[go: up one dir, main page]

WO2025115979A1 - 電解コンデンサ - Google Patents

電解コンデンサ Download PDF

Info

Publication number
WO2025115979A1
WO2025115979A1 PCT/JP2024/042222 JP2024042222W WO2025115979A1 WO 2025115979 A1 WO2025115979 A1 WO 2025115979A1 JP 2024042222 W JP2024042222 W JP 2024042222W WO 2025115979 A1 WO2025115979 A1 WO 2025115979A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electrolytic capacitor
capacitor element
heat dissipation
foil
separator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
PCT/JP2024/042222
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
宗且 佐藤
達治 青山
潤哉 櫛崎
信太郎 脇山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Original Assignee
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd filed Critical Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Publication of WO2025115979A1 publication Critical patent/WO2025115979A1/ja
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/004—Details
    • H01G9/022—Electrolytes; Absorbents
    • H01G9/035—Liquid electrolytes, e.g. impregnating materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/004—Details
    • H01G9/04—Electrodes or formation of dielectric layers thereon
    • H01G9/042—Electrodes or formation of dielectric layers thereon characterised by the material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/004—Details
    • H01G9/04—Electrodes or formation of dielectric layers thereon
    • H01G9/048—Electrodes or formation of dielectric layers thereon characterised by their structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/145—Liquid electrolytic capacitors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/15—Solid electrolytic capacitors

