特許 6337998 電極箔、巻回形コンデンサ、電極箔の製造方法、及び巻回形コンデンサの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6337998

(24)【登録日】2018年5月18日

(45)【発行日】2018年6月6日

(54)【発明の名称】電極箔、巻回形コンデンサ、電極箔の製造方法、及び巻回形コンデンサの製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01G 9/04 20060101AFI20180528BHJP

   H01G 9/055 20060101ALI20180528BHJP

   H01G 9/00 20060101ALI20180528BHJP

【ＦＩ】

   H01G9/04 304

   H01G9/04 337

   H01G9/24 B

   H01G9/05 L

【請求項の数】9

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2017-155084(P2017-155084)

(22)【出願日】2017年8月10日

(62)【分割の表示】特願2017-541141(P2017-541141)の分割

【原出願日】2017年3月31日

(65)【公開番号】特開2017-224843(P2017-224843A)

(43)【公開日】2017年12月21日

【審査請求日】2017年8月10日

(31)【優先権主張番号】特願2016-72305(P2016-72305)

(32)【優先日】2016年3月31日

(33)【優先権主張国】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000228578

【氏名又は名称】日本ケミコン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100081961

【弁理士】

【氏名又は名称】木内 光春

(74)【復代理人】

【識別番号】100163500

【弁理士】

【氏名又は名称】片桐 貞典

(72)【発明者】

【氏名】成田 良幸

(72)【発明者】

【氏名】長原 和宏

(72)【発明者】

【氏名】田中 淳視

(72)【発明者】

【氏名】小野 昭二

【審査官】 田中 晃洋

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−１５３０２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−３１４６３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−３１４６３７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｇ ９／０４

Ｈ０１Ｇ ９／００

Ｈ０１Ｇ ９／０５５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

帯状の箔により成り、
前記箔の表面に形成された拡面部と、
前記箔のうち、前記拡面部を除いた残部である芯部と、
前記拡面部に帯の幅方向に延在し、前記拡面部を分断する複数の分断部と、
前記拡面部の表面、又は前記拡面部と前記分断部の表面に形成された誘電体皮膜と、
を備え、
前記分断部は、
平均ピッチが２．１ｍｍ以下の間隔を空けて設けられていること、
を特徴とする電極箔。

【請求項2】

前記分断部は、
前記箔を完全に横断し、又は部分的に横断するように延在すること、
を特徴とする請求項１記載の電極箔。

【請求項3】

前記分断部は、
帯長手方向の１０ｍｍの範囲に４箇所以上設けられていること、
を特徴とする請求項１又は２記載の電極箔。

【請求項4】

前記分断部は、
平均ピッチが１．０ｍｍ以下の間隔を空けて設けられていること、
を特徴とする請求項１又は２記載の電極箔。

【請求項5】

前記分断部は、前記拡面部が割れて成り、前記箔を平坦にした状態で溝幅が実質的に０であること、
を特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の電極箔。

【請求項6】

請求項１乃至５の何れかに記載の電極箔を巻回して備えること、
を特徴とする巻回形コンデンサ。

【請求項7】

前記電極箔を巻回して成るコンデンサ素子を備え、
前記コンデンサ素子は、巻回中心に巻芯部を有し、
前記電極箔は、前記巻芯部に巻回され、
前記分断部は、少なくとも、前記巻芯部への巻き始めを含む所定半径内の巻回中心側に形成されていること、
を特徴とする請求項６記載の巻回形コンデンサ。

【請求項8】

帯状の箔の表面に拡面部を形成するステップと、
前記拡面部を分断する複数の分断部を、平均ピッチが２．１ｍｍ以下の間隔を空けて、前記箔の帯の幅方向に各々延在させるステップと、
前記箔を化成処理し、前記拡面部の表面、又は前記拡面部と前記分断部の表面に誘電体皮膜を形成するステップと、
を有すること、
を特徴とする電極箔の製造方法。

【請求項9】

請求項８記載の製造方法で得られた前記電極箔を巻回することでコンデンサ素子を形成する素子形成ステップと、
前記コンデンサ素子に電解質を形成する電解質形成ステップと、
前記コンデンサ素子をエージングするエージングステップと、
を有し、
前記電解質形成ステップにより前記電解質を形成した後に前記エージングステップを行い、又は前記エージングステップの後に前記電解質形成ステップによって前記エージングされたコンデンサ素子に前記電解質を形成すること、
を特徴とする巻回形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、巻回形コンデンサに用いられる電極箔に関する。

