專(zhuān)利名稱(chēng)：鋁電解電容器及其制法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋁電解電容器及其制法。
鋁電解電容器在高溫環(huán)境氣氛中無(wú)負(fù)荷下放置時(shí)，則電容量降低，同時(shí)產(chǎn)生氣體，內(nèi)壓上升成為液漏的原因。這是由于由鋁構(gòu)成的陰極箔的腐蝕引起的，在電解液內(nèi)添加水的系統(tǒng)，更加顯著。此外在加負(fù)荷的高溫下放置時(shí)，由鋁構(gòu)成的陽(yáng)極引線受到電解腐蝕，最后達(dá)到斷線。
作為防止這樣鋁的腐蝕的方法，眾知的傳統(tǒng)的方法是用磷酸對(duì)鋁表面進(jìn)行處理，形成磷酸鋁的覆蓋膜的方法(參照特開(kāi)照62-17185號(hào)公報(bào))。在該方法中，通過(guò)預(yù)先形成磷酸鋁的覆蓋膜，以防止引起腐蝕反應(yīng)()。
然而，有時(shí)即使進(jìn)行了這樣的處理也不能充分防止腐蝕。尤其是在增加電解液的水份量時(shí)容易引起腐蝕。
為了解決上述課題，本發(fā)明的目的是提供可靠度高的鋁電解電容器及其制法。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的鋁電解電容器是包含外殼、和用于對(duì)前述外殼封口的封口體和封入前述外殼內(nèi)的隔片、陰極、陽(yáng)極及電解液和分別與前述陰極及前述陽(yáng)極連接的2根引線的鋁電解電容器，其特征為；前述陰極及前述陽(yáng)極包含鋁箔，前述引線由鋁構(gòu)成，在前述外殼內(nèi)還包含固體化合物，它對(duì)保持前述電解液的pH一定起作用。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，由于可以防止電解液的pH不過(guò)小，所以可以獲得可靠度高的鋁電解電容器。
在上述鋁電解電容器中，從前述陰極及前述陽(yáng)極中選擇的至少1種電極的表面上形成小凹坑，前述固體化合物也可以配置在前述小凹坑內(nèi)。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，尤其可以防止電極的腐蝕。
在上述鋁電解電容器中，前述固體化合物也可以附著在前述隔片上。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，尤其可以防止電極的腐蝕。
在上述鋁電解電容器中，前述固體化合物也可以附著在前述引線的表面上。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，尤其可以防止引線的腐蝕。
在上述鋁電解電容器中，前述固體化合物是含金屬的化合物，前述金屬變化為陽(yáng)離子期間的氧化電位EM和鋁變化為鋁離子期間的氧化電位EA也可以滿足EM≤EA的關(guān)系。
在上述鋁電解電容器中，前述固體化合物也可以含有從由釔的氧化物、釔的氫氧化物、鋁的氧化物、鋁的氫氧化物、鈧的氧化物、鈧的氫氧化物、鑭的氧化物、鑭的氫氧化物、鐠的氧化物、鐠的氫氧化物、釹的氧化物、釹的氫氧化物、钷的氧化物、钷的氫氧化物、鈰的氧化物、鈰的氫氧化物、釓的氧化物、釓的氫氧化物、鋱的氧化物、鋱的氫氧化物、鏑的氧化物、鏑的氫氧化物、鈥的氧化物、鈥的氫氧化物、鉺的氧化物、鉺的氫氧化物、銩的氧化物、銩的氫氧化物、镥的氧化物、镥的氫氧化物、鈹?shù)难趸?、鈹?shù)臍溲趸飿?gòu)成的群中選擇的至少一種化合物，根據(jù)這種構(gòu)成，可得到可靠度特高的鋁電解電容器。
此外，本發(fā)明的第1制法是包含陰極及陽(yáng)極的鋁電解電容器的制法。它包含以下工序，即(i).把表面形成小凹坑的鋁箔浸漬在金屬硝酸鹽的水溶液內(nèi)的浸漬工序，(ii).在前述(i)的工序之后，通過(guò)把前述鋁箔浸漬到堿性水溶液內(nèi)，在前述小凹坑內(nèi)形成前述金屬的氫氧化物，由此形成從前述陰極及前述陽(yáng)極中選擇的至少一種電極的工序，其特征為，在前述金屬變化為陽(yáng)離子期間的氧化電位EM和鋁變化為鋁離子期間的氧化電位EA滿足EM≤EA的關(guān)系。根據(jù)該制法，可以制造電極難以腐蝕、可靠度高的電解電容器。
在上述第1制法中，前述金屬包含從由釔、鋁、鈧、鑭、鐠、釹、钷、鈰、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、镥及鈹構(gòu)成的群中選擇的至少一種金屬。
在上述第1制法中，前述堿性水溶液的pH也可以在8～12的范圍內(nèi)。
此外，本發(fā)明的第2制法是包含陰極及陽(yáng)極的鋁電解電容器的制法。
它包含以下工序，即(I).把表面上形成小凹坑的鋁箔浸漬到金屬硝酸鹽的水溶液內(nèi)的工序，
(II).在前述(I).的工序之后，通過(guò)對(duì)前述鋁箔進(jìn)行熱處理，在前述小凹坑內(nèi)形成金屬氧化物，由此形成從前述陰極及前述陽(yáng)極中選擇至少一種電極的工序，其特征為，在前述金屬變化為陽(yáng)離子期間的氧化電位EM和鋁變化為鋁離子期間的氧化電位EA滿足EM≤EA的關(guān)系。根據(jù)該制法，可以制造電極難以腐蝕、可靠度高的電解電容器。
在上述第2制法中，前述金屬包含從由釔、鋁、鈧、鑭、鐠、釹、钷、鈰、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、镥及鈹構(gòu)成的群中選擇的至少一種金屬。
以下就本發(fā)明的實(shí)施例參照附圖予以說(shuō)明。以下的實(shí)施形態(tài)只是一個(gè)例子，本發(fā)明不限于以下的實(shí)施形態(tài)。
(實(shí)施形態(tài)1)在實(shí)施形態(tài)1中，對(duì)本發(fā)明的鋁電解電容器予以說(shuō)明。
首先，在鋁電解電容器中，說(shuō)明進(jìn)行電極的腐蝕及引線腐蝕的機(jī)理。
在不加電壓下，放置鋁電解電容器時(shí)，主要腐蝕陰極。該陰極的腐蝕，如以下說(shuō)明那樣，是由于基于電解液中氧濃度的偏移的電池效應(yīng)而發(fā)生的。鋁電解電容器的電容器元件通過(guò)由鋁箔構(gòu)成的陽(yáng)極、鋁箔構(gòu)成的陰極及隔片構(gòu)成。而且陽(yáng)極及陰極夾持隔片牢固地卷成線卷狀。在線卷的外周部分和中心部分之間由于電解液中溶入的氧濃度不同產(chǎn)生電位差。其結(jié)果因電池效應(yīng)腐蝕線卷的中心部分的電極(尤其是陰極)。由于這種腐蝕在電容器元件的中心部分產(chǎn)生()的反應(yīng)，電解液偏移向酸性一方，因此更加速腐蝕。為了防止這樣的電極腐蝕，中和將要增加的H+是最有效果的。
此外，在鋁電解電容器上加電壓時(shí)，主要容易腐蝕陽(yáng)極的引線。該陽(yáng)極引線的腐蝕如以下說(shuō)明那樣，通過(guò)電解腐蝕發(fā)生。在鋁電解電容器上隨著時(shí)間的過(guò)去，內(nèi)部的電解液蒸發(fā)而逐漸減少。這時(shí)，由于附著在該外殼內(nèi)部的陽(yáng)極引線表面上的電解液伴隨蒸發(fā)逐漸喪失緩沖性，所以陽(yáng)極引線變得容易腐蝕。而且一旦產(chǎn)生腐蝕，在由腐蝕形成的小凹坑(Pit)內(nèi)部，H+濃縮，更加速腐蝕。即使對(duì)該陽(yáng)極引線的腐蝕，也和陰極箔腐蝕的情況相同，中和將要增加的H+是有效果的。
對(duì)可以抑止上述腐蝕的實(shí)施形態(tài)1的鋁電解電容器10在

圖1中概略地示出剖面圖。
參照?qǐng)D1，鋁電解電容器10包含用封口體11封口的外殼12和在外殼12內(nèi)封入的電容器元件13和電解液(未圖示)。在圖2中概略地表示電容器元件13的分解斜視圖。電容器元件13包含隔片14和夾持隔片14配置的陽(yáng)極(陽(yáng)極箔)15及陰極(陰極箔)16，和連接陽(yáng)極15的陽(yáng)極引線17和連接陰極16的陰極引線18。下面，有時(shí)對(duì)陽(yáng)極15及陰極16統(tǒng)稱(chēng)為電極箔，對(duì)陽(yáng)極引線17及陰極引線18統(tǒng)稱(chēng)為引線。卷繞隔片14、陽(yáng)極15及陰極16封入外殼12內(nèi)。電解液主要保持在隔片上。
封口體11例如由橡膠或樹(shù)脂構(gòu)成。
關(guān)于電解液，例如可以用在鋁電解電容器內(nèi)一般使用的電解液，例如可以用乙二醇系電解液。具體地說(shuō)，可以用包含水、乙二醇和己二酸銨等的溶劑的電解液。電解液根據(jù)需要包含防腐劑。電解液的初始pH，例如，為5～7左右。尤其是，電解液最好包含30～60質(zhì)量％的水。根據(jù)這種構(gòu)成，可以得到等效串聯(lián)電阻(Equivalent SeriesResistance以下稱(chēng)為ESR)特別低的鋁電解電容器。
對(duì)隔片14，可以用鋁電解電容器內(nèi)一般正在使用的電解紙。例如可以用馬尼拉紙(Manila Paper)。
對(duì)陽(yáng)極15及陰極16，可以用電解電容器內(nèi)一般正在使用的鋁箔。對(duì)陽(yáng)極引線17及陰極引線18，可以用電解電容器內(nèi)一般正在使用的鋁引線。
鋁電解電容器10在外殼12內(nèi)還包含用于維持電解液的pH在一定值的固體化合物(以下有時(shí)稱(chēng)為固體化合物A)。即在鋁電解電容器10中，從由作為其結(jié)構(gòu)構(gòu)件的電極箔、隔片、引線及封口體構(gòu)成的群中選擇的至少一種表面或內(nèi)部，配置固體化合物A。也可以在電解液中分散固體化合物A。
當(dāng)固體化合物A在水溶液中(電解液中)以固體狀態(tài)分散時(shí)，它具有保持水溶液的pH值一定的功能。即；固體化合物A起著緩沖劑(buffer)的功能。
在固體化合物A內(nèi)包含金屬，可以用滿足以下3個(gè)條件的化合物。作為第1條件，必須是在電解液中適度穩(wěn)定地存在的化合物。作為第2條件必須是包含這樣一種金屬的化合物(以下有時(shí)稱(chēng)為金屬M(fèi))，從金屬狀體變化為陽(yáng)離子期間的氧化電位EM與鋁變化為鋁離子期間的氧化電位EA相等或更小。即金屬M(fèi)變化為陽(yáng)離子期間的氧化電位EM和EA滿足EM≤EA(較好滿足EM＜EA)的關(guān)系。作為第3條件，在電解液中必須是中和H+的化合物。
作為滿足這樣一些條件的固體化合物A的具體例，可以列舉例如氧化釔或氫氧化釔。如果電解液想要偏移向酸性側(cè)，則氧化釔，其本身形成釔離子溶解在水溶液中，對(duì)保持pH一定起作用()。即使對(duì)氫氧化釔也同樣起作用()。在鋁電解電容器10中通過(guò)利用固體化合物A的這樣一種性質(zhì)，可以維持電解液的pH一定，抑制腐蝕。
對(duì)固體化合物(A)而言，只要是能滿足以上條件，則氧化釔或的氫氧化釔以外的化合物也都可以使用。具體地說(shuō)，固體化合物A最好包含從由釔的氧化物、釔的氫氧化物、鋁的氧化物、鋁的氫氧化物、鈧的氧化物、鈧的氫氧化物、鑭的氧化物、鑭的氫氧化物、鐠的氧化物、鐠的氫氧化物、釹的氧化物、釹的氫氧化物、钷的氧化物、钷的氫氧化物、鈰的氧化物、鈰的氫氧化物、釓的氧化物、釓的氫氧化物、鋱的氧化物、鋱的氫氧化物、鏑的氧化物、鏑的氫氧化物、鈥的氧化物、鈥的氫氧化物、鉺的氧化物、鉺的氫氧化物、銩的氧化物、銩的氫氧化物、镥的氧化物、镥的氫氧化物、鈹?shù)难趸锛扳數(shù)臍溲趸飿?gòu)成的群中選擇的至少一種化合物。即作為金屬M(fèi)，可以用從由釔、鋁、鈧、鑭、鐠、釹、钷、鈰、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、镥及鈹構(gòu)成的群中選擇的至少一種金屬。如果是具有與上述的化合物同樣性質(zhì)的化合物，則即使是其它化合物也可以作為固體化合物A使用。即使在上述的固體化合物中，由于從氧化物或氫氧化物形成離子而溶解時(shí)的溶解速度比較大，所以尤其是氧化釔或氫氧化釔較好。
以下對(duì)在陰極、隔片、引線或封口體內(nèi)添加固體化合物A的情況順次說(shuō)明。鋁電解電容器10包含從由以下說(shuō)明的電極、隔片、引線及封口體構(gòu)成的群中選擇的至少一種構(gòu)件。
