JPH07130577A - 電解コンデンサおよびそのタブ端子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】電解コンデンサからの駆動用電解液の漏液を防
止する。 【構成】電解コンデンサに使用されるタブ端子の丸棒部
の表面に、カルボン酸などからなる酸性を有する結晶層
を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電解コンデンサおよび同
電解コンデンサに用いられるタブ端子に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図１に一般的な電解コンデンサの主たる
構造を示す。同電解コンデンサは破線にて示すコンデン
サ素子１を備えている。

【０００３】同コンデンサ素子１は、引出端子としての
タブ端子２をカシメやコールドウェルド法などによりア
ルミニウム陽極箔およびアルミニウム陰極箔に固着し、
セパレータ紙を介して陽極箔と陰極箔を巻回することに
より形成されている。

【０００４】タブ端子２は、アルミニウムからなる丸棒
部３と、同丸棒部３の一端部側にプレスなどにて扁平に
連接された平坦部４と、同丸棒部３の他端部側に溶接さ
れた引出線５とからなり、平坦部４を介して各電極箔に
固着される。引出線５にはＣＰ線（銅被覆鋼線）が用い
られ、さらに半田メッキや錫メッキが施されることもあ
る。

【０００５】コンデンサ素子１は駆動用電解液が含浸さ
れた後、ゴム封口体６とともにアルミニウムなどの金属
製外装ケース７内に組み込まれる。その場合、タブ端子
２の丸棒部３はゴム封口体６に穿設されている端子挿通
孔８に対して気密的に嵌合され、また、外装ケース７の
開口端縁がカシメられることにより、コンデンサ素子１
は同外装ケース７内に封止される。

【０００６】近年、電解コンデンサに使用される駆動用
電解液はコンデンサの特性を向上させるために、高電気
伝導度のものや高温での使用下において安定性を有する
ものが使用されている。

【０００７】このために、カルボン酸の第４級アンモニ
ウム塩を溶質とした電解コンデンサ駆動用電解液が多く
使用されている。例えば、γ−ブチロラクトンやエチレ
ングリコールなどの溶媒中に、フタル酸の第４級アンモ
ニウム塩やマレイン酸の第４級アンモニウム塩を溶質と
して溶解したものが駆動用電解液として使用されてい
る。

【発明が解決しようとする課題】

【０００８】しかし、このようなカルボン酸の第４級ア
ンモニウム塩を溶質とした駆動用電解液は粘度も低く、
活性であり、電解コンデンサのゴム封口体と陰極箔に固
着されたタブ端子との間の微小な間隙からの漏液が発生
し易く、電解コンデンサの改善が望まれていた。

【０００９】また、カルボン酸の第４級アンモニウム塩
を溶質とした駆動用電解液を使用した電解コンデンサに
電場が印加された場合、陰極箔に固着されたタブ端子の
近傍において駆動用電解液のｐＨが強アルカリとなる。
この現象により陰極箔に固着されたタブ端子と、これと
嵌合するゴム封口体の透孔部の壁面がともに劣化してし
まい、ゴム封口体とタブ端子との間から駆動用電解液が
外部に漏液し易いものであった。

【００１０】従来、カルボン酸の第４級アンモニウム塩
を溶質とした駆動用電解液のｐＨが強アルカリとなるこ
とへの対策として、陰極箔に固着されるタブ端子には化
成処理を施して酸化皮膜を形成したものを用いている
が、やはり徐々に腐蝕してしまうものであった。

【００１１】特に、電解コンデンサは陽極箔の表面に形
成された酸化皮膜が不完全である製品の初期において、
電場が印加されると多量の電流が流れ込むため、陰極箔
に固着されたタブ端子の近傍のカルボン酸の第４級アン
モニウム塩を溶質とした駆動用電解液のｐＨが急激に強
アルカリとなってしまう。

【課題を解決するための手段】

【００１２】本発明者らは種々の検討と実験を重ねた結
果、電解コンデンサの陰極箔に固着されたタブ端子近傍
において製品の初期に発生する駆動用電解液の強アルカ
リを中和することが、その後に起こる陰極箔に固着され
たタブ端子の腐蝕とゴム封口体の劣化を抑止することを
見い出した。

【００１３】このことから本発明者らは少なくとも陰極
箔に固着されたタブ端子の表面、特に、タブ端子のゴム
封口体との接触部およびその近傍（以下、「タブ端子の
丸棒部」という。）に化成皮膜を形成した後に、タブ端
子の丸棒部にカルボン酸などからなる酸性を有する結晶
層を形成することを発明した。

【００１４】本発明に適用されるカルボン酸としては芳
香族カルボン酸と脂肪族カルボン酸があるが、いずれを
用いても効果は同じである。しかし、本発明において好
ましくは、電解コンデンサの駆動用電解液に使用された
カルボン酸の第４級アンモニウム塩と同族のカルボン酸
を用いて、タブ端子の丸棒部の表面に結晶層を形成する
のが望ましい。例えば、芳香族カルボン酸であるフタル
酸の第４級アンモニウム塩を溶質として電解コンデンサ
の駆動用電解液に用いた場合は芳香族カルボン酸を用い
て中和するのが好ましく、より好ましくはフタル酸を用
いる。フタル酸にはο−フタル酸、ｍ−フタル酸および
ｐ−フタル酸があり、これらο−フタル酸、ｍ−フタル
酸またはｐ−フタル酸を単独もしくは混合したフタル酸
にてタブ端子の丸棒部の表面に結晶層を形成するのが好
ましい。このほかに駆動用電解液に用いられる芳香族カ
ルボン酸の第４級アンモニウム塩としては安息香酸の第
４級アンモニウム塩などが挙げられるが、これもまたフ
タル酸の例と同様であり、安息香酸にてタブ端子の丸棒
部の表面に結晶層を形成するのが好ましい。

【００１５】本発明において電解コンデンサの駆動用電
解液に使用される脂肪族カルボン酸の第４級アンモニウ
ム塩としては、マレイン酸の第４級アンモニウム塩また
はシトラコン酸の第４級アンモニウム塩などがある。こ
れらマレイン酸の第４級アンモニウム塩およびシトラコ
ン酸の第４級アンモニウム塩などの脂肪族カルボン酸の
アンモニウム塩を溶質とした駆動用電解液も、芳香族カ
ルボン酸であるフタル酸の第４級アンモニウム塩を溶質
とした駆動用電解液の例と同様に脂肪族カルボン酸を用
いて中和するのが好ましい。さらにはマレイン酸の第４
級アンモニウム塩を溶質とした駆動用電解液にはマレイ
ン酸にて、シトラコン酸の第４級アンモニウム塩を溶質
とした駆動用電解液にはシトラコン酸にてタブ端子の丸
棒部の表面に結晶層を形成するのが好ましい。本発明に
おいては駆動用電解液に数種類のカルボン酸の第４級ア
ンモニウム塩を混合して用いられている場合にも同様
に、駆動用電解液と同様の混合したカルボン酸の結晶層
をタブ端子の丸棒部の表面に形成するのがより好ましい
が、工業的生産性の面からタブ端子の丸棒部の表面の結
晶層は任意のカルボン酸にて形成してもよい。本発明に
おいては駆動用電解液と同一のカルボン酸もしくは駆動
用電解液に近いカルボン酸にて酸性を有する結晶層を形
成するので、電解コンデンサに悪影響を及ぼすことはな
い。

【００１６】また、本発明においてカルボン酸以外の酸
性を有する薬剤にてタブ端子の丸棒部の表面に酸性を有
する結晶層を形成することもできるが、電解コンデンサ
に用いられた駆動用電解液と違う成分であった場合、電
解コンデンサの特性に悪影響を及ぼす可能性が大きい。
しかし、電解コンデンサの特性に悪影響を及ぼすことが
なければカルボン酸以外の酸性を有する薬剤にてタブ端
子の丸棒部の表面に酸性を有する結晶層を形成してもよ
い。本発明においてはカルボン酸などからなる酸性を有
する結晶層を形成する部分をタブ端子の丸棒部の表面に
限らず、タブ端子の平坦部の表面にも形成してもよい。
また、陰極側のタブ端子のみならず陽極側のタブ端子に
も適用することができる。さらには、ゴム封口体の透孔
部およびその近傍の表面にもカルボン酸などからなる酸
性を有する結晶層を形成してもよい。

【００１７】タブ端子の丸棒部の表面にカルボン酸など
からなる酸性を有する結晶層を形成する方法は、好まし
くはタブ端子の丸棒部の表面にカルボン酸の溶解液を塗
布、噴霧、浸漬することによりカルボン酸などからなる
酸性を有する結晶層を形成するのがよい。この場合、カ
ルボン酸を溶解させる溶媒としては水溶液、エチレング
リコールに代表されるグリコール類またはγ−ブチロラ
クトンに代表されるラクトン類などの有機溶媒を単独も
しくは混合して用いるのがよい。本発明においてカルボ
ン酸を溶解させた溶解液におけるカルボン酸の溶解濃度
はフタル酸、安息香酸、マレイン酸およびシトラコン酸
それぞれ飽和濃度が異なるとともに、溶媒によっても飽
和濃度が異なるので適宜に選択するのがよい。例えば、
本発明においてγ−ブチロラクトンをフタル酸を溶解さ
せる溶解液の溶媒として用いた場合、フタル酸の好適な
濃度は０．０５重量％〜７重量％程度である。γ−ブチ
ロラクトンを溶媒として用いた場合、フタル酸の濃度が
７重量％を超えると常温で析出してしまうので好ましく
ない。本発明においてはカルボン酸の溶解液をタブ端子
に付着させた後に、ある一定時間乾燥させる。この場
合、乾燥温度の選択は自由であり室温程度でもよいが７
０℃程度以上がより好ましい。

【００１８】具体例として、図２にο−フタル酸をγ−
ブチロラクトンに溶解した場合の溶解量（重量％）とｐ
Ｈの関係を示し、カルボン酸の溶解量（重量％）とｐＨ
の関係を説明する。

【００１９】カルボン酸の１つであるο−フタル酸をγ
−ブチロラクトンに溶解した場合は１重量％でｐＨが約
１を示し、さらに３重量％でｐＨが約０．４を示す。こ
れによりο−フタル酸は溶解濃度が小さくとも強い酸性
を示すことが判かる。よって、ο−フタル酸の第４級ア
ンモニウム塩を溶質とした駆動用電解液を使用した電解
コンデンサの陰極箔に固着されたタブ端子の近傍に強ア
ルカリが発生しても容易に中和することができる。この
ことは他のカルボン酸である安息香酸、マレイン酸およ
びシトラコン酸なども同様であり、カルボン酸の第４級
アンモニウム塩を溶質とした電解液を使用した電解コン
デンサの陰極箔に固着されたタブ端子の近傍に発生した
強アルカリを容易に中和することができる。

【００２０】また、本発明においてカルボン酸などから
なる酸性を有する結晶層をタブ端子の丸棒部の表面に形
成するに際し、カルボン酸などからなる酸性を有する結
晶層を接着剤などを用いて形成させることもできる。こ
の場合、接着剤としてはタブ端子のアルミニウムおよび
その表面に形成された化成皮膜を溶解したり、電解コン
デンサの特性に悪影響を及ぼすことがないものを使用す
る。

【００２１】

【実施例】〈実施例１〉丸棒部の直径１．０ｍｍ、同長
さ１．７ｍｍ、平坦部の幅１．３ｍｍ、同厚さ０．２ｍ
ｍ、同長さ３．５ｍｍを用意した。このタブ端子の丸棒
部の表面にはアジピン酸１重量％と、アジピン酸アンモ
ニウム３重量％と、リン酸０．５重量％とからなる水溶
液にタブ端子を浸漬し、電圧を通じて形成した陽極酸化
皮膜が形成されている。

【００２２】次に、γ−ブチロラクトンを溶媒としてο
−フタル酸を３重量％溶解させた溶液（以下、「溶解
液」という。）を液温４０℃に調整し、用意したタブ端
子を３分間浸漬した。その後、７０℃にて８時間風乾さ
せた。タブ端子の丸棒部の表面にはο−フタル酸の結晶
層が形成された。

【００２３】次に、上述したタブ端子を用いて直径６ｍ
ｍ、高さ７ｍｍ、定格電圧６．３Ｖ、静電容量１２０μ
Ｆの電解コンデンサを２００個作成した。この電解コン
デンサの駆動用電解液にはγ−ブチロラクトンを溶媒と
してο−フタル酸テトラメチルアンモニウムを２０重量
％溶解させた溶液を使用した。これらの電解コンデンサ
に温度１１５℃の雰囲気中にて定格電圧６．３Ｖを３０
００時間印加した。電解コンデンサのタブ端子とゴム封
口体との間での電解液の漏液状態を目視にて検査したと
ころ、漏液した電解コンデンサは皆無であった。

【００２４】〈実施例２〉実施例１と同様のタブ端子を
用意した。次に、実施例１と同様の溶解液にタブ端子を
浸漬したほか、ゴム封口体の透孔部とその近傍にディス
ペンサーにて溶解液を注入した。その後、タブ端子とゴ
ム封口体を実施例１と同様の条件で風乾させた。タブ端
子の表面とゴム封口体の透孔部およびその近傍の表面に
は実施例１同様のο−フタル酸の結晶層が形成された。
次に、このタブ端子とゴム封口体を用いて実施例１と同
様の電解コンデンサを２００個作成した。

【００２５】次に、実施例１と同様の漏液試験を行ない
タブ端子とゴム封口体との間での電解液の漏液状態を目
視にて検査したところ、漏液した電解コンデンサは皆無
であった。

【００２６】〈従来例１〉実施例１と同様のタブ端子を
用意した。このタブ端子を用いるとともに、タブ端子の
丸棒部の表面にはカルボン酸などからなる酸性を有する
結晶層を形成しないで実施例１と同様の製品規格の電解
コンデンサを２００個作成した。

【００２７】次に、実施例１と同様の漏液試験を行ない
タブ端子とゴム封口体との間での電解液の漏液状態を目
視にて検査したところ、電解コンデンサの２００個中４
個が漏液していることを確認した。

【００２８】〈従来例２〉陽極酸化皮膜をタブ端子の丸
棒部の表面に形成していないこと以外は実施例１と同様
のタブ端子を用意した。このタブ端子を用いるととも
に、タブ端子の丸棒部の表面にはカルボン酸などからな
る酸性を有する結晶層を形成しないで実施例１と同様の
製品規格の電解コンデンサを２００個作成した。

【００２９】次に、実施例１と同様の漏液試験を行ない
タブ端子とゴム封口体との間での電解液の漏液状態を目
視にて検査したところ、電解コンデンサの２００個中１
６２個が漏液していることを確認した。

【発明の効果】

【００３０】本発明はカルボン酸などからなる酸性を有
する結晶層をタブ端子の丸棒部の表面に形成することに
よって、実施例１および実施例２に示すように、カルボ
ン酸の第４級アンモニウム塩を溶質とした駆動用電解液
を使用した電解コンデンサの陰極箔に固着されたタブ端
子の近傍において発生する強アルカリを中和して、より
漏液しない電解コンデンサを得ることができる。

【００３１】したがって、本発明は工業的価値の高い信
頼性の高い電解コンデンサ用タブ端子と電解コンデンサ
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電解コンデンサの主たる構造を示
す模式図。

【図２】本発明に係るγ−ブチロラクトンに対するο−
フタル酸の溶解量（重量％）とｐＨの関係を示す図。

【符合の説明】

１ コンデンサ素子 ２ タブ端子 ３ タブ端子の丸棒部 ４ タブ端子の平坦部 ５ 引出線 ６ 封口体 ７ 外装ケース ８ 封口体の透孔部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｇ 9/10 Ｃ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アルミニウムの丸棒部と、同アルミニウ
   ムの丸棒部に連接した偏平な平坦部と、丸棒部に溶接さ
   れた引出線とからなる電解コンデンサ用タブ端子におい
   て、少なくともタブ端子の丸棒部の表面にはカルボン酸
   からなる酸性を有する結晶層を形成することを特徴とし
   た電解コンデンサ用タブ端子。
2. 【請求項２】 タブ端子を固着したアルミニウム陽極箔
   とタブ端子を固着したアルミニウム陰極箔とをセパレー
   タ紙を介在して巻回するとともに、コンデンサ素子に第
   ４級アンモニウム塩を溶質とした駆動用電解液を含浸
   し、コンデンサ素子をゴム封口体とともにアルミニウム
   などの金属製外装ケース内に組み込み、さらには、タブ
   端子はゴム封口体の透孔部を通して外部へ引き出されて
   いるアルミニウム電解コンデンサにおいて、少なくとも
   陰極箔に固着されたタブ端子の丸棒部の表面にカルボン
   酸からなる酸性を有する結晶層を形成することを特徴と
   した電解コンデンサ。
3. 【請求項３】 タブ端子を固着したアルミニウム陽極箔
   とタブ端子を固着したアルミニウム陰極箔とをセパレー
   タ紙を介在して巻回するとともに、コンデンサ素子に第
   ４級アンモニウム塩を溶質とした駆動用電解液を含浸
   し、コンデンサ素子をゴム封口体とともにアルミニウム
   などの金属製外装ケース内に組み込み、さらには、タブ
   端子はゴム封口体の透孔部を通して外部へ引き出されて
   いるアルミニウム電解コンデンサにおいて、少なくとも
   ゴム封口体の透孔部およびその近傍の表面にカルボン酸
   からなる酸性を有する結晶層を形成することを特徴とし
   た電解コンデンサ。