WO2023163134A1 - コンデンサおよびその製造方法 - Google Patents

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WO2023163134A1
WO2023163134A1 PCT/JP2023/006874 JP2023006874W WO2023163134A1 WO 2023163134 A1 WO2023163134 A1 WO 2023163134A1 JP 2023006874 W JP2023006874 W JP 2023006874W WO 2023163134 A1 WO2023163134 A1 WO 2023163134A1
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WO
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sealing member
resin
heat
capacitor
bottomed case
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Application number
PCT/JP2023/006874
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English (en)
French (fr)
Inventor
海星 香西
隆則 村中
Original Assignee
パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/78—Cases; Housings; Encapsulations; Mountings
    • H01G11/80—Gaskets; Sealings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G2/00—Details of capacitors not covered by a single one of groups H01G4/00-H01G11/00
    • H01G2/10—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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a capacitor and its manufacturing method.
  • a capacitor includes a capacitor element, a bottomed case that houses the capacitor element, and a sealing member that seals an opening of the bottomed case.
  • a tab terminal for taking out electricity is connected to the capacitor element.
  • the sealing member may deteriorate due to oxidation in a high-temperature environment, and when the sealing member deteriorates, the sealing performance of the capacitor deteriorates. Therefore, a technique has been proposed to protect the upper surface of the sealing member with a resin layer (for example, Patent Document 1).
  • a conventional resin layer is formed, for example, by applying a curable resin composition to the main surface of the sealing member to form a coating film, and curing the coating film.
  • a curable resin composition to the main surface of the sealing member to form a coating film, and curing the coating film.
  • the resin composition it is difficult to precisely apply the resin composition to the required locations, and the required locations may not be sufficiently covered with the coating film, or the resin may adhere to the lead wires of the tab terminals, resulting in poor connection.
  • the conventional resin layer has insufficient adhesion to the sealing member, and the resin layer cannot follow the deformation of the sealing member. sometimes Therefore, it may not be possible to sufficiently suppress oxidation deterioration of the sealing member.
  • One aspect of the present invention includes a capacitor element, a bottomed case that houses the capacitor element, a sealing member that seals an opening of the bottomed case, and a capacitor that is connected to the capacitor element and penetrates the sealing member. a tab terminal; and a resin layer welded to the main surface of the sealing member so as to cover at least a portion of the main surface arranged outside the bottomed case, wherein the resin layer is a heat-fusible resin. It relates to a capacitor, which is a welded body of
  • Another aspect of the present invention includes the steps of preparing a bottomed case, preparing a sealing member for sealing an opening of the bottomed case, and accommodating a capacitor element to which a tab terminal is connected in the bottomed case. and sealing the opening of the bottomed case housing the capacitor element with the sealing member in a state in which the tab terminals extending from the capacitor element are passed through, wherein the sealing member A heat-fusible resin is disposed on the outer main surface of the bottomed case so as to cover at least a portion of the main surface, and the heat-fusible resin is heated to heat the main surface.
  • the present invention relates to a method for manufacturing a capacitor, comprising a step of forming a resin layer as a weld body to be welded to a surface.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a capacitor according to one embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the configuration of a capacitor element in the capacitor of FIG. 1;
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a capacitor according to one embodiment of the present invention
  • Capacitors according to the present disclosure broadly include electrochemical elements such as electrolytic capacitors and electric double layer capacitors, and may be called capacitors.
  • a capacitor such as a lithium ion capacitor and an electrochemical device similar to a lithium ion secondary battery may also be included in the category of the capacitor of the present invention.
  • the capacitor includes a capacitor element, a bottomed case that houses the capacitor element, a sealing member that seals an opening of the bottomed case, a tab terminal that is connected to the capacitor element and passes through the sealing member, and a sealing a resin layer welded to the main surface (or the outer surface) of the member so as to cover at least a part of the main surface (or the outer surface) disposed outside the bottomed case of the member.
  • the resin layer may be welded to the entire main surface of the sealing member outside the bottomed case, or may be selectively welded to a portion of the main surface so as to cover the easily deteriorated portion. good.
  • the entire surface of the sealing member is composed of the outer surface of the sealing member, the main surface (or inner surface) arranged inside the bottomed case of the sealing member, and the side surface connecting the outer surface and the inner surface (two main surfaces).
  • the outer end of the side surface of the sealing member may be covered with a resin layer.
  • bottomed cases include metals such as aluminum, stainless steel, copper, iron, and brass, or alloys thereof.
  • the bottomed case has, for example, a circular bottom and a cylindrical tubular portion continuous with the bottom.
  • the bottomed case has an open end surrounding the opening opposite the bottom.
  • the sealing member may be composed of an elastic member having an insulating substance.
  • a sealing member containing an elastic member such as rubber, high sealing performance can be ensured.
  • silicone rubber, fluororubber, ethylene propylene rubber, chlorosulfonated polyethylene rubber (Hypalon rubber, etc.), butyl rubber, isoprene rubber, and the like are preferable because of their high heat resistance.
  • the sealing member has a shape (disk-like, disk-like, etc.) corresponding to the opening of the bottomed case.
  • the open end of the bottomed case may have a curled portion that is curled so as to be pressed against the sealing member.
  • the form of the capacitor element is not particularly limited, and may be, for example, a wound type or a laminated type.
  • the capacitor element includes, for example, an anode foil, and may further include a cathode foil, a separator interposed between the anode foil and the cathode foil, and the like.
  • the surface of the anode foil is roughened.
  • a dielectric layer is formed on the surface of the anode foil.
  • the capacitor element may contain a solid electrolyte.
  • a solid electrolyte is formed to cover at least part of the surface of the dielectric layer.
  • An electrolytic solution or a liquid component may be accommodated in the bottomed case.
  • the resin layer is a welded body of heat-fusible resin.
  • a heat-fusible resin is a resin that is solid but exhibits adhesiveness when heated to, for example, 80° C. or higher.
  • the temperature at which the heat-fusible resin exhibits tackiness is desirably 170° C. or less so as not to degrade the sealing member as much as possible when the tackiness is exhibited.
  • At least part of the heat-fusible resin may be melted by heating.
  • the heat-fusible resin may be a resin composition containing multiple components.
  • the resin composition may contain components (for example, inorganic particles) other than the resin component (or organic component). At least one of the multiple components may be a component that softens or melts when heated.
  • components such as inorganic particles are also treated as constituent components of the heat-fusible resin.
  • the welded body refers to a heat-fusible resin that adheres to the sealing member due to the adhesiveness developed by heating.
  • the body to be welded may change its state from the heat-fusible resin by heating.
  • the weld body of the heat-fusible resin may be a cured product after thermosetting.
  • the weld body of the heat-fusible resin may contain a cured product of the component.
  • the heat-fusible resin is provided, for example, in the form of a sheet. Sheets may translate into similar forms such as films, membranes, and the like.
  • the heat-fusible resin sheet may be attached in advance to at least a portion of the main surface of the sealing member that is arranged outside the bottomed case. In this case, the opening of the bottomed case is sealed by the integrated body of the sealing member and the heat-fusible resin sheet or its welded body.
  • a sheet of heat-fusible resin is placed on at least a part of the main surface of the sealing member, which is arranged outside the bottomed case, and the sheet is heated at a temperature at which adhesiveness is exhibited, the heat-fusible resin is attached to the sealing member. sheets are adhered to obtain an integrated product.
  • thermosetting properties at least part of the heat-fusible resin may be cured by heating when the sheet of the heat-fusible resin is adhered to the sealing member.
  • the heat-fusible resin contains a thermosetting component
  • at least part of the thermosetting component may be cured by heating when the sheet of the heat-fusible resin is adhered to the sealing member. If at least a part of the heat-fusible resin or the thermosetting component contained therein is not cured by heating when the sheet of the heat-fusible resin is adhered to the sealing member, the remainder may be cured by subsequent heating. good.
  • the heat-fusible resin sheet is solid, it is easy to handle, unlike liquid resin compositions. Therefore, it can be attached precisely where necessary. Therefore, it is difficult to cause inconvenience such as insufficient coverage of the required portion with the heat-fusible resin. Also, since the solid heat-fusible resin does not adhere to the lead wire of the tab terminal, connection failure is less likely to occur. Further, the heat-fusible resin has high adhesion to the sealing member and has flexibility to follow deformation of the sealing member. Therefore, problems such as peeling of the interface between the resin layer and the sealing member and damage to the resin layer are less likely to occur. Normally, the sealing member is susceptible to oxidation deterioration, but by forming the weld body of the heat-fusible resin as the resin layer, the oxidation deterioration is less likely to occur.
