DE102012106040A1 - Elektrolytmarterial-Zusammensetzung, Beschaffenheit einer daraus gebildeten Elektrolytmaterial-Zusammensetzung sowie deren Verwendung - Google Patents

Elektrolytmarterial-Zusammensetzung, Beschaffenheit einer daraus gebildeten Elektrolytmaterial-Zusammensetzung sowie deren Verwendung Download PDF

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Abstract

Eine Elektrolytmaterial-Zusammensetzung wird bereitgestellt, umfassend: (a1) eine leitende Verbindung, (b1) ein Oxidationsmittel und (c1) eine polymerisierbare Verbindung. Eine Elektrolytmaterial-Zusammensetzung, die durch Polymerisation aus der Elektrolytmaterial-Zusammensetzung erhalten wird, wird ebenfalls bereitgestellt. Die Elektrolytmaterial-Zusammensetzung kann bei einem Festkörper-Kondensator eingesetzt werden. Im Vergleich zu einem konventionellen flüssigen Elektrolyt-Kondensator hat der Festkörper-Elektrolytkondensator gemäß der vorliegenden Erfindung die Vorteile für einer langen Lebensdauer, einer hohen Spannungsfestigkeit, einer hohen Kapazität, und dass kein Aufplatzen des Kondensators auftritt, und kann insbesondere für elektronische Geräte eingesetzt werden, die eine hohe Temperaturbeständigkeit und einen Hochfrequenz-Widerstand erfordern.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Elektrolytmaterial-Zusammensetzung, die Beschaffenheit einer Elektrolytmaterial-Zusammensetzung, die aus der Elektrolytmaterial-Zusammensetzung gebildet ist, und einen Festkörper-Kondensator, der die Elektrolytmaterial-Zusammensetzung verwendet.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • Kondensatoren sind eine Art von elektronischen Elementen, die weit verbreitet in verschiedenen elektronischen Geräten verwendet werden. Mit dem Fortschritt in der technologischen Entwicklung werden elektronische Produkte in Richtung Miniaturisierung und geringes Gewicht entwickelt, und die Kondensatoren, die in elektronischen Produkten verwendet werden, müssen miniaturisiert werden und eine hohe Kapazität und eine geringe Impedanz haben, wenn diese bei einer hohen Frequenz verwendet werden.
  • Kondensatoren können in herkömmliche Flüssig-Kondensatoren und in neu entwickelte Festkörper-Kondensatoren eingeteilt werden. In dem Elektrolyten eines herkömmlichen Aluminium-Flüssig-Kondensators wird ein flüssiger Elektrolyt als Ladungsverschiebungs-Substanz verwendet. Die Hauptbestandteile des flüssigen Elektrolyten sind ein hoch siedender Alkohol, eine ionische Flüssigkeit, Borsäure, Phosphorsäure, eine organische Carbonsäure, eine Ammoniumgruppe, ein organisches Lösungsmittel mit hoher Polarität und eine kleine Menge an Wasser. Die Bestandteile dienen nicht nur als Ladungsverschiebungs-Substanzen, sondern haben auch die Funktion, eine dielektrische Schicht aus Aluminiumoxid auf einer Aluminiumfolie geschichtet zu halten. Wenn das interne Aluminiummetall aufgrund von Defekten auf der dielektrischen Schicht aus Aluminiumoxid während der Ladung und Entladung des Kondensators plötzlich freiliegt, kann der Elektrolyt mit dem freiliegenden Aluminium reagieren, sodass Aluminiumoxid erzeugt wird, wodurch die Funktion einer Aufrechterhaltung der Schichtung erzielt wird. Obwohl der herkömmliche Aluminium-Flüssig-Kondensator das Erfordernis einer hohen Kapazität bei niedrigen Kosten erfüllen kann, weil der verwendete Elektrolyt eine Flüssigkeit ist, hat dieser die Nachteile einer niedrigen elektrischen Leitfähigkeit und eines schlechten Widerstandsverhaltens bei hohen Temperaturen; außerdem wird bei dem Prozess der Erzeugung von Aluminiumoxid auch Wasserstoff erzeugt, und wenn sich zu viel Wasserstoff im Kondensator ansammelt, kann eine Beschädigung (Bruch bzw. Aufplatzen) des Kondensators leicht eintreten, was das elektronische Produkt beschädigen wird. Obwohl ein Wasserstoff absorbierendes Mittel zu dem flüssigen Elektrolyten hinzugesetzt werden kann, um das Risiko einer Beschädigung des Kondensators zu verringern, wird das Problem nicht beseitigt.
  • Dementsprechend wurde eine neue Generation von festen Kondensatoren entwickelt, bei der der flüssige Elektrolyt direkt durch einen festen Elektrolyten ersetzt ist. Der feste Elektrolyt ist durch ein leitendes Polymer ausgebildet. Anionen eines Oxidationsmittels werden in die Struktur des Polymers als Dotiermittel beigemischt und Löcher werden gebildet, so dass das Polymer eine elektrische Leitfähigkeit aufweist. Verglichen mit dem flüssigen Elektrolyten oder einem festen organischen Halbleiter-Komplexsalz, wie beispielsweise einem Mischsalz mit Tetracyanchinodimethan (TCNQ), und einem anorganischen Halbleiter-MnO2, die in einem herkömmlichen Elektrolytkondensator verwendet werden, hat das leitfähige Polymer eine hohe elektrische Leitfähigkeit und eine geeignete Isolationseigenschaft bei hohen Temperaturen, so dass das leitfähige Polymer die im Trend liegende Entwicklung der Verwendung von festen Elektrolyten bei aktuellen Elektrolytkondensatoren weiter angetrieben hat.
  • Zusätzlich zu einer langen Lebensdauer, die sechs Mal größer ist als die von einem üblichen Kondensator, hat der feste Kondensator die Stabilität verbessert und die Kapazität wird nicht ohne Weiteres von der Umgebungstemperatur und Luftfeuchtigkeit im Betrieb beeinflusst. Darüber hinaus hat der Festkörper-Kondensator den Vorteil eines niedrigen äquivalenten Serienwiderstands (ESR), einer geringen Veränderlichkeit der Kapazität, eines hervorragenden Frequenzgangs (Hochfrequenz-Widerstand), einer hohen Temperaturbeständigkeit und eines hohe elektrischen Widerstands, und das Problem der Leckage und einer Plasma-Explosion sind eliminiert. Obwohl ein herkömmlicher Flüss-Kondensator eine hohe Kapazität aufweist, ist seine Anwendung aufgrund eines hohen ESR begrenzt.
  • Jesse S. Shaffer et al. offenbaren ein Verfahren zur Verwendung eines leitenden Polymers in einem Elektrolyten eines Elektrolyt-Kondensators zum ersten Mal in dem US-Patent Nr. 4,609,971 . Das Verfahren umfasst das Eintauchen einer als Anode wirkenden Aluminiumfolie eines Kondensators in ein Lösungsgemisch, das von einem leitfähigen Polymer aus Polyanilin-Pulver und LiClO4 als Dotiermittel ausgebildet ist, und anschließend wird das Lösungsmittel von der Aluminiumfolie entfernt. Aufgrund des extrem hohen Molekulargewichts kann das Polyanilin nicht die Mikroporen der Anodenfolie durchdringen (permeieren), so dass die Imprägnierung des Kondensators, die durch dieses Verfahren erhalten wird, schlecht ist und die Impedanz hoch ist. Damit das Polymer leicht durch die Mikroporen der Anodenfolie gelangen kann, offenbaren dann Gerhard Hellwig et al. in dem US-Patent Nr. 4,803,596 ein Verfahren zur chemischen Oxidationspolymerisation unter Verwendung eines leitfähigen Polymers als Elektrolyt eines Kondensators. Das Verfahren beinhaltet das Eintauchen jeweils einer Kondensator-Anodenfolie in eine Lösung aus einem leitfähigen Polymer-Monomer und einem Oxidationsmittel, und das Polymerisieren des leitfähigen Polymer-Monomers in einem geeigneten Zustand, bei dem der leitfähige Polymer-Elektrolyt bis zu einer ausreichenden Dicke durch mehrfaches Eintauchen angereichert wird. Danach offenbaren Friedrich Jonas et al. von der Bayer AG in Deutschland zum ersten Mal in dem US-Patent Nr. 4,910,645 ein Verfahren zur Herstellung eines Festkörper-Aluminium-Kondensators mit Poly-3,4-ethylendioxythiophen (PEDOT) als Elektrolyt unter Verwendung eines 3,4-Ethylendioxythiophen-Monomers (EDOT) in Kombination mit einem Oxidationsmittel aus Eisen(III)-p-toluolsulfonat. Das leitfähige Polymer PEDOT weist die Vorteile einer hohen Hitzebeständigkeit, einer hohen elektrischen Leitfähigkeit, einer hohen Ladungsverschiebungsgeschwindigkeit, dass es nicht toxisch ist, einer langen Lebensdauer und dass kein Aufplatzen des Kondensators auftritt, auf, wenn dieser er in einem Kondensator eingesetzt wird. Derzeit nutzen fast alle Hersteller von Festkörper-Kondensatoren Hersteller diese beiden Materialien zur Herstellung von Aluminium- oder Tantal-Festkörperkondensatoren. Jedoch hat das PEDOT auf der Oberfläche oder auf den Poren der Aluminiumfolie, die durch Eintauchen des Kondensator-Elements in eine Mischlösung, die das Monomer EDOT und Eisen-(III)-p-toluolsulfonat enthält, zumeist eine Pulverstruktur und die physikalischen Eigenschaften der Pulverstruktur sind schlecht, sodass die Pulverstruktur nicht ohne Weiteres auf der Oberfläche oder den Poren der Aluminiumfolie anhaften kann, weil es sich wahrscheinlicher von der Oberfläche oder den Poren wieder ablösen wird, und eine vollständige PEDOT-Polymerstruktur kann nicht ohne Weiteres auf der Oberfläche oder den Poren der Aluminiumfolie ausgebildet werden. Daher ist die Stabilität des festen Kondensators bei einer Spannung von 16 V oder höher schlecht, was darin resultiert, dass der feste Kondensator nicht in einem Verfahren bei einer Spannung von 16 V oder höher verwendet werden kann, oder dass die Ausbeute des Verfahrens gering ist. Weil die Pulverstruktur, die aus dem leitfähigen Polymer PEDOT ausgebildet ist, nicht ohne Weiteres auf den Poren der Aluminiumfolie anhaften kann, wenn das Problem des Ablösens auftritt, ist außerdem die einsetzbare Arbeitsspannung beschränkt.
  • Im japanischen Patent Nr. 2010129651 wird offenbart, dass ein Kondensator-Element direkt in eine Polymerlösung eingetaucht wird, die ein PEDOT-Polymer enthält, und eine vollständige PEDOT-Polymerstruktur auf der Oberfläche oder den Poren einer Aluminiumfolie ausgebildet wird, so dass ein Festkörper-Kondensator in einer Arbeitsumgebung bei einer Spannung von 50 V eingesetzt werden kann. Im Vergleich zu dem herkömmlichen Verfahren sind jedoch die Kosten des polymeren PEDOT-Materials höher als die des EDOT-Monomers; das polymere PEDOT-Material ist schwierig zu lagern; und der Prozess erfordert mehr Zeit und ist schwierig zu kontrollieren.
  • Dementsprechend fordert der Industrie für die Entwicklung eines festen Kondensators bzw. Festkörper-Kondensators, dass dieser einer hohe Spannung widerstehen kann, eine gute Stabilität aufweist und zu relativ niedrigen Kosten hergestellt werden kann, um den Flüssig-Kondensator in 3C-Produkten zu ersetzen, die eine hohe Temperaturbeständigkeit und einen Hochfrequenz-Widerstand erfordern.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Somit ist die vorliegende Erfindung auf eine Elektrolytlösung-Zusammensetzung gerichtet, umfassend:
    • (a1) eine leitende Verbindung;
    • (b1) ein Oxidationsmittel bzw. einen Oxidator; und
    • (c1) eine polymerisierbare Verbindung.
  • Die vorliegende Erfindung ist ferner auf eine Elektrolytmaterial-Zusammensetzung gerichtet, die aus der Elektrolytmaterial-Zusammensetzung nach der vorliegenden Erfindung durch Polymerisation ausgebildet ist und die bei einem Festkörper-Kondensator eingesetzt werden kann.
  • Die vorliegende Erfindung ist noch weiter auf einen Festkörper-Kondensator gerichtet, der eine Anode; eine dielektrische Schicht, die auf der Anode ausgebildet ist; eine Kathode; und einen festen Elektrolyten aufweist, der zwischen der dielektrischen Schicht und der Kathode angeordnet ist, wobei der feste Elektrolyt die Elektrolytmaterial-Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst.
  • Der Festkörper-Kondensator, der aus der Elektrolytmaterial-Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wird, hat die Vorteile eines einfachen Aufbaus, niedriger Kosten, einer guten Verarbeitbarkeit bzw. Prozessstabilität, einer hohen Spannungsbeständigkeit, einer hohen Kapazität und niedrigen Impedanz.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
  • 1 zeigt ein Kondensator-Element gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Ausführliche Beschreibung der Erfindung
  • Die Elektrolytmaterial-Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst: (a1) eine leitende Verbindung; (b1) ein Oxidationsmittel bzw. einen Oxidator; und (c1) eine polymerisierbare Verbindung.
  • Die leitfähigen Verbindung, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist im Allgemeinen ein Monomer, ein Oligomer oder eine Kombination davon. Die leitfähigen Verbindungen, die bei der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden können, sind im Stand der Technik bekannt und können beispielsweise aus der Gruppe bestehend aus Pyrrol, Thiophen, Anilin und Phenylensulfid und Derivaten davon ausgewählt werden.
  • Das Oxidationsmittel, das bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, kann ein leitfähiges Polymer in Verbindung mit der leitfähigen Verbindung ausbilden. Die Oxidationsmittel, die bei der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden können, sind im Stand der Technik bekannt und können beispielsweise aus der Gruppe bestehend aus Alkalimetallpersulfaten, Ammoniumsalzen, Eisen-III-Salzen, organischen Säuren und anorganischen Säuren mit einer organischen Gruppe ausgewählt werden. Gemäß einer besonderen Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung kann das Oxidationsmittel aus der Gruppe bestehend aus Eisen-(III)-p-toluolsulfonat, Ammoniumsulfat, Ammoniumpersulfat, Ammoniumoxalat und Ammoniumperchlorat und Gemischen davon ausgewählt werden, wobei Eisen-(III)-p-toluolsulfonat bevorzugt wird.
  • Die polymerisierbare Verbindung in der Elektrolytmaterial-Zusammensetzung nach der vorliegenden Erfindung ist im Allgemeinen ein Monomer, ein Oligomer oder eine Kombination davon, und das Molekulargewicht des polymerisierbaren Verbindung liegt vorzugsweise im Bereich von 40 bis 1.000.000.
  • Bei der Elektrolytmaterial-Zusammensetzung nach der vorliegenden Erfindung, bezogen auf 100 Gew.-Teile der Komponente (a1), beträgt die Menge bzw. der Anteil der Komponente (b1) von 1 bis 10.000 Gew.-Teile, und die bzw. der Anteil Menge der Komponente (c1) liegt zwischen 0,1 und 10.000 Gew.-Teilen. Vorzugsweise, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Komponente (a1), beträgt die Menge der Komponente (b1) 10 bis 2.000 Gew.-Teile, und die Menge der Komponente (c1) 1 bis 3.000 Gew.-Teile.
  • Die polymerisierbare Verbindung, die bei der Elektrolytmaterial-Zusammensetzung nach der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, kann eine eine Epoxidgruppe-enthaltende polymerisierbare Verbindung, eine Vinyl enthaltende ungesättigte polymerisierbare Verbindung, eine Acrylat enthaltende ungesättigte polymerisierbare Verbindung oder eine Mischung davon sein, und vorzugsweise ist die polymerisierbare Verbindung ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus:
    Figure 00070001
    wobei n eine ganze Zahl größer oder gleich 3 ist, m eine ganze Zahl größer oder gleich 2 ist und G eine organische Gruppe, eine anorganische Gruppe oder eine Mischung davon ist.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die polymerisierbare Verbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus:
    Figure 00080001
    Figure 00090001
  • Die Elektrolytmaterial-Zusammensetzung nach der vorliegenden Erfindung kann optional ein Härtungsmittel enthalten. Wenn beispielsweise eine eine Epoxidgruppe-enthaltende polymerisierbare Verbindung verwendet wird, wird ein Härter zugesetzt, und nach der Vernetzung und Aushärtung wird eine dreidimensionale Netzwerkstruktur ausgebildet. Das Härtungsmittel, das bei der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann, ist im Stand der Technik bekannt und kann beispielsweise ein Amin oder ein Säureanhydrid sein, wie beispielsweise
    Figure 00090002
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Härtungsmittel in einer Menge eingesetzt, so dass ein Gewichtsverhältnis zu einer härtbaren Komponente 0 bis 2 beträgt, und vorzugsweise 0 bis 1,5 beträgt.
  • Um die Härtungsreaktion zu beschleunigen, kann die Elektrolytmaterial Zusammensetzung nach der vorliegenden Erfindung ferner einen Katalysator umfassen. Der Katalysator, der bei der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann, ist im Stand der Technik bekannt und kann beispielsweise ein tertiäres Amin, eine Azoverbindung oder eine Benzoylgruppe Verbindung sein, beispielsweise
    Figure 00100001
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Katalysator in einer solchen Menge eingesetzt, dass das Gewichtsverhältnis zu der härtbaren Komponente 0,001 bis 1 beträgt, bevorzugt 0,005 bis 0,5 beträgt und besonders bevorzugt 0,01 bis 0,25 beträgt.
  • Die vorliegende Erfindung stellt auch eine Elektrolytmaterial-Zusammensetzung bereit, die aus der Elektrolytmaterial-Zusammensetzung durch Polymerisation ausgebildet wird und aufweist:
    • (A) ein erstes Polymer, das aus den Polymerisationseinheiten ausgebildet wird, die von der leitfähigen Verbindung und dem Oxidationsmittel abgeleitet werden; und
    • (B) ein zweites Polymer, das aus den Polymerisationseinheiten ausgebildet wird, die von der polymerisierbaren Verbindung abgeleitet werden.
  • Das leitfähige Polymer, das in einem herkömmlichen festen Elektrolyten verwendet wird, kann keine vollständige Struktur aus einem leitfähigen Polymer ausbilden, die Stabilität ist schlecht und die Ausbeute des Verfahrens ist gering, weil die ausgebildete Pulver-Struktur nicht ohne Weiteres auf der Oberfläche oder den Poren einer Anodenfolie anhaften kann, sondern sich wahrscheinlich wieder von der Oberfläche oder den Poren ablösen wird. Die Elektrolytmaterial-Zusammensetzung nach der vorliegenden Erfindung enthält das erste Polymer und das zweite Polymer und das erste Polymer und das zweite Polymer reagieren nicht miteinander. Das erste Polymer wird als ein leitfähiges Polymer verwendet und hat die Eigenschaften einer hoher Wärmebeständigkeit, hohen elektrischen Leitfähigkeit und hohen Ladungsverschiebungsgeschwindigkeit, ist nicht-toxisch, hat eine lange Lebensdauer und ein Aufplatzen des Kondensators tritt nicht auf, wenn dieser in einem Kondensator einsetzt wird. Das zweite Polymer wird als polymerisierbares Material verwendet und um den Grad der Vernetzung der Moleküle bei der Polymerisation zu erhöhen und zu ermöglichen, dass das zweite Polymer aushärtet, wird das zweite Polymer optional aus den Polymerisationseinheiten ausgebildet, die von einer polymerisierbaren Verbindung und einem Härter abgeleitet werden. Die Netzwerkstruktur des zweiten Polymers wird eine dünne Schicht ausbilden, um die Stabilität des ersten Polymers zu verbessern, so dass das erste Polymer an einem Kondensator-Element anhaften kann, ohne sich wieder abzulösen, und dieses kann in einer Arbeitsumgebung mit einer hohen Spannung (einer Spannung von 16 V oder höher) eingesetzt werden, vorzugsweise in einer Arbeitsumgebung mit einer Spannung von 50 V oder höher. Darüber hinaus hat man anhand von Langzeitwirkungstests des Kondensators festgestellt, dass die Änderung der Kapazität sehr gering ist. Daher kann der Festkörper-Kondensator, der aus der Elektrolytmaterial-Zusammensetzung nach der vorliegenden Erfindung hergestellt wird, über einen langen Zeitraum hinweg eingesetzt werden.
  • Die Elektrolytmaterial-Zusammensetzung nach der vorliegenden Erfindung wird in einem Kondensator polymerisiert, und das Verfahren betrifft eine in-situ-Reaktion. Der in-situ-Prozess kann in ein Einkomponenten-Verfahren, ein Zweikomponenten-Verfahren und ein Multikomponenten-Verfahren unterteilt werden. Zum Beispiel wird die Elektrolytmaterial-Zusammensetzung nach der vorliegenden Erfindung in einer einzigen Lösung formuliert, oder in zwei Lösungen formuliert, die eine erste Lösung und eine zweite Lösung enthält. Die erste Lösung enthält (a1) die leitfähige Verbindung und (c1) die polymerisierbare Verbindung der Elektrolytmaterial-Zusammensetzung, und die zweite Lösung enthält (b1) das Oxidationsmittel der Elektrolytmaterial-Zusammensetzung. Oder die Elektrolytmaterial-Zusammensetzung nach der vorliegenden Erfindung wird in mehreren Lösungen formuliert, die eine erste Lösung, eine zweite Lösung und eine dritte Lösung enthält. Die erste Lösung (a1) enthält die leitende Verbindung der Elektrolytmaterial-Zusammensetzung, die zweite Lösung (b1) enthält das Oxidationsmittel der Elektrolytmaterial-Zusammensetzung und die dritte Lösung enthält (c1) die polymerisierbare Verbindung der Elektrolytmaterial-Zusammensetzung. Unabhängig davon, ob es sich um einen Einkomponenten-Prozess, einem Zweikomponenten-Prozess oder einen Multikomponenten-Prozess handelt, können ein Härtungsmittel und ein Katalysator gegebenenfalls hinzugefügt werden, wobei der Härter und der Katalysator so wie oben definiert beschaffen sind. Um die Viskosität der Lösung einzustellen, kann die Elektrolytmaterial-Zusammensetzung nach der vorliegenden Erfindung ferner ein Lösungsmittel enthalten. Das Lösungsmittel, das bei der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann, ist nicht auf eine besondere Wirkungsweise beschränkt und kann beispielsweise aus der Gruppe ausgewählt werden, bestehend aus Wasser, Alkoholen, Benzinen und Kombinationen davon, und wird vorzugsweise aus der Gruppe ausgewählt, bestehend aus Methanol, Ethanol, Propanol, n-Butanol, tert-Butanol, Wasser und Kombinationen davon.
  • Die vorliegende Erfindung stellt ferner einen Festkörper-Kondensator bereit, umfassend: eine Anode; eine dielektrische Schicht, die auf der Anode ausgebildet ist; eine Kathode; und einen festen Elektrolyten, der zwischen der dielektrischen Schicht und der Kathode angeordnet ist, wobei der feste Elektrolyt die Elektrolytmaterial-Zusammensetzung wie oben ausgeführt aufweist. Der Festkörper-Kondensator kann ein Festkörper-Aluminium-Kondensator, ein Festkörper-Tantal-Kondensator oder ein Festkörper-Niob-Kondensator sein. Insbesondere wird als Hauptbestandteil des Festkörper-Kondensators die Anode dadurch ausgebildet, dass eine leitfähige Metallfolie als Anodenfolie geätzt wird, eine anodische Oxidationsbearbeitung auf einer Oberfläche der Anodenfolie ausgeführt wird und ein Draht aus der Anodenfolie eingeführt bzw. ausgebildet wird, und die Kathode wird durch ausgebildet, dass mit einer Metallfolie als Kathodenfolie ein Draht aus der Kathodenfolie eingeführt bzw. ausgebildet wird. Die dielektrische Schicht wird aus einem Oxid oder dergleichen ausgebildet und wird auf der Oberfläche der Anodenfolie ausgebildet, und befindet sich zwischen der Anodenfolie und die Kathodenfolie. Die Anodenfolie und die Kathodenfolie sind aus Aluminium, Tantal, Niob, Aluminiumoxid, Tantaloxid, Nioboxid, Titan-plattiertem Aluminium oder Kohlenstoff-plattiertem Aluminium ausgebildet. Die Anodenfolie und die Kathodenfolie werden zu einem Zylinder aufgewickelt und in die Elektrolytmaterial-Zusammensetzung in Form einer Lösung eingetaucht, und nach dem Härten (z. B. thermische Polymerisation) wird ein fester Elektrolyt zwischen der dielektrischen Schicht und der Kathodenfolie des festen Kondensators ausgebildet.
  • Nachdem der festele Ektrolyt in dem Kondensator-Element ausgebildet ist, kann ein fester Kondensator durch Verwendung von herkömmlichen Techniken und Materialien hergestellt werden. Zum Beispiel kann das Kondensator-Element in einem Kasten mit einem Boden eingebaut bzw. angeordnet werden, und ein Dichtungselement mit einer Öffnung, damit die Leitungen frei liegen können, kann an der Oberseite des Kastens angeordnet werden, und ein Festkörper-Kondensator kann nach einer Abdichtung ausgebildet werden. Der Festkörper-Kondensator, der aus der Elektrolytmaterial-Zusammensetzung nach der vorliegenden Erfindung hergestellt ist, hat die Vorteile eines einfachen Aufbaus, niedriger Kosten, einer guten Verarbeitbarkeit bzw. Prozessstabilität, einer hohen Spannungsfestigkeit (50 V oder höher), einer hohen Kapazität und niedrigen Impedanz (20 mΩ oder weniger).
  • Im Folgenden werden Verfahren zur Herstellung einer Elektrolytmaterial-Zusammensetzung und eines Festkörper-Kondensators nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 1 beschrieben.
  • Die 1 zeigt ein Kondensator-Element gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in 1 gezeigt, werden eine Anodenfolie 1 und eine Kathodenfolie 3 und Abstandshalter-Komponenten 5a und 5b, die zwischen die Anodenfolie 1 und die Kathodenfolie 3 eingesetzt sind, gemeinsam aufgewickelt, um einen Kondensator 9 auszubilden. Die Drähte 7a und 7b dienen als Anschlüsse zum Verbinden der Kathodenfolie 3 und der Anodenfolie 1 mit einer externen Schaltung.
  • Die Anzahl der Drähte, die mit der Kathodenfolie und der Anodenfolie verbunden sind, unterliegt keinen besonderen Beschränkungen, vorausgesetzt, dass die Kathodenfolie und die Anodenfolie beide jeweils mit einem Draht verbunden sind. Die Anzahl der Kathodenfolien und die Anodenfolien unterliegt keinen besonderen Beschränkungen, und beispielsweise kann die Anzahl der Kathodenfolien die gleiche sein wie die der Anodenfolien, oder die Anzahl der Kathodenfolien kann größer sein als die der Anodenfolien. Die dielektrische Schicht (nicht gezeigt), die aus einem Oxid oder dergleichen ausgebildet ist, ist auf der Oberfläche der Anodenfolie ausgebildet und befindet sich zwischen der Anodenfolie und die Kathodenfolie. Die Anoden-Folie 1, die Kathodenfolie 3, die Abstandshalter-Komponenten 5a und 5b und die Drähte 7a und 7b werden durch Verwendung bekannter Materialien und mittels bekannter Technologien hergestellt.
  • Als nächstes wird das Kondensator-Element in die Elektrolytmaterial-Zusammensetzung in Form einer Lösung eingetaucht, so dass ein Festkörper-Elektrolyt zwischen der dielektrischen Schicht und der Kathodenfolie des Festkörper-Kondensators ausgebildet wird.
  • Das Verfahren zur Bildung des festen Elektrolyten umfasst zunächst, wie oben beschrieben, die Ausbildung der Elektrolytmaterial-Zusammensetzung in einer Einkomponenten-Lösung oder Mehrkomponenten-Lösung. Wenn die Elektrolytmaterial-Zusammensetzung als eine Einkomponenten-Lösung formuliert wird, wird das Kondensatorelement 9 direkt in die Lösung der Elektrolytmaterial-Zusammensetzung eingetaucht; und wenn die Elektrolytmaterial-Zusammensetzung als zwei Lösungen formuliert wird, wie oben ausgeführt, kann das Kondensator-Element 9 zuerst in die erste Lösung und dann in die zweite Lösung eingetaucht werden oder das Kondensator-Element 9 kann zuerst in die zweite Lösung eingetaucht werden und dann in die erste Lösung eingetaucht werden und danach in einer Umgebung bei einer Temperatur von 25°C bis 260°C über einen Zeitraum von beispielsweise 1 bis 12 h, vorzugsweise von 1 bis 5 Stunden, verbleiben, während welcher Zeitdauer die leitfähige Verbindung zunächst mit dem Oxidationsmittel reagiert, um ein leitfähiges Polymer zu bilden. Vorzugsweise liegt die Temperatur im Bereich 85°C bis 160°C.
  • Als nächstes wird die polymerisierbare Verbindung einer Aushärtungsbehandlung unterzogen (zum Beispiel einer Wärmebehandlung), um ein polymerisierbares Material zu bilden, und gegebenenfalls wird ein Härter oder ein Katalysator oder eine Mischung davon bei der Wärmebehandlung zugesetzt.
  • Auf diese Weise wird eine Elektrolytmaterial-Zusammensetzung, die das leitfähige Polymer und das polymerisierbare Material enthält, zwischen der dielektrischen Schicht der Anodenfolie und der Kathodenfolie ausgebildet.
  • Die Elektrolytmaterial-Zusammensetzung, die das leitfähige Polymer und das polymerisierbare Material enthält, wird aus der Elektrolytmaterial-Zusammensetzung nach der vorliegenden Erfindung mittels einer Wärmebehandlung ausgebildet. Das polymerisierbare Material kann zu einer erhöhten Stabilität der Struktur des leitfähigen Polymers führen und verhindern, dass die Anode von einem Leckstrom durchschlagen bzw. zerstört wird, sodass ein Kurzschluss des Festkörper-Kondensators vermieden werden kann. Daher kann das polymerisierbare Material die Spannungsfestigkeit des Festkörper-Kondensators und die Adhäsionseigenschaften des leitfähigen Polymers verbessern, so dass eine vollständige bzw. unterbrechungsfreie Struktur des leitfähigen Polymers auf einer Elektrodenoberfläche oder auf Poren der Metallfolie ausgebildet werden kann und die Struktur einer hohen Spannung widerstehen kann und eine hohe Kapazität aufweist.
  • Die vorliegende Erfindung wird weiter anhand der folgenden Beispiele beschrieben.
  • Beispiele
  • Beispiel 1
  • Wie in der 1 gezeigt, wird ein Kondensator-Element 9 fünf Minuten lang in eine Elektrolytmaterial-Zusammensetzung eingetaucht, die durch Vermischen von 30 g 3,4-Ethylendioxythiophen, 100 g Ethanol-Lösung mit 40% Eisen-(III)-p-toluolsulfonat, 20 g einer polymerisierbaren Verbindung
    Figure 00150001
    20 g Härter
    Figure 00150002
    und 2 g eines Katalysators
    Figure 00150003
    ausbildet wurde. Dann wurde das Kondensator-Element aus der Elektrolytmaterial-Zusammensetzung herausgenommen und einer Polymerisation durch Wärmebehandlung bei einer Temperatur im Bereich von 25°C bis 260°C unterzogen, um einen festen Elektrolyten auszubilden, der eine Mischung aus einem leitfähigen Polymer und einem polymerisierbaren Material enthält.
  • Das Kondensator-Element mit dem festen Elektrolyten wurde in einem Kasten mit einem Boden angeordnet, und der Kasten wurde mit einem Dichtungselement abgedichtet, das durch eine elastische Substanz ausgebildet war, sodass die Drähte freigelegt waren, wodurch ein Festkörper-Kondensator ausgebildet wurde.
  • Elektrische Daten für den Festkörper-Kondensator, der durch das obige Verfahren hergestellt wurde, sind in Tabelle 1 unten gezeigt.
  • Beispiel 2
  • Wie in 1 gezeigt, wurde ein Kondensator-Element 9 zuerst 5 Minuten lang in eine erste Lösung eingetaucht, die durch Mischen von 30 g 3,4-Ethylendioxythiophen, 15 g einer polymerisierbaren Verbindung
    Figure 00160001
    20 g eines Härters
    Figure 00160002
    und 2 g eines Katalysators
    Figure 00160003
    ausgebildet wurde, und dann 5 Minuten lang in eine zweite Lösung eingetaucht, die aus 100 g n-Butanol-Lösung mit 45% Eisen-(III)-p-toluolsulfonat ausgebildet wurde. Dann wurde das Kondensator-Element aus der Elektrolytmaterial-Zusammensetzung herausgenommen, und einer Polymerisation durch Wärmebehandlung bei einer Temperatur im Bereich von 25°C bis 260°C unterzogen, um einen Festkörper-Elektrolyten auszubilden, der eine Mischung aus einem leitfähigen Polymer und einem polymerisierbaren Material enthält.
  • Das Kondensator-Element mit dem festen Elektrolyten wurde in einem Kasten mit einem Boden angeordnet, und der Kasten wurde mit einem Dichtungselement abgedichtet, das durch eine elastische Substanz ausgebildet war, sodass die Drähte freigelegt waren, wodurch ein Festkörper-Kondensator ausgebildet wurde.
  • Elektrische Daten für den Festkörper-Kondensator, der durch das obige Verfahren hergestellt wurde, sind in Tabelle 1 unten gezeigt.
  • Beispiel 3
  • Wie in der 1 gezeigt, wurde ein Kondensator-Element 9 zunächst fünf Minuten lang in eine zweite Lösung aus 100 g tert-Butanol-Lösung, die 50% Eisen-(III)-p-toluolsulfonat enthielt, eingetaucht und dann fünf Minuten lang in eine erste Lösung eingetaucht, die durch Mischen von 30 g 3,4-Ethylendioxythiophen, 15 g einer polymerisierbaren Verbindung
    Figure 00170001
    15 g eines Härters
    Figure 00170002
    und 2 g eines Katalysators
    Figure 00170003
    ausgebildet wurde. Dann wurde das Kondensator-Element aus der Elektrolytmaterial-Zusammensetzung herausgenommen und einer Polymerisation durch Wärmehandlung bei einer Temperatur im Bereich von 25°C bis 260°C unterzogen, um einen Festkörper-Elektrolyten auszubilden, der eine Mischung aus einem leitenden Polymer und einem polymerisierbaren Material enthält.
  • Das Kondensator-Element mit dem festen Elektrolyten wurde in einem Kasten mit einem Boden angeordnet, und der Kasten wurde mit einem Dichtungselement abgedichtet, das durch eine elastische Substanz ausgebildet war, sodass die Drähte freigelegt waren, wodurch ein Festkörper-Kondensator ausgebildet wurde.
  • Elektrische Daten für den Festkörper-Kondensator, der durch das obige Verfahren hergestellt wurde, sind in Tabelle 1 unten gezeigt.
  • Beispiel 4
  • Wie in der 1 gezeigt, wurde ein Kondensator-Element 9 zunächst fünf Minuten lang in eine erste Lösung eingetaucht, die 30 g 3,4-Ethylendioxythiophen enthielt, und dann fünf Minuten lang in eine zweite Lösung eingetaucht, die durch Mischen von 100 g tert.-Butanol-Lösung, die 50% Eisen-(III)-p-Toluolsulfonat enthielt, 20 g einer polymerisierbaren Verbindung
    Figure 00170004
    20 g eines Härters
    Figure 00180001
    und 2 g des Katalysators
    Figure 00180002
    ausgebildet wurde. Dann wurde das Kondensator-Element aus der Elektrolytmaterial-Zusammensetzung herausgenommen und einer Polymerisation durch Wärmehandlung bei einer Temperatur im Bereich von 25°C bis 260°C unterzogen, um einen Festkörper-Elektrolyten auszubilden, der eine Mischung aus einem leitenden Polymer und einem polymerisierbaren Material enthält.
  • Das Kondensator-Element mit dem festen Elektrolyten wurde in einem Kasten mit einem Boden angeordnet, und der Kasten wurde mit einem Dichtungselement abgedichtet, das durch eine elastische Substanz ausgebildet war, sodass die Drähte freigelegt waren, wodurch ein Festkörper-Kondensator ausgebildet wurde.
  • Elektrische Daten für den Festkörper-Kondensator, der durch das obige Verfahren hergestellt wurde, sind in Tabelle 1 unten gezeigt.
  • Beispiel 5
  • Wie in der 1 gezeigt, wurde ein Kondensator-Element 9 fünf Minuten lang zuerst in eine zweite Lösung eingetaucht, die durch Mischen von 100 g Ethanol-Lösung mit 55% Eisen-(III)-p-toluolsulfonat, 20 g der polymerisierbaren Verbindung
    Figure 00180003
    20 g des Härters
    Figure 00180004
    und 2 g des Katalysators
    Figure 00180005
    ausgebildet wurde, und dann fünf Minuten lang in eine erste Lösung eingetaucht, die 30 g 3,4-Ethylendioxythiophen enthielt. Dann wurde das Kondensator-Element aus der Elektrolytmaterial-Zusammensetzung herausgenommen und einer Polymerisation durch Wärmehandlung bei einer Temperatur im Bereich von 25°C bis 260°C unterzogen, um einen Festkörper-Elektrolyten auszubilden, der eine Mischung aus einem leitenden Polymer und einem polymerisierbaren Material enthält.
  • Das Kondensator-Element mit dem festen Elektrolyten wurde in einem Kasten mit einem Boden angeordnet, und der Kasten wurde mit einem Dichtungselement abgedichtet, das durch eine elastische Substanz ausgebildet war, sodass die Drähte freigelegt waren, wodurch ein Festkörper-Kondensator ausgebildet wurde.
  • Elektrische Daten für den Festkörper-Kondensator, der durch das obige Verfahren hergestellt wurde, sind in Tabelle 1 unten gezeigt.
  • Beispiel 6
  • Wie 1 gezeigt, wurde ein Kondensator-Element 9 fünf Minuten lang in eine Elektrolytmaterial-Zusammensetzung eingetaucht, die durch Vermischen von 40 g Pyrrol, 120 g Propanol-Lösung mit 40% Eisen-(III)-p-toluolsulfonat, 50 g einer polymerisierbaren Verbindung
    Figure 00190001
    50 g eines Härters
    Figure 00190002
    und 5 g eines Katalysators
    Figure 00190003
    ausgebildet wurde Dann wurde das Kondensator-Element aus der Elektrolytmaterial-Zusammensetzung herausgenommen und einer Polymerisation durch Wärmehandlung bei einer Temperatur im Bereich von 25°C bis 260°C unterzogen, um einen Festkörper-Elektrolyten auszubilden, der eine Mischung aus einem leitenden Polymer und einem polymerisierbaren Material enthält.
  • Das Kondensator-Element mit dem festen Elektrolyten wurde in einem Kasten mit einem Boden angeordnet, und der Kasten wurde mit einem Dichtungselement abgedichtet, das durch eine elastische Substanz ausgebildet war, sodass die Drähte freigelegt waren, wodurch ein Festkörper-Kondensator ausgebildet wurde.
  • Elektrische Daten für den Festkörper-Kondensator, der durch das obige Verfahren hergestellt wurde, sind in Tabelle 1 unten gezeigt.
  • Beispiel 7
  • Wie in 1 gezeigt, wurde ein Kondensator-Element 9 fünf Minuten lang in eine Elektrolytmaterial-Zusammensetzung eingetaucht, die durch Vermischen von 40 g Anilin, 120 g Ethanol-Lösung mit 40% Eisen-(III)-p-toluolsulfonat, 40 g einer polymerisierbaren Verbindung
    Figure 00200001
    40 g eines Härters
    Figure 00200002
    und 5 g des Katalysators
    Figure 00200003
    ausgebildet wurde. Dann wurde das Kondensator-Element aus der Elektrolytmaterial-Zusammensetzung herausgenommen und einer Polymerisation durch Wärmehandlung bei einer Temperatur im Bereich von 25°C bis 260°C unterzogen, um einen Festkörper-Elektrolyten auszubilden, der eine Mischung aus einem leitenden Polymer und einem polymerisierbaren Material enthält.
  • Das Kondensator-Element mit dem festen Elektrolyten wurde in einem Kasten mit einem Boden angeordnet, und der Kasten wurde mit einem Dichtungselement abgedichtet, das durch eine elastische Substanz ausgebildet war, sodass die Drähte freigelegt waren, wodurch ein Festkörper-Kondensator ausgebildet wurde.
  • Elektrische Daten für den Festkörper-Kondensator, der durch das obige Verfahren hergestellt wurde, sind in Tabelle 1 unten gezeigt.
  • Beispiel 8
  • Wie in 1 gezeigt, wurde ein Kondensator-Element 9 fünf Minuten lang in eine Elektrolytmaterial-Zusammensetzung eingetaucht, die durch Vermischen von 30 g 3,4-Ethylendioxythiophen, 100 g tert-Butanol-Lösung mit 40% Eisen-(III)-p-toluolsulfonat, 20 g der polymerisierbaren Verbindung
    Figure 00210001
    und 20 g des Härtungsmittels
    Figure 00210002
    ausgebildet wurde. Dann wurde das Kondensator-Element aus der Elektrolytmaterial-Zusammensetzung herausgenommen und einer Polymerisation durch Wärmehandlung bei einer Temperatur im Bereich von 25°C bis 260°C unterzogen, um einen Festkörper-Elektrolyten auszubilden, der eine Mischung aus einem leitenden Polymer und einem polymerisierbaren Material enthält.
  • Das Kondensator-Element mit dem festen Elektrolyten wurde in einem Kasten mit einem Boden angeordnet, und der Kasten wurde mit einem Dichtungselement abgedichtet, das durch eine elastische Substanz ausgebildet war, sodass die Drähte freigelegt waren, wodurch ein Festkörper-Kondensator ausgebildet wurde.
  • Elektrische Daten für den Festkörper-Kondensator, der durch das obige Verfahren hergestellt wurde, sind in Tabelle 1 unten gezeigt.
  • Beispiel 9
  • Wie in der 1 gezeigt, wurde ein Kondensator-Element 9 zunächst fünf Minuten lang in eine erste Lösung eingetaucht, die durch Mischen von 30 g von 95%-igem Ethanol, das mit 3,4-Ethylendioxythiophen verdünnt war, 15 g der polymerisierbaren Verbindung
    Figure 00210003
    15 g des Härters
    Figure 00210004
    und 2 g des Katalysators
    Figure 00210005
    ausgebildet wurde, und dann fünf Minuten lang in eine zweite Lösung eingetaucht, die aus 100 g n-Butanol-Lösung mit 45% Eisen-(III)-p-toluolsulfonat ausgebildet wurde. Dann wurde das Kondensator-Element aus der Elektrolytmaterial-Zusammensetzung herausgenommen und einer Polymerisation durch Wärmehandlung bei einer Temperatur im Bereich von 25°C bis 260°C unterzogen, um einen Festkörper-Elektrolyten auszubilden, der eine Mischung aus einem leitenden Polymer und einem polymerisierbaren Material enthält.
  • Das Kondensator-Element mit dem festen Elektrolyten wurde in einem Kasten mit einem Boden angeordnet, und der Kasten wurde mit einem Dichtungselement abgedichtet, das durch eine elastische Substanz ausgebildet war, sodass die Drähte freigelegt waren, wodurch ein Festkörper-Kondensator ausgebildet wurde.
  • Elektrische Daten für die festen Kondensator durch das obige Verfahren hergestellt wird in Tabelle 1 unten gezeigt.
  • Beispiel 10
  • Wie in 1 gezeigt, wurde ein Kondensator-Element 9 fünf Minuten lang in eine Elektrolytmaterial-Zusammensetzung eingetaucht, die durch Vermischen von 30 g 3,4-Ethylendioxythiophen, 150 g tert-Butanol-Lösung mit 40% Eisen-(III)-p-toluolsulfonat und 20 g der polymerisierbaren Verbindung
    Figure 00220001
    ausgebildet wurde. Dann wurde das Kondensator-Element aus der Elektrolytmaterial-Zusammensetzung herausgenommen und einer Polymerisation durch Wärmehandlung bei einer Temperatur im Bereich von 25°C bis 260°C unterzogen, um einen Festkörper-Elektrolyten auszubilden, der eine Mischung aus einem leitenden Polymer und einem polymerisierbaren Material enthält.
  • Das Kondensator-Element mit dem festen Elektrolyten wurde in einem Kasten mit einem Boden angeordnet, und der Kasten wurde mit einem Dichtungselement abgedichtet, das durch eine elastische Substanz ausgebildet war, sodass die Drähte freigelegt waren, wodurch ein Festkörper-Kondensator ausgebildet wurde.
  • Elektrische Daten für den Festkörper-Kondensator, der durch das obige Verfahren hergestellt wurde, sind in Tabelle 1 unten gezeigt.
  • Beispiel 11
  • Mit Hilfe eines Verfahrens, das im Wesentlichen gleich ist wie das Verfahren zur Herstellung des Festkörper-Kondensators nach Beispiel 1, wurde der Festkörper-Kondensator nach Beispiel 11 hergestellt, außer dass die polymerisierbare Verbindung
    Figure 00230001
    war. Die elektrischen Daten sind in Tabelle 1 unten gezeigt.
  • Beispiel 12
  • Mit Hilfe eines Verfahrens, das im Wesentlichen gleich ist wie das Verfahren zur Herstellung des Festkörper-Kondensators nach Beispiel 1, wurde der Festkörper-Kondensator nach Beispiel 12 hergestellt, außer dass die polymerisierbare Verbindung
    Figure 00230002
    war. Die elektrischen Daten sind in Tabelle 1 unten gezeigt.
  • Beispiel 13
  • Mit Hilfe eines Verfahrens, das im Wesentlichen gleich ist wie das Verfahren zur Herstellung des Festkörper-Kondensators nach Beispiel 1, wurde der Festkörper-Kondensator nach Beispiel 13 hergestellt, außer dass die polymerisierbare Verbindung
    Figure 00230003
    war. Die elektrischen Daten sind in Tabelle 1 unten gezeigt.
  • Beispiel 14
  • Mit Hilfe eines Verfahrens, das im Wesentlichen gleich ist wie das Verfahren zur Herstellung des Festkörper-Kondensators nach Beispiel 1, wurde der Festkörper-Kondensator nach Beispiel 14 hergestellt, außer dass die polymerisierbare Verbindung
    Figure 00240001
    war. Die elektrischen Daten sind in Tabelle 1 unten gezeigt.
  • Beispiel 15
  • Wie in 1 gezeigt, wurde ein Kondensator-Element 9 zunächst fünf Minuten lang in eine Elektrolytmaterial-Zusammensetzung eingetaucht, die durch Vermischen von 30 g 3,4-Ethylendioxythiophen, 100 g tert-Butanol-Lösung mit 40% Eisen-(III)-p-toluolsulfonat, 30 g der polymerisierbaren Verbindung
    Figure 00240002
    und 3 g des Katalysators
    Figure 00240003
    ausgebildet wurde. Dann wurde das Kondensator-Element aus der Elektrolytmaterial-Zusammensetzung herausgenommen und einer Polymerisation durch Wärmehandlung bei einer Temperatur im Bereich von 25°C bis 260°C unterzogen, um einen Festkörper-Elektrolyten auszubilden, der eine Mischung aus einem leitenden Polymer und einem polymerisierbaren Material enthält.
  • Das Kondensator-Element mit dem festen Elektrolyten wurde in einem Kasten mit einem Boden angeordnet, und der Kasten wurde mit einem Dichtungselement abgedichtet, das durch eine elastische Substanz ausgebildet war, sodass die Drähte freigelegt waren, wodurch ein Festkörper-Kondensator ausgebildet wurde.
  • Elektrische Daten für den Festkörper-Kondensator, der durch das obige Verfahren hergestellt wurde, sind in Tabelle 1 unten gezeigt.
  • Beispiel 16
  • Wie in 1 gezeigt, wurde ein Kondensator-Element 9 zunächst fünf Minuten lang in eine Elektrolytmaterial-Zusammensetzung eingetaucht, die durch Vermischen von 30 g 3,4-Ethylendioxythiophen, 30 g der polymerisierbaren Verbindung
    Figure 00250001
    und 3 g des Katalysators
    Figure 00250002
    ausgebildet wurde, und dann fünf Minuten lang in eine zweite Lösung aus einer 100 g tert.-Butanol, die 50% Eisen-(III)-p-toluolsulfonat enthielt, eingetaucht. Dann wurde das Kondensator-Element aus der Elektrolytmaterial-Zusammensetzung herausgenommen und einer Polymerisation durch Wärmehandlung bei einer Temperatur im Bereich von 25°C bis 260°C unterzogen, um einen Festkörper-Elektrolyten auszubilden, der eine Mischung aus einem leitenden Polymer und einem polymerisierbaren Material enthält.
  • Das Kondensator-Element mit dem festen Elektrolyten wurde in einem Kasten mit einem Boden angeordnet, und der Kasten wurde mit einem Dichtungselement abgedichtet, das durch eine elastische Substanz ausgebildet war, sodass die Drähte freigelegt waren, wodurch ein Festkörper-Kondensator ausgebildet wurde.
  • Elektrische Daten für den Festkörper-Kondensator, der durch das obige Verfahren hergestellt wurde, sind in Tabelle 1 unten gezeigt.
  • Beispiel 17
  • Wie in 1 gezeigt, wurde das Kondensator-Element 9 zunächst fünf Minuten lang in eine zweite Lösung aus 100 g tert-Butanol-Lösung mit 40% Eisen-(III)-p-toluolsulfonat eingetaucht und dann in fünf Minuten lang in eine erste Lösung eingetaucht, die durch Vermischen von 30 g 3,4-Ethylendioxythiophen und 30 g der polymerisierbaren Verbindung
    Figure 00250003
    ausgebildet wurde. Dann wurde das Kondensator-Element aus der Elektrolytmaterial-Zusammensetzung herausgenommen und einer Polymerisation durch Wärmehandlung bei einer Temperatur im Bereich von 25°C bis 260°C unterzogen, um einen Festkörper-Elektrolyten auszubilden, der eine Mischung aus einem leitenden Polymer und einem polymerisierbaren Material enthält.
  • Das Kondensator-Element mit dem festen Elektrolyten wurde in einem Kasten mit einem Boden angeordnet, und der Kasten wurde mit einem Dichtungselement abgedichtet, das durch eine elastische Substanz ausgebildet war, sodass die Drähte freigelegt waren, wodurch ein Festkörper-Kondensator ausgebildet wurde.
  • Elektrische Daten für den Festkörper-Kondensator, der durch das obige Verfahren hergestellt wurde, sind in Tabelle 1 unten gezeigt.
  • Beispiel 18
  • Wie in 1 gezeigt, wurde ein Kondensator-Element 9 zunächst fünf Minuten lang in eine erste Elektrolytmaterial-Zusammensetzung eingetaucht, die 30 g 3,4-Ethylendioxythiophen enthielt, und dann fünf Minuten lang in eine zweite Lösung eingetaucht, die durch Vermischen von 100 g tert.-Butanol-Lösung mit 40% Eisen-(III)-p-Toluolsulfonat, 25 g der polymerisierbaren Verbindung
    Figure 00260001
    und 3 g des Katalysators
    Figure 00260002
    ausgebildet wurde. Dann wurde das Kondensator-Element aus der Elektrolytmaterial-Zusammensetzung herausgenommen und einer Polymerisation durch Wärmehandlung bei einer Temperatur im Bereich von 25°C bis 260°C unterzogen, um einen Festkörper-Elektrolyten auszubilden, der eine Mischung aus einem leitenden Polymer und einem polymerisierbaren Material enthält.
  • Das Kondensator-Element mit dem festen Elektrolyten wurde in einem Kasten mit einem Boden angeordnet, und der Kasten wurde mit einem Dichtungselement abgedichtet, das durch eine elastische Substanz ausgebildet war, sodass die Drähte freigelegt waren, wodurch ein Festkörper-Kondensator ausgebildet wurde.
  • Elektrische Daten für den Festkörper-Kondensator, der durch das obige Verfahren hergestellt wurde, sind in Tabelle 1 unten gezeigt.
  • Beispiel 19
  • Wie in 1 gezeigt, wurde ein Kondensator-Element 9 zunächst fünf Minuten lang in eine zweite Elektrolytmaterial-Zusammensetzung eingetaucht, die durch Vermischen von 100 g tert.-Butanol-Lösung mit 40% Eisen-(III)-p-toluolsulfonat und 30 g der polymerisierbaren Verbindung
    Figure 00270001
    ausgebildet wurde, und danach fünf Minuten lang in eine erste Lösung eingetaucht, die 30 g 3,4-Ethylendioxythiophen enthielt. Darm wurde das Kondensator-Element aus der Elektrolytmaterial-Zusammensetzung herausgenommen und einer Polymerisation durch Wärmehandlung bei einer Temperatur im Bereich von 25°C bis 260°C unterzogen, um einen Festkörper-Elektrolyten auszubilden, der eine Mischung aus einem leitenden Polymer und einem polymerisierbaren Material enthält.
  • Das Kondensator-Element mit dem festen Elektrolyten wurde in einem Kasten mit einem Boden angeordnet, und der Kasten wurde mit einem Dichtungselement abgedichtet, das durch eine elastische Substanz ausgebildet war, sodass die Drähte freigelegt waren, wodurch ein Festkörper-Kondensator ausgebildet wurde.
  • Elektrische Daten für den Festkörper-Kondensator, der durch das obige Verfahren hergestellt wurde, sind in Tabelle 1 unten gezeigt.
  • Beispiel 20
  • Wie in 1 gezeigt, wurde ein Kondensator-Element 9 zunächst fünf Minuten lang in eine Elektrolytmaterial-Zusammensetzung eingetaucht, die durch Vermischen von 50 g Pyrrol, 150 g tert-Butanol-Lösung mit 40% Eisen-(III)-p-toluolsulfonat, 30 g der polymerisierbaren Verbindung
    Figure 00280001
    und 3 g des Katalysators
    Figure 00280002
    ausgebildet wurde. Dann wurde das Kondensator-Element aus der Elektrolytmaterial-Zusammensetzung herausgenommen und einer Polymerisation durch Wärmehandlung bei einer Temperatur im Bereich von 25°C bis 260°C unterzogen, um einen Festkörper-Elektrolyten auszubilden, der eine Mischung aus einem leitenden Polymer und einem polymerisierbaren Material enthält.
  • Das Kondensator-Element mit dem festen Elektrolyten wurde in einem Kasten mit einem Boden angeordnet, und der Kasten wurde mit einem Dichtungselement abgedichtet, das durch eine elastische Substanz ausgebildet war, sodass die Drähte freigelegt waren, wodurch ein Festkörper-Kondensator ausgebildet wurde.
  • Elektrische Daten für den Festkörper-Kondensator, der durch das obige Verfahren hergestellt wurde, sind in Tabelle 1 unten gezeigt.
  • Beispiel 21
  • Wie in 1 gezeigt, wurde ein Kondensator-Element 9 zunächst fünf Minuten lang in eine Elektrolytmaterial-Zusammensetzung eingetaucht, die durch Vermischen von 50 g Anilin, 150 g tert-Butanol-Lösung mit 40% Eisen-(III)-p-toluolsulfonat, 30 g der polymerisierbaren Verbindung
    Figure 00280003
    und 3 g des Katalysators
    Figure 00280004
    ausgebildet wurde. Dann wurde das Kondensator-Element aus der Elektrolytmaterial-Zusammensetzung herausgenommen und einer Polymerisation durch Wärmehandlung bei einer Temperatur im Bereich von 25°C bis 260°C unterzogen, um einen Festkörper-Elektrolyten auszubilden, der eine Mischung aus einem leitenden Polymer und einem polymerisierbaren Material enthält.
  • Das Kondensator-Element mit dem festen Elektrolyten wurde in einem Kasten mit einem Boden angeordnet, und der Kasten wurde mit einem Dichtungselement abgedichtet, das durch eine elastische Substanz ausgebildet war, sodass die Drähte freigelegt waren, wodurch ein Festkörper-Kondensator ausgebildet wurde.
  • Elektrische Daten für den Festkörper-Kondensator, der durch das obige Verfahren hergestellt wurde, sind in Tabelle 1 unten gezeigt.
  • Beispiel 22
  • Wie in 1 gezeigt, wurde ein Kondensator-Element 9 zunächst fünf Minuten lang in eine Elektrolytmaterial-Zusammensetzung eingetaucht, die durch Vermischen von 30 g 3,4-Ethylendioxythiophen, 100 g einer tert-Butanol-Lösung mit 40% Eisen-(III)-p-toluolsulfonat und 30 g der polymerisierbaren Verbindung
    Figure 00290001
    ausgebildet wurde. Dann wurde das Kondensator-Element aus der Elektrolytmaterial-Zusammensetzung herausgenommen und einer Polymerisation durch Wärmehandlung bei einer Temperatur im Bereich von 25°C bis 260°C unterzogen, um einen Festkörper-Elektrolyten auszubilden, der eine Mischung aus einem leitenden Polymer und einem polymerisierbaren Material enthält.
  • Das Kondensator-Element mit dem festen Elektrolyten wurde in einem Kasten mit einem Boden angeordnet, und der Kasten wurde mit einem Dichtungselement abgedichtet, das durch eine elastische Substanz ausgebildet war, sodass die Drähte freigelegt waren, wodurch ein Festkörper-Kondensator ausgebildet wurde.
  • Elektrische Daten für den Festkörper-Kondensator, der durch das obige Verfahren hergestellt wurde, sind in Tabelle 1 unten gezeigt.
  • Beispiel 23
  • Wie in 1 gezeigt, wurde ein Kondensator-Element 9 zunächst fünf Minuten lang in eine erste Lösung eingetaucht, die durch Vermischen von 30 g 95%-igem Ethanol, das mit 3,4-Ethylendioxythiophen verdünnt war, 15 g der polymerisierbaren Verbindung
    Figure 00300001
    und 2 g des Katalysators
    Figure 00300002
    ausgebildet wurde, und dann fünf Minuten in eine zweite Lösung aus einer 100 g n-Butanol-Lösung, die 45% Eisen-(III)-p-toluolsulfonat enthielt, eingetaucht. Dann wurde das Kondensator-Element aus der Elektrolytmaterial-Zusammensetzung herausgenommen und einer Polymerisation durch Wärmehandlung bei einer Temperatur im Bereich von 25°C bis 260°C unterzogen, um einen Festkörper-Elektrolyten auszubilden, der eine Mischung aus einem leitenden Polymer und einem polymerisierbaren Material enthält.
  • Das Kondensator-Element mit dem festen Elektrolyten wurde in einem Kasten mit einem Boden angeordnet, und der Kasten wurde mit einem Dichtungselement abgedichtet, das durch eine elastische Substanz ausgebildet war, sodass die Drähte freigelegt waren, wodurch ein Festkörper-Kondensator ausgebildet wurde.
  • Elektrische Daten für den Festkörper-Kondensator, der durch das obige Verfahren hergestellt wurde, sind in Tabelle 1 unten gezeigt.
  • Beispiel 24
  • Mit Hilfe eines Verfahrens, das im Wesentlichen gleich ist wie das Verfahren zur Herstellung des Festkörper-Kondensators nach Beispiel 15, wurde der Festkörper-Kondensator nach Beispiel 24 hergestellt, außer dass die polymerisierbare Verbindung
    Figure 00300003
    war. Die elektrischen Daten sind in Tabelle 1 unten gezeigt.
  • Beispiel 25
  • Mit Hilfe eines Verfahrens, das im Wesentlichen gleich ist wie das Verfahren zur Herstellung des Festkörper-Kondensators nach Beispiel 15, wurde der Festkörper-Kondensator nach Beispiel 25 hergestellt, außer dass die polymerisierbare Verbindung aus 5 g
    Figure 00310001
    15 g
    Figure 00310002
    und 10 g
    Figure 00310003
    zusammengesetzt war. Die elektrischen Daten sind in Tabelle 1 unten gezeigt.
  • Vergleichsbeispiel 1
  • Ein Kondensator-Element 9, wie in 1 gezeigt, wurde fünf Minuten lang in eine Elektrolytmaterial-Zusammensetzung eingetaucht, die durch Vermischen von 10 g 3,4-Ethylendioxythiophen und 100 g einer tert-Butanol-Lösung, die 40% Eisen-(III)-p-toluolsulfonat enthielt, ausgebildet war. Dann wurde das Kondensator-Element aus der Elektrolytmaterial-Zusammensetzung herausgenommen und einer Polymerisation durch Wärmehandlung bei einer Temperatur im Bereich von 25°C bis 260°C unterzogen, um einen Festkörper-Elektrolyten auszubilden. Das Kondensator-Element mit dem festen Elektrolyten wurde in einem Kasten mit einem Boden angeordnet, und der Kasten wurde mit einem Dichtungselement abgedichtet, das durch eine elastische Substanz ausgebildet war, sodass die Drähte freigelegt waren, wodurch ein Festkörper-Kondensator ausgebildet wurde. Elektrische Daten für den Festkörper-Kondensator, der durch das obige Verfahren hergestellt wurde, sind in Tabelle 1 unten gezeigt. Tabelle 1
    Speicherkapazität (CS) (μF, 120 Hz) Verlustfaktor (DF) Äquivalenter Serien-Widerstand (ESR) (mOhm) Durschlag-Spannung (ausgehaltene Spannung) Reproduzierbarkeit (%)
    Beispiel 1 902 0,019 8,1 21,0 100,0
    Beispiel 2 916 0,024 8,5 21,0 100,0
    Beispiel 3 910 0,026 9,1 22,0 94,0
    Beispiel 4 912 0,026 8,6 21,0 100,0
    Beispiel 5 898 0,025 10,1 22,0 100,0
    Beispiel 6 907 0,037 8,5 22,0 100,0
    Beispiel 7 917 0,037 9,3 23,0 100,0
    Beispiel 8 917 0,083 13,0 24,0 100,0
    Beispiel 9 895 0,040 13,0 24,0 100,0
    Beispiel 10 910 0,039 8,5 21,0 94,0
    Beispiel 11 899 0,038 8,3 21,0 94,0
    Beispiel 12 880 0,040 13,0 23,0 100,0
    Beispiel 13 913 0,039 14,0 23,0 100,0
    Beispiel 14 970 0,050 14,0 22,0 100,0
    Beispiel 15 1056 0,022 8,1 23,0 88,0
    Beispiel 16 1075 0,024 9,5 23,0 94,0
    Beispiel 17 1066 0,023 9,5 21,0 100,0
    Beispiel 18 1069 0,023 9,5 22,0 100,0
    Beispiel 19 1070 0,023 9,5 25,0 100,0
    Beispiel 20 1039 0,029 12 25,0 100,0
    Beispiel 21 1064 0,022 9,1 23,0 100,0
    Beispiel 22 1066 0,021 8,3 24,0 100,0
    Beispiel 23 1091 0,047 12 24,0 100,0
    Beispiel 24 1054 0,036 14,2 24,0 100,0
    Beispiel 25 54 0,0190 19,1 73,0 94,0
    Vergleichsbeispiel 1 677 0,032 9,4 20,0 62,5
  • Die Bedingungen für die elektrischen Tests in der Tabelle 1 sind wie folgt:
    Element Bedingungen
    Durschlagspannung (V) Raumtemperatur, 0,5 bis 1,0 mA
    Verlustfaktor (DF) 120 Hz/120°C
    Äquivalenter Serienwiderstand (ESR) 100 kHz bis 300 kHz/20°C
    Reproduzierbarkeit von 16 Proben eines Beispiels oder des Vergleichsbeispiels, liegt ein durchschnittliches relatives Verhältnis dieser elektrischen Daten für jedes Element innerhalb eines 20%-igen Variationsbereichs
  • Die Ergebnisse eines Lebensdauertests des hergestellten Festkörper-Kondensators sind in der nachfolgenden Tabelle 2 wiedergegeben. Tabelle 2
    Speicherkapazität (CS) (μF, 120 Hz) Verlustfaktor (DF) Äquivalenter Serien-Widerstand (ESR) (mOhm) Bruchteil der Beispiele, die Lebendsdauertest bestanden (%)
    Beispiel 1 869 0,035 9,5 100,0
    Beispiel 2 882 0,032 8,8 100,0
    Beispiel 3 876 0,032 8,6 100,0
    Beispiel 4 877 0,035 9,6 100,0
    Beispiel 5 862 0,031 8,7 100,0
    Beispiel 6 873 0,032 9,2 100,0
    Beispiel 7 884 0,031 8,6 100,0
    Beispiel 8 884 0,030 14,0 100,0
    Beispiel 9 860 0,031 14,2 100,0
    Beispiel 10 876 0,031 8,8 100,0
    Beispiel 11 869 0,042 8,7 100,0
    Beispiel 12 852 0,048 14,1 100,0
    Beispiel 13 880 0,045 15,8 100,0
    Beispiel 14 936 0,055 14,7 100,0
    Beispiel 15 1016 0,032 8,4 100,0
    Beispiel 16 1038 0,035 9,9 100,0
    Beispiel 17 1034 0,033 9,7 100,0
    Beispiel 18 1029 0,033 9,7 100,0
    Beispiel 19 1035 0,032 9,8 100,0
    Beispiel 20 997 0,037 12,6 100,0
    Beispiel 21 1032 0,029 9,5 100,0
    Beispiel 22 1034 0,031 9,3 100,0
    Beispiel 23 1036 0,057 12,4 100,0
    Beispiel 24 1016 0,046 14,7 100,0
    Beispiel 25 52 0,022 21,7 100,0
    Vergleichsbeispiel 1 580 0,049 12,2 20,0
  • Die Bedingungen für die Tests der Lebensdauer in der Tabelle 2 sind wie folgt:
    Ganz allgemeinen schließen die Bedingungen für die Lebensdauer eines Festkörper-Kondensators Temperaturen von bei 105°C während 2000 h ein, dann wurde der Festkörper-Kondensator darauf getestet, ob die Eigenschaften noch den Spezifikationen genügen.
  • Aus Tabelle 1 und Tabelle 2 ist ersichtlich, dass, wenn ein fester Elektrolyt gemäß der vorliegenden Erfindung bei einem Festkörper-Kondensator eingesetzt wird, aufgrund des Vorhandenseins eines aushärtbaren Polymers die Kapazität und die Spannungsfestigkeit verbessert werden können und die Lebensdauer verlängert werden kann.
  • Ein leitfähiges Polymer wird mit einem aushärtbaren Polymer gemischt, so dass das leitfähige Polymer auf einer Elektrode anhaften kann, und die Stabilität des leitfähigen Polymers ist verbessert, d. h. dass das Polymer, das durch Polymerisation erhalten wird, gute physikalische Eigenschaften hat. Als Folge wird die Ausbeute des Verfahrens hoch, ist die Lebensdauer groß und die Betriebsspannung hoch. Daher kann das Polymer in vielen verschiedenen Branchen eingesetzt werden, die Hochspannungskondensatoren benötigen, z. B. Stromversorgungen zum Treiben von LED-Lampen, elektronischen Energiesparlampen und Gleichrichtern, für elektronische Geräte mit einem Motor, für Computer-Motherboards, Frequenzumrichter, die Netzwerk-Kommunikation, für Netzteile für medizinische Geräte und andere High-End-Anwendungen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • US 4609971 [0006]
    • US 4803596 [0006]
    • US 4910645 [0006]
    • JP 2010129651 [0007]

Claims (15)

  1. Elektrolytmaterial-Zusammensetzung, umfassend: (a1) eine leitende oder leitfähige Verbindung; (b1) ein Oxidationsmittel, und (c1) eine polymerisierbare Verbindung.
  2. Elektrolytmaterial-Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die leitfähige Verbindung aus der Gruppe bestehend aus Pyrrol, Thiophen, Anilin, Phenylensulfid und Derivaten davon ausgewählt ist.
  3. Elektrolytmaterial-Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Oxidationsmittel ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Alkalimetallpersulfaten, Ammoniumpersulfat, Eisen-III-Salzen von organischen Säuren und anorganischen Säuren mit einer organischen Gruppe.
  4. Elektrolytmaterial-Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die polymerisierbare Verbindung eine eine Epoxid-Gruppe enthaltende polymerisierbare Verbindung, eine Vinyl enthaltende ungesättigte polymerisierbare Verbindung, eine Acrylat enthaltende ungesättigte polymerisierbare Verbindung oder eine Mischung davon umfasst.
  5. Elektrolytmaterial-Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die polymerisierbare Verbindung ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus:
    Figure 00370001
    wobei n eine ganze Zahl größer oder gleich 3 ist, m eine ganze Zahl größer oder gleich 2 ist und G eine organische Gruppe, anorganische Gruppe oder eine Mischung daraus ist.
  6. Elektrolytmaterial-Zusammensetzung nach Anspruch 5, wobei die polymerisierbare Verbindung ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus:
    Figure 00370002
    Figure 00380001
  7. Elektrolytmaterial-Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Molekulargewicht der polymerisierbaren Verbindung im Bereich von 40 bis 1.000.000 liegt.
  8. Elektrolytmaterial-Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Anteil der Komponente (b1) 1 bis 10.000 Gew.-Teile beträgt, und der Anteil der Komponente (c1) 0.1–10.000 Gew.-Teile beträgt, jeweils bezogen auf 100 Gew.-Teile der Komponente (a1).
  9. Elektrolytmaterial-Zusammensetzung nach Anspruch 8, wobei der Anteil der Komponente (b1) is 10–2.000 Gew.-Teile beträgt, und der Anteil der Komponente (c1) is 1–3.000 Gew.-Teile beträgt, jeweils bezogen auf 100 Gew.-Teile der Komponente (a1).
  10. Elektrolytmaterial-Zusammensetzung nach Anspruch 1, weiterhin umfassend ein Härtungsmittel, wobei das Härtungsmittel ein Amin oder ein Säure-Anhydrid ist.
  11. Elektrolytmaterial-Zusammensetzung nach Anspruch 10, wobei das Härtungsmittel
    Figure 00390001
    oder
    Figure 00390002
    ist.
  12. Elektrolytmaterial-Zusammensetzung, ausgebildet durch Polymerisation aus der Elektrolytmaterial-Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  13. Elektrolytmaterial-Zusammensetzung nach Anspruch 12, umfassend: (A) ein erstes Polymer, das aus den Polymerisationseinheiten ausgebildet ist, die von der leitfähigen Verbindung und dem Oxidationsmittel abgeleitet sind; und (B) ein zweites Polymer, das aus den Polymerisationseinheiten ausgebildet ist, die von der polymerisierbaren Verbindung abgeleitet sind.
  14. Elektrolytmaterial-Zusammensetzung nach Anspruch 13, wobei das zweite Polymer aus den Polymerisationseinheiten, die von der polymerisierbaren Verbindung abgeleitet werden, und dem Härtungsmittel ausgebildet ist.
  15. Festkörper-Kondensator, umfassend: eine Anode; eine dielektrische Schicht, die auf der Anode ausgebildet ist; eine Kathode; und einen festen Elektrolyten, der sich zwischen der dielektrischen Schicht und der Kathode befindet, wobei der feste Elektrolyt die Elektrolytmaterial-Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 12 bis 14 aufweist.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5892535B2 (ja) * 2011-10-06 2016-03-23 テイカ株式会社 導電性高分子製造用酸化剤兼ドーパント、導電性高分子製造用酸化剤兼ドーパント溶液、導電性高分子および固体電解コンデンサ
TWI460203B (zh) * 2011-12-30 2014-11-11 Eternal Materials Co Ltd 電解質材料調配物、由此形成之電解質材料組合物及其用途

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4609971A (en) 1983-08-11 1986-09-02 North American Philips Corporation Electrolytic capacitor with polymer conductor
US4803596A (en) 1986-10-23 1989-02-07 Basf Aktiengesellschaft Solid-state capacitor with an electroconductive polymer as constituent of the solid electrolyte
US4910645A (en) 1988-04-30 1990-03-20 Bayer Aktiengesellschaft Solid electrolytes, and electrolyte capacitors containing same
JP2010129651A (ja) 2008-11-26 2010-06-10 Nichicon Corp 固体電解コンデンサの製造方法

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3673275A (en) * 1970-03-05 1972-06-27 Du Pont Acrylic polymers containing epoxy radicals
JPH04268375A (ja) * 1991-02-25 1992-09-24 Fuji Xerox Co Ltd ポリアニリン複合物
TW278096B (de) * 1992-09-24 1996-06-11 Dsm Nv
KR100570949B1 (ko) * 1996-05-08 2006-08-30 다이소 가부시키가이샤 공중합체, 가교고분자전해질 및 그의 용도
JP3478987B2 (ja) * 1999-02-10 2003-12-15 松下電器産業株式会社 固体電解コンデンサの製造方法
JP4463345B2 (ja) * 1999-06-18 2010-05-19 関西ペイント株式会社 塗料組成物
JP4268375B2 (ja) * 2000-07-11 2009-05-27 アルゼ株式会社 遊技機
DE10237577A1 (de) * 2002-08-16 2004-02-26 H.C. Starck Gmbh Substituierte Poly(alkylendioxythiophene) als Feststoffelektrolyte in Elektrolytkondensatoren
JP2004095817A (ja) * 2002-08-30 2004-03-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電解コンデンサ
TWI223294B (en) * 2003-03-11 2004-11-01 Ind Tech Res Inst Solid-state electrolytic capacitor and its manufacturing method
JP2005011925A (ja) * 2003-06-18 2005-01-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd 固体電解コンデンサ及びその製造方法
DE10331673A1 (de) * 2003-07-14 2005-02-10 H.C. Starck Gmbh Polythiophen mit Alkylenoxythiathiophen-Einheiten in Elektrolytkondensatoren
JP2005252213A (ja) * 2004-02-03 2005-09-15 Shin Etsu Polymer Co Ltd 固体電解コンデンサおよびその製造方法
JP4275044B2 (ja) * 2004-02-04 2009-06-10 三洋電機株式会社 固体電解コンデンサおよびその製造方法
JP2006028439A (ja) * 2004-07-21 2006-02-02 Shin Etsu Polymer Co Ltd 導電性高分子溶液及び導電性塗膜
JP4689222B2 (ja) * 2004-09-22 2011-05-25 信越ポリマー株式会社 導電性塗布膜およびその製造方法
US7608342B2 (en) * 2005-11-23 2009-10-27 Brewer Science Inc. Photocurable, conductive, transparent polymer coatings
TWI460741B (zh) * 2006-02-09 2014-11-11 Shinetsu Polymer Co 導電性高分子溶液、導電性塗膜、電容器，以及電容器之製造方法
JP4800891B2 (ja) * 2006-09-28 2011-10-26 ニチコン株式会社 固体電解コンデンサおよびその製造方法
JP5369374B2 (ja) * 2006-12-27 2013-12-18 東洋インキＳｃホールディングス株式会社 ポリアニリン組成物の製造方法、ポリアニリン組成物およびその被覆物
JP4868601B2 (ja) * 2007-12-05 2012-02-01 Ｎｅｃトーキン株式会社 固体電解コンデンサ及びその製造方法
JP5289183B2 (ja) * 2009-05-15 2013-09-11 日本カーリット株式会社 固体電解コンデンサの製造方法
CN101864239B (zh) * 2010-06-04 2012-07-04 北京化工大学 一种超支化环氧树脂/聚吡咯复合防腐涂料及其制备方法
US8426542B2 (en) * 2010-08-19 2013-04-23 Tayca Corporation Oxidant and dopant solution for conductive polymer production, a conductive polymer and a solid electrolyte capacitor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4609971A (en) 1983-08-11 1986-09-02 North American Philips Corporation Electrolytic capacitor with polymer conductor
US4803596A (en) 1986-10-23 1989-02-07 Basf Aktiengesellschaft Solid-state capacitor with an electroconductive polymer as constituent of the solid electrolyte
US4910645A (en) 1988-04-30 1990-03-20 Bayer Aktiengesellschaft Solid electrolytes, and electrolyte capacitors containing same
JP2010129651A (ja) 2008-11-26 2010-06-10 Nichicon Corp 固体電解コンデンサの製造方法

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