(陰極)作為陰極16，最好使用在表面形成小凹坑(Pit)、固體化合物A配置在小凹坑內(nèi)的鋁箔。對(duì)這樣的鋁箔31在圖3中概略地示出剖面圖。鋁箔31在其表面31s上形成小凹坑31a。小凹坑31a內(nèi)配置固體化合物A。在陽(yáng)極15上也可以用與陰極16同樣的鋁箔。即在從陽(yáng)極15及陰極16選擇的至少一種電極的表面上形成小凹坑，固體化合物A也可以配置在小凹坑內(nèi)。
以下就固體化合物A為氫氧化釔的情況說(shuō)明陰極箔制法的一例。首先，準(zhǔn)備好通過(guò)腐蝕在表面上形成小凹坑的鋁箔。鋁箔的表面上的小凹坑，例如，可以通過(guò)電解腐蝕或化學(xué)腐蝕形成的。
其次通過(guò)把鋁箔浸漬在硝酸釔的水溶液內(nèi)，在鋁箔的小凹坑內(nèi)包含硝酸釔水溶液。其后，把鋁箔浸漬在氫氧化鈉水溶液內(nèi)進(jìn)行處理，在小凹坑內(nèi)附著氫氧化釔。這時(shí)，如果氫氧化鈉水溶液的pH值在8以上是合適的，然而因?yàn)殇X具有在堿水溶液內(nèi)溶解的性質(zhì)，所以最好用盡可能接近中性的堿水溶液處理。具體地說(shuō)，堿水溶液的pH最好在8～12的范圍內(nèi)。此外，因?yàn)楦邷亍らL(zhǎng)時(shí)間處理在鋁箔上受損傷，所以最好進(jìn)行低溫·短時(shí)間處理。
其次，對(duì)固體化合物A為氧化釔的情況予以說(shuō)明。這種情況下，首先把鋁箔浸漬在硝酸釔水溶液內(nèi)，在鋁箔的小凹坑內(nèi)包含硝酸釔水溶液。其后通過(guò)對(duì)鋁箔進(jìn)行熱處理使硝酸釔熱分解，在小凹坑內(nèi)附著氧化釔。熱處理，例如可以在大氣中500℃、10分鐘的條件下進(jìn)行。
即使固體化合物A是釔以外的金屬氫氧化物或氧化物的情況下，也可以用同樣的方法形成固體化合物A。
(隔片)作為隔片14，最好用在表面上附著固體化合物A的隔片。對(duì)這樣的隔片41，在圖4中概略地示出剖面圖。在隔片41的表面41s上附著固體化合物A。
以下，在表面附著固體化合物A的隔片可以把固體化合物A(例如氧化釔)的粉末直接研磨到隔片中。對(duì)隔片而言，可以用在鋁電解電容器內(nèi)一般用的電解紙，例如可以用馬尼拉紙。
固體化合物A(例如氧化釔)的粉末，即使對(duì)市售的粉末原封不動(dòng)地使用也可，最好對(duì)市售的粉末用研缽粉碎，使粒徑變得更小使用。通過(guò)使粒徑變小，可以提高對(duì)隔片的附著性，而且作為固體化合物起作用期間也容易離子化。具體地講，粉末的平均粒徑最好在1μm～100μm的范圍內(nèi)。
(引線)
作為引線(尤其是陽(yáng)極引線17)，最好用在表面上附著固化合物A的引線。對(duì)這樣的引線51，在圖5上示出剖面圖。引線51由棒狀鋁構(gòu)成，并包含卷纏電極箔的部分51a和配置在封口體的貫通孔內(nèi)的部分51b。而且，在部分51b的表面上附著固體化合物A。
在作為固體化合物A用氫氧化釔或氧化釔時(shí)，可以用與上述陰極箔同樣的方法制作附著固體化合物A的引線。
對(duì)附著固體化合物A的引線，可以用在鋁電解電容器內(nèi)一般使用的鋁引線。
(封口體)作為封口體11最好用包含固體化合物A的封口體。具體地說(shuō)，封口體11最好由添加固體化合物A的橡膠或樹(shù)脂構(gòu)成。對(duì)這樣的封口體61，在圖6中概略地示出剖面圖。封口體61有圓盤(pán)狀形狀，形成插入引線的2個(gè)貫通孔61h。在封口體61的內(nèi)部添加固體化合物A。
對(duì)橡膠材料，例如可以用作為異丁烯和異戊二烯和二乙烯基苯的共聚物的異丁橡膠聚合物。固體化合物A的粉末在制造構(gòu)成封口體材料的橡膠階段，可以與其它材料一起添加。最好添加的固體化合物A的粉末的平均粒徑在1μm～100μm的范圍內(nèi)。