  • the resin layer may be in contact with the open end of the bottomed case.
  • the heat-fusible resin comes into contact with the opening end and welds to form a resin layer, thereby improving the sealing performance of the opening.
  • the resin layer formed of the heat-fusible resin has flexibility, it is less likely to break even under pressure from the open end.
  • the resin layer may be arranged so as to close the boundary between the opening end and the sealing member.
  • a resin layer may be interposed between the tip of the curled portion and the main surface of the sealing member. Then, the resin layer may be brought into contact with the tip of the curled portion. The curled portion may be pressed against the main surface of the sealing member via the resin layer in order to improve the sealing performance. Since the heat-fusible resin has flexibility, the resin layer is less likely to break even under strong pressure from the curled portion. On the other hand, sealing properties are significantly improved.
  • the resin layer may be arranged so as to block the boundary between the peripheral portion of the sealing member and the inner wall of the bottomed case. This further improves the sealing performance of the opening.
  • the resin layer may be arranged so as to close the boundary between the side surface connecting the outer surface and the inner surface (two main surfaces) of the sealing member and the inner wall of the bottomed case.
  • the open end of the bottomed case has a curled portion folded back toward the main surface of the sealing member, the resin layer is interposed between the tip of the curled portion and the main surface of the sealing member, and the resin layer is the tip of the sealing member.
  • a space sealed by the resin layer is formed between the inner wall of the curled portion (that is, the bottomed case) and the sealing member.
  • the sealing performance of the opening is further significantly improved.
  • a through hole is formed in the sealing member and the resin layer for the tab terminal to pass through.
  • the shape and size of the through-hole are determined according to the shape and size of the tab terminal (particularly, the bar-shaped portion).
  • the resin layer may be formed so as to close the boundary between the tab terminal and the peripheral portion of the through hole through which the tab terminal of the sealing member passes. Since the heat-fusible resin develops adhesiveness and fluidity when heated, it can enter the narrow boundary between the periphery of the through-hole and the tab terminal to adhere to both. This further improves the sealing performance of the resin layer.
  • a tab terminal usually includes a plurality of parts (for example, a rod-shaped part penetrating the sealing member, a lead wire extending from the tip of the rod-shaped part, etc.).
  • the heat-fusible resin can enter, for example, the boundary between the peripheral portion of the through-hole and the rod-shaped portion of the tab terminal to adhere to both.
  • the tip of the rod-shaped portion may be exposed from the sealing member and the resin layer.
  • the heat-welding resin contains at least a thermoplastic resin.
  • the thermoplastic resin imparts flexibility to the resin layer.
  • the sealing member can be greatly deformed under the influence of the internal pressure of the capacitor when the capacitor is heated in a reflow process or the like. Even in such a case, the resin layer is less likely to be damaged due to the flexibility imparted by the thermoplastic resin.
  • the heat-fusible resin may contain a thermosetting resin and a thermoplastic resin. In this case, by curing the thermosetting resin, the weld body can contain a cured product of the thermosetting resin. Therefore, the strength of the resin layer is improved.
  • the amount of the thermosetting resin contained in the heat-welding resin may be, for example, 5 to 200 parts by mass, or may be 10 to 100 parts by mass, per 100 parts by mass of the thermoplastic resin.
  • thermoplastic resins include acrylic resins, phenoxy resins, polyolefins, conjugated diene resins, rubbers, polyurethanes, blocked isocyanates, polyethers, polyesters, polyimides, polyvinyl alcohols, butyral resins, polyamides, vinyl chloride, cellulose, and phenoxy resins. , thermoplastic epoxy resins, and thermoplastic phenol resins. These may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type. Among them, rubber or acrylic resin is preferable because it tends to exhibit desirable adhesiveness.
  • the acrylic resin may be a polymer containing (meth)acrylic acid, (meth)acrylate, or the like as a monomer unit. As the rubber, butyl rubber, isoprene rubber, nitrile rubber, or the like may be used.
  • thermosetting resins examples include epoxy resins, phenol resins, melamine resins, silicone resins, urea resins, urethane resins, vinyl ester resins, unsaturated polyester resins, diallyl phthalate resins, and polyimide resins. These may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type. Among them, the epoxy resin is preferable because of its excellent heat resistance.
  • the epoxy resin is not particularly limited, for example, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol AD type epoxy resin, hydrogenated bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, naphthalene.
  • type epoxy resins, alicyclic-aliphatic epoxy resins, glycidyl ethers of organic carboxylic acids, and the like can be used. These may be used alone or in combination of two or more.
  • the heat-fusible resin may contain a thermosetting resin curing agent.
  • the curing agent is not particularly limited, but for example, phenol resin, dicyandiamide, urea-based curing agent, organic acid hydrazide, polyamine salt, amine adduct, acid anhydride, imidazole compound and the like can be used.
  • a latent curing agent is preferable, and for example, an amine-based curing agent (modified amine, modified imidazole, etc.) that is solid at room temperature can be used.
  • the heat-fusible resin may contain, for example, 30% by weight or more and 80% by weight or less of inorganic particles (or filler).
  • the content of the inorganic particles in the heat-fusible resin may be 45% by weight or more and 75% by weight or less, or may be 50% by weight or more and 75% by weight or less.
  • the inorganic particles improve the strength of the resin layer. On the other hand, inorganic particles tend to form a path through which oxygen and moisture contained in the outside air pass. By limiting the content of the inorganic particles in the heat-fusible resin to 30% by mass or less, the effect of suppressing oxidative deterioration of the sealing member is enhanced.
  • the sealing member may swell due to an increase in the internal pressure of the capacitor, or the sealing member itself may expand.
  • the content of inorganic particles in the heat-fusible resin may be 20% by mass or less, or 10% by mass or less.
  • the inorganic particles for example, insulating particles are preferable.
  • the insulating material that constitutes the filler include insulating compounds (oxides, etc.) such as silica and alumina, glass, mineral materials (talc, mica, clay, etc.), and the like.
  • the resin layer may contain one kind of inorganic particles, or two or more kinds thereof.
  • the thickness of the resin layer is, for example, 10 ⁇ m or more, preferably 500 ⁇ m or more.
  • the thickness of the resin layer is, for example, 200 ⁇ m or less, preferably 100 ⁇ m or less.
  • a method for manufacturing a capacitor includes the steps of (i) preparing a bottomed case, (ii) preparing a sealing member for sealing an opening of the bottomed case, and (iii) connecting tab terminals. (iv) sealing the opening of the bottomed case containing the capacitor element with a sealing member having tab terminals extending from the capacitor element penetrating therethrough; , When the capacitor element is accommodated in the bottomed case, the tab terminals connected to the capacitor element are accommodated so as to be positioned on the opening side of the bottomed case.
  • a liquid component such as an electrolyte is impregnated into the capacitor element prior to step (iv). Aging treatment such as heating may be performed while applying a rated voltage to the assembled capacitor.
  • step (iv) for example, a sealing member in which tab terminals extending from the capacitor element are passed through is arranged above the capacitor element accommodated in the bottomed case, and then the opening end of the bottomed case is placed. is laterally drawn to fix the sealing member.
  • a heat-welding resin is arranged on the main surface of the sealing member, which is arranged outside the bottomed case, so as to cover at least a part of the main surface.
  • the above method further comprises the step of (v) heating the heat-fusible resin to form a resin layer of the weld body to be welded to the main surface.
  • the timing of arranging the heat-fusible resin on the main surface is not particularly limited, and may be performed in (iv) the step of sealing the opening of the bottomed case with a sealing member, or in advance before step (iv).
  • the member and the heat-fusible resin may be integrated in advance.
  • the sealing member is provided with a through hole for penetrating the tab terminal.
  • a through-hole for penetrating the tab terminal may also be provided in the heat-fusible resin.
  • a through-hole may be provided in an integrated product of the sealing member and the heat-fusible resin.
  • the step of heating the heat-fusible resin may be performed after the sealing step.
  • the step of heating the heat-fusible resin may be performed before and/or during the sealing step, or may be additionally performed after the sealing step.
  • the step of heating the heat-fusible resin may also serve as the aging step of the capacitor after manufacture.
