JPH0653081A - 誘電体層を有する多孔質電極にイオン伝導性高分子組成物膜を形成する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 イオン伝導性高分子組成物からなる電解質層
を誘電体層を有する電極の多孔質誘電体層のマイクロポ
アー内に高密度充填できるイオン伝導性高分子組成物膜
を誘電体層を有する電極に形成する方法を提供する。 【構成】 酸化アルミニウム誘電体層を形成した陽極３
を平行移動台２により横方向に１０ｃｍ／ｓｅｃの等速
度で走らせ、この上方に設置されたイオン伝導性高分子
組成物溶液供給ライン５と窒素ガス供給ライン４が連結
されたノズル１からイオン伝導性高分子組成物溶液を吹
き出し陽極３上に塗布する。この際にイオン伝導性高分
子組成物溶液として高希釈度の原液Ａから、順により低
希釈度の原液Ｂ、Ｃをそれぞれ５回ずつ塗布する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は誘電体層を有する多孔質
電極にイオン伝導性高分子膜を形成する方法に関するも
のであり、更に詳しくは、誘電体ポアー内へのイオン伝
導性高分子の高密度充填を容易にする誘電体電極上への
イオン伝導性高分子膜の形成法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電解コンデンサの構成材料として
は、アルミニウム電極材料の表面を酸化して酸化アルミ
ニウム等の酸化物よりなる誘電体層を形成した多孔質電
極、エチレングリコール等の高沸点有機溶媒にアンモニ
ウム塩を溶解した有機電解液が用いられてきた。しかし
ながら、このような電解液を使用したコンデンサは、漏
液や電解液の蒸発散逸のため長期信頼性を得ることが出
来なかった。

【０００３】このような課題を解決するため、コンデン
サを構成する電解液に代わり、イオン伝導性高分子組成
物を電解コンデンサの電解質に用いることが考えられ
る。また現在、電解コンデンサの誘電体としては、酸化
アルミニウムが広く用いられている。実際の構成では、
表面をエッチングした金属アルミニウム電極を弱酸性の
電解液に浸し、電気化学的にこれを陽極酸化し、数１０
０オングストローム程度のマイクロポアー状態の酸化ア
ルミニウムを作成にすることにより、表面積の向上をは
かっている。

【０００４】また現在一般的に、液体状の電解質を用い
た電解コンデンサにおける誘電体電極と電解質との接合
方法は、マニラ麻やクラフト紙などの電気絶縁性材料を
用いた厚さ０．０３〜０．０８ｍｍ、密度０．３〜０．
８ｇ／ｃｍ³ 程度の多孔性セパレータに前記液体状の電
解質を真空含浸し、これを誘電体層に圧着することによ
り行われている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電解質
としてイオン伝導性高分子組成物からなる電解質を用い
た場合、現在公知の液体状の電解質に比べ伝導度が低い
ことにより、上述のセパレータをそのまま用いると素子
としてのインピーダンスが極端に増大するという課題を
有していた。

【０００６】また、イオン伝導性高分子組成物を多孔質
セパレータに含浸した状態で誘電体電極に圧着し、加熱
処理によりイオン伝導性高分子を硬化すると、誘電体の
マイクロポアー内に接しているイオン伝導性高分子原液
がセパレータの多孔質部分に吸収され、その結果、電解
質層と誘電体電極との接合面積が極端に低下し、素子と
しての静電容量が低下するという課題を有していた。同
時にその結果、充放電のサイクルを繰り返すと電解質層
と誘電体電極との接合部分が次第に剥離することは容易
に考えられる。

【０００７】つまり、イオン伝導性高分子組成物を構成
要素として用いた電解コンデンサでは、できる限り電解
質層の厚みを均一に薄くすることによりセルインピーダ
ンスを下げ、かつ電解質と誘電体とを、マイクロポアー
の内部を含む広い面積でかつ強い結合力を維持した状態
で接合する方法が、製造上の課題である。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め、本発明の誘電体層を有する多孔質電極にイオン伝導
性高分子組成物膜を形成する方法は、次の構成を有する
ものである。

【０００９】（１）誘電体層を有する多孔質電極上に、
溶剤による希釈度の異なるイオン伝導性高分子組成物の
溶液を塗布してイオン伝導性高分子組成物膜を形成する
方法に於いて、前記誘電体層を有する多孔質電極上への
イオン伝導性高分子組成物溶液の塗布が、高希釈度溶液
のものから低希釈度溶液のものへと段階的に塗布される
ことを特徴とする誘電体層を有する多孔質電極にイオン
伝導性高分子組成物膜を形成する方法。

【００１０】（２）希釈度の異なるイオン伝導性高分子
組成物溶液が高希釈度溶液のものから低希釈度溶液のも
のへと段階的に塗布される際に、前記各希釈度溶液を塗
布した後で次の段階の希釈溶液が塗布される前に、それ
ぞれ塗布された希釈液の溶剤を蒸発させる前記（１）項
に記載の誘電体層を有する多孔質電極にイオン伝導性高
分子組成物膜を形成する方法。

【００１１】（３）イオン伝導性高分子組成物溶液の塗
布が、イオン伝導性高分子組成物溶液の上方からの落
下、吹き付け塗布、含浸塗布、または転写から選ばれた
いずれかの方法、もしくはこれらの併用である前記
（１）または（２）項に記載の誘電体層を有する多孔質
電極にイオン伝導性高分子組成物膜を形成する方法。

【００１２】（４）イオン伝導性高分子組成物溶液の上
方からの落下または吹き付けによる塗布方法が、イオン
伝導性高分子組成物溶液の供給口と誘電体層を有する多
孔質電極の誘電体層との距離及びイオン伝導性高分子組
成物溶液の時間当りの塗布量を一定に保ちつつ、前記誘
電体層を有する多孔質電極もしくは前記イオン伝導性高
分子組成物溶液の供給口を一定速度で移動することによ
り行い、前記イオン伝導性高分子層の膜厚を一定にする
ことからなる前記（３）項に記載の誘電体層を有する多
孔質電極にイオン伝導性高分子組成物膜を形成する方
法。

【００１３】（５）イオン伝導性高分子組成物溶液の含
浸塗布方法が、誘電体層を有する多孔質電極が前記イオ
ン伝導性高分子組成物溶液中を一定速度で通過するか、
もしくは前記電極をイオン伝導性高分子組成物溶液中に
一定時間浸漬する方法により前記イオン伝導性高分子層
の膜厚を一定にすることからなる前記（３）項に記載の
誘電体層を有する多孔質電極にイオン伝導性高分子組成
物膜を形成する方法。

【００１４】（６）イオン伝導性高分子組成物溶液の転
写による塗布方法が、一定圧力で接するか、もしくは一
定の隙間を有した２個のローラー表面に時間当り一定量
の前記イオン伝導性高分子組成物溶液を付着させ、かつ
ローラーを等速回転させながら、そのローラー間に誘電
体電極を通過させる方法により、前記イオン伝導性高分
子層の膜厚を一定にすることからなる前記（３）項に記
載の誘電体層を有する多孔質電極にイオン伝導性高分子
組成物膜を形成する方法。

【００１５】（７）イオン伝導性高分子組成物を構成す
る材料が、Ｏ、ＮまたはＳから選ばれた少なくとも１種
の非共有電子をもつ元素を基本骨格の繰り返し単位中に
有する高分子化合物と、電解質塩および電解質塩を溶解
し得る可塑剤を主体としてなる前記（１）〜（６）項の
いずれかに記載の誘電体層を有する多孔質電極にイオン
伝導性高分子組成物膜を形成する方法。

【００１６】

【作用】本発明の誘電体層を有する多孔質電極にイオン
伝導性高分子組成物膜を形成する方法は、誘電体層を有
する多孔質電極上に、溶剤による希釈度の異なるイオン
伝導性高分子組成物の溶液を塗布してイオン伝導性高分
子組成物膜を形成する際に、前記誘電体層を有する多孔
質電極上へのイオン伝導性高分子組成物溶液の塗布が、
高希釈度溶液のものから順次、低希釈度溶液のものへと
段階的に塗布されるので、多孔質の誘電体層にはまず初
めに高希釈度のイオン伝導性高分子組成物の溶液、すな
わち、濃度の薄い高分子組成物の溶液が塗布されるの
で、多孔質誘電体層の微細なポアー内にイオン伝導性高
分子組成物の希釈液が入りやすく、効果的に誘電体ポア
ー内にイオン伝導性高分子組成物を充填することができ
る。その結果、電解質層と誘電体電極との接合面積の低
下がなく、素子としての静電容量の低下を防止すること
ができる。しかも、順次、低希釈度溶液、すなわち、よ
り濃度の高い溶液が段階的に塗布されるので、効率良く
電解質層を形成することができる。また、電解質がイオ
ン伝導性高分子組成物からなるので、従来の電解液を使
用したコンデンサのような漏液や電解液の蒸発散逸がな
く、長期信頼性を有する電解コンデンサに有用な電解質
膜を形成することができる。

【００１７】また、本発明方法に於いて、希釈度の異な
るイオン伝導性高分子組成物溶液が高希釈度溶液のもの
から低希釈度溶液のものへと段階的に塗布される際に、
前記各希釈度溶液を塗布した後で次の段階の希釈溶液が
塗布される前に、それぞれ塗布された希釈液の溶剤を蒸
発させる好ましい態様とすることにより、各段階で塗布
した希釈液の溶剤を蒸発させずに、次のより濃厚な溶液
を塗布する場合に比べて、各段階で塗布された塗布液相
互の拡散による濃度の変化が少なく、より確実に効果的
に誘電体ポアー内にイオン伝導性高分子組成物を充填す
ることができ好ましい。

【００１８】また、本発明方法に於いて、イオン伝導性
高分子組成物溶液の塗布が、イオン伝導性高分子組成物
溶液の上方からの落下、吹き付け塗布、含浸塗布、また
は転写から選ばれたいずれかの方法、もしくはこれらを
併用する好ましい態様とすることにより、これらの塗布
手段は比較的均一な膜厚を有する塗膜を形成するのに有
効であり好ましい。

【００１９】更に、本発明方法に於いて、イオン伝導性
高分子組成物溶液の上方からの落下または吹き付けによ
る塗布方法が、イオン伝導性高分子組成物溶液の供給口
と誘電体層を有する多孔質電極の誘電体層との距離及び
イオン伝導性高分子組成物溶液の時間当りの塗布量を一
定に保ちつつ、前記誘電体層を有する多孔質電極もしく
は前記イオン伝導性高分子組成物溶液の供給口を一定速
度で移動することにより行い、前記イオン伝導性高分子
層の膜厚を一定にする好ましい態様とすることにより、
イオン伝導性高分子組成物のより均一な膜厚の膜を連続
的に多孔質電極上に形成でき、且つ素子製造の効率化が
計れ好ましい。

【００２０】また、本発明方法に於いて、イオン伝導性
高分子組成物溶液の含浸塗布方法が、誘電体層を有する
多孔質電極が前記イオン伝導性高分子組成物溶液中を一
定速度で通過するか、もしくは前記電極をイオン伝導性
高分子組成物溶液中に一定時間浸漬する方法により前記
イオン伝導性高分子層の膜厚を一定にする好ましい態様
とすることにより、イオン伝導性高分子組成物の均一な
膜厚の膜を連続的に多孔質電極上に形成でき、且つ素子
製造の効率化が計れ好ましい。

【００２１】更に、本発明方法に於いて、イオン伝導性
高分子組成物溶液の転写による塗布方法が、一定圧力で
接するか、もしくは一定の隙間を有した２個のローラー
表面に時間当り一定量の前記イオン伝導性高分子組成物
溶液を付着させ、かつローラーを等速回転させながら、
そのローラー間に誘電体電極を通過させる方法により、
前記イオン伝導性高分子層の膜厚を一定にする好ましい
態様とすることにより、イオン伝導性高分子組成物のよ
り均一な膜厚の膜を連続的に多孔質電極上に形成でき、
且つ素子製造の効率化が計れ好ましい。

【００２２】また、本発明方法に於いて、イオン伝導性
高分子組成物を構成する材料が、Ｏ、ＮまたはＳから選
ばれた少なくとも１種の非共有電子をもつ元素を基本骨
格の繰り返し単位中に有する高分子化合物と、電解質塩
および電解質塩を溶解し得る可塑剤を主体としてなるイ
オン伝導性高分子組成物を用いる好ましい態様とするこ
とにより、これらのイオン伝導性高分子組成物は、誘電
体とのなじみが良く、誘電体層の微細ポアー内に入り込
みやすいので、イオン伝導性高分子組成物を誘電体層の
マイクロポアー内に高密度に充填することができ、ま
た、時間当りの塗布量を制御することで、実用上現行の
液体電解質から構成したコンデンサと同等以上の静電容
量およびインピーダンス特性を実現することができ、好
ましい。

【００２３】

【実施例】本発明の重要な本質の１つは、イオン伝導性
高分子組成物を誘電体層を有する多孔質電極に塗布する
際に希釈度の高い溶液から順次希釈度の低い溶液を塗布
することにより、誘電体層のポアー内にイオン伝導性高
分子組成物を高密度に充填させる方法を提供するもので
あるので、イオン伝導性高分子組成物の組成としては、
特に限定されるものではないが、例えば、ポリエーテル
ポリオールを基本骨格とし、ポリエーテル部分がオキシ
エチレン，オキシプロピレンのランダムコポリマーであ
る下記式（化１）で示される高分子化合物の架橋体と、
アンモニウム塩および可塑剤からなるものが好ましいも
のの代表的な例であるので、この例を取り上げて更に詳
細に説明する。

【００２４】

【化１】

【００２５】但し、上記（化１）の化合物においては２
≦（ｎ＋ｍ）×ｌ≦１００であることが好ましい。高分
子化合物（化１）の架橋体としては、例えば、高分子化
合物（化１）の末端基をジイソシアネートでウレタン架
橋したもの、高分子化合物（化１）の末端基をアクリル
化し、これを電子線、紫外線等の照射により架橋したも
の、あるいは高分子化合物（化１）の末端基をイソシア
ネート化し、これを水、ポリオール類、ポリアミン類等
の活性水素を複数個有する化合物で架橋したものなどが
挙げられる。これらの高分子化合物の分子量（架橋前の
分子量）は特に制限するものではないが１，０００〜１
０，０００程度のものが好ましい。

【００２６】アンモニウム塩としては、前記高分子化合
物や可塑剤などに溶解性があり、解離が可能なものであ
ればよく、例えば、ほう酸アンモニウム、燐酸アンモニ
ウム、アジピン酸アンモニウム、アゼライン酸アンモニ
ウム、安息香酸アンモニウム，マレイン酸アンモニウ
ム、フタル酸アンモニウム、ボロジサリチル酸アンモニ
ウム，ボロジサリチル酸テトラメチルアンモニウム，ボ
ロジサリチル酸テトラエチルアンモニウム，γ−レゾル
シル酸アンモニウム、パラトルエンスルホン酸アンモニ
ウム、パラトルエンスルホン酸テトラメチルアンモニウ
ム、パラトルエンスルホン酸テトラエチルアンモニウム
等があげられる。これらは単独で用いても２種以上混合
して用いてもよい。これらの内、ボロジサリチル酸アン
モニウム、安息香酸アンモニウム、アジピン酸アンモニ
ウム、アゼライン酸アンモニウム等が前記高分子化合物
架橋体内におけるイオン伝導度が高い点で特に好まし
い。これらのアンモニウム塩は特に限定するものではな
いが、イオン伝導性高分子組成物に対して１〜３０重量
％程度の範囲で使用される。

【００２７】可塑剤としては、前記したアンモニウム塩
などが可溶性の高沸点溶媒が用いられ、具体的には、例
えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ト
リエチレングリコール、テトラエチレングリコール等の
ポリアルキレングリコール類、およびトリエチレングリ
コールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジ
メチルエーテル、等のポリアルキレングリコールジアル
キルエーテル等が挙げられ、これらは単独で用いても２
種以上混合して用いてもよい。可塑剤はイオン伝導性の
向上、低温での特性の向上などの点で使用することが好
ましい。可塑剤の使用量は、用いる高分子化合物の種類
や分子量、架橋度、可塑剤の種類などによって異なるの
で一概に規定しがたいが、通常イオン伝導性高分子組成
物に対して３０〜８０重量％程度使用される。

【００２８】また、希釈剤としては、用いる高分子化合
物（架橋させて使用する場合には架橋前の高分子化合
物）を溶解することができ、また、用いる可塑剤より低
沸点の有機溶剤が好ましく用いられる。

【００２９】これらの希釈剤の具体例としては、用いら
れる高分子化合物の種類によっても異なるが、例えば、
メチルエチルケトン、アセトン、ジオキサン、ジエチル
エーテルなどが挙げられる。

【００３０】希釈度の異なるイオン伝導性高分子組成物
の溶液の濃度としては、本発明の目的を達成できればよ
く、特に限定されるものではないが、高希釈度溶液のも
のから低希釈度溶液のものの濃度の範囲は、通常高分子
化合物の濃度で１〜５０重量％の範囲から、高希釈度溶
液のものとそれより低希釈度溶液のものを最低２種類以
上適宜選定して用いればよい。尚、高希釈度溶液として
は、当然のことながら比較的、低濃度のものが用いら
れ、通常は１〜２０重量％の範囲のものが好ましい。

【００３１】高分子化合物として、架橋しうるタイプの
高分子化合物を用いることが好ましいが、この場合、架
橋は、通常塗布後に行われる。架橋反応は、前記溶剤を
蒸発乾燥させる際に架橋が生ずるのが一般的であるが、
必要に応じて加熱その他の手段で架橋を促進させてもよ
い。

【００３２】溶剤を蒸発させる工程は、すべての段階の
高希釈度溶液および低希釈度溶液を塗布した後、蒸発さ
せてもよいが、前述したように、各希釈度の溶液を塗布
するたびに、溶剤を蒸発させておくことがより好まし
い。

【００３３】多孔質電極上に形成されるイオン伝導性高
分子組成物膜の厚みは、その用途によってそれぞれ必要
な厚みにすればよく、電解コンデンサに用いる場合に
は、電解コンデンサの大きさやイオン伝導性高分子組成
物の種類や組成などにより異なるので、一概に規定しが
たいが、通常は電解コンデンサの陽極と陰極の間に積層
される厚みで５〜１００μｍ程度である。

【００３４】誘電体層を形成する電極としては、アルミ
ニウム、タンタル、チタンを用いることができる。これ
らの内、好ましくはアルミニウム、タンタルであり、特
にアルミニウムが好ましい。尚、これらの電極は、通常
電極の有効表面積を大きくするため、その表面をエッチ
ングして微細なエッチング孔を形成したものが通常好ま
しく使用される。これらの電極の表面に多孔質の誘電体
層を形成するには、これらの電極の表面を酸化して酸化
膜を形成すればよく、特に限定するものではないが、例
えばホウ酸水溶液中で電解酸化するなどの方法が例示さ
れる。

【００３５】イオン伝導性高分子組成物溶液を誘電体層
を有する多孔質電極上に塗布するには、均一な膜厚で塗
布できる方法であればよく、例えば、前述のようにイオ
ン伝導性高分子組成物溶液を電極の上方に配置されたノ
ズルから吐出させ落下させたり、噴霧して吹き付けによ
り塗布する方法、イオン伝導性高分子組成物溶液中に含
浸して塗布する方法、またはイオン伝導性高分子組成物
溶液を転写用の基材、例えば、ロールに供給し、当該基
材上の溶液を電極上に転写する方法、あるいはこれらの
方法の併用等である。

【００３６】前述のイオン伝導性高分子組成物溶液の上
方からの落下または吹き付けによる塗布方法に於いて
は、イオン伝導性高分子組成物溶液の供給口（例えばノ
ズル）と誘電体層を有する多孔質電極の誘電体層との距
離及びイオン伝導性高分子組成物溶液の時間当りの塗布
量を一定に保ちつつ、前記誘電体層を有する多孔質電極
もしくは前記イオン伝導性高分子組成物溶液の供給口を
一定速度で移動させる方法を採ることにより前記イオン
伝導性高分子層の膜厚を一定にすることができ、また、
連続して素子を製造できるので好ましい。同様に、下記
に説明する方法も同様の利点があり好ましい方法の一つ
である。

【００３７】すなわち、イオン伝導性高分子組成物溶液
中に含浸させる含浸塗布方法の場合には、前記イオン伝
導性高分子組成物溶液中に誘電体層を有する多孔質電極
を一定速度で通過させる、もしくは前記電極をイオン伝
導性高分子組成物溶液中に一定時間浸漬する等の方法が
ある。また、イオン伝導性高分子組成物溶液の転写によ
る塗布方法の場合には、一定圧力で接するか、もしくは
一定の隙間を有した２個のローラー表面に時間当り一定
量の前記イオン伝導性高分子組成物溶液を付着させ、か
つローラーを等速回転させながら、そのローラー間に誘
電体電極を通過させる方法等が好ましい。

【００３８】以下、より具体的な実施例として、本発明
の方法により作成したアルミ電解コンデンサの具体例に
ついて、詳細に述べる。 （実施例１）厚さ０．１ｍｍ、エッチング孔の直径約１
から５ミクロン、大きさ３ｃｍ×１００ｃｍのアルミニ
ウム箔で作られた電極の片面に陽極用コネクタをスポッ
ト溶接する。つぎに、これを９０℃の温度に保たれたホ
ウ酸水溶液（濃度８０ｇ／ｌ）に浸し、３０Ａの電流で
１５分間、前述のアルミニウム面を酸化することによ
り、酸化アルミニウムにより構成される誘電体層を形成
することにより、陽極を作成した。

【００３９】さらに、厚さ０．０３ｍｍ、エッチング孔
の直径約１から５ミクロン、大きさ２．８ｃｍ×１００
ｃｍのアルミニウム箔で作られた電極の片面に陰極用コ
ネクタをスポット溶接することにより、陰極を作成し
た。。

【００４０】つぎに、下記構造式（化２）において（ｎ
＋ｍ）×ｌ＝５０で示される高分子化合物８．８ｇ、及
びボロジサリチル酸アンモニウム１．０４ｇ、ジエチレ
ングリコール０．１３ｇ、さらに希釈用溶剤としてメチ
ルエチルケトン２００ｍｌを撹拌混合することにより、
イオン伝導性高分子の原液Ａを作成した。また、同様な
操作により、高分子化合物、ボロジサリチル酸アンモニ
ウム、ジエチレングリコールよりなる同組成物に希釈溶
剤としてメチルエチルケトン１００ｍｌおよび３０ｍｌ
を撹拌混合することによりイオン伝導性高分子の原液Ｂ
およびＣを各々作成した。

【００４１】

【化２】

【００４２】つぎに、図１に概略を示した塗布装置を用
い、前記作成した原液Ａを塗布した後５０℃に保たれた
乾燥器中に５分放置することによりメチルエチルケトン
を除去した。尚、この操作は５回繰り返した。

【００４３】ひき続き、原液ＢおよびＣについても原液
Ａと同様な操作により重ね塗りを行った。なお、図１に
示した塗布装置は、１がイオン伝導性高分子組成物溶液
吹き付け用ノズルであり、５はこのノズル１にイオン伝
導性高分子組成物溶液を供給するライン、４が窒素ガス
をノズル１に供給し、それによりノズルからイオン伝導
性高分子組成物溶液を噴霧させるための窒素ガス供給ラ
イン、３が表面に誘電体層を有する多孔質電極（この場
合は陽極）、２がこの電極３をその上に載せて、ノズル
１とその直下の電極表面との距離を一定に保ちながらノ
ズル１と平行に電極を移動させるための平行移動台であ
る。

【００４４】本実施例では液口径０．５ｍｍのノズル１
を用い、３ｋｇ／ｃｍ² の窒素圧力をかけ、１ｌ／ｈ
ｒ．の噴霧量で上述のイオン伝導性高分子原液を陽極の
誘電体面に対し垂直方向より塗布するものである。塗布
方法は、ノズル１を陽極３の垂直１０ｃｍの高さに固定
し、陽極３を平行移動台２により横方向に１０ｃｍ／ｓ
ｅｃの等速度で走らせ、これにノズル吹き出し角２２度
で塗布することにより行った。

【００４５】このようにして塗布したイオン伝導性高分
子組成物溶液の塗膜は、厚さ０．０６ｍｍ、較差２０％
以内にあった。これを空気中９０℃で１時間放置し、陰
極を対向圧着し、空気中９０℃で３時間放置して更に高
分子化合物の架橋を促進させることにより誘電体層／イ
オン伝導性高分子層／陰極の形成を行った。

【００４６】最後に、これをロール状に巻き取り、アル
ミニウム管に格納し、シリコン樹脂よりなる封口剤を注
入した後、コネクタ部分をエポキシ樹脂でシールするこ
とにより、本実施例の製造方法に従いアルミ電解コンデ
ンサＡを作成した。

【００４７】つぎに、これに対する比較例として、従来
より公知である電気絶縁性のセパレータを用いたアルミ
電解コンデンサＢを作成した。アルミ電解コンデンサＢ
において、構成部材である陽極、イオン伝導性高分子組
成物原液、陰極は前記コンデンサＡと同一のものを用い
た。イオン伝導性高分子組成物層の形成方法は、前記イ
オン伝導性高分子組成物原液をマニラ麻よりなる空孔率
３０％、厚さ０．０５ｍｍ、大きさ３．１×１０２ｃｍ
のセパレータに室温で１Ｔｏｒｒの圧力で減圧含浸させ
た後、前記陽極の誘電体面および、前記陰極のアルミニ
ウム面４を対向圧着し、これをロール状に巻いた後、９
０℃の温度で３時間保存することにより行った。

【００４８】なお、本比較例では、イオン伝導性高分子
組成物原液の希釈溶剤であるメチルエチルケトンの仕込
量は、５０ｃｃとした。これは、前記形状のセパレータ
に含浸するための必要最低限の量としたことによる。

【００４９】以上の様に、異なる２種類の製造法で作成
したアルミ電解コンデンサＡ及びＢについて、インピー
ダンス及び静電容量の周波数特性及び充放電のサイクル
寿命特性の評価を行った。その結果を図２、図３及び図
４に記載した。尚、これらの図に於いて曲線Ａはアルミ
電解コンデンサＡの特性を示す曲線であり、曲線Ｂはア
ルミ電解コンデンサＢの特性を示す曲線である。

【００５０】図２に於いて、縦軸及び横軸はそれぞれ、
インピーダンス及び測定周波数を示した。この評価によ
り従来より公知であるセパレータを用いて作成した比較
例のアルミ電解コンデンサＢのインピーダンスは、実施
例の製造方法に従い作成したアルミ電解コンデンサＡに
比べて極めて高いことが分かった。

【００５１】図３に於いて、縦軸及び横軸はそれぞれ、
静電容量及び測定周波数を示した。この評価によりアル
ミ電解コンデンサＢの静電容量は、アルミ電解コンデン
サＡに比べて極めて小さいことが分かった。

【００５２】以上の結果より、本発明に従う製造方法
は、イオン伝導性高分子組成物を用いた電解コンデンサ
の製造方法として、インピーダンスを低くし、かつ静電
容量を大きくするために極めて有用な方法であることが
分かった。

【００５３】また、図４に於いて、縦軸は初期放電容量
に対する放電容量の相対値、横軸は充放電のサイクル数
を示した。放電容量は、電解コンデンサＡ及びＢを５０
０Ｖで１０分充電した後、５分間短絡したときに流れる
電気量を測定することにより評価した。

【００５４】この結果より、比較例の電解コンデンサＢ
は、充放電のサイクルとともに早期に容量劣化を起こす
のに比べ、実施例の電解コンデンサＡは、１００００サ
イクル以上でも初期性能を維持していることが分かっ
た。

【００５５】尚、本実施例では電解質層を形成する方法
として上記したノズルを用いた方法の例を記載したが、
前述したような陽極２を前記イオン伝導性高分子組成物
溶液中を一定速度で通過させるか、もしくは前記電極を
イオン伝導性高分子組成物溶液中に一定時間浸漬する方
法、あるいは、一定圧力で接するか、もしくは一定の隙
間を有した２個のローラー表面に時間当り一定量の前記
イオン伝導性高分子組成物溶液を付着させ、かつローラ
ーを等速回転させながら、そのローラー間に誘電体電極
を通過させる方法を用いても同様の効果を達成できるこ
とが判った。

【００５６】

【発明の効果】本発明は、多孔質誘電体層の微細なポア
ー内にイオン伝導性高分子組成物の希釈液が入りやす
く、効果的に誘電体ポアー内にイオン伝導性高分子組成
物を充填することができ、その結果、電解質層と誘電体
電極との接合面積の低下がなく、素子としての静電容量
の低下を防止することができる誘電体層を有する多孔質
電極にイオン伝導性高分子組成物膜を形成する方法を提
供できる。

【００５７】従って本発明方法により製造された素子を
用いて、低インピーダンスかつ高容量で、長寿命化の点
で優れた電解コンデンサを得ることが出来る。また、本
発明方法に於いて、希釈度の異なるイオン伝導性高分子
組成物溶液が高希釈度溶液のものから低希釈度溶液のも
のへと段階的に塗布される際に、前記各希釈度溶液を塗
布した後で次の段階の希釈溶液が塗布される前に、それ
ぞれ塗布された希釈液の溶剤を蒸発させる好ましい態様
とすることにより、より確実に効果的に誘電体ポアー内
にイオン伝導性高分子組成物を充填することができる。

【００５８】また、本発明方法に於いて、イオン伝導性
高分子組成物溶液の塗布が、イオン伝導性高分子組成物
溶液の上方からの落下、吹き付け塗布、含浸塗布、また
は転写から選ばれたいずれかの方法、もしくはこれらを
併用する好ましい態様とすることにより、比較的均一な
膜厚を有する塗膜を形成できる。

【００５９】更に、本発明方法に於いて、イオン伝導性
高分子組成物溶液の上方からの落下または吹き付けによ
る塗布方法が、イオン伝導性高分子組成物溶液の供給口
と誘電体層を有する多孔質電極の誘電体層との距離及び
イオン伝導性高分子組成物溶液の時間当りの塗布量を一
定に保ちつつ、前記誘電体層を有する多孔質電極もしく
は前記イオン伝導性高分子組成物溶液の供給口を一定速
度で移動することにより行い、前記イオン伝導性高分子
層の膜厚を一定にする好ましい態様とすることにより、
イオン伝導性高分子組成物のより均一な膜厚の膜を連続
的に多孔質電極上に形成でき、且つ素子製造の効率化が
計れ好ましい。

【００６０】また、本発明方法に於いて、イオン伝導性
高分子組成物溶液の含浸塗布方法が、誘電体層を有する
多孔質電極が前記イオン伝導性高分子組成物溶液中を一
定速度で通過するか、もしくは前記電極をイオン伝導性
高分子組成物溶液中に一定時間浸漬する方法により前記
イオン伝導性高分子層の膜厚を一定にする好ましい態様
とすることにより、イオン伝導性高分子組成物の均一な
膜厚の膜を連続的に多孔質電極上に形成でき、且つ素子
製造の効率化が計れ好ましい。

【００６１】更に、本発明方法に於いて、イオン伝導性
高分子組成物溶液の転写による塗布方法が、一定圧力で
接するか、もしくは一定の隙間を有した２個のローラー
表面に時間当り一定量の前記イオン伝導性高分子組成物
溶液を付着させ、かつローラーを等速回転させながら、
そのローラー間に誘電体電極を通過させる方法により、
前記イオン伝導性高分子層の膜厚を一定にする好ましい
態様とすることにより、イオン伝導性高分子組成物のよ
り均一な膜厚の膜を連続的に多孔質電極上に形成でき、
且つ素子製造の効率化が計れ好ましい。

【００６２】また、本発明方法に於いて、イオン伝導性
高分子組成物を構成する材料が、Ｏ、ＮまたはＳから選
ばれた少なくとも１種の非共有電子をもつ元素を基本骨
格の繰り返し単位中に有する高分子化合物と、電解質塩
および電解質塩を溶解し得る可塑剤を主体としてなるイ
オン伝導性高分子組成物を用いる好ましい態様とするこ
とにより、イオン伝導性高分子組成物を誘電体層のマイ
クロポアー内により高密度に充填することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の製造法で用いたイオン伝導
性高分子組成物膜形成装置の概念図。

【図２】実施例および比較例の電解コンデンサの特性
図。

【図３】実施例および比較例の電解コンデンサの特性
図。

【図４】実施例および比較例の電解コンデンサの特性
図。

【符号の説明】

１ ノズル ２ 平行移動台 ３ 陽極 ４ 窒素ガス供給ライン ５ イオン伝導性高分子組成物溶液供給ライン

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 誘電体層を有する多孔質電極上に、溶剤
   による希釈度の異なるイオン伝導性高分子組成物の溶液
   を塗布してイオン伝導性高分子組成物膜を形成する方法
   に於いて、前記誘電体層を有する多孔質電極上へのイオ
   ン伝導性高分子組成物溶液の塗布が、高希釈度溶液のも
   のから低希釈度溶液のものへと段階的に塗布されること
   を特徴とする誘電体層を有する多孔質電極にイオン伝導
   性高分子組成物膜を形成する方法。
2. 【請求項２】 希釈度の異なるイオン伝導性高分子組成
   物溶液が高希釈度溶液のものから低希釈度溶液のものへ
   と段階的に塗布される際に、前記各希釈度溶液を塗布し
   た後で次の段階の希釈溶液が塗布される前に、それぞれ
   塗布された希釈液の溶剤を蒸発させる請求項１記載の誘
   電体層を有する多孔質電極にイオン伝導性高分子組成物
   膜を形成する方法。
3. 【請求項３】 イオン伝導性高分子組成物溶液の塗布
   が、イオン伝導性高分子組成物溶液の上方からの落下、
   吹き付け塗布、含浸塗布、または転写から選ばれたいず
   れかの方法、もしくはこれらの併用である請求項１また
   は２に記載の誘電体層を有する多孔質電極にイオン伝導
   性高分子組成物膜を形成する方法。
4. 【請求項４】 イオン伝導性高分子組成物溶液の上方か
   らの落下または吹き付けによる塗布方法が、イオン伝導
   性高分子組成物溶液の供給口と誘電体層を有する多孔質
   電極の誘電体層との距離及びイオン伝導性高分子組成物
   溶液の時間当りの塗布量を一定に保ちつつ、前記誘電体
   層を有する多孔質電極もしくは前記イオン伝導性高分子
   組成物溶液の供給口を一定速度で移動することにより行
   い、前記イオン伝導性高分子層の膜厚を一定にすること
   からなる請求項３記載の誘電体層を有する多孔質電極に
   イオン伝導性高分子組成物膜を形成する方法。
5. 【請求項５】 イオン伝導性高分子組成物溶液の含浸塗
   布方法が、誘電体層を有する多孔質電極が前記イオン伝
   導性高分子組成物溶液中を一定速度で通過するか、もし
   くは前記電極をイオン伝導性高分子組成物溶液中に一定
   時間浸漬する方法により前記イオン伝導性高分子層の膜
   厚を一定にすることからなる請求項３記載の誘電体層を
   有する多孔質電極にイオン伝導性高分子組成物膜を形成
   する方法。
6. 【請求項６】 イオン伝導性高分子組成物溶液の転写に
   よる塗布方法が、一定圧力で接するか、もしくは一定の
   隙間を有した２個のローラー表面に時間当り一定量の前
   記イオン伝導性高分子組成物溶液を付着させ、かつロー
   ラーを等速回転させながら、そのローラー間に誘電体電
   極を通過させる方法により、前記イオン伝導性高分子層
   の膜厚を一定にすることからなる請求項３記載の誘電体
   層を有する多孔質電極にイオン伝導性高分子組成物膜を
   形成する方法。
7. 【請求項７】 イオン伝導性高分子組成物を構成する材
   料が、Ｏ、ＮまたはＳから選ばれた少なくとも１種の非
   共有電子をもつ元素を基本骨格の繰り返し単位中に有す
   る高分子化合物と、電解質塩および電解質塩を溶解し得
   る可塑剤を主体としてなる請求項１〜６のいずれかに記
   載の誘電体層を有する多孔質電極にイオン伝導性高分子
   組成物膜を形成する方法。