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公開番号2025125536
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-27
出願番号2025022191
出願日2025-02-14
発明の名称電解コンデンサ及び製造方法
出願人日本ケミコン株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H01G 9/035 20060101AFI20250820BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】陰極体の酸化皮膜の溶解を抑制することにより、電解コンデンサの特性変化を抑制する。
【解決手段】電解コンデンサは、弁作用金属を基材とする箔表面に誘電体皮膜が形成された陽極体、陽極体と対向する陰極体及び陽極体と陰極体との間に介在する電解液を備える。この陰極体は、弁作用金属を基材とする箔、当該箔の表面に形成された酸化皮膜、及び当該酸化皮膜上に積層され、炭素材を含有するカーボン層とを有する。電解液は、溶媒、溶質、及び無機酸化物コロイド粒子を含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
弁作用金属を基材とする箔表面に誘電体皮膜が形成された陽極体と、
前記陽極体と対向する陰極体と、
前記陽極体と前記陰極体との間に介在する電解液と、
を備え、
前記陰極体は、弁作用金属を基材とする箔、当該箔の表面に形成された酸化皮膜、及び当該酸化皮膜上に積層され、炭素材を含有するカーボン層とを有し、
前記電解液は、溶媒、溶質、及び無機酸化物コロイド粒子を含むこと、
を特徴とする電解コンデンサ。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記無機酸化物コロイド粒子はシリカであること、
を特徴とする請求項１記載の電解コンデンサ。
【請求項３】
前記無機酸化物コロイド粒子が有機物で表面修飾されていること、
を特徴とする請求項１記載の電解コンデンサ。
【請求項４】
前記有機物で表面修飾した無機酸化物コロイド粒子は、前記電解液全量に対して４．５ｗｔ％以上１７ｗｔ％以下含まれること、
を特徴とする請求項３記載の電解コンデンサ。
【請求項５】
前記陽極体、前記陰極体及び前記電解液を有するコンデンサ素子と、
前記コンデンサ素子を封止する外装と、
を更に備え、
前記外装内には、前記電解液全量に対して２ｗｔ％以上９．５ｗｔ％以下の水分が含まれること、
を特徴とする請求項１記載の電解コンデンサ。
【請求項６】
前記溶質は、前記電解液全量に対して５ｗｔ％以上２５ｗｔ％以下含まれること、
を特徴とする請求項１記載の電解コンデンサ。
【請求項７】
前記陽極体、前記陰極体及び前記電解液を有するコンデンサ素子と、
前記コンデンサ素子を封止する外装と、
を更に備え、
前記無機酸化物コロイド粒子は、エポキシ基、ウレイド基又はメタクリル基を有する有機物で表面修飾され、
前記炭素材は、表面にラクトン基、無水カルボキシル基又はこれらの両方を有し、
前記有機物で表面修飾した無機酸化物コロイド粒子は、前記電解液全量に対して４．５ｗｔ％以上１７ｗｔ％以下含まれ、
前記外装内には、前記電解液全量に対して２ｗｔ％以上９．５ｗｔ％以下の水分が含まれること、
を特徴とする請求項３記載の電解コンデンサ。
【請求項８】
弁作用金属基材の箔表面に誘電体皮膜を形成する陽極体形成工程と、
表面に酸化皮膜を有する弁作用金属基材に、炭素材を含むカーボン層を積層する陰極体形成工程と、
陽極体と陰極体とをセパレータを介在させて重ね合わせる素子形成工程と、
素子に電解液を含浸させる電解液含浸工程とを有し、
前記電解液は、溶媒、溶質、及び無機酸化物コロイド粒子を含むこと、
を特徴とする電解コンデンサの製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解コンデンサ及び製造方法に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
電解コンデンサは、タンタルあるいはアルミニウム等のような弁作用金属を陽極体及び陰極体として備えている。陽極体は、弁作用金属を焼結体あるいはエッチング箔等の形状にすることで拡面化され、拡面化された表面に誘電体皮膜を有する。陽極体と陰極体の間には電解液が介在する。電解液は、陽極体の凹凸面に密接し、真の陰極として機能する。
【０００３】
電解液は、陽極体の誘電体皮膜と陰極体との間に介在する。そのため、電解液の電気伝導率及び温度特性等は、インピーダンス、誘電損失（ｔａｎδ）及び等価直列抵抗（ＥＳＲ）等の電解コンデンサの電気的特性に大きな影響を及ぼす。また、電解液は、陽極体に形成された誘電体皮膜の劣化や損傷等の劣化部を修復する化成性を有し、電解コンデンサの漏れ電流（ＬＣ）や寿命特性に影響を及ぼす。
【０００４】
従って、電解コンデンサには少なくとも高電気伝導率の電解液が適当であるが、電解液の電気伝導率を高めると火花電圧が低下する傾向があり、電解コンデンサの耐電圧特性が損なわれる虞がある。安全性の観点から、電解コンデンサに定格電圧を超える異常電圧が印加されるような過酷な条件下であっても、ショートや発火を起こさぬよう高い耐電圧を有することが望ましい。
【０００５】
そこで、高電気伝導率を維持しつつ耐圧向上を図るべく、電解液に種々の無機酸化物コロイド粒子を添加する試みがなされている（特許文献１参照）。無機酸化物コロイド粒子は、典型的にはシリカコロイド粒子であるが、シリカ以外にもジルコニア、チタニア、アルミノシリケート、アルミノシリケート被覆シリカ等も提案されている。
【０００６】
しかしながら無機酸化物コロイド粒子を含有した電解液では、時間の経過とともに無機酸化物コロイド粒子の沈殿や凝集が起こり、電解液のゲル化が起り得る。そこで、無機酸化物コロイド粒子のゲル化や沈殿を抑制すべく、有機物で表面修飾した無機酸化物コロイド粒子が提案されている（例えば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開平１－２３２７１３号公報
特開平１０－２４１９９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
電解コンデンサには水分が含まれ得る。水分は、電解液内に意図的に含有させる場合に加え、電解コンデンサの製造工程で混入する場合がある。陰極体の弁作用金属は水和反応により劣化する。陰極体の弁作用金属の劣化は、例えば電解コンデンサの静電容量の低下を引き起こす。
【０００９】
そこで、従来から、陰極体の箔表面に酸化皮膜を形成し、箔の基材である弁作用金属を水分から保護することが知られている。しかし、電解液に有機物で表面修飾した無機酸化物コロイド粒子が含まれている場合、陰極側の箔に形成された酸化皮膜が溶解してしまうことが確認された。陰極体の酸化皮膜が溶解すると、弁作用金属が露出して水和反応による劣化を免れない。
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するために提案されたものであり、その目的は、陰極体の酸化皮膜の溶解を抑制することにより、電解コンデンサの特性変化を抑制する。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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