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电解电容器及其制造方法实质审查 发明

技术领域

[0001] 本公开涉及电解电容器及其制造方法,特别涉及引线构件与阳极体的连接方法。

相关背景技术

[0002] 电解电容器具备具有被粗糙化了的表面的阳极箔和与阳极箔连接的引线构件。将引线构件的平坦的突片部和阳极箔重叠来形成层叠部,从突片部这一侧对层叠部的给定位置进行穿孔而形成贯通孔,对形成在贯通孔的周围的花瓣状的铆接片进行铆接,由此来进行阳极箔与引线构件的连接(例如专利文献1)。
[0003] 在先技术文献
[0004] 专利文献
[0005] 专利文献1:日本特开2009‑130338号公报

具体实施方式

[0020] 以下,举例来对本公开的实施方式进行说明,但本公开不限定于以下说明的例子。在以下的说明中,有时对具体的数值、材料进行例示,但只要能得到本公开的效果,则也可以应用其他数值、材料。在该说明书中,“数值A~数值B”这样的记载包括数值A以及数值B,能够改读为“数值A以上且数值B以下”。在以下的说明中,在对与特定的物性、条件等有关的数值的下限和上限进行例示的情况下,只要下限不成为上限以上,则能够将例示出的下限中的任一者和例示出的上限中的任一者任意地组合。在例示出多个材料的情况下,既可以从其中选择1种来单独地使用,也可以将2种以上组合来使用。
[0021] 本公开的实施方式涉及的电解电容器具备电极箔和与电极箔连接的引线构件。引线构件具备引线和设置在引线的一个端部的板状的突片部。突片部具有算术平均粗糙度Ra为4μm以上的表面。在突片部的上述表面配置电极箔而突片部和电极箔重叠的重叠部,电极箔和引线构件通过铆接部连接。
[0022] 在突片部的表面是算术平均粗糙度Ra为4μm以上的粗糙面的情况下,在重叠部(铆接部),电极箔与突片部的接点被形成得多。由此,在电解电容器的制造过程以及使用时,能抑制由于在少的接点局部地流动大电流而导致的连接部分的劣化。在形成重叠部时以及在形成铆接部时,突片部与电极箔的位置偏移被抑制,铆接部被稳定地形成。其结果,能降低突片部与电极箔的连接部分(铆接部)的电阻,电解电容器的ESR降低。
[0023] 此外,在突片部具有最大高度粗糙度Rz为30μm以上的表面的情况下,也同样地能降低突片部与电极箔的连接部分(铆接部)的电阻。突片部表面的最大高度粗糙度Rz优选为30μm以上,更优选为50μm以上。进一步优选为,算术平均粗糙度Ra为4μm以上且最大高度粗糙度Rz为30μm以上。
[0024] 具有算术平均粗糙度Ra为4μm以上(或者,最大高度粗糙度Rz为30μm以上)的表面(以下,也称为“表面S”)的突片部,能够适宜地用于例如与额定电压为160V以上的中高压类型的电解电容器中使用的阳极箔的连接。在这样的阳极箔的情况下,其表面的多孔质部具有比较大的厚度,具有隧道状凹坑,因而特别难以形成与突片部的接点,在铆接部处电阻容易变大。由此,在中高压类型的电解电容器中,能显著地获得由突片部的表面S带来的ESR的降低效果。
[0025] 通过具有表面S的突片部,突片部与电极箔的连接部分(铆接部)的电阻例如能够降低到1.0mΩ以下,还进一步地能够降低到0.5mΩ以下为止。另外,利用接触式四端子测定法,通过对电极箔的铆接部附近的任意的点与突片部的铆接部的区域内的任意的点之间的电阻值进行测定来求出铆接部的电阻。在重叠部设置有多个铆接部的情况下,只要求出多个铆接部的电阻的平均值即可。另外,所谓电极箔的铆接部附近,在图1、图2以及图4的(c)所示的铆接部710的情况下是指靠近电极箔300的铆接片712的表面(图2侧的表面)。所谓突片部的铆接部的区域,在铆接部710的情况下,是指从突片部425侧观察重叠部600时以将贯通孔711的中心和铆接片712的距贯通孔711的中心最远的位置连结的线段为半径的圆的内侧的区域。例如,对由图4的(c)中的2个箭头P1、P2示出的部位之间的电阻进行测定。
