专利名称：电解电容器的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种电解电容器的制造方法，特别涉及一种隔离件使用合成纤维的电解电容器的制造方法。
背景技术：
近年来，伴随着电子设备的数字化及高频化，要求小型、大容量且在高频区域中阻抗也低的电解电容器。作为对应于上述要求的电解电容器，开发了卷绕型电解电容器。卷绕型电解电容器具有在经由隔离件卷绕的阳极箔和阴极箔的间隙浸含有液体或固体的电解质的构成。通过这样的卷绕型的构成，可以实现小型且大容量的电解电容器。为了提高该电解电容器的性能，进行了各种各样的研究。例如，在日本特开 2001-284179号公报中公开了一种电解电容器的制造方法，其是为了防止回流时的膨胀以及特性劣化，对使用由维尼纶纤维构成的隔离件的电容器元件，在切口化成工序之后在 175 300°C下进行热处理的方法。另外，在日本特开2009-71324号公报中公开了一种电解电容器的制造方法，其是为了降低电解电容器的等效串联电阻(ESR)，对备有由纤维素纤维、丙烯酸纤维及粘合剂构成的隔离件的电容器元件，在切口化成工序后在200°C以上进行热处理的方法。但是，在上述的电解电容器的制造方法中存在有以下问题，即由于切口化成工序后的热处理，电解电容器的静电容量、ESR、漏电流(LC)等电特性及可靠性降低。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种具有高的电特性及可靠性的电解电容器的制造方法。本发明的电解电容器的制造方法包括以下工序将在被粗面化的表面上形成有电介质被膜的阳极箔、阴极箔以及含有合成纤维和水溶性粘合剂的隔离件卷绕而形成电容器元件的工序；将电容器元件浸渍在以水为主溶剂的化成液中进行再化成的工序；对再化成处理后的电容器元件在60°C以上且小于100°C的温度下进行第1热处理的工序；对第1热处理后的电容器元件在150°C以上且小于合成纤维的熔点的温度下进行第2热处理的工序。根据本发明，可以提供一种具有高的静电容量及可靠性的电解电容器的制造方法。
图1是概略地表示本实施方式中涉及的卷绕型电解电容器的构造的剖面图；图2是用于说明本实施方式中涉及的电容器元件的构成的图。
具体实施例方式作为电解电容器的电特性及可靠性降低的原因之一，在切口化成工序中从隔离件溶出的成分的一部分，有时在热处理工序中熔敷在电介质被膜上，本发明人等着眼于这一点进行了潜心研究，结果发现，通过阶段性地进行热处理工序，可以制造具有高的静电容量及可靠性的电解电容器。以下，参照图对基于上述见解的本发明的实施方式详细地进行说明。需要说明的是，在以下所示的实施方式中，对相同或对应的部分附加相同的符号，不重复其说明。《形成电容器元件的工序》首先，依照公知的化成处理方法，在实施了蚀刻等粗面化处理后的阳极箔21的表面形成电介质被膜。例如，可以将阳极箔21浸渍在己二酸铵溶液等公知的化成液中，通过热处理或外加电压而在阳极箔21的表面形成电介质被膜。作为阳极箔21，可以使用铝、钽、 铌、钛等阀金属。另外，实施了蚀刻等粗面化处理的阳极箔21在表面有无数的细孔，有非常大的表面积。而且，经由隔离件23卷绕形成有电介质被膜的阳极箔21和阴极箔22，用止卷带 24止住从而制作电容器元件10。这里，在阳极箔21及阴极箔22上经由引线片15A、15B分别连接有作为端子的引线14A、14B。作为隔离件23，可以使用含有合成纤维和粘合剂的无纺布。作为合成纤维，优选熔点或分解温度为150°C以上的合成纤维，特别优选含有维尼纶纤维、尼龙纤维、丙烯酸纤维、 聚酯纤维及芳纶纤维中的至少1种以上。其中，芳纶纤维的耐热性高，因此特别优选。作为粘合剂，水溶性的粘合剂容易浸入到再化成处理时的隔离件，因此优选。其中，优选聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯酰胺，特别是PVA可以降低电解电容器的ESR，因此优选。粘合剂过少时，隔离件23的抗拉强度低，卷绕电容器元件变得困难，因此隔离件 23中的粘合剂的含量优选5重量％以上，粘合剂过多时，在下述再化成工序中溶出的粘合剂堵塞阳极箔的细孔，静电容量有可能降低，因此隔离件23中的粘合剂的含量优选40重量％以下。《再化成工序》接下来，对卷绕形成的电容器元件10进行再化成处理。一般地，对于阳极箔21而言，对大张的金属箔进行化成处理，之后使用按期望的大小裁断的金属箔，因此在作为阳极箔21的切断面的切口上不会形成电介质被膜。另外，如上所述形成的电容器元件10，由于卷绕时的应力等有时会损伤电介质被膜。为了在阳极箔21的切口处形成电介质被膜，且为了修复电解质被膜的损伤部分等，进行再化成处理。再化成处理可以将电容器元件10浸渍在化成液中，对电容器元件10的阳极箔21 外加电压而进行。化成液可以使用含有己二酸、磷酸等公知的化成促进剂、主溶剂为水的溶液(水溶液)。化成促进剂的浓度优选为0. 1 10重量％，化成液的温度优选在15 35°C 下进行。再化成处理需要的时间优选为30 180分钟。从化成液中捞出的电容器元件10也可以使用纯水等洗涤水进行洗涤。《第1热处理工序》通过对再化成工序后的电容器元件10进行第1热处理，蒸发掉残留在电容器元件 10中的水分。所谓残留在电容器元件10中的水分，是指在再化成处理中使用的化成液或洗涤液中含有的水分。第1热处理优选在比作为化成液及洗涤液的溶剂的水的沸点100°C低的温度下进行。由于在残留于电容器元件10中的水分中，含有隔离件23的合成纤维或粘合剂等溶出出的溶出成分，因此，在100°c以上进行热处理的情况下，由于水分的急剧蒸发引起的扩散作用，溶出成分浸入阳极箔21的细孔的深部。浸入的溶出成分受热而熔敷在电介质被膜的表面上，其结果是，电解电容器的静电容量降低。本发明通过在小于100°C的温度下进行第1热处理，可以减缓残留在电容器元件 10中的水分的蒸发速度。由此，可以抑制溶出成分向阳极箔21的细孔的深部的浸入，可以防止溶出成分熔敷在电介质被膜上，其结果，可以抑制电解电容器的静电容量的降低。另外，在隔离件23中所含有的粘合剂量多的情况下，特别是在20%以上的情况下，由于溶出成分变多，显著地引起静电容量的降低，但通过进行本工序，可以更有效地抑制静电容量的降低。另外，为了可靠地除去水分，第1热处理优选在60°C以上进行。为了可靠地除去水分，第1热处理需要的时间优选为10分钟以上，从制造效率的观点考虑，优选为60分钟以下。《第2热处理工序》接着，在比第1热处理工序更高的温度下对第1热处理后的电容器元件10进行第 2热处理。通过进行本工序，利用阳极箔21及阴极箔22的退火(anneal)效应，电解电容器的可靠性提高。为了充分地带来阳极箔21及阴极箔22的退火效应，第2热处理优选在150°C以上进行。第2热处理温度过高的情况下，由于隔离件所含有的合成纤维发生熔解或热分解，电解电容器的ESR或LC等电特性恶化，因此，优选在比隔离件所含有的合成纤维的熔点或分解温度更低的温度下进行。另外，为了阳极箔21及阴极箔22的退火效应，第2热处理需要的时间优选为10 分钟以上，且从制造效率的观点考虑，优选为180分钟以下。《电解质浸含工序》接着，使电解质浸含于第2热处理后的电容器元件10，在电解质中可以使用包含 Y 丁内酯等电解液、包含二氧化锰、TCNQ错合物、导电性高分子等的固体电解质。作为导电性高分子可以使用，聚吡咯、聚噻吩、聚呋喃或聚苯胺、或上述物质的衍生物等高分子。在本发明中，由于耐热性、热稳定性的理由，特别优选使用导电性高分子。另外，聚噻吩或其衍生物的导电性高，因此优选含有聚噻吩或其衍生物的高分子，特别优选含有聚乙撑二氧噻吩 (PEDOT)的高分子。另外，作为向电容器元件10浸含导电性高分子的方法，可以使用化学聚合、电解聚合等公知的方法。《密封工序》将通过上述工序制作成的电容器元件10收纳于有底容器11中，通过在电容器元件10的上面配置以引线14A、14B贯通的方式形成的密封部件12，使其密封于有底容器11 内。然后，对有底容器11的开口端附近进行横向挤压、卷曲(curl)加工，在加工后的卷曲部分配置座板13，由此制作图1所示的电解电容器100。例
<实施例1>首先，将通过蚀刻处理将表面粗面化后的铝箔，浸渍在含有己二酸铵溶液的化成液中并外加电压，从而在铝箔的表面形成电介质被膜。然后，裁断该形成有电介质被膜的铝箔，制作形成有电介质被膜的阳极箔21。之后，在阳极箔21及由铝箔构成的阴极箔22上， 经由引线片15A、15B，分别连接作为端子的引线14A、14B。需要说明的是，在引线14A、14B中使用包铜钢线。然后，经由含有90重量％的维尼纶纤维和10重量％的聚乙烯醇(PVA)的隔离件23卷绕阳极箔21和阴极箔22，用止卷带24停止卷绕，制作电容器元件10。接下来，将电容器元件10浸渍在包含2. 0重量％的己二酸铵水溶液的25°C的化成液中，通过外加8V电压60分钟进行再化成处理。 然后，在85°C、30分钟的条件下对从化成液中捞出的电容器元件10，进行第1热处理后，在220°C、60分钟的条件下进行第2热处理。然后，制备按重量比为1 3混合作为单体的3，4-乙撑二氧噻吩(EDOT)和作为氧化剂的对甲苯磺酸铁丁醇溶液而成的聚合液。然后，将电容器元件10浸渍在聚合液中， 捞出后，在250°C下加热，在电容器元件10的内部形成含有聚乙撑二氧噻吩的导电性高分子。然后，将电容器元件10收纳于作为有底容器11的铝容器中，在被收纳的电容器元件10的上面以引线14A、14B贯通的方式配置作为密封部件12的橡胶部件。之后，对有底容器11的开口端附近进行横向挤压、卷曲加工，在加工后的卷曲部分配置作为座板13的塑料板。最后，在进行引线14A、14B的挤压加工及折曲加工后进行熟化，制作出图1所示的电解电容器。<实施例2>隔离件使用含有90重量％的尼龙纤维和10重量％的PVA的隔离件23，除此之外， 通过与实施例1同样的方法制作电解电容器。<实施例3>隔离件使用含有90重量％的丙烯酸纤维和10重量％的PVA的隔离件23，除此之外，通过与实施例1同样的方法制作电解电容器。<实施例4>隔离件使用含有90重量％的芳纶纤维和10重量％的PVA的隔离件23，除此之外， 通过与实施例1同样的方法制作电解电容器。<实施例5>使第1热处理温度为120°C，除此之外，通过与实施例1同样的方法制作电解电容器。<实施例6>使第2热处理温度为145°C，除此之外，通过与实施例1同样的方法制作电解电容器。<实施例7>使第2热处理温度为280°C，除此之外，通过与实施例1同样的方法制作电解电容器。<实施例8>
使第2热处理温度为280°C，除此之外，通过与实施例4同样的方法制作电解电容器。<实施例9>使PVA的含量为40%，除此之外，通过与实施例4同样的方法制作电解电容器。< 实施例 10>使PVA的含量为50%，除此之外，通过与实施例4同样的方法制作电解电容器。<比较例1>不进行第1热处理，在220°C下进行第2热处理，除此之外，通过与实施例1同样的方法制作电解电容器。<比较例2>不进行第1热处理，在85°C下进行第2热处理，除此之外，通过与实施例1同样的方法制作电解电容器。<比较例3>不进行第1热处理，在220°C下进行第2热处理，除此之外，通过与实施例2同样的方法制作电解电容器。<比较例4>不进行第1热处理，在220°C下进行第2热处理，除此之外，通过与实施例3同样的方法制作电解电容器。<比较例5>不进行第1热处理，在220°C下进行第2热处理，除此之外，通过与实施例4同样的方法制作电解电容器。<比较例6>使PVA的含量为40%，除此之外，通过与比较例5同样的方法制作电解电容器。为了容易地对比以上的实施例1 10及比较例1 6，将在各实施例及比较例中使用的各隔离件和各热处理条件汇总在表1中。[表 1]
权利要求
1.一种电解电容器的制造方法，其包括以下工序将在被粗面化的表面上形成有电介质被膜的阳极箔、阴极箔以及含有合成纤维和水溶性粘合剂的隔离件卷绕而形成电容器元件的工序；将所述电容器元件浸渍在以水为主溶剂的化成液中进行再化成的工序；对所述再化成处理后的电容器元件在60°C以上且小于100°C的温度下进行第1热处理的工序；对所述第1热处理后的电容器元件在150°C以上且小于所述合成纤维的熔点的温度下进行第 2热处理的工序。
2.如权利要求1所述的电解电容器的制造方法，其特征在于，所述合成纤维含有维尼纶纤维、锦纶纤维、丙烯酸纤维、聚酯纤维及芳纶纤维中的1种以上。
3.如权利要求1所述的电解电容器的制造方法，其特征在于，所述隔离件含有5 40 重量％的所述水溶性粘合剂。
4.如权利要求1所述的电解电容器的制造方法，其特征在于，所述水溶性粘合剂为聚乙烯醇或聚丙烯酰胺。
5.如权利要求1所述的电解电容器的制造方法，其特征在于，在所述第2热处理工序之后，具有使含导电性高分子的电解质浸含于所述电容器元件的工序。
全文摘要
本发明的电解电容器的制造方法包含以下工序将在被粗面化的表面上形成有电介质被膜的阳极箔、阴极箔以及含有合成纤维和水溶性粘合剂的隔离件卷绕而形成电容器元件的工序；将电容器元件浸渍在以水为主溶剂的化成液中进行再化成的工序；对再化成处理后的电容器元件在60℃以上且小于100℃的温度下进行第1热处理的工序；对第1热处理后的电容器元件在150℃以上且小于合成纤维的熔点的温度下进行第2热处理的工序。
文档编号H01G9/02GK102222567SQ20111007840
公开日2011年10月19日 申请日期2011年3月24日 优先权日2010年3月26日
发明者古川刚士, 小柳健太郎 申请人:三洋电机株式会社, 佐贺三洋工业株式会社