WO2023234244A1 - 電解コンデンサおよび電解コンデンサの製造方法 - Google Patents

Abstract

電極箔として少なくともその表面に金属焼結体を有する焼結箔が適用された電解コンデンサにおいて、焼結箔特有の比較的大きな静電容量を安定して出現可能な電解コンデンサおよびその製造方法を提供することを課題とする。解決手段として、本発明に係る電解コンデンサ（１）は、誘電体層が形成された陽極箔（８）と、陰極箔（９）と、前記陽極箔（８）と前記陰極箔（９）との間に配設されたセパレータ（１０）と、を有するコンデンサ素子（２）と、前記コンデンサ素子（２）内に含浸された電解液（３）と、を備える電解コンデンサであって、前記陽極箔（８）または前記陰極箔（９）は、金属粉末を含有する組成物の焼結体が箔状に形成されてなり（箔状焼結体（８ｃ）からなり）、または、前記焼結体からなる焼結体皮膜（８ｂ）が基材の表面に形成されてなり、前記電解液（３）の２５［℃］における粘度μ［ｃＰ］が、４００［ｃＰ］以下である。

Description

電解コンデンサおよび電解コンデンサの製造方法

　本発明は電解コンデンサおよび電解コンデンサの製造方法に関する。

　誘電体層としての酸化皮膜等が形成された陽極箔と陰極箔との間にセパレータが配設されたコンデンサ素子内に、電解液が含浸された電解コンデンサが知られている。

　従来、電解コンデンサにおいては、高容量化を実現するために、電極箔には、拡面処理により比表面積を増大させた金属箔が用いられている。拡面処理は、一般的には、電気化学的なエッチング処理によって金属箔の表面に多数の細孔を形成させることが行われる（以下、エッチング処理が施された金属箔を「エッチング箔」と表記する場合がある）。しかしながら、エッチング処理による比表面積の増大には限界があり、高まる高容量化要求を満たせなくなりつつある。また、エッチング処理には、環境負荷や経済負担が比較的大きい塩酸等の薬剤を使用することや、金属箔を電気化学的に溶解させることで箔強度の低下を招くことがあるといった欠点がある。

　こうしたことを踏まえて、特許文献１（特開２００８－９８２７９号公報）には、基材（当該文献では、アルミニウム箔）の表面に、金属粉末（当該文献では、アルミニウム粉末）を含有する組成物を塗布し、加熱して焼結させた焼結体皮膜を形成させることで、比表面積を増大させる拡面処理法が記載されている（以下、少なくともその表面に金属焼結体を有する箔を「焼結箔」と表記する場合がある）。

特開２００８－９８２７９号公報

　特許文献１に例示される焼結箔によれば、従来のエッチング箔と比較して環境負荷や経済負担を低減することができる。また、製造工程における箔強度の低下を防止でき、さらに、金属粉末の粉末粒またはその焼結粒の粒子径や、焼結体皮膜の厚さ等を調整することで、比較的大きな静電容量が実現できる。しかしながら、電解液の性状によっては、静電容量が安定せず、十分に出現させられないことがあった。

　本発明は、上記事情に鑑みてなされ、電極箔として少なくともその表面に金属焼結体を有する焼結箔が適用された電解コンデンサにおいて、焼結箔特有の比較的大きな静電容量を安定して出現可能な電解コンデンサおよびその製造方法を提供することを目的とする。

　本発明は、一実施形態として以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。

　本発明に係る電解コンデンサは、誘電体層が形成された陽極箔と、陰極箔と、前記陽極箔と前記陰極箔との間に配設されたセパレータと、を有するコンデンサ素子と、前記コンデンサ素子内に含浸された電解液と、を備える電解コンデンサであって、前記陽極箔または前記陰極箔は、金属粉末を含有する組成物の焼結体が箔状に形成されてなり、または、前記焼結体からなる焼結体皮膜が基材の表面に形成されてなり、前記電解液の２５［℃］における粘度μ［ｃＰ］が、４００［ｃＰ］以下であることを特徴とする。

　また、本発明に係る電解コンデンサの製造方法は、誘電体層が形成された陽極箔と、陰極箔と、前記陽極箔と前記陰極箔との間に配設されたセパレータと、を有するコンデンサ素子と、前記コンデンサ素子内に含浸された電解液と、を備える電解コンデンサの製造方法であって、前記陽極箔および前記陰極箔の少なくとも一方を、金属粉末を含有する組成物の焼結体を箔状に形成して構成し、または、前記焼結体からなる焼結体皮膜を基材の表面に形成させて構成し、前記電解液の２５［℃］における粘度μ［ｃＰ］を、４００［ｃＰ］以下に調整することを特徴とする。

　これによれば、焼結箔との関係で電解液の性状（粘度μ）が適切な状態に構成されることで、焼結箔特有の比較的大きな静電容量を安定して出現させることができる。

　本発明に係る電解コンデンサは、前記金属粉末の粉末粒または該金属粉末の焼結粒の粒子径Ｄ［μｍ］が、５．０［μｍ］以下であることが好ましい。また、本発明に係る電解コンデンサの製造方法は、前記金属粉末の粉末粒または該金属粉末の焼結粒の粒子径Ｄ［μｍ］を、５．０［μｍ］以下に調整することが好ましい。ただし、粒子径Ｄは、レーザ回折・散乱法により測定される前記粉末粒、または走査型電子顕微鏡による観察により測定される前記焼結粒の体積基準の粒子径分布における累積５０［％］の中位径を意味する。なお、焼結粒の粒子径分布においては、個数基準の粒子径分布から体積基準の粒子径分布を計算する。

　これによれば、微細な焼結粒によって比表面積を増大させることで、より大きな静電容量を実現できる。また、そのような大きな静電容量を安定して出現させることができる。

　また、本発明に係る電解コンデンサは、前記電解液の２５［℃］における粘度μ［ｃＰ］が、さらに以下の式（１）を満たすとより好ましい。
　μ≦９．４３８Ｄ＋２２７　　　・・・（１）

　また、本発明に係る電解コンデンサの製造方法は、前記電解液の２５［℃］における粘度μ［ｃＰ］を、さらに以下の式（１）を満たすように調整するとより好ましい。
　μ≦９．４３８Ｄ＋２２７　　　・・・（１）

　ただし、上記の式（１）におけるＤは、前記金属粉末の粉末粒または該金属粉末の焼結粒の粒子径Ｄ［μｍ］を意味し、該粒子径Ｄは、レーザ回折・散乱法により測定される前記粉末粒、または走査型電子顕微鏡による観察により測定される前記焼結粒の体積基準の粒子径分布における累積５０［％］の中位径を意味する。なお、焼結粒の粒子径分布においては、個数基準の粒子径分布から体積基準の粒子径分布を計算する。

　これによれば、例えば電解コンデンサの使用による経時劣化（粘度μ上昇）等に対しても、焼結箔に特有の大きな静電容量を殆ど低下させることなく、長期に亘って安定して出現させることができる。

　本発明によれば、焼結箔が適用された電解コンデンサにおいて、焼結箔特有の比較的大きな静電容量を安定して出現させることができる。

図１は、本実施形態に係る電解コンデンサの例を示す概略図（正面断面図）である。 図２Ａは、本実施形態に係る電解コンデンサにおけるコンデンサ素子の例を説明する説明図である。図２Ｂは、本発明の実施形態に係る電解コンデンサにおけるコンデンサ素子の他の例を説明する説明図である。 図３は、本実施形態に係る電解コンデンサの製造方法の例を説明する説明図である。図３Ａは、図２Ａに示すコンデンサ素子の全体図である。図３Ｂは、図３Ａに示すコンデンサ素子の一部をより詳細に示す部分図である。 図４は、表１の容量出現率（Ａ）をグラフ化したものである。 図５Ａは、表２の粘度１０［％］上昇時の容量出現率変化（Ｃ）をグラフ化したものである。図５Ｂは、図５Ａの散布図に近似直線を表示したグラフである。 図６Ａは、焼結箔の焼結粒（粉末粒）の粒子径Ｄと準粘度臨界値との関係を示す散布図に近似直線を表示したグラフである。図６Ｂは、焼結箔の焼結粒（粉末粒）の粒子径Ｄと粘度臨界値との関係を示す散布図に近似直線を表示したグラフである。 図７Ａは、表３の電解液保持量をグラフ化したものである。図７Ｂは、表４の安定保持量に対する電解液保持率をグラフ化したものである。 図８Ａは、表５の静電容量をグラフ化したものである。図８Ｂは、表６の安定容量に対する静電容量減少率をグラフ化したものである。 図９Ａは、表６におけるそれぞれの粒子径Ｄの値と粘度μの値との関係式：（ １／(Ｄμ^２) ）の値を算出して横軸に取り、そのＤ値およびμ値に対応する減少率Ｒの値を縦軸に取り、両軸を対数目盛としてプロットしたグラフである。図９Ｂは、図９Ａに算出された回帰直線を表示したグラフである。

　以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態について詳しく説明する。図１は、本実施形態に係る電解コンデンサ１の例を示す概略図（正面断面図）である。図２Ａは、本実施形態に係る電解コンデンサ１におけるコンデンサ素子２の例を説明する説明図である。図２Ｂは、当該コンデンサ素子２の他の例を説明する説明図である。図２Ａおよび図２Ｂは、いずれもコンデンサ素子２の基本構成の例を模式的に示している。以下、一実施形態として、巻回型の電解コンデンサ１を例にして説明するが、この形態に限定されず、例えば、積層型、コイン型等でもよい。また、一実施形態として、アルミニウムまたはアルミニウム合金を主材料とする電極材からなり、酸化皮膜８ｄを誘電体層とする陽極箔８を有するアルミニウム電解コンデンサ１を例にして説明するが、この形態に限定されず、例えば、アルミニウム以外の弁金属またはその合金を主材料としてもよい。

　本実施形態に係る電解コンデンサ１は、図１に示すように、コンデンサ素子２が外装材６内に収容されている。外装材６の開口部が封止材５で封止されると共に、外装材６の開口縁が封止材５に加締められて密封されて構成されている。封止材５に設けられた二箇所の貫通穴にリード端子４（陽極端子４ａおよび陰極端子４ｂ）が通されてリード線１１が電解コンデンサ１外へ引き出されている。なお、外装材６には安全弁として圧力弁である防爆弁７が設けられ、電解コンデンサ１の内圧が一定以上に達した際に作動し（開弁し）、電解コンデンサ１内のガスを放出して防爆されるようになっている。防爆弁７の数および位置は限定されず、封止材５に設けられてもよく、外装材６および封止材５の両方に設けられてもよい。

　続いて、本実施形態に係るコンデンサ素子２は、図２Ａに示すように、陽極箔８と、陰極箔９と、陽極箔８と陰極箔９との間に配設されたセパレータ１０と、を備えている。なお、陽極箔８および陰極箔９のそれぞれに陽極端子４ａおよび陰極端子４ｂが取り付けられている。

　電極箔（陽極箔８および陰極箔９）は、アルミニウム、タンタル等の弁金属またはその合金を主材料とする電極材からなり、さらに電極材を支持する基材８ａを任意に有している。基材８ａの主材料は特に限定されないが、基材８ａもまたアルミニウム、タンタル等の弁金属またはその合金を用いることができる。なお、ここで材料を「主材料」としているのは、後述のように微量の不純物の含有を許容するという意味である。

　本実施形態に係る電極材は、アルミニウムまたはアルミニウム合金が主材料とされている。アルミニウムまたはアルミニウム合金におけるアルミニウムは、不純物に起因する不具合を防止する観点から純度が９９．８０［質量％］以上であることが好ましく、さらに高温負荷に対する漏れ電流の増大を抑制する観点から純度が９９．９９［質量％］以上であることが好ましい。また、アルミニウム合金は、例えば、ケイ素、鉄、銅、マンガン、マグネシウム、クロム、亜鉛、チタン、バナジウム、ガリウム、ニッケル、ホウ素、ジルコニウム等の元素のうち一種類または二種類以上を含む合金を用いることができる。この場合、これらの元素の含有量は、それぞれ１００［質量ｐｐｍ］以下、特に５０［質量ｐｐｍ］以下であることが好ましい。

　本実施形態に係る電極箔８、９は、陽極箔８が、焼結箔として構成され、陰極箔９が、エッチング箔として構成され、どちらも表面に拡面構造を有している。陽極箔８の焼結箔は、少なくともその表面に金属焼結体を有する箔である。一方、陰極箔９は、一例として、電極材であるアルミニウム箔にエッチング処理が施されて構成されるが、陰極箔９もまた焼結箔として構成されてもよい。なお、エッチング処理は、直流電解法または交流電解法等によって行われればよい。一例として、直流電解法では、８０［℃］の塩酸および硫酸の混合水溶液（塩酸：１［ｍｏｌ／Ｌ］、硫酸：３［ｍｏｌ／Ｌ］）中で、直流電流５００［ｍＡ／ｃｍ^２］で１［分］処理し、次いで７５［℃］の硝酸水溶液（硝酸：１［ｍｏｌ／Ｌ］）中で、直流電流１００［ｍＡ／ｃｍ^２］で５［分］処理することで、エッチング処理を行うことができる。

　これに対して、焼結箔は、一例として、基材８ａであるアルミニウム箔の表面に少なくともアルミニウム粉末を含有する組成物を塗布し、加熱して焼結させる方法によって形成することができる。これにより、図２Ａに示すように、アルミニウム箔の表面にアルミニウム粉末を含有する組成物の焼結体からなる焼結体皮膜８ｂが形成された焼結箔を形成することができる。ただし、電極材である焼結体皮膜８ｂは、基材８ａであるアルミニウム箔の少なくとも陰極箔９と対向する片面に形成されていればよく、必ずしも、図２Ａに示すように、アルミニウム箔の両面（すなわち、図３Ｂに示すように、アルミニウム箔の表面全体）に形成されていなくてもよい。したがって、特許請求の範囲の「基材の表面」は、基材８ａの片面を意味する場合がある。また、基材８ａおよび焼結体皮膜８ｂの材料（主材料）は必ずしも一致しなくてもよい。一例として、基材８ａであるアルミニウム箔の表面にアルミニウム合金粉末を含有する組成物の焼結体からなる焼結体皮膜８ｂが形成されてもよい。

　また、焼結箔は、他の例として、基材８ａを有することなく、少なくともアルミニウム粉末を含有する組成物を加熱して焼結させ、その前後で箔状にする方法によって形成することもできる。これにより、図２Ｂに示すように、アルミニウム粉末を含有する組成物の焼結体が箔状に形成された箔状焼結体８ｃからなる焼結箔を形成することができる。

　焼結体皮膜８ｂおよび箔状焼結体８ｃは、図２Ａおよび図２Ｂに示すように、アルミニウムまたはアルミニウム合金粉末の粉末粒同士が互いに空隙を維持しながら焼結したものである。すなわち、各焼結粒８ｅが空隙を有しながら繋がって三次元網目構造に形成された多孔質焼結体である。当該焼結箔は、粉末粒もしくは焼結粒８ｅの粒子径Ｄや、焼結体皮膜８ｂの厚さもしくは空隙率等によっては、その表面にエッチング箔を上回る比表面積の拡面構造を有する。その結果、本実施形態に係る電解コンデンサ１は、エッチング箔が適用された電解コンデンサを上回る大きな静電容量を実現できる。ただし、図２Ａおよび図２Ｂの焼結箔にエッチング処理が施されて、さらに拡面化されてもよい。

　なお、一例として、一般に、アルミニウム粉末の粉末粒またはその焼結粒８ｅの粒子径Ｄが小さい程、比表面積が増大されて焼結箔の静電容量が大きくなる。このことから、アルミニウム粉末の粉末粒または当該アルミニウム粉末の焼結粒８ｅの粒子径Ｄが、例えば５．０［μｍ］以下であることが好ましく、３．０［μｍ］以下であることがより好ましい。

　ここで、本願でいう粒子径Ｄは、以下のように定義される単位［μｍ］の値である（本定義記載の有無に関わらず、全ての「粒子径Ｄ」の記載で同じ）。粉末粒の粒子径Ｄ［μｍ］は、レーザ回折・散乱法により測定される粉末粒の体積基準の粒子径分布における頻度の累積が５０［％］の中位径（メジアン径（Ｄ_５０））を意味する。また、焼結粒８ｅの粒子径Ｄ［μｍ］は、焼結体皮膜８ｂまたは箔状焼結体８ｃの表面または断面を走査型電子顕微鏡による観察により測定される焼結粒８ｅの体積基準の粒子径分布における頻度の累積が５０［％］の中位径（メジアン径（Ｄ_５０））を意味する。観察される焼結粒８ｅは、その直径を粒子径として測定する。ただし、焼結粒８ｅは、焼結した粉末粒が溶融して形状が一部崩れた状態、あるいは焼結した粉末粒同士が一部繋がった状態となっていることがある。その場合は、略円形状を有する部位を近似的に一粒の焼結粒８ｅと見なして、その最大径を粒子径として測定する。一方、略円形状が判別困難な部位は除外する。所定数の焼結粒８ｅの粒子径を測定し、これらの個数基準の粒子径分布から体積基準の粒子径分布を計算する。そして、当該粒子径分布における頻度の累積が５０［％］の中位径（メジアン径（Ｄ_５０））を、焼結粒８ｅの粒子径Ｄ［μｍ］として得る。なお、焼結前後で金属粉末の粒子径Ｄが変化することは殆どなく、上記の方法で求められる粉末粒の粒子径Ｄ［μｍ］と、当該粉末粒の焼結粒８ｅの粒子径Ｄ［μｍ］とは殆ど同じである。つまり、本願において粒子径Ｄを「金属粉末の粉末粒または当該金属粉末の焼結粒８ｅの粒子径Ｄ」と規定しているのは、粒子径Ｄの測定を、焼結前の粉末粒および焼結後の焼結粒８ｅのいずれを試料にして行ってもよいことを意図している。

　焼結箔の形成に際して、アルミニウムまたはアルミニウム合金粉末を含有する組成物には、必要に応じてバインダ、溶媒、焼結助剤、界面活性剤等の添加物を含有させてもよい。これらの添加物は適宜公知品や市販品を用いることができる。一例として、バインダには、カルボキシ変性ポリオレフィン樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、塩化ビニル・酢酸ビニル共重合樹脂、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、ニトロセルロース樹脂、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や、ろう（蝋）、タール（乾留液）、にかわ（膠）、うるし（漆）、まつやに（松脂）、みつろう（蜜蝋）等の天然樹脂等を用いることができる。また、一例として、溶媒には、水の他、エタノール、トルエン、ケトン類、エステル類等の有機溶媒を用いることができる。これらの添加物のうち、例えばバインダおよび／または溶媒を含有させることで、アルミニウムまたはアルミニウム合金粉末を含有する組成物が成形性および保形性を有して、焼結体皮膜８ｂおよび箔状焼結体８ｃを最適な厚さに形成することができる。これらの添加物の種類や含有量を調整することで、焼結体皮膜８ｂおよび箔状焼結体８ｃの空隙率や当該添加物の残存程度を調整できる。これにより、電解コンデンサ１の静電容量を調整することができる。

　組成物の焼結条件は限定されないが、一例として、５６０［℃］以上６６０［℃］以下で５［時間］から２４［時間］程度までの範囲で設定するとよい。焼結雰囲気は、真空、アルゴンガス等の不活性ガス雰囲気、大気雰囲気、酸化雰囲気、還元雰囲気等のいずれでもよい。圧力環境も、常圧下、減圧下および加圧下のいずれでもよい。

　また、組成物中に有機バインダ等の有機添加物を含有する場合、一例として、焼結に先立って予め１００［℃］以上６００［℃］以下で５［時間］以上の加熱を行うとよい。このような前処理（「脱脂処理」と呼称されることがある）および焼結処理によって有機添加物を蒸発させて殆ど残存させないようにすることができる。

　以上のような焼結箔として構成される陽極箔８の表面には、化成処理によって、誘電体層としての酸化皮膜８ｄが形成されている。化成処理は、一例として、対象金属を陽極として化成液槽に浸漬した状態で電圧を印加して酸化皮膜８ｄを形成する陽極酸化処理によって行われてもよく、または対象金属を単に化成液槽に浸漬する処理によって行われてもよい。一例として、陽極酸化処理では、３０［℃］以上１００［℃］以下のほう酸水溶液（ほう酸：０．０１［ｍｏｌ／Ｌ］以上５［ｍｏｌ／Ｌ］以下）中で、直流電流１０［ｍＡ／ｃｍ^２］以上４００［ｍＡ／ｃｍ^２］で５［分］以上処理することで、酸化皮膜８ｄを形成させることができる。一方、本実施形態に係る有極性の電解コンデンサ１においては、基本的に陰極箔９に対しては化成処理が行われないが、陰極箔９の表面には、空気中の酸素によって自然酸化皮膜（不図示）が形成されている。

　また、陽極箔８と陰極箔９との間に配設されてこれらを仕切るセパレータ１０は、特に構成は限定されないが、一例として、マニラ麻パルプ等の天然のセルロース繊維からなる紙や、ナイロン等の合成繊維で形成された布、シート、フィルム等を適用することができる。また、天然繊維と合成繊維との混抄品、混紡品等が適用されてもよい。なお、図２には、コンデンサ素子２の基本構成の例を模式的に示し、セパレータ１０を一枚示しているが、実際にはその数は限定されず、一例として、図３Ｂに示すように、二枚（第１のセパレータ１０ａおよび第２のセパレータ１０ｂ）設けられてもよい。

　また、コンデンサ素子２内には電解液３が含浸されている。電解液３は、両電極箔８、９間における空隙に含まれており、また、セパレータ１０の構成や材料によっては、電解液３の一部がセパレータ１０内にも含浸されている。電解液３は、陽極箔８に形成された誘電体層（酸化皮膜８ｄ）に接触して、実質的に陽極箔８の対極をなす真の陰極として機能するように構成されている。ただし、電解液３は、当該機能が発揮できる範囲であれば、両電極箔８、９間に完全に充満していなくてもよく、両電極箔８、９間に電解液３が充満していない領域が存在していてもよい。

　電解液３は、流動性を有する液状成分である。電解液３は、溶媒と、電解質である溶質とを含有し、さらに所定の添加剤を含有している。溶媒には、有機溶媒のみからなる溶媒、または、有機溶媒を主溶媒として、これに所定量の水を添加した水－有機溶媒系の溶媒等を適用することができる。なお、水－有機溶媒系の溶媒によれば、電解質の溶解能およびイオンの移動度を大きくして、電解液３の比抵抗を低くすることができる。また、溶媒の凝固点を低下させて、それより低温での電気特性を確保できる。一方、有機溶媒のみからなる溶媒によれば、電解液３中に水を含有しないことから、高温下での電極箔８、９と水との水和反応を防止してこれによるコンデンサ素子２の内圧上昇を防止できる。

　有機溶媒としては、一例として、プロトン性溶媒として、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、ブチルアルコール等の一価アルコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール等の二価アルコール、グリセリン等の三価アルコール等や、これらの誘導体等が挙げられる。また、非プロトン性溶媒として、γ－ブチロラクトン等のラクトン化合物、スルホラン、メチルスルホラン、ジメチルスルホラン、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ピロリジン、２－ピロリジノン、Ｎ－メチル－２－ピロリジノン、１，３－ジメチル－２－イミダゾリジノン、テトラヒドロフラン、アセトニトリル、Ｎ－メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド、ニトロベンゼン等や、これらの誘導体等が挙げられる。これらのうち、一種類が単独で用いられてもよく、二種類以上が混合されて用いられてもよい。例えば、プロトン性溶媒および非プロトン性溶媒が共に用いられてもよい。

　また、電解質である溶質には、有機酸、無機酸、有機酸と無機酸との複合化合物、もしくはこれらの誘導体、またはこれらの塩を適用することができる。これらのうち、一種類が単独で用いられてもよく、二種類以上が混合されて用いられてもよい。例えば、有機酸および無機酸が共に用いられてもよい。

　有機酸およびその誘導体としては、一例として、モノカルボン酸として、蟻酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、安息香酸、カプリル酸等や、これらの誘導体が挙げられる。また、ジカルボン酸として、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、フマル酸、マレイン酸、フタル酸、アゼライン酸、セバシン酸、１，６－デカンジカルボン酸、５，６－デカンジカルボン酸、１，１０－デカンジカルボン酸等や、これらの誘導体が挙げられる。また、ヒドロキシカルボン酸として、クエン酸、サリチル酸等や、これらの誘導体が挙げられる。また、無機酸およびその誘導体としては、一例として、リン酸、ほう酸、スルファミン酸等や、これらの誘導体が挙げられる。また、有機酸と無機酸との複合化合物およびその誘導体としては、ジカルボン酸またはヒドロキシカルボン酸のホウ素錯体等に例示され、一例として、ボロジシュウ酸、ボロジマロン酸、ボロジコハク酸、ボロジアジピン酸、ボロジマレイン酸、ボロジフタル酸、ボロジグリコール酸、ボロジクエン酸、ボロジサリチル酸等や、これらの誘導体が挙げられる。

　また、有機酸、無機酸、有機酸と無機酸との複合化合物、およびこれらの誘導体の塩としては、一例として、アンモニウム塩、アルキルアンモニウム塩、アミン塩、アミジン塩、ナトリウム塩、カリウム塩等が挙げられる。

　電解質は、所望の電導度が確保できて且つ溶媒に溶かすことができる範囲で、種類に応じた最適な量が添加されればよい。一例として、有機酸もしくはその誘導体またはそれらの塩では、電解液３全質量の３［質量％］～３０［質量％］程度の範囲で添加されればよい。また、無機酸もしくはその誘導体またはそれらの塩では、電解液３全質量の０．１［質量％］～１５［質量％］程度の範囲で添加されればよい。また、上記の有機酸系の成分と無機酸系の成分とが混合されて用いられる場合も、電解液３全質量の０．１［質量％］～１５［質量％］程度の範囲で添加されればよい。

　また、電解液３は、溶媒および溶質以外に、適宜所定の添加物を含有していてもよい。これらの添加物は、溶媒や溶質になり得る機能を有する物質を含むが、それ以外の機能による作用効果を主目的として、主溶媒や主溶質とは別に、通常、比較的少量添加されるものをいう。添加物の例として、キレート化合物、糖、グルコン酸、ニトロ化合物等が挙げられる。

　ここで、本実施形態に係る電解液３は、粘度μが４００［ｃＰ］以下に設定され、より好ましくは３００［ｃＰ］に設定される。ここで、本願でいう粘度μは、振動式粘度計により２５［℃］の電解液３で測定される粘度μで、単位［ｃＰ］の値である（以下、本定義記載の有無に関わらず、全ての「粘度μ」の記載で同じ）。焼結箔との関係で電解液３の粘度μが適切な状態に構成されることで、焼結箔特有の比較的大きな静電容量を安定して出現させることができる。

　前述のように、焼結箔では、アルミニウム粉末の粉末粒またはその焼結粒８ｅの粒子径Ｄが小さい程、当該焼結箔の静電容量を大きくできて好ましいが、当該粒子径Ｄが小さい程、電解液３の性状との関係で静電容量が不安定になり易い性質を有する。これに対して、本実施形態では、電解液３の粘度μが調整されることで、焼結粒８ｅの大きさに関わらず（すなわち、比較的小さな焼結粒８ｅにより構成される焼結箔に対しても）、静電容量が安定して出現するようになる。その結果、後述の実施例（試験１）によれば、焼結粒８ｅが例えば５．０［μｍ］または３．０［μｍ］の焼結箔に対して、粘度μが４００［ｃＰ］以下に設定されることで、箔容量（箔の静電容量）を８０［％］を超える出現率で出現させることができる。また、粘度μが３００［ｃＰ］以下に設定されることで、箔容量（箔の静電容量）を９０［％］を超える出現率で出現させることができる。したがって、本実施形態に係る焼結箔は、アルミニウム粉末の粉末粒またはその焼結粒８ｅの粒子径Ｄを、例えば５．０［μｍ］以下、より好ましくは３．０［μｍ］以下に小さくして静電容量を十分に大きくすることができ、また、そのような大きな静電容量を安定して出現させることができる。

　なお、電解液３の粘度μは、前述の電解液成分（溶媒成分および溶質成分）の組み合わせ（例えば、物質の選択やそれらの混合比の調整）や、濃度等を調整することによって、所望の粘度μに調整することができる。

　また、電解液３の粘度μが例えば４００［ｃＰ］以下に設定されることは、電解コンデンサ１の製造工程において、コンデンサ素子２内に含浸される電解液３が当該粘度μに設定されることを意味する。電解液３の粘度μは、含浸直後にコンデンサ素子２中の水分を吸収して僅かに低下したり、経時的に水分が蒸散して僅かに上昇したりする可能性がある。しかしながら、このような可能性を考慮しても、その後の製造工程を経て完成された電解コンデンサ１は、未使用状態であれば、電解液３の粘度μは含浸時のそれと殆ど変わらないと考えられる。したがって、例えば、「電解液３の粘度μが４００［ｃＰ］以下に設定されること」は、同義の構成として「電解コンデンサ１における電解液３の粘度μが４００［ｃＰ］以下であること」と規定することもできる。なお、電解液３の粘度μ測定時にも、一部の成分が揮発して粘度μが僅かに変化する可能性も考えられるが、当該変化はごく僅かであって問題はない。

　一方、電解コンデンサ１の使用が進むと、水分の蒸散が進むことで電解液３の粘度μが上昇する。その結果、電解液３の性状（粘度μ）と焼結粒８ｅの構造（粒子径Ｄ）とのバランスが崩れること等によって静電容量が低下することがある。そこで、電解コンデンサ１の使用後の経時劣化に対する静電容量の安定性を図るために、電解液３の粘度μが、アルミニウム粉末の粉末粒またはその焼結粒８ｅの粒子径Ｄとの関係で、以下のように、より厳密に設定されると好ましい。すなわち、電解液３の２５［℃］における粘度μが、以下の不等式（１）を満たすと好ましく、さらに以下の不等式（２）を満たすとより好ましい。
　μ≦９．４３８Ｄ＋２２７　　　・・・（１）
　μ≦６．７２６Ｄ＋１６２　　　・・・（２）

　ただし、上記の不等式（１）および不等式（２）におけるＤは、金属粉末（ここでは、アルミニウム粉末）の粉末粒または当該金属粉末（ここでは、当該アルミニウム粉末）の焼結粒８ｅの粒子径Ｄ［μｍ］を意味し、当該粒子径Ｄは、レーザ回折・散乱法により測定される当該粉末粒、または走査型電子顕微鏡による観察により測定される当該焼結粒８ｅの体積基準の粒子径分布における累積５０［％］の中位径を意味する。なお、焼結粒８ｅの粒子径分布においては、個数基準の粒子径分布から体積基準の粒子径分布を計算する。

　後述の実施例（試験１）の分析によれば、焼結箔が適用された電解コンデンサ１においては、焼結粒８ｅ（粉末粒）の大きさに関わらず、電解液３の粘度μが所定の上昇をすると、静電容量が殆ど変化しないより低粘度の領域（安定領域）と、静電容量が比較的大きく低下するより高粘度の領域（不安定領域）とが存在することが分かった。そこで、当該安定領域と当該不安定領域との境界値の粘度μ値を「粘度臨界値」と規定し、また、不安定領域に在るが、粘度臨界値の近くに在って静電容量の低下が比較的小さい領域の粘度μ値を「準粘度臨界値」と規定した。具体的には、粘度臨界値を、容量出現率変化の近似直線に基づいて当該変化が０［％］のときの粘度μ値と規定し、準粘度臨界値を、当該変化が許容される－１［％］のときの粘度μ値と規定した。電解液３の粘度μを、粘度臨界値以下（不等式（２））または準粘度臨界値以下（不等式（１））に設定することで、電解コンデンサ１の使用による経時劣化（粘度μ上昇）に対しても、静電容量を安定して出現できるようになる。

　上記の不等式（１）は、電解液３の粘度μを準粘度臨界値以下に設定可能なパラメータ、また、上記の不等式（２）は電解液３の粘度μを粘度臨界値以下に設定可能なパラメータに該当する。粒子径Ｄの異なる焼結粒８ｅにより構成される焼結箔について、それぞれ粘度臨界値および準粘度臨界値を算出し、粒子径Ｄ［μｍ］と、粘度臨界値［ｃＰ］または準粘度臨界値［ｃＰ］との関係をグラフ上にプロットして算出した近似直線に基づく不等式が、上記の不等式（１）および不等式（２）である。これによれば、焼結箔を構成する焼結粒８ｅまたは粉末粒の粒子径Ｄによって、目標とすべき電解液３の粘度μ範囲が明らかになる。当該粘度μ範囲を達成することで、準粘度臨界値（不等式（１））を満たせば、電解コンデンサ１の使用による経時劣化（粘度μ上昇）に対しても、焼結箔に特有の大きな静電容量を殆ど低下させることなく、長期に亘って安定して出現させることができ、さらに粘度臨界値（不等式（２））を満たせば、静電容量をより長期に亘って安定して出現させることができる。その結果、電解コンデンサ１の長寿命化を実現できる。

　不等式（１）によれば、粒子径Ｄ＝９．０［μｍ］のときμ≦３１２［ｃＰ］、粒子径Ｄ＝５．０［μｍ］のときμ≦２７４［ｃＰ］、粒子径Ｄ＝３．０［μｍ］のときμ≦２５５［ｃＰ］となる。また、不等式（２）によれば、粒子径Ｄ＝９．０［μｍ］のときμ≦２２３［ｃＰ］、粒子径Ｄ＝５．０［μｍ］のときμ≦１９６［ｃＰ］、粒子径Ｄ＝３．０［μｍ］のときμ≦１８２［ｃＰ］となる。いずれも前述の電解液３の粘度μが４００［ｃＰ］以下の条件を満たす。

　なお、本実施形態では、電解液３の粘度μの下限は特に設けられない。ただし、コンデンサ素子２に対する電解液３の一定の保持性を確保する観点では、一例として、電解液３の粘度μが２［ｃＰ］以上であると好ましく、１０［ｃＰ］以上であるとより好ましく、３０［ｃＰ］以上であるとさらにより好ましい。

　以上の構成を備える本実施形態に係る電解コンデンサ１は、電極箔８、９のうち少なくとも陽極箔８を所定の粒子径Ｄの焼結粒８ｅにより構成される焼結箔に構成したり、電解液３を所定の性状に構成したりするが、こうした構成以外のコンデンサ素子２の基本的な作製および電解コンデンサ１の組み立ては従来例に則して行うことができる。本実施形態に係る巻回型の電解コンデンサ１は、一例として、化成処理により酸化皮膜８ｄ（図３Ｂには、図示を省略）を形成させた焼結箔にリード端子４（陽極端子４ａ）を加締め等により接合した陽極箔８と、エッチング箔にリード端子４（陰極端子４ｂ）を加締め等により接合した陰極箔９との間にセパレータ１０（第１のセパレータ１０ａおよび第２のセパレータ１０ｂ）を挟んだ状態で、図３Ａおよび図３Ｂに示すように、これらを巻回して略円柱形状を形成する。得られた巻回体に必要に応じて再度化成処理を行った後、これを本実施形態に係る組成の電解液３槽に浸漬することにより、両電極箔８、９間における空隙に電解液３を導入（含浸）して、コンデンサ素子２を製造することができる。なお、リード端子４には、適時にリード線１１を接続する（図３Ａには、リード端子４およびリード線１１の図示を省略）。また、電解液３の導入は、必要に応じて減圧下で行ってもよい。

　次いで、コンデンサ素子２を外装材６内に収容し、封止材５を外装材６の開口部に配置して封止する。このとき、封止材５に設けられた二箇所の貫通穴にリード端子４（陽極端子４ａおよび陰極端子４ｂ）を通して引き出す。次いで、外装材６の開口縁を封止材５に加締めて密封する。これにより電解コンデンサ１を製造することができる。その後、必要に応じて、高温条件下で所定時間、電圧を印加して箔の裁断時や巻回時に生じた酸化皮膜８ｄの欠損箇所を修復するエージング処理を行ってもよい。

　［試験１］
　粉末粒の粒子径Ｄを３．０［μｍ］、５．０［μｍ］、または９．０［μｍ］とするアルミニウム粉末を焼結させて焼結箔を製造した。以下、３．０［μｍ］の焼結粒（粉末粒）により構成される焼結箔を「３．０［μｍ］箔」、５．０［μｍ］の焼結粒（粉末粒）により構成される焼結箔を「５．０［μｍ］箔」、９．０［μｍ］の焼結粒（粉末粒）により構成される焼結箔を「９．０［μｍ］箔」と、それぞれ表記する場合がある。粉末粒の粒子径Ｄは、レーザ回折・散乱法により測定される体積基準の粒子径分布における累積５０［％］の中位径である。

　先ず、各粒子径Ｄを有するアルミニウム粉末６０［質量部］とアクリル系バインダ４０［質量部］とを混合し、トルエンに分散させた塗液を、アルミニウム箔の両面にアプリケータを用いて塗布して皮膜を形成し、乾燥させた。次いで、このアルミニウム箔をアルゴンガス雰囲気にて６５５［℃］で７［時間］加熱して焼結させた。次いで、ここでは定格電圧４００［Ｖ］あるいは４５０［Ｖ］以上の中高電圧用の電解コンデンサへの適用を想定して、当該焼結箔に所定の陽極酸化処理を行って６５０［Ｖ］以上の皮膜耐電圧を有する酸化皮膜を形成させた。

　その後、一般社団法人電子情報技術産業協会（Japan Electronics and Information Technology Industries Association）（（旧）日本電子機械工業会（Electronic Industries Association of Japan））によるＪＥＩＴＡ規格：ＥＩＡＪ　ＲＣ－２３６４Ａ「アルミニウム電解コンデンサ用電極はくの試験方法」（１９９９年３月改正）（https://www.jeita.or.jp/japanese/standard/book/RC-2364A/#target/page_no=1）の記載に従って、所定の寸法の試験片に切断した。

　こうして作製した評価用焼結箔は、上記の規格（ＥＩＡＪ　ＲＣ－２３６４Ａ）の記載に従って、中高圧用陽極化成はく（電圧区分：定格皮膜耐電圧１７０［Ｖ］以上）用の静電容量の測定液「Ｃ」に該当する五ほう酸アンモニウム水溶液を測定液（１）として、電解コンデンサが通常よく使用される周波数の範囲である１２０［Ｈｚ］における箔容量（静電容量）［μＦ／ｃｍ^２］を測定した。当該箔を洗浄して乾燥させた後、測定液（１）に代えて表１に示す各粘度μに調整した所定の成分からなる各電解液を測定液（２）として、同様に１２０［Ｈｚ］における箔容量（静電容量）［μＦ／ｃｍ^２］を測定した。粘度μは、前述の通り、振動式粘度計により２５［℃］の電解液で測定された粘度μ［ｃＰ］である。具体的には、株式会社セコニック製の振動式粘度計（商品名：ビスコメイト　ＶＭ－１Ａ）を使用した。また、箔容量［μＦ／ｃｍ^２］は、測定した箔容量値［μＦ］から算出した単位面積（１ｃｍ^２）当たり箔容量値［μＦ／ｃｍ^２］である。

　下記の式の通り、測定液（２）での箔容量値［μＦ／ｃｍ^２］を、測定液（１）での箔容量値［μＦ／ｃｍ^２］で除して、容量出現率（Ａ）を算出した。
　容量出現率（Ａ） ＝ 測定液（２）での箔容量値［μＦ／ｃｍ^２］ ／ 測定液（１）での箔容量値［μＦ／ｃｍ^２］

　容量出現率（Ａ）は、焼結箔の電解液の性状（粘度μ）との関係における静電容量の安定性（または不安定性）を表し、値が１（［％］単位換算では１００［％］）に近い程、静電容量が安定して出現されていることを表す。容量出現率（Ａ）を［％］単位に換算して表１および図４に示す（ただし、表１の（Ａ）値［％］は小数第二位を四捨五入した値である）。

　表１に示すように、焼結粒（粉末粒）の粒子径Ｄが小さい程、焼結箔の静電容量が大きくなることが分かる。一方、表１および図４に示すように、電解液の粘度μが高いと容量出現率（Ａ）が低くなり、例えば、粘度μが６７０［ｃＰ］のとき、３．０［μｍ］箔で６７．７［％］、５．０［μｍ］箔で７４．５［％］、９．０［μｍ］箔で７８．０［％］であった。このことから、焼結粒（粉末粒）の粒子径Ｄが小さい程、電解液の粘度μとの関係で、静電容量が比較的不安定になり易い性質を有することが分かる。これに対して、電解液の粘度μが一定以下の低い設定では、焼結粒（粉末粒）の粒子径Ｄに関わらず、容量出現率（Ａ）が１００［％］に近くなり、静電容量が安定して出現した。具体的には、電解液の粘度μが４００［ｃＰ］以下のとき、静電容量の低下が－２０［％］未満に確実に抑えられ（容量出現率（Ａ）が８０［％］を上回り）、さらに電解液の粘度μが３００［ｃＰ］以下のとき、静電容量の低下が－１０［％］未満に抑えられた（容量出現率（Ａ）が９０［％］を上回った）。

　したがって、焼結箔が適用された電解コンデンサにおいては、電解液の粘度μが４００［ｃＰ］以下、より好適には３００［ｃＰ］以下に構成されると、箔容量を安定して出現させることができて好ましい。さらに、焼結粒（粉末粒）の粒子径Ｄが５．０［μｍ］以下、より好適には３．０［μｍ］以下で構成されると、箔容量自体を向上させてより大きな静電容量を実現できると共に、当該容量を安定して出現させることができてより好ましい。

　次に、単位粘度（１［ｃＰ］）当たりの容量出現率変化（Ｂ）として、各粘度μ値での容量出現率（Ａ）値の微分係数を算出した。微分係数の算出には、下記の不等間隔の二次精度差分の公式を適用した。
　ｆ’（ｘ_ｉ）＝（ｓ^２ｆ_ｉ＋１＋（ｔ^２－ｓ^２）ｆ_ｉ－ｔ^２ｆ_ｉ－１）／ｓｔ（ｓ＋ｔ）
　ｆ_ｉ≡ｆ（ｘ_ｉ）
　ｔ≡（ｘ_ｉ＋１－ｘ_ｉ）
　ｓ≡（ｘ_ｉ－ｘ_ｉ－１）

　次に、電解液の粘度μが所定の上昇をしたときの容量出現率変化（Ｃ）を評価するために、任意の変動量（上昇量）として、ここでは１０［％］の上昇を想定し、下記の式の通り、単位粘度当たりの容量出現率変化（Ｂ）（容量出現率（Ａ）の微分係数）に粘度変動率（ここでは各粘度μ値の１０［％］）を乗じて、粘度１０［％］上昇時の容量出現率変化（Ｃ）を算出した。
　粘度１０［％］上昇時の容量出現率変化（Ｃ） ＝ 「単位粘度当たりの容量出現率変化（Ｂ）（容量出現率（Ａ）の微分係数）」 × （粘度μ値×０．１）

　粘度１０［％］上昇時の容量出現率変化（Ｃ）を［％］単位に換算して表２および図５Ａに示す（ただし、表２の（Ｃ）値［％］は小数第三位を四捨五入した値である）。

　表２および図５Ａに示すように、容量出現率変化（Ｃ）には、焼結粒（粉末粒）の粒子径Ｄに関わらず、すなわちいずれの粒子径Ｄの焼結粒により構成される焼結箔においても、静電容量が殆ど変化しない粘度μ領域（安定領域）と、静電容量が比較的大きく低下する粘度μ領域（不安定領域）とが存在することが分かる。さらに、図５Ａからは、当該安定領域と当該不安定領域との境界値（これを「粘度臨界値」と表記する）が、概ね２００［ｃＰ］付近に存在することが確認できる。

　そこで、不安定領域に在る２８０［ｃＰ］、３４０［ｃＰ］、５４０［ｃＰ］および６００［ｃＰ］の４点について、最小二乗法により３．０［μｍ］箔、５．０［μｍ］箔、９．０［μｍ］箔それぞれの近似直線式を算出した。近似直線式の算出は、当該三つの焼結箔の残差の二乗和の総和を最小化する解として、各近似直線式ｆ（ｘ）、ｇ（ｘ）、ｈ（ｘ）それぞれの縦軸切片および横軸交点を算出した。なお、このとき、縦軸切片の値は全ての近似直線式で同値とみなし、制約条件を付した。図５Ｂは、図５Ａの散布図に、算出された近似直線を表示したグラフである。

　算出された縦軸切片の値は、２．４８［％］（小数第三位を四捨五入）であった。また、横軸交点の値は、３．０［μｍ］箔で１８２．６［ｃＰ］、５．０［μｍ］箔で１９５．１［ｃＰ］、９．０［μｍ］箔で２２２．７［ｃＰ］（それぞれ小数第二位を四捨五入）であった。この横軸交点は、近似直線において容量出現率変化（Ｃ）が０［％］となるときの粘度μ値［ｃＰ］を表しており、これを前述の「粘度臨界値」として規定した。さらに、近似直線において容量出現率変化（Ｃ）が－１［％］となるときの粘度μ値［ｃＰ］を算出して、これを「準粘度臨界値」として規定した。準粘度臨界値は、３．０［μｍ］箔で２５６．２［ｃＰ］、５．０［μｍ］箔で２７３．８［ｃＰ］、９．０［μｍ］箔で３１２．５［ｃＰ］（それぞれ小数第二位を四捨五入）であった。

　こうして得られた各焼結箔の準粘度臨界値を、各焼結粒（粉末粒）の粒子径Ｄ［μｍ］との関係でグラフ上にプロットし、最小二乗法により以下の近似直線式（１）を得た。図６Ａにグラフを示す。
　ｙ＝９．４３８３ｘ＋２２７．３５　　　・・・（１）
　　≒９．４３８ｘ＋２２７

　また、こうして得られた各焼結箔の粘度臨界値を、同様に各焼結粒（粉末粒）の粒子径Ｄ［μｍ］との関係でグラフ上にプロットし、最小二乗法により以下の近似直線式（２）を得た。図６Ｂにグラフを示す。
　ｙ＝６．７２６３ｘ＋１６２．０３　　　・・・（２）
　　≒６．７２６ｘ＋１６２

　前述の通り、粘度臨界値は、粘度μが所定の上昇をしたときに、静電容量が殆ど変化しない粘度μ領域（安定領域）と、静電容量が比較的大きく低下する粘度μ領域（不安定領域）との境界の粘度μ値を表し、近似直線において容量出現率変化（Ｃ）が０［％］となるときの粘度μ値として規定した。一方、準粘度臨界値は、近似直線において容量出現率変化（Ｃ）が許容される－１［％］となるときの粘度μ値として規定し、これは、不安定領域に在るが、粘度臨界値の近くに在って静電容量の低下が比較的小さい領域の粘度μ値を表す。

　したがって、焼結箔が適用された電解コンデンサにおいて、電解液の粘度μ［ｃＰ］を、近似直線式（１）に基づいて、焼結粒（粉末粒）の粒子径Ｄを変数とする不等式（１）「μ≦９．４３８Ｄ＋２２７」を満たす状態（すなわち、準粘度臨界値以下）に設定することで、粘度μが粘度臨界値の近くまたは安定領域に設定される。その結果、例えば、電解コンデンサが使用されて経時的に水分の蒸散が進んで粘度μが上昇しても、焼結箔に特有の大きな静電容量を殆ど低下させることなく、長期に亘って安定して出現させることができ、電解コンデンサの長寿命化を実現できる。さらに、電解液の粘度μ［ｃＰ］を、近似直線式（２）に基づいて、焼結粒（粉末粒）の粒子径Ｄを変数とする不等式（２）「μ≦６．７２６Ｄ＋１６２」を満たす状態（すなわち、粘度臨界値以下）に設定することで、粘度μが安定領域に確実に設定される。その結果、静電容量をより長期に亘って安定して出現させることができ、寿命特性をさらに向上させることができる。

　さらに、不等式（１）および不等式（２）における粘度μの理論上の最小値として、Ｄ＝０とすると、不等式（１）から「μ≦２２７」、不等式（２）「μ≦１６２」がそれぞれ導き出される。このことから、電解液の粘度μが少なくとも２２７［ｃＰ］以下、より好ましくは少なくとも１６２［ｃＰ］以下であれば、焼結粒（粉末粒）の粒子径Ｄに関わらず、電解液の所定の粘度μの上昇に対して、静電容量の安定性が確保できる。

　なお、上記の不等式を満たすか否かの適用に当たっては、粒子径Ｄ［μｍ］値は、小数第一位までの値（第二位以下まで測定される場合、四捨五入して第一位までとする）で代入する。また、粘度μ値［ｃＰ］は、解の小数第一位を四捨五入して整数値で算出する。

　［試験２］
　前述のように、本発明においては、電解液の粘度μの下限は特に設けられないが、より好適な発明態様として、粘度μの下限について検証した。試験１と同様の方法により、３．０［μｍ］箔、５．０［μｍ］箔、および９．０［μｍ］箔を用意した。すなわち、各粒子径Ｄを有するアルミニウム粉末６０［質量部］とアクリル系バインダ４０［質量部］とを混合し、トルエンに分散させた塗液を、厚さ３０［μｍ］のアルミニウム箔の両面にアプリケータを用いて塗布して皮膜を形成し、乾燥させた。次いで、このアルミニウム箔を２００［℃］～４５０［℃］で５［時間］大気雰囲気にて脱脂処理した後、アルゴンガス雰囲気にて６５５［℃］で７［時間］加熱して焼結させた。こうして、厚さ３０［μｍ］の基材の両面に各々５０［μｍ］の焼結体皮膜を形成した総厚さ１３０［μｍ］のアルミニウム焼結箔を製造した。次いで、当該焼結箔に、試験１と同様に、６５０［Ｖ］以上の皮膜耐電圧を有する酸化皮膜を形成させた。その後、各焼結箔を、評価用焼結箔として、１７［ｍｍ］×５０［ｍｍ］の寸法の試験片に切断し、それぞれの重量（重量Ａ）を測定した。

　次いで、焼結箔を、表３に示す各粘度μに調整した所定の成分からなる各電解液に浸漬することにより、焼結箔に電解液を含浸した。次いで、電解液中から取り出した焼結箔を１０００［ｒｐｍ］で５［分］遠心分離する脱液処理を行い、脱液処理直後の重量（重量Ｂ）を測定した。そして、重量Ｂ［ｍｇ］から重量Ａ［ｍｇ］を差し引いた重量増加量［ｍｇ］を、焼結箔の電解液保持量［ｍｇ］として算出した。なお、粘度μは、前述の通り、振動式粘度計により２５［℃］の電解液で測定された粘度μ［ｃＰ］である。具体的には、株式会社セコニック製の振動式粘度計（商品名：ビスコメイト　ＶＭ－１Ａ）を使用した。焼結箔の電解液保持量を表３および図７Ａに示す。

　表３および図７Ａに示すように、焼結粒（粉末粒）の粒子径Ｄに関わらず、すなわちいずれの粒子径Ｄの焼結粒により構成される焼結箔においても、電解液の粘度μが例えば５０［ｃＰ］を下回るような低粘度領域の中で、粘度μが極めて低下してくると電解液保持量が徐々に低下することが分かる。つまり、電極箔に対する保持性、すなわち電極箔に焼結箔を適用したコンデンサ素子に対する電解液の一定の保持性を確保するという観点では、電解液が一定以上の粘度μを有していることが好ましい。一方、表３および図７Ａに示すように、いずれの粒子径Ｄの焼結粒により構成される焼結箔においても、電解液の粘度μが例えば５０［ｃＰ］を下回るような低粘度領域の中で、極めて低い粘度μが上昇してくると電解液保持量が徐々に増加して所定の保持量に収束して、殆ど変化しない安定領域に入ることが分かる。そこで、電解液保持量の安定性の観点に基づく好適な粘度μの下限を検証する目的で、本試験に供した３．０［μｍ］箔の安定領域における電解液保持量の例としての３１［ｍｇ］、５．０［μｍ］箔の安定領域における電解液保持量の例としての４０［ｍｇ］、９．０［μｍ］箔の安定領域における電解液保持量の例としての４２［ｍｇ］をそれぞれ安定保持量として、表３の各測定値を、当該安定保持量（保持率：１００［％］）に対する保持率［％］に換算した。結果を表４および図７Ｂに示す。

　具体的に、表４および図７Ｂの保持率［％］は、下記の式で算出した値（小数第三位を四捨五入）を表す。
　保持率［％］ ＝ （ 対象の粒子径Ｄ（焼結箔）および対象の粘度μ（電解液）での電解液保持量［ｍｇ］ ／ 対象の粒子径Ｄ（焼結箔）における安定保持量［ｍｇ］ ）×１００
　例えば、３．０［μｍ］箔の１．３［ｃＰ］における保持率［％］は、
　保持率［％］＝（５．２／３１）×１００＝１６．７７

　表４および図７Ｂに示すように、いずれの粒子径Ｄの焼結粒により構成される焼結箔においても、電解液の粘度μが２［ｃＰ］以上では、保持率５０［％］を超える比較的安定した電解液の保持性が確保されている。また、電解液の粘度μが１０［ｃＰ］以上では、保持率８５［％］を超えるさらに安定した電解液の保持性が確保されている。したがって、電解液の粘度μを例えば３０［ｃＰ］以上とすれば、極めて安定した電解液の保持性を確保できると言える。このことは、焼結箔が適用された電解コンデンサにおいては、コンデンサ素子に対する電解液の一定の保持性を確保する観点では、電解液の粘度μが、２［ｃＰ］以上であると好ましく、１０［ｃＰ］以上であるとより好ましく、３０［ｃＰ］以上であるとさらにより好ましいことを示している。

　［試験３］
　前述のように、本発明においては、電解液の粘度μの下限は特に設けられないが、より好適な発明態様として、粘度μの下限について、さらに別の観点から検証した。試験１および試験２と同様の方法により、３．０［μｍ］箔、５．０［μｍ］箔、および９．０［μｍ］箔を用意した。すなわち、各粒子径Ｄを有するアルミニウム粉末を使用して、厚さ３０［μｍ］の基材の両面に各々５０［μｍ］の焼結体皮膜を形成した総厚さ１３０［μｍ］のアルミニウム焼結箔を製造した後、次いで、当該焼結箔に６５０［Ｖ］以上の皮膜耐電圧を有する酸化皮膜を形成させた。また、厚さが２０［μｍ］の陰極箔用アルミニウムエッチング箔も用意した。

　次いで、用意した電極箔のうち、焼結箔を陽極箔として、エッチング箔を陰極箔として使用し、コンデンサ素子として巻回した。次いで、コンデンサ素子にほう酸を４［％］濃度で含む化成液を含浸し、陽極箔と陰極箔との間に４７０［Ｖ］まで電圧を印加する再化成処理を行った。次いで、コンデンサ素子に対して、所定の洗浄液の真空含浸処理と遠心分離による脱液処理とを繰り返し行うことで、コンデンサ素子を洗浄した。次いで、コンデンサ素子に対して、電解液の真空含浸処理と遠心分離による脱液処理とを繰り返し行うことで、コンデンサ素子を共洗いした。その後、電解液の真空含浸処理を行うことによって、コンデンサ素子に表５に示す各粘度μに調整した所定の成分からなる各電解液を含浸した。次いで、コンデンサ素子を１０００［ｒｐｍ］で３［秒］遠心分離する脱液処理を行った後、外装材内に収容し、封止材を外装材の開口部に配置して封止した。こうして製造した巻回型の電解コンデンサについて、高周波への対応可能性や、高いレベルでのＥＭＩ（Electro Magnetic Interference）対策への対応可能性を評価するための高周波静電容量として、電解コンデンサとしては通常よく使用される周波数よりも高周波である１００［ｋＨｚ］における静電容量［μＦ］を測定した。なお、粘度μは、前述の通り、振動式粘度計により２５［℃］の電解液で測定された粘度μ［ｃＰ］である。具体的には、株式会社セコニック製の振動式粘度計（商品名：ビスコメイト　ＶＭ－１Ａ）を使用した。評価用焼結箔が適用された電解コンデンサの高周波静電容量を表５および図８Ａに示す。

　表５および図８Ａに示すように、焼結粒（粉末粒）の粒子径Ｄに関わらず、すなわちいずれの粒子径Ｄの焼結粒により構成される焼結箔においても、電解液の粘度μが例えば５０［ｃＰ］を下回るような低粘度領域の中で、粘度μが極めて低下してくると静電容量が徐々に低下することが分かる。一方、表５および図８Ａに示すように、いずれの粒子径Ｄの焼結粒により構成される焼結箔においても、電解液の粘度μが例えば５０［ｃＰ］を下回るような低粘度領域の中で、極めて低い粘度μが上昇してくると静電容量が徐々に増加して所定の容量に収束して、殆ど変化しない安定領域に入ることが分かる。そこで、本試験に供した３．０［μｍ］箔の安定領域における静電容量の例としての１９．１７［μＦ］、５．０［μｍ］箔の安定領域における静電容量の例としての１８．１６［μＦ］、９．０［μｍ］箔の安定領域における静電容量の例としての１３．９１［μＦ］をそれぞれ安定容量として、表５の各測定値を、当該安定容量（比率：１）に対する減少率Ｒに換算した。結果を表６および図８Ｂに示す。

　具体的に、表６および図８Ｂの減少率Ｒは、下記の式で算出した値（小数第五位を四捨五入）を表す。
　減少率Ｒ ＝ １ － （ 対象の粒子径Ｄ（焼結箔）および対象の粘度μ（電解液）での静電容量［μＦ］ ／ 対象の粒子径Ｄ（焼結箔）における安定容量［μＦ］ ）
　例えば、３．０［μｍ］箔の１．３［ｃＰ］における減少率Ｒは、
　減少率Ｒ＝１－（１２．３７／１９．１７）＝０．３５４７
　なお、上記の式で算出した減少率Ｒに１００を乗じて、減少率Ｒを［％］単位で把握することも可能である。以下、分かり易いように、減少率Ｒを［％］単位で表記する場合がある。

　表６および図８Ｂに示すように、最も粘度μの低い１．３［ｃＰ］においても、３．０［μｍ］箔での減少率Ｒは３５．４７［％］、５．０［μｍ］箔での減少率Ｒは１６．８０［％］、９．０［μｍ］箔での減少率Ｒは１０．３５［％］である。すなわち、いずれの粒子径Ｄの焼結粒により構成される焼結箔においても、減少率Ｒとしては３５［％］程度以下に留まっており、全体的に低粘度領域においても静電容量は比較的安定している。したがって、本結果によって、本発明において、電解液の粘度μの下限の設定が必ずしも必要になる訳ではない。一方、高いレベルでのＥＭＩ対策への対応等が要求されるような使用環境における、粘度μが例えば５０［ｃＰ］を下回るような低粘度領域の中で、より十分な且つ安定した静電容量を確保するという観点では、電解液が一定以上の粘度μを有していることが好ましい。

