WO2022071386A1 - 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
WO2022071386A1
WO2022071386A1 PCT/JP2021/035848 JP2021035848W WO2022071386A1 WO 2022071386 A1 WO2022071386 A1 WO 2022071386A1 JP 2021035848 W JP2021035848 W JP 2021035848W WO 2022071386 A1 WO2022071386 A1 WO 2022071386A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
sintered body
powder
aluminum
base material
aluminum foil
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/035848
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
敏文 平
Original Assignee
東洋アルミニウム株式会社
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 東洋アルミニウム株式会社 filed Critical 東洋アルミニウム株式会社
Publication of WO2022071386A1 publication Critical patent/WO2022071386A1/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
    • 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
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to an electrode material for an aluminum electrolytic capacitor and a method for manufacturing the same.
  • Aluminum electrolytic capacitors are widely used in the energy field because they are inexpensive and can obtain high capacity. Generally, aluminum foil is used as an electrode material for an aluminum electrolytic capacitor.
  • the surface area of aluminum foil can be increased by performing an etching process to form etching pits. Then, by anodizing the surface thereof, an oxide film is formed, which functions as a dielectric. Therefore, by etching the aluminum foil and forming an anodic oxide film on the surface of the aluminum foil at various voltages according to the working voltage, it is possible to manufacture various electrode foils for aluminum anodes for electrolytic capacitors suitable for the intended use. can.
  • the etching pit formed by the etching process is processed into a shape corresponding to the anodizing voltage. Specifically, it is necessary to form a thick oxide film for medium- and high-voltage capacitors. Therefore, in order to prevent the etching pits from being filled with such a thick oxide film, the etching pit shape is made into a tunnel type by mainly performing DC etching in the aluminum foil for medium and high voltage anodes, and the thickness is processed according to the voltage. Will be done. Further, in the application of low voltage capacitors, fine etching pits are required, and spongy etching pits are formed mainly by AC etching. In addition, the surface area of the cathode foil is also increased by etching.
  • Patent Document 1 proposes an electrode material for an aluminum electrolytic capacitor, which is made of at least one sintered body of aluminum and an aluminum alloy.
  • the electrode material has a larger surface area than the conventional aluminum foil having an etching pit formed therein, and the capacitance of the capacitor using the electrode material can be increased.
  • the electrode take-out portion is formed of an aluminum foil base material or a wire material. Is being considered.
  • the electrode material for aluminum electrolytic capacitors as described above tends to have a weak bonding force between the sintered body and the aluminum foil base material (take-out portion). Therefore, in order to obtain a sufficient bonding force, the sintering time of the sintered body must be lengthened, which causes the sintered body to be sintered too much and the surface area of the sintered body to be reduced. There is a problem that the capacitance decreases.
  • An object of the present invention is to provide an electrode material for an aluminum electrolytic capacitor, which has excellent capacitance and excellent bonding force between an aluminum foil base material and a sintered body, and a method for manufacturing the same.
  • the present inventors provided protrusions of a specific height on an aluminum foil base material, which is a tab material or the like for taking out electrodes, and made the protrusions into a forming body made of a paste composition.
  • the present invention relates to the following electrode material for an aluminum electrolytic capacitor and a method for manufacturing the same.
  • An electrode material for an aluminum electrolytic capacitor having a sintered body of at least one powder selected from the group consisting of aluminum powder and aluminum alloy powder on at least one side of an aluminum foil base material.
  • the aluminum foil base material has a through hole and a protrusion protruding from the outer peripheral portion of the through hole.
  • the total thickness of the sintered body is 100 to 1800 ⁇ m.
  • the average particle size of the powder in the sintered body is 3 to 15 ⁇ m.
  • the height of the protrusion is 1 ⁇ 2 or more of the average particle size of the powder.
  • the electrode material for an aluminum electrolytic capacitor according to Item 1 wherein the height of the protrusion is 30 ⁇ m or more. 3.
  • Item 2. The electrode material for an aluminum electrolytic capacitor according to Item 1 or 2, wherein the height of the protrusion is 500 ⁇ m or less. 4.
  • Item 2. The electrode material for an aluminum electrolytic capacitor according to any one of Items 1 to 3, wherein the sintered body is provided on both sides of the aluminum foil base material, and the protrusions project on both sides of the aluminum foil base material. 5. (I) Step 1 of forming a through hole and a protrusion protruding from the outer peripheral portion of the through hole in the aluminum foil base material.
  • Step 2 of laminating a paste composition containing at least one powder selected from the group consisting of aluminum powder and aluminum alloy powder, a binder resin and a solvent on at least one surface of the aluminum foil base material, and (III) Step 3 of sintering the paste composition to form a sintered body.
  • the total thickness of the sintered body is 100 to 1800 ⁇ m, and the total thickness is 100 to 1800 ⁇ m.
  • the average particle size of the powder is 3 to 15 ⁇ m, and the powder has an average particle size of 3 to 15 ⁇ m.
  • the height of the protrusion is 1 ⁇ 2 or more of the average particle size of the powder.
  • the electrode material for an aluminum electrolytic capacitor of the present invention has excellent capacitance and excellent bonding strength between the aluminum foil base material and the sintered body. Further, the method for manufacturing an electrode material for an aluminum electrolytic capacitor of the present invention is to easily manufacture an electrode material for an aluminum electrolytic capacitor having excellent capacitance and excellent bonding force between an aluminum foil base material and a sintered body. Can be done.
  • Electrode material for aluminum electrolytic capacitor has at least one powder sintered body selected from the group consisting of aluminum powder and aluminum alloy powder on at least one side of an aluminum foil base material. It is an electrode material for an aluminum electrolytic capacitor, and (1) the aluminum foil base material has a through hole and a protrusion protruding from the outer peripheral portion of the through hole, and (2) the total thickness of the sintered body is It is 100 to 1800 ⁇ m, (3) the average particle size of the powder in the sintered body is 3 to 15 ⁇ m, and (4) the height of the protrusions is 1 ⁇ 2 or more of the average particle size of the powder. It is an electrode material for aluminum electrolytic capacitors.
  • the electrode material for an aluminum electrolytic capacitor of the present invention (hereinafter, also simply referred to as “electrode material”) has the above-mentioned configurations (1) and (4), the protrusions are sufficiently embedded in the sintered body. Excellent bonding strength between the aluminum foil base material and the sintered body. Further, since the electrode material of the present invention is excellent in bonding force as described above by having the configuration of (1), the sintering time can be shortened, and the configurations of (2) and (3) can be obtained. By providing the sintered body, the thickness of the sintered body is thick and the average particle size of the powder is in an appropriate range, so that a high capacitance can be exhibited.
  • the electrode material of the present invention has (1) through holes, it is easy to degreasing at the time of sintering, and warpage of the sintered body due to sintering is suppressed, so that the total thickness of the sintered body can be increased. And can show high capacitance. That is, the electrode material of the present invention has the above-mentioned configurations (1) to (4), and has a high capacitance and a high bonding force between the aluminum foil base material and the sintered body. Can be done.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of the electrode material of the present invention.
  • the electrode material 1 of the present invention has a sintered body 3 on both surfaces of an aluminum foil base material 2.
  • FIG. 2A is a schematic view showing a state in which the electrode material of the present invention is viewed from above
  • FIG. 2B is a schematic view showing a state in which the electrode material of the present invention is viewed from a side surface.
  • FIG. 2B shows a state in which the electrode material 1 of the present invention is viewed from the side surface along the line X1 of FIG. 2A.
  • the electrode material 1 of the present invention is in a state where the aluminum foil base material 2 is sandwiched between the sintered bodies 3 from both sides, and the aluminum foil base material 2 has through holes. 21 and a protrusion 22 protruding from the outer peripheral portion of the through hole 21 are provided.
  • the protrusion 22 protrudes to either side of both surfaces of the aluminum foil base material 2, and the protrusion 22 protruding from the outer peripheral portion of the same through hole 21 protrudes in the same direction.
  • the electrode material of the present invention has the sintered body 3 on both sides of the aluminum foil base material 2 and the protrusions 22 project on both sides of the aluminum foil base material 2. With such a form, the capacitance of the electrode material of the present invention is further improved, and the bonding force between the aluminum foil base material and the sintered body is further improved.
  • FIG. 3 is a schematic view showing the electrode material of the present invention in the form of having the sintered body 3 on one side of the aluminum foil base material 2 used in the electrode materials of FIGS. 1 and 2.
  • the aluminum foil base material 2 is laminated on the sintered body 3, and the protrusions protruding from the outer peripheral portion of the through hole 21 toward the sintered body 3 side are buried in the sintered body 3. There is.
  • FIGS. 4 and 5 are schematic views showing an example of the electrode material of the present invention.
  • the electrode material 1 of the present invention has a sintered body 3 on one side of the aluminum foil base material 2.
  • the aluminum foil base material 2 has a through hole 21 and a protrusion 22 protruding from the outer peripheral portion of the through hole 21.
  • the protrusion 22 protrudes from the surface of the aluminum foil base material 2 on the side in contact with the sintered body 3 and is buried in the sintered body 3.
  • FIGS. 6 and 7 are schematic views showing an example of the electrode material of the present invention.
  • the area of the surface of the sintered body 3 to which the sintered body 3 is joined is smaller than the area of the surface of the sintered body 3 having the aluminum foil base material 2.
  • the protrusions 22 protruding from the outer peripheral portion of the through hole 21 all protrude on the surface on the side in contact with the sintered body 3 and are buried in the sintered body 3. There is.
  • the electrode material 1 of the present invention may have a configuration in which a plurality of sintered bodies 3 are provided on one side of the aluminum foil base material 2 as shown in FIG. 8, or the aluminum foil base material 2 may be provided as shown in FIG. A plurality of sintered bodies 3 may be provided on both sides of the above.
  • the electrode material of the present invention has at least one powder sintered body selected from the group consisting of aluminum powder and aluminum alloy powder on at least one side of an aluminum foil base material.
  • the sintered body is a sintered body of at least one powder selected from the group consisting of aluminum powder and aluminum alloy powder.
  • the sintered body may be formed on at least one side of the aluminum foil base material, and may be formed on both sides. It is preferable that the electrode material is formed on both sides in that the capacitance of the electrode material is further improved.
  • the sintered body is preferably a porous sintered body having a three-dimensional network structure by sintering and joining the powders while maintaining voids.
  • the surface area of the sintered body becomes large, and it is possible to obtain an electrode material capable of producing an aluminum electrolytic capacitor (hereinafter, also simply referred to as “capacitor”) exhibiting a high capacitance.
  • the aluminum content of the aluminum powder is preferably 99.80% by mass or more, more preferably 99.85% by mass or more, and further preferably 99.99% by mass or more.
  • Aluminum alloy powder includes silicon (Si), iron (Fe), copper (Cu), manganese (Mn), magnesium (Mg), chromium (Cr), zinc (Zn), titanium (Ti), vanadium (V), It may contain one or more elements selected from gallium (Ga), nickel (Ni), boron (B), zirconium (Zr) and the like.
  • the content of these elements in the aluminum alloy is preferably 100 mass ppm or less, more preferably 50 mass ppm or less. When the content of the above element in the aluminum alloy powder is in the above range, the capacitance of the electrode material for an aluminum electrolytic capacitor is further improved.
  • the above powder may be used alone or in combination of two or more.
  • the average particle size of the powder in the sintered body is 3 to 15 ⁇ m. If the average particle size is less than 3 ⁇ m or exceeds 15 ⁇ m, the capacitance of the electrode material is not sufficient.
  • the average particle size of the powder in the sintered body is preferably 3 to 10 ⁇ m, more preferably 3.5 to 6 ⁇ m.
  • the average particle size of the powder in the sintered body can be measured by observing the cross section of the sintered body with a scanning electron microscope. Specifically, when the above powder is sintered to form a sintered body, a part of the particulate powder is melted in the sintered body, and the powders are in a state of being bonded to each other. In the cross section of the sintered body, the maximum diameter (major diameter) of each powder in a bonded state is taken as the particle size of the powder, the particle size of any 50 powders is measured, and the arithmetic average of these is calculated in the sintered body. The average particle size of the powder.
  • the average particle size of the powder measured by the above measuring method is substantially the same as the average particle size of the powder before sintering, with almost no change.
  • the total thickness of the sintered body is 100 to 1800 ⁇ m. If the total thickness of the sintered body is less than 100 ⁇ m, the capacitance of the electrode material is not sufficient. It is difficult to form a sintered body having a total thickness of more than 1800 ⁇ m.
  • the total thickness of the sintered body is preferably 300 ⁇ m or more, more preferably 400 ⁇ m or more.
  • the total thickness of the sintered body is preferably 1200 ⁇ m or less, more preferably 900 ⁇ m or less.
  • the total thickness of the sintered body is the total thickness of the sintered body formed on each surface when the electrode material of the present invention has the sintered body on both sides of the aluminum foil base material. The thickness of. When the electrode material of the present invention has the sintered body on only one side of the aluminum foil base material, the thickness of the sintered body on one side is the total thickness.
  • Aluminum foil base material As the aluminum foil forming the aluminum foil base material, it is preferable to use an aluminum foil made of pure aluminum or an aluminum alloy foil.
  • the aluminum content of the aluminum foil made of pure aluminum is preferably 99.80% by mass or more, more preferably 99.85% by mass or more, and further preferably 99.99% by mass or more.
  • Aluminum alloys used for aluminum alloy foils are silicon (Si), iron (Fe), copper (Cu), manganese (Mn), magnesium (Mg), chromium (Cr), zinc (Zn), titanium (Ti), It may be an aluminum alloy in which at least one metal element selected from the group consisting of vanadium (V), gallium (Ga), nickel (Ni) and boron (B) is added to aluminum within a necessary range. , It may be an aluminum alloy containing the above elements as unavoidable impurities. The content of these elements in the aluminum alloy is preferably 100% by mass or less, more preferably 50% by mass or less. When the content of the above element in the aluminum alloy is in the above range, the capacitance of the electrode material for an aluminum electrolytic capacitor is further improved.
  • the thickness of the aluminum foil base material is preferably 10 ⁇ m or more, more preferably 15 ⁇ m or more, still more preferably 20 ⁇ m or more, from the viewpoint of further improving the strength of the electrode material.
  • the thickness of the aluminum foil base material is preferably 80 ⁇ m or less, more preferably 60 ⁇ m or less, still more preferably 40 ⁇ m or less, from the viewpoint of further improving the capacity per volume when used as an electrode material for a capacitor.
  • the area of the surface of the aluminum foil base material on the side in contact with the sintered body is larger than the area of the surface of the sintered body on the side in contact with the aluminum foil base material, as shown in FIGS. 1 to 5, 8 and 9. , May be large, and may be small, as shown in FIGS. 6 and 7.
  • the aluminum foil base material is in the shape of a strip, and at least a part of the aluminum foil base material is in contact with the sintered body, and the rest is a take-out portion that protrudes so as to be able to draw out electric power. It may be in the form of (tab).
  • the aluminum foil base material has a through hole and a protrusion protruding from the outer peripheral portion of the through hole.
  • the method for forming the through hole and the protrusion is not particularly limited, and for example, the through hole and the protrusion can be formed at the same time by penetrating a needle or a prism-shaped tool from one side of the aluminum foil base material.
  • the shape of the through hole is not particularly limited, and examples thereof include a circle and a polygon, and more specifically, a shape such as a square, a rectangle, a circle, and an ellipse. From the viewpoint of easy formation and easy adjustment of the height of the protrusions, a square or a circle is preferable, and a square is more preferable.
  • the length of one side of the through hole is preferably 50 ⁇ m or more, more preferably 100 ⁇ m or more.
  • the length of one side of the through hole is preferably 1000 ⁇ m or less, more preferably 200 ⁇ m or less. Since the lower limit of the length of one side of the square through hole is within the above range, the effect of reducing the warp of the sintered body is good because the gas escapes well when the binder resin and the solvent are burned and volatilized in the step 3. However, if the length of one side of the through hole is too long, the strength of the aluminum foil base material may decrease, and the aluminum foil base material may break.
  • the upper limit of the length of one side of the through hole which is a square is within the above range, the opposite is true.
  • the length of one side of the square through hole is within the above range, the warp reduction effect and the strength of the aluminum foil base material are well-balanced, and it can be suitably used when used as an electrode material for an aluminum electrolytic capacitor.
  • the diameter of the through hole is preferably 50 ⁇ m or more, more preferably 100 ⁇ m or more.
  • the diameter of the through hole is preferably 1000 ⁇ m or less, more preferably 200 ⁇ m or less.
  • the effect of reducing the warp of the sintered body is further enhanced by the good escape of gas when the binder resin and the solvent are burned and volatilized in the step 3.
  • the diameter of the through hole is too large, the strength of the aluminum foil base material may decrease, and the aluminum foil base material may break.
  • the upper limit of the diameter of the circular through hole is within the above range, the opposite is true.
  • the diameter of the through hole is within the above range, the effect of reducing warpage and the strength of the aluminum foil base material are well-balanced, and it can be suitably used when used as an electrode material for an aluminum electrolytic capacitor.
  • the shape of the protrusion is not particularly limited, and examples thereof include shapes such as triangles and rectangles. Since the shape of the protrusion is triangular or rectangular, it is easy to form and the height of the protrusion can be adjusted more uniformly.
  • the height of the protrusion is preferably 2 ⁇ m or more, more preferably 7.5 ⁇ m or more, further preferably 15 ⁇ m or more, particularly preferably 30 ⁇ m or more, most preferably 50 ⁇ m or more, and most preferably 100 ⁇ m or more.
  • the height of the protrusions is preferably 1000 ⁇ m or less, more preferably 500 ⁇ m or less, and even more preferably 300 ⁇ m or less.
  • the height of the protrusion is due to the method of formation, and when the shape of the through hole is circular or square, it is about half the diameter of the through hole or one side. The diameter may increase, the strength of the aluminum foil base material may decrease, and the paste composition may bleed from the through holes in the manufacturing process.
  • these problems are further suppressed.
  • the height of the protrusions is 1 ⁇ 2 or more of the average particle size of the powder. If the height of the protrusions is less than 1/2 of the average particle size of the powder, the protrusions are not sufficiently embedded in the sintered body, and the bonding force between the aluminum foil base material and the sintered body is not sufficient. Therefore, it is necessary to lengthen the sintering time, and the capacitance is low.
  • the height of the protrusions is preferably 2/3 or more, more preferably 1/1 or more, still more preferably 2/1 or more, and particularly preferably 33/1 or more of the average particle size of the powder.
  • the height of the protrusions is preferably 334/1 or less, more preferably 200/1 or less, and even more preferably 167/1 or less, which is the average particle size of the powder.
  • the method for manufacturing the electrode material for aluminum electrolytic capacitor of the present invention is as follows. (I) Step 1 of forming a through hole and a protrusion protruding from the outer peripheral portion of the through hole in the aluminum foil base material. (II) Step 2 of laminating a paste composition containing at least one powder selected from the group consisting of aluminum powder and aluminum alloy powder, a binder resin and a solvent on at least one surface of the aluminum foil base material, and (III) Step 3 of sintering the paste composition to form a sintered body.
  • the total thickness of the sintered body is 100 to 1800 ⁇ m, and the total thickness is 100 to 1800 ⁇ m.
  • the average particle size of the powder is 3 to 15 ⁇ m, and the powder has an average particle size of 3 to 15 ⁇ m. This is a manufacturing method in which the height of the protrusions is 1 ⁇ 2 or more of the average particle size of the powder.
  • the manufacturing method of the present invention includes (I) step 1 of forming through holes and protrusions on the aluminum foil base material, whereby the protrusions can be formed at the same time by forming the through holes, and further (II).
  • step 1 of forming through holes and protrusions on the aluminum foil base material, whereby the protrusions can be formed at the same time by forming the through holes
  • step II By having the step 2 of laminating the paste composition on the surface of the aluminum foil base material and the step 3 of sintering the paste composition (III), the electrode material of the present invention can be easily produced. ..
  • Step 1 is a step of forming a through hole and a protrusion protruding from the outer peripheral portion of the through hole in the aluminum foil base material.
  • the aluminum foil base material As the aluminum foil base material, the aluminum foil base material described in the above-mentioned electrode material can be used.
  • the height of the protrusions on the aluminum foil base material is 1 ⁇ 2 or more of the average particle size of the powder used in step 2.
  • the height of the protrusions is less than 1/2 of the average particle size of the powder, the protrusions are not sufficiently embedded in the sintered body in the produced electrode material, and the bonding force between the aluminum foil base material and the sintered body is increased. not enough. Therefore, it is necessary to lengthen the sintering time, and the capacitance of the electrode material is low.
