铝电解电容器用电极的制造方法技术

在制造铝电解电容器用电极时，在水合步骤中，使铝电极与温度为70℃以上的纯水接触，在铝电极上以适当膜厚形成水合被膜，之后，在化学转化步骤中，在温度为40℃以上的化学转化液中，以500V以上的化学转化电压进行化学转化。在化学转化步骤中，以三维的速度矢量B－A表示化学转化液相对于铝电极的相对速度、并将速度矢量B－A的绝对值表示为|B－A|时，速度矢量的绝对值|B－A|满足以下的条件式：3cm/s≤|B－A|≤100cm/s。

Manufacturing method of electrodes for aluminium electrolytic capacitors

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】铝电解电容器用电极的制造方法
本专利技术涉及对铝电极进行化学转化的铝电解电容器用电极的制造方法。
技术介绍
在铝电解电容器用阳极箔的制造步骤中，将具有多孔层的铝电极浸渍于高温的纯水等水合处理液中，在铝电极的表面形成水合被膜(水合步骤)后，在包含有机酸或无机酸以及它们的盐的化学转化液中进行化学转化(化学转化步骤)，在表面形成由氧化铝构成的化学转化被膜。通过在化学转化步骤之前形成水合被膜，能够削减化学转化所需要的电量，并且提高每单位面积的静电电容(参照专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2014-57000号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题在水合步骤后以500V以上的化学转化电压进行化学转化时所形成的化学转化被膜中，存在大量的直径数nm至数10nm的缺陷。可以认为这是由于水合被膜发生脱水转化成氧化铝时引起体积收缩而造成的。存在这些缺陷的化学转化被膜，由于水容易从表面侵入，所以具有化学转化被膜容易发生水合劣化的缺点。本专利技术的专利技术人对于这样的缺陷进行了各种探讨，结果发现：在进行水合步骤之后进行化学转化时，上述缺陷从300V以上的电压开始产生，其在500V以上时变得尤为显著。并且，本专利技术的专利技术人反复进行了实验和考察，结果获知如下结论：在以300V以下的电压进行化学转化时，即使产生了上述缺陷，由于化学转化液或水浸入缺陷，缺陷也会再次发生化学转化而被修复。但是，在以500V以上的电压进行化学转化时，化学转化被膜所产生的热量极大，在化学转化液或水渗透缺陷之前，化学转化液或水就会在被膜的表面上沸腾、蒸发，难以进行缺陷的修复。鉴于上述问题，本专利技术的课题在于提供一种能够减少化学转化电压为500V以上的化学转化被膜内的缺陷的铝电解电容器用电极的制造方法。用于解决课题的手段为了解决上述课题，本专利技术的铝电解电容器用电极的制造方法包括：使铝电极与温度为70℃以上的水合处理液接触，在上述铝电极上形成水合被膜的水合步骤；和在温度为40℃以上的化学转化液中，以500V以上的化学转化电压对上述铝电极进行化学转化的化学转化步骤，将上述水合被膜的质量相对于上述铝电极的上述水合步骤前的质量的比例设为xwt％时，被膜耐电压Vf(V)和比例xwt％满足以下的条件式：(0.01×Vf)≤x≤(0.017×Vf+28)并且，在上述化学转化步骤中，以三维的速度矢量A表示上述铝电极的移动速度、以三维的速度矢量B表示在垂直于上述铝电极的表面的方向上从上述铝电极的表面起到10cm为止的范围内的上述化学转化液的平均流速、以三维的速度矢量B－A表示上述化学转化液相对于上述铝电极的相对速度、并将上述速度矢量B－A的绝对值表示为|B－A|时，上述速度矢量的绝对值|B－A|满足以下的条件式：3cm/s≤|B－A|≤100cm/s。在本专利技术中，在水合步骤中生成的水合被膜的量适当，并且化学转化液相对于铝电极表面的相对速度满足上述关系式，因而能够使化学转化时由铝电极产生的热量有效地散发到化学转化液中。因此，即使化学转化电压为500V以上，在化学转化步骤中化学转化液或水也能够渗透至化学转化被膜中的缺陷，从而能够进行缺陷的修复。因此，本专利技术的铝电解电容器用电极的静电电容高、化学转化被膜中的缺陷少，因而不易发生水合劣化。在此，当|B－A|低于3cm/s时，由于无法使来自铝电极表面的热量充分散发或者离子的扩散不充分等理由，化学转化被膜中的缺陷不能被充分修复，成为漏电流高、容易发生水合劣化的铝电解电容器用电极。相对于此，当|B－A|超过100cm/s时，由于来自铝电极表面的铝离子的溶出过剩，因而静电电容容易降低。并且，在水合步骤中生成的水合被膜的量过少时，化学转化时产生的热量增大，因而缺陷的修复难以进行。相对于此，在水合步骤中生成的水合被膜的量过多时，因所形成的厚的水合被膜而妨碍化学转化液或水渗透至缺陷，从而妨碍缺陷的修复。这种缺陷尽管在进行去极化后通过进行再次化学转化能够实现一定程度的去除，但在500V以上的化学转化电压下无法充分去除。这是由于化学转化被膜形成得厚，即使进行去极化，被膜内部的缺陷也会残留的缘故。在本专利技术中，可以采用上述速度矢量的绝对值|B－A|满足以下的条件式的方式：5cm/s≤|B－A|≤30cm/s。在本专利技术中，可以采用将上述速度矢量A和B的绝对值分别表示为|A|和|B|时，上述速度矢量的绝对值|A|和|B|分别满足以下的条件式的方式：0cm/s≤|A|≤100cm/s3cm/s≤|B|≤100cm/s。专利技术效果在本专利技术中，在水合步骤中生成的水合被膜的量适当，并且化学转化液相对于铝电极表面的相对速度满足上述关系式，因而能够使化学转化时由铝电极产生的热量有效地散发到化学转化液中。因此，即使化学转化电压为500V以上，化学转化液或水也能够渗透至化学转化被膜中的缺陷，从而进行缺陷的修复。因此，本专利技术的铝电解电容器用电极的静电电容高、化学转化被膜中的缺陷少，因而不易发生水合劣化。附图说明图1是表示应用了本专利技术的铝电解电容器用电极的制造方法中在水合步骤中生成的水合被膜量的适当范围的图表。图2是示意性地表示应用了本专利技术的铝电解电容器用电极的化学转化步骤的说明图。具体实施方式(铝电解电容器用电极)在本专利技术中，在制造铝电解电容器用电极时，对铝电极的表面进行化学转化来制造铝电解电容器用电极。作为铝电极，可以使用对铝箔进行了蚀刻的蚀刻箔、或在铝芯材的两面层叠有将铝粉体烧结而成的多孔层的多孔性铝电极等。蚀刻箔具有形成有隧道状的坑(pit)的多孔层。多孔性铝电极例如在厚度为10μm～50μm的铝芯材的两面分别形成有每1层的厚度为150μm～3000μm的多孔层30。这样的多孔层是将铝粉体烧结而成的层，铝粉体在互相维持空隙的状态下被烧结。(铝电解电容器的构成)在使用本方式的经过化学转化的铝电极(铝电解电容器用电极)制造铝电解电容器时，例如，将由经过化学转化的铝电极(铝电解电容器用电极)构成的阳极箔与阴极箔隔着隔膜卷绕，形成电容器元件。接着，将电容器元件含浸在电解液(糊剂)中。然后，将包含电解液的电容器元件收纳在外装壳体中，利用封口体将壳体封口。另外，在使用固体电解质代替电解液时，在由经过化学转化的铝电极(铝电解电容器用电极)构成的阳极箔的表面形成固体电解质层后，在固体电解质层的表面形成阴极层，然后利用树脂等进行外装。此时，设置与阳极电连接的阳极端子和与阴极层电连接的阴极端子。这种情况下，阳极箔有时会叠层数片。(铝电解电容器用电极的制造方法)图1是表示应用了本专利技术的铝电解电容器用电极的制造方法中在水合步骤中生成的水合被膜量的适当范围的图表。图2是示意性地表示应用了本专利技术的铝电解电容器用电极的化学转化步骤的说明图。在本方式的铝电解电容器用电极的制造方法中，进行：使铝电极与温度为70℃以上的纯水等水合处理液接触，在铝电极上形成水合被膜的水合步骤；和在温度为40℃以上的化学转化液中，以500V以上的化学转化电压进行化学转化的化学转化步骤。在本方式中，在水合步骤中将铝电极在温度为70℃以上(70℃至100℃)的纯水中煮沸1分钟至30分钟，在铝电极10上形成勃姆石等的水合被膜(铝水合被膜)。在由以下式(数学式1)表示通过水合步骤而增加的质量的比例x时，在水合步骤中生成的水合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铝电解电容器用电极的制造方法，其特征在于，包括：使铝电极与温度为70℃以上的水合处理液接触，在所述铝电极上形成水合被膜的水合步骤；和在温度为40℃以上的化学转化液中，以500V以上的化学转化电压对所述铝电极进行化学转化的化学转化步骤，将所述水合被膜的质量相对于所述铝电极的所述水合步骤前的质量的比例设为xwt％时，被膜耐电压Vf(V)和比例xwt％满足以下的条件式：(0.01×Vf)≤x≤(0.017×Vf+28)并且，在所述化学转化步骤中，以三维的速度矢量A表示所述铝电极的移动速度、以三维的速度矢量B表示在垂直于所述铝电极的表面的方向上从所述铝电极的表面起到10cm为止的范围内的所述化学转化液的平均流速、以三维的速度矢量B－A表示所述化学转化液相对于所述铝电极的相对速度、并将所述速度矢量B－A的绝对值表示为|B－A|时，所述速度矢量的绝对值|B－A|满足以下的条件式：3cm/s≤|B－A|≤100cm/s。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.02.09 JP 2017-0220591.一种铝电解电容器用电极的制造方法，其特征在于，包括：使铝电极与温度为70℃以上的水合处理液接触，在所述铝电极上形成水合被膜的水合步骤；和在温度为40℃以上的化学转化液中，以500V以上的化学转化电压对所述铝电极进行化学转化的化学转化步骤，将所述水合被膜的质量相对于所述铝电极的所述水合步骤前的质量的比例设为xwt％时，被膜耐电压Vf(V)和比例xwt％满足以下的条件式：(0.01×Vf)≤x≤(0.017×Vf+28)并且，在所述化学转化步骤中，以三维的速度矢量A表示所述铝电极的移动速度、以三维的速度矢量B表示在垂直于所述铝电极的表面的方向上从所述铝电极的...

【专利技术属性】
技术研发人员：清水裕太，榎修平，片野雅彦，平敏文，藤本和也，曾根慎也，
申请(专利权)人：日本轻金属株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP