JP5016686B2

JP5016686B2 - Electrolytic capacitor

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Publication number: JP5016686B2
Application number: JP2009551339A
Authority: JP
Inventors: 大索向山
Original assignee: Rubycon Corp
Current assignee: Rubycon Corp
Priority date: 2008-01-29
Filing date: 2008-01-29
Publication date: 2012-09-05
Anticipated expiration: 2028-01-29
Also published as: WO2009095988A1; JPWO2009095988A1

Description

本発明は、表面が拡面処理された電極箔と表面が拡面処理されたタブ端子とが、接合部によって接合されてなる電解コンデンサに関する。 The present invention relates to an electrolytic capacitor in which an electrode foil whose surface is enlarged and a tab terminal whose surface is enlarged are joined by a joining portion.

電解コンデンサの一般的な構造を図１２に示す。なお、図１３は電解コンデンサ内のコンデンサ素子の概略構成を示す斜視図である。
電解コンデンサ１０は、陽極箔８と陰極箔９との間にセパレータ紙７を挟んで巻回することによって形成されたコンデンサ素子１１と、コンデンサ素子１１を収納するケース１４と、ケース１４の開口部を封口する封口体１６とを備えている。
封口体１６からは、コンデンサ素子１１の陽極箔８と陰極箔９とにそれぞれ接続された陽極用端子１２と陰極用端子１３とが突出している。
陽極箔８および陰極箔９の表面は、表面積を拡大する拡面処理のためにエッチングが施されている。エッチングが施されることで、各電極箔８，９の表面が粗面化して拡面化され、コンデンサ容量を増加させることができる。
そして、図１４に示すように、このような拡面処理された各電極箔８，９には、陽極用端子１２、陰極用端子１３のそれぞれに接続される各タブ端子１７，１９が取り付けられている。各タブ端子は、冷間圧着（コールドウェルド法）によって固定されるのが一般的である。図１４で示す符号１８は、冷間圧着により接合された従来の接合部を示している（例えば特許文献１参照）。
なお、従来のタブ端子は、一般的にエッチングにより拡面処理されていないものであり、タブ端子が取り付けられている部位は静電容量にあまり寄与しない部位であった。そこで、タブ端子も拡面処理されたものを用いることが提案されている（例えば特許文献２、特許文献３参照）。
このように、拡面処理されたタブ端子を用いることにより、電極箔に対するタブ端子の静電容量も付加することができるため、電解コンデンサ全体の容量を大きくすることができる。
なお、タブ端子は、引用文献１の図２および図４並びに引用文献３の図２および図４に示されているように、その端部が固定される電極箔の端部よりも突出しないように配置されることが一般的である。理由としては、タブ端子における材料の節減という事情が考えられる。
特開２００７―２７３６４５号公報特許第２７７３２１７号公報特許第３４５７２２２号公報 A general structure of the electrolytic capacitor is shown in FIG. FIG. 13 is a perspective view showing a schematic configuration of the capacitor element in the electrolytic capacitor.
The electrolytic capacitor 10 includes a capacitor element 11 formed by winding the separator paper 7 between the anode foil 8 and the cathode foil 9, a case 14 for housing the capacitor element 11, and an opening of the case 14. And a sealing body 16 for sealing.
From the sealing body 16, anode terminals 12 and cathode terminals 13 respectively connected to the anode foil 8 and the cathode foil 9 of the capacitor element 11 protrude.
The surfaces of the anode foil 8 and the cathode foil 9 are subjected to etching for a surface expansion process for increasing the surface area. By performing the etching, the surfaces of the electrode foils 8 and 9 are roughened and widened, and the capacitor capacity can be increased.
Then, as shown in FIG. 14, the tab terminals 17 and 19 connected to the anode terminal 12 and the cathode terminal 13 are attached to the electrode foils 8 and 9 subjected to such surface enlargement processing. ing. Each tab terminal is generally fixed by cold pressing (cold weld method). The code | symbol 18 shown in FIG. 14 has shown the conventional junction part joined by cold pressure bonding (for example, refer patent document 1).
In addition, the conventional tab terminal is generally not subjected to the surface expansion process by etching, and the portion where the tab terminal is attached is a portion that does not contribute much to the capacitance. Thus, it has been proposed to use a tab terminal that has been subjected to surface enlargement processing (see, for example, Patent Document 2 and Patent Document 3).
Thus, by using the tab terminal subjected to the surface expansion treatment, the capacitance of the tab terminal with respect to the electrode foil can be added, so that the capacity of the entire electrolytic capacitor can be increased.
As shown in FIGS. 2 and 4 of the cited document 1 and FIGS. 2 and 4 of the cited document 3, the tab terminal does not protrude beyond the end of the electrode foil to which the tab terminal is fixed. It is common to be arranged in. The reason may be that the material of the tab terminal is saved.
JP 2007-273645 A Japanese Patent No. 2773217 Japanese Patent No. 3457222

上述したような拡面処理されたタブ端子を冷間圧着により電極箔に取り付けると、拡面処理されたタブ端子自体が電極となり、対向する電極箔との間で静電容量が生じるため全体として容量の大きい電解コンデンサとすることができる。
しかし、このように拡面処理されたタブ端子を用いた電解コンデンサを用いて充放電試験を実施し、５０００万回充放電を繰り返した後に電解コンデンサを分解したところ、陰極タブ端子が茶色に変色していることが明らかになった。しかも変色部分には急激に大電流が流れるスパーク痕が存在することも確認された。
このように、スパークが生じるということは、陽極箔と陰極タブ端子との間でショートが発生していると考えられる。陽極箔と陰極タブ端子との間でショートを防止することができないと、電解コンデンサの破損に通じるおそれがあるという課題がある。
なお、充放電を繰り返すうちに陰極タブ端子においてショートが生じた理由としては以下のようなことが考えられる。
まず、図１５に示すように、陰極タブ端子１９の長さが対向する陽極箔８に対して短いということが挙げられる。つまり、陰極用タブ端子１９も拡面処理されることで陽極箔８に対しては陰極箔９と同じように電荷が蓄積されるが、陰極用タブ端子１９に対向する部分の陽極箔８の面積の方が大きくなるため、陽極箔８との間における電荷が陰極用タブ端子１９の先端部分に集中してしまうためではないかと考えられる。
そこで、本発明は上記課題を解決すべくなされ、その目的とするところは、拡面処理されたタブ端子を有する電解コンデンサにおいて、充放電を繰り返してもタブ端子にショートを生じさせない電解コンデンサを提供することにある。
本発明にかかる電解コンデンサによれば、表面が拡面処理された電極箔と、表面が拡面処理されたタブ端子とが、接合部によって接合されてなる電解コンデンサにおいて、前記タブ端子の外部接続側と反対側の端部は、固定される電極箔に対向して配置される他の電極箔の端部から突出する長さｄがｄ＞０となるように設けられていることを特徴としている。
この構成を採用することによって、拡面処理されたタブ端子は、対向する他の電極箔の端部に対して、他の電極箔の幅方向（図１４、図１５に示すように長尺な電極箔の短手方向）全体にわたって対向することとなる。このため、タブ端子の一部分への電荷の集中が生じず、タブ端子全体にわたって電荷が均一に蓄積されるようになり、ショートの発生を防止することができる。
また、前記接合部は複数個形成され、各前記接合部における、接合時に形成された非拡面処理部の面積が１ｍｍ²以下であることを特徴としてもよい。
この構成を採用することによる作用について、以下に説明する。
拡面処理されたタブ端子を電極箔に冷間圧着した後の状態を図１６に示す。拡面処理されたタブ端子１７，１９を電極箔８，９に接合するときには、まず、平型２０の上に拡面処理されたタブ端子１７，１９を載置し、タブ端子１７，１９の上方に電極箔８，９を載置する。そして、電極箔８，９の上方に配置された凸型２１を下降させ、電極箔８，９とタブ端子１７，１９を圧着させる。このとき、凸型２１に押されたタブ端子１７，１９と電極箔８，９は、固相接合した状態の接合部１８が形成され、固定される。
この接合部１８では、タブ端子１７，１９の内部部分が塑性流動によってタブ端子１７，１９の表面に押し出され、タブ端子１７，１９の表面には拡面処理がされていない非拡面処理部２２が形成される。つまり、拡面処理されたタブ端子１７，１９を冷間圧着すると、拡面処理されていない非拡面処理部２２が生じてしまうので、この部分では周囲と比較して静電容量が小さくなるので電圧変動により電流が集中しやすくなり、ショートを生じさせるおそれがある。
冷間圧着の際に、接合部１８の面積を小さくし、タブ端子１７，１９における内部からの塑性流動を小さくすれば、拡面処理されていない非拡面処理部の面積も小さくなり、上記のようなショートも防止できると考えられる。しかし、接合部１８の面積を小さくしすぎると、タブ端子１７，１９の電極箔８，９への確実な固定が担保できない。そこで、本発明者は、凸型２１の面積及び形状を様々に変更して実験を行ったところ、接合部１８を複数個形成し、且つ各接合部における非拡面処理部２２の面積は１ｍｍ²以下であれば、タブ端子１７，１９と電極箔８，９との固定が確実であり、且つショートの発生も防止できるということに想到した。
さらに、各前記非拡面処理部の最外周を結ぶ外周線によって囲まれた領域の面積に対する、各前記非拡面処理部の合計面積の割合は、６５％以下であることを特徴としてもよい。
この構成によっても、タブ端子と電極箔との固定が確実であり、且つショートの発生も防止できる。
なお、各前記非拡面処理部の形状は円形であることを特徴としてもよく、また各前記非拡面処理部の形状は、面積（ｍｍ²）を外周線（ｍｍ）で除算した数値が０．３以下となるように形成されていることを特徴としてもよい。
これらの構成によっても、タブ端子と電極箔との固定が確実であり、且つショートの発生も防止できる。
また、前記電極箔と前記他の電極箔との間には、セパレータ部材が介在され、前記タブ端子の外部接続側と反対側の端部は、セパレータ部材の端部よりも突出しないように設けられていることを特徴としてもよく、また、前記タブ端子の外部接続側と反対側の端部と、前記セパレータ部材の端部との間隔は、０．５ｍｍ以上であることを特徴としてもよい。
つまり、タブ端子の端部がセパレータ部材よりも突出していると、タブ端子の端部とケースとの間でショートを起こすおそれがあるが、この構成を採用することにより、タブ端子とケースとの間のショートを防止することができる。 When a tab terminal subjected to surface expansion treatment as described above is attached to the electrode foil by cold pressing, the tab terminal subjected to surface expansion treatment itself becomes an electrode, and an electrostatic capacity is generated between the opposing electrode foils as a whole. An electrolytic capacitor having a large capacity can be obtained.
However, a charge / discharge test was performed using the electrolytic capacitor using the tab terminals subjected to the surface expansion treatment in this manner, and after repeating the charge / discharge 50 million times, the electrolytic capacitor was disassembled. As a result, the cathode tab terminal turned brown. It became clear that In addition, it was confirmed that there was a spark trace in which a large current flowed suddenly in the discolored portion.
Thus, the occurrence of sparks is considered to be caused by a short circuit between the anode foil and the cathode tab terminal. If a short circuit cannot be prevented between the anode foil and the cathode tab terminal, there is a problem that the electrolytic capacitor may be damaged.
In addition, the following may be considered as the reason why the short-circuit occurred in the cathode tab terminal during repeated charge / discharge.
First, as shown in FIG. 15, the length of the cathode tab terminal 19 is shorter than the opposing anode foil 8. That is, as the cathode tab terminal 19 is also subjected to the surface enlargement process, charges are accumulated on the anode foil 8 in the same manner as the cathode foil 9. Since the area becomes larger, it is considered that the charge between the anode foil 8 and the anode tab terminal 19 is concentrated on the tip portion of the cathode tab terminal 19.
Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an electrolytic capacitor having a tab terminal that has been subjected to surface enlargement treatment and that does not cause a short-circuit in the tab terminal even when charging and discharging are repeated. There is to do.
According to the electrolytic capacitor in accordance with the present invention, in the electrolytic capacitor in which the electrode foil whose surface is subjected to the surface expansion treatment and the tab terminal whose surface is subjected to the surface expansion treatment are joined by the joint portion, the external connection of the tab terminal The end opposite to the side is provided such that the length d protruding from the end of another electrode foil disposed opposite the fixed electrode foil is d> 0. Yes.
By adopting this configuration, the tab terminals subjected to the surface enlargement treatment are elongated in the width direction of the other electrode foils (as shown in FIGS. 14 and 15) with respect to the end portions of the other electrode foils facing each other. The electrode foils face each other across the short direction). For this reason, the concentration of electric charge on a part of the tab terminal does not occur, and the electric charge is uniformly accumulated over the entire tab terminal, so that the occurrence of a short circuit can be prevented.
In addition, a plurality of the joint portions may be formed, and an area of the non-surface-enlarged processing portion formed at the time of joining in each of the joint portions may be 1 mm ² or less.
The effect | action by employ | adopting this structure is demonstrated below.
FIG. 16 shows a state after cold-bonding the tab terminal subjected to the surface expansion treatment to the electrode foil. When the tab terminals 17 and 19 that have been subjected to the surface expansion are joined to the electrode foils 8 and 9, first, the tab terminals 17 and 19 that have been subjected to the surface expansion are placed on the flat mold 20, and the tab terminals 17 and 19. The electrode foils 8 and 9 are placed on the upper side. And the convex type | mold 21 arrange | positioned above the electrode foils 8 and 9 is dropped, and the electrode foils 8 and 9 and the tab terminals 17 and 19 are crimped | bonded. At this time, the tab terminals 17 and 19 pressed by the convex mold 21 and the electrode foils 8 and 9 are fixed by forming a joint 18 in a solid-phase joined state.
In the joint portion 18, the internal portions of the tab terminals 17 and 19 are pushed out to the surface of the tab terminals 17 and 19 by plastic flow, and the surface of the tab terminals 17 and 19 is not subjected to the surface expansion treatment. 22 is formed. That is, if the tab terminals 17 and 19 that have been subjected to the surface expansion process are cold-bonded, a non-surface expansion processing unit 22 that has not been subjected to the surface expansion process is generated. Therefore, current tends to concentrate due to voltage fluctuations, which may cause a short circuit.
If the area of the joint 18 is reduced and the plastic flow from the inside of the tab terminals 17 and 19 is reduced during the cold pressing, the area of the non-surface-expanded portion that has not been subjected to the surface-expansion treatment is also reduced. Such a short circuit can be prevented. However, if the area of the joint portion 18 is too small, the tab terminals 17 and 19 cannot be securely fixed to the electrode foils 8 and 9. Therefore, the present inventor conducted experiments by changing the area and shape of the convex mold 21 in various ways. As a result, a plurality of joints 18 were formed, and the area of the non-surface-enlargement processing part 22 at each joint was 1 mm. If it is ² or less, it has been conceived that the tab terminals 17 and 19 and the electrode foils 8 and 9 can be securely fixed and the occurrence of a short circuit can be prevented.
Furthermore, the ratio of the total area of each non-surface-enlargement processing unit to the area of the region surrounded by the outer peripheral line connecting the outermost periphery of each non-surface-enlargement processing unit may be 65% or less. .
Also with this configuration, the tab terminal and the electrode foil are securely fixed, and the occurrence of a short circuit can be prevented.
In addition, the shape of each said non-surface-enlargement processing part may be circular, and the shape of each said non-surface-enhancement processing part is a numerical value obtained by dividing the area (mm ² ) by the outer peripheral line (mm). It may be characterized by being formed to be 0.3 or less.
Also with these configurations, the tab terminal and the electrode foil can be securely fixed, and the occurrence of a short circuit can be prevented.
Also, a separator member is interposed between the electrode foil and the other electrode foil, and the end of the tab terminal opposite to the external connection side is provided so as not to protrude beyond the end of the separator member. The distance between the end of the tab terminal opposite to the external connection side and the end of the separator member may be 0.5 mm or more. .
In other words, if the end of the tab terminal protrudes beyond the separator member, there is a risk of a short circuit between the end of the tab terminal and the case. By adopting this configuration, the tab terminal and the case A short circuit can be prevented.

本発明の電解コンデンサによれば、タブ端子におけるショートの発生を防止することができる。 According to the electrolytic capacitor of the present invention, it is possible to prevent occurrence of a short circuit in the tab terminal.

本発明にかかる電解コンデンサの側面からの断面図である。It is sectional drawing from the side of the electrolytic capacitor concerning this invention. コンデンサ素子の斜視図である。It is a perspective view of a capacitor element. 陰極用タブ端子と陰極箔との取り付け構造の第１の実施形態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows 1st Embodiment of the attachment structure of the tab terminal for cathodes, and cathode foil. コンデンサ素子の第１の実施形態の断面図である。It is sectional drawing of 1st Embodiment of a capacitor | condenser element. 陰極用タブ端子と陰極箔との取り付け構造の第２の実施形態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows 2nd Embodiment of the attachment structure of the tab terminal for cathodes, and cathode foil. コンデンサ素子の第２の実施形態の断面図である。It is sectional drawing of 2nd Embodiment of a capacitor | condenser element. コンデンサ素子の第３の実施形態の断面図である。It is sectional drawing of 3rd Embodiment of a capacitor | condenser element. 接合部における非拡面処理部を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the non-surface-enlargement process part in a junction part. 陰極用タブ端子と陰極箔との取り付け構造の第４の実施形態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows 4th Embodiment of the attachment structure of the tab terminal for cathodes, and cathode foil. 冷間圧着装置の説明図である。It is explanatory drawing of a cold press apparatus. 凸型の平面図である。It is a top view of a convex type. 従来の電解コンデンサの側面からの断面図である。It is sectional drawing from the side of the conventional electrolytic capacitor. 従来のコンデンサ素子の斜視図である。It is a perspective view of the conventional capacitor | condenser element. 従来の陰極用タブ端子と陰極箔との取り付け構造を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the attachment structure of the conventional tab terminal for cathodes, and cathode foil. 従来のコンデンサ素子の断面図である。It is sectional drawing of the conventional capacitor | condenser element. 従来の接合部について説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the conventional junction part.