【背景技術】

【0002】

電解コンデンサは、陽極の誘電体皮膜を対向電極と密着させるべく、電解質で空隙を埋めて成り、電解質が液体である非固体電解コンデンサ、電解質が固体である固体電解コンデンサ、電解質として、液体と固体を備えたハイブリッド形電解コンデンサ、電極双方に誘電体皮膜を形成した両極性電解コンデンサが含まれる。この電解コンデンサは、コンデンサ素子を電解質に含浸させて成り、コンデンサ素子は、アルミニウムなどの弁金属箔に誘電体皮膜を形成した陽極箔と、同種または他の金属の箔によりなる陰極箔とを対向させ、陽極箔と陰極箔との間にセパレータを介在させて構成されている。

【0003】

電解コンデンサの静電容量は誘電体皮膜の表面積に比例する。通常、電解コンデンサの電極箔にはエッチング等の拡面化処理が施され、この拡面化処理が施された拡面部には化成処理が施されて、大表面積の誘電体皮膜を有する。近年は、電解コンデンサの静電容量の更なる増大を図るべく、電極箔の表面から一層深部に至るまで拡面化を進展させている。

【0004】

換言すれば、電解コンデンサにおいては、電極箔の芯部が、より一層薄くなる傾向を示している。誘電体皮膜を有する拡面部は、芯部と比べて、柔軟性及び延伸性が低い。そのため、誘電体皮膜の大表面積化が図られた電極箔は、柔軟性及び延伸性に富む残芯部の薄厚化により、柔軟性及び延伸性が低下している。

【0005】

ここで、このような電極箔を用いた電解コンデンサとして、小型化と大容量化を両立すべく、巻回形コンデンサの形態が採られる場合がある。巻回形コンデンサのコンデンサ素子は、セパレータを挟んで陽極箔及び陰極箔を重ね合わせ、筒型に巻回して成る。近年の誘電体皮膜の表面積増大措置は、この巻回形コンデンサの巻回性に大きな問題を生じさせている。

【0006】

すなわち、図１０に示すように、拡面化処理した拡面部１０３に化成処理して誘電体皮膜１０５を形成することで、電極箔１０１は柔軟性及び延伸性が低下してしまう。そうすると、柔軟性及び延伸性が低下した電極箔１０１は弓なりに変形できず、電極箔１０１を滑らかに湾曲させながら巻回することは困難となり、巻回により所々に折れ曲がりが生じてしまう。特に、巻回時の曲げ応力の集中は、最悪の場合、芯部１０２をも破壊するクラック１０４を発生させてしまう。この芯部１０２をも破壊するクラック１０４は、電極箔１０１の折れ曲がりを誘発する。

【0007】

電極箔１０１が所々折れ曲がって巻回されると、コンデンサ素子の径は大きくなる。そのため、巻回形コンデンサの静電容量を維持しようとすると、巻回形コンデンサが大型化する。または、巻回形コンデンサの径を維持しようとすると、巻回形コンデンサの静電容量は低下してしまう。さもなければ、不良品として取り扱い、歩留まりが悪化することになる。

【0008】

【特許文献1】特開２００７−１４９７５９号公報

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するため、誘電体皮膜の大表面積化を進展させつつ、巻回時に芯部をも破壊するクラックを発生させ難い電極箔、当該電極箔を巻回した巻回形コンデンサ、電極箔の製造方法、及び巻回形コンデンサの製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記目的を達成するため、本発明に係る電極箔は、帯状の箔により成り、前記箔の表面に形成された拡面部と、前記箔のうち、前記拡面部を除いた残部である芯部と、前記拡面部に帯の幅方向に延在し、前記拡面部を分断する複数の分断部と、前記拡面部の表面、又は前記拡面部と前記分断部の表面に形成された誘電体皮膜と、を備え、前記分断部は、平均ピッチが２．１ｍｍ以下の間隔を空けて設けられていること、を特徴とする。

【0011】

前記分断部は、前記箔を完全に横断し、又は部分的に横断するように延在するようにしてもよい。

【0012】

前記分断部は、帯長手方向の１０ｍｍの範囲に４箇所以上設けられているようにしてもよい。

【0014】

前記分断部は、平均ピッチが１．０ｍｍ以下の間隔を空けて設けられているようにしてもよい。

【0015】

前記分断部は、前記箔を平坦にした状態で溝幅が０を含む５０μｍ以下であるようにしてもよい。

【0016】

前記分断部は、前記拡面部が割れて成り、前記箔を平坦にした状態で溝幅が実質的に０であるようにしてもよい。

【0017】

前記拡面部と前記分断部の表面に誘電体皮膜を有するようにしてもよい。

【0018】

この電極箔を巻回して備える巻回形コンデンサも本発明の一態様である。

【0019】

この巻回形コンデンサは、前記電極箔を巻回して成るコンデンサ素子を備え、前記コンデンサ素子は、巻回中心に巻芯部を有し、前記電極箔は、前記巻芯部に巻回され、前記分断部は、少なくとも、前記巻芯部への巻き始めを含む所定半径内の巻回中心側に形成されているようにしてもよい。

【0020】

また、上記目的を達成するため、本発明に係る電極箔の製造方法は、帯状の箔の表面に拡面部を形成するステップと、前記拡面部を分断する複数の分断部を、平均ピッチが２．１ｍｍ以下の間隔を空けて、前記箔の帯の幅方向に各々延在させるステップと、前記箔を化成処理し、前記拡面部の表面、又は前記拡面部と前記分断部の表面に誘電体皮膜を形成するステップと、を有すること、を特徴とする。

【0021】

前記分断部の形成の後、前記箔を化成処理するステップを更に有するようにしてもよい。

【0022】

前記拡面部の形成の後、前記分断部の形成の前に、前記箔を化成処理するステップを更に有するようにしてもよい。

【0023】

前記拡面部の形成の後、前記分断部の形成の前に、前記箔を化成処理するステップと、前記分断部の形成の後、前記箔を再化成処理するステップと、を更に有するようにしてもよい。

【0024】

また、上記目的を達成するため、本発明に係る巻回形コンデンサの製造方法は、前記電極箔を巻回することでコンデンサ素子を形成する素子形成ステップと、前記コンデンサ素子に電解質を形成する電解質形成ステップと、前記コンデンサ素子をエージングするエージングステップと、を有し、前記電解質形成ステップにより前記電解質を形成した後に前記エージングステップを行い、又は前記エージングステップの後に前記電解質形成ステップによって前記エージングされたコンデンサ素子に前記電解質を形成すること、を特徴とする。

【発明の効果】

【0025】

本発明によれば、複数の分断部の存在により巻回時の曲げ応力が分散するため、巻回時に芯部をも破壊するクラックが生じにくく、滑らかに湾曲した良好な巻回が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本実施形態に係る電極箔の構造を示し、（ａ）は長手方向に沿った切断図であり、（ｂ）は上面図である。

【図2】本実施形態に係る巻回形コンデンサが備えるコンデンサ素子を示す斜視図である。

【図3】本実施形態の分断部を備えた電極箔の長手方向に沿った断面図である。

【図4】実施例１に係る、本実施形態の分断部を備えた電極箔の長手方向に沿った断面写真である。

【図5】実施例１に係る、本実施形態の分断部を備えた電極箔の表面を示す写真であり、写真長辺方向が電極箔の幅方向であり、写真短辺方向が電極箔の長手方向である。

【図6】比較例１に係る電極箔の長手方向に沿った断面写真である。

【図7】実施例１乃至５及び比較例１のエリクセン試験の結果を示すグラフである。

【図8】実施例１及び比較例１を巻回したコンデンサ素子の写真である。

【図9】実施例１及び比較例１の巻回形コンデンサのエージング処理において流した電流を経過時間毎に示したグラフである。

【図10】従来の電極箔の長手方向に沿った断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、本発明に係る電極箔及び巻回形コンデンサの実施形態について詳細に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものでない。

【0028】

（電極箔）
図１に示す電極箔１は、巻回形コンデンサの陽極箔、誘電体皮膜５が形成された陰極箔又は両方に用いられる。巻回形コンデンサの代表例としては電解コンデンサであり、電解コンデンサとしては、電解質が液体であり、陽極箔に誘電体皮膜を形成した非固体電解コンデンサ、電解質が固体であり、陽極箔に誘電体皮膜を形成した固体電解コンデンサ、電解質として、液体と固体を備えたハイブリッド形電解コンデンサ、及び陽極箔と陰極箔の双方に誘電体皮膜を形成した両極性電解コンデンサが挙げられる。

