WO2018212125A1 - 電解コンデンサ - Google Patents

電解コンデンサ Download PDF

Info

Publication number
WO2018212125A1
WO2018212125A1 PCT/JP2018/018509 JP2018018509W WO2018212125A1 WO 2018212125 A1 WO2018212125 A1 WO 2018212125A1 JP 2018018509 W JP2018018509 W JP 2018018509W WO 2018212125 A1 WO2018212125 A1 WO 2018212125A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cathode
foil
anode
capacitor element
electrolytic capacitor
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/018509
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
越戸　義弘
Original Assignee
株式会社村田製作所
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 株式会社村田製作所 filed Critical 株式会社村田製作所
Publication of WO2018212125A1 publication Critical patent/WO2018212125A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/004—Details
    • H01G9/008—Terminals
    • H01G9/012—Terminals specially adapted for solid capacitors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/004—Details
    • H01G9/04—Electrodes or formation of dielectric layers thereon
    • H01G9/048—Electrodes or formation of dielectric layers thereon characterised by their structure
    • H01G9/052—Sintered electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/004—Details
    • H01G9/04—Electrodes or formation of dielectric layers thereon
    • H01G9/048—Electrodes or formation of dielectric layers thereon characterised by their structure
    • H01G9/055—Etched foil electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/004—Details
    • H01G9/08—Housing; Encapsulation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/004—Details
    • H01G9/08—Housing; Encapsulation
    • H01G9/10—Sealing, e.g. of lead-in wires
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/145—Liquid electrolytic capacitors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/15—Solid electrolytic capacitors

Definitions

  • the present invention relates to an electrolytic capacitor.
  • a capacitor having a small size, a large capacity, and a low equivalent series resistance (hereinafter abbreviated as ESR) in a high frequency region is required.
  • ESR equivalent series resistance
  • a liquid electrolytic capacitor using a fluid electrolyte typified by an electrolytic solution has been applied.
  • solid electrolytic capacitors using solid electrolytes such as conductive polymers such as polypyrrole, polythiophene, and polyaniline have been applied.
  • Solid electrolytic capacitors are superior in terms of low ESR compared to liquid electrolytic capacitors.
  • the solid electrolytic capacitor has a poor repairing action for a defective portion of the anodic oxide film that is a dielectric. Therefore, there is a possibility that the leakage current increases, and in the worst case, there is a possibility of short-circuiting.
  • Patent Document 1 discloses an electrolytic capacitor characterized in that a capacitor element formed by winding an anodized foil and a counter cathode foil through a separator is impregnated with a conductive polymer and an electrolytic solution.
  • lead wires are attached to the anodized foil and the counter cathode foil via lead tabs, respectively.
  • a capacitor element is housed in a bottomed cylindrical aluminum case, a rubber packing is attached to the opening, and after drawing and curling, an aging process is performed while applying a rated voltage. It is described that a desired electrolytic capacitor is completed by performing.
  • a method of increasing at least one of the oxide film and the separator can be considered.
  • the oxide film and the separator are thickened, the volume capacity density is reduced accordingly.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a hybrid electrolytic capacitor having a high volume capacity density.
  • the electrolytic capacitor of the present invention includes a capacitor element having an anode foil having a dielectric layer on the surface, a cathode part, an outer package housing the capacitor element, and being injected into the outer package and immersing the capacitor element.
  • the anode foil has a flat plate shape
  • the cathode portion includes a solid electrolyte layer in contact with the dielectric layer
  • the anode foil and the solid electrolyte layer are alternately stacked in multiple layers. It is characterized by being laminated without interposing an insulating separator.
  • the cathode portion further includes a cathode foil.
  • the exterior body includes a bottomed cylindrical case having an opening and a sealing body that seals the opening of the case.
  • the sealing body includes the anode foil and the sealing body. It is preferable to seal the opening of the case from a direction perpendicular to the direction in which the cathode foil is laminated.
  • the exterior body includes a bottomed cylindrical case having an opening and a sealing body that seals the opening of the case.
  • the sealing body is an insulating ceramic substrate. It is preferable that
  • a first rivet connected to the anode foil is provided so as to pass through the insulating ceramic substrate, and so as to pass through the insulating ceramic substrate. It is preferable that a second rivet connected to the cathode part is provided, and both the first rivet and the second rivet are made of aluminum having a purity of 99% or more.
  • the exterior body includes a bottomed cylindrical case having an opening and a sealing body that seals the opening of the case, and the sealing body is a rubber packing. It is preferable.
  • the electrolytic capacitor of the present invention is a chip-type capacitor element covered with a sealing body, and the chip-type capacitor element is an anode provided on the surface of the sealing body and connected to the anode foil. And a cathode terminal provided on the surface of the sealing body and connected to the cathode portion, and the chip-type capacitor element is housed in the exterior body and is contained in the electrolyte solution.
  • the chip-type capacitor element is mounted on the outer package so that the anode terminal is connected to the anode-side external electrode and the cathode terminal is connected to the cathode-side external electrode. preferable.
  • a hybrid electrolytic capacitor having a high volume capacity density can be provided.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an example of the electrolytic capacitor according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a sectional view schematically showing an enlarged part of the capacitor element constituting the electrolytic capacitor shown in FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing an example of the exterior body.
  • Fig.4 (a) is sectional drawing which shows typically an example of the sealing body which comprises an exterior body.
  • FIG. 4B is a cross-sectional view schematically showing another example of the sealing body constituting the exterior body.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing another example of the exterior body.
  • FIG. 6A-1, 6A-2, 6B, 6C, 6D, 6E, 6F, 6G, and 6H schematically illustrate an example of the method of manufacturing the electrolytic capacitor according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing an example of the electrolytic capacitor according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing an example of the electrolytic capacitor according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing a chip-type capacitor element constituting the electrolytic capacitor shown in FIG. FIG. 10A and FIG.
  • FIGS. 11A and 11B are cross-sectional views schematically showing an example of an electrolytic capacitor according to another embodiment of the present invention.
  • the electrolytic capacitor of the present invention will be described.
  • the present invention is not limited to the following configurations, and can be applied with appropriate modifications without departing from the scope of the present invention.
  • a combination of two or more desirable configurations of the present invention described below is also the present invention.
  • the electrolytic capacitor of the present invention includes a capacitor element having an anode foil having a dielectric layer on the surface, a cathode part, an outer package housing the capacitor element, and being injected into the outer package and immersing the capacitor element.
  • the anode foil has a flat plate shape
  • the cathode portion includes a solid electrolyte layer in contact with the dielectric layer
  • the anode foil and the solid electrolyte layer are alternately stacked in multiple layers. It is characterized by being laminated without interposing an insulating separator.
  • the anode foil and the cathode part of the capacitor element are laminated without interposing an insulating separator.
  • the electrolytic capacitor of the present invention is a so-called hybrid type electrolytic capacitor. Therefore, ESR can be lowered, and a defective portion of the anode foil formed film (oxide film) can be repaired.
  • the electrolytic capacitor of the present invention is also a multilayer electrolytic capacitor in which an anode foil and a cathode part are stacked. Since the multilayer electrolytic capacitor can shorten the lead-out distance to the external electrode as compared with the wound electrolytic capacitor, the ESR can be lowered.
  • An electrolytic capacitor according to a first embodiment of the present invention includes a capacitor element having an anode foil having a dielectric layer on the surface, a cathode foil, and a solid electrolyte layer provided between the anode foil and the cathode foil.
  • An exterior body that houses the capacitor element; an electrolyte that is injected into the exterior body to immerse the capacitor element; and an anode-side external electrode that is exposed to the outside of the exterior body and is connected to the anode foil And a cathode side external electrode exposed to the outside of the exterior body and connected to the cathode foil.
  • the anode foil and the cathode foil are both flat and flat.
  • the cathode portion includes a solid electrolyte layer in contact with the dielectric layer and a cathode foil in contact with the solid electrolyte layer.
  • the cathode portion includes a cathode foil
  • a plurality of anode foils and solid electrolyte layers are alternately stacked and are laminated without an insulating separator.
  • the anode foil and the cathode part are laminated without using an insulating separator.
  • the insulating separator has a role as a buffer material between the anode foil and the cathode foil.
  • the anode foil and the cathode foil are hardly stressed, and therefore an insulating separator is disposed between the anode foil and the cathode foil. There is no need to do.
  • the solid electrolyte layer between the anode foil and the cathode foil also serves as a separator.
  • the solid electrolyte layer can be made thin.
  • the volume occupied by the anode foil and the cathode foil can be increased and the distance between the anode foil and the cathode foil can be reduced, so that the volume capacity density of the electrolytic capacitor can be increased.
  • the volume of the electrolytic capacitor is constant, the volume of the insulating separator can be filled with a conductive substance (solid electrolyte or electrolytic solution), so that ESR can be lowered.
  • the cathode portion of the capacitor element includes the cathode foil, the cathode foil does not melt even if the electrolytic solution is contained in the outer package together with the capacitor element.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an example of the electrolytic capacitor according to the first embodiment of the present invention.
  • the electrolytic capacitor 1 shown in FIG. 1 includes a flat anode foil 11 having a dielectric layer 11a (see FIG. 2) on the surface, a flat cathode foil 12, and a solid provided between the anode foil 11 and the cathode foil 12.
  • a capacitor element 10 having an electrolyte layer 13 is provided.
  • the electrolytic capacitor 1 further includes an exterior body 20 that houses the capacitor element 10, an electrolytic solution 14 that is injected into the exterior body 20 and immerses the capacitor element 10, and an anode-side external electrode 30 that is exposed outside the exterior body 20. And a cathode side external electrode 40 exposed to the outside of the exterior body 20.
  • the anode side external electrode 30 is connected to the anode foil 11, and the cathode side external electrode 40 is connected to the cathode foil 12.
  • the structure of the anode side external electrode 30 and the cathode side external electrode 40 is not specifically limited, For example, a rivet may be sufficient and a lead wire may be sufficient. Moreover, it is preferable that a part of the electrolytic solution 14 is impregnated in the capacitor element 10.
  • FIG. 2 is a sectional view schematically showing an enlarged part of the capacitor element constituting the electrolytic capacitor shown in FIG.
  • the part enclosed with the broken line in FIG. 1 is expanded and shown typically.
  • the surface of the anode foil 11 is roughened and porous by performing an etching process or the like. Furthermore, a dielectric oxide film is formed on the surface by chemical conversion treatment.
  • the anode foil 11 has a dielectric layer 11a on the surface.
  • the dielectric layer 11 a reflects the surface state of the anode foil 11 and has a fine uneven surface shape.
  • the surface shape of the anode foil 11 is indicated by a wavy line, but this is a schematic illustration of the surface shape of the anode foil 11, and the actual anode foil 11 has a more complicated surface shape. have.
  • the surface of the cathode foil 12 is roughened by etching or the like to be porous.
  • the surface shape of the cathode foil 12 is indicated by a wavy line, but this is a schematic illustration of the surface shape of the cathode foil 12, and the actual cathode foil 12 has a more complicated surface shape. have.
  • a very thin dielectric layer may be formed on the surface of the cathode foil 12 as compared with the dielectric layer 11 a formed on the surface of the anode foil 11.
  • a solid electrolyte layer 13 is provided between the anode foil 11 and the cathode foil 12.
  • the solid electrolyte layer 13 is a layer including a solid electrolyte 13 ⁇ that is conductive polymer particles, and is in contact with both the dielectric layer 11 a and the cathode foil 12.
  • the solid electrolyte layer 13 is formed by using a treatment liquid containing a monomer such as 3,4-ethylenedioxythiophene called EDOT to form a dielectric film from a polymer film such as poly (3,4-ethylenedioxythiophene) called PEDOT.
  • It can be formed by a method of forming on the surfaces of the body layer 11a and the cathode foil 12, a method of applying a polymer dispersion such as PEDOT to the surfaces of the dielectric layer 11a and the cathode foil 12, and drying.
  • the solid electrolyte layer may cover only the surface of the anode foil or the like, or may fill the pores.
  • FIG. 2 shows a form in which the solid electrolyte layer 13 is not in a dense state, the solid electrolyte 13 ⁇ is densely packed and a porous layer having voids therein, and the electrolyte solution 14 enters the voids.
