电解电容及其制造方法技术

本发明专利技术的电解电容包括选自合金电极的一种电极、铌和铝混合烧结物电极、或者铌或铌合金的掺氟电极；且在各电极表面上，通过阳极化所述电极来形成介电层；所述合金选自铌合金，钛合金和钨合金中的至少一种。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，所述电解电容通过在电极表面进行阳 极化处理的方法形成介电层。更具体的是，本专利技术涉及其特点是能控制电绝缘 降低并且能减少电解电容中电流泄漏的电解电容，所述电绝缘的降低由在阳极 化电极时介电层的结晶化导致的。
技术介绍
最近，电器的小型化带来了对高容量小型电容的巨大需求。 如在JP-A-5-121275中所揭示的，提到了高容量的电容，例如使用钛作为 电极并通过阳极化电极形成氧化钛介电层的电解电容，或者如在 JP-A-11-312628中所揭示的，例如通过阳极化电极，在电极表面形成金属氧化 物介电层的电容，所述电极使用通过烧结电子管金属如铝，钽，铌或钛的粉末 构成的电子管金属。顺便提到，所述电子管金属具有整流和阳极化的能力。似是如上所述，当通过阳极化电极，在电极表面形成金属氧化物介电层时， 所述金属氧化物在阳极化所述电极时容易结晶；所述电极使用通过烧结电子管 金属如铝，钽，铌或钛的粉末构成的电子管金属。因此，所述介电层的电绝缘 会降低，且所述电解电容中的电流泄漏会增大。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供包括具有介电层的电极的电解电容，所述介电层通过 在电极表面进行阳极化处理形成，通过控制在阳极化电极时介电层的结晶，泄 漏电流更少的电容避免了电绝缘性的降低。本专利技术中，第一电解电容包括电极，所述电极使用选自铌合金，钛合金和 钙合金中的 -种合金，其中，在其表面通过阳极化电极形成介电层。，使用选自铌合金，钛合金或钨合金中的一种合金作为本专利技术第一电解电 容所提到的电极时，相比较使用铌，钛或钨元素的情况，很好地控制了在阳极 化电极中介电层的结晶化。因此，能消除电绝缘的降低，并且减少电解电容中 的电流泄漏。某种程度上，对铌合金的种类没有限制，但为了控制在阳极化电极中介电 层的结晶化，最好使用制造铌与选自钨、钒、锌、铝、钼、铪和锆中的至少一 种添加金属的合金所形成的铌合金-。，更适宜的是，当使用由制造铌和铝的合金 而形成的铌合金电极进行阳极化来形成介电层时，在介电层中包含氧化铝和氧 化铌。氧化铝优良的电绝缘性有助于控制在阳极化电极中介电层的结晶化以及 控制泄漏电流。对钛合金的种类没有限制，但为了控制在阳极化电极中介电层的结晶化， 最好使用制造钛与选自钨、钒、锌、铝、钼、铪和锆中的至少一种添加金属的 合金所形成的钛合金。对钨合金的种类没有限制，但为了控制在阳极化电极中介电层的结晶化， 最好使用制造钨与选自钨、钒、锌、铝、.钼、铪和锆中的至少一种添加金属的 合金所形成的钨合金。 —此外，当在铌合金，钛合金或钨合金中添加金属的量太少时，难以控制在 阳极化电极中介电层的结晶化，另一方面，当添加金属的量太多时，也难以控 制在阳极化电极中介电层的结晶化。因此，优选各合金的添加金属的含量为0. 01-10重量％。本专利技术中，第二电解电容包括铌和铝的混合烧结体电极，所述烧结体通过烧结铌和铝的混合粉末获得；其中，在其表面通过阳极化电极形成包含氧化铌 和氧化铝的介电层。如本专利技术第二电解电容所提到的，当阳极化所述铌和铝的混合烧结体电极 时，氧离子从电极表面渗入电极中，且铌离子和铝离子迁移到电极表面，所述 烧结体通过烧结铌和铝的混合粉末制得。铌离子和铝离子在电极表面和氧离子 发生反应。因为相比于铝离子，铌离子具有高的离子电导率，所用首先在铌颗粒的表 面形成氧化铌层，然后在阳极化电极中氧化铝。在铝氧化时，认为铝离子渗入 氧化铌层中，在氧化铌层的内部形成氧化铝。也认为在氧化铌层中形成的氧化 铝控制介电层的结晶化和泄漏电流。铌和铝混合烧结体的电极中，如本专利技术第二电解电容所提到的，不合适量 的铝使得难以控制在阳极化所述电极时介电层的结晶化，因此，优选相对于铝和铌的总量，铝的量为0.01-10重量％。本专利技术中，第三电解电容包括铌或铌合金的掺氟电极；其中所述介电层 通过在其表面阳极化电极而形成。