JPH02249221A - 固体電解コンデンサ - Google Patents
固体電解コンデンサInfo
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- JPH02249221A JPH02249221A JP1069198A JP6919889A JPH02249221A JP H02249221 A JPH02249221 A JP H02249221A JP 1069198 A JP1069198 A JP 1069198A JP 6919889 A JP6919889 A JP 6919889A JP H02249221 A JPH02249221 A JP H02249221A
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- oxide film
- dielectric oxide
- conductive polymer
- solid electrolytic
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- H01G11/22—Electrodes
- H01G11/30—Electrodes characterised by their material
- H01G11/48—Conductive polymers
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
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- H01G11/56—Solid electrolytes, e.g. gels; Additives therein
-
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- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/004—Details
- H01G9/022—Electrolytes; Absorbents
- H01G9/025—Solid electrolytes
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は固体電解コンデンサ、特に、固体電解質として
導電性高分子化合物を用いた固体電解コンデンサに関す
るものである。
導電性高分子化合物を用いた固体電解コンデンサに関す
るものである。
［従来の技術］
近年、電子機器の小型化、軽量化に伴って、高周波領域
におけるインピーダンスが低く、小型で大容量のコンデ
ンサが要求されるようになってきた。
におけるインピーダンスが低く、小型で大容量のコンデ
ンサが要求されるようになってきた。
このような高周波用のコンデンサとしては従来、マイカ
コンデンサ、フィルムコンデンサ、セラミックコンデン
サなどが使用されているが、これらのコンデンサはいず
れも大容量化に適したものではない。
コンデンサ、フィルムコンデンサ、セラミックコンデン
サなどが使用されているが、これらのコンデンサはいず
れも大容量化に適したものではない。
一方、小型で大容量のコンデンサとしては、アルミニウ
ム電解コンデンサやタンタルコンデンサなどがある。
ム電解コンデンサやタンタルコンデンサなどがある。
アルミニウム電解コンデンサは低コストで大容量のもの
が得られるという利点はあるが、電解液を用いているた
めに経時的に電解液が蒸発することによる容量劣化があ
り、また高周波特性が悪いなど欠点があった。
が得られるという利点はあるが、電解液を用いているた
めに経時的に電解液が蒸発することによる容量劣化があ
り、また高周波特性が悪いなど欠点があった。
一方、タンタル固体電解コンデンサは、電解質として固
体の二酸化マンガンなどを用いることによって容量劣化
などアルミニウム電解コンデンサの欠点を克服している
。しかしながら。
体の二酸化マンガンなどを用いることによって容量劣化
などアルミニウム電解コンデンサの欠点を克服している
。しかしながら。
この固体電解質は硝酸マンガン水溶液を弁作用金属体に
含浸・付着させた後、３５０℃前後で硝酸マンガンを熱
分解して形成され、二酸化マンガンの付着量を増加させ
るために通常数回ないし士数回の含浸・熱分解の工程を
繰り返す必要があるため、熱分解時に誘電体としての酸
化皮膜の損傷が発生したり、あるいは二酸化マンガン皮
膜の補修能力が低いなどの欠点があった。
含浸・付着させた後、３５０℃前後で硝酸マンガンを熱
分解して形成され、二酸化マンガンの付着量を増加させ
るために通常数回ないし士数回の含浸・熱分解の工程を
繰り返す必要があるため、熱分解時に誘電体としての酸
化皮膜の損傷が発生したり、あるいは二酸化マンガン皮
膜の補修能力が低いなどの欠点があった。
そこでこれらの欠点を解消するため、特開昭５８−１７
６０９号公報などに、誘電体酸化皮膜の補修性が優れ、
かつ導電性の良好な有機固体電解質として、７．７．８
．８テトラシアノキノジメタン錯塩（以下、 ＴＣＮＱ
錯塩と略称する）を用いたものが提案されている。
６０９号公報などに、誘電体酸化皮膜の補修性が優れ、
かつ導電性の良好な有機固体電解質として、７．７．８
．８テトラシアノキノジメタン錯塩（以下、 ＴＣＮＱ
錯塩と略称する）を用いたものが提案されている。
この特開昭５８−１７６０９号公報には、Ｎの位置をア
ルキル基で置換したイソキノリンとＴＣＮＱからなるＴ
ＣＮＱ錯塩を加熱・溶融してコンデンサ素子に含浸後、
冷却・固化することにより固体電解質層を形成したもの
が開示されている。またビロール等の複素五員環化合物
の重合体を固体電解質として用いることも提案されてい
る。（特開昭６０−３７１）４号公報参照） ［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このようなＴＣＮＱ錯塩を用いた固体電
解コンデンサにおいては、前記含浸後の冷却・固化の際
、ＴＣＮＱ錯塩が結晶化して誘電体酸化皮膜に充分密着
しないため、初期の静電容量が得られないという問題点
があった。
ルキル基で置換したイソキノリンとＴＣＮＱからなるＴ
ＣＮＱ錯塩を加熱・溶融してコンデンサ素子に含浸後、
冷却・固化することにより固体電解質層を形成したもの
が開示されている。またビロール等の複素五員環化合物
の重合体を固体電解質として用いることも提案されてい
る。（特開昭６０−３７１）４号公報参照） ［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このようなＴＣＮＱ錯塩を用いた固体電
解コンデンサにおいては、前記含浸後の冷却・固化の際
、ＴＣＮＱ錯塩が結晶化して誘電体酸化皮膜に充分密着
しないため、初期の静電容量が得られないという問題点
があった。
また導電性高分子化合物を用いた固体電解コンデンサに
おいては、化学重合法を使用する場合、粉末状の導電性
高分子化合物が得られやすいため誘電体酸化皮膜に対す
る付着が強固な物が得られにくい、−刃型解重合で導電
性高分子化合物を形成する場合、絶縁性の誘電体酸化皮
膜上に電解重合を行うため均一な導電性高分子化合物が
形成されにく（十分な容量が得られないという問題点が
あった。
おいては、化学重合法を使用する場合、粉末状の導電性
高分子化合物が得られやすいため誘電体酸化皮膜に対す
る付着が強固な物が得られにくい、−刃型解重合で導電
性高分子化合物を形成する場合、絶縁性の誘電体酸化皮
膜上に電解重合を行うため均一な導電性高分子化合物が
形成されにく（十分な容量が得られないという問題点が
あった。
［課題を解決する為の手段］
本発明者は、前述の諸問題点を解決することを目的とし
て種々研究、検討した結果、誘電体酸化皮膜に対する導
電性高分子化合物の接着性を改善せしめることにより前
記目的を達成し得ることを見出した。
て種々研究、検討した結果、誘電体酸化皮膜に対する導
電性高分子化合物の接着性を改善せしめることにより前
記目的を達成し得ることを見出した。
か（して本発明は、導電性高分子化合物を誘電体酸化皮
膜上に設けた固体電解コンデンサにおいて、誘電体酸化
皮膜を予め高分子化合物により導電性を損わない様に被
覆し、更にこの上に導電性高分子化合物を形成せしめた
固体電解コンデンサを提供するにある。
膜上に設けた固体電解コンデンサにおいて、誘電体酸化
皮膜を予め高分子化合物により導電性を損わない様に被
覆し、更にこの上に導電性高分子化合物を形成せしめた
固体電解コンデンサを提供するにある。
本発明に用いられる導電性高分子化合物としては、π電
子共役系を有する高分子化合物のことであり、高い伝導
度と安定性を有する複素五員環化合物、とりわけ重合の
容易さからポリピロール、ポリチオフェン、ポリフラン
及びその誘導体が好ましい。
子共役系を有する高分子化合物のことであり、高い伝導
度と安定性を有する複素五員環化合物、とりわけ重合の
容易さからポリピロール、ポリチオフェン、ポリフラン
及びその誘導体が好ましい。
又１本発明に用いられる誘電体酸化皮膜を導電性を損わ
ない様に被覆せしめる高分子化合物としては、導電性高
分子化合物に平滑性及び加工性を付与するものとして少
なくとも一柿の溶媒に可溶であるものが望ましい。
ない様に被覆せしめる高分子化合物としては、導電性高
分子化合物に平滑性及び加工性を付与するものとして少
なくとも一柿の溶媒に可溶であるものが望ましい。
具体的には、イオン交換性を有する高分子化合物、とり
わけスルホン酸やカルボン酸等の陽イオン交換基を持ち
、固定ドーパントとして導電性高分子化合物にドープさ
れ得るものとして含弗素陽イオン交換樹脂、ポリスチレ
ンスルホン酸、ポリビニルスルホン酸が挙げられる。
わけスルホン酸やカルボン酸等の陽イオン交換基を持ち
、固定ドーパントとして導電性高分子化合物にドープさ
れ得るものとして含弗素陽イオン交換樹脂、ポリスチレ
ンスルホン酸、ポリビニルスルホン酸が挙げられる。
又、導電性高分子化合物と化学的結合を生じず、中に混
合するが如くして複合構造を採るものとしてポリ塩化ビ
ニル、ポリカーボネート。
合するが如くして複合構造を採るものとしてポリ塩化ビ
ニル、ポリカーボネート。
ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリビ
ニルカルバゾール、ポリエチレングリコール及びその誘
導体が挙げられる。
ニルカルバゾール、ポリエチレングリコール及びその誘
導体が挙げられる。
これら高分子化合物はイオン交換基を有する高分子化合
物はそれ自体導電性を有するものの、導電性を損わない
ように誘電体酸化皮膜−にに被覆せしめる必要−Ｊ：、
、一般に膜厚として０．０１〜３０μ程度に被覆せしめ
るのが適当である。
物はそれ自体導電性を有するものの、導電性を損わない
ように誘電体酸化皮膜−にに被覆せしめる必要−Ｊ：、
、一般に膜厚として０．０１〜３０μ程度に被覆せしめ
るのが適当である。
かくしてこの様な高分子化合物が被覆された誘電体酸化
皮膜には、前述の導電性高分子化合物が設けられる。
皮膜には、前述の導電性高分子化合物が設けられる。
かかる導電性高分子化合物層の形成方法としては、公知
の化学重合法や電解重合法が使用出来る。化学重合法と
しては、導電性高分子化合物の単量体を高分子化合物層
に含浸後、それをドーパントとなるアニオンと、酸化剤
とを含む溶液中に浸漬することで形成出来る。又、予め
高分子層に酸化剤とドーパントとなるアニオンを含む溶
液を含浸後、導電性高分子化合物の単量体含有溶液に浸
漬することも出来る。
の化学重合法や電解重合法が使用出来る。化学重合法と
しては、導電性高分子化合物の単量体を高分子化合物層
に含浸後、それをドーパントとなるアニオンと、酸化剤
とを含む溶液中に浸漬することで形成出来る。又、予め
高分子層に酸化剤とドーパントとなるアニオンを含む溶
液を含浸後、導電性高分子化合物の単量体含有溶液に浸
漬することも出来る。
電解重合法としては、例えば導電性高分子化合物の単量
体とドーパントとなるアニオンを溶解した電解液に、高
分子化合物で被覆された誘電体酸化皮膜体（陽極アルミ
ニウム箔）をアノードとして電解することにより、電気
化学的にドーピングされた導電性高分子化合物層を形成
せしめることが出来る。
体とドーパントとなるアニオンを溶解した電解液に、高
分子化合物で被覆された誘電体酸化皮膜体（陽極アルミ
ニウム箔）をアノードとして電解することにより、電気
化学的にドーピングされた導電性高分子化合物層を形成
せしめることが出来る。
［実施例］
以下実施例、比較例をあげて本発明をさらに詳細に説明
する。
する。
実施例１．化成処理により表面に誘電体酸化皮膜を形成
させたアルミニウム陽極箔に高分子化合物としてスルホ
ン酸含有パーフルオロビニルエーテルとテトラフルオロ
エチレンとの共重合体（旭硝子社製商品名フレミオン）
のエタノール溶液を塗布後乾燥した。電解液として０．
２ｍ。
させたアルミニウム陽極箔に高分子化合物としてスルホ
ン酸含有パーフルオロビニルエーテルとテトラフルオロ
エチレンとの共重合体（旭硝子社製商品名フレミオン）
のエタノール溶液を塗布後乾燥した。電解液として０．
２ｍ。
１７氾のビロールと０． ｌ ｍｏｌ ／ Ｒ，のナフ
タレンスルホン酸を含む水溶液を用い、白金板を陰極と
して電流密度０．５ｍＡ ／ ｃｍ”で２時間定電流電
解した。反応路ｒ後アジピン酸化成液にて再化成した。
タレンスルホン酸を含む水溶液を用い、白金板を陰極と
して電流密度０．５ｍＡ ／ ｃｍ”で２時間定電流電
解した。反応路ｒ後アジピン酸化成液にて再化成した。
次に陽極箔上に生成した導電性高分子化合物にカーボン
ペーストと銀ペーストを塗布し対極リードを取り出した
後、エポキシ樹脂により外装して固体電解コンデンサを
作製した。得られたコンデンサの特性を第１表に示す。
ペーストと銀ペーストを塗布し対極リードを取り出した
後、エポキシ樹脂により外装して固体電解コンデンサを
作製した。得られたコンデンサの特性を第１表に示す。
実施例２．実施例１と同じ陽極箔にポリスチレンスルホ
ン酸の水溶液を塗布後乾燥した。電解液として０．２ｍ
ｏｌ／ Ｑのビロールと０．１ｒａｏｌ／ Ｑのトルエ
ンスルホン酸を含むアセトニトリル溶液を用い、白金板
を陰極として電流密度０．５１＾／ｃｒａ”で２時間定
電流電解した０次に実施例１と同様の処理をして固体電
解コンデンサを作製した。得られたコンデンサの特性を
第１表に示す。
ン酸の水溶液を塗布後乾燥した。電解液として０．２ｍ
ｏｌ／ Ｑのビロールと０．１ｒａｏｌ／ Ｑのトルエ
ンスルホン酸を含むアセトニトリル溶液を用い、白金板
を陰極として電流密度０．５１＾／ｃｒａ”で２時間定
電流電解した０次に実施例１と同様の処理をして固体電
解コンデンサを作製した。得られたコンデンサの特性を
第１表に示す。
実施例３．実施例１と同じ陽極箔にポリカーボネートの
ジメチルホルムアミド溶液を塗布後乾燥した。電解液と
して０．２ｍｏｌ／βのビロールと０、 ｌａ＋ｏ１．
／ １２のベンゼンスルホン酸を含む水溶液を用い、白
金板を陰極として電流密度０．５ｒａＡ ／Ｃ１）２で
２時間定電流電解した１次に実施例１と同様の処理をし
て固体電解コンデンサを作製した。得られたコンデンサ
の特性を第１表に示す６ 実施例４．実施例１と同じ陽極箔にポリビニルアルコー
ルの水溶液を塗布後乾燥した。電解液として０．２ｗｏ
ｌ／ｆｆのビロールと０．１ｍｏｌ／ｆｆのトルエンス
ルホン酸を含むメタノール溶液を用い、白金板を陰極と
して電流密度０．５ｍＡ ／ ｃｒｓ”で２時間定電流
電解した１次に実施例１と同様の処理をして固体電解コ
ンデンサを作製した。
ジメチルホルムアミド溶液を塗布後乾燥した。電解液と
して０．２ｍｏｌ／βのビロールと０、 ｌａ＋ｏ１．
／ １２のベンゼンスルホン酸を含む水溶液を用い、白
金板を陰極として電流密度０．５ｒａＡ ／Ｃ１）２で
２時間定電流電解した１次に実施例１と同様の処理をし
て固体電解コンデンサを作製した。得られたコンデンサ
の特性を第１表に示す６ 実施例４．実施例１と同じ陽極箔にポリビニルアルコー
ルの水溶液を塗布後乾燥した。電解液として０．２ｗｏ
ｌ／ｆｆのビロールと０．１ｍｏｌ／ｆｆのトルエンス
ルホン酸を含むメタノール溶液を用い、白金板を陰極と
して電流密度０．５ｍＡ ／ ｃｒｓ”で２時間定電流
電解した１次に実施例１と同様の処理をして固体電解コ
ンデンサを作製した。
得られたコンデンサの特性を第１表に示す。
比較例１．実施例１と同じ陽極箔を使用し、電解液とし
て０．２ｇ＋ｏｌ／１２のビロールとＯ，１ｍｋｌ／ｆ
ｆのトルエンスルホン酸を含む水溶液を用い、白金板を
陰極として電流密度０．５ ｍＡ／ｃｍ”で２時間定電
流電解した０次に実施例１と同様の処理をして固体電解
コンデンサを作製した。得られたコンデンサの特性を第
１表に示す。
て０．２ｇ＋ｏｌ／１２のビロールとＯ，１ｍｋｌ／ｆ
ｆのトルエンスルホン酸を含む水溶液を用い、白金板を
陰極として電流密度０．５ ｍＡ／ｃｍ”で２時間定電
流電解した０次に実施例１と同様の処理をして固体電解
コンデンサを作製した。得られたコンデンサの特性を第
１表に示す。
第 １
表
［発明の効果］
本発明によるコンデンサは、誘電体酸化皮膜への接着性
が良くかつ平滑な導電性高分子化合物を形成することが
可能となる。したがって重合後の再化成処理によっても
導電性高分子化合物が誘電体酸化皮膜より脱落すること
もない。
が良くかつ平滑な導電性高分子化合物を形成することが
可能となる。したがって重合後の再化成処理によっても
導電性高分子化合物が誘電体酸化皮膜より脱落すること
もない。
このように本発明により容量が高く、等価直列抵抗が低
くかつ漏れ電流が低い固体電解コンデンサを提供するこ
とができる。
くかつ漏れ電流が低い固体電解コンデンサを提供するこ
とができる。
Claims (7)
- １．導電性高分子化合物を誘電体酸化皮膜上に設けた固
体電解コンデンサにおいて、誘電体酸化皮膜を予め高分
子化合物により導電性を損なわない様に被覆し、更にこ
の上に導電性高分子化合物を形成せしめた固体電解コン
デンサ。 - ２．誘電体酸化皮膜上に導電性を損わない様に設けられ
る高分子化合物が、イオン交換性を有する高分子化合物
である請求項（１）のコンデンサ。 - ３．イオン交換性を有する高分子化合物が、含弗素イオ
ン交換体である請求項（２）のコンデンサ。 - ４．イオン交換性を有する高分子化合物がポリスチレン
スルホン酸、ポリビニルスルホン酸及びこれらの誘電体
である請求項（２）のコンデンサ。 - ５．誘電体酸化皮膜上に導電性を損わない様に設けられ
る高分子化合物が、ポリ塩化ビニ ル、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、ポリビ
ニルブチラール、ポリビニルカルバゾール、ポリエチレ
ングリコールである請求項（１）のコンデンサ。 - ６．導電性高分子化合物がポリピロール、ポリチオフェ
ン、ポリフラン及びこれらの誘導体である請求項（１）
のコンデンサ。 - ７．導電性高分子化合物の高分子化合物上への形成手段
が電解重合法である請求項（１）のコンデンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1069198A JPH02249221A (ja) | 1989-03-23 | 1989-03-23 | 固体電解コンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1069198A JPH02249221A (ja) | 1989-03-23 | 1989-03-23 | 固体電解コンデンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02249221A true JPH02249221A (ja) | 1990-10-05 |
Family
ID=13395794
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1069198A Pending JPH02249221A (ja) | 1989-03-23 | 1989-03-23 | 固体電解コンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02249221A (ja) |
Cited By (12)
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| US11270847B1 (en) | 2019-05-17 | 2022-03-08 | KYOCERA AVX Components Corporation | Solid electrolytic capacitor with improved leakage current |
-
1989
- 1989-03-23 JP JP1069198A patent/JPH02249221A/ja active Pending
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