WO2015019987A1 - アルミニウム電解コンデンサ用電極材及びその製造方法 - Google Patents

アルミニウム電解コンデンサ用電極材及びその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2015019987A1
WO2015019987A1 PCT/JP2014/070446 JP2014070446W WO2015019987A1 WO 2015019987 A1 WO2015019987 A1 WO 2015019987A1 JP 2014070446 W JP2014070446 W JP 2014070446W WO 2015019987 A1 WO2015019987 A1 WO 2015019987A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
aluminum
electrode material
powder
electrolytic capacitor
average particle
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2014/070446
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
賢治 村松
敏文 平
将志 目秦
哲平 成山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyo Aluminum KK
Original Assignee
Toyo Aluminum KK
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 Toyo Aluminum KK filed Critical Toyo Aluminum KK
Priority to JP2015530873A priority Critical patent/JP6461794B2/ja
Priority to CN201480040537.9A priority patent/CN105393320B/zh
Publication of WO2015019987A1 publication Critical patent/WO2015019987A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F7/00Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
    • B22F7/06Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C21/00Alloys based on aluminium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02Anodisation
    • C25D11/04Anodisation of aluminium or alloys based thereon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02Anodisation
    • C25D11/04Anodisation of aluminium or alloys based thereon
    • C25D11/06Anodisation of aluminium or alloys based thereon characterised by the electrolytes used
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/004Details
    • H01G9/04Electrodes or formation of dielectric layers thereon
    • H01G9/048Electrodes or formation of dielectric layers thereon characterised by their structure
    • H01G9/052Sintered electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/004Details
    • H01G9/04Electrodes or formation of dielectric layers thereon
    • H01G9/048Electrodes or formation of dielectric layers thereon characterised by their structure
    • H01G9/052Sintered electrodes
    • H01G9/0525Powder therefor

Definitions

  • the present invention relates to an electrode material used for an aluminum electrolytic capacitor, and more particularly to an anode electrode material used for a low-pressure aluminum electrolytic capacitor and a method for producing the same.
  • Aluminum electrolytic capacitors are widely used in various fields because they are inexpensive and can provide a high capacity.
  • aluminum foil is used as an electrode material for an aluminum electrolytic capacitor.
  • the surface area of the aluminum foil can be increased by performing etching treatment to form etching pits.
  • the surface is anodized to form an oxide film, which functions as a dielectric.
  • the aluminum foil for electrolytic capacitors (anode foil) according to a use can be manufactured by etching the aluminum foil and subjecting the surface to anodization with various voltages according to the operating voltage. .
  • the etching process of the aluminum foil is performed so that optimum etching pits corresponding to the anodic oxidation voltage are formed. Specifically, it is necessary to form a thick oxide film for medium- and high-voltage capacitor applications. Therefore, the etching pit shape is changed to a tunnel type by performing direct current etching so that the etching pit is not filled with a thick oxide film, and the thickness is processed according to the anodizing voltage. On the other hand, in low-voltage capacitor applications, fine etching pits are required, and spongy etching pits are formed mainly by AC etching.
  • aqueous hydrochloric acid solution in which sulfuric acid, phosphoric acid, nitric acid or the like is added to hydrochloric acid is mainly used.
  • hydrochloric acid has a large environmental load, it is desired to develop a method for increasing the surface area of the aluminum foil without using the etching process.
  • Patent Document 1 proposes an aluminum electrolytic capacitor using an aluminum foil having fine aluminum powder adhered to the surface.
  • Patent Document 2 discloses that aluminum which is self-similar in a length range of 2 ⁇ m to 0.01 ⁇ m and / or an aluminum oxide layer on the surface is formed on one surface or both surfaces of a smooth aluminum foil having a thickness of 15 ⁇ m or more and less than 35 ⁇ m.
  • Patent Document 3 discloses an electrode material for an aluminum electrolytic capacitor, which is an electrode material for an aluminum electrolytic capacitor, and the electrode material is made of at least one sintered body of aluminum and an aluminum alloy. It has been confirmed that the performance higher than the electrode material obtained by the conventional etching process can be obtained.
  • the electrode material disclosed in Patent Document 3 exhibits excellent performance in medium- and high-voltage capacitor applications, but when used in a low-pressure region, it can exhibit performance higher than that of an electrode material obtained by conventional etching treatment. Not.
  • the present invention is an electrode material for an aluminum electrolytic capacitor having a sintered layer of at least one powder of aluminum and an aluminum alloy, and ensures an excellent capacitance even when used for a low-voltage capacitor. It aims at providing the electrode material which can be performed.
  • the present inventor has formed the above object in the case where a sintered layer is formed by sintering at least one powder of aluminum and an aluminum alloy together with a specific substance.
  • the present invention has been completed.
  • this invention relates to the following electrode material for aluminum electrolytic capacitors, and its manufacturing method.
  • An electrode material for an aluminum electrolytic capacitor comprising a sintered layer in which at least one powder of aluminum and an aluminum alloy is sintered through electrically insulating particles.
  • 2. The electrode material for an aluminum electrolytic capacitor as described in 1 above, wherein the weight ratio of the content of the powder and the electrically insulating particles is 1: 2 to 200: 1.
  • 3. Item 3.
  • Item 6 The electrode material for an aluminum electrolytic capacitor according to any one of Items 1 to 5, wherein the electrically insulating particles are a metal oxide or a metal nitride. 7).
  • Item 7. The electrode material for an aluminum electrolytic capacitor according to any one of Items 1 to 6, wherein the electrically insulating particles are at least one selected from the group consisting of alumina, titania, zirconia, and silica. 8).
  • Item 10 The electrode material for an aluminum electrolytic capacitor according to any one of Items 1 to 9, which has a base material that supports the sintered layer. 11.
  • a first step of forming a film comprising a paste-like composition containing at least one powder of aluminum and an aluminum alloy and electrically insulating particles; and sintering the film at a temperature of 400 to 660 ° C.
  • a second step of forming a layer; And a manufacturing method of an electrode material for an aluminum electrolytic capacitor, characterized by not including an etching step. 12 Item 12. The method according to Item 11, further comprising a third step of anodizing the sintered layer.
  • Electrode Material for Aluminum Electrolytic Capacitor has a sintered layer in which at least one powder of aluminum and aluminum alloy is sintered via electrically insulating particles (acting as a spacer). It is characterized by.
  • at least one powder of aluminum and aluminum alloy is also simply referred to as “powder”.
  • the electrode material for an aluminum electrolytic capacitor of the present invention having the above characteristics forms a sintered layer by sintering at least one powder of aluminum and an aluminum alloy through electrically insulating particles.
  • the effective surface area is ensured by suppressing excessive necking (over-sintering) of the powders in as much as possible and reducing the contact area between the powders as much as possible. Therefore, even when the electrode material for an aluminum electrolytic capacitor of the present invention is used for a low-voltage capacitor used at a low voltage of 100 V or less, it can exhibit performances higher than that of an electrode material obtained by a conventional etching process.
  • the raw material aluminum powder for example, aluminum powder having an aluminum purity of 99.8% by weight or more is preferable.
  • the raw material aluminum alloy powder include silicon (Si), iron (Fe), copper (Cu), manganese (Mn), magnesium (Mg), chromium (Cr), zinc (Zn), and titanium (Ti). ), Vanadium (V), gallium (Ga), nickel (Ni), boron (B), an alloy containing one or more elements such as zirconium (Zr).
  • the content of these elements in the aluminum alloy is preferably 100 ppm by weight or less, particularly 50 ppm by weight or less.
  • the powder preferably has an average particle size of 1 to 80 ⁇ m.
  • the obtained electrode material can be suitably used as an electrode material for an aluminum electrolytic capacitor for low pressure applications of 100 V or less.
  • the average particle size of the powder before sintering in this specification is 50% of the total number of particles in the particle size distribution curve obtained by determining the particle size and the number of particles corresponding to the particle size by laser diffraction. It is the particle diameter of the particle
  • the average particle diameter of the powder after sintering is measured by observing the cross section of the sintered layer with a scanning electron microscope. In the cross-sectional observation, the maximum diameter (major axis) of each powder particle is the particle diameter of the powder, the particle diameter of any 50 powders is measured, and the arithmetic average of these is the average of the powder after sintering The particle size.
  • the shape of the powder is not particularly limited, and any of a spherical shape, an indefinite shape, a scale shape (flake shape), a fiber shape, and the like can be suitably used.
  • a spherical shape an indefinite shape, a scale shape (flake shape), a fiber shape, and the like.
  • oversintering is likely to occur, and it is difficult to ensure the effective surface area of the electrode material.
  • Even when using this powder it is easy to secure an effective surface area of the electrode material by suppressing oversintering.
  • the powder produced by a known method can be used.
  • an atomizing method, a melt spinning method, a rotating disk method, a rotating electrode method, a rapid solidification method, and the like can be mentioned.
  • the atomizing method, particularly the gas atomizing method is preferable. That is, it is desirable to use a powder obtained by atomizing a molten metal.
  • the average particle diameter of the powder is preferably 1 to 80 ⁇ m, more preferably 1 to 10 ⁇ m, in the case of spherical particles. If the average particle size is smaller than 1 ⁇ m, the desired withstand voltage may not be obtained. On the other hand, if the average particle size is larger than 80 ⁇ m, the desired capacitance may not be obtained.
  • the aspect ratio (average particle diameter / average thickness) is preferably 1 to 1000. If the aspect ratio is greater than 1000, defects are likely to occur in the drying and degreasing processes of the film in the first step of the manufacturing method described later. Among the above aspect ratios, the range of 100 to 1000 is particularly preferable because a higher capacitance can be obtained than the electrode material obtained by the conventional etching process even in the low pressure region.
  • the average thickness of the powder can be measured by observing a cross section of the powder with a scanning electron microscope.
  • the powder is appropriately mixed with a resin or a solvent to form a coating film, and the cross section of the coating film is observed.
  • a cross-sectional observation of the sintered layer is performed.
  • the minimum diameter of each powder is taken as the thickness of the powder, the thicknesses of any 50 powders are measured, and the arithmetic average of these is taken as the average thickness of the powder.
  • the average thickness of the powder is preferably 0.01 to 80 ⁇ m. When the average thickness of the powder is smaller than 0.01 ⁇ m, a desired withstand voltage may not be obtained. On the other hand, when the average thickness of the powder is larger than 80 ⁇ m, a desired capacitance may not be obtained.
  • the electrically insulating particles are particles that suppress oversintering of the powders by interposing as a spacer between the powders during sintering of the powders, and can secure an effective surface area and capacitance of the electrode material. I just need it.
