固体电解电容器及固体电解电容器用外壳的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种固体电解电容器(condenser)及固体电解电容器用外壳(case)。
【背景技术】
[0002]已知一种在外壳底面部和电容元件之间配置了绝缘材料的传统电解电容器(如专利文献一记载)。
[0003]图15表示传统电解电容器900，图15(a)表示电解电容器900的剖视图，图15(b)表示电容器元件920的分解斜视图。另外，图15中，符号950，952分别表示引线(lead)。
[0004]如图15所示，传统电解电容器900的结构如下:金属制外壳(case)910，底面部912和从底面部912垂直向上延伸的侧面部914以及在侧面部914的顶端形成的开口部916 ;电容元件920，内藏在外壳910的阳极箔922和阴极箔924之间以加隔片(separator) 926的方式重叠卷绕起来，在阳极箔922和阴极箔924之间充填有电解液(未图示)；在电容元件920内藏在外壳910的状态下，把外壳910的开口部916封填起来的封口材料930，在外壳910的底面部912和电容元件920之间配置绝缘材料940。
[0005]在传统电解电容器900中，阳极箔922的表面(包括顶端表面)形成氧化膜。另外，绝缘材料940由聚乙稀(polyethylene)，聚丙稀(polypropylene)或聚稀经(polyolefin)等的树脂构成。
[0006]传统电解电容器900由于底面部912和电容元件920之间被配置了绝缘材料940，这就确保了外壳910与电容元件920之间的绝缘性。
[0007]此外，传统电解电容器900由于底面部912和电容元件920之间被配置了绝缘材料940，这就使底面部912和电容元件920之间的间隙变小，成为耐振动性强的电解电容器。
[0008]另外，传统电解电容器900由于阳极箔922和阴极箔924之间充填有电解液，因此，即使在易发生氧化膜缺损的阳极箔的顶端发生了缺损，也能够通过电解液的水分修复该缺损，其结果，就成为耐高压，而且漏电流小的电解电容器。
[0009]已有技术文献
[0010]【专利文献】
[0011]【专利文献一】特开2012-44096号公报
[0012]【专利文献二】特开2010-98131号公报
【发明内容】
[0013]近年来，在电容器的技术领域，相比使用电解液的电解电容器，人们在寻求一种长寿命，等效串联电阻(ESR)低的固体电解电容器。可是，由于固体电解电容器的阳极箔和阴极箔之间没有充填电解液，在易发生氧化膜缺损的阳极箔的顶端发生了缺损，不能够修复该缺损。因此，就存在着难以制造耐高压，漏电流小并且比传统产品寿命长的固体电解电容器这样的课题。
[0014]于是，为了解决所述课题，本发明的目的是提供一种耐高压，漏电流小并且比传统产品寿命长的固体电解电容器，以及这样的固体电解电容器使用的外壳。
[0015]本发明的发明者们为了达到所述目的，通过锐意努力，发现了即使固体电解电容器没有电解液也能够修复氧化膜缺损的方法，即在外壳底面部与电容元件之间以及(或者)电容元件与封口材料之间，设置由亲水性合成树脂构成的绝缘材料，以亲水性合成树脂所保持着的水分来修复氧化膜的缺损。
[0016]接着，本发明的发明者们通过进一步的锐意努力，发现了所述亲水性合成树脂构成的绝缘材料必须是一种在发生氧化膜缺损时，具有高效修复该缺损功能的“氧化膜修复体”。有助于修复该缺损的物质可例举为:水，离子(1n)性物质(在水中具有离子化官能团的物质)以及能够供氧的物质。
[0017]例如，作为所述由亲水性合成树脂构成的绝缘材料，有专利文献二记载的聚乙烯醇(polyvinyl alcohol)构成的绝缘体材料，虽然该绝缘材料拥有修复缺损的功能，保持并供应水分，但是，由于它不具备长期供应修复缺损用水的能力(参考下述试验例I)，因此，它不适用作为比传统产品更长寿命的固体电解电容器用的氧化膜修复体。
[0018]据此，在外壳底面部和电容元件之间以及(或者)电容元件和封口材料之间，配置以亲水性合成树脂构成的氧化膜修复体，即可解决所述的问题，本发明的发明者们完成了本发明。
[0019][I]本发明的固体电解电容器，包括:
[0020]有底筒状外壳，具有底面部，和从所述底面部垂直延伸的侧面部以及在所述侧面部的顶端形成的开口部；
[0021 ] 电容元件，内藏在所述外壳中，在阳极箔和阴极箔之间以加隔片状态被重叠卷绕，在所述阳极箔和所述阴极箔之间充填有固体电解质；
[0022]封口材料，在所述电容元件内藏在所述外壳的状态下，对所述外壳的所述开口部进行封口，其特征在于:
[0023]在所述外壳底面部和所述电容元件之间以及所述电容元件和所述封口材料之间的至少一方中配置了由亲水性合成树脂构成的氧化膜修复体。
[0024]本发明的固体电解电容器在外壳底面部和电容元件之间以及电容元件和封口材料之间，至少一方中，配置了由亲水性合成树脂构成的氧化膜修复体，因此，即使在易发生氧化膜缺损的阳极箔或阴极箔的顶端产生了缺损，氧化膜修复体持有的水分能够修复该缺损，这样，就获得了耐高压，漏电流小并且比传统产品寿命长的固体电解电容器。
[0025]本说明书中，“亲水性合成树脂”是指，侧链含有亲水性官能团的合成树脂或者主链含有体现氢键键合键的合成树脂。另外，本说明书中，“氧化膜修复体”是指，发生氧化膜缺损时，持有可修复该缺损的水分结构体。可修复该缺损的水分含量在2wt%?40#%的范围内。
[0026]本发明的固体电解电容器在外壳底面部和电容元件之间以及电容元件和封口材料之间，至少一方中，配置了由亲水性合成树脂构成的氧化膜修复体，因此，外壳底面部和电容元件以及电容元件和封口材料的间隙变小，此外，氧化膜修复体作为缓冲材料，使固体电解电容器具有强大的耐振动性。
[0027]此外，本发明的固体电解电容器在外壳底面部和电容元件之间以及电容元件和封口材料之间，至少一方中，配置了由亲水性合成树脂构成的氧化膜修复体，因此，它确保了外壳底面部和电容元件以及(或者)电容元件和封口材料之间的绝缘性。
[0028][2]本发明的固体电解电容器使用的所述氧化膜修复体的理想原料是侧链含有亲水性官能团的合成树脂。
[0029]所述化学结构使氧化膜修复体具有高度的水分保持能力，优良的氧化膜修复功會K。
[0030][3]本发明的固体电解电容器中，所述理想的亲水性官能团为下列任何物质之一ο 苯酸基(phenol group)，轻基苯基竣酸基(hydroxy phenyl carboxyl ic acid)，轻基烧基(hydroxy alkyl)，氨基(amino)，羰基(carbonyl)，羧基(carboxyl group)，磺酸基(sulfonic acid group)，酰胺基或者磷酸酯基(amide or phosphoric ester) 0
[0031]这样，具有所述官能团的合成树脂的极性大，与水容易氢键键合，因此，进一步提高了氧化膜修复体的水分保持能力。
[0032]在所述官能团中，苯酚基也被称为羟基苯基。
[0033]此外，羟基苯基芳香环的I个氢被羰基置换成羟基苯基羧酸基，它是具有相当于轻基苯甲酸(hydroxy benzoic acid)结构的物质。
[0034]磺酸基也被称为磺基。
[0035][4]本发明的固体电解电容器中，所述亲水性官能团的理想物质为苯酚基，羟基苯基羧酸基，羟基烷基，羰基，磺酸基或磷酸酯基。
[0036]所述官能团容易变成离解H+的「一 O _」离子，为此，含有所述官能团的合成树脂就成为“离子性物质”以及“能够供氧的物质”。拥有这样的化学结构，氧化膜修复体不仅以持有的水分修复氧化膜的缺损，而且，由于所述「一 Ο"」离子参与铝的反应，因此，氧化膜修复体自身也能够修复氧化膜的缺损，这样，氧化膜修复功能成就了更高层档次的固体电解电容器。
[0037][5]本发明的固体电解电容器中，所述亲水性官能团采用氨基是理想的。
[0038]这样，氨基离子化会引起导电性高分子的脱渗杂现象，为此，导电性高分子的导电性明显下降，其结果，提高了外壳与固体电解质之间的绝缘性。
[0039][6]本发明的固体电解电容器中，所述亲水性官能团的理想物质为苯酚基，羟基苯基羧酸基，羟基烷基，氨基，羰基，羧基，酰胺基或磷酸酯基。
[0040]在这样的化学结构下，所述官能团具备了对导电性高分子易发生亲电子加成反应物质以及水合反应物质，导电性高分子的η键由于该易发生亲电子加成反应物质以及水合反应物质的作用被割断，因此，导电性高分子的导电性下降，提高了外壳与固体电解质之间的绝缘性。
[0041 ] [7]本发明的固体电解电容器中，理想的所述氧化膜修复体是由主链含有体现氢键键合键的合成树脂构成，并且，水分含量为2wt %以上。
[0042]这样，水分保持能力强，成为具有优良氧化膜修复功能的氧化膜修复体。
[0043]另外，之所以要求氧化膜修复体的水分含量为2wt%以上，是因为未达到2被％以上的话，氧化膜修复体保持的水分就会过少，不能完全修复该缺损。
[0044][8]本发明的固体电解电容器中，所述体现氢键键合键的理想选项是醚键(etherbond)，幾键(carbonyl bond)，酰胺键(amide bond)或酯键(ester bond)。
[0045]这样，拥有所述体现氢键键合键的合成树脂的极性大，与水容易氢键键合，因此，进一步提高了氧化膜修复体的水分保持能力。
[0046][9]本发明的固体电解电容器中，所述体现氢键键合键的理想选项是羰键(carbonyl bond)，酰胺键(amide bond)或酯键(ester bond)。
[0047]这样，所述体现氢键键合键具备了对导电性高分子易发生亲电子加成反应物质以及水合反应物质，导电性高分子的键由于该易发生亲电子加成反应物质以及水合反应物质的作用被割断，因此，导电性高分子的导电性下降，提高了外壳与固体电解质之间的绝缘性。
[0048][10]本发明的固体电解电容器中，所述氧化膜修复体的理想配置是在所述底面部和与所述底面部对向的所述电容元件之间。
[0049]由于阳极箔底面顶端和阴极箔底面顶端易发生氧化膜缺损，因此，在这样的配置下，氧化膜修复体持有的水分就能迅速地修复该缺损，这样，就获得了耐高压，漏电流小并且比传统产品寿命长的固体电解电容器。
[0050][ 11 ]本发明的固体电解电容器中，所述氧化膜修复体的理想配置是在所述电容元件与所述封口材料之间。
[0051]由于阳极箔上面顶端和阴极箔上面顶端易发生氧化膜缺损，因此，在这样的配置下，氧化膜修复体持有的水分就能迅速地修复该缺损，这样，就获得了耐高压，漏电流小并且比以传统产品寿命长的固体电解电容器。
[0052]另外，由于添加的碳等的因素，导致封口材料有导电性，即使这样，与未配置氧化膜修复体相比，还是充分确保了封口材料与电容元件之间的绝缘性。
[0053][12]本发明的固体电解电容器中，所述氧化膜修复体的理想配置是在所述侧面部与所述电容元件之间。
[0054]这样，配置在侧面部与电容元件之间的氧化膜修复体也保持着水分，因此，整个外壳内部的水蒸气浓度很高，其结果，配置在外壳底面部与电容元件之间(以及封口材料与电容元件之间)的氧化膜修复体就