1342030 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一般的固體電解電容器用電極構件、電 雙層電容器用電極構件等電容器用電極構件、及其製造方 =暨：備該電極構件之電容器；特定而言，係關；將銘板 或銘錢用為基材，並將機能性高分子使用為固體
St電容器用電極構件及其製造方法、暨使用此固 拳或紹錢用為基材的電雙層電容器用電極構件及立穿』造 =法’暨使用此電雙層電容器用電極構件之電雙層電容 【先前技術】 在電源電路的次級電路部分或個人電腦的 器，強烈渴望小型且高電容量。此：中種的電解電容 要喪因庙古相门電合里此外，此種電解電容器亦 求因應π頻的低ESR(等效串聯電阻）化 ESR化，便有開發出將高電導度 ^ q 體雷鮭所戌月faaT3J分子使用為固 電解貝的固體電解電容器，且每 子固艚雷鹺雷6 ^ 匕運只用化’同時對高分 于U組電解電谷益的需求正逐漸提升。 j!知固體電解電容器為能達高電 大電極表面積的構造。mm 便有h用擴 有採用諸如.捲^ 的111料解電容器構造 二 =早—連續電極的圓筒型、或積層著複數 例如日本專利特開昭59_10831 1號公報便有揭示積層 312XP/發明說明書(補件)/95-01/94132273 6 ^42030 ·=固體電解電容器用電極的構造，將形成既定形狀且經蚀 ^廣大表面積㈣狀紹片複數片積層，且施行壓接而構成 :積層體’在鋁箱積層體中，穿設有從上面貫穿至下面 的複數條溝。 圓筒型固體電解電容器係陽極使用經賦予介電質層的 反或鋁癌、或者鋁姓刻板或鋁姓刻箔，而陰極導電體則 ^用Μ或純㈣。積層型固體電解電容器係陽極使用 亡賦予介電質層的鋁板或鋁箔、或者鋁蝕刻板或鋁蝕刻 泪1陰極導電體則使用石墨糊層及銀糊層。 貫質發揮陰極作用的部分係電解質層。為能在固體電 ^容器中實現低ESR化’此電解質層材料便使用高電導 :的機能性高分子。例如選擇自聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩、 聚咳。南及該等介電質所構成組群中的導電性高分子化合 物丄特別係在低ESR化之目的下，將可使用如··聚吼嘻、 聚笨胺、聚伸乙基二氧噻吩等。 • 然而，圓筒型固體電解電容器的陰極導電體所使用之 鋁箱或純刻落，因為其表面將形成牢固的氧化被覆膜， 因而將有在與電解質層間之界面的電阻値(表面電阻幻 =之問題。此表面電阻値的增加，在圓筒型固體電解電 谷裔的低ESR化方面將形成障礙。 另一方面’為能實現小型化且高電容量化，固體電解 2容器便必須增加陽極與陰極導電體每單
表面積。 J 例如為能實現小型化且高電容量化，日本專利特開 312XP/發明說明書(補件 V95-01 /94132273 7 1342030 件，传：867號公報中便有提案固體電解電容器用電極槿 件，係由:間作用金屬落(由純度99%以上的 電福 任一者所構成）制 一銳、銘中 金屬粉末製電極層;；成及此陽極體上所形成的間作用 件，係由·由：=L有提案固體 金於虫θ ^ 屬構成閥作用金屬或其合 :、’且形成於上述閥作用金屬结上的電極層;。 性嫌㈣件將因為陽極體與電極層間的密接 :=足:且在增加每單位投影面積之表面積方面有二 而並無法因應小型且高電容量化的要東。一 但是，電容器中之一種的電雙層電容器所使 片：生Γ、碳粉末及|έ結劑—起進行混練的電極 2塗佈於集電體上而形成。集電體一般 銅、不錄鋼等的金屬板或金屬g。 以.鋁 電厚的電極層’俾增加極化電極輿 解液間之接觸面積'然而’若增加電極層厚度，將 降 量所存在活性物質容量之活性物質比容 又’若增加電極層厚度’便將發生電極層内部或電極 層，在與集電體間之界面處的密接性降低問題。 312ΧΡ/發明說明書(補件)/95-01 /94132273 再者’若增加電極層厚度，電極的表面電阻値增加， 1342030 ^致電ί層電容器的㈣（等效串聯電阻）提高的問題發 ★鱼右電雙層電容器的ESR提高，便頗難構成混 _ π車用電源等所使用的高輸出電雙層電容器。工電動 s相關提高活性物質比容的方法雖有探討各種 疋因為在現行技術中最終為能將活旦 :黏:劑，因而在活性物質比容的提高方面 '11外，右為提尚活性物質比容而減少黏结q旦 要高容量之圓筒型電雙層電容器;::;極特別 二電2 =容易發生龜裂或斷裂狀況。因而頗難提升電 又層電谷态的活性物質比容。 电 討提高電極層與集電體間之密接性的方法亦有各種探 在曰本專利特開平！ 〇„223487號公報中所揭 層電容器=電極，係在表面經施行银刻處理過的金雙。 :上^佈者極化性電極材料，而形成極化性電極層之早 .再將厚度軋延成原本厚度的8〇~9〇%。 