鋁電解電容器10包含對(duì)保持電解液的pH一定起作用的固體化合物A。因此可以防止由電極(尤其是陰極)的腐蝕產(chǎn)生的電容量降低，此外，可以防止無(wú)負(fù)荷放置時(shí)發(fā)生氣體。從而如果用鋁電解電容器10，可獲得可靠度高的電容器。在壽命相同的條件下與傳統(tǒng)的鋁電解電容器進(jìn)行比較時(shí)，因?yàn)樵阡X電解電容器10中可以用水份量多的電導(dǎo)率高的電解液，所以可以進(jìn)一步降低ESR。此外，通過(guò)用添加固體化合物A的引線或封口體，可獲得難以產(chǎn)生引線斷線的電容器。
(實(shí)施形態(tài)2)在實(shí)施形態(tài)2中，對(duì)用于制造鋁電解電容器的本發(fā)明的第1制法予以說(shuō)明。
對(duì)實(shí)施形態(tài)2的制法在圖7中示出工序剖面圖。在該制法中，首先如圖7(a)所示，把在表面形成小凹坑(參照?qǐng)D3)的鋁箔71在金屬的硝酸鹽的水溶液72內(nèi)浸漬(工序i)。通過(guò)該工序，在鋁箔71的小凹坑內(nèi)填充水溶液72。在水溶液72內(nèi)，可以用實(shí)施形態(tài)1中說(shuō)明的金屬M(fèi)的硝酸鹽水溶液。具體地說(shuō)，可以用包含從釔、鋁、鈧、鑭、鐠、釹、钷、鈰、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、镥及鈹構(gòu)成的群中選擇至少一種金屬的硝酸鹽水溶液。在水溶液72中的硝酸鹽的濃度例如在0.05mol/L～0.5mol/L的范圍內(nèi)。
其后，如圖7(b)所示，通過(guò)把鋁箔71浸漬在堿性水溶液73內(nèi)，在小凹坑內(nèi)形成金屬M(fèi)的氫氧化物(工序(ii))。這樣一來(lái)，得到在小凹坑內(nèi)形成金屬M(fèi)的氫氧化物(化合物A)的鋁箔71，以此作為從陰極及陽(yáng)極中選擇的至少一種電極使用。鋁箔71作為陰極使用效果特好。
上述電極形成方法以外，用與通常制法同樣的工序制造鋁電解電容器。具體地講，分別把陽(yáng)極箔及陰極箔連接到陽(yáng)極引線及陰極引線上。而且在夾持隔片下、把陽(yáng)極箔和陰極箔卷成線卷狀，形成電容器元件，在隔片上含浸電解液。其后，把電容器元件插入外殼內(nèi)，用封口體對(duì)外殼封口。這樣一來(lái)，可以制造鋁電解電容器。根據(jù)實(shí)施形態(tài)2的制法，可以制造在電極上附著固體化合物A的本發(fā)明的鋁電解電容器。
(實(shí)施形態(tài)3)在實(shí)施形態(tài)3中，對(duì)于制造鋁電解電容器的本發(fā)明的第2制法予以說(shuō)明。對(duì)與實(shí)施形態(tài)2同樣的部分附同一符號(hào)，省略重復(fù)說(shuō)明。
在實(shí)施形態(tài)3的制法中，首先，如圖7(a)所示，把在表面上形成小凹坑(參照?qǐng)D3)的鋁箔71浸漬在金屬的硝酸鹽的水溶液72內(nèi)(工序I)。工序(I)與在實(shí)施形態(tài)2說(shuō)明的工序(i)是同樣的。通過(guò)該工序，在鋁箔71的小凹坑內(nèi)充填水溶液72。對(duì)水溶液72內(nèi)可以用實(shí)施形態(tài)1說(shuō)明的金屬M(fèi)的硝酸鹽水溶液。具體地說(shuō)，可以用包含從釔、鋁、鈧、鑭、鐠、釹、钷、鈰、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、镥及鈹構(gòu)成的群中選擇至少一種金屬的硝酸鹽水溶液。水溶液72中的硝酸鹽的濃度，例如在0.05mol/L～0.5mol/L的范圍內(nèi)。
其后，把鋁箔71從水溶液72中取出進(jìn)行干燥。而且通過(guò)對(duì)鋁箔71進(jìn)行熱處理，在小凹坑內(nèi)形成金屬M(fèi)的氧化物(工序II)，通過(guò)該熱處理，金屬M(fèi)的硝酸鹽熱分解，形成金屬M(fèi)的氧化物。熱處理可以在例如500℃、10分鐘的條件下進(jìn)行。這樣一來(lái)，得到在小凹坑內(nèi)形成金屬M(fèi)的氫氧化物(化合物A)的鋁箔71，將其作為從陰極及陽(yáng)極中選擇的至少一種電極使用。鋁箔71用作陰極效果特好。
上述電極的形成方法以外，正如實(shí)施形態(tài)2說(shuō)明的那樣，制造鋁電解電容器。根據(jù)實(shí)施形態(tài)3的制法，可以制造在電極上附著固體化合物A的本發(fā)明的鋁電解電容器。以下用實(shí)施例對(duì)本發(fā)明更加詳細(xì)地說(shuō)明。在實(shí)施例1中，對(duì)在陰極箔的表面及腐蝕小凹坑的空洞部附著固體化合物A的一例予以說(shuō)明。
首先，準(zhǔn)備濃度為10質(zhì)量％的硝酸釔水溶液。作為陰極箔準(zhǔn)備低壓電解電容器用的鋁箔。其次，鋁箔在硝酸釔水溶液內(nèi)浸漬數(shù)秒鐘，使硝酸釔充分滲透鋁箔上。接著，從硝酸釔水溶液中提升鋁箔，除去多余的溶液。接著用堿性水溶液處理鋁箔。具體地說(shuō)，把鋁箔在氫氧化鈉水溶液(pH8)中浸漬10秒鐘。而且，浸漬后提升鋁箔，除去多余的溶液。最后在析出的氫氧化釔在不從鋁箔流落的那種程度下用純水輕輕水洗鋁箔，進(jìn)行干燥。按照以上所示順序使氫氧化釔附著在鋁箔表面及內(nèi)部的腐蝕小凹坑壁面上形成陰極箔。
使用這樣形成的陰極箔制作鋁電解電容器。對(duì)陰極箔以外部分用通常的構(gòu)件。在實(shí)施例2中，對(duì)隔片上附著固體化合物A的一例予以說(shuō)明。
首先，對(duì)氧化釔的試藥(和光純藥工業(yè)株式會(huì)社制，純度99.99％以上)用研缽粉碎作成微粒狀。作為隔片準(zhǔn)備低壓電解電容器用的電解紙的馬尼拉紙。而且把微粒狀的氧化釔粉末使用網(wǎng)眼細(xì)的篩子均勻分散在隔片上，用手指研磨，使氧化釔粉末附著在隔片上。其后，拂落殘余的粉末。這樣制作附著氧化釔粉末的隔片。在本實(shí)施例中，大約每1cm2隔片上附著0.1mg的氧化釔。使用這樣制作的隔片，制作鋁電解電容器，隔片以外的部分用通常的構(gòu)件。在比較例1中，使用未進(jìn)行固體化合物A附著處理的陰極箔及隔片，制作鋁電解電容器。對(duì)陰極箔及隔片以外部分作成與實(shí)施例1及2的鋁電解電容器同樣的結(jié)構(gòu)。
對(duì)上述實(shí)施例1及2以及比較例1的電容器在不加電壓的狀態(tài)下進(jìn)行高溫下放置試驗(yàn)，試驗(yàn)通過(guò)在85℃下放置5000小時(shí)進(jìn)行。
其后分解各自的電容器，調(diào)研陰極箔腐蝕的情況及陰極箔的電容量變化。通過(guò)在放置試驗(yàn)前后目視觀察陰極箔的腐蝕情況并進(jìn)行評(píng)價(jià)。此外，陰極箔電容量變化用電容量維持率(％)＝{(高溫放置試驗(yàn)后的電容量)/(高溫放置試驗(yàn)前的電容量)}×100的公式評(píng)價(jià)。
其結(jié)果，在實(shí)施例1及2的電容器中，陰極箔的外觀沒(méi)有變化，電容量維持率為95％。另一方面，在比較例的電容器中，陰極箔的外觀變化為黑色，電容量維持率為60％。這樣，在比較例1的電容器中通過(guò)高溫放置試驗(yàn)，陰極箔的電容量大大降低，與此相反，在實(shí)施例1及2的鋁電解電容器中，陰極箔的電容量幾乎不變。
(實(shí)施例3)在實(shí)施例3中，對(duì)陽(yáng)極引線的表面附著固體化合物A的一例予以說(shuō)明。首先，作為陽(yáng)極引線準(zhǔn)備低壓電解電容器用的鋁引線。把該陽(yáng)極引線浸漬在硝酸釔水溶液內(nèi)，在陽(yáng)極引線的表面上附著釔離子。接著通過(guò)用堿水溶液處理該陽(yáng)極引線，在陽(yáng)極引線表面上附著氫氧化釔，附著氫氧化釔的順序或條件與實(shí)施例1說(shuō)明的一樣。用這樣制作的陽(yáng)極引線制作鋁電解電容器。對(duì)陽(yáng)極引線以外的部分，用通常的構(gòu)件。
(實(shí)施例4)在實(shí)施例4中，對(duì)在封口體上添加固體化合物A的一例予以說(shuō)明。在實(shí)施例4中，在制造封口體中使用的橡膠階段，作為添加劑添加氧化釔，制作封口體。對(duì)構(gòu)成材料的橡膠，使用異丁烯、異戊二烯及二乙烯基苯的共聚物構(gòu)成的異丁橡膠聚合物。另外，每19橡膠添加10mg氧化釔。用該橡膠構(gòu)成的封口體制作鋁電解電容器。對(duì)封口體以外的部分，用通常的構(gòu)件。
(比較例2)在比較例2中，使用未進(jìn)行附著固體化合物A的處理的陽(yáng)極引線及封口體制作鋁電解電容器。對(duì)陽(yáng)極引線及封口體以外的部分，采取與實(shí)施例3及4的鋁電解電容器同樣的結(jié)構(gòu)。
對(duì)上述實(shí)施例3及4、以及比較例的鋁電解電容器，邊加電壓邊在高溫下放置進(jìn)行試驗(yàn)。通過(guò)加6.3V電壓、在85℃下放置5000小時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)。
在放置試驗(yàn)后，分別分解各電容器，調(diào)研陽(yáng)極引線腐蝕的情況。通過(guò)目視觀察放置試驗(yàn)前后的陽(yáng)極引線，進(jìn)行評(píng)價(jià)。
其結(jié)果，在比較例的電容器上，在高溫放置試驗(yàn)后，在陽(yáng)極引線的表面上觀察到許多點(diǎn)腐蝕凹坑。與此相反，在實(shí)施例3及4的鋁電解電容器上幾乎未觀察到點(diǎn)腐蝕痕跡。
以上就本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)舉例說(shuō)明，然而，本發(fā)明不限于上述實(shí)施形態(tài)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)思想也可以在其它實(shí)施形態(tài)中使用。
正如以上說(shuō)明所示，根據(jù)本發(fā)明的鋁電解電容器可獲得可靠度高的鋁電解電容器。此外，根據(jù)本發(fā)明的第1及第2制法，可以制造可靠度高的鋁電解電容器。
下面對(duì)附圖作簡(jiǎn)單的說(shuō)明。
圖1是示出本發(fā)明鋁電解電容器一例的剖面圖。
圖2是圖1所示鋁電解電容器一部分的分解透視圖。
圖3是示出對(duì)本發(fā)明的鋁電解電容器的陰極箔一例的剖面圖。
圖4是示出對(duì)本發(fā)明的鋁電解電容器的隔片一例的剖面圖。
圖5是示出對(duì)本發(fā)明的鋁電解電容器的引線一例的剖面圖。
圖6是示出對(duì)本發(fā)明的鋁電解電容器的封口體一例的剖面圖。
圖7是示出對(duì)用于制造鋁電解電容器的本發(fā)明制法一例的工序圖。
下面對(duì)附圖中的符號(hào)加以說(shuō)明。
10鋁電解電容器，11，61封口體，12外殼，13電容器元件，14，41隔片，15陽(yáng)極箔，16，31陰極箔，17，51陽(yáng)極引線，18陰極引線，31S，41S表面，31a小凹坑，61h貫通孔，71鋁箔，72水溶液，73堿性水溶液。
權(quán)利要求
1.一種鋁電解電容器，該鋁電解電容器是包含外殼、為對(duì)前述外殼封口用的封口體和封入前述外殼內(nèi)的隔片、陰極、陽(yáng)極及電解液和分別連接在前述陰極及前述陽(yáng)極上的2根引線的鋁電解電容器，其特征在于，前述陰極及前述陽(yáng)極含有鋁箔，上述引線是由鋁構(gòu)成的，在前述外殼內(nèi)，還包含對(duì)保持前述電解液的pH一定起作用的固體化合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解電容器，其特征為，在從前述陰極及陽(yáng)極中選擇的至少一種電極的表面上形成小凹坑，前述固體化合物配置在前述小凹坑內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解電容器，其特征為，前述固體化合物附著在前述隔片上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解電容器，其特征為，前述固體化合物附著在前述引線的表面上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解電容器，其特征為，前述封口體含有前述固體化合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解電容器，其特征為，前述固體化合物是含有金屬的化合物，前述金屬在變化為陽(yáng)離子期間的氧化電位EM和鋁在變化為鋁離子期間的氧化電位EA滿足EM≤EA的關(guān)系。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解電容器，其特征為，前述固體化合物含有從由釔的氧化物、釔的氫氧化物、鋁的氧化物、鋁的氫氧化物、鈧的氧化物、鈧的氫氧化物、鑭的氧化物、鑭的氫氧化物、鐠的氧化物、鐠的氫氧化物、釹的氧化物、釹的氫氧化物、钷的氧化物、钷的氫氧化物、鈰的氧化物、鈰的氫氧化物、釓的氧化物、釓的氫氧化物、鋱的氧化物、鋱的氫氧化物、鏑的氧化物、鏑的氫氧化物、鈥的氧化物、鈥的氫氧化物、鉺的氧化物、鉺的氫氧化物、銩的氧化物、銩的氫氧化物、镥的氧化物、镥的氫氧化物、鈹?shù)难趸锛扳數(shù)臍溲趸飿?gòu)成的群中選擇的至少1種化合物。
8.一種鋁電解電容器的制法，該制法是包含陰極及陽(yáng)極的鋁電解電容器的制法，其特征在于，該制法包含以下工序，(i).把表面上形成小凹坑的鋁箔，浸漬在金屬的硝酸鹽的水溶液內(nèi)的浸漬工序，(ii).在前述(i)的工序之后，通過(guò)把前述鋁箔浸漬在堿性水溶液內(nèi)，在前述小凹坑內(nèi)形成前述金屬的氫氧化物，由此形成從前述陰極及前述陽(yáng)極中選擇的至少一種電極的工序，而且前述金屬在變化為陽(yáng)離子期間的氧化電位EM和鋁在變化為鋁離子期間的氧化電位EA滿足EM≤EA的關(guān)系。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鋁電解電容器的制法，其特征為，前述金屬包含從由釔、鋁、鈧、鑭、鐠、釹、钷、鈰、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、镥及鈹構(gòu)成的群中選擇至少一種金屬。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鋁電解電容器的制法，其特征為，前述堿性水溶液的pH是8～12的范圍內(nèi)。
11.一種鋁電解電容器的制法，該鋁電解電容器的制法是包含陰極及陽(yáng)極的鋁電解電容器的制法，其特征在于，該制法包含以下工序，(I).把表面上形成小凹坑的鋁箔浸漬在金屬的硝酸鹽水溶液內(nèi)的浸漬工序，(II).在前述(I)的工序之后，通過(guò)對(duì)前述鋁箔進(jìn)行熱處理，在前述小凹坑內(nèi)形成前述金屬的氧化物，由此形成從前述陰極及前述陽(yáng)極中選擇的至少一種電極的工序，而且前述金屬在變化為陽(yáng)離子期間的氧化電位EM和鋁在變化為鋁離子期間的氧化電位EA滿足EM≤EA的關(guān)系。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的鋁電解電容器的制法，其特征為，前述金屬包含從由釔、鋁、鈧、鑭、鐠、釹、钷、鈰、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、镥及鈹構(gòu)成的群中選擇至少一種金屬。
全文摘要
鋁電解電容器包含外殼12,用于對(duì)外殼12封口的封口體11,封入外殼12內(nèi)的隔片,陰極、陽(yáng)極及電解液,與陽(yáng)極連接的陽(yáng)極引線17,陰極包含鋁箔,在外殼12內(nèi)還包含固體化合物,它對(duì)保持電解液的pH一定起作用。
文檔編號(hào)H01G9/042GK1327245SQ0111946
公開(kāi)日2001年12月19日 申請(qǐng)日期2001年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月31日
發(fā)明者中田泰彥, 棚橋正和, 井垣惠美子, 嶋田干也 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社