WO2024024884A1 - 電極箔製造用の金属箔、電解コンデンサ用電極箔の製造方法、電解コンデンサ用電極箔、および電解コンデンサ - Google Patents

電極箔製造用の金属箔、電解コンデンサ用電極箔の製造方法、電解コンデンサ用電極箔、および電解コンデンサ Download PDF

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foil
metal foil
electrode foil
electrode
recesses
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満久 吉村
宗史 門川
真佐美 椿
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パナソニックIpマネジメント株式会社
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    • H01G9/004Details
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Definitions

  • the present disclosure relates to a metal foil for manufacturing an electrode foil, a method for manufacturing an electrode foil for an electrolytic capacitor, an electrode foil for an electrolytic capacitor, and an electrolytic capacitor.
  • the electrode foil of an electrolytic capacitor a metal foil (etched foil) whose surface has a porous portion formed through an etching process is used. As a result, the electrode foil has a large surface area, and the capacitance of the electrolytic capacitor is increased.
  • Patent Document 1 discloses that "it is made of a band-shaped foil, and includes an enlarged surface portion formed on the surface of the foil, a core portion that is the remaining portion of the foil after removing the enlarged surface portion, and a core portion formed in the enlarged surface portion in the width direction of the band. a plurality of dividing portions that extend to divide the enlarged surface portion, and the dividing portions have a groove width of 50 ⁇ m or less including 0 when the foil is flattened. Foil” is disclosed.
  • Patent Document 1 by providing the divided portion, the indentation depth (Erichsen value) in the Erichsen test increases.
  • the divided portion extends in the width direction of the electrode foil, and the bending strength in the width direction of the electrode foil is low. Due to the stress generated when the electrode foil is wound, cracks are formed in the width direction of the electrode foil along the divided portions, and cracks that extend substantially linearly from one end of the electrode foil in the width direction to the other end are generated. As a result, foil breakage is likely to occur. Prevention of foil breakage during winding of electrode foil is still insufficient.
  • One aspect of the present disclosure is a metal foil used for manufacturing an electrode foil for an electrolytic capacitor, wherein the metal foil includes a valve metal, has an opening on a main surface of the metal foil, and has an opening in the direction of the main surface.
  • the present invention relates to a metal foil for manufacturing an electrode foil, which has a plurality of recesses arranged in a dot-like manner, and the opening diameter of the recesses is 2 ⁇ m or more.
  • Another aspect of the present disclosure relates to a method for manufacturing an electrode foil for an electrolytic capacitor, which includes the steps of preparing the metal foil for manufacturing the electrode foil described above, and etching the metal foil.
  • Yet another aspect of the present disclosure relates to an electrode foil for an electrolytic capacitor obtained by the above method for manufacturing an electrode foil for an electrolytic capacitor.
  • Still another aspect of the present disclosure includes a metal foil containing a valve metal, the metal foil having an opening on a main surface of the metal foil and disposed in a dot-like manner dispersed in the direction of the main surface.
  • a porous part having a plurality of recesses and having pores opening on the main surface of the metal foil and the inner wall surface of the plurality of recesses, the opening diameter of the recess being 2 ⁇ m or more;
  • the present invention relates to an electrode foil for an electrolytic capacitor, in which the opening diameter of the pores is less than 2 ⁇ m.
  • Still another aspect of the present disclosure relates to an electrolytic capacitor including the above electrode foil for an electrolytic capacitor.
  • FIG. 1 is a front view of main parts schematically showing an example of an electrode foil for an electrolytic capacitor according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a front view of main parts schematically showing another example of an electrode foil for an electrolytic capacitor according to an embodiment of the present disclosure. 3 is a sectional view taken along line III-III in FIG. 2.
  • FIG. FIG. 3 is a diagram schematically showing an example of a rolled body viewed from an end face side.
  • 1 is a cross-sectional view schematically showing an electrolytic capacitor according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a perspective view schematically showing the configuration of a wound body.
  • FIG. 9(a) shows a case where the depth of the recess is small
  • FIG. 9(b) shows a case where the depth of the recess is large. A specific example of the shape of the opening of the recess is shown.
  • FIGS. 10(e) to 10(g) show cases where the opening shape of the recess is a drop shape.
  • FIG. 10(h) shows a case where the opening shape of the recess is a six-pointed star.
  • a method for manufacturing an electrode foil for an electrolytic capacitor according to an embodiment of the present disclosure includes a first step and a second step.
  • a metal foil for manufacturing an electrode foil according to an embodiment of the present disclosure is prepared as a metal foil (hereinafter also referred to as "raw material foil") used for manufacturing an electrode foil for an electrolytic capacitor.
  • a metal foil for manufacturing an electrode foil according to an embodiment of the present disclosure includes a valve metal and has a plurality of recesses opening on its main surface.
  • the plurality of recesses are arranged in a dispersed manner in dots in the direction of the main surface of the metal foil (when the metal foil is viewed from the normal direction of the main surface). That is, the plurality of recesses are provided spaced apart from each other.
  • Each of the plurality of recesses has an opening diameter (hereinafter also referred to as "opening diameter D") of 2 ⁇ m or more.
  • the dot-like distribution arrangement of the recesses may be uniform, non-uniform, regular, or non-regular.
  • the opening diameter of the recess means the maximum diameter of the opening of the recess.
  • a plurality of recesses with an opening diameter of 2 ⁇ m or more, which are open in the main surface of the metal foil and are arranged in a dot-like manner in the direction of the main surface will also be referred to as a "recess group.”
  • the recess group may be provided on one main surface of the metal foil, or may be provided on both main surfaces of the metal foil.
  • the metal foil is etched, thereby forming a porous portion on the surface of the metal foil.
  • the above manufacturing method may further include a third step of forming a dielectric layer on the surface of the etched metal foil by chemical conversion treatment or the like.
  • the electrode foil for an electrolytic capacitor according to the embodiment of the present disclosure is obtained by the above manufacturing method. That is, it is obtained by etching the above-mentioned metal foil (further chemical conversion treatment, etc., if necessary).
  • a metal foil with a porous portion formed through an etching process will also be referred to as an "etched foil.”
  • a metal foil that is further subjected to a chemical conversion treatment after etching treatment is also referred to as a "chemical conversion foil.”
  • the etched foil obtained by the above manufacturing method includes a metal foil containing a valve metal, and the metal foil has openings on the main surface of the metal foil and is arranged in a dot-like manner dispersed in the direction of the main surface. It has a plurality of recesses.
  • the etching foil includes a porous portion having pores opening to the main surface of the metal foil and the inner wall surfaces of the plurality of recesses.
  • the opening diameter of the recessed portion is 2 ⁇ m or more, and the opening diameter of the pores in the porous portion is less than 2 ⁇ m. Note that the opening diameter of the pores in the porous portion means the maximum diameter of the openings of the pores.
  • the opening diameter of the recessed portion is larger than the opening diameter of the pores in the porous portion.
  • the chemically formed foil further includes a dielectric layer that covers the metal skeleton that constitutes the porous portion.
  • a metal foil having a group of recesses has increased folding strength. Due to the presence of the group of recesses, good quality cracks can be formed between the recesses during winding of the metal foil, the stress generated by winding is alleviated, and foil breakage is suppressed.
  • high-quality crack formation suppresses the occurrence of large cracks that extend linearly from one end of the foil to the other end in the width direction, which causes the foil to break.
  • the formation of a group of recesses can significantly suppress foil breakage.
  • a stress relieving effect due to the formation of a group of recesses can be significantly obtained.
  • the winding of the metal foil is performed, for example, by winding the metal foil (raw material foil, etched foil, chemically formed foil) with a roller, slitting the electrode foil, forming a wound body containing the electrode foil, and the like.
  • the above-mentioned high-quality cracks are formed so as to extend from the inner wall of the recess when viewed from the main surface side of the metal foil, and are formed so that the cracks extending from the recess are connected to each other.
  • the length and shape of the crack, the direction in which the crack extends, etc. can be controlled by the group of recesses.
  • cracks may be formed on the main surface of the metal foil with a slight curve between the recesses.
  • FIG. 7 is a SEM image showing a state after winding of the electrode foil for an electrolytic capacitor according to an embodiment of the present disclosure, and shows a part of the surface of the electrode foil.
  • the vertical direction of the SEM image in FIG. 7 is the length direction (winding direction) of the strip-shaped electrode foil, and is also the rolling direction of the electrode foil.
  • the recess groups in FIG. 7 are arranged in a staggered manner, and in the recess group shown in FIG. 2, L 1 is larger than L 3 , L 1 and L 2 are approximately the same size, and L 3 is the interval L. Indicate the case.
  • L 1 is larger than L 3
  • L 1 and L 2 are approximately the same size
  • L 3 is the interval L. Indicate the case.
  • FIG. 7 by winding the electrode foil, good quality cracks can be formed between the recesses in a direction perpendicular to the winding direction (rolling direction).
  • metal foil comes into contact with processing liquids (e.g. etching liquid, chemical conversion liquid) and rollers, which can cause unevenness (or scratches).
  • processing liquids e.g. etching liquid, chemical conversion liquid
  • rollers which can cause unevenness (or scratches).
  • etching liquid e.g. etching liquid, chemical conversion liquid
  • rollers which can cause unevenness (or scratches).
  • rolled foil Al raw foil
  • Al raw foil is usually used as the raw material foil, and it has rolling marks that occur during the manufacturing process. The bending strength becomes low, and the electrode foil may break when it is wound.
  • an electrode foil having a group of recesses the above-mentioned foil breakage can be suppressed.
  • electrode foils with a group of recesses can suppress foil breakage due to vibrations when using electrolytic capacitors, and are suitable for use in electrolytic capacitors for automotive applications that require high reliability against vibrations. .
  • a metal foil (raw material foil) having a group of recesses is etched.
  • a porous portion having pores (etching pits) opening on the main surface of the metal foil and the inner wall surface of the recess is formed. This increases the surface area of the metal foil, making it possible to increase the capacity.
  • the pores (etching pits) located near the inner wall of the recess are likely to become clogged and open on the inner wall of the recess. Pores are less likely to be formed, and the surface area of the metal foil becomes smaller accordingly.
  • a jig having a convex portion is pressed against a metal foil to form a concave portion, the etching pit is closed due to deformation of the porous portion due to the pressing.
  • the etched pit is closed due to melting of the laser irradiated portion.
  • the energy irradiated during processing is large, and the etching pit is likely to be closed due to melting (deformation). If the effect of clogging of etching pits due to melting (deformation) is large, the capacity may decrease and the strength may also decrease.
  • the above-mentioned blockage includes not only the case where the etching pit is completely blocked but also the case where the etching pit is partially blocked.
  • the manufacturing method according to the present embodiment by performing the second etching process after forming the recess group, the capacity and strength due to melting (deformation) of the porous part when forming the recess group can be reduced. decline can be avoided.
  • a recessed portion having a depth H of 20 ⁇ m or more is formed, the strength and capacity are significantly improved by the manufacturing method according to the present embodiment.
  • FIG. 8 is a SEM image showing the main part of the electrode foil produced by the above manufacturing method.
  • the electrode foil has a cone-shaped recess 1 that opens on the main surface S.
  • the electrode foil is an etched foil, and a porous portion 2 is formed on the main surface S and the inner wall surface of the recess 1.
  • the porous portion 2 has pores that open to the main surface S and pores that open to the inner wall surface of the recessed portion 1 .
  • FIG. 9 is a SEM image showing the main part of the electrode foil when a group of recesses is provided after etching the metal foil.
  • FIG. 9(a) shows a case where the depth of the recess is as small as 5 ⁇ m
  • FIG. 9(b) shows a case where the depth of the recess is as large as 45 ⁇ m.
  • the recesses are formed by laser processing, and the etching pits are observed to be closed due to melting of the inner wall surface of the recesses due to laser irradiation.
  • the electrode foil shown in FIG. 9B, in which the depth of the concave portion is large, is more affected by laser processing and the degree of blockage of the etching pit is greater.
  • the metal foil prepared in the first step (the metal foil used in the step of forming the recess group described below) is used for the porous part formed by etching treatment, the dielectric layer formed by chemical conversion treatment, etc., and the cathode foil. It does not have a coating layer, which will be described later.
  • the metal foil prepared in the first step contains a valve metal.
  • Valve metals include, for example, aluminum (Al), tantalum (Ta), niobium (Nb), titanium (Ti), zirconium (Zr), and the like.
  • the metal foil may include the valve metal as an alloy or compound containing the valve metal.
  • the Al content in the metal foil may be 98% by mass or more, or 99% by mass or more (or 99.5% by mass or more). Good too.
  • the metal foil is preferably a soft foil (Al content: 98% by mass or more). Among these, from the viewpoint of increasing capacity, the Al content in the metal foil is preferably 99.8% by mass or more.
  • the metal foil may contain trace amounts of other elements than the valve metal.
  • Other elements include silicon (Si), copper (Cu), iron (Fe), and the like.
  • the Si content in the metal foil is, for example, preferably 1 mass ppm or more and 100 mass ppm or less, and more preferably 5 mass ppm or more and 80 mass ppm or less.
  • the Cu content in the metal foil is, for example, preferably 5 mass ppm or more and 100 mass ppm or less, and more preferably 5 mass ppm or more and 80 mass ppm or less.
  • the Fe content in the metal foil is, for example, preferably 5 mass ppm or more and 200 mass ppm or less, and more preferably 5 mass ppm or more and 100 mass ppm or less.
  • the total content of Si, Cu, and Fe is preferably 0.1% by mass or less, more preferably 0.05% by mass or less.
  • the tensile strength of the metal foil having a group of recesses is preferably 25 N/mm 2 or more, more preferably 40 N/mm 2 or more, and still more preferably 60 N/mm 2 or more. Further, the tensile strength may be, for example, 120 N/mm 2 or less.
  • the elongation of the metal foil having a group of recesses is preferably 1% or more and 16% or less, more preferably 2% or more and 14% or less.
  • a metal foil having a group of recesses if the tensile strength is 25 N/mm 2 or more (or 40 N/mm 2 or more) and/or the elongation is 1% or more (or 2% or more), the foil cannot be cut in the subsequent process. is suppressed. Deterioration in strength of the foil due to stretching of the foil in subsequent processes is suppressed. Sufficient strength of the etched foil and chemically formed foil is ensured.
  • Post-processes include etching the metal foil (further chemical conversion treatment if necessary), conveying and winding the metal foil with rollers, slitting the electrode foil, and configuring a wound body containing the electrode foil.
  • Rolled foil is usually used as the metal foil, and tensile strength and elongation mean tensile strength and elongation in the rolling direction, respectively.
  • the rolling direction of the strip-shaped metal foil usually substantially coincides with the length direction of the metal foil.
  • the tensile strength and elongation of the metal foil are determined, for example, in accordance with JIS Z 2241 (metal material tensile test).
  • the number N of crystal grains of the metal foil exposed on the inner wall surface of the recess is preferably two or more (or three or more), and two or more (or three or more). , 10 or less.
  • the strength (tensile strength, bending strength) of the metal foil (etched foil, chemically formed foil) is easily ensured. It is desirable that the number N of 40% or more (or 60% or more) of the plurality of recesses constituting the recess group is within the above range.
  • the number N of crystal grains mentioned above can also be said to be the number of crystal grains exposed on the side wall surface of the recess (the inner wall surface from the deepest part of the recess to the opening).
  • the number N of crystal grains mentioned above is determined by the following method.
  • a cross-sectional SEM image of the metal foil in the thickness direction is obtained using a scanning electron microscope (SEM).
  • SEM scanning electron microscope
  • two contours of the side wall surfaces of the recess are observed for one recess. Let these two contours be C1 and C2 (for example, C1 and C2 in FIG. 3 correspond to the two contours of the side wall surface of the recess provided in the raw material foil).
  • the number N1 of grain boundaries extending from the contour C1 of one side wall surface to the inside of the metal foil is counted.
  • the number N2 of grain boundaries extending into the metal foil from the remaining sidewall surface outline C2 is counted.
  • the average value of (N1+1) and (N2+1) is determined as the number N of crystal grains.
  • the average crystal grain size of the metal foil is preferably 18 ⁇ m or more (or 20 ⁇ m or more) and 60 ⁇ m or less.