a灸， 在/本專利特開2〇〇〇一348987號公報中所揭示的 二^二之2製造方法，係將可撓性金屬箱、與將纖維 的活性碳纖維布，相重疊並㈣，便形 ’、、’屬箔層與活性碳層之既定厚度的二層電極材 其特徵為’將上述金屬㈣上述活性碳纖維布重 數突起的塵力板抵接於上述金屬心按 卑將该大起隔著上述金屬落擠入於上述活性碳纖維布 3】2ΧΡ/發明說明書(補件)/95-01/94丨32273 9 1342030 在日本專利特開2002-1 75950號公報中所揭示的電雙 層電合裔用電極體之製造方法，係金屬集電體箔至少單面 上形成含有碳質材料與第丨結合材之電極層者，其特徵在 於包^有下述步驟A+其中，步驟A係在金屬集電體络 至v單面上，塗佈著含導電性粉末、第2結合材及溶劑的 、導電性黏合劑之步驟；步驟B係將已塗佈上述導電性黏合 劑的金屬集電體箔施行乾燥，而將上述溶劑至少其中一部 刀去除，俾形成導電性黏合層的步驟；步驟c係製作出含 有上述奴貝材料與上述第丨結合材之片狀成形體的步 驟；步驟D係將上述片狀成形體載置於上述導電性黏合層 上而形成上述金屬集電體镇與上述片狀成形體的積層 體’再藉由對該積層體施行軋延，而使上述片狀成形體的 厚度減少5〜60%’便形成由上述片狀成形體所構成 的步驟。 再者，在日本專利特開2004-1 861 94號公報中所揭示 ·=電雙層電容器用電極片之製造方法，係施行從含有碳質 粉末、導電助劑及黏結劑的成形材料，製作成既定厚度的 •長條片狀電極’然後再將上述片狀電極隔著導電性黏合气 、貼合於長條導電絲面上的積層步驟者；其特徵為，上^ 積層步驟係一邊使用凹版塗佈機將上述導電性|占合劑，在 上述導電羯表面依1 〇 " m以下的厚度施行塗佈，一邊將上 述片狀電極進行貼合。 ^ 然而，日本專利特開平1 0-223487號公報、或日本專 利特開则-34觀號公報所揭示的電雙層電容器用電 3丨2XP/發明說明書(補件)/95·0]/94132273 丄j呼ζιυυ 將集電體的金屬辖與電極層進行密接時， 處將存在有氧化物或A -者，面 體化。 4乳化物，頗難將集電體與電極層一 本專7特ΖΓΛ_^2()()2_1 7595()號公報、或曰 雙層電容器用電極體6、194::報所方法而製得的電 避免屬於黏合劑的導電:生黏:二電：器用電極片，將無法 體與電極層形成一體化/ σ之子在’因而顧難將集電 電極因:二電雙層電容器施行充電或放電時，將有發生 :電==上剝落現象的情況。結果，便將出現電雙 層電今為的充放電特性、壽命等降低的問題。 又 【發明内容】 (發明所欲解決之問題） 在此簡要說明本發明所欲解決問題，本發明之 於提供—種與構成該電極構件之層間 容器用電極構件。 ㈣季乂冋之電 二定:二’針對屬於電容器中之—種的固體電解電容 ‘：：：： ’本發明之目的為能解決上述問題， 面電阻値較低、可達成低哪化的固體電解 電谷益用電極構件。 本發明之另—目的在於提供—種可擴大電極每單 技衫面積之表面積’俾可達高電容量化 器用電極構件。 电阱电谷
再者’本發明之另一目的在於提供一種可達成低ESR 312ΧΡ/發明說明書(補件)/95-01/94132273 丄： = 電解電容II用電極構件之製造方 化與w之旦再/目的在於提供—種使用可達成低ESR 解電：器：里匕之固體電解電容器用電極構件的固體電 特定而言，針對屬於電容器中之一種的電容器 所使用之電極構件，本發 題，便提供-種電極層“電二= 為能㈣^ 電容器用電極構件。 間之讀性較高的電雙層 的雷# JS本^月之另目的在於提供—種表面電阻値較低 的電雙層電容器用電極構件。 本發明之再另一目的在於提供一種活性物質比容較高 的電雙層電容器用電極構件。 " 雷本發明之再另一目的在於提供一種電極層與集 電體間之讀性較高、表面電阻値較低，且活性物質比容 較尚的電雙層電容器用電極構件之製造方法。 本I月之再另目的在於提供—種使用電極層盘 ，間之密接性較高、表面電阻値較低，且活性物質比容較 N之電雙層電容器用電極構件的電雙層電容器。 (解決問題之手段） ° 本兔月者等為育匕解決習知技術問題而經深入鑽研，結 果發現使㈣著含碳物質之後’再依較條件施行加熱， 便能獲得可達成上述目的之電容器用電極構件。遂以此種 發明者等的發現而完成本發明。 3】2χρ/發明說明書(補件)/95·〇 1 /94132273 12 1342030 根^本發明的電容器用電極構件係具備有··結，及在此 芦^門的含石反層’更具備有：形成於此銘與含碳 曰之間，且自有鋁元素與碳元素的介質層。 當根據本發明的電容器用電極構件使曰用在屬於電容器 解電容器之電極構件時，在紹與含碳層 的作7、的；1冑層’將發揮提高銘與含碳層間之密接性 的作用。所以，電極構件内邱 再忏闪Μ不致增加電阻，不會礙及 田 又，含^層將發揮擴大或增加鋁表面積的作 ;故使用本發明的電極構件，便可達成固體電解電容器 的小型化與高電容量化。 —又，當根據本發明的電容器用電極構件使用在屬於電 :器中之-種的電雙層電容器之電極構件時，在紹與含碳 ^之間所形成的介質層’將發揮提高叙與含碳層間之密接 、乍用戶斤以，在電極層的含碳層、與集電體的紹間之 ，面處的電阻便不會增加，且表面電阻倍較低，因而使用 本發明的電雙層電容器用電極構件，便可構成高輸出電雜 層電容器。 再者，因為本發明的電雙層電容器用電極構件並未必 須要使用黏結劑’因而在電極層中將不會存在有黏結劑， 故將可構成活性物質比容較高的電雙層電容器用電極構 件。 又，本發明的電容器用電極構件中，介質層將構成形 成於銘表面至少其中—部分區域中，且含銘之碳化物的第 1表面部分。含碳層係構成從第！表面部分朝外側延伸形 312XP/發明說明書(補件)/95-01/94132273 1342030 成的第2表面部分。 此種構造中，第2表面部分將 用。此外，因為在！呂與第^面/揮增加紹表面積的作 物的第！表面部分，因而2 W /刀間將形成含紹之碳化 妒加之第2 \ 第部分將發揮與使鋁表面積 心加之第2表面部分間的密接性作 明的電容器用電極構件使 β根據本务 體電解電容器之電_件時在中之一種的固 密接性提升與表面積增加。更有效的達成含碳層之 有含叙之皆化清物兄的下第!因為在紹與第2表面部分之間形成 表面部分，因而此第1部分將發揮 t 積增加之第2表面部分間的密接性作 電容ΐ二之當^據本發明的電容器用電極構件使用在屬於 =達成電極層的含碳層、與集電體的紹間之密接性提: 有Λ者子=明Λ電容㈣電極構件中，含碳層係更含 ί:二古 部分係形成於第1表面部分與碳粒 子之間且含有叙的破化物。 重構造中’即便形成較厚的含碳層，仍可確實地保 持著含碳層與鋁間之密接性。 〃 再者此種構造中，當根據本發明的電 =用在屬於電容器中之-種的電雙層電容^電電才^ 山即便形成較厚的含碳層，仍可確實地保持著電極層 的3娀層、與集電體的鋁間之密接性。 e 312XP/發明說明書(補件)/95-01/94132273 14 1342030 於電胃電極構件使用在屬 含碳層將取代氧化被覆膜極:叫因^ 表面電：値上昇，可達固體電解電容器低咖化曰使 在屬又二依哭上中述:構錄成的本發明電容器用電極構件使用 隹屬於電谷益中之一種的電雙層電容器 為含碳層將取代氧化被覆膜而存在㈣ ^牛時，因 避表面電阻値上升’可降低電雙層電容器的咖。 本發明的電容器用電極構件中，含碳層係除碳粒子之 外’尚含有!呂粒子’且最好更含有：銘粒子表面部分與銘 ;立子外側部分；該銘粒子表面部分係形成於紹粒子表面至 少其中-部分的區域中’並含有紹之碳化物；該銘粒子外 側部分係從紹粒子表面部分起朝紹粒子表面外側延伸形 成，且含有鋁之碳化物。此情況下，即便形成較厚的含碳 層，仍可提高含碳層内部的密接性，俾防止發生剝落狀況。 本叙明的電谷益用電極構件中，最好含碳層係在内部 具有含鋁元素與碳元素的介質。 當含碳層較薄的情況時，僅利用上述介質層的存在， 便可使紐與含碳層間之密接性較習知更為提升。但是，當 含碳層較厚的情況時，在含碳層内部將有發生剝落狀況的 可能性。此情況下’藉由在含碳層内部形成含有鋁元素與 碳元素的介質’便可提高含碳層内的密接性，可防止發生 剝落狀況。 所以’當根據本發明的電容器用電極構件使用在屬於 312ΧΡ/發明說明書(補件)/95·01/94132273 15 1342030 電合裔中之一種的電雙層電容器之電極構件時，便不 t極的表面電阻値增加，且ESR較低，故使用本發明 白、電谷器用電極構件，便可構成高輸出電雙層電容器。 上述介質最好為紹元素與碳元素的化合物。此外 碳層最好為鋁元素與碳元素的化合物。 本發明的電容器用電極構件中’含碳層最好形成從鋁 鮮士月，側延伸的狀態°此情況T ’含碳層將更有效的發 揮擴大或增加鋁表面積的作用。
當根據本發明的電容器用電極構件使用在屬於電容界 中之-種㈣㈣電容H之電極構件時，含韻 的發揮使電極層表面積擴大戋辦 有放 的作用。 俏俯八日大而臭鬲活性物質比容 當本發明的電容器用電極構件使用在屬於電容 =的㈣電解電容器之電極構件的情況時，料度最好 為5 # m以上、1麗以下。 又，當本發明的電容器用電極構件使用在屬 中之-種的固體電解電容器之電極構件時，含碳‘ 土於:呂之至少其中一面上便可’其厚度最好為。: 上、5mm以下。 μ λ 用在屬於電容器中之 集電體的鋁厚度最好 當本發明之電容器用電極構件使 一種的電雙層電容器之電極構件時， 為5 # m以上、1 mm以下。 用在屬於電容器中之 電極層的含碳層係只 當本發明的電容器用電極構件使 一種的電雙層電容器之電極構件時， 312XP/發明說明書(補件)/95-〇i /94132273 16 要升）成於紐之5小甘cb η Π1 至^其中一面上便可，其厚度最好為 .# m以上、1 Omm以下。 用H t Θ的電谷A係具備有上述任—特徵的電容哭 再仟猎此，當本發明的電容器用電極構件使用右 :::之:__電容器之電極構= 的電容哭用雷的低ESR化與高電容量化。當本發明 :用=極構件使用在屬於電容器中之一種的電雙 :電w之電極構件時’便可達電雙層電容 零與鬲靜電電容量化。 Π»徇出化 二艮據本發明的電容器用電極構件之製造方法係 : 物質附著於鋁表面上的步驟;以及將表面已附著含 在配置於具有含煙物質之空間中 订加熱的步驟。 本發明的製造方法中，利用使含碳物質附著於銘表 並在具有含烴物質的空間中對上述 =驟’不僅可依含碳層被覆著料面，且可在減 :層：間形成含銘元素與碳元素的介質層。藉此，便： 南銘與含碳層間之密接性。 权 (發明效果） 依上述，依照本發明的電容器用電極構件， 構成電極構件的層之密接性。 又，當本發明的電容器用電極構件使用在屬於電容器 之-種的固體電解電容器之電極構件時，將可減少表面 電阻値，且可增加固體電解電 % W屯合„的冤谷里。此外，若使 312XP/發明說明書(補件)/95-0丨/94丨32273 1342030 :士發明的固體電解電容器用電極構件構成固體電解電 谷裔’便可達成低ESR化與高電容量化。 。。再者*本發明的電容器用電極構件使用在屬於電 二m重的電雙層電容器之電極構件時，便可提高電極 :卜層、與集電體的銘間之密接性，並可降低表面電 二二可提高活性物質比容。此外，若使用本發明的電
=二ΐ谷=用電極構件構成電雙層電容器，便可達電雙層 電谷器的高輸出化與高靜電電容量化。 曰 【實施方式】 圖1所不’作為本發明之—實施形態，根據屬於電 合益用電極構件的固體電解電容器用電極構件或電雙芦 =器用電極構件之截面構造，係在紹（銘板或㈣Μ曰表 面上形成含碳層2。在鋁1盥会舻a 9 元紊盘Πλλ入 層之間，形成含有鋁 ^素與Μ素的介質層3。含碳層2係形成從们表 7延伸的狀態。介質層3係構成形成於幻表面至少立 ::部分的區域中’且含有叙之碳化物的第】表面部分: 2層2係含有從第丨表面部分3朝外側，依纖維狀 絲狀形態延伸形成的第2表 /早 ^ Λ ώ衣面。P刀21。第2表面部分21 二…、奴70素的化合物。此外，含碳層2係更含有多 固，粒子22。第2表面部分21係含有從第】表面 =依魏或單絲狀形態延伸，並形成於第〗表面 邵分3與碳粒子2 ?夕pq 之間’且含有鋁的碳化物。 又’如圖2所示，作兔士衫α 電容器用電極構件的固1為=發明之另一實施形態，屬於 再千的Q肢電解電容器用電極構件、或電雙 312ΧΡ/發明說明書(補件)/95-01/94132273 χ342〇3〇 層電容器用電極構件之戴面構造係具有與圖 構造為相同的構造，含碳 不 鋁粒子23。笛9主 更有夕數碳粒子22與 “ $表面部分21係從第1表面部分3朝外側 依纖維狀或單絲狀形態伸， 碳粒子乃夕門 ^成於第1表面部分3與 曰1 ’且含有紹之碳化物。叙粒子表面部分24 ::成鳴子23表面至少其中一部分的區域中，且含 2二碳化物。鋁粒子外側部分25係從鋁粒子表面部分 朝I呂粒子2 3表面外側，依仙人堂办 有銘之碳㈣。 ㈣人旱狀㈣延伸形成並含 ，成本發明—實施形態的固體電解電容器1電極構件 之Γ或本發明一實施形態的固體電解電容器用電極 二=造方法中所使用的銘，仙板或料。本發明的 組電解電谷益用電極構件係陽極或陰極導電體均可適 用0 再者’構成本發明-實施形態的電雙層電容器用電極 4基材之鋁、或本發明一實施形態的電雙層電容器用電 圣構件之製造方法中所使用的紹，係結板或銘辖。 m 本發明的固體電解電容器用電極構件中，含碳層係。 要形成於㉝至少單面上的話便可，其厚度最好在^心 以上、5ππη以下的範圍内。特別係當陽極的情況時，最好 ，以上、5職以下的範圍内，當陰極導電體的情況 犄則最好在〇· m以上、300 # m以下的範圍内。 本發明的固體電解電容器電極構件係最好屬於將叙使 用為基材’將電導度較高的機能性高分子使用為固體電解 312XP/發明說明書(補件)/95-0】/94丨32273 19 1342030 質的高分子固體電解電容器用電極構件。 本發明的電雙層電容器用電極構件中，含碳層係只要 形成於鋁至少單面上的話便可，其厚度最好在〇 〇i#m以 上、l〇mm以下的範圍内。特別以1/im以上、lmm以下的 範圍内為佳。 本發明一實施形態或另一實施形態中，形成含碳層基 材的鋁並無特別的限制，可使用純鋁或鋁合金。本發0明7斤 使用的鋁亦涵蓋其組成在必要範圍内經添加諸如：鉛 鋅（Zn)、鈦（Ti)、釩（V)、鎵（Ga)'鎳（Ni)及硼（β)中至少 1種合金元素的鋁合金，或者經限定上述不可避免不純物 元素含有量的銘。 鋁的厚度並無特別的限制，最好在m以上、lmm以 下的範圍内。特別在本發明的固體電解電容器用電極構件 中，鋁的厚度係當為陽極的情況時，最好設定在2〇以出以 曇上、1測以下，當為陰極導電體的情況時，則最好設定在 5/zm以上、200 "以下的範圍内。特別係本發明的電雙 層電容器用電極構件中，鋁的厚度最好設定在爪以 上、20mm以下的範圍内。 上述的鋁可使用依照週知方法所製得者。例如調製具 有上述既定組成的鋁或鋁合金熔液，經施行鑄造而獲得鑄 造塊，再對其施行適當的均質化處理。然後，藉由二 造塊施行熱軋與冷軋，便可獲得鋁。另外，在上述冷軋牛 驟中途，亦可依丨5(TC以上、· t以下的範圍内施^于/ 312XP/發明說明書(補件)/95.01 /94132273 ^42030 間退火處理。 中件之製造方法之-實施形態 種類=物質種類並無特別的限制。含烴物質的 種類可舉例如：甲烷、乙烷、 γ望么山〆 几正丁燒、異丁炫及戊 =4烷烴糸奴虱化合物；乙烯、丙烯、丁 烴系碳氫化合物；乙炔等乙#夸 寻炔系反風化合物等；或該等碳 衍ί?。該等碳氫化合物中，因為甲淀、乙炫、 |狀兀0^糸石反風化合物在銘的加熱步驟令將形成氣體 ::因而表好使用該等。尤”燒、乙貌及丙貌中任一種 的石反鼠化合物為佳。特別佳的碳氫化合物係甲烷。 再者，含烴物質在本發明的製造方法中，可依液體、 二體等任-狀態使用。含烴物質係僅要存在於鋁所在空間 便可，可依任何方法導入於銘所配置的空間中。例如當 含烴物質為氣體狀的情況時(曱烷、乙烷、丙烷等），只： 將含烴物質單獨或與不活性氣體—起填充於對織行加 …、處理的也閉空間中便可。而當含烴物質為液體的情況 夺八要將3煙物質單獨或與不活性氣體一起填充於此密 閉空間中並氣化的話便可。 。鋁的β加熱步驟中，加熱環境的壓力並無特別 的限制， 可為¥ >£、減壓或加壓下。此外，壓力的調整係可在保持 於某疋加熱溫度期間、升溫至某一定加熱溫度的中途、 或者從某一定加熱溫度起進行降溫的中途等任何時候實 施均可。 ' 經導入於鋁加熱空間中之含烴物質之重量比率並無特 312ΧΡ/發明說明書(補件)/95彻4132273 1342030 別的限制，通常相對於鋁100重量份’依碳換算値計最好 設定在0· 1重量份以上、50重量份以下的範圍内，尤以 〇. 5重量份以上、30重量份以下的範圍内為佳。 紹加熱的步驟_，加熱溫度係僅要配合加熱對象物的 銘組成等再適當設定的話便可，通常最好在4501以上、 未滿66(TC的範圍内實施，尤以在530°c以上、62〇〇c以下 的範圍内為佳。但是，本發明的製造方法中，並非排除在 未滿4501的溫度下對鋁施行加熱，只要依至少超過3〇〇 鲁C的溫度對紹施行加熱的話便可。 加熱時間係依加熱溫度等因素而異，一般係在】小時 以上、100小時以下的範圍内。 當加熱溫度達4GG°C以上的情況時，加熱環境中的氧濃 度最好設定在1.0體積%以下。若加熱溫度在4〇〇。。以上， 且加熱環境中的氧濃度超過1〇體積％，紹表面的轨氧化 被覆膜將變大，恐將導致銘表面電阻値增加。有造成 ·=容器用電極構件之一的電雙層電容器用電極構件， 面電阻値增加之虞。 又，在加熱處理前， 化方法並無特別的限制 專周知技術。 亦可對铭《面施行面化。粗面 ’可採取諸如：洗淨、蝕刻、砂磨 本發明之製造方法中，將揼 質之後，或者當形成較厚含碳層的产面上附著含碳物 物質與鋁粉末之後，再於呈二月/寺，於經附著含碳 加熱的步驟。此情況下，叙“門中對鋁施仃 义斤附著的含碳物質係可使 312XP/發明說明書(補件)/95-〇 1/94132273 22 1342030 維、活性碳纖維布、活性碳纖維鼓、活 U末、墨汁、碳黑或石墨等任—者。此外，亦 .石=%等碳化合物。附著方法係只要使用㈣劑、溶劑或 .7 4,將上述含碳物f調製錢狀、液體狀或固體' 然後再利用塗佈、浸塗或熱愿接等方式附著於在呂表面 可。：可將含碳物質附著於銘表面上之後，於施行加 行别便在2〇C以上、3°『C以下範圍内的溫度施 •本發明的製造方法中’含碳物質亦可含有鋁粉末。此 外，含碳物質在提高電容器電容量之目的下，亦 介電質或高介電率的氧化物。 有強 另外’本發明的製造方法中’當為能使含碳物質附著 於链表面上而使用黏結劑的情況時，黏結劑便適合使用如· 羧改質聚烯烴樹脂、醋酸乙烯酯樹脂、氣乙烯樹脂 . 7醋醆酯共聚物樹脂、乙烯醇樹脂、氟乙烯樹脂、丙烯酸 、聚酿樹脂、胺甲酸乙酯樹脂、環氧樹月旨 '尿素樹月旨、 酚Μ脂、丙稀腈樹脂、硝化纖維素樹脂、 等合成樹脂虫鼠或遞青、及皮革、漆虫鼠、松脂、蜜 樹脂或躐。該等黏結劑依各自的分子量、樹脂種類，可區 =為：在加熱時將會揮發者及依熱分解形成碳前驅物並殘 存於含碳層中者。黏結劑亦可利 調整黏性。 制有機_等進行稀釋而 本發明的製造方法中’當為形成較厚含碳層，而使鋁 表面上附著含碳物質與銘粉末的情況時，最好相對於上述 3】2XP/發明說明書(補件)/95-0〗/94132273 23 ^42030 含，物質100重量份之下’依0.01重量份以上、10_ 重置份以下範圍内的重量比率添加鋁粉末。 又，根據本發明的電容器用電極構件之製造方法係亦 可I S有，使含故物質附著於紹表面上，並在具有含煙物 貝的空間中施行對上述鋁加熱的步驟之後，將鋁冷卻並施 仃再加熱的步驟，換句話說，亦可更包含有活化處理步驟。 此情況下，將鋁冷卻並再加熱的步驟係最好在丨以 上、未滿6601的溫度範圍中實施。
。。使用本發明之電雙層電容器用電極構件的電雙層電容 盗，最好電解液係使用有機溶劑系。電解液大致可分類為 水系與有機溶劑系，而有機溶劑系電解液的耐電壓較高， 將有助於取得較大能量。 (實施例） 根據以下的習知例1〜2與實施例卜10，製作固體電解 電容器用電極構件（陰極導電體）。另外，為能與實施例進 鲁行比較’亦製作出碳被覆鋁箔的參考例。 (習知例1 ) 將厚度30 m的鋁硬質箔（JIS A1 050_H18)在空氣中於 溫度30(TC下施行加熱12小時，便製得固體電解電容器 用電極構件。鋁结的標準純度係99.55質量％，組成的質 量分析値係矽：2250ppm、鐵：3800ppm。 (習知例2) 將厚度50#m的鋁軟質箔（JIS A1〇8〇_〇)，在含有鹽酸 1 5%與硫酸〇. 5%的電解液中，於溫度5〇°c、電流密度 312XP/發明說明書(補件)/95-01 /94132273 24 1342030 〇‘ 5A/cm條件下，施行50秒鐘的交流蝕刻處理，然後對 經蝕刻後的鋁箔施行水洗、乾燥，便製得固體電解電容器 用電極構件。 (實施例1~1〇) 在厚度30 a m的鋁硬質箔（jis A1 050-H18)雙面上塗佈 含碳物質，並利用在溫度l〇〇t下施行10分鐘的乾燥處 理而附著。含碳物質的組成係相對於平均粒徑〇. 〇5 #爪的 =黑1重量份之下，經添加平均分子量3〇〇〇的丙烯酸樹 片曰1重1份、及平均粒徑1 y m的鋁粉末依表！所示重量 份，並分散於曱苯中，便形成固形分3〇%者。含碳物質的 附著係依乾燥後的厚度係如表丨所示數值形成在鋁箔單 面側。 j後，對經附著含碳物質的鋁箔，依表1所示環境與 溫度的條件施行加熱12小時，便製得固體電解電容器用 電極構件。 (參考例） ^在厚度30/zm的鋁硬質箔（JIS A1〇5〇_H18)雙面上塗佈 著含碳物質，並利用在溫度1〇〇t下施行1〇分鐘的乾燥 處理而附者。含碳物質的組成係相對於碳黑（三菱化學股 份：限公司製#24，”重量份，添加聚四氟乙稀(mE)i ，量份者。含碳物㈣㈣係依㈣㈣厚度形成在㈣ 早面侧為2 // m。 然後，對經附著含碳物質的㈣’依表i所示環境盘 溫度的條件騎加熱12小時，便製得碳被覆㈣。 312XP/發明說明書(補件 V95-01 /94132273 25 丄 依此所獲得的碳被覆鋁 變加熱環境者。 落係相當於在實施例6中經改 11 ~14,製作固體電解電 根據以下的習知例3與實施例 容器用電極構件（陽極）。 (習知例3) 〇6==m的，'，在含有鹽酸_酸 ’ · 、= ▲依咖度40°C、電流密度〇.5A/Cm2條件 “料的父流餘刻處理之後，再於⑽。c的15〇g/L π > 水4液中轉換成為3V。錢，對經轉換後的紹 /白鈀仃水洗、乾燥’便製得固體電解電容器用電極構件。 ㈣的標準純度係99，質量％，組成的質量分析値係 矽.1 5ppm、鐵：16ppm、銅：39ppm。 (實施例11〜14) 在厚度30㈣的雜硬質箱（JISA1〇5〇_Hi8)雙面上塗佈 者含碳物質’並利用在溫度1()代下施行1()分鐘的乾燥 處理而附著。碳氫化合物含碳物質的組成係相對於平均粒 徑0.05^的碳黑、！重量份之下，經添加平均分子量3_ 的丙烯酸樹脂1重量份、及平均粒徑1//m㈣粉末依表 2所示重量份’並分散於甲苯中’便形成固形分5〇%。含 碳物質的附著係依乾燥後的厚度形成在鋁箔單面側為表2 所示數值。 然後，將經含碳物質附著的鋁箔在表2所示環境與溫 度的條件下施行12小時加熱之後，於6(rc的} 5〇g/L己 二酸銨水溶液中轉換成為3Ve對經轉換後的鋁羯施行水 312χρ/發明說明書(補件)/95·01 /94丨32273 26 1342030 洗、乾燥’便製得固體電解電容器 針對習知例卜3、實施例卜14及參考二件。 :，=用電極構件（或碳被覆㈣ 里、表面電阻値、；5八山 静電電容 及3奴層與鋁間之密接性。 如下不。評估結果如表1與表2所示。 。子估條件係 [靜電電容量] 各試料的靜電電容量係根據jeita( 技術產業協會）規格RC_2364a「銘 =子資訊 測試方法項所記载的靜電電容電極箱之 酸銨或硼酸銨水溶液中施行測量。 /在已二 [表面電阻値] 依照交流阻抗法評估表面電阻特性。 將各試料浸潰於液溫2〇t的 電流下測量交流阻抗。測量頻率係=== 取2。處。一般在電極/水溶液界面處的最簡單等效、 依在電荷移動電阻與電雙層電容器的並聯電路上叙 接著溶液電阻的電路表示。然後，將依本條件所測得交 = 阻抗測量録複數平面上依向量表示，實數部，/ 車由係虛數部。在依上述方法所獲得各試料的交流阻抗轨跡 中’將與X㈣之交點的數值視為表面電阻値。 [密接性] 利用黏貼法評估密接性。在寬1Qmm、長刚咖的固體 電2電容器用電極構件試料中，於含碳層表面上壓抵著具 有寬〗5_、長12〇mm黏合面的黏貼帶（住友⑽股份有限 312XP/發明說明書(補件)/95-01/94〗32273 27 1342030 公司製、商品名「Scotch Tape」），然後再撕開黏貼帶， 並依照下式評估密接性。 密接性（％) = ·(經撕開後的含碳層重量（mg)/撕開前的含 碳層重量（mg)}xl00 * [表 1] 含碳層厚度 (#m/單面） A1粉末量 (重量份） 加熱環境 加熱溫度 (°C) 靜電電容量 (μ F/cm2) 表面電阻値 (Ω) 密接性 (%) 習知例1 — — 空氣 300 5 2. 0x103 — 習知例2 — — 一 — 98 2. 7x102 — 實施例1 0.3 一 甲烷氣體 550 77 8.4x10 92 實施例2 0. 5 — 甲烷氣體 550 161 6. 2x10 89 實施例3 2 — 乙炔氣體 400 95 8. 9x10 63 實施例4 2 — 乙炔氣體 450 407 6.7x10 80 實施例5 2 — 曱烷氣體 500 483 6.1x10 87 實施例6 2 — 甲烷氣體 550 504 5, 6x10 96 實施例7 2 — 甲烷氣體 600 523 5. 7x10 96 實施例8 2 0.2 曱烷氣體 550 510 6. 2x10 97 實施例9 2 1 甲烷氣體 550 491 6. 0x10 98 實施例10 5 1 曱烷氣體 550 582 6. 8x10 98 參考例 2 — 氮氣體 550 4 1.4xl03 7 [表2] 含碳層厚度 (ym/單面） A1粉末量 (重量份） 加熱環境 加熱溫度 rc) 靜電電容量 (μ F/cm2) 表面電阻値 (Ω) 密接性 (%) 習知例3 — — 氮 300 211 1. lxlO2 — 實施例11 50 1 曱烷氣體 550 303 6. 7x10 97 實施例12 500 1 甲烷氣體 550 379 7.3x10 85 實施例13 5, 000 1 甲烷氣體 550 384 7. 5x10 79 實施例14 7,500 1 甲烷氣體 550 225 9. 5x10 54 28 3】2XP/發明說明書(補件)/95-01/94丨32273 1^030 六表1與表2的結果得知，實施例1〜14的固體電解電 谷杰用電極構件在相較於習知例1〜3的固體電解電容器 Z電極構件、參考例的碳被覆Μ之下，將顯示出較高的 月尹電電容量，且顯示出較低的表面電阻値與較高的密接 哇。。換έ之，實施例1〜14的固體電解電容器用電極構件 ，可減夕表面電阻値，且可增加固體電解電容器的電容 量，得知若使用本發明的固體電解電容器用電極構件構成 固體電解電容器，將可達低ESR化與高電容量化。 >其次，依照以下的習知例4〜5與實施例15〜17， 雙層電容器用電極構件箔。 (習知例4 ) 將厚度30y m的鋁硬質箔（JiS面在含 鹽酸15容量％與硫酸0.5容量％的溫度抓電解液中，依 電机密度0. 4A/cm2施行60秒鐘的交流蝕刻處理。在經蝕 刻處理過的鋁箱上，塗佈著將比表面積22〇〇m2/g的活性 灸碳（N! PP〇n Kyno丨股份有限公司製）、平均粒徑28nm的乙 炔黑^三菱化學股份有限公司製）、及聚四氣乙稀（WE)， 依質f比8:1:1調配的電極材料，而形成電極層之後，再 軋延成經軋延後的電極層單面厚度為1〇〇"狀態，便製 得電雙層電容器用電極構件。 (習知例5) 將活性碳（Nippon Kynol股份有限公司製 菱化學股份有限公司製）、及PTFp分所曰 、…一 衣^及nFE，依質量比8:1:1進行 調配’便製得厚度1〇〇"的片狀電極材料。然後，對習 312XP/發明說明書(補件)/95-01 /94】32273 29 头例4中所使用的！呂姓刻㈣雙面，使用凹版塗佈機一邊將 f錯與PTFE依質量tb 7: 3調配的點合劑塗佈成單面2 # m/ 單面的厚度’一邊貼合上述片狀電極材料，便製得電雙層 電容器用電極構件。 (實施例15) “ ^厚度3〇 // m的鋁硬質箔（JIS A1〇5〇_H18)雙面上塗佈 著二奴物質，並依溫度10〇艽施行10分鐘的乾燥處理而 附著。含碳物質的組成係相對於活性碳（Nipp〇n Kyn〇l股 •伤有限公司製)i重量份下，添加丙烯酸樹脂i重量份、 ^物末1重量份、及乙快黑（三菱化學股份有限公司 衣）〇. 1重量份。另外，含素碳活性物質的附著量係調整 成乾燥後的厚度在鋁箔單面側為1〇〇 // m的狀態。 、然後，將已附著含碳物質的鋁箔，在甲烷氣體環境中 於’皿度600°C下施行12小時的加熱，便製得電雙層電容 器用電極構件。
(實施例16) 在厚度30//m的紹硬質箔（JIS A1〇5〇_H18)雙面上塗佈 3 =物質，並於溫度15〇°C下施行1 0分鐘的乾燥處理而 夺著έ石反物貝的組成係相對於活性碳（N i ppon Kyno 1股 伤有限公司製）1重量份之下，添加聚乙烤醇（pvA)l重量 份、及乙炔黑（三菱化學股份有限公司製）〇2重量份。另 外i含碳物質的附著量係調整成乾燥後的厚度在鋁羯單面 側為1 0 0 # m的狀態。 然後，將已附著含碳物質的鋁箔，在曱烷氣體環境中 312XP/發明說明書(補件)/95-01 /94132273 於咖度600 C下施行12小時的加熱，便製得電雙層電容 器用電極構件。 (實施例17) ，厚度30#m的鋁硬質箔（<115 A1〇5〇_H18)雙面上塗佈 含碳物質，在溫度20(TC下施行1〇分鐘的乾燥處理而附 耆。含碳物質的組成係相對於活性碳（Nipp〇nKyn〇i股份 有限么司製）1重量份之下，添加聚乙烯醇（pVA)l重量 份、及乙诀黑（三菱化學股份有限公司製）〇2重量份。另 ♦外，含碳物質的附著量係調整成乾燥後的厚度在結箱單面 側為1 0 0 // m的狀態。 然後，將已附著含碳物質的紹络，在甲烧氣體環境中 於溫度60(TC下施行12小時的加#，更於空氣中在溫度 40(TC下施行2小時的加熱，便製得電雙層電容器 構件。 針對習知例4〜5、實施例15〜17中所獲得電雙層電容器 用電極構件箔，評估含碳層與鋁箔箔間的密接性、表面電 阻値、及活性物質比容。評估條件係如下示。評估結果如 表3所示。 [密接性] 利用黏貼法評估密接性。在寬lOmin、長ΙΟΟπηη的電雙 2電容器用電極構件試料中’於含碳層表面上壓抵著具有 寬15mm、長120·黏合面的黏貼帶（住友⑽股份有限公 司製、商品名「Scotch Tape」）’然後再撕開黏貼帶，並 依照下式評估密接性。 312XP/發明說明書(補件)/95-01/94132273 31 1342030 密接性（％) =丨經撕開後的含碳層重量（mg)/撕開前的含 碳層重量（mg)丨xlOO [表面電阻値] 依照交流阻抗法測量表面電阻值。 將各試料浸潰於液溫2〇°C的鹽酸水溶液中，並在定 電流下測量交流阻抗。測量頻率係從〇. 5起至1 〇〇〇ijz間 取20處。一般在電極/水溶液界面處的最簡單等效電路係 依在電荷移動電阻與電雙層電容器的並聯電路上，串聯耦 _接著溶液電阻的電路表示。然後，將依本條件所測得交流 阻抗測量値在複數平面上依向量表示，χ軸係實數部，γ 軸係虛數部。在依上述方法所獲得各試料的交流阻抗轨跡 中，將與X軸間之交點的數值視為表面電阻値。 [活性物質比容] 依直流施行充電後，將從放電電量中所計算出的容旦 値除以電極層重量所獲得數值，使用為活性物質比^里 各試料的靜電電容量係根據JEITA(財團*人電子今次° 技術產業協會）規格RCR-2370A「固定電雙層電容哭/ ° 士之注意事項導引」6.2.1項、及Rc_2m「電雙層^用六 器測試方法」所記載的靜電電容量測量方法，在合 四氟糊酸鹽水溶液中，依放電電流〇. 3“ j 電壓IV、測量結束電壓2.7V的條件進行測量。S開始 312XP/發明說明書(補件)/95_〇 W4132273 32 1342030 [表3] --*----1 —-^_ 密接性（％) 表面電阻値（Ω ) 活性物質比容（F/g) 習知例4 ---- 50 2. 2χ]〇4 23 習知例5 38 2. 3χ102 28 實施例1 5 99 5. 7x10 30 實施例16 98 5. 6x10 34 實施例1 7 98 5.6x10 50 由表3結果得知’實施例15〜17的電雙層電容器用電 籲極構件在相較於習知例4〜5的電雙層電容器用電極構件 之下，將顯示出高密接性、低表面電阻値、及高活性物質 比合。換句話說，實施例15〜17的電雙層電容器用電極構 =將可減少表面電阻値，且可增加電雙層電容器的靜電電 容量，得知若使用本發明的電雙層電容器用電極構件構成 固體電解電容器’將可達高輸出化與高靜電電容量化。 上^述所揭示實施形態與實施例均僅止於例示而已，並 參=可認為在限制本發明。本發明範圍並非上述實施形離斑 貫：：右而是由申請專利範圍所表示，舉凡在與申請;： 巳I有均專含意與範圍内的所有修正與變形均涵蓋在 (產業上之可利用性） 使用根據本發明的電容器用 電解電容器用電極構件，槿出阴一 r 種的固體 說與高電容量化。牛此二固體電解電容器’便可達低 電極構件中之—吏用根據本發明的電容器用 種的電雙層電容器用電極構件，構成電雙 312ΧΡ/發明說明書(補件)/95也/94132273 33 :342030 層電容器，便可達高輸出化與高靜電電容量化。 【圖式簡單說明】 ，属於電容器用電極構件 或電雙層電容器用電極構 圖1為本發明之一實施形態 的固體電解電容器用電極構件、 件之截面構造示意圖。 ，屬於電容器用電極構 、或電雙層電容器用電極 圖2為本發明之另一實施形態 件的固體電解電容器用電極構件 構件之戴面構造示意圖。 _【主要元件符號說明】 1 鋁 2 含碳層 3 介質層（第1表面部分） 21 第2表面部分 22 碳粒子 23 鋁粒子 24 紹粒子表面部分 25 銘粒子外側部分 312XP/發明說明書(補件)/95-0丨/94丨32273 34