固體電解電容器及固體電解電容器用外殼的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種固體電解電容器(condenser)及固體電解電容器用外殼(case)。
【背景技術(shù)】
[0002]已知一種在外殼底面部和電容元件之間配置了絕緣材料的傳統(tǒng)電解電容器(如專利文獻(xiàn)一記載)。
[0003]圖15表示傳統(tǒng)電解電容器900，圖15(a)表示電解電容器900的剖視圖，圖15(b)表示電容器元件920的分解斜視圖。另外，圖15中，符號950，952分別表示引線(lead)。
[0004]如圖15所示，傳統(tǒng)電解電容器900的結(jié)構(gòu)如下:金屬制外殼(case)910，底面部912和從底面部912垂直向上延伸的側(cè)面部914以及在側(cè)面部914的頂端形成的開口部916 ;電容元件920，內(nèi)藏在外殼910的陽極箔922和陰極箔924之間以加隔片(separator) 926的方式重疊卷繞起來，在陽極箔922和陰極箔924之間充填有電解液(未圖示)；在電容元件920內(nèi)藏在外殼910的狀態(tài)下，把外殼910的開口部916封填起來的封口材料930，在外殼910的底面部912和電容元件920之間配置絕緣材料940。
[0005]在傳統(tǒng)電解電容器900中，陽極箔922的表面(包括頂端表面)形成氧化膜。另外，絕緣材料940由聚乙稀(polyethylene)，聚丙稀(polypropylene)或聚稀經(jīng)(polyolefin)等的樹脂構(gòu)成。
[0006]傳統(tǒng)電解電容器900由于底面部912和電容元件920之間被配置了絕緣材料940，這就確保了外殼910與電容元件920之間的絕緣性。
[0007]此外，傳統(tǒng)電解電容器900由于底面部912和電容元件920之間被配置了絕緣材料940，這就使底面部912和電容元件920之間的間隙變小，成為耐振動性強(qiáng)的電解電容器。
[0008]另外，傳統(tǒng)電解電容器900由于陽極箔922和陰極箔924之間充填有電解液，因此，即使在易發(fā)生氧化膜缺損的陽極箔的頂端發(fā)生了缺損，也能夠通過電解液的水分修復(fù)該缺損，其結(jié)果，就成為耐高壓，而且漏電流小的電解電容器。
[0009]已有技術(shù)文獻(xiàn)
[0010]【專利文獻(xiàn)】
[0011]【專利文獻(xiàn)一】特開2012-44096號公報
[0012]【專利文獻(xiàn)二】特開2010-98131號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]近年來，在電容器的技術(shù)領(lǐng)域，相比使用電解液的電解電容器，人們在尋求一種長壽命，等效串聯(lián)電阻(ESR)低的固體電解電容器?？墒?，由于固體電解電容器的陽極箔和陰極箔之間沒有充填電解液，在易發(fā)生氧化膜缺損的陽極箔的頂端發(fā)生了缺損，不能夠修復(fù)該缺損。因此，就存在著難以制造耐高壓，漏電流小并且比傳統(tǒng)產(chǎn)品壽命長的固體電解電容器這樣的課題。
[0014]于是，為了解決所述課題，本發(fā)明的目的是提供一種耐高壓，漏電流小并且比傳統(tǒng)產(chǎn)品壽命長的固體電解電容器，以及這樣的固體電解電容器使用的外殼。
[0015]本發(fā)明的發(fā)明者們?yōu)榱诉_(dá)到所述目的，通過銳意努力，發(fā)現(xiàn)了即使固體電解電容器沒有電解液也能夠修復(fù)氧化膜缺損的方法，即在外殼底面部與電容元件之間以及(或者)電容元件與封口材料之間，設(shè)置由親水性合成樹脂構(gòu)成的絕緣材料，以親水性合成樹脂所保持著的水分來修復(fù)氧化膜的缺損。
[0016]接著，本發(fā)明的發(fā)明者們通過進(jìn)一步的銳意努力，發(fā)現(xiàn)了所述親水性合成樹脂構(gòu)成的絕緣材料必須是一種在發(fā)生氧化膜缺損時，具有高效修復(fù)該缺損功能的“氧化膜修復(fù)體”。有助于修復(fù)該缺損的物質(zhì)可例舉為:水，離子(1n)性物質(zhì)(在水中具有離子化官能團(tuán)的物質(zhì))以及能夠供氧的物質(zhì)。
[0017]例如，作為所述由親水性合成樹脂構(gòu)成的絕緣材料，有專利文獻(xiàn)二記載的聚乙烯醇(polyvinyl alcohol)構(gòu)成的絕緣體材料，雖然該絕緣材料擁有修復(fù)缺損的功能，保持并供應(yīng)水分，但是，由于它不具備長期供應(yīng)修復(fù)缺損用水的能力(參考下述試驗例I)，因此，它不適用作為比傳統(tǒng)產(chǎn)品更長壽命的固體電解電容器用的氧化膜修復(fù)體。
[0018]據(jù)此，在外殼底面部和電容元件之間以及(或者)電容元件和封口材料之間，配置以親水性合成樹脂構(gòu)成的氧化膜修復(fù)體，即可解決所述的問題，本發(fā)明的發(fā)明者們完成了本發(fā)明。
[0019][I]本發(fā)明的固體電解電容器，包括:
[0020]有底筒狀外殼，具有底面部，和從所述底面部垂直延伸的側(cè)面部以及在所述側(cè)面部的頂端形成的開口部；
[0021 ] 電容元件，內(nèi)藏在所述外殼中，在陽極箔和陰極箔之間以加隔片狀態(tài)被重疊卷繞，在所述陽極箔和所述陰極箔之間充填有固體電解質(zhì)；
[0022]封口材料，在所述電容元件內(nèi)藏在所述外殼的狀態(tài)下，對所述外殼的所述開口部進(jìn)行封口，其特征在于:
[0023]在所述外殼底面部和所述電容元件之間以及所述電容元件和所述封口材料之間的至少一方中配置了由親水性合成樹脂構(gòu)成的氧化膜修復(fù)體。
[0024]本發(fā)明的固體電解電容器在外殼底面部和電容元件之間以及電容元件和封口材料之間，至少一方中，配置了由親水性合成樹脂構(gòu)成的氧化膜修復(fù)體，因此，即使在易發(fā)生氧化膜缺損的陽極箔或陰極箔的頂端產(chǎn)生了缺損，氧化膜修復(fù)體持有的水分能夠修復(fù)該缺損，這樣，就獲得了耐高壓，漏電流小并且比傳統(tǒng)產(chǎn)品壽命長的固體電解電容器。
[0025]本說明書中，“親水性合成樹脂”是指，側(cè)鏈含有親水性官能團(tuán)的合成樹脂或者主鏈含有體現(xiàn)氫鍵鍵合鍵的合成樹脂。另外，本說明書中，“氧化膜修復(fù)體”是指，發(fā)生氧化膜缺損時，持有可修復(fù)該缺損的水分結(jié)構(gòu)體?？尚迯?fù)該缺損的水分含量在2wt%?40#%的范圍內(nèi)。
[0026]本發(fā)明的固體電解電容器在外殼底面部和電容元件之間以及電容元件和封口材料之間，至少一方中，配置了由親水性合成樹脂構(gòu)成的氧化膜修復(fù)體，因此，外殼底面部和電容元件以及電容元件和封口材料的間隙變小，此外，氧化膜修復(fù)體作為緩沖材料，使固體電解電容器具有強(qiáng)大的耐振動性。
[0027]此外，本發(fā)明的固體電解電容器在外殼底面部和電容元件之間以及電容元件和封口材料之間，至少一方中，配置了由親水性合成樹脂構(gòu)成的氧化膜修復(fù)體，因此，它確保了外殼底面部和電容元件以及(或者)電容元件和封口材料之間的絕緣性。
[0028][2]本發(fā)明的固體電解電容器使用的所述氧化膜修復(fù)體的理想原料是側(cè)鏈含有親水性官能團(tuán)的合成樹脂。
[0029]所述化學(xué)結(jié)構(gòu)使氧化膜修復(fù)體具有高度的水分保持能力，優(yōu)良的氧化膜修復(fù)功會K。
[0030][3]本發(fā)明的固體電解電容器中，所述理想的親水性官能團(tuán)為下列任何物質(zhì)之一ο 苯酸基(phenol group)，輕基苯基竣酸基(hydroxy phenyl carboxyl ic acid)，輕基燒基(hydroxy alkyl)，氨基(amino)，羰基(carbonyl)，羧基(carboxyl group)，磺酸基(sulfonic acid group)，酰胺基或者磷酸酯基(amide or phosphoric ester) 0
[0031]這樣，具有所述官能團(tuán)的合成樹脂的極性大，與水容易氫鍵鍵合，因此，進(jìn)一步提高了氧化膜修復(fù)體的水分保持能力。
[0032]在所述官能團(tuán)中，苯酚基也被稱為羥基苯基。
[0033]此外，羥基苯基芳香環(huán)的I個氫被羰基置換成羥基苯基羧酸基，它是具有相當(dāng)于輕基苯甲酸(hydroxy benzoic acid)結(jié)構(gòu)的物質(zhì)。
[0034]磺酸基也被稱為磺基。
[0035][4]本發(fā)明的固體電解電容器中，所述親水性官能團(tuán)的理想物質(zhì)為苯酚基，羥基苯基羧酸基，羥基烷基，羰基，磺酸基或磷酸酯基。