【0029】

電極箔１は、アルミニウム、タンタル、チタン、ニオブ及び酸化ニオブ等の弁金属を材料とする。純度は、陽極箔に関して９９．９％程度以上が望ましく、陰極箔に関して９９％程度以上が望ましいが、ケイ素、鉄、銅、マグネシウム、亜鉛等の不純物が含まれていても良い。図１に示すように、この電極箔１は、長尺であり、厚み方向中心の芯部２を残して両面に拡面部３が形成され、拡面部３の一方又は両方に複数の分断部４が形成され、拡面部３と分断部４の表面に誘電体皮膜５が形成されて成る。

【0030】

拡面部３は多孔質構造を有する。多孔質構造は、トンネル状のピット、海綿状のピット、又は密集した紛体間の空隙により成る。この拡面部３は、典型的には塩酸等のハロゲンイオンが存在する酸性水溶液中で直流又は交流を印加する直流エッチング又は交流エッチングにより形成され、若しくは芯部に金属粒子等を蒸着又は焼結することにより形成される。

【0031】

この電極箔１には、低圧用電極箔、中高圧用電極箔が含まれる。また、弁金属の拡面部３を除く残部、又は蒸着等により金属粒子等が付着される基材が芯部２に相当する。換言すると、例えば未エッチング層又は基材が芯部２に相当する。拡面部３及び芯部２の厚みは特に限定されないが、拡面部３の厚みが両面合わせて４０〜２００μｍ、芯部２の厚みが８〜６０μｍの範囲が好ましい。

【0032】

分断部４は、電極箔１の表面から芯部２に向かう深さ方向に、拡面部３を分断する。分断部４は、芯部２を完全に分断するまでに至らなければ良く、芯部２に至らない深さ、最深部がちょうど芯部２に到達する深さ、及び最深部が芯部２に食い込む深さの何れであってもよい。また、全ての分断部４の深さが統一されている必要はない。

【0033】

分断部４は、電極箔１の帯長手方向に対して直交する幅手方向に形成される。その分断部４は、電極箔１を完全に横断し、又は部分的に横断するように延びる。すなわち、ある分断部４は、電極箔１の一方の長辺から延びて他方の長辺に至る。また、ある分断部４は、電極箔１の一方の長辺から箔中心線未満又は箔中心線を超えて延び、他方の長辺には至らない。また、ある分断部４は、電極箔１の他方の長辺から箔中心線未満又は箔中心線を超えて延び、一方の長辺には至らない。幅手方向に沿って形成されている分断部４同士が繋がっていてもよい。全ての分断部４の延びる向き及び長さが統一されている必要はない。

【0034】

この分断部４は、拡面部３をひび割れさせ、拡面部３を裂き、電極箔１の厚み方向に沿って拡面部３に切り込みを入れ、拡面部３を切り欠き、又は電極箔１の厚み方向に沿って拡面部３を掘り込むことにより形成される。従って、分断部４の実態の例は、割れ目、裂け目、切り込み、切り欠き又は掘り込みである。但し、拡面部３を分断していれば、分断部４の態様は特に限られない。

【0035】

分断部４の溝幅は、電極箔１を湾曲させずに平坦にならした際、０を含む５０μｍ以下である。分断部４の溝幅とは、電極箔１の表層付近で計測された、電極箔１の長手方向に沿った長さである。分断部４を割れ、裂き、又は切り込みにより形成した場合、分断部４の溝幅は実質的に０となる。実質的に０とは、電極箔１を湾曲させずに平坦にならした際、分断部４の界面が少なくとも部分的に接している状態をいう。分断部４の溝幅が５０μｍ以下であれば、電極箔１の柔軟性及び延伸性を損なうことなく、誘電体皮膜５の表面積減少に伴う、巻回形コンデンサの静電容量の大きな低下を抑止できる。

【0036】

ここで、分断部４の形成方法として、例えば、丸棒へ電極箔１を押し付ける等の物理的手段によることが考えられる。丸棒を利用する形成方法では、電極箔１の芯部２が長手方向に伸び、その結果芯部２の厚みが薄くなる。しかしながら、分断部４の溝幅を５０μｍ以下とすることで、芯部２の厚みが薄くなり難く、電極箔１の柔軟性及び延伸性は向上する。この点においても、分断部４の溝幅を５０μｍ以下とすることが好ましい。

【0037】

また、分断部４は、電極箔１の帯長手方向において、１０ｍｍの範囲当たり、４箇所以上設けられている。分断部４の数が少ないと、電極箔１を巻回する際に各分断部４に曲げ応力が分散しても、各分断部４にかかる応力が大きくなり、分断部４から芯部２をも破壊するクラックが生じやすくなる。隣接する分断部４の間隔は、平均ピッチが２．１ｍｍ以下であればよく、より望ましくは平均ピッチが１．０ｍｍ以下である。平均ピッチが２．１ｍｍ以下であれば、分断部４が未形成の電極箔１と比べて、エクセリン値が大きくなることが確認された。

【0038】

尚、平均ピッチは、電極箔１の長手方向に沿った断面を数箇所任意に選択し、各断面写真から任意で選択した連続する４本の分断部４の間隔の平均値を各々算出し、更に各平均値の平均値を取って算出した。分断部４の間隔は、電極箔１の表面付近を計測して得た。

【0039】

分断部４は、電極箔１の長手方向に沿って均一な平均ピッチや単位範囲内の数で形成されてもよい。また、電極箔１が巻回された際の、当該分断部４が形成される箇所における曲率を加味して、平均ピッチや単位範囲内の数を変更することもできる。曲率が小さくなればなるほど、すなわち巻回されたときに外周側になればなるほど、曲げ応力は小さくなり、クラックの発生の虞が低減するからである。

【0040】

例えば、巻軸への電極箔１の巻き始め部分にのみ、分断部４を形成しておくようにしてもよい。電極箔１の巻き始め部分は曲率が大きく、クラックが発生しやすい。また、分断部４が位置する箇所における巻回半径に比例させて、平均ピッチを大きく取ったり、当該半径に反比例させて、単位範囲内の数を減少させるようにしてもよい。分断部４の数が減れば減るほど、巻回形コンデンサの静電容量への影響が低減する。

【0041】

この分断部４は、両面の拡面部３に各々形成されることが望ましいが、巻回時の電極箔１の延びの観点から、少なくとも、電極箔１の巻回時に箔外側になって張力を受ける拡面部３に形成されるとよい。

【0042】

誘電体皮膜５は、拡面部３を化成処理して成り、典型的にはアジピン酸やホウ酸等の水溶液等のハロゲンイオン不在の溶液中で電圧印加して形成される酸化皮膜を用いる。

【0043】

ここで、誘電体皮膜５は、分断部４の内表面にも形成しておくことが好ましい。分断部４の表面にも誘電体皮膜５が形成されると電極箔１の安定性が増す。また、分断部４の内表面にも誘電体皮膜５を形成しておくと、誘電体皮膜５を修復するためのエージング処理に必要な電気量(Ａ・ｓ／Ｆ)が少なくて済むという知見が得られたためである。

【0044】

以下、推測ではあるが、電極箔１に分断部４が形成されていない場合、巻回時に曲げ応力が集中するため、多数の微細なクラックが発生し、このクラックの内表面には未酸化の金属部分が露出してしまう場合があるが、分断部４を形成しておくと、各分断部４が曲げ応力を分担するため、曲げ応力の集中が起こりにくく、巻回時のクラック発生が抑制される。巻回時のクラック発生が抑制されると、クラックの内表面から未酸化の金属部分（アルミニウム）が露出し難い。即ち、分断部４を形成した後に化成処理をすれば、分断部４の内表面にも誘電体皮膜５を形成され、換言すれば分断部４の溝表面からも未酸化の金属部分は露出せず、エージング処理に必要な電気量が少なくなる。

【0045】

また、化成処理前に分断部４を形成しておくと、電極箔１の円滑な製造工程が実現する。そのため、好ましくは、拡面部３の形成の後、化成処理前に分断部４を形成しておく。この場合、分断部４の形成前に薄い酸化物を形成しておくことで、分断部４の形成は容易になる。

