电解电容器及其制造方法技术

本发明专利技术的电解电容器的制造方法的特征在于，包括：准备具有电介质层的阳极构件的第1工序；将单体、氧化剂、硅烷化合物和溶剂含浸于上述阳极构件中的第2工序；在上述电介质层的表面形成包含导电性高分子和固体电解质层的第3工序，其中，所述导电性高分子含有所述单体的聚合物，所述固体电解质层含有来自于所述硅烷化合物中的含硅成分，上述单体包含由下述式(I)(式中，R表示碳数1～10的烷基。)表示的化合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电解电容器及其制造方法
本专利技术涉及电解电容器，详细而言，涉及具有优异的耐电压特性的电解电容器。
技术介绍
伴随着电子机器的数码化，对于用于其的电容器来说，也越来越需要小型、大容量、且高频区域中的等效串联电阻(ESR)小的电容器。作为小型、大容量且低ESR的电容器，将聚吡咯、聚噻吩、聚呋喃、聚苯胺等导电性高分子用作阴极材的电解电容器是有希望的。例如，提出了在形成有电介质层的阳极箔上设置有含有导电性高分作为阴极材料的固体电解质层的电容器元件。其中，已知：通过设置使用了与电解液相比具有非常高的电导率的聚(3，4-乙烯二氧噻吩)(以下，PEDOT)的固体电解质层，从而能够实现固体电解电容器的大幅的低ESR化。另外，在使用了PEDOT或其衍生物的固体电解电容器的领域中，提出了大量的用于抑制漏电流、提高耐电压特性的方案(参照专利文献1和2)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2010-278360号公报专利文献2：日本特表2002-526914号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题但是，对于专利文献1和2的方法来说，无法充分地获得耐电压特性的提高效果。用于解决课题的手段本专利技术的第一方面涉及一种电解电容器的制造方法，其包括：准备具有电介质层的阳极构件的第1工序；将单体、氧化剂、硅烷化合物和溶剂含浸于上述阳极构件中的第2工序；在上述电介质层的表面形成包含导电性高分子和含硅成分的固体电解质层的第3工序，其中，所述导电性高分子含有所述单体的聚合物，所述含硅成分来自于所述硅烷化合物，其中，上述单体由下述式(I)表示，式(I)中，R表示碳数1～10的烷基。本专利技术的第二方面涉及一种电解电容器，其包含：具有电介质层的阳极构件、和形成于上述电介质层的表面、且包含导电性高分子和含硅成分的固体电解质层，其中，上述导电性高分子由下述式(I)表示，式(I)中，R表示碳数1～10的烷基。专利技术效果根据本专利技术，可提供一种具有优异的耐电压特性的电解电容器。附图说明图1是本专利技术的一个实施方式所述的电解电容器的剖面示意图。图2是用于说明同一实施方式所述的电容器元件的构成的概要图。图3是表示同一实施方式所述的电容器元件中的重要部分构成的剖面示意图。具体实施方式以下，基于实施方式，更加具体地对本专利技术进行说明。但是，以下的实施方式并非限定本专利技术的方式。《电解电容器》本专利技术所述的电解电容器具有包含由式(I)表示的化合物的聚合物的导电性高分子、和含硅成分的固体电解质层。这样的固体电解质层通过将由下述式(I)表示的单体、氧化剂、硅烷化合物和溶剂含浸于阳极构件中而形成于位于阳极构件的表面的电介质层的表面。(式中，R表示碳数1～10的烷基。)由式(I)表示的单体是具有烷基作为侧链的3，4-乙烯二氧噻吩(以下称为烷基EDOT)。通过使用烷基EDOT和硅烷化合物来形成固体电解质层，从而使电解电容器的耐电压特性提高。包含烷基EDOT的聚合物的导电性高分子(以下称为烷基PEDOT)与PEDOT的耐电压为同等水平。但是，作为使用了烷基PEDOT的电解电容器的耐电压会提高。作为其理由，可考虑如下。即，由于由漏电流而产生的焦耳热，导电性高分子发生部分绝缘化。此时，可认为：与PEDOT的绝缘物相比，烷基PEDOT的绝缘物的破坏耐电压非常高，作为电解电容器的耐电压提高。在耐电压特性进一步提高的方面，烷基优选碳数为2～5，更优选碳数为3～5。进而，可以使不带有烷基的EDOT等其他单体含浸于阳极构件中。此时，烷基EDOT在全部单体中所占的质量比例(烷基EDOT(g)×100/(EDOT和烷基EDOT等全部单体(g)))优选为10～90质量％，更优选为20～80质量％，特别优选为60～80质量％。另外，可以组合使用具有不同烷基的2种以上的烷基EDOT。此时，具有碳数为3～5的烷基的烷基EDOT的质量比例(碳数3～5的烷基EDOT(g)×100/(全部烷基EDOT(g)))优选为10～90质量％，更优选为20～80质量％，特别优选为60～80质量％。可认为：硅烷化合物的至少一部分以含硅成分的形式进入到固体电解质层中，且存在于导电性高分子彼此、或导电性高分子与掺杂剂等其他成分之间而与它们发生化学性地键合。由此，导电性高分子的连结变得牢固，耐电压特性提高。另外，还可认为：硅烷化合物或来自于其中的含硅成分的一部分存在于电介质层与固体电解质层的界面中而有助于提高密合性。进而，通过硅烷化合物或来自于其中的含硅成分的作用，从而可获得电介质层与固体电解质层的界面附近的导电性高分子的致密化、导电性高分子的导电性的提高等效果。可认为：在本专利技术中，烷基PEDOT的绝缘物的破坏耐电压特性借助硅烷化合物的作用而进一步提高，作为电解电容器的耐电压进一步提高。第2工序(含浸工序)中使用的硅烷化合物的量在将全部单体、氧化剂、硅烷化合物和溶剂的总质量设为100质量％的情况下优选为1质量％以上且35质量％以下，更优选为5质量％以上且20质量％以下。如果为如上所述的浓度范围，则能够获得使耐电压特性进一步提高的效果，并且易于抑制ESR的增大。作为硅烷化合物，优选具有水解性基团的硅烷偶联剂。另外，从对于ESR的降低、高容量化有利的方面出发，硅烷化合物优选具有环氧基或丙烯酰基。作为具有环氧基的硅烷化合物，可举出2-(3，4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷(γ-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷)、3-环氧丙氧丙基甲基二乙氧基硅烷、3-环氧丙氧丙基三乙氧基硅烷等。另外，作为具有丙烯酰基的硅烷化合物，可举出3-甲基丙烯酰氧丙基甲基二甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧丙基甲基二乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧丙基三乙氧基硅烷、3-丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(γ-丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷)等。作为其他的硅烷偶联剂，可举出乙烯基三氯硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、对苯乙烯基三甲氧基硅烷、N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-2-(氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-三乙氧基甲硅烷基-N-(1，3-二甲基-丁叉基)丙基胺、N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(乙烯基苄基)-2-氨基乙基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷的盐酸盐、3-脲基丙基三乙氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、双(三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫醚、3-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷等。它们可以单独使用，也可以组合使用2种以上。作为氧化剂，只要能够使单体聚合即可，可使用例如硫酸、过氧化氢、铁(III)、铜(II)、铬(VI)、铈(IV)、锰(VII)、锌(II)等。特别优选使用包含这些金属的有机磺酸金属盐。作为有机磺酸金属盐，优选芳香族磺酸金属盐，可使用例如萘磺酸金属盐、四氢化萘磺酸金属盐、烷基苯磺酸金属盐以及烷氧基苯磺酸金属盐。芳香族磺酸金属盐在作为氧化剂的功能的基础上，还具有作为掺杂剂的功能，因此无需使用另外的掺杂剂。另外，芳香族磺酸金属盐作为掺杂剂的功能优异，因此能够形成高品质的导电性高分子。特别优选使用使导电性和耐热性优异的导电性高分子生本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电解电容器的制造方法，其包括：准备具有电介质层的阳极构件的第1工序；将单体、氧化剂、硅烷化合物和溶剂含浸于所述阳极构件中的第2工序；在所述电介质层的表面形成包含导电性高分子和固体电解质层的第3工序，其中，所述导电性高分子含有所述单体的聚合物，所述固体电解质层含有来自于所述硅烷化合物中的含硅成分，所述单体包含由下述式(I)表示的化合物，式(I)中，R表示碳数1～10的烷基。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.16 JP 2014-0061491.一种电解电容器的制造方法，其包括：准备具有电介质层的阳极构件的第1工序；将单体、氧化剂、硅烷化合物和溶剂含浸于所述阳极构件中的第2工序；在所述电介质层的表面形成包含导电性高分子和含硅成分的固体电解质层的第3工序，其中，所述导电性高分子含有所述单体的聚合物，所述含硅成分来自于所述硅烷化合物，所述单体包含由下述式(I)表示的化合物，式(I)中，R表示碳数1～10的烷基。2.根据权利要求1所述的电解电容器的制造方法，其中，所述式(I)中的R为碳数2～5的烷基。3.根据权利要求1或2所述的电解电容器的制造方法，其中，相对于所述单体、所述氧化剂、所述硅烷化合物和所述溶剂的总量100质量％，在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：古川刚士，犬塚雄一郎，关佐和子，金崎亮，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP