电解电容器制造技术

本发明专利技术的目的在于，提供耐电压特性和耐热性优异、能够维持低ESR的电解电容器。本发明专利技术的电解电容器具备：具有电介质层的阳极体、与电介质层接触的固体电解质层、以及电解液。并且，本发明专利技术的电解液包含溶剂和溶质，溶剂包含二醇化合物，溶质包含羧酸成分和碱成分，溶质包含相对于碱成分100质量份为200质量份以上的羧酸成分。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电解电容器
本专利技术涉及具有固体电解质层和电解液的电解电容器。
技术介绍
作为体积小且容量大、ESR(等效串联电阻)低的电容器，具备形成有电介质层的阳极体、以覆盖至少一部分电介质层的方式形成的固体电解质层和电解液的电解电容器备受关注。固体电解质层使用了π共轭体系的导电性高分子。另一方面，从提高电解电容器的耐电压特性的观点出发，提出了在电解液中使用包含乙二醇和γ-丁内酯的溶剂(参照专利文献1)。需要说明的是，为了提高火花电压，还提出了向电解液中添加抗氧化剂等(专利文献2)。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2014/021333号公报专利文献2：日本特开2006-114540号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题对于电解电容器而言，除了要求耐电压特性之外，还要求低ESR、耐热性等。从同时提高耐电压和耐热性的观点出发，可以认为：在使电解液的溶质包含酸的同时，将二醇化合物用于电解液的溶剂是理想的。但是，使用二醇化合物作为溶剂时，如果在100℃以上进行长期负荷试验，则初期会发挥出低ESR，但经过一定时间后存在ESR急剧增大的倾向。鉴于上述情况，本专利技术的目的在于，提供耐电压特性和耐热性优异、能够维持低ESR的电解电容器。用于解决问题的手段本专利技术的一个方面涉及一种电解电容器，其具备：具有电介质层的阳极体、与上述阳极体的上述电介质层接触的固体电解质层、以及电解液，上述电解液包含溶剂和溶质，上述溶剂包含二醇化合物，上述溶质包含羧酸成分和碱成分，上述溶质包含相对于上述碱成分100质量份为200质量份以上的上述羧酸成分。专利技术效果根据本专利技术，可提供耐电压特性和耐热性优异、能够维持低ESR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截面示意图。图2是用于说明该实施方式所述的电容器元件的构成的概略图。具体实施方式本专利技术所述的电解电容器具备：具有电介质层的阳极体、与电介质层接触的固体电解质层、以及电解液。电解液包含溶剂和溶质，溶剂包含二醇化合物，溶质包含羧酸成分和碱成分。溶质包含相对于碱成分100质量份为200质量份以上的羧酸成分。通过使溶剂包含二醇化合物，固体电解质层中包含的导电性高分子的取向性或结晶性得以提高。由此，固体电解质层的导电性提高，电解电容器的ESR变低。此外，固体电解质层与电介质层的接触性提高，耐电压特性也提高。可以认为：导电性高分子因二醇化合物而发生溶胀。可以认为：溶胀状态的导电性高分子容易发生重排，因此，取向性或结晶性提高。此外，可以认为：电解液容易保持在电介质层与固体电解质层之间，通过所保持的电解液而容易维持适度的绝缘性。溶质包含相对于碱成分100质量份为200质量份以上的羧酸成分时，不仅在初期，还能够长期将电解电容器的ESR维持得很低。可以认为：通过使电解液中过量包含羧酸成分，从而固体电解质层的导电性的劣化受到抑制。需要说明的是，可以认为：固体电解质层发生劣化的原因之一是掺杂剂从导电性高分子中脱掺杂。根据上述构成，还可以期待电解电容器的耐热性或耐波纹性(耐リツプル性)的提高。这是因为二醇化合物不易从电解电容器向外部挥发。可以认为：虽然在电解电容器的密封部发生电解液的挥发，但二醇化合物不易透过密封部。羧酸成分的量相对于碱成分100质量份为200质量份以上即可，期望为400质量份以上，更期望为600质量份以上，进一步期望为900质量份以上。由此，抑制固体电解质层的导电性劣化的效果依次变大。但是，如果羧酸成分过多，则其解离变得困难，因此，羧酸成分的量相对于碱成分100质量份优选为4500质量份以下。电解液的pH优选为4以下、更优选为3.8以下、进一步优选为3.6以下。通过使电解液的pH为4以下，导电性高分子的劣化进一步受到抑制。通常可以认为：在pH为4以下的区域内阳极体发生腐蚀，但在上述电解液的情况下，阳极体的腐蚀也受到抑制。需要说明的是，pH更优选为2.0以上。溶剂中包含的二醇化合物的比例期望为50质量％以上、更期望为60质量％以上、进一步期望为70质量％以上。通过使电解液包含二醇化合物作为主要溶剂，降低电解电容器的ESR的效果和提高耐热性的效果变大。溶剂中，除了包含二醇化合物之外，还可以包含例如砜化合物、内酯化合物、碳酸酯化合物、一元醇或三元以上的醇等。作为砜化合物，可以使用环丁砜、二甲基亚砜、二乙基亚砜等。作为内酯化合物，可以使用γ-丁内酯、γ-戊内酯等。作为碳酸酯化合物，可以使用碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、氟代碳酸乙烯酯(FEC)等。作为醇，可以使用例如甘油。它们可以单独使用，也可以组合使用多种。期望二醇化合物至少包含乙二醇。此外，溶剂包含多种二醇化合物时，期望乙二醇是二醇化合物的主要成分。在二醇化合物之中，乙二醇的粘度较低，因此容易溶解过量的羧酸成分。此外，乙二醇的导热性高、产生纹波电流时的放热性也优异，因此提高耐热性的效果也大。乙二醇在二醇化合物中所占的比例期望为30质量％以上、更期望为50质量％以上，二醇化合物可以100质量％为乙二醇。二醇化合物中，除了包含乙二醇之外，还可以包含例如二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、平均分子量为190～400左右的聚乙二醇等。例如，溶剂的3～25质量％可以为平均分子量200～300的聚乙二醇。由此能够进一步提高电解电容器的耐热性。一部分羧酸成分可以源自其与碱成分形成的盐。即，作为一部分溶质，可以使用羧酸成分与碱成分的盐。通过使用这样的盐，能够得到提高羧酸成分的解离度的效果。例如，期望羧酸成分的10质量％～50质量％源自其与碱成分形成的盐。碱成分优选为选自伯胺、仲胺和叔胺中的至少1种。通过使用胺成分、尤其是伯胺～叔胺，使ESR长期保持稳定的效果得以提高。也可以使用季胺，但从尽可能抑制副反应的观点出发，期望为显示适度碱性的伯胺～叔胺。作为各胺，可以使用脂肪族胺、芳香族胺、杂环式胺等，从解离度高的观点出发，优选为分子量72～102的脂肪族胺。作为伯胺～叔胺，可列举出例如甲胺、二甲胺、三甲胺、乙胺、二乙胺、三乙胺、乙二胺、N，N-二异丙基乙胺、四甲基乙二胺、六亚甲基二胺、亚精胺、精胺、金刚烷胺、苯胺、苯乙胺、甲苯胺、吡咯烷、哌啶、哌嗪、吗啉、咪唑、吡啶、哒嗪、嘧啶、吡嗪、4-二甲基氨基吡啶等。它们可以单独使用，也可以组合使用两种以上。这些之中，特别优选为三乙胺、单乙基二甲胺等叔胺。溶质可以进一步包含：含有2个以上羟基的芳香族化合物(第一芳香族化合物)。第一芳香族化合物的羟基具有弥补羧酸成分的作用，使导电性高分子保持稳定的作用。可以认为：这样的稳定作用与第一芳香族化合物的羟基显弱酸性有关。此外，第一芳香族化合物的羟基是稳定的，例如不易发生酯化反应等副反应。因而，第一芳香族化合物长期表现出使导电性高分子保持稳定的效果。从抑制电解液粘度上升的观点出发，期望第一芳香族化合物的芳香环为C6的苯环或C10的萘环。此外，从具有长期稳定性的观点出发，期望第一芳香族化合物具有2个以上直接与芳香环键合的酚性羟基。这些之中，优选为2元～4元的酚性化合物。更具体而言，作为第一芳香族化合物，进一步优选使用选自邻苯二酚和连苯三酚中的至少1种。从呈现适度酸性的观点出发，特别优选为连苯三酚，期望本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电解电容器，具备：具有电介质层的阳极体、与所述阳极体的所述电介质层接触的固体电解质层、以及电解液，所述电解液包含溶剂和溶质，所述溶剂包含二醇化合物，所述溶质包含羧酸成分和碱成分，所述溶质包含相对于所述碱成分100质量份为200质量份以上的所述羧酸成分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.29 JP 2015-1491201.一种电解电容器，具备：具有电介质层的阳极体、与所述阳极体的所述电介质层接触的固体电解质层、以及电解液，所述电解液包含溶剂和溶质，所述溶剂包含二醇化合物，所述溶质包含羧酸成分和碱成分，所述溶质包含相对于所述碱成分100质量份为200质量份以上的所述羧酸成分。2.根据权利要求1所述的电解电容器，其中，所述电解液的pH为4以下。3.根据权利要求1或2所述的电解电容器，其中，所述溶剂中包含的所述二醇化合物的比例为50质量％以上。4.根据权利要求1～3中任一项所述的电解电容器，其中，所述二醇化合物包含乙二醇。5.根据权利要求1～4中任一项所述的电解电容器，其中，所述电解液中包含的所述溶质的比例为2～30质量％。6.根据权利要求1～5中任一项所述的电解电容器，其中，所述羧酸成分的一部分...

【专利技术属性】
技术研发人员：椿雄一郎，青山达治，
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