  • the height of the protrusions is preferably 2/3 or more, more preferably 1/1 or more, still more preferably 2/1 or more, and particularly preferably 33/1 or more of the average particle size of the powder.
  • the height of the protrusions is preferably 334/1 or less, more preferably 200/1 or less, and even more preferably 167/1 or less, which is the average particle size of the powder.
  • the method for forming through holes and protrusions on the aluminum foil base material is not particularly limited, and is formed by a known method such as press working, Thomson working, or embossing.
  • a protrusion protruding from the outer peripheral portion of the through hole is formed, and the through hole and the protrusion can be formed at the same time.
  • press working is preferable from the viewpoint of excellent stability of the protrusion shape.
  • Thomson processing is preferable from the viewpoint of ease of processing and cost reduction.
  • a through hole and a protrusion protruding from the outer peripheral portion of the through hole are formed in the aluminum foil base material.
  • Step 2 is a step of laminating a paste composition containing at least one powder selected from the group consisting of aluminum powder and aluminum alloy powder, a binder resin, and a solvent on at least one surface of an aluminum foil base material.
  • the aluminum content of the aluminum powder is preferably 99.80% by mass or more, more preferably 99.85% by mass or more, and further preferably 99.99% by mass or more.
  • Aluminum alloy powder includes silicon (Si), iron (Fe), copper (Cu), manganese (Mn), magnesium (Mg), chromium (Cr), zinc (Zn), titanium (Ti), vanadium (V), It may contain one or more elements selected from gallium (Ga), nickel (Ni), boron (B), zirconium (Zr) and the like.
  • the content of these elements in the aluminum alloy is preferably 100 mass ppm or less, more preferably 50 mass ppm or less. When the content of the above element in the aluminum alloy powder is in the above range, the capacitance of the electrode material for an aluminum electrolytic capacitor is further improved.
  • the above powder may be used alone or in combination of two or more.
  • the shapes of the aluminum powder and the aluminum alloy powder are not particularly limited, and any of spherical, indefinite, scaly, fibrous and the like can be preferably used, but spherical powder is preferable for industrial production.
  • the aluminum powder and the aluminum alloy powder those produced by a known method can be used.
  • an atomizing method, a melt spinning method, a rotating disk method, a rotating electrode method, a quenching solidification method and the like can be mentioned, but the atomizing method, particularly the gas atomizing method, is preferable for industrial production. That is, it is preferable to use the powder obtained by atomizing the molten metal.
  • the average particle size of the powder used in step 2 is 3 to 15 ⁇ m. If the average particle size is less than 3 ⁇ m or exceeds 15 ⁇ m, the capacitance of the produced electrode material is not sufficient.
  • the average particle size of the powder is more preferably 3 to 9 ⁇ m, still more preferably 3.5 to 6 ⁇ m.
  • the average particle size of the powder used in step 2 can be measured by observing the powder with a scanning electron microscope. Specifically, the above powder is observed with a scanning electron microscope, the maximum diameter (major diameter) of each powder is defined as the particle diameter of the powder, the particle diameters of any 50 powders are measured, and the arithmetic average of these is calculated. , The average particle size of the powder used in step 2.
  • the average particle size of the powder measured by the above measuring method hardly changes even after sintering, and is substantially the same as the average particle size of the powder in the sintered body of the electrode material.
  • the content of the powder in the paste composition is preferably 30 to 80% by mass, more preferably 40 to 70% by mass, with the paste composition as 100% by mass.
  • the capacitance of the produced electrode material is further improved.
  • the upper limit of the powder content is within the above range, the adhesion strength between the aluminum foil base material and the paste composition is further improved.
  • the binder resin is not particularly limited, and a known binder resin can be used.
  • the binder resin include carboxy-modified polyolefin resin, vinyl acetate resin, vinyl chloride resin, salt and vinegar vinyl copolymer resin, vinyl alcohol resin, butyral resin, vinyl fluoride resin, acrylic resin, polyester resin, urethane resin, and epoxy resin. , Urea resin, phenol resin, acrylonitrile resin, cellulose resin, paraffin wax, polyethylene wax and other synthetic resins, and natural resins or waxes such as wax, tar, sardine, urushi, pine fat and beeswax.
  • these binder resins may be volatilized during heating, or the residue may remain together with the aluminum powder due to thermal decomposition, and the desired capacitance of the produced electrode material may be determined. It can be used properly according to the electrical characteristics. Can be mentioned.
  • the above binder resin may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the binder resin in the paste composition is preferably 0.5 to 35% by mass, more preferably 0.75 to 10% by mass, with the paste composition as 100% by mass.
  • the adhesion strength between the aluminum foil base material and the paste composition is further improved.
  • the upper limit of the content of the binder resin is within the above range, degreasing is likely to occur when the paste composition is sintered in step 3 described later, and problems such as warpage caused by the residual binder resin after sintering occur. It becomes easier to suppress.
  • the solvent is not particularly limited, and a known solvent can be used.
  • the solvent include organic solvents such as water, toluene, alcohols, ketones and esters, and more specifically, water, butyl acetate, propylene glycol methyl ether, ethyl lactate, butyl cellosolve, isophorone and the like. Can be mentioned.
  • the above solvent may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the solvent in the paste composition is preferably 20 to 70% by mass, more preferably 30 to 55% by mass, with the paste composition as 100% by mass.
  • the paste composition can be easily laminated on the aluminum foil base material.
  • the upper limit of the solvent content is within the above range, the adhesion strength between the aluminum foil base material and the paste composition is further improved.
  • the paste composition may contain other components such as a sintering aid and a surfactant, if necessary. Any of these can be known or commercially available. When the paste composition contains other components, the sintered body can be formed more efficiently.
  • the sintering aid is not particularly limited, and a known sintering aid can be used.
  • the sintering aid include fluorides such as aluminum fluoride, potassium fluoride, and calcium fluoride.
  • the surfactant is not particularly limited, and a known surfactant can be used.
  • examples of the surfactant include betaine-based, sulfobetaine-based, and alkylbetaine-based surfactants.
  • step 2 it is preferable to mix and knead the above-mentioned powder, binder resin, solvent, and other components if necessary to prepare a paste composition.
  • the paste composition becomes uniform, and the variation in capacitance depending on the part of the electrode material to be manufactured is further suppressed.
  • step 2 the paste composition is laminated on at least one side of the aluminum foil base material.
  • the method for laminating the paste composition is not particularly limited, and the paste composition can be laminated by a known method.
  • the paste composition is filled in a mold, dried, removed from the mold, and the dried paste composition is used as an aluminum foil.
  • Examples thereof include a method of laminating on at least one side of the base material, and (2) a method of applying the paste composition to at least one side of the aluminum foil base material.
  • the drying conditions of the above method (1) are not particularly limited as long as the dried paste composition can maintain its shape without collapsing when the dried paste composition is taken out, and is, for example, within the range of 20 to 300 ° C. Drying conditions include drying at the same temperature for 1 to 30 minutes.
  • the shape of the mold used in the above method (1) may be arbitrarily selected depending on the shape of the sintered body of the electrode material to be obtained.
  • the method (2) include a method of applying the paste composition to at least one surface of an aluminum foil base material by a coating method such as a roller, a brush, a spray, or a dipping method, and a silk screen.
  • a coating method such as a roller, a brush, a spray, or a dipping method, and a silk screen.
  • a method of applying by a known printing method such as printing is also mentioned.
  • step 2 the paste composition is laminated on at least one surface of the aluminum foil base material by the above method (1) or (2) to prepare an unsintered laminate, and then the paste composition of the unsintered laminate is further prepared. You may dry the thing.
  • the drying conditions are not particularly limited, and examples thereof include drying conditions in which the product is dried at a temperature in the range of 20 to 300 ° C. for 1 to 30 minutes.
  • the total thickness of the paste composition laminated on the aluminum foil base material is preferably 100 to 1800 ⁇ m.
  • the total thickness of the sintered body formed in step 3 can be 100 to 1800 ⁇ m.
  • the total thickness of the paste composition is preferably 300 ⁇ m or more, more preferably 400 ⁇ m or more.
  • the total thickness of the paste composition is preferably 1200 ⁇ m or less, more preferably 900 ⁇ m or less.
  • the total thickness of the paste composition is the total thickness of the paste compositions laminated on each surface when the paste composition is laminated on both sides of the aluminum foil base material. When the paste composition is laminated on only one side of the aluminum foil base material, the thickness of the paste composition on one side is the total thickness.
  • the paste composition may be laminated on at least one side of the aluminum foil base material, that is, may be laminated on one side as shown in FIGS. 3 to 8, and both sides as shown in FIGS. 1, 2, and 9. It may be laminated on.
  • a paste composition containing at least one powder selected from the group consisting of aluminum powder and aluminum alloy powder, a binder resin, and a solvent is laminated on at least one surface of the aluminum foil base material.
  • Step 3 is a step of sintering the paste composition to form a sintered body.
  • the powder in the paste composition laminated on the aluminum foil base material is sintered to form a sintered body.
  • the sintering method is not particularly limited as long as the powder in the paste composition can be sintered.
  • the paste composition laminated on at least one side of the aluminum foil base material in step 2 is obtained for each aluminum foil base material. Examples thereof include a method of placing the material in a heating furnace, heating the material, and sintering the material.
  • the sintering temperature is preferably 490 to 650 ° C, more preferably 500 to 640 ° C, and even more preferably 550 to 630 ° C.
  • the sintering temperature is preferably 490 to 650 ° C, more preferably 500 to 640 ° C, and even more preferably 550 to 630 ° C.
  • the bonding force between the aluminum foil base material and the sintered body is further improved.
  • the upper limit of the sintering temperature is within the above range, the decrease in the surface area due to the melting of the powder is suppressed, and the capacitance of the produced electrode material is further improved.
  • the sintering time is preferably 5 to 10 hours, more preferably 6 to 10 hours. By setting the sintering time within the above range, the capacitance of the manufactured electrode material is further improved.
  • the sintering time is set to more than 10 hours and 24 hours or less to sinter the powders that form the sintered body, and Sintering between the sintered body and the aluminum foil base material was sufficient, but sintering between powders and sintering between the sintered body and the aluminum foil base material is preferable. Since the times are different, there is a risk that the sintering of the powders will proceed too much and the surface area of the sintered body will decrease.