  • the heated heat-sealing resin When the heat-sealing resin is placed on the periphery of the through-hole through which the tab terminal of the sealing member penetrates, the heated heat-sealing resin is applied to the boundary between the periphery of the through-hole and the tab terminal (base of the tab terminal). It flows toward and adheres to both the periphery of the through-hole and the tab terminal. Therefore, the resin layer is formed so as to close the boundary between the peripheral portion of the through hole and the tab terminal. This further enhances the sealing performance.
  • the open end of the bottomed case may be folded back toward the main surface of the sealing member to form a curled portion.
  • the tip of the curled portion may be pressed against the sealing member via a heat-fusible resin or resin layer.
  • the heat-fusible resin is interposed at least between the main surface of the sealing member and the curl portion folded back toward the main surface side of the sealing member.
  • the heat-welding resin contains a thermosetting resin and a thermoplastic resin
  • the heating may be performed at, for example, 120° C. to 200° C. (preferably 170° C. or less).
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an electrolytic capacitor according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a part of the wound body of the electrolytic capacitor developed.
  • the electrolytic capacitor includes, for example, a capacitor element 10, a bottomed case 11 that houses the capacitor element 10, a sealing member 12 that closes the opening of the bottomed case 11, a seat plate 13 that covers the sealing member 12, and the sealing member 12. It is provided with tab terminals 14A and 14B that penetrate therethrough.
  • the electrolytic capacitor may further comprise a liquid component (not shown) such as an electrolyte. In that case, the capacitor element 10 is accommodated in the exterior case together with the liquid component.
  • the open end of the bottomed case 11 is processed into a curled portion that is folded back toward the main surface side of the sealing member.
  • the tab terminals 14A, 14B each include first portions (lead wires) 15A, 15B and second portions 16A, 16B connected to the first portions 15A, 15B, respectively.
  • the second portions 16A and 16B respectively have rod-shaped portions 17A and 17B penetrating the sealing member 12 and flat portions 18A and 18B integrated with the rod-shaped portions 17A and 17B, respectively.
  • the flat portion facilitates connection with the capacitor element.
  • the tip portions of the rod-shaped portions 17A and 17B are exposed outside from the sealing member 12. As shown in FIG.
  • the lead wires 15A and 15B extend from the ends of the bar-shaped portions 17A and 17B, respectively, are passed through holes formed in the seat plate 13, and lead out to the outside of the seat plate 13. As shown in FIG. Second portions 16A and 16B are connected to capacitor element 10 via flat portions 18A and 18B, respectively.
  • the shape of the bar-shaped portion is not particularly limited, and may be a round bar (for example, a bar having a circular or elliptical cross section) or a square bar (for example, a bar having a polygonal cross section).
  • the sealing member When the sealing member is arranged above the capacitor element, the bar-shaped portion of the tab terminal extending from the capacitor element is passed through the through hole formed in the sealing member, and the first portion (specifically, the lead wire) is led out. .
  • the seat plate 13 When the seat plate 13 is arranged, it may be arranged on the curl portion.
  • the flat portion and the rod-shaped portion may be electrically connected and may be integrated.
  • a flat portion is formed by rolling one end of a rod-shaped body containing the second metal, and a region that is not rolled remains as a rod-shaped portion, thereby forming a second portion in which the flat portion and the rod-shaped portion are integrated. be able to.
  • the first portion is, for example, a lead wire extending from the tip of the rod-shaped portion exposed from the sealing member.
  • the lead wire is connected to one end of the rod-shaped portion by welding or the like.
  • the shape of the lead wire is not particularly limited, and may be wire-like or ribbon-like, for example.
  • the size of the tab terminal should be determined appropriately according to the size of the electrolytic capacitor and the thickness of the sealing member.
  • a resin layer 19 is formed so as to cover the entire main surface (outer surface) of the sealing member 12 located outside the bottomed case 11 , thereby suppressing oxidative deterioration of the sealing member 12 .
  • the resin layer is in contact with the open end of the bottomed case 11 . More specifically, the open end of the bottomed case 11 has a curled portion folded back toward the upper surface of the sealing member 12, and the resin layer is interposed between the tip of the curled portion and the outer surface of the sealing member. , are in contact with both. Further, the resin layer 19 is arranged so as to block the boundary between the side surface connecting the outer surface and the inner surface (two main surfaces) of the sealing member 12 and the inner wall of the bottomed case.
  • an annular space sealed by the resin layer 19 is formed between the inner wall of the curl portion (bottomed case 11 ) and the sealing member 12 . Further, the resin layer is formed on the outer surface side of the sealing member 12 so as to close the boundary between the tab terminals 14A and 14B and the periphery of the through holes through which the tab terminals 14A and 14B of the sealing member 12 pass.
  • the capacitor element 10 has, for example, a wound body as shown in FIG. 2, and may be produced by attaching a conductive polymer as a solid electrolyte to the wound body.
  • the wound body includes an anode foil 21 having a dielectric layer, a cathode foil 22, and a separator 23 interposed therebetween.
  • the conductive polymer is adhered between anode foil 21 and cathode foil 22 so as to cover at least part of the surface of the dielectric layer of anode foil 21 .
  • anode foil 21 is connected to tab terminal 14A
  • cathode foil 22 is connected to tab terminal 14B.
  • FIG. 2 shows a state in which a part of the wound body is unfolded without stopping the outermost circumference of the wound body.
  • anode foil examples include metal foil with a roughened surface.
  • a valve metal such as aluminum, tantalum, or niobium, or an alloy containing a valve metal, because the dielectric layer can be easily formed.
  • the surface of the metal foil can be roughened by a known method.
  • a plurality of irregularities are formed on the surface of the metal foil by roughening.
  • Roughening is preferably performed by etching the metal foil, for example.
  • the etching treatment may be performed by, for example, a DC electrolysis method or an AC electrolysis method.
  • dielectric layer A dielectric layer is formed on the surface of the anode foil. Specifically, since the dielectric layer is formed on the roughened surface of the metal foil, it is formed along the inner wall surfaces of the holes and depressions (pits) on the surface of the anode foil.
  • the method of forming the dielectric layer is not particularly limited, it can be formed by chemically converting a metal foil.
  • the chemical conversion treatment may be performed, for example, by immersing the metal foil in a chemical conversion solution such as an ammonium adipate solution.
  • a chemical conversion solution such as an ammonium adipate solution.
  • voltage may be applied while the metal foil is immersed in a chemical conversion solution.
  • cathode foil A metal foil, for example, is used for the cathode foil.
  • the type of metal is not particularly limited, it is preferable to use a valve-acting metal such as aluminum, tantalum, or niobium, or an alloy containing a valve-acting metal.
  • the cathode foil may be roughened and/or chemically treated as necessary. Surface roughening and chemical conversion treatment can be performed, for example, by the methods described for the anode foil.
  • the separator is not particularly limited, and for example, a nonwoven fabric containing fibers of cellulose, polyethylene terephthalate, vinylon, polyamide (eg, aromatic polyamide such as aliphatic polyamide and aramid) may be used.
  • a nonwoven fabric containing fibers of cellulose, polyethylene terephthalate, vinylon, polyamide eg, aromatic polyamide such as aliphatic polyamide and aramid
  • polyamide eg, aromatic polyamide such as aliphatic polyamide and aramid
  • a capacitor element can be produced by a known method.
  • a capacitor element is produced by stacking an anode foil and a cathode foil on which a dielectric layer is formed, with a separator interposed therebetween, and then forming a conductive polymer layer between the anode foil and the cathode foil.
  • the tab terminals 14A and 14B may be erected from the winding body as shown in FIG. 2 by winding the winding body while winding the tab terminals.
  • the outermost layer of the wound body (cathode foil 22 in FIG. 2) is fixed at the end of the outer surface with a winding stop tape.
  • the capacitor element in the form of a wound body or the like is further subjected to a chemical conversion treatment in order to provide a dielectric layer on the cut surface of the anode foil. you can go
  • an electrolytic solution As the electrolyte, an electrolytic solution, a solid electrolyte, or both can be used.
  • a liquid component such as a non-aqueous solvent may be used instead of the electrolytic solution.
  • the electrolyte may be a mixture of a non-aqueous solvent and an ionic substance (solute, eg, organic salt) dissolved therein.