　そこで、当該観点に基づく好適な粘度μの下限を検証する目的で、表６を使用して、それぞれの粒子径Ｄの値と粘度μの値との関係式：（ １／(Ｄμ^２) ）の値を算出して横軸に取り、そのＤ値およびμ値に対応する減少率Ｒの値を縦軸に取り、両軸を対数目盛としてプロットした。結果を図９Ａに示す。
　例えば、図９Ａの右端のプロットは、３．０［μｍ］箔の１．３［ｃＰ］における減少率Ｒのプロットで、横軸の値は、（１／(Ｄμ^２)）＝１／（３．０×（１．３）^２）＝０．１９７２であり、縦軸の値は、０．３５４７である。

　図９Ａに示すように、焼結粒（粉末粒）の粒子径Ｄに関わらず、すなわちいずれの粒子径Ｄの焼結粒により構成される焼結箔においても、減少率Ｒの分布は、傾き１の直線にほぼ重なり、粒子径Ｄの値と粘度μの値との関係式：（ １／（粒子径Ｄ×粘度μ^２） ）にほぼ比例している。そこで、回帰式を「Ｒ＝Ａ／(Ｄμ^２)」として、その両辺について対数を取った「ｌｏｇＲ＝ｌｏｇ（ Ａ／(Ｄμ^２) ）」について、最小二乗法による比例定数Ａを推定する。そうすると、目的関数：「Ｓ＝Σ［ｌｏｇＲ_ｉ－ｌｏｇ（ Ａ／(Ｄ_ｉμ_ｉ ^２) ）］^２」（記号ｉを１からＮまでの変数とし、記号Ｎをデータ数とする）を最小にするＡ値は、「Ａ＝（Π(Ｒ_ｉＤ_ｉμ_ｉ ^２）^１／Ｎ」となり、比例定数Ａの推定値は、「（減少率Ｒ×粒子径Ｄ×粘度μ^２）の幾何平均」として算出することができる。なお、「Ｒ＝Ａ／(Ｄμ^２)」を変形すると、「Ａ＝ＲＤμ^２」となり、これに基づいて、（ＲＤμ^２）の幾何平均を比例定数Ａの推定値とした場合も、上記と同様に、比例定数Ａの推定値は、「（減少率Ｒ×粒子径Ｄ×粘度μ^２）の幾何平均」として算出することができる。実際に当該幾何平均を計算すると、比例定数Ａの推定値は、１．５５２（少数第四位を四捨五入）と算出される。

　その結果、回帰式：「Ｒ＝Ａ／(Ｄμ^２)」は、以下の式（３）で表される。
　Ｒ＝１．５５２／(Ｄμ^２)　　　・・・（３）
　図９Ｂに、図９Ａに示す減少率Ｒの分布に算出された回帰直線：「Ｒ＝１．５５２／(Ｄμ^２)」（式（３））を重ねたグラフを示す。

　式（３）によれば、例えば、不等式：「１．５５２／(Ｄμ^２)≦０．５」を満たす粒子径Ｄおよび粘度μであれば、安定容量に対する減少率Ｒが、０．５程度（５０［％］程度）以下に抑えられる。また、例えば、不等式：「１．５５２／(Ｄμ^２)≦０．３５」を満たす粒子径Ｄおよび粘度μであれば、安定容量に対する減少率Ｒが、０．３５程度（３５［％］程度）以下に抑えられる。また、例えば、不等式：「１．５５２／(Ｄμ^２)≦０．１」を満たす粒子径Ｄおよび粘度μであれば、安定容量に対する減少率Ｒが、０．１程度（１０［％］程度）以下に抑えられる。また、例えば、不等式：「１．５５２／(Ｄμ^２)≦０．０５」を満たす粒子径Ｄおよび粘度μであれば、安定容量に対する減少率Ｒが、０．０５程度（５［％］程度）以下に抑えられる。また、例えば、不等式：「１．５５２／(Ｄμ^２)≦０．０１」を満たす粒子径Ｄおよび粘度μであれば、安定容量に対する減少率Ｒが、０．０１程度（１［％］程度）以下に抑えられる。

　以上のことから、高いレベルでのＥＭＩ対策への対応等が要求されるような使用環境における、粘度μが例えば５０［ｃＰ］を下回るような低粘度領域の中で、より十分な且つ安定した静電容量を確保するという観点では、不等式：「１．５５２／(Ｄμ^２)≦０．５」を満たすことが好ましく、不等式：「１．５５２／(Ｄμ^２)≦０．３５」を満たすことがより好ましく、不等式：「１．５５２／(Ｄμ^２)≦０．１」を満たすことがより好ましく、不等式：「１．５５２／(Ｄμ^２)≦０．０５」を満たすことがより好ましく、不等式：「１．５５２／(Ｄμ^２)≦０．０１」を満たすことがより好ましい。なお、当該パラメータは、焼結箔が適用された電解コンデンサにおいて、例えば１０［ｋＨｚ］～１００［ｋＨｚ］のような比較的高周波での使用環境を想定した場合の、焼結粒（粉末粒）の粒子径Ｄ、および電解液の粘度μの設定に特に有効である。

 

Claims (6)

1. 　誘電体層が形成された陽極箔と、陰極箔と、前記陽極箔と前記陰極箔との間に配設されたセパレータと、を有するコンデンサ素子と、
   　前記コンデンサ素子内に含浸された電解液と、を備える電解コンデンサであって、
   　前記陽極箔または前記陰極箔は、金属粉末を含有する組成物の焼結体が箔状に形成されてなり、または、前記焼結体からなる焼結体皮膜が基材の表面に形成されてなり、
   　前記電解液の２５℃における粘度μ［ｃＰ］が、４００ｃＰ以下であること
   を特徴とする電解コンデンサ。
2. 　前記金属粉末の粉末粒または該金属粉末の焼結粒の粒子径Ｄ［μｍ］が、５．０μｍ以下であること
   　（ただし、粒子径Ｄは、レーザ回折・散乱法により測定される前記粉末粒、または走査型電子顕微鏡による観察により測定される前記焼結粒の体積基準の粒子径分布における累積５０％の中位径を意味する。）
   を特徴とする請求項１記載の電解コンデンサ。
3. 　前記電解液の２５℃における粘度μ［ｃＰ］が、さらに以下の式（１）を満たすこと
   を特徴とする請求項１または請求項２記載の電解コンデンサ。
   　μ≦９．４３８Ｄ＋２２７　　　・・・（１）
   　（ただし、Ｄは、前記金属粉末の粉末粒または該金属粉末の焼結粒の粒子径Ｄ［μｍ］を意味し、該粒子径Ｄは、レーザ回折・散乱法により測定される前記粉末粒、または走査型電子顕微鏡による観察により測定される前記焼結粒の体積基準の粒子径分布における累積５０％の中位径を意味する。）
4. 　誘電体層が形成された陽極箔と、陰極箔と、前記陽極箔と前記陰極箔との間に配設されたセパレータと、を有するコンデンサ素子と、
   　前記コンデンサ素子内に含浸された電解液と、を備える電解コンデンサの製造方法であって、
   　前記陽極箔および前記陰極箔の少なくとも一方を、金属粉末を含有する組成物の焼結体を箔状に形成して構成し、または、前記焼結体からなる焼結体皮膜を基材の表面に形成させて構成し、
   　前記電解液の２５℃における粘度μ［ｃＰ］を、４００ｃＰ以下に調整すること
   を特徴とする電解コンデンサの製造方法。
5. 　前記金属粉末の粉末粒または該金属粉末の焼結粒の粒子径Ｄ［μｍ］を、５．０μｍ以下に調整すること
   　（ただし、粒子径Ｄは、レーザ回折・散乱法により測定される前記粉末粒、または走査型電子顕微鏡による観察により測定される前記焼結粒の体積基準の粒子径分布における累積５０％の中位径を意味する。）
   を特徴とする請求項４記載の電解コンデンサの製造方法。
6. 　前記電解液の２５℃における粘度μ［ｃＰ］を、さらに以下の式（１）を満たすように調整すること
   を特徴とする請求項４または請求項５記載の電解コンデンサの製造方法。
   　μ≦９．４３８Ｄ＋２２７　　　・・・（１）
   　（ただし、Ｄは、前記金属粉末の粉末粒または該金属粉末の焼結粒の粒子径Ｄ［μｍ］を意味し、該粒子径Ｄは、レーザ回折・散乱法により測定される前記粉末粒、または走査型電子顕微鏡による観察により測定される前記焼結粒の体積基準の粒子径分布における累積５０％の中位径を意味する。）
   
    

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