JP2950575B2 - 電解コンデンサ - Google Patents
電解コンデンサInfo
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- JP2950575B2 JP2950575B2 JP10078490A JP10078490A JP2950575B2 JP 2950575 B2 JP2950575 B2 JP 2950575B2 JP 10078490 A JP10078490 A JP 10078490A JP 10078490 A JP10078490 A JP 10078490A JP 2950575 B2 JP2950575 B2 JP 2950575B2
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Description
この発明は、電極間に電解質をセパレータによって保
持してなる電解コンデンサに関する。
持してなる電解コンデンサに関する。
電解コンデンサは、アルミニウム、タンタル、ニオブ
などの金属表面に絶縁性の酸化皮膜が形成されるいわゆ
る弁金属を少なくとも陽極電極に用い、この陽極金属を
陽極酸化処理等の操作によって、所望の厚さの絶縁性の
酸化皮膜を形成し、この皮膜を誘電体層として用いる。 陽極電極の形状は種々のものがあるが、主なものは長
尺の箔状物を同様に長尺のセパレータ、陰極と共に巻回
した素子構造のものがある。また箔状の電極とセパレー
タとを重ね合わせた積層型のコンデンサ素子もある。こ
れらのコンデンサ素子には、液体あるいは固体状の電解
質をセパレータで保持させ、この電解質が誘電体酸化皮
膜層に直接接触して真の陰極としての機能を果たす。 またこの発明の対象範囲外であるが、素子にセパレー
タを用いずに、ブロック状の多孔質弁金属体を陽極に用
いたものなどが知られている。 液体の電解質は、エチレングリコール、γ−ブチロラ
クトンなど各種の有機溶媒や水などに有機酸、無機酸あ
るいはこれらの塩類を溶解させたものを用いている。ま
た固体電解質としては、二酸化マンガン、二酸化鉛など
の半導体無機化合物や、テトラシアノキノジメタン、ポ
リアセチレン、ポリピロールなどの導電性有機化合物な
どを用いている。 セパレータは、前述したように電解質を電極間に保持
させるとともに、陽極、陰極間の短絡を防止する機能を
有している。セパレータの材料は、液体電解質の場合、
紙が用いられることが多く、その原料にはクラフトと呼
ばれる比較的長繊維のパルプを用いたものや、マニラ麻
繊維を用いたものなどが多用されている。また固体電解
質で、熱変成工程が必要な二酸化マンガンを用いた固体
電解質の場合には、紙以外のガラス繊維布の薄手のもの
が用いられることがある。
などの金属表面に絶縁性の酸化皮膜が形成されるいわゆ
る弁金属を少なくとも陽極電極に用い、この陽極金属を
陽極酸化処理等の操作によって、所望の厚さの絶縁性の
酸化皮膜を形成し、この皮膜を誘電体層として用いる。 陽極電極の形状は種々のものがあるが、主なものは長
尺の箔状物を同様に長尺のセパレータ、陰極と共に巻回
した素子構造のものがある。また箔状の電極とセパレー
タとを重ね合わせた積層型のコンデンサ素子もある。こ
れらのコンデンサ素子には、液体あるいは固体状の電解
質をセパレータで保持させ、この電解質が誘電体酸化皮
膜層に直接接触して真の陰極としての機能を果たす。 またこの発明の対象範囲外であるが、素子にセパレー
タを用いずに、ブロック状の多孔質弁金属体を陽極に用
いたものなどが知られている。 液体の電解質は、エチレングリコール、γ−ブチロラ
クトンなど各種の有機溶媒や水などに有機酸、無機酸あ
るいはこれらの塩類を溶解させたものを用いている。ま
た固体電解質としては、二酸化マンガン、二酸化鉛など
の半導体無機化合物や、テトラシアノキノジメタン、ポ
リアセチレン、ポリピロールなどの導電性有機化合物な
どを用いている。 セパレータは、前述したように電解質を電極間に保持
させるとともに、陽極、陰極間の短絡を防止する機能を
有している。セパレータの材料は、液体電解質の場合、
紙が用いられることが多く、その原料にはクラフトと呼
ばれる比較的長繊維のパルプを用いたものや、マニラ麻
繊維を用いたものなどが多用されている。また固体電解
質で、熱変成工程が必要な二酸化マンガンを用いた固体
電解質の場合には、紙以外のガラス繊維布の薄手のもの
が用いられることがある。
セパレータに要求される機能は、陽極、陰極電極間に
電解質を必要かつ十分な量を保持するとともに、両電極
間に介在することから、損失特性などが悪化しないよう
に十分な電導度が維持することが求められる。しかしな
がら電導度の向上を図るために、セパレータの厚さや密
度を必要以上に下げると、電極間の短絡などの事故が発
生することになる。またセパレータを一定以上に薄くす
るのは困難で、紙の場合で20μｍ程度、ガラス繊維の場
合数十μｍが実用上の限度であり、これ以上薄くすると
強度不足などにより、素子形成時にセパレータの切断が
起きるなどの不都合が生じる。 さらに液体電解質を用いた電解コンデンサの場合、製
造時あるいは使用温度範囲が著しく高くなることはない
が、固体電解質特に二酸化マンガンを用いた場合など
は、コンデンサ素子に浸漬した硝酸マンガンを二酸化マ
ンガンに変成させる時に250℃以上の温度で熱変成させ
る工程を繰り返すことから、セパレータも耐熱性を持っ
たものが要求される場合もある。 この発明は、上述した問題点を解決することを目的と
したもので、新規なセパレータを採用することにより、
特性の優れた電解コンデンサを得ようとするものであ
る。
電解質を必要かつ十分な量を保持するとともに、両電極
間に介在することから、損失特性などが悪化しないよう
に十分な電導度が維持することが求められる。しかしな
がら電導度の向上を図るために、セパレータの厚さや密
度を必要以上に下げると、電極間の短絡などの事故が発
生することになる。またセパレータを一定以上に薄くす
るのは困難で、紙の場合で20μｍ程度、ガラス繊維の場
合数十μｍが実用上の限度であり、これ以上薄くすると
強度不足などにより、素子形成時にセパレータの切断が
起きるなどの不都合が生じる。 さらに液体電解質を用いた電解コンデンサの場合、製
造時あるいは使用温度範囲が著しく高くなることはない
が、固体電解質特に二酸化マンガンを用いた場合など
は、コンデンサ素子に浸漬した硝酸マンガンを二酸化マ
ンガンに変成させる時に250℃以上の温度で熱変成させ
る工程を繰り返すことから、セパレータも耐熱性を持っ
たものが要求される場合もある。 この発明は、上述した問題点を解決することを目的と
したもので、新規なセパレータを採用することにより、
特性の優れた電解コンデンサを得ようとするものであ
る。
この発明の電解コンデンサは、表面に誘電体酸化皮膜
層が形成された陽極電極と、陰極電極との間にセパレー
タを介在させ巻回あるいは積層させて形成し、前記セパ
レータにポリアミドイミド繊維を含んだものを用いたこ
とを特徴としている。 ポリアミドイミド樹脂は、 の基本骨格を有する構造で、熱安定性が極めて高いとと
もに、引張強度、弾性係数等の機械的特性にも優れてい
るもので、従来から樹脂加工品として、各種の用途に用
いられている。 この発明で用いるセパレータは、ポリアミドイミド繊
維を抄いてシート状にしたものか、あるいは既存のパル
プやマニラ麻繊維に混抄して用いる。 ポリアミドイミド繊維は、繊維素の径が10μｍ以下の
ものが実用化されており、このように特に細いものを用
いることで、厚さが20μｍ以下の薄いセパレータが得ら
れる。
層が形成された陽極電極と、陰極電極との間にセパレー
タを介在させ巻回あるいは積層させて形成し、前記セパ
レータにポリアミドイミド繊維を含んだものを用いたこ
とを特徴としている。 ポリアミドイミド樹脂は、 の基本骨格を有する構造で、熱安定性が極めて高いとと
もに、引張強度、弾性係数等の機械的特性にも優れてい
るもので、従来から樹脂加工品として、各種の用途に用
いられている。 この発明で用いるセパレータは、ポリアミドイミド繊
維を抄いてシート状にしたものか、あるいは既存のパル
プやマニラ麻繊維に混抄して用いる。 ポリアミドイミド繊維は、繊維素の径が10μｍ以下の
ものが実用化されており、このように特に細いものを用
いることで、厚さが20μｍ以下の薄いセパレータが得ら
れる。
ポリアミドイミド繊維は上記したように、極めて高い
引張強度と、耐熱性、耐薬品性を持つので、この繊維を
その全てに、あるいは混抄して用いたセパレータは、高
い引張り強度とともに、耐熱性、耐薬品性を有する。 このため、巻回素子の製造時にセパレータに掛かる張
力を上げ、コンデンサ素子を強固に巻き上げることがで
きる。また同じ引張強度を得るために従来より薄いセパ
レータを用いることができるので単位体積あたりの静電
容量値を増加させ、損失を低減させる。 さらに耐熱性、耐薬品性に優れるので、二酸化マンガ
ン電解質形成時のように、高温処理や発生するガスによ
る影響を受けることがない。
引張強度と、耐熱性、耐薬品性を持つので、この繊維を
その全てに、あるいは混抄して用いたセパレータは、高
い引張り強度とともに、耐熱性、耐薬品性を有する。 このため、巻回素子の製造時にセパレータに掛かる張
力を上げ、コンデンサ素子を強固に巻き上げることがで
きる。また同じ引張強度を得るために従来より薄いセパ
レータを用いることができるので単位体積あたりの静電
