鋁電解電容器用電極材料及其制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及用于侶電解電容器的電極材料，尤其是用于低壓用的侶電解電容器的 陽極用電極材料及其制造方法。
【背景技術】
[0002] 由于侶電解電容器可WW較低的價格得到較高的容量，因此廣泛使用于各種領 域。一般而言，使用侶錐作為侶電解電容器用電極材料。
[0003] 侶錐可W通過進行蝕刻處理形成蝕刻坑來增大其表面積。并且，通過在其表面實 施陽極氧化處理，形成氧化膜，其作為電介質發揮作用。因此，通過對侶錐進行蝕刻處理，并 在其表面根據使用電壓在各種電壓下實施陽極氧化處理，能夠制造出對應用途的電解電容 器用侶電極錐（陽極錐）。
[0004] 在侶錐的蝕刻處理中，W形成對應陽極酸化電壓的最優蝕刻坑的方式來進行蝕刻 處理。具體而言，在用于中高電壓的電容器用途中，需要形成厚的氧化膜。由此，為避免厚 的氧化膜掩埋蝕刻坑，主要通過進行直流蝕刻將蝕刻坑的形狀制成隧道型，并處理為對應 陽極酸化電壓的粗細。另一方面，在用于低壓用的電容器用途中，需要纖細的蝕刻坑，主要 通過交流蝕刻形成海綿狀的蝕刻坑。 陽〇化]在蝕刻處理中，主要使用向鹽酸中添加了硫酸、憐酸、硝酸等的鹽酸水溶液。然而， 由于鹽酸對環境方面的影響較大，因此期望開發出不依賴于蝕刻處理增加侶錐的表面積的 方法。
[0006] 設及于此，在專利文獻1中提出了一種侶電解電容器，其使用在其表面附著有微 小侶粉的侶錐。另外，在專利文獻2中，公開了一種使用電極錐的電解電容器，所述電極錐 在錐厚為15 y m W上且不足35 y m的平滑侶錐的單面或雙面上，在2 y m~0.0 l y m的長度 范圍內，附著有由自相似的侶及/或在表面上形成有氧化侶層的侶所構成的微粒聚集體。
[0007] 然而，在運些文獻中，通過鍛敷及/或蒸鍛使侶粉等附著在侶錐上，因此，至少不 能說可W充分代替用于中高電壓的電容器用途的粗大的蝕刻坑。
[0008] 另外，在專利文獻3中，公開了一種侶電解電容器用電極材料，其特征在于，該電 極材料由侶及侶合金中的至少一種的燒結體構成，可W確認其可獲得優于通過現有的蝕刻 處理所獲得的電極材料的性能。
[0009] 然而，在專利文獻3中所公開的電極材料可W在用于中高電壓的電容器用途中發 揮優異的性能，但在低壓區域使用時并不能發揮出優于通過現有的蝕刻處理所獲得的電極 材料的性能。
[0010] 為了即使在低壓區域使用時仍發揮出優于通過現有的蝕刻處理獲得的電極材料 的性能，例如，考慮在對侶及侶合金中的至少一種的粉末進行燒結時，通過盡可能抑制過度 縮頸（過度燒結），盡可能減少粉末間的接觸面積，由此來確保有效表面積，但并未報告解 決運種技術問題的電極材料。
[0011] 現有技術文獻 陽〇1引專利文獻
[0013] 專利文獻1 :日本專利公開平成2-267916號公報
[0014] 專利文獻2 :日本專利公開2006-108159號公報
[0015] 專利文獻3 :日本專利公開2008-98279號公報
【發明內容】
[0016](一）要解決的技術問題
[0017] 本發明的目的在于提供一種電極材料，其為具有侶及侶合金中的至少一種粉末的 燒結層的侶電解電容器用電極材料，即使在用于低壓的電容器用途中使用時，仍能夠確保 優異的靜電容量。 陽01引（二）技術方案
[0019] 本發明人為實現上述目的進行了深入研究，結果發現：在通過將侶及侶合金中的 至少一種的粉末與特定的物質一起燒結形成燒結層時能夠實現上述目的，至此完成了本發 明。
[0020] 即本發明設及下述的侶電解電容器用電極材料及其制造方法。
[0021] 1. 一種侶電解電容器用電極材料，其特征在于，具有將侶及侶合金中的至少一種 的粉末經由電絕緣粒子燒結而成的燒結層。
[0022] 2.上述技術方案1所述的侶電解電容器用電極材料，所述粉末與所述電絕緣粒子 的含量的重量比為1:2~200:1。
[0023]3.上述技術方案1或2所述的侶電解電容器用電極材料，所述粉末的長寬比為 1 ~1000。
[0024] 4.上述技術方案1至3中任意一項所述的侶電解電容器用電極材料，所述粉末的 平均粒徑為1~80 ym。
[0025]5.上述技術方案1至4中任意一項所述的侶電解電容器用電極材料，所述粉末的 平均厚度為0.0 l~80Jim。
[0026]6.上述技術方案1至5中任意一項所述的侶電解電容器用電極材料，所述電絕緣 粒子為金屬氧化物或金屬氮化物。
[0027] 7.上述技術方案1至6中任意一項所述的侶電解電容器用電極材料，所述電絕緣 粒子為從由氧化侶、二氧化鐵、氧化錯及二氧化娃構成的集合中選擇的至少一種。
[002引 8.上述技術方案1至7中任意一項所述的侶電解電容器用電極材料，所述電絕緣 粒子的平均粒徑為0.0 l~10 ym。
[0029] 9.上述技術方案1至8中任意一項所述的侶電解電容器用電極材料，所述燒結層 的平均厚度為5~1000ym。
[0030] 10.上述技術方案1至9中任意一項所述的侶電解電容器用電極材料，具有支承所 述燒結層的基材。
[0031] 11. 一種侶電解電容器用電極材料的制造方法，其特征在于，包含：
[0032] 第一工序，其形成由含有侶及侶合金中的至少一種粉末W及電絕緣粒子的糊狀組 合物構成的膜；W及
[0033] 第二工序，其通過W400~660°C的溫度燒結所述膜來形成燒結層；
[0034] 并且不包含蝕刻工序。
[0035] 12.上述技術方案11中所述的制造方法，還具有對所述燒結層進行陽極氧化處理 的第S工序。
[0036] 下面，對本發明的電極材料及其制造方法進行詳細說明。 陽的7]鉛由解由容器用由極材料
[0038] 本發明的侶電解電容器用電極材料的特征在于，具有將侶及侶合金中的至少一種 的粉末經由電絕緣粒子（起到隔離材料的作用）燒結而成的燒結層。下面，將侶及侶合金 中的至少一種的粉末簡稱為"粉末"。
[0039] 具有上述特征的本發明的侶電解電容器用電極材料，由于通過將侶及侶合金中的 至少一種的粉末經由電絕緣粒子進行燒結而形成燒結層，因此能夠盡可能抑制燒結層中的 所述粉末彼此之間的過度縮頸（過度燒結），盡可能減少粉末的接觸面積，從而確保有效表 面積。因此，本發明的侶電解電容器用電極材料，即使在IOOVW下的低電壓下所使用的用 于低電壓的電容器用途中使用，也能夠發揮出優于通過現有的蝕刻處理所獲得的電極材料 的性能。
[0040] 作為原料的侶粉優選例如為侶純度在99. 8重量％ ^上的侶粉。另外，作為原料 的侶合金粉優選例如含有娃（Si)、鐵（Fe)、銅（化）、儘（Mn)、儀（Mg)、銘（化）、鋒狂n)、鐵 (Ti)、饑（V)、嫁（Ga)、儀（Ni)、棚度）、錯狂r)等元素中的一種或兩種W上的合金。優選將 侶合金中運些元素的含量分別設為100重量ppmW下，尤其設為50重量ppmW下。
[0041] 作為所述粉末，優選平均粒徑為1~80ym。尤其在所述粉末的平均粒徑為1~ IOym的情況下，能夠將得到的電極材料作為IOOVW下的低壓用途的侶電解電容器的電極 材料來適當利用。
[0042] 此外，本說明書中的燒結前的所述粉末的平均粒徑為，在通過激光衍射法求取粒 徑和符合該粒徑的粒子數從而得到的粒度分布曲線中，相當于全部粒子數的50%時的粒子 的粒徑。另外，燒結后的所述粉末的平均粒徑是通過用掃描電子顯微鏡對燒結層的截面進 行觀察來測量的。在對上述截面的觀察中，將各自的所述粉末粒子中的最大直徑（長徑） 作為該粉末的粒徑，對任意五十個粉末的粒徑進行測量，將其算術平均值設為燒結后的所 述粉末的平均粒徑。
[0043] 所述粉末的形狀沒有特別限定，可W適當使用球狀、不定形狀、魚鱗狀（碎片狀）、 纖維狀等任意形狀。一般在使用魚鱗狀的粉末時，難W確保易于發生過度燒結的電極材 料的有效表面積，但在本發明中，由于經由電絕緣粒子進行燒結，即使在使用魚鱗狀的粉末 時，也將抑制過度燒結，并易于確保電極材料的有效表面積。
[0044] 所述粉末可W使用通過公知的方法制得的產品。例如可W列舉有噴霧法、烙融紡 絲法、旋轉圓盤法、旋轉電極法、急冷凝固法等，但在工業生產中，優選噴霧法，尤其是氣體 噴霧法。即優選使用通過對烙融金屬進行噴霧所得的粉末。
[0045] 在球狀粒子的情況下，所述粉末的平均粒徑優選為1~80ym，尤其優選為1~ 10ym。在平均粒徑小于Iiim的情況下，有可能無法得到所期望的耐電壓。另外，在平均粒 徑大于80ym的情況下，有可能無法得到所期望的靜電容量。
[0046] 在所述粉末為不定形狀、魚鱗狀（碎片狀）或纖維狀的情況下，長寬比（平均粒徑 /平均厚度）優選為1~1000。在長寬比大于1000的情況下，容易造成后述的制造方法的 第一工序中的膜干燥不良或在脫脂工序中產生不良。即使在上述長寬比中，尤其在100~ 1000的情況下，即使在低壓區域也能夠得到比通過現有的蝕刻處理所得到的電極材料更高 的靜電容量，因此優選。所述粉末的平均厚度可W通過由掃描電子顯微鏡對所述粉末的截 面進行觀察來測量。在燒結前，將所述粉末與適當的樹脂或溶劑混合后做成涂膜，對該涂膜 的截面進行觀察。另外，在燒結后，對燒結層的截面進行觀察。在對運些截面進行觀察中， 將各自的粉末最小直徑作為該粉末厚度，對任意五十個粉末