[0036]所述官能團(tuán)容易變成離解H+的「一 O _」離子，為此，含有所述官能團(tuán)的合成樹脂就成為“離子性物質(zhì)”以及“能夠供氧的物質(zhì)”。擁有這樣的化學(xué)結(jié)構(gòu)，氧化膜修復(fù)體不僅以持有的水分修復(fù)氧化膜的缺損，而且，由于所述「一 Ο"」離子參與鋁的反應(yīng)，因此，氧化膜修復(fù)體自身也能夠修復(fù)氧化膜的缺損，這樣，氧化膜修復(fù)功能成就了更高層檔次的固體電解電容器。
[0037][5]本發(fā)明的固體電解電容器中，所述親水性官能團(tuán)采用氨基是理想的。
[0038]這樣，氨基離子化會引起導(dǎo)電性高分子的脫滲雜現(xiàn)象，為此，導(dǎo)電性高分子的導(dǎo)電性明顯下降，其結(jié)果，提高了外殼與固體電解質(zhì)之間的絕緣性。
[0039][6]本發(fā)明的固體電解電容器中，所述親水性官能團(tuán)的理想物質(zhì)為苯酚基，羥基苯基羧酸基，羥基烷基，氨基，羰基，羧基，酰胺基或磷酸酯基。
[0040]在這樣的化學(xué)結(jié)構(gòu)下，所述官能團(tuán)具備了對導(dǎo)電性高分子易發(fā)生親電子加成反應(yīng)物質(zhì)以及水合反應(yīng)物質(zhì)，導(dǎo)電性高分子的η鍵由于該易發(fā)生親電子加成反應(yīng)物質(zhì)以及水合反應(yīng)物質(zhì)的作用被割斷，因此，導(dǎo)電性高分子的導(dǎo)電性下降，提高了外殼與固體電解質(zhì)之間的絕緣性。
[0041 ] [7]本發(fā)明的固體電解電容器中，理想的所述氧化膜修復(fù)體是由主鏈含有體現(xiàn)氫鍵鍵合鍵的合成樹脂構(gòu)成，并且，水分含量為2wt %以上。
[0042]這樣，水分保持能力強(qiáng)，成為具有優(yōu)良氧化膜修復(fù)功能的氧化膜修復(fù)體。
[0043]另外，之所以要求氧化膜修復(fù)體的水分含量為2wt%以上，是因為未達(dá)到2被％以上的話，氧化膜修復(fù)體保持的水分就會過少，不能完全修復(fù)該缺損。
[0044][8]本發(fā)明的固體電解電容器中，所述體現(xiàn)氫鍵鍵合鍵的理想選項是醚鍵(etherbond)，幾鍵(carbonyl bond)，酰胺鍵(amide bond)或酯鍵(ester bond)。
[0045]這樣，擁有所述體現(xiàn)氫鍵鍵合鍵的合成樹脂的極性大，與水容易氫鍵鍵合，因此，進(jìn)一步提高了氧化膜修復(fù)體的水分保持能力。
[0046][9]本發(fā)明的固體電解電容器中，所述體現(xiàn)氫鍵鍵合鍵的理想選項是羰鍵(carbonyl bond)，酰胺鍵(amide bond)或酯鍵(ester bond)。
[0047]這樣，所述體現(xiàn)氫鍵鍵合鍵具備了對導(dǎo)電性高分子易發(fā)生親電子加成反應(yīng)物質(zhì)以及水合反應(yīng)物質(zhì)，導(dǎo)電性高分子的鍵由于該易發(fā)生親電子加成反應(yīng)物質(zhì)以及水合反應(yīng)物質(zhì)的作用被割斷，因此，導(dǎo)電性高分子的導(dǎo)電性下降，提高了外殼與固體電解質(zhì)之間的絕緣性。
[0048][10]本發(fā)明的固體電解電容器中，所述氧化膜修復(fù)體的理想配置是在所述底面部和與所述底面部對向的所述電容元件之間。
[0049]由于陽極箔底面頂端和陰極箔底面頂端易發(fā)生氧化膜缺損，因此，在這樣的配置下，氧化膜修復(fù)體持有的水分就能迅速地修復(fù)該缺損，這樣，就獲得了耐高壓，漏電流小并且比傳統(tǒng)產(chǎn)品壽命長的固體電解電容器。
[0050][ 11 ]本發(fā)明的固體電解電容器中，所述氧化膜修復(fù)體的理想配置是在所述電容元件與所述封口材料之間。
[0051]由于陽極箔上面頂端和陰極箔上面頂端易發(fā)生氧化膜缺損，因此，在這樣的配置下，氧化膜修復(fù)體持有的水分就能迅速地修復(fù)該缺損，這樣，就獲得了耐高壓，漏電流小并且比以傳統(tǒng)產(chǎn)品壽命長的固體電解電容器。
[0052]另外，由于添加的碳等的因素，導(dǎo)致封口材料有導(dǎo)電性，即使這樣，與未配置氧化膜修復(fù)體相比，還是充分確保了封口材料與電容元件之間的絕緣性。
[0053][12]本發(fā)明的固體電解電容器中，所述氧化膜修復(fù)體的理想配置是在所述側(cè)面部與所述電容元件之間。
[0054]這樣，配置在側(cè)面部與電容元件之間的氧化膜修復(fù)體也保持著水分，因此，整個外殼內(nèi)部的水蒸氣濃度很高，其結(jié)果，配置在外殼底面部與電容元件之間(以及封口材料與電容元件之間)的氧化膜修復(fù)體就