铝电解电容器用隔膜及铝电解电容器制造技术

本发明专利技术提供采用阻抗特性及耐短路性优良的胺氧化物系纤维素溶液制作的纤维素多孔质膜构成的铝电解电容器用隔膜以及铝电解电容器。以不形成纤维素衍生物地溶解及再生的再生纤维素构成的纤维素多孔质膜所构成。上述纤维素多孔质膜，例如，把纤维素于胺氧化物系溶剂中溶解的纤维素溶液成型为膜状，于水或胺氧化物系溶剂的贫溶剂中浸渍，由此纤维素发生凝固、再生，从再生的纤维素除去胺氧化物系溶剂后进行干燥，由此得到的包含再生纤维素的纤维素多孔质膜的铝电解电容器用隔膜、及采用该隔膜的铝电解电容器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术设及侣电解电容器用隔膜及侣电解电容器，例如使用再生纤维素构成的纤 维素多孔质膜作为隔膜，能够实现电容器的小形化及/或高容量化及/或低阻抗化的侣电 解电容器用隔膜及采用该隔膜的侣电解电容器。
技术介绍
-般的侣电解电容器，是在阳极侣巧与阴极侣巧之间插入隔膜后加W卷绕，制成 电容器元件，该电容器元件浸溃电解液，放入容器后加W封口，然后经时（ageing)而制成。 电容器的静电容量由下式（1)表示。C=e?S/d? ??式（1)[000引 C;静电容量（F)[000引 e;介电体的介电常数（F/m) S;电极的面积（m2)[000引 d;电极间的距离（m) 在侣电解电容器中，通过对电容器元件中的隔膜浸溃电解液，浸溃隔膜的电解液 形成真的阴极，而阳极侣巧的表面通过电解氧化（化成）而形成的极薄的氧化被膜，成为介 电体。 由于介电常数依赖于介电体的种类，为了加大侣电解电容器的静 电容量[式（1)的幻，加大电极的面积[式（1)的。，或缩小电极间的距离[式（1)的山 是有效的。由于氧化被膜的每单位厚度耐电压高，能够形成任意厚度的氧化被膜，故侣电解 电容器与陶瓷电容器或膜电容器等其他电容器相比，电极间的距离d小。 另外，由于阳极侣巧通过蚀刻，与表观面积相比，实效面积扩大至20~120倍左 右，故电极面积S大。因此，最大的特征是，侣电解电容器与其他电容器相比，可实现小型且 大容量。 伴随着电子化相关汽车、数字化仪器的进展，推进省空间化及省能源化，对安装的 部件要求小形化、低阻抗化、长寿命化等。如是同一静电容量，则强烈要求小形化，如是同一 尺寸，则强烈要求更大的静电容量的电容器。在同一机器内可使用多个侣电解电容器，在相 同尺寸内，如容量加大，则能够削减安装的个数，因此，还强烈要求小形化与高容量化。侣电 解电容器的更小形化或高容量化，在各个领域均为重要的开发要点。 还有，关于低阻抗化及长寿命化，也经常有助于市场要求。能够得到因低阻抗而 降低电力损失，或因与半导体工作电力的低电压化、高速化相对应，频率特性提高等多个优 点。另外，对电解电容器施加波纹电流时，由于热损失而自行发热。通过降低阻抗，能够抑 制波纹电流发热。电解电容器的发热，是直接影响寿命的重要因子，由于发热小，直接产生 长寿命化，故对低阻抗化的要求变得更高。 侣电解电容器中，隔膜的主要作用是隔离两电极巧及保持电解液。对隔膜的原材 料要求电绝缘性，为了保持各种电解液，要求其具有亲水性、亲油性。同时具有该些特性的 材料有纤维素，隔膜能够使用作为纤维素纸的电解纸。 侣电解电容器的元件，是在阳极侣巧与阴极侣巧之间插入隔膜后加W卷绕而制 成。当隔膜薄时，采用相同体积的元件时，由于阳极侣巧的长度增加，作为介电体的氧化被 膜的面积也增加，能够实现侣电解电容器的高容量化。另外，相同容量时， 不改变氧化被膜的面积，通过减薄隔膜，由于元件的体积变小，能够实现侣 电解电容器的小形化。 已知电解液及隔膜对电容器的阻抗特性有大的影响。为了改善电容器的阻抗特 性，能够采用电解液的低抵抗化，或隔膜的薄型化、低密度化等手段。然而，隔膜的薄型化或 低密度化，由于使隔膜的电极隔离力降低，因此成为耐电压的降低或电容器制造工序的短 路不良率增加的原因。 起因于隔膜薄型化的侣电解电容器的短路，能够举出，因接头部分、电极巧端部的 飞边、或电极巧与导线连接部的飞边等引起的隔膜的贯通或破损、振动或冲击等机械应力 引起的隔膜破损、来自火花放电等电应力、电容器制造时的经时工序、来自氧化被膜缺陷部 的氧化被膜绝缘破坏等。