  • the solid electrolyte layer reflects the porous shape by continuously covering the surface of the dielectric layer, and the electrolyte is filled in the porous layer, and the solid electrolyte layer is the surface of the dielectric layer.
  • the electrolyte solution may be in the form of filling the inside of a porous layer such as an anode foil.
  • the anode foil and the cathode foil of the capacitor element are laminated without using an insulating separator. That is, an insulating separator is not provided between the anode foil and the cathode foil.
  • An insulating separator consists of paper, a nonwoven fabric, a porous film etc., for example. Examples of the material constituting the insulating separator include cellulose, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyphenylene sulfide, nylon, aromatic polyamide, polyimide, polyamideimide, polyetherimide, rayon, and glass.
  • the anode foil and cathode foil constituting the capacitor element are made of a valve metal that exhibits a so-called valve action.
  • the valve action metal include simple metals such as aluminum, tantalum, niobium, titanium, and zirconium, and alloys containing these metals. Among these, aluminum or tantalum is preferable.
  • the valve action metal constituting the cathode foil is preferably the same as the valve action metal constituting the anode foil, but may be different.
  • the dielectric layer formed on the surface of the anode foil is preferably made of an oxide film of the valve action metal.
  • an anodizing treatment also referred to as a chemical conversion treatment
  • an aqueous solution containing ammonium adipate or the like is formed on the surface of the aluminum foil in an aqueous solution containing ammonium adipate or the like to form a dielectric layer made of an oxide film. Can be formed.
  • the material constituting the solid electrolyte layer examples include conductive polymers such as polypyrroles, polythiophenes, and polyanilines. Among these, polythiophenes are preferable, and poly (3,4-ethylenedioxythiophene) called PEDOT is particularly preferable.
  • the conductive polymer may contain a dopant such as polystyrene sulfonic acid (PSS).
  • PSS polystyrene sulfonic acid
  • the solid electrolyte layer preferably includes an inner layer that fills the pores (recesses) of the dielectric layer and an outer layer that covers the dielectric layer.
  • the electrolytic solution is obtained by dissolving an acid or base electrolyte in a solvent.
  • the solvent include glycols such as ethylene glycol (C 2 H 6 O 2 ), lactones such as ⁇ -butyrolactone (C 4 H 6 O 2 ), and sulfones such as sulfolane (C 4 H 8 O 2 S).
  • the acid for the electrolyte include aliphatic carboxylic acids such as adipic acid (C 6 H 10 O 4 ) and aromatic carboxylic acids such as phthalic acid (C 8 H 6 O 2 ).
  • the electrolyte base include amines such as ammonia (NH 3 ) and triethylamine (C 6 H 15 N), and amidines such as tetramethylimidazolinium (C 7 H 15 N 2 ).
  • the configuration of the exterior body is not particularly limited, but the exterior body includes a bottomed cylindrical case having an opening and a sealing body that seals the opening of the case, and the sealing body is insulative.
  • a ceramic substrate is preferred.
  • the sealing body is an insulating ceramic substrate
  • the capacitor element and the electrolytic solution can be hermetically sealed.
  • liquid leakage can be prevented, and the life of the electrolytic capacitor can be extended.
  • the defective part of the chemical film formation (oxide film) of the anode foil is repaired, there is a risk that gas is generated and the internal pressure of the outer package becomes high. Since it is difficult for stress to be applied to the anode foil and the cathode foil in the capacitor, it is considered that there is less opportunity for the internal pressure to be higher than that of the wound type electrolytic capacitor.
  • sealing performance can be ensured even if the sealing body is made thinner than in the case of rubber sealing. Therefore, the volume capacity density of the electrolytic capacitor can be further increased.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing an example of the exterior body.
  • An exterior body 20 ⁇ / b> A shown in FIG. 3 includes a bottomed cylindrical case 21 ⁇ / b> A and a sealing body 22.
  • the case 21A has an opening and can store a capacitor element impregnated with an electrolytic solution.
  • the sealing body 22 is an insulating ceramic substrate.
  • the sealing body 22 can seal the opening of the case 21 ⁇ / b> A via the welded portion 23 by metallizing a part of the insulating ceramic substrate and laser welding the case 21 ⁇ / b> A.
  • alumina or the like is used as a material for the insulating ceramic substrate constituting the exterior body.
  • the case constituting the exterior body for example, aluminum, stainless steel, ceramic, or the like is used.
  • the shape of the case is not particularly limited as long as it has a bottomed cylindrical shape having an opening.
  • Examples of the bottom shape of the case include a polygon such as a quadrangle, a circle, and an ellipse.
  • the method for sealing the opening of the case is not particularly limited, and for example, solder bonding (including Ni or Cu diffused), AuSn bonding, glass sealing, or the like is used.
  • a method for joining the capacitor element to the external electrode or the like is not particularly limited, and for example, a method such as melting, laser, ultrasonic wave, seam welding, caulking, fitting (fitting) or the like is used.
  • FIG.4 (a) is sectional drawing which shows typically an example of the sealing body which comprises an exterior body.
  • a sealing body 22 shown in FIG. 4A is an insulating ceramic substrate.
  • the sealing body 22 is provided with a first rivet 51 through which the insulating ceramic substrate is inserted, and a second rivet 52 through which the insulating ceramic substrate is inserted.
  • the first rivet 51 is connected to the anode foil
  • the second rivet 52 is connected to the cathode foil.
  • FIG. 4B is a cross-sectional view schematically showing another example of the sealing body constituting the exterior body.
  • a sealing body 22A shown in FIG. 4B is an insulating ceramic substrate. Similar to the sealing body 22 shown in FIG. 4A, the sealing body 22A is provided with a first rivet 51 through which the insulating ceramic substrate is inserted, and a second rivet 52 through which the insulating ceramic substrate is inserted. Is provided. Furthermore, in the sealing body 22 ⁇ / b> A, an insulating sealing material 27 is filled between the insulating ceramic substrate and the first rivet 51 and between the insulating ceramic substrate and the second rivet 52. The insulating sealing material 27 provides electrical insulation and sealing.
  • Both the first rivet and the second rivet are preferably made of high-purity aluminum.
  • each of the first rivet and the second rivet is preferably made of aluminum having a purity of 99% or more, more preferably made of aluminum having a purity of 99.9% or more, and a purity of 99.99. More preferably, it is made of at least% aluminum.
  • the purity of the aluminum constituting the first rivet may be the same as or different from the purity of the aluminum constituting the second rivet.
  • Both the first rivet and the second rivet may be hollow or solid, but are preferably solid.
  • the first rivet and the second rivet can be provided by, for example, driving high-purity aluminum into an insulating ceramic substrate having a through hole. Since high-purity aluminum is soft, aluminum can follow the shape of the through hole of the insulating ceramic substrate, so that an airtight sealing structure can be obtained. Further, an insulating sealing material may be filled between the insulating ceramic substrate and the first rivet and between the insulating ceramic substrate and the second rivet. Electrical insulation and sealing can be performed by the insulating sealing material.
  • the linear thermal expansion coefficient of the rivet (aluminum: 23 ppm / ° C.) is higher than the linear thermal expansion coefficient of the insulating ceramic substrate (eg, alumina: 7 ppm / ° C.). Since it is large, sealing performance can be maintained.
  • the electrolytic solution serves as a cathode, all the metal material on the anode side needs to be insulated from the electrolytic solution.
  • the first rivet and the second rivet are made of high-purity aluminum, it is possible to ensure insulation from the electrolytic solution by performing a chemical conversion treatment.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing another example of the exterior body.
  • An exterior body 20 ⁇ / b> B shown in FIG. 5 includes a bottomed cylindrical case 21 ⁇ / b> B and a sealing body 22.
  • the case 21B has an opening and can store a capacitor element impregnated with an electrolytic solution.
  • the sealing body 22 is an insulating ceramic substrate.
  • the sealing body 22 can seal the opening of the case 21 ⁇ / b> B via the seal member 24 by sandwiching an O-ring or packing between the case 21 ⁇ / b> B and the sealing body 22 and folding the case 21 ⁇ / b> B. it can.
  • alumina or the like is used as a material for the insulating ceramic substrate constituting the exterior body.
  • the case constituting the exterior body for example, aluminum, stainless steel, or ceramic is used.
  • the shape of the case is not particularly limited as long as it has a bottomed cylindrical shape having an opening.
  • Examples of the bottom shape of the case include a polygon such as a quadrangle, a circle, and an ellipse.
  • a material for a sealing member such as an O-ring or a packing
  • a rubber material such as ethylene propylene rubber (EPT), a resin material such as an epoxy resin, or the like is used.
  • the electrolytic capacitor according to the first embodiment of the present invention is preferably manufactured as follows.
  • FIG. 6A-1, 6A-2, 6B, 6C, 6D, 6E, 6F, 6G, and 6H schematically illustrate an example of the method of manufacturing the electrolytic capacitor according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6A-1 is a top view and the rest is a cross-sectional view.
  • a porous aluminum foil for example, 100 ⁇ m in thickness
  • anode foil 11 having a dielectric layer of an oxide film on its surface and porous aluminum as cathode foil 12
  • Both foils eg, 100 ⁇ m thick
  • the solid electrolyte layer 13a is formed in the porous and surface of the dielectric layer on the anode foil 11 by immersing in the PEDOT dispersion of the conductive polymer, and the solid in the porous and surface of the cathode foil 12 is formed.
  • the electrolyte layer 13b is formed.
  • the thickness of the solid electrolyte layer formed on the aluminum foil surface constituting the anode foil 11 and the cathode foil 12 is, for example, 10 ⁇ m.
  • the anode foil 11 on which the solid electrolyte layer 13a is formed and the cathode foil 12 on which the solid electrolyte layer 13b is formed are alternately stacked two by two.
  • the anode foil 11 and the cathode foil 12 are laminated without using an insulating separator.
  • the anode foil and the cathode foil are fixed to be separated from each other by a solid electrolyte layer. Therefore, the anode foil, the cathode foil, the dielectric layer, and the solid electrolyte layer are not easily stressed, and the anode and the cathode may be directly touched and short-circuited due to the loss of the dielectric layer or the solid electrolyte layer. Can be prevented.
  • paper or nonwoven fabric used as an insulating separator may be wound around a laminate of the anode foil 11 and the cathode foil 12 and fixed.
  • an insulating ceramic substrate having a through hole 22a is prepared as the sealing body 22 of the exterior body, and the welded portion 23a of the sealing body 22 is metallized as shown in FIG. 6D.
  • the first rivet 51 and the second rivet 52 are formed by driving high-purity aluminum into the through hole 22a of the insulating ceramic substrate below freezing point.
  • the first rivet 51 and the second rivet 52 are preferably solid. Note that the order of FIGS. 6D and 6E is not particularly limited.
  • the capacitor element 10 is placed on the insulating ceramic substrate which is the sealing body 22.
  • the ends of the anode foil 11 and the cathode foil 12 are bent and spot welded to the first rivet 51 and the second rivet 52, respectively.
  • the electrolyte cap 14 is filled with the metal cap used as case 21A of an exterior body, and the metal ring for sealing is set
  • the sealing body 22 on which the capacitor element 10 is placed is placed over the case 21A and laser-welded.
  • the capacitor element 10 may be impregnated with the electrolytic solution 14 in advance.
  • the electrolytic solution impregnated in the capacitor element may be the same as or different from the electrolytic solution injected into the exterior body.
  • an electrolytic capacitor is obtained.
  • the electrolytic capacitor has a rubber sealing structure.
  • the electrolytic capacitor according to the second embodiment of the present invention has the same configuration as that of the electrolytic capacitor according to the first embodiment of the present invention, except that the configuration of the exterior body is different.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing an example of the electrolytic capacitor according to the second embodiment of the present invention.
  • the electrolytic capacitor 2 shown in FIG. 7 includes a capacitor element 10, an exterior body 20C that houses the capacitor element 10, an electrolytic solution 14 that is injected into the exterior body 20C and immerses the capacitor element 10, and outside the exterior body 20C.
  • An exposed anode-side external electrode 30 and a cathode-side external electrode 40 exposed outside the exterior body 20C are provided.
  • the anode side external electrode 30 is connected to the anode foil 11, and the cathode side external electrode 40 is connected to the cathode foil 12.
  • the capacitor element and the electrolytic solution constituting the electrolytic capacitor according to the second embodiment of the present invention are the same as the capacitor element and the electrolytic solution constituting the electrolytic capacitor according to the first embodiment of the present invention.
  • the configuration of the anode side external electrode and the cathode side external electrode is not particularly limited, and may be, for example, a rivet or a lead wire.
  • the exterior body includes a bottomed cylindrical case having an opening and a sealing body that seals the opening of the case.
  • the sealing body is a rubber packing. It is preferable that
  • An exterior body 20 ⁇ / b> C illustrated in FIG. 7 includes a bottomed cylindrical case 21 ⁇ / b> C and a sealing body 25.
  • the case 21C has an opening and can store a capacitor element impregnated with an electrolytic solution.
  • the sealing body 25 is rubber packing.
  • the sealing body 25 can seal the opening of the case 21 ⁇ / b> C by being compressed by squeezing the outer peripheral surface of the case 21 ⁇ / b> C with the drawing unit 26.
  • a material for the rubber packing constituting the exterior body for example, a rubber material such as butyl rubber or ethylene propylene rubber, or a resin material such as an epoxy resin is used.
  • the case constituting the exterior body As a material for the case constituting the exterior body, for example, aluminum or stainless steel is used.
  • the shape of the case is not particularly limited as long as it has a bottomed cylindrical shape having an opening. Examples of the bottom shape of the case include a polygon such as a quadrangle, a circle, and an ellipse.
  • the method for sealing the opening of the case is not particularly limited, and for example, a method such as squeezing the case is used.
  • a method for joining the capacitor element to the external electrode or the like is not particularly limited, and for example, a method such as caulking, ultrasonic wave, laser, or the like is used.
  • the capacitor element is a chip-type capacitor element covered with a sealing body.
  • an anode terminal connected to the anode foil and a cathode terminal connected to the cathode foil are provided, the anode terminal is connected to the anode side external electrode, and the cathode terminal is connected to the cathode side external electrode.
  • a chip-type capacitor element is mounted on the exterior body so as to be connected to the external body.
  • the capacitor element By making the capacitor element into a chip type, it is not necessary to handle the lead wire, so that the electrolytic capacitor can be reduced in size. Moreover, ESR can be reduced.
  • the electrolytic capacitor according to the third embodiment of the present invention has the same configuration as the electrolytic capacitor according to the first embodiment or the second embodiment of the present invention, except that the configuration of the capacitor element is different.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing an example of the electrolytic capacitor according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing a chip-type capacitor element constituting the electrolytic capacitor shown in FIG.
  • the electrolytic capacitor 3 shown in FIG. 8 includes a chip-type capacitor element 10A (see FIG. 9) covered with a sealing body 15, an exterior body 20 that houses the chip-type capacitor element 10A, and injected into the exterior body 20. And an electrolytic solution 14 in which the chip-type capacitor element 10A is immersed, an anode-side external electrode 30 exposed outside the exterior body 20, and a cathode-side external electrode 40 exposed outside the exterior body 20. .
  • Capacitor element 10A that is not covered with the sealing body is similar to capacitor element 10 shown in FIG. 1, anode foil 11 having a dielectric layer (not shown) on the surface, cathode foil 12, and anode foil 11. And a solid electrolyte layer 13 provided between the cathode foil 12 and in contact with both the dielectric layer (not shown) and the cathode foil 12.
  • the chip-type capacitor element 10A covered with the sealing body 15 is provided on the surface of the sealing body 15 and provided on the surface of the sealing body 15 with the anode terminal 31 connected to the anode foil 11, And a cathode terminal 41 connected to the cathode foil 12. 8 and 9, the anode foil 11 is exposed at one end face of the sealing body 15 and connected to the anode terminal 31, and the cathode foil 12 is exposed at the other end face of the sealing body 15. It is connected.
  • the chip-type capacitor element 10 ⁇ / b> A is mounted on the outer package 20 so that the anode terminal 31 is connected to the anode-side external electrode 30 and the cathode terminal 41 is connected to the cathode-side external electrode 40.
  • the anode side external electrode 30 is connected to the anode foil 11
  • the cathode side external electrode 40 is connected to the cathode foil 12.
  • the sealing body constituting the chip type capacitor element includes, for example, a resin.
  • resin contained in a sealing body an epoxy resin, a phenol resin, etc. are mentioned, for example.
  • the sealing body may include a filler such as alumina or silica in addition to the resin.
  • the sealing body is preferably porous having voids inside.
  • each is preferably composed of the high-purity aluminum described in the first embodiment of the present invention. In that case, after the anode terminal is connected to the anode-side external electrode and the cathode terminal is connected to the cathode-side external electrode, a chemical conversion treatment is performed to ensure insulation from the electrolytic solution.
  • the electrolytic solution constituting the electrolytic capacitor according to the third embodiment of the present invention is the same as the electrolytic solution constituting the electrolytic capacitor according to the first embodiment of the present invention.
  • the configuration of the anode side external electrode and the cathode side external electrode is not particularly limited, and may be, for example, a rivet or a lead wire.
  • the structure of an exterior body is not specifically limited, For example, the exterior body etc. which were demonstrated in 1st Embodiment or 2nd Embodiment of this invention are mentioned.
  • the exterior body includes a bottomed cylindrical case having an opening, and a sealing body that seals the opening of the case.
  • the chip-type capacitor element is mounted on the insulating ceramic substrate so that the anode terminal is connected to the anode side external electrode and the cathode terminal is connected to the cathode side external electrode.
  • the chip type is formed such that the anode terminal is connected to the first rivet and the cathode terminal is connected to the second rivet.
  • the capacitor element is preferably mounted on an insulating ceramic substrate.
  • the electrolytic capacitor according to the third embodiment of the present invention can be manufactured by fabricating a chip-type capacitor element and mounting it on an exterior body.
  • the electrolytic capacitor of the present invention is not limited to the above embodiment, and various applications and modifications can be made within the scope of the present invention with respect to the configuration of the electrolytic capacitor, manufacturing conditions, and the like.
  • the sealing body such as an insulating ceramic substrate is the case in the previous embodiments.
  • the structure in which the sealing body is sealed from the inside has been mainly described, but the structure in which the sealing body seals the case from the outside, the structure in which the sealing body is pressed against the case and sealed, etc. Also good.
  • the extraction electrode for connecting the capacitor element to the external electrode has been provided on the opposite side as in the case of the multilayer ceramic capacitor, but the direction of the extraction electrode is not particularly limited.
  • FIG. 10A and FIG. 10B are plan views schematically showing an anode foil and a cathode foil constituting an electrolytic capacitor according to another embodiment of the present invention, respectively, and FIG. FIG. 11 is a plan view schematically showing a state in which the anode foil shown in FIG. 10 (a) and the cathode foil shown in FIG. 10 (b) are laminated.
  • the anode electrode 11A shown in FIG. 10 (a) and the cathode foil 12A shown in FIG. 10 (b) may be stacked as shown in FIG.
  • FIGS. 11A and 11B are cross-sectional views schematically showing an example of an electrolytic capacitor according to another embodiment of the present invention.
  • 11A is a cross-sectional view in the direction in which the anode foil and the cathode foil are laminated
  • FIG. 11B is a direction perpendicular to the direction in which the anode foil and the cathode foil are laminated.
  • FIG. The electrolytic capacitor 4 shown in FIGS. 11A and 11B includes a capacitor element 10B, an exterior body 20C that houses the capacitor element 10B, and an electrolytic solution that is injected into the exterior body 20C and immerses the capacitor element 10B.
  • an anode-side external electrode 30 exposed outside the exterior body 20 ⁇ / b> C and a cathode-side external electrode 40 exposed outside the exterior body 20 ⁇ / b> C.
  • the anode side external electrode 30 is connected to the anode foil 11A
  • the cathode side external electrode 40 is connected to the cathode foil 12A.
  • the exterior body 20C includes a bottomed cylindrical case 21C and a sealing body 25, like the electrolytic capacitor 2 shown in FIG.
  • the sealing body 25 seals the opening of the case 21C from a direction perpendicular to the direction in which the anode foil 11A and the cathode foil 12A are laminated.
  • the exterior body is not limited to the configuration of the exterior body 20C shown in FIGS. 11A and 11B, and the exterior body has a bottomed cylindrical case having an opening, and a sealing body that seals the opening of the case.
  • the sealing body preferably seals the opening of the case from a direction perpendicular to the direction in which the anode foil and the cathode foil are laminated.
  • a sealing body such as an insulating ceramic substrate is disposed on a surface having a small cross-sectional area of the laminate. Since the pressure is reduced by reducing the sealing area, the reliability can be further improved.
  • the cathode portion of the capacitor element includes the cathode foil, but in the electrolytic capacitor of the present invention, the cathode portion may include a layer other than the cathode foil.
  • the cathode part preferably includes a cathode foil and a conductor layer provided on the cathode foil.
  • the conductor layer is in contact with the solid electrolyte layer.
  • the conductor layer includes, for example, at least one of a carbon layer and a silver layer.
  • the conductor layer may include a conductive adhesive layer in addition to at least one of the carbon layer and the silver layer.
  • the cathode portion may not include the cathode foil.
  • two or more capacitor elements each having an anode foil having a dielectric layer on the surface and a solid electrolyte layer provided on the dielectric layer are stacked, and these capacitor elements are sealed in an outer package together with an electrolytic solution.
  • the anode foil has a flat plate shape
  • the cathode portion includes a solid electrolyte layer that is in contact with the dielectric layer, and the anode foil and the solid electrolyte layer are alternately stacked to form an insulating separator. It is laminated without going through.
  • the capacitor element preferably further has a conductor layer provided on the solid electrolyte layer.
  • the conductor layer is composed of, for example, a carbon layer as a base and a silver layer thereon.
  • the plurality of capacitor elements are preferably joined to each other via a conductive adhesive.
  • Electrolytic capacitors 10, 10A, 10B Capacitor elements 11, 11A Anode foil 11a Dielectric layer 12, 12A Cathode foils 13, 13a, 13b Solid electrolyte layer 13 ⁇ Solid electrolyte 14 Electrolytic solution 15 Sealed body 20, 20A, 20B, 20C Exterior body 21A, 21B, 21C Case 22, 22A Insulating ceramic substrate (sealing body) 22a Through hole 23, 23a, 23b Welding part 24 Seal member 25 Rubber packing (sealing body) 26 Drawing part 27 Insulating sealing material 30 Anode-side external electrode 31 Anode terminal 40 Cathode-side external electrode 41 Cathode terminal 51 First rivet 52 Second rivet

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)

Abstract

本発明の電解コンデンサは、表面に誘電体層を有する陽極箔と、陰極部とを有するコンデンサ素子と、上記コンデンサ素子を収納する外装体と、上記外装体内に注入され、上記コンデンサ素子を浸漬する電解液と、上記外装体の外側に露出し、かつ、上記陽極箔に接続される陽極側外部電極と、上記外装体の外側に露出し、かつ、上記陰極部に接続される陰極側外部電極と、を備え、上記陽極箔は、平坦な平板状であり、上記陰極部は、上記誘電体層と接触する固体電解質層を含み、上記陽極箔と上記固体電解質層とは交互に複数層積み重ねられ、絶縁性セパレータを介さずに積層されていることを特徴とする。

Description

電解コンデンサ
本発明は、電解コンデンサに関する。
電子機器のデジタル化に伴い、それに使用されるコンデンサとして、小型、大容量で高周波領域における等価直列抵抗（以下、ＥＳＲと略す）の小さいコンデンサが求められている。このようなコンデンサとして、電解液に代表される流動性電解質を用いた液体型の電解コンデンサが適用されてきている。さらに、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリンといった導電性高分子等の固体電解質を用いた固体電解コンデンサが適用されるようになってきている。
固体電解コンデンサは、液体型の電解コンデンサに比べてＥＳＲが低い点では優れている。しかし、固体電解コンデンサでは、誘電体である陽極酸化皮膜の欠陥部の修復作用が乏しい。そのため、漏れ電流が増大する虞があり、最悪の場合にはショートする虞がある。
そこで、電解質材料として、導電性高分子等の固体電解質以外に、誘電体である陽極酸化皮膜の欠陥部の修復作用に優れた電解液を合わせて用いる、いわゆるハイブリッド型の電解コンデンサが提案されている。
特許文献１には、陽極化成箔と対向陰極箔とをセパレータを介して巻回してなるコンデンサ素子に、導電性ポリマーと電解液とを含浸したことを特徴とする電解コンデンサが開示されている。特許文献１に記載の電解コンデンサにおいて、陽極化成箔及び対向陰極箔には、それぞれリードタブを介してリード線が取り付けられている。特許文献１には、コンデンサ素子を有底筒状のアルミニウム製ケースに収納し、その開口部にゴムパッキングを装着するとともに絞り加工及びカーリング加工を施した後、定格電圧を印加しながらエージング処理を行うことにより、所望の電解コンデンサが完成すると記載されている。
特開平１１－１８６１１０号公報
特許文献１に記載の電解コンデンサでは、コンデンサ素子が巻回型であるため、陽極化成箔（以下、陽極箔ともいう）及び対向陰極箔（以下、陰極箔ともいう）にストレスがかかり、陽極箔の化成膜（酸化皮膜）にヒビが入りやすい。
その対策として、酸化皮膜及びセパレータの少なくとも一方を厚くする方法が考えられるが、酸化皮膜及びセパレータが厚くなると、その分、体積容量密度が低下してしまう。
本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、高い体積容量密度を有するハイブリッド型の電解コンデンサを提供することを目的とする。
本発明の電解コンデンサは、表面に誘電体層を有する陽極箔と、陰極部とを有するコンデンサ素子と、上記コンデンサ素子を収納する外装体と、上記外装体内に注入され、上記コンデンサ素子を浸漬する電解液と、上記外装体の外側に露出し、かつ、上記陽極箔に接続される陽極側外部電極と、上記外装体の外側に露出し、かつ、上記陰極部に接続される陰極側外部電極と、を備え、上記陽極箔は、平坦な平板状であり、上記陰極部は、上記誘電体層と接触する固体電解質層を含み、上記陽極箔と上記固体電解質層とは交互に複数層積み重ねられ、絶縁性セパレータを介さずに積層されていることを特徴とする。
本発明の電解コンデンサにおいて、上記陰極部は、陰極箔をさらに含むことが好ましい。
本発明の電解コンデンサにおいて、上記外装体は、開口部を有する有底筒状のケースと、上記ケースの上記開口部を封止する封口体と、からなり、上記封口体は、上記陽極箔と上記陰極箔とが積層されている方向と垂直な方向から、上記ケースの上記開口部を封止することが好ましい。
本発明の電解コンデンサにおいて、上記外装体は、開口部を有する有底筒状のケースと、上記ケースの上記開口部を封止する封口体と、からなり、上記封口体は、絶縁性セラミック基板であることが好ましい。
上記封口体が絶縁性セラミック基板である場合、上記絶縁性セラミック基板を挿通するように、上記陽極箔に接続される第１のリベットが設けられるとともに、上記絶縁性セラミック基板を挿通するように、上記陰極部に接続される第２のリベットが設けられ、上記第１のリベット及び上記第２のリベットが、いずれも、純度９９％以上のアルミニウムからなることが好ましい。
本発明の電解コンデンサにおいて、上記外装体は、開口部を有する有底筒状のケースと、上記ケースの上記開口部を封止する封口体と、からなり、上記封口体は、ゴムパッキングであることが好ましい。
本発明の電解コンデンサは、封止体で覆われたチップ型のコンデンサ素子であり、上記チップ型のコンデンサ素子は、上記封止体の表面に設けられ、かつ、上記陽極箔に接続される陽極端子と、上記封止体の表面に設けられ、かつ、上記陰極部に接続される陰極端子と、を備え、上記チップ型のコンデンサ素子は、上記外装体内に収納されるとともに、上記電解液中に浸漬され、上記陽極端子が上記陽極側外部電極に接続され、上記陰極端子が上記陰極側外部電極に接続されるように、上記チップ型のコンデンサ素子が上記外装体に実装されていることが好ましい。
本発明によれば、高い体積容量密度を有するハイブリッド型の電解コンデンサを提供することができる。
図１は、本発明の第１実施形態に係る電解コンデンサの一例を模式的に示す断面図である。 図２は、図１に示す電解コンデンサを構成するコンデンサ素子の一部を拡大して模式的に示す断面図である。 図３は、外装体の一例を模式的に示す断面図である。 図４（ａ）は、外装体を構成する封口体の一例を模式的に示す断面図である。図４（ｂ）は、外装体を構成する封口体の他の一例を模式的に示す断面図である。 図５は、外装体の他の一例を模式的に示す断面図である。 図６Ａ－１、図６Ａ－２、図６Ｂ、図６Ｃ、図６Ｄ、図６Ｅ、図６Ｆ、図６Ｇ及び図６Ｈは、本発明の第１実施形態に係る電解コンデンサの製造方法の一例を模式的に示す説明図である。 図７は、本発明の第２実施形態に係る電解コンデンサの一例を模式的に示す断面図である。 図８は、本発明の第３実施形態に係る電解コンデンサの一例を模式的に示す断面図である。 図９は、図８に示す電解コンデンサを構成するチップ型のコンデンサ素子を模式的に示す断面図である。 図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、それぞれ、本発明の他の実施形態に係る電解コンデンサを構成する陽極箔及び陰極箔を模式的に示す平面図であり、図１０（ｃ）は、図１０（ａ）に示す陽極箔及び図１０（ｂ）に示す陰極箔を積層させた状態を模式的に示す平面図である。 図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、本発明の他の実施形態に係る電解コンデンサの一例を模式的に示す断面図である。
以下、本発明の電解コンデンサについて説明する。
しかしながら、本発明は、以下の構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更して適用することができる。なお、以下において記載する本発明の望ましい構成を２つ以上組み合わせたものもまた本発明である。
本発明の電解コンデンサは、表面に誘電体層を有する陽極箔と、陰極部とを有するコンデンサ素子と、上記コンデンサ素子を収納する外装体と、上記外装体内に注入され、上記コンデンサ素子を浸漬する電解液と、上記外装体の外側に露出し、かつ、上記陽極箔に接続される陽極側外部電極と、上記外装体の外側に露出し、かつ、上記陰極部に接続される陰極側外部電極と、を備え、上記陽極箔は、平坦な平板状であり、上記陰極部は、上記誘電体層と接触する固体電解質層を含み、上記陽極箔と上記固体電解質層とは交互に複数層積み重ねられ、絶縁性セパレータを介さずに積層されていることを特徴とする。言い換えると、上記コンデンサ素子の上記陽極箔と上記陰極部とが、絶縁性セパレータを介さずに積層されていることを特徴とする。
本発明の電解コンデンサは、いわゆるハイブリッド型の電解コンデンサである。そのため、ＥＳＲを低くすることができるとともに、陽極箔の化成膜（酸化皮膜）の欠陥部を修復することができる。
また、本発明の電解コンデンサは、陽極箔と陰極部とが積層された積層型の電解コンデンサでもある。積層型の電解コンデンサは、巻回型の電解コンデンサと比べて外部電極までの引き出し距離を短くすることができるため、ＥＳＲを低くすることができる。
以下に示す各実施形態は例示であり、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換又は組み合わせが可能であることは言うまでもない。第２実施形態以降では、第１実施形態と共通の事項についての記述は省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については、実施形態毎には逐次言及しない。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る電解コンデンサは、表面に誘電体層を有する陽極箔と、陰極箔と、上記陽極箔及び上記陰極箔の間に設けられた固体電解質層とを有するコンデンサ素子と、上記コンデンサ素子を収納する外装体と、上記外装体内に注入され、上記コンデンサ素子を浸漬する電解液と、上記外装体の外側に露出し、かつ、上記陽極箔に接続される陽極側外部電極と、上記外装体の外側に露出し、かつ、上記陰極箔に接続される陰極側外部電極と、を備える。陽極箔及び陰極箔は、いずれも平坦な平板状である。
本発明の第１実施形態に係る電解コンデンサにおいて、陰極部は、誘電体層と接触する固体電解質層と、固体電解質層に接触する陰極箔とを含む。
本発明の第１実施形態に係る電解コンデンサにおいては、陰極部が陰極箔を含むものの、陽極箔と固体電解質層とは交互に複数層積み重ねられ、絶縁性セパレータを介さずに積層されている。言い換えると、陽極箔と陰極部とが絶縁性セパレータを介さずに積層されている。
従来のような巻回型の電解コンデンサにおいては、陽極箔及び陰極箔にストレスがかかるため、絶縁性セパレータは、陽極箔及び陰極箔の間の緩衝材としての役割を有している。一方、本発明の第１実施形態に係る電解コンデンサのように、積層型の電解コンデンサにおいては、陽極箔及び陰極箔にストレスがかかりにくいため、陽極箔及び陰極箔の間に絶縁性セパレータを配置する必要がない。この場合、陽極箔及び陰極箔の間の固体電解質層がセパレータとしての役割も果たすが、上記のとおり陽極箔及び陰極箔にストレスがかかりにくいため、固体電解質層を薄くすることができる。その結果、陽極箔及び陰極箔の占有体積を増やし、陽極箔－陰極箔間の距離を小さくすることができるため、電解コンデンサの体積容量密度を高くすることができる。一方、電解コンデンサの体積が一定である場合には、導電性を有する物質（固体電解質又は電解液）によって絶縁性セパレータの体積分を充填することができるため、ＥＳＲを低くすることができる。
また、本発明の第１実施形態に係る電解コンデンサのように、陽極箔及び陰極箔にストレスがかかりにくいと、高電圧化に有利であり、電解コンデンサの信頼性を向上させることもできる。
さらに、本発明の第１実施形態に係る電解コンデンサでは、コンデンサ素子の陰極部が陰極箔を含むため、コンデンサ素子と共に外装体内に電解液が入っていても、陰極箔が溶けることがない。
図１は、本発明の第１実施形態に係る電解コンデンサの一例を模式的に示す断面図である。
図１に示す電解コンデンサ１は、表面に誘電体層１１ａ（図２参照）を有する平坦な陽極箔１１と、平坦な陰極箔１２と、陽極箔１１及び陰極箔１２の間に設けられた固体電解質層１３とを有するコンデンサ素子１０を備えている。電解コンデンサ１は、さらに、コンデンサ素子１０を収納する外装体２０と、外装体２０内に注入され、コンデンサ素子１０を浸漬する電解液１４と、外装体２０の外側に露出する陽極側外部電極３０と、外装体２０の外側に露出する陰極側外部電極４０と、を備えている。陽極側外部電極３０は陽極箔１１と接続されており、陰極側外部電極４０は陰極箔１２と接続されている。陽極側外部電極３０及び陰極側外部電極４０の構成は特に限定されず、例えば、リベットであってもよいし、リード線であってもよい。また、電解液１４の一部は、コンデンサ素子１０に含浸されていることが好ましい。
図２は、図１に示す電解コンデンサを構成するコンデンサ素子の一部を拡大して模式的に示す断面図である。図２では、図１中の破線で囲んだ部分を拡大して模式的に示している。
図２に示すように、陽極箔１１の表面は、エッチング処理等を施すことによって粗面化されて多孔質となっている。さらにその表面には、化成処理によって誘電体酸化皮膜が形成されている。その結果、陽極箔１１は、表面に誘電体層１１ａを有している。誘電体層１１ａは、陽極箔１１の表面状態を反映して、微細な凹凸状の表面形状を有している。なお、図２では、陽極箔１１の表面形状が波線で示されているが、これは陽極箔１１の表面形状を模式的に示したものであり、実際の陽極箔１１はより複雑な表面形状を有している。
