(57)【要約】【課題】従来にない高い静電容量を有し、化成後の特性が良好な電解コンデンサ用電極材を提供する。【解決手段】本発明の電極材は、基材の表面に酸化皮膜を有する弁金属粒子層を形成してなる電極材を、直流電源に接続された陽極電極を給電液中に有する給電槽中を走行させた後、直流電源に接続された陰極電極を化成液中に有する化成槽を走行させて化成を行って形成しているので、従来にない高い静電容量を有し、化成後の特性が良好である。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材の表面に酸化皮膜を有する弁金属粒子層を形成してなる電極材を、直流電源に接続された陽極電極を給電液中に有する給電槽中を走行させた後、直流電源に接続された陰極電極を化成液中に有する化成槽を走行させて化成を行って形成した電解コンデンサ用電極材。
【請求項２】
弁金属がアルミニウムである請求項１記載の電解コンデンサ用電極材。
【請求項３】
表面に酸化皮膜を有する弁金属粒子層を空隙率20〜60％、比表面積20×103〜70×103cm2／cm3とし、前記弁金属粒子が粒子径0.2μm以上のものを含んで基材の表面に形成した請求項１または２記載の電解コンデンサ用電極材。
【請求項４】
表面に酸化皮膜を有する弁金属粒子層を空隙率20〜60％、比表面積30×103〜400×103cm2／cm3とし、前記弁金属粒子がその粒子径を少なくとも0.005〜0.1μmの範囲で所定の分布をもって混在して基材の表面に形成した請求項１または２記載の電解コンデンサ用電極材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は電解コンデンサ用電極材に関し、さらに詳しくは従来にない高静電容量特性を有する電解コンデンサ用電極材に関する。
【背景技術】
【０００２】
電解コンデンサは、一般的には帯状の高純度のアルミニウム箔に、化学的あるいは電気化学的にエッチング処理を施して、アルミニウム箔表面を拡大させるとともに、このアルミニウム箔をアジピン酸アンモニウム水溶液等の化成液中にて化成処理して表面に酸化皮膜層を形成させた陽極電極箔と、エッチング処理のみを施した高純度のアルミニウム箔からなる陰極電極箔とを、マニラ紙等からなるセパレータを介して巻回してコンデンサ素子を形成する。そして、このコンデンサ素子は、電解コンデンサ駆動用の電解液を含浸した後、アルミニウム等からなる有底筒状の外装ケースに収納する。外装ケースの開口部には弾性ゴムからなる封口体を装着し、絞り加工により外装ケースを密封している。
【０００３】
ところで、このような電極箔を用いる電解コンデンサは車載用途に用いられるようになっている。車載用途では、車両への搭載スペースに限界があり、用いられる電子部品のスペースは限られている。しかしながら、車載用電子制御機器は多機能化しており、特に、エアバックは運転席から助手席、サイド、カーテンと数が増し、その作動のエネルギー源に用いられる電解コンデンサにはますます大きな静電容量が要求されている。
【０００４】
しかし、前述したように電解コンデンサの搭載スペースには限界があり、これまでと同一サイズでの大容量が求められており、運転席からカーテンまですべてをまかなうには、現在のエッチング技術による電極箔では対応することができないほどの静電容量が必要である。
【０００５】
このような従来のエッチング箔では達成することのできない静電容量の大きな電解コンデンサ用電極材として、表面に酸化皮膜を有する弁金属粒子層を空隙率20〜60％、20×103〜70×103 cm2／cm3とし、前記弁金属粒子が粒子径0.2μm以上のものを含んで基材の表面に形成した電解コンデンサ用電極材が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１２３８１４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしこのような電極材を陽極として用いるために、化成を行おうとすると、電流が均一に流れず、化成をすることができないという問題点が明らかとなった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明は基材の表面に酸化皮膜を有する弁金属粒子層を形成してなる電極材を、直流電源に接続された陽極電極を給電液中に有する給電槽中を走行させた後、直流電源に接続された陰極電極を化成液中に有する化成槽を走行させて化成を行って形成した電解コンデンサ用電極材であって、この電極材は従来の化成箔の数倍の静電容量を有している。
【０００９】
また、以上の本発明の電極材において、弁金属がアルミニウムであることを特徴としている。
【００１０】
さらに、本発明の電極材の酸化皮膜を有する弁金属粒子層は空隙率20〜60％、比表面積20×103〜70×103cm2／cm3とし、弁金属粒子が粒子径0.2μm以上のものを含んで基材の表面に形成していることを特徴としている。
【００１１】
また、本発明の電極材の酸化皮膜を有する弁金属粒子層は空隙率20〜60％、比表面積30×103〜400×103cm2／cm3であり、弁金属粒子がその粒子径を少なくとも0.005〜0.1μmの範囲で所定の分布をもって混在していてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、基材の表面に酸化皮膜を有する弁金属粒子層を形成してなる電極材を、直流電源に接続された陽極電極を給電液中に有する給電槽中を走行させた後、直流電源に接続された陰極電極を化成液中に有する化成槽を走行させて化成を行っているので、電極材を介することなく給電することができる。すなわち、酸化皮膜を有する弁金属粒子層を介することによって、酸化皮膜が障害となって給電電流が安定せず、化成特性が低下するという問題点を解決して、良好な化成箔を得ることができるという効果を有する。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１４】
本発明における化成方法は以下のようである。カーボンからなる陽極電極を給電液中に有する給電槽と、カーボンからなる陰極電極を化成液中に有する化成槽を備え、陽極電極と陰極電極は直流電源に接続されている。本発明に用いる電極材は、給電槽の電極間を走行させた後、化成槽の電極間を走行させる。化成槽の陰極電極と給電槽の陽極電極には直流電源によって定電圧が印加されており、給電槽から化成槽を走行する電極材はこの印加された定電圧によって、陽極酸化、すなわち化成が行われる。
【００１５】
以上の本発明の電極材の酸化皮膜を有する弁金属粒子層は空隙率20〜60％、比表面積20×103〜70×103cm2／cm3とし、弁金属粒子が粒子径0.2μm以上のものを含んで基材の表面に形成していることを特徴としている。
【００１６】
また、本発明の電解コンデンサ用電極材は、表面に酸化皮膜を有する弁金属粒子層を有する電極材であって、弁金属粒子層の空隙率は20〜60％、そして、比表面積は30×103〜400×103cm2／cm3であり、弁金属粒子がその粒子径を少なくとも0.005〜0.1μmの範囲で所定の分布をもって混在していてもよい。
【００１７】
比表面積は本発明の電極材に静電容量を有する皮膜を形成し、同様の皮膜を形成したプレーン箔の静電容量と面積から算出する。また、空隙率は水銀圧入法で測定することができる。
【００１８】
基材は、種々の金属や、場合によっては樹脂シートを用いることができるが、アルミニウムが好ましい。アルミニウムの純度は、９９ｗｔ％から９９．９９９ｗｔ％が好ましい。基材の厚みは１５〜２００μｍが好ましい。
【００１９】
以上のような電極材は、通常の蒸着法によって得ることができる。表面に酸化皮膜を有する弁金属粒子層を形成するには、酸素を含む不活性ガス雰囲気内で蒸着を行う。不活性ガスとしては、アルゴン、窒素等を用いることができる。不活性ガスの圧力は０．０５〜０．８Ｐａ、酸素分圧は不活性ガスの圧力の１／１０以下が好ましい。
【実施例】
【００２０】
（実施例）
本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。
９９．９ｗｔ％のアルミニウムシートを０．３Ｐａの圧力の窒素と窒素の圧力の１／１０以下の圧力の酸素雰囲気内でアルミニウムを蒸着し、電極材を作成した。その後、本発明の化成方法によって、化成液にアジピン酸アンモニウム水溶液を用い、給電液にアジピン酸アンモニウム水溶液を用い、直流電源によって２０Ｖ電圧印加して陽極化成を行った。
（比較例１）
実施例と同じ電極材を用い、電極材を直接陽極とし、カーボン電極を陰極として、同様に陽極化成を行った。
（比較例２）塩酸、硫酸、硝酸の混合液を電解液に用い、周波数２０Ｈｚ以下、電流密度を１Ａ／ｃｍ2以下の交流電流を９９．９ｗｔ％のアルミニウムシートに印加して芯厚が２５μｍとなるようにエッチング処理を行い、エッチング箔を作成した。その後、実施例と同様にして陽極化成を行った。
（結果）
実施例、比較例２の電極材の金属粒子層またはエッチング層の空隙率、比表面積、静電容量を（表１）に示す。また、比較例１では化成電流が安定せず、化成ができなかった。
【表１】
2010245065.tif 000002
【００２１】
（表１）からわかるように、本発明の化成した電極材は従来のエッチング箔を化成した電極材では実現できない静電容量を有している。