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_4

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电性高分子构成的固体电解质层可先于由使用本发明的导电性高分子制造用单体液的导 电性高分子构成的固体电解质层而形成。另外,代替如上述在导电性高分子的分散液浸溃 电容器元件的工序,可将导电性高分子的分散液通过W喷洒等进行喷覆等而涂布于电容器 元件。
[0124] 并且,为了提高该导电性高分子的分散液的导电性高分子与使用本发明的导电性 高分子制造用单体液所形成的固体电解质层的导电性高分子的密合性,可在导电性高分子 的分散液中添加黏合剂。作为前述黏合剂,例如可举出聚乙締醇、聚氨醋、聚醋、丙締酸树 月旨、聚酷胺、聚酷亚胺、环氧树脂、聚丙締腊树脂、聚甲基丙締腊树脂、聚苯乙締树脂、酪醒树 月旨、横化聚丙締、横化聚乙締、横化聚苯乙締、硅烷偶合剂等,且优选为聚醋、聚氨醋、丙締酸 树脂、横化聚丙締、横化聚乙締基、横化聚苯乙締等,特别是如横化聚丙締、横化聚乙締、横 化聚苯乙締那样附加有横基的话,可提升导电性高分子的导电性,因此更优选。
[0125] [实施例]
[0126] W下,举出实施例来更具体地说明本发明,但本发明并不仅限定于实施例所例示 的情况。再者,在W下的实施例等中,表示浓度或使用量时的%,只要没有特别标记其基准, 则为根据质量基准的%。
[0127] 关于实施例,将关于导电性高分子制造用单体液的实施例W实施例1~20与实施 例41~49及实施例59~67来表示,关于电解电容器的实施例W实施例21~40与实施例50~ 58及实施例68~84来表示。
[0128] [导电性高分子制造用单体液的制备(1)]
[0129] 实施例1
[0130] 在内容积为1L的附有揽拌机的烧杯中添加亚乙二氧基嚷吩lOOg、糞横酸2-甲基咪 挫lOOg及乙醇60g,揽拌1小时,从而制备导电性高分子制造用单体液。上述糞横酸2-甲基咪 挫为属于糞单横酸类杂环化合物的化合物。
[0131] 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。
[0132] 实施例2
[0133] 将糞横酸2-甲基咪挫的使用量从lOOg变更为150g,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。
[0134] 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。
[0135] 实施例3
[0136] 将糞横酸2-甲基咪挫的使用量从lOOg变更为50g,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。
[0137] 将该导电性高分子制造用单体液放置6个月后,进行观察时,未观察到沉淀。
[013引实施例4
[0139] 使用糞Ξ横酸2-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。上述糞Ξ横酸2-甲基咪挫为属于糞 Ξ横酸类杂环化合物的化合物。
[0140] 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。
[0141] 实施例5
[0142] 将糞Ξ横酸2-甲基咪挫的使用量从lOOg变更为150g,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。
[0143] 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。
[0144] 实施例6
[0145] 将糞Ξ横酸2-甲基咪挫的使用量从lOOg变更为50g,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。
[0146] 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。
[0147] 实施例7
[0148] 使用糞横酸2-乙基-4-甲基咪挫lOOg代替糞横酸2-甲基咪挫lOOg,使用正下醇60g 代替乙醇60g,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。 上述糞横酸2-乙基-4-甲基咪挫为属于糞单横酸类杂环化合物的化合物。
[0149] 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。
[0150] 实施例8
[0151] 使用糞Ξ横酸2-乙基-4-甲基咪挫lOOg代替糞横酸2-甲基咪挫lOOg,使用正下醇 60g代替乙醇60g,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。上述糞Ξ横酸2-乙基-4-甲基咪挫为属于糞Ξ横酸类杂环化合物的化合物。
[0152] 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。
[0153] 实施例9
[0154] 使用糞横酸2-甲基咪挫50g与糞Ξ横酸2-甲基咪挫50g来代替糞横酸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。
[0155] 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。
[0156] 实施例10
[0157] 使用亚乙二氧基嚷吩50g与下基化亚乙二氧基嚷吩50g来代替亚乙二氧基嚷吩 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。
[0158] 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。
[0159] 实施例11
[0160] 使用亚乙二氧基嚷吩lOg与乙基化亚乙二氧基嚷吩90g代替亚乙二氧基嚷吩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。
[0161] 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。
[0162] 实施例12
[0163] 使用苯横酸2-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。
[0164] 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。
[01化]实施例13
[0166] 使用甲苯横酸2-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。
[0167] 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。
[016引实施例14
[0169] 使用甲氧基苯横酸2-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。
[0170] 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。
[0171] 实施例15
[0172] 使用硝基苯横酸2-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。
[0173] 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。
[0174] 实施例16
[0175] 使用异丙苯横酸2-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。
[0176] 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。
[0177] 实施例17
[0178] 使用糞横酸2-甲基咪挫50g与苯横酸2-甲基咪挫50g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。
[0179] 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。
[0180] 实施例18
[0181] 使用糞Ξ横酸2-甲基咪挫50g与甲苯横酸2-甲基咪挫50g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。
[0182] 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。
[0183] 实施例19
[0184] 使用亚乙二氧基嚷吩60g与下基化亚乙二氧基嚷吩40g代替亚乙二氧基嚷吩lOOg, 除此W外全部进行与实施例13同样的操作,制备导电性高分子制造用单体液。
[0185] 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。
[0186] 实施例20
[0187] 使用乙基化亚乙二氧基嚷吩lOOg代替亚乙二氧基嚷吩lOOg,除此W外全部进行与 实施例16同样的操作,制备导电性高分子制造用单体液。
[0188] 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。
[0189] 比较例1
[0190] 使用糞横酸钢50g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,尝试导电性高分子制造用单体液的制备。
[0191] 但是,糞横酸钢几乎没有分散,无法制备所需的导电性高分子制造用单体液。
[0192] 比较例2
[0193] 使用糞Ξ横酸钢50g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,尝试导电性高分子制造用单体液的制备。
[0194] 但是,糞Ξ横酸钢几乎没有分解,无法制备所需的导电性高分子制造用单体液。
[0195] 比较例3
[0196] 使用苯酪横酸2-甲基咪挫50g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,尝试导电性高分子制造用单体液的制备。
[0197] 但是,苯酪横酸2-甲基咪挫几乎没有分散,无法制备所需的导电性高分子制造用 单体液。
[019引比较例4
[0199] 使用蔥酿横酸2-甲基咪挫50g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,尝试导电性高分子制造用单体液的制备。
[0200] 但是,蔥酿横酸2-甲基咪挫几乎没有分散,无法制备所需的导电性高分子制造用 单体液。
[0201] 比较例5
[0202] 使用苯横酸钢50g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,尝试导电性高分子制造用单体液的制备。
[0203] 但是,苯横酸钢几乎没有分散,无法制备所需的导电性高分子制造用单体液。
[0204] 其次,通过使用上述实施例1~20的导电性高分子制造用单体液来制造实施例21 ~40的电解电容器,并测定其电解电容器的特性,从而也评价上述实施例1~20的导电性高 分子制造用单体液的特性。
[0205] 并且,在表示它们的电解电容器的实施例21~40前,先表示运些实施例21~40所 使用的两种聚合物阴离子导电性高分子的分散液的制造例。
[0206] 导电性高分子的分散液(I)的制造例
[0207] 在内容积为化的附有揽拌机的可分离式烧瓶中加入1L的纯水,并在其中添加苯乙 締横酸钢170g与丙締酸径基乙醋30g。并且,在该溶液中添加过硫酸锭Ig作为氧化剂,进行 苯乙締横酸与丙締酸径基乙醋的聚合反应12小时。将该聚合反应后的反应液W超微过滤装 置[Sartorius公司制Vivaflow200(商品名)、分子量级分5万]处理,将溶液中的游离低分子 成分除去,并加入水将浓度调整为3%。
[0208] 使用凝胶过滤管柱测定得到的溶液中的苯乙締横酸与丙締酸径基乙醋的共聚物 的分子量时,将聚葡萄糖作为基准样本而预估出的重均分子量为180,000。
[0209] 将该苯乙締横酸与丙締酸径基乙醋的共聚物的3%水溶液600g加入至内容积1L的 不诱钢制容器,并添加硫酸亚铁· 7水合物0.3g,并于其中缓慢地滴加亚乙二氧基嚷吩4mL。
[0210] 将它们W不诱钢制的揽拌叶片揽拌,给容器安装阳极,在揽拌叶片的根部安装阴 极,WlmA/cm2的定电流进行18小时电解氧化聚合。上述电解氧化聚合后,W水稀释为6倍 后,采用超声波均质机[日本精机公司制、US-T300(商品名)]进行2小时分散处理。并且,添 加0RGAN0公司制的阳离子交换树脂Amber 1 i te 120B (商品名)1 OOg,W揽拌机揽拌1小时。接 着,W东洋滤纸公司制的滤纸No. 131过滤,重复Ξ次该利用阳离子交换树脂的处理与过滤, 将液中的铁离子等的阳离子成分全部去除。
[0211] 使上述处理后的溶液通过孔径为Ιμπι的过滤器,将该通过液W超微过滤装置 [Sartorius公司制Vivaflow200(商品名)、分子量级分5万]进行处理,将液中的游离低分子 成分去除。将该处理后的溶液W水稀释,且相对于将浓度调整为2%的溶液50g,添加二甲亚 讽3g,从而得到导电性高分子的分散液(I)。
[0212 ]导电性高分子的分散液(II)的制造例
[0213] 将3%横化聚醋[互应化学工业公司制Plascoat Z-56U商品名)、重均分子量27, 000]水溶液200g加入至内容积1L的烧杯,并添加过硫酸锭2g后,W揽拌器揽拌并溶解。其 次,添加硫酸铁的40 %水溶液0.4g,一边揽拌,一边于其中缓慢地滴加亚乙二氧基嚷吩3mL, 花费24小时,进行亚乙二氧基嚷吩的聚合。
[0214] 上述聚合后,W水稀释为4倍后,采用超声波均质机(日本精机公司制、US-T300)进 行30分钟分散处理。并且,添加0RGAN0公司制的阳离子交换树脂Amber 1 i te 120B (商品名) l〇〇g,W揽拌器揽拌1小时,接着,W东洋滤纸公司制的滤纸No. 131过滤。重复Ξ次从该分散 至过滤为止的操作,将阳离子成分全部去除。
[0215] 使上述滤液通过孔径为Iwii的过滤器,将通过液利用超微过滤装置[Sartorius公 司制Vivaflow200(商品名)、分子量级分5万],将游离的低分子成分去除。在该溶液加入水, 且相对于将浓度调整为5%的溶液40g,添加乙醇8g与二甲亚讽4g,得到导电性高分子的分 散液(Π )。
[0216] [电解电容器的评价(1)]
[0217] 在该电解电容器的评价(1)中,如前述,通过使用实施例1~20的导电性高分子制 造用单体液来制造实施例21~40的电解电容器,并测定其电解电容器的特性,也评价上述 实施例1~20的导电性高分子制造用单体液的特性。
[0218] 实施例21
[0219] 作为该实施例21的电解电容器的电容器元件,使用设计额定电压为16V且ESR为 20m Ω W下,静电容量为80化FW上,漏电为1 ΟΟμΑW下的粗烧结体。
[0220] 并且,将上述电容器元件浸溃于实施例1所制备的导电性高分子制造用单体液2分 钟,抽出后,在50°C下干燥10分钟。其次,将上述电容器元件浸溃于浓度为35%的过硫酸锭 水溶液2分钟,抽出后,在室溫(25°C)下放置10分钟后,于50°C下加热30分钟,进行聚合。并 且,在将纯水与乙醇W质量比1:1混合的清洗液中浸溃上述电容器元件30分钟,抽出后,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。
[0221] 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(1)1分钟, 抽出后,进行在150°C下的干燥30分钟的操作两次,如前述那样,在基于实施例1所制备的导 电性高分子制造用单体液中的单体的聚合的由导电性高分子构成的第1固体电解质层上, 形成基于对上述导电性高分子的分散液(I)的浸溃、干燥的由导电性高分子构成的第2固体 电解质层[W下,将其简称为「基于导电性高分子的分散液(I)的第2固体电解质层」]。
[0222] 再者,将上述电容器元件浸溃于导电性高分子的分散液(11)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 形成基于对导电性高分子的分散液(II)的浸溃、干燥的第3固体电解质层[W下,将其简称 为「基于导电性高分子的分散液(II)的第3固体电解质层」]。
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