JP6578505B2 - 電解コンデンサ - Google Patents

Description

本発明は各種電子機器、産業機器、自動車用機器等に使用される蓄電デバイスに関する。

電子機器の高周波化に伴い、蓄電デバイスのひとつである電解コンデンサにおいても高周波領域での等価直列抵抗（以下、ＥＳＲという）特性に優れた電解コンデンサが求められている。

最近では、このような高周波領域におけるＥＳＲを低減するために、電解質として従来の電解液よりも電気伝導度の高い導電性高分子等の固体電解質を用いた固体電解コンデンサが検討され製品化されており、このような固体電解コンデンサは、陽極箔と陰極箔との間にセパレータを介在させて巻回した素子の内部に導電性高分子を充填した構成を有している。（例えば、特許文献１）。

また、上記のような固体電解コンデンサにおいては、電解質として誘電体酸化皮膜の修復性の乏しい固体電解質のみを用いているため、従来の電解液を用いた電解コンデンサに比べて、漏れ電流の増大や誘電体酸化皮膜欠陥の発生に伴うショート故障などが発生しやすく、このような課題を改善する目的で、導電性高分子で形成された固体電解質と電解液の両方を電解質に利用した電解コンデンサも提案されている。（例えば、特許文献２）。

特開昭６３−１５８８２９号公報 特開平７−２８３０８６号公報

上記のように、電解質に固体電解質を用いたり、或いは固体電解質と電解液の両方を用いたりすることによって、ＥＳＲ特性に優れた電解コンデンサを実現することができた。

一方、近年の、電子機器に対する安全性向上や信頼性向上の要請に伴い、上記のような電解コンデンサにおいても、安全性や信頼性の向上が要求されるようになってきている。

そこで、本発明は、ＥＳＲ特性に優れた電解コンデンサにおいて、信頼性を向上させた電解コンデンサを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の電解コンデンサは、表面に誘電体層を有する陽極箔を巻回したコンデンサ素子と、陽極箔に接続されコンデンサ素子の一方の端面から導出されたリードタブ端子と、コンデンサ素子に含浸された導電性高分子を含む固体電解質とを備え、コンデンサ素子の一方の端面の反対側で、リードタブ端子が導出されていない他方の端面における導電性高分子の被着量を、コンデンサ素子の一方の端面における導電性高分子の被着量よりも多くする。

本発明に係る電解コンデンサによれば、電解コンデンサのケース内底面と、コンデンサ
素子の電極箔端面との短絡を防止するとともに、リードタブ端子間の漏れ電流を低減することができる。その結果、信頼性が向上した電解コンデンサが得られる。

本発明の実施の形態における電解コンデンサの模式断面図 図１に示す電解コンデンサにおけるコンデンサ素子１２の模式斜視図

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお図面では理解しやすいように一部寸法の縦横比を変えて示している。

（実施の形態）
図１は本発明の実施の形態における電解コンデンサの模式断面図である。図２は図１に示す電解コンデンサ１におけるコンデンサ素子１２の模式斜視図である。

図１に示すように、本発明の電解コンデンサ１は、コンデンサ素子１２が外装体１５内に封入された構造を有する。

コンデンサ素子１２は、図２に示すように、表面に誘電体層を有する陽極箔２１、陰極箔２２、セパレータ２３、リードタブ端子１７、固体電解質２４を構成する導電性高分子１８を備える。

陽極箔２１と、陰極箔２２とには夫々リードタブ端子１７が接続されている。陽極箔２１と陰極箔２２とは、陽極箔２１と陰極箔２２との間にセパレータ２３を挿んで巻回され、巻回素子１１となっている。

リードタブ端子１７は、コンデンサ素子１２の一方の端面１９Ａからコンデンサ素子１２の外に導出されている。

コンデンサ素子１２は、ケース１３と封口体１４とを備える外装体１５に封入され、リードタブ端子１７は、封口体１４に設けられた貫通孔１６を通じて外部に導出されている。

導電性高分子１８は、陽極箔２１、陰極箔２２、セパレータ２３に被着して固体電解質２４として機能する。

そして、コンデンサ素子１２の、リードタブ端子１７が導出されている一方の端面１９Ａの反対側の、ケース１３の内側底面と対向する、リードタブ端子１７が導出されていない他方の端面１９Ｂにおける導電性高分子１８の被着量は、コンデンサ素子１２の一方の端面１９Ａにおける導電性高分子１８の被着量よりも多くなっている。

コンデンサ素子１２のリードタブ端子１７が導出されている一方の端面の反対側の、リードタブ端子１７が導出されていない他方の端面１９Ｂにおける導電性高分子の被着量を１００としたとき、一方の端面１９Ａにおける導電性高分子１８の被着量は重量比で９５以下が好ましい。

陽極箔２１は、アルミニウム等の弁作用金属からなる金属箔をエッチング処理することにより粗面化し、さらにその表面に化成処理等によって誘電体層が形成されている。一方、陰極箔２２はアルミニウム等の金属で形成されている。

なお、陰極箔２２は、アルミニウム等の金属の表面に、化成皮膜が設けられていてもよく、異種金属や非金属の被膜が設けられていてもよい。異種金属や非金属としては、例えば、チタンのような金属やカーボンのような非金属などを挙げることができる。

リードタブ端子１７の材料は特に限定されず、導電性材料であればよいが、少なくとも陽極箔２１、陰極箔２２との接合部分は、陽極箔２１、陰極箔２２と同じ材料で構成されていることが好ましい。

リードタブ端子１７は、その表面が化成処理されていてもよい。また、リードタブ端子１７の封口体１４と接触する部分が樹脂材料で覆われていてもよい。

セパレータ２３は、セルロース繊維を含んでいる。セルロース繊維とは、セルロースを主成分とした繊維の総称であり、マニラ麻、エスパルト、ヘンプ（Ｈｅｍｐ）、クラフトパルプ、竹などの天然の材料から得られる天然繊維の他、これら天然の材料を一旦溶解させ紡糸して得られるレーヨンなどの再生繊維、および、天然の材料に化学的処理を加えて得られるアセテート等の半合成繊維を含んでいる。セパレータ２３は、セルロース繊維以外の繊維、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ビニロン、ポリアミド繊維（ナイロンなどの脂肪族ポリアミド繊維およびアラミドなどの芳香族ポリアミド繊維）などを含んでいてもよい。セルロース繊維は、セパレータに含まれる繊維のうちの５０質量％以上を占めていることが好ましい。また、セルロース繊維は、フィブリル化（分繊化）していないことが好ましい。導電性高分子の粒子の移動がより容易となり、導電性高分子の粒子が誘電体層にまで到達し易くなるためである。

セパレータ２３の透気度は、１〜１５０ｓ／１００ｍｌであることが好ましく、１〜６０ｓ／１００ｍｌであることがより好ましい。セパレータの透気度がこの範囲であると、導電性高分子の粒子の移動がより容易となり、導電性高分子の粒子が誘電体層にまで到達し易くなる。透気度は、ガーレー式の透気度試験機を用いてＪＩＳ Ｐ８１１７に基づいて測定される。セパレータ２３の厚みは、１０〜１００μｍであることが好ましい。厚みがこの範囲であると、電解コンデンサの短絡を抑制する効果がより高くなる。

固体電解質２４に含まれる導電性高分子１８としては、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリフラン、ポリアニリン、ポリアセチレン、ポリフェニレン、ポリフェニレンビニレン、ポリアセン、ポリチオフェンビニレンなどが挙げられる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよく、２種以上のモノマーの共重合体でもよい。なお、本明細書では、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリフラン、ポリアニリンなどは、それぞれ、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリフラン、ポリアニリンなどを基本骨格とする高分子を意味する。したがって、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリフラン、ポリアニリンなどには、それぞれの誘導体も含まれ得る。例えば、ポリチオフェンには、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）などが含まれる。