  • the sintering time is 5 hours or more and 10 hours or less, even if the surface area of the sintered body is sufficient, the sintering between the sintered body and the aluminum foil base material becomes insufficient, and the sintered body Was at risk of peeling.
  • the sintered body and the aluminum foil base material are bonded by sintering the sintered body in a shorter sintering time. It is possible to suppress a decrease in the surface area of the sintered body, and the bonding force between the sintered body and the aluminum foil base material is further improved.
  • the sintering atmosphere is not particularly limited, and may be any of, for example, a vacuum atmosphere, an inert gas atmosphere, an oxidizing gas atmosphere (atmosphere), a reducing atmosphere, and among these, the vacuum atmosphere or the reducing atmosphere may be used. preferable. Further, the pressure condition of the sintering atmosphere may be any of normal pressure, reduced pressure, and pressurized.
  • the total thickness of the sintered body formed in step 3 is 100 to 1800 ⁇ m. If the total thickness of the sintered body is less than 100 ⁇ m, the capacitance of the electrode material is not sufficient. It is difficult to form a sintered body having a total thickness of more than 1800 ⁇ m.
  • the total thickness of the sintered body is preferably 300 ⁇ m or more, more preferably 400 ⁇ m or more.
  • the total thickness of the sintered body is preferably 1200 ⁇ m or less, more preferably 900 ⁇ m or less.
  • the paste composition is sintered and a sintered body is formed.
  • the electrode material of the present invention can be manufactured by the above steps 1 to 3.
  • the production method of the present invention may further include a step 4 of anodizing the sintered body after the above step 3.
  • a step 4 of anodizing the sintered body By performing the anodizing treatment, an oxide film is formed on the surface of the sintered body, and the oxide film functions as a dielectric, so that it can be usefully used as an electrode material for an aluminum electrolytic capacitor.
  • the anodizing treatment conditions are not particularly limited, and are usually 10 mA / cm 2 or more and 400 mA / cm 2 in a boric acid aqueous solution or an ammonium adipate aqueous solution having a concentration of 0.01 mol or more and 5 mol or less and a temperature of 30 ° C. or more and 100 ° C. or less.
  • the following current may be applied for 5 minutes or more.
  • the anodizing treatment voltage is preferably selected from 2 to 700 V as appropriate.
  • the anodic oxidation processing voltage is preferably a processing voltage corresponding to the operating voltage of the aluminum electrolytic capacitor when the electrode material is used as an electrode for an aluminum electrolytic capacitor.
  • an excellent electrode material can be obtained without performing an etching process.
  • the treatment of hydrochloric acid or the like used for etching becomes unnecessary, and the environmental and economic burden is further reduced.
  • Example 1 Comparative Example 1
  • a 30 ⁇ m-thick aluminum foil base material (aluminum purity 99.99% by mass) is pressed so as to penetrate a prismatic tool, and the length of one side of the square shape is the length shown in Table 1.
  • a protrusion having a height shown in Table 1 was formed so as to protrude from the outer peripheral portion of the through hole.
  • the shape of the protrusion was a triangle as shown in the protrusion 22 in FIG. Further, the protrusions were formed so as to protrude only on the surface side on which the sintered body is formed.
  • a plurality of through holes were formed in the aluminum foil base material.
  • Step 2 An ethyl cellulose-based binder resin was added to butyl acetate as a solvent in an amount of 5% by mass to prepare a binder resin solution.
  • a binder resin solution 100 parts by mass of aluminum powder (JIS A1080 manufactured by Toyo Aluminum Co., Ltd.) having an average particle diameter of 3 ⁇ m was added and kneaded to prepare a paste composition.
  • the paste composition was filled in a mold, dried in a dryer at a temperature of 80 ° C. for 3 minutes and taken out to prepare a dried paste composition having a thickness of 900 ⁇ m.
  • the dried paste composition is laminated on one side (the side where the protrusions are protruding) of the aluminum foil base material processed in step 1 to prepare an unsintered laminate, and the unsintered laminate is 1 at 100 ° C.
  • the paste composition of the unsintered laminate was further dried by heating for 5 minutes.
  • Step 3 The unsintered laminate prepared in step 2 is heated at 615 ° C. for 5 hours in an argon gas atmosphere to sintered the paste composition, and the sintered body is formed on an aluminum foil base material to form an electrode material. Manufactured.
  • the thickness of the sintered body after sintering was measured, there was no change from the thickness of the paste composition of the unsintered laminated body before sintering, the thickness of the sintered body was 900 ⁇ m, and the sintered body was on one side. Since only the sintered body was formed, the total thickness of the sintered body was also 900 ⁇ m.
  • the average particle size of the powder in the sintered body was measured by observing the cross section of the sintered body with a scanning electron microscope. Specifically, in the cross section of the sintered body, the maximum diameter (major diameter) of each powder in a bonded state is defined as the particle diameter of the powder, the particle diameters of any 50 powders are measured, and the arithmetic average of these is calculated. , The average particle size of the powder in the sintered body.
  • the average particle size of the powder measured by the above measuring method was substantially the same as the average particle size of the powder before sintering, with almost no change.
  • Step 4 The produced electrode material was further anodized.
  • the anodizing treatment was carried out at a chemical conversion voltage of 10 to 900 V in accordance with the Japan Electronics and Information Technology Industries Association standard RC-2364A.
  • ⁇ , ⁇ , and ⁇ in the evaluation of the bonding force indicate the following evaluations.
  • ⁇ The aluminum foil base material and the sintered body did not peel off during the chemical formation.
  • ⁇ The aluminum foil base material and the sintered body were slightly peeled off during the chemical formation.
  • X The aluminum foil base material and the sintered body were peeled off during the chemical formation.
  • Example 2 Comparative Example 2 An electrode material was produced in the same manner as in Example 1 except that the average particle size of the aluminum powder was 15 ⁇ m, and the bonding strength was evaluated. The results are shown in Table 2.
  • Example 3 Comparative Example 3
  • An electrode material was produced and the bonding strength was evaluated in the same manner as in Example 1 except that the thickness of the sintered body on one side of the aluminum foil base material was 100 ⁇ m and the total thickness of the sintered body was also 100 ⁇ m. The results are shown in Table 3.
  • Example 4 Comparative Example 4 An electrode material was produced in the same manner as in Example 1 except that the average particle size of the aluminum powder was 15 ⁇ m, the thickness of the sintered body on one side of the aluminum foil base material was 100 ⁇ m, and the total thickness of the sintered body was also 100 ⁇ m. And the bonding force was evaluated. The results are shown in Table 4.
  • Example 5 The electrode material was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the height of the protrusion was 500 ⁇ m, the total thickness of the sintered body was 900 ⁇ m, and the sintering time was changed in the range of 1 to 10 hours. evaluated. The results are shown in Table 5. In Example 5, when the sintering time was 1 to 4 hours, the sintering time was short and the sintered body was not yet formed.
  • Example 5 An electrode material was produced in the same manner as in Example 5 except that through holes and protrusions were not formed on the aluminum foil base material and the sintering time was changed in the range of 1 to 9 hours, and the bonding strength was evaluated. The results are shown in Table 6.
  • Example 6 As the aluminum foil base material, a material having through holes but not protrusions was used. Further, an electrode material was produced in the same manner as in Example 5 except that the length of one side of the through hole was 1 to 2 ⁇ m, 1 mm, 2 mm, and 5 mm, respectively, and the bonding force was evaluated. The results are shown in Table 7, and Example 5 is also shown in Table 7 for reference.
  • Example 6 and 7 Comparative Examples 10 and 11
  • Table 8 The average particle size of the powder, the presence or absence of through holes and protrusions were changed as shown in Table 8.
  • Sintered bodies having a thickness of 900 ⁇ m and a total thickness of 1800 ⁇ m were laminated on both sides of the aluminum foil base material. Further, it was sintered until the aluminum foil base material and the sintered body were bonded.
  • the electrode material was manufactured in the same manner as in Example 5 except for the above.
  • the applied voltage was changed as shown in Table 8, and the capacitance was measured. The results are shown in Table 8.
  • the electrode materials of Examples 6 and 7 are superior in bonding strength between the aluminum foil base material and the sintered body as compared with the corresponding electrode materials of Comparative Examples 7 and 11, respectively, the sintering time should be shortened. Was done. Therefore, it was confirmed that the surface area of the sintered body can be increased and the electrode material of the present invention can exhibit the high capacitance required for the capacitor.