【0046】

尚、化成処理後に分断部４を形成しても、分断部４による巻回時の応力分散効果は得られ、巻回時に芯部をも破壊するクラックが生じにくく、滑らかに湾曲した良好な巻回が可能となる。また、分断部４の形成前に化成処理し、分断部４の形成後に再化成処理をすることで、分断部４の表面に誘電体皮膜５を形成することもできる。

【0047】

（巻回形コンデンサ）
図２は、この電極箔１を用いた巻回形コンデンサのコンデンサ素子６を示す模式図であり、アルミニウム電解コンデンサによる例示である。コンデンサ素子６において、陽極箔である電極箔１と陰極箔７とは、紙や合成繊維等のセパレータ８を介在させて重ね合わせられる。セパレータ８は、その一端が電極箔１及び陰極箔７の一端よりも飛び出すように重ね合わせておく。そして、飛び出したセパレータ８を先に巻き始めて巻芯部９を作成し、続けて其の巻芯部９を巻軸にして、電極箔１と陰極箔７とセパレータ８の層を巻回していく。

【0048】

このようにして作成されたコンデンサ素子６は、電解コンデンサを作成する場合、電解液に含浸され、有底筒状の外装ケースに収納され、陽極端子及び陰極端子を引き出して封口体で封止され、エージング処理されることで、巻回形コンデンサの態様を採る。また、このようにして作成されたコンデンサ素子６は、固体電解コンデンサを作成する場合、エージング処理された後、電解質が形成され、有底筒状の外装ケースに収納され、陽極端子及び陰極端子を引き出して封口体で封止されることで、巻回形コンデンサの態様を採る。

【0049】

尚、電極箔１に分断部４を形成すると、コンデンサ素子６の巻回時に生じる電極箔１の芯部２への応力が抑制される。その結果、分断部４が未形成の電極箔を巻回した場合と比べて、巻回形コンデンサの電極箔１の誘電体皮膜５を修復するためのエージング処理に必要な電気量(Ａ・ｓ／Ｆ)が少なくて済むとの知見が得られた。

【0050】

図３は、コンデンサ素子６に巻回させた電極箔１の状態を示す模式図である。本実施形態の電極箔１では、複数の分断部４が曲げ応力を分担して引き受け、各分断部４に曲げ応力が分散する。そのため、芯部２の破壊に至るような応力が電極箔１にかかることが抑止され、芯部２の破壊は免れ、電極箔１は折れ曲がることなく、滑らかに湾曲して巻回される。

【0051】

（実施例１）
この実施形態を示す電極箔１を次のように作成した。まず、基材として厚みが１１０μｍ、幅が１０ｍｍ、長さが５５ｍｍ、純度９９．９重量％以上のアルミニウム箔を用いた。そして、このアルミニウム箔の両面に拡面部３を形成した。具体的には、アルミニウム箔を、液温２５℃及び約８重量％の塩酸を主たる電解質とする酸性水溶液に浸し、エッチング処理を行った。エッチング処理では、交流１０Ｈｚ及び電流密度０．１４Ａ／ｃｍ^２の電流を基材に約２０分間印加し、アルミニウム箔の両面を拡面化した。

【0052】

エッチング処理後、両面がエッチング処理されたアルミニウム箔に分断部４を形成した。分断部４は、アルミニウム箔の帯長手方向と直交して発生させた。具体的には、物理的な処理方法として、φ０．５ｍｍの丸棒に対し、当該丸棒とアルミニウム箔の接触する領域の広さを示すラップ角を１８０度として、アルミニウム箔を押し付けて分断部４を形成した。

【0053】

更に、分断部４の形成後、化成処理を行い、拡面部３と分断部４の表面に誘電体皮膜５を形成した。具体的には、液温８５℃、１５重量％のアジピン酸の化成溶液中で１００Ｖの電圧を印加した。電圧印加は約２０分であり、耐電圧が約１００Ｖ相当の誘電体皮膜５が形成された。

【0054】

この結果、図４及び図５に示すように、実施例１の電極箔１は、誘電体皮膜５を有する拡面部３が芯部２の両面に各々厚さ３６μｍで存在し、厚さ３８μｍの芯部２が残った。分断部４の溝幅は１０μｍであった。丸棒の押し付けによって、分断部４は割れにより形成され、分断部４の平均ピッチは７０μｍで、分断部４の１０ｍｍ範囲当たりの個数は１４３個であった。

【0055】

（実施例２）
実施例１と同一の基材を用い、実施例１と同一のエッチング処理及び化成処理を行った。分断部４の形成処理については、φ６ｍｍの丸棒を用いた他は同一条件である。エッチング処理、分断部４の形成処理、及び化成処理の順番も実施例１と同じく、この順番で行った。

【0056】

この結果、実施例２の電極箔１は、実施例１と同一の芯部２、拡面部３及び誘電体皮膜５の厚さを備えていた。分断部４は割れにより形成され、分断部４の平均ピッチは２２０μｍで、分断部４の１０ｍｍ範囲当たりの個数は４５個であった。

【0057】

（実施例３）
実施例１及び２と同一の基材を用い、実施例１と同一のエッチング処理及び化成処理を行った。分断部４の形成処理についてφ１３ｍｍの丸棒を用いた他は、実施例１及び２と同一条件である。この結果、実施例３の電極箔１は、分断部４において、割れにより形成されている他、分断部４の平均ピッチは９５０μｍで、１０ｍｍ範囲当たりの個数は１０個であった。

【0058】

（実施例４）
実施例１乃至３と同一の基材を用い、実施例１乃至３と同一のエッチング処理及び化成処理を行った。分断部４の形成処理についてφ１６ｍｍの丸棒を用いた他は、実施例１乃至３と同一条件である。この結果、実施例３の電極箔１は、分断部４において、割れにより形成されている他、分断部４の平均ピッチは２１００μｍで、１０ｍｍ範囲当たりの個数は４個であった。

【0059】

（参考例）
実施例１乃至４と同一のエッチング処理及び化成処理を行った。分断部４の形成処理についてφ２２ｍｍの丸棒を用いた他は、実施例１乃至４と同一条件である。この結果、参考例の電極箔１は、分断部４において、割れにより形成されている他、分断部４の平均ピッチ３１００μｍで、１０ｍｍ範囲当たりの個数は３個であった。

【0060】

（比較例１）
実施例１乃至４及び参考例と同一の基材を用い、実施例１乃至４及び参考例と同一のエッチング処理及び化成処理を行った。但し、分断部４の形成処理を省いており、分断部４は未形成である。この結果、図６に示すように、実施例１乃至４及び参考例と同じく、比較例１の電極箔は、芯部２の両面に各々拡面部３を備え、各拡面部３は、誘電体皮膜５を備え、誘電体皮膜５を備えた拡面部３の厚さは各々厚さ３６μｍとなり、芯部２の厚さは３８μｍとなっていた。

【0061】

（エリクセン試験）
これら実施例１乃至４及び参考例の電極箔１、及び比較例１の電極箔に対してエリクセン試験を行った。エリクセン試験では、内径３３ｍｍを有するダイスとしわ押えで、実施例１乃至４及び参考例の電極箔１及び比較例１の電極箔を１０ｋＮで挟み込み、たがね状を有するポンチで押し込んだ。たがね状のポンチは、幅３０ｍｍで、先端部が断面視φ４ｍｍの球面である。電極箔１の帯長手方向に直交させるようにして、ポンチのたがね部位を押し込んだ。ポンチの押し込み速度は０．５ｍｍ／ｍｉｎとした。

【0062】

このエリクセン試験の結果を図７に示す。図７は、横軸を分断部４の平均ピッチ、縦軸をエリクセン値としたグラフである。図７に示すように、比較例１のエリクセン値が１．４ｍｍであったのに対し、参考例のエリクセン値は１．５ｍｍとなっていた。すなわち、分断部４を設けることで巻回時の曲げ応力が分散し、電極箔１の柔軟性及び延伸性が向上することがわかる。

【0063】

また、分断部４の平均ピッチを２１００μｍ以下とすると、エリクセン値は１．７ｍｍ以上となり、分断部４が未形成であった場合と比べて明確な差が生じた。すなわち、平均ピッチ２１００μｍ以下で分断部４を設けることで巻回時の曲げ応力が良好に分散し、電極箔１に良好な柔軟性及び延伸性が付与されることがわかる。

【0064】

特に、分断部４の平均ピッチを９５０μｍ以下とすると、エリクセン値は２．０ｍｍ以上となり、分断部４が未形成であった場合と比べて飛躍的に優れた結果となった。すなわち、平均ピッチ９５０μｍ以下で分断部４を設けることで巻回時の曲げ応力が極めて良好に分散し、電極箔１に極めて良好な柔軟性及び延伸性が付与されることがわかる。さらには、分断部４の平均ピッチを２２０μｍ以下とすると、エリクセン値は２．６ｍｍ以上となり、分断部４が未形成であった場合と比べてさらに飛躍的に優れた結果となった。

【0065】

（巻回試験）
実施例１の電極箔１と比較例１の電極箔を実際に巻回し、コンデンサ素子６を作成した。巻回した実施例１の電極箔１と比較例１の電極箔は、共に、幅が５．６ｍｍ、長さが１２５ｍｍの寸法を有していた。結果を図８に示す。図８は、巻回された実施例１の電極箔１と比較例１の電極箔の写真である。図８の（ａ）に示すように、比較例１の電極箔を巻回すると、巻芯部９付近については各所で多数の折れ曲がりが発生していることがわかる。また、巻芯部９から離れて曲率が大きくなった中層付近でも、各所で多数の折れ曲がりが発生していることがわかる。更に、コンデンサ素子６の外周面付近でも、一部に折れ曲がりが発生していることがわかる。

【0066】

一方、図８の（ｂ）に示すように、実施例１の電極箔１を巻回すると、コンデンサ素子６の外周面付近はおろか、巻芯部９付近であっても、折れ曲がりが未発生であり、滑らかに湾曲して巻回されていることがわかる。

【0067】

従って、図８の（ａ）に示すように、同長の電極箔を巻回したコンデンサ素子６の直径は、比較例１において７．３６ｍｍにまで広がっているのに対し、図８の（ｂ）に示すように、同長の電極箔１を巻回したコンデンサ素子６の半径は、実施例１において７．１０ｍｍに収まった。

【0068】

（エージング評価）
実施例１の電極箔１と比較例１の電極箔を陽極箔として用いて巻回し、コンデンサ素子６を作成した。実施例１の電極箔１と比較例１の電極箔は、共に、幅が５．６ｍｍ、長さが１２５ｍｍの寸法を有していた。陰極箔７にはアルミニウム箔を用いた。陰極箔７には、拡面部３を形成し、誘電体皮膜５は形成しなかった。セパレータにはセルロース繊維を用いた。

【0069】

実施例１の電極箔１を用いたコンデンサ素子６と比較例１の電極箔を用いたコンデンサ素子には電解液を含浸し、有底筒状の外装ケースに収納し、陽極端子及び陰極端子を引き出して封口体で封止した。電解液は、フタル酸アミジニウム塩のγ―ブチロラクトン溶液を用いた。これにより、実施例１の電極箔１を用いた巻回形コンデンサと比較例１の電極箔を用いた巻回形コンデンサが作製された。

【0070】

作製された両巻回形コンデンサをエージング処理し、エージング処理に要した電気量を測定した。エージング処理では、１００℃の温度条件にて定格電圧を印加してエージング処理を行った。このエージング処理の間、陽極端子と陰極端子との間に流れた電流変化を測定した。尚、両巻回形コンデンサに対してエージング処理開始時点で流した電流値は同値である。図９は、エージング処理開始時点の電流値を１００％とし、エージング処理開始時点に対する各経過時間の電流値の百分率を示すグラフである。

【0071】

図９に示すように、実施例１の電極箔１を用いた巻回形コンデンサでは、２分に待たずに電流値が減少し始め、３分程度でエージング開始時点の約３０％まで電流値が減少した。これに対し、比較例１の電極箔を用いた巻回形コンデンサでは、２分を超えて３分弱で電流値の減少が見られ、電流値がエージング開始時点の約３０％まで減少するのに５分程度かかった。即ち、図９に示すように、実施例１は比較例１と比べて１分以上早く電流値が減少し始め、エージング開始から５分経過までの電流値と時間の積において、実施例１の電極箔１を用いた巻回形コンデンサは、比較例１の電極箔を用いた巻回形コンデンサと比べてエージング処理に要する電気量が削減されていることが確認された。

【符号の説明】

【0072】

１ 電極箔
２ 芯部
３ 拡面部
４ 分断部
５ 誘電体皮膜
６ コンデンサ素子
７ 陰極箔
８ セパレータ
９ 巻芯部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】