導電性高分子１８は、ドーパントを含んでいてもよい。ドーパントとしては、例えば、ポリビニルスルホン酸、ポリスチレンスルホン酸、ポリアリルスルホン酸、ポリアクリルスルホン酸、ポリメタクリルスルホン酸、ポリ（２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸）、ポリイソプレンスルホン酸、ポリアクリル酸などのアニオンが挙げられる。なかでも、ポリスチレンスルホン酸由来のポリアニオンが好ましい。これらは単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。また、これらは単独モノマーの重合体であってもよく、２種以上のモノマーの共重合体であってもよい。

導電性高分子１８は電解コンデンサ１の陰極としても機能する。

また、導電性高分子１８を含む固体電解質２４と併せて電解液を用いてもよい。電解液を併用することで、電解コンデンサの耐電圧を向上することができる。電解液は、セパレータ２３内部の空隙や、陽極箔２１のエッチングピットにより形成された孔に入り込み、誘電体層の欠陥部を修復する作用を有する。

電解液は、有機溶媒に溶質を溶解して調製されている。有機溶媒として、アルコール類や、非プロトン性のアミド系溶剤、ラクトン類、スルホキシド類等を用いることができる。アルコール類としては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、シクロブタノール、シクロヘキサノール、エチレングリコール、プロプレングリコール、グリセリン、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、メトキシプロピレングリコール、グリコール類の重縮合物などが挙げられる。アミド系溶剤としては、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−エチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド、Ｎ−メチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミドなどが挙げられる。ラクトン類としては、γ−ブチロラクトン、β−ブチロラクトン、α−バレロラクトン、γ−バレロラクトンなどが挙げられる。スルホキシド類としては、スルホラン、３−メチルスルホラン、ジメチルスルホキシドなどが挙げられる。

また、溶質である電解質成分の塩基成分としては、アルキル置換アミジン基を有する化合物、で、イミダゾール化合物、ベンゾイミダゾール化合物、脂環式アミジン化合物（ピリミジン化合物、イミダゾリン化合物）などが挙げられる。また、電解質成分の塩基成分としては、アルキル置換アミジン基を有する化合物の４級アンモニウムを用いることもでき、アルキル置換アミジン基を有する化合物の４級アンモニウムとしては、炭素数１〜１１のアルキル基またはアリールアルキル基で４級化されたイミダゾール化合物、ベンゾイミダゾール化合物、脂環式アミジン化合物（ピリミジン化合物、イミダゾリン化合物）などが挙げられる。また、塩基成分として、アンモニウム、一級アミン（メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミンエチレンジアミン、モノエタノールアミン等）、二級アミン（ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、エチルメチルアミン、ジフェニルアミン、ジエタノールアミン等）、三級アミン(トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）−ウンデセン−７、トリエタノールアミン等)を用いてもよい。

また電解質成分の酸成分としては、脂肪族カルボン酸である飽和カルボン酸、不飽和カルボン酸、芳香族カルボン酸等を用いることができる。脂肪族飽和カルボン酸としては、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバチン酸、１，６−デカンジカルボン酸、５，６−デカンジカルボン酸、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、イソ酪酸、吉草酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、ラウリル酸、ミリスチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸などが挙げられる。脂肪族不飽和カルボン酸としては、マレイン酸、フマル酸、イコタン酸、アクリル酸、メタクリル酸、オレイン酸を含む。芳香族カルボン酸は、フタル酸、サリチル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、安息香酸、レゾルシン酸、ケイ皮酸、ナフトエ酸などが挙げられる。また、これらのカルボン酸以外にもカルボン酸のニトロ誘導体やスルホン酸誘導体、無機酸であるリン酸誘導体やホウ酸誘導体などを電解質の酸成分として用いることができる。

外装体１５は、コンデンサ素子１２より引き出されたリードタブ端子１７の端部を外部に導出するようにしてコンデンサ素子１２と電解液（電解質として電解液を併用する場合）とを封じている。

外装体１５は、ケース１３と、封口体１４とを有する。ケース１３はコンデンサ素子１２を収納している。封口体１４にはリードタブ端子１７を挿通させる貫通孔１６が設けら
れている。封口体１４はケース１３の開口部に配置され、ケース１３の外周面を絞り加工部１３Ａで絞ることによって圧縮されることで、ケース１３の開口部を封止している。

封口体１４には、エチレンプロピレンゴムやイソブチルとイソプレンの共重合体であるブチルゴム等のゴム材料のほか、エポキシ樹脂などの樹脂材料などを用いることができる。

ケース１３は金属製である。軽量化の観点から、ケース１３はアルミニウムで形成することが好ましい。

続いて、実施の形態における電解コンデンサの製造方法について説明する。

まず、巻回素子１１を形成する。

電解コンデンサ１の電極体となる陽極箔２１および陰極箔２２を準備する。

陽極箔２１は、金属箔の表面をエッチング処理等を施すことにより粗面化し、さらに化成処理等により、粗面化された金属箔の表面に誘電体層を形成する。

エッチング処理としては、例えば直流電解法や交流電解法などを適用すればよい。化成処理としては、例えば金属箔をアジピン酸アンモニウム溶液などの化成液に浸漬した状態で電圧を印加すればよい。

陰極箔２２は、金属箔をそのまま用いてもよいし、表面を粗面化して用いてもよい。
表面を粗面化する方法としては、陽極箔２１と同様にエッチング処理が適用できる。

そして、表面に誘電体層が形成された陽極箔２１と陰極箔２２とにリードタブ端子１７を接続する。

リードタブ端子１７が接続された陽極箔２１と陰極箔２２とをセパレータ２３を介して重ね合わせて巻回し、巻回素子１１とする。

このとき、陽極箔２１に接続したリードタブ端子１７と、陰極箔２２に接続したリードタブ端子１７とは、図２に示すように巻回素子１１の一方の端面１９Ａからのみ導出されている。

なお、陽極箔２１を広幅または長尺の金属箔を裁断することによって準備する場合には、陽極箔２１の裁断面に誘電体層を設けるために、導電性高分子を被着させる前の、巻回素子１１を形成した後に、さらに化成処理を行ってもよい。

次に、巻回素子１１に導電性高分子１８を被着させてコンデンサ素子１２を形成する。

巻回素子１１に導電性高分子１８を被着させる方法は、例えば次のような方法が適用できる。

まず、導電性高分子の微粒子を分散媒に分散させた分散液を、巻回素子１１のリードタブ端子１７が導出されていない他方の端面１９Ｂを上方にした状態で、巻回素子１１の他方の端面１９Ｂに一定量の分散液を供給し、しばらく静置した後、加熱或いは減圧などの方法によって、巻回素子１１に供給した分散液中の分散媒の全て或いは一部を除去する。この操作によって巻回素子１１に導電性高分子１８が被着し固体電解質２４が形成される
。

なお、巻回素子１１の一方の端面１９Ａと、他方の端面１９Ｂとに被着する導電性高分子１８の被着量の増減は、巻回素子１１の他方の端面１９Ｂに分散液を供給してから、分散液中の分散媒を除去するまでの放置時間の増減により制御する。つまり、分散液を巻回素子１１の他方の端面１９Ｂに供給してから分散液中の分散媒を除去するまでの時間が短いほど、分散媒を除去した後の巻回素子１１の他方の端面１９Ｂに、多くの量の導電性高分子１８が被着し、分散媒を除去するまでの時間が長いほど、分散液の巻回素子１１の内部への浸透が進むため、巻回素子１１の他方の端面１９Ｂに被着する導電性高分子１８の量が減少するとともに、巻回素子１１内部および巻回素子１１の一方の端面１９Ａに被着する導電性高分子１８の量が増加する。

なお、導電性高分子１８が被着したコンデンサ素子１２に、電解液を含浸する場合には、特に方法は限定されないが、例えば、容器に収容された電解液に、コンデンサ素子１２を浸漬する方法や、電解液をコンデンサ素子１２に滴下する方法などを用いることができる。含浸は、減圧下、例えば１０ｋＰａ〜１００ｋＰａ、好ましくは４０ｋＰａ〜１００ｋＰａの雰囲気で行ってもよい。

次に、導電性高分子１８が被着したコンデンサ素子１２をケース１３に収納して封止す
る。

具体的には、まず、コンデンサ素子１２のリードタブ端子１７が導出されている一方の端面１９Ａ側が、ケース１３の開口部側に位置するように、導電性高分子１８が被着したコンデンサ素子１２をケース１３に収納する。

そして、封口体１４を、封口体１４に設けた貫通孔１６をリードタブ端子１７が貫通するようにケース１３の開口部に配置するとともに、ケース１３の開口部端に横絞り加工とカール加工とを施してケース１３を封止する。

なお、電解質として、導電性高分子１８を含む固体電解質２４と併せて、電解液を使用する場合に、上記のようにコンデンサ素子１２に電解液を含浸した後にコンデンサ素子１２をケース１３に収納してもよいが、コンデンサ素子１２をケース１３に収納した後にケース１３に電解液を注入してもよいし、ケース１３に電解液を注入した後にコンデンサ素子１２をケース１３に収納してもよい。

なお、コンデンサ素子１２をケース１３内に封止した後の電解コンデンサ１を、定格電圧を印加しながらエージング処理を行ってもよい。

上記のように、本発明の電解コンデンサ１は、コンデンサ素子１２の、リードタブ端子１７が導出されている一方の端面１９Ａの反対側の、リードタブ端子１７が導出されていない他方の端面１９Ｂにおける導電性高分子１８の被着量を、コンデンサ素子１２の一方の端面１９Ａにおける導電性高分子１８の被着量よりも多くすることによって、コンデンサ素子１２の他方の端面１９Ｂの陽極箔２１の端面と、ケース１３の内底面との間に存在する導電性高分子１８の量が多くなり、コンデンサ素子１２の一方の端面１９Ａの、陽極箔２１側のリードタブ端子１７と、陰極箔２２側のリードタブ端子１７との間に存在する導電性高分子１８の量が少なくなる。

このように、導電性とはいえ、導電率が金属類よりも低い導電性高分子１８が、陽極箔２１の端面と金属製のケース１３の内底面との間に多く存在することによって、陽極箔２
１の端面とケース１３とが直接接触し難くなり、陽極箔２１とケース１３との短絡を防ぐことができる。併せて、陽極箔２１側のリードタブ端子１７と陰極箔２２側のリードタブ端子１７との間に存在する導電性高分子１８が少なくなることによって、陽極箔２１側のリードタブ端子１７と陰極箔２２側のリードタブ端子１７との間の漏れ電流を低減することができる。

つまり、従来の電解コンデンサのように、コンデンサ素子の一方の端面と他方の端面とに被着する導電性高分子の量が同じ状態では、陽極箔とケースとの短絡の防止と、陽極側のリードタブ端子と陰極側のリードタブ端子との間の漏れ電流の低減とを両立させることが困難であったが、コンデンサ素子の一方の端面に被着している導電性高分子の被着量と、他方の端面に被着している導電性高分子の被着量とを合わせた被着量が従来と同じ量とした場合に、本発明の構成のように、コンデンサ素子のリードタブ端子が導出されている一方の端面の反対側で、リードタブ端子が導出されていない他方の端面における導電性高分子の被着量を、コンデンサ素子の一方の端面における導電性高分子の被着量よりも多くすることによって、それが可能となる。

次に実施例について説明する。なお、本発明はこれらの実施例に記載した内容に何ら限定されるものではない。
（実施例１）
〈巻回素子の形成〉
まず、導電性高分子を被着させる前の巻回素子を形成した。

電解コンデンサの電極体となる、陽極箔は、厚みが１０５μｍのアルミニウム箔を用い、アルミニウム箔の表面をエッチング処理により粗面化した後に、粗面化した表面に陽極酸化処理により誘電体層となるアルミニウムの酸化皮膜を形成した。陰極箔は厚みが５０μｍのアルミニウム箔を用い、このアルミニウム箔の表面をエッチング処理により粗面化した。

セパレータは、厚みが５０μｍの天然繊維製のものを用いた。

陽極箔と陰極箔とにアルミニウムよりなるリードタブ端子を夫々針かしめにより接続した後、陽極箔と陰極箔とを間にセパレータを介して重ねて巻回し、巻回素子を形成した。

〈コンデンサ素子の形成〉
次に、巻回素子に固体電解質層となる導電性高分子を被着させてコンデンサ素子を形成した。

巻回素子に被着させる導電性高分子は、ポリスチレンスルホン酸をドーパントとして含む、ポリ３，４−エチレンジオキシチオフェン（以下ＰＥＤＯＴと記載する）を用いた。

まず、ＰＥＤＯＴの微粒子を、水を主成分とする分散媒に分散させた分散液を、巻回素子をリードタブ端子が導出されていない他方の端面を上方にした状態で、巻回素子の他方の端面に一定量の分散液を供給し、しばらく静置して巻回素子端面に供給した分散液の一部が、巻回素子内部からリードタブ端子が導出されている一方の端面まで浸透した後、巻回素子を加熱して巻回素子に供給した分散液中の分散媒を除去し、巻回素子にＰＥＤＯＴが被着したコンデンサ素子を形成した。

この実施例１では、巻回素子のリードタブ端子が導出されていない他方の端面に被着させたＰＥＤＯＴの量と、リードタブ端子が導出されている一方の端面に被着させたＰＥＤ
ＯＴの量の比率は、重量比で、１０対０．５とした。

〈電解コンデンサの作製〉
次に、ＰＥＤＯＴが被着したコンデンサ素子を、予め電解液を注入したケースに収納して電解コンデンサを作製した。

外装体となるケースは、アルミニウム製のものを用いた。

ケースの開口部を封止する封口体は、ブチルゴム製のものを用いた。

まず、陽極リードタブ端子と陰極リードタブ端子がケースの開口部側に位置するように、ＰＥＤＯＴを被着させたコンデンサ素子をケースに収納する。

そして、封口体を、封口体に設けた貫通孔をリードタブ端子が貫通するようにケースの開口部に配置するとともに、ケースの開口部端に横絞り加工とカール加工とを施してケース１３を封止して電解コンデンサを作製した。

なお、この実施例１では、定格電圧３５Ｖ、容量４７μＦの電解コンデンサを作製した。
（実施例２）
実施例２では、巻回素子の他方の端面に分散液を供給してから、巻回素子を加熱して分散液中の分散媒を除去するまでの時間を、実施例１よりも長くした以外は、材料および作製方法などは、実施例１と同じ条件でコンデンサ素子、そして電解コンデンサを作製した。

この実施例２では、巻回素子のリードタブ端子が導出されていない他方の端面に被着させたＰＥＤＯＴの量と、一方の端面に被着させたＰＥＤＯＴの量の比率は、重量比で、１０対５とした。
（実施例３）
実施例３では、巻回素子の他方の端面に分散液を供給してから、巻回素子を加熱して分散液中の分散媒を除去するまでの時間を、実施例２よりも長くした以外は、材料および作製方法などは、実施例２と同じ条件でコンデンサ素子、そして電解コンデンサを作製した。

この実施例３では、巻回素子のリードタブ端子が導出されていない他方の端面に被着させたＰＥＤＯＴの量と、一方の端面に被着させたＰＥＤＯＴの量の比率は、重量比で、１０対８．５とした。
（実施例４）
実施例４では、巻回素子の他方の端面に分散液を供給してから、巻回素子を加熱して分散液中の分散媒を除去するまでの時間を、実施例３よりも長くした以外は、材料および作製方法などは、実施例３と同じ条件でコンデンサ素子、そして電解コンデンサを作製した。

