CN104798155B - 固体电解电容器及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的固体电解电容器1包括：在表面形成有氧化皮膜22的阳极箔21，阴极箔23，以及电解纸25，该固体电解电容器是由含有“包含导电性高分子化合物的导电性微粒子27、以及亲水性高分子化合物28”的固体电解质26在阳极箔21与阴极箔23之间的空隙中充填而成的固体电解电容器1，亲水性高分子化合物28包含由下述化学式(I)表示的结构及由下述化学式(II)表示的结构。‑(R1‑O)‑…(I)‑(R2‑O)‑…(II)(在化学式(I)及化学式(II)中，R1及R2分别是由置换或者未置换的亚烷基，置换或者未置换的亚链烯基以及置换或者未置换的亚苯基所构成的群中被选择的自由基，且表示相互不同的自由基。)本发明的固体电解电容器1是耐压性高，且漏电流低，且与以往相比寿命更长的固体电解电容器。
Description
技术领域
本发明涉及一种固体电解电容器(Condenser)及其制造方法。
背景技术
以往，已知一种固体电解电容器的制造方法，其包括：通过向形成在阳极箔表面的氧化皮膜(介电层)的表面附着将导电性高分子和离子(Ion)传导性化合物分散的溶液并使其干燥，从而在氧化皮膜的表面形成固体电解质层的形成工序(例如参照专利文献一)。另外，在以往的固体电解电容器的制造方法中，离子传导性化合物是具有含电子供体部位(亲核部位)的重复单元，在电解质的存在下显示离子传导性的高分子。
根据以往的固体电解电容器的制造方法，由于能够形成含有导电性高分子以及离子传导性化合物的固体电解质层，因此能够制造固体电解质层的导电性提高，且ESR更低的固体电解电容器。
另外，根据以往的固体电解电容器的制造方法，由于能够形成不使用聚合物氧化剂的固体电解质层，因此能够制造不会因为聚合物氧化剂的存在而导致氧化皮膜劣化，耐压性高，并且漏电流低的固体电解电容器。
另外，根据以往的固体电解电容器的制造方法，由于上述离子传导性化合物是作为氧供给源在作用，因此在制备固体电解电容器的过程中即便在氧化皮膜中产生了缺损，该缺损处也可以通过离子传导性化合物的作用而被修复，通过这样便能够制造耐压性高，并且漏电流低的固体电解电容器。
另外，根据以往的固体电解电容器的制造方法，由于上述离子传导性化合物是作为氧供给源在作用，因此即便在长时间使用固体电解电容器的情况下在氧化皮膜中产生了缺损，该缺损处也可以通过离子传导性化合物的作用而被修复，因此能够制造寿命长久的固体电解电容器。
在电容器的技术领域中，一直在寻求耐压性高，漏电流低，且与以往相比寿命更长的电容器，而在固体电解电容器的技术领域中也不例外。
先行技术文献
专利文献
【专利文献一】日本特开2008-109065号公报
发明内容
因此，本发明正是鉴于这样的情况，目的是提供一种耐压性高，漏电流低，且与以往相比寿命更长的固体电解电容器。另外，目的是提供一种能够制造这样的固体电解电容器的固体电解电容器的制造方法。
[1]本发明的固体电解电容器包括：在表面形成有氧化皮膜22的阳极箔，阴极箔，以及被设置在所述阳极箔与所述阴极箔之间的电解纸(Separator)，该固体电解电容器是由含有“包含导电性高分子化合物的导电性微粒子、以及亲水性高分子化合物”的固体电解质在阳极箔21与阴极箔23之间的空隙中充填而成的固体电解电容器，其特征在于：所述亲水性高分子化合物包含由下述化学式(I)表示的结构及由下述化学式(II)表示的结构。
-(R1-O)-…(I)
-(R2-O)-…(II)
(在化学式(I)及化学式(II)中，R1及R2分别是由置换或者未置换的亚烷基，置换或者未置换的亚链烯基以及置换或者未置换的亚苯基所构成的群中被选择的自由基，且表示相互不同的自由基。)
根据本发明的固体电解电容器，由于能够形成不使用聚合物氧化剂的固体电解质，因此与以往的固体电解电容器的情况同样，不会因为聚合物氧化剂的存在而导致氧化皮膜劣化，是耐压性高，并且漏电流低的固体电解电容器。
另外，根据本发明的固体电解电容器，由于亲水性高分子化合物被充填在阳极箔与阴极箔之间的空隙中，因此在制备固体电解电容器的过程中即便在氧化皮膜中产生了缺损，也能够利用亲水性高分子化合物所保持的水分来修复上述缺损处，通过这样便能够制造耐压性高，并且漏电流低的固体电解电容器。
另外，根据本发明的固体电解电容器，由于亲水性高分子化合物被充填在阳极箔与阴极箔之间的空隙中，因此即便在长时间使用固体电解电容器的情况下在氧化皮膜中产生了缺损，也能够利用亲水性高分子化合物所保持的水分来修复上述缺损处，便能够制造寿命长久的固体电解电容器。
另外，根据本发明的固体电解电容器，由于亲水性高分子化合物包含由上述化学式(I)表示的结构及由下述化学式(II)表示的结构，从后述试验例(试验例二)可知，因为亲水性高分子化合物的水分含有量难以产生变化(即，因为亲水性高分子化合物的水分保持能力提高)，因此即便在长时间使用固体电解电容器的情况下也难以去除水分。另外，从后述试验例(试验例三)可知，因为难以产生由温度变化而引起的亲水性高分子化合物(进而是固体电解质)的形态变化，因此即便多次重复常温(不使用固体电解电容器时)和高温(使用固体电解电容器时)的升降温循环(Cycle)，氧化皮膜也难以劣化。因此，即便是在以严苛的条件长时间使用固体电解电容器的情况下，也能够在相比以往更长时间地保持水分的同时，且相比以往更长时间地抑制亲水性高分子化合物的形态变化，因此是与以往相比寿命更长的固体电解电容器。
因此，本发明的固体电解电容器是耐压性高，且漏电流低，且与以往相比寿命更长的固体电解电容器。
另外，本发明的固体电解电容器由于亲水性高分子化合物包含由上述化学式(I)表示的结构及由下述化学式(II)表示的结构，因此能够对亲水性高分子化合物的粘性、凝固点、熔点、沸点等的各种属性进行细微调整，是能够灵活适用于广泛用途中的固体电解电容器。
这里，将关于本发明中的氧化皮膜修复功能进行说明。在将电容器元件收纳入金属外壳(Case)并将其封口时或者受到外部冲击或者加热(例如，使用焊接并将其实施到电路基板上时的热)时等，在阳极箔及阴极箔的氧化皮膜中会产生缺损的情况。
此时，在阳极箔的端面附近，由于氧化皮膜的缺损而露出的铝(Aluminium)与来自于亲水性高分子化合物所供给的水分产生如下反应从而使氧化皮膜进行自修复。
2AL+3H2O→AL2O3+3H2↑
另外，在阴极箔中，由于氧化皮膜的缺损而露出的铝与来自于亲水性高分子化合物所供给的水分产生如下反应从而使氧化皮膜进行自修复。
Al+(n+3)H2O→Al(OH)3·nH2O+3/2H2↑
[2]在本发明的固体电解电容器中，所述亲水性高分子化合物是由包含由下述化学式(III)表示的结构及由下述化学式(IV)表示的结构的嵌段共聚物(Block Copolymer)构成较为理想。
-(R1-O)n-…(III)
-(R2-O)m-…(IV)
(在化学式(III)及化学式(IV)中，n及m分别是在1～2,000的范围内的整数。)
于是，通过将由包含由上述化学式(III)表示的结构及由下述化学式(IV)表示的结构的嵌段共聚物构成亲水性高分子化合物，便能够成为保水能力高且氧化皮膜修复功能出色的亲水性高分子化合物。
另外，通过对R1、R2的种类、n、m的范围，嵌段的数量或分布适当地进行选择·调整，便能够容易地对亲水性高分子化合物的粘性、凝固点、熔点等的各种属性进行调整，是能够灵活适用于广泛用途中的固体电解电容器。
[3]在本发明的固体电解电容器中，所述亲水性高分子化合物是由包含由下述化学式(V)表示的结构的共聚合物构成较为理想。
-[(R1-O)-(R2-O)]l-…(V)
(在化学式(V)中，l是在2～2,000的范围内的整数。)
于是，通过将由包含由上述化学式(V)表示的结构的共聚合物构成亲水性高分子化合物，便能够成为保水能力高且氧化皮膜修复功能出色的亲水性高分子化合物。
另外，通过对R1、R2的种类、l的范围适当地进行选择·调整，便能够容易地对亲水性高分子化合物的粘性、凝固点、熔点等的各种属性进行调整，是能够灵活适用于广泛用途中的固体电解电容器。
[4]在本发明的固体电解电容器中，所述亲水性高分子化合物的分子量为500以上较为理想。
通过这样的结构，亲水性高分子化合物的水分含有量难以产生变化(即，亲水性高分子化合物的水分保持能力提高)因此，即便在长时间使用固体电解电容器的情况下，也更难以去除水分。由此可见，亲水性高分子化合物的分子量为1000以上较佳，为2000以上更为理想。
与此相对，在本发明的固体电解电容器中，所述亲水性高分子化合物的分子量为500000以下较为理想。
通过这样的结构，使固体电解质充填溶液容易含有亲水性高分子化合物。由此可见，亲水性高分子化合物的分子量为100000以下较佳，为10000以下更为理想。
[5]在本发明的固体电解电容器中，所述亲水性高分子化合物是在使用差示扫描热量计对所述亲水性高分子化合物的差示扫描热量曲线(Curve)进行测定时，在高于室温的温度中没有被观测到基于形态变化而产生的吸热峰(Peak)的物质较为理想。
通过这样的结构，因为难以产生由温度变化而引起的亲水性高分子化合物(进而是固体电解质)的形态变化，因此即便多次重复常温(不使用固体电解电容器时)和高温(使用固体电解电容器时)的升降温循环(Cycle)，氧化皮膜也难以劣化。
[6]在本发明的固体电解电容器中，所述亲水性高分子化合物含有相对于该亲水性高分子化合物在1wt％～40wt％的范围内的水分较为理想。
这样，将亲水性高分子化合物的水分含有量设定为1wt％以上，是因为在将亲水性高分子化合物的水分含有量设定为1wt％以上时，即便在长时间使用固体电解电容器的情况下在氧化皮膜中产生了缺损，也能够通过亲水性高分子化合物所保持的水分有效修复上述缺损处，便能够构成寿命长久的固体电解电容器。另外，将亲水性高分子化合物的水分含有量设定为40wt％以下，是因为即便不将亲水性高分子化合物的水分含有量设定为超过40wt％的水分含油量，通常也能够发挥足够的氧化皮膜修复功能。另外，在将亲水性高分子化合物的水分含有量设定在40wt％以下时，能够降低低温环境下的结冰问题或高温环境下的内部压力上升问题。
[7]在本发明的固体电解电容器中，所述亲水性高分子化合物在侧链上包含亲水性官能团较为理想。
通过这样的结构，能够进一步提高亲水性高分子化合物的水分保持能力。
[8]在本发明的固体电解电容器中，所述亲水性官能团由羟(Hydroxy)基、氨(Amino)基、羰(Carbonyl)基、羧(Carboxyl)基、硝(Nitro)基、磺酸(Sulfone)基、酰胺(Amide)基或者磷酸酯(Phosphate Ester)基构成较为理想。
通过这样的结构，能够进一步提高亲水性高分子化合物的水分保持能力。
[9]在本发明的固体电解电容器中，所述亲水性高分子化合物在主链上含有表示氢键的连接链较为理想。
通过这样的结构，也能够进一步提高亲水性高分子化合物的水分保持能力。
[10]在本发明的固体电解电容器中，所述表示氢键的连接链由醚(Ether)基、羰基、酰胺基或者酯基构成较为理想。
通过这样的结构，能够进一步提高亲水性高分子化合物的水分保持能力。
[11]在本发明的固体电解电容器中，所述导电性高分子化合物由聚乙烯二氧噻吩(Polyethylene Dioxythiophene)、聚噻吩(Polythiophene)、聚吡咯(Polypyrrole)或者聚苯胺(Polyaniline)构成较为理想。
通过这样的结构，能够构成高导电性的导电体微粒子、进而是高导电性的固体电解质，便能够构成ESR低的固体电解电容器。
[12]在本发明的固体电解电容器中，所述导电体微粒子包含由聚苯乙烯磺(Polystyrene Sulfonic)酸、甲苯磺(Toluenesulfonic)酸、烷基苯磺(Alkylbenzenesulfonic)酸或者萘磺(Naphthalenesulfonic)酸所构成的掺杂(Dopant)较为理想。
通过这样的结构，能够构成高导电性的导电体微粒子、进而是高导电性的固体电解质，便能够构成ESR低的固体电解电容器。
[13]在本发明的固体电解电容器中，所述导电性微粒子的平均粒径为1um以下较为理想。
通过这样的结构，能够将导电性微粒子以高密度充填在阳极箔与阴极箔之间的空隙中，便能够构成ESR更低的固体电解电容器。
[14]在本发明的固体电解电容器中，所述固体电解电容器为卷回型固体电解电容器较为理想。
在本发明的固体电解电容器中，由于含有适量水分的亲水性高分子化合物在具有适度的粘性的同时还具有形态稳定性出色的特性，因此该亲水性高分子化合物的存在使得由阳极箔、阴极箔、电解纸、固体电解质所构成的电容器元件的形态稳定性高。因此，本发明更加适用于阳极箔、阴极箔、电解纸、固体电解质的形态容易不稳定的卷回型固体电解电容器。
[15]本发明的固体电解电容器的制造方法包括：电容器元件制造工序，用于制造具有在表面形成有氧化皮膜22的阳极箔，阴极箔，以及被设置在所述阳极箔与所述阴极箔之间的电解纸的电容器元件；固体电解质充填工序，在所述阳极箔与所述阴极箔之间的空隙中，通过将含有“包含导电性高分子化合物的导电性微粒子、以及亲水性高分子化合物”的固体电解质充填溶液灌注并使其干燥，从而将含有所述导电性微粒子及所述亲水性高分子化合物的固体电解质充填在所述阳极箔与所述阴极箔之间的空隙中，其特征在于：所述亲水性高分子化合物包含由下述化学式(I)表示的结构及由下述化学式(II)表示的结构。
-(R1-O)-…(I)
-(R2-O)-…(II)
(在化学式(I)及化学式(II)中，R1及R2分别是由置换或者未置换的亚烷基，置换或者未置换的亚链烯基以及置换或者未置换的亚苯基所构成的群中被选择的自由基，且表示相互不同的自由基。)
根据本发明的固体电解电容器的制造方法，如上所述，能够用简便的方法制造耐压性高，且漏电流低，且与以往相比寿命更长的固体电解电容器的。
[16]本发明的固体电解电容器的制造方法，还包括在所述电容器元件制备工序与所述固体电解质充填工序之间，将所述电容器元件浸渍在化学转化处理液中从而对至少存在于所述阳极箔的端面或者表面的氧化皮膜缺损部进行修复的化学转化处理工序较为理想。
在制备电容器元件的的过程中，会产生在阳极箔的端面或者表面生成氧化皮膜的破损处的情况。然而，在使用亲水性高分子化合物所保持的水分对在制备电容器元件的过程中所生成的氧化皮膜的破损处进行修复时，在该过程中亲水性高分子化合物所保持的水分被大量消耗的亲水性高分子化合物的破损修复能力可能会下降。与此相对，通过上述方法，能够在制备电容器元件的的过程中抑制亲水性高分子化合物所保持的水分的消耗，便能够制造寿命更加长久的固体电解电容器。
[17]本发明的固体电解电容器的制造方法优选所述固体电解充填溶液为水溶液。
通过这样的方法，能够使更多的水分保持在亲水性高分子化合物中，便能够制造寿命更加长久的固体电解电容器。
【简单附图说明】
【图1】是对实施方式涉及的固体电解电容器1进行说明的示意图。
【图2】是对实施方式涉及的固体电解电容器1进行说明的示意图。
【图3】是用于对实施方式涉及的固体电解电容器的制造方法进行说明的流程图(Flow Chart)。
【图4】是用于对实施方式涉及的固体电解电容器的制造方法(特别是化学转化处理工序)进行说明的示意图。
【图5】是用于对实施方式涉及的固体电解电容器的制造方法(特别是固体电解质充填工序)进行说明的示意图。
【图6】是用于对实施方式涉及的固体电解电容器的制造方法(特别是组装·密封工序)进行说明的示意图。
【图7】是显示用于试验例的各个样品的规格及试验例的评价结果的图表。
【图8】是显示试验例1的结果的图。
【图9】是显示试验例2的结果的图。
【图10】是显示试验例3的结果的图。
具体实施方式
以下，将根据图中所示的实施方式对本发明涉及的固体电解电容器及其制造方法进行说明。
[实施方式]
1.实施方式涉及的固体电解电容器
图1及图2用于对实施方式涉及的固体电解电容器1进行说明的示意图。图1(a)是实施方式涉及的固体电解电容器1的截面图，图1(b)电容器元件20的斜视图。图2(a)是实施方式涉及的固体电解电容器1的主要部分的截面图，图2(b)是比较例涉及的在电解质中使用电解液31的电解电容器1a的主要部分的截面图。
实施方式涉及的固体电解电容器1是卷回型固体电解电容器，如图1所示，包括：有底筒状的金属外壳10，电容器元件20，封口构件40。
金属外壳10的底面部基本呈圆形形状，在中心附近设有阀门(图中未显示。)。因此，在内压上升时，该阀门变为能够打开从而将内压向外部释放的构造。金属外壳10的侧面部被竖立设置在从底面部的外边缘起基本垂直的方向上。金属外壳10的开口部通过封口构件40被封口，电容器元件20的两条引线(Lead)29,30穿过被设置在封口构件40上的通孔从而被拉出到外部。
电容器元件20被收纳在金属外壳10的内部，如图1(b)所示，阳极箔21与阴极箔23经由电解纸25叠加在一起并被卷绕，在阳极箔21与阴极箔23之间具有固体电解质26。
阳极箔21是由铝(Aluminium)，钽(Tantalum)，铌(Niobium)等的阀金属所形成的。阳极箔21的表面在通过蚀刻(Etching)处理被粗面化后，通过化学转化处理从而被形成为氧化皮膜22。
阴极箔23与阳极箔21同样，也是由铝，钽，铌等的阀金属所形成的。阴极箔23的表面与阳极箔21同样在通过蚀刻处理被粗面化后，通过自然氧化从而被形成为氧化皮膜24。阳极箔21及阴极箔23分别与引线29,30电连接。
电解纸25的宽度相比于阳极箔21及阴极箔23的卷绕宽度更大，电解纸25***在阳极箔21及阴极箔23之间被叠加。能够使用耐热性纤维(Cellulose)纸或者难热性阻燃纸作为电解纸25。
在如这样被构成的实施方式涉及的固体电解电容器1中，在阳极箔21与阴极箔23之间的空隙中，被充填含有“包含导电性高分子化合物的导电性微粒子27及亲水性高分子化合物28”的固体电解质26。
亲水性高分子化合物28包含由下述化学式(I)表示的结构及由下述化学式(II)表示的结构。
-(R1-O)-…(I)
-(R2-O)-…(II)
而在化学式(I)及化学式(II)中，R1及R2分别是由置换或者未置换的亚烷基，置换或者未置换的亚链烯基以及置换或者未置换的亚苯基所构成的群中被选择的自由基，且表示相互不同的自由基。
亲水性高分子化合物28是由包含由下述化学式(III)表示的结构及由下述化学式(IV)表示的结构的嵌段共聚物构成亦可，是由包含由下述化学式(V)表示的结构的共聚物构成亦可。
-(R1-O)n-…(III)
-(R2-O)m-…(IV)
-[(R1-O)-(R2-O)]l-…(V)
在这种情况下，在化学式(III)及化学式(IV)中，n及m分别是在1～2,000的范围内的整数，在化学式(V)中，l是在2～2,000的范围内的整数。
亲水性高分子化合物28的分子量为500以上。
亲水性高分子化合物28是在使用差示扫描热量计对所述亲水性高分子化合物的差热扫描曲线(Curve)进行测定时，在高于室温的温度中没有被观测到基于形态变化而产生的吸热峰的物质。
亲水性高分子化合物28含有相对于该亲水性高分子化合物在1wt％～40wt％的范围内的水分。
亲水性高分子化合物28在侧链上包含亲水性官能团亦可。在这种情况下，亲水性官能团优选由例如羟基、氨基、羰基、羧基、硝基、磺酸基、酰胺基或者磷酸酯基构成。
亲水性高分子化合物28在主链上含有表示氢键的连接链亦可。在这种情况下，表示氢键的连接链优选由例如醚基、羰基、酰胺基或者酯基构成。
导电性高分子化合物是由聚乙烯二氧噻吩、聚噻吩、聚吡咯或者聚苯胺构成的。
导电体微粒子27还包含聚苯乙烯磺酸、甲苯磺酸、烷基苯磺酸或者萘磺酸所构成的掺杂亦可。
导电体微粒子27的平均粒径为1um以下亦可。
2.固体电解电容器的制造方法
能够通过以下的方法制造实施方式涉及的固体电解电容器1。图4～图6用于对实施方式涉及的固体电解电容器的制造方法进行说明的示意图。其中，图4是用于对化学转化处理工序进行说明的示意图，图5是用于对固体电解质充填工序进行说明的示意图，图6是用于对组装·密封工序进行说明的示意图。图4(a)～图4(d)、图5(a)～图5(d)及图6(a)～图6(c)为各工序图。
(1)电容器元件制备工序
首先，经由电解纸25，通过将具有凹凸表面且在该凹凸表面上形成有氧化皮膜22的阳极箔21与具有凹凸表面的阴极箔23叠加并卷绕从而制备电容器元件20。因此，制备出的电容器元件20包括：在表面上形成有氧化皮膜22的阳极箔21，阴极箔23，以及被设置在阳极箔21与阴极箔23之间的电解纸25。此时，引线29与阳极箔21相连接，引线30与阴极箔23相连接。
(2)化学转化处理工序
接着，如图4所示，在将电容器元件20浸渍在化学液体槽50中的化学转化处理液52(例如，己二酸铵(Ammonium adipate)，硼酸铵(Ammonium borate)，磷酸铵，戊二(Glutaric)酸铵，壬二(Azelate)酸铵，酒石酸铵，癸二(Sebacin)酸铵，庚二(Pimelic)酸铵，辛二(suberin)酸铵等的水溶液)的同时，在阳极侧的引线29与化学转化处理液52之间外加100V的电压5分钟从而对存在于阳极箔21端部的氧化皮膜缺损部及存在于表面的氧化皮膜缺损部进行修复。
(3)固体电解质充填工序
接着，在阳极箔与阴极箔之间的空隙中，通过将含有“包含导电性高分子化合物的导电性微粒子27及亲水性高分子化合物28”的固体电解质充填溶液62灌注并使其干燥，从而将含有导电性微粒子27及亲水性高分子化合物28的固体电解质86充填在阳极箔21与阴极箔23之间的空隙中。
具体而言，如图5所示，固体电解质充填工序将电容器元件20浸渍在固体电解质充填槽60中的固体电解质充填溶液(水溶液)62中，之后，通过使电容器元件20干燥从而进行固体电解质充填工序。
此时，使用包含由下述化学式(I)表示的结构及由下述化学式(II)表示的结构的物质作为亲水性高分子化合物(例如，聚丙烯乙二醇)。
-(R1-O)-…(I)
-(R2-O)-…(II)
而在化学式(I)及化学式(II)中，R1及R2分别是由置换或者未置换的亚烷基，置换或者未置换的亚链烯基以及置换或者未置换的亚苯基所构成的群中被选择的自由基，且表示相互不同的自由基。
(4)组装·密封工序
最后，将封口构件40安装在电容器元件20上的同时，将电容器元件20***金属外壳10后，在金属外壳10的开口段近旁将金属外壳10铆接。之后，在高温环境下外加指定的电压从而实施老化(Aging)工序。通过这样，便完成实施方式涉及的固体电解电容器1。
以上对实施方式涉及的固体电解电容器的制造方法进行了说明，但本发明并不仅被限定于此，只要在不脱离主旨的范围内能够进行各种变形。
3.[实施方式的效果]
根据如以上结构的(通过以上制造方法被制造的)实施方式涉及的固体电解电容器1，由于能够形成不使用聚合物氧化剂的固体电解质，因此与以往的固体电解电容器的情况同样，不会因为聚合物氧化剂的存在而导致氧化皮膜劣化，是耐压性高，并且漏电流低的固体电解电容器。
另外，根据实施方式涉及的固体电解电容器1，由于亲水性高分子化合物被充填在阳极箔与阴极箔之间的空隙中，因此即便在制备固体电解电容器的过程中在氧化皮膜中产生了缺损，也能够利用亲水性高分子化合物所保持的水分来修复上述缺损处，通过这样便能够制造耐压性高，并且漏电流低的固体电解电容器。
另外，根据实施方式涉及的固体电解电容器1，由于亲水性高分子化合物被充填在阳极箔与阴极箔之间的空隙中，因此即便在长时间使用固体电解电容器的情况下在氧化皮膜中产生了缺损，也能够利用亲水性高分子化合物所保持的水分来修复上述缺损处，便能够制造寿命长久的固体电解电容器。
另外，根据实施方式涉及的固体电解电容器1，由于亲水性高分子化合物包含由上述化学式(I)表示的结构及由下述化学式(II)表示的结构，因为亲水性高分子化合物的水分含有量难以产生变化(即，因为亲水性高分子化合物的水分保持能力提高)，因此即便在长时间使用固体电解电容器的情况下也难以去除水分。另外，因为难以产生由温度变化而引起的亲水性高分子化合物(进而是固体电解质)的形态变化，因此即便多次重复常温(不使用固体电解电容器时)和高温(使用固体电解电容器时)的升降温循环(Cycle)，氧化皮膜也难以劣化。因此，即便是在以严苛的条件长时间使用固体电解电容器的情况下，也能够在相比以往更长时间地保持水分的同时，且相比以往更长时间地抑制亲水性高分子化合物的形态变化，因此是与以往相比寿命更长的固体电解电容器。
因此，实施方式涉及的固体电解电容器1是耐压性高，且漏电流低，且与以往相比寿命更长的固体电解电容器。
另外，实施方式涉及的固体电解电容器1由于亲水性高分子化合物包含由上述化学式(I)表示的结构及由下述化学式(II)表示的结构，因此能够对亲水性高分子化合物的粘性、凝固点、熔点、沸点等的各种属性进行细微调整，是能够灵活适用于广泛用途中的固体电解电容器。
另外，在实施方式涉及的固体电解电容器1中，在将由包含由上述化学式(III)表示的结构及由上述化学式(IV)表示的结构的嵌段共聚物构成的物质作为亲水性高分子化合物28的情况下，能够使亲水性高分子化合物成为保水能力高且氧化皮膜修复功能出色的亲水性高分子化合物，因此，便能够构成耐压性高，且漏电流低，且与以往相比寿命更长的固体电解电容器。另外，通过对R1、R2的种类、n、m的范围，嵌段的数量或分布适当地进行选择·调整，能够容易地对亲水性高分子化合物的粘性、凝固点、熔点等的各种属性进行调整，便能够构成灵活适用于广泛用途中的固体电解电容器。
另外，在实施方式涉及的固体电解电容器1中，在将由包含由下述化学式(V)表示的结构的共聚物构成的物质作为亲水性高分子化合物28的情况下，能够使亲水性高分子化合物成为保水能力高且氧化皮膜修复功能出色的亲水性高分子化合物，因此，便能够构成耐压性高，且漏电流低，且与以往相比寿命更长的固体电解电容器。另外，通过对R1、R2的种类、l的范围适当地进行选择·调整，能够容易地对亲水性高分子化合物的粘性、凝固点、熔点等的各种属性进行调整，便能够构成灵活适用于广泛用途中的固体电解电容器。
另外，根据实施方式涉及的固体电解电容器1，由于亲水性高分子化合物的分子量为500以上，因此亲水性高分子化合物的水分含有量难以产生变化(即，因为亲水性高分子化合物的水分保持能力提高)。因此，即便在长时间使用固体电解电容器的情况下，也更难以去除水分。
另外，根据实施方式涉及的固体电解电容器1,由于亲水性高分子化合物是在使用差示扫描热量计对亲水性高分子化合物的差热扫描曲线进行测定时,在高于室温的温度中没有被观测到基于形态变化而产生的吸热峰的物质,因为难以产生由温度变化而引起的亲水性高分子化合物(进而是固体电解质)的形态变化，因此即便多次重复常温(不使用固体电解电容器时)和高温(使用固体电解电容器时)的升降温循环，氧化皮膜也难以劣化。
另外，根据实施方式涉及的固体电解电容器1，由于亲水性高分子化合物相对于该亲水性高分子化合物含有1wt％以上的水分,因此即便在长时间使用固体电解电容器的情况下在氧化皮膜中产生了缺损，也能够通过亲水性高分子化合物所保持的水分有效修复上述缺损处，从而能够构成寿命长久的固体电解电容器。另外，由于亲水性高分子化合物相对于该亲水性高分子化合物含有40wt％以下的水分,因此能够在发挥通常足够的氧化皮膜修复功能的同时,还能够降低低温环境下的结冰问题或高温环境下的内部压力上升问题。
另外,在实施方式涉及的固体电解电容器1中，在使用在侧链上包含亲水性官能团(例如,羟基、氨基、羰基、羧基、硝基、磺酸基、酰胺基或者磷酸酯基)的物质作为亲水性高分子化合物的情况下,能够进一步提高亲水性高分子化合物的水分保持能力。
另外,在实施方式涉及的固体电解电容器1中，在使用在主链上含有表示氢键的连接链(例如,醚基、羰基、酰胺基或者酯基)的物质作为亲水性高分子化合物的情况下,能够进一步提高亲水性高分子化合物的水分保持能力。
另外，根据实施方式涉及的固体电解电容器1，由于导电性高分子化合物由聚乙烯二氧噻吩、聚噻吩、聚吡咯或者聚苯胺构成，能够构成高导电性的导电体微粒子、进而是高导电性的固体电解质，便能够构成ESR低的固体电解电容器。
另外，根据实施方式涉及的固体电解电容器1，在导电体微粒子还包含聚苯乙烯磺酸、甲苯磺酸、烷基苯磺酸或者萘磺酸的情况下，由此可见，能够构成高导电性的导电体微粒子、进而是高导电性的固体电解质，便能够构成ESR低的固体电解电容器。
另外，根据实施方式涉及的固体电解电容器1，在导电性微粒子的平均粒径为1um以下的情况下，能够将导电性微粒子以高密度充填在阳极箔与阴极箔之间的空隙中，便能够构成ESR更低的固体电解电容器。
根据实施方式涉及的固体电解电容器的制造方法，如上所述，能够用简便的方法制造耐压性高，且漏电流低，且与以往相比寿命更长的固体电解电容器的。
另外，根据实施方式涉及的固体电解电容器的制造方法，由于在电容器元件制备工序与固体电解质充填工序之间还包含化学转化处理工序，能够在制备电容器元件的的过程中抑制亲水性高分子化合物所保持的水分的消耗，从而能够制造寿命更加长久的固体电解电容器。
另外，根据实施方式涉及的固体电解电容器的制造方法，由于固体电解质充填溶液是水溶液，能够使更多的水分保持在亲水性高分子化合物中，从而能够制造寿命更加长久的固体电解电容器。
[试验例]
以下试验例1～3是显示“本发明的固体电解电容器是耐压性高，且漏电流低，且与以往相比寿命更长的固体电解电容器”的试验例。
图7是显示在各个试验例中被使用的亲水性高分子化合物的规格及各个试验例的评价结果的图表。图7(a)是显示在各个试验例中被使用的亲水性高分子化合物的规格的图表，图7(b)是显示各个试验例的评价结果的图表。
<试验例1>
1.样品的制备
(1)样品一(实施例)
制备与实施方式涉及的固体电解电容器1同样的电容器元件并将其作为样品一。而使用亲水性高分子化合物1(参照聚丙烯乙二醇(PEG与PPG的嵌段共聚物，数均分子量：2800，图7(a)))作为亲水性高分子化合物。另外，使用聚乙烯二氧噻吩作为亲水性高分子化合物。另外，使用还包含由聚苯乙烯磺酸构成的杂质的物质作为导电性微粒子。
(2)样品二(比较例)
制备除亲水性高分子化合物以外的结构与样品一涉及的固体电解电容器同样的电容器元件并将其作为样品二。而使用亲水性高分子化合物2(参照聚乙二醇(Polyethylene glycol)(PEG，数均分子量：3000，图7(a)))作为亲水性高分子化合物。
(3)样品三(比较例)
制备除亲水性高分子化合物以外的结构与样品一涉及的固体电解电容器同样的电容器元件并将其作为样品三。而使用亲水性高分子化合物3(参照聚乙二醇(PEG，数均分子量：300，图7(a)))作为亲水性高分子化合物。
2.评价方法
将各个样品分别静置在135℃的恒温恒湿槽内，且对各个样品在外加规定的直流电压的状态下对电流进行测定。使用横河仪表仪器有限公司(Yokogawa Meters&Instruments Corporation)制造的数字电表(Digital Meter)73401进行了250小时的漏电流测定。因此，对从测定开始经过2000小时后的漏电流未满初始值5倍的情况给予“○”的评价，对从测定开始经过2000小时后的漏电流在初始值5倍以上的情况给予“×”的评价。
3.评价结果
图8是表示试验例1的结果的图。
从图8可知，在样品三中，从测定开始后漏电流增加。漏电流的增加也很急剧。测定开始经过2000小时后的漏电流为初始值的5倍以上。在样品二中，从测定开始后经过250小时后漏电流开始慢慢增加。测定开始经过2000小时后的漏电流为初始值的5倍以上。与此相对，在样品一中，即便从测定开始后经过2500小时后漏电流也基本没有增加。测定开始经过2000小时后的漏电流未满初始值的5倍。由此可知，样品一是与以往相比寿命更长的固体电解电容器。
<试验例2>
1.样品的制备
(1)样品四(实施例)
将含有用于试验例1中的亲水性高分子化合物1的水溶液注入培养皿后使其干燥从而制备厚度为0.5mm的粘性体的层作为样品四。
(2)样品五(比较例)
将含有用于试验例1中的亲水性高分子化合物2的水溶液注入培养皿后使其干燥从而制备厚度为0.5mm的膜作为样品五。
(3)样品六(比较例)
将含有用于试验例1中的亲水性高分子化合物3的水溶液注入培养皿后使其干燥从而制备厚度为0.5mm的粘性体的层作为样品六。
2.评价方法
将各个样品分别置入恒温恒湿槽内，以120℃干燥40分钟后以0℃干燥20分钟。之后，对将这些放置在室内时的重量进行测定。使用电子天平(AND公司制造GZ-600)每5分钟进行50分钟的重量测定。因此，对从测定开始经过30分钟时无法观测出重量变化的情况给予“○”的评价，对从测定开始经过30分钟时能够观测出重量变化的情况给予“×”的评价。
3.评价结果
图9是表示试验例2的结果的图。
从图9的重量变化曲线可知，在样品六中，从测定开始后直到测定经过50分钟后重量单调增加。与此相对，在样品四及样品五中，可看到从测定开始后直到测定经过20分钟后的重量增加，而之后的重量增加则无法看到。由此可知，在样品四及样品五中，亲水性高分子化合物的水分含有量难以产生变化(即，亲水性高分子化合物的水分保持能力提高)。
<试验例3>
1.样品
(1)样品七(实施例)
将用于试验例1中的亲水性高分子化合物1制成颗粒(Pellet)状(重量：4.00mg)并作为样品七。
(2)样品八(比较例)
将用于试验例1中的亲水性高分子化合物2制成颗粒状(重量：4.00mg)并作为样品八。(3)样品九(比较例)
将用于试验例1中的亲水性高分子化合物3制成颗粒状(重量：4.00mg)并作为样品九。
2.评价方法
对各个样品通过分别使用差示扫描热量计(TA仪器公司制造的A1000)在+30℃～+350℃的温度范围内，在以升温速度为10℃/分的条件下对差热扫描曲线(DSC曲线)进行测定。因此，对在高于室温温度中没有被观测到基于形态变化而产生的吸热峰的情况给予“○”的评价，对在高于室温温度中被观测到基于形态变化而产生的吸热峰的情况给予“×”的评价。
3.评价结果
图10是表示试验例3的结果的图。
从图10的DSC曲线可知，在样品8中，在35℃～50℃的温度范围内，根据形态变化(固体→粘性体→液体)显示吸热峰。与此相对，在样品七及样品九中，与样品八的情况不同，没有根据形态变化显示吸热峰。由此可知，在样品七及样品九中，即便多次重复常温(不使用固体电解电容器时)与高温(使用固体电解电容器时)的升降温循环也不会引起亲水性高分子化合物的形态变化(进而不会引起固体电解质的形态变化)。另外，在样品七及样品九中，在110℃～125℃的温度范围内能看到的吸热峰是基于将亲水性高分子化合物所保持的水分放出的吸热峰。
以上根据上述实施方式对本发明的固体电解电容器及其制造方法进行了说明，但本发明并不仅被限定于此，只要在不脱离主旨的范围内便能够进行实施，例如以下这样的变形。
(1)在上述实施方式中，使用“由包含由上述化学式(III)表示的结构及由下述化学式(IV)表示的结构的嵌段共聚物构成的物质”或者“由包含由下述化学式(V)表示的结构的共聚物构成的物质”作为亲水性高分子化合物，但本发明不仅限定于此。使用上述亲水性高分子化合物以外的亲水性高分子化合物亦可。
(2)在上述实施方式中，使用含有由聚乙烯二氧噻吩(PEDOT)构成的导电性高分子化合物的物质作为导电性微粒子，但本发明不仅限定于此。不使用聚乙烯二氧噻吩而使用聚噻吩、聚吡咯或者聚苯胺亦可。
(3)在上述实施方式中，使用还含有由聚苯乙烯磺酸构成的杂质的物质作为导电性微粒子，但本发明不仅限定于此。使用还包含聚苯乙烯磺酸、甲苯磺酸、烷基苯磺酸或者萘磺酸所构成的掺杂作为导电体微粒子亦可。
(4)在上述实施方式中，使用卷回型固体电解电容器对本发明的固体电解电容器进行了说明，但本发明并不仅被限定于此。本发明也能够适用于层积型的其他固体电解电容器。
符号说明
1,1a……固体电解电容器；10……金属外壳；20……电容器元件；21……阳极箔；22,24……氧化皮膜；23……阴极箔；25……电解纸；26……固体电解质；27……导电性微粒子；28……亲水性高分子化合物；29,30……引线；31……电解液；40……弹性封口体；50……化学液体槽；52……化学转化处理液；60……固体电解质充填槽；62……固体电解质充填溶液。
Claims (17)
1.一种固体电解电容器，包括：在表面形成有氧化皮膜的阳极箔，阴极箔，以及被设置在所述阳极箔与所述阴极箔之间的电解纸，该固体电解电容器是由含有“包含导电性高分子化合物的导电性微粒子、以及亲水性高分子化合物”的固体电解质在阳极箔与阴极箔之间的空隙中充填而成，且在所述氧化皮膜中产生缺损时能够利用所述亲水性高分子化合物所保持的水分来修复该缺损处的固体电解电容器，其特征在于：
其中，所述亲水性高分子化合物包含由下述化学式(I)表示的结构以及由下述化学式(II)表示的结构，
-(R1-O)-…(I)
-(R2-O)-…(II)
在化学式(I)及化学式(II)中，R1及R2分别是由置换或者未置换的亚烷基，置换或者未置换的亚链烯基以及置换或者未置换的亚苯基所构成的群中被选择的自由基，且表示相互不同的自由基。
2.根据权利要求1所述的固体电解电容器，其特征在于：
其中，所述亲水性高分子化合物是由包含由下述化学式(III)表示的结构及由下述化学式(IV)表示的结构的嵌段共聚物构成，
-(R1-O)n-…(III)
-(R2-O)m-…(IV)
在化学式(III)及化学式(IV)中，n及m分别是在1～2,000的范围内的整数。
3.根据权利要求1所述的固体电解电容器，其特征在于：
其中，所述亲水性高分子化合物是由包含由下述化学式(V)表示的结构的共聚合物构成，
-[(R1-O)-(R2-O)]l-…(V)
在化学式(V)中，l是在2～2,000的范围内的整数。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的固体电解电容器，其特征在于：
其中，所述亲水性高分子化合物的分子量为500以上。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的固体电解电容器，其特征在于：
其中，所述亲水性高分子化合物是在使用差示扫描热量计对所述亲水性高分子化合物的差热曲线进行测定时，在高于室温的温度中没有被观测到基于形态变化而产生的吸热峰的物质。
6.根据权利要求1～3中任一项所述的固体电解电容器，其特征在于：
其中，所述亲水性高分子化合物含有相对于该亲水性高分子化合物在1wt％～40wt％的范围内的水分。
7.根据权利要求1～3中任一项所述的固体电解电容器，其特征在于：
其中，所述亲水性高分子化合物在侧链上包含亲水性官能团。
8.根据权利要求7所述的固体电解电容器，其特征在于：
其中，所述亲水性官能团由羟基、氨基、羰基、羧基、硝基、磺酸基、酰胺基或者磷酸酯基构成。
9.根据权利要求1～3中任一项所述的固体电解电容器，其特征在于：
其中，所述亲水性高分子化合物在主链上含有表示氢键的连接链。
10.根据权利要求9所述的固体电解电容器，其特征在于：
其中，所述表示氢键的连接链由醚基、羰基、酰胺基或者酯基构成。
11.根据权利要求1～3中任一项所述的固体电解电容器，其特征在于：
其中，所述导电性高分子化合物由聚乙烯二氧噻吩、聚噻吩、聚吡咯或者聚苯胺构成。
12.根据权利要求1～3中任一项所述的固体电解电容器，其特征在于：
其中，所述导电体微粒子包含由聚苯乙烯磺酸、甲苯磺酸、烷基苯磺酸或者萘磺酸所构成的掺杂。
13.根据权利要求1～3中任一项所述的固体电解电容器，其特征在于：
其中，所述导电性微粒子的平均粒径为1um以下。
14.根据权利要求1～3中任一项所述的固体电解电容器，其特征在于：
其中，所述固体电解电容器为卷回型固体电解电容器。
15.一种固体电解电容器的制造方法，包括：电容器元件制造工序，用于制造具有在表面形成有氧化皮膜的阳极箔，阴极箔，以及被设置在所述阳极箔与所述阴极箔之间的电解纸的电容器元件；固体电解质充填工序，在所述阳极箔与所述阴极箔之间的空隙中，通过将含有“包含导电性高分子化合物的导电性微粒子、以及亲水性高分子化合物”的固体电解质充填溶液灌注并使其干燥，从而将含有所述导电性微粒子及所述亲水性高分子化合物的固体电解质充填在所述阳极箔与所述阴极箔之间的空隙中，其特征在于：
其中，所述亲水性高分子化合物包含由下述化学式(I)表示的结构以及由下述化学式(II)表示的结构，且在所述氧化皮膜中产生缺损时能够利用所述亲水性高分子化合物所保持的水分来修复该缺损处，
-(R1-O)-…(I)
-(R2-O)-…(II)
在化学式(I)及化学式(II)中，R1及R2分别是由置换或者未置换的亚烷基，置换或者未置换的亚链烯基以及置换或者未置换的亚苯基所构成的群中被选择的自由基，且表示相互不同的自由基。
16.根据权利要求15所述的固体电解电容器的制造方法，其特征在于：
其中，还包括在所述电容器元件制备工序与所述固体电解质充填工序之间，将所述电容器元件浸渍在化学转化处理液中从而对至少存在于所述阳极箔的端面或者表面的氧化皮膜缺损部进行修复的化学转化处理工序。
17.根据权利要求15或16所述的固体电解电容器的制造方法，其特征在于：
其中，所述固体电解充填溶液为水溶液。
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| EP3824489A4 (en) * | 2018-07-18 | 2022-05-04 | Kemet Electronics Corporation | HYBRID CAPACITOR AND METHOD OF MAKING A CAPACITOR |
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Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101024724A (zh) * | 2006-02-25 | 2007-08-29 | 三星Sdi株式会社 | 聚合物电解质膜及其制法以及包括它的燃料电池 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0453115A (ja) | 1990-06-18 | 1992-02-20 | Japan Carlit Co Ltd:The | 固体電解コンデンサの製造方法 |
| JP3202040B2 (ja) * | 1991-07-02 | 2001-08-27 | ルビコン株式会社 | 固体電解コンデンサ |
| US7081317B2 (en) * | 2001-03-29 | 2006-07-25 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Polymer electrolyte thin film fuel cell and method of operating the same |
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| JP4995609B2 (ja) * | 2007-03-22 | 2012-08-08 | イーメックス株式会社 | 蓄電素子 |
| JP2010161182A (ja) * | 2009-01-07 | 2010-07-22 | Japan Carlit Co Ltd:The | 固体電解コンデンサおよびその製造方法 |
| KR20110020186A (ko) * | 2009-08-21 | 2011-03-02 | 한양대학교 산학협력단 | 고분자 전해질형 연료 전지용 고분자 전해질 막, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 고분자 전해질형 연료 전지 시스템 |
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Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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