CN102082027A - 电解电容器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电解电容器及其制造方法。该电解电容器具备将阳极化成箔和对置阴极箔不夹着隔膜地卷绕而构成的电容元件，在阳极化成箔的表面及对置阴极箔的表面中的阳极化成箔与对置阴极箔相对置的表面中的至少一方的表面上形成有第一固体电解质层，在第一固体电解质层的主表面分别形成有凹凸，在利用该凹凸而在阳极化成箔与对置阴极箔之间形成的间隙中形成电解液或包含导电性高分子的第二固体电解质层。据此，在利用凹凸得到的间隙中能够形成具有希望的特性的电解质。

Description

电解电容器及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种电解电容器及其制造方法，尤其涉及具备电容元件的电解电容器及其制造方法，其中该电容元件通过将阳极化成箔和对置阴极箔不夹着隔膜地卷绕而成。

背景技术

在国际公开第2008/062604号公报中公开有电解电容器，其为不包括隔膜的卷绕式的电容器，其具备阳极化成箔和与阳极化成箔一起卷绕的对置阴极箔。隔膜为马尼拉纸、牛皮纸、合成纤维纸、合成纤维无纺布或玻璃砂纸等。

卷绕式的上述电解电容器以如下方式制造。首先，通过蚀刻使铝箔的表面粗面化，来得到阳极化成箔。对粗面化的表面实施化学转化处理。在粗面化的表面形成电介质氧化被膜。接着，在该电介质氧化被膜的表面涂覆导电性高分子。这样，得到阳极化成箔。

可以通过与得到阳极化成箔同样的方式得到对置阴极箔。除此之外，既有对构成对置阴极箔的铝箔的表面不实施蚀刻或化学转化处理的情况，也有在构成对置阴极箔的铝箔的表面不涂覆导电性高分子的情况。

上述这样得到的阳极化成箔和对置阴极箔不夹着隔膜地(不使用隔膜)进行卷绕。通过该卷绕构成电容元件。对该电容元件实施切口化学转化处理和热处理。接着，在电容元件的内部形成电解质。将作为单体的3、4-亚乙二氧基噻吩和作为氧化剂的对甲苯磺酸铁乙醇溶液作为聚合液浸渍于电容元件的内部。通过化学聚合，在阳极化成箔与对置阴极箔之间形成作为电解质的导电性高分子层。

在阳极化成箔与对置阴极箔之间形成有电解质(导电性高分子层)的电容元件的引线中插入有密封用橡胶。在电容元件收纳于铝壳体内后，对铝壳体的开口部实施横向收缩处理和卷曲处理。接着，实施陈化(ageing)处理。在形成于铝壳体上的卷曲面插入塑料制的座板。对引线实施冲压加工及折弯加工来形成电极端子。这样，制造电解电容器。

上述那样得到的电解电容器即使不具有隔膜也能确保阳极与阴极之间的电绝缘性。该电解电容器具有与具备隔膜的电解电容器大致同等的容量及大致同等的漏泄电流。

在日本特开2006-186248号公报中公开有具有隔膜的固体电解电容元件。该固体电解电容元件具有箔卷绕体。该箔卷绕体通过阳极化成箔与对置阴极箔夹着隔膜地进行卷绕而成。在该箔卷绕体浸渍有由导电性高分子构成的电解质材料。

在日本特开2006-186248号公报中还公开了在阳极化成箔与对置阴极箔上分别形成有多个槽的方式。上述多个槽沿着阳极化成箔及对置阴极箔的宽度方向延伸，且在阳极化成箔及对置阴极箔的长度方向上彼此空出规定的间隔。通过形成上述多个槽，阳极化成箔及对置阴极箔分别一面侧呈凸状，另一面侧呈凹状。

如上所述，国际公开第2008/062604号公报中记述为，通过卷绕阳极化成箔和对置阴极箔而构成电容元件，通过将该电容元件浸渍于规定的溶液而形成电解质。

在该电容元件中，由于在阳极化成箔与对置阴极箔之间不存在隔膜，因此在卷绕阳极化成箔和对置阴极箔的状态下，阳极化成箔与对置阴极箔之间的间隙极小。换言之，在阳极化成箔的表面形成的导电性高分子与对置阴极箔的表面(或在对置阴极箔的表面形成的导电性高分子)大致密接。该电容元件即使浸渍于规定的溶液，在阳极化成箔与对置阴极箔之间(间隙)也不能浸渍(供给)足够的溶液。在该电容元件中，存在在阳极化成箔与对置阴极箔之间不能形成具有希望的特性的电解质的问题。

如上所述，日本特开2006-186248号公报中记述为，通过卷绕阳极化成箔、对置阴极箔及隔膜而形成电解电容器(电容元件)。在阳极化成箔及对置阴极箔上分别形成有多个槽。通过形成多个槽，在该电解电容器的阳极化成箔与对置阴极箔之间确保间隙。然而，由于隔膜的厚度和在阳极化成箔及对置阴极箔上分别形成的多个槽的高度(深度)会使该电解电容器的体积增大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电解电容器及其制造方法，该电解电容器具备将阳极化成箔和对置阴极箔不夹着隔膜地卷绕而构成的电容元件，在阳极化成箔与对置阴极箔之间形成的间隙中形成具有希望的特性的电解质。

基于本发明的电解电容器具备电容元件。所述电容元件通过将阳极化成箔和对置阴极箔不夹着隔膜地卷绕而构成。在相互对置的所述阳极化成箔的表面及所述对置阴极箔的表面中的至少一方的表面上形成有第一固体电解质层。在所述第一固体电解质层的主表面形成有凹凸。在利用所述凹凸而在所述阳极化成箔与所述对置阴极箔之间形成的间隙中填充电解液或填充包含导电性高分子的第二固体电解质层。

优选所述电解电容器的所述第一固体电解质层的厚度为0.1μm以上。

优选所述电解电容器的所述凹凸的凹部的深度相对于凸部的厚度的比率为0.05以上且0.9以下。

优选所述电解电容器的所述凹凸形成在所述第一固体电解质层的所述主表面的整个面上。

基于本发明的电解电容器的制造方法具备如下各工序。准备阳极化成箔和对置阴极箔。在所述阳极化成箔的表面及所述对置阴极箔的表面中的通过卷绕所述阳极化成箔与所述对置阴极箔而对置的表面中的至少一方的表面上形成在主表面上具有凹凸的第一固体电解质层。将所述阳极化成箔与所述对置阴极箔不夹着隔膜地卷绕。在卷绕所述阳极化成箔与所述对置阴极箔后，在利用所述凹凸而在所述阳极化成箔与所述对置阴极箔之间形成的间隙中填充电解液或填充包含导电性高分子的第二固体电解质层。

优选在所述电解电容器的制造方法中，所述第一固体电解质层的厚度为0.1μm以上。

优选在所述电解电容器的制造方法中，所述凹凸的凹部的深度相对于凸部的厚度的比率为0.05以上且0.9以下。

优选在所述电解电容器的制造方法中，所述凹凸形成在所述第一固体电解质层的所述主表面的整个面上。

根据本发明，能够得到一种电解电容器及其制造方法，该电解电容器具备将阳极化成箔和对置阴极箔不夹着隔膜地卷绕而构成电容元件，在阳极化成箔与对置阴极箔之间形成的间隙中能够形成具有希望的特性的电解质。

附图说明

通过与附图关联而理解本发明的下述的详细说明，将使本发明的上述及其他目的、特征、形式及优点变得明确。

图1是示意性示出构成实施方式1的电解电容器的电容元件的立体图。

图2是示意性示出实施方式1的电解电容器的剖视图。

图3是图2的III线的局部放大图(剖视图)。

图4是示意性示出在实施方式1的第一固体电解质层的表面形成的凹凸的剖视图。

图5是表示实施方式1的另一结构的电解电容器的与图3相同的局部放大图(剖视图)。

图6是表示实施方式1的又一结构的电解电容器的与图3相同的局部放大图(剖视图)。

图7是表示实施例1～实施例9及比较例1、2的电解电容器的各个电特性的图。

图8是表示另一实施例的电解电容器的各个电特性的图。

图9是表示另一实施例的电解电容器的各个电特性的图。

具体实施方式

以下，参照附图说明基于本发明的各实施方式的电解电容器及其制造方法。在以下说明的各实施方式中，在说到个数、量等的情况下，除了有特别记载的情况以外，本发明的范围未必限定为该个数、量等。在以下说明的各实施方式中，对于同一部件、相当部件有标注同一参照符号并省略重复的说明的情况。

(实施方式1：电解电容器)

(结构)

参照图1及图2，说明本实施方式的电解电容器的整体结构。参照图3，说明本实施方式的阳极化成箔10及对置阴极箔20的详细结构。

参照图1，本实施方式的电解电容器具备电容元件100。电容元件100具有阳极化成箔10和对置阴极箔20。阳极化成箔10及对置阴极箔20在彼此重叠的状态下不夹着隔膜地卷绕。该卷绕例如通过设置在对置阴极箔20的一端的卷止带30保持。

在阳极化成箔10上连接有阳极侧的引板端子40，在引板端子40上连接有阳极引线44。在对置阴极箔20上连接有阴极侧的引板端子42，在引板端子42上连接有阴极引线46。电容元件100可以具备三个以上的引板端子及三个以上的引线。对于阳极化成箔10及对置阴极箔20等的详细情况将进行后述。

参照图2，上述那样构成的电容元件100收纳于壳体56。壳体56例如由铝构成。在电容元件100的壳体56的开口部侧(图2纸面上方侧)设置有密封用橡胶48。电容元件100被密封用橡胶48密封于壳体56的内部。

在电容元件100的壳体56的更靠开口部侧以覆盖密封用橡胶48的方式还设置有座板50。在座板50上设置有开口部52及开口部54。阳极引线44通过开口部52向座板50的表面露出。阴极引线46通过开口部54分别露出。阳极引线44及阴极引线46以沿着座板50的表面的方式被折弯。本实施方式的电解电容器1以上述方式构成。

(阳极化成箔10、对置阴极箔20、第一固体电解质层60A～60D)

参照图3，说明本实施方式的阳极化成箔10、对置阴极箔20及第一固体电解质层60A～60D的详细情况。阳极化成箔10和对置阴极箔20在彼此重叠的状态(不夹着隔膜)下进行卷绕，来构成电容元件100。当剖视卷绕阳极化成箔10与对置阴极箔20的状态时，阳极化成箔10与对置阴极箔20在电容元件100的半径方向(图3的纸面左右方向)上隔开规定的间隔交替排列。

本实施方式的阳极化成箔10由金属箔11、电介质氧化被膜12A、12B构成。构成阳极化成箔10的金属箔11例如约为0.05mm～约0.11mm的铝箔。电介质氧化被膜12A、12B是通过蚀刻等使金属箔11的表面11A、11B粗面化之后通过对粗面化后的表面11A、11B实施化学转化处理而形成的。

本实施方式的对置阴极箔20由金属箔构成。构成对置阴极箔20的金属箔例如约为0.02mm～约0.05mm的铝箔。对置阴极箔20可以与阳极化成箔10大致同样地构成。

在阳极化成箔10的表面及对置阴极箔20的表面中的阳极化成箔10与对置阴极箔20对置的表面的双方上分别形成第一固体电解质层60A～60D。第一固体电解质层60A～60D将阳极化成箔10与对置阴极箔20机械地(物理地)分离，并且保持后述的电解质(第二固定电解质层70或电解液80)。为了进行该分离及该保持，也可以仅在阳极化成箔10的表面及对置阴极箔20的表面中的阳极化成箔10与对置阴极箔20相对置的表面中的至少一方的表面上形成第一固体电解质层60A～60D。

在本实施方式中，阳极化成箔10的表面10B与对置阴极箔20的表面20A对置。在阳极化成箔10的表面10B上形成第一固体电解质层60B。在对置阴极箔20的表面20A上形成第一固体电解质层60C。阳极化成箔10的表面10A与对置阴极箔20的表面20B对置。在阳极化成箔10的表面10A上形成第一固体电解质层60A。在对置阴极箔20的表面20B上形成第一固体电解质层60D。

第一固体电解质层60A～60D由导电性高分子构成。第一固体电解质层60A～60D中以单独、混合物或复合物的形式包含脂肪族系、芳香族系或杂环系的导电性高分子为好。脂肪族系、芳香族系或杂环系的导电性高分子例如为聚吡咯系、聚噻吩系、聚呋喃系或聚苯胺系的导电性高分子。

在第一固体电解质层60A～60D的表面(本发明中的“主表面”)形成有凹凸。具体而言，该凹凸分别形成于第一固体电解质层60A的表面62A、第一固体电解质层60B的表面62B、第一固体电解质层60C的表面62C及第一固体电解质层60D的表面62D。

在第一固体电解质层60A～60D的表面(本发明中的“主表面”)形成的凹凸的形状例如包括使该表面粗面化的形状、在该表面上格子状地设置细的突起物的形状或在该表面不规则地设置无数细的突起物的形状。该凹凸在第一固体电解质层60A～60D的表面(主表面)的整面地形成为好。所谓整面地形成意味着为了形成后述的间隙C而必要的表面的整面形成，即使存在未形成有间隙C的表面的一部分时也属于本发明的技术范围。

在图3中，在第一固体电解质层60A的表面62A上形成的凹凸和在第一固体电解质层60D的表面62D上形成的凹凸为了方便图示而全部分离。实际上，在第一固体电解质层60A的表面62A上形成的一部分凸部与在第一固体电解质层60D的表面62D上形成的一部分凸部相接。

在图3中，在第一固体电解质层60B的表面62B上形成的凹凸和在第一固体电解质层60C的表面62C上形成的凹凸为了方便图示而全部分离。实际上，在第一固体电解质层60B的表面62B上形成的一部分凸部与在第一固体电解质层60C的表面62C上形成的一部分凸部相接。

通过在第一固体电解质层60A～60D的表面62A～62D上形成的凹凸，在阳极化成箔10与对置阴极箔20之间形成间隙C。

在间隙C中形成有作为电解质的第二固体电解质层70。第二固体电解质层70与第一固体电解质层60A～60D同样地由导电性高分子构成。第二固体电解质层70中以单独、混合物或复合物的形式包含脂肪族系、芳香族系或杂环系的导电性高分子为好。脂肪族系、芳香族系或杂环系的导电性高分子例如为聚吡咯系、聚噻吩系、聚呋喃系或聚苯胺系的导电性高分子。

也可以在间隙C中填充电解液80。电解液80例如包含γ-丁内酯和有机胺盐。本实施方式的电解电容器1以上述方式构成。

(效果)

根据本实施方式的电解电容器，利用在第一固体电解质层60B的表面62B及第一固体电解质层60C的表面62C上分别形成的凹凸，在它们之间形成间隙C。表面62B及表面62C即使在阳极化成箔10与对置阴极箔20卷绕的状态下，也能够通过间隙C抑制相互密接。利用在第一固体电解质层60A的表面62A及第一固体电解质层60D的表面62D上分别形成的凹凸，在它们之间形成间隙C。表面62A及表面62D即使在阳极化成箔10与对置阴极箔20卷绕的状态下，也能够通过间隙C抑制相互密接。

由于表面62B与表面62C不相互密接，表面62A与表面62D不相互密接，因此第二固定体电解质层70(或电解液80)能够在利用间隙C而充分地浸渍(或填充)规定的溶液的基础上形成。本实施方式中的电解电容器具备阳极化成箔10与对置阴极箔20不夹着隔膜地卷绕而构成的电容元件100，在阳极化成箔10与对置阴极箔20之间形成的间隙C中形成能够充分地发挥希望的特性的电解质。对于该希望的特性的详细情况，将作为实施例后述。

由于本实施方式的电解电容器不具有隔膜，因此也能够抑制电解电容器的体积的增大。当制作与具有隔膜的以往的电解电容器具有相同体积的本实施方式的电解电容器时，本实施方式的电解电容器能够得到比以往的电解电容器高的容量。当制作与具有隔膜的以往的电解电容器具有相同容量的本实施方式的电解电容器时，本实施方式的电解电容器能够以比以往的电解电容器小的体积制作。

(实施方式1的其他结构)

说明上述的实施方式1(尤其阳极化成箔10及对置阴极箔20)的其他结构。图4是示意性表示第一固体电解质层60及在第一固体电解质层60的表面62上形成的凹凸的剖视图。图4中的第一固体电解质层60相当于上述实施方式1的第一固体电解质层60A～60D。图4的表面62相当于上述的实施方式1的表面62A～62D。

参照图4，在第一固体电解质层60的表面62上形成的凹凸的凹部的深度相对于凸部的厚度的比率约为0.05以上且约0.9以下为好。具体而言，凹部的深度D相对于第一固体电解质层60的厚度T满足约5％≤(D/T×100)≤约90％的式子为好。以下将D/T×100的值称为比率(D/T值)。

当比率(D/T值)小于5％时，等效串联电阻ESR(Equivalent SeriesResistance)急剧变高。另一方面，比率(D/T值)超过约90％时，在第一固体电解质层(60A～60D)的表面形成的凹凸变大，被膜以凸部为中心产生破坏。因此，在第一固体电解质层60的表面62上形成的凹凸中的凹部的深度相对于凸部的厚度的比率约为0.05以上且约0.9以下为好。

更优选在第一固体电解质层60的表面62上形成的凹凸中的凹部的深度相对于凸部的厚度的比率约为0.3以上且约0.7以下。

第一固体电解质层60的厚度T约为0.1μm以上为好。这是由于第一固体电解质层60的厚度T小于0.1μm时，即使在凹部的深度D相对于第一固体电解质层60的厚度T的比率满足约5％≤(D/T×100)≤约90％的式子的情况下，也存在不能形成充分的间隙C的情况。因此，第一固体电解质层60的厚度T约为0.1μm以上为好。

第一固体电解质层60的厚度T约为100μm以下为好。其理由如下。第一固体电解质层60的厚度T超过100μm时，虽然在间隙C中能够设置足够的第二固体电解质层70或电解液80，但作为电解电容器的电特性降低。

在本发明中，不夹着隔膜地卷绕阳极化成箔和对置阴极箔。当将第一固体电解质层的厚度与电解质的厚度加在一起的膜厚比通常的隔膜的厚度大时，与通常的具备隔膜的电解电容器相比，阳极化成箔与对置阴极箔的卷数变少。

当阳极化成箔与对置阴极箔的卷数变少时，静电容量(Cap)减少。因此，由于通常的隔膜的膜厚约为200μm，因此第一固体电解质层60的厚度T为通常的隔膜的膜厚的一半即约100μm以下为好。

更优选第一固体电解质层60的厚度T约为5μm以上且约小于20μm。这是由于在通常的低等效串联电阻(ESR)用的电解电容器中使用膜厚为40μm的隔膜。

另外，在上述的实施方式1中，参照图3，说明了在阳极化成箔10的表面及对置阴极箔20的表面中的阳极化成箔10与对置阴极箔20对置的表面的双方上形成第一固体电解质层(60A～60D)的情况。本发明不局限于该情况。

参照图5或图6，可以在阳极化成箔10的表面及对置阴极箔20的表面中的阳极化成箔10与对置阴极箔20对置的表面的一方上形成第一固体电解质层。

在图5中，仅在对置的阳极化成箔10的表面10B及对置阴极箔20的表面20A中的阳极化成箔10的表面10B上形成第一固体电解质层60B。仅在对置的阳极化成箔10的表面10A及对置阴极箔20的表面20B中的阳极化成箔10的表面10A上形成第一固体电解质层60A。

在图6中，仅在对置的阳极化成箔10的表面10B及对置阴极箔20的表面20A中的阳极化成箔10的表面10B上形成第一固体电解质层60A。仅在对置的阳极化成箔10的表面10A及对置阴极箔20的表面20B中的对置阴极箔20的表面20B上形成第一固体电解质层60B。

与上述实施方式1同样，在图5及图6中，在第一固体电解质层60A、60B的表面上(本发明中的“主表面”)形成有凹凸。在第一固体电解质层60A的表面62A及第一固体电解质层60B的表面62B上形成有凹凸。利用在第一固体电解质层60A的表面62A上形成的凹凸及在第一固体电解质层60B的表面62B上形成的凹凸，在阳极化成箔10与对置阴极箔20之间形成间隙C。

通过形成间隙C，如图5所示，能够抑制对置的表面62A、20B及对置的表面62B、20A密接。通过形成间隙C，如图6所示，能够抑制对置的表面62A、20A及对置的表面62B、10A密接。在间隙C(图5及图6)中形成有第二固体电解质层70。在间隙C中也可以填充电解液80。电解电容器以如上方式构成，也能够得到与上述实施方式1中说明的效果同样的效果。

(实施方式2：电解电容器的制造方法)

参照图3，说明本实施方式的电解电容器的制造方法。本实施方式的电解电容器1如下这样制造。

(阳极化成箔10、对置阴极箔20)

首先，准备阳极化成箔10。将铝等金属裁断成规定尺寸的金属箔11，来得到阳极化成箔10。通过蚀刻等使金属箔11的表面11A、11B粗面化，并对粗面化后的表面11A、11B实施化学转化处理。通过该化学转化处理，在表面11A、11B上形成电介质氧化被膜12A、12B。

该化学转化处理在将铝等金属裁断成金属箔11之前实施为好。通过蚀刻等使裁断前的铝等金属的表面粗面化，对粗面化后的表面实施化学转化处理。将通过该化学转化处理而在表面形成有电介质氧化被膜的铝等金属裁断成金属箔11。以如上方式能够准备阳极化成箔10。

接着，准备对置阴极箔20。对金属箔(20)的表面20A、20B不实施化学转化处理地准备对置阴极箔20。对置阴极箔20也可以与阳极化成箔10大致同样地准备。以如上方式能够准备对置阴极箔20。

(第一固体电解质层60A～60D)

准备阳极化成箔10和对置阴极箔20之后，在阳极化成箔10的表面及对置阴极箔20的表面中的通过卷绕阳极化成箔10和对置阴极箔20而对置的表面中的至少一方的表面上形成第一固体电解质层60A～60D。在本实施方式中，在阳极化成箔10的表面及对置阴极箔20的表面中的阳极化成箔10与对置阴极箔20对置的表面的双方上分别形成第一固体电解质层60A～60D。准备阳极化成箔10或对置阴极箔20时，也可以在裁断成金属箔之前，在构成上述一方(或双方)的表面的阳极化成箔10或对置阴极箔20的表面上形成第一固体电解质层60A～60D。

在阳极化成箔10的表面或对置阴极箔20的表面上形成的第一固体电解质层60A～60D能够通过将阳极化成箔10或对置阴极箔20浸渍于由聚吡咯、聚噻吩等导电性高分子的分散体(微粒子)构成的分散体溶液后进行干燥而形成为导电性高分子层。第一固体电解质层60A～60D能够通过将分散体溶液涂敷于阳极化成箔10或对置阴极箔20后进行干燥而形成为导电性高分子层。

在阳极化成箔10的表面或对置阴极箔20的表面上形成的第一固体电解质层60A～60D也能够通过将阳极化成箔10或对置阴极箔20浸渍于在溶剂中溶解聚苯胺而形成的分散液(可溶体溶液)后进行干燥而形成为导电性高分子层。第一固体电解质层60A～60D也可以通过将分散液(可溶体溶液)涂敷到阳极化成箔10或对置阴极箔20后进行干燥而形成为导电性高分子层。

在阳极化成箔10的表面或对置阴极箔20的表面形成的第一固体电解质层60A～60D也可以通过使阳极化成箔10的表面或对置阴极箔20的表面电解聚合而形成为导电性高分子层。例如可以通过在将阳极化成箔10或对置阴极箔20在浸渍于包含作为单体的吡咯或噻吩和对导电性高分子赋予导电性的掺杂剂的聚合液的状态下对其施加电压而形成导电性高分子层。

在阳极化成箔10或对置阴极箔20的表面形成的第一固体电解质层60A～60D可以通过使阳极化成箔10的表面或对置阴极箔20的表面化学聚合而形成为导电性高分子层。例如可以通过在将阳极化成箔10或对置阴极箔20浸渍于包含作为单体的吡咯或噻吩和氧化剂(兼掺杂剂)的聚合液之后将其提起并加热而使聚合反应完成而形成导电性高分子层。

第一固体电解质层60A～60D如实施方式1(图3)及实施方式1的其他结构(图5、图6)中说明所示，既可以在阳极化成箔10与对置阴极箔20对置的表面的双方上形成，也可以在阳极化成箔10及对置阴极箔20的表面中的阳极化成箔10与对置阴极箔20对置的表面的一方上形成。

(在第一固体电解质层60A～60D的表面形成的凹凸)

在阳极化成箔10的表面或对置阴极箔20的表面形成第一固体电解质层60A～60D后，在第一固体电解质层60A～60D的表面(主表面)形成凹凸。该凹凸可以在第一固体电解质层60A～60D的表面(主表面)的整面地形成。所谓整面地形成意味着为了形成后述的间隙C而必要的表面的整面形成，即使存在未形成有间隙C的表面的一部分时也属于本发明的技术范围。

在第一固体电解质层60A～60D的表面形成的凹凸可以使用导电性高分子的分散体溶液或导电性高分子的可溶体溶液并通过刮刀法形成。

在第一固体电解质层60A～60D的表面形成的凹凸可以通过喷墨法将导电性高分子的分散体溶液或导电性高分子的可溶体溶液涂敷(喷涂)于第一固体电解质层60A～60D的表面而形成。

与实施方式1的其他结构(图4)中说明的内容同样，在第一固体电解质层60的表面62上形成的凹凸的凹部的深度相对于凸部的厚度的比率约为0.05以上且约0.9以下为好。更优选在第一固体电解质层60的表面62上形成的凹凸中的凹部的深度相对于凸部的厚度的比率约为0.3以上且约0.7以下。

(卷绕、电解质形成)

再次参照图1，在第一固体电解质层60A～60D的表面(主表面)上形成凹凸之后，将阳极化成箔10与对置阴极箔20在重叠的状态下不夹着隔膜地卷绕。在卷绕阳极化成箔10及对置阴极箔20后，通过在对置阴极箔20的一端设置的卷止带30等保持阳极化成箔10及对置阴极箔20的卷绕。

卷绕阳极化成箔10与对置阴极箔20时，在阳极化成箔10上连接阳极侧的引板端子40，在该引板端子40上连接阳极引线44。在对置阴极箔20上连接阴极侧的引板端子42，在该引板端子42上连接阴极引线46。通过以上步骤能够得到电容元件100。

对电容元件100实施切口化学转化处理和热处理。在电容元件100的内部(利用上述凹凸在阳极化成箔与对置阴极箔之间形成的间隙C)形成电解质。

在间隙C中形成的电解质通过化学聚合形成为导电性高分子层(第二固定电解质层70)，例如在电容元件100的内部浸渍包含作为单体的吡咯或噻吩和氧化剂(兼掺杂剂)的聚合液之后，通过提起电容元件100后进行加热使聚合反应完成。通过该聚合反应的完成形成导电性高分子层。

在间隙C中形成的电解质可以通过在将间隙C浸渍于由聚噻吩或聚吡咯的分散体(微粒子)构成的分散体溶液后进行干燥而形成为导电性高分子层(第二固定电解质层70)。

在间隙C中形成的电解质还可以通过将间隙C浸渍于在溶剂中溶解聚苯胺而形成的分散液(可溶体溶液)后进行干燥而形成为导电性高分子层(第二固定电解质层70)。

在间隙C中形成的电解质还可以通过在将间隙C浸渍于含有作为单体的吡咯或噻吩和对导电性高分子赋予导电性的掺杂剂的聚合液的状态下对其施加电压而进行电解聚合而形成为导电性高分子层(第二固定电解质层70)。

在间隙C中形成的电解质还可以通过在间隙C中填充包含γ-丁内酯和有机胺盐的电解液80而形成。

将在间隙C中形成第二固定电解质层70或在间隙C中填充有电解液80的电容元件100收纳于壳体56(图2)。将电容元件100收纳于壳体56后，将密封用橡胶48以覆盖电容元件100的方式插入壳体56的开口部侧。

插入密封用橡胶48后，对壳体56的开口部实施横向收缩处理和卷曲处理。固定密封用橡胶48。接着，实施陈化处理。在形成于壳体56上的卷曲面插入塑料制的座板50。对各引线44、46实施冲压加工及折弯加工来形成电极端子。以如上方式制造电解电容器1。

(效果)

根据本实施方式的电解电容器的制造方法，与实施方式1的效果中说明的同样，利用在表面62A～表面62D上分别形成的凹凸形成间隙C。利用间隙C能够抑制对置的表面62B及表面62C密接且还能够抑制对置的表面62A及表面62D密接。

在间隙C中设置的第二固定体电解质层70或电解液80在利用间隙C充分地浸渍或填充规定的溶液的基础上设置。根据本实施方式的电解电容器的制造方法，能够得到具备将阳极化成箔10与对置阴极箔20不夹着隔膜地卷绕而构成的电容元件100、并且在阳极化成箔10与对置阴极箔20之间形成的间隙C中具有能够充分地发挥希望的特性的电解质的电解电容器。对于该希望的特性，作为实施例详细地后述。

以下，举出实施例，进一步详细地说明本发明，但本发明不局限于此。

[实施例1]

(实施例、比较例)

以下，参照图7，详细地说明本发明的实施例1～实施例9以及本发明的比较例1及比较例2。实施例1～实施例9以及比较例1及比较例2的电解电容器都不夹着隔膜地卷绕。实施例1～实施例9以及比较例1、2的电解电容器的各电特性表示基于以下分别说明的结构而完成的30个电解电容器的平均值。该电解电容器的尺寸为Φ约8mm×高约12.0mm。

在图7中，作为电解电容器的电特性而示出的静电容量Cap(μF)及损失角的正切tanδ(％)是在约120Hz的频率下测定的结果。等效串联电阻ESR(mΩ)是在约100kHz的频率下测定的结果。漏泄电流LC(μA)是在施加额定电压4.0V后约两分钟后的值。

(实施例1)

本实施例的电解电容器以如下方式构成。在阳极化成箔10(图3)的表面10A、10B上通过将包含聚3、4-亚乙二氧基噻吩的分散体的分散体溶液浸渍(或涂敷)于间隙C中形成导电性高分子层而作为第一固体电解质层60A、60B。在对置阴极箔20的表面20A、20B上与阳极化成箔10同样，通过将包含聚3、4-亚乙二氧基噻吩的分散体的分散体溶液浸渍或涂敷于间隙C中而形成导电性高分子层以作为第一固体电解质层60C、60D。第一固体电解质层60A～60D的膜厚分别约为0.1μm。凹部的深度D相对于第一固体电解质层60A～60D的厚度T的比率(D/T值)约为5％。

在间隙C中形成的电解质通过将作为单体的3、4-亚乙二氧基噻吩和作为氧化剂(兼掺杂剂)的对甲苯磺酸铁乙醇溶液作为聚合液浸渍于电容元件的内部，并进行化学聚合而形成为导电性高分子层(第二固定体电解质层70)。

(实施例2)

本实施例的电解电容器以如下方式构成。在阳极化成箔10及对置阴极箔20的表面分别形成的第一固体电解质层60A～60D的类别与实施例1同样。第一固体电解质层60A～60D的膜厚分别约为5μm。凹部的深度D相对于第一固体电解质层60A～60D的厚度T的比率(D/T值)约为50％。在间隙C中形成的电解质与实施例1同样。

(实施例3)

本实施例的电解电容器以如下方式构成。在阳极化成箔10及对置阴极箔20的表面分别形成的第一固体电解质层60A～60D的类别与实施例1同样。第一固体电解质层60A～60D的膜厚分别约为20μm。凹部的深度D相对于第一固体电解质层60A～60D的厚度T的比率(D/T值)约为90％。在间隙C中形成的电解质与实施例1同样。

(实施例4)

本实施例的电解电容器以如下方式构成。在阳极化成箔10(图3)的表面10A、10B上通过浸渍或涂敷包含聚3、4-亚乙二氧基噻吩的分散体的溶液而形成导电性高分子层以作为第一固体电解质层60A、60B。第一固体电解质层60A～60D的膜厚分别约为5μm。凹部的深度D相对于第一固体电解质层60A～60D的厚度T的比率(D/T值)约为90％。此外，在对置阴极箔20的表面20A、20B上不形成第一固体电解质层。在间隙C中形成的电解质与实施例1同样。

(实施例5)

本实施例的电解电容器以如下方式构成。在阳极化成箔10(图3)的表面10A、10B上通过浸渍包含聚吡咯的分散体的溶液而形成导电性高分子层以作为第一固体电解质层60A、60B。在对置阴极箔20的表面20A、20B上与阳极化成箔10同样通过使聚吡咯电解聚合而形成导电性高分子层以作为第一固体电解质层60C、60D。第一固体电解质层60A～60D的膜厚分别约为5μm。凹部的深度D相对于第一固体电解质层60A～60D的厚度T的比率(D/T值)约为50％。在间隙C中形成的电解质与实施例1同样。

(实施例6)

本实施例的电解电容器以如下方式构成。在阳极化成箔10(图3)的表面10A、10B上通过浸渍(或涂敷)包含聚苯胺的溶液而形成导电性高分子层以作为第一固体电解质层60A、60B。在对置阴极箔20的表面20A、20B上与阳极化成箔10同样通过浸渍(或涂敷)聚苯胺而形成导电性高分子层以作为第一固体电解质层60C、60D。第一固体电解质层60A～60D的膜厚分别约为5μm。凹部的深度D相对于第一固体电解质层60A～60D的厚度T的比率(D/T值)约为50％。在间隙C中形成的电解质与实施例1同样。

(实施例7)

本实施例的电解电容器以如下方式构成。在阳极化成箔10的表面及对置阴极箔20的表面分别形成的第一固体电解质层60A～60D的类别、膜厚及比率(D/T值)与实施例2同样。通过使在间隙C中形成的电解质浸渍聚3、4-亚乙二氧基噻吩的分散体溶液而形成为导电性高分子层(第二固体电解质层70)。

(实施例8)

本实施例的电解电容器以如下方式构成。在阳极化成箔10的表面及对置阴极箔20的表面分别形成的第一固体电解质层60A～60D的类别、膜厚及比率(D/T值)与实施例6同样。通过使在间隙C中形成的电解质浸渍或涂敷聚苯胺的可溶体溶液而形成为导电性高分子层(第二固体电解质层70)。

(实施例9)

本实施例的电解电容器以如下方式构成。在阳极化成箔10的表面及对置阴极箔20的表面分别形成的第一固体电解质层60A～60D的类别、膜厚及比率(D/T值)与实施例2同样。在间隙C中形成的电解质通过填充γ-丁内酯的电解液80而形成。

(比较例1)

本比较例的电解电容器以如下方式构成。在阳极化成箔10的表面及对置阴极箔20的表面分别形成的第一固体电解质层60A～60D的类别、膜厚与实施例2同样。凹部的深度D相对于第一固体电解质层60A～60D的厚度T的比率(D/T值)约为4％。通过使在间隙C中形成的电解质浸渍聚3、4-亚乙二氧基噻吩的分散体溶液而形成为导电性高分子层(第二固体电解质层70)。

(比较例2)

本比较例的电解电容器以如下方式构成。在阳极化成箔10的表面及对置阴极箔20的表面分别形成的第一固体电解质层60A～60D的类别、膜厚及比率(D/T值)与比较例1同样。在间隙C中形成的电解质通过填充电解液80而形成。

根据上述的实施例、比较例(图7)，当比率(D/T值)小于约5％时，对实施例1、比较例1及比较例2进行比较时明显可知，等效串联电阻ESR急剧变高。另一方面，当比率(D/T值)超过90％时，在第一固定体电解质层(60A～60D)的表面形成的凹凸变大，被膜以凸部为中心发生破坏。也如实施例1～实施例9所示，可知在第一固定体电解质层60的表面62上形成的凹凸的凹部的深度D相对于凸部的比率约为0.05以上且0.9以下为好。也如实施例1～实施例9所示，可知第一固定体电解质层60的厚度T约为0.1μm以上为好。

(其他实施例)

以下，参照图4、图8及图9，说明本发明的另一实施例。参照图4，在该另一实施例中，说明根据第一固定体电解质层60的厚度T与在第一固定体电解质层60的表面62上形成的凹凸的凹部的深度D的关系(D/T值)得到的等效串联电阻ESR特性的推移。

具体而言，参照图8，通过将第一固定体电解质层60的厚度T设定为0.1μm、5μm及20μm，相对于各自的厚度T，将D/T值设定成小于5％、5％、10％～90％、超过90％来制作电解电容器。

另外，在该电解电容器中，在阳极化成箔10(图3)的表面10A、10B上通过浸渍(或涂敷)包含聚3、4-亚乙二氧基噻吩的分散体的分散体溶液形成导电性高分子层而作为第一固体电解质层60A、60B。在对置阴极箔20的表面20A、20B上与阳极化成箔10同样，通过浸渍(或涂敷)包含聚3、4-亚乙二氧基噻吩的分散体的分散体溶液而形成导电性高分子层以作为第一固体电解质层60C、60D。另外，在间隙C中形成的电解质通过将作为单体的3、4-亚乙二氧基噻吩和作为氧化剂(兼掺杂剂)的对甲苯磺酸铁乙醇溶液作为聚合液浸渍于电容元件的内部并进行化学聚合而形成为导电性高分子层(第二固体电解质层70)。

测定上述各情况的电解电容器的等效串联电阻ESR。图9是将图8图表化的图。参照图8及图9可知，在第一固体电解质层60的厚度T为0.1μm、5μm及20μm中的任一种的情况下，当D/T比率小于约5％时，等效串联电阻ESR都急剧变高。

在第一固体电解质层60的厚度T为0.1μm、5μm及20μm中的任一种的情况下，当D/T比率为5％以上且小于20％及80％以上且小于90％时，等效串联电阻ESR不太变化。另一方面，D/T比率为30％以上且约70％以下时，可知等效串联电阻ESR有降低的倾向。可知在第一固体电解质层60的表面62上形成的凹凸的凹部的深度相对于凸部的厚度的比率约为30％以上且约70％以下为好。

以上，说明了用于实施本发明的方式，但应该认为此次公开的方式的所有点仅为例示，并不限制本发明。本发明的范围意图包括通过要求保护的技术方案所公开的、与权利要求书均等的意思及范围内的所有变更。

虽然详细说明并示出了本发明，但其仅为例示而非限定，发明的范围应该明确地理解为由附加的权利要求书解释的范围。

Claims (8)

1.一种电解电容器，其具备电容元件，该电容元件是将阳极化成箔和对置阴极箔以不夹着隔膜的方式卷绕而构成的，其中，

在所述阳极化成箔的表面及所述对置阴极箔的表面中的所述阳极化成箔与所述对置阴极箔相对置的表面中的至少一方的表面上形成有第一固体电解质层，

在所述第一固体电解质层的主表面形成有凹凸，

在利用所述凹凸而在所述阳极化成箔与所述对置阴极箔之间形成的间隙中填充电解液或包含导电性高分子的第二固体电解质层。

2.根据权利要求1所述的电解电容器，其中，

所述第一固体电解质层的厚度为0.1μm以上。

3.根据权利要求1所述的电解电容器，其中，

所述凹凸中凹部的深度相对于凸部的厚度的比率为0.05以上且0.9以下。

4.根据权利要求1所述的电解电容器，其中，

所述凹凸在所述第一固体电解质层的所述主表面的整个面上形成。

5.一种电解电容器的制造方法，其具备：

准备阳极化成箔和对置阴极箔的工序；

在所述阳极化成箔及所述对置阴极箔的表面中要通过卷绕所述阳极化成箔和所述对置阴极箔而对置的表面中的至少一方的表面上形成在主表面具有凹凸的第一固体电解质层的工序；

将所述阳极化成箔和所述对置阴极箔以不夹着隔膜的方式卷绕的工序；

在卷绕所述阳极化成箔和所述对置阴极箔后，在利用所述凹凸而在所述阳极化成箔与所述对置阴极箔之间形成的间隙中形成电解液或包含导电性高分子的第二固体电解质层的工序。

6.根据权利要求5所述的电解电容器的制造方法，其中，

所述第一固体电解质层的厚度为0.1μm以上。

7.根据权利要求5所述的电解电容器的制造方法，其中，

所述凹凸中凹部的深度相对于凸部的厚度的比率为0.05以上且0.9以下。

8.根据权利要求5所述的电解电容器的制造方法，其中，

所述凹凸在所述第一固体电解质层的所述主表面的整个面上形成。

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