  • Such electrically insulating particles are preferably metal compound particles (oxide, nitride, etc.), and specifically, at least one metal compound selected from alumina, titania, zirconia and silica. Particles are preferred.
  • These particles have electrical insulation properties and a high melting point (about 2000 ° C.), and themselves do not sinter with the powder, and can intervene as spacers during the sintering of the powder as well as the electrical characteristics of the electrode material. It is preferable at the point which does not have a possibility that it may have a bad influence on a product.
  • the average particle diameter of the electrically insulating particles is not limited, but is preferably 0.01 to 10 ⁇ m, and more preferably 0.1 to 1 ⁇ m.
  • the average particle diameter of the electrically insulating particles can be measured by the same method as that for the powder.
  • the weight ratio of the content of the powder and the electrically insulating particles in the sintered layer is not limited, but for example, the powder: the electrically insulating particles is preferably 1: 2 to 200: 1. : 1 to 20: 1 is more preferable, and 3: 1 to 10: 1 is particularly preferable.
  • the weight ratio is preferably in the range of 1: 2 to 200: 1, and when the aspect ratio of the powder is less than 3 (that is, 1 or more and less than 3).
  • the weight ratio is preferably in the range of 2: 1 to 200: 1. This is considered to be because the allowable content of the electrically insulating particles is increased when the aspect ratio of the powder is 3 or more.
  • the weight ratio exceeds 1: 2 and the number of electrically insulating particles increases, the ratio of the electrically insulating particles may increase so that sintering of the powders may be difficult.
  • the weight ratio is increased to about 250: 1, the amount of electrically insulating particles becomes too small and the effect of improving the capacitance may not be sufficiently obtained.
  • FIG. 1 shows a scanning electron microscope observation image of a cross section of a conventional sintered layer (not including electrically insulating particles) using aluminum flakes.
  • FIG. 2 shows a scanning electron microscope observation image of the cross section of the sintered layer of the electrode material of the present invention using aluminum flakes and electrically insulating particles.
  • FIG. 1 the gap between the aluminum flakes is crushed, and the surface area of the aluminum flakes is not fully utilized.
  • FIG. 2 it can be confirmed that electrically insulating particles have entered between the aluminum flakes and an appropriate space is maintained between the flakes.
  • the effect of using electrostatic insulating particles as a spacer to increase the capacitance is not limited to the use of scaly powders, but also when using powders of various shapes. Has been confirmed.
  • the shape of the sintered layer is not particularly limited, but is generally preferably a foil having an average thickness of 5 to 1000 ⁇ m, particularly 5 to 50 ⁇ m.
  • the average thickness is an average of 10 measured values measured with a micrometer.
  • the electrode material of the present invention may have a base material that supports the sintered layer.
  • a base material for example, an aluminum foil can be suitably used.
  • the aluminum foil as the substrate is not particularly limited, and pure aluminum or aluminum alloy can be used.
  • the aluminum foil used in the present invention is composed of silicon (Si), iron (Fe), copper (Cu), manganese (Mn), magnesium (Mg), chromium (Cr), zinc (Zn), titanium (
  • the content of the aluminum alloy or the above unavoidable impurity elements to which at least one alloy element of Ti), vanadium (V), gallium (Ga), nickel (Ni), boron (B) is added within the necessary range is limited. Also included aluminum.
  • the thickness of the aluminum foil is not particularly limited, but is preferably in the range of 5 to 100 ⁇ m, particularly 10 to 50 ⁇ m.
  • the above aluminum foil can be manufactured by a known method. For example, a molten aluminum or aluminum alloy having the above predetermined composition is prepared, and an ingot obtained by casting the molten metal is appropriately homogenized. Thereafter, an aluminum foil can be obtained by subjecting the ingot to hot rolling and cold rolling.
  • an intermediate annealing treatment may be performed in the range of 50 to 500 ° C., particularly 150 to 400 ° C.
  • a soft foil may be obtained by performing an annealing treatment within a range of 150 to 650 ° C., particularly 350 to 550 ° C.
  • the sintered layer is formed on one side or both sides of the base material.
  • the electrode material of the present invention when used for a low-voltage capacitor used at a low voltage of 100 V or less, it can exhibit a performance higher than that of an electrode material obtained by a conventional etching process. It can utilize suitably for the use of.
  • the electrode material of the present invention when used as an electrode for an aluminum electrolytic capacitor, the electrode material can be used without etching treatment. That is, the electrode material of the present invention can be used as an electrode (electrode foil) as it is or without being subjected to etching treatment or by anodizing treatment.
  • An anode foil using the electrode material of the present invention and a cathode foil are laminated with a separator interposed therebetween, and wound to form a capacitor element.
  • the capacitor element is impregnated with an electrolytic solution, and the capacitor element includes the electrolytic solution. Is stored in an exterior case, and the case is sealed with a sealing body to obtain an electrolytic capacitor.
  • the method for producing the electrode material for aluminum electrolytic capacitor of the present invention comprises: A first step of forming a film comprising a paste-like composition containing at least one powder of aluminum and an aluminum alloy and electrically insulating particles; and sintering the film at a temperature of 400 to 660 ° C. A second step of forming a layer; And an etching process is not included.
  • the first step forms a film made of a paste-like composition containing at least one powder of aluminum and an aluminum alloy and electrically insulating particles.
  • composition (component) of aluminum and aluminum alloy those listed above can be used.
  • powder for example, pure aluminum powder having an aluminum purity of 99.8% by weight or more is preferably used.
  • electrically insulating particles those listed above can be used.
  • films when using a substrate, those listed above can be used.
  • the paste composition may contain a resin binder, a solvent, a sintering aid, a surfactant, and the like as necessary in addition to the powder and the electrically insulating particles. Any of these may be known or commercially available. In particular, it is preferable to use at least one of a resin binder and a solvent as a paste-like composition, whereby a film can be efficiently formed.
  • the resin binder is not limited.
  • a synthetic resin such as epoxy resin, urea resin, phenol resin, acrylonitrile resin, cellulose resin, paraffin wax, polyethylene wax, or natural resin such as wax, tar, glue, urushi, pine resin, beeswax, or wax can be preferably used.
  • resin binders are classified into those that volatilize when heated, depending on the molecular weight, the type of resin, etc., and those that remain together with the aluminum powder due to thermal decomposition, and can be used properly according to the desired electrostatic properties. it can.
  • solvents can be used.
  • organic solvents such as ethanol, toluene, ketones, and esters can be used.
  • the paste composition can be formed by using a coating method such as roller, brush, spray, dipping, or the like, or can be formed by a known printing method such as silk screen printing.
  • the film When using a substrate, the film is formed on one or both sides of the substrate. When forming on both surfaces, it is preferable to arrange
  • the thickness of the film is not limited, but the film is preferably formed so that the average thickness of the sintered layer obtained after sintering is 5 to 1000 ⁇ m, particularly 5 to 50 ⁇ m.
  • the film may be dried at a temperature within the range of 20 to 300 ° C., if necessary.
  • the coating is sintered at a temperature of 400 to 660 ° C. to form a sintered layer.
  • the sintering temperature is 400 to 660 ° C., preferably 450 to 600 ° C.
  • the sintering time varies depending on the sintering temperature and the like, but can usually be appropriately determined within a range of about 5 to 24 hours.
  • the sintering atmosphere is not particularly limited, and may be any one of a vacuum atmosphere, an inert gas atmosphere, an oxidizing gas atmosphere (air), a reducing atmosphere, etc., and particularly a vacuum atmosphere or a reducing atmosphere. Is preferred.
  • the pressure condition may be normal pressure, reduced pressure or increased pressure.
  • the first step it is preferable to perform a heat treatment (degreasing treatment) in a temperature range of 100 to 600 ° C. for a holding time of 5 hours or more in advance before the second step.
  • the heat treatment atmosphere is not particularly limited, and may be any of a vacuum atmosphere, an inert gas atmosphere, or an oxidizing gas atmosphere, for example.
  • the pressure condition may be normal pressure, reduced pressure, or increased pressure.
  • the electrode material of the present invention is obtained. This can be used as it is as an electrode for an aluminum electrolytic capacitor (electrode foil) without etching.
  • the electrode material can be formed as an electrode by subjecting it to an anodization treatment as a third step as necessary, thereby forming a dielectric.
  • the anodizing treatment conditions are not particularly limited, but are usually from 10 mA / cm 2 to 400 mA / cm 2 in a boric acid solution or an ammonium adipate aqueous solution having a concentration of 0.01 mol to 5 mol and a temperature of 30 ° C. to 100 ° C. It is sufficient to apply a current of about 5 minutes or more.
  • the electrode material for an aluminum electrolytic capacitor of the present invention forms a sintered layer by sintering at least one powder of aluminum and an aluminum alloy through electrically insulating particles.
  • the effective surface area is ensured by suppressing excessive necking (over-sintering) as much as possible and reducing the contact area between the powders as much as possible. Therefore, even when the electrode material for an aluminum electrolytic capacitor of the present invention is used for a low-voltage capacitor used at a low voltage of 100 V or less, it can exhibit performances higher than that of an electrode material obtained by a conventional etching process.
  • Examples 1-1 to 1-5 and Comparative Example 1-1 Uniformly disperse aluminum powder with an average particle size of 3 ⁇ m (high-purity aluminum powder of 99.99% or more, aspect ratio (average particle size / average thickness) 1) and alumina particles with an average particle size of 0.5 ⁇ m in the following ratio:
  • a sintered body was produced in which the coated film was laminated on both sides of a 20 ⁇ m aluminum foil base material (high purity aluminum foil of 99.99% or more) by 50 ⁇ m.
  • the average particle size was measured using a microtrack manufactured by Nikkiso Co., Ltd.
  • an anodic oxidation treatment was performed using an ammonium adipate aqueous solution.
  • the conditions of the anodizing treatment were such that the concentration of the aqueous solution was 0.3 mol, the temperature was 60 ° C., and a current of 25 mA / cm 2 was applied for 10 minutes.
  • Example 1-1 Ratio of aluminum powder to alumina particles (aluminum powder: alumina particles)
  • Aluminum powder 100% The capacitance of each electrode material is shown in Table 1 below.
  • the capacity is higher in all voltage regions than BL.
  • Examples 2-1 to 2-5 and Comparative Example 2-1 Aluminum powder having an average particle diameter of 80 ⁇ m (high-purity aluminum powder of 99.99% or more, aspect ratio (average particle diameter / average thickness) 1) and alumina particles having an average particle diameter of 5 ⁇ m were uniformly dispersed at the following ratio: A sintered body was produced in which the coating film was laminated on both sides by 100 ⁇ m on a 20 ⁇ m aluminum foil base material (high purity aluminum foil of 99.99% or more).
  • an anodic oxidation treatment was performed using an ammonium adipate aqueous solution.
  • the conditions of the anodizing treatment were such that the concentration of the aqueous solution was 0.3 mol, the temperature was 60 ° C., and a current of 25 mA / cm 2 was applied for 10 minutes.
  • Example 2-1 200: 1 (weight ratio), 300: 1 (volume ratio)
  • Aluminum powder 100% The capacitance of each electrode material is shown in Table 2 below.
  • Examples 3-1 to 3-7 and Comparative Example 3-1 Coating in which aluminum flakes having an average particle diameter of 5 ⁇ m and aspect ratio (average particle diameter / average thickness) 5 (5 ⁇ m / 1 ⁇ m) and alumina particles having an average particle diameter of 0.5 ⁇ m are uniformly dispersed in the following ratio:
  • a sintered body was prepared in which the film was laminated on both sides by 50 ⁇ m on a 20 ⁇ m aluminum foil base material (high purity aluminum foil of 99.99% or more).
  • an anodic oxidation treatment was performed using an ammonium adipate aqueous solution.
  • the conditions of the anodizing treatment were such that the concentration of the aqueous solution was 0.3 mol, the temperature was 60 ° C., and a current of 25 mA / cm 2 was applied for 10 minutes.
  • Example 3-1 Ratio of aluminum flakes to alumina particles (aluminum flakes: alumina particles)
  • Example 3-7 1: 2 (weight ratio), 3: 4 (volume ratio) Comparative Example 3-1 (BL) 100% aluminum flakes
  • the capacitance of each electrode material is shown in Table 3 below.
  • the capacity was increased by about 80% from BL. It can be seen that when the scaly powder (aluminum flakes) is used, the effect of using the electrically insulating particles (alumina particles) in combination is larger than when the spherical powder is used.
  • a sintered body was produced in which the coated film was laminated on both sides by 50 ⁇ m on a 20 ⁇ m aluminum foil base material (high purity aluminum foil of 99.99% or more).
  • an anodic oxidation treatment was performed using an ammonium adipate aqueous solution.
  • the conditions of the anodizing treatment were such that the concentration of the aqueous solution was 0.3 mol, the temperature was 60 ° C., and a current of 25 mA / cm 2 was applied for 10 minutes.
  • Example 4-1 200: 1 (weight ratio), 300: 1 (volume ratio)
  • the capacitance of each electrode material is shown in Table 4 below.
  • Aluminum flakes with a very large aspect ratio have a low capacity in the BL state. This is because the cross-sectional state of the sintered layer is as shown in FIG. However, by dispersing alumina particles as spacers, the low pressure capacity (5 V) is up to 800 times.
  • This capacity is far higher than the maximum capacity (5 V, 3600 ⁇ F / 10 cm 2 ) of an electrode material using an aluminum foil (hereinafter referred to as “etched foil”) obtained by a conventional etching process.
  • the reason why the value of the 100V capacity is low is considered to be because it is difficult to form an oxide film having a sufficient withstand voltage of 100V with aluminum flakes having a thickness of less than 0.2 ⁇ m.
  • a sintered body was prepared by laminating a laminate of 50 ⁇ m each on a 20 ⁇ m aluminum foil base material (high purity aluminum foil of 99.99% or more).
  • an anodic oxidation treatment was performed using an ammonium adipate aqueous solution.
  • the conditions of the anodizing treatment were such that the concentration of the aqueous solution was 0.3 mol, the temperature was 60 ° C., and a current of 25 mA / cm 2 was applied for 10 minutes.
  • Example 5-1 200: 1 (weight ratio), 300: 1 (volume ratio)
  • Example 5-7 1: 2 (weight ratio), 3: 4 (volume ratio) Comparative Example 5-1 (BL) 100% aluminum flakes
  • a sintered body was prepared by laminating a laminate of 50 ⁇ m each on a 20 ⁇ m aluminum foil base material (high purity aluminum foil of 99.99% or more).
  • an anodic oxidation treatment was performed using an ammonium adipate aqueous solution.
  • the conditions of the anodizing treatment were such that the concentration of the aqueous solution was 0.3 mol, the temperature was 60 ° C., and a current of 25 mA / cm 2 was applied for 10 minutes.
  • Example 6-1 200: 1 (weight ratio), 300: 1 (volume ratio)
  • a sintered body was prepared by laminating a laminate of 50 ⁇ m each on a 20 ⁇ m aluminum foil base material (high purity aluminum foil of 99.99% or more).
  • an anodic oxidation treatment was performed using an ammonium adipate aqueous solution.
  • the conditions of the anodizing treatment were such that the concentration of the aqueous solution was 0.3 mol, the temperature was 60 ° C., and a current of 25 mA / cm 2 was applied for 10 minutes.
  • Example 7-1 200: 1 (weight ratio), 300: 1 (volume ratio)
  • the capacity value is almost the same as Examples 3-1 to 3-7. It can be seen that even if it is not alumina particles, it can function as a spacer as long as it has the same particle size and electrical insulation.
  • Examples 8-1 to 8-9 and comparative examples 8-1 to 8-2 A coating film in which the following aluminum powders (1) to (9) and alumina particles having an average particle diameter of 0.01 ⁇ m are dispersed at a ratio of 10: 1 (weight ratio) is applied to a 20 ⁇ m aluminum foil substrate (99.99% or more A high-purity aluminum foil) was prepared by laminating 50 ⁇ m on both sides.
  • Example 8-1 Average particle size 3 ⁇ m Aluminum powder with aspect ratio 1 (2)
  • Example 8-2 Average particle size 3 ⁇ m Aluminum flakes with aspect ratio 3 (3 ⁇ m / 1 ⁇ m) (3)
  • Example 8- 3 Average particle size 3 ⁇ m Aluminum flakes with aspect ratio 25 (3 ⁇ m / 0.12 ⁇ m) (4)
  • Example 8-4 Average particle size 3 ⁇ m Aluminum flakes with aspect ratio 60 (3 ⁇ m / 0.05 ⁇ m) (5)
  • Example 8- 5 Average particle size 5 ⁇ m Aluminum flakes with aspect ratio 5 (5 ⁇ m / 1 ⁇ m) (6)
  • Example 8-6 Average particle size 5 ⁇ m Aluminum flakes with aspect ratio 100 (5 ⁇ m / 0.05 ⁇ m) (7)
  • Example 8-7 Average particle size 10 ⁇ m Aluminum flakes with aspect ratio 25 (10 ⁇ m / 0.4 ⁇ m) (8)
  • Example 8-8 Average particle size 10 ⁇ m Aluminum flakes with aspect ratio 200 (10 ⁇ m / 0.05 ⁇ m) (9)
  • Example 8-9 Average particle size 10 ⁇ m Aluminum
  • High capacity can be obtained by dispersing alumina particles having an average particle size of 0.01 ⁇ m with respect to aluminum powder having various particle sizes and aspect ratios. It can also be seen that the larger the aspect ratio, the greater the effect.
  • Example 8-2 In Comparative Example 8-2 (BL), it does not reach the maximum capacity of the etched foil, but in Example 8-7, it exceeds the maximum capacity of the etched foil in all voltage regions of 100 V or less.
  • Examples 8-3, 8-4, 8-6, and 8-8 have excellent capacity at 10 V or less.
  • the thickness of the aluminum flakes is less than 0.02 ⁇ m as in Example 8-9, the withstand voltage film having a sufficient thickness is not formed, so that the capacity becomes low even at 10V.
  • Examples 8-2 and 8-5 also have values exceeding the etched foil in the 100V region.
  • the capacity of Example 8-1 also tends to be higher than that of BL.
  • the capacity value of 150 V is 51.2 ⁇ F, which is confirmed to exceed the capacity of the etched foil (about 48 ⁇ F).
  • an electrode having a higher capacity than the etched foil can be obtained in any voltage region.
  • Aluminum flakes having an aspect ratio of 1000 are liable to cause coating drying failure and degreasing failure during heat treatment in the production process of the laminated foil, and it is difficult to obtain a stable product.
  • Examples 9-1 to 9-9 and Comparative Examples 9-1 to 9-2 A coating film in which the following aluminum powders (1) to (9) and alumina particles having an average particle diameter of 0.5 ⁇ m are dispersed at a ratio of 10: 1 (weight ratio) is applied to a 20 ⁇ m aluminum foil substrate (99.99% or more A high-purity aluminum foil) was prepared by laminating 50 ⁇ m on both sides.
  • Example 9-1 Average particle size 3 ⁇ m Aluminum powder with aspect ratio 1 (2)
  • Example 9-2 Average particle size 3 ⁇ m Aluminum flakes with aspect ratio 3 (3 ⁇ m / 1 ⁇ m) (3)
  • Example 9- 3 Average particle size 3 ⁇ m Aluminum flakes with aspect ratio 25 (3 ⁇ m / 0.12 ⁇ m) (4)
  • Example 9-4 Average particle size 3 ⁇ m Aluminum flakes with aspect ratio 60 (3 ⁇ m / 0.05 ⁇ m) (5)
  • Example 9- 5 Average particle size 5 ⁇ m Aluminum flakes with aspect ratio 5 (5 ⁇ m / 1 ⁇ m) (6)
  • Example 9-6 Average particle size 5 ⁇ m Aluminum flakes with aspect ratio 100 (5 ⁇ m / 0.05 ⁇ m) (7)
  • Example 9-7 Average particle size 10 ⁇ m Aluminum flakes with aspect ratio 25 (10 ⁇ m / 0.4 ⁇ m) (8)
  • Example 9-8 Average particle size 10 ⁇ m Aluminum flakes with aspect ratio 200 (10 ⁇ m / 0.05 ⁇ m) (9)
  • Example 9-9 Average particle size 10 ⁇ m Aluminum

