JPH0548561B2 - - Google Patents
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- JPH0548561B2 JPH0548561B2 JP2889285A JP2889285A JPH0548561B2 JP H0548561 B2 JPH0548561 B2 JP H0548561B2 JP 2889285 A JP2889285 A JP 2889285A JP 2889285 A JP2889285 A JP 2889285A JP H0548561 B2 JPH0548561 B2 JP H0548561B2
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- Conductive Materials (AREA)
Description
産業上の利用分野
本発明は固体電解質に関するものである。
従来の技術
従来、固体電解質にはほとんど二酸化マンガン
が用いられてきた。 発明が解決しようとする問題点 しかしながら、二酸化マンガンを例えば固体電
解コンデンサに用い、電極上に形成させる際に一
般に硝酸マンガン溶液に浸漬した後熱分解を行う
ため、陽極酸化被膜が損傷を受けること、加えて
二酸化マンガンによる陽極酸化被膜の修復性が乏
しいという欠点があつた。 上述の欠点を改善させる目的で固体電解質とし
て有機半導体、主として７、７、８、８テトラシ
アノキノジメタン（以下TCNQという）の塩を
用いることが提案されている。 TCNQはアクセプタ材として用いられ、ドナ
ー材としてキノリン（以下Qnという）、テトラチ
アクルバレン（以下TTFという）、Ｎ−メチルフ
エナジウム（以下NMPという）、テトラセレナ
フルバレン（以下TSFという）などがあり、特
に新しいドナー材についての研究は精力的に行わ
れているがまだ充分満足できるものは得られてい
ない。 問題点を解決するための手段 本発明は上述の問題を解消するため、有機半導
体材料としてフエナントロリン誘導物質をドナー
材としてTCNQ錯体からなることを特徴とする
固体電解質である。 作 用 ドナー材としての特徴は、イオン化ポテンシヤ
ルが適度に小さいこと、π電子系の広がりが大き
くそのイオンが安定化すること、分極率が高いこ
となどが挙げられる。 これらの諸条件をすべて満たすことほ分子設計
の上で重要な因子であるが、すべてを満たすには
非常に困難を伴う。またドナー材とのTCNQ錯
体を電解コンデンサ適応するには電極との接着の
問題があり、きわめて微細な結晶粒を有するもの
でかつ金属酸化物とのなじみが良好のTCNQ錯
体が望ましい。 また電気伝導性も低温から高温まであまり変化
せず、高温になつても分解しないTCNQ錯体が
要求される。 そこで、本発明者は種々の実験をくりかえし、
上述の要求をできるだけ満たすTCNQのドナー
材を見出した。 本発明は特に製品化した後、プリント基板には
んだ付けする際に、デイツプ方式を採用しても充
分対応でき得る有機半導体を有している。 フエナントロリンは以下の構造を有し、官能基
を持つたものについては比較的融点および分解点
が高い。たとえばキノリンの融点は、−15.6℃、
沸点は237℃、キノサリンの融点は29〜32℃、沸
点は220〜223℃に対し、官能基のつかないオルト
フエナントロリンは融点が114〜117℃、沸点が
300℃以上である。またTCNQ自体も融点が290
℃付近にあり、TCNQ−フエナントロリン錯体
の融点は280℃前後まで安定しており、きわめて
熱的に安定な錯体である。 また官能基としてメチル基、ブチル基などを付
加させるとさらに特異な性質を有するようにな
る。 一方伝導性についても電解コンデンサ用の固体
電解質として充分適応でき得るものであつた。た
とえばメチルオルトフエナントロリンTCNQ錯
体粉末を400Kg加圧してペレツト状にした時の導
電率は１〜10Ω-1cm-1であつた。 TCNQとオルトフエナントロリンの錯体は高
温まで安定であるがゆえに、電極との接合技術に
おいて有利な利点をもたらす。すなわち、高沸点
で極性の高い溶媒に溶かすことが可能であり、浸
漬、乾燥時にきわめて速やかに電極表面上での再
結晶化が起きる。 またアルミニウム電解コンデンサのように細か
くエツチングされた電極面の凹凸の中にも無理な
く含有される。これは結晶化速度との条件がらみ
の問題もあるが、結晶の微細化、高密度化と共に
玩浸状況が良好になるのは言うまでもない。 実施例 以下本発明の具体的実施例について説明する。 メチルオルトフエナントロリン（TCNQ）2錯
体を180℃に熱したニトロベンゼン中に過飽和溶
解させる。 次に約40倍にエツチング処置したアルミニウム
箔を50V化成し、陽極用電極とする。 該電極を上記溶液180℃にして浸漬し、ゆつく
りと引き上げ230℃で乾燥させる。この操作を４
回行い含浸を終了させる、次に陰極としてカーボ
ンを塗布し、その上に銀ペーストを塗布し、リー
ド線をはんだ付けして外装したコンデンサ試料
（試料群Ａ）の作成した。 また、比較のために従来例として（ｎ−プロピ
ルキノリン）（TCNQ）2錯体を同様にして180℃
に加熱したニトロベンゼン中に過飽和溶解させ、
同様の操作をくりかえした。陰極およびリード線
の取付けは上述と同様に行いコンデンサ試料（試
料群Ｂ）の作成した。 またさらに従来例として硝酸マンガン飽和水溶
液を用い220℃、60秒にて浸漬、加熱処理を６回
くりかえした。そして陰極およびリード線の取付
けは上述と同様に行いコンデンサ試料（試料群
Ｃ）の作成した。何れのコンデンサ試料も定格
25V、47μFの固体電解コンデンサである。 第１表に初期特性を示す。静電容量およびtanδ
は常温、120Hzにおける値、漏れ電流は常温、定
格電圧印加１分後の値を示す。
が用いられてきた。 発明が解決しようとする問題点 しかしながら、二酸化マンガンを例えば固体電
解コンデンサに用い、電極上に形成させる際に一
般に硝酸マンガン溶液に浸漬した後熱分解を行う
ため、陽極酸化被膜が損傷を受けること、加えて
二酸化マンガンによる陽極酸化被膜の修復性が乏
しいという欠点があつた。 上述の欠点を改善させる目的で固体電解質とし
て有機半導体、主として７、７、８、８テトラシ
アノキノジメタン（以下TCNQという）の塩を
用いることが提案されている。 TCNQはアクセプタ材として用いられ、ドナ
ー材としてキノリン（以下Qnという）、テトラチ
アクルバレン（以下TTFという）、Ｎ−メチルフ
エナジウム（以下NMPという）、テトラセレナ
フルバレン（以下TSFという）などがあり、特
に新しいドナー材についての研究は精力的に行わ
れているがまだ充分満足できるものは得られてい
ない。 問題点を解決するための手段 本発明は上述の問題を解消するため、有機半導
体材料としてフエナントロリン誘導物質をドナー
材としてTCNQ錯体からなることを特徴とする
固体電解質である。 作 用 ドナー材としての特徴は、イオン化ポテンシヤ
ルが適度に小さいこと、π電子系の広がりが大き
くそのイオンが安定化すること、分極率が高いこ
となどが挙げられる。 これらの諸条件をすべて満たすことほ分子設計
の上で重要な因子であるが、すべてを満たすには
非常に困難を伴う。またドナー材とのTCNQ錯
体を電解コンデンサ適応するには電極との接着の
問題があり、きわめて微細な結晶粒を有するもの
でかつ金属酸化物とのなじみが良好のTCNQ錯
体が望ましい。 また電気伝導性も低温から高温まであまり変化
せず、高温になつても分解しないTCNQ錯体が
要求される。 そこで、本発明者は種々の実験をくりかえし、
上述の要求をできるだけ満たすTCNQのドナー
材を見出した。 本発明は特に製品化した後、プリント基板には
んだ付けする際に、デイツプ方式を採用しても充
分対応でき得る有機半導体を有している。 フエナントロリンは以下の構造を有し、官能基
を持つたものについては比較的融点および分解点
が高い。たとえばキノリンの融点は、−15.6℃、
沸点は237℃、キノサリンの融点は29〜32℃、沸
点は220〜223℃に対し、官能基のつかないオルト
フエナントロリンは融点が114〜117℃、沸点が
300℃以上である。またTCNQ自体も融点が290
℃付近にあり、TCNQ−フエナントロリン錯体
の融点は280℃前後まで安定しており、きわめて
熱的に安定な錯体である。 また官能基としてメチル基、ブチル基などを付
加させるとさらに特異な性質を有するようにな
る。 一方伝導性についても電解コンデンサ用の固体
電解質として充分適応でき得るものであつた。た
とえばメチルオルトフエナントロリンTCNQ錯
体粉末を400Kg加圧してペレツト状にした時の導
電率は１〜10Ω-1cm-1であつた。 TCNQとオルトフエナントロリンの錯体は高
温まで安定であるがゆえに、電極との接合技術に
おいて有利な利点をもたらす。すなわち、高沸点
で極性の高い溶媒に溶かすことが可能であり、浸
漬、乾燥時にきわめて速やかに電極表面上での再
結晶化が起きる。 またアルミニウム電解コンデンサのように細か
くエツチングされた電極面の凹凸の中にも無理な
く含有される。これは結晶化速度との条件がらみ
の問題もあるが、結晶の微細化、高密度化と共に
玩浸状況が良好になるのは言うまでもない。 実施例 以下本発明の具体的実施例について説明する。 メチルオルトフエナントロリン（TCNQ）2錯
体を180℃に熱したニトロベンゼン中に過飽和溶
解させる。 次に約40倍にエツチング処置したアルミニウム
箔を50V化成し、陽極用電極とする。 該電極を上記溶液180℃にして浸漬し、ゆつく
りと引き上げ230℃で乾燥させる。この操作を４
回行い含浸を終了させる、次に陰極としてカーボ
ンを塗布し、その上に銀ペーストを塗布し、リー
ド線をはんだ付けして外装したコンデンサ試料
（試料群Ａ）の作成した。 また、比較のために従来例として（ｎ−プロピ
ルキノリン）（TCNQ）2錯体を同様にして180℃
に加熱したニトロベンゼン中に過飽和溶解させ、
同様の操作をくりかえした。陰極およびリード線
の取付けは上述と同様に行いコンデンサ試料（試
料群Ｂ）の作成した。 またさらに従来例として硝酸マンガン飽和水溶
液を用い220℃、60秒にて浸漬、加熱処理を６回
くりかえした。そして陰極およびリード線の取付
けは上述と同様に行いコンデンサ試料（試料群
Ｃ）の作成した。何れのコンデンサ試料も定格
25V、47μFの固体電解コンデンサである。 第１表に初期特性を示す。静電容量およびtanδ
は常温、120Hzにおける値、漏れ電流は常温、定
格電圧印加１分後の値を示す。
【表】
さらに105℃の雰囲気で定格電圧を印加し2000
時間までの高温付加試験を行つた結果を第２表に
示す。
時間までの高温付加試験を行つた結果を第２表に
示す。
【表】
上記第１表および第２表より明らかなように本
発明の固体電解質は熱的にきわめて安定であるこ
とが、実証された。 これらの特性からみで本発明の固体電解質はコ
ンデンサのほかに電池にも利用できる。 発明の効果 以上のようにフエナントロリンTCNQ錯体か
らなる固体電解質は熱的にきわめて安定であり、
電極と固体電解質との接合性も安定であり、この
固体電解質を用いた固体電解コンデンサは電気的
特性を著しく改善しかつ安定させ、工業的ならび
に実用的価値大なるものがある。
発明の固体電解質は熱的にきわめて安定であるこ
とが、実証された。 これらの特性からみで本発明の固体電解質はコ
ンデンサのほかに電池にも利用できる。 発明の効果 以上のようにフエナントロリンTCNQ錯体か
らなる固体電解質は熱的にきわめて安定であり、
電極と固体電解質との接合性も安定であり、この
固体電解質を用いた固体電解コンデンサは電気的
特性を著しく改善しかつ安定させ、工業的ならび
に実用的価値大なるものがある。
Claims (1)
- １ 有機半導体材料としてフエナントロリン誘導
物質をドナー材としてTCNQ錯体からなること
を特徴とする固体電解質。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2889285A JPS61188806A (ja) | 1985-02-16 | 1985-02-16 | 固体電解質 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2889285A JPS61188806A (ja) | 1985-02-16 | 1985-02-16 | 固体電解質 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61188806A JPS61188806A (ja) | 1986-08-22 |
| JPH0548561B2 true JPH0548561B2 (ja) | 1993-07-21 |
Family
ID=12261044
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2889285A Granted JPS61188806A (ja) | 1985-02-16 | 1985-02-16 | 固体電解質 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61188806A (ja) |
-
1985
- 1985-02-16 JP JP2889285A patent/JPS61188806A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61188806A (ja) | 1986-08-22 |
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