  • the metal foil (electrode foil) has appropriate hardness and is likely to have sufficient strength. Damage to the metal foil (electrode foil) is suppressed during slitting and winding of the metal foil, connection between the electrode foil and the lead member, and the like.
  • the average crystal grain size is 18 ⁇ m or more, there are a moderate amount of grain boundaries, and if there are many grain boundaries, the distribution of pits will be uneven between the vicinity of the grain boundaries and other parts in the porous part. The decrease in capacity due to this is suppressed.
  • the average crystal grain size is determined by arbitrarily selecting a region whose length in the thickness direction is F and whose length in the plane direction is 2 ⁇ F in a cross-sectional SEM image of a metal foil (electrode foil) having a thickness of F. However, it is determined by measuring the maximum diameter of each of a plurality of crystals included in the region and calculating the average value thereof.
  • the thickness F of the metal foil may be 50 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less, or 80 ⁇ m or more (or 100 ⁇ m or more) and 200 ⁇ m or less.
  • the thickness F of the metal foil is determined by measuring the thickness at ten arbitrary points using a cross-sectional SEM image of the metal foil in the thickness direction, and averaging the measured values.
  • the opening diameter of the recess is preferably 5 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less, more preferably 5 ⁇ m or more and 70 ⁇ m or less. Moreover, from the viewpoint of further increasing the bending strength of the metal foil, the opening diameter D of the recess is more preferably 5 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less, particularly preferably 5 ⁇ m or more and 40 ⁇ m or less.
  • the opening diameter D of the recess is preferably 8 ⁇ m or more, and more preferably 18 ⁇ m or more. In order to increase the effect of improving folding strength, it is desirable that the opening diameter of the recesses be small and that the number of recesses be large.
  • the ratio of the opening diameter D ( ⁇ m) of the recess to the thickness F ( ⁇ m) of the metal foil: D/F is preferably less than 0.5, more preferably less than 0.25 (or less than 0.2).
  • the depth H of the recess is preferably, for example, 4 ⁇ m or more and 74 ⁇ m or less.
  • the depth H of the recess may be 5 ⁇ m or more (or 20 ⁇ m or more). Note that the "depth H of the recess" means the distance from the opening of the recess to the deepest part.
  • H/F is preferably 0.05 or more and 0.55 or less, more preferably 0.26 or more and 0. 47 or less, more preferably 0.3 or more and 0.43 or less.
  • the number of recesses present per 1 mm 2 of area of the main surface of the metal foil is 7 or more and 570 or less.
  • the number may be 7 or more and 120 or less, or 7 or more (or 15 or more) and 80 or less.
  • Adjacent recesses are provided with an interval L between them.
  • “recesses that are adjacent to each other” means recesses that are located next to each other and are closest to each other.
  • Distance L means the length of a line segment drawn at the shortest distance between adjacent recesses on the main surface of the metal foil.
  • the interval L may be 4 ⁇ m or more, 9 ⁇ m or more, or 15 ⁇ m or more.
  • the interval L may be 2000 ⁇ m or less, 1000 ⁇ m or less, 320 ⁇ m or less, or 250 ⁇ m or less.
  • the interval L may be, for example, 9 ⁇ m or more and 320 ⁇ m or less.
  • the interval L is preferably 4 ⁇ m or more and 320 ⁇ m or less, more preferably 9 ⁇ m or more and 250 ⁇ m or less.
  • D 1 and D 2 may be the same or different.
  • D 1 /D 2 is within the range of 6/10 or more and 10/6 or less.
  • D 1 /D 2 may be 8/10 or more and 10/8 or less, or may be 1.
  • the "opening diameter D1 " and the "opening diameter D2 " may be collectively referred to as the "opening diameter D.”
  • the opening diameter D 1 ( ⁇ m) and the interval L ( ⁇ m) satisfy the relationship of 2 ⁇ D 1 and 2 ⁇ L/D 1 ⁇ 50. It is preferable that the opening diameter D2 ( ⁇ m) and the interval L ( ⁇ m) satisfy the relationship of 2 ⁇ D 2 and 2 ⁇ L/D 2 ⁇ 50.
  • L/D When L/D is 2 or more, the strength of the metal foil is easily ensured. From the viewpoint of ensuring strength, L/D may be 5 or more. When L/D is 50 or less, the effect of the recesses is likely to be obtained. L/D may be 10 or less.
  • D 1 , D 2 , and L are determined as follows.
  • An image of the main surface of the metal foil (electrode foil) is obtained using a scanning electron microscope (SEM). Using this image, an opening with a maximum diameter of 2 ⁇ m or more is regarded as an opening of a recess, and two recesses located next to each other and closest to each other are determined as adjacent recesses.
  • the maximum diameters of the openings of the two recesses are determined and designated as D 1 and D 2 .
  • Draw line segments connecting adjacent recesses find the length of the shortest line segment among the line segments, and set it as L.
  • adjacent recesses may be provided with an interval L between them.
  • direction perpendicular to the winding direction means a direction within a range of 65° to 115° at an angle to the winding direction.
  • the recesses may not all be aligned in a certain direction, and recesses in different directions may coexist within the above angle range.
  • the plurality of recesses may be arranged in a staggered manner.
  • the plurality of recesses are arranged with an interval L 1 ( ⁇ m) in the winding direction when the metal foil (electrode foil) is wound, and with an interval L 2 ( ⁇ m) in the direction perpendicular to the winding direction. They may be arranged at intervals, or they may be arranged at intervals L 3 ( ⁇ m) in a diagonal direction with respect to the winding direction.
  • the minimum interval among the intervals L 1 to L 3 is the above-mentioned interval L.
  • the recesses adjacent to each other have circular openings of the same size, and one of the recesses adjacent to each other has a larger opening when the metal foil (electrode foil) is wound than the other recess. It may be provided in the winding direction. In this case, the interval L may be 15 ⁇ m or more and 250 ⁇ m or less. Note that "provided in the winding direction" refers not only to the case where adjacent recesses are provided along the winding direction when the metal foil (electrode foil) is wound, but also when one recess is provided along the winding direction of the other recess.
  • D 1 /D 2 is within the range of 6/10 or more and 10/6 or less.
  • D 1 /D 2 may be 8/10 or more and 10/8 or less, or may be 1.
  • the diameter of the recess may be larger on the opening side than on the deeper side of the recess.
  • the diameter of the recess in the same direction as the opening diameter D when proceeding from the opening of the recess by a distance D in the depth direction may be 0.8D or less. It may be 0.05D or more and 0.8D or less.
  • the recess may extend obliquely with respect to the main surface of the metal foil. From the viewpoint of ease of forming the recess, the recess may extend perpendicularly to the main surface of the metal foil. Note that being perpendicular to the main surface of the metal foil means that the recess extends at an angle of 80° to 100° with respect to the main surface of the metal foil.
  • the ratio of the minimum diameter D S to the maximum diameter D L : D S /D L is preferably, for example, 0.1 or more and 1 or less, More preferably, it is 0.2 or more and 0.8 or less.
  • the recess is formed so that the direction of the maximum diameter DL of the opening of the recess is almost parallel to the length direction of the strip-shaped metal foil. may be provided.
  • the maximum diameter DL has the same meaning as the opening diameter D.
  • substantially parallel to the length direction of the metal foil means that the angle formed by the direction of the maximum diameter D L and the length direction is within the range of -20° to 20°. .
  • the plurality of recesses are arranged regularly in the surface direction of the metal foil. It is preferable that the plurality of recesses are arranged at equal intervals in the surface direction of the metal foil. In the surface direction of the metal foil, the plurality of recesses may be arranged in a staggered pattern or in a square lattice pattern.
  • Examples of the shape of the opening of the recess include a circle, an ellipse, a polygon, a star shape, and a drop shape.
  • the shapes of the openings of the plurality of recesses provided in the porous portion may be the same type or different types.
  • Polygons include triangles, quadrilaterals, hexagons, and the like.
  • a star shape includes a shape having an internal angle of 180 degrees or more, and typical shapes are multi-pointed stars such as a pentagram and a hexagram.
  • a plurality of sides constituting a polygon or a star shape may or may not have the same length.
  • the quadrilateral does not have to be a square, and may be rectangular or diamond-shaped, or may be elongated.
  • the shape of the opening of the recess include circular, square, and hexagonal shapes as shown in FIGS. 10(a) to 10(c), and all corners are rounded as shown in FIG. It may be a rounded rectangle, a drop shape as shown in FIGS. 10(e) to (g), or a six-pointed star shape as shown in FIG. 10(h).
  • the broken lines in FIGS. 10(b) to (h) indicate the direction of the maximum diameter DL .
  • the recesses shown in FIGS. 10(b) to 10(h) may be provided such that the direction of the broken line is substantially parallel to the length direction of the strip-shaped metal foil. Note that "substantially parallel to the length direction of the metal foil" means that the angle formed by the direction of the broken line and the length direction is within the range of -20° to 20°.
  • the shape of the recessed portion may be columnar (e.g., prismatic shape such as cylinder, elliptical columnar shape, square columnar shape, etc.), conical shape (e.g., pyramidal shape such as conical shape, square pyramidal shape, etc.), or truncated conical shape (e.g., truncated conical shape). , a truncated pyramid shape such as a truncated quadrangular pyramid shape), a hemispherical shape, a mortar shape, etc. From the viewpoint of ease of processing, conical, triangular pyramidal, and quadrangular pyramidal shapes are preferable.
  • a first group of recesses may be provided on one main surface of the metal foil, and a second group of recesses may be provided on the other main surface of the metal foil.
  • the first recess group and the second recess group may be the same or different in the opening diameter D, interval L, shape, arrangement form, etc. of the recesses.
  • the recesses forming the first recess group and the recesses forming the second recess group are provided at shifted positions so as not to overlap with each other. .
  • the metal foil is a rolled foil, and the winding direction of the metal foil may be parallel to the rolling direction of the rolled foil. In this case, the influence of rolling marks during winding can be reduced more than when the metal foil is wound in a direction perpendicular to the rolling direction.
  • the winding direction is parallel to the rolling direction of the rolled foil means that the angle formed by the winding direction and the rolling direction is within the range of -20° to 20°. .
  • the first step may include a step of forming a group of recesses in the metal foil.
  • a plain foil containing a valve metal for example, an arithmetic mean roughness Ra of 3 ⁇ m or less
  • the arithmetic mean roughness Ra is determined in accordance with JIS B 0601:2001.
  • the group of recesses may be formed by pressing a jig having a plurality of convex portions onto the metal foil.
  • a group of concave portions may be formed on both surfaces of the metal foil by pressing the pair of rollers.
  • the group of recesses may be formed by laser processing, blasting, etching, or the like.
  • the metal foil in which the concave portion group was formed by etching in the first step is not included in the above-mentioned etched foil (metal foil in which porous portions were formed by etching).
  • the raw material foil having the recess group is etched to form a porous portion on the main surface of the raw material foil and on the inner wall surface of the recess group.
  • the second step of etching treatment is performed to form a porous portion.
  • the etching process makes the surface of the raw material foil porous, but the recesses are sufficiently large compared to the pores in the porous part, and even after the etching process, the size and shape of the multiple recesses provided in the raw material foil are approximately the same.
  • the group of recesses remains unchanged.
  • etching pits may also be formed on the bottom surface of the recess.
  • the porous portion is formed on the core side in the region where the recess is arranged, and the thickness of the core is ensured to be large in the region where the recess is not arranged. Therefore, capacitance can be improved while minimizing a decrease in strength.
  • the etching process may be electrolytic etching or chemical etching.
  • electrolytic etching it is possible to mass produce an electrode foil having a porous portion including pores with a diameter (opening diameter) of less than 2 ⁇ m.
  • an electrode foil having a porous portion including sponge-like pits with a diameter of 1.0 ⁇ m or less can be produced, and a high-capacity foil can be produced when the diameter is 0.5 ⁇ m or less.
  • direct current etching an electrode foil having a porous portion including tunnel-like pits with a diameter of less than 2 ⁇ m can be produced.
  • AC etching is preferable from the viewpoint of easily increasing the difference between the opening diameter of the pores of the porous portion and the opening diameter of the recessed portion.
  • the method for manufacturing an electrode foil may include a step of forming a dielectric layer covering a metal skeleton that constitutes the porous portion of the electrode foil.
  • a dielectric layer for example, an oxide film containing a valve metal may be formed on the surface of the porous portion by chemical conversion treatment (anodic oxidation).
  • the chemical conversion voltage when chemically treating the Al foil may be, for example, 4V or more, or 40V or more.
  • the formation voltage is preferably 200V or less.
  • the method for manufacturing an electrode foil may include a step of slitting the electrode foil.
  • a strip-shaped electrode foil with a width of 500 mm is slit into a width of 1.5 mm or more and 40 mm or less.
  • the electrode foil after slitting may be wound up with a roller.
  • the electrode foil is an etched metal foil having a group of recesses.
  • the etched metal foil has a porous portion and a core portion continuous with the porous portion.
  • the porous portion is the outer portion of the metal foil that has been made porous by etching treatment, and the remaining portion, which is the inner portion of the metal foil, is the core portion.
  • the porous portion is formed on the main surface of the metal foil and on the inner wall surfaces of the plurality of recesses.
  • At least a portion of the inner wall surfaces of the plurality of recesses on the opening side is made porous by the etching treatment, as well as the main surface of the metal foil, and almost the entire inner wall surface of the plurality of recesses is made porous. It is preferable. A portion of the inner wall surface of the plurality of recesses on the deep side may not be made porous, and the core portion may be exposed on the inner wall surface of the plurality of recesses on the deep side.
  • the porous portion has pores that open to the main surface of the metal foil and the inner wall surfaces of the plurality of recesses.
  • the opening diameter of the pores in the porous portion is less than 2 ⁇ m. Note that the opening diameter of the pores in the porous portion means the maximum diameter of the openings of the pores.
  • the opening diameter of the recessed portion is larger than the opening diameter of the pores in the porous portion.
  • the opening diameter D of the recess is less than 2 ⁇ m, even if the opening diameter D of the recess is larger than the opening diameter of the pores in the porous part, the above-mentioned high-quality cracks will be difficult to form and the bending strength will decrease. There is a tendency to
  • a band-shaped metal foil is used as the electrode foil, and the width thereof is, for example, 1.5 mm or more and 520 mm or less.
  • H/T is preferably 0.1 or more and 1.35 or less, more preferably 0.2 Above, it is 1.1 or less, more preferably 0.3 or more and 1 or less.
  • H/T may be larger than 1 and 1.35 or less (or 1.1 or less). That is, the recessed portion may further extend from the porous portion to the core portion within a range where the strength of the electrode foil (core portion) is ensured.
  • the depth of the recess within the core is, for example, 10 ⁇ m or less, and may be 7 ⁇ m or less (or 5 ⁇ m or less). If the diameter of the deep part of the recess is very small, the inner wall surface of the deep part of the recess may be difficult to be etched.
  • the thickness T of the porous portion means the thickness of the porous portion in a portion of the metal foil that does not have a recessed portion.
  • the thickness T of the porous portion is determined by measuring the thickness at ten arbitrary points of the porous portion using a cross-sectional SEM image in the thickness direction of the electrode foil, and averaging the measured values.
  • the porous portion may be formed on one main surface of the metal foil, or may be formed on both main surfaces of the metal foil.
  • the porous portion is preferably formed on the inner wall surface of the plurality of recesses together with the main surface of the metal foil, at least on the main surface of the metal foil on the side having the recess group.
  • the thickness T of the porous portion is not particularly limited, and may be appropriately selected depending on the use of the electrolytic capacitor, the required withstand voltage, etc.
  • the thickness T of the porous portion may be, for example, 1/10 or more and less than 5/10 (or 2/5 or less) of the thickness F of the metal foil on one side.
  • the thickness T of the porous portion is, for example, 10 ⁇ m or more and 160 ⁇ m or less, and may be 50 ⁇ m or more and 160 ⁇ m or less.
  • the metal foil includes a metal skeleton that constitutes a porous part.
  • the metal skeleton refers to a metal part having a microstructure in a porous part.