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

 本発明は、アルミニウム及びアルミニウム合金の少なくとも1種の粉末の焼結層を有するアルミニウム電解コンデンサ用電極材であって、低圧用のコンデンサ用途に用いた場合にも優れた静電容量を確保することができる電極材を提供する。 本発明は、具体的には、アルミニウム及びアルミニウム合金の少なくとも1種の粉末が電気絶縁性粒子を介して焼結した焼結層を有するアルミニウム電解コンデンサ用電極材を提供する。

Description

アルミニウム電解コンデンサ用電極材及びその製造方法
 本発明は、アルミニウム電解コンデンサに用いられる電極材、特に低圧用のアルミニウム電解コンデンサに用いられる陽極用電極材及びその製造方法に関する。
 アルミニウム電解コンデンサは、安価で高容量を得ることができるため、各種分野で幅広く使用されている。一般に、アルミニウム電解コンデンサ用電極材としては、アルミニウム箔が使用されている。
 アルミニウム箔は、エッチング処理を行ってエッチングピットを形成することにより、表面積を増大させることができる。そして、その表面に陽極酸化処理を施すことにより、酸化皮膜が形成され、これが誘電体として機能する。このため、アルミニウム箔をエッチング処理し、その表面に使用電圧に応じた種々の電圧で陽極酸化処理を施すことにより、用途に応じた電解コンデンサ用アルミニウム電極箔(陽極箔)を製造することができる。
 アルミニウム箔のエッチング処理では、陽極酸化電圧に応じた最適なエッチングピットが形成されるようにエッチング処理がなされる。具体的には、中高圧用のコンデンサ用途では、厚い酸化皮膜を形成する必要がある。よって、厚い酸化皮膜でエッチングピットが埋まらないように、主に直流エッチングを行うことによりエッチングピット形状をトンネルタイプとし、陽極酸化電圧に応じた太さに処理される。他方、低圧用のコンデンサ用途では、細かいエッチングピットが必要であり、主に交流エッチングによって海綿状のエッチングピットを形成させる。
 エッチング処理では、塩酸に硫酸、燐酸、硝酸等を添加した塩酸水溶液が主に使用されている。しかしながら、塩酸は環境面での負荷が大きいため、エッチング処理によらないアルミニウム箔の表面積増大方法の開発が望まれている。
 これに関して、特許文献1には、表面に微細なアルミニウム粉末を付着させたアルミニウム箔を用いたアルミニウム電解コンデンサが提案されている。また、特許文献2には、箔厚が15μm以上35μm未満である平滑なアルミニウム箔の片面又は両面に、2μm~0.01μmの長さ範囲で自己相似となるアルミニウムおよび/又は表面に酸化アルミニウム層を形成したアルミニウムからなる微粒子の凝集物が付着した電極箔を用いた電解コンデンサが開示されている。
 しかしながら、これらの文献では、メッキ及び/又は蒸着によりアルミニウム粉末等をアルミニウム箔に付着させているため、少なくとも、中高圧用のコンデンサ用途の太いエッチングピットの代用とするには十分なものとは言えない。
 また、特許文献3には、アルミニウム電解コンデンサ用電極材であって、当該電極材がアルミニウム及びアルミニウム合金の少なくとも1種の焼結体からなることを特徴とするアルミニウム電解コンデンサ用電極材が開示されており、従来のエッチング処理によって得られる電極材以上の性能が得られることが確認されている。
 しかしながら、特許文献3に開示された電極材は中高圧用のコンデンサ用途では優れた性能を発揮するが、低圧領域で使用した場合には従来のエッチング処理によって得られる電極材以上の性能は発揮できていない。
 低圧領域で使用した場合でも従来のエッチング処理によって得られる電極材以上の性能を発揮させるためには、例えば、アルミニウム及びアルミニウム合金の少なくとも1種の粉末を焼結する際に過剰なネッキング(過焼結)をできる限り抑制し、粉末どうしの接触面積をできる限り少なくすることにより有効表面積を確保することが考えられるが、このような課題を解決した電極材は未だ報告されていない。
特開平2-267916号公報 特開2006-108159号公報 特開2008-98279号公報
 本発明は、アルミニウム及びアルミニウム合金の少なくとも1種の粉末の焼結層を有するアルミニウム電解コンデンサ用電極材であって、低圧用のコンデンサ用途に用いた場合にも優れた静電容量を確保することができる電極材を提供することを目的とする。
 本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、アルミニウム及びアルミニウム合金の少なくとも1種の粉末を特定の物質とともに焼結することにより焼結層を形成する場合には、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
 即ち、本発明は、下記のアルミニウム電解コンデンサ用電極材及びその製造方法に関する。
1.アルミニウム及びアルミニウム合金の少なくとも1種の粉末が電気絶縁性粒子を介して焼結した焼結層を有することを特徴とするアルミニウム電解コンデンサ用電極材。
2.前記粉末と前記電気絶縁性粒子との含有量の重量比が1:2~200:1である、上記項1に記載のアルミニウム電解コンデンサ用電極材。
3.前記粉末のアスペクト比が1~1000である、上記項1又は2に記載のアルミニウム電解コンデンサ用電極材。
4.前記粉末の平均粒径が1~80μmである、上記項1~3のいずれかに記載のアルミニウム電解コンデンサ用電極材。
5.前記粉末の平均厚みが0.01~80μmである、上記項1~4のいずれかに記載のアルミニウム電解コンデンサ用電極材。
6.前記電気絶縁性粒子が金属酸化物又は金属窒化物である、上記項1~5のいずれかに記載のアルミニウム電解コンデンサ用電極材。
7.前記電気絶縁性粒子がアルミナ、チタニア、ジルコニア及びシリカからなる群から選択される少なくとも1種である、上記項1~6のいずれかに記載のアルミニウム電解コンデンサ用電極材。
8.前記電気絶縁性粒子の平均粒径が0.01~10μmである、上記項1~7のいずれかに記載のアルミニウム電解コンデンサ用電極材。
9.前記焼結層の平均厚みが5~1000μmである、上記項1~8のいずれかに記載のアルミニウム電解コンデンサ用電極材。
10.前記焼結層を支持する基材を有する、上記項1~9のいずれかに記載のアルミニウム電解コンデンサ用電極材。
11.アルミニウム及びアルミニウム合金の少なくとも1種の粉末並びに電気絶縁性粒子を含有するペースト状組成物からなる皮膜を形成する第1工程、及び
 前記皮膜を400~660℃の温度で焼結することにより焼結層を形成する第2工程、
を含み、且つ、エッチング工程を含まないことを特徴とするアルミニウム電解コンデンサ用電極材の製造方法。
12.前記焼結層を陽極酸化処理する第3工程を更に有する、上記項11に記載の製造方法。
 以下、本発明の電極材及びその製造方法について詳細に説明する。
 アルミニウム電解コンデンサ用電極材
 本発明のアルミニウム電解コンデンサ用電極材は、アルミニウム及びアルミニウム合金の少なくとも1種の粉末が電気絶縁性粒子(スペーサーとして作用する)を介して焼結した焼結層を有することを特徴とする。以下、アルミニウム及びアルミニウム合金の少なくとも1種の粉末を単に「粉末」とも言う。
 上記特徴を有する本発明のアルミニウム電解コンデンサ用電極材は、アルミニウム及びアルミニウム合金の少なくとも1種の粉末を、電気絶縁性粒子を介して焼結することにより焼結層を形成するため、焼結層における前記粉末どうしの過剰なネッキング(過焼結)をできる限り抑制し、粉末どうしの接触面積をできる限り少なくすることにより有効表面積が確保されている。よって、本発明のアルミニウム電解コンデンサ用電極材は、100V以下の低電圧で使用する低圧用のコンデンサ用途に用いる場合でも、従来のエッチング処理によって得られる電極材以上の性能を発揮することができる。
 原料のアルミニウム粉末としては、例えば、アルミニウム純度99.8重量%以上のアルミニウム粉末が好ましい。また、原料のアルミニウム合金粉末としては、例えば、珪素(Si)、鉄(Fe)、銅(Cu)、マンガン(Mn)、マグネシウム(Mg)、クロム(Cr)、亜鉛(Zn)、チタン(Ti)、バナジウム(V)、ガリウム(Ga)、ニッケル(Ni)、ホウ素(B)、ジルコニウム(Zr)等の元素の1種又は2種以上を含む合金が好ましい。アルミニウム合金中のこれらの元素の含有量は、それぞれ100重量ppm以下、特に50重量ppm以下とすることが好ましい。
 前記粉末としては、平均粒径が1~80μmのものが好ましい。特に前記粉末の平均粒径が1~10μmの場合には、得られる電極材を100V以下の低圧用途のアルミニウム電解コンデンサの電極材として好適に利用することができる。
 なお、本明細書における焼結前の前記粉末の平均粒径は、レーザー回折法により粒径とその粒径に該当する粒子の数を求めて得られる粒度分布曲線において全粒子数の50%目に該当する粒子の粒子径である。また、焼結後の前記粉末の平均粒径は、焼結層の断面を、走査型電子顕微鏡によって観察することによって測定する。上記断面観察において、それぞれの前記粉末粒子における最大径(長径)をその粉末の粒径とし、任意の50個の粉末の粒径を測定し、これらの算術平均を焼結後の前記粉末の平均粒径とする。
 前記粉末の形状は、特に限定されず、球状、不定形状、鱗片状(フレーク状)、繊維状等のいずれも好適に使用できる。一般に鱗片状の粉末を用いる場合には、過焼結が起こり易く電極材の有効表面積を確保することが困難であるが、本発明では電気絶縁性粒子を介して焼結することにより、鱗片状の粉末を用いる場合でも過焼結を抑制して電極材の有効表面積を確保し易い。
 前記粉末は、公知の方法によって製造されるものを使用することができる。例えば、アトマイズ法、メルトスピニング法、回転円盤法、回転電極法、急冷凝固法等が挙げられるが、工業的生産にはアトマイズ法、特にガスアトマイズ法が好ましい。即ち、溶湯をアトマイズすることにより得られる粉末を用いることが望ましい。
 前記粉末の平均粒径は、球状粒子である場合には1~80μmであることが好ましく、特に1~10μmであることがより好ましい。平均粒径が1μmより小さい場合には、所望の耐電圧が得られないおそれがある。また、平均粒径が80μmより大きい場合には、所望の静電容量が得られないおそれがある。
 前記粉末が不定形状、鱗片状(フレーク状)又は繊維状である場合には、アスペクト比(平均粒径/平均厚み)が1~1000であることが好ましい。アスペクト比が1000より大きい場合には、後述の製造方法の第1工程における皮膜の乾燥不良や脱脂の工程において不良が発生し易くなる。上記アスペクト比の中でも、特に100~1000である場合には、低圧領域であっても従来のエッチング処理によって得られる電極材より高い静電容量を得ることができるため好ましい。前記粉末の平均厚みは、走査型電子顕微鏡による前記粉末の断面観察によって測定することができる。焼結前の場合、前記粉末を適宜樹脂や溶媒と混合した後に塗膜とし、この塗膜の断面観察を行う。また、焼結後の場合は、焼結層の断面観察を行う。これらの断面観察において、それぞれの粉末の最小径をその粉末の厚みとし、任意の50個の粉末の厚みを測定し、これらの算術平均を前記粉末の平均厚みとする。前記粉末の平均厚みは0.01~80μmであることが好ましい。粉末の平均厚みが0.01μmより小さい場合には、所望の耐電圧が得られないおそれがある。また、前記粉末の平均厚みが80μmより大きい場合には、所望の静電容量が得られないおそれがある。
 前記電気絶縁性粒子としては、前記粉末の焼結時に粉末どうしの間にスペーサーとして介在することにより前記粉末どうしの過焼結を抑制し、電極材の有効表面積及び静電容量を確保できる粒子であればよい。このような電気絶縁性粒子としては、例えば、金属化合物粒子(酸化物、窒化物等)であることが好ましく、具体的には、アルミナ、チタニア、ジルコニア及びシリカから選ばれる少なくとも1種の金属化合物粒子が好ましい。
 これらの粒子は電気絶縁性及び高融点(2000℃程度)を有し、それ自身は粉末と焼結することがなく、粉末の焼結時にスペーサーとして介在することができる上、電極材の電気特性に悪影響を与えるおそれがない点で好ましい。
 前記電気絶縁性粒子の平均粒径は限定的ではないが、0.01~10μmであることが好ましく、特に0.1~1μmであることがより好ましい。前記電気絶縁性粒子の平均粒径は、前記粉末と同様の方法で測定することができる。
 焼結層中における前記粉末と前記電気絶縁性粒子との含有量の重量比は限定されないが、例えば、前記粉末:前記電気絶縁性粒子=1:2~200:1であることが好ましく、2:1~20:1であることがより好ましく、3:1~10:1であることが特に好ましい。前記粉末と前記電気絶縁性粒子との含有量の体積比としては、前記粉末:前記電気絶縁性粒子=3:4~300:1であることが好ましく、3:1~30:1であることがより好ましく、9:2~15:1であることが特に好ましい。
 含有量の比(重量比、体積比)をかかる範囲内に設定することによって、電極材の有効表面積を確保し易い。なお、前記粉末のアスペクト比が3~1000の場合には、前記重量比は1:2~200:1の範囲が好ましく、前記粉末のアスペクト比が3未満(即ち1以上3未満)の場合には、前記重量比は2:1~200:1の範囲が好ましい。これは、前記粉末のアスペクト比が3以上となることにより、前記電気絶縁性粒子の許容される含有量が増加することが理由であると考えられる。
 上記重量比が1:2を超えて電気絶縁性粒子が多くなると、電気絶縁性粒子の割合が多くなりすぎて粉末どうしの焼結が困難となるおそれがある。また、上記重量比が250:1程度まで粉末が多くなると、電気絶縁性粒子が少なくなりすぎて静電容量向上の効果が十分に得られないおそれがある。
 前記の通り、従来、鱗片状の粉末(アルミフレーク)を使用した場合には、球状粉末に比べて比表面積が大きいことや、アルミフレークを含むペーストを塗工後のアルミフレークどうしの配向性が面接触になり易いことにより、焼結時に過焼結し易く、有効比表面積を確保することは困難であると考えられている。しかしながら、下記の通り、電気絶縁性粒子を介して焼結することにより、焼結時に過焼結を抑制することができる。
 アルミフレークを使用した従来の焼結層(電気絶縁性粒子を含まない)の断面の走査型電子顕微鏡観察像を図1に示す。また、アルミフレーク及び電気絶縁性粒子を使用した本発明の電極材の焼結層の断面の走査型電子顕微鏡観察像を図2に示す。
 図1では、アルミフレーク間の隙間が潰れてしまい、アルミフレークの表面積を十分に活かせていない状態となっている。他方、図2では、アルミフレーク間に電気絶縁性粒子が入り込み、フレーク間に適度な空間を保っている様子が確認できる。これにより、アルミフレークの大きな比表面積を効率良く活かせるようになり、低圧用途に用いる場合でも静電容量を飛躍的に向上させることが可能となる。なお、電気絶縁性粒子をスペーサーとして使用して静電容量の向上を可能とする効果は、粉末として鱗片状のものを使用する場合に限らず、種々の形状の粉末を使用した場合にも効果が確認されている。
 前記焼結層の形状は特に制限されないが、一般的には平均厚み5~1000μm、特に5~50μmの箔状であることが好ましい。平均厚みは、マイクロメーターで測定した10点の測定値の平均である。
 本発明の電極材は、焼結層を支持する基材を有していてもよい。基材としては、例えば、アルミニウム箔を好適に用いることができる。
 基材としてのアルミニウム箔は、特に限定されず、純アルミニウム又はアルミニウム合金を用いることができる。本発明で用いられるアルミニウム箔は、その組成として、珪素(Si)、鉄(Fe)、銅(Cu)、マンガン(Mn)、マグネシウム(Mg)、クロム(Cr)、亜鉛(Zn)、チタン(Ti)、バナジウム(V)、ガリウム(Ga)、ニッケル(Ni)、ホウ素(B)の少なくとも1種の合金元素を必要範囲内において添加したアルミニウム合金あるいは上記の不可避的不純物元素の含有量を限定したアルミニウムも含む。
 アルミニウム箔の厚みは、特に限定されないが、5~100μm、特に10~50μmの範囲内とするのが好ましい。
 上記のアルミニウム箔は、公知の方法によって製造されるものを使用することができる。例えば、上記の所定の組成を有するアルミニウム又はアルミニウム合金の溶湯を調製し、これを鋳造して得られた鋳塊を適切に均質化処理する。その後、この鋳塊に熱間圧延と冷間圧延を施すことにより、アルミニウム箔を得ることができる。
 なお、上記の冷間圧延工程の途中で、50~500℃、特に150~400℃の範囲内で中間焼鈍処理を施しても良い。また、上記の冷間圧延工程の後に、150~650℃、特に350~550℃の範囲内で焼鈍処理を施して軟質箔としてもよい。
 本発明の電極材は、基材を用いる場合には、焼結層は基材の片面又は両面に形成する。焼結層を基材の両面に形成する場合には、上記平均厚みの焼結層を基材の両面にそれぞれ対称形となるように形成することが好ましい。
 本発明の電極材は、100V以下の低電圧で使用する低圧用のコンデンサ用途に用いる場合でも、従来のエッチング処理によって得られる電極材以上の性能を発揮することができるため、低圧用アルミニウム電解コンデンサの用途に好適に利用できる。
 本発明の電極材は、アルミニウム電解コンデンサ用電極として使用するに当たり、当該電極材をエッチング処理せずに使用することができる。即ち、本発明の電極材は、エッチング処理することなく、そのまま又は陽極酸化処理することにより電極(電極箔)として使用することができる。
 本発明の電極材を用いた陽極箔と、陰極箔とをセパレータを介在させて積層し、巻回してコンデンサ素子を形成し、このコンデンサ素子を電解液に含浸させ、電解液を含んだコンデンサ素子を外装ケースに収納し、封口体でケースを封口することによって電解コンデンサが得られる。
 アルミニウム電解コンデンサ用電極材の製造方法
 本発明のアルミニウム電解コンデンサ用電極材の製造方法は、
 アルミニウム及びアルミニウム合金の少なくとも1種の粉末並びに電気絶縁性粒子を含有するペースト状組成物からなる皮膜を形成する第1工程、及び
 前記皮膜を400~660℃の温度で焼結することにより焼結層を形成する第2工程、
を含み、且つ、エッチング工程を含まないことを特徴とする。
 以下、各工程に分けて説明する。
(第1工程)
 第1工程は、アルミニウム及びアルミニウム合金の少なくとも1種の粉末並びに電気絶縁性粒子を含有するペースト状組成物からなる皮膜を形成する。
 アルミニウム及びアルミニウム合金の組成(成分)としては、前記で掲げたものを用いることができる。前記粉末として、例えば、アルミニウム純度99.8重量%以上の純アルミニウム粉末を用いることが好ましい。また、電気絶縁性粒子としては、前記で掲げたものを用いることができる。更に、皮膜を形成するに際し、基材を用いる場合は、前記で掲げたものを用いることができる。
 前記ペースト組成物は、粉末及び電気絶縁性粒子以外に、必要に応じて樹脂バインダー、溶剤、焼結助剤、界面活性剤等が含まれていてもよい。これらはいずれも公知又は市販のものを使用することができる。特に樹脂バインダー及び溶剤の少なくとも1種を含有させてペースト状組成物として用いることが好ましく、これにより効率よく皮膜を形成することができる。
 樹脂バインダーは限定的でなく、例えば、カルボキシ変性ポリオレフィン樹脂、酢酸ビニル樹脂、塩化ビニル樹脂、塩酢ビ共重合樹脂、ビニルアルコール樹脂、ブチラール樹脂、フッ化ビニル樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂、アクリロニトリル樹脂、セルロース樹脂、パラフィンワックス、ポリエチレンワックス等の合成樹脂又はワックス、タール、にかわ、ウルシ、松脂、ミツロウ等の天然樹脂又はワックスが好適に使用できる。
 これらの樹脂バインダーは、分子量、樹脂の種類等により、加熱時に揮発するものと、熱分解によりその残渣がアルミニウム粉末とともに残存するものとがあり、所望の静電特性等に応じて使い分けすることができる。
 また、溶媒も公知のものが使用できる。例えば、水のほか、エタノール、トルエン、ケトン類、エステル類等の有機溶剤を使用することができる。
 皮膜の形成の際は、ペースト組成物を、例えばローラー、刷毛、スプレー、ディッピング等の塗布方法を用いて皮膜形成できるほか、シルクスクリーン印刷等の公知の印刷方法により形成することもできる。
 基材を用いる場合には、皮膜は基材の片面又は両面に形成する。両面に形成する場合には、基材を挟んで皮膜を対称に配置することが好ましい。皮膜の厚さは限定されないが、焼結後に得られる焼結層の平均厚みが5~1000μm、特に5~50μmの箔状となるように形成することが好ましい。
 皮膜は、必要に応じて、20~300℃の範囲内の温度で乾燥させてもよい。
(第2工程)
 第2工程は、皮膜を400~660℃の温度で焼結することにより焼結層を形成する。
 焼結温度は、400~660℃とし、好ましくは450~600℃である。焼結時間は、焼結温度等により異なるが、通常は5~24時間程度の範囲内で適宜決定できる。
 焼結雰囲気は、特に制限されず、例えば真空雰囲気、不活性ガス雰囲気、酸化性ガス雰囲気(大気)、還元性雰囲気等のいずれであってもよいが、特に真空雰囲気又は還元性雰囲気とすることが好ましい。また、圧力条件は、常圧、減圧又は加圧のいずれでもよい。
 なお、第1工程後、第2工程に先立って予め100~600℃の温度範囲で保持時間が5時間以上の加熱処理(脱脂処理)を行なうことが好ましい。加熱処理雰囲気は特に限定されず、例えば真空雰囲気、不活性ガス雰囲気又は酸化性ガス雰囲気中のいずれでも良い。また、圧力条件も、常圧、減圧又は加圧のいずれでもよい。
(第3工程)
 前記の第2工程において、本発明の電極材が得られる。これは、エッチング処理を施すことなく、そのままアルミニウム電解コンデンサ用電極(電極箔)として用いることが可能である。一方、前記電極材は、必要に応じて第3工程として陽極酸化処理を施すことにより誘電体を形成させることができ、これを電極とすることができる。
 陽極酸化処理条件は特に限定されないが、通常は濃度0.01モル以上5モル以下、温度30℃以上100℃以下のホウ酸溶液又はアジピン酸アンモニウム水溶液中で、10mA/cm以上400mA/cm程度の電流を5分以上印加すればよい。
 本発明のアルミニウム電解コンデンサ用電極材は、アルミニウム及びアルミニウム合金の少なくとも1種の粉末を、電気絶縁性粒子を介して焼結することにより焼結層を形成するため、焼結層における前記粉末どうしの過剰なネッキング(過焼結)をできる限り抑制し、粉末どうしの接触面積をできる限り少なくすることにより有効表面積が確保されている。よって、本発明のアルミニウム電解コンデンサ用電極材は、100V以下の低電圧で使用する低圧用のコンデンサ用途に用いる場合でも、従来のエッチング処理によって得られる電極材以上の性能を発揮することができる。
鱗片状粉末(アルミフレーク)を使用した従来の焼結層(電気絶縁性粒子を含まない)の断面の走査型電子顕微鏡観察像を示す図である。 鱗片状粉末(アルミフレーク)及び電気絶縁性粒子を使用した本発明の焼結層の断面の走査型電子顕微鏡観察像を示す図である。
 以下、実施例及び比較例を示して本発明を具体的に説明する。但し、本発明は実施例に限定されない。
 実施例1-1~1-5及び比較例1-1
 平均粒径が3μmのアルミニウム粉末(99.99%以上の高純度アルミニウム粉末、アスペクト比(平均粒径/平均厚み)1)と平均粒径が0.5μmのアルミナ粒子とを下記の比で均一に分散させた塗膜を、20μmのアルミニウム箔基材(99.99%以上の高純度アルミニウム箔)に50μmずつ両面積層した焼結体を作製した。平均粒径の測定は、日機装株式会社製マイクロトラックを用いて行った。
 また、アジピン酸アンモニウム水溶液を使い、陽極酸化処理を実施した。陽極酸化処理の条件は、上記水溶液の濃度は0.3モル、温度60℃であり、25mA/cmの電流を10分印加する条件とした。
 アルミニウム粉末とアルミナ粒子との比(アルミニウム粉末:アルミナ粒子)
実施例1-1 200:1(重量比)、300:1(体積比)
実施例1-2  20:1(重量比)、 30:1(体積比)
実施例1-3  10:1(重量比)、 15:1(体積比)
実施例1-4   5:1(重量比)、 15:2(体積比)
実施例1-5   2:1(重量比)、  3:1(体積比)
比較例1-1(ブランクテスト:以下「BL」) アルミニウム粉末100%
 各電極材の静電容量を下記表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 アルミニウム粉末:アルミナ粒子の重量比が2:1~200:1の範囲において、BLと比べて、全ての電圧領域で高い容量を示している。
 実施例2-1~2-5及び比較例2-1
 平均粒径が80μmのアルミニウム粉末(99.99%以上の高純度アルミニウム粉末、アスペクト比(平均粒径/平均厚み)1)と平均粒径が5μmのアルミナ粒子とを下記の比で均一に分散させた塗膜を、20μmのアルミニウム箔基材(99.99%以上の高純度アルミニウム箔)に100μmずつ両面積層した焼結体を作製した。
 また、アジピン酸アンモニウム水溶液を使い、陽極酸化処理を実施した。陽極酸化処理の条件は、上記水溶液の濃度は0.3モル、温度60℃であり、25mA/cmの電流を10分印加する条件とした。
 アルミニウム粉末とアルミナ粒子との比(アルミニウム粉末:アルミナ粒子)
実施例2-1 200:1(重量比)、300:1(体積比)
実施例2-2 20:1(重量比)、30:1(体積比)
実施例2-3 10:1(重量比)、15:1(体積比)
実施例2-4 5:1(重量比)、15:2(体積比)
実施例2-5 2:1(重量比)、3:1(体積比)
比較例2-1(BL) アルミニウム粉末100%
 各電極材の静電容量を下記表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 粒径、積層厚みを変えた焼結体でも、実施例1-1~1-5と同様の傾向が得られた。
 実施例3-1~3-7及び比較例3-1
 平均粒径が5μm、アスペクト比(平均粒径/平均厚み)=5(5μm/1μm)のアルミフレークと、平均粒径が0.5μmのアルミナ粒子とを下記の比で均一に分散させた塗膜を、20μmのアルミニウム箔基材(99.99%以上の高純度アルミニウム箔)に50μmずつ両面積層した焼結体を作製した。
 また、アジピン酸アンモニウム水溶液を使い、陽極酸化処理を実施した。陽極酸化処理の条件は、上記水溶液の濃度は0.3モル、温度60℃であり、25mA/cmの電流を10分印加する条件とした。
 アルミフレークとアルミナ粒子との比(アルミフレーク:アルミナ粒子)
実施例3-1 200:1(重量比)、300:1(体積比)
実施例3-2  20:1(重量比)、 30:1(体積比)
実施例3-3  10:1(重量比)、 15:1(体積比)
実施例3-4   5:1(重量比)、 15:2(体積比)
実施例3-5   2:1(重量比)、  3:1(体積比)
実施例3-6   1:1(重量比)、  3:2(体積比)
実施例3-7   1:2(重量比)、  3:4(体積比) 
比較例3-1(BL) アルミフレーク100%
 各電極材の静電容量を下記表3に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 アルミフレークを使用した場合はBLから最大で80%程度容量が向上した。鱗片状粉末(アルミフレーク)を用いる場合は、球状粉末を用いる場合よりも電気絶縁性粒子(アルミナ粒子)を併用する効果が大きいことが分かる。
 実施例4-1~4-7及び比較例4-1
 平均粒径が5μm、アスペクト比(平均粒径/平均厚み)=100(5μm/0.05μm)のアルミフレークと、平均粒径が0.01μmのアルミナ粒子とを下記の比で均一に分散させた塗膜を、20μmのアルミニウム箔基材(99.99%以上の高純度アルミニウム箔)に50μmずつ両面積層した焼結体を作製した。
 また、アジピン酸アンモニウム水溶液を使い、陽極酸化処理を実施した。陽極酸化処理の条件は、上記水溶液の濃度は0.3モル、温度60℃であり、25mA/cmの電流を10分印加する条件とした。
 アルミフレークとアルミナ粒子との比(アルミフレーク:アルミナ粒子)
実施例4-1 200:1(重量比)、300:1(体積比)
実施例4-2 20:1(重量比)、30:1(体積比)
実施例4-3 10:1(重量比)、15:1(体積比)
実施例4-4 5:1(重量比)、15:2(体積比)
実施例4-5 2:1(重量比)、3:1(体積比)
実施例4-6 1:1(重量比)、3:2(体積比)
実施例4-7 1:2(重量比)、3:4(体積比)
比較例4-1(BL) アルミフレーク100%
 各電極材の静電容量を下記表4に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 アスペクト比が極めて大きい(厚みが薄く、比表面積が大きい)アルミフレークはBLの状態では容量が低い。これは焼結層の断面の状態が図1のようになるからである。しかしながら、アルミナ粒子をスペーサーとして分散させることで、低圧容量(5V)は最大で800倍にもなる。
 この容量は従来のエッチング処理によるアルミニウム箔(以下、「エッチド箔」)を用いた電極材の最大容量(5V、3600μF/10cm)をはるかに上回っている。
  100V容量の値が低いのは、厚みが0.2μmを下回るようなアルミフレークでは、100Vの耐電圧を有する十分な厚みの酸化皮膜を形成することが困難なためであると考えられる。
 実施例5-1~5-7及び比較例5-1
 平均粒径が3μm、アスペクト比(平均粒径/平均厚み)=3(3μm/1μm)のアルミフレークと平均粒径が0.5μmのアルミナ粒子とを下記重量比で均一に分散させた塗膜を、20μmのアルミニウム箔基材(99.99%以上の高純度アルミニウム箔)に50μmずつ両面積層した焼結体を作製した。
 また、アジピン酸アンモニウム水溶液を使い、陽極酸化処理を実施した。陽極酸化処理の条件は、上記水溶液の濃度は0.3モル、温度60℃であり、25mA/cmの電流を10分印加する条件とした。
 アルミフレークとアルミナ粒子との比(アルミフレーク:アルミナ粒子)
実施例5-1 200:1(重量比)、300:1(体積比)
実施例5-2 20:1(重量比)、30:1(体積比)
実施例5-3 10:1(重量比)、15:1(体積比)
実施例5-4 5:1(重量比)、15:2(体積比)
実施例5-5 2:1(重量比)、3:1(体積比)
実施例5-6 1:1(重量比)、3:2(体積比)
実施例5-7 1:2(重量比)、3:4(体積比)
比較例5-1(BL) アルミフレーク100%
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
 実施例3-1~3-7と比べて平均粒径の小さなアルミフレークを使用しても、同様の傾向が得られた。
 実施例6-1~6-7及び比較例6-1
 平均粒径が10μm、アスペクト比(平均粒径/平均厚み)=10(10μm/1μm)のアルミフレークと平均粒径が0.5μmのアルミナ粒子とを下記重量比で均一に分散させた塗膜を、20μmのアルミニウム箔基材(99.99%以上の高純度アルミニウム箔)に50μmずつ両面積層した焼結体を作製した。
 また、アジピン酸アンモニウム水溶液を使い、陽極酸化処理を実施した。陽極酸化処理の条件は、上記水溶液の濃度は0.3モル、温度60℃であり、25mA/cmの電流を10分印加する条件とした。
 アルミフレークとアルミナ粒子との比(アルミフレーク:アルミナ粒子)
実施例6-1 200:1(重量比)、300:1(体積比)
実施例6-2 20:1(重量比)、30:1(体積比)
実施例6-3 10:1(重量比)、15:1(体積比)
実施例6-4 5:1(重量比)、15:2(体積比)
実施例6-5 2:1(重量比)、3:1(体積比)
実施例6-6 1:1(重量比)、3:2(体積比)
実施例6-7 1:2(重量比)、3:4(体積比)
比較例6-1(BL) アルミフレーク100%
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
 実施例3-1~3-7と比べて平均粒径の大きなアルミフレークを使用しても、同様の傾向が得られた。
 実施例7-1~7-7及び比較例7-1
 平均粒径が5μm、アスペクト比(平均粒径/平均厚み)=5(5μm/1μm)のアルミフレークと、平均粒径0.5μmのチタニア粒子とを下記重量比で均一に分散させた塗膜を、20μmのアルミニウム箔基材(99.99%以上の高純度アルミニウム箔)に50μmずつ両面積層した焼結体を作製した。
 また、アジピン酸アンモニウム水溶液を使い、陽極酸化処理を実施した。陽極酸化処理の条件は、上記水溶液の濃度は0.3モル、温度60℃であり、25mA/cmの電流を10分印加する条件とした。
 アルミフレークとチタニア粒子との比(アルミフレーク:チタニア粒子)
実施例7-1 200:1(重量比)、300:1(体積比)
実施例7-2 20:1(重量比)、30:1(体積比)
実施例7-3 10:1(重量比)、15:1(体積比)
実施例7-4 5:1(重量比)、15:2(体積比)
実施例7-5 2:1(重量比)、3:1(体積比)
実施例7-6 1:1(重量比)、3:2(体積比)
実施例7-7 1:2(重量比)、3:4(体積比)
比較例7-1(BL) アルミフレーク100%
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
 容量の値は実施例3-1~3-7とほぼ同等となっている。アルミナ粒子でなくても、同粒径で電気絶縁性を有するものであれば、スペーサーとして機能できることが分かる。
 実施例8-1~8-9及び比較例8-1~8-2
 下記アルミニウム粉末(1)~(9)と平均粒径が0.01μmのアルミナ粒子とを10:1(重量比)の比率で分散させた塗膜を、20μmのアルミニウム箔基材(99.99%以上の高純度アルミニウム箔)に50μmずつ両面積層した焼結体を作製した。
(1)実施例8-1 平均粒径=3μm アスペクト比1のアルミニウム粉末
(2)実施例8-2 平均粒径=3μm アスペクト比3(3μm/1μm)のアルミフレーク
(3)実施例8-3 平均粒径=3μm アスペクト比25(3μm/0.12μm)のアルミフレーク
(4)実施例8-4 平均粒径=3μm アスペクト比60(3μm/0.05μm)のアルミフレーク
(5)実施例8-5 平均粒径=5μm アスペクト比5(5μm/1μm)のアルミフレーク
(6)実施例8-6 平均粒径=5μm アスペクト比100(5μm/0.05μm)のアルミフレーク
(7)実施例8-7 平均粒径=10μm アスペクト比25(10μm/0.4μm)のアルミフレーク
(8)実施例8-8 平均粒径=10μm アスペクト比200(10μm/0.05μm)のアルミフレーク
(9)実施例8-9 平均粒径=10μm アスペクト比1000 (10μm/0.01μm)のアルミフレーク
比較例8-1 エッチド箔最高レベルの容量
比較例8-2(BL) 平均粒径が3μm アスペクト比1のアルミニウム粉末(アルミニウム粉末のみの従来積層箔)
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
 様々な粒径、アスペクト比のアルミニウム粉末に対して、平均粒径が0.01μmのアルミナ粒子を分散させることで高い容量を得ることができる。またアスペクト比が大きいほど、大きな効果が得られることが分かる。
 比較例8-2(BL)ではエッチド箔の最高容量に及ばないが、実施例8-7では100V以下の電圧領域全てでエッチド箔の最高容量を上回っている。実施例8-3、8-4、8-6、8-8では10V以下で優れた容量を持つ。実施例8-9のようにアルミフレークの厚みが0.02μmを下回ると、十分な厚みの耐電圧皮膜が形成されないため、10Vにおいても容量が低くなる。
 実施例8-2及び8-5についても100V領域ではエッチド箔を超える値となっている。実施例8-1もBLより容量は向上する傾向にあり、例えば150Vの容量値では51.2μFとなり、エッチド箔の容量(約48μF)を超えることを確認している。
 各アルミニウム粉末に適した電圧領域を選択することにより、どの電圧領域でもエッチド箔よりも高容量の電極を得ることができる。なお、アスペクト比1000を超えるアルミフレークは、積層箔の製造工程で塗工の乾燥不良や熱処理での脱脂不良が起こりやすく、安定した製品が得られにくい。
 実施例9-1~9-9及び比較例9-1~9-2
 下記アルミニウム粉末(1)~(9)と平均粒径が0.5μmのアルミナ粒子とを10:1(重量比)の比率で分散させた塗膜を、20μmのアルミニウム箔基材(99.99%以上の高純度アルミニウム箔)に50μmずつ両面積層した焼結体を作製した。
(1)実施例9-1 平均粒径=3μm アスペクト比1のアルミニウム粉末
(2)実施例9-2 平均粒径=3μm アスペクト比3(3μm/1μm)のアルミフレーク
(3)実施例9-3 平均粒径=3μm アスペクト比25(3μm/0.12μm)のアルミフレーク
(4)実施例9-4 平均粒径=3μm アスペクト比60(3μm/0.05μm)のアルミフレーク
(5)実施例9-5 平均粒径=5μm アスペクト比5(5μm/1μm)のアルミフレーク
(6)実施例9-6 平均粒径=5μm アスペクト比100(5μm/0.05μm)のアルミフレーク
(7)実施例9-7 平均粒径=10μm アスペクト比25(10μm/0.4μm)のアルミフレーク
(8)実施例9-8 平均粒径=10μm アスペクト比200(10μm/0.05μm)のアルミフレーク
(9)実施例9-9 平均粒径=10μm アスペクト比1000 (10μm/0.01μm)のアルミフレーク
比較例9-1 エッチド箔最高レベルの容量
比較例9-2(BL) 平均粒径が3μm、アスペクト比1のアルミニウム粉末(アルミニウム粉末のみの従来積層箔)
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
 平均粒径が0.5μmのアルミナ粒子を用いた場合の結果も実施例8-1~8-9と同様である。

Claims (12)

  1.  アルミニウム及びアルミニウム合金の少なくとも1種の粉末が電気絶縁性粒子を介して焼結した焼結層を有することを特徴とするアルミニウム電解コンデンサ用電極材。
  2.  前記粉末と前記電気絶縁性粒子との含有量の重量比が1:2~200:1である、請求項1に記載のアルミニウム電解コンデンサ用電極材。
  3.  前記粉末のアスペクト比が1~1000である、請求項1又は2に記載のアルミニウム電解コンデンサ用電極材。
  4.  前記粉末の平均粒径が1~80μmである、請求項1~3のいずれかに記載のアルミニウム電解コンデンサ用電極材。
  5.  前記粉末の平均厚みが0.01~80μmである、請求項1~4のいずれかに記載のアルミニウム電解コンデンサ用電極材。
  6. 前記電気絶縁性粒子が金属酸化物又は金属窒化物である、請求項1~5のいずれかに記載のアルミニウム電解コンデンサ用電極材。
  7.  前記電気絶縁性粒子がアルミナ、チタニア、ジルコニア及びシリカからなる群から選択される少なくとも1種である、請求項1~6のいずれかに記載のアルミニウム電解コンデンサ用電極材。
  8.  前記電気絶縁性粒子の平均粒径が0.01~10μmである、請求項1~7のいずれかに記載のアルミニウム電解コンデンサ用電極材。
  9.  前記焼結層の平均厚みが5~1000μmである、請求項1~8のいずれかに記載のアルミニウム電解コンデンサ用電極材。
  10.  前記焼結層を支持する基材を有する、請求項1~9のいずれかに記載のアルミニウム電解コンデンサ用電極材。
  11.  アルミニウム及びアルミニウム合金の少なくとも1種の粉末並びに電気絶縁性粒子を含有するペースト状組成物からなる皮膜を形成する第1工程、及び
     前記皮膜を400~660℃の温度で焼結することにより焼結層を形成する第2工程、
    を含み、且つ、エッチング工程を含まないことを特徴とするアルミニウム電解コンデンサ用電極材の製造方法。
  12.  前記焼結層を陽極酸化処理する第3工程を更に有する、請求項11に記載の製造方法。
PCT/JP2014/070446 2013-08-05 2014-08-04 アルミニウム電解コンデンサ用電極材及びその製造方法 Ceased WO2015019987A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015530873A JP6461794B2 (ja) 2013-08-05 2014-08-04 アルミニウム電解コンデンサ用電極材及びその製造方法
CN201480040537.9A CN105393320B (zh) 2013-08-05 2014-08-04 铝电解电容器用电极材料及其制造方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013-162271 2013-08-05
JP2013162271 2013-08-05

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015019987A1 true WO2015019987A1 (ja) 2015-02-12

Family

ID=52461319

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2014/070446 Ceased WO2015019987A1 (ja) 2013-08-05 2014-08-04 アルミニウム電解コンデンサ用電極材及びその製造方法

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP6461794B2 (ja)
CN (1) CN105393320B (ja)
TW (1) TWI656549B (ja)
WO (1) WO2015019987A1 (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016158492A1 (ja) * 2015-03-31 2016-10-06 東洋アルミニウム株式会社 アルミニウム電解コンデンサ用電極材及びその製造方法
JPWO2021079813A1 (ja) * 2019-10-21 2021-04-29
CN115274304A (zh) * 2022-08-02 2022-11-01 新疆众和股份有限公司 烧结箔及其制备方法
CN116174724A (zh) * 2021-11-26 2023-05-30 新疆众和股份有限公司 一种高比容电解电容器阳极箔的制备方法
JP2024530574A (ja) * 2022-08-02 2024-08-23 南通海星電子股▲フン▼有限公司 高誘電性複合粉末焼結箔の製造方法

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116230412A (zh) * 2016-03-31 2023-06-06 日本贵弥功株式会社 电极箔、其制造方法、卷绕型的电容器及其制造方法
CN109036852B (zh) * 2018-08-13 2020-09-18 浙江华义瑞东新材料有限公司 一种三维多孔铝电极箔及其制备方法
CN111627714B (zh) * 2020-05-28 2021-08-13 西安交通大学 一种具有多级混合结构的多孔阳极铝箔的制备方法
CN113658803B (zh) * 2021-08-24 2022-08-30 西安稀有金属材料研究院有限公司 一种铝电解电容器阳极烧结箔用双组分铝浆及其制备方法
CN113458143B (zh) * 2021-09-02 2021-11-23 西安稀有金属材料研究院有限公司 一种利用冷轧机制备铝电解电容器阳极箔的方法
CN114512345B (zh) * 2021-12-30 2025-11-11 浙江洪量新材科技有限公司 一种高比容多孔电极箔及其制备方法
CN115083784B (zh) * 2022-07-15 2024-01-02 新疆众和股份有限公司 烧结箔用浆料、烧结箔及其制备方法和铝电解电容器
CN115188598B (zh) * 2022-08-30 2024-05-28 西安稀有金属材料研究院有限公司 一种纳米介电粉包覆的铝电解电容器烧结箔及其制备方法
CN119361325B (zh) * 2024-12-25 2025-04-18 河南微纳电子材料有限公司 一种烧结箔用浆料及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55165621A (en) * 1979-06-08 1980-12-24 Nippon Electric Co Method of manufacturing sintered condenser element
JPS60229327A (ja) * 1984-04-27 1985-11-14 日本電気株式会社 電解コンデンサ用多孔質陽極体の製造方法
JP2013073984A (ja) * 2011-09-27 2013-04-22 Hitachi Aic Inc 電解コンデンサの電極用の焼結体シートおよびその製造方法
JP2013157392A (ja) * 2012-01-27 2013-08-15 Tdk Corp 多孔質アルミニウム焼結体、固体電解コンデンサ用陽極電極材及び固体電解コンデンサ

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2610224C2 (de) * 1976-03-11 1983-01-05 Fa. Hermann C. Starck Berlin, 1000 Berlin Verfahren zur Herstellung von porösen Anodenkörpern durch Pressen und Sintern von Pulvern aus Ventilmetallen
DE3232245A1 (de) * 1982-08-30 1984-03-01 Hermann C. Starck Berlin, 1000 Berlin Verbesserung der fliessfaehigkeit und erhoehung der schuettdichte von hochkapazitiven ventilmetallpulvern
EP1618575B1 (en) * 2003-04-28 2019-10-23 Showa Denko K.K. Valve acting metal sintered body, production method therefor and solid electrolytic capacitor
JP4958510B2 (ja) * 2006-10-10 2012-06-20 東洋アルミニウム株式会社 アルミニウム電解コンデンサ用電極材及びその製造方法
CN101191224A (zh) * 2006-11-24 2008-06-04 横店集团东磁有限公司 一种铝电解电容器用阳极箔的制造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55165621A (en) * 1979-06-08 1980-12-24 Nippon Electric Co Method of manufacturing sintered condenser element
JPS60229327A (ja) * 1984-04-27 1985-11-14 日本電気株式会社 電解コンデンサ用多孔質陽極体の製造方法
JP2013073984A (ja) * 2011-09-27 2013-04-22 Hitachi Aic Inc 電解コンデンサの電極用の焼結体シートおよびその製造方法
JP2013157392A (ja) * 2012-01-27 2013-08-15 Tdk Corp 多孔質アルミニウム焼結体、固体電解コンデンサ用陽極電極材及び固体電解コンデンサ

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016158492A1 (ja) * 2015-03-31 2016-10-06 東洋アルミニウム株式会社 アルミニウム電解コンデンサ用電極材及びその製造方法
JPWO2016158492A1 (ja) * 2015-03-31 2018-01-25 東洋アルミニウム株式会社 アルミニウム電解コンデンサ用電極材及びその製造方法
JPWO2021079813A1 (ja) * 2019-10-21 2021-04-29
WO2021079813A1 (ja) * 2019-10-21 2021-04-29 日本軽金属株式会社 アルミニウム部材、イムノクロマトグラフィー用テストストリップ及びアルミニウム部材の製造方法
JP7235889B2 (ja) 2019-10-21 2023-03-08 日本軽金属株式会社 アルミニウム部材、イムノクロマトグラフィー用テストストリップ及びアルミニウム部材の製造方法
CN116174724A (zh) * 2021-11-26 2023-05-30 新疆众和股份有限公司 一种高比容电解电容器阳极箔的制备方法
CN115274304A (zh) * 2022-08-02 2022-11-01 新疆众和股份有限公司 烧结箔及其制备方法
CN115274304B (zh) * 2022-08-02 2024-06-07 新疆众和股份有限公司 烧结箔及其制备方法
JP2024530574A (ja) * 2022-08-02 2024-08-23 南通海星電子股▲フン▼有限公司 高誘電性複合粉末焼結箔の製造方法
JP7701997B2 (ja) 2022-08-02 2025-07-02 南通海星電子股▲フン▼有限公司 高誘電性複合粉末焼結箔の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP6461794B2 (ja) 2019-01-30
TW201513151A (zh) 2015-04-01
CN105393320B (zh) 2018-12-07
JPWO2015019987A1 (ja) 2017-03-02
CN105393320A (zh) 2016-03-09
TWI656549B (zh) 2019-04-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6461794B2 (ja) アルミニウム電解コンデンサ用電極材及びその製造方法
JP5511630B2 (ja) アルミニウム電解コンデンサ用電極材及びその製造方法
EP2733712B1 (en) Electrode material for aluminum electrolytic capacitor, and method for producing same
EP3089181B1 (en) Electrode foil for aluminum electrolytic capacitor and production method for same
US9378897B2 (en) Electrode material for aluminum electrolytic capacitor, and process for producing same
WO2009130765A1 (ja) アルミニウム電解コンデンサ用電極材及びその製造方法
JP5618714B2 (ja) アルミニウム電解コンデンサ用電極材及びその製造方法
KR20120028376A (ko) 알루미늄 전해 커패시터 전극 재료 및 그 제조 방법
JP6073255B2 (ja) アルミニウム電解コンデンサ用電極材の製造方法
TW201440103A (zh) 鋁電解電容器用電極材之製造方法及鋁電解電容器用電極材
WO2016136804A1 (ja) アルミニウム電解コンデンサ用電極材及びその製造方法
WO2020075733A1 (ja) アルミニウム電解コンデンサ用電極材の製造方法
JP6740213B2 (ja) アルミニウム電解コンデンサ用電極材及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201480040537.9

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14835051

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

DPE1 Request for preliminary examination filed after expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2015530873

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14835051

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1