[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP4392313B2 - SOLID ELECTROLYTIC CAPACITOR ELECTRODE MEMBER, ITS MANUFACTURING METHOD, AND SOLID ELECTROLYTIC CAPACITOR USING SOLID ELECTROLYTIC CAPACITOR ELECTRODE MEMBER - Google Patents

SOLID ELECTROLYTIC CAPACITOR ELECTRODE MEMBER, ITS MANUFACTURING METHOD, AND SOLID ELECTROLYTIC CAPACITOR USING SOLID ELECTROLYTIC CAPACITOR ELECTRODE MEMBER Download PDF

Info

Publication number
JP4392313B2
JP4392313B2 JP2004283270A JP2004283270A JP4392313B2 JP 4392313 B2 JP4392313 B2 JP 4392313B2 JP 2004283270 A JP2004283270 A JP 2004283270A JP 2004283270 A JP2004283270 A JP 2004283270A JP 4392313 B2 JP4392313 B2 JP 4392313B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
aluminum
carbon
solid electrolytic
electrolytic capacitor
electrode member
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2004283270A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2006100478A (en
Inventor
明哲 呂
善也 足高
裕志 多田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyo Aluminum KK
Original Assignee
Toyo Aluminum KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to JP2004283270A priority Critical patent/JP4392313B2/en
Application filed by Toyo Aluminum KK filed Critical Toyo Aluminum KK
Priority to KR1020077008552A priority patent/KR101000098B1/en
Priority to PCT/JP2005/015886 priority patent/WO2006035569A1/en
Priority to CN200580032663.0A priority patent/CN101027736B/en
Priority to US11/662,053 priority patent/US7616430B2/en
Priority to EP05776776.6A priority patent/EP1798743B1/en
Priority to TW094132273A priority patent/TWI342030B/en
Publication of JP2006100478A publication Critical patent/JP2006100478A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4392313B2 publication Critical patent/JP4392313B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/13Energy storage using capacitors

Landscapes

  • Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)

Description

本発明は、固体電解コンデンサ用電極部材とその製造方法、およびこの固体電解コンデンサ用電極部材を用いた固体電解コンデンサに関し、特定的には、アルミニウム板またはアルミニウム箔を基材として用い、機能性高分子を固体電解質として用いた固体電解コンデンサ用電極部材とその製造方法、およびこの固体電解コンデンサ用電極部材を用いた固体電解コンデンサに関する。   TECHNICAL FIELD The present invention relates to an electrode member for a solid electrolytic capacitor, a method for producing the same, and a solid electrolytic capacitor using the electrode member for a solid electrolytic capacitor. The present invention relates to an electrode member for a solid electrolytic capacitor using a molecule as a solid electrolyte, a manufacturing method thereof, and a solid electrolytic capacitor using the electrode member for a solid electrolytic capacitor.

一般に、電源回路の2次側回路部分やパーソナルコンピューターのCPU周りの回路部分等に使用される電解コンデンサには、小型でかつ高容量であることが強く望まれている。さらに、この種の電解コンデンサには高周波に対応した低ESR(等価直列抵抗)化が要求されている。この低ESR化を実現するために、電導度の高い機能性高分子を固体電解質として用いた固体電解コンデンサが開発され、実用化されているともに、高分子固体電解コンデンサの需要が高まりつつある。   In general, it is strongly desired that an electrolytic capacitor used for a secondary circuit portion of a power supply circuit, a circuit portion around a CPU of a personal computer, and the like be small and have a high capacity. Further, this type of electrolytic capacitor is required to have a low ESR (equivalent series resistance) corresponding to a high frequency. In order to realize this low ESR, a solid electrolytic capacitor using a functional polymer having high conductivity as a solid electrolyte has been developed and put into practical use, and the demand for the polymer solid electrolytic capacitor is increasing.

従来の固体電解コンデンサは、高容量化のために電極の表面積を拡大することができるように構成されている。これを実現するための固体電解コンデンサの構造として、一続きの電極を回旋した円筒型、何枚もの電極を積層した積層型が採用されている。   The conventional solid electrolytic capacitor is configured so that the surface area of the electrode can be increased in order to increase the capacity. As a structure of the solid electrolytic capacitor for realizing this, a cylindrical type in which a series of electrodes are rotated and a laminated type in which a number of electrodes are laminated are adopted.

たとえば、特開昭59−108311号公報(特許文献1)では、積層型の固体電解コンデンサ用電極の構成として、所定形状に形成したエッチングによって表面積が拡大された箔状のアルミニウムシートを複数枚積層し、かつ圧着してアルミニウム箔積層体を構成し、アルミニウム箔積層体に上面より下面に貫通する複数の条溝を穿設したものが記載されている。   For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-108311 (Patent Document 1), a plurality of foil-like aluminum sheets having a surface area enlarged by etching formed in a predetermined shape are laminated as a structure of a laminated solid electrolytic capacitor electrode. In addition, an aluminum foil laminate is formed by pressure bonding, and a plurality of grooves that penetrate from the upper surface to the lower surface are formed in the aluminum foil laminate.

円筒型の固体電解コンデンサでは、陽極として誘電体層を付与したアルミニウム板またはアルミニウム箔やアルミニウムエッチド板またはアルミニウムエッチド箔が使用され、陰極導電体としてアルミニウム箔やアルミニウムエッチド箔が使用されている。積層型の固体電解コンデンサでは、陽極として誘電体層を付与したアルミニウム板またはアルミニウム箔やアルミニウムエッチド板またはアルミニウムエッチド箔が使用され、陰極導電体としてグラファイトペースト層及び銀ペースト層が使用されている。   In a cylindrical solid electrolytic capacitor, an aluminum plate or aluminum foil or an aluminum etched plate or aluminum etched foil provided with a dielectric layer is used as an anode, and an aluminum foil or aluminum etched foil is used as a cathode conductor. Yes. In a multilayer solid electrolytic capacitor, an aluminum plate or aluminum foil or an aluminum etched plate or aluminum etched foil provided with a dielectric layer is used as an anode, and a graphite paste layer or a silver paste layer is used as a cathode conductor. Yes.

実質的に陰極の作用をするのは電解質層である。この電解質層の材料として、固体電解コンデンサにおいて低ESR化を実現するために電導度の高い機能性高分子が用いられる。たとえば、ポリピロール、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリフランおよびこれらの誘電体よりなる群から選ばれる導電性高分子化合物、特に、ポリピロール、ポリアニリン、ポリエチレンジオキシチオフェン等が低ESR化の目的で用いられている。   It is the electrolyte layer that substantially acts as a cathode. As a material for this electrolyte layer, a functional polymer having high conductivity is used in order to achieve low ESR in a solid electrolytic capacitor. For example, conductive polymer compounds selected from the group consisting of polypyrrole, polyaniline, polythiophene, polyfuran, and dielectrics thereof, in particular, polypyrrole, polyaniline, polyethylenedioxythiophene, and the like are used for the purpose of reducing ESR.

しかしながら、円筒型の固体電解コンデンサにおいて陰極導電体として用いられるアルミニウム箔やアルミニウムエッチド箔は、その表面に堅牢な酸化被膜が形成されているために、電解質層との界面の抵抗値(表面抵抗値)を増大させるという問題があった。この表面抵抗値の増大が、円筒型の固体電解コンデンサにおいて低ESR化を図る上で障害となっていた。   However, aluminum foil and aluminum etched foil used as a cathode conductor in a cylindrical solid electrolytic capacitor have a robust oxide film formed on the surface, so that the resistance value at the interface with the electrolyte layer (surface resistance) Value). This increase in the surface resistance value has been an obstacle to achieving low ESR in a cylindrical solid electrolytic capacitor.

一方、小型化かつ高容量化を実現するためには、固体電解コンデンサにおいて陽極と陰極導電体の単位投影面積当たりの表面積を拡大する必要がある。   On the other hand, in order to realize miniaturization and high capacity, it is necessary to increase the surface area per unit projected area of the anode and cathode conductors in the solid electrolytic capacitor.

たとえば、小型化かつ高容量化を実現するために、特開2002−367867号公報(特許文献2)では、純度が99%以上のタンタル、ニオブ、アルミニウムのいずれかからなる弁作用金属箔製の陽極体と、この陽極体上に形成された弁作用金属粉末製の電極層からなる固体電解コンデンサ用電極部材が提案されている。   For example, in order to realize a reduction in size and an increase in capacity, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-367867 (Patent Document 2) is made of a valve action metal foil made of tantalum, niobium, or aluminum having a purity of 99% or more. There has been proposed an electrode member for a solid electrolytic capacitor comprising an anode body and an electrode layer made of a valve metal powder formed on the anode body.

また、小型化かつ高容量化を実現するために、特開2003−272958号公報(特許文献3)では、ニオブ箔からなる低融点の弁作用金属箔と、この弁作用金属箔より融点が高いタンタルからなる弁作用金属またはその合金の粉末を用いて上記弁作用金属箔上に形成された電極層からなる固体電解コンデンサ用電極部材が提案されている。   Further, in order to realize a reduction in size and an increase in capacity, Japanese Patent Laid-Open No. 2003-272958 (Patent Document 3) discloses a low melting point valve action metal foil made of niobium foil and a higher melting point than this valve action metal foil. There has been proposed an electrode member for a solid electrolytic capacitor comprising an electrode layer formed on the valve action metal foil using a powder of a valve action metal made of tantalum or an alloy thereof.

しかしながら、これらの電極部材は陽極体と電極層の密着性が十分でなく、単位投影面積当たりの表面積を拡大する上で限界があるので、さらに小型でかつ高容量化の要求に応え得るものではなかった。
特開昭59−108311号公報 特開2002−367867号公報 特開2003−272958号公報
However, these electrode members do not have sufficient adhesion between the anode body and the electrode layer, and there is a limit in expanding the surface area per unit projected area. There wasn't.
JP 59-108311 A JP 2002-367867 A JP 2003-272958 A

そこで、この発明の目的は上述の問題を解決することであり、表面抵抗値が低く、低ESR化を達成することができる固体電解コンデンサ用電極部材を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and to provide an electrode member for a solid electrolytic capacitor that has a low surface resistance value and can achieve low ESR.

また、この発明のもう一つの目的は、電極の単位投影面積当たりの表面積が拡大することができるとともに、高容量化を達成することができる固体電解コンデンサ用電極部材を提供することである。   Another object of the present invention is to provide an electrode member for a solid electrolytic capacitor in which the surface area per unit projected area of the electrode can be increased and the capacity can be increased.

さらに、この発明の別の目的は、低ESR化と高容量化を達成することができる固体電解コンデンサ用電極部材の製造方法を提供することである。   Furthermore, another object of the present invention is to provide a method of manufacturing an electrode member for a solid electrolytic capacitor that can achieve low ESR and high capacity.

この発明のさらに別の目的は、低ESR化と高容量化を達成することができる固体電解コンデンサ用電極部材を用いた固体電解コンデンサを提供することである。   Still another object of the present invention is to provide a solid electrolytic capacitor using an electrode member for a solid electrolytic capacitor that can achieve low ESR and high capacity.

本発明者らは、従来技術の問題点を解決するために鋭意研究を重ねた結果、アルミニウムに炭素含有物質を付着させた後に特定条件で加熱することによって上記の目的を達成可能な固体電解コンデンサ用電極部材を得ることができることを見出した。このような発明者らの知見に基づいて本発明はなされたものである。   As a result of intensive studies to solve the problems of the prior art, the present inventors have achieved solid electrolyte capacitors that can achieve the above-mentioned object by heating under specific conditions after adhering a carbon-containing material to aluminum. It has been found that an electrode member can be obtained. The present invention has been made based on such knowledge of the inventors.

この発明に従った固体電解コンデンサ用電極部材は、アルミニウムと、このアルミニウムの表面上に形成された炭素含有層とを備え、このアルミニウムと炭素含有層との間に形成された、アルミニウム元素と炭素元素を含む介在層をさらに備える。   An electrode member for a solid electrolytic capacitor according to the present invention includes aluminum and a carbon-containing layer formed on the surface of the aluminum, and an aluminum element and carbon formed between the aluminum and the carbon-containing layer. An intervening layer containing an element is further provided.

この固体電解コンデンサ用電極部材においては、アルミニウムと炭素含有層との間に形成された介在層が、アルミニウムと炭素含有層との間の密着性を高める作用をする。したがって、電極部材内部で抵抗が増加することはなく、低ESR化を阻害することはない。また、炭素含有層は、アルミニウムの表面積を拡大または増大させる作用をする。したがって、本発明の電極部材を用いて固体電解コンデンサの小型化と高容量化を達成することができる。   In this solid electrolytic capacitor electrode member, the intervening layer formed between the aluminum and the carbon-containing layer acts to enhance the adhesion between the aluminum and the carbon-containing layer. Therefore, the resistance does not increase inside the electrode member, and the reduction in ESR is not hindered. In addition, the carbon-containing layer acts to increase or increase the surface area of aluminum. Therefore, it is possible to achieve downsizing and high capacity of the solid electrolytic capacitor using the electrode member of the present invention.

また、この発明の固体電解コンデンサ用電極部材において、介在層は、アルミニウムの表面の少なくとも一部の領域に形成された、アルミニウムの炭化物を含む第1の表面部分を構成する。炭素含有層は、第1の表面部分から外側に向かって延びるように形成された第2の表面部分を構成する。   In the electrode member for a solid electrolytic capacitor of the present invention, the intervening layer constitutes a first surface portion including aluminum carbide formed in at least a part of the surface of the aluminum. The carbon-containing layer constitutes a second surface portion formed so as to extend outward from the first surface portion.

このような構成において、第2の表面部分がアルミニウムの表面積を増大させる作用をする。また、アルミニウムと第2の表面部分との間にはアルミニウムの炭化物を含む第1の表面部分が形成されているので、この第1の部分が、アルミニウムの表面積を増大させる第2の表面部分との間の密着性を高める作用をする。これにより、固体電解コンデンサ用電極部材において炭素含有層の密着性の向上と表面積の増大とをより効果的に達成することができる。   In such a configuration, the second surface portion acts to increase the surface area of the aluminum. Moreover, since the 1st surface part containing the carbide | carbonized_material of aluminum is formed between aluminum and the 2nd surface part, this 1st part is the 2nd surface part which increases the surface area of aluminum, and It works to increase the adhesion between the two. Thereby, in the electrode member for solid electrolytic capacitors, improvement in adhesion of the carbon-containing layer and increase in surface area can be achieved more effectively.

さらに、この発明の固体電解コンデンサ用電極部材において、炭素含有層は炭素粒子をさらに含み、第2の表面部分は第1の表面部分と炭素粒子との間に形成されてアルミニウムの炭化物を含む。   Furthermore, in the electrode member for a solid electrolytic capacitor according to the present invention, the carbon-containing layer further includes carbon particles, and the second surface portion is formed between the first surface portion and the carbon particles and includes aluminum carbide.

このような構成においては、厚い炭素含有層を形成しても、炭素含有層とアルミニウムの密着性を確実に保持することができる。   In such a configuration, even when a thick carbon-containing layer is formed, the adhesion between the carbon-containing layer and aluminum can be reliably maintained.

以上のように構成された本発明の固体電解コンデンサ用電極部材においては、炭素含有層が酸化被膜に代わってアルミニウムの表面に存在するため、表面抵抗値を上昇させることなく、固体電解コンデンサの低ESR化を達成することができる。   In the electrode member for a solid electrolytic capacitor of the present invention configured as described above, since the carbon-containing layer is present on the surface of aluminum instead of the oxide film, the solid electrolytic capacitor can be reduced without increasing the surface resistance value. ESR can be achieved.

この発明の固体電解コンデンサ用電極部材において、炭素含有層は、炭素粒子に加えて、アルミニウム粒子を含み、アルミニウム粒子の表面の少なくとも一部の領域に形成されてアルミニウムの炭化物を含むアルミニウム粒子表面部分と、アルミニウム粒子表面部分からアルミニウム粒子の表面の外側に向かって延びるように形成されてアルミニウムの炭化物を含むアルミニウム粒子外側部分とをさらに含むのが好ましい。この場合、より厚い炭素含有層を形成しても、炭素含有層内での密着性を高めることができ、剥離を防止することができる。   In the electrode member for a solid electrolytic capacitor according to the present invention, the carbon-containing layer includes aluminum particles in addition to the carbon particles, and is formed in at least a partial region of the surface of the aluminum particles and includes aluminum carbide surface portions. And an aluminum particle outer portion that is formed so as to extend from the surface portion of the aluminum particle toward the outside of the surface of the aluminum particle and contains an aluminum carbide. In this case, even if a thicker carbon-containing layer is formed, adhesion within the carbon-containing layer can be improved and peeling can be prevented.

