铝电解电容器用分隔件及铝电解电容器制造技术

本发明专利技术提供一种铝电解电容器用分隔件及铝电解电容器，所述铝电解电容器用分隔件即使对于使用了合成纤维的分隔件也能够赋予分隔件亲水性。构成一种铝电解电容器用分隔件，其是介于一对电极之间的铝电解电容器用分隔件，配混30质量％以上的合成纤维而成的无纺布含有两亲性物质。

【技术实现步骤摘要】
铝电解电容器用分隔件及铝电解电容器
本专利技术涉及适合于铝电解电容器的铝电解电容器用分隔件、及使用该分隔件的铝电解电容器。
技术介绍
铝电解电容器具有廉价且大容量的特征，多用于所有设备的电子电路板。铝电解电容器为大容量的理由是，作为电介质的氧化皮膜(氧化铝)非常薄、可获得较大的电极箔的比表面积。通常，铝电解电容器是使阴极材料浸渗、保持在使分隔件介于阳极和阴极之间并卷绕而得到的元件中，进行封口来制作。这种铝电解电容器中，为了增大电极箔的比表面积而实施蚀刻处理，从而在电极箔的表面形成微细的凹凸。为了使与该凹凸的铝氧化皮膜表面相对的电极没有间隙地密合，使用电解液作为铝非固体电解电容器的阴极材料。电解液是将己二酸等弱酸、三乙胺等弱碱或者它们的盐作为电解质溶解在乙二醇(EG)、γ-丁内酯(GBL)等溶剂中而得到的，具有作为阴极材料的能力和修复氧化皮膜的化学转化能力。这些电解液为离子传导性，因此电阻率大、发热量也多。因此，因发热而产生电解液的蒸腾、分解，铝非固体电解电容器的寿命变短。作为其对策，做出了并联使用多个铝非固体电解电容器从而减小每一个的电阻这种电路设计，但由于个数增多，有电子电路板变大、变重的倾向，不优选。为了抑制电容器的发热、延长寿命，阴极材料的电阻率越小越有优势。作为电阻率小的阴极材料，提出了导电性高分子。导电性高分子为电子传导，因此电阻率小，例如聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)(PEDOT)这种导电性高分子的电阻率为电解液的约1万分之1。实际上，通过在阴极材料中仅应用导电性高分子的导电性高分子铝固体电解电容器解决了上述问题，对电子电路的小型化、轻量化作出了贡献。导电性高分子铝固体电解电容器由于在两极间不存在电解液，因此与铝非固体电解电容器相比，在电容器元件内的修复化学转化能力低。因此，担心有潜在缺陷引起故障的风险。因此，作为兼具两者的特征的电容器，还提出了在阴极材料中与导电性高分子一起使用电解液的导电性高分子混合铝电解电容器(以下，简记为混合电容器)。对于阴极材料中使用了导电性高分子的导电性高分子铝固体电解电容器及混合电容器，从对电容器元件形成导电性高分子的方法来看，可以分为如下2种类型。一种是在电容器元件内使导电性高分子聚合而形成的电容器(以下，简记为聚合型)，另一种是如专利文献1那样的使导电性高分子的水分散液(以下，简记为分散液)浸渗从而形成阴极材料的电容器(以下，简记为浸渗型)。铝电解电容器中使用的分隔件具有保持所述阴极材料的作用及将阳极箔和作为集电体的阴极箔隔离的作用。铝非固体电解电容器用的分隔件除了要求对周围的环境温度的耐热性以外，还要求不含会腐蚀氧化皮膜那样的杂质等。混合电容器、导电性高分子铝固体电解电容器用的分隔件进而还要求耐酸性、耐氧化性。对于聚合型，由于在合成导电性高分子时通常使用酸度高的氧化剂，因此要求耐酸性、耐氧化性。另外，对于浸渗型，由于分散液的pH越低越能提高导电性高分子的导电率，因此要求耐酸性。铝非固体电解电容器中使用的纤维素分隔件虽然廉价，但在耐酸性、耐氧化性方面存在困难。因此，在导电性高分子铝固体电解电容器、混合电容器的情况下，通常进行高温长时间的热处理(碳化处理)，将分隔件的纤维素碳化来使用。但是，通过进行碳化处理，分隔件的强度降低，电容器的短路不良增加。在未进行碳化处理的情况下，在熟化中，由于酸及氧化剂，分隔件随着气体产生而劣化、电容器的内压上升，因此电容器的漏电流(以下简记为LC)增大。因此，作为导电性高分子铝固体电解电容器、混合电容器用的分隔件，采用由使用了具有耐酸性、耐氧化性、耐热性的合成纤维的无纺布形成的分隔件。这些分隔件中，作为具体的合成纤维，使用聚酰胺、聚酯、腈纶(acrylic)等。通过使用这些分隔件，从而不需要分隔件的碳化处理。铝电解电容器的氧化皮膜中，由于元件制作时的冲击等，产生氧化皮膜的缺损部分。在铝非固体电解电容器的情况下，氧化皮膜缺损部通过熟化被修复。但是，在导电性高分子铝固体电解电容器的情况下，由于不使用电解液，因此难以在熟化工序中修复氧化皮膜缺损部。特别是对于聚合型，由于使用单体及氧化剂(兼具掺杂剂的作用)在元件内进行聚合反应而生成导电性高分子，因此容易产生氧化皮膜的缺损部分。如上所述，由于在聚合反应时、电容器元件制作时产生的氧化皮膜缺损部上生成导电性高分子，因此，聚合型存在比铝非固体电解电容器的LC大的问题。这在导电性高分子形成后使电解液浸渗而构成的混合电容器的情况下也同样。若在电极箔表面生成导电性高分子，则电解液无法与电极箔的表面接触，因此无法修复氧化皮膜缺损部，混合电容器的LC无法减小至与铝非固体电解电容器同样的水平。作为使LC减小的方法即改善LC特性的方法之一，通常进行再化学转化。通过在进行再化学转化将电极箔的氧化皮膜的缺损部分修复后，使导电性高分子层形成，从而LC特性得以改善，但即使对将含有合成纤维的无纺布作为分隔件的电容器元件进行再化学转化，对改善LC特性也存在限度。作为限制改善LC特性的原因之一，可以举出分隔件的疏水性。再化学转化中使用的化学转化液的溶剂通常使用水，但构成分隔件的合成纤维多为疏水性物质。化学转化液从电极箔和分隔件的间隙或者穿过分隔件而浸透到电极箔的表面，但由于合成纤维妨碍了化学转化液的浸透，因此化学转化液没有被供给到与合成纤维表面接触的电极箔，氧化皮膜的修复变得不充分，LC特性的改善也变得不充分。为了提高分隔件的亲水性，提高分隔件内的纤维素的比率是有效的。但是，若纤维素超过70％，则电容器内的气体产生量变多、内压升高，从而氧化皮膜损伤，LC特性反而会恶化。另外，在对分隔件的纤维素进行碳化处理而使用的情况下，由分隔件的强度降低引起的短路不良也增加。出于这些理由，导电性高分子铝固体电解电容器中使用的分隔件的纤维素配混比率为70％以下，因此分隔件的亲水性限于一定程度。如目前所述的，分隔件的亲水性与耐酸/耐氧化性存在相反的关系，难以实现同时解决这些问题的分隔件。而且，即使是亲水性的分隔件，即使是耐酸/耐氧化性的分隔件，也会各自由于其它的原因而产生使导电性高分子铝固体电解电容器的LC特性恶化的因素。因此，关于导电性高分子铝固体电解电容器的LC特性改善，分隔件能够贡献的部分少。作为改善LC特性的其它方法，例如，专利文献2中介绍了将熟化的条件最优化来改善LC特性，并且抑制元件电阻(ESR特性)的恶化的方法。但是，专利文献2的方法不是修复氧化皮膜的方法，而是使附着于电极箔表面的导电性高分子绝缘化从而改善LC特性的方法，因此与熟化前相比，存在ESR特性稍微变差的问题。另一方面，浸渗型为如下的电容器：使分散液浸渗于将分隔件和箔卷绕而得到的电容器元件后进行干燥，从而形成导电性高分子的层。通过使用分散液，不必在元件内进行聚合反应，能够对LC特性进行一定程度的改善。但是，在浸渗型的情况下也与聚合型的情况同样，由于元件制作时的冲击等导致存在氧化皮膜缺损部，因此与铝非固体电解电容器相比，存在LC大的问题。另外，浸渗型也与聚合型同样，作为LC特性改善的一个方法，在分散液浸渗前进行再化学转化，但由于分隔件的疏水性，在使LC特性与铝非固体电解电容器同等水平的方面存在限度。进而，浸渗型中使用的分散液对分隔件的浸渗性差，作为阴极材料的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铝电解电容器用分隔件，其特征在于，其是介于一对电极之间的铝电解电容器用分隔件，配混30质量％以上的合成纤维而成的无纺布含有两亲性物质。

【技术特征摘要】
2015.09.18 JP 2015-1856851.一种铝电解电容器用分隔件，其特征在于，其是介于一对电极之间的铝电解电容器用分隔件，配混30质量％以上的合成纤维而成的无纺布含有两亲性物质。2.根据权利要求1所述的铝电解电容器用分隔件，其特征在于，所述两亲性物质含有阴离子性两亲性物质或非离子性两亲性物质中的至少一者。3.根据权利要求2所述的铝电解电容器用分隔件，其特征在于，所述阴离子性两亲性物质为选自由羧酸、羧酸盐、烷基磷酸酯、烷基磷酸酯盐、聚氧亚烷基烷基醚磷酸盐组成的组中的1种以上。4.根据权利要求3所述的铝电解电容器用分隔件，其特征在于，所述阴离子性两亲性物质的疏水性基团包含选自碳数为8至20的烷基、烯基、亚烷基或亚烯基中的一种，并且所述阴离子性两亲性物质的亲...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊冈弘伦，佐久间贵士，森本健太，山崎泰久，
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