專利名稱：制造導電高分子的方法及設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及制備可用于電子元件和固態(tài)電解電容器等中的導電高分子的方法及設備。
背景技術：
作為現(xiàn)有技術的一個例子，描述了其中使用導電高分子的電子元件，特別是固態(tài)電解電容器。近年來，其中使用固態(tài)電解電容器的電子器件集成電路的頻率及電流顯著提高。因此，存在對具有低等效串聯(lián)電阻(Equivalent Series Resistance，縮寫為ESR)、大容量以及低損耗的固態(tài)電解電容器的需求。對于固態(tài)電解電容器，示例性說明固態(tài)電解電容器的內部電極(即電容元件)的傳統(tǒng)制造方法。首先，用作陽極導體的閥金屬(例如金屬鉭)在諸如磷酸的電解質溶液中進行陽極氧化，在表面上形成氧化物膜層(介電層)。接著，在氧化物膜層的表面形成固態(tài)電解質。二氧化錳作為固態(tài)電解質是已知的，其可通過例如將陽極導體浸入硝酸錳溶液中、取出、然后焙燒而形成。最后，在固態(tài)電解質上形成陰極導體。例如碳層和銀表面導電樹脂層的層疊體可用作陰極導體。為使電容元件與外部電相連，將陽極引腳和陰極引腳分別與陽極導體和陰極導體相連。
雖然上述組成部分可通過其自身電阻單獨地影響ESR，但固態(tài)電解質是主要應考慮電阻的材料。為降低固態(tài)電解質的電阻，建議導電高分子材料的電導率高于二氧化錳(電導率約為0.1S/cm)，并且其已投入正常使用。例如，若使用聚吡咯，則可實現(xiàn)約100S/cm的電導率。除吡咯以外，諸如苯胺、噻吩以及3，4-亞乙二氧基噻吩的化合物均為已知的構成導電高分子材料的單體。制造導電高分子層的方法可大致分為化學氧化聚合和電解質氧化聚合。
層間的接觸電阻也影響ESR。在本申請的申請人的以下專利文獻1中公開了通過將導電聚合物微粒摻入導電高分子層中，由微粒形成的凹凸減小了導電高分子層與陰極導體之間的接觸電阻。在該文獻所描述的方法中，導電高分子層是通過其中使用導電聚合物微粒的分散體的化學氧化聚合而形成的。
為了顯著提高電容器的容量，也建議以顆粒的形式形成導電高分子層。在以下專利文獻2中公開了通過化學氧化制得粒徑為0.2μm或更小的粒狀聚吡咯，其中使用氧化劑混合物和單體的摩爾比至少為1的聚合溶液。若降低導電高分子層的粒徑，則可抑制層的剝離，并較易于使用介電層中所含的潛在容量。
在以下專利文獻3中公開了一種制造固態(tài)電解電容器的方法，其特征在于以下步驟將電容器元件浸入含有單體和氧化劑的溶液中，所述單體通過氧化聚合將形成導電聚合物，從而在合成皮膜上形成導電聚合物層，然后將電容器元件取出，在空氣中于約30℃至50℃的溫度下且至少為約60％的相對濕度下放置。其目的是闡明在電容器元件上通過化學聚合形成導電聚合物層的優(yōu)選條件，其中所述電容器元件包括其上形成合成皮膜的陽極組成部分，以及提供具有大容量、低ESR以及優(yōu)越的生產(chǎn)能力的緊密型固態(tài)電解電容器。
專利文獻1JP 2000-232036A專利文獻2JP H8-45790A專利文獻3JP H10-64761A如上所述，已進行了大量關于其中采用導電高分子層作為固態(tài)電解質的固態(tài)電解電容器的研究。然而，固態(tài)電解電容器中低ESR和高容量的相容性，以及低損耗的實現(xiàn)和漏電流的降低仍未得到充分實現(xiàn)。

發(fā)明內容
為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種制造導電高分子的方法和設備，其中可使固態(tài)電解電容器中的低ESR和高容量相結合，而且還實現(xiàn)低損耗和低漏電流，本發(fā)明還提供一種制造其中使用導電高分子的電子元件和固態(tài)電解電容器的方法。
本發(fā)明的制造導電高分子的方法，是通過使至少一種單體和一種氧化劑由化學聚合法而發(fā)生反應，從而獲得導電高分子的方法，該方法包括使所述單體和氧化劑在含有至少一種過飽和水蒸汽氣氛的聚合反應容器中反應。
本發(fā)明的制造導電高分子的設備是一種制造導電高分子的設備，其用于使至少一種單體和一種氧化劑在聚合反應容器中發(fā)生聚合反應，其特征在于，含有過飽和水蒸汽氣氛的該聚合反應容器包括提供干燥空氣以及由熱交換器產(chǎn)生的水蒸汽至該聚合反應容器的裝置，其中所述單體和氧化劑的反應至少在該過飽和水蒸汽的氣氛中在該聚合反應容器內發(fā)生。


圖1A為本發(fā)明實施例1中在玻璃基底上形成的導電高分子膜的一個實例的橫截面圖。圖1B為導電高分子膜的比較例的橫截面圖。
圖2A為本發(fā)明實施例1中在玻璃基底上形成的導電高分子膜的光學顯微鏡照片的一個實例。圖2B為導電高分子膜的比較例的光學顯微鏡照片。
圖3為本發(fā)明電解電容器橫截面的一個實例的視圖。
圖4為實施本發(fā)明方法中使用的聚合電極排列的一個實例的視圖。
圖5A為用于解釋在比較例的干燥氣氛中聚合的膜如何附著的平面圖；圖5B是相同部分的橫截面圖；圖5C為第一導電高分子層和陽極導體橫截面的剝離距離d與陽極導體橫截面方向上的長度L之比d/L的解釋性示意圖。
圖6A為用于解釋實施例2的過飽和水蒸汽氣氛中聚合的膜如何附著的平面圖；圖6B為相同部分的橫截面圖。
圖7A為本發(fā)明實施例2中在120Hz頻率下的靜電電容與水蒸汽濃度以及聚合溫度的關系圖；圖7B為本發(fā)明實施例2中在100kHz頻率下的靜電電容與水蒸汽濃度以及聚合溫度的關系圖。
圖8A為在100kHz的頻率下測得的本發(fā)明實施例2的ESR圖；圖8B為對實施例2的固態(tài)電解電容器施加2.5V電壓30秒后的漏電流圖。
圖9為用于制造在實施本發(fā)明方法中所用導電高分子的設備的一個實例的示意圖。
圖10為用于制造在實施本發(fā)明方法中所用導電高分子的設備的一個實例的示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明包括通過化學聚合法使至少一種單體和氧化劑反應生成導電高分子，其中所述單體和氧化劑至少在含有過飽和水蒸汽氣氛的聚合反應容器中進行反應。此外，過飽和水蒸汽氣氛的濃度至少為5體積％是所期望的。這既為了降低溶劑的蒸發(fā)速度，又為了提高聚合體的溫度。若水蒸汽濃度低于5體積％，則難以實現(xiàn)這兩點。
過飽和水蒸汽氣氛的溫度至少為85℃是所期望的。聚合反應的速率隨反應溫度的上升而上升，因此能提高聚合物膜的收率，并縮短聚合反應的時間。
單體和氧化劑在含有過飽和水蒸汽氣氛的聚合反應罐中反應之前，可先在低于85℃的溫度下進行預聚合反應。通過預聚合反應，聚合溶液由毛細作用滲入細孔部分中，并進行反應，而將聚合物膜填充入細孔內部是有利的。
此外，過飽和水蒸汽氣氛中氧的濃度小于21體積％是所期望的。這樣能在重復聚合反應時防止以前形成的聚合物膜的氧化變質。
此外，反應中的單體為吡咯、噻吩、3，4-亞乙二氧基噻吩、苯胺及其衍生物中的至少一種，氧化劑為氧化錳、鐵(III)鹽、銅(II)鹽、過氧化氫和過硫酸鹽中的至少一種，而且該單體和氧化劑至少溶于水溶性溶劑或水是所期望的。因此，當水蒸汽附著到聚合體時存在提高的親合性，并可較容易地獲得膜狀的聚合體。
此外，當從側面觀察由本發(fā)明方法獲得的導電高分子層時，該導電高分子層和基底的剝離距離d與長度L之比d/L優(yōu)選為至少0且為0.02或更少。這樣可提供導電高分子，其中因為導電高分子膜的翹曲小且呈平面狀，所以減少了從基底的剝離現(xiàn)象。
此外，本發(fā)明還提供一種包括含有過飽和水蒸汽氣氛的聚合反應容器的設備，其具有至少一種用以將干燥空氣和由熱交換器產(chǎn)生的水蒸汽提供至聚合反應容器的裝置。此外，由熱交換器產(chǎn)生的水蒸汽的溫度高于干燥空氣的溫度是所期望的，這樣可降低聚合反應容器中水蒸汽濃度的變化。在該情況下，若由熱交換器產(chǎn)生的水蒸汽的溫度高于干燥空氣的溫度，則具有較高熱容量的水蒸汽與聚合體接觸，因此聚合體的溫度可迅速提高。
此外，本發(fā)明提供電子元件，特別是應用了導電高分子的固態(tài)電解電容器，其中呈平面狀的導電高分子膜由上述任何方法獲得。此外，本發(fā)明提供電子元件，特別是應用了導電高分子膜的固態(tài)電解電容器，其中導電高分子膜表面和背面的密度基本相等。此外，本發(fā)明還提供一種制造固態(tài)電解電容器的方法，該方法包括以下步驟使單體和氧化劑在60℃或更低的溫度下反應(無水蒸汽限制，可在干燥氣氛中進行)；以及在一個聚合反應容器中在至少85℃下于過飽和水蒸汽氣氛中進行聚合反應，從而將導電高分子填充入固態(tài)電解電容器的陽極導體中，該固態(tài)電解電容器為含有許多微細孔的多孔體。
由本發(fā)明可提供低電阻的導電高分子膜，其在基體材料側和相反的水蒸汽相側上的聚合反應速度基本相同；其密度也基本相等；其與基體材料，特別是玻璃和陶瓷的附著力良好；以及其制造方法，該方法是通過使至少一種單體和氧化劑反應由化學聚合法而獲得導電高分子，該方法至少包括使單體和氧化劑在一個含有過飽和水蒸汽氣氛的聚合反應容器中反應，并提供導電高分子，其中因為導電高分子膜的翹曲小，且膜是呈平面狀，所以從基體材料剝離的現(xiàn)象小。此外，由于水蒸汽的飽和性，可降低氧濃度(氧分壓)，并可減弱導電高分子的氧化變質，以提供低電阻的導電高分子。因此，可提供結合低ESR和大容量的固態(tài)電解電容器，以及其制造方法，還提供使用該導電高分子的電子元件以及制造這些元件的方法。
下面參考附圖描述本發(fā)明優(yōu)選的具體實施方案。
如圖3所示，電容器元件通常具有如下結構介電層2、固態(tài)電解質3和陰極導體4依次在陽極導體1上疊層排列。陰極導體4具有一種由碳層5和銀表面導電樹脂層6構成的雙層結構。陽極導體1由一種燒結體形成，該燒結體是由具有閥作用的金屬片、金屬箔或金屬線，以及具有閥作用的金屬微粒制得，或由例如經(jīng)蝕刻而延展其表面積的金屬箔制得。對于閥金屬，可使用選自鉭、鋁、鈦、鈮和鋯中的至少一種或其合金，優(yōu)選為鉭、鋁和鈮。電容器還可使用鉭粉和鈮箔或鈮線。
介電層2為電解氧化的陽極導體1表面的氧化物膜，而且其例如還在燒結體或蝕刻金屬箔的孔洞部分中形成。氧化物膜的厚度可由電解氧化的電壓加以控制。
固態(tài)電解質3包括至少一層導電高分子層。導電高分子層可包括下列聚合物的至少一種，例如聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺和聚-3，4-亞乙二氧基噻吩，特別是吡咯、噻吩和3，4-亞乙二氧基噻吩或其衍生物。導電高分子層可通過化學氧化聚合形成，其中使用諸如吡咯的單體、諸如烷基萘磺酸的摻雜劑以及諸如二氧化錳、硫酸鐵(III)、硫酸銅(II)、過硫酸鈉、過硫酸銨和過氧化氫溶液的氧化劑。除化學氧化聚合之外，固態(tài)電解質可通過電解氧化聚合制得，下面對其作詳細描述。
應注意，固態(tài)電解質3也可包括諸如氧化釕的氧化物導電體以及諸如TCNQ絡合物(7，7，8，8-四氰基醌二甲烷絡合物鹽)的有機半導體。
陰極導體4可以是例如由碳層5和銀表面導電樹脂層6制成的層疊體。碳層5包括作為導電顆粒的碳顆粒，而導電樹脂層6中所包括的銀粉和固態(tài)電解質層3之間的電連接由這些碳顆粒緊密地維持。
雖然在圖3中被略去，所述電容器元件是固態(tài)電解電容器，其中陽極引腳和陰極引腳分別與陽極導體1和陰極導體4相連，其中所述引腳被封裝在諸如環(huán)氧樹脂的外層樹脂中。
下面參考圖4給出電解氧化聚合的描述。
圖4所示為在電解氧化聚合中使用的不同聚合電極排列的一個實例。如圖所示，電解氧化聚合是通過將其上待形成膜的膜形成基底(預先具有導電性的陽極導體1)、聚合用陽極(陽極)7和聚合用陰極(陰極)8浸入聚合溶液9中而進行的。陽極7和陰極8與電源12相連。通常將陽極7固定在膜形成基底1的附近。在該情況下，如圖4所示，陽極7和陰極8的安置優(yōu)選使膜形成基底1的至少一部分位于電極7和8之間。
由本發(fā)明可容易獲得具有低ESR、大容量的固態(tài)電解電容器，還容易實現(xiàn)低損耗和低漏電流。
下面利用實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
實施例1已確定，在化學氧化聚合反應中，玻璃基底上導電高分子膜的性能隨水蒸汽濃度的改變而改變。圖1所示為該情況的橫截面示意圖。
清洗玻璃基底11并干燥，然后形成導電高分子10。所形成的導電高分子為聚-3，4-亞乙二氧基噻吩。首先配制聚合溶液，將2克的3，4-亞乙二氧基噻吩、44克含有40重量％烷基萘磺酸鐵(III)的乙醇溶液以及20克的水加以混合。將該聚合溶液涂覆到玻璃基底上，在室溫下干燥5分鐘，然后通過在150℃下加熱20分鐘，并在70體積％的水蒸汽(圖1A所示)和0體積％的干燥氣氛(圖1B所示)的條件下進行聚合反應。接著，將導電高分子膜在乙醇中清洗之后，將其在85℃下的0.5％檸檬酸溶液中清洗，并用90℃的熱水淋洗，從玻璃基底上將導電高分子膜強行剝離，并在105℃下干燥10分鐘。圖2A和圖2B所示為其光學顯微鏡照片。圖2A所示為70體積％水蒸汽的情況，圖2B所示為干燥氣氛的情況，即0體積％水蒸汽的情況(該情況下的濕度低于可檢測的極限，由Yokogawa電子公司生產(chǎn)的濕度傳感器檢測)。
如圖9所示，聚合反應容器中的過飽和水蒸汽是通過將干燥空氣和水蒸汽引入聚合反應容器中而獲得的，該水蒸汽是由熱交換器使水蒸發(fā)而得。在該情況下，當由熱交換器產(chǎn)生的水蒸汽的溫度高于干燥空氣的溫度時，使具有較大熱容的水蒸汽與聚合體接觸，并因此可迅速提高聚合體的溫度。此外，如圖10所示，可預先將干燥空氣和水蒸汽加以混合，然后再引入聚合反應容器中，這是為了降低聚合反應容器中蒸汽濃度的變化。在該情況下，當由熱交換器產(chǎn)生的水蒸汽的溫度高于干燥空氣的溫度時，使具有較大熱容的水蒸汽與聚合體接觸，并因此可迅速提高反應體的溫度。
如圖1和圖2所示，通過在過飽和水蒸汽氣氛中進行聚合反應，由于作為基體材料的玻璃基底側上的聚合反應速率與相反表面的蒸汽相側上的聚合反應速率基本相等，且兩側的密度也基本相等，而且因為分子對玻璃具有良好的附著力且導電高分子膜的翹曲小并呈平面狀，所以可提供從基體材料剝離小的導電高分子，并可將該導電高分子用于電子元件。
實施例2形成由具有閥作用的金屬鉭制成的微粉，該微粉的比表面積為100,000μF·V/g，尺寸為0.3mm×3.0mm×3.8mm，并以具有與陽極相連的鉭線的形式進行真空燒結，由此制成由燒結顆粒制成的陽極導體。接著，通過在90℃下于5重量％磷酸水溶液中對陽極導體施加7.5V電壓的條件下進行合成，在陽極導體表面上形成氧化鉭膜作為介電層。
清洗陽極導體并干燥，然后形成固態(tài)電解質。這里，所形成的導電高分子為聚-3，4-亞乙二氧基噻吩。首先，進行化學氧化聚合反應以賦予介電層以電導率。將1.8克3，4-亞乙二氧基噻吩、44克含有40重量％烷基萘磺酸鐵(III)的乙醇溶液以及30克的水加以混合，由此配制聚合溶液。將陽極導體浸入該聚合溶液中，并在空氣中于40℃下進行聚合反應10分鐘，然后在70體積％、40體積％、10體積％、5體積％和0體積％五種水蒸汽濃度的條件并結合85℃、105℃、155℃和205℃四種溫度的條件下，重復六次聚合操作以進行化學氧化聚合反應。接著，在濃度為0.1％的乙酸溶液中及7.5V的再合成電壓下再合成介電層，并進行修復。此外，在約90℃的純凈水中清洗陽極導體，并在約120℃下于空氣中進行干燥。圖5A-5C為在155℃且含水率為0體積％的條件下(比較例)制成的元件的平面和橫截面示意圖，圖6A-6B為在155℃且含水率為70體積％的條件下制成的元件的平面和橫截面示意圖。在155℃且70體積％過飽和水蒸汽的條件下制成的導電高分子膜中未發(fā)現(xiàn)剝離現(xiàn)象。這樣，制得其中由化學氧化聚合反應形成介電層和導電高分子膜的陽極導體，作為電解氧化聚合反應的膜形成基底。
電解氧化聚合反應的電極的排列如圖4所示。直徑為200μm的鎳線被固定在膜形成基底附近作為陽極，并和陰極一起浸入聚合溶液中。將100克40重量％的烷基萘磺酸鈉水溶液、10克3，4-亞乙二氧基噻吩、500克的水以及預定量的硫酸加以混合，由此配制成聚合溶液。這里，加入硫酸使pH值為預定值7。
電解氧化聚合反應在所施電壓為2.5V的條件下進行。調整聚合反應的時間，使作為膜形成基底上表面層的導電高分子層的厚度為約20μm。
接著，將其中形成導電高分子層的陽極導體浸入含有碳微粒的水性懸浮液中，并在130℃下于空氣中放置30分鐘，以使懸浮液干燥并硬化。這樣，在導電高分子層上形成碳層。此外，在室溫下將陽極導體浸入銀漆溶液并放置1小時，取出，在145℃下于空氣中放置1小時，以使銀漆干燥并硬化。這樣，便形成了銀表面導電樹脂層。
此外，利用銀導電粘結劑，使陰極引腳與由碳層和銀表面導電樹脂層構成的陰極導體相連，并將從陽極導體延伸出的鉭線同陽極引腳焊接在一起。最后，電容器元件外部用環(huán)氧樹脂包覆，由此制成固態(tài)電解電容器。
對于這樣制得的固態(tài)電解電容器，在120Hz和100kHz的頻率下測量其靜電電容，并在100kHz的頻率下測量其ESR。此外，將在對固態(tài)電解電容器施加2.5V電壓30秒后記錄下的電流作為漏電流。測量結果如圖7A-7B和圖8A-8B所示。圖7A-7B所示分別為20個樣品的平均值。
如圖7A-7B和圖8A-8B所示，可以看出通過在過飽和水蒸汽氣氛中的聚合反應，可制得大容量、低ESR以及低漏電流的電解電容器。此外，可降低氧濃度(氧分壓)并降低導電高分子的氧化變質，以獲得低電阻的導電高分子，并獲得膜剝離現(xiàn)象少的導電高分子，從而獲得適當?shù)亟Y合低ESR和大容量的固態(tài)電解電容器。
此外，將本發(fā)明的電容器橫截面以及比較例的電容器橫截面通過研磨而暴露出，然后將第一導電高分子層(化學聚合層)和第二導電高分子層(電解聚合層)之間的界面通過在1mol/L次氯酸水溶液中的超聲波輻射而暴露出。通過顯微鏡下的觀察，第一導電高分子層10的橫截面和陽極導體1表面的剝離距離d與陽極導體方向上橫截面的長度L之比d/L(圖5C)在本實施例中基本上為0.02或更小，而在比較例中則為0.03或更大。
實施例3形成由具有閥作用的金屬鉭制成的微粉，該微粉的比表面積為100,000μF·V/g，尺寸為0.3mm×3.0mm×3.8mm，并以具有與陽極相連的鉭線的形式進行真空燒結，由此制成由燒結顆粒制成的陽極導體。接著，通過在90℃下于5重量％磷酸水溶液中對陽極導體施加7.5V電壓的條件下進行合成，在陽極導體表面上形成氧化鉭膜作為介電層。
清洗陽極導體并干燥，然后形成固態(tài)電解質。這里，所形成的導電高分子為聚-3，4-亞乙二氧基噻吩。首先，進行化學氧化聚合反應以賦予介電層以電導率。將1.8克3，4-亞乙二氧基噻吩、44克含有40重量％烷基萘磺酸鐵(III)的乙醇溶液以及30克的水加以混合，由此配制聚合溶液。固態(tài)電解電容器(樣品1和樣品2)是通過以下步驟制得將陽極導體浸入該聚合溶液中，并在空氣中于60℃下進行聚合反應10分鐘，然后在155℃的溫度下使其在以下兩種條件下發(fā)生聚合反應濃度為70體積％的蒸汽(樣品1的制備條件)或濃度為0體積％的蒸汽(樣品2的制備條件)。接著，在濃度約為0.1％的乙酸溶液中及6V的再合成電壓下再合成陽極導體，其中通過再合成介電層20次而進行化學氧化聚合反應。
接著，將其上形成導電高分子層的陽極導體浸入含有碳微粒的水性懸浮液中，并在130℃下于空氣中放置30分鐘，以使懸浮液干燥并硬化。這樣，在導電高分子層上形成碳層。此外，在室溫下將陽極導體浸入銀漆溶液并放置1小時，取出，在145℃下于空氣中放置1小時，以使銀漆干燥并硬化。這樣，便形成了銀表面導電樹脂層。
此外，利用銀導電粘結劑，使陰極引腳與由碳層和銀表面導電樹脂層構成的陰極導體相連，并將從陽極導體延伸出的鉭線同陽極引腳焊接在一起。最后，電容器元件外部用環(huán)氧樹脂包覆，而制成固態(tài)電解電容器。
對于這樣制得的固態(tài)電解電容器，在120Hz和100kHz的頻率下測量其靜電電容，并在100kHz的頻率下測量其ESR。此外，將在對固態(tài)電解電容器施加2.5V電壓30秒后記錄下的電流作為漏電流。測量結果列于表1。表1中樣品的上一行為20個樣品的最小值和最大值，下一行為平均值。
表1

如表1所示，可以看出通過在過飽和水蒸汽氣氛中的聚合反應，可制得大容量、低ESR以及低漏電流的電解電容器。此外，可降低氧濃度(氧分壓)并降低導電高分子的氧化變質，以獲得低電阻的導電高分子，并獲得膜剝離現(xiàn)象少的導電高分子，從而獲得適當?shù)亟Y合低ESR和大容量的固態(tài)電解電容器?？色@得的結果與實施例2相似，并可以看出在過飽和水蒸汽中的聚合反應適用于大范圍的應用領域。
下面描述本發(fā)明其他優(yōu)選的方面1.包括由本說明書中所述的任何方法制得的導電高分子膜的電子部件，其中該電子部件使用呈平面狀的導電膜。
2.如第一方面所述的電子部件，其中所述導電高分子膜的表面和背面的密度基本相等。
3.如第一和第二方面所述的電子部件，其中所述電子部件為固態(tài)電解電容器，該電容器包括由閥金屬制成的陽極導體、在陽極導體表面形成的介電層以及在該介電層表面形成的固態(tài)電解質，該固態(tài)電解質包括至少一層導電高分子層。
4.制造固態(tài)電解電容器的方法，該電容器包括由閥金屬制成的陽極導體、在陽極導體表面形成的介電層以及在該介電層表面形成的固態(tài)電解質，該固態(tài)電解質包括至少一層導電高分子層，其中該陽極導體是通過以下步驟制造的在60℃或更低的溫度下使單體和氧化劑反應，以及在聚合反應容器中在至少85℃下于過飽和水蒸汽氣氛中進行的聚合反應。
權利要求
1.一種制造導電高分子的方法，其是通過使至少一種單體和一種氧化劑由化學聚合反應法進行反應而制得導電高分子，該方法包括使該單體和該氧化劑在含有至少一種過飽和水蒸汽氣氛的聚合反應容器中進行反應。
2.如權利要求1所述的制造導電高分子的方法，其中所述過飽和水蒸汽氣氛的水蒸汽濃度至少為5體積％。
3.如權利要求1所述的制造導電高分子的方法，其中所述過飽和水蒸汽氣氛的溫度至少為85℃。
4.如權利要求1所述的制造導電高分子的方法，其中在使所述單體和氧化劑在過飽和水蒸汽氣氛中于聚合反應容器中進行反應之前，預先在低于85℃的溫度下進行預聚合反應。
5.如權利要求1所述的制造導電高分子的方法，其中所述過飽和水蒸汽氣氛中氧的濃度低于21體積％。
6.如權利要求1所述的制造導電高分子的方法，其中所述單體為選自吡咯、噻吩、3，4-亞乙二氧基噻吩、苯胺及其衍生物中的至少一種。
7.如權利要求1所述的制造導電高分子的方法，其中所述氧化劑為選自氧化錳、鐵(III)鹽、銅(II)鹽、過氧化氫和過硫酸鹽中的至少一種。
8.如權利要求1所述的制造導電高分子的方法，其中所述單體和所述氧化劑至少溶于水溶性溶劑或水中。
9.如權利要求1所述的制造導電高分子的方法，其中當從側面觀察導電高分子層時，該導電高分子層和基底的剝離距離d與長度L之比d/L為0.02或更少。
10.一種制造導電高分子的設備，其用于使至少一種單體和一種氧化劑在聚合反應容器中進行聚合反應，其中含有過飽和水蒸汽氣氛的聚合反應容器包括將干燥空氣和由熱交換器產(chǎn)生的水蒸汽提供至聚合反應容器中的裝置；而且所述單體和氧化劑的反應至少在過飽和水蒸汽氣氛下發(fā)生在聚合反應容器中。
11.如權利要求10所述的制造導電高分子的設備，其中由熱交換器產(chǎn)生的水蒸汽的溫度高于干燥空氣的溫度。
全文摘要
一種制造本發(fā)明導電高分子的方法，其是通過使至少一種單體和一種氧化劑由化學聚合反應方法進行反應而制得導電高分子，該方法包括使該單體和該氧化劑至少在含有過飽和蒸汽氣氛的聚合反應容器中進行反應。由該方法，可制得呈平面狀的導電高分子(10)。因此，本發(fā)明可提供制備導電高分子的方法和設備，其中該導電高分子可結合固態(tài)電解電容器中的低ESR和大容量，實現(xiàn)低損耗并具有低漏電流。
文檔編號H01G9/02GK1717435SQ20048000158
公開日2006年1月4日 申請日期2004年5月17日 優(yōu)先權日2003年5月22日
發(fā)明者吉田雅憲 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社