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分隔件和鋁電解電容器的製作方法

2023-05-19 22:02:16 1


本發明涉及適合用於鋁電解電容器的分隔件、和使用該分隔件的鋁電解電容器。



背景技術:

近年來,電子學化發展的汽車相關設備、數碼設備中,節約能源化在推進,對搭載於這些設備的部件要求低阻抗化·長壽命化等。而且,通過搭載於這些設備的部件的低阻抗化而可以得到電力損失的減少、對半導體工作電力的低電壓化·高速化的應對、頻率特性的提高等較多的優點。

另外,由於不僅日本而且世界各國的節約能源政策、石油代替能源政策,而在風力發電、太陽能電池、混合動力車、電動汽車、各種節約能源設備等與環境相關的一切領域中,能源效率良好的倒相電路等的利用擴大正在持續。家庭用製品中,以節約能源化為目的,空調、電冰箱、洗衣機、照明設備等大量設備也具備倒相電路。

倒相電路中,以從整流器輸出的直流中所含的變動成分的平滑化為目的,使用了鋁電解電容器。

鋁電解電容器在倒相電路的構成構件中佔較大的體積比率,因此,對鋁電解電容器的進一步小形化的期望強烈。

另外,對鋁電解電容器施加波紋電流的情況下,由於損失而自發熱。鋁電解電容器的阻抗低,從而可以抑制由波紋電流所導致的發熱。對於鋁電解電容器來說,發熱是直接對壽命有影響的因素,發熱小直接與長壽命化相關,因此,對低阻抗化的要求進一步變高。

一般來說,鋁電解電容器等電解電容器如下製作:使分隔件夾設於陽極鋁箔與陰極鋁箔之間,將它們卷繞而形成電容器元件,使電解液浸滲於該電容器元件,將其插入至殼體並封口,從而製作。

已知電解液和分隔件對鋁電解電容器的阻抗有較大影響。為了改善鋁電解電容器的阻抗,對電解液、分隔件來說,低阻抗化的要求也提高。

另外,為了鋁電解電容器的小型化,減薄分隔件是有效的。

使用相同面積的鋁箔的情況下,如果使用薄的分隔件形成電容器元件,則可以製作外徑小的電容器元件。因此,尋求薄的分隔件。

鋁電解電容器中,分隔件的主要作用是兩電極箔的隔離和電解液的保持。對分隔件的原材料要求電絕緣性,而且為了保持各種種類的電解液,要求親水性、親油性。因此,使用了兼具這些特性的、以纖維素為原料的分隔件。

作為分隔件原料的纖維素的原材料,一般使用的是,針葉樹牛皮紙漿、馬尼拉麻漿、西班牙草漿等天然纖維素纖維、溶劑紡絲纖維素纖維那樣的再生纖維素纖維。

對分隔件的低阻抗化有效的方法是,降低分隔件的每平方米質量、減小密度、減薄厚度。

然而,單純地降低分隔件的每平方米質量、減小密度、減薄厚度時,會產生各種問題。

降低分隔件的每平方米質量、減小密度、減薄厚度的情況下,分隔件的緻密性也降低。因此,用於鋁電解電容器時,元件短路不良率、老化短路不良率增大,假定即使沒有發生短路的情況下,也有如下難點:進行製品化而向市場出售後的短路不良率變高。

另外,降低分隔件的每平方米質量、減小密度、減薄厚度的情況下,分隔件的撕裂強度的值也降低。其結果,鋁電解電容器的製造工序中,產生分隔件的斷裂,生產率、成品率降低。

由於這些理由,對於分隔件要求即使每平方米質量低、密度低、厚度薄也不會增加短路不良率的高緻密性、和各工序中不產生斷紙的強度。

為了提高分隔件的緻密性、減少鋁電解電容器的短路不良率,已知的是,加厚分隔件的厚度、或者減小表示作為原料的紙漿的打漿程度的基於jisp8121的csf(加拿大標準游離度(canadianstandardfreeness))的數值來提高密度。

然而,加厚分隔件的厚度、增大密度時,阻抗會惡化。

另外,鋁電解電容器元件卷繞時,對分隔件、陽極箔、陰極箔主要沿長度方向施加應力。然而,由於輸送輥上的分隔件位置左右搖動,因此有時也沿分隔件的寬度方向施加應力。此時,如果分隔件的撕裂強度弱,則有時分隔件斷裂,成品率會降低。

因此,對鋁電解電容器用分隔件也要求分隔件的撕裂強度強。

如以上述那樣,對鋁電解電容器用分隔件要求阻抗性能優異、能夠改善短路不良率、且提高成品率的、薄的分隔件。

一直以來,鋁電解電容器用分隔件中,為了實現特性的提高,提出了各種構成(例如參照專利文獻1~專利文獻7)。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1:日本特開平5-267103號公報

專利文獻2:日本特開2010-239094號公報

專利文獻3:日本特開2009-158811號公報

專利文獻4:日本特開2006-253728號公報

專利文獻5:日本特開2012-221567號公報

專利文獻6:日本特開昭53-142652號公報

專利文獻7:日本特開平6-168848號公報



技術實現要素:

發明要解決的問題

專利文獻1中,為了提高分隔件的緻密性、且改善阻抗性能,提出了使用經過打漿的溶劑紡絲纖維素纖維的方法。使用打漿程度高的溶劑紡絲纖維素纖維的分隔件的緻密性高,且形成微多孔狀的紙質,使用該分隔件製作的鋁電解電容器的阻抗和短路不良率這兩種特性得到提高。

然而,如專利文獻1那樣,使用能夠打漿的再生纖維素纖維100質量%的分隔件的情況下,撕裂強度低,因此,鋁電解電容器的製造工序中,有時產生分隔件的斷裂。

認為該分隔件的斷裂的產生源於以下的理由。

通過提高能夠打漿的再生纖維素纖維的打漿程度,可以得到幾10nm~幾μm的微細的原纖維。所得原纖化微細纖維的剛性高而不易壓扁,因此,製成紙時,不會像天然纖維的原纖化微細纖維那樣以薄膜狀結合。因此,通過分隔件中使用將再生纖維素纖維打漿而得到的原纖化微細纖維,可以得到彼此獨立的微細纖維通過無數點粘接(氫鍵)而構成的、緻密性極高的分隔件。如此得到的分隔件雖然緻密性高,但是其結構上成為微多孔狀的紙質,而且原纖維截面為接近正圓的形狀,因此,與較扁平的天然纖維不同,不會妨礙離子的流動。其結果,使用配混有再生纖維素纖維的打漿原料的分隔件而製作的鋁電解電容器的阻抗和短路不良率這兩種特性得到改善。

然而,能夠打漿的再生纖維素纖維通過進行打漿而纖維間結合增加,拉伸強度提高,但進一步提高纖維的打漿程度時,撕裂強度急劇降低。即,基於纖維間結合的拉伸強度與撕裂強度處於相反關係,打漿程度越高,拉伸強度越提高,但撕裂強度會降低。

此處,為了提高撕裂強度而抑制打漿時,不僅拉伸強度降低而且緻密性也降低,因此,鋁電解電容器的短路不良率增加。

專利文獻2中,為了提高分隔件的撕裂強度、抑制鋁電解電容器製造工序中的分隔件的斷裂,提出了將再生纖維素纖維與經過打漿的天然纖維素纖維混抄的方法。通過使天然纖維素纖維為10~30質量%、餘量為經過打漿的再生纖維素纖維,從而天然纖維素纖維成為骨架,在該骨架之間嵌入經過打漿的再生纖維素纖維,由此可以得到撕裂強度與緻密性優異的分隔件。

然而,如專利文獻2那樣,配混有天然纖維素纖維的情況下,存在阻抗惡化這樣的問題。

認為其源於以下的理由。

如前述那樣,可以由再生纖維素纖維得到剛性高、且截面接近正圓的形狀的原纖維。另一方面,天然纖維素纖維與再生纖維素纖維相比,截面扁平且大,因此,妨礙離子的流動。其結果,使用配混有再生纖維素纖維的打漿原料和天然纖維素纖維的分隔件而製作的鋁電解電容器的阻抗會惡化。

進一步,專利文獻2的分隔件與如專利文獻1所示那樣的、僅由打漿程度高的再生纖維素纖維構成的分隔件相比,緻密性降低。因此,專利文獻2的分隔件用於鋁電解電容器的情況下,短路不良率也增加。

