JPS63142806A - 弁金属−リチウムコンデンサ - Google Patents
弁金属−リチウムコンデンサInfo
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- JPS63142806A JPS63142806A JP61290679A JP29067986A JPS63142806A JP S63142806 A JPS63142806 A JP S63142806A JP 61290679 A JP61290679 A JP 61290679A JP 29067986 A JP29067986 A JP 29067986A JP S63142806 A JPS63142806 A JP S63142806A
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/13—Energy storage using capacitors
Landscapes
- Ceramic Capacitors (AREA)
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。
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〕
この発明は、陽極に弁金属を用い、その表面に誘電体酸
化皮膜層を形成し、電解液を介して陰極のリチウムと対
抗した弁金属−リチウムコンデンサに関するものである
。
化皮膜層を形成し、電解液を介して陰極のリチウムと対
抗した弁金属−リチウムコンデンサに関するものである
。
アルミニウム、タンタル、チタン、ニオブなど酸化処理
によってその表面に絶縁性の酸化皮膜が形成される金属
、すなわち弁金属（バルブメタルあるいはバリアメタル
とも称される）は、形成される酸化皮膜が絶縁性でかつ
極めて薄いことから、コンデンサの誘電体として用いら
れる。この原理を利用したものが電解コンデンサで、具
体例を挙げればアルミニウムを陽極に用い、その表面に
陽極酸化により誘電体となる酸化アルミニウム層を形成
し、液体電解質を介して陰極側の皮膜形成されていない
アルミニウム電極と対抗した構造を有している。
によってその表面に絶縁性の酸化皮膜が形成される金属
、すなわち弁金属（バルブメタルあるいはバリアメタル
とも称される）は、形成される酸化皮膜が絶縁性でかつ
極めて薄いことから、コンデンサの誘電体として用いら
れる。この原理を利用したものが電解コンデンサで、具
体例を挙げればアルミニウムを陽極に用い、その表面に
陽極酸化により誘電体となる酸化アルミニウム層を形成
し、液体電解質を介して陰極側の皮膜形成されていない
アルミニウム電極と対抗した構造を有している。
この電解コンデンサは、酸化アルミニウム皮膜の誘電率
が約３０前後と高く、かつ皮膜の厚さがＩＶあたり１０
ないし３０人程度と極めて薄いため小型で高静電容量の
コンデンサが得られる。
が約３０前後と高く、かつ皮膜の厚さがＩＶあたり１０
ないし３０人程度と極めて薄いため小型で高静電容量の
コンデンサが得られる。
ところで、この電解コンデンサの場合、使用電圧が数ボ
ルトもしくはそれ以下と低い場合、陰極に用いられるア
ルミニウムの表面に形成された自然酸化皮膜のために、
コンデンサは誘電体層が陽極、陰極に直列に接続された
形となって、その合成容量が静電容量となるために、特
に低電圧領域での使用においては所望の静電容量値より
はるかに低い値しか得られなくなる。
ルトもしくはそれ以下と低い場合、陰極に用いられるア
ルミニウムの表面に形成された自然酸化皮膜のために、
コンデンサは誘電体層が陽極、陰極に直列に接続された
形となって、その合成容量が静電容量となるために、特
に低電圧領域での使用においては所望の静電容量値より
はるかに低い値しか得られなくなる。
この欠点を改良したものとして、例えば特開昭６１−１
８４８１２号公報のように、陰極にリチウムを用いたコ
ンデンサがある。このコンデンサは陰極にリチウムまた
はその合金を用いたために、陰極表面に自然酸化皮膜に
よる絶縁層が形成されないので、合成容量を形成せず、
静電容量の低下を防止できる。またリチウム自体負の電
位を持つことから、誘電体酸化皮膜の耐電圧の一部を受
は持ち、見掛けの使用電圧を高めることができるので、
誘電体酸化皮膜を薄く形成して静電容量を増大させるこ
とができる。
８４８１２号公報のように、陰極にリチウムを用いたコ
ンデンサがある。このコンデンサは陰極にリチウムまた
はその合金を用いたために、陰極表面に自然酸化皮膜に
よる絶縁層が形成されないので、合成容量を形成せず、
静電容量の低下を防止できる。またリチウム自体負の電
位を持つことから、誘電体酸化皮膜の耐電圧の一部を受
は持ち、見掛けの使用電圧を高めることができるので、
誘電体酸化皮膜を薄く形成して静電容量を増大させるこ
とができる。
第２図は従来の弁金属−リチウムコンデンサの構造をあ
