导电性高分子制造用单体液及使用其的电解电容器的制造方法_5

文档序号:9768823阅读:来源:国知局
[0223] 并且,W碳糊、银糊覆盖固体电解质层,制造粗类电解电容器。
[0224] 实施例22~40
[0225] 各自分别使用实施例2~20所制备的导电性高分子制造用单体液来代替实施例1 所制备的导电性高分子制造用单体液,除此W外全部进行与实施例21同样的操作,制造实 施例22~40的粗类电解电容器。
[0226] 比较例6
[0227] 将与实施例21同样的电容器元件浸溃于浓度为30%的亚乙二氧基嚷吩的乙醇溶 液中2分钟,抽出后,在室溫下放置10分钟。其后,在浓度为40%的对甲苯横酸铁的乙醇溶液 中浸溃30秒,抽出后,在室溫下放置10分钟,并且,在50°C下加热30分钟,进行聚合。其后,将 上述电容器元件浸溃于将纯水与乙醇Wl:l的质量比混合的清洗液,放置30分钟后,抽出并 在150°C下干燥30分钟。重复五次上述操作,在电容器元件上形成由导电性高分子构成的第 1固体电解质层。
[0228] 随后,进行与实施例21同样的处理,在上述第1固体电解质层上依序形成基于导电 性高分子的分散液(I)的第2固体电解质层及基于导电性高分子的分散液(II)的第3固体电 解质层,并且进行利用碳糊、银糊的覆盖处理,制造粗类电解电容器。
[0229] 比较例7
[0230] 在浓度为35%的亚乙二氧基嚷吩溶液(乙醇溶液)中浸溃与实施例21同样的电容 器元件1分钟,抽出后,放置5分钟。并且,将上述电容器元件浸溃于预先准备的、由将浓度为 50%的苯酪横酸下胺水溶液(pH5)与浓度为30%的过硫酸锭水溶液Wl:l的质量比混合的 混合物构成的氧化剂兼渗杂物溶液中30秒,抽出后,在室溫下放置10分钟。并且,在50°C下 加热20分钟,进行聚合。随后,将上述电容器元件浸溃于将纯水与乙醇Wl:l的质量比混合 的清洗液中,放置30分钟后,抽出并于150°C下干燥30分钟。重复五次上述操作,形成由基于 上述亚乙二氧基嚷吩的化学氧化聚合的导电性高分子构成的第1固体电解质层。
[0231] 接着,将上述电容器元件浸溃于如前述制造的导电性高分子的分散液(I)中1分 钟,抽出后,进行在150°C下的干燥30分钟的操作两次,在上述第1固体电解质层上形成基于 导电性高分子的分散液(I)的第2固体电解质层。
[0232] 再者,将上述电容器元件浸溃于如前述制造的导电性高分子的分散液(II)中1分 钟,抽出后,进行在150°C下的干燥30分钟的操作,在基于导电性高分子的分散液(I)的第2 固体电解质层上形成基于导电性高分子的分散液(II)的第3固体电解质层。
[0233] 并且,W碳糊、银糊覆盖上述固体电解质层,制造粗类电解电容器。
[0234] 比较例8
[0235] 在浓度为50%的糞横酸2-甲基咪挫的乙醇溶液(P册~6)中浸溃与实施例21同样 的电容器元件1分钟后,抽出并于室溫下放置5分钟。并且,将上述电容器元件浸溃于预先准 备的45%过硫酸锭水溶液中30秒后,抽出并于室溫下放置10分钟。并且,将上述电容器元件 浸溃于亚乙二氧基嚷吩(100%亚乙二氧基嚷吩)中5秒后,抽出并于室溫下放置60分钟,使 亚乙二氧基嚷吩聚合。然后,将上述电容器元件浸溃于纯水中30分钟后,抽出并干燥30分 钟。重复五次上述操作,在电容器元件上形成由利用上述亚乙二氧基嚷吩的化学氧化聚合 的导电性高分子构成的第1固体电解质层。
[0236] 接着,将上述电容器元件浸溃于如前述制造的导电性高分子的分散液(I)中1分钟 后,抽出并进行在150°C下的干燥30分钟的操作两次,在由基于上述亚乙二氧基嚷吩的化学 氧化聚合的导电性高分子构成的第1固体电解质层上形成基于导电性高分子的分散液(I) 的第2固体电解质层。
[0237] 再者,将上述电容器元件浸溃于如前述制造的导电性高分子的分散液(II)中1分 钟后,抽出并进行在150°C下的干燥30分钟的操作,在基于导电性高分子的分散液(I)的第2 固体电解质层上形成基于导电性高分子的分散液(II)的第3固体电解质层。
[0238] 并且,W碳糊、银糊覆盖上述固体电解质层,制造粗类电解电容器。
[0239] 对于如前述进行制造的实施例21~40及比较例6~8的粗类电解电容器,测定ESR 及静电容量,并且测定漏电。将其结果与使用的导电性高分子制造用单体液的种类一起示 于表1。再者,ESR、静电容量及漏电的测定方法如下述。
[0240] ESR:
[0241] 使用皿WLETT PACKARD公司制的LCR计(4284A),在25°C的条件下WlOOkHz进行测 定。
[0242] 静电容量:
[0243] 使用皿WLETT PACKARD公司制的LCR计(4284A),在25°C的条件下W120HZ进行测 定。
[0244] 漏电:
[0245] 在25°C下对电解电容器施加16V的电压60秒后,W数字示波器测定漏电。
[0246] 关于上述测定,对于各试料均进行各10个,关于ESR而示于表1的数值为求出该10 个的测定值的平均值,将小数点第2位四舍五入而表示的数值,关于静电容量及漏电而示于 表1的数值为求出该10个的测定值的平均值,将小数点W下四舍五入而表示的数值。并且, 实施例21~40所使用的导电性高分子制造用单体液的种类W该实施例编号表示。再者,表1 中,因为空间上的关系,所W将上述「导电性高分子制造用单体液的种类」简略化W「单体液 的种类」表示。
[0247] [表1]
[024引
[0249]另外,对于上述表1所示的初期特性的测定后的实施例21~40及比较例6~8的粗 类电解电容器,在150°C的干燥机中W静置状态储存240小时,对于该储存后的电容器,与前 述同样地测定ESR、静电容量及漏电。在表2中采用与上述表1的情况同样的形式来表示该结 果D
[0 巧 0][表 2]
[0251]
[0252] 如表1所示,实施例21~40的粗类电解电容器(W下有时将其简略化表示为「电容 器」),其ESR为11.4~14.8m Ω,满足20m Ω W下的ESR设定值,漏电为3~9μΑ,满足100μΑW下 的漏电设定值,静电容量为842~9(ΠμΡ,满足8(K)yFW上的静电容量设定值,而且,与比较例 6~8的电容器相比,ESR低(小),关于静电容量,较比较例6~8的电容器更多,关于漏电,与 比较例6~8的电容器同等或比其少,关于它们,并不会导致大幅度的特性下降。
[025引另外,如表2所示,实施例21~40的电容器即使在150°C下储存240小时后,ESR或漏 电的增加幅度也少,静电容量的下降也少^53为11.8~16.31110,满足201110^下的65的受定 值,静电容量为840~89祉F,满足SOOyFW上的静电容量设定值,漏电为5~17μΑ,满足100μΑ W下的漏电设定值。
[0254]在此,先说明比较例6~8的电容器,比较例6的电容器在第1固体电解质层的形成 时使用对甲苯横酸铁作为氧化剂兼渗杂物,因此在初期特性中,基于其氧化剂的铁,如表1 所示,漏电大,其中在漏电的测定中产生短路的情况在供于测定的20个之中有两个。另外, 比较例6的电容器在150°C下储存240小时后,如表2所示,在ESR或漏电的增加、静电容量的 下降方面均大于实施例21~40的电容器,耐热性差。
[0255] 比较例7的电容器在构成第1固体电解质层的导电性高分子的合成时使用非铁盐 的氧化剂兼渗杂物,因此在初期特性中,如表1所示,虽然漏电不大,但与实施例21~40的电 容器相比,静电容量小,而且,在150°C下储存240小时后,如表2所示,ESR的增加或静电容量 的下降幅度稍大,关于耐热性,留有改善的余地。
[0256] 比较例8的电容器将构成第1固体电解质层的导电性高分子的合成分离为渗杂物 (即,糞横酸2-甲基咪挫)与单体(即,亚乙二氧基嚷吩),而且,为了防止保存中的劣化,使渗 杂物与氧化剂的过硫酸锭为各自独立的溶液,并将电容器元件浸溃于渗杂物溶液中,接着, 由于是通过浸溃于氧化剂溶液中,之后浸溃于单体中而进行,因此在初期特性中,如表1所 示,静电容量与实施例21~40的电容器相比,有大幅变小,在150°C下储存240小时后,如表2 所示,与实施例21~40的电容器相比,静电容量的下降大幅变大,耐热性也有问题。运是因 如下原因而导致的:在电容器元件的表面,渗杂物与氧化剂进行反应而形成盐,因此,除了 渗杂物或氧化剂W外,甚至单体也变得难W进入电容器元件的内部。
[0257] [导电性高分子制造用单体液的制备(2)]
[0巧引实施例41
[0259] 使用糞横酸4-甲基咪挫lOOg代替糞横酸2-甲基咪挫lOOg,除此W外全部进行与实 施例1同样的操作,制备导电性高分子制造用单体液。
[0260] 将该导电性高分子制造用单体液在20°C下放置6个月后,进行观察时,未观察到沉 淀。
[0%1 ] 实施例42
[0262] 使用糞横酸Ξ挫lOOg代替糞横酸2-甲基咪挫lOOg,除此W外全部进行与实施例1 同样的操作,制备导电性高分子制造用单体液。
[0263] 将该导电性高分子制造用单体液在20°C下放置6个月后,进行观察时,未观察到沉 淀。
[0264] 实施例43
[02化]使用糞Ξ横酸咪挫lOOg代替糞横酸2-甲基咪挫lOOg,除此W外全部进行与实施例 4同样的操作,制备导电性高分子制造用单体液。
[0266]将该导电性高分子制造用单体液在20°C下放置6个月后,进行观察时,未观察到沉 淀。
[0%7] 实施例44
[0268] 使用糞Ξ横酸1-甲基咪挫lOOg代替糞Ξ横酸2-甲基咪挫lOOg,并进一步添加2-(3,4-环氧环己基)乙基Ξ甲氧基硅烷lOg,除此W外全部进行与实施例4同样的操作,制备 导电性高分子制造用单体液。
[0269] 将该导电性高分子制造用单体液在20°C下放置6个月后,进行观察时,未观察到沉 淀。
[0270] 实施例45
[0271] 使用糞Ξ横酸2-甲基-4-乙基咪挫lOOg代替糞Ξ横酸2-甲基咪挫lOOg,且使用乙 基化亚乙二氧基嚷吩lOOg代替亚乙二氧基嚷吩lOOg,并进一步添加聚硅氧烷5g,除此W外 全部进行与实施例4同样的操作,制备导电性高分子制造用单体液。
[0272] 将该导电性高分子制造用单体液在20°C下放置6个月后,进行观察时,未观察到沉 淀。
[0273] 实施例46
[0274] 使用糞Ξ横酸Ξ嗦lOOg代替糞Ξ横酸2-甲基咪挫lOOg,且使用下基化亚乙二氧基 嚷吩50g与亚乙二氧基嚷吩50g代替亚乙二氧基嚷吩lOOg,并进一步添加甲基丙締酸环氧丙 醋lOg,除此W外全部进行与实施例4同样的操作,制备导电性高分子制造用单体液。
[0275] 将该导电性高分子制造用单体液在20°C下放置6个月后,进行观察时,未观察到沉 淀。
[0276] 实施例47
[0277] 使用糞Ξ横酸化晚lOOg代替糞Ξ横酸2-甲基咪挫lOOg,并进一步添加3-环氧丙氧 基丙基Ξ甲氧基硅烷8g与聚乙二醇二环氧丙酸8g,除此W外全部进行与实施例45同样的操 作,制备导电性高分子制造用单体液。
[0278] 将该导电性高分子制造用单体液在20°C下放置6个月后,进行观察时,未观察到沉 淀。
[0279] 实施例48
[0280] 使用糞Ξ横酸吗嘟lOOg代替糞Ξ横酸2-甲基咪挫lOOg,除此W外全部进行与实施 例45同样的操作,制备导电性高分子制造用单体液。
[0281] 将该导电性高分子制造用单体液在20°C下放置6个月后,进行观察时,未观察到沉 淀。
[0282] 实施例49
[0283] 使用糞Ξ横酸赃嗦lOOg代替糞Ξ横酸2-甲基咪挫lOOg,除此W外全部进行与实施 例45同样的操作,制备导电性高分子制造用单体液。
[0284] 将该导电性高分子制造用单体液在20°C下放置6个月后,进行观察时,未观察到沉 淀。
[0285] [电解电容器的评价(2)]
[0286] 在该电解电容器的评价(2)中,使用上述实施例41~49的导电性高分子制造用单 体液来制造实施例50~58的电解电容器,并通过测定其特性,来评价特性。
[0287] 实施例50~58
[0288] 各自分别使用实施例41~49所制备的导电性高分子制造用单体液代替实施例1所 制备的导电性高分子制造用单体液,除此W外全部进行与实施例21同样的操作,制造实施 例50~58的粗类电解电容器。
[0289] 关于如上述进行而制造的实施例50~58的粗类电解电容器,与前述同样地测定 ESR及静电容量,并且测定漏电。在表3中采用与前述表1的情况同样的形式来表示该结果。
[0 巧 0][表 3]
[0291]
[0292] 另外,对于上述表3所示的初期特性的测定后的实施例50~58的粗类电解电容器, 在150°C的干燥机中W静置状态储存240小时,对于该储存后的电容器,与前述同样地测定 ESR、静电容量及漏电。在表4中采用与前述表3的情况同样的形式来表示该结果。
[0 巧 3][表 4]
[0294]
[02M] 如表3所示,关于实施例50~58的粗类电解电容器下有时将其简略化表示为「 电容器」),其653为11.7~13.5111〇,满足2〇111〇^下的65扣受定值,静电容量为849~90化尸, 满足80化F W上的静电容量设定值,漏电为1~9μΑ,满足10化A W下的漏电设定值,而且,与 前述表1所示的比较例6的电容器相比,ESR低(小),静电容量多,且极少漏电。
[0296] 另外,如表4所示,关于实施例50~58的电容器,即使在150°C下储存240小时后, ESR或漏电的增加幅度也少,静电容量的下降也少,ESR为12.2~14. Im Ω,满足20m Ω W下的 ESR设定值,静电容量为840~895μΡ,满足SOOyFW上的静电容量设定值,漏电为1~18μΑ,满 足100μΑΚ下的漏电设定值。
[0297] [导电性高分子制造用单体液的制备(3)]
[0巧引实施例59
[0299] 使用糞横酸4-甲基咪挫lOOg代替糞横酸2-甲基咪挫lOOg,并进一步添加化咯7g, 除此W外全部进行与实施例1同样的操作,制备导电性高分子制造用单体液。相对于嚷吩类 单体的化咯的添加量为7%。该实施例59的导电性高分子制造用单体液的单体为亚乙二氧 基嚷吩与化咯的混合物,该混合物中的化咯的含量,由上述化咯的添加量可知,相对于亚乙 二氧基嚷吩为7 %。
[0300] 将该导电性高分子制造用单体液在20°C下放置6个月后,进行观察时,未观察到沉 淀。
[0301] 实施例60
[0302] 使用糞横酸Ξ挫lOOg代替糞横酸2-甲基咪挫lOOg,并进一步添加化咯20g,除此W 外全部进行与实施例1同样的操作,制备导电性高分子制造用单体液。相对于嚷吩类单体的 化咯的添加量为20 %。
[0303] 将该导电性高分子制造用单体液在20°C下放置6个月后,进行观察时,未观察到沉 淀。
[0304] 实施例61
[0305] 使用糞Ξ横酸咪挫lOOg代替糞Ξ横酸2-甲基咪挫lOOg,并进一步添加化咯lOg,除 此W外全部进行与实施例4同样的操作,制备导电性高分子制造用单体液。相对于嚷吩类单 体的化咯的添加量为10 %。
[0306] 将该导电性高分子制造用单体液在20°C下放置6个月后,进行观察时,未观察到沉 淀。
[0307] 实施例62
[0308] 使用糞Ξ横酸1-甲基咪挫lOOg代替糞Ξ横酸2-甲基咪挫lOOg,且进一步添加化咯 20g,并添加2-(3,4-环氧环己基)乙基Ξ甲氧基硅烷lOg,除此W外全部进行与实施例4同样 的操作,制备导电性高分子制造用单体液。相对于嚷吩类单体的化咯的添加量为20%。
[0309] 将该导电性高分子制造用单体液在20°C下放置6个月后,进行观察时,未观察到沉 淀。
[0310] 实施例63
[0311] 使用糞Ξ横酸2-甲基-4-乙基咪挫lOOg代替糞Ξ横酸2-甲基咪挫lOOg,而且使用 乙基化亚乙二氧基嚷吩lOOg代替亚乙二氧基嚷吩lOOg
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