專利文獻3中提出了一種分隔件,其是通過溼式紡粘法製作的、由纖維直徑0.5~8.0μm的再生纖維素連續長纖維形成的,用於鋁電解電容器時,可以降低阻抗和短路不良率。

然而,如專利文獻3中記載那樣,溼式紡粘法在纖維排列上存在各向異性,難以構成抄紙法那樣的緻密的網。專利文獻3中,通過使用均勻的細的連續長纖維來解決其課題,但儘管如此,也不及由打漿程度高的再生纖維素的原纖維形成的分隔件的緻密性。特別是,在低於專利文獻3中記載的每平方米質量的範圍的、低每平方米質量的區域中,短路不良增加,無法應對近年來期望那樣的、鋁電解電容器的低阻抗化。

進一步,構成專利文獻3的分隔件的纖維是在原材料的製作階段使用銅氨溶液而成的銅氨人造絲,因此,在纖維內部含有銅離子。因此,鋁電解電容器出售至市場後,具有銅離子在鋁電解電容器的內部析出時的短路的危險性。

專利文獻4中提出了一種分隔件,其通過以經過打漿的纖維素纖維為原料進行抄紙、浸滲塗布紙力增強劑,從而阻抗低且改善了拉伸強度。如果將該分隔件用於鋁電解電容器,則可以實現短路不良率和阻抗均低的電容器。

然而,專利文獻4中記載的分隔件由於再生纖維素纖維的csf值高,因此,分隔件的緻密性不能說是充分的。近年來,由於要求短路不良率的進一步降低,因此,需要提高分隔件的緻密性。

此處,為了提高分隔件的緻密性,降低再生纖維素纖維的csf值時,撕裂強度會降低。

專利文獻5中提出了,使用控制了游離度的再生纖維素纖維、附著有電解液時的強度優異的分隔件。

然而,專利文獻5中記載的分隔件與專利文獻1中記載那樣的分隔件相比,纖維的打漿程度低。因此,低於專利文獻5的實施例中記載的每平方米質量的範圍的、低的每平方米質量的區域中,分隔件的緻密性不足。其結果,鋁電解電容器的短路不良會增加。

進一步,專利文獻5中記載的分隔件與專利文獻2中記載那樣的分隔件相比,纖維間的結合力弱。因此,能夠耐受形成電容器元件使電解液浸滲後的、例如由熱而導致的膨脹收縮那樣的不伴隨著激烈動作的變形,但在電容器元件的卷取工序那樣的動作大的工序中,分隔件會斷裂。

專利文獻6中提出了通過配混作為截面直徑小且接近圓形的天然纖維的西班牙草纖維,從而同時改善緻密性和阻抗特性的分隔件。

然而,由西班牙草纖維的紙漿形成的分隔件的緻密性不及由打漿程度高的再生纖維素纖維的原纖維形成的分隔件的緻密性。因此,專利文獻6中記載的分隔件中,對於近年來的短路不良率降低的期望,分隔件的緻密性不能說是充分的。

專利文獻7中提出了一種分隔件,通過製成打漿程度高的天然纖維素層與打漿程度少的層的雙層的分隔件,從而降低短路不良並且改善阻抗特性。

專利文獻7中記載的分隔件中,由於具有打漿程度高的天然纖維素的層,因此,對短路不良率的降低是有效的,但是,與專利文獻1中記載的分隔件等相比,阻抗特性容易惡化。因此,尋求阻抗的進一步降低。

以上那樣,分隔件所要求的、緻密性、阻抗性能、撕裂強度等各自處於複雜相關的相反關係,難以同時提高全部這些性能。

本發明是鑑於上述問題而作出的,其目的在於,提供撕裂強度和緻密性、阻抗性能優異的分隔件。另外,其目的在於,通過使用該分隔件,提供阻抗性能優異、能夠改善短路不良率且提高成品率的鋁電解電容器。

用於解決問題的方案

本發明的分隔件為夾設於陽極與陰極之間的分隔件,由能夠打漿的再生纖維素纖維形成,分隔件的csf值x[ml]與撕裂指數y[mn·m2/g]處於同時滿足下述式1至式3的範圍。

式1:0≤x≤300

式2:15≤y≤100

式3:y≥0.175x-2.5

本發明的分隔件中,更優選的是,分隔件的csf值x與撕裂指數y處於滿足下述式1至式4的範圍。

式1:0≤x≤300

式2:15≤y≤100

式3:y≥0.175x-2.5

式4:y≤0.05x+45

本發明的分隔件中,進一步優選的是,分隔件的csf值x與撕裂指數y處於同時滿足下述式2至式5的範圍。

式2:15≤y≤100

式3:y≥0.175x-2.5

式4:y≤0.05x+45

式5:0≤x≤100

本發明的分隔件中,更優選的是,厚度為10~50μm。

本發明的分隔件中,進一步優選的是,密度為0.25~0.70g/cm3。

需要說明的是,本發明中,「csf值」是指,依據「jisp8121-2紙漿-游離度試驗法-第2部:加拿大標準游離度法」測定的值。

另外,「撕裂指數」是指,將撕裂強度除以每平方米質量而算出的值,此處,是指「jisp8116《紙-撕裂強度試驗方法-埃爾門多夫型撕裂試驗機法》」中規定的、橫向(cd)的撕裂指數。

而且,例如,通過使前述分隔件為由纖維a與纖維b這兩種打漿程度不同的再生纖維素纖維的混合原料形成的構成,可以使得分隔件的csf值x與撕裂指數y成為滿足式1至式3的範圍。

本發明的鋁電解電容器是在陽極與陰極之間夾設分隔件而成的,作為分隔件,使用了上述本發明的分隔件。

發明的效果

根據本發明,可以提供:撕裂強度和緻密性、阻抗性能優異的鋁電解電容器用分隔件。

另外,通過使用該分隔件,從而可以提供:阻抗性能優異、能夠改善短路不良率且提高成品率的、鋁電解電容器。

附圖說明

圖1為對於構成本發明的分隔件的纖維示出打漿處理的能量的總和與csf值的關係的圖。

圖2為對於實施例和比較例的各例標繪分隔件的csf值與撕裂指數而得到的圖。

具體實施方式

以下,也參照附圖等,對本發明的一個實施方式進行詳細說明。

對於本實施方式的分隔件,在夾設於陽極與陰極之間的分隔件中,由能夠打漿的再生纖維素纖維形成,分隔件的csf值x[ml]與撕裂指數y[mn·m2/g]處於同時滿足如下所示的式1至式3的範圍,更優選處於同時滿足式1至式4的範圍,進一步優選處於同時滿足式2至式5的範圍。

式1:0≤x≤300

式2:15≤y≤100

式3:y≥0.175x-2.5

式4:y≤0.05x+45

式5:0≤x≤100

另外,本實施方式的鋁電解電容器為如下構成:作為分隔件,使用上述構成的分隔件,使分隔件夾設於陽極與陰極之間。

已知的是,撕裂強度與紙的每1m2的質量即每平方米質量成比例。

因此,將撕裂強度的值除以每平方米質量而得到的撕裂指數作為排除了紙的每平方米質量、厚度等因素的、用於比較撕裂強度的指標而使用。

撕裂強度主要源自原料的特性。通過比較撕裂指數,不僅可以進行分隔件的紙的特性的比較,而且還可以同時進行原料特性的比較,在這一點上撕裂指數優異。

撕裂指數根據原料的打漿程度而有較大變化。隨著打漿程度變高,撕裂指數緩慢增加,但打漿程度進一步變高時,其會降低。

需要說明的是,纖維的打漿中使用的設備只要為通常抄紙原料的製備中使用的設備即可。一般可以舉出:打漿機、錐形磨漿機、盤磨機、高壓均化器等。

纖維通過打漿而被微細化。

要將通過打漿而被微細化的再生纖維素在篩板上進行過濾時,受到篩板上初期堆積的纖維氈的影響。之後,要通過篩板的懸浮液的阻力變大。因此,通過打漿使再生纖維素微細化時,csf值逐漸變低,達到下限。

根據供至打漿的纖維的纖度、以及打漿處理條件,而游離度的下限值發生變動。因此,有時csf值在變小至0ml前(即,+的值)達到下限,也有時csf值達到0ml後,csf值不會立即變大,而是在暫時顯示0ml後,csf值變大。

從csf值達到下限的狀態起進一步打漿時,通過篩板的孔的程度的微細的纖維增加,csf值轉變為上升。

將以上敘述的狀態的變化示於圖1。圖1為對於構成本發明的分隔件的纖維(再生纖維素纖維)示出打漿處理的能量的總和(kwh)與csf值(ml)的關係的圖。

如圖1所示那樣,從csf值大的a的狀態起,通過打漿將再生纖維素微細化,從而csf值逐漸變低,暫時降低至下限(b的狀態)。之後,進一步進行打漿,從而通過篩板的孔的程度的微細的纖維增加,由此,csf值轉變為上升。然後,csf值上升而csf值變大時,成為c的狀態。

例如,通過使用纖維a與纖維b這兩種打漿程度不同的纖維(再生纖維素纖維)的混合原料,可以得到本實施方式的分隔件。

需要說明的是,以下,纖維a和纖維b中,使纖維a為打漿程度低的纖維,使纖維b為打漿程度高的纖維。

作為纖維a,採用csf值為500~0ml的纖維。

另外,纖維a的配混比率設為20~80質量%。

作為纖維b,採用如下纖維:將csf值暫時降低至下限值(0ml或者+的值)後,進一步進行打漿,轉變為上升的csf值為1~500ml的纖維。

另外,纖維b的配混比率設為20~80質量%。

通過採用以上的構成,本實施方式可以提供撕裂強度和緻密性、阻抗性能優異的鋁電解電容器用分隔件。如果將該分隔件用於鋁電解電容器,則阻抗性能優異,可以改善短路不良率,並且提高鋁電解電容器製作工序中的成品率。

而且,對各種材料、構成比率進行了試驗,結果,如前述那樣,將打漿至csf值為500~0ml的再生纖維素纖維a與csf值暫時降低至下限值後進一步進行打漿從而csf值轉變為上升的csf值1~500ml的再生纖維素纖維b分別以20~80質量%的比率進行混合併抄紙,由此得到良好的結果。

即,將打漿程度不同的兩種再生纖維素纖維即纖維a與纖維b以上述比率混合併進行抄紙,由此,可以同時實現處於相反關係的撕裂強度與緻密性。

使用本實施方式例的分隔件的鋁電解電容器可以如下構成:使電解液浸滲保持於分隔件部分,將陽極箔與陰極箔用該分隔件隔離。

需要說明的是,鋁電解電容器中,在電容器元件外徑的允許的範圍內,根據需要,可以使多張分隔件夾設於兩極間。

作為電解液,只要為通常使用的電解液就均可。作為電解液,一般有:以乙二醇(以下簡稱為eg)、γ-丁內酯(以下簡稱為gbl)、二甲基甲醯胺、環丁碸等為溶劑,在這些溶劑中溶解有硼酸、己二酸、馬來酸或它們的銨鹽等溶質而成的溶液等。

然而,電解液不限定於以上的例子和其組合,只要為通常使用的電解液就均可。

〔分隔件的說明〕

本實施方式的分隔件使用能夠打漿的再生纖維素纖維,使分隔件的csf值為x[ml]、橫向(cd)的撕裂指數為y[mn·m2/g]時,csf值x與撕裂指數y處於同時滿足如下所示的式1至式3的範圍。更優選處於同時滿足式1至式4的範圍。進一步優選為處於同時滿足式2至式5的範圍的分隔件。需要說明的是,分隔件的「橫向(cd)」是指,以長條狀卷繞的分隔件的寬度的方向。

式1:0≤x≤300

式2:15≤y≤100

式3:y≥0.175x-2.5

式4:y≤0.05x+45

式5:0≤x≤100

同時滿足式1至式3時,該分隔件的撕裂強度優異、且緻密性也高,因此,用於鋁電解電容器時,可以同時改善斷裂不良率與短路不良率。

另外,同時滿足式1至式4時,分隔件的緻密性進一步提高,可以進一步降低短路不良率。

進一步同時滿足式2至式5時,分隔件的緻密性進一步提高,可以進一步降低短路不良率。

式1中,分隔件的csf值x大於300ml時,分隔件的緻密性降低,有鋁電解電容器的短路不良增加的危險性。

式2中,撕裂指數y超過式2的上限時,鋁電解電容器的短路不良率會惡化。

另一方面,撕裂指數y低於式2的下限時,鋁電解電容器的製造工序中的、分隔件的斷裂不良增加。

作為分隔件的厚度,優選10~50μm。厚度低於10μm時,短路不良增加。另外,厚度超過50μm時,元件的小型化有時變難、阻抗性能有時惡化。

作為分隔件的密度,優選0.25~0.70g/cm3。密度低於0.25g/cm3時,分隔件的緻密性降低,短路不良增加。另外,密度超過0.70g/cm3時,阻抗性能惡化。

另外,如前述那樣,使用將能夠打漿的再生纖維素纖維打漿而成的原料,將打漿程度不同的、纖維a與纖維b這兩種纖維混合併抄紙,由此可以得到本實施方式的分隔件。

將打漿程度不同的纖維a與纖維b混合的理由是為了兼顧纖維a與纖維b的特徵。

單獨使用打漿程度低的纖維a的分隔件的撕裂強度優異,但是缺乏緻密性。

另一方面,單獨使用打漿程度高的纖維b的分隔件的緻密性優異,但是撕裂強度弱。

本發明的將纖維a與纖維b混合併進行片材化而成的分隔件跟使用單獨打漿至相同csf值的原料並進行片材化而成的分隔件相比時,本發明的分隔件的緻密性或者撕裂強度中至少一個特性優異。進行了單獨打漿的原料與纖維a相比進行了微細化,因此,撕裂強度弱,另外,與纖維b相比未進行微細化,因此,缺乏緻密性。

纖維a所要求的作用是提高分隔件的撕裂強度。打漿程度比纖維b低的再生纖維素纖維彼此纏結而構成三維網狀結構,由纖維a產生的原纖維、纖維b結合而支撐該網狀結構的交織點,由此分隔件的撕裂強度提高。另外,由於為不及打漿程度高的纖維b但進行了打漿的再生纖維素纖維,因此不會破壞分隔件的緻密性和阻抗。

作為纖維a的打漿程度,進行了打漿的原料的csf值優選為500~0ml。csf值大於500ml時,無法提高撕裂強度。即,csf值大於500ml是指,打漿程度低的纖維大量存在的狀態,纖維間的結合弱,因此,即使構成三維的網狀結構,對纖維抽出的阻力也弱。另外,csf值暫時降低至下限值(0ml或者+的值)後、提高打漿的程度直至轉變為上升的情況下,纖維過度微細化,因此,與上述同樣地,對纖維抽出的阻力弱,分隔件的撕裂強度明顯降低。

作為纖維a的配混比率,優選20~80質量%。配混比率低於20質量%時,撕裂強度降低。配混比率超過80質量%時,通過抄紙得到的片材變得不均勻,鋁電解電容器的短路不良增加。

纖維b所要求的作用在於提高分隔件的緻密性。打漿程度高的再生纖維素纖維填埋分隔件的空隙,由此分隔件的緻密性提高。

作為纖維b的打漿程度,優選的是,進行了打漿的原料的csf值暫時降低至下限值(0ml或者+的值)後進一步進行打漿而轉變為上升的csf值1~500ml。纖維b的csf值達到下限值前或下限值時,纖維b的微細化是不充分的,通過與纖維a的混合而得到的片材的質地變得不均勻,因此,鋁電解電容器的短路不良增加。csf值暫時降低至下限值,轉變為上升後進一步打漿而csf值超過500ml的情況下,纖維變得過度微細,不適合作為抄紙用原料。

作為纖維b的配混比率,優選20~80質量%。配混比率低於20質量%時,通過抄紙得到的片材的質地變得不均勻,鋁電解電容器的短路不良增加。配混比率超過80質量%時,分隔件的撕裂強度降低。

另外,本發明的分隔件中,僅配混再生纖維素纖維而不配混天然纖維素纖維、其他合成纖維等的理由如以下所述。

對於通過再生纖維素纖維的打漿得到的原纖維,其纖維直徑細、剛性高。因此,具有如下特徵:纖維、原纖維在交織點利用氫鍵等結合,但纖維、原纖維彼此不會以面、線的形式粘結為薄膜狀,因此阻抗不會惡化。

另一方面,天然纖維素纖維的剛性低、纖維間結合力強。即,在天然纖維素彼此的交織點,不僅發生纏結,而且在片材的乾燥過程中,纖維彼此利用氫鍵等發生吸附,以面彼此、線彼此、和它們的組合的形式發生熔接。其結果,阻抗惡化。

