[发明专利]电极箔及其制造方法以及电解电容器

说明书

技术领域

本发明涉及适用于电解电容器的阳极箔的电极箔及其制造方法以及 电解电容器。

背景技术

(A)电极箔及其制造方法

通常，铝电解电容器用电极箔是以压延制成箔状的98％以上的高纯 度的铝作为起始材料进行制造的。使用前，在使铝溶解的酸或碱溶液中， 采用公知的直流电解蚀刻法、交流电解蚀刻方法或两种方法交替使用， 在铝箔的表面上形成无数的凹坑，扩大实质的表面积，增大静电容量。

通过所述蚀刻方法，每单位面积的倍数达到了数百倍，大约是300倍～ 400倍。

由于电介质层是由极薄的氧化皮膜层构成的，所以电解电容器的特 点在于，电极每单位面积的静电容量值高，能得到容量大、体积小的电 容器。另一方面，随着电子机器的小型化，要求电解电容器进一步小型 且大容量化。

要通过上述那样的蚀刻处理来增大单位面积的容量时，铝箔全体覆 盖有蚀刻凹坑，电极箔变脆，导致电极箔强度降低。

作为与此相对的一个方法，为了在保持箔强度的同时加大电极箔的 表面积，对增厚的铝箔进行蚀刻，从而增大每单位面积的容量。

该方法中，单位面积的容量变大，但使用上述的电极箔制成普通的 卷绕型电解电容器时，由于电极箔的厚度大，所以能使用的电极箔的长 度受限，所形成的元件不能装进外壳。

另外，对于层压型固体电解电容器来说，因其形状的性质，在高度 方面有限，高度不能过高。对于上述的强度下降了的箔来说，不易设定 层压时的熔接条件，熔接后的强度方面也存在问题。

因此，要加大容量时，不得不增加层压片数或使用厚的电极箔，电 容器的高度尺寸变大。

基于上述的一般现有技术，对于卷绕型电解电容器来说，着眼于能 够通过合成容量计算出容量这一点，已知有专利文献1记载的那样的方 法，其中，在基材表面形成金属氮化物的蒸镀皮膜以实现容量的增大。 另外，还提出了专利文献2记载的那样的方法，其中，在阴极使用与碳 物理接触过的箔，忽略阴极侧的容量，仅将阳极侧的容量反映在合成容 量上，由此实现容量的增大。

(B)电解电容器

电解电容器是广泛用于电子机器的电子部件，其通常具有下述那样 的构成。

施加某一方向的电压时具有耐压，反方向施加电压时，失去耐压， 这种作用被称作所谓的阀作用，电解电容器在阳极使用具有这种阀作用 的铝等阀金属，并通过阳极氧化处理等在阳极表面形成有绝缘性氧化皮 膜。

该氧化皮膜成为了电介质层，电解液、导电性高分子等电解质或者 固体电解质作为实质的阴极与氧化皮膜接触。

卷绕型电容器中，电解质采取用电解纸(隔板)等保持的形态。平板型 的电容器中，在电解质上依次形成有碳糊、含有树脂材料的金属颗粒作 为阴极层。

对于任意形态的电解电容器，都是从由铝等金属构成的阴极引出阴 极侧电极。

阳极侧电极和阴极侧电极通常由切成带状的箔构成，卷绕型中，将 其与隔板一同卷绕，形成电容器元件。平板型中，将四边形的阳极侧电 极、阴极层、阴极侧电极等叠置而形成电容器元件。另外，将该电容器 元件层压则构成层压型。

另外，阴极层中，与外部进行电连接的金属与主体的引出电极连接， 从覆盖电容器元件的各种包装向外部引出。

此处，由于电介质层是由极薄的氧化皮膜层构成的，所以电解电容 器的特点是电极每单位面积的静电容量值高，能得到容量大、体积小的 电容器。但是，随着电子机器的小型化，要求电解电容器也小型且大容 量化。

为了实现电解电容器容量的增加，迄今一直进行的是通过蚀刻处理 等对电极表面进行粗面化，实现表面积的扩大。但是，近年来，该粗面 化所带来的表面积扩大逐渐接近极限，期待有增大静电容量的新的对策。

例如增加每单位面积的容量(即蚀刻)时，使蚀刻凹坑形状更细，蚀刻 到铝箔中心部深处，并大量进行蚀刻，以较大地获得每单位面积的容量。

但是，向上述那样加大单位面积的容量时，铝箔全体覆盖有蚀刻凹 坑，电极箔变脆，导致电极箔强度降低。

与此相对，作为一种方法，为了在保持箔强度的同时加大电极箔的 表面积，对增厚的铝箔进行蚀刻，从而增大每单位面积的容量。该方法 中，单位面积的容量变大，但使用上述的电极箔制成普通的卷绕型电解 电容器时，由于电极箔的厚度大，所以能使用的电极箔的长度受限，所 形成的元件不能装进外壳。