[0026] 突片部的表面的算术平均粗糙度Ra为4μm以上,也可以为8μm以上,从连接强度的观点出发,也可以为4μm以上(或者8μm以上)且50μm以下。既可以仅将板状的突片部的一个表面(配置电极箔的一侧的表面)作为表面S,也可以将突片部的两面作为表面S。
[0027] 另外,算术平均粗糙度Ra以及最大高度粗糙度Rz分别是表示遵循日本产业标准JIS B 0601:2013的表面粗糙度的指标。
[0028] 突片部的表面的算术平均粗糙度Ra以及最大高度粗糙度Rz如以下那样求出。
[0029] 使用基恩士公司制的激光显微镜(型号:VK‑X200,透镜的倍率:20倍),对在突片部的表面任意地选出的一区域(例如,700μm×530μm的区域)的算术平均粗糙度Ra以及最大高度粗糙度Rz进行测定。针对3~5个样品进行该测定,并求出它们的平均值。
[0030] 突片部的厚度可以是100μm以上,也可以是100μm以上且500μm以下。在中高压类型的电解电容器的情况下,与阳极箔连接的突片部的厚度可以是200μm以上,也可以是200μm以上且300μm以下。
[0031] 从抑制与电极箔的连接部分的劣化(腐蚀等)的观点出发,突片部的表面优选为由氧化被膜(第2氧化被膜)覆盖。突片部的表面的氧化被膜的厚度例如可以是280nm以上,也可以是280nm以上且1000nm以下,也可以是450nm以上且1000nm以下。即便在该氧化被膜的厚度比较大的情况下,也能够通过突片部的表面S来充分地形成突片部与电极箔的接点,降低铆接部的电阻。
[0032] (电极箔)
[0033] 电极箔包括包含第1金属的金属箔。第1金属包含阀作用金属。作为阀作用金属,可列举出铝、钽、铌、钛等。金属箔也可以是以包含阀作用金属的合金或包含阀作用金属的化合物等方式包含阀作用金属。
[0034] 从高容量化等的观点出发,金属箔的表面也可以被粗糙化。即,金属箔也可以具备多孔质部和与多孔质部接连的芯部。多孔质部具有由构成该多孔质部的金属骨架包围的凹坑(或者细孔)。凹坑的最频孔径例如为50nm以上。多孔质部通过利用蚀刻处理等来对金属箔的表面进行粗糙化处理而形成。多孔质部是通过蚀刻处理进行多孔质化后的金属箔的外侧部分,作为金属箔的内侧部分的其余部分是芯部。蚀刻处理可以通过电解蚀刻来进行,也可以通过化学蚀刻来进行。在电解蚀刻的情况下,多孔质部的厚度、凹坑(或者细孔)的形状以及大小等只要通过蚀刻条件(蚀刻处理的步骤数以及时间、电流密度、蚀刻液的组成以及温度等)来调整即可。
[0035] 对多孔质部的厚度不特别限定,只要根据电解电容器的用途、要求的耐电压等来适当选择即可。多孔质部的厚度例如也可以按照每单个面而设为电极箔的厚度的1/10以上且4/10以下。多孔质部的厚度通过获得电极箔的多孔质部的厚度方向的剖面的SEM图像并计算任意的10个点的厚度的平均值来求出。后述的电介质层以及被覆层的厚度也同样地求出。
[0036] 电极箔既可以是阳极箔,也可以是阴极箔。以下,与阳极箔连接的引线构件也称为“阳极引线构件”。与阴极箔连接的引线构件也称为“阴极引线构件”。
[0037] (阳极箔)
[0038] 阳极箔具备在表面具有多孔质部的金属箔和覆盖多孔质部的电介质层。电介质层覆盖构成多孔质部的金属骨架的表面的至少一部分。电介质层覆盖由构成多孔质部的金属骨架包围的凹坑(或者细孔)的内壁的至少一部分。例如通过化成处理(阳极氧化)在金属箔的粗糙化后的表面形成氧化被膜来得到电介质层。电介质层可以包含阀作用金属的氧化物。
[0039] 例如额定电压为160V以上的中高压类型的电解电容器所使用的阳极箔具有比较的大的厚度,多孔质部具有比较大的厚度,具有隧道状凹坑。在该情况下,阳极箔的厚度例如是75μm以上或75μm以上且200μm以下,也可以是90μm以上且150μm以下。多孔质部的厚度例如是20μm以上或25μm以上,也可以是20μm以上且50μm以下,也可以是25μm以上(或者30μm以上)且50μm以下。此外,在该情况下,电介质层也具有比较大的厚度。电介质层的厚度例如是280nm以上或450nm以上,也可以是280nm以上(或者450nm以上)且1000nm以下。另外,电介质层的厚度是指覆盖多孔质部的外表面的电介质层的厚度。
[0040] 容易将厚度大的电介质层形成到凹坑深部为止,容易得到对中高压类型的电解电容器有利的阳极箔,此外,从电解质容易进入到凹坑深部为止这样的观点出发,多孔质部也可以具有沿其厚度方向延伸的多个隧道状凹坑。在此,沿多孔质部的厚度方向延伸是指,凹坑所延伸的方向相对于多孔质部的厚度方向是平行的或者以80°以下的角度倾斜。即,由隧道状凹坑所延伸的方向和多孔质部的厚度方向形成的角度(锐角)是0°以上且80°以下,也可以是0°以上且45°以下,也可以是0°以上且30°以下,也可以是0°以上且15°以下。沿多孔质部的厚度方向延伸也可以说是从多孔质部的表面侧朝向芯部侧延伸。
[0041] 从容易将厚度大的电介质层形成到凹坑深部为止等的观点出发,隧道状凹坑的最频孔径例如是50nm以上或100nm以上,也可以是100nm以上且2100nm以下,也可以是200nm以上(或者500nm以上)且2100nm以下。另外,隧道状凹坑的最频孔径是由水银测孔仪测定出的体积基准的细孔径分布中的最频孔径。
[0042] 作为隧道状凹坑的形状,能列举出柱状(例如,圆柱状、四棱柱状等棱柱状)、锥状(例如,圆锥状、四棱锥状等棱锥状)、锥台状(例如,圆锥台状,四棱锥台状等棱锥台状)等。隧道状凹坑也可以在中途分支。在一个表面侧的多孔质部,隧道状凹坑的一部分可以延伸到芯部为止,也可以进一步地延伸到另一表面侧的多孔质部为止。
[0043] 凹坑的形状也可以是海绵状。海绵状凹坑的最频孔径可以是50nm以上且500nm以下,也可以是80nm以上且300nm以下。在凹坑形状是海绵状的情况下,凹坑的最频孔径是通过气体吸附法测定出的体积基准的细孔径分布中的最频孔径。
[0044] (阴极箔)
[0045] 阴极箔包括包含第1金属的金属箔。金属箔既可以将表面粗糙化,也可以是平坦面的箔。阴极箔也可以具备金属箔和覆盖金属箔的表面的被覆层。被覆层例如以耐腐蚀性的提高、ESR降低等为目的而被配置。被覆层包含第2金属以及碳中的至少一者。作为第2金属,例如能列举出钛、镍、钽、铌等。第2金属既可以与第1金属相同,也可以与其不同。被覆层也可以包括从由金属氧化物层、金属氮化物层、金属碳化物层以及导电层构成的组中选择的至少1种。被覆层中,第2金属也可以作为金属氧化物、金属氮化物、金属碳化物而被包含。导电层也可以是碳层。金属氧化物也可以是通过化成处理而形成的化成被膜。
[0046] 阴极箔的厚度例如为20μm以上且60μm以下。被覆层的厚度例如为0.03μm以上且3μm以下。所谓被覆层的厚度,在金属箔在表面具有多孔质部的情况下是指覆盖多孔质部的外表面的被覆层的厚度。
[0047] 在此,图1是示意性地示出本公开的一实施方式涉及的电解电容器的剖视图。图2是将卷绕体的一部分展开后的立体图。
[0048] 电解电容器200具备卷绕体100。卷绕体100将阳极箔10和阴极箔20隔着隔离件30卷绕而构成。
[0049] 在阳极箔10以及阴极箔20分别连接有引线突片50A以及50B的一个端部,一边将引线突片50A以及50B卷入,一边构成卷绕体100。在引线突片50A以及50B的另一端部分别连接有引线60A以及60B。
[0050] 阳极箔10与引线突片50A(突片部)的连接及/或阴极箔20与引线突片50B(突片部)的连接通过本公开涉及的电解电容器的制造方法来进行。
[0051] 在位于卷绕体100的最外层的阴极箔20的外侧表面配置有止卷带40,阴极箔20的端部被止卷带40固定。另外,在从大块的箔裁断来准备阳极箔10的情况下,为了在裁断面设置电介质层,也可以进一步对卷绕体100进行化成处理。
[0052] 卷绕体100包含电解质。通过使卷绕体包含电解质来得到电容器元件。电解质介于阳极箔10(电介质层)与阴极箔之间。例如,也可以使包含导电性高分子的处理液含浸于卷绕体来使卷绕体包含固体电解质。含浸也可以在减压下进行,例如在10kPa~100kPa的环境下进行。也可以进一步地使卷绕体包含电解液。
[0053] 以引线60A、60B位于有壳体211的开口侧的方式将卷绕体100收纳于有底壳体211。作为有底壳体211的材料,能够使用铝、不锈钢、铜、铁、黄铜等金属或者它们的合金。
[0054] 在收纳有卷绕体100的有底壳体211的开口部配置密封构件212,将有底壳体211的开口端铆接于密封构件212并进行弯曲加工,并且在弯曲部分配置座板213,由此将卷绕体100密封在有底壳体211内。
[0055] 作为隔离件30,不特别限制,例如,可以使用包含纤维素、聚对苯二甲酸乙二醇酯、维尼纶、聚酰胺(例如,脂肪族聚酰胺、芳族聚酰胺等芳香族聚酰胺)的纤维的无纺布等。
[0056] 密封构件212形成为以引线60A、60B贯通的方式贯通。密封构件212只要是绝缘性物质即可,优选为弹性体。其中,还优选为耐热性高的硅酮橡胶、氟橡胶、乙丙橡胶、海帕伦橡胶、丁基橡胶、异戊二烯橡胶等。
[0057] 电解质包含固体电解质以及电解液中的至少一者。电解液包含溶剂和溶质(例如有机盐)。也可以与固体电解质一起使用溶剂。固体电解质包含聚(3,4‑乙烯二氧噻吩)(PEDOT)等导电性高分子。固体电解质也可以与导电性高分子一起包含聚苯乙烯磺酸(PSS)等掺杂物。
[0058] [电解电容器的制造方法]
[0059] 本公开的实施方式涉及的电解电容器的制造方法包括第1工序~第3工序。在第1工序中,准备电极箔。在第2工序中,得到引线构件,该引线构件具备引线和板状的突片部,该突片部设置于引线的一个端部,并且具有算术平均粗糙度Ra为4μm以上的表面。在第3工序中,在突片部的上述表面配置电极箔,形成突片部和电极箔重叠的重叠部,对重叠部中的突片部的给定的位置进行穿孔,通过将电极箔和突片部铆接来将电极箔和引线构件连接。
[0060] (第1工序)
[0061] 在第1工序中,准备阳极箔及/或阴极箔。
[0062] (第2工序)
[0063] 在第1工序中准备电极箔来作为阳极箔的情况下,在第2工序中,得到引线构件作为阳极引线构件即可。在第1工序中准备电极箔来作为阴极箔的情况下,在第2工序中得到引线构件作为阴极引线构件即可。
[0064] 引线构件可以具备突片部、引线以及将突片部和引线连接的连接部。在该情况下,在第2工序中,例如,准备棒状的金属基材,通过压制等使其一端平坦地延展,得到突片部。另一端保留棒状而设为连接部。将作为连接部的另一端(保留棒状的部分)和引线通过焊接等来连接。对于棒状的金属基材,例如使用CP线等铁线、OFC线等铜线。
[0065] 突片部的表面可以被粗糙化处理。粗糙化处理例如能通过蚀刻处理、锉磨等来进行。由此能够形成表面S。粗糙化处理例如可以在经由连接部将引线和突片部连接前进行,也可以在经由连接部将引线和突片部连接之后进行。蚀刻处理可以通过电解蚀刻来进行,也可以通过化学蚀刻来进行。突片部的表面粗糙度能够通过蚀刻条件(蚀刻处理的步骤数、电流密度、蚀刻液的组成以及温度等)来调整。
[0066] 从抑制与电极箔的连接部分(铆接部)的劣化(腐蚀等)的观点出发,也可以对突片部的表面进行化成处理。在该情况下,突片的表面由氧化被膜覆盖。根据化成条件(化成电压、化成液的组成以及温度等),氧化被膜的形成能够有助于突片部的表面的粗糙化。
[0067] 此外,也可以是,通过粗糙化处理将突片部的表面粗糙化,之后通过化成处理在粗糙化了的表面形成氧化被膜。
[0068] (第3工序)
[0069] 在此,参照图1以及图2来对第3工序中连接后的阳极箔以及引线构件的一个例子进行说明。图1是从引线构件侧观察阳极箔以及引线构件时的主视图。图2是从阳极箔侧观察阳极箔以及引线构件时的主视图。
[0070] 阳极箔300具备未被蚀刻处理而保留了金属箔的金属组织的芯部311、与芯部311连续的多孔质部312(312a、312b)和覆盖多孔质部312的表面的电介质层(未图示)。引线构件400具备具有表面S的平坦的突片部425、连接部426和引线427。
[0071] 通过阳极箔300和突片部425重叠来形成重叠部600。在图1中,为了方便起见,对重叠部600标注了阴影线。另外,在图1中,从引线构件400侧观察重叠部600。
[0072] 阳极箔300和引线构件400的突片部425在重叠部600中,由4个部位的铆接部700(第1铆接部710、第2铆接部720、第3铆接部730、第4铆接部740)连接。多个铆接部700分别具有贯通阳极箔300和引线构件400的1个贯通孔701(711、721、731、741)。
[0073] 各贯通孔701的内壁主要由向阳极箔300侧折弯了的引线构件400形成,但也可以通过将其一部分的阳极箔300露出来形成。从阳极箔300的一个主面的法线方向观察铆接部700时,在引线构件400以及阳极箔300均不存在的区域是贯通孔701。贯通孔701的外周是将贯通孔701投影到阳极体的一个主面而形成的环状的线。在图1中,4个贯通孔701(711、721、
731、741)被配置成一列,但贯通孔701的配置不限定于此。
[0074] 铆接部700具备形成在贯通孔701的周缘的铆接片702(712、722、732、742)。在阳极箔300的一个表面S1侧配置突片部425,在阳极箔300的另一表面S2侧形成铆接片702。只要突片部425的至少与阳极箔300的一个表面S1对置的一侧的表面是表面S即可。
[0075] 第3工序包括穿孔工序以及压制工序。
[0076] 以下,参照图3以及图4对第3工序的穿孔工序以及压制工序进行说明。图3是示意性地示出第3工序的穿孔工序中的阳极箔300和引线构件400的剖视图。图4作为铆接部700的代表例而示意性地示出第1铆接部710的形成过程。图4示出重叠部600的针状构件510穿孔的位置的周围的(a)穿孔前、(b)穿孔后、(c)压制后的放大剖视图。图4的(c)示出图2的X‑X方向的剖面。第2铆接部720~第4铆接部740也通过与第1铆接部710同样的工序来形成。
[0077] 在第3工序中,通过使用了针状构件510~540的穿孔工序和之后的压制工序来形成铆接部700(第1铆接部710~第4铆接部740)。以下,作为代表例,示出通过使用了针状构件510的穿孔工序和之后的压制工序来形成第1铆接部710的情况。
[0078] (穿孔工序)
[0079] 在穿孔工序中,使用针状构件510,对重叠部600的给定的位置510x进行穿孔。穿孔可以从阳极箔300以及引线构件400(突片部425)的任一侧进行。在图示例中,从引线构件400(突片部425)侧进行穿孔。作为针状构件510,使用了前端的剖面为四边形的四方锥。
[0080] 图4的(b)示出穿孔后的重叠部600。在由针状构件510穿孔了的部位,形成将阳极箔300以及引线构件400一同贯穿的开口610。在开口610的周围形成有引线构件400向阳极箔300侧突出了的突出部411。
[0081] 在此,作为针状构件510,使用了前端的剖面为四边形的四方锥。因此,引线构件400以及阳极箔300沿着针状构件510的前端的剖面的角被破坏,从而形成开口610。此外,突出部411成为四方地以花瓣状张开的形状。另外,也可以使用具备不同的剖面形状的针状构件。
[0082] (压制工序)
[0083] 在穿孔工序之后,针对重叠部600进行压制工序。在压制工序中,例如以8~12MPa的压力对重叠部600进行压制。压制的时间不特别限定,但例如是0.3~1秒程度。
[0084] 图4的(c)示出压制后的重叠部600。通过沿阳极箔300的厚度方向按压重叠部600,从而开口610周围的阳极箔300以及引线构件400与突起部411一同变形,形成贯通孔711。贯通孔711的外周通过铆接片712来形成。突起部周围的引线构件400以从阳极箔300的多孔质部312a侧的面绕到阳极箔300的多孔质部312b侧的面为止的方式被折弯,从而形成铆接片712。
[0085] 铆接片712的剖面形状根据所观察的是铆接部710的哪个剖面而不同。图4的(c)示出了铆接片712向多孔质部312b侧的绕的长度成为最大的剖面。
[0086] 阳极箔300被强力压入铆接片712而被压接于引线构件400。通过该压接来对阳极箔300和引线构件400进行电连接。例如,在表面具有薄的电介质层的阳极箔与在表面具有薄的氧化被膜的突片部的连接的情况下,通过重叠部的压制来形成阳极箔的比电介质层更靠内部的金属组织与突片部的比氧化被膜更靠内部的金属组织的接点。容易在图4的(c)的突片部425的区域A的表面将与阳极箔300的接点形成得多。
[0087] 另外,在图3中,展示了同时使用4根针状构件510~540来对4个部位的给定的位置同时进行穿孔的状态,但不限定于该例。成为穿孔对象的给定的位置只要是2个部位以上即可。此外,也可以使用1根针状构件来针对多个给定的位置依次进行穿孔。
[0088] 重叠部600中的贯通孔701的数量只要是2个以上即可,不特别限定。其中,贯通孔701的数量优选为2~4个。即便贯通孔701的数量超过4个也不会有助于电连接的可靠性提高,此外引线构件400、阳极箔300的机械强度容易下降。更优选地,贯通孔701的数量为3~4个。
[0089] 关于贯通孔701的大小,例如,最大直径可以是0.5mm以上且1.2mm以下,也可以是0.7mm以上且1mm以下。若贯通孔的最大直径为0.5mm以上,则电连接容易变得可靠。若贯通孔的最大直径为1.2mm以下,则容易保证引线构件、阳极体的连接强度。多个贯通孔701的大小也可以分别不同。
[0090] 从阳极箔300与引线构件400的连接强度的观点出发,贯通孔间的距离可以是0.8mm以上,也可以是1mm以上。此外,从电连接的观点出发,贯通孔间的距离也可以是3mm以下(或者2mm以下)。
[0091] 在第1工序中,也可以准备在与成为穿孔对象的给定的位置对应的位置具有预备贯通孔的阳极箔300。通过使用具有预备贯通孔的阳极箔300,能够缓和连接时向阳极箔300局部地施加的机械应力。对预备贯通孔的最大直径不特别限定,但可以是在与预备贯通孔对应的位置形成的贯通孔的面积的1~2倍,也可以是其1~1.7倍。
[0092] (其他)
[0093] 该制造方法也可以包括在第3工序之前将阳极箔裁断成给定尺寸的工序、和以第1化成电压对裁断成给定尺寸的阳极箔的端面(裁断面)进行第1化成处理的工序。通过第1化成处理来形成覆盖阳极箔的端面的第1氧化被膜。第1化成处理在电解电容器包含固体电解质(导电性高分子)的情况下进行,以漏电流的降低、高耐压化等为目的而进行。第1化成处理通常在第3工序之后进行,并针对具备连接有阳极引线构件(突片部)的阳极箔的卷绕体进行。
[0094] 通过突片部的表面S的形状,能将突片部与阳极箔的接点形成得多,连接部分的电阻被降低。由此,能抑制在第1化成处理时局部地流动大电流,稳定地进行第1化成处理,由此能抑制铆接部的劣化。
[0095] 在第2工序中,也可以是以第2化成电压对突片部的表面进行第2化成处理。在该情况下,通过第2化成处理来形成覆盖突片部的表面的第2氧化被膜。在该情况下,铆接部的电阻容易变大,局部地流动大电流而发热,由此容易产生卷绕体(电容器元件)的腐蚀。由此,在该情况下,通过突片部的表面S来在铆接部将电极箔与突片部的接点形成得多是非常重要的,能显著地得到由突片部的表面S实现的通过电极箔与突片部的接点形成的增强而带来的电阻的降低效果。
[0096] 即便在第2氧化被膜的厚度T2(第2化成电压V2)比较大的情况下,也能够通过突片部的表面S来在第3工序中的压制时在铆接部将电极箔与突片部的接点形成得多。例如,在中高压类型的电解电容器的情况下,有时第2氧化被膜的厚度T2(第2化成电压V2)比较大。此外,有时第2氧化被膜的厚度T2(第2化成电压V2)大于第1氧化被膜的厚度T1(第1化成电压V1)。
[0097] 该制造方法也可以包括准备连接有阴极引线构件的阴极箔的工序。在阴极箔具有被粗糙化了的表面的情况下,也可以通过第1工序~第3工序来得到连接有阴极引线构件的阴极箔。
[0098] 该制造方法也可以包括使隔离件介于阳极箔与阴极箔之间而将阳极箔和阴极箔卷绕来构成卷绕体的工序。卷绕体的最外周也可以通过止卷带来固定。在阳极箔以及阴极箔分别连接有阳极引线构件以及阴极引线构件,一边将阳极引线构件以及阴极引线卷入,一边构成卷绕体。
[0099] 该制造方法也可以包括使电解质包含于卷绕体来得到电容器元件的工序。电解质可以包括固体电解质(导电性高分子),也可以包括电解液。也可以与固体电解质一同使电解液或溶剂(例如,多元醇化合物)包含于卷绕体。固体电解质包含导电性高分子,也可以包含掺杂了掺杂物的导电性高分子。
[0100] 以下,基于实施例对本公开更详细地进行说明,但本公开不限定于实施例。
[0101] 《实施例1~4》
[0102] 通过以下的步骤制作了额定电压为250V且额定静电容量为6.8μF的卷绕型的电解电容器(直径10mm×长度12mm)。
[0103] (第1工序:阳极箔的制作)
[0104] 制作了以下的No.1以及No.2的阳极箔(厚度100μm)。
[0105] No.1的阳极箔在其两面具有包括隧道状凹坑的多孔质部(每单个面的厚度:20μm,凹坑的最频孔径:110nm),多孔质部的表面被电介质层(厚度:450nm)覆盖。No.2的阳极箔在其两面具有包括海绵状凹坑的多孔质部(每单个面的厚度:33μm,凹坑的最频孔径:65nm),多孔质部的表面被电介质层(厚度:450nm)覆盖。
[0106] 通过对厚度100μm的Al箔进行电解蚀刻处理而形成了多孔质部。通过蚀刻条件(蚀刻处理的步骤数、电流密度、蚀刻液的组成以及温度等)来对多孔质部的厚度、凹坑的形状以及尺寸进行控制。通过320V的化成电压对在两面具有多孔质部的Al箔进行化成处理,由此形成了电介质层。阳极箔被裁断成给定的大小而使用。
[0107] (第2工序:阳极引线构件的制作)
[0108] 准备棒状的金属基材,通过压制等使其一端平坦地延展,得到了突片部(厚度:250μm)。棒状的金属基材的另一端保留棒状,设为连接部。通过焊接法将作为连接部的另一端(保留棒状的部分)和引线连接。如此,得到了具备突片部、连接部和引线的阳极引线构件。
[0109] 进一步地,对突片部的表面进行电解蚀刻处理,之后以200V的第2化成电压V2进行第2化成处理,在突片部的表面形成了第2氧化被膜(厚度:280μm)。此时,将突片部的表面的算术平均粗糙度Ra以及最大高度粗糙度Rz设为表1所示的值。突片部的表面粗糙度通过蚀刻条件来调整。如此,得到了表1所示的No.1~No.3的阳极引线构件。
[0110] (第3工序:阳极箔与阳极引线构件的连接)
[0111] 在阳极箔的给定的位置层叠阳极引线构件的突片部,形成了重叠部。剖面将4根正方形的针状构件沿着重叠部的长边方向排列成一列,针对重叠部同时进行了穿孔。接着,进行压制,通过4个部位的铆接部将阳极箔和阳极引线构件连接。如此,得到了连接有阳极引线构件的阳极箔的样品。
[0112] 在上述中,将No.1~No.2的阳极箔和No.1~No.3的阳极引线构件如表1所示进行组合,将阳极箔和阳极引线构件连接。如此,得到了连接有阳极引线构件的阳极箔的样品a1~a4。
[0113] [表1]
[0114]
[0115] (卷绕体的制作)
[0116] 一边将阳极引线构件以及阴极引线构件卷入,一边隔着隔离件将连接有阳极引线构件的阳极箔和连接有阴极引线构件的阴极箔进行卷绕,构成了卷绕体。对连接有阳极引线构件的阳极箔使用了样品a1~a4。对于阴极箔,使用通过蚀刻处理对Al箔(厚度50μm)的表面进行了粗糙化之后裁断成给定的大小的阴极箔。
[0117] (第1化成处理)
[0118] 针对得到的卷绕体再次进行化成处理(第1化成处理),在阳极箔的裁断面形成作为电介质层的第1氧化被膜(厚度:480nm)。第1化成处理以320V的第1化成电压进行。接下来,通过止卷带将卷绕体的外侧表面的端部固定。
[0119] (电容器元件的制作)
[0120] 在减压环境下,使卷绕体含浸于容纳在给定容器的导电性高分子分散液,并使其干燥,将包含导电性高分子(PEDOT/PSS)的固体电解质层形成在阳极箔与阴极箔之间,得到了电容器元件。
[0121] (电容器元件的密封)
[0122] 将电容器元件容纳于有底壳体,使用密封构件以及座板对电容器元件进行密封,完成了电解电容器。之后,施加额定电压来进行给定的老化处理。
[0123] 在表2中,A1~A4分别具备样品a1~a4,是实施例1~4的电解电容器。
[0124] 《比较例1~2》
[0125] 除在第2工序(阳极引线构件的制作工序)中未通过蚀刻处理对平坦部的表面进行粗糙化以外,与No.1的阳极引线构件同样地得到了No.4~No.5的阳极引线构件。突片部的表面的算术平均粗糙度Ra以及最大高度粗糙度Rz是表1所示的值。
[0126] 除将No.1~No.2的阳极箔和No.4~No.5的阳极引线构件如表1所示地进行组合以外,与样品a1同样地得到了样品b1~b2。
[0127] 除取代样品a1而使用了样品b1~b2以外,与电解电容器A1同样地得到了电解电容器B1~B2。在表2中,B1~B2分别是具备样品b1~b2的比较例1~2的电解电容器。
[0128] [评价]
[0129] (铆接部的电阻)
[0130] 对于样品a1~a4、b1~b2,通过已述的方法对阳极箔与引线构件的连接部分(铆接部)的电阻(mΩ)进行了测定。将实施例以及比较例的各样品各制作了3个,求出了3个测定值的平均值。
[0131] (不良发生率)
[0132] 将第1化成处理后的卷绕体准备100个,分别以与通过阳极箔的制作工序(第1工序)进行的化成处理相同的化成电压(320V)再次进行化成处理。此时,求出能观察到腐蚀、火花痕的卷绕体的数量比例作为不良发生率(%)。
[0133] (ESR以及击穿耐电压)
[0134] 对于电解电容器A1~A4、B1~B2,对频率100kHz下的ESR(mΩ)进行了测定。此外,以1.0V/秒的速率升压来施加电压,对流动0.5A的过电流的击穿耐电压(V)进行了测定。
[0135] 将评价结果示出于表2。
[0136] [表2]
[0137]
[0138] 在样品a1~a4中,与样品b1~b2相比,铆接部的电阻被降低了。
[0139] 若对使用了具有包括隧道状凹坑的多孔质部的阳极箔的样品a1和样品b1进行对比,则在样品a1中,相对于样品b1,铆接部的电阻被降低了3/10程度。若对使用了具有包括海绵状凹坑的多孔质部的阳极箔的样品a4样品b2进行对比,则在样品a4中,相对于样品b2,铆接部的电阻被降低到1/2程度。在样品a1和样品a4中,能确定使用No.1的引线构件而能够降低铆接部的电阻,在使用了具有包括隧道状凹坑的多孔质部的No.1的阳极箔的样品a1的情况下,由No.1的引线构件的使用带来的铆接部的电阻的降低效果更加显著。
[0140] 在具备样品a1~a4的卷绕体中,与具备样品b1~b2的卷绕体相比,不良发生率被降低。在具备样品a1~a4的电解电容器A1~A4中,与具备样品b1~b2的电解电容器B1~B2相比,ESR被降低,得到了大的击穿耐电压。
[0141] 产业上的可利用性
[0142] 本公开能够适宜地利用于要求低ESR的电解电容器。
[0143] 关于当前时间点的优选的实施方式而对本发明进行了说明,但不应对这样的公开限定地进行解释。通过阅读上述公开,对本发明所属技术领域的本领域技术人员而言,各种变形以及改变无疑是显然的。因此,随附的请求的范围应解释为在不脱离本发明的真正的精神以及范围的情况下包含所有变形以及改变。
[0144] 符号说明
[0145] 10:阳极箔,20:阴极箔,30:隔离件,40:止卷带,50A,50B:引线突片,60A、60B:引线,100:卷绕体,200:电解电容器,211:有底壳体,212:密封构件,213:座板,300:阳极箔,311:芯部,312,312a、312b:多孔质部,400:引线构件,411:突出部,425:突片部,426:连接部,427:引线,500、510、520、530、540:针状构件,510x:成为穿孔的对象的给定的位置,600:
重叠部,610:开口,700:铆接部,701:贯通孔,710:第1铆接部,711:第1贯通孔,720:第2铆接部,721:第2贯通孔,730:第3铆接部,731:第3贯通孔,740:第4铆接部,741:第4贯通孔,702、
712、722、732、742:铆接片。

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