  • the non-aqueous solvent may be an organic solvent or an ionic liquid. Examples of non-aqueous solvents that can be used include ethylene glycol, propylene glycol, sulfolane, ⁇ -butyrolactone, and N-methylacetamide.
  • organic salts include trimethylamine maleate, triethylamine borodisalicylate, ethyldimethylamine phthalate, mono-1,2,3,4-tetramethylimidazolinium phthalate, mono-1,3-dimethyl-2-phthalate, ethylimidazolinium and the like.
  • Solid electrolytes include, for example, manganese compounds and conductive polymers.
  • conductive polymers examples include polypyrrole, polythiophene, polyaniline, and derivatives thereof.
  • a solid electrolyte containing a conductive polymer can be formed, for example, by chemically and/or electrolytically polymerizing raw material monomers on a dielectric layer. Alternatively, it can be formed by applying a solution in which a conductive polymer is dissolved or a dispersion in which a conductive polymer is dispersed to the dielectric layer.
  • a wound type electrolytic capacitor has been described, but the scope of application of the present invention is not limited to the above. It can also be applied to electrolytic capacitors such as those described above and laminated electrolytic capacitors in which anode foils are laminated. It can also be used for electric storage devices such as electric double layer capacitors and lithium ion capacitors.
  • Example 1 a wound electrolytic capacitor (diameter 10 mm ⁇ length 10 mm) having a rated voltage of 35 V and a rated capacitance of 270 ⁇ F was manufactured. A specific manufacturing method of the electrolytic capacitor will be described below.
  • the wound body In a reduced pressure atmosphere (40 kPa), the wound body is immersed in a conductive polymer dispersion containing polyethylenedioxythiophene, polystyrene sulfonic acid, and water in a predetermined container for 5 minutes, and then the conductive polymer dispersion. I pulled the winding body up from the body. Next, the wound body impregnated with the polymer dispersion was dried in a drying oven at 150° C. for 20 minutes to adhere the conductive polymer between the anode foil and the cathode foil of the wound body. Thus, the capacitor element was completed and housed in a cylindrical case with a bottom of 10 mm in diameter and 10 mm in length.
  • liquid component was injected into the case, and the capacitor element was impregnated with the liquid component in a reduced pressure atmosphere (40 kPa).
  • a solution containing ⁇ -butyrolactone and sulfolane was used as the liquid component.
  • a heat-adhesive resin sheet made of a phenolic thermoplastic resin obtained by mixing phenolic resin and nitrile rubber was used.
  • the sheet thickness was 50 ⁇ m.
  • the content of inorganic particles in the heat-fusible resin was 2.0% by mass.
  • a heat-fusible resin sheet (thickness: 50 ⁇ m) punched into a circular shape having the same diameter as the outer surface and having a corresponding through hole is placed on the outer surface of a sealing member having a through hole made of butyl rubber as shown in FIG.
  • the tab terminals led out from the capacitor element were passed through the respective through-holes, and the lead wires were pulled out to the outside of the sealing member.
  • the sealing member was fitted into the opening of the case together with the circular sheet of heat-fusible resin, and deep drawing was applied to fix the sealing member. Then, the open end of the case was curled, and the tip of the curled portion was pressed against the upper surface of the sealing member via the heat-fusible resin to seal the capacitor element.
  • Rate of change in thickness [%] [(Thickness of sealing member before deterioration - Thickness of sealing member after deterioration) / Thickness of sealing member before deterioration] x 100
  • Example 1 As shown in Table 1, in Example 1, compared with Comparative Example 1, deterioration of the sealing member was significantly reduced.
  • the present invention can be used for capacitors (hybrid electrolytic capacitors, solid electrolytic capacitors, etc.) having a sealing member. While the invention has been described in terms of presently preferred embodiments, such disclosure is not to be construed in a limiting sense. Various alterations and modifications will no doubt become apparent to those skilled in the art to which the invention pertains after reading the above disclosure. Therefore, the appended claims are to be interpreted as covering all variations and modifications without departing from the true spirit and scope of the invention.

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Abstract

コンデンサ素子と、コンデンサ素子を収容する有底ケースと、有底ケースの開口を封止する封口部材と、コンデンサ素子に接続され、かつ封口部材を貫通するタブ端子と、封口部材の有底ケースの外側に配される主面の少なくとも一部を覆うように当該主面に溶着した樹脂層と、を備え、樹脂層は、熱溶着性樹脂の溶着体である、コンデンサ。

Description

コンデンサおよびその製造方法
　本発明は、コンデンサおよびその製造方法に関する。
　コンデンサは、コンデンサ素子と、コンデンサ素子を収容する有底ケースと、有底ケースの開口を封口する封口部材とを備えており、コンデンサ素子には、電気を取り出すためのタブ端子が接続されている。封口部材は、高温環境下で酸化により劣化することがあり、封口部材が劣化すると、コンデンサの封止性が低下する。そこで、封口部材の上面を樹脂層で保護する技術が提案されている（例えば、特許文献１）。
国際公開第２０１７／２０８９８４号公報
　従来の樹脂層は、例えば、硬化性の樹脂組成物を封口部材の主面に塗布して塗膜を形成し、塗膜を硬化させることにより形成される。しかし、樹脂組成物を必要箇所に精密に塗布することは困難であり、必要箇所が塗膜で十分に覆われなかったり、タブ端子のリード線に樹脂が付着して接続不良を生じたりすることがある。また、従来の樹脂層は、封口部材との密着性が不十分であり、封口部材の変形に樹脂層が追随できず、樹脂層と封口部材との界面が剥離したり、樹脂層が損傷したりすることがある。そのため、封口部材の酸化劣化を十分に抑制できない場合がある。
　本発明の一側面は、コンデンサ素子と、前記コンデンサ素子を収容する有底ケースと、前記有底ケースの開口を封止する封口部材と、前記コンデンサ素子に接続され、かつ前記封口部材を貫通するタブ端子と、前記封口部材の前記有底ケースの外側に配される主面の少なくとも一部を覆うように前記主面に溶着した樹脂層と、を備え、前記樹脂層は、熱溶着性樹脂の溶着体である、コンデンサに関する。
　本発明の別の側面は、有底ケースを準備する工程と、有底ケースの開口を封止する封口部材を準備する工程と、タブ端子が接続されたコンデンサ素子を前記有底ケースに収容する工程と、前記コンデンサ素子を収容する前記有底ケースの前記開口を前記コンデンサ素子から延在する前記タブ端子を貫通させた状態の前記封口部材で封止する工程と、を具備し、前記封口部材の前記有底ケースの外側に配される主面には、前記主面の少なくとも一部を覆うように熱溶着性樹脂が配置されており、更に、前記熱溶着性樹脂を加熱して前記主面に溶着する溶着体を樹脂層として形成する工程を具備する、コンデンサの製造方法に関する。
　本開示によれば、コンデンサの封口部材の劣化が抑制され、コンデンサの封止性が向上する。
　本発明の新規な特徴を添付の請求の範囲に記述するが、本発明は、構成および内容の両方に関し、本発明の他の目的および特徴と併せ、図面を照合した以下の詳細な説明によりさらによく理解されるであろう。
本発明の一実施形態に係るコンデンサの断面模式図である。 図１のコンデンサにおけるコンデンサ素子の構成を説明するための概略図である。
　以下、本開示の実施形態について例を挙げて説明するが、本開示は以下で説明する例に限定されない。以下の説明では、具体的な数値、材料等を例示する場合があるが、本開示の効果が得られる限り、他の数値、材料等を適用してもよい。なお、本開示に特徴的な部分以外の構成要素には、公知のコンデンサの構成要素を適用してもよい。この明細書において、「数値Ａ～数値Ｂの範囲」という場合、当該範囲には数値Ａおよび数値Ｂが含まれる。複数の材料が例示される場合、その中から１種を選択して単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
［コンデンサ］
　本開示に係るコンデンサは、電解コンデンサ、電気二重層コンデンサなどの電気化学素子を広く包含し、キャパシタと言い換えてもよい。例えば、リチウムイオンキャパシタのようなキャパシタやリチウムイオン二次電池に類似した電気化学素子も本発明のコンデンサの範疇に包含される場合がある。
　ここで、コンデンサは、コンデンサ素子と、コンデンサ素子を収容する有底ケースと、有底ケースの開口を封止する封口部材と、コンデンサ素子に接続され、かつ封口部材を貫通するタブ端子と、封口部材の有底ケースの外側に配される主面（もしくは外面）の少なくとも一部を覆うように当該主面に溶着した樹脂層と、を備える。樹脂層は、封口部材の有底ケースの外側に配される主面の全面に溶着していてもよく、劣化しやすい部分を覆うように主面の一部に選択的に溶着していてもよい。封口部材の全表面は、封口部材の外面と、封口部材の有底ケースの内側に配される主面（もしくは内面）と、外面と内面（２つの主面）を繋ぐ側面で構成される。封口部材の有底ケースの外側に配される主面の全面に加え、封口部材の側面の外面側の端部が樹脂層で覆われていてもよい。
　有底ケースには、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼、銅、鉄、真鍮などの金属あるいはこれらの合金が挙げられる。有底ケースは、例えば、円形の底部と、底部に連続する円筒形の筒状部とを有する。有底ケースは、底部の反対側に、開口を囲む開口端を有する。
　封口部材は、絶縁性物質を有する弾性部材で構成されてもよい。ゴムなどの弾性部材を含む封口部材を用いることで、高い封止性を確保することができる。中でも耐熱性が高い点で、シリコーンゴム、フッ素ゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム（ハイパロンゴムなど）、ブチルゴム、イソプレンゴムなどが好ましい。
　封口部材は、有底ケースの開口に対応する形状（円盤状、ディスク状など）を有している。有底ケースの開口端は、封口部材に押圧されるようにカール加工されたカール部を有してもよい。
　コンデンサ素子の形態は、特に限定されず、例えば巻回型でもよく、積層型でもよい。コンデンサ素子は、例えば、陽極箔を含み、更に陰極箔、陽極箔と陰極箔との間に介在するセパレータなどを含んでもよい。陽極箔の表面は粗面化されている。陽極箔の表面には誘電体層が形成される。コンデンサ素子は、固体電解質を含んでもよい。固体電解質は、誘電体層の表面の少なくとも一部を覆うように形成される。有底ケース内には、電解液もしくは液状成分が収容されていてもよい。
　樹脂層は、熱溶着性樹脂の溶着体である。熱溶着性樹脂とは、固体であるが、例えば８０℃以上に加熱すると粘着性を発現する樹脂である。熱溶着性樹脂が粘着性を発現する温度は、粘着性を発現させる際に封口部材をできるだけ劣化させないように、１７０℃以下の温度であることが望ましい。熱溶着性樹脂の少なくとも一部は、加熱により溶融してもよい。熱溶着性樹脂は、複数成分を含む樹脂組成物であってもよい。樹脂組成物は、樹脂成分（もしくは有機成分）以外の成分（例えば無機粒子）を含んでもよい。複数成分のうち少なくとも１つが、加熱により軟化もしくは溶融する成分であればよい。ここでは、無機粒子のような成分も熱溶着性樹脂の構成成分として取り扱う。
　溶着体とは、加熱により発現した粘着性により、封口部材に接着した状態の熱溶着性樹脂をいう。溶着体は、加熱により熱溶着性樹脂から状態変化していてもよい。例えば、熱溶着性樹脂が熱硬化性を有する場合、熱溶着性樹脂の溶着体は熱硬化後の硬化物であってもよい。熱溶着性樹脂が熱硬化性成分を含む場合、熱溶着性樹脂の溶着体は当該成分の硬化物を含んでもよい。
　熱溶着性樹脂は、例えばシートの形態で提供される。シートは、フィルム、膜などの同様の形態に言い換えてもよい。熱溶着性樹脂のシートは、予め、封口部材の有底ケースの外側に配される主面の少なくとも一部に貼り付けてもよい。その場合、封口部材と、熱溶着性樹脂のシートまたはその溶着体との一体化物により、有底ケースの開口が封止される。例えば、熱溶着性樹脂のシートを封口部材の有底ケースの外側に配される主面の少なくとも一部に配置し、粘着性が発現する温度でシートを加熱すると、封口部材に熱溶着性樹脂のシートが接着し、一体化物が得られる。
　熱溶着性樹脂が熱硬化性を有する場合、封口部材に熱溶着性樹脂のシートを接着するときの加熱で熱溶着性樹脂の少なくとも一部を硬化させてもよい。熱溶着性樹脂が熱硬化性成分を含む場合、封口部材に熱溶着性樹脂のシートを接着するときの加熱で熱硬化性成分の少なくとも一部を硬化させてもよい。封口部材に熱溶着性樹脂のシートを接着するときの加熱で熱溶着性樹脂もしくはこれに含まれる熱硬化性成分の少なくとも一部を硬化させない場合には、残部をその後の加熱で硬化させてもよい。
　熱溶着性樹脂のシートは固体であるため、液状の樹脂組成物とは異なり、取り扱いが容易である。そのため、必要箇所に精密に貼り付けることができる。よって、必要箇所が熱溶着性樹脂で十分に覆われないというような不都合が生じにくい。また、タブ端子のリード線に固体の熱溶着性樹脂が付着することがないため、接続不良を生じにくくなる。また、熱溶着性樹脂は、封口部材との密着性が高く、かつ封口部材の変形に追随する柔軟性を有する。よって、樹脂層と封口部材との界面が剥離したり、樹脂層が損傷したりするというような不都合が生じにくい。封口部材は、通常、酸化劣化を受け易いが、熱溶着性樹脂の溶着体を樹脂層として形成することで酸化劣化を生じにくくなる。
　樹脂層は、有底ケースの開口端に接触していてもよい。熱溶着性樹脂が開口端に接触し、溶着して樹脂層を形成することで、開口部の封止性が向上する。また、熱溶着性樹脂で形成された樹脂層は柔軟性を有するため、開口端からの圧力を受けている状態でも破損しにくい。樹脂層は、開口端と封口部材との境界を塞ぐように配置されていてもよい。
　有底ケースの開口端が封口部材の主面側に折り返されたカール部を有する場合、樹脂層をカール部の先端と封口部材の主面との間に介在させてもよい。そして、樹脂層をカール部の先端と接触させてもよい。封止性を高めるためにカール部は、樹脂層を介して封口部材の主面に対して押圧されていてもよい。熱溶着性樹脂は柔軟性を有するため、カール部からの強い圧力を受けている状態でも樹脂層は破損しにくい。一方、封止性は顕著に向上する。
　樹脂層は、封口部材の周縁部と有底ケースの内壁との境界を塞ぐように配置されていてもよい。これにより開口部の封止性が更に向上する。樹脂層は、封口部材の外面と内面（２つの主面）を繋ぐ側面と有底ケースの内壁との境界を塞ぐように配置されていてもよい。更に、有底ケースの開口端が封口部材の主面側に折り返されたカール部を有し、樹脂層がカール部の先端と封口部材の主面との間に介在し、樹脂層がその先端に接触する場合、カール部（すなわち有底ケース）の内壁と封口部材との間に樹脂層により密閉された空間が形成される。その結果、開口部の封止性が更に顕著に向上する。
　封口部材および樹脂層には、タブ端子を貫通させる貫通孔が形成されている。貫通孔の形状やサイズは、タブ端子（特に、棒状部）の形状やサイズに応じて決定される。
　樹脂層は、封口部材のタブ端子が貫通する貫通孔の周縁部とタブ端子との境界を塞ぐように形成されていてもよい。熱溶着性樹脂は、加熱により粘着性と流動性を発現するため、貫通孔の周縁部とタブ端子との狭い境界に入り込んで両者に密着し得る。これにより、樹脂層による封止性が更に向上する。
　タブ端子は、通常、複数の部位（例えば、封口部材を貫通する棒状部、棒状部の先端から延びるリード線など）を含む。熱溶着性樹脂は、例えば、貫通孔の周縁部とタブ端子の棒状部との境界に入り込んで両者に密着し得る。棒状部の先端部は封口部材および樹脂層から露出した状態であってもよい。
　熱溶着性樹脂は、少なくとも熱可塑性樹脂を含むことが望ましい。熱可塑性樹脂は、樹脂層に柔軟性を付与する。封口部材はコンデンサがリフロー工程などで加熱されたときにコンデンサの内圧の影響を受けて大きく変形し得る。そのような場合でも、熱可塑性樹脂により付与された柔軟性により、樹脂層には破損が生じにくい。熱溶着性樹脂は、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂とを含んでもよい。この場合、熱硬化性樹脂を硬化させることで、溶着体は熱硬化性樹脂の硬化物を含むことができる。そのため、樹脂層の強度が向上する。
　熱溶着性樹脂に含まれる熱硬化性樹脂の量は、熱可塑性樹脂１００質量部あたり、例えば５～２００質量部でもよく、１０～１００質量部でもよい。
　熱可塑性樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、フェノキシ樹脂、ポリオレフィン、共役ジエン系樹脂、ゴム、ポリウレタン、ブロックイソシアネート、ポリエーテル、ポリエステル、ポリイミド、ポリビニルアルコール、ブチラール樹脂、ポリアミド、塩化ビニル、セルロース、フェノキシ樹脂、熱可塑性エポキシ樹脂、熱可塑性フェノール樹脂などが挙げられる。これらは１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。中でも望ましい粘着性を発現しやすい点で、ゴムもしくはアクリル樹脂が好ましい。アクリル樹脂は、（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸エステルなどをモノマー単位として含む重合体であってよい。ゴムとしては、ブチルゴム、イソプレンゴム、ニトリルゴムなどを用いてもよい。
　熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、ユリア樹脂、ウレタン樹脂、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ポリイミド樹脂などが挙げられる。これらは１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。中でも、耐熱性に優れる点で、エポキシ樹脂が好ましい。
　エポキシ樹脂は、特に限定されないが、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、脂環式脂肪族エポキシ樹脂、有機カルボン酸類のグリシジルエーテルなどを用いることができる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
　熱溶着性樹脂は、熱硬化性樹脂の硬化剤を含んでもよい。硬化剤は、特に限定されないが、例えば、フェノール樹脂、ジシアンジアミド、尿素系硬化剤、有機酸ヒドラジド、ポリアミン塩、アミンアダクト、酸無水物、イミダゾール化合物などを用いることができる。中でも、潜在性硬化剤が好ましく、例えば、室温で固体のアミン系硬化剤（変性アミン、変性イミダゾールなど）を用いることができる。
　熱溶着性樹脂は、例えば３０重量％以上８０重量％以下の無機粒子（もしくはフィラー）を含んでもよい。熱溶着性樹脂中の無機粒子の含有率は、４５重量％以上７５重量％以下でもよく、５０重量％以上７５重量％以下でよい。無機粒子により樹脂層の強度が向上する。一方、無機粒子は外気に含まれる酸素や水分を通過させる経路を形成する傾向がある。熱溶着性樹脂に含まれる無機粒子の含有率を３０質量％以下に制限することで、封口部材の酸化劣化を抑制する作用が高められる。また、リフローなどの高温環境下においてコンデンサの内圧上昇により封口部材が膨らんだり、封口部材自身が膨張したりすることがある。そのような変化に対する熱溶着性樹脂の追従性をよくするために、熱溶着性樹脂中の無機粒子の含有率を２０質量％以下としてもよく、１０質量％以下としてもよい。
　無機粒子としては、例えば、絶縁性粒子が好ましい。フィラーを構成する絶縁性材料としては、例えば、シリカ、アルミナなどの絶縁性の化合物（酸化物など）、ガラス、鉱物材料（タルク、マイカ、クレーなど）などが挙げられる。樹脂層は、無機粒子を一種含んでもよく、二種以上含んでもよい。
　樹脂層の厚みは、例えば、１０μｍ以上であり、５００μｍ以上であることが好ましい。樹脂層の厚みがこのような範囲である場合、十分な強度を有する樹脂層が得られ、かつ封口部材の酸化劣化を抑制する十分が高くなる。一方、コンデンサの体積容量密度の観点からは、樹脂層の厚みは、例えば、２００μｍ以下であり、１００μｍ以下であることが好ましい。
［コンデンサの製造方法］
　一実施形態に係るコンデンサの製造方法は、（ｉ）有底ケースを準備する工程と、（ｉｉ）有底ケースの開口を封止する封口部材を準備する工程と、（ｉｉｉ）タブ端子が接続されたコンデンサ素子を有底ケースに収容する工程と、（ｉｖ）コンデンサ素子を収容する有底ケースの開口をコンデンサ素子から延在するタブ端子を貫通させた状態の封口部材で封止する工程と、を具備する。コンデンサ素子を有底ケースに収容する際には、コンデンサ素子に接続されたタブ端子が、有底ケースの開口側に位置するように収容される。電解液などの液状成分は、工程（ｉｖ）の前にコンデンサ素子に含浸される。組み立てられたコンデンサに定格電圧を印加しながら加熱などのエージング処理を行ってもよい。
　工程（ｉｖ）では、例えば、コンデンサ素子から延在するタブ端子を貫通させた状態の封口部材を、有底ケース内に収容したコンデンサ素子の上方に配置し、次に、有底ケースの開口端に横絞り加工を施して封口部材を固定する。
　封口部材の有底ケースの外側に配される主面には、その主面の少なくとも一部を覆うように熱溶着性樹脂が配置されている。そして上記方法は、（ｖ）熱溶着性樹脂を加熱して主面に溶着する溶着体の樹脂層を形成する工程を更に具備する。
　主面に熱溶着性樹脂を配置するタイミングは、特に限定されず、（ｉｖ）有底ケースの開口を封口部材で封止する工程で行ってもよいし、工程（ｉｖ）の前に予め封口部材と熱溶着性樹脂とを予め一体化しておいてもよい。
　封口部材には、タブ端子を貫通させるための貫通孔が設けられる。熱溶着性樹脂にもタブ端子を貫通させるための貫通孔を設けてもよい。例えば、封口部材と熱溶着性樹脂との一体化物に両者を貫通する貫通孔を設けてもよい。
　熱溶着性樹脂を加熱する工程は、封止する工程の後に行われてもよい。熱溶着性樹脂を加熱する工程を、封止する工程の前および／または封止する工程の最中で行った後、更に、封止する工程の後にも追加で行ってもよい。熱溶着性樹脂を加熱する工程は、製造後のコンデンサのエージング工程を兼ねてもよい。熱溶着性樹脂を加熱することにより、封口部材と樹脂層との密着性が向上する。例えば開口端と樹脂層とが接触している場合には、開口端と熱溶着樹脂とが溶着し、封止性が高められる。
　熱溶着樹脂が、封口部材のタブ端子が貫通する貫通孔の周縁部に配置されている場合、加熱された熱溶着樹脂が貫通孔の周縁部とタブ端子（タブ端子の根本）との境界に向かって流動し、貫通孔の周縁部とタブ端子の両者に密着する。よって、樹脂層が貫通孔の周縁部とタブ端子との境界を塞ぐように形成される。これにより封止性が更に高められる。
　工程（ｉｖ）では、有底ケースの開口端を封口部材の主面側に折り返してカール部を形成してもよい。その際、カール部の先端を、熱溶着性樹脂もしくは樹脂層を介して封口部材に押し付けてもよい。この場合、少なくとも、封口部材の主面と封口部材の主面側に折り返されたカール部との間には熱溶着性樹脂が介在する。熱溶着性樹脂を介してカール部の先端を封口部材に押し付けるとともに熱溶着樹脂を加熱することで、カール部と封口部材との境界で熱溶着樹脂が両者に密着する。その結果、封止性が顕著に高められる。
　熱溶着性樹脂は、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂とを含む場合、工程（ｖ）の加熱で熱硬化性樹脂を硬化させることが望ましい。その際、加熱は、例えば、１２０℃～２００℃（好ましくは１７０℃以下）で行えばよい。
　以下、適宜図面を参照しながら、本実施形態をより具体的に説明する。ただし、以下の実施形態は本発明を限定するものではない。
　図１は、本発明の一実施形態に係る電解コンデンサの断面模式図である。図２は、同電解コンデンサに係る巻回体の一部を展開した概略図である。
　電解コンデンサは、例えば、コンデンサ素子１０と、コンデンサ素子１０を収容する有底ケース１１と、有底ケース１１の開口を塞ぐ封口部材１２と、封口部材１２を覆う座板１３と、封口部材１２を貫通するタブ端子１４Ａ，１４Ｂとを備える。電解コンデンサは、更に、電解液などの液状成分（図示せず）を具備してもよい。その場合、コンデンサ素子１０は、液状成分とともに外装ケースに収容される。
　有底ケース１１の開口端は、封口部材の主面側に折り返されたカール部に加工されている。タブ端子１４Ａ，１４Ｂは、それぞれ、第１部分（リード線）１５Ａ，１５Ｂと、第１部分１５Ａ，１５Ｂにそれぞれ接続した第２部分１６Ａ，１６Ｂを含む。第２部分１６Ａ，１６Ｂは、それぞれ、封口部材１２を貫通する棒状部１７Ａ，１７Ｂと、棒状部１７Ａ，１７Ｂにそれぞれ一体化された扁平部１８Ａ，１８Ｂとを有している。扁平部により、コンデンサ素子との接続が容易になる。棒状部１７Ａ，１７Ｂの先端部は封口部材１２から、外側に露出している。リード線１５Ａ，１５Ｂは、棒状部１７Ａ，１７Ｂの先端部からそれぞれ延びており、座板１３に形成された孔に通され、座板１３の外側に導出されている。第２部分１６Ａ，１６Ｂは、それぞれ、扁平部１８Ａ，１８Ｂを介して、コンデンサ素子１０に接続されている。棒状部の形状は特に制限されず、丸棒状（例えば、断面が円形や楕円形である棒状）であってもよく、角棒状（例えば、断面が多角形である棒状）であってもよい。
　封口部材をコンデンサ素子の上方に配置する際には、封口部材に形成された貫通孔にコンデンサ素子から延びるタブ端子の棒状部を貫通させ、第１部分（具体的にはリード線）を導出させる。座板１３を配置する場合には、カール部に配置すればよい。
　第２部分が扁平部を有する場合、扁平部と棒状部とは電気的に接続していればよく、一体化していてもよい。例えば、第２金属を含む棒状体の一端部を圧延することで扁平部が形成され、圧延されない領域が棒状部として残ることで、扁平部と棒状部とが一体化した第２部分を形成することができる。
　第１部分は、例えば、封口部材から露出する棒状部の先端から延在するリード線である。リード線は、棒状部の一端部に溶接などにより接続される。リード線の形状は特に制限されず、例えば、ワイヤ状であってもよく、リボン状であってもよい。
　タブ端子（棒状部や扁平部など）のサイズは、電解コンデンサのサイズや封口部材の厚みなどに応じて適宜決定すればよい。
　封口部材１２の有底ケース１１の外側に配される主面（外面）の全面に、この外面を覆うように樹脂層１９が形成されており、封口部材１２の酸化劣化を抑制している。樹脂層は、有底ケース１１の開口端に接触している。より具体的には、有底ケース１１の開口端は、封口部材１２の上面側に折り返されたカール部を有し、樹脂層は、カール部の先端と封口部材の外面との間に介在し、両者に接触している。また、樹脂層１９は、封口部材１２の外面と内面（２つの主面）を繋ぐ側面と有底ケースの内壁との境界を塞ぐように配置されている。すなわち、カール部（有底ケース１１）の内壁と封口部材１２との間には、樹脂層１９により密閉された環状の空間が形成されている。更に、樹脂層は、封口部材１２の外面側において、封口部材１２のタブ端子１４Ａ，１４Ｂが貫通する貫通孔の周縁部とタブ端子１４Ａ，１４Ｂとの境界を塞ぐように形成されている。
　コンデンサ素子１０は、例えば、図２に示すような巻回体を備えており、巻回体に固体電解質として導電性高分子を付着させることにより作製してもよい。巻回体は、誘電体層を有する陽極箔２１と、陰極箔２２と、これらの間に介在するセパレータ２３と、を備えている。導電性高分子は、陽極箔２１と陰極箔２２との間において、陽極箔２１の誘電体層の表面の少なくとも一部を覆うように付着している。コンデンサ素子１０において、陽極箔２１にはタブ端子１４Ａが接続され、陰極箔２２にはタブ端子１４Ｂが接続されている。
　陽極箔２１および陰極箔２２は、セパレータ２３を介して巻回されている。巻回体の最外周は、巻止めテープ２４により固定される。なお、図２は、巻回体の最外周を止めずに、一部が展開された状態を示している。
（コンデンサ素子）
　（陽極箔）
　陽極箔としては、例えば、表面が粗面化された金属箔が挙げられる。金属箔を構成する金属の種類は特に限定されないが、誘電体層の形成が容易である点から、アルミニウム、タンタル、ニオブなどの弁作用金属、または弁作用金属を含む合金を用いることが好ましい。
　金属箔表面の粗面化は、公知の方法により行うことができる。粗面化により、金属箔の表面に、複数の凹凸が形成される。粗面化は、例えば、金属箔をエッチング処理することにより行うことが好ましい。エッチング処理は、例えば、直流電解法または交流電解法などにより行ってもよい。
　（誘電体層）
　誘電体層は、陽極箔の表面に形成される。具体的には、誘電体層は、粗面化された金属箔の表面に形成されるため、陽極箔の表面の孔や窪み（ピット）の内壁面に沿って形成される。
　誘電体層の形成方法は特に限定されないが、金属箔を化成処理することにより形成することができる。化成処理は、例えば、金属箔をアジピン酸アンモニウム溶液などの化成液に浸漬することにより行ってもよい。化成処理では、必要に応じて、金属箔を化成液に浸漬した状態で、電圧を印加してもよい。
　（陰極箔）
　陰極箔には、例えば、金属箔が使用される。金属の種類は特に限定されないが、アルミニウム、タンタル、ニオブなどの弁作用金属または弁作用金属を含む合金を用いることが好ましい。陰極箔には、必要に応じて、粗面化および／または化成処理を行ってもよい。粗面化および化成処理は、例えば、陽極箔について記載した方法などにより行なうことができる。
　（セパレータ）
　セパレータとしては、特に制限されず、例えば、セルロース、ポリエチレンテレフタレート、ビニロン、ポリアミド（例えば、脂肪族ポリアミド、アラミドなどの芳香族ポリアミド）の繊維を含む不織布などを用いてもよい。
　コンデンサ素子は、公知の方法により作製することができる。例えば、コンデンサ素子は、誘電体層を形成した陽極箔と陰極箔とを、セパレータを介して重ね合わせた後、陽極箔と陰極箔との間に導電性高分子層を形成することにより作製してもよい。誘電体層を形成した陽極箔と陰極箔とを、セパレータを介して巻回することにより、図２に示されるような巻回体を形成し、陽極箔と陰極箔との間に導電性高分子層を形成することにより作製してもよい。巻回体を形成する際、タブ端子を巻き込みながら巻回することにより、図２に示すように、タブ端子１４Ａ，１４Ｂを巻回体から植立させてもよい。
　陽極箔、陰極箔およびセパレータのうち、巻回体の最外層に位置するもの（図２では、陰極箔２２）の外側表面の端部は、巻止めテープで固定される。なお、陽極箔を大判の金属箔を裁断することによって準備した場合には、陽極箔の裁断面に誘電体層を設けるために、巻回体などの状態のコンデンサ素子に対し、さらに化成処理を行ってもよい。
　電解質としては、電解液、固体電解質またはその両方を用いることができる。電解液の代わりに非水溶媒のような液状成分を用いてもよい。電解液は、非水溶媒とこれに溶解させたイオン性物質（溶質、例えば、有機塩）との混合物であってもよい。非水溶媒は、有機溶媒でもよく、イオン性液体でもよい。非水溶媒としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、スルホラン、γ－ブチロラクトン、Ｎ－メチルアセトアミドなどを用いることができる。有機塩としては、例えば、マレイン酸トリメチルアミン、ボロジサリチル酸トリエチルアミン、フタル酸エチルジメチルアミン、フタル酸モノ１，２，３，４－テトラメチルイミダゾリニウム、フタル酸モノ１，３－ジメチル－２－エチルイミダゾリニウムなどが挙げられる。
　固体電解質は、例えば、マンガン化合物や導電性高分子を含む。導電性高分子としては、例えば、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリンおよびこれらの誘導体などを用いることができる。導電性高分子を含む固体電解質は、例えば、原料モノマーを誘電体層上で化学重合および／または電解重合することにより、形成することができる。あるいは、導電性高分子が溶解した溶液、または、導電性高分子が分散した分散液を、誘電体層に塗布することにより、形成することができる。
　図１の実施形態では、巻回型の電解コンデンサについて説明したが、本発明の適用範囲は上記に限定されず、他のコンデンサ、例えば、陽極箔に代えて金属の焼結体を用いるチップ型の電解コンデンサや、陽極箔を積層した積層型の電解コンデンサにも適用することができる。また、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタなどの蓄電デバイスにも用いることができる。
　以下、本発明を実施例および比較例に基づいて具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
　（実施例１）
　本実施例では、定格電圧３５Ｖ、定格静電容量２７０μＦの巻回型の電解コンデンサ（直径１０ｍｍ×長さ１０ｍｍ）を作製した。以下に、電解コンデンサの具体的な製造方法について説明する。
（コンデンサ素子の作製）
　表面を粗面化したＡｌ箔に、アジピン酸アンモニウム溶液を用いて化成処理し、誘電体層を形成した。得られた陽極箔を所定サイズに裁断した。陽極箔と陰極箔としてのＡｌ箔に、それぞれ、タブ端子の扁平部を接続し、陽極箔と陰極箔とをセパレータを介して巻回し、外側表面を巻止めテープで固定することで巻回体を作製した。このとき、タブ端子の棒状部および線状部は、巻回体より引き出した状態で、タブ端子を巻き込みながら巻回した。巻回体に、さらにアジピン酸アンモニウム溶液を用いて再度化成処理した。
　減圧雰囲気（４０ｋＰａ）中で、所定容器に収容されたポリエチレンジオキシチオフェンとポリスチレンスルホン酸と水とを含む導電性高分子分散体に巻回体を５分間浸漬し、その後、導電性高分子分散体から巻回体を引き上げた。次に、高分子分散体を含浸した巻回体を、１５０℃の乾燥炉内で２０分間乾燥させ、導電性高分子を巻回体の陽極箔と陰極箔との間に付着させた。このようにして、コンデンサ素子を完成させ、直径１０ｍｍ×長さ１０ｍｍの有底円筒状のケースに収容した。
（液状成分の含浸）
　ケース内に液状成分を注液し、減圧雰囲気（４０ｋＰａ）中でコンデンサ素子に液状成分を含浸させた。液状成分としては、γ－ブチロラクトンとスルホランとを含む溶液を用いた。
（熱溶着性樹脂のシート）
　フェノール樹脂とニトリルゴムとを混合したフェノール系熱可塑性樹脂の熱溶着性樹脂シートを用いた。シートの厚さは５０μｍであった。なお、熱溶着性樹脂中の無機粒子の含有率は、２．０質量％であった。
（コンデンサ素子の封止）
　図１に示すようなブチルゴム製の貫通孔を有する封口部材の外面に、当該外面と同じ直径の円形で対応する貫通孔を有する形状に打ち抜いた熱溶着性樹脂のシート（厚さ５０μｍ）を載置し、コンデンサ素子から導出されたタブ端子をそれぞれの貫通孔に貫通させ、リード線を封口部材の外側に引き出した。この状態で、封口部材を熱溶着性樹脂の円形シートとともにケースの開口に嵌め込み、深絞り加工を施して、封口部材を固定した。そして、ケースの開口端をカール加工し、熱溶着性樹脂を介してカール部の先端を封口部材の上面に押圧することによりコンデンサ素子を封止した。
（エージング）
　定格電圧を印加しながら、１３０℃で２時間エージング処理を行い、電解コンデンサを完成させた。エージングの際、熱溶着性樹脂を封口部材などに溶着させて樹脂層を完成させた
（評価）
　（封口部材の劣化）
　予め封口部材の厚みを測定して封止した７個の電解コンデンサを、１８５℃で１００時間保存し、封口部材の劣化（厚みの変化）を観察した。封口部材の厚みの変化率を以下の式から求めた。表１に結果（平均値）を示す。
　厚みの変化率［％］＝［（劣化前の封口部材の厚さ－劣化後の封口部材の厚さ）／劣化前の封口部材の厚さ］×１００
　（比較例１）
　樹脂層を形成しなかったこと以外は、実施例１と同様に、電解コンデンサを形成し、評価を行った。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１に示されるように、実施例１では、比較例１に比べて、封口部材の劣化が顕著に低減された。
　本発明は、封口部材を備えるコンデンサ（ハイブリッド型電解コンデンサ、固体電解コンデンサなど）に利用することができる。
　本発明を現時点での好ましい実施態様に関して説明したが、そのような開示を限定的に解釈してはならない。種々の変形および改変は、上記開示を読むことによって本発明に属する技術分野における当業者には間違いなく明らかになるであろう。したがって、添付の請求の範囲は、本発明の真の精神および範囲から逸脱することなく、すべての変形および改変を包含する、と解釈されるべきものである。
　１０：コンデンサ素子、１１：有底ケース、１２：封口部材、１３：座板、１４Ａ，１４Ｂ：タブ端子、１５Ａ，１５Ｂ：第１部分（線状部）、１６Ａ，１６Ｂ：第２部分、１７Ａ，１７Ｂ：棒状部、１８Ａ，１８Ｂ：扁平部、１９：樹脂層、２１：陽極箔、２２：陰極箔、２３：セパレータ、２４：巻止めテープ

Claims (12)

  1. 　コンデンサ素子と、
    　前記コンデンサ素子を収容する有底ケースと、
    　前記有底ケースの開口を封止する封口部材と、
    　前記コンデンサ素子に接続され、かつ前記封口部材を貫通するタブ端子と、
    　前記封口部材の前記有底ケースの外側に配される主面の少なくとも一部を覆うように前記主面に溶着した樹脂層と、を備え、
    　前記樹脂層は、熱溶着性樹脂の溶着体である、コンデンサ。
  2. 　前記樹脂層は、前記有底ケースの開口端に接触している、請求項１に記載のコンデンサ。
  3. 　前記有底ケースの開口端が、前記封口部材の前記主面側に折り返されたカール部を有し、
    　前記樹脂層は、前記カール部の先端と前記封口部材の前記主面との間に介在し、かつ前記カール部の前記先端に接触している、請求項２に記載のコンデンサ。
  4. 　前記樹脂層は、前記封口部材の前記タブ端子が貫通する貫通孔の周縁部と前記タブ端子との境界を塞ぐように形成されている、請求項１～３のいずれか１項に記載のコンデンサ。
  5. 　前記熱溶着性樹脂は、熱可塑性樹脂を含む、請求項１～４のいずれか１項に記載のコンデンサ。
  6. 　前記熱溶着性樹脂は、３０質量％以下の無機粒子を含む、請求項１～５のいずれか１項に記載のコンデンサ。
  7. 　有底ケースを準備する工程と、
    　有底ケースの開口を封止する封口部材を準備する工程と、
    　タブ端子が接続されたコンデンサ素子を前記有底ケースに収容する工程と、
    　前記コンデンサ素子を収容する前記有底ケースの前記開口を前記コンデンサ素子から延在する前記タブ端子を貫通させた状態の前記封口部材で封止する工程と、
    を具備し、
    　前記封口部材の前記有底ケースの外側に配される主面には、前記主面の少なくとも一部を覆うように熱溶着性樹脂が配置されており、
    　更に、前記熱溶着性樹脂を加熱して前記主面に溶着する溶着体を樹脂層として形成する工程を具備する、コンデンサの製造方法。
  8. 　前記熱溶着性樹脂を加熱する工程は、前記封止する工程の後に行われる、請求項７に記載のコンデンサの製造方法。
  9. 　前記有底ケースの開口端が、前記封口部材の前記主面側に折り返されたカール部を有し、
    　前記熱溶着性樹脂は、少なくとも、前記封口部材の前記主面と前記カール部の先端との間に介在し、かつ前記カール部の前記先端に接触するように配置される、請求項７または８に記載のコンデンサの製造方法。
  10. 　前記熱溶着性樹脂は、熱可塑性樹脂を含む、請求項７～９のいずれか１項に記載のコンデンサの製造方法。
  11. 　前記熱溶着性樹脂は、３０質量％以下の無機粒子を含む、請求項７～１０のいずれか１項に記載のコンデンサの製造方法。
  12. 　前記熱溶着性樹脂は、シートの形態を有する、請求項７～１１のいずれか１項に記載のコンデンサの製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5738182B2 (ja) * 1978-11-16 1982-08-13
JP2011146494A (ja) * 2010-01-14 2011-07-28 Shin-Etsu Chemical Co Ltd 電解コンデンサ用封口体
JP2018019048A (ja) * 2016-07-29 2018-02-01 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電解コンデンサおよびその製造方法

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