この実施例４では、巻回素子のリードタブ端子が導出されていない他方の端面に被着させたＰＥＤＯＴの量と、一方の端面に被着させたＰＥＤＯＴの量の比率は、重量比で、１０対９．５とした。
（実施例５）
実施例５では、巻回素子の他方の端面に分散液を供給してから、巻回素子を加熱して分散液中の分散媒を除去するまでの時間を実施例１よりも短くして、巻回素子のリードタブ端子が導出されていない他方の端面にＰＥＤＯＴ被着させ、一方の端面にはＰＥＤＯＴを
被着させないようにした以外は、材料、および作製方法などは、実施例１と同じ条件でコンデンサ素子、そして電解コンデンサを作製した。

次に比較例について説明する。
（比較例１）
比較例１は従来の固体電解質を用いた電解コンデンサの構成に相当する。

比較例１では、巻回素子の他方の端面に分散液を供給してから、巻回素子を加熱して分散液中の分散媒を除去するまでの時間を、実施例４よりも長くした以外は、材料および作製方法などは、実施例４と同じ条件でコンデンサ素子、そして電解コンデンサを作製した。

この比較例１では、巻回素子のリードタブ端子が導出されていない他方の端面に被着させたＰＥＤＯＴの量と、一方の端面に被着させたＰＥＤＯＴの量の比率は、重量比で、１０対１０とした。
（比較例２）
比較例２では、巻回素子の一方の端面を上方にした状態で、一方の端面に分散液を供給するようにしたことが異なる以外は、材料および作製方法などは、実施例４と同じ条件でコンデンサ素子、そして電解コンデンサを作製した。

この比較例２では、巻回素子のリードタブ端子が導出されていない他方の端面に被着させたＰＥＤＯＴの量と、一方の端面に被着させたＰＥＤＯＴの量の比率は、重量比で、９．５対１０とした。
（比較例３）
比較例３では、巻回素子の一方の端面を上方にした状態で、一方の端面に分散液を供給するようにしたことが異なる以外は、材料および作製方法などは、実施例３と同じ条件でコンデンサ素子、そして電解コンデンサを作製した。

この比較例３では、巻回素子のリードタブ端子が導出されていない他方の端面に被着させたＰＥＤＯＴの量と、一方の端面に被着させたＰＥＤＯＴの量の比率は、重量比で、８．５対１０とした。
（比較例４）
比較例４では、巻回素子の一方の端面を上方にした状態で、一方の端面に分散液を供給するようにしたことが異なる以外は、材料および作製方法などは、実施例２と同じ条件でコンデンサ素子、そして電解コンデンサを作製した。

この比較例４では、巻回素子のリードタブ端子が導出されていない他方の端面に被着させたＰＥＤＯＴの量と、一方の端面に被着させたＰＥＤＯＴの量の比率は、重量比で、５対１０とした。
（比較例５）
比較例５では、巻回素子の一方の端面を上方にした状態で、一方の端面に分散液を供給するようにしたことが異なる以外は、材料および作製方法などは、実施例１と同じ条件でコンデンサ素子、そして電解コンデンサを作製した。

この比較例５では、巻回素子のリードタブ端子が導出されていない他方の端面に被着させたＰＥＤＯＴの量と、一方の端面に被着させたＰＥＤＯＴの量の比率は、重量比で、０．５対１０とした。

なお、上記実施例および比較例において、巻回素子の一方の端面および他方の端面に被着したＰＥＤＯＴの被着量は、原子吸光分析によって確認した。

また、ＰＥＤＯＴが被着した巻回素子の端面は、ＰＥＤＯＴの色調を有し、その色調は、端面に被着したＰＥＤＯＴの量に比例するように濃淡を有する。つまり実施例１〜５においては、巻回素子の他方の端面の色が、一方の端面の色よりも濃い色（実施ＰＥＤＯＴの濃青色）を有している。