如本专利技术第三电解电容所提到的，阳极化铌或铌合金的掺氟电极时，掺杂 的氟控制阳极化电极时介电层的结晶化，并减缓电绝缘性的降低，以使电容的 泄漏电流更少。另外，在本专利技术的第三电解电容中，使用铌合金的电极能在阳极化电极时 有效的控制介电层的结晶化。至于铌合金，优选使用通过制造铌和上述添加金 属的合金所形成的铌合金。也优选铌合金的添加金属含量在上述范围内。第三电解电容的制造方法如下首先，通过在氟气氛中热处理铌或铌合金 电极来掺杂氟，然后通过在其表面阳极化电极来形成介电层。在热处理铌或铌合金电极来掺杂氟时，当热处理温度超过225°C，即氟化 铌的沸点时，难以恰当地掺杂氟，所以优选热处理温度不高于200°C。更适宜 的是40-150°C。另外，在本专利技术第三电解电容的制造方法中，氟掺杂在铌或铌合金电极中， 并通过在氟离子水溶液里阳极化电极，在电极表面上形成介电层。通过以下说明用于说明本专利技术具体实施方式的附图，本专利技术这些和其他目 的、优点及特点将变得显而易见。附图说明图l是实施实施例A-D和对比实施例A-c中制备的试验电解电容的示意图。 图2是实施实施例El-Ell和对比实施例El中制备的试验电解电容的示意图具体实施例方式在下文中，将具体描述本专利技术优选实施方式的电解电容，同时对比例将用 于证明本专利技术电解电容的实施例能够通过控制介电层的结晶化来减少泄漏电 流。需要注意的是，本专利技术的电解电容不限于以下实施例，适当的改动和改进 也在本专利技术的范围内。实施例Al在实施例A1中，1克钨粉末加入99克铌粉末中作为添加金属，然后使用 旋转振荡混合器工作20分钟来混合粉末。混合粉末在真空环境、150(TC下加 压直到制得厚度为100um的铌合金箔，所述合金中已渗入钨。接下来，铌合金箔切成lcmX5cm大小。此铌合金箔作为电极，并且在60 。C下，在包含O. 6体积％磷酸的水溶液中，在30V电压下进行阳极化。这样在铌合金箔电极表面就形成了介电层。随后，使用这表面形成了介电层的铌合金箔电极作为阳极，如图1所示，阳极3浸入烧杯1中容纳的含有2重量％硼酸的溶液2。另外，活性碳型圆柱 形阳极4也浸入包含硼酸的水溶液2，围绕但离开电极3，这样就得到了实施 例Al的试验电解电容。实施例A2除了添加金属的种类，使用和实施例Al相同的步骤来制备实施例A2的试 验电解电容。将l克钒粉末取代实施例Al中的钨粉末加入99克的铌粉末中。实施例A3除了添加金属的种类，使用和实施例Al相同的步骤来制备实施例A3的试 验电解电容。将1克锌粉末取代实施例Al中的钨粉末加入99克的铌粉末中。实施例A4除了添加金属的种类，使用和实施例Al相同的步骤来制备实施例A4的试 验电解电容。将1克铝粉末取代实施例Al中的钨粉末加入99克的铌粉末中。实施例A5除了添加金属的种类，使用和实施例Al相同的步骤来制备实施例A5的试 验电解电容。将l克钼粉末取代实施例Al中的钨粉末加入99克的铌中。实施例A6除了添加金属的种类，使用和实施例Al相同的步骤来制备实施例A6的试 验电解电容。将1克锆粉末取代实施例Al中的钨粉末加入99克的铌中。实施例A7除了添加金属的种类，使用和实施例Al相同的步骤来制备实施例A7的试 验电解电容。将l克铪粉末取代实施例Al中的钨粉末加入99克的铌中。实施例A8 除了添加金属的种类，使用和实施例Al相同本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电解电容，所述电解电容包括铌或铌合金的掺氟电极，和通过阳极化电极在电极表面上形成的介电层。

【技术特征摘要】
JP 2002-7-26 2002-217482;JP 2003-3-24 2003-0807921. 一种电解电容，所述电解电容包括铌或铌合金的掺氟电极，和通过阳极化电极在电极表面上形成的介电层。2. —种电解电容，所述电解电容包括铌或铌合金的电极，和通过阳极化 在电极表面上形成的介电层，其中所述介电层包含经上述阳极化形成的氟。3. 如权利要求l所述的电解电容，其特征在于，所述介电层包含氟化铌。4. 如权利要求2所述的电解电容，...

【专利技术属性】
技术研发人员：矢野睦，高谷和宏，木本卫，
申请(专利权)人：三洋电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]