JPH0260048B2 - - Google Patents
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- JPH0260048B2 JPH0260048B2 JP9874585A JP9874585A JPH0260048B2 JP H0260048 B2 JPH0260048 B2 JP H0260048B2 JP 9874585 A JP9874585 A JP 9874585A JP 9874585 A JP9874585 A JP 9874585A JP H0260048 B2 JPH0260048 B2 JP H0260048B2
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- Japan
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- film
- titanium
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- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
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- Secondary Cells (AREA)
Description
産業上の利用分野
この発明は、電解コンデンサ用陰極材料に関す
る。 従来の技術 電解コンデンサの電極材料としては、一般的に
は陽極材料と陰極材料とに分かれるが、コンデン
サの静電容量を増大させるためには、陽極材料の
みならず、特に陰極材料自体の静電容量の向上を
図ることも重要である。 このような静電容量の向上を図つた陰極材料の
一つとして、アルミニウム箱基材の表面に不活性
ガス中蒸着法等によりチタン皮膜などの金属皮膜
を形成したものが知られている（例えば特開昭59
−167009号）。かかる陰極材料によれば、皮膜表
面に微細な凹凸が形成される結果、アルミニウム
箔にエツチングを施すことによつて表面積の拡大
効果を図つた従来一般の陰極材料に較べて、拡面
率を向上し得、ひいては静電容量を一層増大する
ことが可能である。 発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記の陰極材料によつてもな
お、金属皮膜による表面積の拡大には限界があ
り、電解コンデンサの小形化、高性能化を実現す
るために昨今要求される静電容量の増大に対して
は、これに十分満足を与え得るものではなかつ
た。 この発明はかかる事情に鑑みてなされたもので
あつて、静電容量を更に増大した陰極材料の提供
を目的とする。 問題点を解決するための手段 この目的において、この発明者らは種々実験と
研究を重ねた結果、基材の表面を粗面化して微細
な凹凸を形成する一方、該表面中に多数のポアを
可及的高密度に分布せしめて基材の表面積のより
一層の拡大化を図つた上で、該表面上に更にチタ
ン微粒子群からなるチタン蒸着皮膜を形成せしめ
るものとすることにより、静電容量の大幅な増大
化を図り得ることを見出し、この発明を完成する
に至つたものである。 即ち、この発明は微細に粗面化されたアルミニ
ウム箔基材の表面中に、最大深さ25μｍ以下、最
大内径100μｍ以下のポアが100個／cm2以上の密度
で分布されていること、及び少なくとも前記ポア
を除く基材の表面部分にチタン蒸着皮膜が被覆形
成されていること、を特徴とする電解コンデンサ
用陰極材料を要旨とするものである。 なお、この明細書において、アルミニウムの語
はアルミニウム合金を含む意味において用いる。 アルミニウム箔基材１の表面を粗面化して微細
な凹凸３を形成するのは、前述のようにその凹凸
効果を基材に形成されるチタン蒸着皮膜２の表面
に波及せしめて皮膜の拡面率の向上を助長するた
めである。また、基材１に多数のポア４を形成す
るのは、基材の表面積のより一層の拡大化を図る
と共に、電解液のぬれ性の向上を図るためであ
る。このような基材表面の粗面化と、ポア４の形
成は、エツチング操作によつて同時に達成しう
る。かかるエツチングには化学的あるいは電気化
学的な湿式エツチング法のほか、乾式エツチング
法を採用することも可能である。ポア４の代表的
な断面形状としては、第２図イ，ロ，ハに示すよ
うに、内径が深さにかかわらず略一定な円筒形、
開口部の内径が狭い壺形、あるいは底部から開口
部に至るにつれて内径が広くなつている椀形等が
挙げられる。ポア４の寸法は、最大深さ25μｍ以
下、最大内径100μｍ以下とすることが必要であ
る。最大深さが25μｍを超え、あるいは又、最大
内径が100μｍを超えると、基材１に陰極材料と
しての所要の機械的強度を保持し難いものとなる
欠点が派生する。また、ポア４は基材１の拡面率
増大のうえから、比較的小径ものを可及的高密度
に分布せしめるものとし、少なくとも100個／cm2
程度以上の密度で分布せしめるものとすることが
必要である。 ポア４の内面は必ずしも粗面化されたものであ
ることを必要としないが、静電容量の増大化を図
るうえからは該内面も微細な凹凸粗面に形成され
ている方が望ましい。なお、この明細書でいう粗
面化による微細な凹凸は、基材表面のポアの部分
はもちろん、同表面のうねり成分等を含まない微
視的な凹凸をいうものである。 基材１の表面に被覆形成される導電性皮膜の材
料が特にチタンに限定されるのは、他の導電性金
属例えば鉄や銅に較べて耐久性に優れたものとな
しうるからであり、ひいてはコンデンサの一層の
長寿命化、高信頼性を実現しうるからである。こ
のチタン蒸着皮膜２は、第１図に示すように、少
なくとの前記ポア４を除く基材１の表面部分の全
体に被覆形成されることが必要であるが、勿論、
同時に前記ポア４の内面にも被覆形成される方
が、静電容量の更なる増大を図り得る点で好まし
い。かかる皮膜を構成するチタン微粒子の平均粒
子径は、皮膜の拡面率向上の点から0.01〜1.0μｍ
の範囲とすることが望ましい。即ち、0.01μｍ未
満では皮膜が平滑化されて拡面効果に寄与すると
ころが少ないし、また逆に1.0μｍを超えて粗大化
しても却つて拡面効果に乏しく静電容量の小さい
ものとなつてしまうからである。また皮膜の厚さ
は0.05〜5.0μｍの範囲とすることが望ましい。
0.05μｍ未満では、同じく皮膜の粗面化による拡
面効果を期待し得ないからであり、逆に5.0μｍを
超えても使用チタン材料の増大、コスト上昇、作
業性の悪化に見合うだけの効果が得られないから
である。 このようなチタン蒸着皮膜２の基材１表面への
被覆形成方法としては、真空蒸着法、不活性ガス
中蒸着法、スパツタリング法、イオンプレーテイ
ング法等を用いることができる。なお、このよう
なチタン皮膜の蒸着形成処理は、コイル状の基材
を巻き取りながら半連続的に行いうるものであ
る。 発明の効果 この発明に係る電解コンデンサ用陰極材料は、
上述の次第で、基材の表面が粗面化されているの
みならず、該表面中に、最大深さ25μｍ以下、最
大内径100μｍ以下のポアが100個／cm2以上の密度
で分布されたものとなされているから、従来の表
面平滑状若しくは単に微細な凹凸面に粗面化され
ただけの基材を用いた陰極材料に較べて、基材の
表面積自体が一層拡大されたものとなる上に、更
に該基材表面中の少なくとも前記ポアを除く表面
部分に、チタン蒸着皮膜が被覆形成されたものと
なされていることより、該皮膜による表面積拡大
効果と相俟つて、従来品に較べて大幅な静電容量
の増大化効果を得ることができる。従つて、電解
コンデンサの一層の小形化、高性能化をはかるこ
とが可能となる。 また、表面に多数のポアを有する基材が用いら
れていることにより、陰極表面への電解液のぬれ
性が一段と良好なものとなり、ひいてはコンデン
サの耐久性、初期性能の保持性を向上しうる。か
つ、表面の導電性皮膜がチタン蒸着皮膜よりなる
ものであることも相俟つて、他の金属を用いたも
のに較べて一層耐久性に優れたものとなしうる。
上述の次第で、この発明によれば、コンデンサの
静電容量の増大化、ひいては小形化を図りうるの
みならず、長寿命化、高い信頼性をも実現し得る
ものである。 実施例 次にこの発明の実施例を比較例とともに示す。 実施例 １ 厚さ0.1mm、純度99.8％のアルミニウム箔を、
液温60℃、2.5wt％塩酸溶液中に浸漬して化学エ
ツチングを施した。該エツチング後のアルミニウ
ム箔基材は、表面に表面粗さ平均0.5μｍ以下の微
視的凹凸が形成されるとともに、深さ10μｍ程
度、内径20μｍ程度の多数のエツチングポアが形
成されたものであつた。また基材の表面拡大率は
約30倍であつた。次いで、上記エツチング箔基材
表面に、真空蒸着法により最大厚さ1.0μｍのチタ
ン蒸着皮膜を形成した。この皮膜の表面は平均外
径0.5μｍの微粒子が堆積したような形態を呈して
いた。なお、この実施例の場合、ポアの内面には
チタン蒸着皮膜がほとんど形成されていなかつ
た。 実施例 ２ 厚さ0.1mm、純度99.8％のアルミニウム箔を、
液温65℃、3.0wt％塩酸溶液中に浸漬し、20A／
50cm2の電流密度で300秒間交流電解エツチングし
た。エツチング後のアルミニウム箔基材の表面に
は、平均0.5μｍ以下の微視的凹凸が形成されると
ともに、深さ20μｍ程度、内径30μｍ程度のエツ
チングポアが多数形成されていた。また基材の表
面拡大率は約50倍であつた。次いで、上記エツチ
ング箔基材表面に、５×10-3Torrのアルゴンガ
ス雰囲気中でチタンを蒸発させ、最大深さ0.5μｍ
のチタン蒸着皮膜を形成した。この皮膜の表面は
平均外径0.6μｍの多数のチタン微粒子による球頭
状突出部が形成されたものであつた。なお、この
実施例ではエツチングポアの内面の一部にもチタ
ン蒸着皮膜が形成されていた。 比較例 厚さ0.1mm、純度99.8％の表面平滑なアルミニ
ウム箔を基材として、この基材表面に５×
10-3Torrのアルゴンガス雰囲気中でチタンを蒸
発させ、厚さ0.7μｍのチタン蒸着皮膜を形成し
た。この皮膜の表面は平均外径0.2μｍの多数のチ
タン微粒子による球頭状突出部が形成されたもの
であつた。 なお、上記実施例１〜２および比較例における
チタン蒸着皮膜の形成は、蒸発源と基材との蒸発
距離250mm、蒸着速度200A゜／secとして行つた。 上記のように作製した３種の陰極材料の静電容
量を、30℃、10wt％ホウ酸アンモニウム溶液中
で測定した。その結果を表に示す。
る。 従来の技術 電解コンデンサの電極材料としては、一般的に
は陽極材料と陰極材料とに分かれるが、コンデン
サの静電容量を増大させるためには、陽極材料の
みならず、特に陰極材料自体の静電容量の向上を
図ることも重要である。 このような静電容量の向上を図つた陰極材料の
一つとして、アルミニウム箱基材の表面に不活性
ガス中蒸着法等によりチタン皮膜などの金属皮膜
を形成したものが知られている（例えば特開昭59
−167009号）。かかる陰極材料によれば、皮膜表
面に微細な凹凸が形成される結果、アルミニウム
箔にエツチングを施すことによつて表面積の拡大
効果を図つた従来一般の陰極材料に較べて、拡面
率を向上し得、ひいては静電容量を一層増大する
ことが可能である。 発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記の陰極材料によつてもな
お、金属皮膜による表面積の拡大には限界があ
り、電解コンデンサの小形化、高性能化を実現す
るために昨今要求される静電容量の増大に対して
は、これに十分満足を与え得るものではなかつ
た。 この発明はかかる事情に鑑みてなされたもので
あつて、静電容量を更に増大した陰極材料の提供
を目的とする。 問題点を解決するための手段 この目的において、この発明者らは種々実験と
研究を重ねた結果、基材の表面を粗面化して微細
な凹凸を形成する一方、該表面中に多数のポアを
可及的高密度に分布せしめて基材の表面積のより
一層の拡大化を図つた上で、該表面上に更にチタ
ン微粒子群からなるチタン蒸着皮膜を形成せしめ
るものとすることにより、静電容量の大幅な増大
化を図り得ることを見出し、この発明を完成する
に至つたものである。 即ち、この発明は微細に粗面化されたアルミニ
ウム箔基材の表面中に、最大深さ25μｍ以下、最
大内径100μｍ以下のポアが100個／cm2以上の密度
で分布されていること、及び少なくとも前記ポア
を除く基材の表面部分にチタン蒸着皮膜が被覆形
成されていること、を特徴とする電解コンデンサ
用陰極材料を要旨とするものである。 なお、この明細書において、アルミニウムの語
はアルミニウム合金を含む意味において用いる。 アルミニウム箔基材１の表面を粗面化して微細
な凹凸３を形成するのは、前述のようにその凹凸
効果を基材に形成されるチタン蒸着皮膜２の表面
に波及せしめて皮膜の拡面率の向上を助長するた
めである。また、基材１に多数のポア４を形成す
るのは、基材の表面積のより一層の拡大化を図る
と共に、電解液のぬれ性の向上を図るためであ
る。このような基材表面の粗面化と、ポア４の形
成は、エツチング操作によつて同時に達成しう
る。かかるエツチングには化学的あるいは電気化
学的な湿式エツチング法のほか、乾式エツチング
法を採用することも可能である。ポア４の代表的
な断面形状としては、第２図イ，ロ，ハに示すよ
うに、内径が深さにかかわらず略一定な円筒形、
開口部の内径が狭い壺形、あるいは底部から開口
部に至るにつれて内径が広くなつている椀形等が
挙げられる。ポア４の寸法は、最大深さ25μｍ以
下、最大内径100μｍ以下とすることが必要であ
る。最大深さが25μｍを超え、あるいは又、最大
内径が100μｍを超えると、基材１に陰極材料と
しての所要の機械的強度を保持し難いものとなる
欠点が派生する。また、ポア４は基材１の拡面率
増大のうえから、比較的小径ものを可及的高密度
に分布せしめるものとし、少なくとも100個／cm2
程度以上の密度で分布せしめるものとすることが
必要である。 ポア４の内面は必ずしも粗面化されたものであ
ることを必要としないが、静電容量の増大化を図
るうえからは該内面も微細な凹凸粗面に形成され
ている方が望ましい。なお、この明細書でいう粗
面化による微細な凹凸は、基材表面のポアの部分
はもちろん、同表面のうねり成分等を含まない微
視的な凹凸をいうものである。 基材１の表面に被覆形成される導電性皮膜の材
料が特にチタンに限定されるのは、他の導電性金
属例えば鉄や銅に較べて耐久性に優れたものとな
しうるからであり、ひいてはコンデンサの一層の
長寿命化、高信頼性を実現しうるからである。こ
のチタン蒸着皮膜２は、第１図に示すように、少
なくとの前記ポア４を除く基材１の表面部分の全
体に被覆形成されることが必要であるが、勿論、
同時に前記ポア４の内面にも被覆形成される方
が、静電容量の更なる増大を図り得る点で好まし
い。かかる皮膜を構成するチタン微粒子の平均粒
子径は、皮膜の拡面率向上の点から0.01〜1.0μｍ
の範囲とすることが望ましい。即ち、0.01μｍ未
満では皮膜が平滑化されて拡面効果に寄与すると
ころが少ないし、また逆に1.0μｍを超えて粗大化
しても却つて拡面効果に乏しく静電容量の小さい
ものとなつてしまうからである。また皮膜の厚さ
は0.05〜5.0μｍの範囲とすることが望ましい。
0.05μｍ未満では、同じく皮膜の粗面化による拡
面効果を期待し得ないからであり、逆に5.0μｍを
超えても使用チタン材料の増大、コスト上昇、作
業性の悪化に見合うだけの効果が得られないから
である。 このようなチタン蒸着皮膜２の基材１表面への
被覆形成方法としては、真空蒸着法、不活性ガス
中蒸着法、スパツタリング法、イオンプレーテイ
ング法等を用いることができる。なお、このよう
なチタン皮膜の蒸着形成処理は、コイル状の基材
を巻き取りながら半連続的に行いうるものであ
る。 発明の効果 この発明に係る電解コンデンサ用陰極材料は、
上述の次第で、基材の表面が粗面化されているの
みならず、該表面中に、最大深さ25μｍ以下、最
大内径100μｍ以下のポアが100個／cm2以上の密度
で分布されたものとなされているから、従来の表
面平滑状若しくは単に微細な凹凸面に粗面化され
ただけの基材を用いた陰極材料に較べて、基材の
表面積自体が一層拡大されたものとなる上に、更
に該基材表面中の少なくとも前記ポアを除く表面
部分に、チタン蒸着皮膜が被覆形成されたものと
なされていることより、該皮膜による表面積拡大
効果と相俟つて、従来品に較べて大幅な静電容量
の増大化効果を得ることができる。従つて、電解
コンデンサの一層の小形化、高性能化をはかるこ
とが可能となる。 また、表面に多数のポアを有する基材が用いら
れていることにより、陰極表面への電解液のぬれ
性が一段と良好なものとなり、ひいてはコンデン
サの耐久性、初期性能の保持性を向上しうる。か
つ、表面の導電性皮膜がチタン蒸着皮膜よりなる
ものであることも相俟つて、他の金属を用いたも
のに較べて一層耐久性に優れたものとなしうる。
上述の次第で、この発明によれば、コンデンサの
静電容量の増大化、ひいては小形化を図りうるの
みならず、長寿命化、高い信頼性をも実現し得る
ものである。 実施例 次にこの発明の実施例を比較例とともに示す。 実施例 １ 厚さ0.1mm、純度99.8％のアルミニウム箔を、
液温60℃、2.5wt％塩酸溶液中に浸漬して化学エ
ツチングを施した。該エツチング後のアルミニウ
ム箔基材は、表面に表面粗さ平均0.5μｍ以下の微
視的凹凸が形成されるとともに、深さ10μｍ程
度、内径20μｍ程度の多数のエツチングポアが形
成されたものであつた。また基材の表面拡大率は
約30倍であつた。次いで、上記エツチング箔基材
表面に、真空蒸着法により最大厚さ1.0μｍのチタ
ン蒸着皮膜を形成した。この皮膜の表面は平均外
径0.5μｍの微粒子が堆積したような形態を呈して
いた。なお、この実施例の場合、ポアの内面には
チタン蒸着皮膜がほとんど形成されていなかつ
た。 実施例 ２ 厚さ0.1mm、純度99.8％のアルミニウム箔を、
液温65℃、3.0wt％塩酸溶液中に浸漬し、20A／
50cm2の電流密度で300秒間交流電解エツチングし
た。エツチング後のアルミニウム箔基材の表面に
は、平均0.5μｍ以下の微視的凹凸が形成されると
ともに、深さ20μｍ程度、内径30μｍ程度のエツ
チングポアが多数形成されていた。また基材の表
面拡大率は約50倍であつた。次いで、上記エツチ
ング箔基材表面に、５×10-3Torrのアルゴンガ
ス雰囲気中でチタンを蒸発させ、最大深さ0.5μｍ
のチタン蒸着皮膜を形成した。この皮膜の表面は
平均外径0.6μｍの多数のチタン微粒子による球頭
状突出部が形成されたものであつた。なお、この
実施例ではエツチングポアの内面の一部にもチタ
ン蒸着皮膜が形成されていた。 比較例 厚さ0.1mm、純度99.8％の表面平滑なアルミニ
ウム箔を基材として、この基材表面に５×
10-3Torrのアルゴンガス雰囲気中でチタンを蒸
発させ、厚さ0.7μｍのチタン蒸着皮膜を形成し
た。この皮膜の表面は平均外径0.2μｍの多数のチ
タン微粒子による球頭状突出部が形成されたもの
であつた。 なお、上記実施例１〜２および比較例における
チタン蒸着皮膜の形成は、蒸発源と基材との蒸発
距離250mm、蒸着速度200A゜／secとして行つた。 上記のように作製した３種の陰極材料の静電容
量を、30℃、10wt％ホウ酸アンモニウム溶液中
で測定した。その結果を表に示す。
【表】
上記結果から明らかなように、この発明に係る
陰極材料は、基材を粗面化しない従来の陰極材料
よりも顕著に優れた静電容量を有するものである
ことを確認し得た。
陰極材料は、基材を粗面化しない従来の陰極材料
よりも顕著に優れた静電容量を有するものである
ことを確認し得た。
第１図は、この発明に係る電解コンデンサ用陰
極材料の表面部の構成を示す模式的断面図、第２
図イ，ロ，ハは、基材の表面に形成されるポアの
形態の代表的な例を示す模式的断面図である。 １……基材、２……チタン蒸着皮膜、３……微
細な凹凸、４……ポア。
極材料の表面部の構成を示す模式的断面図、第２
図イ，ロ，ハは、基材の表面に形成されるポアの
形態の代表的な例を示す模式的断面図である。 １……基材、２……チタン蒸着皮膜、３……微
細な凹凸、４……ポア。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 微細に粗面化されたアルミニウム箔基材の表
面中に、最大深さ25μｍ以下、最大内径100μｍ以
下のポアが100個／cm2以上の密度で分布されてい
ること、及び少なくとも前記ポアを除く基材の表
面部分にチタン蒸着皮膜が被覆形成されているこ
と、を特徴とする電解コンデンサ用陰極材料。 ２ チタン蒸着皮膜は、平均粒子径0.01〜1.0μｍ
のチタン微粒子からなる厚さ0.05〜5.0μｍの皮膜
である特許請求の範囲第１項記載の電解コンデン
サ用陰極材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9874585A JPS6258609A (ja) | 1985-05-08 | 1985-05-08 | 電解コンデンサ用陰極材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9874585A JPS6258609A (ja) | 1985-05-08 | 1985-05-08 | 電解コンデンサ用陰極材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6258609A JPS6258609A (ja) | 1987-03-14 |
| JPH0260048B2 true JPH0260048B2 (ja) | 1990-12-14 |
Family
ID=14228008
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9874585A Granted JPS6258609A (ja) | 1985-05-08 | 1985-05-08 | 電解コンデンサ用陰極材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6258609A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2006013812A1 (ja) * | 2004-08-05 | 2008-05-01 | 松下電器産業株式会社 | コンデンサ用アルミニウム電極箔の製造方法およびエッチング用アルミニウム箔 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008166602A (ja) * | 2006-12-28 | 2008-07-17 | Sachiko Ono | 電解コンデンサ電極用アルミニウム材及びその製造方法、アルミニウム電解コンデンサ用電極材ならびにアルミニウム電解コンデンサ |
| JP5329686B2 (ja) * | 2012-02-03 | 2013-10-30 | 幸子 小野 | 電解コンデンサ電極用アルミニウム材及びその製造方法、アルミニウム電解コンデンサ用電極材ならびにアルミニウム電解コンデンサ |
-
1985
- 1985-05-08 JP JP9874585A patent/JPS6258609A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2006013812A1 (ja) * | 2004-08-05 | 2008-05-01 | 松下電器産業株式会社 | コンデンサ用アルミニウム電極箔の製造方法およびエッチング用アルミニウム箔 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6258609A (ja) | 1987-03-14 |
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