以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１に本実施形態の電解コンデンサの全体構成を示す。
本実施形態の電解コンデンサ３０は、アルミニウム等の金属で形成された有底筒状の外装ケース３１の内部にコンデンサ素子３２が配置され、外装ケース３１の開口部をゴム貼積層樹脂板の封口体３４で閉塞されて構成されている。
また、外装ケース３１の外側には、コンデンサの性能表示が印刷されたスリーブ３５が被覆されている。
図２にコンデンサ素子の構造について示す。
コンデンサ素子３２は、陽極箔３８と、陰極箔３９と、陽極箔３８と陰極箔３９との間に配置され、電解液が含浸されたセパレータ紙３７（特許請求の範囲でいうセパレータ部材）とが巻回されて構成されている。また、セパレータ紙３７は陰極箔３９の外周側にも配置されており、陰極箔３９が外装ケース３１に直接接触しないように設けられている。
陽極箔３８と陰極箔３９には、それぞれ陽極用タブ端子４０及び陰極用タブ端子４１を介して、陽極用端子４２及び陰極用端子４３が接続されている。陽極用端子４２と陰極用端子４３は、外装ケース３１の開口部から突出して配置される。
陽極箔３８は、エッチングによって拡面処理されたアルミニウム箔が用いられる。また、エッチングされた陽極箔３８には、さらに化成処理を施して拡面処理された表面に酸化被膜を形成させる。
陰極箔３９も陽極箔３８と同様に、エッチングによって拡面処理されたアルミニウム箔が用いられるが、拡面処理された表面には化成処理を施して酸化被膜を形成しなくてもよい。
陽極箔３８に固定される陽極用タブ端子４０も、エッチングによって拡面処理されたアルミニウムの板材を用いてもよい。エッチングされた陽極用タブ端子４０には、化成処理を施して拡面処理された表面に酸化被膜を形成させる。
陰極箔３９に固定される陰極用タブ端子４１も、エッチングによって拡面処理されたアルミニウムの板材が用いられるが、拡面処理された表面には化成処理を施して酸化被膜を形成しなくてもよい。
このように、陰極用タブ端子をエッチングにより拡面処理を施したことにより、陰極用タブ端子４１も対向する陽極箔３８に対して、十分な静電容量を有することが可能となる。
本実施形態における陰極用タブ端子４１の陰極箔３９への取り付け構造について、図３と図４に基づいて説明する。
本実施形態では、陰極用タブ端子４１の端部が、対向する陽極箔３８の端部よりも突出するように設けられている。なお、本実施形態では、陽極箔３８と陰極箔３９とが同じ幅（図３では上下方向に示される）を有しているので、図３では陽極箔３８は省略して図示している。
このように、陰極用タブ端子４１の端部を、対向する陽極箔３８よりも突出させたことで、陰極用タブ端子４１の先端部に電荷が集中してしまうことに起因する陰極用タブ端子４１の変色やショートなどの発生を防止できる。
なお、図４に示すように、本実施形態では、陽極箔３８と陰極箔３９との間に配置されているセパレータ紙３７、及び陰極箔３９の外面に配置されているセパレータ紙３７は、陽極箔３８及び陰極箔３９の幅よりも長くなるように形成されている。これは、各電極箔３８，３９が外装ケース３１に接触してショートが発生するのを防止するためである。
そこで、陰極用タブ端子４１の端部は、対向する陽極箔３８の端部よりも突出するように設けられると共に、セパレータ紙３７の端部よりも突出しないように設けられるとよい。
特に、陰極用タブ端子４１の端部の位置がセパレータ紙３７の端部よりも０．５ｍｍ以上短い位置にあると好適である。
このように、陰極用タブ端子４１の端部がセパレータ紙３７よりも突出しないようにすることで、陰極用タブ端子４１と外装ケース３１との間でのショートの発生を防止することができる。
なお、図３及び図４では、陰極用タブ端子４１の端部は、陽極箔３８の端部よりも突出し、且つセパレータ紙３７の端部よりも突出しないようにした。
しかし、図５及び図６に示すように、陰極用タブ端子の端部を、陽極箔３８の端部と同じ位置となるように配置してもよい。
このような配置を採用しても、陰極用タブ端子４１の先端部に電荷が集中してしまうことに起因する陰極用タブ端子４１の変色やショートなどの発生を防止できる。
図３〜図６に示した形態は、陽極箔３８と陰極箔３９とが同じ幅を有していたが、図７に示すように、陽極箔３８が陰極箔３９よりも短い構成もある。
このような構成であっても、陰極用タブ端子４１の端部を、陽極箔３８の端部よりも突出させるか、または陰極用タブ端子の端部を、陽極箔３８の端部と同じ位置となるように配置するとよい。
図３〜図７に示した様々な構成において、陰極用タブ端子４１の端部と陽極箔３８の端部との間の長さをｄとすると、陰極用タブ端子４１の端部は陽極箔３８の端部よりも突出しているか、又は陽極箔３８の端部と同じ位置であるから、０≦ｄである。さらに、陽極箔３８の端部からセパレータ紙３７の端部までの長さをｗとすると、陰極用タブ端子４１の端部はセパレータ紙３７の端部よりも突出しないのでｄ＜ｗである。したがって、０≦ｄ＜ｗが成立する。
続いて、陰極用タブ端子と陰極箔との接合部について、図８に基づいて説明する。
本実施形態の接合領域４４は、複数個の接合部が形成されている領域であり、従来の接合領域と比較して、実際に接合する箇所数を多くすると共に、実際に接合したそれぞれの部位に形成される非拡面処理部４６の面積を小さくしている。
なお、非拡面処理部４６とは、課題を解決するための手段の欄で説明したように（図１６参照）、陰極用タブ端子４１の拡面処理されていない内部部分が塑性流動によって、陰極用タブ端子４１の表面に押し出されて形成された部位であり、拡面処理されていないため、電極として十分な静電容量を有しない部位である。
本実施形態の各非拡面処理部４６は、平面視円形であり、且つ各非拡面処理部４６の面積が１ｍｍ^２以下となるように形成されるとよい。
また、接合領域４４においては、非拡面処理部４６どうしの間隔が１．５ｍｍ間隔となるように配置され、陰極箔３９の長さ方向に２箇所、幅方向に２箇所の非拡面処理部４６が形成されている。
なお、各非拡面処理部４６の面積を１ｍｍ^２とした場合、複数の非拡面処理部４６のうち最外周に位置する非拡面処理部４６の外周線で囲んだ領域を接合領域４４と定義した場合、接合領域４４の面積に対して、接合領域４４内の非拡面処理部４６の合計面積の割合を６５％以下とすると、非拡面処理部４６に起因して単位面積当たりの静電容量が低下する影響が小さくなり、好適である。例えば、面積が１ｍｍ^２の円形の非拡面処理部４６が４つ、各非拡面処理部４６の中心の間隔を１．５ｍｍとして配置されている場合には、接合領域４４内の非拡面処理部４６の合計面積は、４ｍｍ^２であり、また接合領域４４の面積は６．６３５ｍｍ^２である。したがって、接合領域４４の面積に対して、接合領域４４内の非拡面処理部４６の合計面積の割合は、６０．２８５１％（４ｍｍ^２／６．６３５ｍｍ^２＝０．６０２８５１）であり、上記の条件を満たす。
なるべく非拡面処理部４６の面積を小さくし、且つ陰極用タブ端子４１と陰極箔３９との固定を確実にするためには、このような条件が必要となると考えられる。
また、非拡面処理部４６の面積を単に小さくするだけではなく、非拡面処理部４６を形成する外周線を長くすることで、陰極用タブ端子４１と陰極箔３９との固定力がさらに高くなると考えられる。
本発明者は、非拡面処理部の形状を様々に変更して実験をしたところ、非拡面処理部４６の面積Ｓ（ｍｍ^２）を非拡面処理部４６の外周線の長さＬ（ｍｍ）で除算した数値Ｓ／Ｌ（ｍｍ）が０．３以下であると、面積が小さくても確実な固定力を得られることを見出した。この点を、上述したような、面積１ｍｍ^２の平面視円形の非拡面処理部４６で検証すると、面積１ｍｍ^２の円の円周Ｌは２π１／２であるからＬ≒３．５４である。したがって、非拡面処理部４６の形状が円の場合、Ｓ／Ｌ≒０．２８であり、Ｓ／Ｌ≦０．３が成立する。
なお、図９に示すように、陰極箔３９の長さ方向に２箇所、幅方向に２箇所の非拡面処理部４６が形成された接合部４４を、幅方向に複数箇所形成するようにしてもよい。
次に、図１０に基づいて、このような接合部を形成するための冷間圧着装置について説明する。
冷間圧着装置は、平型５０と、凸型５２と、平型５０と凸型５２とを相対的に接離動させる駆動装置（図示せず）とを備えている。平型５０と凸型５２とは、どちらが上方または下方に配置されていてもよく、またどちらが移動可能に設けられていてもよい。
図１０に示すように平型５０が下方に配置されている場合、平型５０の上面には陰極用タブ端子４１が配置され、この陰極用タブ端子４１の上面に陰極箔３９が配置される。
図１１に示すように、凸型５２は、平型５０に向けて突出し、先端が平面の四角錐台状である。この凸型５２の断面は、平型５０に向けて徐々に幅狭となるような台形状となる。
このような凸型５２で陰極箔３９と陰極用タブ端子４１とを冷間圧着すると、陰極箔３９側に形成される凹部の形状は平面視四角形状であり、陰極用タブ端子４１側に形成される非拡面処理部４６の形状は平面視円形になることが確認されている。
凸型５２の形状としては、上記のような四角錐台状に限定されることはなく、先端が円錐台状であってもよい（図示せず）。
ただし、型としては四角錐台の形状の方が製造しやすいと言う利点がある。
（実施例）
図３に示した陰極用タブ端子の取り付け構造を有する電解コンデンサの充放電試験を行い、その後解体して陰極用タブ端子の変色やスパーク痕の有無を確認した。
対象となる電解コンデンサの定格電圧は４５０ＷＶであり、設計容量は２７μＦである。
また、試験条件としては、充放電電圧は２３５Ｖ〜４００Ｖ、充放電周波数は２５Ｈｚ、充放電抵抗は４Ω、温度は室温（約２５℃）である。
上記のような条件の下で、５０００万回の充放電を行ったところ、陰極用タブ端子には変色が認められなかった。
なお、上述してきた実施形態では、陰極用タブ端子の構造についてのみ説明してきた。しかし、本発明としては陰極用タブ端子には限定されず、陽極用タブ端子の構造について上述してきた実施形態の構造を適用させてもよい。
さらに、接合部を形成する接合方法として、本実施形態では冷間圧着についてのみ説明したが、本発明としては冷間圧着以外にカシメ圧着、超音波圧着、レーザ溶着などの方法を採用してもよい。
