电容器用电极体和其制造方法及使用了该电极体的电容器技术

本发明专利技术的电容器用电极体具备：具有导电性的集电体、形成在集电体上的保护层、形成在保护层上的增粘涂层和形成在增粘涂层上的极化性电极层。保护层含有羟基氧化物，增粘涂层含有导电性粒子。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在各种电子设备、电气设备、产业设备、汽车等中使用的电容器用电极体和其制造方法及使用了该电极体的电容器。
技术介绍
近年来，从环境保护的观点出发，开发了对驱动车辆或建筑机械时的动力进行辅助的电容器。对于这样用途的电容器，要求每单位体积的电容量大且内阻小。即，要求具有高能量密度以及高输出密度。为了响应该要求而减小电容器的内阻，集电体与极化性电极材料之间的密合性高的构造变得很重要。作为极化性电极材料，通常使用活性炭等导电性良好的碳系粉末粒子。 例如，在专利文献I中公开了提高了集电体与极化性电极材料之间的密合性的电容器用电极体。图8是专利文献I中的电容器用电极体的剖面图。该电极体具有集电体101、形成在集电体101上的极化性电极层102和增粘(anchor)涂层103。增粘涂层103由导电性粒子(例如炭黑)以及粘合剂构成，其设置在集电体101与极化性电极层102之间。在该构造中，设置在集电体101与极化性电极层102之间的增粘涂层103的炭黑进入到极化性电极层102的微细的空孔中。通过由该构成所得到的增粘效应，提高了极化性电极层102与集电体101的接合强度。另外，增粘涂层103按照填充存在于集电体101与极化性电极层102之间的空隙的方式设置。因此，能够减小介于集电体101与极化性电极层102之间的空隙的体积。这些的结果是，提高了极化性电极层102与集电体101的密合性。由此，能够使电容器的内阻降低。可是，即使使用上述这样的构成的电容器用电极体，内阻的降低也不是充分的。尤其是，为了作为车辆或建筑设备的动力辅助用的电容器对急速增大的电力进行充放电，需要进一步降低集电体101与极化性电极层102之间的电阻。另外，在作为电容器反复进行充放电的过程中，电解液的pH值变动，此时由于与积聚在电解液中的酸或者碱发生反应，集电体101被腐蚀。该腐蚀是导致电容器用电极体的内阻增大的主要原因。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开2007-227733号公报
技术实现思路
本专利技术为一种降低直流电阻、耐腐蚀性优良的电容器用电极体；和一种由此使内阻降低、提高了可靠性的电容器。本专利技术的电容器用电极体具备具有导电性的集电体、形成在上述集电体上的保护层、形成在保护层上的增粘涂层和形成在增粘涂层上的极化性电极层。保护层含有羟基氧化物，增粘涂层含有导电性粒子。根据该构成，能够提供如下的电容器，该电容器能够提高集电体与极化性电极层之间的密合性，抑制集电体的表面被酸或碱腐蚀，降低内阻，并且可靠性高。附图说明图I是使用了本专利技术实施方式的电容器用电极体的电容器的局部剖开立体图。图2是本专利技术实施方式的电容器用电极体的剖面示意图。图3是图2所示的电极体的放大剖面图。图4是表示图2所示的电极体与素箔之间的腐蚀特性的循环伏安曲线图。图5是表示使用FT-IR测量图2所示的电极体中所使用的集电体的保护层的状态 而得到的光谱的曲线图。图6是本实施方式的电容器用电极体的制造方法中所使用的装置的原理图。图7是表示图2所示的电极体中所使用的集电体的活性化步骤后的经过时间与集电体表面对于水的接触角的关系的曲线图。图8是现有的电容器用电极体的剖面示意图。具体实施例方式图I是使用了本专利技术实施方式的电容器用电极体的电容器的局部剖开立体图。首先，边参照图1，边对使用了本实施方式的电容器用电极体的电容器的一个例子进行说明。该电容器具有电容器元件I、至少浸溃在电容器元件I中的电解液(未图示)、壳2和封口部件3。有底圆筒状的壳2由铝形成。壳2收纳电容器元件I和电解液。橡胶制的封口部件3嵌入壳2的开口部。即，封口部件3密封壳2的开口部。对壳2的开口端部附近进行缩颈加工，通过向内侧方向压缩封口部件3而牢固地密封壳2。壳2和封口部件3构成收纳电容器元件I和电解液的外包装体。电容器元件I通过卷绕阳极30A、阴极30B和介于阳极30A与阴极30B之间的隔膜6A、6B而构成。阳极30A具有集电体4A和极化性电极层5A，阴极30B具有集电体4B和极化性电极层5B。集电体4A与引线7A连接，集电体4B与引线7B连接。引线7A、7B分别插入设置在封口部件3上的孔8A、孔8B，引出到外部。电容器元件I通过这样的构造与外部电连接。在本实施方式中，可以按照这样来用引线7A、7B将电容器元件I的阳极30A、阴极30B与外部连接。除此之外，例如也可以与壳2同样地用铝形成封口部件3，使电容器元件I的集电体4A与封口部件3接触，使集电体4B与壳2接触。在这样的构造中，可以将封口部件3和壳2作为电容器元件I的外部端子使用。在这种情况下，通过使橡胶等绝缘部件介于封口部件3与壳2之间，使封口部件3与壳2绝缘。并且，按照将溶质以规定的浓度溶解在有机溶剂中的方式，制备电解液。例如，在将碳酸亚乙酯(EC)与碳酸二甲酯(DMC)按I :1混合而成的溶剂中，作为溶质以I. O摩尔/I的浓度含有乙基二甲基咪唑四氟硼酸盐(EDMI *BF4)。除此之外，溶质可以使用四乙铵、乙基三甲铵等氮原子上具备多个取代基团的季铵盐、磷原子、硫原子等鎗盐、脒系盐、螺-(1，I，)-联卩比咯烧鐵(spiro-(l, I! )-bipyrrolidinium)等螺型盐(spiro-typesalt)。溶剂可以使用碳酸亚丙酯等碳酸酯类、Y-丁内酯等内酯类等。接着，边参照图2以及图3，边对作为本实施方式的技术特征的电容器用电极体、即集电体4A、极化性电极层5A以及其界面部分的构成进行说明。图2是用于表示本实施方式的电容器用电极体的构造的大致外观的剖面示意图，图3是其放大剖面图。而且，在图3中，为了易于理解地图示本实施方式的电容器用电极体的状态，以与实际不同的比例尺表示活性炭13和导电性粒子11。另外，在以下的说明中，对构成作为本实施方式的电容器用电极体的阳极30A的集电体4A和极化性电极层5A以及其界面的构成进行说明。对于构成阴极30B的集电体4B和极化性电极层5B以及其界面来说，也是相同的构成。另外，在以下的说明中仅对电容器用电极体的单面进行说明，但是也可以是两面均为以下所示的构成。如图2所示，阳极30A由集电体4A、极化性电极层5A、使集电体4A的表面改性而形成的包含羟基氧化物的保护层9和增粘涂层10构成。保护层9和增粘涂层10介于集电 体4A与极化性电极层5A之间。集电体4A可以使用表面为平滑片状的金属素箔。在本实施方式中使用以铝形成的素箔来进行说明。除此之外，还可以使用铜、不锈钢、钛等金属。另外，除素箔以外，即使利用使表面粗糙化而成的素箔等也能得到本专利技术的效果。作为粗糙化的方法，例举了蚀刻、喷砂等。但是，如后面所述，在将增粘涂层10形成得很薄的情况下，优选使用素箔作为集电体4A。保护层9是通过使集电体4A的表面改性、使改性状态下的集电体4A与水分反应而形成的。因此，保护层9中含有的羟基氧化物是由构成集电体4A的金属生成的化合物。对于集电体4A所使用的金属(尤其是阀金属)来说，本来在其表面上设置有自然氧化皮膜等金属化合物。对此，在生成保护层9所含有的羟基氧化物时，将构成该金属化合物的金属原子与氧原子等不同的原子或分子之间的结合隔断。这样，通过使化学上处于活性化(变得不稳定)的状态下的金属原子与水分接触而生成羟基氧化物。具体地说本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：近藤敬一，岛本秀树，岛崎幸博，奥泽智宏，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：
国别省市：