short circuit.
  • the present inventors have found that a short circuit can be prevented by making the amount of dissimilar metals present in the vicinity of the surface of the cathode internal terminal extremely small in these portions.
  • it has become a component that a large amount occurs at the winding start portion of the capacitor element and in the vicinity of the cathode internal terminal. Furthermore, at the beginning of winding, a short circuit occurred in the anode foil facing the end of the cathode foil when the anode foil was started in advance, and a short circuit occurred in the anode foil facing the cathode internal terminal.
  • the oxide film of the anode foil serves as a dielectric, and charges are accumulated between the oxide film and the cathode foil facing the oxide film to form a capacitor.
  • the dielectric film deteriorates due to the application of charge and discharge under unprecedented severe conditions, and a large voltage is applied to the dielectric film with the maximum charge accumulated after the end of charging, resulting in a short circuit. It was guessed.
  • the anode foil is started in advance, there is no cathode foil facing the anode foil, and in the cathode internal terminal, the flat cathode internal terminal having a small area faces the anode foil.
  • all of the charge in the anode foil portion without the opposing negative foil is concentrated on the portion facing the end of the cathode foil, and in the latter case, the charge is concentrated on the portion facing the flat cathode internal terminal. And then go short.
  • This is a consideration for an electrolytic capacitor using an electrolytic solution for driving an electrolytic capacitor, but the same behavior can be considered for an electrolytic capacitor using a solid electrolyte.
  • the present invention has only been focused on enlarging the area of the cathode foil facing the anode foil.
  • the electrolytic capacitor of the present invention is an electrolysis in which a driving electrolytic solution is impregnated into a capacitor element in which an anode foil having an anode internal terminal and a cathode foil having a cathode internal terminal are wound or laminated with a separator interposed therebetween.
  • the internal terminal of the cathode is made of an aluminum mold whose surface is melt-treated, and the iron concentration in the melt-treated layer is less than 300 ppm.
  • the dissolution process is an etching process.
  • the concentration of iron in the dissolution treatment layer (etching layer) is limited to a predetermined amount.
  • the amount of iron remaining in the vicinity of the surface of the treatment layer (etching layer) can be made extremely small, and a short circuit caused by this iron can be prevented.
  • aluminum-aluminum alloy with a purity of 99.9% aluminum is in a polycrystalline state, and iron exceeding the solid solution limit is in a state of prejudice to the aluminum crystal interface.
  • other impurity components are also prayed at the crystal interface!
  • the aluminum crystal interface When such an aluminum alloy is subjected to a melting treatment such as etching, the aluminum crystal interface has a higher dissolution rate due to the action of local cells, such as iron and other impurity components, than the aluminum crystal part. It will be fast. In this way, the faster the dissolution at the crystal interface, the easier it is for iron that is present at the crystal interface to fall off. Because of these effects, when viewed macroscopically, iron selectively drops off due to etching, the iron concentration in the etching layer of the cathode internal terminal decreases, and at least near the surface of the etching layer is exposed. There is very little iron to do.
  • the concentration of iron in the dissolution treatment layer (etching layer) is preferably less than 300 ppm, and most preferably 40 ppm or less.
  • the electrolytic capacitor of the present invention is an electrolytic capacitor using a capacitor element in which an anode foil having an anode internal terminal and a cathode foil having a cathode internal terminal are wound or laminated with a separator interposed therebetween.
  • the end of the anode foil faces the cathode foil through the separator, and the surface of the cathode internal terminal is subjected to surface enlargement treatment.
  • the cathode foil faces the end of the anode foil, so that electric charges are not concentrated.
  • the surface of the cathode internal terminal is subjected to surface enlargement treatment, so that the area of the cathode internal terminal facing the anode foil is increased. As a result, there is no charge concentration on the anode foil, and charge / discharge characteristics are improved.
  • the electrolytic capacitor of the present invention is an electrolytic capacitor using a capacitor element in which an anode foil having an anode internal terminal and a cathode foil having a cathode internal terminal are wound through a separator.
  • the cathode foil precedes the anode foil, starts winding and is wound, and the surface of the cathode internal terminal is subjected to surface expansion.
  • the cathode foil can be made to face at the end of the anode foil by winding the cathode foil in advance of the anode foil, winding the cathode foil to finish the winding.
  • the winding start end anode
  • the inside of the foil is in a state where there is no opposing cathode foil, but since the preceding cathode foil is encased and faces the anode foil at the winding start end, it is possible to suppress charge concentration and charge / discharge characteristics Will improve.
  • the end of the anode foil faces the cathode foil through the separator, and the cathode internal terminal has a surface-enhanced surface.
  • the electrolytic capacitor and the end of the anode foil are hidden through the separator.
  • the surface of the cathode internal terminal was enlarged without facing the electrode foil, and the former had better charge / discharge characteristics of the electrolytic capacitor. This shows that the area facing the anode foil is smaller at the end of the cathode foil than the cathode internal terminal where the surface expansion treatment is not performed.
  • the portion where the charge of the anode foil is likely to concentrate is made to face the cathode foil, and further, the portion having a small area force S of the cathode foil is eliminated.
  • the effect of the present application is obtained.
  • the aluminum purity of the cathode internal terminal is 99.9% or more. According to this, by making the aluminum used for the cathode internal terminal highly pure, the iron content in the cathode internal terminal is reduced in advance, and the concentration of iron in the vicinity of the surface of the dissolution treatment layer of the cathode internal terminal after dissolution treatment And the occurrence of a short circuit can be prevented.
  • a chemical conversion film is formed on the cathode internal terminal.
  • the cathode foil is subjected to an etching treatment, and the etching magnification of the cathode internal terminal is set to 70% or more with respect to the etching magnification. According to this, by increasing the capacitance of the cathode internal terminal, power concentration on the cathode internal terminal is reduced, and alkalinization in the vicinity of the cathode internal terminal can be suppressed.
  • the driving electrolyte has a pH of 5 to 7. According to this, the alkali produced near the cathode internal terminal can be suppressed by neutralization by setting the pH of the driving electrolyte to the weakly acidic side.
  • the separator is arranged so that a surface on a low density side of the separator faces the internal terminal of the cathode. According to this, the surface on the low density side of the separator can secure a sufficient supply amount of the driving electrolyte to the vicinity of the cathode internal terminal where the retention of the driving electrolyte is high. Can be suppressed.
  • the retainability of the separator driving electrolyte can be further increased, and the amount of driving electrolyte supplied near the cathode internal terminal can be sufficiently secured. Alkaline in the vicinity of the cathode internal terminal can be suppressed.
  • a driving electrolyte containing an amine salt improves the film characteristics of the dielectric film, and in particular improves the charge / discharge characteristics with a large voltage difference.
  • anode foil comprising a layer in which the dielectric film is uniformly crystallized on aluminum and a layer containing silicon on this layer, the film characteristics of the dielectric film are further improved.
  • an electrolytic capacitor can be obtained by using a very small amount of dissimilar metals in the vicinity of the surface of the cathode internal terminal when used in a charge / discharge circuit because of a large voltage difference and a short cycle. It is possible to prevent the occurrence of a short circuit starting from the vicinity of the cathode internal terminal and to extend the service life.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an electrolytic capacitor in an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a cathode internal terminal in an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a mounting state of a cathode foil, an anode foil, and a separator of an electrolytic capacitor in an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a perspective view showing a conventional aluminum electrolytic capacitor.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an electrolytic capacitor according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing the cathode internal terminal in the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing the mounting state of the cathode foil, anode foil, and separator of the electrolytic capacitor in the embodiment of the present invention.
  • the anode foil 4 was etched.
  • the aluminum foil force that forms a chemically formed film is formed
  • the cathode foil 3 is an aluminum foil force that has been subjected to etching treatment, and a chemical film is optionally formed.
  • These two electrode foils include an elongated internal tab terminal made of aluminum or the like, an electrode internal terminal force such as a round bar part and a flat part, and a lead terminal also having a lead part force connected to the round bar part.
  • Connections 7 are formed by the cold weld method.
  • Capacitor element 1 is formed by winding or laminating between anode foil 4 and cathode foil 3 with separator 2 interposed therebetween.
  • the cathode internal terminal 5 is made of aluminum and has a purity of 99% or more. Further, the surface is etched by alternating current etching, and a chemical conversion film is formed thereon by anodizing.
  • the etching layer 8 shown in FIG. 2 shows the etched portion and the formed coating formed thereon, and the cored bar portion 9 shows the aluminum portion after the etching treatment. .
  • the magnification of the etching treatment applied to the cathode internal terminal 5 is preferably about the same as the magnification of the etching treatment mainly applied to the cathode foil 3, but the magnification of the etching treatment of the cathode internal terminal 5 is preferably the cathode foil 3
  • a magnification of at least 70% of the magnification of this etching treatment is preferable because the voltage applied to the cathode internal terminal 5 during charge / discharge is reduced and alkalinity in the vicinity of the cathode internal terminal 5 is suppressed.
  • the anodizing voltage of the cathode internal terminal 5 is preferably about the same as the anodizing voltage applied to the cathode foil 3.
  • the etching magnification, the anodizing treatment voltage, and the material of the cathode internal terminal 5 and the cathode foil 3 are substantially the same.
  • the cathode internal terminal 5 of the present embodiment is pre-etched with an aluminum material containing a different metal such as iron or copper, so that Dissolving and removing dissimilar metals such as copper and creating a state where there are very few dissimilar metals in the vicinity of the surface, thereby suppressing alkali contamination near the cathode internal terminal 5 during charging and discharging.
  • the iron content in the etching layer 8 of the cathode internal terminal 5 is optimally less than 300 ppm, preferably 40 ppm or less.
  • the anode internal terminal 6 also has an aluminum force, and a surface of the anode internal terminal 6 is formed by anodizing treatment.
  • the anodizing voltage is preferably about the same as the anodizing voltage applied to the anode foil 4.
  • the separator 2 is a cellulosic fiber paper, a mixed paper or a laminated paper thereof, and the cellulosic fiber paper contains at least one of Manila hemp, craft, hemp, esbalt, and cotton. Due to the papermaking process, this separator is in a different state on the front and back surfaces, one being flat (high density 2b) and the other being uneven (low density 2a).
  • the surface of the high-density side 2b of the separator 2 is disposed on the anode internal terminal 6 side in order to prevent the dust generated in the anode internal terminal 6, but the amount of the driving electrolyte is retained.
  • the low-density side 2a surface of the large separator 2 so as to face the cathode internal terminal 5 side, it becomes possible to supply the driving electrolyte to the vicinity of the cathode internal terminal 5 and suppress alkalinization. Is done.
  • separator synthetic resin materials such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyphenylene sulfide, nylon, aromatic polyamide, polyimide, polyamideimide, polyetherimide, rayon, etc. are used. .
  • the cathode foil 3 As shown in FIG. 3, as the winding method of the cathode foil 3, the anode foil 4, and the separator 2, the cathode foil 3 is preferably disposed on the outermost periphery in order to improve heat dissipation. Therefore, the separator 2, the anode foil 4, the separator 2, and the cathode foil 3 are placed in this order on the shaft, and the winding shaft is rotated and wound in the order described above.
  • the mounting positions of the anode foil 4 and the cathode foil 3 are aligned and wound, in the center portion of the capacitor element 1, there is a portion where the cathode foil 3 does not face the inner peripheral surface of the anode foil 4, The voltage distribution across the foil 3 is uneven.
  • the cathode foil 3 on the winding shaft by a predetermined length before the anode foil 4 and to wind the anode foil 4 on the winding shaft after rotating the saddle shaft a predetermined number of times. Further, if the widths of the cathode foil 3 and the anode foil 4 are made equal, the cathode foil 3 and the anode foil 4 are displaced at the time of winding, so that the anode foil 4 portion not facing the cathode does not occur. It is preferable to increase the width of 3 by 10% or more.
  • a separate separator piece is arranged on the inner bottom surface of the outer case, and the low purity side thereof is directed toward the capacitor element side, and the driving electrolyte is held in this separator piece. And can be supplied to the capacitor element as necessary.
  • the capacitor element 1 formed by winding or stacking as described above is impregnated with a driving electrolyte having a pH of 5 to 7.
  • a driving electrolyte having a pH of 5 to 7.
  • a protic polar solvent As the solvent for the driving electrolyte, a protic polar solvent, an aprotic polar solvent, water, and a mixture thereof can be used.
  • polar polar solvents include monohydric alcohols (ethanol, propanol, butanol, pentanonole, hexanol, cyclobutanol, cyclopentanol, cyclohexanol, benzyl alcohol, etc.), polyhydric alcohols, and alcohols.
  • Examples include xy alcohol compounds (ethylene glycol, propylene glycol, glycerin, methyl cetrosolv, ethyl cellosolve, methoxypropylene glycol, dimethoxypropanol, etc.).
  • Aprotic polar solvents include amides (N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, N-ethylformamide, N, N-deethylformamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetate).
  • an ammonium salt, an amine salt, a quaternary ammonium salt, and an ionic base of an acid conjugate base which are usually used in an electrolytic solution for an aluminum electrolytic capacitor
  • Examples include quaternary salts of cyclic amidine compounds.
  • the quaternary ammonia that constitutes the quaternary ammonia salt includes tetraalkyl ammonium (tetramethyl ammonium, tetraethyl ammonium, tetrapropyl ammonium, tetrabutyl ammonium).
  • amines constituting amine salts include primary amines (methylamine, ethylamine, propylamine, butylamine, ethylenediamine, monoethanolamine, etc.) Secondary amines (dimethylamine, jetylamine, dipropylamine, ethylmethylamine, diphenylamine, diethanolamine, etc.), tertiary amines (trimethylamine, triethylamine, tributynoreamine, 1,8-diazabicyclo (5 , 4, 0) —Undecen-7, Triethanolamine, etc.).
  • the key components contained in the driving electrolyte include adipic acid, dartaric acid, succinic acid, benzoic acid, isophthalic acid, phthalic acid, terephthalic acid, maleic acid, toluic acid, and enanthic acid.
  • Organic acids such as malonic acid, formic acid, 1,6-decanedicarboxylic acid, decanedicarboxylic acid such as 5,6-decanedicarboxylic acid, octanedicarboxylic acid such as 1,7-octanedicarboxylic acid, azelaic acid, sebacic acid, etc.
  • Examples thereof include acids, boric acid, polyhydric alcohol complexes of boric acid obtained from boric acid and polyhydric alcohol, and conjugate bases of inorganic acids such as phosphoric acid, carbonic acid, and silicic acid.
  • inorganic acids such as phosphoric acid, carbonic acid, and silicic acid.
  • decanedicarboxylic acid, octanedicarboxylic acid, azelaic acid, sebacic acid, adipic acid, glutaric acid, succinic acid, benzoic acid, isophthalic acid, formic acid and other organic carboxylic acids, boric acid, boric acid are preferred. It is a polyhydric alcohol complex compound.
  • the metal foil for an electrolytic capacitor is subjected to an electrical current treatment in an acidic solution to increase the surface area, and then anodized in an electrolytic solution comprising an aqueous solution of boric acid, phosphoric acid or a salt thereof.
  • a dielectric oxide film formed may be used.
  • the use of an anode foil comprising a layer in which the dielectric film is uniformly crystallized on aluminum and a layer containing silicon on this layer improves the film characteristics of the dielectric film. In particular, the characteristics for charging / discharging with a large voltage difference are improved.
  • the cathode internal terminal is made of aluminum with a purity of 99.9% or more, and a chemical conversion film with an AC etching rate of 28 times and an anodic oxidation voltage of 3 V is formed. The concentration of iron in this etching layer is 40 ppm.
  • the anode internal terminal is made of 99.9% or more aluminum material.
  • a chemical conversion film with an anodic acid voltage of 620 V is formed.
  • the cathode foil is formed with a chemical conversion film with an etching magnification of 28 times and an anodization voltage of 3 V.
  • the anode foil is etched and a chemical conversion film with an anodization voltage of 620 V is formed.
  • the capacitor element is formed by winding the separator so that the low-density side faces the cathode internal terminal side. It was impregnated with a driving electrolyte and stored in an outer case.
  • the electrolytic capacitor was made in the same manner as in Example 1 except that the AC etching magnification of the cathode internal terminal was set to 10 and no anodic oxidation was performed.
  • An electrolytic capacitor was produced in the same manner as in Example 1 except that the iron content in the etching layer at the cathode internal terminal was 280 ppm.
  • the electrolytic capacitor was made in the same manner as in Example 1 except that the purity of the aluminum material constituting the cathode internal terminal was 99% or more and the iron content in the etching layer was 400 ppm.
  • the electrolytic capacitors of Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 were subjected to a charge / discharge test at a voltage difference of 400V-200V of 200V, 3Hz.
  • the results are shown in Table 1 below.
  • the concentration of iron was measured based on the concentration of iron in the solution obtained by dissolving the etching layer 8 excluding the cored bar 9 at the cathode internal terminal with sulfuric acid or nitric acid.
  • Ratio 1 99% 4 0 ⁇ ⁇ ⁇ m 2 8 times 3 V
  • the anode foil 4 is made of an aluminum foil that has been etched to form a film
  • the cathode foil 3 is made of an aluminum foil that has been etched.
  • a film is formed.
  • These two electrode foils have an internal tab force such as an aluminum tab, a thin foil-like internal tab terminal, a round bar part, a flat part, and a lead terminal consisting of a lead part connected to the round bar part. Connections 7 are formed by welding.
  • Capacitor element 1 is formed by winding or laminating between anode foil 4 and cathode foil 3 with separator 2 interposed therebetween.
  • the separator 2 is cellulose fiber paper and its mixed paper, laminated paper, etc., and the cellulose fiber paper contains at least one of Manila hemp, craft, hemp, esbalt, cotton, and polyethylene terephthalate.
  • Synthetic resin materials such as polybutylene terephthalate, polyphenylene sanolide, nylon, aromatic polyamide, polyimide, polyamideimide, polyetherimide, and rayon can also be used.
  • the cathode foil 3 starts to be rolled before the anode foil 4, and the winding end portion shown in FIG.
  • the end of the anode foil 4 faces the cathode foil 3.
  • the surface of the cathode internal terminal is enlarged by etching, and the area of the cathode internal terminal facing the anode foil is expanded, that is, the area of the cathode portion facing the anode foil is expanded.
  • the etching treatment applied to the cathode internal terminal for expanding the surface is such that the effect of the present application can be obtained if the etching treatment is performed.
  • the etching magnification is preferably 5% or more of the etching magnification of the cathode foil. Furthermore, 35% or more is preferable.
  • a chemical conversion film may be formed on the cathode internal terminal.
  • the anode internal terminal 6 also has an aluminum force, and a surface of the anode internal terminal 6 is formed by anodizing treatment.
  • the anodizing voltage is preferably about the same as the anodizing voltage applied to the anode foil 4.
  • the capacitor element 1 formed by winding or stacking as described above is impregnated with the driving electrolyte.
  • the pH of this driving electrolyte is preferably 5-7.
  • a solvent for the driving electrolyte a protic polar solvent, an aprotic polar solvent, water, and a mixture thereof can be used.
  • Protic polar solvents include monohydric alcohols (ethanol, prononoreno, butanol, pentanole, hexanol, cyclobutanol, cyclopentanol, cyclohexanol, benzyl alcohol, etc.), polyhydric alcohols and oxy Alcohol compounds (ethylene glycol, propylene glycol, glycerin, methyl solvate sorb, ethyl cetyl solve, methoxypropylene glycol, dimethoxypropanol, etc.) and the like.
  • monohydric alcohols ethanol, prononoreno, butanol, pentanole, hexanol, cyclobutanol, cyclopentanol, cyclohexanol, benzyl alcohol, etc.
  • polyhydric alcohols and oxy Alcohol compounds ethylene glycol, propylene glycol, glycerin, methyl solvate sorb, ethyl
  • Aprotic polar solvents include amides (N-methylformamide, N, N dimethylformamide, N ethylformamide, N, N dimethylformamide, N methylacetamide, N, N dimethylforma Cetoamide, N ethylacetamide, N, N jetylacetamide, hexamethylphosphoric amide, etc.), ratatones (0 — butyrolatatane, ⁇ — valerolataton, ⁇ — valerolataton, etc.), sulfolane (3-methyl) Sulfolane, 2, 4 dimethylsulfolane, etc.), cyclic amides ( ⁇ -methyl-2-pyrrolidone, ethylene carbonate, propylene carbonate, isobutylene carbonate, etc.), nitriles (acetonitrile, etc.), oxides (dimethyl sulfoxide, etc.), 2 —Imidazolidinone series [1, 3 Dialkyl-2 Imidazolidinone (1
  • the solute contained in the driving electrolyte includes ammonium salts, amine salts, and quaternary ammonium salts, which use an acid conjugate base as an anion component, usually used in electrolytes for aluminum electrolytic capacitors. And quaternary salts of cyclic amidine compounds.
  • amines constituting the amine salt include primary amines (methylamine, ethylamine, propylamine, butylamine, ethylenediamine, monoethanolamine, etc.), secondary amines (dimethylamine, jetylamine, dipropylamine, ethylmethylamine, diphenylamine). Luamine, diethanolamine, etc.), tertiary amines (trimethylamine, triethylamine, tribubutinoleamine, 1,8 diazabicyclo (5, 4, 0) undecene-7, triethanolamine, etc.).
  • decanedicarboxylic acid decanedicarboxylic acid, octanedicarboxylic acid, azelaic acid, sebacic acid, adipic acid, glutaric acid, succinic acid, benzoic acid, isophthalic acid, formic acid and other organic carboxylic acids, boric acid, It is a polyhydric alcohol complex compound of boric acid.
  • the metal foil for an electrolytic capacitor is subjected to etching treatment to increase the surface area in an acidic solution, and then anodized in an electrolytic solution composed of an aqueous solution of boric acid, phosphoric acid or a salt thereof. Then, a dielectric oxide film is used.
  • anode foil composed of a layer in which the dielectric film is uniformly crystallized on aluminum and a layer containing silicon on this layer improves the film characteristics of the dielectric film. In particular, the characteristics for charging / discharging with a large voltage difference are improved.
  • the cathode internal terminal is made of aluminum with a purity of 99.9% or higher, and is subjected to a surface expansion treatment with an etching magnification of 9 times.
  • the anode internal terminal has an aluminum material strength of 99.9% or more, and a chemical conversion film is formed with a cathode acid voltage of 620V.
  • the cathode foil is subjected to a surface enlargement treatment with an etching magnification of 28 times, and the anode foil is etched and a chemical conversion film is formed with an anodic acid voltage of 620V.
  • An electrolytic capacitor was produced in the same manner as in Example 4 using a driving electrolytic solution containing ethylene glycol as a solvent and jetylamine azelaic acid as a driving electrolytic solution.
  • An electrolytic capacitor was fabricated in the same manner as in Example 4 by using an anode foil having a uniformly crystallized layer on aluminum and a dielectric film having a layer strength containing silicon on this layer.
  • a driving electrolyte using ethylene glycol as a solvent and acetylate azelaic acid as a driving electrolyte is used as a driving electrolyte, and a dielectric composed of a uniformly crystallized layer on aluminum and a layer containing silicon on this layer.
  • An electrolytic capacitor was produced in the same manner as in Example 4 using an anode foil having a film.
  • Example 4 an electrolytic capacitor was produced without etching the cathode internal terminal.
  • Example 4 an electrolytic capacitor was manufactured by winding the anode foil so that the anode foil preceded it and winding it so as to finish winding with the anode foil.
  • the electrolytic capacitors of the example and the comparative example were subjected to a charge / discharge test with a voltage difference of 400V-200V of 200V, 3Hz (charge / discharge test 1) to evaluate the occurrence of a short circuit.
  • a charge / discharge test was performed at a voltage difference of 280V—OV of 280V, 1Hz (charge / discharge test 2), and the leakage current was 1000 / z A!
  • Table 2 The results are shown in Table 2 below.
  • Example 5 using an electrolyte containing an amine salt in Example 4 further has a dielectric film composed of a uniformly crystallized layer on aluminum and a layer containing silicon on this layer.
  • Example 6 using the anode foil in the charge / discharge test 2, the leakage current characteristics were improved!
  • Example 8 where an acceleration test was performed using a separator having a thickness lower than usual, Even in this case, the remarkable effect of the present application is clear without the occurrence of a short circuit.

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Abstract

　本発明の電解コンデンサは、陽極内部端子を備えた陽極箔と、陰極内部端子を備えた陰極箔とを、セパレータを介して巻回又は積層したコンデンサ素子を用いた電解コンデンサにおいて、陽極箔の端部がセパレータを介して陰極箔に対向し、かつ陰極内部端子は表面を拡面処理されているので、陽極箔に対向する陰極箔に面積の小さな部分がなくなって、充放電特性が向上する。さらに、陽極内部端子を備えた陽極箔と、陰極内部端子を備えた陰極箔とを、セパレータを介して巻回又は積層したコンデンサ素子に駆動用電解液を含浸した電解コンデンサにおいて、前記陰極内部端子は、アルミニウム材からなり、その表面をエッチング処理し、このエッチング層の鉄の濃度を３００ｐｐｍ未満とした。  

Description

明 細 書
電解コンデンサ 技術分野
[0001] 本発明は、アルミ電解コンデンサに関するものである。
背景技術
[0002] 従来のアルミ電解コンデンサは、図 4に示すように、
アルミニウム力 なるエッチング箔に化成皮膜を形成した陽極箔 4と、エッチングした アルミニウム力もなる陰極箔 3とを絶縁紙等のセパレータ 2を介して卷回したコンデン サ素子 1を有している。前記陽極箔 4及び陰極箔 3には細長い箔状の陽極内部端子 6及び陰極内部端子 5がそれぞれの電極箔にステッチやコールドウエルド等により接 続されている。前記コンデンサ素子 1には駆動用電解液が含浸され、有底筒状の外 装ケースに収納される。外装ケースはその開口部が封口体により封止され、前記封 口部材に配置されたリベットを介してコンデンサ素子力 導出された両極内部端子と 両極外部端子が各々に接続されて電解コンデンサが形成される。
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0003] ところで、従来のコンデンサでは、充放電回路に使用された場合には、前記陰極内 部端子 5は陰極箔 3に比べてその表面積が小さ 、ため、陰極箔 3に比べて高 、電圧 が印加されてしまい、その放電時に前記陰極内部端子 5及びその付近の陰極箔 3に 皮膜生成反応に伴う水素ガス等の生成物の発生し、この水素ガスの発生によって、 コンデンサの内圧が上昇して防爆弁作動といった不具合が発生する可能性があった
[0004] 上述の問題の改善を目的としたものとしては、陰極箔 3に接続された陰極内部端子 5の陽セパレータと対向する面を粗面化加工し、かつ陰極箔 3と接する面が平坦とす る発明が知られていた。
[0005] 特許文献 1 :特開 2005— 39132号公報
[0006] し力しながら、近年サーボモータ用途などでは、周期が短ぐまた電圧差も大きな充 放電電圧が印加されるような使用がなされるようになってきている。このような用途で は、安全弁の作動のみならず、ショートが発生する問題が新たに生じた。
[0007] 本発明は、上述したような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであ り、周期が短ぐまた電圧差も大きな充放電回路における使用において、電解コンデ ンサの長寿命化を図ることを目的として 、る。
課題を解決するための手段
[0008] 上記課題を解決するため、本発明者らは、鋭意研究した結果、充放電回路にて使 用する際に生じるショートの発生要因を解明するべぐショートが発生した電解コンデ ンサを分析したところ、陰極内部端子の表面に鉄が露出していることが分力つた。こ の現象は、充電時において、陰極箔及び陰極内部端子付近の駆動用電解液は、酸 素と水の還元反応と水素の還元反応によりアルカリ化する事が電気化学的メカニズ ムカも確認でき、ここで、電圧差の大きい充放電回路での電解コンデンサの使用など 、充電電流が多く流れる条件下では、上記の還元反応が頻繁に生じるため、陰極箔 及び陰極内部端子付近の駆動用電解液のアルカリ化に大きく作用する。この還元反 応は、陰極内部端子に含まれる異種金属の含有量が均一であれば、陰極内部端子 の全面で反応が起きるが、陰極内部端子の一部に異種金属を多く含む部位が存在 すると、該異種金属と駆動用電解液との界面に還元反応が集中して生じる。従来の 陰極内部端子では、純度の高い (例えば 99. 99%以上の純度)アルミニウム材を用 いると、柔らかく陰極箔との接続性が不安定であり、または高価であることから、純度 の低いアルミニウム材が用いられており、従って主に陰極箔よりも異種金属、特に鉄 金属の含有量が多い為、陰極内部端子に含有されている鉄と駆動用電解液との界 面での還元反応が頻繁に発生し、陰極内部端子付近の駆動用電解液がアルカリィ匕 に至り、これによつて陰極内部端子表面の酸ィ匕皮膜やアルミニウムが溶け出し、陰極 内部端子に含まれる異種金属である鉄が露出し、この鉄に電流が集中し、ショートに 至ると考えられる。
[0009] そこで、これらの部分に於いて、陰極内部端子の表面付近に存在する異種金属を 極めて少量とすることでショートを防止できることを見出して本発明にいたったもので ある。 [0010] また、上記の陰極内部端子以外にも、コンデンサ素子の巻き始め部分と陰極内部 端子近傍に多く発生することが分力つた。さらに、巻き始め部分では陽極箔を先行し て巻き始めた際の陰極箔端部に対向する陽極箔でショートが発生し、陰極内部端子 に対向する陽極箔でショートが発生していた。また、充放電電圧印加の際の充電終 了後にショートが発生することもわ力つた。ここで電解コンデンサの構造を考察すると 、電解コンデンサでは陽極箔の酸化皮膜が誘電体となり、この酸化皮膜に対向する 陰極箔との間に電荷が蓄積されてコンデンサを形成する。ここで陽極箔に対向する 陰極箔がないか、もしくは陰極箔の面積力 、さいと、これらの部分の陽極箔の電荷が もっとも近い陰極箔、もしくは小さい面積の陰極箔に対向する部分に集中する。そし てこれまでにない厳しい条件での充放電印加によって誘電体皮膜が劣化したうえに 、充電終了後の電荷が最大に蓄積された状態で誘電体皮膜に大きな電圧が印加さ れてショートにいたると推察された。すなわち、陽極箔を先行して巻き始めた際には、 陽極箔に対向する陰極箔がない状態となり、陰極内部端子においては陽極箔に対 向するのは面積の小さな平坦な陰極内部端子であって、前者の場合は対向する陰 極箔のない陽極箔の部分の電荷のすべてが陰極箔の端部に対向する部分に集中し 、後者の場合は平坦な陰極内部端子に対向する部分に集中してショートにいたる。こ のことは、電解コンデンサ駆動用電解液を用いた電解コンデンサについての考察で あるが、固体電解質を用いた電解コンデンサについても同様の挙動を考えることがで きる。
[0011] そこで、これらの部分において、陽極箔に対向する陰極箔の面積を拡大することに 着眼して本発明に 、たったものである。
[0012] 本発明の電解コンデンサは、陽極内部端子を備えた陽極箔と陰極内部端子を備え た陰極箔とを、セパレータを介して卷回又は積層したコンデンサ素子に駆動用電解 液を含浸した電解コンデンサにおいて、前記陰極内部端子は、表面を溶解処理され たアルミニウムカゝらなり、該溶解処理層中の鉄の濃度を 300ppm未満としたことを特 徴として 、る。また前記溶解処理がエッチング処理であることを特徴とする。
[0013] このように、溶解処理 (エッチング処理）により、陰極内部端子の表面を溶解させるこ とで、溶解処理層（エッチング層）中の鉄の濃度を所定量に制限することで、該溶解 処理層（エッチング層）の表面付近に残存する鉄を極めて少量とすることができ、この 鉄に起因して発生するショートを防止することができる。つまり、純度 99. 9%のアルミ -ゥムの合金中では、アルミニウムは多結晶の状態となっており、固溶限界を超えた 鉄はアルミニウムの結晶界面に偏祈した状態となっている。また、結晶界面にはその 他の不純物成分も偏祈した状態となって!/、る。このようなアルミニウム合金をエツチン グ等の溶解処理を施した際には、アルミニウムの結晶界面はアルミニウムの結晶部分 に比べると、鉄やその他の不純物成分による局部電池等の作用によって、溶解速度 力 り速いものとなる。このように結晶界面で溶解がより早く進行することにより結晶界 面に偏祈して存在する鉄は脱落しやすいものとなる。このような作用のため、マクロ的 にみると、エッチングによって鉄が選択的に脱落するようになり、陰極内部端子のエツ チング層中の鉄濃度が減少するとともに、少なくともエッチング層の表面付近に露出 する鉄は極めて少ないものとなる。なお、前記溶解処理層（エッチング層）中の鉄の 濃度は、 300ppm未満が好ましく 40ppm以下が最適である。
[0014] また、本発明の電解コンデンサは、陽極内部端子を備えた陽極箔と、陰極内部端 子を備えた陰極箔とを、セパレータを介して卷回又は積層したコンデンサ素子を用い た電解コンデンサにおいて、陽極箔の端部がセパレータを介して陰極箔に対向し、 かつ陰極内部端子は表面を拡面処理されている。以上の本発明の電解コンデンサ においては、陽極箔の端部がセパレータを介して陰極箔に対向しているので、陽極 箔の端部において陰極箔が対向し、電荷が集中することがない。さらに、陰極内部端 子に拡面処理を施して!/、るので、陽極箔に対向する陰極内部端子の面積が拡大す る。これらのことによって、陽極箔に電荷の集中する部分がなくなって、充放電特性 が向上する。
[0015] さらに、本発明の電解コンデンサは、陽極内部端子を備えた陽極箔と、陰極内部端 子を備えた陰極箔とを、セパレータを介して卷回したコンデンサ素子を用いた電解コ ンデンサにおいて、陰極箔を陽極箔に先行させて巻き始めて卷回し、かつ陰極内部 端子は表面を拡面処理されている。陰極箔を陽極箔に先行させて巻き始め、陰極箔 で巻き終わるようにして、卷回することによって、陽極箔の端部において陰極箔が対 向させることができる。そして、陽極箔を内側に卷回した際には、巻き始め端の陽極 箔の内側には対向する陰極箔がない状態となるが、先行した陰極箔が卷きこまれて 巻き始め端の陽極箔に対向するので、電荷の集中を抑制することができて、充放電 特性が向上する。
[0016] また、陽極内部端子を備えた陽極箔と、陰極内部端子を備えた陰極箔とを、セパレ ータを介して卷回又は積層したコンデンサ素子を用いた電解コンデンサにおいて、 陽極箔全面がセパレータを介して陰極箔に対向し、かつ陰極内部端子は表面を拡 面処理を施す。このことによって、陽極箔の端部のみならず、陽極箔の全面が陰極箔 に対向して、さらに充放電特性が向上する。
[0017] 以上の本発明の電解コンデンサにおいて、表面に拡面処理を施した陰極内部端 子を陰極箔に接合する際には、コールドウエルド等の陰極表面に損傷をあたえない 方法を用いる。従来のような電極箔と内部端子を重ね、針状の穿孔具を突き刺して、 その後に押しつぶして接合するような方法では、電極箔、内部端子の切断面が露出 する。すなわち、このような方法では拡面処理されない部分が発生し、陽極箔に対向 する陰極箔に面積の小さな部分が発生するので本願の効果は大きく低減するので 好ましくない。
[0018] また、陽極箔の端部がセパレータを介して陰極箔に対向し、陰極内部端子は表面 を拡面処理されて ヽな ヽ電解コンデンサと、陽極箔の端部がセパレータを介して陰 極箔に対向せず、陰極内部端子は表面を拡面処理されて 、る電解コンデンサの充 放電特性は前者の方が良好であった。このこと力 、陰極箔の端部のほうが拡面処 理しない陰極内部端子より、陽極箔に対向する面積が小さいことがわかる。
[0019] 以上のように、本発明の電解コンデンサにおいては、陽極箔の電荷の集中しやす い部分においては陰極箔と対向させ、さらに陰極箔の面積力 S小さい部分がないよう にすることによって、本願の効果を得ているものである。
[0020] また、前記陰極内部端子のアルミニウム純度が 99. 9%以上であることを特徴とする 。これによると、陰極内部端子に用いるアルミニウムを高純度とすることで、陰極内部 端子の鉄の含有量を予め少なくし、溶解処理後の陰極内部端子の溶解処理層の表 面付近における鉄の濃度を低減し、ショート発生を防止することができる。
[0021] また、前記陰極内部端子には、化成皮膜が形成されていることを特徴とする。これ によると、陰極内部端子の表面をィ匕成皮膜で覆うことにより、該陰極内部端子の表面 付近に残存した鉄と駆動用電解液における還元反応を抑制し、陰極内部端子付近 のアルカリ化を効果的に防止できる。
[0022] また、前記陰極箔は、エッチング処理が施され、このエッチング倍率に対して陰極 内部端子のエッチング倍率を 70%以上とすることを特徴とする。これによると、陰極 内部端子の静電容量を増やすことで、陰極内部端子への電力集中が低減され、陰 極内部端子付近でのアルカリ化を抑制できる。
[0023] また、前記駆動用電解液は、その pHが 5〜7であることを特徴とする。これによると、 駆動用電解液の pHを弱酸性側にすることによって、陰極内部端子付近に生成され たアルカリを中和により抑制できる。
[0024] また、前記セパレータの低密度側の面を前記陰極内部端子に対面するように配置 したことを特徴とする。これによると、前記セパレータの低密度側の面は、駆動用電解 液の保持性が高ぐ陰極内部端子付近への駆動用電解液の供給量を充分に確保で き、陰極内部端子付近のアルカリ化を抑制できる。
[0025] また、クラフト、ヘンプ、コットンを含むセパレータを用いることで、セパレータの駆動 用電解液の保持性をさらに高め、陰極内部端子付近への駆動用電解液の供給量を 充分に確保でき、陰極内部端子付近のアルカリィ匕を抑制できる。
[0026] さらに、アミン塩を含有する駆動用電解液を用いることによって、誘電体皮膜の皮 膜特性が向上して、とくに電圧差の大きな充放電に対する特性が向上する。
[0027] また、誘電体皮膜がアルミニウム上の均一に結晶化した層とこの層上のけい素を含 む層からなる陽極箔を用いることによって、さらに誘電体皮膜の皮膜特性が向上して
、とくに電圧差の大きな充放電に対する特性が向上する。
発明の効果
[0028] 本発明によれば、電圧差が大きく周期の短!、充放電回路における使用にお 、て、 陰極内部端子の表面付近に存在する異種金属を極めて少量とすることで、電解コン デンサにおける陰極内部端子付近を起点とするショートの発生を防止し、長寿命化 を実現することができる。
[0029] また、陽極箔の端部がセパレータを介して陰極箔に対向し、かつ陰極内部端子は 表面を拡面処理されているので、陰極箔の端部が陽極箔に対向することがなぐさら に陽極箔に対向する陰極内部端子の面積が拡大する。これらのことによって、陽極 箔に対向する陰極箔に面積の小さな部分がなくなって、充放電特性が向上する。 図面の簡単な説明
[0030] [図 1]本発明の実施の形態における電解コンデンサを示す斜視図である。
[図 2]本発明の実施の形態における陰極内部端子を示す断面図である。
[図 3]本発明の実施の形態における電解コンデンサの陰極箔、陽極箔及びセパレー タの載置状態を示す断面図である。
[図 4]従来のアルミ電解コンデンサを示す斜視図である。
符号の説明
1 コンアンサ素子
2 セパレータ
2a 低密度側
2b 高密度側
3 陰極箔
4 陽極箔
5 陰極引出端子
6 陽極引出端子
7 接続部
8 エッチング層
9 芯金部
発明を実施するための最良の形態
[0032] (第 1実施形態）
以下、図を参照して詳細に説明する。図 1は本発明の実施の形態における電解コ ンデンサを示す斜視図である。図 2は本発明の実施の形態における陰極内部端子を 示す断面図である。図 3は本発明の実施の形態における電解コンデンサの陰極箔、 陽極箔及びセパレータの載置状態を示す断面図である。
[0033] 図 1に示すように、本実施例の電解コンデンサにおいて、陽極箔 4は、エッチング処 理しィ匕成皮膜を形成したアルミニウム箔力 なり、陰極箔 3はエッチング処理したアル ミニゥム箔力 なり、任意に化成皮膜が形成される。この両電極箔には、アルミニウム 等からなる細長い箔状の内部タブ端子や丸棒部及び偏平部及び該丸棒部に接続し たリード部力もなるリード端子等の電極内部端子力 Sステッチ法やコールドウエルド法 により接続し接続部 7が形成される。前記陽極箔 4及び陰極箔 3の間にセパレータ 2 を介して卷回又は積層することでコンデンサ素子 1が形成される。
[0034] 図 2に示すように、前記陰極内部端子 5は、アルミニウム力もなりその純度は 99%以 上のものが用いられている。また、その表面は、交流エッチングによりエッチング処理 がなされ、且つその上に陽極酸化処理により化成皮膜が形成されている。図 2に示 すエッチング層 8は、前記エッチング処理部分及びその上に形成されたィ匕成皮膜を 示し、芯金部 9は前記エッチング処理が成されて 、な 、アルミニウム部分を示して ヽ る。
[0035] 陰極内部端子 5に施すエッチング処理の倍率は、主に陰極箔 3に施されたエツチン グ処理の倍率と同程度が好ましいが、陰極内部端子 5のエッチング処理の倍率は、 陰極箔 3のエッチング処理の倍率の少なくとも 70%以上の倍率であれば、充放電時 に陰極内部端子 5に加わる電圧が低減され、陰極内部端子 5付近のアルカリ化が抑 制されるため好ましい。また、陰極内部端子 5の陽極酸化処理電圧は、陰極箔 3に施 される陽極酸ィ匕処理電圧と同程度が好ましい。この様に陰極内部端子 5と陰極箔 3と のエッチング倍率や陽極酸ィ匕処理電圧や材質を同程度にすることが好ましい。
[0036] 本実施の形態の陰極内部端子 5には、予め鉄や銅などの異種金属が含有されたァ ルミ二ゥム材をエッチング処理することで、エッチング層の表面付近に存在する鉄や 銅などの異種金属を溶解除去し、表面付近に異種金属が極めて少な 、状態を作り 出し、これによつて充放電時の陰極内部端子 5付近のアルカリィ匕を抑制したものであ る。このエッチング処理によって、陰極内部端子 5のエッチング層 8における鉄の含有 量は、 300ppm未満が好ましぐ 40ppm以下が最適である。
[0037] 一方陽極内部端子 6は、アルミニウム力もなり、その表面に陽極酸化処理によりィ匕 成皮膜が形成されている。この陽極酸化処理電圧は、陽極箔 4に施される陽極酸ィ匕 処理電圧と同程度であることが好ま 、。 [0038] セパレータ 2は、前記セパレータはセルロース系繊維紙及びその混抄紙、積層紙な どであり、セルロース系繊維紙としてはマニラ麻、クラフト、ヘンプ、エスバルト、コット ンの少なくとも 1種を含むものである。このセパレータは、抄紙工程により、表面、裏面 で異なる状態となり、一方が平坦状 (高密度 2b)、他方が凹凸状 (低密度 2a)に形成 される。通常の電解コンデンサでは、陽極内部端子 6に生じるノ リを防ぐため、該陽 極内部端子 6側にセパレータ 2の高密度側 2bの面を配置しているが、駆動用電解液 の保持量が大きいセパレータ 2の低密度側 2aの面を前記陰極内部端子 5側に対面 するように配置することで、駆動用電解液の前記陰極内部端子 5付近への供給が可 能となり、アルカリ化が抑制される。なお、セパレータとしては、ポリエチレンテレフタレ ート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフエ-レンサルファイド、ナイロン、芳香族ポリア ミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、レーヨンなどの合成樹脂材料を用 いることちでさる。
[0039] 図 3に示すように、この陰極箔 3、陽極箔 4及びセパレータ 2の卷回方法としては、 陰極箔 3は放熱性を向上させるために最外周に配置することが好ましぐこのため卷 軸にセパレータ 2、陽極箔 4、セパレータ 2、陰極箔 3の順に載置し、巻軸を回転させ て前記載置順で卷回して 、る。ここで陽極箔 4と陰極箔 3の載置位置を揃えて卷回す ると、コンデンサ素子 1の中心部では、陽極箔 4の内周面に陰極箔 3が対向しない部 分が存在し、陰極箔 3への電圧の分散が不均等となる。そのため、陰極箔 3を陽極箔 4より所定長さだけ先に巻軸に載置して、該卷軸を所定回数の回転した後に陽極箔 4 を巻軸に載置して卷回するとよい。また、陰極箔 3と陽極箔 4の幅を同等とすると、こ の卷回時にずれが生じ、陰極に対向しない陽極箔 4の部分が生じないように、陽極 箔 4の幅に対して陰極箔 3の幅を 10%以上大きくすると好ましい。さらには、コンデン サ素子を外装ケースに収納する際に外装ケースの内底面に別途セパレータ片を、そ の低純度側をコンデンサ素子側に向けて配置し、このセパレータ片に駆動用電解液 を保持させ、必要に応じてコンデンサ素子に供給させることもできる。
[0040] なお、前述のとおり卷回又は積層して形成されたコンデンサ素子 1には、 pHが 5〜 7の駆動用電解液が含浸される。この駆動用電解液の溶媒としては、プロトン性極性 溶媒、非プロトン性極性溶媒、水、及びこれらの混合物を用いることができる。プロト ン性極性溶媒としては、一価アルコール類（エタノール、プロパノール、ブタノール、 ペンタノ一ノレ、へキサノーノレ、シクロブタノ一ノレ、シクロペンタノ一ノレ、シクロへキサノ ール、ベンジルアルコール等）、多価アルコール類およびォキシアルコール化合物 類（エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、メチルセ口ソルブ、ェチル セロソルブ、メトキシプロピレングリコール、ジメトキシプロパノール等）などが挙げられ る。また、非プロトン性の極性溶媒としては、アミド系（N—メチルホルムアミド、 N, N ージメチルホルムアミド、 N ェチルホルムアミド、 N, N ジェチルホルムアミド、 N メチルァセトアミド、 N, N ジメチルァセトアミド、 N ェチルァセトアミド、 N, N- ジェチルァセトアミド、へキサメチルホスホリックアミド等）、ラタトン類（γ ブチロラクト ン、 δ ノ レ口ラタトン、 γ バレロラタトン等）、スルホラン系（3—メチルスルホラン、 2, 4 ジメチルスルホラン等）、環状アミド系（Ν—メチルー 2 ピロリドン、エチレン力 ーボネイト、プロピレンカーボネイト、イソブチレンカーボネイト等）、二トリノレ系（ァセト 二トリル等）、ォキシド系（ジメチルスルホキシド等）、 2—イミダゾリジノン系〔1, 3 ジ アルキル一 2—イミダゾリジノン（1, 3 ジメチルー 2—イミダゾリジノン、 1, 3 ジェチ ノレ一 2—イミダ リジノン、 1, 3 ジ（η—プロピノレ）一 2—イミダ リジノン等）、 1, 3, 4 —トリアルキル一 2—イミダゾリジノン（1, 3, 4 トリメチル 2—イミダゾリジノン等）〕 などが代表として、挙げられる。中でもエチレングリコール、水、スルホラン、 γ—ブチ ルラクトンカゝら選択される少なくとも一種類以上の溶液を単独或いは混合溶液として 使用すると良い。
また更に、駆動用電解液に含まれる溶質としては、通常アルミ電解コンデンサ用電 解液に用いられる、酸の共役塩基をァニオン成分とする、アンモニゥム塩、アミン塩、 4級アンモ-ゥム塩および環状アミジン化合物の四級塩が挙げられる。第 4級アンモ -ゥム塩を構成する第 4級アンモ-ゥムとしてはテトラアルキルアンモ-ゥム (テトラメ チルアンモ-ゥム、テトラエチルアンモ-ゥム、テトラプロピルアンモ-ゥム、テトラプチ ルアンモ-ゥム、メチルトリェチルアンモ-ゥム、ジメチルジェチルアンモ -ゥム等）、 ピリジゥム（1 メチルピリジゥム、 1 ェチルピリジゥム、 1, 3 ジェチルピリジゥム等） が挙げられる。また、アミン塩を構成するァミンとしては、一級アミン (メチルァミン、ェ チルァミン、プロピルァミン、ブチルァミン、エチレンジァミン、モノエタノールアミン等） 、二級アミン（ジメチルァミン、ジェチルァミン、ジプロピルァミン、ェチルメチルァミン、 ジフエ-ルァミン、ジエタノールァミン等）、三級アミン（トリメチルァミン、トリェチルアミ ン、トリブチノレアミン、 1, 8—ジァザビシクロ（5, 4, 0)—ゥンデセンー7、トリエタノー ルァミン等）があげられる。
[0042] なかでも、アミン塩を用いると、誘電体皮膜の皮膜特性が向上して、とくに電圧差の 大きな充放電に対する特性が向上する。
[0043] また更に、駆動用電解液に含まれるァ-オン成分としては、アジピン酸、ダルタル 酸、コハク酸、安息香酸、イソフタル酸、フタル酸、テレフタル酸、マレイン酸、トルイ ル酸、ェナント酸、マロン酸、蟻酸、 1, 6—デカンジカルボン酸、 5, 6—デカンジカル ボン酸等のデカンジカルボン酸、 1, 7—オクタンジカルボン酸等のオクタンジカルボ ン酸、ァゼライン酸、セバシン酸等の有機酸、あるいは、硼酸、硼酸と多価アルコー ルより得られる硼酸の多価アルコール錯ィ匕合物、りん酸、炭酸、けい酸等の無機酸の 共役塩基を挙げることができる。これらの中で好ましいのは、デカンジカルボン酸、ォ クタンジカルボン酸、ァゼライン酸、セバシン酸、アジピン酸、グルタル酸、コハク酸、 安息香酸、イソフタル酸、蟻酸等の有機カルボン酸、または、硼酸、硼酸の多価アル コール錯化合物である。
[0044] 陽極箔としては、電解コンデンサ用の金属箔を酸性溶液中で通電処理して表面積 を拡大するエッチングを行い、ついでほう酸、りん酸あるいはこれらの塩の水溶液から なる電解液中で陽極酸化して誘電体酸化皮膜を形成して作製したものを用いてもよ い。このような陽極箔のなかでも、誘電体皮膜がアルミニウム上の均一に結晶化した 層とこの層上のけい素を含む層からなる陽極箔を用いると、誘電体皮膜の皮膜特性 が向上して、とくに電圧差の大きな充放電に対する特性が向上する。
第 1実施例
[0045] 次に本発明の電解コンデンサの第一実施例について説明する。
[0046] (実施例 1)
陰極内部端子は、純度 99. 9%以上のアルミニウム材力 なり、交流エッチング倍 率 28倍、陽極酸化電圧 3Vによる化成皮膜が形成され、このエッチング層における鉄 の濃度は、 40ppmである。陽極内部端子は、 99. 9%以上のアルミニウム材カもなり 、陽極酸ィ匕電圧 620Vによる化成皮膜が形成されている。陰極箔は、エッチング倍率 28倍、陽極酸化電圧 3Vによる化成皮膜が形成され、陽極箔は、エッチングされると ともに、陽極酸ィ匕電圧 620Vによる化成皮膜が形成されている。前記両内部端子を、 それぞれ各電極箔の所定位置にステッチにより取り付けた後、セパレータの低密度 側の面が、陰極内部端子側に対面するように卷回してコンデンサ素子を形成し、 pH 6の駆動用電解液を含浸して外装ケースに収納した。
[0047] (実施例 2)
陰極内部端子の交流エッチング倍率を 10倍とし、陽極酸ィ匕を行わず、それ以外は 、実施例 1と同様の電解コンデンサを作成した。
[0048] (実施例 3)
陰極内部端子におけるエッチング層中の鉄含有量を 280ppmとし、それ以外は、 実施例 1と同様の電解コンデンサを作成した。
[0049] (比較例 1)
陰極内部端子を構成するアルミニウム材の純度を 99%以上とし、エッチング層中の 鉄含有量を 400ppmとし、それ以外は実施例 1と同様の電解コンデンサを作成した。
[0050] 次に実施例 1ないし 3と比較例 1の電解コンデンサを 400V— 200Vの電圧差 200V 、 3Hzでの充放電試験を行った。その結果を以下の表 1に示す。なお鉄の濃度は、 陰極内部端子における芯金部 9を除くエッチング層 8を硫酸又は硝酸等で溶解し、こ の溶解液中の鉄の濃度に基づき測定したものである。
[0051] [表 1] 陰極内都端子 結某
fe極内部端子付.近の
A 1難 度 エッチング 化^ シ —ト
駆動用 液: P.H
5 0 0 0万回
実删 1 99. 9¾ 4 0 ρ p m 2 8揞 3 V
Figure imgf000014_0001
異常なし
5 0 0ひ万回
実施例 2 99. 9g 4 O ρ m 1 0倍 - pti7 , 8 , 0
異常なし
5 0 0 0刀回
実施例 3 1 5 0 ρ ρ in 2 8倍 3 V
異常なし
1 5 0 0 JS
実施例 4 2 8 0 ρ ρ m 2 8倍 3 V 一
でシ —ト
比腳 1 99% 4 0 Ό ρ ρ m 2 8倍 3 V
でショート [0052] (表 1)に示される様に、実施例 1ないし 3の電解コンデンサは、充放電試験で 5000 万回経過後もショート不良は発生せず、実施例 4は 1500万回まで寿命が延びたの に対し、比較例 1は 250万回でショート不良が発生した。また実施例 1ないし 3の電解 コンデンサを分解し、陰極内部端子付近の駆動用電解液の pHを測定したところ、実 施例 1に対して実施例 2及び 3では、 pHがややアルカリ側の数値となり、陰極端子付 近を観察するとやや変色が見られた。
[0053] (第 2実施形態）
図 1に示すように、本発明の電解コンデンサにおいて、陽極箔 4は、エッチング処理 しィ匕成皮膜を形成したアルミニウム箔力 なり、陰極箔 3はエッチング処理したアルミ ユウム箔からなり、任意に化成皮膜が形成される。この両電極箔には、アルミニウム等 力 なる細長い箔状の内部タブ端子や丸棒部及び偏平部及び該丸棒部に接続した リード部からなるリード端子等の電極内部端子力 Sステッチ法やコールドウエルド法によ り接続し接続部 7が形成される。前記陽極箔 4及び陰極箔 3の間にセパレータ 2を介 して卷回又は積層することでコンデンサ素子 1が形成される。前記セパレータ 2は、セ ルロース系繊維紙及びその混抄紙、積層紙などであり、セルロース系繊維紙としては マニラ麻、クラフト、ヘンプ、エスバルト、コットンの少なくとも 1種を含むものであり、ま たポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフエ二レンサノレファイド 、ナイロン、芳香族ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、レーヨン などの合成樹脂材料を用いることもできる。
[0054] そして、本発明の電解コンデンサにおいては、陰極箔 3を陽極箔 4に先行させて卷 き始め、図 1に示されている巻き終わり部分は、陰極箔 3で巻き終わるようにして、陽 極箔 4の端部が陰極箔 3に対向するようにする。さらに陰極内部端子にエッチングに よって拡面処理して、陽極箔に対向する陰極内部端子の面積の拡大、すなわち陽極 箔に対向する陰極部の面積の拡大をおこなう。
[0055] 陰極内部端子に拡面のために施すエッチング処理は、エッチング処理が施されて Vヽれば本願の効果が得られる力 エッチング倍率は陰極箔のエッチング倍率の 5% 以上が好ましぐさらに 35%以上が好ましい。なお、この陰極内部端子に化成皮膜を 形成しても良い。 [0056] 一方陽極内部端子 6は、アルミニウム力もなり、その表面に陽極酸化処理によりィ匕 成皮膜が形成されている。この陽極酸化処理電圧は、陽極箔 4に施される陽極酸ィ匕 処理電圧と同程度であることが好ま 、。
[0057] なお、前述のとおり卷回又は積層して形成されたコンデンサ素子 1には駆動用電解 液が含浸される。この駆動用電解液の pHは 5〜7が好ましい。この駆動用電解液の 溶媒としては、プロトン性極性溶媒、非プロトン性極性溶媒、水、及びこれらの混合物 を用いることができる。プロトン性極性溶媒としては、一価アルコール類 (エタノール、 プロノ ノーノレ、ブタノーノレ、ペンタノ一ノレ、へキサノーノレ、シクロブタノ一ノレ、シクロべ ンタノール、シクロへキサノール、ベンジルアルコール等）、多価アルコール類および ォキシアルコール化合物類（エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、メ チルセ口ソルブ、ェチルセ口ソルブ、メトキシプロピレングリコール、ジメトキシプロパノ ール等)などが挙げられる。また、非プロトン性の極性溶媒としては、アミド系（N—メ チルホルムアミド、 N, N ジメチルホルムアミド、 N ェチルホルムアミド、 N, N ジ ェチルホルムアミド、 N メチルァセトアミド、 N, N ジメチルァセトアミド、 N ェチ ルァセトアミド、 N, N ジェチルァセトアミド、へキサメチルホスホリックアミド等）、ラタ トン類（0 —ブチロラタトン、 δ —バレロラタトン、 γ—バレロラタトン等）、スルホラン系 (3—メチルスルホラン、 2, 4 ジメチルスルホラン等）、環状アミド系（Ν—メチルー 2 ピロリドン、エチレンカーボネイト、プロピレンカーボネイト、イソブチレンカーボネィ ト等）、二トリル系（ァセトニトリル等）、ォキシド系（ジメチルスルホキシド等）、 2—イミダ ゾリジノン系〔1, 3 ジアルキルー2 イミダゾリジノン（1, 3 ジメチルー 2 イミダゾ リジノン、 1, 3 ジェチルー 2 イミダゾリジノン、 1, 3 ジ（η—プロピル）ー2 イミダ ゾ、リジノン等）、 1, 3, 4 トリアノレキノレー 2—イミダ リジノン（1, 3, 4 トリメチノレ一 2 イミダゾリジノン等)〕などが代表として、挙げられる。中でもエチレングリコーノレ、水 、スルホラン、 γ—プチルラクトンカゝら選択される少なくとも一種類以上の溶液を単独 或いは混合溶液として使用すると良い。
[0058] また、駆動用電解液に含まれる溶質としては、通常アルミ電解コンデンサ用電解液 に用いられる、酸の共役塩基をァニオン成分とする、アンモニゥム塩、アミン塩、 4級 アンモ-ゥム塩および環状アミジンィ匕合物の四級塩が挙げられる。第 4級アンモ-ゥ ム塩を構成する第 4級アンモ-ゥムとしてはテトラアルキルアンモ-ゥム (テトラメチル アンモ-ゥム、テトラエチルアンモ-ゥム、テトラプロピルアンモ-ゥム、テトラブチルァ ンモ-ゥム、メチルトリェチルアンモ-ゥム、ジメチルジェチルアンモ -ゥム等）、ピリジ ゥム（1 メチルピリジゥム、 1 ェチルピリジゥム、 1, 3 ジェチルピリジゥム等）が挙 げられる。また、アミン塩を構成するァミンとしては、一級アミン (メチルァミン、ェチル ァミン、プロピルァミン、ブチルァミン、エチレンジァミン、モノエタノールアミン等）、二 級ァミン（ジメチルァミン、ジェチルァミン、ジプロピルァミン、ェチルメチルァミン、ジ フエ-ルァミン、ジエタノールァミン等）、三級アミン（トリメチルァミン、トリェチルァミン 、トリブチノレアミン、 1, 8 ジァザビシクロ（5, 4, 0) ゥンデセンー7、トリエタノーノレ アミン等）があげられる。
[0059] なかでも、アミン塩を用いると、誘電体皮膜の皮膜特性が向上して、とくに電圧差の 大きな充放電に対する特性が向上する。
[0060] また、駆動用電解液に含まれるァ-オン成分としては、アジピン酸、ダルタル酸、コ ハク酸、安息香酸、イソフタル酸、フタル酸、テレフタル酸、マレイン酸、トルィル酸、 ェナント酸、マロン酸、蟻酸、 1, 6 デカンジカルボン酸、 5, 6 デカンジカルボン 酸等のデカンジカルボン酸、 1, 7 オクタンジカルボン酸等のオクタンジカルボン酸 、ァゼライン酸、セバシン酸等の有機酸、あるいは、硼酸、硼酸と多価アルコールより 得られる硼酸の多価アルコール錯ィ匕合物、りん酸、炭酸、けい酸等の無機酸の共役 塩基を挙げることができる。これらの中で好ましいのは、デカンジカルボン酸、ォクタ ンジカルボン酸、ァゼライン酸、セバシン酸、アジピン酸、グルタル酸、コハク酸、安息 香酸、イソフタル酸、蟻酸等の有機カルボン酸、または、硼酸、硼酸の多価アルコー ル錯化合物である。
[0061] 陽極箔としては、電解コンデンサ用の金属箔を酸性溶液中で通電処理して表面積 を拡大するエッチングを行い、ついでほう酸、りん酸あるいはこれらの塩の水溶液から なる電解液中で陽極酸化して誘電体酸化皮膜を形成して作製したものを用いる。こ のような陽極箔のなかでも、誘電体皮膜がアルミニウム上の均一に結晶化した層とこ の層上のけい素を含む層からなる陽極箔を用いると、誘電体皮膜の皮膜特性が向上 して、とくに電圧差の大きな充放電に対する特性が向上する。 第 2実施例
[0062] 以下に第 2実施形態についての第 2実施例により本発明をさらに具体的に説明す る。
[0063] (実施例 4)
陰極内部端子は純度 99. 9%以上のアルミニウム材力 なり、エッチング倍率 9倍 の拡面処理が施される。陽極内部端子は 99. 9%以上のアルミニウム材力 なり、陽 極酸ィ匕電圧 620Vによる化成皮膜が形成されて ヽる。陰極箔はエッチング倍率 28倍 の拡面処理が施され、陽極箔はエッチングされるとともに陽極酸ィ匕電圧 620Vによる 化成皮膜が形成されて ヽる。前記両内部端子をそれぞれ各電極箔の所定位置にコ 一ルドウエルドにより取り付けた後、厚さ 50 、密度 0. 75gZcm3のセパレータを介 して陰極箔が先行するように巻き始めて陰極箔で卷き終わるように卷回してコンデン サ素子を形成し、エチレングリコールを溶媒としほう酸アンモ-ゥムを溶質とする駆動 用電解液を含浸して外装ケースに収納した。
[0064] (実施例 5)
駆動用電解液としてエチレングリコールを溶媒としァゼライン酸ジェチルァミンを溶 質とする駆動用電解液を用い、実施例 4と同様にして電解コンデンサを作製した。
[0065] (実施例 6)
アルミニウム上の均一に結晶化した層とこの層上のけい素を含む層力 なる誘電体 皮膜を有する陽極箔を用い、実施例 4と同様にして電解コンデンサを作製した。
[0066] (実施例 7)
駆動用電解液としてエチレングリコールを溶媒としァゼライン酸ジェチルァミンを溶 質とする駆動用電解液を用 ヽ、アルミニウム上の均一に結晶化した層とこの層上のけ い素を含む層からなる誘電体皮膜を有する陽極箔を用い、実施例 4と同様にして電 解コンデンサを作製した。
[0067] (実施例 8)
コンデンサ素子を卷回する際に、厚さ 40 μ m、密度 0. 75gZcm3のセパレータを 用い陽極箔の長手方向の端部が陰極箔に対向するように、すなわち陽極箔の全面 が陰極箔と対向、重なるようにして、実施例 4と同様にして電解コンデンサを作製した [0068] (比較例 2)
実施例 4において、陰極内部端子にエッチングを施さずに電解コンデンサを作製し た。
[0069] (比較例 3)
実施例 4にお 、て、陽極箔が先行するように巻き始めて陽極箔で卷き終わるように して卷回して電解コンデンサを作製した。
[0070] 次に実施例と比較例の電解コンデンサを 400V— 200Vの電圧差 200V、 3Hz (充 放電試験 1)の充放電試験を行い、ショートの発生を評価した。また、 280V— OVの 電圧差 280V、 1Hz (充放電試験 2)での充放電試験を行い、漏れ電流が 1000 /z A に!、たる回数を評価した。その結果を以下の表 2に示す。
[0071] [表 2]
Figure imgf000019_0001
[0072] (表 2)力 わ力るように、充放電試験 1にお 、て、陰極箔が先行するように巻き始め て陰極箔で卷き終わるように卷回した比較例 2では 350万回でショートにいたってお り、陰極内部端子にエッチングを施した比較例 3ではさらに短い 100万回でショート が発生している。これに比べて双方の手段を用いた実施例 4では 5000万回でショー トの発生がなぐ本発明の顕著な効果が明らかである。
[0073] さらに、実施例 4にさらにアミン塩を含有する電解液を用いた実施例 5、アルミニウム 上の均一に結晶化した層とこの層上のけい素を含む層からなる誘電体皮膜を有する 陽極箔を用いた実施例 6では、充放電試験 2にお 、ては漏れ電流特性が向上して!/ヽ る。
[0074] また、セパレータの厚みを通常より低いものを用いて加速試験を行った実施例 8に おいてもショートの発生はなぐ本願の顕著な効果が明らかである。

Claims

請求の範囲
[I] 陽極内部端子を備えた陽極箔と、陰極内部端子を備えた陰極箔とを、セパレータを 介して卷回又は積層したコンデンサ素子に駆動用電解液を含浸した電解コンデンサ において、前記陰極内部端子の表面は溶解処理されたアルミニウム力 なり、該溶 解処理によって形成された溶解処理層の鉄の濃度を 300ppm未満とした電解コンデ ンサ。
[2] 前記溶解処理がエッチング処理である請求項 1に記載の電解コンデンサ。
[3] 陽極内部端子を備えた陽極箔と、陰極内部端子を備えた陰極箔とを、セパレータを 介して卷回又は積層したコンデンサ素子を用 Vヽた電解コンデンサにおいて、陽極箔 の端部がセパレータを介して陰極箔に対向し、かつ陰極内部端子は表面を拡面処 理されたことを特徴とする電解コンデンサ。
[4] 陽極内部端子を備えた陽極箔と、陰極内部端子を備えた陰極箔とを、セパレータを 介して卷回したコンデンサ素子を用いた電解コンデンサにおいて、陰極箔を陽極箔 に先行させて巻き始め、陰極箔で卷き終わるように卷回した請求項 3に記載の電解コ ンデンサ。
[5] 陽極箔全面がセパレータを介して陰極箔に対向したことを特徴とする請求項 3に記 載の電解コンデンサ。
[6] 前記陰極内部端子のアルミニウム純度が 99. 9%以上である請求項 1又は 3に記載 の電解コンデンサ。
[7] 前記陰極内部端子には、化成皮膜が形成された請求項 1又は 3に記載の電解コン デンサ。
[8] 前記陰極箔は、エッチング処理が施され、このエッチング倍率に対して陰極内部端 子のエッチング倍率を 5%以上とした請求項 1又は 3に記載の電解コンデンサ。
[9] 前記駆動用電解液は、その pHが 5〜7である請求項 1又は 3に記載の電解コンデ ンサ。
[10] 前記セパレータの低密度側の面を前記陰極内部端子に対面するように配置した請 求項 1に記載の電解コンデンサ。
[II] 前記セパレータは、クラフト、ヘンプ、コットンを含む請求項 1又は 3に記載の電解コ ンデンサ。
[12] コンデンサ素子に駆動用電解液を含浸し、駆動用電解液がアミン塩を含有する請 求項 1又は 3に記載の電解コンデンサ。
[13] 陽極箔の誘電体皮膜がアルミニウム上の均一に結晶化した層とこの層上のけい素 を含む層からなる請求項 1又は 3に記載の電解コンデンサ。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220319779A1 (en) * 2019-06-26 2022-10-06 Rubycon Corporation Electrolytic capacitor

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011099261A1 (ja) 2010-02-15 2011-08-18 パナソニック株式会社 電解コンデンサ
US20150022951A1 (en) * 2011-11-11 2015-01-22 Nippon Kodoshi Corporation Separator for electrolytic capacitor and electrolytic capacitor
BR112014020551B1 (pt) * 2012-02-21 2022-10-11 Nippon Chemi-Con Corporation Capacitor eletrolítico
CN103779093A (zh) * 2014-01-15 2014-05-07 南通一品机械电子有限公司 焊片式铝电解电容器及其电解液
CN104934224B (zh) * 2015-05-05 2017-12-01 益阳市锦汇电子有限公司 一种铝电解电容器
US20170354828A1 (en) * 2016-06-14 2017-12-14 Pacesetter, Inc. Aromatic polyamide fiber material separators for use in electrolytic capacitors
DE102018107292A1 (de) 2018-03-27 2019-10-02 Tdk Electronics Ag Kondensator und Verfahren zur Herstellung eines Kondensators
DE102018107289A1 (de) * 2018-03-27 2019-10-02 Tdk Electronics Ag Kondensator und Verfahren zur Herstellung eines Kondensators

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4834035U (ja) * 1971-08-28 1973-04-24
JPH04361517A (ja) * 1991-06-10 1992-12-15 Canon Inc アルミ電解コンデンサ
JPH088146A (ja) * 1994-06-16 1996-01-12 Marcon Electron Co Ltd 電解コンデンサ
JPH08213288A (ja) * 1995-02-03 1996-08-20 Mitsubishi Shindoh Co Ltd 電解コンデンサ用陽極箔およびその製造方法
JP2000277384A (ja) * 1999-03-23 2000-10-06 Hitachi Aic Inc 電解コンデンサ
JP2001203127A (ja) * 2000-01-21 2001-07-27 Nichicon Corp アルミニウム電解コンデンサ
JP2005167246A (ja) * 2003-12-01 2005-06-23 Wilson Greatbatch Technologies Inc 高圧電解コンデンサのための電解質
JP2005294339A (ja) * 2004-03-31 2005-10-20 Nichicon Corp 電解コンデンサの駆動用電解液

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2288157A (en) * 1940-07-03 1942-06-30 Magnavox Company Inc Dry electrolytic capacitor and spacing means therefor
JPS4834035A (ja) 1971-09-04 1973-05-15
US4031436A (en) * 1975-05-09 1977-06-21 United Chemi-Con, Inc. Electrolyte 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
US4479166A (en) * 1981-09-30 1984-10-23 Sprague Electric Company High temperature electrolytic capacitor
JPS63265415A (ja) * 1987-04-23 1988-11-01 Showa Alum Corp 電解コンデンサ電極用アルミニウム合金箔
FR2672153B1 (fr) * 1991-01-28 1994-05-13 Bollore Technologies Separateur pour condensateurs electrolytiques et condensateurs ainsi formes.
US5448448A (en) * 1991-06-10 1995-09-05 Canon Kabushiki Kaisha Aluminum electrolytic capacitor device
JPH07173562A (ja) 1993-10-28 1995-07-11 Kobe Steel Ltd 電解コンデンサ電極材料用アルミニウム合金箔および電解コンデンサ陰極材料
JP2774078B2 (ja) 1994-11-25 1998-07-09 古河電気工業株式会社 電解コンデンサ用アルミニウム合金箔地の製造方法
JP3871077B2 (ja) * 1996-11-20 2007-01-24 日立エーアイシー株式会社 電解コンデンサ
US5949638A (en) * 1997-05-02 1999-09-07 Cm Components, Inc. Multiple anode capacitor
US6104600A (en) * 1998-02-02 2000-08-15 Asahi Glass Company Ltd. Electric double layer capacitor
JP4178342B2 (ja) 1998-11-12 2008-11-12 日本ケミコン株式会社 電解コンデンサ
JP3457222B2 (ja) * 1999-07-19 2003-10-14 ニチコン株式会社 アルミニウム電解コンデンサ
FR2788877B1 (fr) * 1999-01-27 2001-11-09 Nichicon Corp Condensateur electrolytique d'aluminium
KR100400241B1 (ko) * 1999-06-04 2003-10-01 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 커패시터 및 커패시터 제조방법
JP2001102265A (ja) * 1999-09-30 2001-04-13 Nippon Chemicon Corp アルミニウム電解コンデンサ
US6452784B2 (en) * 2000-05-31 2002-09-17 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Aluminum electrolytic capacitor and method for producing the same
JP3689323B2 (ja) * 2000-09-20 2005-08-31 昭和電工株式会社 電解コンデンサ電極用アルミニウム材
JP4039129B2 (ja) * 2002-06-05 2008-01-30 松下電器産業株式会社 電解コンデンサ駆動用電解液およびそれを用いた電解コンデンサ
US6845003B2 (en) * 2002-11-29 2005-01-18 Honda Motor Co., Ltd. Metal collector foil for electric double layer capacitor, method of producing the metal collector foil, and electric double layer capacitor using the metal collector foil
MY137710A (en) * 2002-12-06 2009-02-27 Panasonic Corp Electrolytic capacitor
JP2005039132A (ja) 2003-07-17 2005-02-10 Nippon Chemicon Corp 電解コンデンサ及びその製造方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4834035U (ja) * 1971-08-28 1973-04-24
JPH04361517A (ja) * 1991-06-10 1992-12-15 Canon Inc アルミ電解コンデンサ
JPH088146A (ja) * 1994-06-16 1996-01-12 Marcon Electron Co Ltd 電解コンデンサ
JPH08213288A (ja) * 1995-02-03 1996-08-20 Mitsubishi Shindoh Co Ltd 電解コンデンサ用陽極箔およびその製造方法
JP2000277384A (ja) * 1999-03-23 2000-10-06 Hitachi Aic Inc 電解コンデンサ
JP2001203127A (ja) * 2000-01-21 2001-07-27 Nichicon Corp アルミニウム電解コンデンサ
JP2005167246A (ja) * 2003-12-01 2005-06-23 Wilson Greatbatch Technologies Inc 高圧電解コンデンサのための電解質
JP2005294339A (ja) * 2004-03-31 2005-10-20 Nichicon Corp 電解コンデンサの駆動用電解液

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP1962306A4 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220319779A1 (en) * 2019-06-26 2022-10-06 Rubycon Corporation Electrolytic capacitor

Also Published As

Publication number Publication date
KR101037067B1 (ko) 2011-05-26
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