电解电容器制造技术

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、与阳极体的电介质层接触的固体电解质层和电解液，电解液包含溶剂和溶质，溶剂包含二醇化合物，溶质包含酸成分和碱成分，溶质以质量比计，包含比碱成分多的酸成分，酸成分包含具有羟基的第一芳香族化合物，由此可以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。

Electrolytic capacitor

The electrolytic capacitor of the invention has an anode with a dielectric layer, a solid electrolyte layer and an electrolyte in contact with the dielectric layer of the anode. The electrolyte contains solvents and solutes, the solvent contains the glycol compound, the solute contains the acid composition and the alkali composition, and the solute contains the acid composition with more than the base composition by the mass ratio. The composition comprises a first aromatic compound with hydroxyl groups, which can provide an electrolytic capacitor with excellent voltage withstanding and heat resistance and low ESR maintenance.

【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
作为小型且大容量并且低ESR的电容器，具备形成有电介质层的阳极体、按照覆盖电介质层的至少一部分的方式形成的固体电解质层、和电解液的电解电容器被寄予期望。对于固体电解质层，使用π共轭系的导电性高分子。另一方面，对于电解液，从提高电解电容器的耐电压特性的观点出发，提出使用包含乙二醇和γ-丁内酯的溶剂(参照专利文献1)。需要说明的是，为了使火花电压上升，还提出在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
对于电解电容器，除了耐电压特性之外，还要求低ESR、耐热性等。从提高耐电压并且提高耐热性的观点出发，期望使电解液的溶质中包含酸、并且将二醇化合物用于电解液的溶剂。但是，作为溶剂使用二醇化合物的情况下，若在100℃以上进行长期的负荷试验，则虽然初期发挥低ESR，但有ESR比期待更早期地急剧增大的倾向。鉴于上述，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。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、与所述阳极体的所述电介质层接触的固体电解质层、和电解液，所述电解液包含溶剂和溶质，所述溶剂包含二醇化合物，所述溶质包含酸成分和碱成分，所述溶质以质量比计，包含比所述碱成分多的所述酸成分，所述酸成分包含具有羟基的第一芳香族化合物。根据本专利技术，可以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为本专利技术的一个实施方式涉及的电解电容器的截面示意图。图2为用于说明该实施方式涉及的电容器元件的构成的示意图。具体实施方式本专利技术涉及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、和电解液。电解液包含溶剂和溶质，溶剂包含二醇化合物，溶质包含酸成分和碱成分。其中，溶质以质量比计，包含比碱成分多的酸成分，酸成分包含具有羟基的第一芳香族化合物。由于溶剂包含二醇化合物，固体电解质层中所含的导电性高分子的取向性或结晶性被提高。由此，固体电解质层的导电性提高，电解电容器的ESR变低。另外，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。认为导电性高分子凭借二醇化合物而溶胀。认为溶胀状态的导电性高分子容易发生重新排列，因而取向性或结晶性提高。根据上述构成，还可以期待电解电容器的耐热性或耐纹波性的提高。这是因为二醇化合物难以从电解电容器向外部挥发。认为电解液的挥发在电解电容器的密封部发生，而二醇化合物难以透过密封部。溶剂中所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。由于电解液包含二醇化合物作为主溶剂，因此，降低电解电容器的ESR的效果和提高耐热性的效果变大。期望二醇化合物至少包含乙二醇。另外，溶剂包含多种二醇化合物的情况下，期望乙二醇为二醇化合物的主成分。乙二醇二醇化合物中粘度低，因此容易溶解溶质。另外，乙二醇的导热性高、纹波电流发生时的放热性也优异，因此提高耐热性的效果也大。二醇化合物中所占的乙二醇的比例期望为30质量％以上，更期望为50质量％以上，进一步期望为70质量％以上，二醇化合物可以100质量％为乙二醇。二醇化合物除了乙二醇以外，可以包含例如二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、分子量为190～400左右的聚乙二醇等。例如，溶剂的3～25质量％可以是分子量为200～300的聚乙二醇。由此，可以进一步提高电解电容器的耐热性。酸成分从初期起使电解液的pH降低，抑制由导电性高分子导致的掺杂剂的脱掺杂。由导电性高分子导致的掺杂剂的脱掺杂被认为是固体电解质层的劣化的原因之一。若固体电解质层劣化，则有ESR上升、并且击穿电压降低的倾向。为了抑制固体电解质层的劣化，以质量比计，需要比碱成分更多地包含酸成分。即，酸成分的量相对于碱成分100质量份，要求超过100质量份，期望为130质量份以上。但是，在电解液包含比碱成分多的酸成分的情况下，在溶剂包含二醇化合物的情况下，也难以长期使导电性高分子稳定化，有ESR比期待更早期地急剧增大的倾向。与此相对，通过使溶质中包含具有羟基的第一芳香族化合物，不仅初期，能够长期较低地维持电解电容器的ESR。认为其理由是，第一芳香族化合物的羟基具有使导电性高分子长期稳定化的作用。对于这样的作用而言，认为与第一芳香族化合物的羟基显示弱酸性、第一芳香族化合物的羟基稳定、例如难以使酯化反应等副反应进行的方面有关。酸成分可以在第一芳香族化合物的基础上包含羧酸。但是，若并用不充分的量的羧酸与第一芳香族化合物，则第一芳香族化合物带来的抑制ESR上升的效果有时降低。另外，从一边抑制副反应的进行一边平衡地提高初期特性与长期特性的观点出发，期望第一芳香族化合物占据酸成分的相当的比例。例如，期望第一芳香族化合物的量占酸成分的30～100质量％，更期望占36～100质量％。在电解液不含第一芳香族化合物的情况下，为了抑制ESR的上升，需要在电解液中添加大量的羧酸，需要至少碱成分的2倍以上的质量的羧酸。若考虑抑制副反应、降低原料成本等，则期望使用第一芳香族化合物代替使用大量的羧酸的情况也多。从抑制电解液的粘度上升的观点出发，期望第一芳香族化合物的芳环为C6的苯环或C10的萘环。另外，在具有长期的稳定性的方面，期望第一芳香族化合物具有1个以上与芳环直接键合的酚性的羟基，例如优选使用苯酚、二丁基羟基甲苯、甲酚、甲氧基苯酚、丁香酚、愈创木酚、麝香草酚、邻苯二酚、邻苯三酚等。这些之中，优选具有2个～4个酚性的羟基的2价～4价的酚性化合物。更具体来说，作为第一芳香族化合物，进一步优选使用选自邻苯二酚和邻苯三酚中的至少1种。在呈现适度的酸性的方面，特别优选邻苯三酚，期望第一芳香族化合物的90质量％以上为邻苯三酚。即使是具有酚性的羟基的芳香族化合物，具有与芳环直接键合的羧基的化合物的羧基也显示较强的酸性。特别是具有与羟基邻接的邻位的羧基的化合物(例如水杨酸)显示强酸性。理由尚不明确，但即使使用这样的化合物，也不具有长期使导电性高分子稳定化的效果，难以长期抑制ESR的上升。因此，要求第一芳香族化合物为不具有与芳环直接键合的羧基的化合物。从进一步提高电解电容器的耐热性、进一步抑制固体电解质层的劣化的观点出发，电解液中所含的第一芳香族化合物的比例优选为0.1～30质量％，更优选为2～25质量％。另外，从同样的观点出发，第一芳香族化合物的比例期望为溶质整体的20～95质量％，更期望为30～90质量％。电解液的pH优选为6以下，更优选为4以下，进一步优选为3.8以下或3.6以下。通过将电解液的pH设为4以下，导电性高分子的劣化被进一步抑制。通常，认为在pH4以下的范围，阳极体腐蚀，但在上述电解液的情况下，阳极体的腐蚀也被抑制。需要说明的是，pH更优选为2.0以上。作为可与第一芳香族化合物并用的羧酸，优选没有酚性羟基、且具有2个以上羧基的芳香族化合物(第二芳香族化合物)。第二芳香族化合物的羧基比较稳定，难以进行副反应。因此，第二芳香族化合物体现较长期使导电性高分子稳定化的效果。另外，第二芳香族化合物在电解液中呈现适度的酸性，因此由于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电解电容器，其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和电解液，所述电解液包含溶剂和溶质，所述溶剂包含二醇化合物，所述溶质包含酸成分和碱成分，所述溶质以质量比计，包含比所述碱成分多的所述酸成分，所述酸成分包含具有羟基的第一芳香族化合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.28 JP 2015-1894541.一种电解电容器，其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和电解液，所述电解液包含溶剂和溶质，所述溶剂包含二醇化合物，所述溶质包含酸成分和碱成分，所述溶质以质量比计，包含比所述碱成分多的所述酸成分，所述酸成分包含具有羟基的第一芳香族化合物。2.根据权利要求1所述的电解电容器，其中，所述溶剂中所含的所述二醇化合物的比例为50质量％以上。3.根据权利要求1或2所述的电解电容器，其中，所述二醇化合物包含乙二醇。4.根据权利要求1～3中任一项所述的电解电容器，其中，所述电解液的pH为4以下。5.根据权利要求1～4中任一项所述的电解电容器，其中，所述第一芳香族化合物具有2个以上的羟基。6.根据权利要求5所述的电解电容器，其中，所述第一芳香族化合物为选自邻苯二酚和邻苯三酚中的至少1种。7...

【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