この発明の固体電解コンデンサ用電極部材において、好ましくは、炭素含有層は、アルミニウム元素と炭素元素を含む介在物を内部に含む。   In the electrode member for a solid electrolytic capacitor according to the present invention, preferably, the carbon-containing layer includes an inclusion containing an aluminum element and a carbon element therein.

炭素含有層が薄い場合は、上記の介在層の存在のみによって、アルミニウムと炭素含有層との密着性を従来よりも向上させることができる。しかし、炭素含有層が厚い場合は、炭素含有層の内部で剥離が生じる可能性がある。この場合、炭素含有層の内部にアルミニウム元素と炭素元素を含む介在物を形成することによって、炭素含有層内での密着性を高めることができ、剥離を防止することができる。   When the carbon-containing layer is thin, the adhesion between aluminum and the carbon-containing layer can be improved as compared with the conventional case only by the presence of the intervening layer. However, when the carbon-containing layer is thick, peeling may occur inside the carbon-containing layer. In this case, by forming inclusions containing an aluminum element and a carbon element inside the carbon-containing layer, adhesion within the carbon-containing layer can be improved, and peeling can be prevented.

上記の介在物は、アルミニウム元素と炭素元素との化合物であるのが好ましい。また、炭素含有層は、アルミニウム元素と炭素元素との化合物であるのが好ましい。   The inclusion is preferably a compound of an aluminum element and a carbon element. The carbon-containing layer is preferably a compound of an aluminum element and a carbon element.

この発明の固体電解コンデンサ用電極部材において、炭素含有層は、アルミニウムの表面から外側に延びるように形成されているのが好ましい。この場合、炭素含有層がアルミニウムの表面積を拡大又は増大させる作用をより効果的に発揮する。   In the electrode member for a solid electrolytic capacitor of the present invention, the carbon-containing layer is preferably formed so as to extend outward from the surface of aluminum. In this case, the carbon-containing layer exhibits the effect of expanding or increasing the surface area of aluminum more effectively.

この発明の固体電解コンデンサ用電極部材においては、アルミニウムの厚みは5μm以上1mm以下であることが好ましい。   In the electrode member for a solid electrolytic capacitor of the present invention, the thickness of aluminum is preferably 5 μm or more and 1 mm or less.

この発明の固体電解コンデンサ用電極部材においては、炭素含有層はアルミニウムの少なくとも一方の面に形成すればよく、その厚みは0.01μm以上5mm以下であるのが好ましい。   In the electrode member for a solid electrolytic capacitor of the present invention, the carbon-containing layer may be formed on at least one surface of aluminum, and the thickness is preferably 0.01 μm or more and 5 mm or less.

この発明に従った固体電解コンデンサは、上述のいずれかの特徴を有する固体電解コンデンサ用電極部材を備える。これにより、固体電解コンデンサの低ESR化と高容量化を達成することができる。   A solid electrolytic capacitor according to the present invention includes an electrode member for a solid electrolytic capacitor having any of the above-described characteristics. Thereby, low ESR and high capacity of the solid electrolytic capacitor can be achieved.

この発明に従った固体電解コンデンサ用電極部材の製造方法は、炭素含有物質をアルミニウムの表面に付着させる工程と、炭素含有物質が表面に付着されたアルミニウムを、炭化水素含有物質を含む空間に配置した状態で加熱する工程とを備える。   The method of manufacturing an electrode member for a solid electrolytic capacitor according to the present invention includes a step of attaching a carbon-containing material to the surface of aluminum, and placing the aluminum containing the carbon-containing material on the surface in a space containing the hydrocarbon-containing material. And heating in a heated state.

この発明の製造方法では、炭素含有物質をアルミニウムの表面に付着させ、炭化水素含有物質を含む空間で上記アルミニウムを加熱するという簡単な工程で、アルミニウムの表面を炭素含有層で被覆することができるだけでなく、アルミニウムと炭素含有物質層との間にアルミニウム元素と炭素元素を含む介在層を形成することができる。これにより、アルミニウムと炭素含有層との間の密着性を高めることができる。   In the manufacturing method of the present invention, the surface of aluminum can be covered with the carbon-containing layer by a simple process of attaching the carbon-containing material to the surface of aluminum and heating the aluminum in a space containing the hydrocarbon-containing material. Instead, an intervening layer containing an aluminum element and a carbon element can be formed between the aluminum and the carbon-containing material layer. Thereby, the adhesiveness between aluminum and a carbon containing layer can be improved.

以上のように、この発明の固体電解コンデンサ用電極部材によれば、表面抵抗値を減少させるとともに、固体電解コンデンサの容量を増大させることができる。また、本発明の固体電解コンデンサ用電極部材を用いて固体電解コンデンサを構成すれば、低ESR化と高容量化を達成することができる。   As described above, according to the electrode member for a solid electrolytic capacitor of the present invention, the surface resistance value can be reduced and the capacity of the solid electrolytic capacitor can be increased. Moreover, if a solid electrolytic capacitor is comprised using the electrode member for solid electrolytic capacitors of this invention, low ESR and high capacity | capacitance can be achieved.

図1に示すように、この発明の一つの実施の形態として固体電解コンデンサ用電極部材の断面構造によれば、アルミニウム(アルミニウム板またはアルミニウム箔)1の表面上に炭素含有層2が形成されている。アルミニウム1と炭素含有層2との間には、アルミニウム元素と炭素元素とを含む介在層3が形成されている。炭素含有層2は、アルミニウム1の表面から外側に延びるように形成されている。介在層3は、アルミニウム1の表面の少なくとも一部の領域に形成された、アルミニウムの炭化物を含む第1の表面部分を構成している。炭素含有層2は、第1の表面部分3から外側に繊維状またはフィラメント状の形態で延びるように形成された第2の表面部分21を含む。第2の表面部分21は、アルミニウム元素と炭素元素との化合物である。また、炭素含有層2は多数個の炭素粒子22をさらに含む。第2の表面部分21は、第1の表面部分3から外側に繊維状またはフィラメント状の形態で延び、第1の表面部分3と炭素粒子22との間に形成されてアルミニウムの炭化物を含む。   As shown in FIG. 1, according to one embodiment of the present invention, according to the cross-sectional structure of the electrode member for a solid electrolytic capacitor, a carbon-containing layer 2 is formed on the surface of aluminum (aluminum plate or aluminum foil) 1. Yes. An intervening layer 3 containing an aluminum element and a carbon element is formed between the aluminum 1 and the carbon-containing layer 2. The carbon-containing layer 2 is formed so as to extend outward from the surface of the aluminum 1. The intervening layer 3 constitutes a first surface portion including an aluminum carbide formed in at least a part of the surface of the aluminum 1. The carbon-containing layer 2 includes a second surface portion 21 formed so as to extend outward from the first surface portion 3 in the form of a fiber or a filament. The second surface portion 21 is a compound of an aluminum element and a carbon element. The carbon-containing layer 2 further includes a large number of carbon particles 22. The second surface portion 21 extends outward from the first surface portion 3 in the form of a fiber or filament, and is formed between the first surface portion 3 and the carbon particles 22 and contains aluminum carbide.

また、図2に示すように、この発明のもう一つの実施の形態として固体電解コンデンサ用電極部材の断面構造は、図1に示す断面構造と同様の構造を有し、炭素含有層2が多数個の炭素粒子22とアルミニウム粒子23とをさらに含む。第2の表面部分21は、第1の表面部分3から外側に繊維状又はフィラメント状の形態で延び、第1の表面部分3と炭素粒子22との間に形成されてアルミニウムの炭化物を含む。さらに、アルミニウム粒子表面部分24は、アルミニウム粒子23の表面の少なくとも一部の領域に形成されてアルミニウムの炭化物を含む。アルミニウム粒子外側部分25は、アルミニウム粒子表面部分24からアルミニウム粒子23の表面の外側に向かってサボテン状の形態で延びるように形成されてアルミニウムの炭化物を含む。   Further, as shown in FIG. 2, as another embodiment of the present invention, the cross-sectional structure of the electrode member for a solid electrolytic capacitor has the same structure as the cross-sectional structure shown in FIG. Further included are carbon particles 22 and aluminum particles 23. The second surface portion 21 extends outward from the first surface portion 3 in the form of a fiber or a filament, and is formed between the first surface portion 3 and the carbon particles 22 and contains aluminum carbide. Furthermore, the aluminum particle surface portion 24 is formed in at least a partial region of the surface of the aluminum particle 23 and contains aluminum carbide. The aluminum particle outer portion 25 is formed so as to extend from the aluminum particle surface portion 24 toward the outside of the surface of the aluminum particle 23 in a cactus-like form, and contains aluminum carbide.

この発明の固体電解コンデンサ用電極部材は、陽極または陰極導電体のいずれにも好適に用いられる。   The electrode member for a solid electrolytic capacitor of the present invention is suitably used for either an anode or a cathode conductor.

この発明の固体電解コンデンサ用電極部材においては、炭素含有層はアルミニウムの少なくとも片方の面に形成すればよく、その厚みは0.01μm以上5mm以下の範囲内であるのが好ましい。特に、陽極の場合は1μm以上5mm以下の範囲内、陰極導電体の場合は0.5μm以上300μm以下の範囲内で箔あることが好ましい。   In the electrode member for a solid electrolytic capacitor of the present invention, the carbon-containing layer may be formed on at least one surface of aluminum, and the thickness is preferably in the range of 0.01 μm to 5 mm. In particular, the foil is preferably within the range of 1 μm to 5 mm in the case of the anode, and within the range of 0.5 μm to 300 μm in the case of the cathode conductor.

この発明の固体電解コンデンサ電極部材は、アルミニウムを基材として用い、電導度の高い機能性高分子を固体電解質として用いた高分子固体電解コンデンサ用電極部材であるのが好ましい。   The solid electrolytic capacitor electrode member of the present invention is preferably an electrode member for a solid polymer electrolytic capacitor using aluminum as a base material and a functional polymer having high conductivity as a solid electrolyte.

この発明の一つの実施の形態またはもう一つの実施の形態において、炭素含有層が形成される基材としてのアルミニウムは、特に限定されず、純アルミニウムまたはアルミニウム合金を用いることができる。本発明で用いられるアルミニウムは、その組成として、鉛(Pb)、珪素(Si)、鉄(Fe)、銅(Cu)、マンガン(Mn)、マグネシウム(Mg)、クロム(Cr)、亜鉛(Zn)、チタン(Ti)、バナジウム(V)、ガリウム(Ga)、ニッケル(Ni)およびホウ素(B)の少なくとも1種の合金元素を必要範囲内において添加したアルミニウム合金、または、上記の不可避的不純物元素の含有量を限定したアルミニウムも含む。   In one embodiment or another embodiment of the present invention, aluminum as a substrate on which the carbon-containing layer is formed is not particularly limited, and pure aluminum or an aluminum alloy can be used. Aluminum used in the present invention is composed of lead (Pb), silicon (Si), iron (Fe), copper (Cu), manganese (Mn), magnesium (Mg), chromium (Cr), zinc (Zn). ), Titanium (Ti), vanadium (V), gallium (Ga), nickel (Ni) and boron (B) at least one alloy element added within the necessary range, or the above inevitable impurities Also includes aluminum with limited elemental content.

アルミニウムの厚みは、特に限定されないが、5μm以上1mm以下の範囲内であるのが好ましい。特に、この発明の固体電解コンデンサ用電極部材において、陽極の場合は20μm以上1mm以下、陰極導電体の場合は5μm以上200μm以下の範囲内とするのが好ましい。   Although the thickness of aluminum is not specifically limited, It is preferable to exist in the range of 5 micrometers or more and 1 mm or less. In particular, in the electrode member for a solid electrolytic capacitor of the present invention, it is preferable that the anode is within a range of 20 μm to 1 mm, and the cathode conductor is within a range of 5 μm to 200 μm.

上記のアルミニウムは、公知の方法によって製造されるものを使用することができる。たとえば、上記の所定の組成を有するアルミニウムまたはアルミニウム合金の溶湯を調製し、これを鋳造して得られた鋳塊を適切に均質化処理する。その後、この鋳塊に熱間圧延と冷間圧延を施すことにより、アルミニウムを得ることができる。なお、上記の冷間圧延工程の途中で、150℃以上400℃以下の範囲内で中間焼鈍処理を施してもよい。   As the above-mentioned aluminum, those produced by a known method can be used. For example, a molten aluminum or aluminum alloy having the above predetermined composition is prepared, and an ingot obtained by casting this is appropriately homogenized. Thereafter, aluminum can be obtained by subjecting the ingot to hot rolling and cold rolling. In addition, you may perform an intermediate annealing process in the range of 150 degreeC or more and 400 degrees C or less in the middle of said cold rolling process.

本発明の固体電解コンデンサ用電極部材の製造方法の一つの実施の形態では、用いられる炭化水素含有物質の種類は特に限定されない。炭化水素含有物質の種類としては、たとえば、メタン、エタン、プロパン、n‐ブタン、イソブタンおよびペンタン等のパラフィン系炭化水素、エチレン、プロピレン、ブテンおよびブタジエン等のオレフィン系炭化水素、アセチレン等のアセチレン系炭化水素等、またはこれらの炭化水素の誘導体が挙げられる。これらの炭化水素の中でも、メタン、エタン、プロパン等のパラフィン系炭化水素は、アルミニウムを加熱する工程においてガス状になるので好ましい。さらに好ましいのは、メタン、エタンおよびプロパンのうち、いずれか一種の炭化水素である。最も好ましい炭化水素はメタンである。   In one embodiment of the method for producing an electrode member for a solid electrolytic capacitor of the present invention, the type of the hydrocarbon-containing substance used is not particularly limited. The types of hydrocarbon-containing substances include, for example, paraffinic hydrocarbons such as methane, ethane, propane, n-butane, isobutane and pentane, olefinic hydrocarbons such as ethylene, propylene, butene and butadiene, and acetylenes such as acetylene. Examples thereof include hydrocarbons and derivatives of these hydrocarbons. Among these hydrocarbons, paraffinic hydrocarbons such as methane, ethane, and propane are preferable because they become gaseous in the process of heating aluminum. More preferred is any one of methane, ethane and propane. The most preferred hydrocarbon is methane.

また、炭化水素含有物質は、本発明の製造方法において液体、気体等のいずれの状態で用いてもよい。炭化水素含有物質は、アルミニウムが存在する空間に存在するようにすればよく、アルミニウムを配置する空間にどのような方法で導入してもよい。たとえば、炭化水素含有物質がガス状である場合(メタン、エタン、プロパン等)には、アルミニウムの加熱処理が行なわれる密閉空間中に炭化水素含有物質を単独または不活性ガスとともに充填すればよい。また、炭化水素含有物質が液体である場合には、その密閉空間中で気化するように炭化水素含有物質を単独または不活性ガスとともに充填してもよい。   The hydrocarbon-containing substance may be used in any state such as liquid or gas in the production method of the present invention. The hydrocarbon-containing material may be present in a space where aluminum is present, and may be introduced into the space where aluminum is disposed by any method. For example, when the hydrocarbon-containing substance is in a gaseous state (methane, ethane, propane, etc.), the hydrocarbon-containing substance may be filled alone or together with an inert gas in a sealed space where aluminum is heat-treated. Further, when the hydrocarbon-containing substance is a liquid, the hydrocarbon-containing substance may be filled alone or together with an inert gas so as to be vaporized in the sealed space.

アルミニウムを加熱する工程において、加熱雰囲気の圧力は特に限定されず、常圧、減圧または加圧下であってもよい。また、圧力の調整は、ある一定の加熱温度に保持している間、ある一定の加熱温度までの昇温中、または、ある一定の加熱温度から降温中のいずれの時点で行なってもよい。   In the step of heating aluminum, the pressure of the heating atmosphere is not particularly limited, and may be normal pressure, reduced pressure, or increased pressure. Further, the pressure adjustment may be performed at any time during the temperature rise to a certain heating temperature or during the temperature lowering from the certain heating temperature while the pressure is maintained at a certain heating temperature.

アルミニウムを加熱する空間に導入される炭化水素含有物質の重量比率は、特に限定されないが、通常はアルミニウム100重量部に対して炭素換算値で0.1重量部以上50重量部以下の範囲内にするのが好ましく、特に0.5重量部以上30重量部以下の範囲内にするのが好ましい。   The weight ratio of the hydrocarbon-containing substance introduced into the space for heating aluminum is not particularly limited, but is usually in the range of 0.1 to 50 parts by weight in terms of carbon with respect to 100 parts by weight of aluminum. It is preferable to make it within a range of 0.5 parts by weight or more and 30 parts by weight or less.

アルミニウムを加熱する工程において、加熱温度は、加熱対象物であるアルミニウムの組成等に応じて適宜設定すればよいが、通常は450℃以上660℃未満の範囲内が好ましく、530℃以上620℃以下の範囲内で行なうのがより好ましい。ただし、本発明の製造方法において、450℃未満の温度でアルミニウムを加熱することを排除するものではなく、少なくとも300℃を超える温度でアルミニウムを加熱すればよい。   In the step of heating aluminum, the heating temperature may be appropriately set according to the composition of aluminum that is the object to be heated, etc., but is preferably within the range of 450 ° C. or higher and lower than 660 ° C. It is more preferable to carry out within the range. However, in the production method of the present invention, heating aluminum at a temperature lower than 450 ° C. is not excluded, and aluminum may be heated at a temperature exceeding at least 300 ° C.

加熱時間は、加熱温度等にもよるが、一般的には1時間以上100時間以下の範囲内である。   Although the heating time depends on the heating temperature and the like, it is generally in the range of 1 hour to 100 hours.

加熱温度が400℃以上になる場合は、加熱雰囲気中の酸素濃度を1.0体積%以下とするのが好ましい。加熱温度が400℃以上で加熱雰囲気中の酸素濃度が1.0体積%を超えると、アルミニウムの表面の熱酸化被膜が肥大し、アルミニウムの表面抵抗値が増大するおそれがある。   When the heating temperature is 400 ° C. or higher, the oxygen concentration in the heating atmosphere is preferably 1.0% by volume or lower. When the heating temperature is 400 ° C. or higher and the oxygen concentration in the heating atmosphere exceeds 1.0% by volume, the thermal oxide film on the surface of aluminum is enlarged, and the surface resistance value of aluminum may be increased.

また、加熱処理の前にアルミニウムの表面を粗面化してもよい。粗面化方法は、特に限定されず、洗浄、エッチング、ブラスト等の公知の技術を用いることができる。   Further, the surface of aluminum may be roughened before the heat treatment. The surface roughening method is not particularly limited, and known techniques such as cleaning, etching, blasting and the like can be used.

本発明の製造方法において、アルミニウムの表面に炭素含有物質を付着させた後、または、厚い炭素含有層を形成する場合、炭素含有物質とアルミニウム粉末を付着させた後、炭化水素含有物質を含む空間でアルミニウムを加熱する工程が採用される。この場合、アルミニウムの表面に付着される炭素含有物質は、活性炭素繊維、活性炭クロス、活性炭フェルト、活性炭粉末、墨汁、カーボンブラックまたはグラファイト等のいずれを用いてもよい。また、炭化珪素等の炭素化合物も好適に使用できる。付着方法は、バインダ、溶剤または水等を用いて、スラリー状、液体状または固体状等に上記の炭素含有物質を調製したものを、塗布、ディッピングまたは熱圧着等によってアルミニウムの表面上に付着させればよい。炭素含有物質をアルミニウムの表面上に付着させた後、加熱処理の前に、20℃以上300℃以下の範囲内の温度で乾燥させてもよい。   In the production method of the present invention, after a carbon-containing material is attached to the surface of aluminum, or when a thick carbon-containing layer is formed, after a carbon-containing material and aluminum powder are attached, a space containing a hydrocarbon-containing material. The step of heating aluminum is employed. In this case, the carbon-containing substance attached to the surface of aluminum may be any of activated carbon fiber, activated carbon cloth, activated carbon felt, activated carbon powder, black ink, carbon black, or graphite. Moreover, carbon compounds, such as silicon carbide, can also be used conveniently. For the attachment method, the above-mentioned carbon-containing material prepared in a slurry, liquid, or solid form using a binder, solvent, water, or the like is attached on the surface of aluminum by coating, dipping, or thermocompression bonding. Just do it. After depositing the carbon-containing substance on the surface of aluminum, it may be dried at a temperature in the range of 20 ° C. or more and 300 ° C. or less before the heat treatment.

この発明の製造方法において、炭素含有物質はアルミニウム粉末を含んでいてもよい。また、炭素含有物質は、固体電解コンデンサの容量を高める目的で、強誘電体または高誘電率の酸化物を含んでもよい。   In the production method of the present invention, the carbon-containing material may contain aluminum powder. Further, the carbon-containing material may contain a ferroelectric or a high dielectric constant oxide for the purpose of increasing the capacity of the solid electrolytic capacitor.

なお、この発明の製造方法において、炭素含有物質をアルミニウムの表面に付着させるためにバインダが用いられる場合、バインダは、カルボキシ変性ポリオレフィン樹脂、酢酸ビニル樹脂、塩化ビニル樹脂、塩酢ビ共重合樹脂、ビニルアルコール樹脂、フッ化ビニル樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂、アクリロニトリル樹脂、ニトロセルロース樹脂、パラフィンワックス、ポリエチレンワックス等の合成樹脂、ワックスまたはタール、およびにかわ、ウルシ、松脂、ミツロウ等の天然樹脂またはワックスが好適に使用できる。これらのバインダは、それぞれ分子量、樹脂種類により、加熱時に揮発するものと、熱分解により炭素前駆体として炭素含有層中に残存するものとがある。バインダは、有機溶剤等で希釈し、粘性を調整してもよい。   In the production method of the present invention, when a binder is used to adhere a carbon-containing substance to the surface of aluminum, the binder is a carboxy-modified polyolefin resin, a vinyl acetate resin, a vinyl chloride resin, a vinyl chloride copolymer resin, Vinyl alcohol resin, vinyl fluoride resin, acrylic resin, polyester resin, urethane resin, epoxy resin, urea resin, phenol resin, acrylonitrile resin, nitrocellulose resin, paraffin wax, polyethylene wax and other synthetic resins, wax or tar, and glue Natural resin such as urushi, pine resin, beeswax or wax can be preferably used. These binders include those that volatilize when heated, depending on the molecular weight and the resin type, and those that remain in the carbon-containing layer as a carbon precursor by thermal decomposition. The binder may be diluted with an organic solvent or the like to adjust the viscosity.

本発明の製造方法において、厚い炭素含有層を形成するために、アルミニウムの表面に炭素含有物質とアルミニウム粉末を付着させる場合には、上記の炭素含有物質100重量部に対して0.01重量部以上10000重量部以下の範囲内の重量比率でアルミニウム粉末を添加するのが好ましい。   In the production method of the present invention, in order to form a thick carbon-containing layer, when the carbon-containing substance and the aluminum powder are adhered to the surface of aluminum, 0.01 part by weight with respect to 100 parts by weight of the carbon-containing substance. It is preferable to add the aluminum powder at a weight ratio in the range of 10000 parts by weight or less.

また、この発明に従った固体電解コンデンサ用電極部材の製造方法は、炭素含有物質をアルミニウムの表面に付着させ、炭化水素含有物質を含む空間で上記アルミニウムを加熱する工程の後、アルミニウムを冷却して再加熱する工程、すなわち、賦活処理工程をさらに備えてもよい。   The method for manufacturing an electrode member for a solid electrolytic capacitor according to the present invention includes a step of attaching a carbon-containing material to the surface of aluminum and heating the aluminum in a space containing the hydrocarbon-containing material, and then cooling the aluminum. And a reheating step, that is, an activation treatment step.

この場合、アルミニウムを冷却して再加熱する工程は、100℃以上660℃未満の温度範囲で行われるのが好ましい。   In this case, the step of cooling and reheating aluminum is preferably performed in a temperature range of 100 ° C. or higher and lower than 660 ° C.

以下の従来例1〜2と実施例1〜10に従って固体電解コンデンサ用電極部材(陰極導電体)を作製した。なお、実施例と比較するために炭素被覆アルミニウム箔の参考例も作製した。   Solid electrolytic capacitor electrode members (cathode conductors) were prepared according to the following conventional examples 1 and 2 and examples 1 to 10. For comparison with the examples, a reference example of the carbon-coated aluminum foil was also prepared.

(従来例1)
厚みが30μmのアルミニウム硬質箔(JIS A1050−H18)を空気中にて温度300℃で12時間加熱し、固体電解コンデンサ用電極部材を作製した。アルミニウム箔の公称純度は99.55質量%、組成の質量分析値はシリコンが2250ppm、鉄が3800ppmであった。
(Conventional example 1)
An aluminum hard foil (JIS A1050-H18) having a thickness of 30 μm was heated in air at a temperature of 300 ° C. for 12 hours to produce an electrode member for a solid electrolytic capacitor. The nominal purity of the aluminum foil was 99.55% by mass, and the mass spectrometric values of the composition were 2250 ppm for silicon and 3800 ppm for iron.

(従来例2)
厚みが50μmのアルミニウム軟質箔(JIS A1080−O)に、塩酸15%と硫酸0.5%を含む電解液中で温度50℃、電流密度0.5A/cmの条件にて50秒間交流エッチング処理を施した後、エッチング後のアルミニウ箔を水洗、乾燥し、固体電解コンデンサ用電極部材を作製した。
(Conventional example 2)
AC etching for 50 seconds under conditions of a temperature of 50 ° C. and a current density of 0.5 A / cm 2 in an electrolytic solution containing 15% hydrochloric acid and 0.5% sulfuric acid on an aluminum soft foil (JIS A1080-O) having a thickness of 50 μm After the treatment, the etched aluminum foil was washed with water and dried to produce a solid electrolytic capacitor electrode member.

(実施例1〜10)
厚みが30μmのアルミニウム硬質箔(JIS A1050−H18)の両面に炭素含有物質を塗布し、温度100℃で10分間乾燥処理することにより、付着させた。炭素含有物質の組成は、平均粒子径0.05μmのカーボンブラック1重量部に対し、平均分子量3000のアクリル樹脂を1重量部、平均粒子径1μmのアルミニウム粉末を表1に示す重量部加えたものをトルエンに分散させ、固形分30%としたものであった。炭素含有物質の付着は、乾燥後の厚みがアルミニウム箔の片面側で表1に示す値となるようにした。
(Examples 1 to 10)
A carbon-containing substance was applied to both surfaces of a 30 μm thick aluminum hard foil (JIS A1050-H18), and was adhered by drying at a temperature of 100 ° C. for 10 minutes. The composition of the carbon-containing material is obtained by adding 1 part by weight of an acrylic resin having an average molecular weight of 3000 and 1 part by weight of aluminum powder having an average particle diameter of 1 μm to 1 part by weight of carbon black having an average particle diameter of 0.05 μm as shown in Table 1. Was dispersed in toluene to a solid content of 30%. The adhesion of the carbon-containing material was set so that the thickness after drying became the value shown in Table 1 on one side of the aluminum foil.

その後、炭素含有物質を付着させたアルミニウム箔を表1に示す雰囲気と温度の条件で12時間加熱し、固体電解コンデンサ用電極部材を作製した。   Thereafter, the aluminum foil to which the carbon-containing material was adhered was heated for 12 hours under the conditions of the atmosphere and temperature shown in Table 1 to produce a solid electrolytic capacitor electrode member.

(参考例)
厚みが30μmのアルミニウム硬質箔(JIS A1050−H18)の両面に炭素含有物質を塗布し、温度100℃で10分間乾燥処理することにより、付着させた。炭素含有物質の組成は、カーボンブラック(三菱化学株式会社製 ♯2400B)1重量部に対し、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)を1重量部加えたものであった。炭素含有物質の付着は、乾燥後の厚みがアルミニウム箔の片面側で2μmとなるようにした。
(Reference example)
A carbon-containing substance was applied to both surfaces of a 30 μm thick aluminum hard foil (JIS A1050-H18), and was adhered by drying at a temperature of 100 ° C. for 10 minutes. The composition of the carbon-containing substance was obtained by adding 1 part by weight of polytetrafluoroethylene (PTFE) to 1 part by weight of carbon black (# 2400B manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation). The carbon-containing substance was adhered such that the thickness after drying was 2 μm on one side of the aluminum foil.

その後、炭素含有物質を付着させたアルミニウム箔を表1に示す雰囲気と温度の条件で12時間加熱し、炭素被覆アルミニウム箔を作製した。   Thereafter, the aluminum foil to which the carbon-containing material was adhered was heated for 12 hours under the conditions of the atmosphere and temperature shown in Table 1 to produce a carbon-coated aluminum foil.

このようにして得られた炭素被覆アルミニウム箔は、実施例6にて加熱雰囲気を変更したものに相当する。   The carbon-coated aluminum foil thus obtained corresponds to the heating atmosphere changed in Example 6.

以下の従来例3と実施例11〜14に従って固体電解コンデンサ用電極部材(陽極)を作製した。   A solid electrolytic capacitor electrode member (anode) was produced according to the following Conventional Example 3 and Examples 11-14.

(従来例3)
厚みが100μmのアルミニウム軟質箔に、塩酸12%とりん酸0.6%を含む電解液中で温度40℃、電流密度0.5A/cmの条件にて100秒間交流エッチング処理を施した後、60℃の150g/Lのアジピン酸アンモニウム水溶液中で3Vに化成した。そして、化成後のアルミニウム箔を水洗、乾燥し、固体電解コンデンサ用電極部材を作製した。アルミニウム箔の公称純度は99.99質量%、組成の質量分析値はシリコンが15ppm、鉄が16ppm、銅が39ppmであった。
(Conventional example 3)
After subjecting an aluminum soft foil having a thickness of 100 μm to an AC etching process for 100 seconds in an electrolyte containing 12% hydrochloric acid and 0.6% phosphoric acid at a temperature of 40 ° C. and a current density of 0.5 A / cm 2. And converted to 3 V in a 150 g / L ammonium adipate aqueous solution at 60 ° C. Then, the formed aluminum foil was washed with water and dried to produce a solid electrolytic capacitor electrode member. The nominal purity of the aluminum foil was 99.99 mass%, and the mass analysis values of the composition were 15 ppm for silicon, 16 ppm for iron, and 39 ppm for copper.

(実施例11〜14)
厚みが30μmのアルミニウム硬質箔(JIS A1050−H18)の両面に炭素含有物質を塗布し、温度100℃で10分間乾燥処理することにより、付着させた。炭化水素炭素含有物質の組成は、平均粒子径0.05μmのカーボンブラック1重量部に対し、平均分子量3000のアクリル樹脂を1重量部、平均粒子径1μmのアルミニウム粉末を表2に示す重量部加えたものをトルエンに分散させ、固形分50%としたものであった。炭素含有物質の付着は、乾燥後の厚みがアルミニウム箔の片面側で表2に示す値となるようにした。
(Examples 11-14)
A carbon-containing substance was applied to both surfaces of a 30 μm thick aluminum hard foil (JIS A1050-H18), and was adhered by drying at a temperature of 100 ° C. for 10 minutes. The composition of the hydrocarbon carbon-containing material is 1 part by weight of an acrylic resin having an average molecular weight of 3000 and 1 part by weight of aluminum powder having an average particle diameter of 1 μm per 1 part by weight of carbon black having an average particle diameter of 0.05 μm. Was dispersed in toluene to a solid content of 50%. The adhesion of the carbon-containing material was set so that the thickness after drying became the value shown in Table 2 on one side of the aluminum foil.

その後、炭素含有物質を付着させたアルミニウム箔を表2に示す雰囲気と温度の条件で12時間加熱した後、60℃の150g/Lのアジピン酸アンモニウム水溶液中で3Vに化成した。化成後のアルミニウム箔を水洗、乾燥し、固体電解コンデンサ用電極部材を作製した。   Thereafter, the aluminum foil to which the carbon-containing material was adhered was heated for 12 hours under the conditions of the atmosphere and temperature shown in Table 2, and then converted to 3 V in a 150 g / L ammonium adipate aqueous solution at 60 ° C. The formed aluminum foil was washed with water and dried to produce an electrode member for a solid electrolytic capacitor.

従来例1〜3、実施例1〜14および参考例で得られた固体電解コンデンサ用電極部材(または炭素被覆アルミニウム箔)において、静電容量、表面抵抗値、炭素含有層とアルミニウムとの密着性を評価した。評価条件は次に示すとおりである。評価結果を表1および表2に示す。   In the electrode members for solid electrolytic capacitors (or carbon-coated aluminum foil) obtained in Conventional Examples 1 to 3, Examples 1 to 14 and Reference Examples, capacitance, surface resistance value, adhesion between the carbon-containing layer and aluminum Evaluated. The evaluation conditions are as follows. The evaluation results are shown in Tables 1 and 2.

[静電容量]
各試料の静電容量は、JEITA(財団法人電子情報技術産業協会)規格 RC−2364A 「アルミニウム電解コンデンサ用電極はくの試験方法」7.4項に記載の静電容量測定方法に従い、アジピン酸アンモニウムまたはホウ酸アンモニウム水溶液中で測定した。
[Capacitance]
The capacitance of each sample was determined according to the capacitance measurement method described in Section 7.4 of JEITA (Electronic Information Technology Industry Association) Standard RC-2364A “Test Method for Electrode Foil for Aluminum Electrolytic Capacitors”. Measured in aqueous ammonium or ammonium borate solution.