られしたもので、アルミニウム等の弁金属からなる陽極
体１が中央部に配置されている。
られしたもので、アルミニウム等の弁金属からなる陽極
体１が中央部に配置されている。
この陽極体１は、箔状の弁金属を巻回したもの、あるい
は粉末弁金属をバインダーとともに加圧成形し、その後
焼成してバインダーを飛散させて多孔質構造としたいわ
ゆる焼結型などの構成であってもよい。
は粉末弁金属をバインダーとともに加圧成形し、その後
焼成してバインダーを飛散させて多孔質構造としたいわ
ゆる焼結型などの構成であってもよい。
この陽極体１の外周面にイオン透過性の多孔質のセパレ
ータ２を介して、陽極体１の外周を取り囲むように、箔
状の陰極３が配置されている。
ータ２を介して、陽極体１の外周を取り囲むように、箔
状の陰極３が配置されている。
この陰極３はリチウム自体あるいは、リチウムと他の金
属との合金、さらには他の金属の表面にリチウムをドー
ピングしたものなどが用いられる。
属との合金、さらには他の金属の表面にリチウムをドー
ピングしたものなどが用いられる。
そして、これら陽極体１、セパレータ２、陰極３で構成
されるコンデンサ素子部４には、プロピレンカーボネー
ト、ブチロラクトン等の溶媒に、リチウムイオンを含む
無機、有機、有機金属アニオンが存在する非水電解液が
浸漬されている。
されるコンデンサ素子部４には、プロピレンカーボネー
ト、ブチロラクトン等の溶媒に、リチウムイオンを含む
無機、有機、有機金属アニオンが存在する非水電解液が
浸漬されている。
このコンデンサ素子部４は、外装ケース５に収納され、
外装ケース５の開口部は封口部材６により密閉がなされ
ている。
外装ケース５の開口部は封口部材６により密閉がなされ
ている。
なお、陽極体１および陰極３には、外部との電気的接続
を得るために、リード７．８が各々取りつけられており
、これらリード７．８は、前記封口部材６に設けられた
貫通アビより外部に引き出されている。
を得るために、リード７．８が各々取りつけられており
、これらリード７．８は、前記封口部材６に設けられた
貫通アビより外部に引き出されている。
このような従来の弁金属−リチウムコンデンサは、陽極
体ｌの外周部にセパレータ２を介して陰極３を配置して
用いていたので、陰極３の部分だけ外形が大きくなり小
型化を妨げていた。また素子構成が複雑でコンデンサ素
子部４の組立に時間がかかること。さらには陰極３は水
分を極端に嫌うリチウム自体かリチウムを含む金属で形
成されているので、水分を進入を防止するドライボック
ス中で組立作業をおこなわなければならず、作業性を悪
くする原因となっていた。
体ｌの外周部にセパレータ２を介して陰極３を配置して
用いていたので、陰極３の部分だけ外形が大きくなり小
型化を妨げていた。また素子構成が複雑でコンデンサ素
子部４の組立に時間がかかること。さらには陰極３は水
分を極端に嫌うリチウム自体かリチウムを含む金属で形
成されているので、水分を進入を防止するドライボック
ス中で組立作業をおこなわなければならず、作業性を悪
くする原因となっていた。
なお、図示はしないが陰極３は、円筒状陽極体１の円形
端面底部に配置しても良い。また周縁、底面の双方へ陰
極３を配置しても良いが、この時はコンデンサ素子の組
立はさらに複雑になり、しかも外形もさらに大きくなる
。
端面底部に配置しても良い。また周縁、底面の双方へ陰
極３を配置しても良いが、この時はコンデンサ素子の組
立はさらに複雑になり、しかも外形もさらに大きくなる
。
この発明は、従来のこのような欠点を改良し、小型でか
つ製造容易な弁金属−リチウムコンデンサを提供するこ
とを目的としたものである。
つ製造容易な弁金属−リチウムコンデンサを提供するこ
とを目的としたものである。
この発明は、表面に誘電体酸化皮膜層が形成された弁金
属からなる陽極体を、電解液とともに、内面にリチウム
層が形成されたアルミニウムケースに収納し、ケース開
口部を密閉したことを特徴としている。
属からなる陽極体を、電解液とともに、内面にリチウム
層が形成されたアルミニウムケースに収納し、ケース開
口部を密閉したことを特徴としている。
以下実施例に基づきこの発明の詳細な説明する。
第１図はこの発明の弁金属−リチウムコンデンサの構造
をあられした断面図である。
をあられした断面図である。
図において、陽極体１０は箔状のアルミニウムを巻回し
て円筒状に形成したものである。この陽極体ｌＯの箔状
のアルミニウムはその表面が波面化のため電解エツチン
グ処理がなされており、さらにその表面には陽極酸化処
理によって誘電体酸化皮膜層が形成されている。この実
施例では厚さ８０μｍの高純度アルミニウム箔を用い、
表面を電解エツチングにより波面化した後、陽極酸化電
圧４Ｖで誘電体層を形成したものを短冊状に切断したも
のを巻回して構成した。なおこのアルミニウム箔の略中
央部に陽極タブ１１として先端部を偏平に加工したアル
ミニウム棒を前記偏平部が電掻箔に当接するように配置
し、ステッチ処理により電気的に接続をおこなっている
。この陽極タブ１１の外方の先端には、陽極リード線１
７が接続されている。
て円筒状に形成したものである。この陽極体ｌＯの箔状
のアルミニウムはその表面が波面化のため電解エツチン
グ処理がなされており、さらにその表面には陽極酸化処
理によって誘電体酸化皮膜層が形成されている。この実
施例では厚さ８０μｍの高純度アルミニウム箔を用い、
表面を電解エツチングにより波面化した後、陽極酸化電
圧４Ｖで誘電体層を形成したものを短冊状に切断したも
のを巻回して構成した。なおこのアルミニウム箔の略中
央部に陽極タブ１１として先端部を偏平に加工したアル
ミニウム棒を前記偏平部が電掻箔に当接するように配置
し、ステッチ処理により電気的に接続をおこなっている
。この陽極タブ１１の外方の先端には、陽極リード線１
７が接続されている。
次に、この陽極体１０電解コンデンサ用セパレータ紙１
２で覆い、その終端をポリビニルアルコールで固着し、
２５０℃で１０分間乾燥させた後、プロピレンカーボネ
ート溶媒にＩＭのホウ弗化リチウム（ＬｉＢＦ４）を溶
解させた電解液を含浸し、直径１２．５ｍｌ、高さ１５
１１の有底筒状のアルミニウムケース１３に収納した。
２で覆い、その終端をポリビニルアルコールで固着し、
２５０℃で１０分間乾燥させた後、プロピレンカーボネ
ート溶媒にＩＭのホウ弗化リチウム（ＬｉＢＦ４）を溶
解させた電解液を含浸し、直径１２．５ｍｌ、高さ１５
１１の有底筒状のアルミニウムケース１３に収納した。
なお、このアルミニウムケース１３は、あらかじめリチ
ウムイオンを含む溶液を注入し、アルミニウムケース１
３を陰極として通電をおこなって、内面にドーピング処
理によるリチウム層１４を形成したものを用いた。また
このアルミニウムケース１３の外底面中央部には、陰極
リード線１５が溶接により接続されている。
ウムイオンを含む溶液を注入し、アルミニウムケース１
３を陰極として通電をおこなって、内面にドーピング処
理によるリチウム層１４を形成したものを用いた。また
このアルミニウムケース１３の外底面中央部には、陰極
リード線１５が溶接により接続されている。
そして、前記アルミニウムケース１３の開口部に、中央
部に陽極タブ１１を挿通させるための貫通孔を有する合
成ゴムからなる円板状の封口部材１６で閉じ、アルミニ
ウムケース１３の開口部周縁を巻締めして密閉をおこな
ったものである。
部に陽極タブ１１を挿通させるための貫通孔を有する合
成ゴムからなる円板状の封口部材１６で閉じ、アルミニ
ウムケース１３の開口部周縁を巻締めして密閉をおこな
ったものである。
このようにして完成した弁金属−リチウムコンデンサを
６■の電圧で４時間エージングした結果、静電容量７７
００μＦのコンデンサが得られた。
６■の電圧で４時間エージングした結果、静電容量７７
００μＦのコンデンサが得られた。
以上のように構成したので、陽極体１と陰極であるアル
ミニウムケース１３の内面のリチウム層１４がセパレー
タ紙１２を介して対峙し、コンデンサを形成することが
できる。また外部との電気的接続は、陽極側は陽極体１
０に接続された陽極タブ１１通じ、その先端に接続され
た陽極リード線１７で、陰極側はアルミニウムケース１
３に接続された陰極リードノ線１５でおこなうことがで
きる。
ミニウムケース１３の内面のリチウム層１４がセパレー
タ紙１２を介して対峙し、コンデンサを形成することが
できる。また外部との電気的接続は、陽極側は陽極体１
０に接続された陽極タブ１１通じ、その先端に接続され
た陽極リード線１７で、陰極側はアルミニウムケース１
３に接続された陰極リードノ線１５でおこなうことがで
きる。
なお、この実施例では陽極体としてアルミニウムを用い
たが、タンタル、ニオブ、ジルコニウム、チタン等の他
の弁金属を用いることもできる。
たが、タンタル、ニオブ、ジルコニウム、チタン等の他
の弁金属を用いることもできる。
また、陽極体構造として、実施例では箔状の金属を巻回
したものを挙げたが、これは弁金属粉末を焼結させた多
孔質体であっても勿論差支えない。
したものを挙げたが、これは弁金属粉末を焼結させた多
孔質体であっても勿論差支えない。
また陽極体形状についてもこの実施例の円筒状に限定さ
れるものではなく、対峙する外装ケースの内面に沿うも
のであれば角柱状、直方体等でもよい。
れるものではなく、対峙する外装ケースの内面に沿うも
のであれば角柱状、直方体等でもよい。
さらに、実施例では外装ケース内面のリチウム層形成に
ドーピング処理によるリチウム層を形成したものを例示
したが、これについても、リチウム層は、例えばアルミ
ニウムとリチウムとのクラツド材で内面にリチウムがあ
られれるようにケースを形成してもよいし、リチウムと
アルミニウムもしくは他の金属との合金を外装ケースと
して用いてもこの発明の目的は達することができる。
ドーピング処理によるリチウム層を形成したものを例示
したが、これについても、リチウム層は、例えばアルミ
ニウムとリチウムとのクラツド材で内面にリチウムがあ
られれるようにケースを形成してもよいし、リチウムと
アルミニウムもしくは他の金属との合金を外装ケースと
して用いてもこの発明の目的は達することができる。
以上述べたように、この発明によれば弁金属を陽極体に
用い、陽極体を収納する外装ケースの少なくとも内面に
リチウム層を形成されたものを用いたので、従来のよう
に別にリチウム陰極を陽極体に対峙して取り付ける必要
がなく、コンデンサ製造工程を大幅に簡略化できる。
用い、陽極体を収納する外装ケースの少なくとも内面に
リチウム層を形成されたものを用いたので、従来のよう
に別にリチウム陰極を陽極体に対峙して取り付ける必要
がなく、コンデンサ製造工程を大幅に簡略化できる。
また、陰極が外装ケースで代用できるので、コンデンサ
の外形形状を小さくすることができる。
の外形形状を小さくすることができる。
また外形形状を従来と同じ大きさにすれば、従来の陰極
収納容積だけ陽極体を増やすことができ、実質の静電容
量を増やすことができるなどの利点があり、弁金属−リ
チウムコンデンサとして優れたものである。
収納容積だけ陽極体を増やすことができ、実質の静電容
量を増やすことができるなどの利点があり、弁金属−リ
チウムコンデンサとして優れたものである。
第１図はこの発明の弁金属−リチウムコンデンサの構造
をあられした断面図。第２図は従来の弁金属−リチウム
コンデンサの構造をあられした断面図である。 １０・・・陽極体、１１・・・陽極リード、１２・・・
セパレータ紙、１３・・・アルミニウムケース、１４・
・・リチウム層、１５・・陰極リード線、１６・・・封
口部材、１７・・・陽極リード線。
をあられした断面図。第２図は従来の弁金属−リチウム
コンデンサの構造をあられした断面図である。 １０・・・陽極体、１１・・・陽極リード、１２・・・
セパレータ紙、１３・・・アルミニウムケース、１４・
・・リチウム層、１５・・陰極リード線、１６・・・封
口部材、１７・・・陽極リード線。
Claims (1)
- （１）表面に誘電体酸化皮膜層が形成された弁金属から
なる陽極体を、電解液とともに、内面にリチウム層が形
成された金属ケースに収納し、ケース開口部を密閉した
ことを特徴とする弁金属−リチウムコンデンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61290679A JPS63142806A (ja) | 1986-12-06 | 1986-12-06 | 弁金属−リチウムコンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61290679A JPS63142806A (ja) | 1986-12-06 | 1986-12-06 | 弁金属−リチウムコンデンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63142806A true JPS63142806A (ja) | 1988-06-15 |
Family
ID=17759089
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61290679A Pending JPS63142806A (ja) | 1986-12-06 | 1986-12-06 | 弁金属−リチウムコンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63142806A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008098279A (ja) * | 2006-10-10 | 2008-04-24 | Toyo Aluminium Kk | アルミニウム電解コンデンサ用電極材及びその製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61184812A (ja) * | 1984-12-14 | 1986-08-18 | 日本ケミコン株式会社 | リチウム／弁金属酸化物／弁金属コンデンサ |
-
1986
- 1986-12-06 JP JP61290679A patent/JPS63142806A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61184812A (ja) * | 1984-12-14 | 1986-08-18 | 日本ケミコン株式会社 | リチウム／弁金属酸化物／弁金属コンデンサ |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008098279A (ja) * | 2006-10-10 | 2008-04-24 | Toyo Aluminium Kk | アルミニウム電解コンデンサ用電極材及びその製造方法 |
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