專利名稱：固態(tài)電解電容器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有固體電解質(zhì)層的固態(tài)電解電容器(solid state electrolytic capacitor),更詳細(xì)是涉及一種作為固體電解質(zhì)層具備顯示高導(dǎo)電性的導(dǎo)電性高分子層的電特性優(yōu)異的固態(tài)電解電容器及其制造方法。
背景技術(shù)：
使用于固態(tài)電解電容器的固體電解質(zhì)形成用材料已知有以二氧化錳等為代表的無機(jī)導(dǎo)電性材料或7, 7,8,8-四氰基喹啉二甲燒(7, 7,8,8-tetracyanoquinodimethane) (TCNQ)絡(luò)合物等的有機(jī)導(dǎo)電性材料。而且，以導(dǎo)電性比該類固體電解質(zhì)形成用材料優(yōu)異的導(dǎo)電性高分子材料作為固體電解質(zhì)使用的固態(tài)電解電容器廣泛被實用化。在該導(dǎo)電性高分子材料中，以3，4-亞乙二氧基噻吩(3， 4-ethyIenedioxythiophene)(以下簡記為[ED0T])為單體(monomer)聚合的導(dǎo)電性高分子廣為人知。該EDOT因聚合的反應(yīng)速度平穩(wěn)，形成與陽極的介電氧化膜 (dielectricoxidefilm)的密著性優(yōu)異的導(dǎo)電性高分子層，故當(dāng)作固態(tài)電解電容器的固體電解質(zhì)層形成材料很有用。但是，近年來的電子機(jī)器被要求朝更省電力化、高頻率化對應(yīng)，在被使用于該類電子機(jī)器的固態(tài)電解電容器中也被要求小型大容量化和低等效串聯(lián)電阻(Equivalent Series Resistance)(以下簡記為[ESR])化等的電特性的更進(jìn)一步提高。固態(tài)電解電容器的電特性大大地依存于所使用的固體電解質(zhì)形成材料種類或形成方法，而超過以往眾所周知的EDOT的優(yōu)良的導(dǎo)電性高分子單體的開發(fā)或新的固體電解質(zhì)層的形成方法被期待。這種背景之中，公知技術(shù)已知有以3-烷基-4-烷氧基噻吩 (3-alkyl-4-alkoxythiophene)的聚合物(polymer)作為固體電解質(zhì)的固態(tài)電解電容器, 已報告通過使用該聚合物，可得到即使是高頻區(qū)也具有優(yōu)良的電特性的固態(tài)電解電容器 (專利文獻(xiàn)I)。而且，已提出了作為固體電解質(zhì)使用聚合具有以烷氧基取代的部位的伸烷基二氧基噻吩(alkylenedioxythiophene)衍生物而得到的聚合物的固態(tài)電解電容器。通過采用該聚合物，可抑制殘留于聚合物中的聚合用氧化劑的結(jié)晶化，可降低得到的固態(tài)電解電容器的漏電流(leakage current)(專利文獻(xiàn)2)。專利文獻(xiàn)I :日本特開2001-332453號公報專利文獻(xiàn)2 日本特開2004-096098號公報

發(fā)明內(nèi)容
但是，很難只憑公開于上述文獻(xiàn)的聚合物得到更足夠的電特性和耐熱性，要求有更進(jìn)一步的固態(tài)電解電容器的電特性與耐熱性的提高。另一方面，固態(tài)電解電容器為了使靜電容大容量化，有卷繞或疊層(laminate)通過蝕刻(etching)擴(kuò)面化的鋁箔并使用于陽極元件的箔型，與將金屬微粒燒結(jié)成型并形成多孔體得到大容量的燒結(jié)成型元件型。燒結(jié)成型元件型是以大容量化為目的，金屬微粒的粒徑越來越被微?；銫V積(每Ig燒結(jié)成型元件的靜電容與電壓的積)達(dá)到10萬μ FV/ g以上。而且，近年來基于高性能化，聚卩比咯(polypyrrole)或PEDOT(polyethylenedio xythiophene :聚二氧乙基噻吩)被使用于固體電解質(zhì)。該類化合物是通過化學(xué)氧化聚合 (chemical oxidative polymerization)或電角軍聚合(electropolymerization)聚合，但是多孔質(zhì)燒結(jié)成型元件的空隙具有微細(xì)化的傾向，在該空隙內(nèi)聚合填充聚吡咯或PEDOT很困難。本發(fā)明的目的為提供一種除了顯示高靜電容及低ESR的更優(yōu)異的電特性外，也兼具優(yōu)良的耐熱性的固態(tài)電解電容器及其制造方法。本發(fā)明者們專心研究的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，作為固體電解質(zhì)包含以使通過下述通式[I]表示的化合物聚合而得到的高分子的固態(tài)電解電容器能達(dá)到本發(fā)明的目的，從而，完成本發(fā)明。也即，本發(fā)明是如下所示第一發(fā)明為一種固態(tài)電解電容器，其特征在于，作為固體電解質(zhì)包含以使通過下述通式[I]表示的化合物聚合而得到的高分子。
權(quán)利要求
1. 一種固態(tài)電解電容器，其特征在于，作為固體電解質(zhì)包含以使通過下述通式[I]表示的化合物聚合而得到的高分子，
2.—種固態(tài)電解電容器,其特征在于，作為固體電解質(zhì)包含以使通過下述通式[2]及[3]表示的化合物中的至少一者聚合而得到的高分子，
3.如權(quán)利要求2所述的固態(tài)電解電容器，其中，作為固體電解質(zhì)包含以使通過該通式[2]表示的化合物聚合而得到的高分子。
4.如權(quán)利要求2所述的固態(tài)電解電容器，其中，其以燒結(jié)閥作用金屬微粒而得到的多孔性成型體作為陽極，并且，其包含形成于該陽極表面的介電氧化膜；包含將通過該通式[2]及[3]表示的化合物的至少一者聚合于該介電氧化膜表面而得到的高分子的固體電解質(zhì)；以及包含形成于該高分子的表面的碳層及銀層的陰極。
5.如權(quán)利要求4所述的固態(tài)電解電容器，其中，使用于燒結(jié)該閥作用金屬微粒而得到的多孔性成型體的閥作用金屬微粒包含鉭金屬微粒及鈮金屬微粒中的至少一者，每單位質(zhì)量的CV積顯示20000 μ FV/g以上。
6.一種固態(tài)電解電容器的制造方法，其特征在于，具有將使通過下述通式[I]表示的化合物聚合而得到的高分子形成于形成有介電氧化膜的閥作用金屬上的工序，
7.一種固態(tài)電解電容器的制造方法，其特征在于，
8.如權(quán)利要求6或7所述的固態(tài)電解電容器的制造方法，其中，將該高分子形成于形成有介電氧化膜的閥作用金屬上的工序包含在液相使(A)選自于由通過該通式[1]、[2]及[3]表示的化合物組成的群組的至少一個、(B)摻雜物、以及(C)氧化劑接觸并進(jìn)行聚合的工序。
9.如權(quán)利要求8所述的固態(tài)電解電容器的制造方法，其中，該(B)摻雜物及(C)氧化劑使用具有(B)摻雜物及(C)氧化劑的兩者的性質(zhì)的化合物。
10.如權(quán)利要求9所述的固態(tài)電解電容器的制造方法，其中，具有該⑶摻雜物及(C) 氧化劑的兩者的性質(zhì)的化合物為有機(jī)磺酸鐵鹽，該液相以40 70重量％的范圍包含有機(jī)磺酸鐵鹽。
11.如權(quán)利要求7所述的固態(tài)電解電容器的制造方法，其中，其以燒結(jié)閥作用金屬微粒而得到的多孔性成型體作為陽極，并且，其包含在該陽極表面形成介電氧化膜的工序；將使通過該通式[2]及[3]表示的化合物的至少一者聚合而得到的高分子形成于形成有該介電氧化膜的陽極上的工序；以及在該高分子的表面形成包含碳層及銀層的陰極的工序。
12.如權(quán)利要求11所述的固態(tài)電解電容器的制造方法，其中，將該高分子形成于形成有該介電氧化膜的陽極上的工序包含在液相使(A)選自于由通過該通式[1]、[2]及[3]表示的化合物組成的群組的至少一個、以及(C)氧化劑接觸并進(jìn)行化學(xué)氧化聚合的工序。
全文摘要
本發(fā)明的課題為提供一種具有顯示高靜電容及低ESR的更優(yōu)異的電特性與耐熱性的固態(tài)電解電容器及其制造方法。本發(fā)明提供(1)一種固態(tài)電解電容器，其作為固體電解質(zhì)包含以使作為具有含有雜原子的環(huán)狀取代基的噻吩衍生物的在含有雜原子的環(huán)狀取代基具有烷基取代基的化合物聚合而得到的高分子。本發(fā)明還提供(2)一種固態(tài)電解電容器的制造方法，其具有在形成有介電氧化膜的閥作用金屬上形成上述(1)中所述的高分子的工序。
文檔編號H01G9/028GK102612722SQ20108004596
公開日2012年7月25日 申請日期2010年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月2日
發(fā)明者古賀峰一, 桐生俊幸, 石北義人 申請人:日本佳里多株式會社