また、その傾向は、巻回素子の端面だけではなく、巻回素子の内部においても認められ、ＰＥＤＯＴが被着するセパレータの、巻回素子の他方の端面付近の色が、一方の端面付近の色よりも濃い色（ＰＥＤＯＴの濃青色）を有している。

なお、実施例１〜５（および比較例１〜５）では、1つの巻回素子が持つ空隙の、単位体積あたりのＰＥＤＯＴの被着量が１５〜３００μｇ／ｍｍ^３となるように、ＰＥＤＯＴの微粒子を分散媒に分散させた分散液を巻回素子に含浸して、コンデンサ素子を作製した。
（電解コンデンサの評価）
実施例１〜５および比較例１〜５で作製した電解コンデンサを評価した。

評価は、電解コンデンサを振動試験にかけ、振動試験前後のリードタブ端子間の漏れ電流値を測定した。

なお、振動試験は、周波数は１０Ｈｚ〜５５Ｈｚ（往復１分間）、全振幅は１．５ｍｍ、振動方向と時間は、互いに直角な３方向に各２時間、合計６時間の条件で行った。

また、ＬＣ特性は、室温雰囲気中で製品に定格電圧を３分印加した後に測定した。

その結果を表１に示す。

表１では、評価結果が従来の電解コンデンサに相当する比較例１と同等のものを△、比較例１よりも良いものを○、比較例１よりも悪いものを×としている。

表１に示すように、振動試験にかける前の電解コンデンサのＬＣ値は、実施例１〜５の電解コンデンサは、従来の電解コンデンサに相当する比較例１および比較例２〜５の電解コンデンサよりも良好な結果となっている。そして振動試験にかけた後も、実施例１〜５の電解コンデンサのＬＣ値は悪化することなく、比較例１および、ＬＣ値が悪化した比較例２〜５の電解コンデンサよりもは良好な結果となっている。

以上のように、実施例１〜５の電解コンデンサのように、コンデンサ素子のリードタブ
端子が導出されている一方の端面の反対側の、リードタブ端子が導出されていない他方の端面における導電性高分子の被着量を、一方の端面における導電性高分子の被着量よりも多くしたコンデンサ素子を備えた電解コンデンサは、初期のＬＣ特性と振動試験後のＬＣ特性とを両立できることになり、その結果、信頼性が向上した電解コンデンサが得られる。

本発明は導電性高分子を固体電解質に用いる電解コンデンサに適用できる。

１ 電解コンデンサ
１１ 巻回素子
１２ コンデンサ素子
１３ ケース
１３Ａ 絞り加工部
１４ 封口体
１５ 外装体
１６ 貫通孔
１７ リードタブ端子
１８ 導電性高分子
１９Ａ 一方の端面
１９Ｂ 他方の端面
２１ 陽極箔
２２ 陰極箔
２３ セパレータ
２４ 固体電解質

Claims (5)

1. 表面に誘電体層を有する陽極箔を巻回した巻回素子と、前記陽極箔に接続され前記巻回素子の一方の端面から導出されたリードタブ端子と、導電性高分子を含む分散液を前記巻回素子に含浸させて形成した固体電解質とを有するコンデンサ素子とを備え、
   前記コンデンサ素子の他方の端面における導電性高分子の被着量を１０とした場合に、前記コンデンサ素子の前記一方の端面における導電性高分子の被着量は５以下であることを特徴とする電解コンデンサ。
2. 前記一方の端面に導電性高分子が被着していないことを特徴とする請求項１に記載の電解コンデンサ。
3. 前記コンデンサ素子には、電解液が含浸されていることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の電解コンデンサ。
4. 前記コンデンサ素子は、陰極箔と、前記陽極箔と前記陰極箔との間に介在させて巻回したセパレータとを有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の電解コンデンサ。
5. 前記コンデンサ素子を収納する外装ケースと、前記外装ケースの開口部を封止する封口体を更に備えることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の電解コンデンサ。

Images