容量値を増加させ、損失を低減させる。 さらに耐熱性、耐薬品性に優れるので、二酸化マンガ
ン電解質形成時のように、高温処理や発生するガスによ
る影響を受けることがない。
以下実施例に基づいてこの発明を更に詳しく説明す
る。 第１図は、この発明の電解コンデンサの素子構造をあ
らわしたものである。図は巻回構造のコンデンサ素子１
の一部を分解した正面図であり、帯状に裁断されたアル
ミニウム、タンタルなどの弁金属箔を陽極２として用
い、陽極２よりも僅かに幅広のセパレータ３と、前記陽
極とほぼ同幅に裁断された金属箔からなる陰極４とを図
示のように重ね合わせて、その一端から巻回し円筒状の
コンデンサ素子１を形成するものである。なおこの場
合、セパレータ３は２枚用い、巻回の裏面側でも陽極２
と陰極４とが接触しないようになっている。また陽極２
および陰極４にはそれぞれ外部と電気的接続を得るため
の引出しリード5,6が各々接続され、巻回一方の巻回端
面部から導出されている。 このコンデンサ素子１に、液体あるいは固体の電解質
を所定の工程によりセパレータ３に浸透させ維持させ
る。 電解質の浸透処理の終わったコンデンサ素子１は、必
要に応じて金属ケース内に収納あるいは樹脂で外面を密
閉して外装処理をおこなえばよい。 この発明の実施例として、まず液体電解質を用いた電
解コンデンサを作成してその特性を調べた。 （本発明例１） この発明例で用いた電解コンデンサは、巻回型のコン
デンサ素子を用いたもので、定格電圧63V定格静電容量1
000μＦのものである。コンデンサ素子は、陽極に厚さ9
0μｍの高純度アルミニウム箔を用い、このアルミニウ
ム箔の表面積拡大のため、電気化学的エッチング処理を
施した後、表面に陽極酸化処理によって90Vを印加し
て、酸化アルミニウムの誘電体層を形成した。この陽極
箔を幅24mm、長さ450mmの帯状に切断し陽極引出しリー
ドを加締付けによって接続した。 陰極箔には、厚さ50μｍのアルミニウム箔を用い、や
はり帯状に切断した。これら電極箔に、電極引出しのた
めのリードを接続し、両電極箔間に厚さ40μｍのポリア
ミドイミド繊維からなる帯状のセパレータを介在させ、
2kgの巻回張力で巻回しコンデンサ素子を得た。 次に、このコンデンサ素子にアジピン酸アンモニウム
を主溶質とした電解液を含浸し、筒状のアンモニウムケ
ースに収納し、開口部を弾性ゴムで密閉して電解コンデ
ンサとした。 （比較例１） 陽極箔、陰極箔は本発明例１と同じものを用いた。セ
パレータには、マニラ麻混抄の厚さ40密閉の電解紙を用
いこれらを重ね合わせて1kgの巻回張力で巻回してコン
デンサ素子を形成した。 このコンデンサ素子に本発明例１と同じ電解液を含浸
し、同様の方法で外装を施し電解コンデンサとした。 これらの電解コンデンサの特性を測定したところ以下
の表１に示す結果が得られた。 なお損失は120Hzにおける値、漏れ電流は定格電圧陰
極後１分の値である。 次に、電解質に固体電解質を用いた実施例について説
明する。 （本発明例２） コンデンサ素子の形成は、陽極側電極、セパレータは
本発明例１と同じ材料を用いた。また巻回張力について
も本発明例１と同じ値とした。このコンデンサ素子を硝
酸マンガン水溶液中に浸漬し、その後加熱炉中で、250
℃、10分間加熱し硝酸マンガンを二酸化マンガンに変成
させた。この工程を３度繰り返した。 （比較例２） 陽極側電極は本発明例１と同じものを用い、セパレー
タは、ガラス繊維からなる厚さ100μｍのものを使用
し、1kgの巻回張力で巻回してコンデンサ素子とした。 このコンデンサ素子を本発明例２と同じの方法で二酸
化マンガンからなる固体電解質層を形成した。 このようにして作成した固体電解質を用いた電解コン
デンサの初期の電気特性を測定したところ、表２に示す
結果が得られた。 これらの結果からわかるように、まず液体電解質を用
いた電解コンデンサの場合、この発明のセパレータを用
いた電解コンデンサは、高い巻回張力で巻くことができ
る。また繊維径が細いことによって、繊維間の空隙が均
一になってセパレータの透気度が向上する。そして透気
度の向上と電極間距離の接近によって、同様に損失の小
さなコンデンサが得られる。 また本発明例２では、セパレータが薄くでき、この結
果コンデンサ素子の直径が小さくなっている。逆にコン
デンサ素子の直径を従来のものと同じにすれば、電極の
巻き込み量を増やすことができ、その分静電容量が増大
する。
る。 第１図は、この発明の電解コンデンサの素子構造をあ
らわしたものである。図は巻回構造のコンデンサ素子１
の一部を分解した正面図であり、帯状に裁断されたアル
ミニウム、タンタルなどの弁金属箔を陽極２として用
い、陽極２よりも僅かに幅広のセパレータ３と、前記陽
極とほぼ同幅に裁断された金属箔からなる陰極４とを図
示のように重ね合わせて、その一端から巻回し円筒状の
コンデンサ素子１を形成するものである。なおこの場
合、セパレータ３は２枚用い、巻回の裏面側でも陽極２
と陰極４とが接触しないようになっている。また陽極２
および陰極４にはそれぞれ外部と電気的接続を得るため
の引出しリード5,6が各々接続され、巻回一方の巻回端
面部から導出されている。 このコンデンサ素子１に、液体あるいは固体の電解質
を所定の工程によりセパレータ３に浸透させ維持させ
る。 電解質の浸透処理の終わったコンデンサ素子１は、必
要に応じて金属ケース内に収納あるいは樹脂で外面を密
閉して外装処理をおこなえばよい。 この発明の実施例として、まず液体電解質を用いた電
解コンデンサを作成してその特性を調べた。 （本発明例１） この発明例で用いた電解コンデンサは、巻回型のコン
デンサ素子を用いたもので、定格電圧63V定格静電容量1
000μＦのものである。コンデンサ素子は、陽極に厚さ9
0μｍの高純度アルミニウム箔を用い、このアルミニウ
ム箔の表面積拡大のため、電気化学的エッチング処理を
施した後、表面に陽極酸化処理によって90Vを印加し
て、酸化アルミニウムの誘電体層を形成した。この陽極
箔を幅24mm、長さ450mmの帯状に切断し陽極引出しリー
ドを加締付けによって接続した。 陰極箔には、厚さ50μｍのアルミニウム箔を用い、や
はり帯状に切断した。これら電極箔に、電極引出しのた
めのリードを接続し、両電極箔間に厚さ40μｍのポリア
ミドイミド繊維からなる帯状のセパレータを介在させ、
2kgの巻回張力で巻回しコンデンサ素子を得た。 次に、このコンデンサ素子にアジピン酸アンモニウム
を主溶質とした電解液を含浸し、筒状のアンモニウムケ
ースに収納し、開口部を弾性ゴムで密閉して電解コンデ
ンサとした。 （比較例１） 陽極箔、陰極箔は本発明例１と同じものを用いた。セ
パレータには、マニラ麻混抄の厚さ40密閉の電解紙を用
いこれらを重ね合わせて1kgの巻回張力で巻回してコン
デンサ素子を形成した。 このコンデンサ素子に本発明例１と同じ電解液を含浸
し、同様の方法で外装を施し電解コンデンサとした。 これらの電解コンデンサの特性を測定したところ以下
の表１に示す結果が得られた。 なお損失は120Hzにおける値、漏れ電流は定格電圧陰
極後１分の値である。 次に、電解質に固体電解質を用いた実施例について説
明する。 （本発明例２） コンデンサ素子の形成は、陽極側電極、セパレータは
本発明例１と同じ材料を用いた。また巻回張力について
も本発明例１と同じ値とした。このコンデンサ素子を硝
酸マンガン水溶液中に浸漬し、その後加熱炉中で、250
℃、10分間加熱し硝酸マンガンを二酸化マンガンに変成
させた。この工程を３度繰り返した。 （比較例２） 陽極側電極は本発明例１と同じものを用い、セパレー
タは、ガラス繊維からなる厚さ100μｍのものを使用
し、1kgの巻回張力で巻回してコンデンサ素子とした。 このコンデンサ素子を本発明例２と同じの方法で二酸
化マンガンからなる固体電解質層を形成した。 このようにして作成した固体電解質を用いた電解コン
デンサの初期の電気特性を測定したところ、表２に示す
結果が得られた。 これらの結果からわかるように、まず液体電解質を用
いた電解コンデンサの場合、この発明のセパレータを用
いた電解コンデンサは、高い巻回張力で巻くことができ
る。また繊維径が細いことによって、繊維間の空隙が均
一になってセパレータの透気度が向上する。そして透気
度の向上と電極間距離の接近によって、同様に損失の小
さなコンデンサが得られる。 また本発明例２では、セパレータが薄くでき、この結
果コンデンサ素子の直径が小さくなっている。逆にコン
デンサ素子の直径を従来のものと同じにすれば、電極の
巻き込み量を増やすことができ、その分静電容量が増大
する。
以上述べたように、この発明のポリアミドイミド繊維
を含むセパレータを用いた電解コンデンサは、ポリアミ
ドイミド繊維の機械的強度が高いため、高い張力でコン
デンサ素子を形成できるので、損失の小さい小型の電解
コンデンサが得られる。 また、耐熱性に優れかつガラス繊維布に比べて薄く形
成できるので、安定した特性を維持するとともに、コン
デンサの小型化を図ることができる。
を含むセパレータを用いた電解コンデンサは、ポリアミ
ドイミド繊維の機械的強度が高いため、高い張力でコン
デンサ素子を形成できるので、損失の小さい小型の電解
コンデンサが得られる。 また、耐熱性に優れかつガラス繊維布に比べて薄く形
成できるので、安定した特性を維持するとともに、コン
デンサの小型化を図ることができる。
第１図はこの発明の電解コンデンサの素子構造を示す一
部を分解した正面図。 １…コンデンサ素子、２…陽極、３…セパレータ、４…
陰極、5,6…引出しリード。
部を分解した正面図。 １…コンデンサ素子、２…陽極、３…セパレータ、４…
陰極、5,6…引出しリード。
Claims (2)
- 【請求項１】表面に誘電体酸化皮膜層が形成された陽極
電極と、陰極電極との間にポリアミドイミド繊維からな
るセパレータを介在させ巻回あるいは積層させてコンデ
ンサ素子を形成し、前記コンデンサ素子のセパレータ部
に電解質を保持させてなる電解コンデンサ。 - 【請求項２】表面に誘電体酸化皮膜層が形成された陽極
電極と、陰極電極との間にポリアミドイミド繊維を混抄
したセパレータを介在させ巻回あるいは積層させてコン
デンサ素子を形成し、前記コンデンサ素子のセパレータ
部に電解質を保持させてなる電解コンデンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10078490A JP2950575B2 (ja) | 1990-04-17 | 1990-04-17 | 電解コンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10078490A JP2950575B2 (ja) | 1990-04-17 | 1990-04-17 | 電解コンデンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03297120A JPH03297120A (ja) | 1991-12-27 |
| JP2950575B2 true JP2950575B2 (ja) | 1999-09-20 |
Family
ID=14283088
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10078490A Expired - Lifetime JP2950575B2 (ja) | 1990-04-17 | 1990-04-17 | 電解コンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2950575B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007132708A1 (ja) * | 2006-05-15 | 2007-11-22 | Panasonic Corporation | アルミ電解コンデンサ |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5151084B2 (ja) * | 2005-07-29 | 2013-02-27 | 東洋紡株式会社 | 電子部品用セパレータ |
| CN101228303B (zh) * | 2005-07-29 | 2011-12-28 | 东洋纺织株式会社 | 聚酰胺酰亚胺纤维及由其构成的无纺布及其制造方法以及电子部件用隔离件 |
| JP5159598B2 (ja) * | 2008-12-26 | 2013-03-06 | 三洋電機株式会社 | 電解コンデンサ |
-
1990
- 1990-04-17 JP JP10078490A patent/JP2950575B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007132708A1 (ja) * | 2006-05-15 | 2007-11-22 | Panasonic Corporation | アルミ電解コンデンサ |
| US7990681B2 (en) | 2006-05-15 | 2011-08-02 | Panasonic Corporation | Aluminum electrolytic capacitor |
| CN101443865B (zh) * | 2006-05-15 | 2011-11-30 | 松下电器产业株式会社 | 铝电解电容器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03297120A (ja) | 1991-12-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
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| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
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| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
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