JP2009188184A - 電解コンデンサとその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】陽極箔と陰極箔とをセパレータを介して巻回してなる巻回構造部と、巻回構造部から引き出された陽極端子および陰極端子とを含む巻回型コンデンサ素子と、巻回型コンデンサ素子を収納する有底ケースと、巻回構造部を有底ケース内に封止し、かつ、陽極端子および陰極端子が貫通した封止部材と、を備える電解コンデンサであって、巻回構造部と封止部材との間に配置され、かつ、陽極端子の数と陰極端子の数との和以上の開口を有する固定部材を備え、陽極端子および陰極端子が開口を通り、陽極端子および陰極端子が固定部材で固定された電解コンデンサに関する。
【選択図】図1
Description
本実施形態における巻回型コンデンサ素子は、2枚の陽極箔2と、1枚の陰極箔3とを、2枚のセパレータ紙4を介して円筒状に巻回してなる巻回構造部1を有する。そして、該陽極箔2および該陰極箔3には、それぞれリードタブ端子6が電気的に接続されている。ここで、2枚の陽極箔2にはそれぞれリードタブ端子6が1つずつ接続されており、1枚の陰極箔3には2つのリードタブ端子6が接続されている。陽極箔2と接続したリードタブ端子6は、陽極リード線7と電気的に接続されており、陰極箔3と接続したリードタブ端子6は、陰極リード線8と電気的に接続されている。ここで、本発明の巻回型コンデンサ素子において、陽極箔2および陰極箔3の枚数に制限はなく、たとえば、陽極箔2と陰極箔3との枚数が同数であってもよいし、異数であってもよい。なお、陽極箔2、陰極箔3およびセパレータ紙4の厚み等の寸法は、適宜選択することができる。
本実施形態における固定部材13は、ボタンのような形状をしており、陽極端子の数および陰極端子の数の和と同じ数の開口を備えている。該固定部材において、該開口は、電解コンデンサを上面から見た場合における好ましい陽極端子および陰極端子の位置に設けられている。電解コンデンサにおいて好ましい陽極端子および陰極端子の位置は、適宜、該電解コンデンサによって設定することができ、それに基づいて該固定部材13の開口の位置も設定することができる。また、該開口は、陽極端子の数および該陰極端子の数の和と同じ数以上設置されていることが好ましい。これは、該陽極端子および該陰極端子を固定のための開口の数より多く開口を設けた固定部材13を有する電解コンデンサの場合には、さらに電解コンデンサの抵抗が小さくなるためである。そしてさらに、該陽極端子および該陰極端子を固定のための開口の数より多く開口を設けた固定部材13を用いた巻回型コンデンサ素子への重合液の含浸(後述)の際には、巻回型コンデンサ素子は、下方向から含浸されていくために、多くの開口を設けた固定部材13は厚み方向に空気の抜け道ができるため、スムーズに行なうことができる。
本実施形態における電解コンデンサの材料としては、以下のようなものを例示することができる。
まず、固定部材13の材料は、本実施形態においては、固定部材13の材料は、絶縁材料からなることが好ましく、具体的には、ゴム、樹脂、繊維およびガラスから選ばれる少なくとも一つからなることが好ましい。固定部材13が絶縁材料の場合には、電解コンデンサ内で該固定部材13を原因とするショートを起こす虞がなくなるためである。また、本実施形態において、ゴムはフッ素系、シリコン系およびブチル系のもの、EPT(エチレンプロピレンゴム)、CSM(クロロスルホン化ポリエチレンゴム)等を挙げることでき、樹脂には熱可塑性樹脂として、フッ素系のもの、PPS(ポリフェニレンサルファイド)、ポリアミド系PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)等を、熱硬化性樹脂として、フェノール系、メラミン系のもの等を挙げることができ、繊維にはポリアミド系、ポリイミド系、ガラス系およびセラミック系のもの等を挙げることができる。
また、陽極箔2には、アルミニウム、タンタルおよびニオブなどの弁金属にエッチング処理および化成処理等をしたものを用いることができる。また、陰極箔3およびセパレータ紙4には、適宜公知の材料を選択して用いることができる。
本実施形態にかかる電解コンデンサの製造方法の概略について図1および図2に基づいて説明する。
まず、公知の方法でエッチング処理および化成処理等をした陽極箔2を準備する。そして、該陽極箔2にリードタブ端子6を介して陽極リード線7を取り付ける。次に、陰極箔3にリードタブ端子6を介して陰極リード線8を取り付ける。そして、セパレータ紙4を介して該陽極体2と該陰極箔3とを巻き取って、巻止テープ5で止める。以上の工程で巻回型の積層体からなる巻回構造部1と、リードタブ端子6および陽極リード線7からなる陽極端子およびリードタブ端子6および陰極リード線8からなる陰極端子とを含む巻回型コンデンサ素子が形成される。
次に、開口を有する固定部材13を準備し、第1工程で製造された、巻回型コンデンサ素子における該陽極端子および該陰極端子を該開口に挿入する。このとき、該固定部材13によって陽極端子および陰極端子が所望の位置に固定されるように適宜調整することができる。
その後、該巻回構造部1に対して、切り口化成と150℃〜300℃の熱処理を行なう。そして、重合により導電性高分子となるモノマーと、酸化剤溶液としてたとえばp−トルエンスルホン酸第二鉄アルコール溶液との混合溶液(重合液)に該巻回構造部1を含浸させる。その後、熱化学重合することにより該巻回構造部1の陽極箔2および陰極箔3との間に固体電解質としての導電性高分子層を形成させることができる。
そして、固体電解質を含む巻回型コンデンサ素子をアルミニウムからなる有底ケース9に収納する。このとき、固定部材13が設置されたまま巻回型コンデンサ素子が有底ケース9に収納されることが好ましいが、固定部材13を適宜取り外してもよい。そして、該有底ケース9の内部に巻回構造部1を封止するための封止部材10を、該有底ケース9の開口部に対して設置する。このとき、本実施形態においては、固定部材13によって陽極端子および陰極端子の位置が固定されているため、封止部材10の設置(挿入)の際に、該位置のズレが起こりにくい。その後、有底ケース9の開口部を横絞りとカールすることで封止を行ない、エージング処理を行なう。
図1および図2に基づいて説明する。
まず、公知の方法でエッチング処理および化成処理等をした陽極箔2を準備した。そして、該陽極箔2にリードタブ端子6を介して陽極リード線7を2本取り付けた。次に、陰極箔3にリードタブ端子6を介して陰極リード線8を2本取り付けた。そして、セパレータ紙4を介して該陽極体2と該陰極箔3とを巻き取って、巻止テープ5で止めた。
次に、4個の開口を有する厚み1.0mmの固定部材13を準備し、第1工程で製造された、巻回型コンデンサ素子における該陽極端子および該陰極端子を該開口に挿入した。このとき、該固定部材13によって陽極端子および陰極端子が所望の位置に固定されるように適宜調整した。
その後、該巻回構造部1に対して、切り口化成と150℃〜300℃の熱処理を行なった。そして、重合により導電性高分子となるモノマーと、酸化剤溶液であるp−トルエンスルホン酸第二鉄アルコール溶液との混合溶液に該巻回構造部1を含浸させた。その後、熱化学重合することにより該巻回構造部1の陽極箔2および陰極箔3との間に固体電解質としての導電性高分子層を形成させた。
そして、固体電解質を含む巻回型コンデンサ素子をアルミニウムからなる有底ケース9に収納した。そして、該有底ケース9の内部に巻回構造部1を封止するための封止部材10を、該有底ケース9の開口部に対して設置した。ブチルゴムで形成された固定部材13が、巻回構造部1と封止部材10との間に配置されるように留意した。その後、有底ケース9の開口部を横絞りとカールすることで封止を行ない、エージング処理を行なった。
本実施例においては、固定部材13がフッ素樹脂で形成されたものを用いた以外は実施例1と同様にして電解コンデンサを製造した。
本実施例においては、固定部材13がアラミド繊維で形成されたものを用いた以外は実施例1と同様にして電解コンデンサを製造した。
本実施例においては、固定部材13がフッ素樹脂とアラミド繊維との混合材質で形成されたものを用いた以外は実施例1と同様にして電解コンデンサを製造した。
本実施例においては、固定部材13がフッ素樹脂とガラスとの混合材質で形成されたものを用いた以外は実施例1と同様にして電解コンデンサを製造した。
実施例1における第2工程で固定部材13設置しないほかは、実施例1と同様にして電解コンデンサを製造した。
Claims (6)
- 陽極箔と陰極箔とをセパレータを介して巻回してなる巻回構造部と、前記巻回構造部から引き出された陽極端子および陰極端子とを含む巻回型コンデンサ素子と、
前記巻回型コンデンサ素子を収納する有底ケースと、
前記巻回構造部を前記有底ケース内に封止し、かつ、前記陽極端子および前記陰極端子が貫通した封止部材と、を備える電解コンデンサであって、
前記巻回構造部と前記封止部材との間に配置され、かつ、前記陽極端子の数と前記陰極端子の数との和以上の開口を有する固定部材を備え、
前記陽極端子および前記陰極端子が前記開口を通り、
前記陽極端子および前記陰極端子が前記固定部材で固定された電解コンデンサ。 - 前記陽極端子の数と前記陰極端子の数との和が3以上である請求項1に記載の電解コンデンサ。
- 固定部材が、絶縁材料からなる請求項1または2に記載の電解コンデンサ。
- 前記絶縁材料は、ゴム、樹脂、繊維およびガラスから選ばれる少なくとも一つからなる請求項3に記載の電解コンデンサ。
- 固定部材の厚みは、前記巻回構造部における上面と封止部材における下面との間の距離の50%〜95%である請求項1〜4のいずれかに記載の電解コンデンサ。
- 陽極箔と陰極箔とをセパレータを介して巻回してなる巻回構造部と、前記巻回構造部から引き出された陽極端子および陰極端子とを含む巻回型コンデンサ素子を形成する第1工程と、
前記陽極端子の数と前記陰極端子の数との和以上の開口を有する固定部材における前記開口に前記陽極端子および前記陰極端子を挿入する第2工程と、
を少なくとも含む電解コンデンサの製造方法。
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