隔膜变薄时，对该些短路原因的耐性下称作"耐短路性"）降 低。即使隔膜变薄，为了保持同等的耐短路性，隔膜更均匀且致密的质量或密度提高是有效 的。 在低压用侣电解电容器时，对阻抗特性的改善要求强烈，更薄的或密度更低的电 解纸有重新采用的倾向。当电解纸薄，或低密度时，耐短路性降低。 采用未碎解的纸浆或几乎未进行碎解的纸浆，制作纸时，密度降低，但由于构成纸 的纤维直径加大，难W形成致密的纸层。另外，采用未碎解的纸浆或几乎未进行碎解的纸浆 时，纸的厚度难W变薄。即使边保持作为电解纸可能使用的强度，边达到低密度与薄型化两 全，厚度仍难W达到25ymW下。 另一方面，当进行高度碎解时，大量产生微细的原纤维，纸浆被细分化为数十 nm~数ym的大小。当采用高度碎解的纸浆时，能够制作约lOym左右的薄纸，但纸的密度 升高，阻抗特性极端恶化。 当高度碎解可能碎解的再生纤维素纤维时，已知产生刚性高、纤维直径小的原纤 维。采用高度碎解的再生纤维素纤维进行抄纸时，能够制作微多孔状的致密性高的纸（专 利文献1)。 作为W与电解纸同样的纤维素作为主成分的微多孔状隔膜，在专利文献2至5中 已有记载的提案。 专利文献2及专利文献3中记载的专利技术，由再生纤维素构成的层，实质上是采用由 粘胶法制作的纤维素膜所构成的多孔性片。专利文献4及专利文献5中记载的专利技术，实质 上是采用铜氨人造丝法制作的纤维素系微多孔膜作为隔膜。 作为其他的纤维素溶剂，已知有氯化裡/二甲基己酷胺系纤维素溶剂、氨氧化裡/ 尿素系纤维素溶剂（非专利文献1)、氨氧化钢/尿素系纤维素溶剂（专利文献6)、氨氧化 钢/硫脈系纤维素溶剂（专利文献7)、离子液体（非专利文献2)等。现有技术文献 专利文献 专利文献1:特开平5 - 267103号公报[002引专利文献2:特开平10 - 3898号公报 专利文献3:特开平11 - 86827号公报 专利文献4:特开2007 - 141498号公报 专利文献5:再表2008 - 139619号公报 专利文献6:特表2008 - 542560号公报 专利文献7:特表2009 - 508015号公报 非专利文献 非专利文献1:纤维素的实验和解析法第15回碱一尿素系溶剂的纤维素的溶解和 再生凝胶化空闲重则、CAIJieCelluloseCommunicationsVol. 15No. 2 (2008) 非专利文献2:CMC出版离子液体II第13章难溶性物质的可溶化深谷幸信、大野 弘幸
技术实现思路
专利技术要解决的课题 但是，已知即使高度碎解再生纤维素纤维，仅纤维的表层部分发生原纤维化，巧部 分不发生原纤维化而残留。例如，即使纤维直径12ym的再生纤维素纤维高度碎解，9ym左 右的巧部分仍残留。为此，采用高度碎解的再生纤维素纤维，难W制作厚度15ymW下的致 密性高的纸。另外，由高度碎解的再生纤维素纤维构成的隔膜，由于形成了由原纤维部分与 巧部分构成的纸层，故对形成均匀的纸层也有限界。 作为W薄而微多孔状形成致密性高的隔膜的代表，能够举出用作裡离子电池用隔 膜的聚締姪系树脂作为主体的多孔质膜，但由于耐热性不足，不能用作要求在l〇〇°CW上的 温度，具有尺寸稳定性及化学稳定性的侣电解电容器用隔膜。另外，由于电解液的保持力 小，易引起侣电解电容器电解液发干（化yup),寿命变短。 还有，采用专利文献2及3中记载的粘胶法制作的纤维素膜，从制法上考虑含有硫 酸盐。采用硫酸盐含量多的隔膜时，硫酸根离子被溶出至电解液中，腐蚀成为侣电解电容器 的阳极侣巧绝缘体的氧化被膜。氧化被膜的缺损部分成为短路不良及漏电流增加的原因。 另外，采用粘本文档来自技高网...

【技术保护点】
铝电解电容器用隔膜，其特征在于，以包含不形成纤维素衍生物而溶解及再生的再生纤维素的纤维素多孔质膜构成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：田中宏典，藤本直树，
申请(专利权)人：日本高度纸工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP