JPH0546692B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0546692B2
JPH0546692B2 JP21244084A JP21244084A JPH0546692B2 JP H0546692 B2 JPH0546692 B2 JP H0546692B2 JP 21244084 A JP21244084 A JP 21244084A JP 21244084 A JP21244084 A JP 21244084A JP H0546692 B2 JPH0546692 B2 JP H0546692B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
formula
polymer compound
solid electrolytic
electrolytic capacitor
carbon atoms
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP21244084A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS6191912A (en
Inventor
Kazumi Naito
Takashi Ikezaki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Resonac Holdings Corp
Original Assignee
Showa Denko KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Showa Denko KK filed Critical Showa Denko KK
Priority to JP21244084A priority Critical patent/JPS6191912A/en
Publication of JPS6191912A publication Critical patent/JPS6191912A/en
Publication of JPH0546692B2 publication Critical patent/JPH0546692B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、特定の高分子化合物にドーパントを
ドープして得られる電導性高分子化合物を固体電
解質として用いた性能の良好な固体電解コンデン
サに関する。 従来の電解コンデンサ、例えばアルミニウム電
解コンデンサは、エツチング処理した比表面積の
大きい多孔質アルミニウム箔の上に誘電体である
酸化アルミニウム層を設け、陰極箔との間の電解
紙に液状の電解液を含浸させた構造からなつてい
るが、この電解液が液状であることは液漏れ等の
問題を惹起し好ましいものではなく、従つて、こ
の電導層を固体電解質で代替する試みがなされて
いる。それらの固体電解コンデンサは、陽極酸化
皮膜を有するアルミニウム、タンタルなどの皮膜
形成金属に固体電解質を付着した構造を有したも
のであり、この種の固体コンデンサの固体電解質
には、主に硝酸マンガンの熱分解により形成され
る。二酸化マンガンが用いられている。しかし、
この熱分解の際に要する高熱と発生するNOX
スの酸化作用などによつて、誘電体であるアルミ
ニウム、タンタルなどの金属酸化皮膜の損傷があ
り、そのため耐電圧は低下し、漏れ電流が大きく
なり、誘電特性を劣化させるなど極めて大きな欠
点がある。また、再化成という工程も必要であ
る。 これらの欠点を補うため、高熱を付加せずに固
体電解質層を形成する方法、つまり高電導性の有
機半導体材料を固体電解質とする方法が試みられ
ている。その例としては、特開昭52−79255号公
報に記載されている7,7,8,8−テトラシア
ノキノジメタン(TCNQ)錯塩を含む電導性高
重合体組成物を固体電解質として含む固体電解コ
ンデンサ、特開昭58−17609号公報に記載されて
いるN−n−プロピルイソキノリンと7,7,
8,8−テトラシアノキノジメタンからなる錯塩
を固体電解質として含む固体電解コンデンサが知
られている。これらTCNQ錯塩化合物は、陽極
酸化皮膜との付着性に劣り、導電度も10-3〜10-2
S・cm-1と不十分であるため、コンデンサの容量
値は小さく、誘電損失も大きい。また熱的経時的
な安定性も劣り信頼性が低い。 本発明の目的は、上述した従来の欠点を解決
し、電導度が高く、誘電体皮膜との付着性のよい
有機半導体を固体電解質に用いた固体電解コンデ
ンサを提供することにある。 この目的は、固体電解質として特定の電導性高
分子化合物を用いることにより達成されることを
見出した。 即ち、本発明は、下式 及び/または 〔式中、R1,R2は水素または炭素数が6以下
の飽和炭化水素基であり、Y1,Y2は陰イオンで
ある。R1Y1およびR2Y2の組み合わせは同時に存
在してもよく、またはいずれか一方の組み合わせ
が存在しなくてもよい。炭素数は、高い電導度を
得るために6以下に限定する。〕で表わされる繰
り返し単位を有する高分子化合物にドーパントを
ドーブして得られる電導性高分子化合物を固体電
解質とすることを特徴とする固体電解コンデンサ
に関する。 本発明により得られる固体電解コンデンサは、
従来の無機酸化半導体や有機半導体を用いた固体
電解コンデンサに比して容量、誘電損失、経時安
定性において著しく優れた性能を有している。 また、本発明の固体電解コンデンサは、従来公
知の固体電解コンデンサに比較して下記の利点を
有している。 高温加熱することなしに電解質層を形成でき
るので陽極の酸化皮膜の損傷がなく、補修のた
めの陽極酸化(再化成)を行なう必要がない。
そのため、定格電圧を従来の数倍にでき、同容
量、同定格電圧のコンデンサを得るのに、形状
を小型化できる。 漏れ電流が小さい。 高耐圧のコンデンサを作製できる。 電解質の電導度が10-2〜103S・cm-1と十分
に高いため、グラフアイトなどの導電層を設け
る必要がない。そのため工程が簡略化され、コ
スト的にも有利となる。 本発明の固体電解コンデンサに用いられる電解
質は、前記の式(1)および/または式(2)で表わされ
る繰り返し単位を有する高分子化合物である。 式(2)のY1,Y2は陰イオンであり、その具体例
としてはハロゲンイオン、BF4イオン、BR4イオ
ン(Rは炭素数が6以下の飽和炭化水素基または
フエニル基)、PF6イオン、CH3COOイオン、
SO4イオン、CF3COOイオン、ClO4イオンおよび
AsF6イオン等があげられる。 上記式(1)および/または式(2)で表わされる繰り
返し単位を有する高分子化合物の代表例として
は、ポリベンゾピロリン、ポリベンゾピロリン塩
酸塩、ポリベンゾピロリンフルオロ酢酸塩、ポリ
ベンゾピロリンヨウ化メチル塩、ポリベンゾピロ
リンハイドロジエンテトラフルオロボレート塩等
をあげることができる。これらの高分子化合物の
製造方法は、特に制限されるものではなく、例え
ばポリベンゾピロリンの場合には、ジシアノベン
ゼンを適当な塩基で処理することによつて製造す
ることができる。 上記の高分子化合物は、その製造方法がドーパ
ントになりうる化合物を使用して製造し、その生
成物の電気伝導度が10-2〜103S・cm-1の範囲内
にある場合を除き、ドーパントをドーピンクして
その電気伝導度を10-2〜103S・cm-1の範囲にし
ておくことが必要である。本発明においては、高
分子化合物の製造時にドーパントとなりうる化合
物を使用して製造した高分子化合物を含めて電導
性高分子化合物と称する。なお、製造方法がドー
パントになりうる化合物を使用して高分子化合物
を製造した場合、このドーパントを適当な方法で
除いてから、新たにドーパントをドープしてもよ
い。 ドーピングは化学的ドーピング、電気化学的ド
ーピングのいずれの方法を採用してもよい。 化学的にドーピングするドーパントとしては、
従来知られている種々の電子受容性化合物および
電子供与性化合物、即ち、()ヨウ素、臭素お
よびヨウ化臭素の如きハロゲン、()五フツ化
ヒ素、五フツ化アンチモン、四フツ化ケイ素、五
塩化リン、五フツ化リン、塩化アルミニウム、臭
化アルミニウムおよびフツ化アルミニウムの如き
金属ハロゲン化物、()硫酸、硝酸、フルオロ
硫酸、トリフルオロメタン硫酸およびクロロ硫酸
の如きプロトン酸、()三酸化イオウ、二酸化
窒素、ジフルオロスルホニルパーオキシドの如き
酸化剤、()AgClO4、()テトラシアノエチ
レン、テトラシアノキノジメタン、クロラニー
ル、2,3−ジクロル−5,6−ジシアノパラベ
ンゾキノン、2,3−ジブロム−5,6−ジシア
ノパラベンゾキノン、()Li、Na、Kの如きア
ルカリ金属等をあげることができる。 一方、電気化学的にドーピングするドーパント
としては、()PF- 6、SbF- 6、AsF- 6、SbCl- 6の如
きVa族の元素のハロゲン化物アニオン、BF- 4
如きa族の元素のハロゲン化物アニオン、-
- 3)、Br-、Cl-の如きハロゲンアニオン、ClO- 4
の如き過塩素酸アニオンなどの陰イオン・ドーパ
ントおよび()Li+、Na+、K+の如きアルカリ
金属イオン、R4N+(R:炭素数1〜20の炭化水
素基)の如き4級アンモニウムイオンなどの陽イ
オン・ドーパント等をあげることができるが、必
ずしもこれ等に限定されるものではない。 上述の陰イオン・ドーパントおよび陽イオン・
ドーパントを与える化合物の具体例としては、
LiPF6、LiSbF6、LiAsF6、LiClO4、NaI、
NaPF6、NaSbF6、NaAsF6、NaClO4、KI、
KPF6、KSbF6、KAsF6、KClO4、〔(n−Bu)4
N〕+・(AsF6-、〔(n−Bu)4N〕+・(PF6-
〔(n−Bu)4N〕+・ClO- 4、LiAlCl4、LiBF4
NO・AsF6、NO2・AsF6、NO・BF4、NO2
BF4、NO・PF6をあげることができるが必ずし
もこれ等に限定されるものではない。これらのド
ーパントは一種類、または二種類以上を混合して
使用してもよい。 前記以外の陰イオン・ドーパントとしてはHF2
アニオンであり、また、前記以外の陽イオン・ド
ーパントとしては次式()で表わされるピリリ
ウムまたはピリジウム・カチオン: 〔式中、Xは酸素原子または窒素原子、R′は
水素原子または炭素数が1〜15のアルキル基、炭
素数6〜15のアリール(aryl)基、R″はハロゲ
ン原子または炭素数が1〜10のアルキル基、炭素
数が6〜15のアリール(aryl)基、mはXが酸素
原子のとき0であり、Xが窒素原子のとき1であ
る。nは0または1〜5である。〕 または次式()もしくは()で表わされる
カルボニウム・カチオン: および 〔上式中、R1,R2,R3は水素原子(R1,R2
R3は同時に水素原子であることはない)炭素数
1〜15のアルキル基、アリル(allyl)基、炭素
数6〜15のアリール(aryl)基または−OR5基、
但しR5は炭素数が1〜10のアルキル基または炭
素数6〜15のアリール(aryl)基を示し、R4
水素原子、炭素数が1〜15のアルキル基、炭素数
6〜15のアリール基である。〕 である。 用いられるHF2アニオンは通常、下記の一般式
()、()または(): R′4N・HF2 () M・HF2 () (但し、上式中R′,R″は水素原子または炭素
数が1〜15のアルキル基、炭素数6〜15のアリー
ル(aryl)基、Rは炭素数が1〜10のアルキル
基、炭素数6〜15のアリール(aryl)基、Xは酸
素原子または窒素原子、nはOまたは5以下の正
の整数である。Mはアルカリ金属である〕 で表わされる化合物(フツ化水素塩)を適当な有
機溶媒に溶解することによつて得られる。上式
()、()および()で表わされる化合物の
具体例としてはH4N・HF2、n−Bu4N・HF2
Na・HF2、K・HF2、Li・HF2および
The present invention relates to a solid electrolytic capacitor with good performance using a conductive polymer compound obtained by doping a specific polymer compound with a dopant as a solid electrolyte. Conventional electrolytic capacitors, such as aluminum electrolytic capacitors, have an aluminum oxide dielectric layer placed on an etched porous aluminum foil with a large specific surface area, and the electrolytic paper between the cathode foil and the electrolytic paper is impregnated with a liquid electrolyte. However, it is not preferable that the electrolyte is in a liquid state because it causes problems such as leakage, and therefore attempts have been made to replace the conductive layer with a solid electrolyte. These solid electrolytic capacitors have a structure in which a solid electrolyte is attached to a film-forming metal such as aluminum or tantalum that has an anodized film. Formed by thermal decomposition. Manganese dioxide is used. but,
Due to the high heat required during this thermal decomposition and the oxidizing effect of NO However, it has extremely large drawbacks such as deterioration of dielectric properties. In addition, a process called reconstitution is also necessary. In order to compensate for these drawbacks, attempts have been made to form a solid electrolyte layer without applying high heat, that is, to use a highly conductive organic semiconductor material as the solid electrolyte. An example of this is a solid electrolyte containing a conductive polymer composition containing a 7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane (TCNQ) complex salt as described in JP-A-52-79255. Electrolytic capacitor, N-n-propylisoquinoline and 7,7, described in JP-A-58-17609
Solid electrolytic capacitors containing a complex salt of 8,8-tetracyanoquinodimethane as a solid electrolyte are known. These TCNQ complex salt compounds have poor adhesion to the anodic oxide film and have a conductivity of 10 -3 to 10 -2.
Since the value of S cm -1 is insufficient, the capacitance value of the capacitor is small and the dielectric loss is large. Furthermore, thermal stability over time is poor and reliability is low. An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional drawbacks and to provide a solid electrolytic capacitor in which an organic semiconductor having high conductivity and good adhesion to a dielectric film is used as a solid electrolyte. It has been found that this objective can be achieved by using a specific conductive polymer compound as a solid electrolyte. That is, the present invention is based on the following formula and/or [In the formula, R 1 and R 2 are hydrogen or a saturated hydrocarbon group having 6 or less carbon atoms, and Y 1 and Y 2 are anions. The combination of R 1 Y 1 and R 2 Y 2 may be present at the same time, or either combination may be absent. The number of carbon atoms is limited to 6 or less in order to obtain high conductivity. The present invention relates to a solid electrolytic capacitor characterized in that a conductive polymer compound obtained by doping a polymer compound having a repeating unit represented by the following formula with a dopant is used as a solid electrolyte. The solid electrolytic capacitor obtained by the present invention is
It has significantly superior performance in terms of capacity, dielectric loss, and stability over time compared to conventional solid electrolytic capacitors using inorganic oxide semiconductors or organic semiconductors. Furthermore, the solid electrolytic capacitor of the present invention has the following advantages compared to conventionally known solid electrolytic capacitors. Since the electrolyte layer can be formed without high-temperature heating, there is no damage to the oxide film on the anode, and there is no need to perform anodization (re-formation) for repair.
Therefore, the rated voltage can be increased several times compared to conventional capacitors, and the shape can be made smaller to obtain a capacitor with the same capacity and rated voltage. Leakage current is small. Capacitors with high withstand voltage can be manufactured. Since the electrolyte has a sufficiently high conductivity of 10 −2 to 10 3 S·cm −1 , there is no need to provide a conductive layer such as graphite. This simplifies the process and is advantageous in terms of cost. The electrolyte used in the solid electrolytic capacitor of the present invention is a polymer compound having repeating units represented by the above formula (1) and/or formula (2). Y 1 and Y 2 in formula (2) are anions, and specific examples thereof include halogen ions, BF 4 ions, BR 4 ions (R is a saturated hydrocarbon group having 6 or less carbon atoms or a phenyl group), PF 6 ion, CH 3 COO ion,
SO4 ions, CF3COO ions, ClO4 ions and
Examples include AsF 6 ion. Representative examples of polymer compounds having repeating units represented by formula (1) and/or formula (2) above include polybenzopyrroline, polybenzopyrroline hydrochloride, polybenzopyrroline fluoroacetate, and polybenzopyrroline iodide. Examples include methyl salt, polybenzopyrroline hydrogen tetrafluoroborate salt, and the like. The method for producing these polymer compounds is not particularly limited; for example, in the case of polybenzopyrroline, it can be produced by treating dicyanobenzene with an appropriate base. The above-mentioned polymer compounds are manufactured using a compound that can be used as a dopant, except when the product has an electrical conductivity of 10 -2 to 10 3 S cm -1. It is necessary to dope the dopant so that its electrical conductivity is in the range of 10 −2 to 10 3 S·cm −1 . In the present invention, a conductive polymer compound includes a polymer compound manufactured using a compound that can serve as a dopant during the manufacture of the polymer compound. In addition, when a polymer compound is manufactured using a compound that can serve as a dopant, the dopant may be removed by an appropriate method and then a new dopant may be doped. For doping, either chemical doping or electrochemical doping may be used. As dopants for chemical doping,
Various electron-accepting and electron-donating compounds known in the art include () halogens such as iodine, bromine and bromine iodide, () arsenic pentafluoride, antimony pentafluoride, silicon tetrafluoride, Metal halides such as phosphorus chloride, phosphorus pentafluoride, aluminum chloride, aluminum bromide and aluminum fluoride; () protic acids such as sulfuric acid, nitric acid, fluorosulfuric acid, trifluoromethanesulfuric acid and chlorosulfuric acid; () sulfur trioxide; Oxidizing agents such as nitrogen dioxide, difluorosulfonyl peroxide, ()AgClO 4 , ()tetracyanoethylene, tetracyanoquinodimethane, chloranil, 2,3-dichloro-5,6-dicyanoparabenzoquinone, 2,3-dibrome Examples include -5,6-dicyanoparabenzoquinone, alkali metals such as ()Li, Na, and K. On the other hand, dopants to be electrochemically doped include () halide anions of Va group elements such as PF - 6 , SbF - 6 , AsF - 6 and SbCl - 6 , and a halide anion of group A elements such as BF - 4 . halide anion, -
( -3 ), halogen anions such as Br- , Cl- , ClO - 4
anionic dopants such as perchlorate anions, and alkali metal ions such as Li + , Na + , K + , quaternary dopants such as R 4 N + (R: hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms); Examples include cations and dopants such as ammonium ions, but are not necessarily limited to these. The above-mentioned anion dopant and cation dopant
Specific examples of compounds that provide dopants include:
LiPF 6 , LiSbF 6 , LiAsF 6 , LiClO 4 , NaI,
NaPF6 , NaSbF6 , NaAsF6 , NaClO4 , KI,
KPF 6 , KSbF 6 , KAsF 6 , KClO 4 , [(n-Bu) 4
N] +・(AsF 6 ) - , [(n-Bu) 4 N] +・(PF 6 ) - ,
[(n-Bu) 4 N] +・ClO - 4 , LiAlCl 4 , LiBF 4 ,
NO・AsF 6 , NO 2・AsF 6 , NO・BF 4 , NO 2
Examples include BF 4 and NO/PF 6 , but are not necessarily limited to these. These dopants may be used alone or in combination of two or more. Anion dopants other than those mentioned above include HF 2
It is an anion, and as a cation dopant other than the above, pyrylium or pyridium cation represented by the following formula (): [In the formula, ~10 alkyl group, aryl group having 6 to 15 carbon atoms, m is 0 when X is an oxygen atom, and 1 when X is a nitrogen atom. n is 0 or 1 to 5. ] Or a carbonium cation represented by the following formula () or (): and [In the above formula, R 1 , R 2 , R 3 are hydrogen atoms (R 1 , R 2 ,
R 3 is not a hydrogen atom at the same time) an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, an allyl group, an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, or an -OR 5 group,
However, R 5 represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, and R 4 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 15 carbon atoms. It is an aryl group. ] It is. The HF 2 anion used typically has the following general formula (), () or (): R′ 4 N·HF 2 () M·HF 2 () (However, in the above formula, R', R'' is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, an aryl group having 6 to 15 carbon atoms, and R is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a carbon An aryl group of numbers 6 to 15, X is an oxygen atom or a nitrogen atom, n is O or a positive integer of 5 or less, and M is an alkali metal. It can be obtained by dissolving it in a suitable organic solvent. Specific examples of the compounds represented by the above formulas (), () and () include H 4 N.HF 2 , n-Bu 4 N.HF 2 ,
Na・HF 2 , K・HF 2 , Li・HF 2 and

【式】をあげることができる。 上記式()で表わされるピリリウムもしくは
ピリジニウムカチオンは、式()で表わされる
カチオンとClO- 4、BF- 2、AlCl- 4、FeCl- 4、SnCl- 5
PF- 6、PCl- 6、SbF- 6、AsF- 6、CF3SO- 3、HF- 2等の
アニオンとの塩を適当な有機溶媒に溶解すること
によつて得られる。そのような塩の具体例として
[Formula] can be given. The pyrylium or pyridinium cation represented by the above formula () is a combination of the cation represented by the formula () and ClO - 4 , BF - 2 , AlCl - 4 , FeCl - 4 , SnCl - 5 ,
It can be obtained by dissolving a salt with an anion such as PF - 6 , PCl - 6 , SbF - 6 , AsF - 6 , CF 3 SO - 3 or HF - 2 in a suitable organic solvent. Examples of such salts include

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】【formula】

【式】等をあげることができ る。 上記式()または()で表わされるカルボ
ニウム・カチオンの具体例としては(C6H53C+
(CH33C+
[Formula] etc. can be given. Specific examples of carbonium cations represented by the above formula () or () are (C 6 H 5 ) 3 C + ,
( CH3 ) 3C + ,

【式】【formula】

【式】をあげるこ とができる。 これらのカルボニウムカチオンは、それらと陰
イオンの塩(カルボニウム塩)を適当な有機溶媒
に溶媒することによつて得られる。ここで用いら
れる陰イオンの代表例としては、BF- 4、AlCl- 4
AlBr3Cl-、FeCl- 4、SnCl- 3、PF- 6、PCl- 6、SbCl- 6
SbF- 6、ClO- 4、CF3SO- 3等をあげることができ、
また、カルボニウム塩の具体例としては、例えば
(C6H53C・BF4、(SH33C・BF4、HCO・
AlCl4、HCO・BF4、C6H5CO・SnCl5等をあげる
ことができる。 本発明における固体コンデンサの陽極には、ア
ルミニウム、タンタル、ニオブ等の金属箔、また
はそれらの金属粉の焼結体が用いられる。金属箔
の場合には、表面をエツチングして細孔をもたせ
る。金属箔または焼結体は、例えばホウ酸アンモ
ニウムの液中で電極酸化され、金属箔または焼結
体のの上に誘電体の薄層が形成される。 本発明における電導性高分子化合物は、この誘
電体の薄層と接触し、一部が細孔の中まで進入す
る。図に、本発明の一具体例である固体電解コン
デンサで金属箔を使用した場合の概略を示した。 以下に実施例および比較例をあげて、本発明を
さらに詳細に説明する。 なお、実施例および比較例において作成された
各固体電解コンデンサの特性値を表にして一括し
て示した。 実施例 1 厚さ100μmのアルミニウム箔(純度99.99%)
を陽極とし、直流、交流を交互に使用して、箔の
表面を電気化学的にエツチングして平均細孔径が
2μmで、比表面積が12m2/gの多孔質アルミニウ
ム箔とした。次いで、このエツチング処理したア
ルミニウム箔をホウ酸アンモニウムの液中に浸漬
し、液中で電気化学的にアルミニウム箔の上に誘
電体の薄層を形成した。 一方、ジシアノベンゼン0.2モルをメタノール
100mlに溶かした。この液にナトリウムメチラー
ト0.1モルを滴下し、65℃で10時間反応させた。
反応終了後、別し、生成物をアセトンで充分洗
浄した後、減圧乾燥してポリベンゾピロリンを得
た。このポリベンゾピロリンをベンゼンに溶か
し、前記誘電体層に塗布した。減圧脱気と塗布を
繰り返して充分細孔まで溶液を満たした後、ベン
ゼンをドライアツプした。次いで、ポリベンゾピ
ロリン層にヨウ素蒸気を10時間あて、ポリベンゾ
ピロリンとヨウ素からなる電導性高分子化合物を
使つた固体電解質層を形成した。陰極にアルミニ
ウム箔を使用し、樹脂封口して固体電解コンデン
サを作成した。このときの電導性高分子化合物の
電導度は0.7S・cm-1であつた。 実施例 2 実施例1と同様な方法で得たベンゾピロリン2
gを多量のメチルアルコールに溶かした。この溶
液にメチルアイオダイド3モルを加え反応させ
た。溶液をドライアツプした後、アセトンで充分
洗浄して減圧乾燥させた。生成物は、一部前記し
た式(2)で表わされる繰り返し単位を有するメチル
アイオダイド塩になつていることを元素分析と赤
外分析から確認した。この一部が塩の形になつて
いるポリベンゾピロリンをメチルアルコールに溶
かし、実施例1と同様な誘電体層に塗布し、減圧
脱気した。この塗布と減圧脱気を繰り返して充分
細孔まで溶液を満たした後、メリルアルコールを
ドライアツプした。次いで、一部が塩の形になつ
ているポリベンゾピロリン層に三酸化イオウの蒸
気を1時間あてゝドープし、三酸化イオウをドー
プした一部が塩の形になつているポリベンゾピロ
リンを電導性高分子化合物とする固体電解質を形
成した。陰極にSUS304の金属箔を使用し、樹脂
封口して固体電解コンデンサを作成した。このと
きの電導性高分子化合物の電導度は1.2S・cm-1
あつた。 比較例 1 実施例1と同じ誘電体層をもつたアルミニウム
箔を使用し、従来の二酸化マンガンを固体電解質
とし、陰極をアルミニウム箔として固体電解コン
デンサを作成した。 実施例 3 タンタル粉末の焼結体をリン酸水溶液中で陽極
酸化して、焼結体上に誘電体皮膜を形成させた
後、タンタル素子を実施例1と同様な方法で得た
ポリベンゾピロリンのベンゼン溶液に浸漬し乾燥
した。この浸漬、乾燥の操作を繰り返した。次い
で、この素子をNO+・BF- 4のニトロメタン溶液
に浸漬してBF- 4をドープし電導性高分子化合物か
らなる固体電解質層を形成した。続いて、銀ケー
スで囲つて陰極とし、陽極とのつなぎ部を樹脂封
口し、固体電解コンデンサを作成した。このとき
の電導性高分子化合物の電導度は1.0S・cm-1であ
つた。 比較例 2 従来の二酸化マンガン固体電解質からなるタン
タル粉末焼結体を使つた固体電解コンデンサを作
成した。
[Formula] can be given. These carbonium cations can be obtained by dissolving salts of them and anions (carbonium salts) in a suitable organic solvent. Representative examples of anions used here include BF - 4 , AlCl - 4 ,
AlBr 3 Cl - , FeCl - 4 , SnCl - 3 , PF - 6 , PCl - 6 , SbCl - 6 ,
Examples include SbF - 6 , ClO - 4 , CF 3 SO - 3 , etc.
Further, specific examples of carbonium salts include (C 6 H 5 ) 3 C・BF 4 , (SH 3 ) 3 C・BF 4 , HCO・
Examples include AlCl 4 , HCO・BF 4 , C 6 H 5 CO・SnCl 5 and the like. For the anode of the solid capacitor in the present invention, a metal foil of aluminum, tantalum, niobium, or the like, or a sintered body of metal powder thereof is used. In the case of metal foil, the surface is etched to create pores. The metal foil or sintered body is electrolytically oxidized, for example in a solution of ammonium borate, to form a thin layer of dielectric material on top of the metal foil or sintered body. The conductive polymer compound in the present invention comes into contact with this dielectric thin layer, and a portion of the conductive polymer compound enters into the pores. The figure schematically shows a case where metal foil is used in a solid electrolytic capacitor that is a specific example of the present invention. EXAMPLES The present invention will be explained in more detail with reference to Examples and Comparative Examples below. Note that the characteristic values of each solid electrolytic capacitor produced in Examples and Comparative Examples are collectively shown in a table. Example 1 100μm thick aluminum foil (99.99% purity)
is used as an anode, and the surface of the foil is electrochemically etched using alternating direct current and alternating current to reduce the average pore size.
The porous aluminum foil was 2 μm in diameter and had a specific surface area of 12 m 2 /g. The etched aluminum foil was then immersed in an ammonium borate solution, and a thin dielectric layer was electrochemically formed on the aluminum foil in the solution. Meanwhile, add 0.2 mol of dicyanobenzene to methanol
Dissolved in 100ml. 0.1 mol of sodium methylate was added dropwise to this solution, and the mixture was reacted at 65°C for 10 hours.
After the reaction was completed, the product was separated, thoroughly washed with acetone, and then dried under reduced pressure to obtain polybenzopyrroline. This polybenzopyrroline was dissolved in benzene and applied to the dielectric layer. After repeating vacuum degassing and coating to sufficiently fill the pores with the solution, benzene was dry-upped. Next, iodine vapor was applied to the polybenzopyrroline layer for 10 hours to form a solid electrolyte layer using a conductive polymer compound consisting of polybenzopyrroline and iodine. A solid electrolytic capacitor was created by using aluminum foil for the cathode and sealing it with resin. The conductivity of the conductive polymer compound at this time was 0.7S·cm -1 . Example 2 Benzopyrroline 2 obtained in the same manner as Example 1
g was dissolved in a large amount of methyl alcohol. 3 moles of methyl iodide was added to this solution and reacted. After drying up the solution, it was thoroughly washed with acetone and dried under reduced pressure. It was confirmed by elemental analysis and infrared analysis that the product was a methyl iodide salt having a repeating unit partially represented by the above-mentioned formula (2). Polybenzopyrroline, part of which was in the form of a salt, was dissolved in methyl alcohol, applied to the same dielectric layer as in Example 1, and degassed under reduced pressure. After repeating this application and vacuum degassing to sufficiently fill the pores with the solution, meryl alcohol was dry-applied. Next, the polybenzopyrroline layer, which is partially in the form of a salt, is doped with sulfur trioxide vapor for 1 hour, and the polybenzopyrroline, which is partially in the form of a salt, is doped with sulfur trioxide. A solid electrolyte made of a conductive polymer compound was formed. A solid electrolytic capacitor was created by using SUS304 metal foil as the cathode and sealing it with resin. The conductivity of the conductive polymer compound at this time was 1.2S·cm -1 . Comparative Example 1 A solid electrolytic capacitor was produced using an aluminum foil having the same dielectric layer as in Example 1, using conventional manganese dioxide as a solid electrolyte, and using aluminum foil as a cathode. Example 3 A sintered body of tantalum powder was anodized in an aqueous phosphoric acid solution to form a dielectric film on the sintered body, and a tantalum element was obtained using polybenzopyrroline in the same manner as in Example 1. It was dipped in a benzene solution and dried. This dipping and drying operation was repeated. Next, this device was immersed in a nitromethane solution of NO + BF - 4 to dope it with BF - 4 to form a solid electrolyte layer made of a conductive polymer compound. Next, the cathode was surrounded by a silver case, and the joint with the anode was sealed with resin to create a solid electrolytic capacitor. The conductivity of the conductive polymer compound at this time was 1.0 S·cm -1 . Comparative Example 2 A solid electrolytic capacitor was produced using a tantalum powder sintered body made of a conventional manganese dioxide solid electrolyte.

【表】 表から明らかなように、本発明によるドーパン
トをドープした電導性高分子化合物を電解質とす
る固体電解コンデンサは、従来の二酸化マンガン
を電解質とする固体電解コンデンサに比して、誘
電損失漏れ電流が小さく、定格電圧が高く、高耐
電圧の固体電解コンデンサを作成することができ
る。また、本発明による固体電解コンデンサの容
量×定格電圧の値は、二酸化マンガンを用いた固
体電解コンデンサに比して、大きく、同じ形状な
らば大容量を得ることができる。
[Table] As is clear from the table, the solid electrolytic capacitor using a dopant-doped conductive polymer compound as an electrolyte according to the present invention has a higher dielectric loss leakage than the conventional solid electrolytic capacitor using manganese dioxide as an electrolyte. It is possible to create solid electrolytic capacitors with low current, high rated voltage, and high withstand voltage. Further, the value of capacity x rated voltage of the solid electrolytic capacitor according to the present invention is larger than that of a solid electrolytic capacitor using manganese dioxide, and a large capacity can be obtained with the same shape.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

図は、本発明による固体電解コンデンサの一具
体例を示す断面図である。 1……陽極リード線、2……陽極、3……酸化
皮膜、4……陰極、5……陰極リード線、6……
電導性高分子化合物、7……樹脂。
The figure is a sectional view showing a specific example of a solid electrolytic capacitor according to the present invention. 1... Anode lead wire, 2... Anode, 3... Oxide film, 4... Cathode, 5... Cathode lead wire, 6...
Conductive polymer compound, 7...Resin.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 下式 及び/または 〔式中、R1,R2は水素または炭素数が6以下
の飽和炭化水素基であり、Y1,Y2は陰イオンで
ある。R1Y1およびR2Y2の組み合わせは同時に存
在してもよく、またはいずれか一方の組み合わせ
が存在しなくてもよい。〕で表わされる繰り返し
単位を有する高分子化合物にドーパントをドープ
して得られる電導性高分子化合物を固体電解質と
することを特徴とする固体電解コンデンサ。
[Claims] 1. The following formula and/or [In the formula, R 1 and R 2 are hydrogen or a saturated hydrocarbon group having 6 or less carbon atoms, and Y 1 and Y 2 are anions. The combination of R 1 Y 1 and R 2 Y 2 may be present at the same time, or either combination may be absent. ] A solid electrolytic capacitor characterized in that a conductive polymer compound obtained by doping a dopant into a polymer compound having a repeating unit represented by the following formula is used as a solid electrolyte.
JP21244084A 1984-10-12 1984-10-12 Solid electrolytic capacitor Granted JPS6191912A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21244084A JPS6191912A (en) 1984-10-12 1984-10-12 Solid electrolytic capacitor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21244084A JPS6191912A (en) 1984-10-12 1984-10-12 Solid electrolytic capacitor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6191912A JPS6191912A (en) 1986-05-10
JPH0546692B2 true JPH0546692B2 (en) 1993-07-14

Family

ID=16622640

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP21244084A Granted JPS6191912A (en) 1984-10-12 1984-10-12 Solid electrolytic capacitor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6191912A (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6191912A (en) 1986-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0274755B1 (en) Solid electrolytic capacitor
JPH0474853B2 (en)
JPH0650710B2 (en) Method for manufacturing solid electrolytic capacitor
JPH0552656B2 (en)
JP2700420B2 (en) Method for manufacturing aluminum sintered body solid electrolytic capacitor
JPH0650711B2 (en) Method for manufacturing solid electrolytic capacitor
JPS6147625A (en) Solid electrolytic condenser
JP2640864B2 (en) Manufacturing method of tantalum solid electrolytic capacitor
JP2621093B2 (en) Manufacturing method of tantalum solid electrolytic capacitor
JPH0546692B2 (en)
JPH053129B2 (en)
JPH0552658B2 (en)
JPH03291909A (en) Solid-state electrolytic capacitor
JPH0552657B2 (en)
JPH0228886B2 (en) KOTAIDENKAIKONDENSA
JP2945100B2 (en) Method for manufacturing solid electrolytic capacitor
JPH0155571B2 (en)
JPH0558254B2 (en)
JPH033220A (en) Tantalum solid-state electrolytic capacitor
JPH0365008B2 (en)
JP2621087B2 (en) Solid electrolytic capacitor and method of manufacturing the same
JPH02137310A (en) solid electrolytic capacitor
JPH0448709A (en) Manufacture of solid electrolytic capacitor
JPH0328443B2 (en)
JP3117222B2 (en) Solid electrolytic capacitors

Legal Events

Date Code Title Description
EXPY Cancellation because of completion of term