[表面抵抗値]
交流インピーダンス法によって表面抵抗特性を評価した。
[Surface resistance value]
The surface resistance characteristics were evaluated by the AC impedance method.

各試料を液温20℃の1M塩酸水溶液中に浸漬させ、定電流下で交流インピーダンスを測定した。測定周波数は0.5から1000Hzまでの20点とした。一般に、電極/水溶液界面における最も簡単な等価回路は、電荷移動抵抗と電気二重層容量との並列回路に溶液抵抗が直列に接続された回路で表される。そこで、本条件にて測定した交流インピーダンス測定値を複素平面上にベクトルとして表示し、X軸を実数部、Y軸を虚数部で表わした。さらに、上記の方法で得られた各試料の交流インピーダンスの軌跡において、X軸との交点の値を表面抵抗値として採用した。   Each sample was immersed in a 1M hydrochloric acid aqueous solution having a liquid temperature of 20 ° C., and the AC impedance was measured under a constant current. The measurement frequency was 20 points from 0.5 to 1000 Hz. Generally, the simplest equivalent circuit at the electrode / aqueous solution interface is represented by a circuit in which a solution resistance is connected in series to a parallel circuit of a charge transfer resistance and an electric double layer capacitance. Therefore, the AC impedance measurement value measured under this condition is displayed as a vector on the complex plane, and the X axis is represented by a real part and the Y axis is represented by an imaginary part. Furthermore, in the AC impedance trajectory of each sample obtained by the above method, the value of the intersection with the X axis was adopted as the surface resistance value.

[密着性]
テーピング法によって密着性を評価した。幅10mm、長さ100mmの固体電解コンデンサ用電極部材の試料において、炭素含有層の表面に、幅15mm、長さ120mmの接着面を有する粘着テープ(住友スリーM株式会社製、商品名「スコッチテープ」)を押し当てた後、粘着テープを引き剥がして、密着性を次の式に従って評価した。
[Adhesion]
Adhesion was evaluated by a taping method. In a sample of a solid electrolytic capacitor electrode member having a width of 10 mm and a length of 100 mm, a pressure-sensitive adhesive tape having a bonding surface having a width of 15 mm and a length of 120 mm on the surface of the carbon-containing layer (product name “Scotch tape” manufactured by Sumitomo 3M Limited) ”), The adhesive tape was peeled off, and the adhesion was evaluated according to the following formula.

密着性(%)={引き剥がし後の炭素含有層の重量(mg)/引き剥がし前の炭素含有層の重量(mg)}×100   Adhesion (%) = {weight of the carbon-containing layer after peeling (mg) / weight of the carbon-containing layer before peeling (mg)} × 100

Figure 0004392313
Figure 0004392313

Figure 0004392313
表1と表2の結果から、実施例1〜14の固体電解コンデンサ用電極部材は、従来例1〜3の固体電解コンデンサ用電極部材、参考例の炭素被覆アルミニウム箔に比べて、高い静電容量を示すとともに、低い表面抵抗値と高い密着性を示すことがわかる。すなわち、実施例1〜14の固体電解コンデンサ用電極部材は、表面抵抗値を減少させるとともに、固体電解コンデンサの容量を増大させることができ、本発明の固体電解コンデンサ用電極部材を用いて固体電解コンデンサを構成すれば、低ESR化と高容量化を達成することができることがわかる。
Figure 0004392313
From the results of Tables 1 and 2, the electrode members for solid electrolytic capacitors of Examples 1 to 14 are higher in electrostatic capacity than the electrode members for solid electrolytic capacitors of Conventional Examples 1 to 3 and the carbon-coated aluminum foil of Reference Example. It can be seen that the capacitor exhibits a low surface resistance and high adhesion as well as a capacitance. That is, the electrode members for solid electrolytic capacitors of Examples 1 to 14 can reduce the surface resistance value and increase the capacity of the solid electrolytic capacitors, and solid electrolytic using the electrode members for solid electrolytic capacitors of the present invention. It can be seen that a low ESR and a high capacity can be achieved by configuring a capacitor.

以上に開示された実施の形態や実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は、以上の実施の形態や実施例ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正や変形を含むものである。   It should be considered that the embodiments and examples disclosed above are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is shown not by the above embodiments and examples but by the scope of claims, and includes all modifications and variations within the scope and meaning equivalent to the scope of claims.

この発明に従った固体電解コンデンサ用電極部材を用いて固体電解コンデンサを構成することによって、低ESR化および高容量化を達成することができる。   By configuring the solid electrolytic capacitor using the electrode member for a solid electrolytic capacitor according to the present invention, low ESR and high capacity can be achieved.

この発明の一つの実施の形態として固体電解コンデンサ用電極部材の断面構造を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the cross-sectional structure of the electrode member for solid electrolytic capacitors as one embodiment of this invention. この発明のもう一つの実施の形態として固体電解コンデンサ用電極部材の断面構造を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the cross-sectional structure of the electrode member for solid electrolytic capacitors as another embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1:アルミニウム、2:炭素含有層、3:介在層(第1の表面部分)、21:第2の表面部分、22:炭素粒子、23:アルミニウム粒子、24:アルミニウム粒子表面部分、25:アルミニウム粒子外側部分。   1: Aluminum, 2: Carbon-containing layer, 3: Intervening layer (first surface portion), 21: Second surface portion, 22: Carbon particles, 23: Aluminum particles, 24: Aluminum particle surface portion, 25: Aluminum Particle outer part.

Claims (10)

アルミニウムと、
前記アルミニウムの表面上に形成された炭素含有層と、
前記アルミニウムと前記炭素含有層との間に形成された、アルミニウム元素と炭素元素とを含む介在層とを備え、
前記介在層は、前記アルミニウムの表面の少なくとも一部の領域に形成された、アルミニウムの炭化物を含む第1の表面部分を含み、
前記炭素含有層は、前記第1の表面部分から外側に向かって延びるように形成された第2の表面部分を含み、
前記炭素含有層は炭素粒子をさらに含み、前記第2の表面部分は前記第1の表面部分と前記炭素粒子との間に形成されてアルミニウムの炭化物を含む、固体電解コンデンサ用電極部材。
With aluminum,
A carbon-containing layer formed on the surface of the aluminum;
An intervening layer formed between the aluminum and the carbon-containing layer and containing an aluminum element and a carbon element;
The intervening layer includes a first surface portion including an aluminum carbide formed in at least a partial region of the aluminum surface;
The carbon-containing layer includes a second surface portion formed to extend outward from the first surface portion;
The electrode member for a solid electrolytic capacitor, wherein the carbon-containing layer further includes carbon particles, and the second surface portion is formed between the first surface portion and the carbon particles and contains an aluminum carbide.
前記炭素含有層は、アルミニウム粒子と、前記アルミニウム粒子の表面の少なくとも一部の領域に形成されてアルミニウムの炭化物を含むアルミニウム粒子表面部分と、前記アルミニウム粒子表面部分から前記アルミニウム粒子の表面の外側に向かって延びるように形成されてアルミニウムの炭化物を含むアルミニウム粒子外側部分とをさらに含む、請求項1に記載の固体電解コンデンサ用電極部材。   The carbon-containing layer is formed of aluminum particles, an aluminum particle surface portion containing aluminum carbide formed in at least a part of the surface of the aluminum particles, and from the aluminum particle surface portion to the outside of the surface of the aluminum particles. The electrode member for a solid electrolytic capacitor according to claim 1, further comprising an aluminum particle outer portion formed so as to extend toward the surface and containing an aluminum carbide. 前記炭素含有層は、アルミニウム元素と炭素元素とを含む介在物を内部に含む、請求項1または請求項2に記載の固体電解コンデンサ用電極部材。   The electrode member for a solid electrolytic capacitor according to claim 1, wherein the carbon-containing layer includes an inclusion containing an aluminum element and a carbon element. 前記介在物は、アルミニウム元素と炭素元素との化合物である、請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の固体電解コンデンサ用電極部材。   The electrode member for a solid electrolytic capacitor according to any one of claims 1 to 3, wherein the inclusion is a compound of an aluminum element and a carbon element. 前記炭素含有層は、アルミニウム元素と炭素元素との化合物である、請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の固体電解コンデンサ用電極部材。   The electrode member for a solid electrolytic capacitor according to any one of claims 1 to 4, wherein the carbon-containing layer is a compound of an aluminum element and a carbon element. 前記炭素含有層は、前記アルミニウムの表面から外側に延びるように形成されている、請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載の固体電解コンデンサ用電極部材。   The electrode member for a solid electrolytic capacitor according to any one of claims 1 to 5, wherein the carbon-containing layer is formed to extend outward from the surface of the aluminum. 前記アルミニウムの厚みは、5μm以上1mm以下である、請求項1から請求項6までのいずれか1項に記載の固体電解コンデンサ用電極部材。   The thickness of the said aluminum is an electrode member for solid electrolytic capacitors of any one of Claim 1- Claim 6 which is 5 micrometers or more and 1 mm or less. 前記アルミニウムの一方表面に形成された前記炭素含有層の厚みは、0.01μm以上5mm以下である、請求項1から請求項7までのいずれか1項に記載の固体電解コンデンサ用電極部材。   8. The electrode member for a solid electrolytic capacitor according to claim 1, wherein a thickness of the carbon-containing layer formed on one surface of the aluminum is 0.01 μm or more and 5 mm or less. 請求項1から請求項8までのいずれか1項に記載の固体電解コンデンサ用電極部材を用いた固体電解コンデンサ。   The solid electrolytic capacitor using the electrode member for solid electrolytic capacitors of any one of Claim 1- Claim 8. 炭素含有物質をアルミニウムの表面に付着させる工程と、
炭素含有物質が表面に付着された前記アルミニウムを、炭化水素含有物質を含む空間に配置した状態で加熱する工程とを備えた、固体電解コンデンサ用電極部材の製造方法。
Attaching a carbon-containing material to the surface of the aluminum;
And heating the aluminum with the carbon-containing material attached to the surface in a state of being disposed in a space containing the hydrocarbon-containing material.
JP2004283270A 2004-09-29 2004-09-29 SOLID ELECTROLYTIC CAPACITOR ELECTRODE MEMBER, ITS MANUFACTURING METHOD, AND SOLID ELECTROLYTIC CAPACITOR USING SOLID ELECTROLYTIC CAPACITOR ELECTRODE MEMBER Expired - Lifetime JP4392313B2 (en)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004283270A JP4392313B2 (en) 2004-09-29 2004-09-29 SOLID ELECTROLYTIC CAPACITOR ELECTRODE MEMBER, ITS MANUFACTURING METHOD, AND SOLID ELECTROLYTIC CAPACITOR USING SOLID ELECTROLYTIC CAPACITOR ELECTRODE MEMBER
PCT/JP2005/015886 WO2006035569A1 (en) 2004-09-29 2005-08-31 Capacitor electrode member, method for manufacturing the same, and capacitor provided with the electrode member
CN200580032663.0A CN101027736B (en) 2004-09-29 2005-08-31 Capacitor electrode member, its manufacturing method and capacitor with same
US11/662,053 US7616430B2 (en) 2004-09-29 2005-08-31 Capacitor electrode member, method for manufacturing the same, and capacitor provided with the electrode member
KR1020077008552A KR101000098B1 (en) 2004-09-29 2005-08-31 Capacitor electrode member, method for manufacturing the same, and capacitor provided with the electrode member
EP05776776.6A EP1798743B1 (en) 2004-09-29 2005-08-31 Capacitor electrode member, method for manufacturing the same, and capacitor provided with the electrode member
TW094132273A TWI342030B (en) 2004-09-29 2005-09-19 Electrode member for capacitor and method for manufacturing the same, and capacitor including the electrode member

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004283270A JP4392313B2 (en) 2004-09-29 2004-09-29 SOLID ELECTROLYTIC CAPACITOR ELECTRODE MEMBER, ITS MANUFACTURING METHOD, AND SOLID ELECTROLYTIC CAPACITOR USING SOLID ELECTROLYTIC CAPACITOR ELECTRODE MEMBER

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006100478A JP2006100478A (en) 2006-04-13
JP4392313B2 true JP4392313B2 (en) 2009-12-24

Family

ID=36240014

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004283270A Expired - Lifetime JP4392313B2 (en) 2004-09-29 2004-09-29 SOLID ELECTROLYTIC CAPACITOR ELECTRODE MEMBER, ITS MANUFACTURING METHOD, AND SOLID ELECTROLYTIC CAPACITOR USING SOLID ELECTROLYTIC CAPACITOR ELECTRODE MEMBER

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4392313B2 (en)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4910614B2 (en) * 2006-09-30 2012-04-04 日本ケミコン株式会社 Electrode capacitor electrode material
JP4872763B2 (en) * 2007-03-31 2012-02-08 日本ケミコン株式会社 Electrode capacitor electrode material
JP5511691B2 (en) * 2009-01-28 2014-06-04 東洋アルミニウム株式会社 Carbon-coated aluminum material and manufacturing method thereof
RU2573387C2 (en) 2011-02-21 2016-01-20 Джапан Капаситор Индастриал Ко., Лтд. Electrode foil, current tap, electrode and element for electric energy accumulation with their usage
WO2016174807A1 (en) 2015-04-28 2016-11-03 パナソニックIpマネジメント株式会社 Electrolytic capacitor
JP7054870B2 (en) 2015-04-28 2022-04-15 パナソニックIpマネジメント株式会社 Electrolytic capacitor
JP7117552B2 (en) 2015-05-28 2022-08-15 パナソニックIpマネジメント株式会社 Electrolytic capacitor
US11830672B2 (en) * 2016-11-23 2023-11-28 KYOCERA AVX Components Corporation Ultracapacitor for use in a solder reflow process

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3668255B2 (en) * 1992-03-30 2005-07-06 東レ株式会社 Method for producing electrode foil for electrolytic capacitor
US5621607A (en) * 1994-10-07 1997-04-15 Maxwell Laboratories, Inc. High performance double layer capacitors including aluminum carbon composite electrodes
JP2000138141A (en) * 1998-10-30 2000-05-16 Adchemco Corp Manufacture of carbon porous body for electric double layer capacitor polarizable electrode
JP2002237433A (en) * 2001-02-09 2002-08-23 Casio Comput Co Ltd Activated carbon material and electric double-layer capacitor
JP2002249703A (en) * 2001-02-22 2002-09-06 Tosoh Corp Adhesive anchor coating agent
JP3722088B2 (en) * 2002-05-20 2005-11-30 株式会社サーマル Aluminum surface hardening method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2006100478A (en) 2006-04-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4782862B2 (en) Capacitor cathode foil and method for producing the same
JP5511691B2 (en) Carbon-coated aluminum material and manufacturing method thereof
JP5762501B2 (en) Electrode structure, capacitor and battery
KR101000098B1 (en) Capacitor electrode member, method for manufacturing the same, and capacitor provided with the electrode member
TWI407468B (en) Composite cathode foils and solid electrolytic capacitors comprising the same
TWI386960B (en) Electrode material and method for manufacturing the same
JP4392312B2 (en) ELECTRIC DOUBLE LAYER CAPACITOR ELECTRODE MEMBER, ITS MANUFACTURING METHOD, AND ELECTRIC DOUBLE LAYER CAPACITOR USING ELECTRO DOUBLE LAYER CAPACITOR ELECTRODE MEMBER
JP2008283152A (en) Collector material, and method of manufacturing the same
JP4392313B2 (en) SOLID ELECTROLYTIC CAPACITOR ELECTRODE MEMBER, ITS MANUFACTURING METHOD, AND SOLID ELECTROLYTIC CAPACITOR USING SOLID ELECTROLYTIC CAPACITOR ELECTRODE MEMBER
TW200306592A (en) Solid electrolytic capacitor and method of manufacturing same
TWI637081B (en) Coated aluminum material and manufacturing method thereof
JP4797754B2 (en) Electrode capacitor electrode material
JP2790100B2 (en) Solid electrolytic capacitor and method of manufacturing the same
JPH0763045B2 (en) Capacitor
JP2018073937A (en) Solid electrolytic capacitor
JP2017073423A (en) Conductive substance-coated aluminum material and method for manufacturing the same
JP2003086464A (en) Solid electrolytic capacitor
JP2003347168A (en) Solid electrolytic capacitor and manufacturing method thereof
JP2010245066A (en) Electrode material for electrolytic capacitor

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070501

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20091006

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20091009

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121016

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4392313

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121016

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131016

Year of fee payment: 4

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250