  • the porous portion has a plurality of pores (pits) surrounded by a metal skeleton. From the viewpoint of increasing the surface area and forming the dielectric layer deep into the porous portion, the range of the pore diameter (opening diameter) is less than 2000 nm, and may be 100 nm or more and 1500 nm or less.
  • the shape of the pores (pits) may be sponge-like or tunnel-like.
  • the tunnel-shaped pit includes a pit extending from the surface side of the porous portion toward the core side.
  • the range of the pore diameter (opening diameter) is preferably, for example, 600 nm or less, more preferably 50 nm or more and 500 nm or less.
  • the average pore diameter Dp is preferably 80 nm or more and 400 nm or less, more preferably 100 nm or more and 300 nm or less.
  • Electrode foils having sponge-like pits are used, for example, in low-voltage type electrolytic capacitors.
  • the range of the pore diameter (opening diameter) is, for example, 1900 nm or less, and may be 100 nm or more and 1800 nm or less.
  • the average pore diameter Dp is preferably 200 nm or more and 1700 nm, more preferably 400 nm or more and 1400 nm or less.
  • Electrode foils having tunnel-like pits are used, for example, in medium-high voltage type electrolytic capacitors that use chemically formed foils of 180V or higher.
  • the average pore diameter Dp of the porous part is determined by measuring the pore diameter distribution of the electrode foil (porous part) using a mercury porosimeter. Specifically, the pore diameter corresponding to the apex of the peak (maximum peak if multiple peaks exist) appearing in the pore distribution curve (vertical axis: log differential pore volume, horizontal axis: pore diameter) obtained by measurement. (mode diameter) is determined as the average pore diameter Dp. For example, the AutoPore V series manufactured by Micromeritics is used as the measuring device.
  • the above pore distribution curve shows the distribution of pores in the porous portion in a range where the pore diameter is less than 2 ⁇ m.
  • the diameter (opening diameter) of the recess is much larger than the pores of the porous portion, and it is difficult to measure the diameter of the recess with a mercury porosimeter under the same conditions as those for measuring the porous portion.
  • the electrode foil may include a dielectric layer covering the metal skeleton that constitutes the porous portion.
  • the electrode foil can be used as an anode foil.
  • the dielectric layer covers the main surface of the metal foil, the inner wall surface of the recess, and the inner wall surface of the pores of the porous portion.
  • the thickness of the dielectric layer may be 2 nm or more, 4 nm or more, 12 nm or more, or 24 nm or more.
  • An electrode foil having a dielectric layer with a thickness of 24 nm or more can be used as an anode foil of an electrolytic capacitor with a rated voltage of 20 V or more.
  • the formation voltage during chemical conversion treatment is preferably 30 V or more.
  • the dielectric layer is determined by measuring the thickness at ten arbitrary points of the dielectric layer using a SEM or TEM image of a cross section in the thickness direction of the electrode foil, and averaging the measured values.
  • the electrode foil for an electrolytic capacitor according to the present embodiment may be used for at least one of the anode foil and the cathode foil of a wound type electrolytic capacitor, and may be used for the anode body of a laminated electrolytic capacitor.
  • FIG. 1 is a front view of main parts showing an example of an electrode foil according to an embodiment of the present disclosure.
  • the X direction and the Y direction indicate the length direction (winding direction) and width direction of the strip-shaped electrode foil, respectively.
  • the electrode foil 351 has a group of recesses on the main surface S (in the X direction and the Y direction), and FIG. 1 shows a part of the region of the electrode foil 351 including the recesses arranged in the X direction.
  • recesses 381 and 382 are provided adjacent to each other, have circular openings, and have the same opening diameter D.
  • the opening diameter D is 2 ⁇ m or more.
  • the electrode foil 351 has a porous portion 361 formed on the main surface S and on the inner wall surfaces of the recesses 381 and 382.
  • the porous portion 361 has pores (with an opening diameter of less than 2 ⁇ m) opening in the main surface S and the inner wall surfaces of the recesses 381 and 382.
  • the recesses 381 and 382 are provided along the X direction with an interval L11 between them.
  • One recess 381 is slightly shifted from the other recess 382 in the Y direction (direction perpendicular to the winding direction) within a range of one recess 381 (opening diameter D or less) from the X direction. may be provided.
  • one recess 381 is provided at a distance L 12 from the other recess 382 and shifted from the X direction to the position indicated by the broken line circle (by one recess 381 in the Y direction). It may be.
  • L 11 /D (or L 12 /D) may be 2 or more and 50 or less.
  • L 11 (or L 12 ) may be 15 ⁇ m or more and 250 ⁇ m or less.
  • the strength in the rolling direction is ensured even if a group of recesses is arranged in the rolling direction. be done. Further, in this case, cracks are likely to be formed in the Y direction due to the winding, and the cracks formed in the Y direction can be appropriately distributed in the X direction.
  • FIG. 2 is a front view schematically showing another example of the electrode foil for an electrolytic capacitor according to an embodiment of the present disclosure.
  • the strip-shaped electrode foil 350 (metal foil) in FIG. 2 has a first main surface S1 and a second main surface S2 opposite to the first main surface S1. A part is shown when viewed from the main surface S1 side.
  • the X direction and the Y direction indicate the length direction and width direction of the strip-shaped electrode foil, respectively.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III--III in FIG.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing a cross section of the electrode foil 350 of FIG. 2 in the thickness direction and the Y direction.
  • the electrode foil for an electrolytic capacitor according to the present disclosure is not limited to the electrode foil shown in FIGS. 2 and 3.
  • Each figure is shown schematically, and in each figure, the shape or characteristics of each component (for example, the opening diameter D of the recess, the interval L, etc.) do not necessarily reflect the actual dimensions, and are not necessarily the same. Not shown to scale.
  • the strip-shaped electrode foil 350 (metal foil) has a plurality of cylindrical recesses 380a that open on the first main surface S1.
  • the plurality of first recesses 380a are provided spaced apart from each other, and are arranged in a dot-like manner dispersed in the surface direction (X direction and Y direction) of the electrode foil 350.
  • a first porous portion 360a is formed on the main surface S1 of the electrode foil 350 and on the inner wall surface of the recess 380a.
  • the first porous portion 360a has pores (not shown) that open to the first main surface S1 and the inner wall surface of the first recess 380a.
  • the opening diameter of the pores of the first porous portion 360a is less than 2 ⁇ m.
  • the electrode foil 350 has a core portion 370 continuous to the first porous portion 360a. When the electrode foil 350 is a rolled foil, it is desirable that the X direction is the rolling direction.
  • the plurality of first recesses 380a are arranged in a staggered manner at equal intervals.
  • the first recesses 380a adjacent to each other are spaced apart from each other by a distance L.
  • the plurality of first recesses 380a have circular openings and have an opening diameter D ( ⁇ m).
  • the opening diameter D of the first recess 380a is 2 ⁇ m or more.
  • the plurality of first recesses 380a are arranged at intervals L 1 ( ⁇ m) in the winding direction (X direction) when the metal foil is wound, and at intervals L 2 in the direction perpendicular to the winding direction (Y direction). ( ⁇ m), and are arranged at an interval L 3 ( ⁇ m) in a diagonal direction with respect to the winding direction (X direction).
  • L 1 and L 3 are the same as each other, smaller than L 2 and spaced L apart.
  • L 1 /D and L 3 /D are 2 or more and 50 or less.
  • the interval L 1 and the interval L 2 satisfy the relationship 2 ⁇ L 2 /L1. In this case, the folding strength in the Y direction is significantly improved.
  • the effect of stress relaxation due to the formation of cracks between the recesses can be significantly obtained.
  • Examples of such cases include, for example, when slitting the electrode foil, when bending the electrode foil or changing the advancing angle during the transportation process of the electrode foil, when configuring a wound body, and when caulking the electrode foil and the lead member. For example, when connecting.
  • L1 has approximately the same dimension as L3 , but the arrangement of the recesses may be adjusted so that L1 is smaller than L3 , or the recesses are arranged so that L1 is larger than L3 . You may adjust the arrangement. Among these, the relationship of L 1 >L 3 is desirable. In this case, L 1 may have approximately the same dimensions as L 2 and L 3 may be the spacing L.
  • L 1 may be, for example, 15 ⁇ m or more and 250 ⁇ m or less.
  • the cracks are formed to connect, for example, 50 to 500 first recesses 380a.
  • the electrode foil 350 has a thickness F ( ⁇ m), the first porous portion 360a has a thickness T ( ⁇ m), and the first recess 380a has a depth H ( ⁇ m).
  • H/F and H/T are, for example, within the ranges exemplified above.
  • the opening shape of the first recess shown in FIG. 2 is circular, it is not limited to this.
  • the shape of the opening of the recess may be elliptical, square, hexagonal, or the like.
  • the shape of the first recess is cylindrical, it is not limited thereto, and may be columnar, conical, or the like other than the cylindrical shape.
  • the plurality of first recesses have the same shape and size, but the plurality of first recesses may have different shapes and/or sizes.
  • the arrangement of the first recesses is not limited to the arrangement shown in FIG. 2, and may be, for example, in the form of a square lattice.
  • the strip-shaped electrode foil 350 (metal foil) includes a second porous portion 360b and a core portion 370 continuous with the second porous portion 360b. That is, the first porous portion 310a and the second porous portion 360b are arranged so as to sandwich the core portion 370 therebetween.
  • the electrode foil 350 has a second main surface S2 in which pores (not shown) of the second porous portion 360b are opened.
  • the porous portion 360b has a plurality of second recesses 380b that open to the second main surface S2.
  • the second recess 380b has the same shape, size, spacing, and arrangement as the first recess 380a, but the first recess and the second recess may have different shapes, etc. from each other.
  • An electrolytic capacitor includes the above electrode foil.
  • An electrolytic capacitor includes, for example, a wound body and an electrolyte.
  • the wound body is constructed by winding an anode foil and a cathode foil with a separator interposed between the anode foil and the cathode foil.
  • the wound body and electrolyte are also collectively referred to as a capacitor element.
  • At least one of the anode foil and the cathode foil includes the above electrode foil.
  • the crack is formed by winding a metal foil having a group of recesses, and is formed so as to connect the recesses.
  • the crack extends in a direction (width direction) perpendicular to the winding direction of the metal foil so as to connect at least two or more recesses.
  • a group of recesses is arranged with an L/D of 2 or more and 50 or less, such cracks are likely to be formed.
  • cracks are formed so as to connect 2 to 100 recesses.
  • the height Lc of the wound body (Lc in FIG. 5) is, for example, 50 mm or less, may be 20 mm or less, or may be 15 mm or less.
  • the height Lc of the wound body is approximately equal to the widthwise dimension of the electrode foil, or is slightly longer than the widthwise dimension of the electrode foil.
  • an electrode foil with a large width dimension for example, 30 mm or less
  • the foil tends to break due to twisting of the electrode foil. Therefore, by providing a group of recesses in electrode foil with a large width dimension, foil breakage caused by twisting of the electrode foil can be significantly suppressed, and reliability of large products (for example, large capacitors with screw terminals or lead terminals) can be improved. Improves sex.
  • an electrode foil with a small width (for example, 20 mm or less) is used.
  • a small-width electrode foil can be obtained by slitting a large-width (for example, 125 mm or more and 500 mm or less) electrode foil into a desired small width (20 mm or less).
  • the presence of the recess group disperses the stress applied to the electrode foil during slitting, suppresses the occurrence of cracks caused by the stress and the resulting foil breakage, and significantly improves the quality of the electrode foil with a small width dimension.
  • the presence of the recessed portion group significantly suppresses foil breakage due to tension generated when electrode foil having a small width is conveyed by rollers.
  • aging (repair chemical formation) during capacitor manufacturing is performed stably, and characteristics such as leakage current of the capacitor can be stably obtained, improving the reliability of small-sized products.
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing an example of the wound body viewed from the end face side.
  • the wound body 400 is configured by winding an anode foil and a cathode foil around a winding core 410 with a separator in between.
  • “Area P” means that the radial distance from the innermost circumference E1 of the wound body 400 is (1 /4) Refers to the area below t.
  • Good quality cracks may exist at least in the region P of the wound body. There may be more cracks in the region P than in regions other than the region P. Foil breakage during winding of the electrode foil tends to occur in the region P where the stress generated by winding tends to be large. On the other hand, good quality cracks that alleviate the stress are likely to be formed in the region P due to the winding of the electrode foil. By making the crack exist in the region P, it is possible to efficiently suppress foil breakage during winding of the electrode foil.
  • the recess group may be provided on one main surface of the electrode foil. Further, a group of recesses is provided on both main surfaces of the electrode foil, and the group of recesses provided on one main surface of the electrode foil is larger than the group of recesses provided on the other main surface of the electrode foil. The number of recesses present per unit area of the surface may be increased. Since the stress generated by winding the electrode foil tends to be larger on the outer main surface of the wound body than on the inner side main surface, in the above case, in the wound body, the concave group of the electrode foil It is preferable that the electrode foil is wound so that one main surface provided with the electrode foil faces toward the outer circumferential side of the wound body.
  • a group of recesses may be provided on both main surfaces of the electrode foil.
  • the stress generated by winding is large, and it is desirable that a group of recesses be provided on both main surfaces of the electrode foil.
  • the electrode foil obtained in the first to third steps may be used as the anode foil.
  • the thickness of the anode foil may be, for example, 60 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less, or 80 ⁇ m or more (or 100 ⁇ m or more) and 200 ⁇ m or less.
  • the electrode foil obtained in the first step and the second step may be used as the cathode foil.
  • a coating layer may be further formed on the surface of the metal foil (porous portion).
  • the coating layer include a metal oxide layer, a metal nitride layer, a metal carbide layer, a conductive layer (for example, a layer containing at least one of metal and carbon), and the like.
  • the thickness of the cathode foil is, for example, 10 ⁇ m or more and 70 ⁇ m or less.
  • the separator is not particularly limited, and for example, a nonwoven fabric containing fibers of cellulose, polyethylene terephthalate, vinylon, polyamide (for example, aliphatic polyamide, aromatic polyamide such as aramid), etc. may be used.
  • the electrolyte covers at least a portion of the anode foil (dielectric layer) and is interposed between the anode foil (dielectric layer) and the cathode foil.
  • the electrolyte is a solid or liquid electrolyte.
  • An electrolytic capacitor may contain a liquid component (electrolytic solution or non-aqueous solvent) along with a solid electrolyte.
  • the solid electrolyte contains a conductive polymer.
  • conductive polymers include ⁇ -conjugated polymers.
  • examples of the conductive polymer include polypyrrole, polythiophene, polyfuran, polyaniline, and the like.
  • the conductive polymer may be used alone, or in combination of two or more, or may be a copolymer of two or more monomers.
  • the weight average molecular weight of the conductive polymer is, for example, 1,000 to 100,000.
  • polypyrrole, polythiophene, polyfuran, polyaniline, etc. each mean a polymer having a basic skeleton of polypyrrole, polythiophene, polyfuran, polyaniline, etc. Therefore, polypyrrole, polythiophene, polyfuran, polyaniline, etc. may also include their respective derivatives.
  • polythiophene includes poly(3,4-ethylenedioxythiophene) and the like.
  • Conductive polymers can be doped with dopants.
  • the solid electrolyte may contain a dopant together with the conductive polymer. Examples of the dopant include polystyrene sulfonic acid and the like.
  • the solid electrolyte may further contain additives, if necessary.
  • the liquid component is in contact with the dielectric layer either directly or via a conductive polymer.
  • the liquid component may be a non-aqueous solvent or an electrolyte.
  • the electrolytic solution includes a non-aqueous solvent and an ionic substance (solute (eg, organic salt)) dissolved therein.
  • the nonaqueous solvent may be an organic solvent or an ionic liquid.
  • a high boiling point solvent is preferred.
  • polyol compounds such as ethylene glycol, sulfone compounds such as sulfolane, lactone compounds such as ⁇ -butyrolactone, ester compounds such as methyl acetate, carbonate compounds such as propylene carbonate, ether compounds such as 1,4-dioxane, methyl ethyl ketone, etc. Ketone compounds etc. can be used.
  • the liquid component may include an acid component (anion) and a base component (cation).
  • a salt may be formed by the acid component and the base component.
  • the acid component contributes to the film repair function.
  • the acid component include organic carboxylic acids and inorganic acids.
  • inorganic acids include phosphoric acid, boric acid, and sulfuric acid.
  • the base component include primary to tertiary amine compounds.
  • An organic salt is a salt in which at least one of an anion and a cation contains an organic substance.
  • organic salts include trimethylamine maleate, triethylamine borodisalicylate, ethyldimethylamine phthalate, mono-1,2,3,4-tetramethylimidazolinium phthalate, and mono-1,3-dimethyl-2-phthalate. Ethylimidazolinium or the like may also be used.
  • the liquid component contains more acid components than base components. Further, since the acid component contributes to the film repair function of the liquid component, it is preferable to include the acid component in a larger amount than the base component.
  • the molar ratio of the acid component to the base component: (acid component/base component) is, for example, 1.1 or more.
  • the pH of the liquid component may be 6 or less, or 1 or more and 5 or less.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing an electrolytic capacitor according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 6 is a perspective view schematically showing the configuration of the wound body.
  • the X direction indicates the length direction of the strip-shaped anode foil 10 and the cathode foil 20
  • the Y direction indicates the width direction of the anode foil 10 and the cathode foil 20.
  • the electrolytic capacitor 200 includes a capacitor element, and the capacitor element includes a wound body 100 and an electrolyte (not shown).
  • the wound body 100 is configured by winding an anode foil 10 and a cathode foil 20 with a separator 30 in between.
  • the height Lc of the wound body 100 is approximately equal to the dimensions of the anode foil 10 and the cathode foil 20 in the width direction (Y direction).
  • lead tabs 50A and 50B are connected to the anode foil 10 and the cathode foil 20, respectively, and the wound body 100 is constructed by winding the lead tabs 50A and 50B.
  • Lead wires 60A and 60B are connected to the other ends of lead tabs 50A and 50B, respectively.
  • a winding tape 40 is placed on the outer surface of the cathode foil 20 located at the outermost layer of the wound body 100, and the ends of the cathode foil 20 are fixed by the winding tape 40. Note that when the anode foil 10 is prepared by cutting a large foil, the wound body 100 may be further subjected to a chemical conversion treatment in order to provide a dielectric layer on the cut surface.
  • An electrolyte is interposed between the anode foil 10 (dielectric layer) and the cathode foil 20 of the wound body 100.
  • the capacitor element is obtained, for example, by impregnating the wound body 100 with a treatment liquid containing an electrolyte. Impregnation may be carried out under reduced pressure, for example in an atmosphere of 10 kPa to 100 kPa.
  • the wound body 100 is housed in the bottomed case 211 such that the lead wires 60A and 60B are located on the open side of the bottomed case 211.
  • metals such as aluminum, stainless steel, copper, iron, and brass, or alloys thereof can be used.
  • a sealing member 212 is placed in the opening of the bottomed case 211 in which the wound body 100 is housed, and the open end of the bottomed case 211 is caulked to the sealing member 212 to be curled, and a seat plate 213 is attached to the curled portion. Due to this arrangement, the wound body 100 is sealed within the bottomed case 211.
  • the sealing member 212 is formed so that the lead wires 60A and 60B pass therethrough.
  • the sealing member 212 may be any insulating material, preferably an elastic material. Among them, silicone rubber, fluororubber, ethylene propylene rubber, Hypalon rubber, butyl rubber, isoprene rubber, etc., which have high heat resistance, are preferred.
  • a metal foil used for manufacturing electrode foil for electrolytic capacitors includes a valve metal, having a plurality of recesses that are open to the main surface of the metal foil and arranged in a dot-like manner in the direction of the main surface;
  • the metal foil for manufacturing an electrode foil wherein the opening diameter of the recess is 2 ⁇ m or more.
  • the metal foil for producing an electrode foil according to technique 4 comprising: (Technology 6) A metal foil for producing an electrode foil according to any one of Techniques 1 to 5, having a tensile strength of 40 N/mm 2 or more. (Technology 7) A metal foil for producing an electrode foil according to any one of Techniques 1 to 6, which has an elongation of 1% or more and 16% or less.
  • the thickness F ⁇ m of the metal foil and the depth H ⁇ m of the recess have a relationship of 0.26 ⁇ H/F ⁇ 0.47, for manufacturing an electrode foil according to any one of techniques 1 to 7.
  • metal foil The metal foil for manufacturing an electrode foil according to any one of Techniques 1 to 8, wherein the depth H of the recess is 4 ⁇ m or more and 74 ⁇ m or less.
  • the recesses adjacent to each other have opening diameters of D 1 ⁇ m and D 2 ⁇ m, respectively, and are spaced apart from each other by L ⁇ m, The opening diameter D 1 and the interval L satisfy the relationship of 2 ⁇ D 1 and 2 ⁇ L/D 1 ⁇ 50, The opening diameter D 2 and the distance L satisfy the relationship of 2 ⁇ D 2 and 2 ⁇ L/D 2 ⁇ 50, for manufacturing an electrode foil according to any one of techniques 1 to 11. metal foil.
  • a porous portion is formed on the main surface of the metal foil and the inner wall surface of the plurality of recesses, The porous portion has pores that open to the main surface of the metal foil and the inner wall surfaces of the plurality of recesses,
  • the method for manufacturing an electrode foil for an electrolytic capacitor according to technique 16 wherein the thickness T ⁇ m of the porous portion and the depth H ⁇ m of the recess have a relationship of 0.2 ⁇ H/T ⁇ 1.1.
  • (Technology 20) Contains a metal foil containing a valve metal;
  • the metal foil is having a plurality of recesses that are open to the main surface of the metal foil and arranged in a dot-like manner in the direction of the main surface; a porous portion having pores opening to the main surface of the metal foil and the inner wall surfaces of the plurality of recesses;
  • the opening diameter of the recess is 2 ⁇ m or more
  • An electrode foil for an electrolytic capacitor wherein the porous portion has a pore opening diameter of less than 2 ⁇ m.
  • the electrode foil for an electrolytic capacitor according to technique 20 including a dielectric layer covering a metal skeleton constituting the porous part.
  • An electrolytic capacitor comprising the electrode foil for an electrolytic capacitor according to any one of Techniques 19 to 21.
  • Examples 1 to 15 ⁇ (First step: Preparation of raw material foil) First, a band-shaped Al foil (plain foil, thickness F: 120 ⁇ m, average crystal grain size: 40 ⁇ m) was prepared. As the Al foil, a rolled foil whose rolling direction was parallel to the length direction (X direction) was used. In the Al foil, the Al content was 99.98% by mass, the silicon content was 40 mass ppm, the iron content was 40 mass ppm, and the copper content was 30 mass ppm.
  • a plurality of cylindrical recesses were formed on both sides of the Al foil using a predetermined jig, and a group of recesses arranged in a staggered manner as shown in FIG. 2 was provided.
  • the depth H of the recess was adjusted as appropriate to give H/F the value shown in Table 1.
  • the depth H of the recess was 45 ⁇ m. In this way, a raw material foil was obtained.
  • the tensile strength of the raw material foil determined by the method described above was 65 N/mm 2 .
  • the elongation of the raw material foil determined by the method described above was 10%.
  • the number of crystal grains of the Al foil exposed on the inner wall surface of the recess in the depth direction of the recess, which was determined by the method described above, was three.
  • the number of recesses present per 1 mm 2 of the main surface of the metal foil was the value shown in Table 1.
  • Electrode foil b1 was produced in the same manner as in Example 1 except that the concave group was not formed in the Al foil.
  • the folding strength and capacity were expressed as relative values when the folding strength and capacity of the electrode foil b1 of Comparative Example 1 were each set to 100.
  • the evaluation results are shown in Table 1.
  • the electrode foils a1 to a15 had higher folding strength than the electrode foil b1.
  • electrode foil b2 was produced and evaluated in the same manner as electrode a1 of Example 1.
  • Table 2 shows the evaluation results for electrode foil b2 as well as electrode foils a1 and b1.
  • the folding strength and capacity were expressed as relative values when the folding strength and capacity of the electrode foil b1 of Comparative Example 1 were each set to 100.
  • the folding strength was higher than that in the electrode foil b1, but the capacity was lower.
  • the etching pits located near the inner wall of the recess are closed, and etching pits that open on the inner wall of the recess are formed. Therefore, the surface area of the metal foil becomes smaller and the capacity decreases accordingly.
  • the etching pit near the inner wall surface is blocked when the recess is formed, so that the conductive polymer dispersion (or electrolyte) does not penetrate deep into the etching pit, and that part does not contribute to the capacity.
  • etching pits are formed that open on the inner wall surface of the recesses as well as the main surface of the metal foil, thereby increasing the surface area of the metal foil and increasing the capacity. It is possible to avoid a decrease in strength and capacity due to deformation (melting) of the porous portion during the forming process of the concave portion group. Further, in this case, since the etching pit near the inner wall surface is not blocked, the conductive polymer dispersion (or electrolyte) penetrates deep into the etching pit, and the deep part of the etching pit can also contribute to the capacity. In a hybrid electrolytic capacitor that uses both a solid electrolyte and an electrolytic solution, a small amount of the electrolytic solution can be efficiently penetrated deep into the pit, and the ESR reduction effect of the electrolytic solution can be easily obtained.
  • the electrode foil according to the present disclosure is suitably used in electrolytic capacitors that require high reliability.

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Abstract

電解コンデンサ用電極箔の製造方法は、原料箔を準備する工程と、原料箔をエッチング処理する工程と、を含む。原料箔は、弁作用金属を含み、その主面に開口するとともに、その主面の方向においてドット状に分散して配置された複数の凹部を有する。当該凹部の開口径は、2μm以上である。

Description

電極箔製造用の金属箔、電解コンデンサ用電極箔の製造方法、電解コンデンサ用電極箔、および電解コンデンサ
 本開示は、電極箔製造用の金属箔、電解コンデンサ用電極箔の製造方法、電解コンデンサ用電極箔、および電解コンデンサに関する。
 電解コンデンサの電極箔には、エッチング処理により表面に多孔質部が形成された金属箔(エッチング箔)が用いられる。これにより、電極箔は大きな表面積を有しており、電解コンデンサの容量が高められる。
 特許文献1は、「帯状の箔により成り、前記箔の表面に形成された拡面部と、前記箔のうち、前記拡面部を除いた残部である芯部と、前記拡面部に帯の幅方向に延在し、前記拡面部を分断する複数の分断部と、を備え、前記分断部は、前記箔を平坦にした状態で溝幅が0を含む50μm以下であること、を特徴とする電極箔」を開示している。
特開2017-224844号公報
 特許文献1では、分断部を設けることで、エリクセン試験での押し込み深さ(エリクセン値)は増大する。しかし、分断部は電極箔の幅方向に延在しており、電極箔の幅方向の耐折強度が低い。電極箔の巻回時に生じる応力により、分断部に沿って電極箔の幅方向にクラックが形成され、電極箔の幅方向の一端部から他端部にかけてほぼ直線状に延びる亀裂が生じる。その結果、箔切れが生じ易い。電極箔の巻回時の箔切れ抑制は依然として不十分である。
 本開示の一側面は、電解コンデンサ用電極箔の製造に用いられる金属箔であって、前記金属箔は弁作用金属を含み、前記金属箔の主面に開口するとともに、前記主面の方向においてドット状に分散して配置された複数の凹部を有し、前記凹部の開口径は、2μm以上である、電極箔製造用の金属箔に関する。
 本開示の他の側面は、上記の電極箔製造用の金属箔を準備する工程と、前記金属箔をエッチング処理する工程と、を含む、電解コンデンサ用電極箔の製造方法に関する。
 本開示の更に他の側面は、上記の電解コンデンサ用電極箔の製造方法により得られる、電解コンデンサ用電極箔に関する。
 本開示の更に他の側面は、弁作用金属を含む金属箔を含み、前記金属箔は、前記金属箔の主面に開口するとともに、前記主面の方向においてドット状に分散して配置された複数の凹部を有し、前記金属箔の主面および前記複数の凹部の内壁面に開口する細孔を有する多孔質部を含み、前記凹部の開口径は、2μm以上であり、前記多孔質部の細孔の開口径は、2μm未満である、電解コンデンサ用電極箔に関する。
 本開示の更に他の側面は、上記の電解コンデンサ用電極箔を備える、電解コンデンサに関する。
 本開示によれば、電解コンデンサ用電極箔の巻回時の箔切れを抑制することができる。
 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。
本開示の一実施形態に係る電解コンデンサ用電極箔の一例を模式的に示す要部正面図である。 本開示の一実施形態に係る電解コンデンサ用電極箔の他の例を模式的に示す要部正面図である。 図2のIII-III断面図である。 巻回体を端面側から見た場合の一例を模式的に示す図である。 本開示の一実施形態に係る電解コンデンサを模式的に示す断面図である。 巻回体の構成を模式的に示す斜視図である。 本開示の一実施形態に係る電解コンデンサ用電極箔の巻回後の状態を示すSEM画像である。 本開示の一実施形態に係る電解コンデンサ用電極箔の要部を示すSEM画像である。 金属箔をエッチング処理した後に凹部群を設けた場合の電極箔の要部を示すSEM画像である。図9(a)は凹部の深さが小さい場合を示し、図9(b)は凹部の深さが大きい場合を示す。 凹部の開口の形状の具体例を示す。図10(a)~図10(c)は、それぞれ、凹部の開口形状が円形、四角形、および六角形である場合を示す。図10(d)は、凹部の開口形状が、全ての角が丸みを帯びた四角形である場合を示す。図10(e)~図10(g)は、凹部の開口形状が雫形である場合を示す。図10(h)は、凹部の開口形状が六芒星形である場合を示す。
 以下では、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、具体的な数値や材料を例示する場合があるが、本開示の効果が得られる限り、他の数値や材料を適用してもよい。この明細書において、「数値A~数値B」という記載は、数値Aおよび数値Bを含み、「数値A以上で数値B以下」と読み替えることが可能である。以下の説明において、特定の物性や条件などの数値に関して下限と上限とを例示した場合、下限が上限以上とならない限り、例示した下限のいずれかと例示した上限のいずれかとを任意に組み合わせることができる。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。
 本開示は、添付の特許請求の範囲に記載の複数の請求項から任意に選択される2つ以上の請求項に記載の事項の組み合わせを包含する。つまり、技術的な矛盾が生じない限り、添付の特許請求の範囲に記載の複数の請求項から任意に選択される2つ以上の請求項に記載の事項を組み合わせることができる。
 本開示の実施形態に係る電解コンデンサ用電極箔の製造方法は、第1工程と第2工程とを含む。
 第1工程では、電解コンデンサ用電極箔の製造に用いられる金属箔(以下、「原料箔」とも称する。)として、本開示の実施形態に係る電極箔製造用の金属箔を準備する。
 本開示の実施形態に係る電極箔製造用の金属箔は、弁作用金属を含み、その主面に開口する複数の凹部を有する。複数の凹部は、金属箔の主面の方向において(金属箔をその主面の法線方向から見たとき)、ドット状に分散して配置されている。すなわち、複数の凹部は、互いに離間して設けられている。複数の凹部は、それぞれ、2μm以上の開口径(以下、「開口径D」とも称する。)を有する。凹部のドット状の分散配置は、均一でもよく、不均一でもよく、規則的であってもよく、規則的でなくてもよい。
 なお、凹部の開口径とは、凹部の開口の最大径を意味する。以下、金属箔の主面に開口しており、当該主面の方向においてドット状に分散して配置された、開口径が2μm以上の複数の凹部を、「凹部群」とも称する。凹部群は、金属箔の一方の主面に設けられていてもよく、金属箔の両方の主面に設けられていてもよい。
 第2工程では、上記の金属箔をエッチング処理し、これにより金属箔の表面に多孔質部を形成する。上記の製造方法は、エッチング処理した金属箔の表面に、化成処理等により誘電体層を形成する第3工程を更に含んでもよい。
 本開示の実施形態に係る電解コンデンサ用電極箔は、上記の製造方法により得られる。すなわち、上記の金属箔をエッチング処理(必要に応じて更に化成処理等)することにより得られる。以下、エッチング処理により多孔質部を形成した金属箔を、「エッチング箔」とも称する。エッチング処理後に更に化成処理した金属箔を、「化成箔」とも称する。
 上記の製造方法により得られるエッチング箔は、弁作用金属を含む金属箔を含み、金属箔は、当該金属箔の主面に開口するとともに、当該主面の方向においてドット状に分散して配置された複数の凹部を有する。当該エッチング箔は、金属箔の主面および複数の凹部の内壁面に開口する細孔を有する多孔質部を含む。凹部の開口径は2μm以上であり、多孔質部の細孔の開口径は2μm未満である。なお、多孔質部の細孔の開口径とは、当該細孔の開口の最大径を意味する。凹部の開口径は、多孔質部の細孔の開口径よりも大きい。化成箔は、上記の多孔質部を構成する金属骨格を覆う誘電体層を更に備える。
 凹部群を有する金属箔では、耐折強度が高められる。凹部群の存在により金属箔の巻回時に凹部間に良質なクラックを形成することができ、巻回により生じる応力が緩和され、箔切れが抑制される。凹部群を設けることにより、良質なクラック形成により、箔切れの原因となる、箔の幅方向の一端部から他端部にかけて直線状に延びる大きな亀裂の発生が抑制される。特にエッチング箔や化成箔では巻回時の箔切れが生じ易いことから、凹部群の形成による箔切れ抑制の効果が顕著に得られる。また、化成電圧が大きい化成箔では、凹部群の形成による応力の緩和効果が顕著に得られる。なお、金属箔の巻回は、例えば、ローラによる金属箔(原料箔、エッチング箔、化成箔)の巻取り、電極箔のスリット加工、電極箔を含む巻回体の形成等で行われる。
 上記の良質なクラックは、金属箔の主面側からみて凹部の内壁から延びるように形成され、凹部から延びるクラック同士が繋がるように形成される。凹部群により、クラックの長さおよび形状、ならびにクラックが延びる方向等を制御することができる。凹部群の配置によっては、クラックは金属箔の主面において凹部間で若干湾曲して形成され得る。
 ここで、図7は、本開示の一実施形態に係る電解コンデンサ用電極箔の巻回後の状態を示すSEM画像であり、電極箔の表面の一部を示す。図7のSEM画像の縦方向が、帯状の電極箔の長さ方向(巻回方向)であり、電極箔の圧延方向でもある。図7の凹部群は、千鳥状に配置されており、図2に示す凹部群においてLがLよりも大きく、LとLがほぼ同じ寸法であり、Lが間隔Lである場合を示す。図7に示すように、電極箔の巻回により、巻回方向(圧延方向)に垂直な方向において凹部間に良質なクラックが形成され得る。
 電解コンデンサの製造過程で、金属箔(シート)は処理液(例えば、エッチング液、化成液)やローラと接触し、凹凸(もしくは傷)を生じ得る。電極箔の巻回時に当該凹凸に応力が集中して、電極箔の巻回時に箔切れが生じることがある。また、原料箔には、通常、圧延箔(Al原箔)が用いられ、その製造過程で生じる圧延痕を有し、圧延痕の影響により、不均一にエッチングピットが形成され、局所的に耐折強度が低くなり、電極箔の巻回時に箔切れが生じることがある。これに対して、凹部群を有する電極箔では、上記の箔切れを抑制することができる。
 また、巻回体を備える電解コンデンサの使用時において、振動により箔切れが生じる場合がある。これに対して、凹部群を有する電極箔では、電解コンデンサ使用時の振動による箔切れも抑制することができ、振動に対して高信頼性が求められる車載向け等の電解コンデンサに好適に用いられる。
 また、上記の製造方法では、凹部群を有する金属箔(原料箔)をエッチング処理する。この場合、金属箔の主面および凹部の内壁面に開口する細孔(エッチングピット)を有する多孔質部が形成される。これにより金属箔の表面積が増大し、高容量化できる。
 金属箔をエッチング処理し、その後、エッチング箔に凹部群を設ける場合、凹部群の形成時に凹部の内壁面の近傍に位置する細孔(エッチングピット)が閉塞し易く、凹部の内壁面に開口する細孔が形成されにくく、その分だけ金属箔の表面積が小さくなる。凸部を有する治具を金属箔に押圧して凹部を形成する場合、押圧による多孔質部の変形によりエッチングピットが閉塞する。レーザ加工により凹部を形成する場合、レーザ照射部分の溶融によりエッチングピットが閉塞する。深さが大きい凹部(例えば、深さHが5μm以上の凹部)を形成する場合、加工時に照射するエネルギー(もしくは押圧時の圧力)が大きく、溶融(変形)によりエッチングピットが閉塞し易い。溶融(変形)によるエッチングピットの閉塞の影響が大きい場合、容量が低下し、強度も低下することがある。上記の閉塞には、エッチングピットが完全に閉塞する場合だけでなく、エッチングピットの一部が閉塞する場合も含まれる。
 これに対して、本実施形態に係る製造方法では、凹部群の形成後に第2工程のエッチング処理を行うことにより、凹部群形成時の多孔質部の溶融(変形)に起因する容量および強度の低下を回避することができる。深さHが20μm以上の凹部を形成する場合、本実施形態に係る製造方法による強度および容量の向上効果が顕著に得られる。
 ここで、図8は、上記の製造方法で作製された電極箔の要部を示すSEM画像である。
 図8に示すように、電極箔は主面Sに開口するすり鉢状の凹部1を有する。電極箔はエッチング箔であり、主面Sおよび凹部1の内壁面に多孔質部2が形成されている。多孔質部2は、主面Sに開口する細孔とともに凹部1の内壁面に開口する細孔を有する。
 ここで、図9は、金属箔をエッチング処理した後に凹部群を設けた場合の電極箔の要部を示すSEM画像である。図9(a)は凹部の深さが5μmと小さい場合を示し、図9(b)は凹部の深さが45μmと大きい場合を示す。凹部はいずれの場合もレーザ加工により形成され、レーザ照射に伴う凹部の内壁面の溶融によるエッチングピットの閉塞が見られる。凹部の深さが大きい図9(b)の電極箔の方が、レーザ加工による影響が大きく、エッチングピットの閉塞度合いが大きい。
(第1工程)
(凹部群を有する金属箔)
 第1工程で準備する金属箔(後述の凹部群の形成工程に用いられる金属箔)は、エッチング処理により形成される多孔質部、化成処理等に形成される誘電体層、および陰極箔の場合に形成される後述の被覆層を有さない。
 第1工程で準備する金属箔は、弁作用金属を含む。弁作用金属は、例えば、アルミニウム(Al)、タンタル(Ta)、ニオブ(Nb)、チタン(Ti)、ジルコニウム(Zr)等を含む。金属箔は、弁作用金属を、弁作用金属を含む合金または化合物として含んでもよい。
 金属箔は弁作用金属としてアルミニウム(Al)を含む場合、金属箔中のAl含有量は、98質量%以上であってもよく、99質量%以上(もしくは99.5質量%以上)であってもよい。電極箔の高容量化の観点から、金属箔は、軟質箔(Al含有量:98質量%以上)が好ましい。中でも、高容量化の観点から、金属箔中のAl含有量は99.8質量%以上が好ましい。
 金属箔は、弁作用金属以外の他の元素を微量含んでもよい。他の元素としては、ケイ素(Si)、銅(Cu)、鉄(Fe)等が挙げられる。金属箔中のSi含有量は、例えば、1質量ppm以上、100質量ppm以下が好ましく、5質量ppm以上、80質量ppm以下がより好ましい。金属箔中のCu含有量は、例えば、5質量ppm以上、100質量ppm以下が好ましく、5質量ppm以上、80質量ppm以下がより好ましい。金属箔中のFe含有量は、例えば、5質量ppm以上、200質量ppm以下が好ましく、5質量ppm以上、100質量ppm以下がより好ましい。金属箔中において、SiとCuとFeとを合計した含有量は、0.1質量%以下が好ましく、0.05質量%以下がより好ましい。
 凹部群を有する金属箔の引張強度は、好ましくは25N/mm以上であり、より好ましくは40N/mm以上であり、さらに好ましくは60N/mm以上である。また、当該引張強度は、例えば、120N/mm以下であってもよい。凹部群を有する金属箔の伸びは、好ましくは1%以上、16%以下であり、より好ましくは2%以上、14%以下である。
 凹部群を有する金属箔において、引張強度が25N/mm以上(もしくは40N/mm以上)、および/または、伸びが1%以上(もしくは2%以上)である場合、後工程での箔切れが抑制される。後工程で箔が伸びることによる箔の強度低下が抑制される。エッチング箔および化成箔の強度が十分に確保される。後工程としては、金属箔のエッチング処理(必要に応じて更に化成処理)、ローラによる金属箔の搬送および巻取り、電極箔のスリット加工、電極箔を含む巻回体の構成等が挙げられる。
 金属箔には、通常、圧延箔が用いられ、引張強度および伸びは、それぞれ、圧延方向における引張強度および伸びを意味する。帯状の金属箔の圧延方向は、通常、金属箔の長さ方向とほぼ一致する。金属箔の引張強度および伸びは、例えば、JIS Z 2241(金属材料引張試験)に準拠して求められる。
 凹部の深さ方向において、凹部の内壁面に露出している金属箔の結晶粒の個数Nは、2つ以上(もしくは3つ以上)であることが好ましく、2つ以上(もしくは3つ以上)、10以下であってもよい。この場合、金属箔(エッチング箔、化成箔)の強度(引張強度、耐折強度)が確保され易い。凹部群を構成する複数の凹部の40%以上(もしくは60%以上)において、個数Nが上記範囲内であることが望ましい。
 上記の結晶粒の個数Nは、凹部の側壁面(凹部の最深部から開口までの内壁面)に露出している結晶粒の個数とも言える。上記の結晶粒の個数Nは、以下の方法により求められる。走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて、金属箔の厚み方向の断面SEM像を得る。このとき、1つの凹部に対して凹部の側壁面の輪郭が2つ観察される。この2つの輪郭をC1、C2とする(例えば、図3中のC1、C2は、原料箔に設けられる凹部の側壁面の2つの輪郭に対応する。)。1つの側壁面の輪郭C1から金属箔の内部へ延びる粒界の数N1をカウントする。残りの側壁面の輪郭C2から金属箔の内部に延びる粒界の数N2をカウントする。(N1+1)および(N2+1)の平均値を、上記の結晶粒の個数Nとして求める。
 金属箔の平均結晶粒径は、18μm以上(もしくは20μm以上)、60μm以下であることが好ましい。この場合、金属箔(電極箔)は適度な硬度を有し、強度が十分に確保され易い。金属箔のスリット加工や巻取り、電極箔とリード部材との接続等において、金属箔(電極箔)の損傷が抑制される。平均結晶粒径が18μm以上である場合、粒界が適度に存在し、粒界が多い場合に多孔質部おいて粒界の近傍とそれ以外の部分との間でピットの分布が不均一となることによる容量の低下が抑制される。
 平均結晶粒径は、厚さFを有する金属箔(電極箔)の断面SEM像において、厚さ方向の長さがFであり、面方向の長さが2×Fである領域を任意に選出し、当該領域内に含まれる複数の結晶の最大径をそれぞれ測定し、それらの平均値を算出することにより求められる。
 金属箔(電極箔)の厚みFは、50μm以上、200μm以下であってもよく、80μm以上(もしくは100μm以上)、200μm以下であってもよい。金属箔の厚みFが80μm以上(もしくは100μm以上)である場合、巻回時に生じる応力が大きいことから、凹部間でのクラック形成による当該応力の緩和効果が顕著に得られる。金属箔の厚みFは、金属箔の厚み方向の断面SEM像を用いて任意の10点の厚みを測定し、それらの測定値を平均化して求められる。
(凹部群)
 金属箔の耐折強度の向上および引張強度の確保の観点から、凹部の開口径は、5μm以上、100μm以下が好ましく、5μm以上、70μm以下がより好ましい。また、金属箔の耐折強度をより高める観点から、凹部の開口径Dは、5μm以上、50μm以下が更に好ましく、5μm以上、40μm以下が特に好ましい。さらに、凹部の深部においても凹部の内壁面に開口する細孔(ピット)が形成され易いという観点から、凹部の開口径Dは、8μm以上が好ましく、18μm以上がより好ましい。耐折強度の向上効果を大きくする場合、凹部の開口径が小さく、凹部の数が多いことが望ましい。
 金属箔の厚みF(μm)に対する凹部の開口径D(μm)の比:D/Fは、0.5未満が好ましく、0.25未満(もしくは0.2未満)がより好ましい。
 凹部の深さHは、例えば、4μm以上、74μm以下が好ましい。凹部の深さHは、5μm以上(もしくは20μm以上)であってもよい。なお、「凹部の深さH」とは、凹部の開口から最深部までの距離を意味する。
 金属箔の厚みF(μm)に対する、凹部の深さH(μm)の比:H/Fは、好ましくは0.05以上、0.55以下であり、より好ましくは0.26以上、0.47以下、さらに好ましくは0.3以上、0.43以下である。H/Fが上記範囲内である場合、電極箔の耐折強度が確保され易いとともに、電極箔(芯部)の強度が確保され易い。
 電極箔の引張強度の確保、電極箔の巻回等による箔切れ抑制の観点から、金属箔の主面の面積1mm当たりに存在する凹部の個数は、7個以上、570個以下であってもよく、7個以上、120個以下であってもよく、7個以上(もしくは15個以上)、80個以下であってもよい。
 互いに隣り合う凹部同士は、間隔Lを空けて設けられている。なお、「互いに隣り合う凹部同士」とは、互いに隣に位置し、かつ、最も近い凹部同士を意味する。「間隔L」とは、金属箔の主面において互いに隣り合う凹部同士を最短で結ぶ線分を描いたときの線分の長さを意味する。間隔Lは、4μm以上であってもよく、9μm以上であってもよく、15μm以上であってもよい。また、間隔Lは、2000μm以下であってもよく、1000μm以下であってもよく、320μm以下であってもよく、250μm以下であってもよい。間隔Lは、例えば、9μm以上、320μm以下であってもよい。凹部の開口径が5μm以上、50μm以下である場合、間隔Lは、4μm以上、320μm以下が好ましく、9μm以上、250μm以下がより好ましい。
 互いに隣り合う凹部同士が、それぞれD(μm)およびD(μm)の開口径を有するとき、DおよびDは、互いに、同じであってもよく、異なっていてもよい。なお、ここでいう「同じ」とは、D/Dが、6/10以上、10/6以下の範囲内であることを意味する。D/Dは、8/10以上、10/8以下であってもよく、1であってもよい。以下、「開口径D」および「開口径D」を合わせて、「開口径D」と称する場合がある。
 開口径D(μm)と、間隔L(μm)とは、2≦D、かつ、2≦L/D≦50の関係を満たすことが好ましい。開口径D2(μm)と、間隔L(μm)とは、2≦D、かつ、2≦L/D≦50の関係を満たすことが好ましい。
 L/Dが2以上である場合、金属箔の強度が確保され易い。強度確保の観点から、L/Dは、5以上であってもよい。L/Dが50以下である場合、凹部による効果が得られ易い。L/Dは、10以下であってもよい。
 上記のD、D、およびLは、以下のようにして求められる。
 走査型電子顕微鏡(SEM)により金属箔(電極箔)の主面の画像を得る。当該画像を用いて、最大径が2μm以上の開口を凹部の開口とみなし、互いに隣に位置し、かつ、最も近い2つの凹部を、互いに隣り合う凹部とする。当該2つの凹部について、それぞれ開口の最大径を求め、DおよびDとする。互いに隣り合う凹部を結ぶ線分を描き、当該線分のうち最も長さが短い線分の長さを求め、Lとする。
 金属箔(電極箔)の巻回時の巻回方向と垂直な方向において、互いに隣り合う凹部同士は、間隔Lを空けて設けられていてもよい。ここでいう、「巻回方向と垂直な方向」とは、巻回方向に対する角度が65°~115°の範囲内の方向を意味する。巻回方向と垂直な方向において、凹部の全てが一定の方向に揃っていなくてもよく、上記角度の範囲内で異なる方向の凹部が混在していてもよい。
 複数の凹部は千鳥状に配置されていてもよい。この場合、複数の凹部は、金属箔(電極箔)の巻回時の巻回方向に間隔L(μm)を空けて配列し、巻回方向と垂直な方向に間隔L(μm)を空けて配列し、巻回方向に対して斜め方向に間隔L(μm)を空けて配列していてもよい。この場合、間隔L~Lのうちの最小の間隔が、上記の間隔Lである。
 互いに隣り合う凹部は、大きさが同じである円形状の開口を有し、互いに隣り合う凹部のうちの一方の凹部は、他方の凹部に対して、金属箔(電極箔)の巻回時の巻回方向に設けられていてもよい。この場合、間隔Lは、15μm以上、250μm以下であってもよい。なお、「巻回方向に設けられ」とは、互いに隣り合う凹部が金属箔(電極箔)の巻回時の巻回方向に沿って設けられる場合だけでなく、一方の凹部が、他方の凹部に対して、巻回方向から一方の凹部1個分以内の範囲で巻回方向と垂直な方向にずらして設けられる場合を含む。上記の「大きさが同じ」とは、D/Dが6/10以上、10/6以下の範囲内であることを意味する。D/Dは、8/10以上、10/8以下であってもよく、1であってもよい。
 凹部の径は、凹部の深部側よりも開口側の方で大きくなっていてもよい。例えば、凹部の開口径をDとするとき、凹部の開口からその深さ方向にDの距離だけ進んだときの、開口径Dと同じ方向における凹部の径は、0.8D以下であってもよく、0.05D以上、0.8D以下であってもよい。
 引張強度および耐折強度の向上の観点から、凹部は、金属箔の主面に対して傾斜して延びていてもよい。凹部の形成し易さの観点から、凹部は、金属箔の主面に対して垂直に延びていてもよい。なお、金属箔の主面に対して垂直であるとは、凹部が金属箔の主面に対して80°~100°の角度で延びていることを意味する。
 1つの凹部の開口が最大径Dおよび最小径Dを有するとき、最大径Dに対する最小径Dの比:D/Dは、例えば、0.1以上、1以下が好ましく、より好ましくは0.2以上、0.8以下である。帯状の金属箔の長さ方向の引張強度および幅方向の耐折強度の向上の観点から、凹部の開口の最大径DLの方向が帯状の金属箔の長さ方向とほぼ平行になるように凹部が設けられていてもよい。なお、最大径Dは、開口径Dと同義である。また、「金属箔の長さ方向とほぼ平行」とは、最大径Dの方向と当該長さ方向とで形成される角度が、-20°~20°の範囲内であることを意味する。
 複数の凹部は、金属箔の面方向において規則的に配置されていることが好ましい。複数の凹部は、金属箔の面方向において等間隔に配置されていることが好ましい。金属箔の面方向において、複数の凹部は、千鳥状に配列されてもよく、正方格子状に配列されてもよい。
 凹部の開口の形状としては、例えば、円形、楕円形、多角形、星形、雫形が挙げられる。多角形の角の少なくとも一部が丸みを帯びていることが好ましく、多角形の角の全てが丸みを帯びていることがより好ましい。多孔質部に設けられる複数の凹部の開口の形状は、互いに同じ種類であってもよく、互いに異なる種類であってもよい。多角形は、三角形、四角形、六角形等を含む。星形は、角度が180度以上の内角を有する形状を含み、代表的な形状は、五芒星形、六芒星形等の多芒星形である。多角形や星形を構成する複数の辺は、互いに、同じ長さであってもよく、同じ長さでなくてもよい。四角形は、正方形でなくてもよく、長方形やひし形の形状でもよく、細長い形状であってもよい。
 凹部の開口の形状の具体例として、図10(a)~(c)に示すような、円形、四角形、および六角形でもよく、図10(d)に示すような、角の全てが丸みを帯びている四角形でもよく、図10(e)~(g)に示す雫形でもよく、図10(h)に示す六芒星形でもよい。図10(b)~(h)中の破線は最大径Dの方向を示す。図10(b)~(h)に示す凹部は、当該破線の方向が帯状の金属箔の長さ方向とほぼ平行となるように設けてもよい。なお、「金属箔の長さ方向とほぼ平行」とは、当該破線の方向と当該長さ方向とで形成される角度が、-20°~20°の範囲内であることを意味する。
 凹部の形状としては、柱状(例えば、円柱状、楕円柱状、四角柱状等の角柱状)、錐状(例えば、円錐状、四角錐状等の角錐状)、錐台状(例えば、円錐台状、四角錐台状等の角錐台状)、半球状、すり鉢状等が挙げられる。加工の容易性の観点から、円錐状、三角錐状、四角錐状が好ましい。
 金属箔の一方の主面に第1凹部群を設け、金属箔の他方の主面に第2凹部群を設けてもよい。この場合、第1凹部群と第2凹部群とは、互いに、凹部の開口径D、間隔L、形状、および配置形態等が同じであってもよく、異なっていてもよい。金属箔をその主面の法線方向から見たとき、第1凹部群を構成する凹部と、第2凹部群を構成する凹部とは、互いに重なり合わないように位置をずらして設けることが好ましい。
 金属箔は圧延箔であり、金属箔の巻回時の巻回方向は、圧延箔の圧延方向と平行であってもよい。この場合、圧延方向と垂直な方向に金属箔を巻回する場合よりも、巻回時の圧延痕の影響を低減できる。なお、「巻回方向は、圧延箔の圧延方向と平行である」とは、巻回方向と圧延方向とで形成される角度が、-20°~20°の範囲内であることを意味する。
(凹部群の形成工程)
 第1工程は、金属箔に凹部群を形成する工程を含んでもよい。凹部群の形成工程に用いる金属箔には、弁作用金属を含むプレーン箔(例えば、算術平均粗さRaが3μm以下)が用いられる。なお、算術平均粗さRaは、JIS B 0601:2001に準拠して求められる。凹部群の形成工程では、金属箔に複数の凸部を有する治具を押圧して凹部群を形成してもよい。また、金属箔を複数の凸部を有する一対のローラ間に搬送しながら、当該一対のローラの押圧により金属箔の両面に凹部群を形成してもよい。凹部群は、レーザ加工、ブラスト加工、エッチング処理等により形成してもよい。第1工程でエッチング処理により凹部群が形成された金属箔は、上記のエッチング箔(エッチング処理により多孔質部が形成された金属箔)に含まれない。
(第2工程)
 第2工程では、凹部群を有する原料箔をエッチング処理し、原料箔の主面および凹部群の内壁面に多孔質部を形成する。第2工程のエッチング処理は、多孔質部を形成するために行われる。エッチング処理により原料箔の表面が多孔質化されるが、多孔質部の細孔と比べて凹部は十分に大きく、エッチング処理後でも、原料箔に設けられた複数の凹部のサイズおよび形状はほぼ変わらずに凹部群が維持される。
 凹部の径の大きさおよび形状によっては、凹部の底面においてもエッチングピット(多孔質部)が形成される場合がある。この場合、凹部が配置される領域では芯部側に多孔質部の形成が進み、凹部が配置されない領域では芯部の厚みが大きく確保される。よって、強度低下を最小限に抑えつつ、静電容量を向上させることができる。
 エッチング処理は、電解エッチングでもよく、化学エッチングでもよい。電解エッチングにより、径(開口径)が2μm未満の細孔を含む多孔質部を有する電極箔を量産できる。交流エッチングの場合、径が1.0μm以下のスポンジ状ピットを含む多孔質部を有する電極箔を作製でき、径が0.5μm以下の場合に高容量箔を作製できる。直流エッチングの場合、径が2μm未満のトンネル状ピットを含む多孔質部を有する電極箔を作製できる。多孔質部の細孔の開口径と、凹部の開口径との差を大きくし易い観点から、交流エッチングが好ましい。
(第3工程)
 電極箔の製造方法は、電極箔の多孔質部を構成する金属骨格を覆う誘電体層を形成する工程を含んでもよい。誘電体層の形成工程では、例えば、化成処理(陽極酸化)により多孔質部の表面に弁作用金属を含む酸化皮膜を形成してもよい。Al箔を化成処理する際の化成電圧は、例えば、4V以上であってもよく、40V以上であってもよい。電極箔が交流エッチングにより作製される場合、当該化成電圧は200V以下が好ましい。
(その他)
 電極箔の製造方法は、電極箔をスリット加工する工程を含んでもよい。例えば、幅500mmの帯状の電極箔を1.5mm以上、40mm以下の幅にスリット加工する。スリット加工後の電極箔をローラにより巻取ってもよい。凹部群を設けることにより、スリット幅が10mm以下と小さい場合でも、ローラによる巻取り時の箔切れが抑制される。
[電解コンデンサ用電極箔]
 電極箔は、凹部群を有する金属箔をエッチング処理したものである。エッチング処理後の金属箔は、多孔質部と、多孔質部に連続する芯部と、を有する。多孔質部は、エッチング処理により多孔質化された金属箔の外側部分であり、金属箔の内側部分である残部が芯部である。多孔質部は、金属箔の主面および複数の凹部の内壁面に形成される。エッチング処理により、金属箔の主面とともに、複数の凹部の内壁面の少なくとも開口側の一部が多孔質化されていればよく、複数の凹部の内壁面のほぼ全体が多孔質化されていることが好ましい。複数の凹部の内壁面における深部側の一部は多孔質化されていなくてもよく、複数の凹部の深部側の内壁面に芯部が露出していてもよい。
 多孔質部は、金属箔の主面および複数の凹部の内壁面に開口する細孔を有する。多孔質部の細孔の開口径は2μm未満である。なお、多孔質部の細孔の開口径とは、当該細孔の開口の最大径を意味する。凹部の開口径は、多孔質部の細孔の開口径よりも大きい。凹部の開口径Dが2μm以上である場合、巻回時に良質なクラックが形成され、箔切れが抑制される。
 仮に凹部の開口径Dが2μm未満である場合、凹部の開口径Dが多孔質部の細孔の開口径よりも大きくても、上記の良質なクラックが形成されにくくなり、耐折強度が低下する傾向がある。
 電極箔には、例えば、帯状の金属箔が用いられ、その幅寸法は、例えば、1.5mm以上、520mm以下である。
 多孔質部の厚みT(片面あたりの厚み)(μm)に対する凹部の深さH(μm)の比:H/Tは、0.1以上、1.35以下が好ましく、より好ましくは0.2以上、1.1以下であり、さらに好ましくは0.3以上、1以下である。H/Tが上記範囲内である場合、電極箔の耐折強度が確保され易いとともに、電極箔(芯部)の強度が確保され易い。また、H/Tは、1よりも大きく、かつ、1.35以下(もしくは1.1以下)であってもよい。すなわち、電極箔(芯部)の強度が確保される範囲内で、凹部は多孔質部から芯部に更に延びていてもよい。この場合、芯部内での凹部の深さは、例えば10μm以下であり、7μm以下(もしくは5μm以下)であってもよい。凹部の深部側の径が非常に小さい場合、凹部の深部の内壁面はエッチングされにくい場合がある。
 なお、多孔質部の厚みTは、金属箔の凹部を有さない部分における多孔質部の厚みを意味する。多孔質部の厚みTは、電極箔の厚み方向の断面SEM像を用いて多孔質部の任意の10点の厚みを測定し、それらの測定値を平均化して求められる。
 多孔質部は、金属箔の一方の主面に形成されていてもよく、金属箔の両方の主面に形成されていてもよい。多孔質部は、金属箔の少なくとも凹部群を有する側の主面において、金属箔の主面とともに複数の凹部の内壁面に形成されていることが好ましい。
 多孔質部の厚みTは、特に限定されず、電解コンデンサの用途、要求される耐電圧等によって適宜選択すればよい。多孔質部の厚みTは、例えば、片面あたり、金属箔の厚みFの1/10以上、5/10未満(もしくは2/5以下)としてもよい。陽極箔の場合、多孔質部の厚みTは、例えば10μm以上、160μm以下であり、50μm以上、160μm以下であってもよい。
 金属箔は、多孔質部を構成する金属骨格を含む。金属骨格とは、多孔質部における微細構造を有する金属部分をいう。多孔質部は、金属骨格で囲まれた細孔(ピット)を複数有する。表面積を大きくするとともに誘電体層を多孔質部の深部にまで形成する観点から、細孔径(開口径)の範囲は、2000nm未満であり、100nm以上、1500nm以下であってもよい。
 細孔(ピット)の形状は、スポンジ状であってもよく、トンネル状であってもよい。トンネル状ピットは、多孔質部の表面側から芯部側に向かって延びるピットを含む。スポンジ状ピットの場合、細孔径(開口径)の範囲は、例えば600nm以下が好ましく、より好ましくは50nm以上、500nm以下である。スポンジ状ピットの場合、平均細孔径Dpは、80nm以上、400nm以下が好ましく、100nm以上、300nm以下が更に好ましい。スポンジ状ピットを有する電極箔は、例えば、低圧タイプの電解コンデンサに用いられる。具体的には、200V以下の化成箔を使用する電解コンデンサに用いられる。トンネル状ピットの場合、細孔径(開口径)の範囲は、例えば1900nm以下であり、100nm以上、1800nm以下であってもよい。トンネル状ピットの場合、平均細孔径Dpは、200nm以上、1700nmが好ましく、より好ましくは400nm以上、1400nm以下である。トンネル状ピットを有する電極箔は、例えば、180V以上の化成箔を使用する中高圧タイプの電解コンデンサに用いられる。
 多孔質部の平均細孔径Dpは、水銀ポロシメータを用いて電極箔(多孔質部)の細孔径分布を測定することにより求められる。具体的には、測定により得られる細孔分布曲線(縦軸:log微分細孔容積、横軸:細孔径)に現れるピーク(ピークが複数存在する場合、最大ピーク)の頂点に対応する細孔径(モード径)を平均細孔径Dpとして求める。測定装置には、例えば、マイクロメリティックス社製のAutoPore Vシリーズが用いられる。上記の細孔分布曲線は、細孔径が2μm未満の範囲において、多孔質部の細孔の分布を示している。通常、凹部は多孔質部の細孔よりも径(開口径)が非常に大きく、多孔質部の測定と同じ条件では、水銀ポロシメータにより凹部の径は測定されにくい。
(誘電体層)
 電極箔は、多孔質部を構成する金属骨格を覆う誘電体層を備えてもよい。この場合、電極箔を陽極箔として用いることができる。誘電体層は、金属箔の主面と、凹部の内壁面と、多孔質部の細孔の内壁面とを覆っている。
 誘電体層の厚みは、2nm以上であってもよく、4nm以上であってもよく、12nm以上であってもよく、24nm以上であってもよい。厚みが24nm以上の誘電体層を有する電極箔は、定格電圧が20V以上の電解コンデンサの陽極箔に用いることができる。特にハイブリッドコンデンサに使用する場合、50nm以上の誘電体層を形成することが好ましく、化成処理時の化成電圧は30V以上が好ましい。化成電圧が30V以上に大きい場合、誘電体層も厚くなり、電極箔の強度の課題が生じ易いことから、凹部間でのクラック形成による応力緩和の効果が大きい。誘電体層の厚みは、電極箔の厚み方向の断面のSEMまたはTEM画像を用いて誘電体層の任意の10点の厚みを測定し、それらの測定値を平均化して求められる。
 本実施形態に係る電解コンデンサ用電極箔は、巻回型の電解コンデンサの陽極箔および陰極箔の少なくとも一方に用いてもよく、積層型の電解コンデンサの陽極体に用いてもよい。
 ここで、図1は、本開示の一実施形態に係る電極箔の一例を示す要部正面図である。図1中、X方向およびY方向は、それぞれ、帯状の電極箔の長さ方向(巻回方向)および幅方向を示す。電極箔351は、主面S(X方向およびY方向)に凹部群を有するが、図1は、電極箔351のX方向に配置される凹部を含む一部の領域を示す。
 図1に示すように、電極箔351の主面Sにおいて、互いに隣り合う凹部381,382が設けられ、円形状の開口を有し、同じ大きさの開口径Dを有する。開口径Dは2μm以上である。電極箔351は、主面Sおよび凹部381,382の内壁面に形成された多孔質部361を有する。多孔質部361は、主面Sおよび凹部381,382の内壁面に開口する細孔(開口径2μm未満)を有する。
 凹部381,382は、間隔L11を空けて、X方向に沿って設けられている。一方の凹部381は、他方の凹部382に対して、X方向から一方の凹部381の1個分以内(開口径D以下)の範囲でY方向(巻回方向と垂直な方向)に少しずらして設けられていてもよい。例えば、一方の凹部381は、他方の凹部382に対して、間隔L12を空けて、X方向から破線の円で示す位置に(一方の凹部381の1個分だけY方向に)ずらして設けられていてもよい。
 L11/D(もしくはL12/D)は、2以上、50以下であってもよい。L11(もしくはL12)は、15μm以上、250μm以下であってもよい。上記のL11(もしくはL12)が15μm以上である場合、金属箔が圧延箔であり、X方向が圧延方向であるときに、圧延方向に凹部群を配置しても圧延方向の強度が確保される。また、この場合、巻回によりY方向にクラックが形成され易く、Y方向に形成されるクラックをX方向において適度に分布させることができる。
 また、図2は、本開示の一実施形態に係る電解コンデンサ用電極箔の他の例を模式的に示す正面図である。図2の帯状の電極箔350(金属箔)は、第1主面S1と、第1主面S1と反対側の第2主面S2とを有し、図2は、電極箔350を第1主面S1側から見たときの一部を示す。図2中、X方向およびY方向は、それぞれ、帯状の電極箔の長さ方向および幅方向を示す。図3は、図2のIII-III断面図である。図3は、図2の電極箔350の厚み方向かつY方向の断面を模式的に示す図である。なお、本開示に係る電解コンデンサ用電極箔は、図2および図3に示す電極箔に限定されない。各図は模式的に示すものであり、各図において、各構成要素の形状または特徴(例えば、凹部の開口径D、間隔L等)は、必ずしも実際の寸法を反映していないし、必ずしも同一の縮尺比で表されていない。
 帯状の電極箔350(金属箔)は、第1主面S1に開口する複数の円柱状の凹部380aを有する。複数の第1凹部380aは、互いに離間して設けられており、電極箔350の面方向(X方向およびY方向)においてドット状に分散して配置されている。
 電極箔350の主面S1および凹部380aの内壁面に第1多孔質部360aが形成されている。第1多孔質部360aは、第1主面S1および第1凹部380aの内壁面に開口する細孔(図示しない)を有する。第1多孔質部360aの細孔の開口径は2μm未満である。電極箔350は、第1多孔質部360aに連続する芯部370を有する。電極箔350が圧延箔の場合、X方向が圧延方向であることが望ましい。
 図2に示すように、複数の第1凹部380aは千鳥状に等間隔に配置されている。互いに隣り合う第1凹部380a同士は間隔Lを空けて配置されている。複数の第1凹部380aは、円形状の開口を有し、開口径D(μm)を有する。第1凹部380aの開口径Dは、2μm以上である。この場合、X方向を巻回方向とする電極箔の巻回時に第1凹部380aの間に良質なクラックが形成され、巻回により生じる応力が緩和され、Y方向の耐折強度が高められ、巻回時の箔切れが抑制される。
 複数の第1凹部380aは、金属箔の巻回時の巻回方向(X方向)に間隔L(μm)を空けて配列し、巻回方向と垂直な方向(Y方向)に間隔L(μm)を空けて配列し、巻回方向(X方向)に対して斜め方向に間隔L(μm)を空けて配列している。LおよびLは互いに同じであり、Lよりも小さく、間隔Lである。L/DおよびL/Dは、2以上、50以下である。間隔Lと、間隔Lとは、2<L/L1の関係を満たす。この場合、Y方向の耐折強度が大幅に向上する。特にY方向に大きな応力が生じる場合、凹部間でのクラック形成による応力緩和の効果が顕著に得られる。このような場合として、例えば、電極箔のスリット加工時、電極箔の搬送過程における電極箔の湾曲時および進行角度の変更時、巻回体の構成時、電極箔とリード部材とのかしめ加工による接続時等が挙げられる。
 図2では、LはLとほぼ同じ寸法であるが、LがLよりも小さくなるように凹部の配置を調整してもよく、LがLよりも大きくなるように凹部の配置を調整してもよい。中でも、L>Lの関係が望ましい。この場合、LはLとほぼ同じ寸法であってもよく、Lが間隔Lであってもよい。
 金属箔のX方向の巻回により、クラックは、図2のLの方向(Y方向)に形成され易い。間隔L1の大きさよっては、クラックを、主に図2のLの方向(Y方向)に形成しつつ、図2のLの方向にも一定の割合で形成することができる。これにより、巻回により生じる応力を効果的に緩和させることができる。上記の観点から、Lは、例えば、15μm以上、250μm以下であってもよい。クラックは、例えば、第1凹部380aの50~500個を繋ぐように形成される。
 電極箔350は厚みF(μm)を有し、第1多孔質部360aは厚みT(μm)を有し、第1凹部380aは深さH(μm)を有する。H/FおよびH/Tは、例えば、上記で例示する範囲内である。
 図2に示す第1凹部の開口形状は円形であるが、これに限定されない。凹部の開口の形状は、楕円形、四角形、六角形等でもよい。第1凹部の形状は円柱状であるが、これに限定されず、円柱状以外の柱状もしくは錘状等であってもよい。複数の第1凹部は、互いに形状およびサイズが同じであるが、複数の第1凹部は、互いに形状および/またはサイズが異なっていてもよい。第1凹部の配置形態は、図2に示す配置形態に限定されず、例えば正方格子状であってもよい。
 図3に示すように、帯状の電極箔350(金属箔)は、第2多孔質部360bと、第2多孔質部360bに連続する芯部370と、を含む。すなわち、第1多孔質部310aおよび第2多孔質部360bが、芯部370を挟むように配されている。電極箔350は、第2多孔質部360bの細孔(図示しない)が開口する第2主面S2を有する。
 多孔質部360bは、第2主面S2に開口する複数の第2凹部380bを有する。第2凹部380bは、第1凹部380aと、形状、サイズ、間隔、および配置形態が同じであるが、第1凹部および第2凹部は互いに形状等が異なっていてもよい。
[電解コンデンサ]
 本開示の実施形態に係る電解コンデンサは、上記の電極箔を備える。電解コンデンサは、例えば、巻回体と、電解質とを含む。巻回体は、陽極箔と、陰極箔とを、陽極箔と陰極箔との間にセパレータを介在させて巻回することにより構成される。巻回体および電解質を合わせて、コンデンサ素子とも称する。陽極箔および陰極箔の少なくとも一方は、上記の電極箔を備える。
 巻回体において、電極箔の凹部間に良質なクラックが存在し得る。当該クラックは、凹部群を有する金属箔の巻回により形成され、凹部の間を繋ぐように形成される。
 金属箔の巻回方向と垂直な方向(幅方向)において、少なくとも2つ以上の凹部を繋ぐようにクラックが延びていることが好ましい。2以上、50以下のL/Dで凹部群を配置する場合、このようなクラックが形成され易い。例えば、2~100個の凹部を繋ぐようにクラックが形成される。
 巻回体の高さLc(図5中のLc)は、例えば50mm以下であり、20mm以下でもよく、15mm以下でもよい。巻回体の高さLcの寸法は、電極箔の幅方向の寸法とほぼ同等であるか、電極箔の幅方向の寸法よりも少し長い。
 製品サイズが大きい場合(例えば、巻回体の高さLcが30mm以上の場合)、大きい幅寸法(例えば30mm以下)の電極箔が用いられる。幅寸法が大きい電極箔の場合、電極箔のねじれにより箔切れが生じやすい。よって、幅寸法が大きい電極箔に凹部群を設けることで、電極箔のねじれにより生じる箔切れが顕著に抑制され、サイズが大きい製品(例えば、ねじ端子型またはリード端子型の大型コンデンサ)の信頼性が向上する。
 一方、製品サイズが小さい場合(例えば、巻回体の高さLcが20mm以下の場合)、小さい幅(例えば20mm以下)の電極箔が用いられる。小さい幅の電極箔は、大きい幅(例えば、125mm以上、500mm以下)の電極箔を所望の小さい幅(20mm以下)にスリット加工することで得られる。凹部群の存在によりスリット加工時に電極箔にかかる応力が分散され、当該応力により生じるクラックの発生およびそれに起因する箔切れが抑制され、幅寸法が小さい電極箔の品質が大幅に向上する。また、コンデンサの製造工程では、凹部群の存在により、幅寸法が小さい電極箔のローラによる搬送時に生じる張力による箔切れが顕著に抑制される。その結果、コンデンサ製造時のエージング(修復化成)が安定して行われ、コンデンサの漏れ電流等の特性が安定して得られ、サイズが小さい製品の信頼性が向上する。
 ここで、図4は、巻回体を端面側からみた場合の一例を模式的に示す図である。巻回体400は、陽極箔と陰極箔とをセパレータを介して巻芯410に巻き付けて構成されている。「領域P」とは、巻回体400の最内周E1から最外周E2までの径方向の厚みをtとするとき、巻回体400の最内周E1からの径方向の距離が(1/4)t以下の領域を指す。
 良質なクラックは、少なくとも巻回体の領域Pに存在し得る。領域P以外の領域よりも領域Pの方で当該クラックが多く存在していてもよい。電極箔の巻回時の箔切れは、巻回により生じる応力が大きくなり易い領域Pで生じる傾向がある。一方、当該応力を緩和する良質なクラックは電極箔の巻回により領域Pに形成され易い。領域Pに当該クラックを存在させることで、電極箔の巻回時の箔切れを効率的に抑制することができる。
 凹部群は、電極箔の一方の主面に設けられていてもよい。また、電極箔の両方の主面に凹部群が設けられ、電極箔の他方の主面に設けられる凹部群よりも電極箔の一方の主面に設けられる凹部群の方で、電極箔の主面の単位面積あたりに存在する凹部の個数が大きくなっていてもよい。電極箔の巻回により生じる応力は、巻回体の内周側の主面よりも外周側の主面の方で大きくなり易いことから、上記の場合、巻回体において、電極箔の凹部群が設けられた一方の主面が巻回体の外周側に向くように電極箔が巻回されていることが好ましい。
 巻回により生じる応力が大きい場合、電極箔の両方の主面に凹部群が設けられていてもよい。巻回体の領域Pでは、巻回により生じる応力が大きく、電極箔の両方の主面に凹部群が設けられていることが望ましい。
(陽極箔)
 陽極箔には、第1工程~第3工程により得られる電極箔を用いてもよい。陽極箔の厚みは、例えば、60μm以上、200μm以下であってもよく、80μm以上(もしくは100μm以上)、200μm以下であってもよい。容量が大きいほど厚みが大きい陽極箔を用いる傾向があり、例えば厚み100μm以上である高容量の陽極箔の場合、凹部間でのクラック形成による応力緩和の効果が顕著に得られる。
(陰極箔)
 陰極箔には、第1工程および第2工程により得られる電極箔を用いてもよい。陰極箔の場合、金属箔(多孔質部)の表面に被覆層が更に形成されていてもよい。被覆層としては、例えば、金属酸化物層、金属窒化物層、金属炭化物層、導電層(例えば、金属およびカーボンの少なくとも一方を含む層)等が挙げられる。陰極箔の厚みは、例えば、10μm以上、70μm以下である。
(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、アラミド等の芳香族ポリアミド)の繊維を含む不織布等を用いてもよい。
(電解質)
 電解質は、陽極箔(誘電体層)の少なくとも一部を覆っており、陽極箔(誘電体層)と陰極箔との間に介在している。電解質は、固体または液体の電解質である。電解コンデンサは、固体電解質とともに液状成分(電解液または非水溶媒)を含んでもよい。
 固体電解質は導電性高分子を含む。導電性高分子としては、例えば、π共役系高分子が挙げられる。導電性高分子としては、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリフラン、ポリアニリン等が挙げられる。導電性高分子は、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く、2種以上のモノマーの共重合体でもよい。導電性高分子の重量平均分子量は、例えば、1000~100000である。
 なお、本明細書では、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリフラン、ポリアニリン等は、それぞれ、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリフラン、ポリアニリン等を基本骨格とする高分子を意味する。したがって、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリフラン、ポリアニリン等には、それぞれの誘導体も含まれ得る。例えば、ポリチオフェンには、ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)等が含まれる。
 導電性高分子はドーパントをドープし得る。固体電解質は、導電性高分子とともにドーパントを含んでもよい。ドーパントとしては、ポリスチレンスルホン酸等が挙げられる。固体電解質は、必要に応じて、さらに、添加剤を含んでもよい。
 液状成分は、誘電体層と直にもしくは導電性高分子を介して接触している。液状成分は、非水溶媒であってもよく、電解液であってもよい。電解液は、非水溶媒と、それに溶解しているイオン性物質(溶質(例えば有機塩))とを含む。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、高沸点溶媒が好ましい。例えば、エチレングリコール等のポリオール化合物、スルホラン等のスルホン化合物、γ-ブチロラクトン等のラクトン化合物、酢酸メチル等のエステル化合物、炭酸プロピレン等のカーボネート化合物、1,4-ジオキサン等のエーテル化合物、メチルエチルケトン等のケトン化合物等を用いることができる。
 液状成分は、酸成分(アニオン)と、塩基成分(カチオン)とを含んでもよい。酸成分と塩基成分により塩(溶質)が形成されていてもよい。酸成分は皮膜修復機能に寄与する。酸成分としては、有機カルボン酸、無機酸等が挙げられる。無機酸としては、例えば、リン酸、ホウ酸、硫酸等が挙げられる。塩基成分としては、例えば、1級~3級のアミン化合物等が挙げられる。
 有機塩とは、アニオンおよびカチオンの少なくとも一方が有機物を含む塩である。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等を用いてもよい。
 導電性高分子からのドーパントの脱ドープ(固体電解質の劣化)を抑制する観点から、液状成分は、塩基成分よりも酸成分を多く含むことが好ましい。また、酸成分は、液状成分の皮膜修復機能に寄与していることからも、塩基成分よりも酸成分を多く含むことが好ましい。塩基成分に対する酸成分のモル比:(酸成分/塩基成分)は、例えば1.1以上である。導電性高分子からのドーパントの脱ドープの抑制等の観点から、液状成分のpHは、6以下であってもよく、1以上、5以下であってもよい。
 ここで、図5は、本開示の一実施形態に係る電解コンデンサを模式的に示す断面図である。図6は、巻回体の構成を模式的に示す斜視図である。図6中、X方向は、帯状の陽極箔10および陰極箔20の長さ方向を示し、Y方向は、陽極箔10および陰極箔20の幅方向を示す。
 電解コンデンサ200はコンデンサ素子を備え、コンデンサ素子は巻回体100と電解質(図示しない)とを備える。巻回体100は、陽極箔10と陰極箔20とを、セパレータ30を介して巻回して構成されている。巻回体100の高さLcは、陽極箔10および陰極箔20の幅方向(Y方向)の寸法とほぼ同等である。
 陽極箔10および陰極箔20には、それぞれリードタブ50Aおよび50Bの一方の端部が接続されており、リードタブ50Aおよび50Bを巻き込みながら巻回体100が構成される。リードタブ50Aおよび50Bの他方の端部には、リード線60Aおよび60Bがそれぞれ接続されている。
 巻回体100の最外層に位置する陰極箔20の外側表面に巻止めテープ40が配置され、陰極箔20の端部は巻止めテープ40により固定されている。なお、陽極箔10を大判の箔から裁断して準備する場合、裁断面に誘電体層を設けるために、巻回体100に対して更に化成処理を行ってもよい。
 巻回体100の陽極箔10(誘電体層)と陰極箔20との間に電解質が介在している。コンデンサ素子は、例えば、電解質を含む処理液を巻回体100に含浸させて得られる。含浸は、減圧下、例えば10kPa~100kPaの雰囲気で行ってもよい。
 リード線60A、60Bが有底ケース211の開口側に位置するように、巻回体100が有底ケース211に収納されている。有底ケース211の材料としては、アルミニウム、ステンレス鋼、銅、鉄、真鍮等の金属あるいはこれらの合金を用いることができる。
 巻回体100が収納された有底ケース211の開口部に封止部材212を配置し、有底ケース211の開口端を封止部材212にかしめてカール加工し、カール部分に座板213を配置することにより、巻回体100が有底ケース211内に封止されている。
 封止部材212は、リード線60A、60Bが貫通するようにが貫通するように形成されている。封止部材212は、絶縁性物質であればよく、弾性体が好ましい。中でも耐熱性の高いシリコーンゴム、フッ素ゴム、エチレンプロピレンゴム、ハイパロンゴム、ブチルゴム、イソプレンゴム等が好ましい。
《付記》
 以上の実施形態の記載により、以下の技術が開示される。
(技術1)
 電解コンデンサ用電極箔の製造に用いられる金属箔であって、
 前記金属箔は、弁作用金属を含み、
 前記金属箔の主面に開口するとともに、前記主面の方向においてドット状に分散して配置された複数の凹部を有し、
 前記凹部の開口径は、2μm以上である、電極箔製造用の金属箔。
(技術2)
 前記凹部の開口径は、5μm以上、50μm以下である、技術1に記載の電極箔製造用の金属箔。
(技術3)
 互いに隣り合う前記凹部同士は、4μm以上の間隔Lを空けて設けられている、技術1または2に記載の電極箔製造用の金属箔。
(技術4)
 前記弁作用金属としてアルミニウムを98質量%以上含む、技術1~3のいずれか1つに記載の電極箔製造用の金属箔。
(技術5)
 1質量ppm以上、100質量ppm以下のケイ素と、
 5質量ppm以上、100質量ppm以下の銅と、
 5質量ppm以上、200質量ppm以下の鉄と、
を含む、技術4に記載の電極箔製造用の金属箔。
(技術6)
 40N/mm以上の引張強度を有する、技術1~5のいずれか1つに記載の電極箔製造用の金属箔。
(技術7)
 1%以上、16%以下の伸びを有する、技術1~6のいずれか1つに記載の電極箔製造用の金属箔。
(技術8)
 前記金属箔の厚みFμmと、前記凹部の深さHμmとは、0.26≦H/F≦0.47の関係を有する、技術1~7のいずれか1つに記載の電極箔製造用の金属箔。
(技術9)
 前記凹部の深さHは、4μm以上、74μm以下である、技術1~8のいずれか1つに記載の電極箔製造用の金属箔。
(技術10)
 前記金属箔の厚みFは、80μm以上、200μm以下である、技術1~9のいずれか1つに記載の電極箔製造用の金属箔。
(技術11)
 前記金属箔は、前記主面の面積1mm当たりに、7個以上、570個以下の前記凹部を有する、技術1~10のいずれか1つに記載の電極箔製造用の金属箔。
(技術12)
 互いに隣り合う前記凹部同士は、それぞれDμmおよびDμmの開口径を有し、間隔Lμmを空けて設けられており、
 前記開口径Dと、前記間隔Lとは、2≦D、かつ、2≦L/D≦50の関係を満たし、
 前記開口径Dと、前記間隔Lとは、2≦D、かつ、2≦L/D≦50の関係を満たす、技術1~11のいずれか1つに記載の電極箔製造用の金属箔。
(技術13)
 前記凹部の深さ方向において、前記凹部の内壁面に前記金属箔の結晶粒が2つ以上露出している、技術1~12のいずれか1つに記載の電極箔製造用の金属箔。
(技術14)
 前記金属箔の平均結晶粒径は、18μm以上、60μm以下である、技術1~13のいずれか1つに記載の電極箔製造用の金属箔。
(技術15)
 技術1~14のいずれか1つに記載の電極箔製造用の金属箔を準備する工程と、
 前記金属箔をエッチング処理する工程と、を含む、電解コンデンサ用電極箔の製造方法。
(技術16)
 前記エッチング処理により、前記金属箔の主面および前記複数の凹部の内壁面に多孔質部が形成され、
 前記多孔質部は、前記金属箔の主面および前記複数の凹部の内壁面に開口する細孔を有しており、
 前記多孔質部の細孔の開口径は、2μm未満である、技術15に記載の電解コンデンサ用電極箔の製造方法。
(技術17)
 前記多孔質部の厚みTμmと、前記凹部の深さHμmとは、0.2≦H/T≦1.1の関係を有する、技術16に記載の電解コンデンサ用電極箔の製造方法。
(技術18)
 前記多孔質部を構成する金属骨格を覆う誘電体層を形成する工程を含む、技術16に記載の電解コンデンサ用電極箔の製造方法。
(技術19)
 技術15~18のいずれか1つに記載の電解コンデンサ用電極箔の製造方法により得られる、電解コンデンサ用電極箔。
(技術20)
 弁作用金属を含む金属箔を含み、
 前記金属箔は、
 前記金属箔の主面に開口するとともに、前記主面の方向においてドット状に分散して配置された複数の凹部を有し、
 前記金属箔の主面および前記複数の凹部の内壁面に開口する細孔を有する多孔質部を含み、
 前記凹部の開口径は、2μm以上であり、
 前記多孔質部の細孔の開口径は、2μm未満である、電解コンデンサ用電極箔。
(技術21)
 前記多孔質部を構成する金属骨格を覆う誘電体層を含む、技術20に記載の電解コンデンサ用電極箔。
(技術22)
 技術19~21のいずれか1つに記載の電解コンデンサ用電極箔を備える、電解コンデンサ。
[実施例]
 以下、本開示を実施例および比較例に基づいて具体的に説明するが、本開示は実施例に限定されるものではない。
《実施例1~15》
(第1工程:原料箔の準備)
 まず、帯状のAl箔(プレーン箔、厚みF:120μm、平均結晶粒径:40μm)を準備した。Al箔には、圧延方向が長さ方向(X方向)と平行な圧延箔を用いた。Al箔において、Al含有量は99.98質量%であり、ケイ素含有量は40質量ppmであり、鉄含有量は40質量ppmであり、銅含有量は30質量ppmであった。
 Al箔を所定の治具を用いてAl箔の両面に複数の円柱状の凹部を形成し、図2に示す千鳥状に配置された凹部群を設けた。凹部の深さHを適宜調整して、H/Fを表1に示す値とした。例えば、電極箔a1では、凹部の深さHは45μmとした。このようにして、原料箔を得た。
 既述の方法により求められた原料箔の引張強度は、65N/mmであった。既述の方法により求められた原料箔の伸びは、10%であった。既述の方法により求められた、凹部の深さ方向において凹部の内壁面に露出しているAl箔の結晶粒の個数は、3個であった。
 図2中の凹部の開口径Dおよび間隔L(L=L)は、それぞれ、表1に示す値とした。金属箔の主面の1mm当たりに存在する凹部の個数は、表1に示す値であった。
(第2工程:エッチング処理(多孔質部の形成))
 原料箔をエッチング処理した。これにより、原料箔の両方の主面に、スポンジ状ピットを有する多孔質部(厚みT:45μm、平均細孔径Dp:0.2μm)を形成した。凹部の深さHを適宜調整して、H/Tを表1に示す値とした。このようにして、エッチング箔を得た。
(第3工程:化成処理)
 更にエッチング箔を化成処理し、多孔質部を構成する金属部分の表面に60V相当の耐電圧を有する誘電体層を形成し、化成箔を得た。このようにして、電極箔a1~a15を得た。
《比較例1》
 Al箔に凹部群を形成しなかった以外、実施例1と同様にして電極箔b1を作製した。
 上記で得られた実施例および比較例の各電極箔(化成箔)について、以下の評価1を行った。
[評価1:耐折強度の測定]
 電極箔の幅方向(Y方向)の耐折強度を測定した。測定は、日本電子機械工業規格のアルミニウム電解コンデンサ用電極箔の試験方法(EIAJ RC-2364A)に準じて行った。測定は、電極箔を、長さ方向:100mmおよび幅方向:10mmの寸法に裁断して得られた試験片を用いて行った。
[評価2:容量の測定]
 日本電子機械工業規格のアルミニウム電解コンデンサ用電極箔の試験方法(EIAJ RC-2364A)に準拠して、電極箔の容量を測定した。
 耐折強度および容量は、比較例1の電極箔b1の耐折強度および容量をそれぞれ100としたときの相対値として表した。評価結果を表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 電極箔a1~a15では、電極箔b1よりも高い耐折強度が得られた。
《比較例2》
(エッチング箔の作製)
 Al箔をエッチング処理し、Al箔の両方の主面に、スポンジ状ピットを有する多孔質部(厚みT:45μm、平均細孔径Dp:0.2μm)を形成した。このようにして、エッチング箔を得た。Al箔には、実施例1と同じものを用いた。
(エッチング箔への凹部群の形成)
 所定の治具を用いて、エッチング箔の両方の主面に凹部群を設けた。凹部群は、実施例1と同様にして形成した。
 上記以外、実施例1の電極a1と同様にして、電極箔b2を作製し、評価した。電極箔a1、b1とともに電極箔b2の評価結果を表2に示す。耐折強度および容量は、比較例1の電極箔b1の耐折強度および容量をそれぞれ100としたときの相対値として表した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 電極箔b2では、電極箔b1に比べて、耐折強度が大きくなったが、容量が低下した。
 金属箔をエッチング処理し、その後、エッチング箔に凹部群を設ける場合、凹部群の形成時に凹部の内壁面の近傍に位置するエッチングピットが閉塞し、凹部の内壁面に開口するエッチングピットが形成されにくく、その分だけ金属箔の表面積が小さくなり、容量が低下する。また、この場合、凹部の形成時に内壁面近傍のエッチングピットが閉塞し、それによりエッチングピットの深部に導電性高分子の分散液(もしくは電解液)が浸透せず、その部分が容量に寄与しないことがある。
 これに対して、電極箔a1では、電極箔b1に比べて、高い耐折強度が得られるとともに、高い容量が得られた。
 凹部群を有する金属箔(原料箔)をエッチング処理する場合、金属箔の主面とともに凹部の内壁面に開口するエッチングピットが形成され、これにより金属箔の表面積が増大し、高容量化できる。凹部群の形成加工の際の多孔質部の変形(溶融)による強度および容量の低下を回避できる。また、この場合、内壁面近傍のエッチングピットが閉塞されないため、エッチングピットの深部にまで導電性高分子の分散液(もしくは電解液)が浸透し、エッチングピットの深部も容量に寄与できる。固体電解質および電解液を併用するハイブリッド電解コンデンサでは、少量の電解液を効率的にピットの深部にまで浸透させることができ、電解液によるESR低減効果が得られ易い。
 本開示に係る電極箔は、高い信頼性が求められる電解コンデンサに好適に用いられる。
 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。
 1:凹部、2:多孔質部、10:陽極箔、20:陰極箔、30:セパレータ、40:巻止めテープ、50A,50B:リードタブ、60A,60B:リード線、100,400:巻回体、200:電解コンデンサ、211:有底ケース、212:封止部材、213:座板、350,351:電極箔、360a:第1多孔質部、360b:第2多孔質部、361:多孔質部、370:芯部、380a:第1凹部、380b:第2凹部、381,382:凹部、410:巻芯

Claims (22)

  1.  電解コンデンサ用電極箔の製造に用いられる金属箔であって、
     前記金属箔は、弁作用金属を含み、
     前記金属箔の主面に開口するとともに、前記主面の方向においてドット状に分散して配置された複数の凹部を有し、
     前記凹部の開口径は、2μm以上である、電極箔製造用の金属箔。
  2.  前記凹部の開口径は、5μm以上、50μm以下である、請求項1に記載の電極箔製造用の金属箔。
  3.  互いに隣り合う前記凹部同士は、4μm以上の間隔Lを空けて設けられている、請求項1に記載の電極箔製造用の金属箔。
  4.  前記弁作用金属としてアルミニウムを98質量%以上含む、請求項1に記載の電極箔製造用の金属箔。
  5.  1質量ppm以上、100質量ppm以下のケイ素と、
     5質量ppm以上、100質量ppm以下の銅と、
     5質量ppm以上、200質量ppm以下の鉄と、
    を含む、請求項4に記載の電極箔製造用の金属箔。
  6.  40N/mm以上の引張強度を有する、請求項1に記載の電極箔製造用の金属箔。
  7.  1%以上、16%以下の伸びを有する、請求項1に記載の電極箔製造用の金属箔。
  8.  前記金属箔の厚みFμmと、前記凹部の深さHμmとは、0.26≦H/F≦0.47の関係を有する、請求項1に記載の電極箔製造用の金属箔。
  9.  前記凹部の深さHは、4μm以上、74μm以下である、請求項1に記載の電極箔製造用の金属箔。
  10.  前記金属箔の厚みFは、80μm以上、200μm以下である、請求項1に記載の電極箔製造用の金属箔。
  11.  前記金属箔は、前記主面の面積1mm当たりに、7個以上、570個以下の前記凹部を有する、請求項1に記載の電極箔製造用の金属箔。
  12.  互いに隣り合う前記凹部同士は、それぞれDμmおよびDμmの開口径を有し、間隔Lμmを空けて設けられており、
     前記開口径Dと、前記間隔Lとは、2≦D、かつ、2≦L/D≦50の関係を満たし、
     前記開口径Dと、前記間隔Lとは、2≦D、かつ、2≦L/D≦50の関係を満たす、請求項1に記載の電極箔製造用の金属箔。
  13.  前記凹部の深さ方向において、前記凹部の内壁面に前記金属箔の結晶粒が2つ以上露出している、請求項1に記載の電極箔製造用の金属箔。
  14.  前記金属箔の平均結晶粒径は、18μm以上、60μm以下である、請求項1に記載の電極箔製造用の金属箔。
  15.  請求項1に記載の電極箔製造用の金属箔を準備する工程と、
     前記金属箔をエッチング処理する工程と、を含む、電解コンデンサ用電極箔の製造方法。
  16.  前記エッチング処理により、前記金属箔の主面および前記複数の凹部の内壁面に多孔質部が形成され、
     前記多孔質部は、前記金属箔の主面および前記複数の凹部の内壁面に開口する細孔を有しており、
     前記多孔質部の細孔の開口径は、2μm未満である、請求項15に記載の電解コンデンサ用電極箔の製造方法。
  17.  前記多孔質部の厚みTμmと、前記凹部の深さHμmとは、0.2≦H/T≦1.1の関係を有する、請求項16に記載の電解コンデンサ用電極箔の製造方法。
  18.  前記多孔質部を構成する金属骨格を覆う誘電体層を形成する工程を含む、請求項16に記載の電解コンデンサ用電極箔の製造方法。
  19.  請求項15に記載の電解コンデンサ用電極箔の製造方法により得られる、電解コンデンサ用電極箔。
  20.  弁作用金属を含む金属箔を含み、
     前記金属箔は、
     前記金属箔の主面に開口するとともに、前記主面の方向においてドット状に分散して配置された複数の凹部を有し、
     前記金属箔の主面および前記複数の凹部の内壁面に開口する細孔を有する多孔質部を含み、
     前記凹部の開口径は、2μm以上であり、
     前記多孔質部の細孔の開口径は、2μm未満である、電解コンデンサ用電極箔。
  21.  前記多孔質部を構成する金属骨格を覆う誘電体層を含む、請求項20に記載の電解コンデンサ用電極箔。
  22.  請求項19に記載の電解コンデンサ用電極箔を備える、電解コンデンサ。
PCT/JP2023/027538 2022-07-29 2023-07-27 電極箔製造用の金属箔、電解コンデンサ用電極箔の製造方法、電解コンデンサ用電極箔、および電解コンデンサ WO2024024884A1 (ja)

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PCT/JP2023/027538 WO2024024884A1 (ja) 2022-07-29 2023-07-27 電極箔製造用の金属箔、電解コンデンサ用電極箔の製造方法、電解コンデンサ用電極箔、および電解コンデンサ

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03104207A (ja) * 1989-09-19 1991-05-01 K D K Kk 電解コンデンサ用電極のエッチング方法
JP2002110475A (ja) * 2000-09-26 2002-04-12 Hideki Masuda 電解コンデンサ用電極箔の作製方法
JP2006124805A (ja) * 2004-10-29 2006-05-18 Japan Science & Technology Agency 箔及びその製造方法
JP2007318007A (ja) * 2006-05-29 2007-12-06 Toyo Aluminium Kk 電解コンデンサ用アルミニウム電極箔

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