Definitions

  • This disclosure relates to electrolytic capacitors.
  • a wound electrolytic capacitor that includes a capacitor element formed by winding an anode foil and a cathode foil with a separator interposed therebetween (for example, Patent Document 1).
  • the electrolytic capacitor of Patent Document 1 includes such a capacitor element and a bottomed cylindrical case that contains the capacitor element and the liquid component.
  • the capacitor element which has an internal resistance (equivalent series resistance: ESR), generates heat.
  • ESR Equivalent series resistance
  • This heat causes the liquid components to evaporate and the ESR to increase, shortening the lifespan of the electrolytic capacitor. This phenomenon becomes more pronounced as the ripple current increases.
  • the present disclosure provides an electrolytic capacitor that can improve heat dissipation.
  • the electrolytic capacitor includes a wound capacitor element formed by winding a laminate, a liquid component impregnated in the capacitor element, and a bottomed cylindrical case that contains the capacitor element and the liquid component.
  • the laminate includes an anode foil having a dielectric layer on its surface, a cathode foil facing the dielectric layer of the anode foil, a separator interposed between the anode foil and the cathode foil, and a conductive polymer held by the separator.
  • the ratio of the total cross-sectional area of the anode foil and the cathode foil to the cross-sectional area of the capacitor element is 55% or more.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a schematic diagram of an example of an electrolytic capacitor according to the present disclosure.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view showing a typical capacitor element.
  • 1 is a graph showing the heat dissipation properties of electrolytic capacitors of each example and each comparative example.
  • the electrolytic capacitor according to the present disclosure comprises a capacitor element, a liquid component, and a cylindrical case with a bottom.
  • the capacitor element has a conductive polymer held by a separator.
  • the electrolytic capacitor according to the present disclosure is a so-called solid-liquid hybrid electrolytic capacitor.
  • the capacitor element is a wound type capacitor element formed by winding a laminate.
  • the laminate has an anode foil, a cathode foil, a separator, and a conductive polymer.
  • the anode foil has a dielectric layer on its surface.
  • the cathode foil faces the dielectric layer of the anode foil.
  • the separator is interposed between the anode foil and the cathode foil.
  • the conductive polymer is held by the separator.
  • Each of the anode foil and cathode foil is formed in a strip (or long sheet).
  • Each of the anode foil and cathode foil has a core and a porous portion made of a valve metal or an alloy or compound containing a valve metal.
  • Valve metals include aluminum, tantalum, and niobium.
  • the porous portion has a lower density than the core portion, and is formed, for example, by etching the surface of the anode foil and cathode foil. At least a portion of the porous portion of the anode foil is covered with the dielectric layer (for example, an oxide of the valve metal).
  • the separator is formed in a strip shape (or a long sheet shape).
  • the separator may be wider than the anode foil and the cathode foil.
  • the width direction of the separator is parallel to the winding axis of the capacitor element.
  • the separator is composed of a porous sheet such as a woven fabric, a nonwoven fabric, or a microporous membrane.
  • the separator is impregnated with a liquid component in addition to the conductive polymer.
  • Examples of conductive polymers include polypyrrole, polythiophene, polyfuran, polyaniline, polyacetylene, and derivatives thereof.
  • the derivatives include polymers having polypyrrole, polythiophene, polyfuran, polyaniline, and polyacetylene as the basic skeleton.
  • a derivative of polythiophene includes poly(3,4-ethylenedioxythiophene).
  • These conductive polymers may be used alone or in combination.
  • the conductive polymer may also be a copolymer of two or more monomers.
  • the weight-average molecular weight of the conductive polymer is not particularly limited and is, for example, in the range of 1,000 to 100,000.
  • a preferred example of the conductive polymer is poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT).
  • the conductive polymer may be doped with a dopant. From the viewpoint of suppressing dedoping from the conductive polymer, it is preferable to use a polymer dopant as the dopant.
  • polymer dopants include polyvinyl sulfonic acid, polystyrene sulfonic acid, polyallyl sulfonic acid, polyacryl sulfonic acid, polymethacryl sulfonic acid, poly(2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid), polyisoprene sulfonic acid, polyacrylic acid, etc. These may be used alone or in combination of two or more. At least a part of these may be added in the form of a salt.
  • a preferred example of the dopant is polystyrene sulfonic acid (PSS).
  • PSS polystyrene sulfonic acid
  • the weight average molecular weight of the dopant is not particularly limited. From the viewpoint of facilitating the formation of a homogeneous conductive polymer layer, the weight average molecular weight of the dopant is preferably in the range of 1,000 to 100,000.
  • the liquid component is impregnated into the capacitor element.
  • the liquid component may be an electrolyte.
  • the liquid component include a non-aqueous solvent and an electrolyte.
  • the electrolyte may be a mixture of a non-aqueous solvent and an ionic substance (solute, for example, an organic salt) dissolved therein.
  • the non-aqueous solvent may be an organic solvent or an ionic liquid. Examples of the non-aqueous solvent that can be used include ethylene glycol, propylene glycol, sulfolane, ⁇ -butyrolactone, and N-methylacetamide.
  • the organic salt examples include trimethylamine maleate, triethylamine borodisalicylate, ethyldimethylamine phthalate, mono 1,2,3,4-tetramethylimidazolinium phthalate, and mono 1,3-dimethyl-2-ethylimidazolinium phthalate.
  • the liquid component may be a component that is liquid at room temperature (25°C) or a component that is liquid at the temperature when the electrolytic capacitor is used.
  • the cylindrical case with a bottom houses the capacitor element and the liquid component.
  • the case may be made of a metal (e.g., aluminum or an aluminum alloy).
  • the case may have an opening, which may be sealed with a sealing member.
  • the ratio of the total cross-sectional area of the anode foil and the cathode foil to the cross-sectional area of the capacitor element is 55% or more.
  • the ratio may be, for example, 55% or more and 85% or less, and is preferably 55% or more and 80% or less.
  • the cross-sectional area of the capacitor element is the area of a cross section perpendicular to the winding axis of the capacitor element at any one point in the central region when the capacitor element is divided into three equal parts along the winding axis direction.
  • the cross-sectional area of the capacitor element in the cross section is approximately calculated as the area of a circle whose diameter is the average value of the maximum diameter and the minimum diameter of the cross section.
  • the cross section includes the cross sections of the spiral anode foil, cathode foil, and separator.
  • the total cross-sectional area of the anode foil and cathode foil accounts for 55% or more of the cross-sectional area of the capacitor element.
  • the cross-sectional area of the anode foil (and cathode foil) is approximately calculated by disassembling the capacitor element, measuring the thickness and length of the anode foil (and cathode foil) in the cross section, and calculating the product of the two. In this case, the thickness of the anode foil (and cathode foil) is calculated as the average value of the thickness measurements at any five points, and the length of the anode foil (and cathode foil) is the maximum length measured along its longitudinal direction.
  • the thermal conductivity of the anode foil and cathode foil is higher than that of the separator. Due to the above-mentioned configuration, the capacitor element of the electrolytic capacitor according to the present disclosure has a large volume of anode foil and cathode foil with high thermal conductivity. Therefore, even if heat is generated inside the capacitor element when a ripple current flows through the electrolytic capacitor, the heat can be efficiently dissipated to the outside of the capacitor element. Furthermore, it has been found that the effect of improving heat dissipation is significantly enhanced by setting the above ratio to 55% or more. This point will be described in more detail later, but by setting the ratio to 55% or more, the heat dissipation of the electrolytic capacitor can be significantly improved.
  • the outermost periphery of the capacitor element may be made of a cathode foil. In this case, heat generated inside the capacitor element can be dissipated more efficiently to the outside of the capacitor element than when the outermost periphery of the capacitor element is made of a separator.
  • At least a portion of the separator may be in contact with the inner bottom surface of the case.
  • heat generated inside the capacitor element can be efficiently transferred to the case via the contact portion. This can further improve the heat dissipation properties of the electrolytic capacitor.
  • the ratio of the diameter (maximum diameter) of the capacitor element to the inner diameter of the case may be 85% or more and less than 100%. When this ratio is 85% or more, the distance between the outer peripheral surface of the capacitor element and the inner peripheral surface of the case becomes sufficiently small, and heat transfer between the two can be performed efficiently. This can further improve the heat dissipation properties of the electrolytic capacitor.
  • the material of the anode foil and cathode foil may contain aluminum. In this case, heat can be dissipated efficiently.
  • the liquid component may contain a polyol.
  • Polyol means an organic compound containing two or more hydroxyl groups. Examples of polyols include glycols, glycerins, and sugar alcohols.
  • the polyol may be a hydrocarbon compound substituted with two or more hydroxyl groups.
  • the polyol is preferably soluble in water.
  • the molecular weight of the polyol may be, for example, 500 or less.
  • glycols examples include alkylene glycols (ethylene glycol, propylene glycol, etc.), diethylene glycol, triethylene glycol, polyalkylene glycols (e.g., polyethylene glycol), polyoxyethylene polyoxypropylene glycol (ethylene oxide-propylene oxide copolymer), etc.
  • examples of glycerins include glycerin and polyglycerin.
  • sugar alcohols include mannitol, xylitol, sorbitol, erythritol, and pentaerythritol.
  • a preferred example of the polyol is ethylene glycol.
  • the heat dissipation properties of the electrolytic capacitor can be improved. Furthermore, according to the present disclosure, deterioration of the capacitor element can be suppressed, and the life of the electrolytic capacitor can be extended.
  • an example of an electrolytic capacitor according to the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings.
  • the components described above can be applied to the components of the example electrolytic capacitor described below.
  • the components of the example electrolytic capacitor described below can be modified based on the above description.
  • the matters described below may be applied to the above embodiment.
  • components that are not essential to the electrolytic capacitor according to the present disclosure may be omitted. Note that the diagrams shown below are schematic and do not accurately reflect the shapes and numbers of actual components.
  • the electrolytic capacitor 10 of this embodiment includes a wound capacitor element 20 formed by winding a laminate, a liquid component (not shown) impregnated in the capacitor element 20, a bottomed cylindrical case 30 that contains the capacitor element 20 and the liquid component, a sealing member 40 that closes the opening of the case 30, a seat plate 50 that covers the sealing member 40, lead wires 61, 71 that are led out from the sealing member 40 and pass through the seat plate 50, and lead tabs 62, 72 that connect the lead wires 61, 71 to the electrodes of the capacitor element 20.
  • the vicinity of the opening end of the case 30 is drawn inward, and the opening end is curled to crimp the sealing member 40.
  • One of the lead wires 61 and the lead tab 62 constitutes the anode lead 60
  • the other of the lead wires 71 and the lead tab 72 constitutes the cathode lead 70.
  • the capacitor element 20 is a wound body as shown in FIG. 2, and is formed by winding the laminate as described above.
  • the laminate includes an anode foil 21 connected to the lead tab 62 of the anode lead 60, a cathode foil 22 connected to the lead tab 72 of the cathode lead 70, a separator 23 interposed between the anode foil 21 and the cathode foil 22, and a conductive polymer (not shown) held by the separator 23.
  • the anode foil 21 has a dielectric layer (not shown) on its surface.
  • the cathode foil 22 faces the dielectric layer of the anode foil 21 via the separator 23.
  • the cathode foil 22 has a conductive polymer layer (not shown) containing a conductive polymer formed on the surface of the dielectric layer.
  • the material of the anode foil 21 and the cathode foil 22 preferably contains aluminum.
  • the liquid component preferably contains polyol.
  • the liquid component may be an electrolyte.
  • the anode foil 21 and the cathode foil 22 are wound via a separator 23.
  • the outermost periphery of the capacitor element 20 is made up of the cathode foil 22 and is fixed with a winding stop tape 25.
  • FIG. 2 shows the capacitor element 20 in a partially unfolded state before the outermost periphery is secured. It is preferable that at least a portion of the separator 23 is in contact with the inner bottom surface of the case 30. It is preferable that the ratio of the diameter (maximum diameter) of the capacitor element 20 to the inner diameter of the case 30 is 85% or more and less than 100%.
  • the ratio of the total cross-sectional area of the anode foil 21 and the cathode foil 22 to the cross-sectional area of the capacitor element 20 is 55% or more. This significantly improves the heat dissipation of the electrolytic capacitor 10.
  • the ratio may be 55% or more and 85% or less, and is preferably 55% or more and 80% or less. By setting the preferred upper limit of the ratio to 85% or 80%, the thickness of the separator can be kept constant and the impregnation of the conductive polymer can be improved, thereby preventing an increase in the ESR of the electrolytic capacitor 10.
  • the heat dissipation was evaluated for each of the electrolytic capacitors of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 12 shown below.
  • the heat dissipation was evaluated based on the magnitude of the heat dissipation coefficient ⁇ of each electrolytic capacitor obtained according to the following procedures 1 to 4.
  • Step 1) An electrolytic capacitor is manufactured, and the relationship between its ESR and temperature (surface temperature of the case) (i.e., the temperature characteristics of the ESR) is measured.
  • Step 2 Mount the electrolytic capacitor on the board.
  • Step 4 The ESR of the electrolytic capacitor after heat generation, calculated from the temperature characteristics of the ESR obtained in step 1, is defined as R (unit: ⁇ ), the effective value of the ripple current applied in step 3 is defined as I (unit: A), the surface area of the electrolytic capacitor case is defined as S (unit: cm2 ), and the temperature range calculated in step 3 is defined as ⁇ T (unit: °C).
  • R unit: ⁇
  • I unit: A
  • S unit: cm2
  • ⁇ T unit: °C
  • the slope when S ⁇ T corresponds to the horizontal axis (x-axis) and R ⁇ I2 corresponds to the vertical axis (y-axis) is obtained as the heat dissipation coefficient ⁇ (unit: W/(°C ⁇ cm2 )).
  • Example 1 The heat dissipation of an electrolytic capacitor corresponding to embodiment 1, in which the ratio of the total cross-sectional area of the anode foil and cathode foil to the cross-sectional area of the capacitor element in a cross section perpendicular to the winding axis of the capacitor element (hereinafter simply referred to as the area ratio) is 55.2%, the outermost periphery of the capacitor element is made of cathode foil, at least a portion of the separator is in contact with the inner bottom surface of the case, and the ratio of the diameter of the capacitor element to the inner diameter of the case is 85% or more and less than 100%, was evaluated.
  • the heat dissipation coefficient ⁇ of the electrolytic capacitor of comparative example 9 was set to 1.00, and the heat dissipation coefficient of the electrolytic capacitor of example 1 was 1.29.
  • Example 2 The heat dissipation of an electrolytic capacitor corresponding to embodiment 1, in which the area ratio is 55.6%, the outermost periphery of the capacitor element is made of cathode foil, at least a part of the separator is in contact with the inner bottom surface of the case, and the ratio of the diameter of the capacitor element to the inner diameter of the case is 85% or more and less than 100%, was evaluated.
  • the heat dissipation coefficient ⁇ of the electrolytic capacitor of comparative example 9 was set to 1.00, and the heat dissipation coefficient of the electrolytic capacitor of example 2 was 1.33.
  • Example 3 The heat dissipation of an electrolytic capacitor corresponding to embodiment 1, in which the area ratio is 55.8%, the outermost periphery of the capacitor element is made of cathode foil, at least a part of the separator is in contact with the inner bottom surface of the case, and the ratio of the diameter of the capacitor element to the inner diameter of the case is 85% or more and less than 100%, was evaluated.
  • the heat dissipation coefficient ⁇ of the electrolytic capacitor of comparative example 9 was set to 1.00, and the heat dissipation coefficient of the electrolytic capacitor of example 3 was 1.35.
  • Example 4 The heat dissipation of an electrolytic capacitor corresponding to embodiment 1, in which the area ratio is 56.7%, the outermost periphery of the capacitor element is made of cathode foil, at least a part of the separator is in contact with the inner bottom surface of the case, and the ratio of the diameter of the capacitor element to the inner diameter of the case is 85% or more and less than 100%, was evaluated.
  • the heat dissipation coefficient ⁇ of the electrolytic capacitor of comparative example 9 was set to 1.00, and the heat dissipation coefficient of the electrolytic capacitor of example 4 was 1.43.
  • Example 5 The heat dissipation of an electrolytic capacitor corresponding to embodiment 1, in which the area ratio is 57.1%, the outermost periphery of the capacitor element is made of cathode foil, at least a part of the separator is in contact with the inner bottom surface of the case, and the ratio of the diameter of the capacitor element to the inner diameter of the case is 85% or more and less than 100%, was evaluated.
  • the heat dissipation coefficient ⁇ of the electrolytic capacitor of comparative example 9 was set to 1.00, and the heat dissipation coefficient of the electrolytic capacitor of example 5 was 1.49.
  • Example 6 The heat dissipation of an electrolytic capacitor corresponding to embodiment 1, in which the area ratio is 57.5%, the outermost periphery of the capacitor element is made of cathode foil, at least a part of the separator is in contact with the inner bottom surface of the case, and the ratio of the diameter of the capacitor element to the inner diameter of the case is 85% or more and less than 100%, was evaluated.
  • the heat dissipation coefficient ⁇ of the electrolytic capacitor of comparative example 9 was set to 1.00, and the heat dissipation coefficient of the electrolytic capacitor of example 6 was 1.53.
  • Comparative Example 1 The heat dissipation of an electrolytic capacitor having an area ratio of 54.7%, an outermost periphery of the capacitor element being made of a cathode foil, and at least a part of the separator being in contact with the inner bottom surface of the case was evaluated.
  • the heat dissipation coefficient ⁇ of the electrolytic capacitor of Comparative Example 9 was set to 1.00, and the heat dissipation coefficient of the electrolytic capacitor of Comparative Example 1 was 1.25.
  • Comparative Example 2 The heat dissipation of an electrolytic capacitor having an area ratio of 54.2%, an outermost periphery of the capacitor element being made of a cathode foil, and at least a part of the separator being in contact with the inner bottom surface of the case was evaluated.
  • the heat dissipation coefficient ⁇ of the electrolytic capacitor of Comparative Example 9 was set to 1.00, and the heat dissipation coefficient of the electrolytic capacitor of Comparative Example 2 was 1.19.
  • Comparative Example 3 The heat dissipation of an electrolytic capacitor having an area ratio of 53.7%, an outermost periphery of the capacitor element being made of a cathode foil, and at least a part of the separator being in contact with the inner bottom surface of the case was evaluated.
  • the heat dissipation coefficient ⁇ of the electrolytic capacitor of Comparative Example 9 was set to 1.00, and the heat dissipation coefficient of the electrolytic capacitor of Comparative Example 3 was 1.15.
  • Comparative Example 5 The heat dissipation of an electrolytic capacitor having an area ratio of 53.2%, an outermost periphery of the capacitor element being made of a cathode foil, and at least a part of the separator being in contact with the inner bottom surface of the case was evaluated.
  • the heat dissipation coefficient ⁇ of the electrolytic capacitor of Comparative Example 9 was set to 1.00, and the heat dissipation coefficient of the electrolytic capacitor of Comparative Example 5 was 1.13.
  • Comparative Example 6 The heat dissipation of an electrolytic capacitor having an area ratio of 52.3%, an outermost periphery of the capacitor element being made of a cathode foil, and at least a part of the separator being in contact with the inner bottom surface of the case was evaluated.
  • the heat dissipation coefficient ⁇ of the electrolytic capacitor of Comparative Example 9 was set to 1.00, and the heat dissipation coefficient of the electrolytic capacitor of Comparative Example 6 was 1.08.
  • Comparative Example 7 The heat dissipation of an electrolytic capacitor having an area ratio of 52.1%, an outermost periphery of the capacitor element being made of a cathode foil, and at least a part of the separator being in contact with the inner bottom surface of the case was evaluated.
  • the heat dissipation coefficient ⁇ of the electrolytic capacitor of Comparative Example 9 was set to 1.00, and the heat dissipation coefficient of the electrolytic capacitor of Comparative Example 7 was 1.07.
  • Comparative Example 8 The heat dissipation of an electrolytic capacitor having an area ratio of 51.6%, an outermost periphery of the capacitor element being made of a cathode foil, and at least a portion of the separator being in contact with the inner bottom surface of the case was evaluated.
  • the heat dissipation coefficient ⁇ of the electrolytic capacitor of Comparative Example 9 was set to 1.00, and the heat dissipation coefficient of the electrolytic capacitor of Comparative Example 8 was 1.04.
  • Comparative Example 9 The heat dissipation of an electrolytic capacitor having an area ratio of 51.1%, an outermost periphery of the capacitor element being made of a cathode foil, and at least a part of the separator being in contact with the inner bottom surface of the case was evaluated.
  • the heat dissipation coefficient ⁇ of the electrolytic capacitor of Comparative Example 9 was 1.00 (reference value).
  • Comparative Example 10 The heat dissipation of an electrolytic capacitor having an area ratio of 51.1%, an outermost periphery of the capacitor element being made of a cathode foil, and a separator not in contact with the inner bottom surface of the case was evaluated.
  • the heat dissipation coefficient ⁇ of the electrolytic capacitor of Comparative Example 9 was set to 1.00, and the heat dissipation coefficient of the electrolytic capacitor of Comparative Example 10 was 0.86.
  • Comparative Example 11 The heat dissipation of an electrolytic capacitor having an area ratio of 51.1%, an outermost periphery of the capacitor element being made of a separator, and at least a portion of the separator being in contact with the inner bottom surface of the case was evaluated.
  • the heat dissipation coefficient ⁇ of the electrolytic capacitor of Comparative Example 9 was set to 1.00, and the heat dissipation coefficient of the electrolytic capacitor of Comparative Example 11 was 0.95.
  • Comparative Example 12 The heat dissipation of an electrolytic capacitor having an area ratio of 49.9%, an outermost periphery of the capacitor element being made of a cathode foil, and at least a portion of the separator being in contact with the inner bottom surface of the case was evaluated.
  • the heat dissipation coefficient ⁇ of the electrolytic capacitor of Comparative Example 9 was set to 1.00, and the heat dissipation coefficient of the electrolytic capacitor of Comparative Example 12 was 0.95.
  • Comparative Example 9 which is the reference value, is shown as a black circle ( ⁇ )
  • Comparative Example 10 in which the separator and case do not contact, is shown as a white triangle ( ⁇ )
  • Comparative Example 11 in which the outermost periphery of the capacitor element is made up of a separator, is shown as a white square ( ⁇ )
  • each of the other examples and comparative examples is shown as a white circle ( ⁇ ).
  • This disclosure can be used in electrolytic capacitors.
  • Electrolytic capacitor 20 Capacitor element 21: Anode foil 22: Cathode foil 23: Separator 25: Stop tape 30: Case 40: Sealing member 50: Seat plate 60: Anode lead 61: Lead wire 62: Lead tab 70: Cathode lead 71: Lead wire 72: Lead tab

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)

Abstract

開示される電解コンデンサは、積層体を巻回してなる巻回型のコンデンサ素子と、コンデンサ素子に含浸された液状成分と、コンデンサ素子および液状成分を収容する有底筒状のケースと、を備える。積層体は、表面に誘電体層を有する陽極箔と、陽極箔の誘電体層に対向する陰極箔と、陽極箔と陰極箔との間に介在するセパレータと、セパレータに保持される導電性高分子と、を有する。コンデンサ素子の巻回軸に垂直な断面において、コンデンサ素子の断面積に対する陽極箔と陰極箔の合計断面積の比が、５５％以上である。

Description

電解コンデンサ 関連出願の相互参照
　本開示は、日本国特許庁において２０２３年１１月３０日に出願された特願２０２３－２０２７８５号についての優先権の利益を主張するものであり、前記特許出願の内容全体を参照により本明細書に援用する。
　本開示は、電解コンデンサに関する。
　従来、陽極箔および陰極箔を、セパレータを介して巻回してなるコンデンサ素子を備える巻回型の電解コンデンサが知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１の電解コンデンサは、そのようなコンデンサ素子と、コンデンサ素子および液状成分を収容する有底筒状のケースとを備える。
国際公開第２０１８／１８１０８８号
　電解コンデンサにリプル電流（交流の充放電電流）が流れると、内部抵抗（等価直列抵抗：ＥＳＲ）を有するコンデンサ素子が発熱する。この熱によって、液状成分の蒸散やＥＳＲの増大が生じ、電解コンデンサの寿命が短くなる。そのような現象は、リプル電流が大きくなるにつれて顕著になる。このような状況において、本開示は、放熱性を高めることができる電解コンデンサを提供する。
　本開示に係る一局面は、電解コンデンサに関する。当該電解コンデンサは、積層体を巻回してなる巻回型のコンデンサ素子と、前記コンデンサ素子に含浸された液状成分と、前記コンデンサ素子および前記液状成分を収容する有底筒状のケースと、を備え、前記積層体は、表面に誘電体層を有する陽極箔と、前記陽極箔の前記誘電体層に対向する陰極箔と、前記陽極箔と前記陰極箔との間に介在するセパレータと、前記セパレータに保持される導電性高分子と、を有し、前記コンデンサ素子の巻回軸に垂直な断面において、前記コンデンサ素子の断面積に対する前記陽極箔と前記陰極箔の合計断面積の比が、５５％以上である。
　本開示によれば、電解コンデンサの放熱性を高めることができる。
　本発明の新規な特徴を添付の請求の範囲に記述するが、本発明は、構成および内容の両方に関し、本発明の他の目的および特徴と併せ、図面を照合した以下の詳細な説明によりさらによく理解されるであろう。
本開示に係る電解コンデンサの一例を模式的に示す断面図である。 コンデンサ素子を模式的に示す分解斜視図である。 各実施例と各比較例の電解コンデンサの放熱性を示すグラフである。
　本開示に係る電解コンデンサの実施形態について例を挙げて以下に説明する。しかしながら、本開示は以下に説明する例に限定されない。以下の説明では、具体的な数値や材料を例示する場合があるが、本開示の効果が得られる限り、他の数値や材料を適用してもよい。
　本開示に係る電解コンデンサは、コンデンサ素子と、液状成分と、有底筒状のケースとを備える。また、後述するように、コンデンサ素子は、セパレータに保持された導電性高分子を有する。すなわち、本開示に係る電解コンデンサは、いわゆる固液ハイブリッド電解コンデンサである。
　コンデンサ素子は、積層体を巻回してなる巻回型のコンデンサ素子である。積層体は、陽極箔と、陰極箔と、セパレータと、導電性高分子とを有する。陽極箔は、表面に誘電体層を有する。陰極箔は、陽極箔の誘電体層に対向する。セパレータは、陽極箔と陰極箔との間に介在する。導電性高分子は、セパレータに保持される。
　陽極箔および陰極箔のそれぞれは、帯状（もしくは、長尺シート状）に形成されている。陽極箔および陰極箔のそれぞれは、弁作用金属または弁作用金属を含む合金もしくは化合物で構成された芯部および多孔質部を有している。弁作用金属としては、アルミニウム、タンタル、ニオブなどが挙げられる。多孔質部は、芯部よりも低密度であり、例えば、陽極箔および陰極箔の表面をエッチング処理することで形成される。陽極箔の多孔質部の少なくとも一部は、上記誘電体層（例えば、弁作用金属の酸化物）で覆われている。
　セパレータは、帯状（もしくは、長尺シート状）に形成されている。セパレータは、陽極箔および陰極箔よりも幅広であってもよい。セパレータの幅方向は、コンデンサ素子の巻回軸に平行な方向である。セパレータは、例えば、織布、不織布、または微多孔膜などの多孔質シートで構成されている。セパレータには、導電性高分子に加えて、液状成分が含浸されている。
　導電性高分子の例には、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリフラン、ポリアニリン、ポリアセチレン、およびそれらの誘導体などが含まれる。当該誘導体には、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリフラン、ポリアニリン、およびポリアセチレンを基本骨格とするポリマーが含まれる。例えば、ポリチオフェンの誘導体には、ポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）などが含まれる。これらの導電性高分子は、単独で用いてもよく、複数種を組み合わせて用いてもよい。また、導電性高分子は、２種以上のモノマーの共重合体であってもよい。導電性高分子の重量平均分子量は特に限定されず、例えば１０００～１０００００の範囲である。導電性高分子の好ましい一例は、ポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）である。
　導電性高分子にはドーパントがドープされてもよい。導電性高分子からの脱ドープを抑制する観点から、ドーパントとして、高分子ドーパントを用いることが好ましい。高分子ドーパントの例には、ポリビニルスルホン酸、ポリスチレンスルホン酸、ポリアリルスルホン酸、ポリアクリルスルホン酸、ポリメタクリルスルホン酸、ポリ（２－アクリルアミド－２－メチルプロパンスルホン酸）、ポリイソプレンスルホン酸、ポリアクリル酸などが含まれる。これらは単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの少なくとも一部は、塩の形態で添加されてもよい。ドーパントの好ましい一例は、ポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）である。ドーパントの重量平均分子量は特に限定されない。均質な導電性高分子層の形成を容易にする観点から、ドーパントの重量平均分子量は１０００～１０００００の範囲が好ましい。
　液状成分は、コンデンサ素子に含浸される。液状成分は、電解液であってもよい。液状成分の例には、非水溶媒および電解液が含まれる。電解液は、非水溶媒とこれに溶解させたイオン性物質（溶質、例えば有機塩）との混合物であってもよい。非水溶媒は、有機溶媒でもよく、イオン性液体でもよい。非水溶媒としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、スルホラン、γ－ブチロラクトン、Ｎ－メチルアセトアミドなどを用いることができる。有機塩としては、例えば、マレイン酸トリメチルアミン、ボロジサリチル酸トリエチルアミン、フタル酸エチルジメチルアミン、フタル酸モノ１，２，３，４－テトラメチルイミダゾリニウム、フタル酸モノ１，３－ジメチル－２－エチルイミダゾリニウムなどが挙げられる。なお、本明細書において、液状成分は、室温（２５℃）において液体状である成分であってもよいし、電解コンデンサの使用時の温度において液体状である成分であってもよい。
　有底筒状のケースは、コンデンサ素子および液状成分を収容する。ケースは、金属（例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金）で構成されてもよい。ケースは、開口を有してもよく、当該開口は、封止部材で塞がれてもよい。
　本開示に係る電解コンデンサの特徴として、コンデンサ素子の巻回軸に垂直な断面において、コンデンサ素子の断面積に対する陽極箔と陰極箔の合計断面積の比は、５５％以上である。当該比は、例えば、５５％以上、８５％以下であってもよく、５５％以上、８０％以下であることが好ましい。ここで、コンデンサ素子の断面積は、コンデンサ素子をその巻回軸方向に沿って三等分した場合の中央領域の任意の一箇所における、コンデンサ素子の巻回軸に垂直な断面の面積である。コンデンサ素子の断面積は、当該断面の最大径をＤmaxとし、かつ当該断面の最小径をＤminとして、近似的に、π・｛（Ｄmax＋Ｄmin）／２｝2／４＝π・（Ｄmax＋Ｄmin）2／１６として求められる。つまり、本明細書において、当該断面におけるコンデンサ素子の断面積は、当該断面の最大径と最小径の平均値を直径とする円の面積として近似的に求められる。当該断面にはそれぞれ渦巻き状の陽極箔、陰極箔、およびセパレータの断面が含まれる。そして、そのうち陽極箔および陰極箔の合計断面積（すなわち、陽極箔の断面積と陰極箔の断面積との和）が、コンデンサ素子の断面積の５５％以上を占める。なお、陽極箔（および陰極箔）の断面積は、コンデンサ素子を分解して当該断面における陽極箔（および陰極箔）の厚さと長さを測定し、その両者の積として近似的に求められる。このとき、陽極箔（および陰極箔）の厚さは、その任意の５箇所における厚さの測定値の平均値として求められ、陽極箔（および陰極箔）の長さは、その長手方向に沿って測定される最大長さである。
　ここで、陽極箔および陰極箔の熱伝導率は、セパレータの熱伝導率よりも高い。本開示に係る電解コンデンサのコンデンサ素子は、上述の構成により、熱伝導率の高い陽極箔および陰極箔が大きな体積を占める。そのため、電解コンデンサにリプル電流が流れる場合に、コンデンサ素子の内部で熱が生じても、その熱がコンデンサ素子の外部へ向けて効率的に放熱され得る。さらに、このような放熱性の向上効果は、上記比を５５％以上に設定することで顕著に高まることが見出された。この点について詳しくは後述するが、当該比を５５％以上に設定することで、電解コンデンサの放熱性を著しく高めることができる。
　コンデンサ素子の最外周は、陰極箔で構成されてもよい。この場合、コンデンサ素子の最外周がセパレータで構成される場合に比べて、コンデンサ素子の内部で生じた熱が効率的にコンデンサ素子の外部へ向けて放熱され得る。
　セパレータの少なくとも一部が、ケースの内底面に接触していてもよい。この場合、当該接触部を介して、コンデンサ素子の内部で生じた熱がケースへと効率的に伝わり得る。よって、電解コンデンサの放熱性をより一層高めることができる。
　ケースの内径に対するコンデンサ素子の直径（最大径）の比が、８５％以上、１００％未満であってもよい。当該比が８５％以上である場合、コンデンサ素子の外周面とケースの内周面との間の距離が十分に小さくなり、両者間における熱輸送が効率的に行われ得る。よって、電解コンデンサの放熱性をより一層高めることができる。
　陽極箔および陰極箔の材料は、アルミニウムを含んでもよい。この場合、効率よく放熱を行うことができる。
　液状成分は、ポリオールを含んでもよい。この場合、発熱による導電性高分子の劣化を抑制することができる。ポリオールとは、２つ以上のヒドロキシ基を含む有機化合物を意味する。ポリオールの例には、グリコール類、グリセリン類、および糖アルコールなどが含まれる。ポリオールは、２つ以上のヒドロキシ基で置換された炭化水素化合物であってもよい。ポリオールは、水に溶解することが好ましい。ポリオールの分子量は例えば５００以下であってもよい。グリコール類の例には、アルキレングリコール（エチレングリコール、プロピレングリコールなど）、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリアルキレングリコール（例えばポリエチレングリコール）、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール（エチレンオキサイド・プロピレンオキサイド共重合体）などが含まれる。グリセリン類の例には、グリセリンおよびポリグリセリンなどが含まれる。糖アルコールの例には、マンニトール、キシリトール、ソルビトール、エリトリトール、およびペンタエリトリトールなどが含まれる。ポリオールの好ましい一例は、エチレングリコールである。
　以上のように、本開示によれば、コンデンサ素子の所定の断面において、全体断面積に対する陽極箔および陰極箔の合計断面積の比率を高めることで、電解コンデンサの放熱性を高めることができる。さらに、本開示によれば、コンデンサ素子の劣化を抑制することができ、電解コンデンサの長寿命化を図ることができる。
　以下では、本開示に係る電解コンデンサの一例について、図面を参照して具体的に説明する。以下で説明する一例の電解コンデンサの構成要素には、上述した構成要素を適用できる。以下で説明する一例の電解コンデンサの構成要素は、上述した記載に基づいて変更できる。また、以下で説明する事項を、上記の実施形態に適用してもよい。以下で説明する一例の電解コンデンサの構成要素のうち、本開示に係る電解コンデンサに必須ではない構成要素は省略してもよい。なお、以下で示す図は模式的なものであり、実際の部材の形状や数を正確に反映するものではない。
　図１および図２に示すように、本実施形態の電解コンデンサ１０は、積層体を巻回してなる巻回型のコンデンサ素子２０と、コンデンサ素子２０に含浸された液状成分（図示せず）と、コンデンサ素子２０および液状成分を収容する有底筒状のケース３０と、ケース３０の開口を塞ぐ封止部材４０と、封止部材４０を覆う座板５０と、封止部材４０から導出され、座板５０を貫通するリード線６１，７１と、リード線６１，７１とコンデンサ素子２０の電極とを接続するリードタブ６２，７２とを備える。ケース３０の開口端近傍は、内側に絞り加工されており、開口端は封止部材４０をかしめるようにカール加工されている。一方のリード線６１およびリードタブ６２は、陽極リード６０を構成し、他方のリード線７１およびリードタブ７２は、陰極リード７０を構成する。
　コンデンサ素子２０は、図２に示すような巻回体であり、上述のように積層体を巻回することで構成される。積層体は、陽極リード６０のリードタブ６２と接続された陽極箔２１と、陰極リード７０のリードタブ７２と接続された陰極箔２２と、陽極箔２１と陰極箔２２との間に介在するセパレータ２３と、セパレータ２３に保持される導電性高分子（図示せず）とを備える。陽極箔２１は、表面に誘電体層（図示せず）を有する。陰極箔２２は、陽極箔２１の誘電体層にセパレータ２３を介して対向する。陰極箔２２は、誘電体層の表面には、導電性高分子を服す導電性高分子層（図示せず）が形成されている。陽極箔２１および陰極箔２２の材料は、アルミニウムを含むことが好ましい。液状成分は、ポリオールを含むことが好ましい。液状成分は、電解液であってもよい。
　陽極箔２１および陰極箔２２は、セパレータ２３を介して巻回されている。コンデンサ素子２０の最外周は、陰極箔２２で構成されていて、巻止めテープ２５により固定される。なお、図２は、コンデンサ素子２０の最外周を止める前の、一部が展開された状態を示している。セパレータ２３の少なくとも一部は、ケース３０の内底面に接触していることが好ましい。ケース３０の内径に対するコンデンサ素子２０の直径（最大径）の比は、８５％以上、１００％未満であることが好ましい。
　上記コンデンサ素子２０の巻回軸に垂直な断面（あるいは、横断面）において、コンデンサ素子２０の断面積に対する陽極箔２１と陰極箔２２の合計断面積の比は、５５％以上である。これにより、電解コンデンサ１０の放熱性を顕著に高めることができる。なお、当該比は、５５％以上、８５％以下であってもよく、５５％以上、８０％以下であることが好ましい。当該比の好ましい上限値を８５％または８０％に設定することで、セパレータの厚さを一定程度に確保して、導電性高分子の含浸性を高めることで、電解コンデンサ１０のＥＳＲが増大するのを抑制することができる。
　《付記》
　以上の実施形態の記載により、下記の技術が開示される。
　（技術１）
　積層体を巻回してなる巻回型のコンデンサ素子と、
　前記コンデンサ素子に含浸された液状成分と、
　前記コンデンサ素子および前記液状成分を収容する有底筒状のケースと、
を備え、
　前記積層体は、
　表面に誘電体層を有する陽極箔と、
　前記陽極箔の前記誘電体層に対向する陰極箔と、
　前記陽極箔と前記陰極箔との間に介在するセパレータと、
　前記セパレータに保持される導電性高分子と、
を有し、
　前記コンデンサ素子の巻回軸に垂直な断面において、前記コンデンサ素子の断面積に対する前記陽極箔と前記陰極箔の合計断面積の比が、５５％以上である、電解コンデンサ。
　（技術２）
　前記コンデンサ素子の最外周は、前記陰極箔で構成される、技術１に記載の電解コンデンサ。
　（技術３）
　前記セパレータの少なくとも一部が、前記ケースの内底面に接触している、技術１または２に記載の電解コンデンサ。
　（技術４）
　前記ケースの内径に対する前記コンデンサ素子の直径の比が、８５％以上、１００％未満である、技術１～３のいずれか１つに記載の電解コンデンサ。
　（技術５）
　前記陽極箔および前記陰極箔の材料は、アルミニウムを含む、技術１～４のいずれか１つに記載の電解コンデンサ。
　（技術６）
　前記液状成分は、ポリオールを含む、技術１～５のいずれか１つに記載の電解コンデンサ。
　以下に示す実施例１～６および比較例１～１２の電解コンデンサについて、それぞれの放熱性を評価した。また、放熱性の評価は、以下の手順１～４にしたがって各電解コンデンサの放熱係数βを取得し、その大小に基づいて行った。
　（手順１）電解コンデンサを作製し、そのＥＳＲと温度（ケースの表面温度）との関係（すなわち、ＥＳＲの温度特性）を測定する。
　（手順２）電解コンデンサを基板に実装する。
　（手順３）ケースの表面（具体的には、天面）に熱電対を取り付けた状態で電解コンデンサにリプル電流を印加する。その後、熱電対によって取得される温度が安定するまで待機し、安定した温度と雰囲気温度との差から温度上昇幅を求める。これらを複数の大きさのリプル電流に対して行う。
　（手順４）手順１で取得したＥＳＲの温度特性から求まる発熱後の電解コンデンサのＥＳＲをＲ（単位：Ω）とし、手順３で印加したリプル電流の実効値をＩ（単位：Ａ）とし、電解コンデンサのケース表面積をＳ（単位：ｃｍ2）とし、かつ手順３で求めた温度上幅をΔＴ（単位：℃）として、Ｓ・ΔＴを横軸（ｘ軸）に対応させかつＲ・Ｉ2を縦軸（ｙ軸）に対応させたときの傾きを放熱係数β（単位：Ｗ／（℃・ｃｍ2））として取得る。
　《実施例１》
　実施形態１に対応する電解コンデンサであって、コンデンサ素子の巻回軸に垂直な断面における、コンデンサ素子の断面積に対する陽極箔と陰極箔の合計断面積の比（以下、単に面積比という。）が５５．２％であり、コンデンサ素子の最外周が陰極箔で構成され、セパレータの少なくとも一部がケースの内底面に接触しており、かつケースの内径に対するコンデンサ素子の直径の比が８５％以上、１００％未満である、電解コンデンサの放熱性を評価した。比較例９の電解コンデンサの放熱係数βを１．００として、実施例１の電解コンデンサの放熱係数は１．２９であった。
　《実施例２》
　実施形態１に対応する電解コンデンサであって、面積比が５５．６％であり、コンデンサ素子の最外周が陰極箔で構成され、セパレータの少なくとも一部がケースの内底面に接触しており、かつケースの内径に対するコンデンサ素子の直径の比が８５％以上、１００％未満である、電解コンデンサの放熱性を評価した。比較例９の電解コンデンサの放熱係数βを１．００として、実施例２の電解コンデンサの放熱係数は１．３３であった。
　《実施例３》
　実施形態１に対応する電解コンデンサであって、面積比が５５．８％であり、コンデンサ素子の最外周が陰極箔で構成され、セパレータの少なくとも一部がケースの内底面に接触しており、かつケースの内径に対するコンデンサ素子の直径の比が８５％以上、１００％未満である、電解コンデンサの放熱性を評価した。比較例９の電解コンデンサの放熱係数βを１．００として、実施例３の電解コンデンサの放熱係数は１．３５であった。
　《実施例４》
　実施形態１に対応する電解コンデンサであって、面積比が５６．７％であり、コンデンサ素子の最外周が陰極箔で構成され、セパレータの少なくとも一部がケースの内底面に接触しており、かつケースの内径に対するコンデンサ素子の直径の比が８５％以上、１００％未満である、電解コンデンサの放熱性を評価した。比較例９の電解コンデンサの放熱係数βを１．００として、実施例４の電解コンデンサの放熱係数は１．４３であった。
　《実施例５》
　実施形態１に対応する電解コンデンサであって、面積比が５７．１％であり、コンデンサ素子の最外周が陰極箔で構成され、セパレータの少なくとも一部がケースの内底面に接触しており、かつケースの内径に対するコンデンサ素子の直径の比が８５％以上、１００％未満である、電解コンデンサの放熱性を評価した。比較例９の電解コンデンサの放熱係数βを１．００として、実施例５の電解コンデンサの放熱係数は１．４９であった。
　《実施例６》
　実施形態１に対応する電解コンデンサであって、面積比が５７．５％であり、コンデンサ素子の最外周が陰極箔で構成され、セパレータの少なくとも一部がケースの内底面に接触しており、かつケースの内径に対するコンデンサ素子の直径の比が８５％以上、１００％未満である、電解コンデンサの放熱性を評価した。比較例９の電解コンデンサの放熱係数βを１．００として、実施例６の電解コンデンサの放熱係数は１．５３であった。
　《比較例１》
　面積比が５４．７％であり、コンデンサ素子の最外周が陰極箔で構成され、かつセパレータの少なくとも一部がケースの内底面に接触している、電解コンデンサの放熱性を評価した。比較例９の電解コンデンサの放熱係数βを１．００として、比較例１の電解コンデンサの放熱係数は１．２５であった。
　《比較例２》
　面積比が５４．２％であり、コンデンサ素子の最外周が陰極箔で構成され、かつセパレータの少なくとも一部がケースの内底面に接触している、電解コンデンサの放熱性を評価した。比較例９の電解コンデンサの放熱係数βを１．００として、比較例２の電解コンデンサの放熱係数は１．１９であった。
　《比較例３》
　面積比が５３．７％であり、コンデンサ素子の最外周が陰極箔で構成され、かつセパレータの少なくとも一部がケースの内底面に接触している、電解コンデンサの放熱性を評価した。比較例９の電解コンデンサの放熱係数βを１．００として、比較例３の電解コンデンサの放熱係数は１．１５であった。
　《比較例４》
　面積比が５３．６％であり、コンデンサ素子の最外周が陰極箔で構成され、かつセパレータの少なくとも一部がケースの内底面に接触している、電解コンデンサの放熱性を評価した。比較例９の電解コンデンサの放熱係数βを１．００として、比較例４の電解コンデンサの放熱係数は１．１５であった。
　《比較例５》
　面積比が５３．２％であり、コンデンサ素子の最外周が陰極箔で構成され、かつセパレータの少なくとも一部がケースの内底面に接触している、電解コンデンサの放熱性を評価した。比較例９の電解コンデンサの放熱係数βを１．００として、比較例５の電解コンデンサの放熱係数は１．１３であった。
　《比較例６》
　面積比が５２．３％であり、コンデンサ素子の最外周が陰極箔で構成され、かつセパレータの少なくとも一部がケースの内底面に接触している、電解コンデンサの放熱性を評価した。比較例９の電解コンデンサの放熱係数βを１．００として、比較例６の電解コンデンサの放熱係数は１．０８であった。
　《比較例７》
　面積比が５２．１％であり、コンデンサ素子の最外周が陰極箔で構成され、かつセパレータの少なくとも一部がケースの内底面に接触している、電解コンデンサの放熱性を評価した。比較例９の電解コンデンサの放熱係数βを１．００として、比較例７の電解コンデンサの放熱係数は１．０７であった。
　《比較例８》
　面積比が５１．６％であり、コンデンサ素子の最外周が陰極箔で構成され、かつセパレータの少なくとも一部がケースの内底面に接触している、電解コンデンサの放熱性を評価した。比較例９の電解コンデンサの放熱係数βを１．００として、比較例８の電解コンデンサの放熱係数は１．０４であった。
　《比較例９》
　面積比が５１．１％であり、コンデンサ素子の最外周が陰極箔で構成され、かつセパレータの少なくとも一部がケースの内底面に接触している、電解コンデンサの放熱性を評価した。比較例９の電解コンデンサの放熱係数βは１．００（基準値）であった。
　《比較例１０》
　面積比が５１．１％であり、コンデンサ素子の最外周が陰極箔で構成され、かつセパレータがケースの内底面に接触していない、電解コンデンサの放熱性を評価した。比較例９の電解コンデンサの放熱係数βを１．００として、比較例１０の電解コンデンサの放熱係数は０．８６であった。
　《比較例１１》
　面積比が５１．１％であり、コンデンサ素子の最外周がセパレータで構成され、かつセパレータの少なくとも一部がケースの内底面に接触している、電解コンデンサの放熱性を評価した。比較例９の電解コンデンサの放熱係数βを１．００として、比較例１１の電解コンデンサの放熱係数は０．９５であった。
　《比較例１２》
　面積比が４９．９％であり、コンデンサ素子の最外周が陰極箔で構成され、かつセパレータの少なくとも一部がケースの内底面に接触している、電解コンデンサの放熱性を評価した。比較例９の電解コンデンサの放熱係数βを１．００として、比較例１２の電解コンデンサの放熱係数は０．９５であった。
　以上の評価結果を、面積比を横軸に対応させかつ放熱係数βの相対値を縦軸に対応させたグラフとして図３に示す。同図から（特に、グラフ中の複数の白丸に対応する２つの近似直線の傾きの違いから）わかるように、面積比を５５％以上に設定することで、放熱係数βが顕著に大きくなること、つまり電解コンデンサの放熱性が顕著に高まることが見出された。なお、図３では、基準値となる比較例９を黒丸（●）で、セパレータとケースが接触しない比較例１０を白三角（△）で、コンデンサ素子の最外周がセパレータで構成される比較例１１を白四角（□）で、それ以外の各実施例および各比較例を白丸（○）で、それぞれ示してある。
　本開示は、電解コンデンサに利用できる。
　本発明を現時点での好ましい実施態様に関して説明したが、そのような開示を限定的に解釈してはならない。種々の変形および改変は、上記開示を読むことによって本発明に属する技術分野における当業者には間違いなく明らかになるであろう。したがって、添付の請求の範囲は、本発明の真の精神および範囲から逸脱することなく、すべての変形および改変を包含する、と解釈されるべきものである。
１０：電解コンデンサ
　２０：コンデンサ素子
　　２１：陽極箔
　　２２：陰極箔
　　２３：セパレータ
　　２５：巻止めテープ
　３０：ケース
　４０：封止部材
　５０：座板
　６０：陽極リード
　　６１：リード線
　　６２：リードタブ
　７０：陰極リード
　　７１：リード線
　　７２：リードタブ

Claims (6)

  1. 　積層体を巻回してなる巻回型のコンデンサ素子と、
    　前記コンデンサ素子に含浸された液状成分と、
    　前記コンデンサ素子および前記液状成分を収容する有底筒状のケースと、
    を備え、
    　前記積層体は、
    　表面に誘電体層を有する陽極箔と、
    　前記陽極箔の前記誘電体層に対向する陰極箔と、
    　前記陽極箔と前記陰極箔との間に介在するセパレータと、
    　前記セパレータに保持される導電性高分子と、
    を有し、
    　前記コンデンサ素子の巻回軸に垂直な断面において、前記コンデンサ素子の断面積に対する前記陽極箔と前記陰極箔の合計断面積の比が、５５％以上である、電解コンデンサ。
  2. 　前記コンデンサ素子の最外周は、前記陰極箔で構成される、請求項１に記載の電解コンデンサ。
  3. 　前記セパレータの少なくとも一部が、前記ケースの内底面に接触している、請求項１または２に記載の電解コンデンサ。
  4. 　前記ケースの内径に対する前記コンデンサ素子の直径の比が、８５％以上、１００％未満である、請求項１または２に記載の電解コンデンサ。
  5. 　前記陽極箔および前記陰極箔の材料は、アルミニウムを含む、請求項１または２に記載の電解コンデンサ。
  6. 　前記液状成分は、ポリオールを含む、請求項１または２に記載の電解コンデンサ。
PCT/JP2024/042222 2023-11-30 2024-11-28 電解コンデンサ Pending WO2025115979A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2023-202785 2023-11-30
JP2023202785 2023-11-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2025115979A1 true WO2025115979A1 (ja) 2025-06-05

Family

ID=95897023

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2024/042222 Pending WO2025115979A1 (ja) 2023-11-30 2024-11-28 電解コンデンサ

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2025115979A1 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11126733A (ja) * 1997-10-22 1999-05-11 Denso Corp 筒形コンデンサ
JP2014197614A (ja) * 2013-03-29 2014-10-16 日立エーアイシー株式会社 電解コンデンサ
WO2020022471A1 (ja) * 2018-07-26 2020-01-30 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電解コンデンサ
WO2022145452A1 (ja) * 2020-12-28 2022-07-07 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電解コンデンサ

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11126733A (ja) * 1997-10-22 1999-05-11 Denso Corp 筒形コンデンサ
JP2014197614A (ja) * 2013-03-29 2014-10-16 日立エーアイシー株式会社 電解コンデンサ
WO2020022471A1 (ja) * 2018-07-26 2020-01-30 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電解コンデンサ
WO2022145452A1 (ja) * 2020-12-28 2022-07-07 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電解コンデンサ

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7672061B2 (ja) 電解コンデンサおよび電解コンデンサの製造方法
JP6511649B2 (ja) 電解コンデンサの製造方法及び電解コンデンサ
JP7611538B2 (ja) 電解コンデンサ
CN103429796B (zh) 借助聚甘油提高包含pedot/pss作为固体电解质的电容器的电参数的方法
KR101525258B1 (ko) 고체 전해 콘덴서의 제조 방법
JP7607224B2 (ja) 電解コンデンサ
JP5388811B2 (ja) 固体電解コンデンサおよびその製造方法
JPWO2017056447A1 (ja) 電解コンデンサ
CN108885942A (zh) 电解电容器
WO2018123525A1 (ja) 電解コンデンサ
JP5895227B2 (ja) 固体電解コンデンサ及びその製造方法
WO2018043063A1 (ja) 電解コンデンサおよびその製造方法
JPWO2020022471A1 (ja) 電解コンデンサ
WO2025115979A1 (ja) 電解コンデンサ
US10679796B2 (en) Solid electrolytic capacitor
WO2016194278A1 (ja) 電解コンデンサ
JP2004253537A (ja) 固体電解コンデンサ
CN107887165A (zh) 电解电容器及其制造方法
JP7565510B2 (ja) 電解コンデンサ
WO2024143419A1 (ja) 固体電解コンデンサおよびその製造方法
JP3992630B2 (ja) 固体電解コンデンサの製造方法
CN119547168A (zh) 电解电容器及电解电容器的制造方法
WO2024181213A1 (ja) 電解コンデンサおよびその製造方法
WO2022210513A1 (ja) 電解コンデンサの製造方法
WO2025127090A1 (ja) 電解コンデンサ

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 24897663

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1