合成纖維與纖維素纖維不同,在纖維的交織點僅發生纏結,纖維間結合力弱,引起各種問題。例如,配混合成纖維作為纖維a的情況下,撕裂強度弱。這是由於,對纖維抽出的阻力弱。另外,例如,配混經過微細化的合成纖維作為纖維b的情況下,短路不良增加。使用各種粘結劑纖維等,使其熱熔接或粘接,由此可以使片材強度上升,但熔接部變多時,阻抗惡化。

再生纖維素纖維包括:基於溼式紡絲法的銅氨再生纖維素纖維、粘膠再生纖維素纖維、和以在n-甲基嗎啉-n-氧化物等有機溶劑中以分子狀溶解有纖維素的溶液為紡絲原液的溶劑紡絲再生纖維素纖維等。

其中,作為能夠打漿的再生纖維素纖維,可以舉出:作為粘膠再生纖維素纖維的富強纖維(polynosicrayon)、和作為溶劑紡絲再生纖維素纖維的萊賽爾纖維(lyocell)作為代表性例子,通過使用這些再生纖維素纖維,可以容易地形成纖維層。

其中,作為銅氨再生纖維素纖維的銅氨人造絲在原材料的製作階段使用銅氨溶液,在纖維的內部含有銅離子。因此,將銅氨人造絲用於鋁電解電容器用分隔件的情況下,鋁電解電容器出售至市場後,具有銅離子在電容器內部析出等短路的危險性。因此,銅氨人造絲不適於作為鋁電解電容器用分隔件的材料。

然而,不限定於以上的例子,除了如銅氨再生纖維素那樣在雜質的方面有問題的情況之外,只要為能夠打漿的再生纖維素纖維就均可,例如,不限定於以下示出詳細構成的富強纖維、萊賽爾纖維。

密度只要為0.25~0.70g/cm3的範圍內即可,可以根據需要,利用壓延加工來調整分隔件的厚度。

另外,可以根據需要,實施紙力增強加工。

進一步,可以根據需要,使用抄紙工序中通常使用的添加劑、例如分散劑、消泡劑等。

發現:通過上述分隔件的構成,在鋁電解電容器的製造工序和鋁電解電容器特性這兩者上,可以得到良好的分隔件。即,為阻抗性能優異、能夠改善短路不良率、並且提高電容器製造工序中的成品率的、良好的分隔件。

〔分隔件和鋁電解電容器的特性的測定方法〕

本實施方式的分隔件和鋁電解電容器的各特性的具體測定以以下的條件和方法進行。

〔分隔件的csf〕

依據「jisp8121-2紙漿-游離度試驗法-第2部:加拿大標準游離度法」,測定分隔件的csf值。

〔厚度〕

利用「jisc2300-2《電氣用纖維素紙-第2部:試驗方法》5.1厚度」中規定的、「5.1.1測定器和測定方法a使用外側測微器的情況」的測微器,以「5.1.3摺疊紙來測定厚度的情況」的摺疊為10張的方法,測定分隔件的厚度。

〔密度〕

利用「jisc2300-2《電氣用纖維素紙-第2部:試驗方法》7.0a密度」的b法中規定的方法,測定絕幹狀態的分隔件的密度。

〔撕裂指數〕

利用「jisp8116《紙-撕裂強度試驗方法-埃爾門多夫型撕裂試驗機法》」中規定的方法,測定分隔件的橫向(cd)的撕裂強度。接著,將所得撕裂強度的值除以分隔件的每平方米質量,從而算出分隔件的撕裂指數。

〔斷裂不良率〕

使用各分隔件和以成為規定的靜電容量的方式裁切的鋁箔,用元件卷取機進行卷取,形成電容器元件。進行該操作1000次後,計數無分隔件斷裂地進行卷取的電容器元件,從1000中減去,求出斷裂不良數。將該斷裂不良數除以1000,以百分率作為斷裂不良率。

〔短路不良率〕

短路不良率為:使用無斷裂不良地進行卷取的電容器元件,計數電解液浸滲前的卷取元件的導通短路和老化中的短路不良數,將成為這些短路不良的元件數除以無斷裂不良地進行卷取的元件數,以百分率作為短路不良率。

〔阻抗〕

使用lcr儀,在20℃下,以100khz的頻率測定製作的鋁電解電容器的阻抗。

實施例

以下,對本發明的具體的實施例、比較例和現有例進行說明。

需要說明的是,各實施例的分隔件如下:使用再生纖維素纖維、利用抄紙法構成分隔件。

〔實施例1〕

使用如下抄紙原料,利用長網抄紙法,得到厚度10.0μm、密度0.400g/cm3、撕裂指數17mn·m2/g的分隔件,所述抄紙原料是將作為纖維a的csf值0ml的再生纖維素纖維的萊賽爾纖維20質量%、作為纖維b的csf值暫時降低至0ml(下限值)後進一步打漿而轉變為上升的csf值500ml的再生纖維素纖維的萊賽爾纖維80質量%配混而成的。該分隔件的csf值為10ml。

使用該分隔件,形成額定電壓6.3v、容量1000μf、元件外徑7.6mm的鋁電解電容器元件,使gbl系電解液浸滲後,插入至殼體並封口,作為實施例1的鋁電解電容器。

〔實施例2〕

使用如下抄紙原料,利用長網抄紙法,得到厚度20.0μm、密度0.450g/cm3、撕裂指數27mn·m2/g的分隔件,所述抄紙原料是將作為纖維a的csf值0ml的再生纖維素纖維的萊賽爾纖維50質量%、作為纖維b的csf值暫時降低至0ml(下限值)後進一步打漿而轉變為上升的csf值350ml的再生纖維素纖維的萊賽爾纖維50質量%配混而成的。該分隔件的csf值為0ml。

使用該分隔件,形成額定電壓6.3v、容量1000μf、元件外徑7.9mm的鋁電解電容器元件,使gbl系電解液浸滲後,插入至殼體並封口,作為實施例2的鋁電解電容器。

〔實施例3〕

使用與實施例2的分隔件相同的抄紙原料,利用圓網抄紙法,得到厚度40.0μm、密度0.400g/cm3、撕裂指數52mn·m2/g的分隔件。該分隔件的csf值為0ml。

使用該分隔件,形成額定電壓6.3v、容量1000μf、元件外徑8.5mm的鋁電解電容器元件,使gbl系電解液浸滲後,插入至殼體並封口,作為實施例3的鋁電解電容器。

〔比較例1〕

使用如下抄紙原料,利用長網抄紙法,得到厚度9.0μm、密度0.422g/cm3、撕裂指數13mn·m2/g的分隔件,所述抄紙原料是將作為纖維a的csf值10ml的再生纖維素纖維的萊賽爾纖維50質量%、作為纖維b的csf值暫時降低至0ml(下限值)後進一步打漿而轉變為上升的csf值350ml的再生纖維素纖維的萊賽爾纖維50質量%配混而成的。該分隔件的csf值為0ml。

使用該分隔件,形成額定電壓6.3v、容量1000μf、元件外徑7.5mm的鋁電解電容器元件,使gbl系電解液浸滲後,插入至殼體並封口,作為比較例1的鋁電解電容器。

〔比較例2〕

使用與比較例1相同的抄紙原料,利用長網抄紙法得到片材。接著,依據日本特開2006-253728號公報的實施例1的方法,對該片材實施紙力增強加工,得到厚度16.0μm、密度0.238g/cm3、撕裂指數13mn·m2/g的分隔件。該分隔件的csf值為0ml。

使用該分隔件,形成額定電壓6.3v、容量1000μf、元件外徑7.8mm的鋁電解電容器元件,使gbl系電解液浸滲後,插入至殼體並封口,作為比較例2的鋁電解電容器。

〔現有例1〕

使用將作為再生纖維素纖維的萊賽爾纖維在csf值暫時降低至0ml(下限值)後進一步打漿而轉變為上升的csf值160ml的抄紙原料,利用長網抄紙法得到片材。接著,依據日本特開2006-253728號公報的實施例1的方法,對該片材實施紙力增強加工,得到厚度20.0μm、密度0.425g/cm3、撕裂指數6mn·m2/g的分隔件。該分隔件的csf值為150ml。

使用該分隔件,形成額定電壓6.3v、容量1000μf、元件外徑7.9mm的鋁電解電容器元件,使gbl系電解液浸滲後,插入至殼體並封口,作為現有例1的鋁電解電容器。

〔現有例2〕

依據日本特開昭53-142652號公報的實施例1的方法,利用圓網抄紙法,得到厚度40.0μm、密度0.400g/cm3、撕裂指數43mn·m2/g的分隔件。該分隔件的csf值為620ml。

使用該分隔件,形成額定電壓6.3v、容量1000μf、元件外徑8.5mm的鋁電解電容器元件,使gbl系電解液浸滲後,插入至殼體並封口,作為現有例2的鋁電解電容器。

〔實施例4〕

使用如下抄紙原料,利用長網抄紙法得到片材,所述抄紙原料是將作為纖維a的csf值0ml的再生纖維素纖維的富強纖維20質量%、作為纖維b的csf值暫時降低至0ml(下限值)後進一步打漿而轉變為上升的csf值1ml的再生纖維素纖維的富強纖維80質量%配混而成的。接著,對該片材實施壓延加工,由此得到厚度25.0μm、密度0.540g/cm3、撕裂指數17mn·m2/g的分隔件。該分隔件的csf值為0ml。

使用該分隔件,形成額定電壓16v、容量550μf、元件外徑9.0mm的鋁電解電容器元件,使gbl系電解液浸滲後,插入至殼體並封口,作為實施例4的鋁電解電容器。

〔實施例5〕

使用如下抄紙原料,利用長網抄紙法,得到厚度30.0μm、密度0.400g/cm3、撕裂指數24mn·m2/g的分隔件,所述抄紙原料是將作為纖維a的csf值100ml的再生纖維素纖維的萊賽爾纖維30質量%、作為纖維b的csf值暫時降低至0ml(下限值)後進一步打漿而轉變為上升的csf值20ml的再生纖維素纖維的萊賽爾纖維70質量%配混而成的。該分隔件的csf值為0ml。

使用該分隔件,形成額定電壓16v、容量550μf、元件外徑9.2mm的鋁電解電容器元件,使gbl系電解液浸滲後,插入至殼體並封口,作為實施例5的鋁電解電容器。

〔比較例3〕

使用如下抄紙原料,利用長網抄紙法,得到厚度30.0μm、密度0.400g/cm3、撕裂指數5mn·m2/g的分隔件,所述抄紙原料是將作為纖維a的csf值暫時降低至0ml(下限值)後進一步打漿而轉變為上升的csf值20ml的再生纖維素纖維的萊賽爾纖維40質量%、作為纖維b的csf值暫時降低至0ml(下限值)後進一步打漿而轉變為上升的csf值80ml的再生纖維素纖維的萊賽爾纖維60質量%配混而成的。該分隔件的csf值為55ml。

使用該分隔件,形成額定電壓16v、容量550μf、元件外徑9.2mm的鋁電解電容器元件,使gbl系電解液浸滲後,插入至殼體並封口,作為比較例3的鋁電解電容器。

〔比較例4〕

使用如下抄紙原料,利用圓網抄紙法,得到厚度35.0μm、密度0.371g/cm3、撕裂指數105mn·m2/g的分隔件,所述抄紙原料是將作為纖維a的csf值30ml的再生纖維素纖維的萊賽爾纖維20質量%、作為纖維b的csf值5ml的再生纖維素纖維的萊賽爾纖維80質量%配混而成的。該分隔件的csf值為20ml。

使用該分隔件,形成額定電壓16v、容量550μf、元件外徑9.3mm的鋁電解電容器元件,使gbl系電解液浸滲後,插入至殼體並封口,作為比較例4的鋁電解電容器。

〔比較例5〕

使用如下抄紙原料,利用圓網抄紙法,得到厚度35.0μm、密度0.400g/cm3、撕裂指數105mn·m2/g的分隔件,所述抄紙原料是將作為纖維a的csf值0ml的再生纖維素纖維的萊賽爾纖維80質量%、作為纖維b的csf值暫時降低至0ml(下限值)後進一步打漿而轉變為上升的csf值680ml的再生纖維素纖維的萊賽爾纖維20質量%配混而成的。該分隔件的csf值為0ml。

使用該分隔件,形成額定電壓16v、容量550μf、元件外徑9.3mm的鋁電解電容器元件,使gbl系電解液浸滲後,插入至殼體並封口,作為比較例5的鋁電解電容器。

〔現有例3〕

作為抄紙原料,使用csf值0ml的再生纖維素纖維的萊賽爾纖維,利用長網抄紙法,得到厚度30.0μm、密度0.400g/cm3、撕裂指數7mn·m2/g的分隔件。該分隔件的csf值為0ml。

使用該分隔件,形成額定電壓16v、容量550μf、元件外徑9.2mm的鋁電解電容器元件,使gbl系電解液浸滲後,插入至殼體並封口,作為現有例3的鋁電解電容器。

〔現有例4〕

依據日本特開2009-158811號公報的實施例1的方法,得到厚度30.0μm、密度0.333g/cm3的分隔件。該分隔件的撕裂指數大至無法測定。另外,由連續長纖維形成,因此,也無法解離。

使用該分隔件,形成額定電壓16v、容量550μf、元件外徑9.2mm的鋁電解電容器元件,使gbl系電解液浸滲後,插入至殼體並封口,作為現有例4的鋁電解電容器。

該現有例4中,使用銅氨再生纖維素纖維即銅氨人造絲來製作分隔件。

〔實施例6〕

使用如下抄紙原料,利用長網抄紙法,得到厚度35.0μm、密度0.400g/cm3、撕裂指數30mn·m2/g的分隔件,所述抄紙原料是將作為纖維a的csf值80ml的再生纖維素纖維的萊賽爾纖維40質量%、作為纖維b的csf值暫時降低至0ml(下限值)後進一步打漿而轉變為上升的csf值500ml的再生纖維素纖維的萊賽爾纖維60質量%配混而成的。該分隔件的csf值為0ml。

使用該分隔件,形成額定電壓50v、容量150μf、元件外徑9.5mm的鋁電解電容器元件,使gbl系電解液浸滲後,插入至殼體並封口,作為實施例6的鋁電解電容器。

〔實施例7〕

使用如下抄紙原料,利用長網抄紙法得到片材,所述抄紙原料是將作為纖維a的csf值500ml的再生纖維素纖維的萊賽爾纖維60質量%、作為纖維b的csf值暫時降低至0ml(下限值)後進一步打漿而轉變為上升的csf值20ml的再生纖維素纖維的萊賽爾纖維40質量%配混而成的。接著,對該片材實施壓延加工,由此得到厚度35.0μm、密度0.486g/cm3、撕裂指數43mn·m2/g的分隔件。該分隔件的csf值為56ml。

使用該分隔件,形成額定電壓50v、容量150μf、元件外徑9.5mm的鋁電解電容器元件,使gbl系電解液浸滲後,插入至殼體並封口,作為實施例7的鋁電解電容器。

〔實施例8〕

使用與實施例7相同的抄紙原料,利用圓網抄紙法,得到厚度40.0μm、密度0.375g/cm3、撕裂指數82mn·m2/g的分隔件。該分隔件的csf值為56ml。

使用該分隔件,形成額定電壓50v、容量150μf、元件外徑9.6mm的鋁電解電容器元件,使gbl系電解液浸滲後,插入至殼體並封口,作為實施例8的鋁電解電容器。

〔比較例6〕

使用如下抄紙原料,利用圓網抄紙法,得到厚度40.0μm、密度0.425g/cm3、撕裂指數112mn·m2/g的分隔件,所述抄紙原料是將作為纖維a的csf值350ml的再生纖維素纖維的萊賽爾纖維85質量%、作為纖維b的csf值暫時降低至0ml(下限值)後進一步打漿而轉變為上升的csf值20ml的再生纖維素纖維的萊賽爾纖維15質量%配混而成的。該分隔件的csf值為190ml。

使用該分隔件,形成額定電壓50v、容量150μf、元件外徑9.6mm的鋁電解電容器元件,使gbl系電解液浸滲後,插入至殼體並封口,作為比較例6的鋁電解電容器。

〔比較例7〕

使用如下抄紙原料,利用長網抄紙法,得到厚度35.0μm、密度0.400g/cm3、撕裂指數12mn·m2/g的分隔件,所述抄紙原料是將作為纖維a的csf值0ml的再生纖維素纖維的萊賽爾纖維15質量%、作為纖維b的csf值暫時降低至0ml(下限值)後進一步打漿而轉變為上升的csf值340ml的再生纖維素纖維的萊賽爾纖維85質量%配混而成的。該分隔件的csf值為5ml。

使用該分隔件,形成額定電壓50v、容量150μf、元件外徑9.5mm的鋁電解電容器元件,使gbl系電解液浸滲後,插入至殼體並封口,作為比較例7的鋁電解電容器。

〔現有例5〕

使用如下抄紙原料,利用長網抄紙法,得到厚度30.0μm、密度0.400g/cm3、撕裂指數20mn·m2/g的分隔件,所述抄紙原料是將作為纖維a的csf值500ml的天然纖維素纖維的針葉樹牛皮紙漿纖維30質量%、作為纖維b的csf值暫時降低至0ml(下限值)後進一步打漿而轉變為上升的csf值200ml的再生纖維素纖維的萊賽爾纖維70質量%配混而成的。該分隔件的csf值為0ml。

使用該分隔件,形成額定電壓50v、容量150μf、元件外徑9.3mm的鋁電解電容器元件,使gbl系電解液浸滲後,插入至殼體並封口,作為現有例5的鋁電解電容器。

〔現有例6〕

使用如下抄紙原料,利用長網抄紙法,得到厚度35.0μm、密度0.371g/cm3、撕裂指數13mn·m2/g的分隔件,所述抄紙原料是將作為纖維a的csf值625ml的合成纖維的丙烯腈系纖維25質量%、作為纖維b的csf值0ml的再生纖維素纖維的萊賽爾纖維75質量%配混而成的。該分隔件的csf值為5ml。

使用該分隔件,形成額定電壓50v、容量150μf、元件外徑9.5mm的鋁電解電容器元件,使gbl系電解液浸滲後,插入至殼體並封口,作為現有例6的鋁電解電容器。

〔實施例9〕

使用如下抄紙原料,利用長網抄紙法,得到厚度40.0μm、密度0.400g/cm3、撕裂指數30mn·m2/g的分隔件,所述抄紙原料是將作為纖維a的csf值400ml的再生纖維素纖維的萊賽爾纖維80質量%、作為纖維b的csf值暫時降低至0ml(下限值)後進一步打漿而轉變為上升的csf值1ml的再生纖維素纖維的萊賽爾纖維20質量%配混而成的。該分隔件的csf值為140ml。

使用該分隔件,形成額定電壓100v、容量50μf、元件外徑11.1mm的鋁電解電容器元件,使eg系電解液浸滲後,插入至殼體並封口,作為實施例9的鋁電解電容器。

〔實施例10〕

使用如下抄紙原料,利用長網抄紙法,得到厚度40.0μm、密度0.400g/cm3、撕裂指數55mn·m2/g的分隔件,所述抄紙原料是將作為纖維a的csf值500ml的再生纖維素纖維的萊賽爾纖維80質量%、作為纖維b的csf值暫時降低至0ml(下限值)後進一步打漿而轉變為上升的csf值20ml的再生纖維素纖維的萊賽爾纖維20質量%配混而成的。該分隔件的csf值為260ml。

使用該分隔件,形成額定電壓100v、容量50μf、元件外徑11.1mm的鋁電解電容器元件,使eg系電解液浸滲後,插入至殼體並封口,作為實施例10的鋁電解電容器。

〔實施例11〕

使用如下抄紙原料,利用長網抄紙法,得到厚度40.0μm、密度0.400g/cm3、撕裂指數43mn·m2/g的分隔件,所述抄紙原料是將作為纖維a的csf值500ml的再生纖維素纖維的萊賽爾纖維60質量%、作為纖維b的csf值暫時降低至0ml(下限值)後進一步打漿而轉變為上升的csf值20ml的再生纖維素纖維的萊賽爾纖維40質量%配混而成的。該分隔件的csf值為56ml。

使用該分隔件,形成額定電壓100v、容量50μf、元件外徑11.1mm的鋁電解電容器元件,使eg系電解液浸滲後,插入至殼體並封口,作為實施例11的鋁電解電容器。

〔實施例12〕

使用與實施例9的分隔件相同的抄紙原料,利用圓網抄紙法,得到厚度45.0μm、密度0.356g/cm3、撕裂指數58mn·m2/g的分隔件。該分隔件的csf值為140ml。

使用該分隔件,形成額定電壓100v、容量50μf、元件外徑11.2mm的鋁電解電容器元件,使eg系電解液浸滲後,插入至殼體並封口,作為實施例12的鋁電解電容器。

〔實施例13〕

使用與實施例10的分隔件相同的抄紙原料,利用圓網抄紙法,得到厚度45.0μm、密度0.378g/cm3、撕裂指數98mn·m2/g的分隔件。該分隔件的csf值為260ml。

使用該分隔件,形成額定電壓100v、容量50μf、元件外徑11.2mm的鋁電解電容器元件,使eg系電解液浸滲後,插入至殼體並封口,作為實施例13的鋁電解電容器。

〔比較例8〕

使用如下抄紙原料,利用圓網抄紙法,得到厚度45.0μm、密度0.367g/cm3、撕裂指數105mn·m2/g的分隔件,所述抄紙原料是將作為纖維a的csf值620ml的再生纖維素纖維的萊賽爾纖維70質量%、作為纖維b的csf值暫時降低至0ml(下限值)後進一步打漿而轉變為上升的csf值10ml的再生纖維素纖維的萊賽爾纖維30質量%配混而成的。該分隔件的csf值為120ml。

使用該分隔件,形成額定電壓100v、容量50μf、元件外徑11.2mm的鋁電解電容器元件,使eg系電解液浸滲後,插入至殼體並封口,作為比較例8的鋁電解電容器。

〔現有例7〕

作為抄紙原料,使用csf值200ml的再生纖維素纖維的萊賽爾纖維,利用圓網抄紙法得到片材。接著,依據日本特開2006-253728號公報的實施例1的方法,對該片材實施紙力增強加工,得到厚度40.0μm、密度0.325g/cm3、撕裂指數107mn·m2/g的分隔件。該分隔件的csf值為200ml。

使用該分隔件,形成額定電壓100v、容量50μf、元件外徑11.1mm的鋁電解電容器元件,使eg系電解液浸滲後,插入至殼體並封口,作為現有例7的鋁電解電容器。

〔實施例14〕

使用如下抄紙原料,利用長網抄紙法,得到厚度50.0μm、密度0.300g/cm3、撕裂指數48mn·m2/g的分隔件,所述抄紙原料是將作為纖維a的csf值500ml的再生纖維素纖維的萊賽爾纖維70質量%、作為纖維b的csf值暫時降低至0ml(下限值)後進一步打漿而轉變為上升的csf值1ml的再生纖維素纖維的萊賽爾纖維30質量%配混而成的。該分隔件的csf值為95ml。

使用該分隔件,形成額定電壓200v、容量120μf、元件外徑15.5mm的鋁電解電容器元件,使eg系電解液浸滲後,插入至殼體並封口,作為實施例14的鋁電解電容器。

〔比較例9〕

使用如下抄紙原料,利用長網抄紙法,得到厚度55.0μm、密度0.364g/cm3、撕裂指數17mn·m2/g的分隔件,所述抄紙原料是將作為纖維a的csf值550ml的再生纖維素纖維的萊賽爾纖維80質量%、作為纖維b的csf值暫時降低至0ml(下限值)後進一步打漿而轉變為上升的csf值1ml的再生纖維素纖維的萊賽爾纖維20質量%配混而成的。該分隔件的csf值為120ml。

使用該分隔件,形成額定電壓200v、容量120μf、元件外徑15.7mm的鋁電解電容器元件,使eg系電解液浸滲後,嘗試向殼體插入,但元件外徑大,因此,無法插入至與實施例14相同尺寸的殼體。因此,插入至尺寸比實施例14大的殼體,作為比較例9的鋁電解電容器。

〔現有例8〕

依據日本特開昭53-142652號公報的實施例1的方法,利用圓網抄紙法,得到厚度60.0μm、密度0.600g/cm3、撕裂指數35mn·m2/g的分隔件。該分隔件的csf值為450ml。

使用該分隔件,形成額定電壓200v、容量120μf、元件外徑15.9mm的鋁電解電容器元件,使eg系電解液浸滲後,嘗試向殼體插入,但元件外徑大,因此,無法插入至與實施例14相同尺寸的殼體。因此,插入至尺寸比實施例14大的殼體,作為現有例8的鋁電解電容器。

〔現有例9〕

依據日本特開平6-168848號公報的實施例2的方法,得到具有厚度25.0μm、密度0.800g/cm3的高密度層、厚度15.0μm、密度0.367g/cm3的低密度層的、厚度40.0μm、密度0.638g/cm3、撕裂指數14mn·m2/g的分隔件。該分隔件的csf值為0ml。

使用該分隔件,形成額定電壓200v、容量120μf、元件外徑15.2mm的鋁電解電容器元件,使eg系電解液浸滲後,插入至殼體並封口,作為現有例9的鋁電解電容器。

〔實施例15〕

使用如下抄紙原料,利用長網抄紙法,得到厚度35.0μm、密度0.457g/cm3、撕裂指數20mn·m2/g的分隔件,所述抄紙原料是將作為纖維a的csf值200ml的再生纖維素纖維的萊賽爾纖維80質量%、作為纖維b的csf值暫時降低至0ml(下限值)後進一步打漿而轉變為上升的csf值1ml的再生纖維素纖維的萊賽爾纖維20質量%配混而成的。該分隔件的csf值為60ml。

兩極間使用二張該分隔件,形成額定電壓450v、容量50μf、元件外徑17.6mm的鋁電解電容器元件,使gbl系電解液浸滲後,插入至殼體並封口,作為實施例15的鋁電解電容器。

〔比較例10〕

使用如下抄紙原料,利用長網抄紙法,得到厚度70.0μm、密度0.300g/cm3、撕裂指數28mn·m2/g的分隔件,所述抄紙原料是將作為纖維a的csf值550ml的再生纖維素纖維的萊賽爾纖維80質量%、作為纖維b的csf值暫時降低至0ml(下限值)後進一步打漿而轉變為上升的csf值1ml的再生纖維素纖維的萊賽爾纖維20質量%配混而成的。該分隔件的csf值為220ml。

使用該分隔件,形成額定電壓450v、容量50μf、元件外徑17.6mm的鋁電解電容器元件,使gbl系電解液浸滲後,插入至殼體並封口,作為比較例10的鋁電解電容器。

〔比較例11〕

使用如下抄紙原料,利用長網抄紙法,得到厚度80.0μm、密度0.400g/cm3、撕裂指數50mn·m2/g的分隔件,所述抄紙原料是將作為纖維a的csf值620ml的再生纖維素纖維的萊賽爾纖維80質量%、作為纖維b的csf值暫時降低至0ml(下限值)後進一步打漿而轉變為上升的csf值1ml的再生纖維素纖維的萊賽爾纖維20質量%配混而成的。該分隔件的csf值為310ml。

使用該分隔件,形成額定電壓450v、容量50μf、元件外徑17.9mm的鋁電解電容器元件,使gbl系電解液浸滲後,插入至殼體並封口,作為比較例11的鋁電解電容器。

〔比較例12〕

使用與比較例11的分隔件相同的抄紙原料,利用圓網抄紙法,得到厚度80.0μm、密度0.400g/cm3、撕裂指數95mn·m2/g的分隔件。該分隔件的csf值為310ml。

使用該分隔件,形成額定電壓450v、容量50μf、元件外徑17.9mm的鋁電解電容器元件,使gbl系電解液浸滲後,插入至殼體並封口,作為比較例12的鋁電解電容器。

〔現有例11〕

依據日本特開昭53-142652號公報的實施例1的方法,利用圓網抄紙法,得到厚度90.0μm、密度0.600g/cm3、撕裂指數35mn·m2/g的分隔件。該分隔件的csf值為450ml。

使用該分隔件,形成額定電壓450v、容量50μf、元件外徑18.2mm的鋁電解電容器元件,使eg系電解液浸滲後,嘗試向殼體插入,但元件外徑大,因此,無法插入至與實施例15、比較例9至11相同尺寸的殼體。因此,插入至尺寸比實施例14大的殼體,作為現有例11的鋁電解電容器。

以上,根據本實施方式,將用於提高撕裂強度的纖維a與用於提高緻密性的纖維b配混,且纖維a和纖維b由再生纖維素纖維形成,纖維a的配混比率設為20~80%,纖維b的配混比率設為20~80%,由此可以提供分隔件的csf值x與撕裂指數y處於滿足下式的範圍的分隔件。

式1:0≤x≤300

式2:15≤y≤100

式3:y≥0.175x-2.5

將以上記載的本實施方式的實施例1至15、比較例1至12、現有例1至11的各分隔件單體的評價結果、和鋁電解電容器的性能評價結果示於表1。

表1中,為了區別打漿程度的差異,對csf值暫時降低至0ml(下限值)後進一步打漿而轉變為上升的csf值標註*進行記載。另外,兩極間使用二張分隔件的鋁電解電容器的情況下,將分隔件的厚度記載為「一張厚度的值×2」。各種測定值均表示多個試樣的平均值。

[表1]

以下,對各實施例、比較例、現有例的評價結果進行詳細說明。

使用實施例1至3的分隔件製作的鋁電解電容器的斷裂不良率低於1%,為0.0~0.4%。另外,短路不良率低於1%,為0.2~0.5%。進而,阻抗也充分低至0.110~0.140ω。

另一方面,比較例1的分隔件的厚度薄至9.0μm,因此,斷裂不良率高至1.1%、短路不良率高至8.5%。由此可知,分隔件的厚度優選10μm以上。

另外,比較例2的分隔件的密度低至0.238g/cm3,因此,斷裂不良率高至1.1%、短路不良率高至8.0%。由此可知,分隔件的密度優選0.25g/cm3以上。

而且,現有例1的分隔件僅使用萊賽爾纖維的csf值暫時降低至0ml(下限值)後進一步打漿從而轉變為上升的csf值160ml的原料。因此,分隔件的撕裂指數低於式2的範圍,為6mn·m2/g,斷裂不良率高至1.1%。

另外,關於現有例2的分隔件,分隔件的csf值高至620ml。因此,分隔件的緻密性低,短路不良高至11.5%。進一步,分隔件僅由天然纖維構成,阻抗惡化至實施例1的3倍以上。

使用實施例4和5的分隔件製作的鋁電解電容器的斷裂不良率低於1%,為0.1~0.2%。另外,短路不良率低於1%,為0.2~0.3%。進而,阻抗也充分低至0.120~0.125ω。

對於比較例3的分隔件,纖維a的csf值暫時降低至0ml(下限值)後進一步打漿而轉變為上升的csf值20ml。因此,分隔件的撕裂指數低於式2的範圍,斷裂不良率高至3.0%。

而且,比較例4的分隔件的纖維b的csf值為5ml,打漿程度低。因此可知,撕裂指數超過式2的範圍,分隔件的緻密性變低。因此,鋁電解電容器的短路不良率高至2.2%。

另外,對於比較例5的分隔件,纖維b的csf值暫時降低至0ml(下限值)後進一步打漿而轉變為上升的csf值680ml。因此,分隔件的抄紙工序中,纖維b中的過度微細化的纖維從抄紙網穿過掉落。作為結果,比較例5的分隔件的撕裂指數超過式2的範圍,短路不良率高至2.0%。

現有例3的分隔件的撕裂指數低於式2的範圍,斷裂不良率高至11.0%。另外,現有例3的分隔件的csf值為0ml,實施例4和實施例5的分隔件的csf值相同,但成為實施例4和實施例5的斷裂不良率、短路不良率均更優異的結果。由此可知,與單一經過打漿的原料相比,如本發明那樣,將打漿程度不同的原料混合併形成分隔件的情況下,可以同時提高緻密性、撕裂強度,其結果,可以同時降低鋁電解電容器的斷裂不良率、短路不良率。

現有例4的分隔件為利用溼式紡粘法進行片材形成而得到的再生纖維素分隔件,且撕裂指數高至無法測定。因此,沒有發生斷裂不良。然而,現有例4的鋁電解電容器的短路不良率高至10.0%。這是由於,紡粘法與抄紙法相比,片材容易變得不均勻,有損緻密性。

另外,該現有例4使用銅氨再生纖維素纖維即銅氨人造絲來製作分隔件,因此,在纖維內部含有銅離子。因此,利用使用銅氨人造絲的分隔件的鋁電解電容器進行長時間使用時,擔心銅離子在電容器內部析出而發生短路不良的危險性。

使用實施例6至實施例8的分隔件製作的鋁電解電容器的斷裂不良率低於1%,為0.0~0.3%。另外,短路不良率低於1%,為0.1~0.3%。進而,阻抗也充分低至0.130~0.140ω。

實施例7的分隔件是使用與實施例8相同的抄紙原料進行長網抄紙而得到的。實施例7的分隔件滿足式4,實施例8的分隔件不滿足式4。將實施例7與實施例8的電容器進行比較時,實施例7的電容器的短路不良率低。由此可知,不僅滿足式2和式3還進一步滿足式4的情況下,可以進一步降低短路不良率。

比較例6的分隔件是將纖維a85質量%、纖維b15質量%配混而成的,撕裂指數超過式2的範圍。而且,比較例6的鋁電解電容器的短路不良率高至1.1%。認為這是由於,纖維b的比率少,因此,緻密性不會提高。

比較例7的分隔件是將纖維a15質量%、纖維b85質量%配混而成的,撕裂指數低於式2的範圍。而且,比較例7的分隔件的斷裂不良率高至1.2%。認為這是由於,提高撕裂強度的纖維a的比率少。

現有例5中,將作為纖維a的csf值500ml的針葉樹牛皮紙漿、作為纖維b的csf值暫時降低至0ml(下限值)後進一步打漿而轉變為上升的csf值200ml的再生纖維素纖維進行配混。與實施例6至實施例8比較時,由於針葉樹牛皮紙漿的影響,阻抗值為0.200ω,與實施例6至8相比高了30%以上。

現有例6是將丙烯腈系纖維配混而成的分隔件,撕裂指數低至13mn·m2/g,低於式2的範圍。認為這是由於,配混了合成纖維,結果纖維間結合力降低。另外,出於相同理由,分隔件的遮蔽性也降低,形成斷裂不良率、短路不良率分別高至1.2%、1.1%的結果。

使用實施例9至實施例13的分隔件製作的鋁電解電容器的斷裂不良率低於1%,為0.0~0.2%。另外,短路不良率低於1%,為0.0~0.5%。進而,阻抗也充分低至0.255~0.280ω。

實施例9至實施例13的鋁電解電容器的阻抗與現有例7的鋁電解電容器的阻抗相比稍高。然而,鋁電解電容器的阻抗的值與根據電容器的額定電壓、容量等而期待的值的範圍不同,額定電壓100v·容量50μf的鋁電解電容器中,實施例9至實施例13的阻抗的值也是充分的。

與實施例12相比,使用實施例9的分隔件製作的鋁電解電容器的短路不良率稍變低。另外,與實施例13相比,使用實施例10的分隔件製作的鋁電解電容器的短路不良率稍變低。可知這是因為與實施例7和實施例8相同的理由,不僅滿足式2和式3還進一步滿足式4的分隔件的情況下,從改善短路不良率的方面出發,是優選的。

與實施例9相比,使用實施例11的分隔件製作的鋁電解電容器的短路不良率稍變低。由此可知,不僅滿足式1的範圍還滿足更窄的、式5的範圍的分隔件的情況下,從改善短路不良率的方面出發,是優選的。

比較例8的分隔件的撕裂指數大至105mn·m2/g,超過式2的範圍。其為纖維a的打漿程度低的結果,因此,短路不良率高至1.1%。

現有例7的分隔件是使用將再生纖維素纖維單獨打漿為csf值200ml的原料進行抄紙而成的分隔件。再生纖維素纖維的csf值大,因此,撕裂指數非常高,沒有發生斷裂不良。然而,撕裂指數超過式2的範圍,短路不良率高至1.4%。

使用實施例14的分隔件製作的鋁電解電容器的斷裂不良率低於1%,為0.1%。另外,短路不良率低於1%,為0.2%。進而,阻抗也充分低至0.440ω。

比較例9的分隔件的撕裂指數小至17mn·m2/g,低於式3的範圍。因此,斷裂不良率高至1.9%。另外,比實施例14的分隔件厚,元件外徑大,因此,插入至尺寸比實施例14大的殼體。由此可知,為了追求電容器的小型化,優選為厚度50μm以下。

現有例8的分隔件比實施例14的分隔件厚,元件外徑大,因此,插入至尺寸比實施例14大的殼體。另外,分隔件的csf值高至450ml。由此,分隔件的緻密性低,短路不良高至15.2%。另外,僅由天然纖維構成,阻抗惡化至實施例14的2倍。根據該例可知,如果使用本實施方式的分隔件,則即使採用比現有薄的分隔件,短路不良也不會增加,同時也可以進行元件的小型化。

現有例9的分隔件具有打漿程度高的天然纖維的層。因此,沒有發生短路不良,但阻抗性能顯著惡化至2.110ω。另外,纖維a、b均對纖維抽出的阻力弱,因此,撕裂指數的值也小,斷裂不良率也高至2.5%。

使用實施例15的分隔件製作的鋁電解電容器的斷裂不良率低於1%,為0.7%。另外,短路不良率低於1%,為0.1%。進而,阻抗也充分低至0.052ω。

比較例10的分隔件的撕裂指數小至28mn·m2/g,低於式3的範圍。因此,斷裂不良率高至1.0%。

比較例11和比較例12的分隔件的csf值為310ml,超過式1的範圍。因此,短路不良率均高至1%以上。

現有例11的分隔件比實施例15的分隔件厚,元件外徑大,因此,插入至尺寸比實施例15大的殼體。另外,分隔件的csf值高至450ml。因此,分隔件的緻密性低,短路不良高至16.0%。另外,僅由天然纖維構成,阻抗惡化至實施例15的2倍以上。根據該例也可知,如果使用本實施方式的分隔件,則即使採用比現有薄的分隔件,短路不良也不會增加,同時也可以進行元件的小型化。

另外,對於實施例和比較例的各例,標繪分隔件的csf值與撕裂指數,示於圖2。圖2中,與各例的值的標繪一起示出式1~式5的範圍的邊界的直線。

根據圖2,各實施例落入式1至式3的範圍,各比較例在式1至式3中的至少一者的範圍之外。

另外,以相同額定電壓、相同容量的電容器比較的情況下,不僅滿足式1至3還進一步同時滿足式4的情況下,短路不良率進一步降低。

進而還同時滿足式5的情況下,短路不良率進一步降低。

以上,根據本實施方式,用於提高撕裂強度的纖維a與用於提高緻密性的纖維b分別被打漿至下述範圍,且纖維a與纖維b由再生纖維素纖維形成,纖維a的配混比率設為20~80質量%,纖維b的配混比率設為20~80質量%,由此,可以提供csf值x與撕裂指數y處於滿足下式的範圍的分隔件。此外,通過使分隔件的厚度為10~50μm、密度為0.25~0.70g/cm3,由此可以提供阻抗特性和緻密性、撕裂強度優異的鋁電解電容器用分隔件。

纖維a的csf值:csf500~0ml

纖維b的csf值:暫時降低至0ml(下限值)後進一步打漿而轉變為上升的csf值1~500ml

式1:0≤x≤300

式2:15≤y≤100

式3:y≥0.175x-2.5

通過使用上述的分隔件,從而可以提供阻抗性能優異、短路不良率得到改善的鋁電解電容器,並且可以提高鋁電解電容器製作工序的成品率。

以上,對使用本實施方式的分隔件的鋁電解電容器的例子進行了說明。

省略了對鋁電解電容器的其他構成、製造方法的詳細情況的說明,但本發明的鋁電解電容器中,對於電極材料和電解液材料,無需特別限定,可以使用各種材料。

上述本實施方式中,使纖維a的csf值為csf500~0ml,使纖維b的csf值為暫時降低至0ml(下限值)後進一步打漿而轉變為上升的csf值1~500ml。另外,各實施例中,纖維a和纖維b使用的是由同一種類的再生纖維素纖維製作的、打漿程度不同的纖維。

本發明中,對於構成分隔件的、能夠打漿的再生纖維素纖維的構成,只要分隔件的特性同時滿足式1至式3、或者同時滿足式1至式4、或者同時滿足式1至式5,就沒有特別限定。只要同時滿足式1至式3、或者同時滿足式1至式4、或者同時滿足式1至式5,例如也可以使用打漿程度不同的3種以上的再生纖維素纖維、使用csf值在實施方式的csf值的範圍外的再生纖維素纖維、纖維a與纖維b以不同的再生纖維素纖維為原料。

另外,只要元件外徑允許,可以使用多張本發明的分隔件、或使用一張以上本發明的分隔件進行多張重疊而使用。

產業上的可利用性

本發明的分隔件可以適用於鋁電解電容器,此外,還可以適用於雙電層電容器、鋰離子電容器、鋰離子電池、鋰電池、鈉離子電池、固體電解電容器等各種蓄電設備。

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