以上本発明につき好適な実施形態を挙げて種々説明したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得るのはもちろんである。DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows the overall configuration of the electrolytic capacitor of this embodiment.
In the electrolytic capacitor 30 of this embodiment, a capacitor element 32 is disposed inside a bottomed cylindrical outer case 31 formed of a metal such as aluminum, and the opening of the outer case 31 is sealed with a rubber-laminated laminated resin plate. 34 is closed.
The outer case 31 is covered with a sleeve 35 on which a performance indication of the capacitor is printed.
FIG. 2 shows the structure of the capacitor element.
The capacitor element 32 includes an anode foil 38, a cathode foil 39, and a separator paper 37 (a separator member referred to in the claims) disposed between the anode foil 38 and the cathode foil 39 and impregnated with an electrolytic solution. It is wound and configured. The separator paper 37 is also arranged on the outer peripheral side of the cathode foil 39 so that the cathode foil 39 is not in direct contact with the outer case 31.
Anode terminal 42 and cathode terminal 43 are connected to anode foil 38 and cathode foil 39 via anode tab terminal 40 and cathode tab terminal 41, respectively. The anode terminal 42 and the cathode terminal 43 are disposed so as to protrude from the opening of the outer case 31.
As the anode foil 38, an aluminum foil whose surface has been enlarged by etching is used. Further, the etched anode foil 38 is further subjected to a chemical conversion treatment to form an oxide film on the surface subjected to the surface expansion treatment.
Similarly to the anode foil 38, the cathode foil 39 is made of an aluminum foil that has been subjected to a surface expansion treatment by etching, but the surface that has been subjected to the surface expansion treatment need not be subjected to a chemical conversion treatment to form an oxide film.
The tab terminal 40 for anode fixed to the anode foil 38 may also use an aluminum plate material subjected to surface expansion treatment by etching. The etched anode tab terminal 40 is subjected to a chemical conversion treatment to form an oxide film on the surface-enlarged surface.
The tab terminal 41 for the cathode fixed to the cathode foil 39 is also made of an aluminum plate material that has been subjected to surface expansion treatment by etching, but the surface that has been subjected to surface expansion treatment need not be subjected to chemical conversion treatment to form an oxide film. Good.
Thus, by performing the surface enlargement process by etching the cathode tab terminal, the cathode tab terminal 41 can also have a sufficient capacitance with respect to the opposing anode foil 38.
A structure for attaching the cathode tab terminal 41 to the cathode foil 39 in this embodiment will be described with reference to FIGS.
In the present embodiment, the end of the cathode tab terminal 41 is provided so as to protrude from the end of the opposing anode foil 38. In this embodiment, since the anode foil 38 and the cathode foil 39 have the same width (shown in the vertical direction in FIG. 3), the anode foil 38 is omitted in FIG.
As described above, the cathode tab terminal 41 is caused by the fact that the end of the cathode tab terminal 41 protrudes from the opposing anode foil 38 so that charges concentrate on the tip of the cathode tab terminal 41. 41 can be prevented from being discolored or short-circuited.
As shown in FIG. 4, in this embodiment, the separator paper 37 disposed between the anode foil 38 and the cathode foil 39 and the separator paper 37 disposed on the outer surface of the cathode foil 39 are the anode It is formed to be longer than the width of the foil 38 and the cathode foil 39. This is to prevent the electrode foils 38 and 39 from coming into contact with the outer case 31 to cause a short circuit.
Therefore, the end portion of the cathode tab terminal 41 is preferably provided so as to protrude from the end portion of the opposing anode foil 38 and not to protrude from the end portion of the separator paper 37.
In particular, the position of the end portion of the cathode tab terminal 41 is preferably at a position shorter than the end portion of the separator paper 37 by 0.5 mm or more.
In this way, by preventing the end portion of the cathode tab terminal 41 from protruding beyond the separator paper 37, it is possible to prevent occurrence of a short circuit between the cathode tab terminal 41 and the outer case 31.
3 and 4, the end portion of the cathode tab terminal 41 protrudes beyond the end portion of the anode foil 38 and does not protrude beyond the end portion of the separator paper 37.
However, as shown in FIGS. 5 and 6, the end of the cathode tab terminal may be disposed at the same position as the end of the anode foil 38.
Even if such an arrangement is adopted, it is possible to prevent the cathode tab terminal 41 from being discolored or short-circuited due to the concentration of charges at the tip of the cathode tab terminal 41.
3 to 6, the anode foil 38 and the cathode foil 39 have the same width, but there is a configuration in which the anode foil 38 is shorter than the cathode foil 39 as shown in FIG. 7.
Even in such a configuration, the end of the cathode tab terminal 41 protrudes beyond the end of the anode foil 38, or the end of the cathode tab terminal is located at the same position as the end of the anode foil 38. It is good to arrange so that.
3 to 7, when the length between the end of the cathode tab terminal 41 and the end of the anode foil 38 is d, the end of the cathode tab terminal 41 is the anode foil. Since it protrudes from the end portion of 38 or the same position as the end portion of the anode foil 38, 0 ≦ d. Furthermore, if the length from the end of the anode foil 38 to the end of the separator paper 37 is w, the end of the cathode tab terminal 41 does not protrude beyond the end of the separator paper 37, so d <w. Therefore, 0 ≦ d <w is established.
Next, the junction between the cathode tab terminal and the cathode foil will be described with reference to FIG.
The bonding region 44 of the present embodiment is a region where a plurality of bonding portions are formed. Compared to a conventional bonding region, the number of portions to be actually bonded is increased, and each portion actually bonded is used. The area of the non-surface-enlargement processing part 46 formed in the above is reduced.
In addition, as described in the column of means for solving the problem (see FIG. 16), the non-surface-enlarging processing unit 46 is an internal portion of the cathode tab terminal 41 that is not subjected to the surface-enlarging process by plastic flow. This is a portion formed by being pushed out on the surface of the cathode tab terminal 41 and is not subjected to the surface enlargement process, and thus does not have a sufficient capacitance as an electrode.
Each non-surface-enlargement processing unit 46 of the present embodiment is preferably formed so as to have a circular shape in plan view and the area of each non-surface-enlargement processing unit 46 is 1 mm ² or less.
Further, in the bonding region 44, the non-surface-enlargement processing portions 46 are arranged so that the interval between the non-surface-enlargement processing portions 46 is 1.5 mm, and the non-surface-enhancement processing is performed at two places in the length direction and two places in the width direction of the cathode foil 39 A portion 46 is formed.
When the area of each non-surface-enlargement processing unit 46 is 1 mm ² , the region surrounded by the outer peripheral line of the non-surface-enlargement processing unit 46 located on the outermost periphery among the plurality of non-surface-enlargement processing units 46 is the bonding region 44. When the ratio of the total area of the non-surface-enlargement processing unit 46 in the bonding region 44 is 65% or less with respect to the area of the bonding region 44, the unit area per unit area is attributed to the non-surface-enlarging processing unit 46. The effect of lowering the electrostatic capacity is reduced, which is preferable. For example, in the case where four circular non-surface-enlargement processing parts 46 having an area of 1 mm ² are arranged and the interval between the centers of the non-surface-enhancement processing parts 46 is 1.5 mm, the non-expansion area in the joining region 44 is arranged. the total area of the surface processing unit 46 is 4 mm ^2, also the area of the bonding region 44 is 6.635mm ^2. Therefore, the ratio of the total area of the non-surface-expansion processing portion 46 in the bonding region 44 with respect to the area of the bonding region 44 is 60.2851% (4 mm ² /6.635 mm ² = 0.602851). Satisfy the condition of
It is considered that such a condition is necessary in order to reduce the area of the non-surface expansion processing portion 46 as much as possible and to ensure the fixation between the cathode tab terminal 41 and the cathode foil 39.
In addition to simply reducing the area of the non-surface-enlarging processing part 46, the fixing force between the cathode tab terminal 41 and the cathode foil 39 can be further increased by lengthening the outer peripheral line forming the non-surface-enlarging processing part 46. It is thought to be higher.
The inventor conducted experiments by changing the shape of the non-surface-enlargement processing unit in various ways, and found that the area S (mm ² ) of the non-surface-enlargement processing unit 46 was the length L of the outer peripheral line of the non-surface-enlargement processing unit 46. It was found that when the numerical value S / L (mm) divided by (mm) is 0.3 or less, a reliable fixing force can be obtained even if the area is small. When this point is verified by the non-surface-enlargement processing unit 46 having an area of 1 mm ^{2 in} a plan view as described above, the circumference L of the circle with an area of 1 mm ² is 2π1 / 2, and L≈3.54. . Therefore, when the shape of the non-surface-enlargement processing unit 46 is a circle, S / L≈0.28, and S / L ≦ 0.3 is established.
In addition, as shown in FIG. 9, a plurality of joint portions 44 in which the non-surface-enlargement processing portions 46 are formed in two places in the length direction and two places in the width direction of the cathode foil 39 are formed in the width direction. May be.
Next, based on FIG. 10, the cold press apparatus for forming such a junction part is demonstrated.
The cold pressure bonding apparatus includes a flat mold 50, a convex mold 52, and a driving device (not shown) that moves the flat mold 50 and the convex mold 52 relative to each other. Either the flat mold 50 or the convex mold 52 may be arranged above or below, and either may be provided so as to be movable.
As shown in FIG. 10, when the flat mold 50 is disposed below, the cathode tab terminal 41 is disposed on the upper surface of the flat mold 50, and the cathode foil 39 is disposed on the upper surface of the cathode tab terminal 41. .
As shown in FIG. 11, the convex mold 52 has a quadrangular frustum shape that protrudes toward the flat mold 50 and has a flat tip. The cross section of the convex mold 52 has a trapezoidal shape that gradually becomes narrower toward the flat mold 50.
When the cathode foil 39 and the cathode tab terminal 41 are cold-bonded with such a convex mold 52, the shape of the recess formed on the cathode foil 39 side is a square shape in plan view, and is formed on the cathode tab terminal 41 side. It has been confirmed that the shape of the non-surface-enlargement processing unit 46 is circular in plan view.
The shape of the convex mold 52 is not limited to the above-mentioned quadrangular frustum shape, and the tip may be a truncated cone shape (not shown).
However, there is an advantage that the quadrangular frustum shape is easier to manufacture as a mold.
(Example)
The charge / discharge test of the electrolytic capacitor having the cathode tab terminal mounting structure shown in FIG. 3 was conducted, and then disassembled to confirm the presence or absence of discoloration or spark marks on the cathode tab terminal.
The target electrolytic capacitor has a rated voltage of 450 WV and a design capacity of 27 μF.
As test conditions, the charge / discharge voltage is 235 to 400 V, the charge / discharge frequency is 25 Hz, the charge / discharge resistance is 4Ω, and the temperature is room temperature (about 25 ° C.).
When 50 million charge / discharge cycles were performed under the above conditions, no discoloration was observed in the cathode tab terminal.
In the embodiment described above, only the structure of the cathode tab terminal has been described. However, the present invention is not limited to the cathode tab terminal, and the structure of the above-described embodiment may be applied to the structure of the anode tab terminal.
Furthermore, as a bonding method for forming the bonding portion, only the cold pressure bonding has been described in the present embodiment. However, in addition to the cold pressure bonding, a method such as caulking pressure bonding, ultrasonic pressure bonding, or laser welding may be adopted as the present invention. Good.
While the present invention has been described above with reference to a preferred embodiment, the present invention is not limited to this embodiment, and it goes without saying that many modifications can be made without departing from the spirit of the invention. .

Claims

In the electrolytic capacitor in which the electrode foil whose surface is expanded and the tab terminal whose surface is expanded are joined by the joint portion,
An end of the tab terminal opposite to the external connection side is provided such that a length d protruding from an end of another electrode foil disposed to face the fixed electrode foil satisfies d> 0. Electrolytic capacitor characterized by

A plurality of the joints are formed,
^2. The electrolytic capacitor according to claim 1, wherein an area of the non-surface-enlarged portion formed at the time of bonding in each of the bonding portions is 1 mm ² or less.

The total area of each of the non-surface-enlarging processing units existing in the region with respect to the area of the region surrounded by connecting the outer peripheral lines of the non-surface-enlarging processing unit located on the outermost periphery among the plurality of non-surface-enlarging processing units The electrolytic capacitor according to claim 2, wherein the ratio is 65% or less.

4. The electrolytic capacitor according to claim 2, wherein each of the non-surface-enlarging portions is circular.

The shape of each said non-surface-enlargement processing part is formed so that the numerical value which divided the area (mm < ² >) by the outer periphery line (mm) may be set to 0.3 or less. 4. The electrolytic capacitor according to claim 1.

A separator member is interposed between the electrode foil and the other electrode foil,
The end of the tab terminal opposite to the external connection side is provided so as not to protrude beyond the end of the separator member. Electrolytic capacitor.

The distance between the end of the tab terminal opposite to the external connection side and the end of the separator member is 0.5 mm or more. The electrolytic capacitor according to item.