JP7366960B2 - 電極構造材料及び電極構造材料の製造方法、電解コンデンサ - Google Patents
電極構造材料及び電極構造材料の製造方法、電解コンデンサ Download PDFInfo
- Publication number
- JP7366960B2 JP7366960B2 JP2021066440A JP2021066440A JP7366960B2 JP 7366960 B2 JP7366960 B2 JP 7366960B2 JP 2021066440 A JP2021066440 A JP 2021066440A JP 2021066440 A JP2021066440 A JP 2021066440A JP 7366960 B2 JP7366960 B2 JP 7366960B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode structure
- structure material
- metal fibers
- metal
- present
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims description 120
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 title claims description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 18
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 13
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 136
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 106
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 106
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 21
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 7
- 238000010146 3D printing Methods 0.000 claims description 5
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims description 5
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 5
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 5
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000010017 direct printing Methods 0.000 claims 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 80
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 40
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 22
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 14
- 238000006056 electrooxidation reaction Methods 0.000 description 9
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 9
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 9
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 5
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 4
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 4
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004035 construction material Substances 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- -1 but not limited to Chemical class 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/004—Details
- H01G9/04—Electrodes or formation of dielectric layers thereon
- H01G9/042—Electrodes or formation of dielectric layers thereon characterised by the material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/004—Details
- H01G9/04—Electrodes or formation of dielectric layers thereon
- H01G9/042—Electrodes or formation of dielectric layers thereon characterised by the material
- H01G9/045—Electrodes or formation of dielectric layers thereon characterised by the material based on aluminium
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/004—Details
- H01G9/04—Electrodes or formation of dielectric layers thereon
- H01G9/048—Electrodes or formation of dielectric layers thereon characterised by their structure
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/145—Liquid electrolytic capacitors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
Description
本願発明の実施例によれば、繊維層は少なくとも2つのサブ層を含み、同一のサブ層内で隣接する2つの金属繊維間の間隔が0.01~1000μmである。これにより、該電極構造材料の特性をさらに向上させることができる。
本願発明の実施例によれば、繊維層は少なくとも2つのサブ層を含み、隣接する2つのサブ層の間に位置する金属繊維間の夾角が20~90度である。これにより、化成箔作製時のダメージをさらに低減し、化成箔に基づいた電解コンデンサのインピーダンスを低減することができる。
基材上に金属繊維からなる繊維層を設け、金属繊維間に夾角を有するように制御するステップとを含む。これにより、前述の電極構造材料を簡便に得ることができる。
本願発明の実施例によれば、このステップにおいて、まず基材を提供する。基材の材料、厚さなどのパラメータについては先に詳細に説明したので、ここでは再度言及しない。基材を提供するステップは、平面状基材を形成するステップを含むことができ、平面状基材に切断、研磨、洗浄などの操作を行うステップを含むこともできることは当業者に理解できる。
本願発明の実施例によれば、このステップにおいて繊維層を形成する。繊維層の組成及び構造的特徴については、先に詳細に説明したので、ここでは再度言及しない。本願発明のいくつかの具体的な例によれば、このステップは、基材上に金属繊維からなる少なくとも2つのサブ層を設けるステップを含み、サブ層を形成する過程で金属繊維間の夾角を制御することができる。これにより、前述の電極構造材料を簡便に得ることができる。該夾角は、同一層の金属繊維間の夾角であってもよく、隣接する2つのサブ層の間の金属繊維間の夾角であってもよい。夾角の角度、金属繊維間の間隔などのパラメータについても、先に詳細に説明したので、ここでは言及しない。
基材及び金属繊維はアルミニウム金属である。基材の厚さは30μmに制御される。金属繊維の直径は約1.8μmであり、アスペクト比は1000より大きい。各層の金属繊維間の間隔は0.75μmである。各層の金属繊維は、上下層の金属繊維と90°の夾角をもって交差して積層されている。繊維層の厚さは50μmに制御され、プログラム制御の近接場直描技術により実現されている。
電極構造材料は、プログラム制御の近接場直描技術によって実現されている。金属繊維の直径は約2.5μmである以外、残りの条件は実施例1と同様であった。繊維層の厚さは50μmに制御された。
電極構造材料は、プログラム制御の近接場直描技術によって実現されている。各層の金属繊維間の間隔は1.0μmである以外、残りの条件は実施例1と同様であった。繊維層の厚さは50μmに制御された。
電極構造材料は、プログラム制御の近接場直描技術によって実現されている。各層の金属繊維は上下の金属繊維と45°の夾角をもって交差して積層されている以外、残りの条件は、実施例1と同様であった。繊維層の厚さは50μmに制御された。
電極構造材料は、プログラム制御の近接場直描技術によって実現されている。金属繊維径は約2.1μmに制御される以外、残りの条件は、実施例1と同様であった。各層の金属繊維間の間隔は3.5μmであり、繊維層の厚さは50μmに制御された。
電極構造材料はプログラム制御の3Dプリント技術によって実現さている。金属繊維径は約3μmに制御される以外、残りの条件は実施例1と同様であった。各層の金属繊維間の間隔は15μmであり、各層の金属繊維は、上下の金属繊維と40°の夾角をもって交差して積層され、繊維層の厚さは50μmに制御された。
塩酸と硫酸を細孔形成液として使用し、温度を68℃に制御し、99.99%のアルミニウム箔に直流5級の腐食を加え、平均電流密度を0.4A/cm2、時間を30秒とし、サンドイッチ層の厚さが8μm程度になるようにし、その後72℃の硝酸溶液中で細孔径を拡大し、電流密度と時間をそれぞれ0.15A/cm2と450秒とした。
アルミニウム金属を基材とし、基材の厚さを30μmとし、アルミニウム基材表面に粒径3μmのアルミニウム粉末をコーティングし、積層箔表面のアルミニウム粉末層の厚さを50μmとし、600℃で焼結処理を行った。
Claims (13)
- 金属で形成された基材と、
前記基材の表面に位置し、金属繊維を含む繊維層と、を含み、
前記基材と前記金属繊維とを形成する材料は、それぞれ独立して弁金属であり、前記金属繊維の間に夾角を有し、
前記繊維層は少なくとも2つのサブ層を含み、同一の前記サブ層に位置する前記金属繊維は、同一方向に配列され、隣接する2つの前記サブ層に位置する前記金属繊維の間に夾角を有する、ことを特徴とする電解コンデンサ用の電極構造材料。 - 前記弁金属は、アルミニウム、タンタル、ニオブ、チタン、ジルコニウム又はハフニウムから選択される、ことを特徴とする請求項1に記載の電極構造材料。
- 前記基材の厚さは5~80μmである、ことを特徴とする請求項1に記載の電極構造材料。
- 前記基材の厚さは10~50μmである、ことを特徴とする請求項3に記載の電極構造材料。
- 前記金属繊維の直径が0.1~20μmであり、
前記金属繊維のアスペクト比が20より大きい、ことを特徴とする請求項1に記載の電極構造材料。 - 前記繊維層は少なくとも2つのサブ層を含み、同一の前記サブ層内で隣接する2つの前記金属繊維の間の間隔が0.01~1000μmである、ことを特徴とする請求項1に記載の電極構造材料。
- 前記繊維層は少なくとも2つのサブ層を含み、隣接する2つの前記サブ層の間に位置する前記金属繊維の間の夾角は20~90度である、ことを特徴とする請求項1に記載の電極構造材料。
- 前記夾角は50~90度である、ことを特徴とする請求項7に記載の電極構造材料。
- 前記繊維層の厚さが20~80μmである、ことを特徴とする請求項1に記載の電極構造材料。
- 前記金属繊維の表面の少なくとも一部を覆う酸化膜をさらに含む、ことを特徴とする請求項1~9のいずれか1項に記載の電極構造材料。
- 基材を提供するステップと、
前記基材に金属繊維からなる繊維層を設け、前記金属繊維の間に夾角を有するように制御するステップと、
を含む、ことを特徴とする請求項1~10のいずれか1項に記載の電極構造材料の製造方法。 - 前記繊維層は、近接場直描又は3Dプリントによって形成される、ことを特徴とする請求項11に記載の方法。
- 請求項1~10のいずれか1項に記載の電極構造材料を含む陽極と、
電解質及び導電性電極を含む陰極と、を含む、ことを特徴とする電解コンデンサ。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010277382.8 | 2020-04-10 | ||
CN202010277382 | 2020-04-10 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021168383A JP2021168383A (ja) | 2021-10-21 |
JP7366960B2 true JP7366960B2 (ja) | 2023-10-23 |
Family
ID=76468547
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021066440A Active JP7366960B2 (ja) | 2020-04-10 | 2021-04-09 | 電極構造材料及び電極構造材料の製造方法、電解コンデンサ |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7366960B2 (ja) |
CN (1) | CN113035573B (ja) |
TW (1) | TWI750042B (ja) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000286163A (ja) | 1999-03-31 | 2000-10-13 | Hitachi Aic Inc | 電解コンデンサ用電極箔及びその製造方法 |
JP2006004984A (ja) | 2004-06-15 | 2006-01-05 | Shinko Electric Ind Co Ltd | 固体電解キャパシタ及びその製造方法 |
JP2010232451A (ja) | 2009-03-27 | 2010-10-14 | Hitachi Aic Inc | アルミニウム電解コンデンサ用の電極 |
JP2011029558A (ja) | 2009-07-29 | 2011-02-10 | Hitachi Aic Inc | アルミニウム電解コンデンサ用陽極箔 |
JP2011034913A (ja) | 2009-08-05 | 2011-02-17 | Seiko Epson Corp | リチウム電池用電極とその製造方法、及びリチウム電池 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000268827A (ja) * | 1999-03-12 | 2000-09-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 金属疑似多孔体とその製造方法及びそれを用いた電池用電極板とその製造方法並びにそれを用いた電池 |
WO2007116845A1 (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Nippon Chemi-Con Corporation | 電解コンデンサ用電極材 |
CN101752091B (zh) * | 2008-12-08 | 2012-03-14 | 财团法人工业技术研究院 | 复合阴极箔及包含此阴极箔的固态电解电容器 |
JP2010182922A (ja) * | 2009-02-06 | 2010-08-19 | Panasonic Corp | 電気二重層キャパシタ及び電気二重層キャパシタの製造方法 |
KR101088073B1 (ko) * | 2010-10-16 | 2011-12-01 | 주식회사 샤인 | 금속 장섬유를 포함하는 전극 구조를 갖는 전지 및 이의 제조 방법 |
TWI440298B (zh) * | 2011-03-01 | 2014-06-01 | Univ Nat Taiwan | 壓控振盪器 |
JPWO2013099256A1 (ja) * | 2011-12-27 | 2015-04-30 | 昭和電工株式会社 | 炭素繊維の製造方法 |
CN203574057U (zh) * | 2013-10-30 | 2014-04-30 | 贝卡尔特公司 | 燃料电池或者电解槽中的气体扩散层和膜电极 |
CN106891583A (zh) * | 2015-12-17 | 2017-06-27 | 比亚迪股份有限公司 | 一种金属复合板材及其制备方法 |
-
2021
- 2021-02-25 TW TW110106695A patent/TWI750042B/zh active
- 2021-03-05 CN CN202110246444.3A patent/CN113035573B/zh active Active
- 2021-04-09 JP JP2021066440A patent/JP7366960B2/ja active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000286163A (ja) | 1999-03-31 | 2000-10-13 | Hitachi Aic Inc | 電解コンデンサ用電極箔及びその製造方法 |
JP2006004984A (ja) | 2004-06-15 | 2006-01-05 | Shinko Electric Ind Co Ltd | 固体電解キャパシタ及びその製造方法 |
JP2010232451A (ja) | 2009-03-27 | 2010-10-14 | Hitachi Aic Inc | アルミニウム電解コンデンサ用の電極 |
JP2011029558A (ja) | 2009-07-29 | 2011-02-10 | Hitachi Aic Inc | アルミニウム電解コンデンサ用陽極箔 |
JP2011034913A (ja) | 2009-08-05 | 2011-02-17 | Seiko Epson Corp | リチウム電池用電極とその製造方法、及びリチウム電池 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TWI750042B (zh) | 2021-12-11 |
JP2021168383A (ja) | 2021-10-21 |
TW202139222A (zh) | 2021-10-16 |
CN113035573A (zh) | 2021-06-25 |
CN113035573B (zh) | 2022-09-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5012996B2 (ja) | コンデンサおよびその製造方法 | |
JP4979663B2 (ja) | 固体電解コンデンサ及びその製造方法 | |
US20140268490A1 (en) | Super Capacitor And Method For Manufacturing The Same | |
JP2008507847A (ja) | 高エネルギー貯蔵密度及び低esrを有するコンデンサ | |
TW200926226A (en) | Solid electrolytic capacitor with improved moisture resistance properties and method of manufacturing the same | |
JP2023113923A (ja) | 積層型キャパシター及びその製造方法 | |
CN110648849A (zh) | 一种阀金属多孔体涂层电极箔及制作方法和电解电容器 | |
CN103608882B (zh) | 电容器 | |
JP5816794B2 (ja) | 電極箔の製造方法 | |
JP7366960B2 (ja) | 電極構造材料及び電極構造材料の製造方法、電解コンデンサ | |
JP2015115475A (ja) | 電極箔、電解コンデンサおよび電極箔の製造方法 | |
JP4665866B2 (ja) | バルブ金属複合電極箔の製造方法 | |
JP2008028137A (ja) | 固体電解コンデンサ | |
JP2007535145A (ja) | 電解コンデンサ用の一体型セパレータ | |
JP2008010719A (ja) | 固体電解コンデンサおよびその製造方法 | |
JP4716862B2 (ja) | 固体電解コンデンサ | |
JP2006278789A (ja) | 固体電解コンデンサおよびその製造方法 | |
JP2017103412A (ja) | 固体電解コンデンサ | |
JP2008252019A (ja) | 薄膜キャパシタの製造方法 | |
WO2015076079A1 (ja) | コンデンサ | |
JP4665854B2 (ja) | バルブ金属複合電極箔およびその製造方法 | |
JP7214257B1 (ja) | 積層セラミックコンデンサ端電極の作製と、全面積に内部電極保護層を印刷する方法 | |
JP2012193420A (ja) | 電極箔の製造方法と電解コンデンサの製造方法、および電極箔と電解コンデンサ | |
JP2014187217A (ja) | 積層型コンデンサ | |
JP7357656B2 (ja) | 電極構造材料及び電極構造材料の製造方法、電解コンデンサ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220308 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230228 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230313 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230607 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230626 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230914 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20231002 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20231011 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7366960 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |