电解电容器制造技术

技术编号:19268276 阅读:36 留言:0更新日期:2018-10-27 05:04
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,固体电解质层包含π共轭体系导电性高分子和第一磺酸,电解液包含溶剂和酸成分,酸成分包含第二磺酸。

【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到关注。固体电解质层使用了赋予有掺杂剂的π共轭体系导电性高分子。已知掺杂剂会发生缓缓向电解液中脱出的脱掺杂现象。由此,发生导电性高分子的经时劣化,电解电容器的ESR缓慢增大。因而,尝试了使电解液中包含酸成分,使电解液的pH值降低,从而抑制脱掺杂现象(专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2006-108650号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题电解液中的酸成分具有如下作用:抑制从导电性高分子的脱掺杂现象,另一方面,使电解电容器的电极发生腐蚀。如果电极发生腐蚀,则漏电流变大。因而,从抑制电极腐蚀的观点出发,通常将显示强酸性的酸成分排除在外,选择显示弱酸性的酸成分并包含在电解液中。但是,显示弱酸性的酸成分比较不稳定,对于脱掺杂现象的抑制而言是有限的。用于解决问题的方案鉴于上述情况,本专利技术的一个方案涉及一种电解电容器,具备:具有电介质层的阳极体、与所述电介质层接触的固体电解质层、以及电解液,所述固体电解质层包含π共轭体系导电性高分子和第一磺酸,所述电解液包含溶剂和酸成分,所述酸成分包含第二磺酸。专利技术效果根据本专利技术,可提供漏电流小且ESR低的电解电容器。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。固体电解质层包含π共轭体系导电性高分子(以下也简称为导电性高分子)和第一磺酸。电解液包含溶剂和酸成分,酸成分包含第二磺酸。第一磺酸作为导电性高分子的掺杂剂而发挥功能。第一磺酸可以在阴离子的状态下包含在固体电解质层中。另一方面,电解液中的第二磺酸具有抑制第一磺酸从固体电解质层脱掺杂的现象、使导电性高分子的导电性稳定化的作用。此外,即使在第一磺酸从导电性高分子脱掺杂的情况下,第二磺酸也会再掺杂至脱掺杂部位的位点,因此,ESR难以降低。电解液中的羧酸观察不到这样的再掺杂作用。进而,第二磺酸比显示弱酸性的酸成分稳定。因而,通过使电解液包含第二磺酸,即使在高温下也能够将电解电容器的ESR维持得很低。期望的是:溶解于电解液的酸成分不会过度增大电解液的粘度,并生成容易在电解液中发生解离、容易在溶剂中移动的阴离子。另一方面,期望的是:固体电解质层中包含的第一磺酸不会在固体电解质层的内部大幅移动,难以发生脱掺杂现象。综上所述,期望第二磺酸的分子量比第一磺酸的分子量小。此时,分子量比第一磺酸小的第二磺酸容易侵入至第一磺酸的脱掺杂部位的位点,再掺杂会顺利地进行。作为第一磺酸,可以使用脂肪族磺酸、芳香族磺酸、高分子磺酸等。其中,从容易进行低分子量的第二磺酸的再掺杂、且难以发生脱掺杂现象的观点出发,最优选为高分子磺酸。作为脂肪族磺酸,可列举出甲烷磺酸、乙烷磺酸、丙烷磺酸、异丙基磺酸、丁烷磺酸、异丁基磺酸、叔丁基磺酸、戊烷磺酸、异戊基磺酸、己烷磺酸、壬烷磺酸、癸烷磺酸、十一烷磺酸、十二烷磺酸、十三烷磺酸、十四烷磺酸、正辛基磺酸、鲸蜡基磺酸等一元饱和脂肪族磺酸;乙烯磺酸、1-丙烯-1-磺酸等一元不饱和脂肪族磺酸;甲二磺酸、1,1-乙烷二磺酸、1,2-乙烷二磺酸、1,1-丙烷二磺酸、1,3-丙烷二磺酸、聚乙烯基磺酸等多元脂肪族磺酸,优选为碳数1~30的脂肪族磺酸。作为芳香族磺酸,可列举出苯磺酸、对甲苯磺酸、邻甲苯磺酸、间甲苯磺酸、邻二甲苯-4-磺酸、间二甲苯-4-磺酸、4-乙基苯磺酸、4-丙基苯磺酸、4-丁基苯磺酸、4-十二烷基苯磺酸、4-辛基苯磺酸、2-甲基-5-异丙基苯磺酸、2-萘磺酸、丁基萘磺酸、叔丁基萘磺酸、2,4,5-三氯苯磺酸、苄基磺酸、苯基乙烷磺酸等一元芳香族磺酸;间苯二磺酸、1,4-萘二磺酸、1,5-萘二磺酸、1,6-萘二磺酸、2,6-萘二磺酸、2,7-萘二磺酸、1,3,6-萘三磺酸、磺化聚苯乙烯等多元芳香族磺酸;苯酚-2-磺酸、苯酚-3-磺酸、苯酚-4-磺酸、茴香醚邻磺酸、茴香醚间磺酸、苯乙醚邻磺酸、苯乙醚间磺酸、苯酚-2,4-二磺酸、苯酚-2,4,6-三磺酸、茴香醚-2,4-二磺酸、苯乙醚-2,5-二磺酸、2-氧基甲苯-4-磺酸、邻苯二酚-4-磺酸、藜芦醚-4-磺酸、间苯二酚-4-磺酸、2-氧基-1-甲氧基苯-4-磺酸、1,2-二氧基苯-3,5-二磺酸、间苯二酚-4,6-二磺酸、对苯二酚磺酸、对苯二酚-2,5-二磺酸、1,2,3-三氧基苯-4-磺酸等氧基芳香族磺酸;邻磺基苯甲酸、间磺基苯甲酸、对磺基苯甲酸、2,4-二磺基苯甲酸、3-磺基邻苯二甲酸、3,5-二磺基邻苯二甲酸、4-磺基间苯二甲酸、2-磺基对苯二甲酸、2-甲基-4-磺基苯甲酸、2-甲基-3,5-二磺基苯甲酸、4-丙基-3-磺基苯甲酸、2,4,6-三甲基-3-磺基苯甲酸、2-甲基-5-磺基对苯二甲酸、5-磺基水杨酸、3-氧基-4-磺基苯甲酸等磺基芳香族羧酸;硫代苯酚磺酸、硫代茴香醚-4-磺酸、硫代苯乙醚-4-磺酸等硫代芳香族磺酸;苯甲醛邻磺酸、苯甲醛-2,4-二磺酸、苯乙酮邻磺酸、苯乙酮-2,4-二磺酸、二苯甲酮邻磺酸、二苯甲酮-3,3’-二磺酸、4-氨基苯酚-3-磺酸、蒽醌-1-磺酸、蒽醌-1,5-二磺酸、蒽醌-1,8-二磺酸、蒽醌-2,6-二磺酸、2-甲基蒽醌-1-磺酸等具有其它官能团的芳香族磺酸,优选为碳数6~30的芳香族磺酸。作为高分子磺酸,可列举出聚乙烯基磺酸、聚苯乙烯磺酸、聚烯丙基磺酸、聚丙烯酸类磺酸、聚甲基丙烯酸类磺酸、聚(2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸)、聚异戊二烯磺酸。它们可以单独使用,也可以组合使用两种以上。此外,它们可以是均聚物,也可以是两种以上单体的共聚物。其中,优选为聚苯乙烯磺酸(PSS)。高分子磺酸的重均分子量没有特别限定,从容易形成均质的固体电解质层的观点出发,例如优选为1000~100000。作为第二磺酸,可以使用作为第一磺酸而列举出的磺酸。其中,优选为碳数1~30的脂肪族磺酸、碳数6~30的芳香族磺酸。在脂肪族磺酸之中,优选为一元饱和脂肪族磺酸(例如己烷磺酸)。在芳香族磺酸之中,优选在磺基的基础上还具有羟基或羧基的芳香族磺酸,具体而言,优选为氧基芳香族磺酸(例如苯酚-2-磺酸)、磺基芳香族羧酸(例如对磺基苯甲酸、3-磺基邻苯二甲酸、5-磺基水杨酸)。从提高抑制第一磺酸从固体电解质层脱掺杂的效果的观点出发,期望的是电解液中以5~50质量%的浓度包含第二磺酸。如果第二磺酸的浓度在上述范围内,则电极的腐蚀也基本不会明显化。电解液中包含的第二磺酸的浓度更优选为15~35质量%。从有效地抑制电极的腐蚀、且提高使ESR稳定化的效果的观点出发,可以包含第三酸成分。第三酸成分只要是除了硫酸和磺酸之外的酸即可。期望第三酸成分是显示弱酸性的酸成分,可列举出羧酸、硼酸、膦酸等。其中,优选为羧酸。从羧酸容易解离的观点来看,电解液中包含的羧酸的浓度优选为5~50质量%、更优选为10~30质量%。羧酸优选包含具有2个以上羧基的芳香族化合物本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电解电容器,具备:具有电介质层的阳极体、与所述电介质层接触的固体电解质层、以及电解液,所述固体电解质层包含π共轭体系导电性高分子和第一磺酸,所述电解液包含溶剂和酸成分,所述酸成分包含第二磺酸。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.16 JP 2016-0521931.一种电解电容器,具备:具有电介质层的阳极体、与所述电介质层接触的固体电解质层、以及电解液,所述固体电解质层包含π共轭体系导电性高分子和第一磺酸,所述电解液包含溶剂和酸成分,所述酸成分包含第二磺酸。2.根据权利要求1所述的电解电容器,其中,所述第二磺酸的分子量比第一磺酸小。3.根据权利要求1或2所述的电解电容器,其中,所述电解液中以5质量%~50质量%的浓度包含所述第二磺酸。4.根据权利要求1~3中任一项所述的电解电容器,其中,所述酸成分包含第三酸成分,所述第三酸成分为除了硫酸和磺酸之外的酸。5.根据权利要求4所述的电解电容器,其中,所述第三酸成分包含羧酸。6.根据权利要求1~5中...

【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

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