  • Electrode material for aluminum electrolytic capacitors 2.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

本発明は、静電容量に優れ、且つ、アルミニウム箔基材と焼結体との接合力に優れたアルミニウム電解コンデンサ用電極材、及び、その製造方法を提供する。　本発明は、アルミニウム箔基材の少なくとも片面に、アルミニウム粉末及びアルミニウム合金粉末からなる群より選択される少なくとも１種の粉末の焼結体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、 （１）前記アルミニウム箔基材は、貫通孔、及び、該貫通孔の外周部から突出する突起を有し、 （２）前記焼結体の合計厚みは１００～１８００μｍであり、 （３）前記焼結体中の粉末の平均粒子径は３～１５μｍであり、 （４）前記突起の高さが、前記粉末の平均粒子径の１／２以上である、 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である。

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、エネルギー分野で広く使われている。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い、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、酸化皮膜を形成し、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皮膜を形成することにより、用途に適合する各種の電解コンデンサ用アルミニウム陽極用電極箔を製造することができる。
　エッチング処理で形成されるエッチングピットは、陽極酸化電圧に対応した形状に処理される。具体的には、中高圧用のコンデンサ用途には、厚い酸化皮膜を形成する必要がある。このため、そのような厚い酸化皮膜でエッチングピットが埋まらないように、中高圧陽極用アルミニウム箔では、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、電圧に応じた太さに処理される。また、低圧用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、主には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。また、陰極用箔も同様にエッチングにより表面積を拡大させている。
　特許文献１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提案されている。上記電極材は、従来のエッチングピットを形成したアルミニウム箔よりも大きな表面積を有しており、上記電極材を用いたコンデンサの静電容量を大きくすることができる。
　しかしながら、近年、アルミニウム電解コンデンサには、より大きい静電容量が求められており、アルミニウム電解コンデンサ用電極材にはより大きい表面積が要求されている。
　また、特許文献１のように、アルミニウム等の粉末の焼結体をコンデンサ形状に成型するアルミニウム電解コンデンサ用電極材では、電極の取り出し部（タブ材）をアルミニウム箔基材や線材で形成することが検討されている。
　しかしながら、上述のようなアルミニウム電解コンデンサ用電極材は、焼結体とアルミニウム箔基材（取り出し部）との間の接合力が弱くなる傾向がある。そのため、十分な接合力を得ようとすると、焼結体の焼結時間を長くしなければならず、これにより焼結体の焼結が進み過ぎて焼結体の表面積が低下してしまい、静電容量が低下するという問題がある。
特開２００８－９８２７９号公報
　本発明は、静電容量に優れ、且つ、アルミニウム箔基材と焼結体との接合力に優れたアルミニウム電解コンデンサ用電極材、及び、その製造方法を提供することを目的とする。
　本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、電極の取り出し部であるタブ材等となる、アルミニウム箔基材に特定の高さの突起を設け、その突起をペースト組成物からなる形成体に埋没させた状態で焼結することで、焼結時間を短縮することができ、焼結体の表面積を増大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およびその製造方法に関する。
１．アルミニウム箔基材の少なくとも片面に、アルミニウム粉末及びアルミニウム合金粉末からなる群より選択される少なくとも１種の粉末の焼結体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、
（１）前記アルミニウム箔基材は、貫通孔、及び、該貫通孔の外周部から突出する突起を有し、
（２）前記焼結体の合計厚みは１００～１８００μｍであり、
（３）前記焼結体中の粉末の平均粒子径は３～１５μｍであり、
（４）前記突起の高さが、前記粉末の平均粒子径の１／２以上である、
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．前記突起の高さが３０μｍ以上である、項１に記載のアルミニウム電解コンデンサ用電極材。
３．前記突起の高さが５００μｍ以下である、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．前記アルミニウム箔基材の両面に前記焼結体を有し、前記突起が前記アルミニウム箔基材の両面に突出する、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．（Ｉ）アルミニウム箔基材に貫通孔、及び、該貫通孔の外周部から突出する突起を形成する工程１、
（ＩＩ）前記アルミニウム箔基材の少なくとも片面に、アルミニウム粉末及びアルミニウム合金粉末からなる群より選択される少なくとも１種の粉末、バインダー樹脂及び溶剤を含むペースト組成物を積層する工程２、及び、
（ＩＩＩ）前記ペースト組成物を焼結し、焼結体を形成する工程３、
を有し、
　前記焼結体の合計厚みは１００～１８００μｍであり、
　前記粉末の平均粒子径は３～１５μｍであり、
　前記突起の高さが、前記粉末の平均粒子径の１／２以上である、
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は、静電容量に優れ、且つ、アルミニウム箔基材と焼結体との接合力に優れている。また、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、静電容量に優れ、且つ、アルミニウム箔基材と焼結体との接合力に優れるアルミニウム電解コンデンサ用電極材を容易に製造することができる。
本発明の電極材の一例を示す模式図である。 本発明の電極材の一例を示す模式図である。 本発明の電極材の一例を示す模式図である。 本発明の電極材の一例を示す模式図である。 本発明の電極材の一例を示す模式図である。 本発明の電極材の一例を示す模式図である。 本発明の電極材の一例を示す模式図である。 本発明の電極材の一例を示す模式図である。 本発明の電極材の一例を示す模式図である。
１．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、アルミニウム箔基材の少なくとも片面に、アルミニウム粉末及びアルミニウム合金粉末からなる群より選択される少なくとも１種の粉末の焼結体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、（１）前記アルミニウム箔基材は、貫通孔、及び、該貫通孔の外周部から突出する突起を有し、（２）前記焼結体の合計厚みは１００～１８００μｍであり、（３）前記焼結体中の粉末の平均粒子径は３～１５μｍであり、（４）前記突起の高さが、前記粉末の平均粒子径の１／２以上であるアルミニウム電解コンデンサ用電極材である。
　本発明のアルミニウム電解コンデンサ用電極材（以下、単に「電極材」とも示す。）は、上記（１）及び（４）の構成を備えることにより、突起が焼結体に十分に埋没するため、アルミニウム箔基材と焼結体との接合力に優れている。また、本発明の電極材は、（１）の構成を備えることにより上述のように接合力に優れるため、焼結時間を短くすることができ、且つ、（２）及び（３）の構成を備えることにより、焼結体の厚みが厚く、粉末の平均粒子径が適度な範囲にあるので、高い静電容量を示すことができる。また、本発明の電極材は、（１）貫通孔を有するので、焼結時に脱脂し易くなり、焼結による焼結体の反りが抑制されるので焼結体の合計厚みを厚くすることができ、高い静電容量を示すことができる。すなわち、本発明の電極材は、上記（１）～（４）の構成を備えることがあいまって、高い静電容量と、アルミニウム箔基材と焼結体との間の高い接合力を兼ね備えることができる。
　以下、本発明の電極材について詳細に説明する。
　図１は、本発明の電極材の一例を示す模式図である。図１では、本発明の電極材１は、アルミニウム箔基材２の両面に焼結体３を有している。図２（Ａ）は、本発明の電極材を上面から見た状態を示す模式図であり、図２（Ｂ）は、本発明の電極材を側面から見た状態を示す模式図である。図２（Ｂ）は、本発明の電極材１を図２（Ａ）の線Ｘ１に沿って側面から見た状態を示す。図２（Ａ）及び図２（Ｂ）では、本発明の電極材１は、アルミニウム箔基材２が両面から焼結体３に挟持された状態であり、アルミニウム箔基材２には貫通孔２１、及び、該貫通孔２１の外周部から突出する突起２２が設けられている。図２（Ｂ）では、上記突起２２はアルミニウム箔基材２の両面のうちいずれかの面側に突出しており、同一の貫通孔２１の外周部から突出する突起２２は、同じ方向に突出している。　本発明の電極材は、図２のように、アルミニウム箔基材２の両面に焼結体３を有し、突起２２がアルミニウム箔基材２の両面に突出することが好ましい。このような形態とすることで、本発明の電極材の静電容量がより一層向上し、且つ、アルミニウム箔基材と焼結体との接合力がより一層向上する。
　図３は、図１及び図２の電極材で用いたアルミニウム箔基材２の片面に焼結体３を有する形態の本発明の電極材を示す模式図である。図３では、焼結体３上にアルミニウム箔基材２が積層されており、貫通孔２１の外周部から焼結体３側に向かって突出している突起は、焼結体３に埋没している。
　図４及び図５は、本発明の電極材の一例を示す模式図である。図４及び図５では、本発明の電極材１は、アルミニウム箔基材２の片面に焼結体３を有している。アルミニウム箔基材２は、貫通孔２１、及び、貫通孔２１の外周部から突出する突起２２を有している。図４及び図５では、上記突起２２はアルミニウム箔基材２の焼結体３と接する側の面に突出し、焼結体３に埋没している。
　図６及び図７は、本発明の電極材の一例を示す模式図である。図６及び図７では、アルミニウム箔基材２の焼結体３が接合されている面の面積は、焼結体３のアルミニウム箔基材２を有する面の面積よりも小さくなっている。また、図６及び図７では、アルミニウム箔基材２は、貫通孔２１の外周部から突出する突起２２が、全て焼結体３と接する側の面に突出し、焼結体３に埋没している。
　図８、及び、図９は、本発明の電極材の一例を示す模式図である。本発明の電極材１は、図８のように、アルミニウム箔基材２の片面に、焼結体３を複数個有する構成であってもよいし、図９のように、アルミニウム箔基材２の両面に、焼結体３を複数個有する構成であってもよい。
（焼結体）
　本発明の電極材は、アルミニウム箔基材の少なくとも片面に、アルミニウム粉末及びアルミニウム合金粉末からなる群より選択される少なくとも１種の粉末の焼結体を有する。焼結体は、アルミニウム粉末及びアルミニウム合金粉末からなる群より選択される少なくとも１種の粉末の焼結体である。
　焼結体は、アルミニウム箔基材の少なくとも片面に形成されていればよく、両面に形成されていてもよい。電極材の静電容量がより一層向上する点で、両面に形成されていることが好ましい。
　焼結体は、上記粉末同士が空隙を維持しながら焼結して接合されることにより、三次元網目構造を有する多孔質焼結体であることが好ましい。当該構造を有することにより、焼結体の表面積が大きくなり、高い静電容量を示すアルミニウム電解コンデンサ（以下、単に「コンデンサ」とも示す。）を製造可能な電極材を得ることができる。
　アルミニウム粉末のアルミニウム含有量は、９９．８０質量％以上であることが好ましく、９９．８５質量％以上であることがより好ましく、９９．９９質量％以上であることが更に好ましい。
　アルミニウム合金粉末は、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）等から選ばれる１種以上の元素を含んでもよい。アルミニウム合金中のこれらの元素の含有量は、１００質量ｐｐｍ以下が好ましく、５０質量ｐｐｍ以下がより好ましい。アルミニウム合金粉末中の上記元素の含有量が上記範囲であることにより、アルミニウム電解コンデンサ用電極材の静電容量がより一層向上する。
　上記粉末は、一種単独で用いてもよいし、二種以上を混合して用いてもよい。
　焼結体中の粉末の平均粒子径は、３～１５μｍである。平均粒子径が３μｍ未満であるか、又は、１５μｍを超えると、電極材の静電容量が十分でない。上記焼結体中の粉末の平均粒子径は３～１０μｍが好ましく、３．５～６μｍがより好ましい。
　本明細書において、焼結体中の粉末の平均粒子径は、焼結体の断面を、走査型電子顕微鏡で観察することによって測定することができる。具体的には、上記粉末を焼結して焼結体を形成すると、当該焼結体では粒子状の粉末の一部が溶融して、粉末同士が接合した状態となる。焼結体の断面において、接合した状態の各粉末の最大径（長径）をその粉末の粒子径とし、任意の５０個の粉末の粒子径を測定し、これらの算術平均を、焼結体中の粉末の平均粒子径とする。上記測定方法により測定される粉末の平均粒子径は、焼結前の粉末の平均粒子径から殆ど変化せず、略同一である。
　焼結体の合計厚みは１００～１８００μｍである。焼結体の合計厚みが１００μｍ未満であると、電極材の静電容量が十分でない。合計厚みが１８００μｍを超える焼結体は、形成が困難である。焼結体の合計厚みは、３００μｍ以上が好ましく、４００μｍ以上がより好ましい。また、焼結体の合計厚みは、１２００μｍ以下が好ましく、９００μｍ以下がより好ましい。なお、本明細書において焼結体の合計厚みとは、本発明の電極材が焼結体をアルミニウム箔基材の両面に有する場合は、それぞれの面に形成された焼結体の厚みの合計の厚みである。本発明の電極材が焼結体をアルミニウム箔基材の片面のみに有する場合は、片面の焼結体の厚みが合計厚みとなる。
（アルミニウム箔基材）
　アルミニウム箔基材を形成するアルミニウム箔としては、純アルミニウムからなるアルミニウム箔又はアルミニウム合金箔を使用することが好ましい。
　純アルミニウムからなるアルミニウム箔のアルミニウム含有量は、９９．８０質量％以上であることが好ましく、９９．８５質量％以上であることがより好ましく、９９．９９質量％以上であることが更に好ましい。
　アルミニウム合金箔に用いられるアルミニウム合金は、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）及びホウ素（B）からなる群より選択される少なくとも１種の金属元素を必要範囲内において、アルミニウムに添加したアルミニウム合金であってもよいし、上記元素を不可避的不純物的に含むアルミニウム合金であってもよい。アルミニウム合金中のこれらの元素の含有量は、１００質量ｐｐｍ以下が好ましく、５０質量ｐｐｍ以下がより好ましい。アルミニウム合金中の上記元素の含有量が上記範囲であることにより、アルミニウム電解コンデンサ用電極材の静電容量がより一層向上する。
　アルミニウム箔基材の厚みは、電極材の強度がより一層向上する観点から、１０μｍ以上が好ましく、１５μｍ以上がより好ましく、２０μｍ以上が更に好ましい。また、アルミニウム箔基材の厚みは、コンデンサ用電極材とした際の体積あたりの容量がより一層向上する観点から、８０μｍ以下が好ましく、６０μｍ以下がより好ましく、４０μｍ以下が更に好ましい。
　アルミニウム箔基材の焼結体と接する側の面の面積は、焼結体のアルミニウム箔基材と接する側の面の面積よりも、図１～図５、図８、及び図９のように、大きくてもよく、図６及び７のように、小さくてもよい。また、図６及び図７のように、アルミニウム箔基材が短冊状であり、当該アルミニウム箔基材の少なくとも一部が焼結体と当接し、残部が電力を引き出し可能に突出している取り出し部（タブ）の形態であってもよい。
　上記アルミニウム箔基材は、貫通孔、及び、該貫通孔の外周部から突出する突起を有する。貫通孔及び突起を形成する方法は特に限定されず、例えば、アルミニウム箔基材の片面から、針や角柱形状の工具を貫通させることによって、貫通孔及び突起を同時に形成することができる。
　貫通孔の形状は特に限定されず、円形、多角形が挙げられ、より具体的には、正方形、長方形、円形、楕円形等の形状が挙げられる。形成が容易で、突起の高さが均一に調整し易い観点から、正方形又は円形が好ましく、正方形がより好ましい。
　貫通孔が正方形である場合、貫通孔の一辺の長さは５０μｍ以上が好ましく、１００μｍ以上がより好ましい。また、貫通孔の一辺の長さは、１０００μｍ以下が好ましく、２００μｍ以下がより好ましい。正方形である貫通孔の一辺の長さの下限が上記範囲であることにより、工程３において、バインダー樹脂および溶剤が燃焼、揮発する際のガスの抜けが良く、焼結体の反りを低減する効果がより一層大きくなるが、貫通孔の一辺の長さが長過ぎるとアルミニウム箔基材の強度が低下するおそれがあり、アルミニウム箔基材が破断するおそれがある。また、正方形である貫通孔の一辺の長さの上限が上記範囲であると、逆になる。正方形である貫通孔の一辺の長さが上記範囲内であると反り低減効果とアルミニウム箔基材の強度のバランスが良く、アルミニウム電解コンデンサ用電極材とした際に好適に使用できる。
　貫通孔が円形である場合、貫通孔の直径は５０μｍ以上が好ましく、１００μｍ以上がより好ましい。また、貫通孔の直径は、１０００μｍ以下が好ましく、２００μｍ以下がより好ましい。円形である貫通孔の直径の下限が上記範囲であることにより、工程３において、バインダー樹脂および溶剤が燃焼、揮発する際のガスの抜けが良く、焼結体の反りを低減する効果がより一層大きくなるが、貫通孔の直径が大き過ぎるとアルミニウム箔基材の強度が低下するおそれがあり、アルミニウム箔基材が破断するおそれがある。また、円形である貫通孔の直径の上限が上記範囲であると、逆になる。貫通孔の直径が上記範囲内であると反り低減効果とアルミニウム箔基材の強度のバランスが良く、アルミニウム電解コンデンサ用電極材とした際に好適に使用できる。
　突起の形状は特に限定されず、三角形、長方形等の形状が挙げられる。突起の形状が三角形又は長方形であることにより、形成が容易であり、突起の高さをより一層均一に調整し易くなる。
　突起の高さは、２μｍ以上が好ましく、７．５μｍ以上がより好ましく、１５μｍ以上が更に好ましく、３０μｍ以上が特に好ましく、５０μｍ以上が最も好ましく、１００μｍ以上がより最も好ましい。突起の高さの下限が上記範囲であることにより、アルミニウム箔基材と焼結体との接合力がより一層向上する。また、突起の高さは、１０００μｍ以下が好ましく、５００μｍ以下がより好ましく、３００μｍ以下が更に好ましい。突起の高さは、その形成方法に起因しており、貫通孔の形状が円形、正方形である場合、貫通孔の直径又は一辺のおよそ半分であるため、突起の高さを高くすると貫通孔の径が大きくなり、アルミニウム箔基材の強度が低下するおそれがあり、製造工程においてペースト組成物が貫通孔からにじむおそれがある。突起の高さの上限が上記範囲であると、これらの問題点がより一層抑制される。
　本発明の電極材において、突起の高さは、粉末の平均粒子径の１／２以上である。突起の高さが粉末の平均粒子径の１／２未満であると、突起が焼結体に十分に埋没せず、アルミニウム箔基材と焼結体との接合力が十分でない。このため、焼結時間を長くすることが必要となり、静電容量が低する。突起の高さは、粉末の平均粒子径の２／３以上が好ましく、１／１以上がより好ましく、２／１以上が更に好ましく、３３／１以上が特に好ましい。また、突起の高さは、粉末の平均粒子径の３３４／１以下が好ましく、２００／１以下がより好ましく、１６７／１以下が更に好ましい。
２．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、
（Ｉ）アルミニウム箔基材に貫通孔、及び、該貫通孔の外周部から突出する突起を形成する工程１、
（ＩＩ）前記アルミニウム箔基材の少なくとも片面に、アルミニウム粉末及びアルミニウム合金粉末からなる群より選択される少なくとも１種の粉末、バインダー樹脂及び溶剤を含むペースト組成物を積層する工程２、及び、
（ＩＩＩ）前記ペースト組成物を焼結し、焼結体を形成する工程３、
を有し、
　前記焼結体の合計厚みは１００～１８００μｍであり、
　前記粉末の平均粒子径は３～１５μｍであり、
　前記突起の高さが、前記粉末の平均粒子径の１／２以上である製造方法である。
　本発明の製造方法は、（Ｉ）アルミニウム箔基材に貫通孔および突起を形成する工程１を有することにより、貫通孔を形成することにより同時に突起を形成することができ、更に、（ＩＩ）当該アルミニウム箔基材の表面上にペースト組成物を積層する工程２、及び、（ＩＩＩ）ペースト組成物を焼結する工程３を有することにより、本発明の電極材を容易に製造することができる。
　以下、本発明の製造方法について詳細に説明する。
（工程１）
　工程１は、アルミニウム箔基材に貫通孔、及び、該貫通孔の外周部から突出する突起を形成する工程である。
　アルミニウム箔基材としては、上述の電極材において説明したアルミニウム箔基材を用いることができる。
　工程１では、アルミニウム箔基材の突起の高さは、工程２で用いられる粉末の平均粒子径の１／２以上である。突起の高さが粉末の平均粒子径の１／２未満であると、製造される電極材において突起が焼結体に十分に埋没せず、アルミニウム箔基材と焼結体との接合力が十分でない。このため、焼結時間を長くすることが必要となり、電極材の静電容量が低する。突起の高さは、粉末の平均粒子径の２／３以上が好ましく、１／１以上がより好ましく、２／１以上が更に好ましく、３３／１以上が特に好ましい。また、突起の高さは、粉末の平均粒子径の３３４／１以下が好ましく、２００／１以下がより好ましく、１６７／１以下が更に好ましい。
　アルミニウム箔基材に貫通孔および突起を形成する方法としては特に限定されず、例えば、プレス加工、トムソン加工、エンボス加工等の公知の方法によって形成される。上記方法により、アルミニウム箔基材の片面から貫通孔を形成することにより、貫通孔の外周部から突出する突起が形成され、貫通孔及び突起を同時に形成することができる。これらの方法の中でも、突起形状の安定性に優れる観点からプレス加工が好ましい。また、加工の簡便さ、コスト低減の観点からトムソン加工が好ましい。
　以上説明した工程１により、アルミニウム箔基材に貫通孔、及び、該貫通孔の外周部から突出する突起が形成される。
（工程２）
　工程２は、アルミニウム箔基材の少なくとも片面に、アルミニウム粉末及びアルミニウム合金粉末からなる群より選択される少なくとも１種の粉末、バインダー樹脂及び溶剤を含むペースト組成物を積層する工程である。
　アルミニウム粉末のアルミニウム含有量は、９９．８０質量％以上であることが好ましく、９９．８５質量％以上であることがより好ましく、９９．９９質量％以上であることが更に好ましい。
　アルミニウム合金粉末は、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）等から選ばれる１種以上の元素を含んでもよい。アルミニウム合金中のこれらの元素の含有量は、１００質量ｐｐｍ以下が好ましく、５０質量ｐｐｍ以下がより好ましい。アルミニウム合金粉末中の上記元素の含有量が上記範囲であることにより、アルミニウム電解コンデンサ用電極材の静電容量がより一層向上する。
　上記粉末は、一種単独で用いてもよいし、二種以上を混合して用いてもよい。
　アルミニウム粉末及びアルミニウム合金粉末の形状は、特に限定されず、球状、不定形状、鱗片状、繊維状等のいずれも好適に使用できるが、工業的生産には球状の粉末が好ましい。
　アルミニウム粉末及びアルミニウム合金粉末は、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。すなわち、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好ましい。
　工程２で用いられる粉末の平均粒子径は３～１５μｍである。平均粒子径が３μｍ未満であるか、又は、１５μｍを超えると、製造される電極材の静電容量が十分でない。上記粉末の平均粒子径は３～９μｍがより好ましく、３．５～６μｍが更に好ましい。
　本明細書において、工程２で用いられる粉末の平均粒子径は、粉末を走査型電子顕微鏡で観察することによって測定することができる。具体的には、上記粉末を走査型電子顕微鏡で観察し、各粉末の最大径（長径）をその粉末の粒子径とし、任意の５０個の粉末の粒子径を測定し、これらの算術平均を、工程２で用いられる粉末の平均粒子径とする。上記測定方法により測定される粉末の平均粒子径は、焼結後も殆ど変化せず、電極材の焼結体中の粉末の平均粒子径と略同一である。
　ペースト組成物中の粉末の含有量は、ペースト組成物を１００質量％として３０～８０質量％が好ましく、４０～７０質量％がより好ましい。粉末の含有量の下限が上記範囲であると、製造される電極材の静電容量がより一層向上する。また、粉末の含有量の上限が上記範囲であると、アルミニウム箔基材とペースト組成物との密着強度がより一層向上する。
　バインダー樹脂としては特に限定されず、公知のバインダー樹脂を用いることができる。バインダー樹脂としては、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、並びに、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挙げられる。これらのバインダー樹脂は、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、製造される電極材の所望の静電容量等の電気特性に応じて使い分けることができる。
が挙げられる。
　上記バインダー樹脂は、一種単独で用いてもよいし、二種以上を混合して用いてもよい。
　ペースト組成物中のバインダー樹脂の含有量は、ペースト組成物を１００質量％として０．５～３５質量％が好ましく、０．７５～１０質量％がより好ましい。バインダー樹脂の含有量の下限が上記範囲であると、アルミニウム箔基材とペースト組成物との密着強度がより一層向上する。また、バインダー樹脂の含有量の上限が上記範囲であると、後述する工程３においてペースト組成物を焼結する際に脱脂し易く、焼結後にバインダー樹脂が残存することによって発生する反り等の不具合をより一層抑制し易くなる。
　溶剤としては特に限定されず、公知の溶剤を用いることができる。溶剤としては、例えば、水、トルエン、アルコール類、ケトン類、エステル類等の有機溶剤が挙げられ、より具体的には、水、酢酸ブチル、プロピレングリコールメチルエーテル、乳酸エチル、ブチルセロソルブ、イソホロン等が挙げられる。
　上記溶剤は、一種単独で用いてもよいし、二種以上を混合して用いてもよい。
　ペースト組成物中の溶剤の含有量は、ペースト組成物を１００質量％として２０～７０質量％が好ましく、３０～５５質量％がより好ましい。溶剤の含有量の下限が上記範囲であると、ペースト組成物をアルミニウム箔基材に積層し易くなる。また、溶剤の含有量の上限が上記範囲であると、アルミニウム箔基材とペースト組成物との密着強度がより一層向上する。
　ペースト組成物は、必要に応じて、焼結助剤、界面活性剤等の他の成分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。ペースト組成物が他の成分を含むことにより、より一層効率よく焼結体を形成することができる。
　焼結助剤としては特に限定されず、公知の焼結助剤を用いることができる。焼結助剤としては、例えば、アルミニウムフッ化物、カリウムフッ化物、カルシウムフッ化物等のフッ化物が挙げられる。
　界面活性剤としては特に限定されず、公知の界面活性剤を用いることができる。界面活性剤としては、例えば、ベタイン系、スルホベタイン系、アルキルベタイン系等の界面活性剤が挙げられる。
　工程２では、上述の粉末、バインダー樹脂、溶剤、及び、必要に応じてその他の成分を混合し、混練してペースト組成物を調製することが好ましい。混練することにより、ペースト組成物が均一となり、製造される電極材の部位による静電容量のばらつきがより一層抑制される。
　工程２では、アルミニウム箔基材の少なくとも片面に、上記ペースト組成物が積層される。ペースト組成物を積層する方法としては特に限定されず、公知の方法により積層することができる。
　アルミニウム箔基材の少なくとも片面にペースト組成物を積層する方法としては、例えば、（１）ペースト組成物を型中に充填して乾燥させて、型から取り出し、乾燥されたペースト組成物をアルミニウム箔基材の少なくとも片面に積層する方法、（２）アルミニウム箔基材の少なくとも片面にペースト組成物を塗布する方法が挙げられる。
　上記方法（１）の乾燥条件は、乾燥されたペースト組成物を取り出す際に、乾燥されたペースト組成物が崩れず形状を保つことができれば特に限定されず、例えば、２０～３００℃の範囲内の温度で１～３０分間乾燥させる乾燥条件が挙げられる。
　上記方法（１）で用いる型の形状は、得ようとする電極材の焼結体の形状によって任意に選択すればよい。
　上記方法（２）としては、具体的には、アルミニウム箔基材の少なくとも片面に上記ペースト組成物を、ローラー、刷毛、スプレー、ディッピング等の塗布方法により塗布する方法が挙げられ、また、シルクスクリーン印刷等の公知の印刷方法によって塗布する方法も挙げられる。
　工程２では、上記方法（１）又は（２）によりアルミニウム箔基材の少なくとも片面に、ペースト組成物を積層して未焼結積層体を調製した後、更に、未焼結積層体のペースト組成物を乾燥させてもよい。乾燥条件は特に限定されず、例えば、２０～３００℃の範囲内の温度で１～３０分間乾燥させる乾燥条件が挙げられる。
　アルミニウム箔基材に積層されたペースト組成物の合計厚みは１００～１８００μｍが好ましい。ペースト組成物の合計厚みが上記範囲であることにより、工程３により形成される焼結体の合計厚みを１００～１８００μｍとすることができる。ペースト組成物の合計厚みは、３００μｍ以上が好ましく、４００μｍ以上がより好ましい。また、ペースト組成物の合計厚みは、１２００μｍ以下が好ましく、９００μｍ以下がより好ましい。なお、本明細書においてペースト組成物の合計厚みとは、ペースト組成物をアルミニウム箔基材の両面に積層する場合は、それぞれの面に積層されたペースト組成物の厚みの合計の厚みである。ペースト組成物をアルミニウム箔基材の片面のみに積層する場合は、片面のペースト組成物の厚みが合計厚みとなる。
　ペースト組成物は、アルミニウム箔基材の少なくとも片面に積層されていればよく、すなわち、図３～図８のように片面に積層されてもよく、図１、図２、図９のように両面に積層されてもよい。
　以上説明した工程２により、アルミニウム箔基材の少なくとも片面に、アルミニウム粉末及びアルミニウム合金粉末からなる群より選択される少なくとも１種の粉末、バインダー樹脂及び溶剤を含むペースト組成物が積層される。
（工程３）
　工程３は、ペースト組成物を焼結し、焼結体を形成する工程である。工程３により、アルミニウム箔基材に積層されたペースト組成物中の粉末が焼結され、焼結体が形成される。
　焼結方法としては、ペースト組成物中の粉末を焼結することができれば特に限定されず、例えば、工程２によりアルミニウム箔基材の少なくとも片面に積層されたペースト組成物を、アルミニウム箔基材ごと加熱炉に入れて加熱し、焼結する方法が挙げられる。
　焼結温度は、４９０～６５０℃が好ましく、５００～６４０℃がより好ましく、５５０～６３０℃が更に好ましい。焼結温度の下限が上記範囲であると、アルミニウム箔基材と焼結体との接合力がより一層向上する。また、焼結温度の上限が上記範囲であることにより、粉末の溶融による表面積の低下が抑制されて、製造される電極材の静電容量がより一層向上する。
　焼結時間は５～１０時間が好ましく、６～１０時間がより好ましい。焼結時間を上記範囲とすることにより、製造される電極材の静電容量がより一層向上する。従来のように、アルミニウム箔基材に貫通孔及び突起を形成しない電極材においては、焼結時間を１０時間超２４時間以下とすることにより焼結体を形成する粉末同士の焼結、及び、焼結体とアルミニウム箔基材との間の焼結を十分とすることができたが、粉末同士の焼結と、焼結体とアルミニウム箔基材との間の焼結では、好ましい焼結時間が異なるため、粉末同士の焼結が進みすぎて焼結体の表面積が減少するおそれがあった。一方で、焼結時間を５時間以上１０時間以下とすると、焼結体の表面積が十分となっても、焼結体とアルミニウム箔基材との間の焼結が不十分となり、焼結体が剥離するおそれがあった。本発明の製造方法では、アルミニウム箔基材が貫通孔及び突起を有するため、より短い焼結時間での焼結体の焼結により焼結体とアルミニウム箔基材との間の接合を行うことが可能となり、焼結体の表面積の低下を抑制することができ、且つ、焼結体とアルミニウム箔基材との間の接合力がより一層向上する。
　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く、これらの中でも、真空雰囲気又は還元性雰囲気が好ましい。また、焼結雰囲気の圧力条件についても、常圧、減圧又は加圧のいずれの圧力条件であってもよい。
　工程３により形成される焼結体の合計厚みは１００～１８００μｍである。焼結体の合計厚みが１００μｍ未満であると、電極材の静電容量が十分でない。合計厚みが１８００μｍを超える焼結体は、形成が困難である。焼結体の合計厚みは、３００μｍ以上が好ましく、４００μｍ以上がより好ましい。また、焼結体の合計厚みは、１２００μｍ以下が好ましく、９００μｍ以下がより好ましい。
　以上説明した工程３により、ペースト組成物が焼結され、焼結体が形成される。上記工程１～工程３により、本発明の電極材を製造することができる。
（工程４）
　本発明の製造方法は、上記工程３に次いで、更に、焼結体に陽極酸化処理を行う工程４を有していてもよい。陽極酸化処理を行うことにより、焼結体の表面に酸化皮膜が形成され、当該酸化皮膜が誘電体として機能することでアルミニウム電解コンデンサ用電極材として有用に用いることができる。
　陽極酸化処理条件は特に限定されず、通常は濃度０．０１モル以上５モル以下、温度３０℃以上１００℃以下のホウ酸水溶液またはアジピン酸アンモニウム水溶液中で、１０ｍＡ／ｃｍ２以上４００ｍＡ／ｃｍ２以下の電流を５分以上印加すればよい。
　陽極酸化処理電圧は、２～７００Ｖから適宜選択されることが好ましい。陽極酸化処理電圧は、電極材がアルミニウム電解コンデンサ用電極として用いられる際のアルミニウム電解コンデンサの動作電圧に応じた処理電圧とするのが好ましい。
　本発明の製造方法によれば、エッチング処理を行わずして、優れた電極材を得ることができる。エッチング工程を含まないことにより、エッチングに用いる塩酸等の処理が不要となり、環境上、経済上の負担がより一層低減される。
　以下に実施例及び比較例を示して本発明をより詳しく説明する。但し、本発明は実施例に限定されない。
（実施例１、比較例１）
（工程１）
　厚さ３０μｍのアルミニウム箔基材（アルミニウム純度９９．９９質量％）に角柱形状の工具を貫通させるようにプレス加工を施して、正方形形状の一辺の長さが表１に示す長さの貫通孔と、貫通孔の外周部から突出する、表１に示す高さの突起を形成した。突起の形状は、図３の突起２２のように、三角形であった。また、突起は、焼結体を形成する面側のみに突出するよう形成した。貫通孔は、アルミニウム箔基材に複数個形成した。
（工程２）
　エチルセルロース系バインダー樹脂を、溶剤としての酢酸ブチルに５質量％となるように加えてバインダー樹脂溶液を調製した。バインダー樹脂溶液６０質量部に対し、平均粒子径が３μｍのアルミニウム粉末（東洋アルミニウム株式会社製、ＪＩＳ　Ａ１０８０）１００質量部を加え、混練してペースト組成物を調製した。ペースト組成物を型に充填して、乾燥器中で８０℃の温度で３分間乾燥させて取り出し、厚みが９００μｍの乾燥されたペースト組成物を調製した。乾燥されたペースト組成物を工程１で加工したアルミニウム箔基材の片面（突起が突出している面）に積層して未焼結積層体を調製し、当該未焼結積層体を１００℃で１．５分間加熱して、未焼結積層体のペースト組成物を更に乾燥させた。
（工程３）
　工程２で調製した未焼結積層体を、アルゴンガス雰囲気中で６１５℃で５時間加熱してペースト組成物を焼結し、アルミニウム箔基材上に焼結体を形成して、電極材を製造した。焼結後の焼結体の厚みを測定したところ、焼結前の未焼結積層体のペースト組成物の厚みと変化はなく、焼結体の厚みは９００μｍであり、焼結体が片面にのみ形成されているので、焼結体の合計厚みも９００μｍであった。
　焼結体中の粉末の平均粒子径を、焼結体の断面を、走査型電子顕微鏡で観察することによって測定した。具体的には、焼結体の断面において、接合した状態の各粉末の最大径（長径）をその粉末の粒子径とし、任意の５０個の粉末の粒子径を測定し、これらの算術平均を、焼結体中の粉末の平均粒子径とした。上記測定方法により測定される粉末の平均粒子径は、焼結前の粉末の平均粒子径から殆ど変化せず、略同一であった。
（工程４）
　製造された電極材に、更に、陽極酸化処理を施した。陽極酸化処理は、化成電圧１０～９００Ｖで日本電子機械工業会規格 RC-2364Aに従い行った。
　上記工程１～４を経て製造された電極材のアルミニウム箔基材と焼結体との剥離を目視で確認し、アルミニウム箔基材と焼結体との接合力を評価した。
　なお、以下の表１～６において、接合力の評価の○、△及び×は以下の評価であることを示す。
○：アルミニウム箔基材と焼結体とが化成途中で剥離しなかった。
△：アルミニウム箔基材と焼結体とが化成途中で若干剥離した。
×：アルミニウム箔基材と焼結体とが化成途中で剥離した。
　結果を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
（実施例２、比較例２）
　アルミニウム粉末の平均粒子径を１５μｍとした以外は実施例１と同様にして、電極材を製造し、接合力を評価した。結果を表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
（実施例３、比較例３）
　アルミニウム箔基材の片面の焼結体の厚みを１００μｍとし、焼結体の合計厚みも１００μｍとした以外は実施例１と同様にして、電極材を製造し、接合力を評価した。結果を表３に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
（実施例４、比較例４）
　アルミニウム粉末の平均粒子径を１５μｍとし、アルミニウム箔基材の片面の焼結体の厚みを１００μｍとし、焼結体の合計厚みも１００μｍとした以外は実施例１と同様にして、電極材を製造し、接合力を評価した。結果を表４に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
（実施例５）
　突起の高さを５００μｍとし、焼結体の合計厚みを９００μｍとし、焼結時間を１～１０時間の範囲で変えた以外は実施例１と同様にして、電極材を製造し、接合力を評価した。結果を表５に示す。なお、実施例５では、焼結時間が１～４時間では、焼結時間が短く、焼結体が未だ形成されていなかった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
（比較例５）
　アルミニウム箔基材に貫通孔および突起を形成せず、焼結時間を１～９時間の範囲で変えた以外は実施例５と同様にして、電極材を製造し、接合力を評価した。結果を表６に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
（比較例６～９）
　アルミニウム箔基材として、貫通孔を有するが、突起を有さないものを用いた。また、貫通孔の一辺の長さをそれぞれ、１～２μｍ、１ｍｍ、２ｍｍ、５ｍｍとした以外は実施例５と同様にして、電極材を製造し、接合力を評価した。結果を表７に示し、参考のため、実施例５も表７に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
（実施例６、７、比較例１０、１１）
　粉末の平均粒子径、貫通孔及び突起の有無を表８のように変更した。アルミニウム箔基材の両面に、それぞれ厚み９００μｍ、合計厚み１８００μｍの焼結体を積層した。また、アルミニウム箔基材と焼結体とが接合するまで焼結した。それ以外は実施例５と同様にして、電極材を製造した。印加する電圧を表８のように変えて、静電容量を測定した。結果を表８に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
　実施例６及び７の電極材は、それぞれ、対応する比較例７及び１１の電極材と比較して、アルミニウム箔基材と焼結体との接合力に優れるため、焼結時間を短くすることができた。このため、焼結体の表面積を大きくすることができ、本発明の電極材がコンデンサに要求される高い静電容量を示すことができることが確認された。
１．アルミニウム電解コンデンサ用電極材
２．アルミニウム箔基材
２１．貫通孔
２２．突起
３．焼結体

Claims (5)

  1. 　アルミニウム箔基材の少なくとも片面に、アルミニウム粉末及びアルミニウム合金粉末からなる群より選択される少なくとも１種の粉末の焼結体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、
    （１）前記アルミニウム箔基材は、貫通孔、及び、該貫通孔の外周部から突出する突起を有し、
    （２）前記焼結体の合計厚みは１００～１８００μｍであり、
    （３）前記焼結体中の粉末の平均粒子径は３～１５μｍであり、
    （４）前記突起の高さが、前記粉末の平均粒子径の１／２以上である、
    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. 　前記突起の高さが３０μｍ以上である、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. 　前記突起の高さが５００μｍ以下である、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. 　前記アルミニウム箔基材の両面に前記焼結体を有し、前記突起が前記アルミニウム箔基材の両面に突出する、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. （Ｉ）アルミニウム箔基材に貫通孔、及び、該貫通孔の外周部から突出する突起を形成する工程１、
    （ＩＩ）前記アルミニウム箔基材の少なくとも片面に、アルミニウム粉末及びアルミニウム合金粉末からなる群より選択される少なくとも１種の粉末、バインダー樹脂及び溶剤を含むペースト組成物を積層する工程２、及び、
    （ＩＩＩ）前記ペースト組成物を焼結し、焼結体を形成する工程３、
    を有し、
    　前記焼結体の合計厚みは１００～１８００μｍであり、
    　前記粉末の平均粒子径は３～１５μｍであり、
    　前記突起の高さが、前記粉末の平均粒子径の１／２以上である、
    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の製造方法。
PCT/JP2021/035848 2020-09-30 2021-09-29 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 WO2022071386A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020-164928 2020-09-30
JP2020164928A JP2022056926A (ja) 2020-09-30 2020-09-30 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

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022071386A1 true WO2022071386A1 (ja) 2022-04-07

Family

ID=80950610

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2021/035848 WO2022071386A1 (ja) 2020-09-30 2021-09-29 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 (2)

Country Link
JP (1) JP2022056926A (ja)
WO (1) WO2022071386A1 (ja)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06181063A (ja) * 1992-12-14 1994-06-28 Yuasa Corp 水素吸蔵合金電極
JPH09134726A (ja) * 1995-11-07 1997-05-20 Ngk Insulators Ltd 電気化学素子の集電体、電気化学素子および電気化学素子の集電体の製造方法
JP2001015117A (ja) * 1999-06-30 2001-01-19 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 二次電池の芯材、負極板及び芯材、負極板の製造方法
WO2007055348A1 (ja) * 2005-11-14 2007-05-18 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 電気二重層キャパシタ
JP2014135481A (ja) * 2012-12-11 2014-07-24 Nippon Chemicon Corp コンデンサ

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06181063A (ja) * 1992-12-14 1994-06-28 Yuasa Corp 水素吸蔵合金電極
JPH09134726A (ja) * 1995-11-07 1997-05-20 Ngk Insulators Ltd 電気化学素子の集電体、電気化学素子および電気化学素子の集電体の製造方法
JP2001015117A (ja) * 1999-06-30 2001-01-19 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 二次電池の芯材、負極板及び芯材、負極板の製造方法
WO2007055348A1 (ja) * 2005-11-14 2007-05-18 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 電気二重層キャパシタ
JP2014135481A (ja) * 2012-12-11 2014-07-24 Nippon Chemicon Corp コンデンサ

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022056926A (ja) 2022-04-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4958510B2 (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
US9142359B2 (en) Electrode material for aluminum electrolytic capacitor and process for producing the electrode material
JP5769528B2 (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
TWI493581B (zh) Electrode material for electrolytic capacitor and its manufacturing method
TWI544509B (zh) Electrode for electrolytic capacitor for electrolysis and method for manufacturing the same
JP6073255B2 (ja) アルミニウム電解コンデンサ用電極材の製造方法
US20150371782A1 (en) Method for producing electrode material for aluminum electrolytic capacitors, and electrode material for aluminum electrolytic capacitors
JP6925874B2 (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
WO2022071386A1 (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
JPWO2016136804A1 (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
CN111033657B (zh) 铝电解电容器用电极材料及其制造方法
WO2022196117A1 (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
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
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21875686

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: 21875686

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1