陰極箔１２の表面は、エッチング処理等を施すことによって粗面化されて多孔質となっていることが好ましい。なお、図２では、陰極箔１２の表面形状が波線で示されているが、これは陰極箔１２の表面形状を模式的に示したものであり、実際の陰極箔１２はより複雑な表面形状を有している。また、図２には示していないが、陰極箔１２の表面には、陽極箔１１の表面に形成されている誘電体層１１ａに比べて非常に薄い誘電体層が形成されていてもよい。
図１及び図２に示すように、陽極箔１１及び陰極箔１２の間には、固体電解質層１３が設けられている。図２に示すように、固体電解質層１３は、導電性高分子粒子である固体電解質１３αを含む層であり、誘電体層１１ａ及び陰極箔１２の両方に接触している。固体電解質層１３は、例えば、ＥＤＯＴと呼ばれる３，４－エチレンジオキシチオフェン等のモノマーを含む処理液を用いて、ＰＥＤＯＴと呼ばれるポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）等の重合膜を誘電体層１１ａ及び陰極箔１２の表面に形成する方法や、ＰＥＤＯＴ等のポリマーの分散液を誘電体層１１ａ及び陰極箔１２の表面に付与して乾燥させる方法等により形成することができる。固体電解質層は、陽極箔等の表面のみを覆っている場合もあれば、細孔を埋めている場合もある。
図２には、固体電解質層１３が緻密な状態ではなく、固体電解質１３αが密集して、内部に空隙を有する多孔質層であり、その空隙に電解液１４が入り込んでいる形態を示している。その他、固体電解質層が誘電体層の表面を連続的に薄く覆うことによって多孔質形状を反映し、電解液はその多孔質層内を充填している形態、固体電解質層が誘電体層の表面のみを覆い、電解液は陽極箔等の多孔質層内を充填している形態等であってもよい。
本発明の電解コンデンサにおいては、コンデンサ素子の陽極箔と陰極箔とが、絶縁性セパレータを介さずに積層されている。すなわち、陽極箔及び陰極箔の間には、絶縁性セパレータが設けられていない。
絶縁性セパレータは、例えば、紙、不織布、多孔フィルム等からなる。絶縁性セパレータを構成する材料としては、例えば、セルロース、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、ポリフェニレンサルファイド、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、ガラス等が挙げられる。
コンデンサ素子を構成する陽極箔及び陰極箔は、いわゆる弁作用を示す弁作用金属からなる。弁作用金属としては、例えば、アルミニウム、タンタル、ニオブ、チタン、ジルコニウム等の金属単体、又は、これらの金属を含む合金等が挙げられる。これらの中では、アルミニウム又はタンタルが好ましい。陰極箔を構成する弁作用金属は、陽極箔を構成する弁作用金属と同じであることが好ましいが、異なっていてもよい。
陽極箔の表面に形成される誘電体層は、上記弁作用金属の酸化皮膜からなることが好ましい。例えば、陽極箔としてアルミニウム箔が用いられる場合、アジピン酸アンモニウム等を含む水溶液中でアルミニウム箔の表面に対して陽極酸化処理（化成処理ともいう）を行うことにより、酸化皮膜からなる誘電体層を形成することができる。
固体電解質層を構成する材料としては、例えば、ポリピロール類、ポリチオフェン類、ポリアニリン類等の導電性高分子等が挙げられる。これらの中では、ポリチオフェン類が好ましく、ＰＥＤＯＴと呼ばれるポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）が特に好ましい。また、上記導電性高分子は、ポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）等のドーパントを含んでいてもよい。なお、固体電解質層は、誘電体層の細孔（凹部）を充填する内層と、誘電体層を被覆する外層とを含むことが好ましい。
電解液は、酸又は塩基の電解質を溶媒に溶解したものである。溶媒としては、エチレングリコール（Ｃ２Ｈ６Ｏ２）等のグリコール類、γ－ブチロラクトン（Ｃ４Ｈ６Ｏ２）等のラクトン類、スルホラン（Ｃ４Ｈ８Ｏ２Ｓ）等のスルホン類等が挙げられる。電解質の酸としては、アジピン酸（Ｃ６Ｈ１０Ｏ４）等の脂肪族カルボン酸、フタル酸（Ｃ８Ｈ６Ｏ２）等の芳香族カルボン酸等が挙げられる。電解質の塩基としてはアンモニア（ＮＨ３）、トリエチルアミン（Ｃ６Ｈ１５Ｎ）等のアミン、テトラメチルイミダゾリニウム（Ｃ７Ｈ１５Ｎ２）等のアミジン等が挙げられる。
外装体の構成は特に限定されないが、外装体は、開口部を有する有底筒状のケースと、上記ケースの上記開口部を封止する封口体と、からなり、上記封口体は、絶縁性セラミック基板であることが好ましい。
封口体が絶縁性セラミック基板であると、コンデンサ素子及び電解液を気密に封止することができる。その結果、液漏れを防止することができるため、電解コンデンサの寿命を長くすることができる。なお、陽極箔の化成膜（酸化皮膜）の欠陥部が修復される場合には、ガスが発生して外装体の内部圧力が高くなる虞があるが、上述のように、積層型の電解コンデンサでは陽極箔及び陰極箔にストレスがかかりにくいため、巻回型の電解コンデンサと比べて内部圧力が高くなる機会は少ないと考えられる。
また、封口体として絶縁性セラミック基板を用いた気密封止の場合には、ゴム封止の場合と比べて、封口体を薄くしても封止性を確保することができる。そのため、電解コンデンサの体積容量密度をさらに高くすることができる。
図３は、外装体の一例を模式的に示す断面図である。
図３に示す外装体２０Ａは、有底筒状のケース２１Ａと、封口体２２とからなる。ケース２１Ａは開口部を有し、電解液を含浸したコンデンサ素子を収納することができる。図３に示す外装体２０Ａでは、封口体２２は、絶縁性セラミック基板である。例えば、絶縁性セラミック基板の一部をメタライズしてケース２１Ａをレーザー溶接することによって、封口体２２は、溶接部２３を介してケース２１Ａの開口部を封止することができる。
外装体を構成する絶縁性セラミック基板の材料としては、例えば、アルミナ等が用いられる。
外装体を構成するケースの材料としては、例えば、アルミニウム、ステンレス又はセラミック等が用いられる。ケースの形状は、開口部を有する有底筒状であれば特に限定されないが、ケースの底形状としては、例えば、四角形等の多角形や、円形、楕円等が挙げられる。ケースの開口部を封止する方法は特に限定されず、例えば、はんだ接合（Ｎｉ又はＣｕを拡散させたもの等も含む）、ＡｕＳｎ接合、ガラス封止等の方法が用いられる。
コンデンサ素子を外部電極等と接合する方法は特に限定されず、例えば、溶融、レーザー、超音波、シーム溶接、カシメ、嵌合（はめこみ）等の方法が用いられる。
図４（ａ）は、外装体を構成する封口体の一例を模式的に示す断面図である。
図４（ａ）に示す封口体２２は、絶縁性セラミック基板である。封口体２２には、絶縁性セラミック基板を挿通する第１のリベット５１が設けられているとともに、絶縁性セラミック基板を挿通する第２のリベット５２が設けられている。第１のリベット５１は、陽極箔に接続され、第２のリベット５２は、陰極箔に接続される。
図４（ｂ）は、外装体を構成する封口体の他の一例を模式的に示す断面図である。
図４（ｂ）に示す封口体２２Ａは、絶縁性セラミック基板である。図４（ａ）に示す封口体２２と同様、封口体２２Ａには、絶縁性セラミック基板を挿通する第１のリベット５１が設けられているとともに、絶縁性セラミック基板を挿通する第２のリベット５２が設けられている。さらに、封口体２２Ａにおいては、絶縁性セラミック基板と第１のリベット５１との間、及び、絶縁性セラミック基板と第２のリベット５２との間に、絶縁性シール材２７が充填されている。絶縁性シール材２７により、電気的絶縁及び封止が施されている。
第１のリベット及び第２のリベットは、いずれも、高純度のアルミニウムからなることが好ましい。具体的には、第１のリベット及び第２のリベットは、いずれも、純度９９％以上のアルミニウムからなることが好ましく、純度９９．９％以上のアルミニウムからなることがより好ましく、純度９９．９９％以上のアルミニウムからなることがさらに好ましい。第１のリベットを構成するアルミニウムの純度は、第２のリベットを構成するアルミニウムの純度と同じであってもよいし、異なっていてもよい。
第１のリベット及び第２のリベットは、いずれも、中空でもよいし、中実であってもよいが、中実である方が好ましい。
第１のリベット及び第２のリベットは、例えば、貫通孔を有する絶縁性セラミック基板に高純度のアルミニウムを打ち込むことによって設けることができる。高純度のアルミニウムは柔らかいため、絶縁性セラミック基板が有する貫通孔の形状にアルミニウムが追従することができるため、気密封止構造とすることができる。また、絶縁性セラミック基板と第１のリベットとの間、及び、絶縁性セラミック基板と第２のリベットとの間に、絶縁性シール材を充填してもよい。絶縁性シール材により、電気的絶縁及び封止を施すことができる。
さらに、高純度のアルミニウムを低温（例えば、０℃以下）で打ち込むことが好ましい。低温で打ち込むことで、温度が上昇した場合であっても、リベットの線熱膨張係数（アルミニウム：２３ｐｐｍ／℃）は絶縁性セラミック基板の線熱膨張係数（例えば、アルミナ：７ｐｐｍ／℃）よりも大きいため、封止性を保つことができる。
なお、本発明の電解コンデンサにおいて、電解液は陰極として働くため、陽極側の金属材料は、すべて電解液と絶縁する必要がある。第１のリベット及び第２のリベットが高純度のアルミニウムからなる場合には、化成処理を行うことにより、電解液との絶縁性を確保することができる。
図５は、外装体の他の一例を模式的に示す断面図である。
図５に示す外装体２０Ｂは、有底筒状のケース２１Ｂと、封口体２２とからなる。ケース２１Ｂは開口部を有し、電解液を含浸したコンデンサ素子を収納することができる。図５に示す外装体２０Ｂでは、封口体２２は、絶縁性セラミック基板である。例えば、オーリングやパッキングをケース２１Ｂ及び封口体２２の間に挟み、ケース２１Ｂを押し付けるように折り込むことによって、封口体２２は、シール部材２４を介してケース２１Ｂの開口部を封止することができる。
外装体を構成する絶縁性セラミック基板の材料としては、例えば、アルミナ等が用いられる。
外装体を構成するケースの材料としては、例えば、アルミニウム、ステンレス又はセラミックが用いられる。ケースの形状は、開口部を有する有底筒状であれば特に限定されないが、ケースの底形状としては、例えば、四角形等の多角形や、円形、楕円等が挙げられる。
オーリングやパッキング等のシール部材の材料としては、例えば、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＴ）等のゴム材料のほか、エポキシ樹脂等の樹脂材料等が用いられる。
本発明の第１実施形態に係る電解コンデンサは、好ましくは以下のように製造される。
図６Ａ－１、図６Ａ－２、図６Ｂ、図６Ｃ、図６Ｄ、図６Ｅ、図６Ｆ、図６Ｇ及び図６Ｈは、本発明の第１実施形態に係る電解コンデンサの製造方法の一例を模式的に示す説明図である。図６Ａ－１は上面図であり、残りは断面図である。
図６Ａ－１及び図６Ａ－２に示すように、酸化皮膜の誘電体層を表面に有する陽極箔１１としての多孔質アルミニウム箔（例えば、厚さ１００μｍ）と、陰極箔１２としての多孔質アルミニウム箔（例えば、厚さ１００μｍ）とを、両方とも所定の大きさにカットする。その後、導電性高分子のＰＥＤＯＴ分散液に浸漬することにより、陽極箔１１上の誘電体層の多孔質内及び表面に固体電解質層１３ａを形成し、陰極箔１２の多孔質内及び表面に固体電解質層１３ｂを形成する。陽極箔１１及び陰極箔１２を構成するアルミニウム箔表面に形成される固体電解質層の厚さは、例えば１０μｍとする。
図６Ｂに示すように、固体電解質層１３ａが形成された陽極箔１１、及び、固体電解質層１３ｂが形成された陰極箔１２を交互に２枚ずつ積層する。この際、絶縁性セパレータを介さずに陽極箔１１と陰極箔１２とを積層する。
陽極箔と陰極箔とは、固体電解質層によって隔てて固定され、対向している。したがって、陽極箔、陰極箔、誘電体層、及び、固体電解質層にストレスがかかりにくくなり、また、誘電体層又は固体電解質層が欠損することによって陽極と陰極とが直接触れ、短絡することも防止することができる。
なお、図６Ｂには示していないが、絶縁性セパレータとして用いられる紙又は不織布等を陽極箔１１及び陰極箔１２の積層体に巻いて固定してもよい。
図６Ｃに示すように、外装体の封口体２２として、貫通孔２２ａを有する絶縁性セラミック基板を準備し、図６Ｄに示すように、封口体２２の溶接部２３ａをメタライズする。また、図６Ｅに示すように、絶縁性セラミック基板の貫通孔２２ａに、高純度のアルミニウムを氷点下で打ち込むことにより、第１のリベット５１及び第２のリベット５２を形成する。第１のリベット５１及び第２のリベット５２は中実であることが好ましい。なお、図６Ｄ及び図６Ｅの順序は特に限定されない。
図６Ｆに示すように、封口体２２である絶縁性セラミック基板上にコンデンサ素子１０を載置する。陽極箔１１及び陰極箔１２の端部を折り曲げて、それぞれ第１のリベット５１及び第２のリベット５２にスポット溶接する。
図６Ｇに示すように、外装体のケース２１Ａとなる金属キャップに電解液１４を満たし、溶接部２３ｂに封止用金属リングを置く。
図６Ｈに示すように、コンデンサ素子１０が載置された封口体２２をケース２１Ａの上から被せ、レーザー溶接する。なお、予めコンデンサ素子１０に電解液１４を含浸させておいてもよい。この場合、コンデンサ素子に含浸させる電解液は、外装体内に注入される電解液と同じであってもよいし、異なっていてもよい。
以上により、電解コンデンサが得られる。
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態では、電解コンデンサがゴム封止構造を有している。本発明の第２実施形態に係る電解コンデンサは、外装体の構成が異なることを除いて、本発明の第１実施形態に係る電解コンデンサと共通の構成を有している。
図７は、本発明の第２実施形態に係る電解コンデンサの一例を模式的に示す断面図である。
図７に示す電解コンデンサ２は、コンデンサ素子１０と、コンデンサ素子１０を収納する外装体２０Ｃと、外装体２０Ｃ内に注入され、コンデンサ素子１０を浸漬する電解液１４と、外装体２０Ｃの外側に露出する陽極側外部電極３０と、外装体２０Ｃの外側に露出する陰極側外部電極４０と、を備えている。陽極側外部電極３０は陽極箔１１と接続されており、陰極側外部電極４０は陰極箔１２と接続されている。
本発明の第２実施形態に係る電解コンデンサを構成するコンデンサ素子及び電解液は、本発明の第１実施形態に係る電解コンデンサを構成するコンデンサ素子及び電解液と同じである。陽極側外部電極及び陰極側外部電極の構成は特に限定されず、例えば、リベットであってもよいし、リード線であってもよい。
外装体の構成は特に限定されないが、外装体は、開口部を有する有底筒状のケースと、上記ケースの上記開口部を封止する封口体と、からなり、上記封口体は、ゴムパッキングであることが好ましい。
図７に示す外装体２０Ｃは、有底筒状のケース２１Ｃと、封口体２５とからなる。ケース２１Ｃは開口部を有し、電解液を含浸したコンデンサ素子を収納することができる。図７に示す外装体２０Ｃでは、封口体２５は、ゴムパッキングである。例えば、ケース２１Ｃの外周面を絞り加工部２６で絞ることによって圧縮されることで、封口体２５は、ケース２１Ｃの開口部を封止することができる。
外装体を構成するゴムパッキングの材料としては、例えば、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム等のゴム材料のほか、エポキシ樹脂等の樹脂材料等が用いられる。
外装体を構成するケースの材料としては、例えば、アルミニウム又はステンレス等が用いられる。ケースの形状は、開口部を有する有底筒状であれば特に限定されないが、ケースの底形状としては、例えば、四角形等の多角形や、円形、楕円等が挙げられる。ケースの開口部を封止する方法は特に限定されず、例えば、ケースを絞る等の方法が用いられる。
コンデンサ素子を外部電極等と接合する方法は特に限定されず、例えば、カシメ、超音波、レーザー等の方法が用いられる。
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態では、コンデンサ素子が、封止体で覆われたチップ型のコンデンサ素子である。封止体の表面には、陽極箔に接続される陽極端子と陰極箔に接続される陰極端子とが設けられており、陽極端子が陽極側外部電極に接続され、陰極端子が陰極側外部電極に接続されるように、チップ型のコンデンサ素子が外装体に実装されている。
コンデンサ素子をチップ型にすることにより、リード線の取り回しが不要になるため、電解コンデンサを小型化することができる。また、ＥＳＲを低下させることができる。
本発明の第３実施形態に係る電解コンデンサは、コンデンサ素子の構成が異なることを除いて、本発明の第１実施形態又は第２実施形態に係る電解コンデンサと共通の構成を有している。
図８は、本発明の第３実施形態に係る電解コンデンサの一例を模式的に示す断面図である。図９は、図８に示す電解コンデンサを構成するチップ型のコンデンサ素子を模式的に示す断面図である。
図８に示す電解コンデンサ３は、封止体１５で覆われたチップ型のコンデンサ素子１０Ａ（図９参照）と、チップ型のコンデンサ素子１０Ａを収納する外装体２０と、外装体２０内に注入され、チップ型のコンデンサ素子１０Ａを浸漬する電解液１４と、外装体２０の外側に露出する陽極側外部電極３０と、外装体２０の外側に露出する陰極側外部電極４０と、を備えている。
封止体で覆われていない状態のコンデンサ素子１０Ａは、図１に示すコンデンサ素子１０と同様、表面に誘電体層（図示せず）を有する陽極箔１１と、陰極箔１２と、陽極箔１１及び陰極箔１２の間に設けられ、誘電体層（図示せず）及び陰極箔１２の両方に接触した固体電解質層１３とを有している。
封止体１５で覆われたチップ型のコンデンサ素子１０Ａは、封止体１５の表面に設けられ、かつ、陽極箔１１に接続される陽極端子３１と、封止体１５の表面に設けられ、かつ、陰極箔１２に接続される陰極端子４１と、を備えている。図８及び図９では、陽極箔１１が封止体１５の一方端面に露出し、陽極端子３１と接続されており、陰極箔１２が封止体１５の他方端面に露出し、陰極端子４１と接続されている。
図８に示す電解コンデンサ３では、陽極端子３１が陽極側外部電極３０に接続され、陰極端子４１が陰極側外部電極４０に接続されるように、チップ型のコンデンサ素子１０Ａが外装体２０に実装されている。その結果、陽極側外部電極３０は陽極箔１１と接続されており、陰極側外部電極４０は陰極箔１２と接続されている。
チップ型のコンデンサ素子を構成する封止体は、例えば、樹脂を含む。封止体に含まれる樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等が挙げられる。封止体は、樹脂に加えて、アルミナ又はシリカ等のフィラー等を含んでもよい。
なお、コンデンサ素子が緻密な封止体によって封止されていると、コンデンサ素子に電解液が含浸されにくくなる。そのため、封止体は、内部に空隙を有する多孔質であることが好ましい。
チップ型のコンデンサ素子を構成する陽極端子及び陰極端子は、陰極として働く電解液と接するため、それぞれ、本発明の第１実施形態で説明した高純度のアルミニウムから構成されることが好ましい。その場合、陽極端子を陽極側外部電極に接続し、陰極端子を陰極側外部電極に接続した後、化成処理を行うことにより、電解液との絶縁性を確保することができる。
本発明の第３実施形態に係る電解コンデンサを構成する電解液は、本発明の第１実施形態に係る電解コンデンサを構成する電解液と同じである。陽極側外部電極及び陰極側外部電極の構成は特に限定されず、例えば、リベットであってもよいし、リード線であってもよい。
外装体の構成は特に限定されず、例えば、本発明の第１実施形態又は第２実施形態で説明した外装体等が挙げられる。
例えば、本発明の第１実施形態のように、外装体が、開口部を有する有底筒状のケースと、上記ケースの上記開口部を封止する封口体と、からなり、上記封口体が、絶縁性セラミック基板である場合、陽極端子が陽極側外部電極に接続され、陰極端子が陰極側外部電極に接続されるように、チップ型のコンデンサ素子が絶縁性セラミック基板に実装されていることが好ましい。特に、絶縁性セラミック基板に第１のリベット及び第２のリベットが設けられている場合、陽極端子が第１のリベットに接続され、陰極端子が第２のリベットに接続されるように、チップ型のコンデンサ素子が絶縁性セラミック基板に実装されていることが好ましい。
本発明の第３実施形態に係る電解コンデンサは、チップ型のコンデンサ素子を作製した後、これを外装体に実装することによって製造することができる。
（その他の実施形態）
本発明の電解コンデンサは、上記実施形態に限定されるものではなく、電解コンデンサの構成、製造条件等に関し、本発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
外装体が、開口部を有する有底筒状のケースと、上記ケースの上記開口部を封止する封口体とからなる場合、これまでの実施形態では、絶縁性セラミック基板等の封口体がケースを内側から封止している構造について主に説明してきたが、封口体がケースを外側から封止している構造、封口体がケースに押し当てられて封止している構造等であってもよい。
これまでの実施形態では、コンデンサ素子を外部電極と接続するための取り出し電極は、積層セラミックコンデンサのように反対側に出していたが、取り出し電極の向きは特に限定されない。
図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、それぞれ、本発明の他の実施形態に係る電解コンデンサを構成する陽極箔及び陰極箔を模式的に示す平面図であり、図１０（ｃ）は、図１０（ａ）に示す陽極箔及び図１０（ｂ）に示す陰極箔を積層させた状態を模式的に示す平面図である。
図１０（ａ）に示す陽極箔１１Ａ及び図１０（ｂ）に示す陰極箔１２Ａを図１０（ｃ）に示すように積層させることにより、取り出し電極を一方向に出してもよい。
図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、本発明の他の実施形態に係る電解コンデンサの一例を模式的に示す断面図である。なお、図１１（ａ）は、陽極箔と陰極箔とが積層されている方向の断面図であり、図１１（ｂ）は、陽極箔と陰極箔とが積層されている方向と垂直な方向の断面図である。
図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示す電解コンデンサ４は、コンデンサ素子１０Ｂと、コンデンサ素子１０Ｂを収納する外装体２０Ｃと、外装体２０Ｃ内に注入され、コンデンサ素子１０Ｂを浸漬する電解液１４と、外装体２０Ｃの外側に露出する陽極側外部電極３０と、外装体２０Ｃの外側に露出する陰極側外部電極４０と、を備えている。陽極側外部電極３０は陽極箔１１Ａと接続されており、陰極側外部電極４０は陰極箔１２Ａと接続されている。
図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示す電解コンデンサ４において、外装体２０Ｃは、図７に示す電解コンデンサ２と同様、有底筒状のケース２１Ｃと、封口体２５とからなる。封口体２５は、陽極箔１１Ａと陰極箔１２Ａとが積層されている方向と垂直な方向から、ケース２１Ｃの開口部を封止している。
図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示す外装体２０Ｃの構成に限らず、外装体が、開口部を有する有底筒状のケースと、上記ケースの上記開口部を封止する封口体とからなる場合、上記封口体は、上記陽極箔と上記陰極箔とが積層されている方向と垂直な方向から、上記ケースの上記開口部を封止することが好ましい。
上記の場合、積層体の断面積が小さい面に、絶縁性セラミック基板等の封口体が配置されることがより好ましい。封止面積を小さくすることにより、圧力が小さくなるため、信頼性をさらに向上させることができる。
これまでの実施形態では、コンデンサ素子の陰極部が陰極箔を含んでいたが、本発明の電解コンデンサにおいて、陰極部は、陰極箔以外の層を含んでいてもよい。例えば、陰極部は、陰極箔と、陰極箔上に設けられた導電体層とを含むことが好ましい。この場合、導電体層が固体電解質層と接触する。導電体層は、例えば、カーボン層及び銀層の少なくとも一方を含む。導電体層は、カーボン層及び銀層の少なくとも一方に加えて、導電性接着剤層を含んでいてもよい。
さらに、本発明の電解コンデンサにおいて、陰極部は、陰極箔を含んでいなくてもよい。例えば、表面に誘電体層を有する陽極箔と、誘電体層上に設けられた固体電解質層とを有するコンデンサ素子を２個以上積層させて、これらのコンデンサ素子を電解液と共に外装体に封じたものも、本発明の電解コンデンサに含まれる。この場合であっても、陽極箔は平坦な平板状であり、陰極部は誘電体層と接触する固体電解質層を含み、陽極箔と固体電解質層とは交互に複数層積み重ねられ、絶縁性セパレータを介さずに積層されている。言い換えると、陽極箔と陰極部とが絶縁性セパレータを介さずに積層されている。
なお、コンデンサ素子は、固体電解質層上に設けられた導電体層をさらに有することが好ましい。導電体層は、例えば、下地であるカーボン層と、その上の銀層とからなる。また、複数のコンデンサ素子は、導電性接着剤を介して互いに接合されることが好ましい。
１，２，３，４　電解コンデンサ
１０，１０Ａ，１０Ｂ　コンデンサ素子
１１，１１Ａ　陽極箔
１１ａ　誘電体層
１２，１２Ａ　陰極箔
１３，１３ａ，１３ｂ　固体電解質層
１３α　固体電解質
１４　電解液
１５　封止体
２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ　外装体
２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ　ケース
２２，２２Ａ　絶縁性セラミック基板（封口体）
２２ａ　貫通孔
２３，２３ａ，２３ｂ　溶接部
２４　シール部材
２５　ゴムパッキング（封口体）
２６　絞り加工部
２７　絶縁性シール材
３０　陽極側外部電極
３１　陽極端子
４０　陰極側外部電極
４１　陰極端子
５１　第１のリベット
５２　第２のリベット

Claims (7)

  1. 表面に誘電体層を有する陽極箔と、陰極部とを有するコンデンサ素子と、
    前記コンデンサ素子を収納する外装体と、
    前記外装体内に注入され、前記コンデンサ素子を浸漬する電解液と、
    前記外装体の外側に露出し、かつ、前記陽極箔に接続される陽極側外部電極と、
    前記外装体の外側に露出し、かつ、前記陰極部に接続される陰極側外部電極と、を備え、
    前記陽極箔は、平坦な平板状であり、
    前記陰極部は、前記誘電体層と接触する固体電解質層を含み、
    前記陽極箔と前記固体電解質層とは交互に複数層積み重ねられ、絶縁性セパレータを介さずに積層されていることを特徴とする電解コンデンサ。
  2. 前記陰極部は、陰極箔をさらに含む請求項１に記載の電解コンデンサ。
  3. 前記外装体は、開口部を有する有底筒状のケースと、前記ケースの前記開口部を封止する封口体と、からなり、
    前記封口体は、前記陽極箔と前記陰極箔とが積層されている方向と垂直な方向から、前記ケースの前記開口部を封止する請求項２に記載の電解コンデンサ。
  4. 前記外装体は、開口部を有する有底筒状のケースと、前記ケースの前記開口部を封止する封口体と、からなり、
    前記封口体は、絶縁性セラミック基板である請求項１～３のいずれか１項に記載の電解コンデンサ。
  5. 前記絶縁性セラミック基板を挿通するように、前記陽極箔に接続される第１のリベットが設けられるとともに、
    前記絶縁性セラミック基板を挿通するように、前記陰極部に接続される第２のリベットが設けられ、
    前記第１のリベット及び前記第２のリベットが、いずれも、純度９９％以上のアルミニウムからなる請求項４に記載の電解コンデンサ。
  6. 前記外装体は、開口部を有する有底筒状のケースと、前記ケースの前記開口部を封止する封口体と、からなり、
    前記封口体は、ゴムパッキングである請求項１～３のいずれか１項に記載の電解コンデンサ。
  7. 前記コンデンサ素子は、封止体で覆われたチップ型のコンデンサ素子であり、
    前記チップ型のコンデンサ素子は、前記封止体の表面に設けられ、かつ、前記陽極箔に接続される陽極端子と、前記封止体の表面に設けられ、かつ、前記陰極部に接続される陰極端子と、を備え、
    前記チップ型のコンデンサ素子は、前記外装体内に収納されるとともに、前記電解液中に浸漬され、
    前記陽極端子が前記陽極側外部電極に接続され、前記陰極端子が前記陰極側外部電極に接続されるように、前記チップ型のコンデンサ素子が前記外装体に実装されている請求項１～６のいずれか１項に記載の電解コンデンサ。
PCT/JP2018/018509 2017-05-16 2018-05-14 電解コンデンサ WO2018212125A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017097287 2017-05-16
JP2017-097287 2017-05-16

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018212125A1 true WO2018212125A1 (ja) 2018-11-22

Family

ID=64273683

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2018/018509 WO2018212125A1 (ja) 2017-05-16 2018-05-14 電解コンデンサ

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2018212125A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111724994A (zh) * 2019-03-22 2020-09-29 株式会社村田制作所 固体电解电容器

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61294808A (ja) * 1985-06-22 1986-12-25 マルコン電子株式会社 電解コンデンサ
JP2008177236A (ja) * 2007-01-16 2008-07-31 Nec Tokin Corp 表面実装積層型コンデンサ
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
JP2011192611A (ja) * 2010-03-16 2011-09-29 Sekisui Chem Co Ltd 固液ハイブリッド電解質層
JP2012174554A (ja) * 2011-02-22 2012-09-10 Toyota Motor Corp 電池の製造方法
JP2014197661A (ja) * 2013-03-05 2014-10-16 日本ケミコン株式会社 ゲル電解質およびその製造方法、当該ゲル電解質を用いた電気化学素子

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61294808A (ja) * 1985-06-22 1986-12-25 マルコン電子株式会社 電解コンデンサ
JP2008177236A (ja) * 2007-01-16 2008-07-31 Nec Tokin Corp 表面実装積層型コンデンサ
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
JP2011192611A (ja) * 2010-03-16 2011-09-29 Sekisui Chem Co Ltd 固液ハイブリッド電解質層
JP2012174554A (ja) * 2011-02-22 2012-09-10 Toyota Motor Corp 電池の製造方法
JP2014197661A (ja) * 2013-03-05 2014-10-16 日本ケミコン株式会社 ゲル電解質およびその製造方法、当該ゲル電解質を用いた電気化学素子

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111724994A (zh) * 2019-03-22 2020-09-29 株式会社村田制作所 固体电解电容器

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5377073A (en) Stacked type solid electrolytic capacitor
JP2682478B2 (ja) チップ状固体電解コンデンサ及びその製造方法
KR101451685B1 (ko) 고체 전해 콘덴서
JP4757698B2 (ja) 固体電解コンデンサ
WO2003077268A1 (fr) Condensateur electrolytique solide
JP2007180327A (ja) 積層型固体電解コンデンサ
US6865070B2 (en) Solid electrolytic capacitor
TWI486984B (zh) Solid electrolytic capacitors
WO2018212125A1 (ja) 電解コンデンサ
JP5020432B2 (ja) チップ型積層コンデンサ
JP6919732B2 (ja) 電解コンデンサ
JP2013172146A (ja) 固体電解コンデンサ
JP4985571B2 (ja) 電子部品およびその製造方法
JP6948555B2 (ja) 電解コンデンサおよびその製造方法
JP2002050543A (ja) チップ型積層コンデンサ
JPH10335184A (ja) 固体電解コンデンサ
JP4574544B2 (ja) 固体電解コンデンサ
WO2019058535A1 (ja) 固体電解コンデンサおよびその製造方法
JP2001284190A (ja) 固体電解コンデンサ
KR101475367B1 (ko) 고체 전해 컨덴서
JP5123136B2 (ja) 巻回型電解コンデンサおよびその製造方法
JP2004247418A (ja) 電解コンデンサ
JPH04113610A (ja) 固体電解コンデンサ
JP5041107B2 (ja) チップ型積層コンデンサ
JPH03297122A (ja) 固体電解コンデンサおよびその製造方法

Legal Events

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

Ref document number: 18802153

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18802153

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP