JPH0364907A - アルミニウム電解コンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はアルミニウム電解コンデンサおよびその製造方
法に関し、漏れ電流の劣化特性を改良したアルミニウム
電解コンデンサおよびその効果的な製造方法に関する。

（従来の技術） 一般にアルミニウム電解コンデンサは、陽極酸化皮膜を
形成した陽極箔と、陽極酸化皮膜を形成しない陰極箔と
に引き出し用アルミニウムタブを接合した後、セパレー
タを介在させて巻回してコンデンサ素子を形成し、この
コンデンサ素子に電解液を含浸させてケースに密封して
形成される。

この電解コンデンサは、漏れ電流の低減を図るためエー
ジングと呼ばれる電圧処理が施される。

このような電解コンデンサは通信機器や計測機器等、各
種の電子機器に使用されるが、これらの電子機器の性能
には電解コンデンサの電気的特性が大きく関係し、特に
漏れ電流の劣化の少ない長寿命で信頼性の高い電解コン
デンサが要求されている。

しかしながらアルミニウム電解コンデンサは、高温度中
で長時間無負荷放置すると漏れ電流が増大し、場合によ
ってはアルミニウム酸化皮膜が著しく破壊されて絶縁性
が低下するおそれがある。

これは、ケース内に封入されている電解液が酸化皮膜と
反応して酸化皮膜を劣化させるためと考えられる。

（発明が解決しようとする課題） このような酸化皮膜の劣化を防止する方法として、１０
０Ｖ以下の低圧用コンデンサに関して、特開昭５４−１
３６６５ｉ号、特開昭６２−１４５８０８号等に示され
るように多くの方法が提案されている。これらの方法は
電解液中に各種の添加剤を入れるものであり、ある程度
の効果は確認されている。１００Ｖ以上の中高圧用コン
デンサについては、電解液に添加剤を入れる方法として
特開昭６２−６６１５号や特開昭６３−７６１３号等が
提案されているが、その効果はまだ充分ではない、また
、電解液中の水分を減少させても酸化皮膜の劣化を抑制
することができるが、化成性、比抵抗等信の特性の制約
から一定量以下にすることは困難である。

また、漏れ電流増大の原因となるのは主として陽極箔の
劣化であるが、電解液に入れた添加剤により酸化皮膜の
劣化を抑制しようとしても、添加剤が必ずしも陽極箔の
近傍に集中するわけではないので、添加剤の量を多くし
なければならなかった。

本発明は上述の問題点に鑑みてなされたものであり、陽
極箔の劣化を効率的に抑制することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記目的による本発明では、陰極箔および陽極酸化皮膜
が形成された陽極箔がセパレータを介在させて巻回され
、かつ電解液が含浸されたコンデンサ素子をケースに密
封したアルミニウム電解コンデンサにおいて、前記陽極
箔の少なくとも陽極酸化皮膜が形成されている面にリン
化合物が付着されていることを特徴としている。

リン化合物としては、ピロリン酸又は次亜リン酸若しく
はそれらの塩のうち、一種又は二種以上、あるいはリン
酸尿素等のリンを含むアダクツ化合物が望ましく、付着
量としては５０■／ポ以上であることが好適である。リ
ン化合物の付着は、コンデンサ素子に巻回前の陽極箔に
行う。

（作用） アルミニウム酸化皮膜の劣化は、一般に水和反応と結び
付けて考えられている。しかしながら、電解液中の水分
量は電解液全体の数％程度であるので、酸化皮膜の劣化
を単純な水和反応に帰するのは無理がある０発明者らは
、研究の結果ピロリン酸又は次亜リン酸若しくはそれら
の塩あるいはリン酸尿素等のリン化合物が、酸化皮膜の
劣化を抑制することを見出した。これらのリン化合物は
酸化皮膜のなるべく近傍に位置させることによって効果
が増大する。従って、本発明では陽極箔に付着させる。

一方陰極箔上にのみリン化合物を付着させた場合は、漏
れ電流抑制効果がないばかりか、逆効果となることもわ
かった。これは、リン化合物が陽極箔から離れているこ
と、及びリン化合物が陰極箔と反応する結果生ずる何ら
かの生成物が陽極箔に悪影響を与えることが原因と考え
られる。

さらにリン化合物は、酸化皮膜の形成を促進する作用が
あるので、エージング時の漏れ電流が早く減少し、エー
ジング時間を短縮することもてきる。

（実施例） 以下、実施例に基づいて本発明の詳細な説明する。

本実施例においても、電解コンデンサは、陽極酸化皮膜
を形成した陽極箔と、陽極酸化皮膜を形成しない陰極箔
とにアルよニウムタブを接合した後、セパレータを介在
させて巻回してコンデンサ素子を形成し、このコンデン
サ素子に電解液を含浸させてケースに密封して形成され
る。コンデンサ素子に巻回される前に、陽極箔の陽極酸
化皮膜上に後記するようにリン化合物を付着させるので
ある。

電解液の溶媒としては、エチレングリコール、ジエチレ
ングリコール等のアルコール類、エチレングリコールモ
ノメチルエーテル等のグリコールエーテル類、エチレン
グリコールモノメチルアセテート等のエステル類、Ｎ、
Ｎ’−ジメチルホルムアミド等の酸アミド類、アセトニ
トリル等のニトリル類、またはγ−ブチロラクトン等の
環状エステル類などの極性有機溶媒が利用できるが、エ
チレングリコールあるいはγ−ブチロラクトンを主溶媒
とするのが特に好適である。

また溶質としてはコハク酸、アジピン酸、ア・ゼライン
酸等のカルボン酸類もしくはその塩、亥たは安息香酸、
サリチル酸、フタル酸等の芳香族カルボン酸類もしくは
その塩の中の少なくとも一種を溶解する。

第１表は本発明に基づいて陽極箔にリン化合物を付着さ
せる処理に用いた処理液の組成を示す。

まず、酸化皮膜を形成した２５ＯＷＶ用の陽極箔を第１
表に示した処理液に３０″Ｃ２６０秒間浸漬した後乾燥
を行った。次に、この陽極箔を所定幅に裁断し引き出し
リード線を接続した後、陰極箔及びセパレータとともに
巻回してコンデンサ素子を作製した。このコンデンサ素
子に駆動用電解液を含浸し、ゴム封口体によりアルミニ
ウムケースに密封して定格２５０ＷＶ３３μＦの電解コ
ンデンサを作製した。

従来例１としては、実施例のような処理を行わない陽極
箔を用いてコンデンサを作製した。

また、比較例として、陽極箔ではなく陰極箔にリン化合
物を付着させたものを使用してコンデンサを作製した。

陰極箔処理液の組成も第１表に示した。

作製した電解コンデンサ各種類２０個ずつについて、１
０５℃、１０００時間の高温無負荷試験を行った際の漏
れ電流変化を第１〜４図に示した。

第１図は無処理の従来例と次亜リン酸アンモニウムで処
理した実施例１〜３の漏れ電流比較である。実施例１〜
３は従来例よりも漏れ電流の増加が少なく良好な特性で
あった。また、処理液の濃度は濃い程漏れ電流変化が小
さかった。

第２図は無処理の従来例とピロリン酸アンモニウムで処
理した実施例４〜６との漏れ電流変化を示す。実施例４
〜６は実施例１〜３と同様に従来例よりも漏れ電流の増
加が少なく良好な特性であった。また、実施例１〜３と
同様に、処理液の濃度が濃い程漏れ電流変化が小さかっ
た。

第３図は無処理の従来例とリン酸尿素で処理した実施例
７〜９との漏れ電流変化を示す。実施例７〜９は実施例
１〜３と同様に従来例よりも漏れ電流の増加が少なく良
好な特性・であった。また、実施例１〜３と同様に、処
理液の濃度が濃い程漏れ電流変化が小さかった。

第４図は陰極箔を次亜リン酸で処理した比較例１〜３と
従来例との漏れ電流変化の比較である。

陰極箔にリン化合物を付着させると、無処理の場合より
漏れ電流の劣化が大きいことがわかる。

第５図は、陽極箔に付着させるリン化合物の量とコンデ
ンサの１０５°Ｃ１０００時間後の漏れ電流との関係を
、次亜リン酸アンモニウムについて示したものである。

陽極箔への付着量が５０■／ポ以上になると漏れ電流が
低減でき、濃度が濃い程効果は大きくなることがわかっ
た。

前記実施例においては、リン化合物を付着させる方法と
して処理液への浸漬について述べたが、リン化合物の微
細結晶をバインダー等を用いて塗布するなど、他の方法
を採用することもできる。

また、陽極箔へリン化合物を付着させる工程として裁断
前の場合について示したが、陽極箔を裁断、引き出しリ
ード線接続した後、巻回を行う前に付着させることもで
きる。この場合には、陽極箔の端部裁断面や引き出しリ
ード線接続部にもリン化合物を付着させることができる
ため、エージング時の酸化皮膜形成を助威し、エージン
グ時間を短縮することができる。

陽極箔へ付着させるリン化合物として前記実施例では、
次亜リン酸アンモニウム、ピロリン酸アンモニウム及び
リン酸尿素について示したが、これらに限られるわけで
はなく、他のリン化合物を採用することもできる。

第 表 の漏れ電流変化を示す図である。第４図は比較例１〜３
によるコンデンサの高温無負荷試験における漏れ電流変
化を示す図である。第５図は陽極箔に付着させる次亜リ
ン酸アンモニウム量とコンデンサの１０５°Ｃ１１００
０時間後の漏れ電流との関係を示す図である。

（発明の効果） 以上述べたように、本発明によれば陽極箔に選択的にリ
ン化合物を付着させることによって、コンデンサの漏れ
電流の劣化を防止することができる。また、電解コンデ
ンサの製造工程において、エージング時間を短縮するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１〜３によるコンデンサの高温無負荷試
験における漏れ電流変化を示す図、第２図は同じ〈実施
例４〜６についての漏れ電流変化を示す図、第３図は同
じ〈実施例７〜９について一特許出願人 信英通信工業株式会社 代表者登内英夫 ＠ヰＷ速ス 筬 イ 世 譚 出 嘴 呻 厩 べ 晟 イ 世 田

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. １．陰極箔および陽極酸化皮膜が形成された陽極箔がセ
   パレータを介在させて巻回され、かつ電解液が含浸され
   たコンデンサ素子をケースに密封したアルミニウム電解
   コンデンサにおいて、 前記陽極箔の少なくとも陽極酸化皮膜が形 成されている面にリン化合物が付着されていることを特
   徴とするアルミニウム電解コンデンサ。
2. ２．前記リン化合物は、ピロリン酸又は次亜リン酸若し
   くはそれらの塩のうち、一種又は二種以上であることを
   特徴とする請求項１記載のアルミニウム電解コンデンサ
   。
3. ３．前記リン化合物は、リン酸尿素等のリンを含むアダ
   クツ化合物であることを特徴とする請求項１記載のアル
   ミニウム電解コンデンサ。
4. ４．前記リン化合物の付着量は５０ｍｇ／ｍ＾２以上で
   あることを特徴とする請求項１、２または３記載のアル
   ミニウム電解コンデンサ。
5. ５．陰極箔および陽極酸化皮膜が形成された陽極箔をセ
   パレータを介在させて巻回し、かつ電解液を含浸させて
   形成したコンデンサ素子をケース内に密封するアルミニ
   ウム電解コンデンサの製造方法において、 コンデンサ素子の巻回前に前記陽極箔の少 なくとも陽極酸化皮膜が形成されている面にリン化合物
   を付着させることを特徴とするアルミニウム電解コンデ
   ンサの製造方法。