JP2011009568A - Method for forming electrolyte for conductive polymer capacitor - Google Patents

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和幸 立石
Takahiro Oishi
孝洋 大石
Mutsuaki Murakami
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for forming a conductive polymer electrolyte and a method for manufacturing a conductive polymer capacitor equipped with the electrolyte, which satisfy all of the low ESR, the low leakage current, and the high capacity.SOLUTION: The method for forming an electrolyte for a conductive polymer aluminum electrolyte capacitor includes the following process (1a) and process (2a), the process (1a) and/or the process (2a) being performed under the existence of ionic liquid, wherein (1a) is the process to in-situ polymerize conductive polymer monomer, and (2a) is the process to impregnate a conductive polymer dispersion liquid (B) after the process (1a).

Description

本発明は低ESR、低い漏れ電流、大容量を兼ね備えた導電性高分子コンデンサ用電解質の形成方法及び前記電解質を備えた導電性高分子コンデンサの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for forming an electrolyte for a conductive polymer capacitor having both low ESR, low leakage current, and large capacity, and a method for manufacturing a conductive polymer capacitor including the electrolyte.

近年、導電性高分子を電解質として用いた固体電解コンデンサは、その優れたESR特
性により市場を拡大しつつある。固体電解コンデンサは、典型的には、固体であるポリピロールあるいはポリチオフェン誘導体等の導電性高分子を電解質として用いたものであり、これらの導電性高分子は、従来の液体を電解質として用いた電解コンデンサと比べてその電気伝導度(すなわち電子伝導性)がはるかに高く、特に高周波回路用コンデンサとして優れた特性を発揮する。また固体電解コンデンサには、上記の低ESRに加え、漏れ電流の低減や大容量化の特性が併せて要求されている。
In recent years, the market for solid electrolytic capacitors using a conductive polymer as an electrolyte is expanding due to their excellent ESR characteristics. Solid electrolytic capacitors typically use solid conductive polymers such as polypyrrole or polythiophene derivatives as electrolytes, and these conductive polymers are electrolytic capacitors using conventional liquids as electrolytes. Its electrical conductivity (that is, electronic conductivity) is much higher than that of the capacitor, and particularly exhibits excellent characteristics as a capacitor for high-frequency circuits. In addition to the low ESR described above, solid electrolytic capacitors are required to have characteristics of reducing leakage current and increasing capacity.

これらの問題解決の取り組みとして、特許文献1においては、3,4−エチレンジオキシチオフェン(以下、EDOTと略す。)の化学重合によって得られるポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)(以下PEDOTと略す。)を固体電解質に適用し、外層被覆にポリマー粒子を含む分散物を適用することで、低ESRと漏れ電流の低減が実現するとの報告がなされている。また特許文献2においては、特許文献1における固体電解質の形成条件に関してさらなる検討が行なわれ、電解質と外層被覆ポリマーの接着性向上により特性向上がなされている。続いて特許文献3、特許文献4においては、特許文献2に関してさらなる検討により外層被覆に適用するポリマー粒子径の検討が行なわれ、外層のポリマーによる被覆率を向上させることで、特性向上がなされている。   As an approach for solving these problems, in Patent Document 1, poly (3,4-ethylenedioxythiophene) (hereinafter PEDOT) obtained by chemical polymerization of 3,4-ethylenedioxythiophene (hereinafter abbreviated as EDOT) is disclosed. It is reported that low ESR and reduction of leakage current can be realized by applying a dispersion containing polymer particles to the outer layer coating. Further, in Patent Document 2, further studies are made on the formation conditions of the solid electrolyte in Patent Document 1, and characteristics are improved by improving the adhesion between the electrolyte and the outer layer coating polymer. Subsequently, in Patent Document 3 and Patent Document 4, the polymer particle diameter to be applied to the outer layer coating is examined by further investigation with respect to Patent Document 2, and the characteristics are improved by improving the coverage of the outer layer with the polymer. Yes.

しかしながら、何れの方法においても、電解質として使用するポリマーが固体であるため、電極細孔部への電解質の充填が不十分であり、結果として容量向上に関しては、市場要求に満足する特性が得られておらず、低ESR、低い漏れ電流、高容量の全てを満足する電解質の形成方法ならびに、その製法で得られるコンデンサが切望されている。   However, in any of the methods, since the polymer used as the electrolyte is solid, the electrode is not sufficiently filled with the electrolyte, and as a result, characteristics satisfying the market requirements can be obtained in terms of capacity improvement. However, a method for forming an electrolyte that satisfies all of low ESR, low leakage current, and high capacity, and a capacitor obtained by the manufacturing method are desired.

また特許文献1〜4の取り組みは、タンタルやニオブの焼結体素子を意図した取り組みであり、アルミなどに代表される捲回型素子への適用に関しては触れられておらず、捲回型素子においては焼結体で得られた結果が再現しない可能性が指摘されていた。   In addition, the efforts of Patent Documents 1 to 4 are intended for sintered elements of tantalum and niobium, and are not mentioned regarding application to wound elements represented by aluminum and the like. Has pointed out the possibility that the results obtained with the sintered body may not be reproduced.

この様な課題を解決するために、本発明者らはイオン液体が従来の電解液と同様に振る舞う事を期待し、既にイオン液体と導電性高分子とからなる電解質を用い、捲回型の導電性高分子コンデンサに関しても、容量発現率を向上させられることを明らかにしている(特許文献5)。しかしながら低ESR、低い漏れ電流、高容量を満足するには至っていない。   In order to solve such a problem, the present inventors expect that the ionic liquid behaves in the same manner as the conventional electrolytic solution, and already uses an electrolyte composed of the ionic liquid and the conductive polymer, It has also been clarified that the capacity development rate can be improved for a conductive polymer capacitor (Patent Document 5). However, low ESR, low leakage current, and high capacity have not been satisfied.

特開2005−123630号公報JP 2005-123630 A 特開2005−322917号公報JP 2005-322917 A 特開2006−295184号公報JP 2006-295184 A 特開2007−27767号公報JP 2007-27767 A 国際公開WO2006/088033号パンフレットInternational Publication WO2006 / 088033 Pamphlet

本発明は低ESR、低い漏れ電流および高容量の全てを満足する導電性高分子電解質の形成方法およびその電解質を備えた導電性高分子コンデンサの製造方法を提供することである。   It is an object of the present invention to provide a method for forming a conductive polymer electrolyte that satisfies all of low ESR, low leakage current, and high capacity, and a method for manufacturing a conductive polymer capacitor including the electrolyte.

本発明者らは、上記に鑑み鋭意検討を行った結果、導電性高分子アルミ電解コンデンサ用電解質の形成において、導電性高分子モノマーをin situ重合する工程およびin situ重合後に導電性高分子分散液を含浸させる工程の少なくとも一方をイオン液体存在下で実施すると、低ESR、低い漏れ電流および高容量の全てを満足する電解質を形成できることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies in view of the above, the present inventors have conducted in-situ polymerization of a conductive polymer monomer in the formation of an electrolyte for a conductive polymer aluminum electrolytic capacitor, and conductive polymer dispersion after in-situ polymerization. When at least one of the steps of impregnating the liquid is carried out in the presence of an ionic liquid, it has been found that an electrolyte satisfying all of low ESR, low leakage current and high capacity can be formed, and the present invention has been completed.

すなわち、本発明は、
[1] 次の(1a)工程および(2a)工程を含み、(1a)工程および/または(2a)工程はイオン液体存在下で行なわれる、導電性高分子アルミ電解コンデンサ用電解質の形成方法:
(1a)導電性高分子モノマーをin situ重合する工程、
(2a)前記(1a)工程後、導電性高分子分散液(B)を含浸させる工程、
[2] さらに、(1b)洗浄を行う工程を、前記(1a)工程および前記(2a)工程の間に、含む、上記[1]に記載の導電性高分子アルミ電解コンデンサ用電解質の形成方法。
[3] in situ重合が化学重合および/または電解重合である、上記[1]又は[2]に記載の導電性高分子アルミ電解コンデンサ用電解質の形成方法。
[4] 導電性高分子モノマーが、チオフェン、チオフェンの誘導体、ピロール、ピロールの誘導体、アニリンおよびアニリンの誘導体からなる群から選ばれるすくなくとも一種である、上記[1]〜[3]のいずれかに記載の導電性高分子アルミ電解コンデンサ用電解質の形成方法。
[5] 導電性高分子分散液(B)に含まれる導電性高分子(D)が、チオフェン、チオフェンの誘導体、ピロール、ピロールの誘導体、アニリンおよびアニリンの誘導体からなる群から選ばれるすくなくとも一種の重合による生成物である、上記[1]〜[4]のいずれかに記載の導電性高分子アルミ電解コンデンサ用電解質の形成方法。
[6] イオン液体のアニオン成分がカルボキシレートアニオンである、上記[1]〜[5]のいずれかに記載の導電性高分子アルミ電解コンデンサ用電解質の形成方法、
[7] イオン液体のカチオン成分が、アンモニウムイオン、イミダゾリウムイオン、ピリジニウムイオン、ピロリジニウムイオン、ピロリニウムイオン、ピラジニウムイオン、ピリミジニウムイオン、トリアゾニウムイオン、トリアジニウムイオン、トリアジンイオン、キノリニウムイオン、イソキノリニウムイオン、インドリニウムイオン、キノキサリニウムイオン、ピペラジニウムイオン、オキサゾリニウムイオン、チアゾリニウムイオン、モルフォリニウムイオン、ピペラジンイオン及びこれらの誘導体からなる群より選択される少なくとも1種である、上記[1]〜[6]のいずれかに記載の導電性高分子アルミ電解コンデンサ用電解質の形成方法、
[8] 上記[1]〜[7]のいずれかに記載の導電性高分子アルミ電解コンデンサ用電解質の形成方法を含む、導電性高分子アルミ電解コンデンサの製造方法、
に関する。
That is, the present invention
[1] A method for forming an electrolyte for a conductive polymer aluminum electrolytic capacitor, comprising the following steps (1a) and (2a), wherein steps (1a) and / or (2a) are performed in the presence of an ionic liquid:
(1a) a step of in situ polymerization of a conductive polymer monomer;
(2a) Step of impregnating the conductive polymer dispersion (B) after the step (1a),
[2] The method for forming an electrolyte for a conductive polymer aluminum electrolytic capacitor according to the above [1], further comprising (1b) a step of performing cleaning between the steps (1a) and (2a). .
[3] The method for forming an electrolyte for a conductive polymer aluminum electrolytic capacitor according to the above [1] or [2], wherein the in situ polymerization is chemical polymerization and / or electrolytic polymerization.
[4] The conductive polymer monomer is at least one selected from the group consisting of thiophene, thiophene derivatives, pyrrole, pyrrole derivatives, aniline and aniline derivatives. A method for forming an electrolyte for a conductive polymer aluminum electrolytic capacitor as described.
[5] The conductive polymer (D) contained in the conductive polymer dispersion (B) is at least one selected from the group consisting of thiophene, thiophene derivatives, pyrrole, pyrrole derivatives, aniline and aniline derivatives. The method for forming an electrolyte for a conductive polymer aluminum electrolytic capacitor according to any one of the above [1] to [4], which is a product of polymerization.
[6] The method for forming an electrolyte for a conductive polymer aluminum electrolytic capacitor according to any one of the above [1] to [5], wherein the anion component of the ionic liquid is a carboxylate anion,
[7] The cation component of the ionic liquid is ammonium ion, imidazolium ion, pyridinium ion, pyrrolidinium ion, pyrrolium ion, pyrazinium ion, pyrimidinium ion, triazonium ion, triazinium ion, triazine ion, key Selected from the group consisting of norinium ion, isoquinolinium ion, indolinium ion, quinoxalinium ion, piperazinium ion, oxazolinium ion, thiazolinium ion, morpholinium ion, piperazine ion and derivatives thereof A method for forming an electrolyte for a conductive polymer aluminum electrolytic capacitor according to any one of [1] to [6], wherein
[8] A method for producing a conductive polymer aluminum electrolytic capacitor, including the method for forming an electrolyte for a conductive polymer aluminum electrolytic capacitor according to any one of [1] to [7],
About.

本発明の製法によれば、導電性高分子アルミ電解コンデンサに適した、低ESR、低い漏れ電流および高容量の全てを満足する電解質を得る事ができる。   According to the production method of the present invention, an electrolyte satisfying all of low ESR, low leakage current, and high capacity suitable for a conductive polymer aluminum electrolytic capacitor can be obtained.

インピーダンス測定に用いた水銀セルを示す。The mercury cell used for impedance measurement is shown.

以下に、本発明の実施形態を詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.

まず、本発明の(1a)工程、すなわち、導電性高分子モノマーを含む溶液(A)を用いたin situ重合について説明する。   First, the step (1a) of the present invention, that is, in situ polymerization using the solution (A) containing a conductive polymer monomer will be described.

本発明の(1a)工程は、コンデンサ素子内に電解質を形成する第一段階の手法であり、電解質である導電性高分子を電極の細孔内に充填させることを目的に行なう。   The step (1a) of the present invention is a first-stage method for forming an electrolyte in the capacitor element, and is performed for the purpose of filling the conductive polymer as the electrolyte into the pores of the electrode.

本発明においては、(1a)工程はイオン液体存在下で実施されることがある。   In the present invention, step (1a) may be performed in the presence of an ionic liquid.

イオン液体は、常温溶融塩ともいわれ、イオンのみから構成されているにも関わらず常温で液体であるものを指し、イミダゾリウムなどのカチオンと適当なアニオンの組み合わせから構成される。イオン液体は、通常の有機溶媒のように一部がイオン化・解離しているのではなく、イオンのみから形成され100%イオン化していると考えられている。上述のように、通常イオン液体は常温で液体であるものをいうが、本発明で用いるイオン液体は必ずしも常温で液体である必要はなく、コンデンサのエージング処理、または熱処理時に液体となって電解質全体に広がり、誘電酸化皮膜修復時にその発生するジュール熱によって液体となるものであればよい。   An ionic liquid, also called a room temperature molten salt, refers to a liquid that is liquid at room temperature despite being composed only of ions, and is composed of a combination of a cation such as imidazolium and an appropriate anion. The ionic liquid is not partially ionized and dissociated like a normal organic solvent, but is considered to be formed from only ions and 100% ionized. As described above, the ionic liquid is usually a liquid at room temperature, but the ionic liquid used in the present invention does not necessarily have to be a liquid at room temperature, and becomes a liquid during the aging process or heat treatment of the capacitor. Any material that spreads and becomes a liquid by Joule heat generated during the repair of the dielectric oxide film may be used.

本発明において使用できるイオン液体としては、特に制限されるものではないが、アニオンがカルボキシレートアニオン、スルホン酸アニオン、アルコキシスルホン酸アニオン、フルオロ臭素アニオン、フルオロホウ素アニオン等であるイオン液体が挙げられる。中でも寿命特性、容量特性の観点から、アニオンがカルボキシレートアニオンであるイオン液体を好ましく用いることができる。より具体的には、ギ酸アニオンを有するイオン液体および/または一般式(1);   Although it does not restrict | limit especially as an ionic liquid which can be used in this invention, The ionic liquid whose anion is a carboxylate anion, a sulfonate anion, an alkoxy sulfonate anion, a fluoro bromine anion, a fluoro boron anion, etc. is mentioned. Among these, from the viewpoint of life characteristics and capacity characteristics, an ionic liquid in which the anion is a carboxylate anion can be preferably used. More specifically, an ionic liquid having a formate anion and / or general formula (1);

で表されるアニオンを有するイオン液体を用いることができる。前記式(1)で表されるアニオンは後述するカチオンと対になって常温で液体の塩、すなわちイオン液体を形成する。 An ionic liquid having an anion represented by can be used. The anion represented by the formula (1) is paired with a cation described later to form a liquid salt at room temperature, that is, an ionic liquid.

前記式(1)においてR1およびR2は、それぞれ独立に水素原子、保護または無保護の水酸基、保護または無保護のアミノ基、アルコキシ基、ニトロ基、シアノ基、カルボキシル基、ハロゲン原子、直鎖または分岐もしくは環を形成していてもよく置換基を有していてもよいC1〜C20のアルキル基、直鎖または分岐もしくは環を形成していてもよく置換基を有していてもよいC2〜C20のアルケニル基、直鎖または分岐もしくは環を形成していてもよく置換基を有していてもよいC2〜C20のアルキニル基、置換基を有していてもよいC6〜C20のアリール基、置換基を有していてもよいC4〜C20のヘテロアリール基、置換基を有していてもよいC7〜C20のアラルキル基、置換基を有していてもよいC4〜C20のヘテロアラルキル基を表し、互いに同じであっても異なっていてもよく、また一緒になって環を形成してもよい。 In the formula (1), R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom, a protected or unprotected hydroxyl group, a protected or unprotected amino group, an alkoxy group, a nitro group, a cyano group, a carboxyl group, a halogen atom, A C1-C20 alkyl group which may form a chain, a branch or a ring and may have a substituent, a straight chain or a branch or a ring which may have a substituent C2-C20 alkenyl group, linear or branched or ring-forming optionally having C2-C20 alkynyl group, optionally having C6-C20 aryl A C4 to C20 heteroaryl group optionally having a substituent, a C7 to C20 aralkyl group optionally having a substituent, and a C4 to C20 heteroaryl optionally having a substituent Represents an aralkyl group, which may be the same or different from each other, and together may form a ring;

なお、本発明において「置換基を有していてもよい」とは、他の原子あるいは置換基によって置換されていてもよいことを示す。「置換基」とは、反応に悪影響を与えない限り特に限定されるものではなく、具体的には、水酸基、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、ニトロ基、アミノ基、シアノ基、カルボキシル基、ハロゲン原子などが挙げられる。   In the present invention, “may have a substituent” means that it may be substituted with another atom or substituent. The “substituent” is not particularly limited as long as it does not adversely affect the reaction. Specifically, the hydroxyl group, alkyl group, alkoxy group, alkylthio group, nitro group, amino group, cyano group, carboxyl group, A halogen atom etc. are mentioned.

直鎖または分岐もしくは環を形成していてもよく置換基を有していてもよいC1〜C20のアルキル基としては、特に限定されるものではないが、例えばメチル基、ヒドロキシメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、シクロブチル基、n−ペンチル基、シクロペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、シクロヘキシル基、n−オクチル基、n−デシル基、などを挙げることができ、またこれらのアルキル基の水素原子が任意の数だけフッ素原子で置換されたものを挙げることができる。   The C1-C20 alkyl group which may form a straight chain, a branched chain or a ring and may have a substituent is not particularly limited, but for example, a methyl group, a hydroxymethyl group, an ethyl group N-propyl group, isopropyl group, cyclopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, cyclobutyl group, n-pentyl group, cyclopentyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, cyclohexyl Groups, n-octyl groups, n-decyl groups, and the like, and those in which an arbitrary number of hydrogen atoms of these alkyl groups are substituted with fluorine atoms can be mentioned.

直鎖または分岐もしくは環を形成していてもよく置換基を有していてもよいC2〜C20のアルケニル基としては、例えば、ビニル基、プロペニル基、スチリル基、イソプロペニル基、シクロプロペニル基、ブテニル基、シクロブテニル基、シクロペンテニル基、ヘキセニル基、シクロヘキセニル基などが挙げられる。   Examples of the C2-C20 alkenyl group which may form a straight chain, a branched chain or a ring and may have a substituent include, for example, a vinyl group, a propenyl group, a styryl group, an isopropenyl group, a cyclopropenyl group, Examples include butenyl group, cyclobutenyl group, cyclopentenyl group, hexenyl group, cyclohexenyl group and the like.

直鎖または分岐もしくは環を形成していても良く置換基を有していてもよいC2〜C6のアルキニル基としては、例えば、エチニル基、プロピニル基、フェニルエチニル基、シクロプロピルエチニル基、ブチニル基、ペンチニル基、シクロブチルエチニル基、ヘキシニル基などが挙げられる。   Examples of the C2-C6 alkynyl group which may form a straight chain, a branched chain or a ring and may have a substituent include, for example, an ethynyl group, a propynyl group, a phenylethynyl group, a cyclopropylethynyl group, a butynyl group , A pentynyl group, a cyclobutylethynyl group, a hexynyl group, and the like.

置換基を有していても良いアリール基としては、例えば、フェニル基,ナフチル基,アントリル基、フェナントリル基、テルフェニル基、3,4,5−トリフルオロフェニル基などが挙げられる。   Examples of the aryl group which may have a substituent include a phenyl group, a naphthyl group, an anthryl group, a phenanthryl group, a terphenyl group, and a 3,4,5-trifluorophenyl group.

置換基を有していても良いヘテロアリール基としては、例えば、ピロリニル基、ピリジル基、キノリル基、イミダゾリル基、フリル基、インドリル基、チエニル基、オキサゾリル基、チアゾリル基、2−フェニルチアゾリル、2−アニシルチアゾリル基などが挙げられる。   Examples of the heteroaryl group which may have a substituent include, for example, pyrrolinyl group, pyridyl group, quinolyl group, imidazolyl group, furyl group, indolyl group, thienyl group, oxazolyl group, thiazolyl group, 2-phenylthiazolyl group. , 2-anisyl thiazolyl group and the like.

置換基を有していても良いアラルキル基としては、例えば、ベンジル基、クロロベンジル基、ブロモベンジル基、サリチル基、α−ヒドロキシベンジル基、フェネチル基、α−ヒドロキシフェネチル基、ナフチルメチル基、アントラセニルメチル基、3,5−ジフルオロベンジル基、トリチル基などが挙げられる。   Examples of the aralkyl group which may have a substituent include benzyl group, chlorobenzyl group, bromobenzyl group, salicyl group, α-hydroxybenzyl group, phenethyl group, α-hydroxyphenethyl group, naphthylmethyl group, anthracyl group. Examples include a senylmethyl group, a 3,5-difluorobenzyl group, and a trityl group.

置換基を有していても良いヘテロアラルキル基としては、ピリジルメチル基、ジフルオロピリジルメチル基、キノリルメチル基、インドリルメチル基、フルフリル基、チエニルメチル基などが挙げられる。   Examples of the heteroaralkyl group which may have a substituent include a pyridylmethyl group, a difluoropyridylmethyl group, a quinolylmethyl group, an indolylmethyl group, a furfuryl group, and a thienylmethyl group.

1とR2が一緒になって環を形成していてもよく、シクロヘキシル基、フェニル基などが例示される。 R 1 and R 2 may be combined to form a ring, and examples thereof include a cyclohexyl group and a phenyl group.

1または/およびR2が水酸基あるいはアミノ基である、または置換基として水酸基またはアミノ基を有する場合には、水酸基またはアミノ基は保護されていても無保護でもよく、保護されている場合には保護基は特に制限されるものではないが、例えば一般的な保護基を使用すればよく、例えば「PROTECTIVE GROUPS in ORGANIC SYNTHESIS THIRD EDITION」(17ページ WILEY−INTERSCIENCE)記載のものが挙げられる。水酸基の保護基としては、具体的には、メチル基、メトキシメチル基、メチルチオメチル基、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基などのエーテル系保護基や、アセチル基、クリロアセチル基などのエステル系保護基を挙げることができる。またアミノ基の保護基としてはベンジル基、トリチル基、ホルミル基、アセチル基、クロロアセチル基、テトラクロロアセチル基、テトラフルオロアセチル基、ベンゾイル基、フェニルアセトキシ基、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、9−フルオレニルメトキシカルボニル基、t−ブトキシカルボニル基などが挙げられる。導入及び脱保護の容易さの観点から、上記の群の中で好ましくは、ベンジル基、トリチル基、ホルミル基、アセチル基、クロロアセチル基、テトラクロロアセチル基、テトラフルオロアセチル基、ベンゾイル基、フェニルアセトキシ基、9−フルオレニルメトキシカルボニル基、t−ブトキシカルボニル基である。 When R 1 and / or R 2 is a hydroxyl group or an amino group, or has a hydroxyl group or an amino group as a substituent, the hydroxyl group or amino group may be protected or unprotected. Although the protecting group is not particularly limited, for example, a general protecting group may be used, and examples thereof include those described in “PROTECTIVE GROUPS in ORGANIC SYNTHESIS THIRD EDITION” (page 17 WILEY-INTERSCIENCE). Specific examples of hydroxyl protecting groups include ether protecting groups such as methyl, methoxymethyl, methylthiomethyl, trimethylsilyl, and triethylsilyl groups, and ester protecting groups such as acetyl and chloroacetyl groups. Can be mentioned. Examples of amino protecting groups include benzyl, trityl, formyl, acetyl, chloroacetyl, tetrachloroacetyl, tetrafluoroacetyl, benzoyl, phenylacetoxy, methoxycarbonyl, ethoxycarbonyl, -Fluorenylmethoxycarbonyl group, t-butoxycarbonyl group, etc. are mentioned. From the viewpoint of ease of introduction and deprotection, among the above groups, benzyl, trityl, formyl, acetyl, chloroacetyl, tetrachloroacetyl, tetrafluoroacetyl, benzoyl, phenyl An acetoxy group, a 9-fluorenylmethoxycarbonyl group, and a t-butoxycarbonyl group;

イオン液体のカチオン成分としては、アンモニウムおよびその誘導体、イミダゾリウムおよびその誘導体、ピリジニウムおよびその誘導体、ピロリジニウムおよびその誘導体、ピロリニウムおよびその誘導体、ピラジニウムおよびその誘導体、ピリミジニウムおよびその誘導体、トリアゾニウムおよび誘導体、トリアジニウムおよびその誘導体、トリアジンおよびその誘導体、キノリニウムおよびその誘導体、イソキノリニウムおよびその誘導体、インドリニウムおよびその誘導体、キノキサリニウムおよびその誘導体、ピペラジニウムおよびその誘導体、オキサゾリニウムおよびその誘導体、チアゾリニウムおよびその誘導体、モルフォリニウムおよびその誘導体、ピペラジンおよびその誘導体が挙げられるが、アミノ酸とから得られるイオン液体が比較的低いTgを示すことから、イミダゾリウム誘導体が好ましく、イミダゾリウム誘導体としてはジエチルイミダゾリウム、エチルブチルイミダゾリウム、ジメチルイミダゾリウムが好ましく、特に好ましくはエチルメチルイミダゾリウム、メチルブチルイミダゾリウムである。   The cation component of the ionic liquid includes ammonium and its derivatives, imidazolium and its derivatives, pyridinium and its derivatives, pyrrolidinium and its derivatives, pyrrolinium and its derivatives, pyrazinium and its derivatives, pyrimidinium and its derivatives, triazonium and its derivatives, triazinium and its derivatives Derivatives thereof, triazine and derivatives thereof, quinolinium and derivatives thereof, isoquinolinium and derivatives thereof, indolinium and derivatives thereof, quinoxalinium and derivatives thereof, piperazinium and derivatives thereof, oxazolinium and derivatives thereof, thiazolinium and derivatives thereof, morpholinium and derivatives thereof , Piperazine and its derivatives. In view of the relatively low Tg, imidazolium derivatives are preferred, and the imidazolium derivatives are preferably diethyl imidazolium, ethyl butyl imidazolium and dimethyl imidazolium, particularly preferably ethyl methyl imidazolium and methyl butyl imidazolium. It is.

本発明においては、これらイオン液体を一種のみを使用してもよいが、2種以上を組み合わせて使用してよい。   In the present invention, these ionic liquids may be used alone or in combination of two or more.

イオン液体は、イオン伝導性はあるが電子伝導性を有さないため、コンデンサ電解質においては絶縁体として振舞う。よって、あまりに多くのイオン液体を添加するとESR特性が悪化する傾向があるため、使用されるイオン液体の総量は導電性高分子モノマーに対して5モル当量以下であることが好ましく、さらに好ましくは0.01モル当量以上3モル当量以下である。さらに、容量向上を考慮に入れると、好ましくは導電性高分子モノマー:イオン液体=1:0.1〜2(モル比)であり、イオン液体が0.1以上であると容量向上に関して効果が顕著となり始め、添加量が増えるに従い効果は顕著となる場合がある。一方1以上であればESR特性の悪化が大きくなる場合があるので、イオン液体/導電性高分子モノマーの比は、容量向上の観点から好ましくは0.1以上、低ESRの観点から、好ましくは1以下である。   Since the ionic liquid has ionic conductivity but not electronic conductivity, it behaves as an insulator in the capacitor electrolyte. Therefore, since ESR characteristics tend to deteriorate when too much ionic liquid is added, the total amount of ionic liquid used is preferably 5 molar equivalents or less with respect to the conductive polymer monomer, more preferably 0. .01 molar equivalent or more and 3 molar equivalents or less. Further, taking capacity increase into consideration, it is preferably conductive polymer monomer: ionic liquid = 1: 0.1 to 2 (molar ratio), and if the ionic liquid is 0.1 or more, there is an effect on capacity improvement. It may begin to become noticeable, and the effect may become noticeable as the amount added increases. On the other hand, if the ratio is 1 or more, the deterioration of ESR characteristics may increase. Therefore, the ratio of the ionic liquid / conductive polymer monomer is preferably 0.1 or more from the viewpoint of capacity improvement, and preferably from the viewpoint of low ESR. 1 or less.

本発明において用いられる導電性高分子モノマーとしては、特に制限されるものではないが、ポリマー形成時の導電性が高く、かつ空気中で安定であることから、チオフェンまたはその誘導体、ピロールまたはその誘導体、アニリンまたはその誘導体、キノンまたはその誘導体、キノリンまたはその誘導体、フランまたはその誘導体から選ばれることが好ましい。これら導電性高分子モノマーは一種のみを使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。   The conductive polymer monomer used in the present invention is not particularly limited, but thiophene or a derivative thereof, pyrrole or a derivative thereof, since it has high conductivity at the time of polymer formation and is stable in the air. Aniline or a derivative thereof, quinone or a derivative thereof, quinoline or a derivative thereof, furan or a derivative thereof. These conductive polymer monomers may be used alone or in combination of two or more.

チオフェンの誘導体としては、例えば、EDOT、3−アルキルチオフェン(アルキル基としてはブチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基など)、3−フルオロフェニルチオフェン、3−アリールチオフェンなどを例示できるが、これらに限定されるものではない。   Examples of thiophene derivatives include EDOT, 3-alkylthiophene (alkyl groups include butyl, hexyl, octyl, dodecyl, etc.), 3-fluorophenylthiophene, 3-arylthiophene, etc. It is not limited to.

ピロールの誘導体としては、ピロール骨格を有し、水酸基、カルボキシル基、アルキル基等の置換基を持つものなどを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
アニリンの誘導体としては、アニリン骨格にアルキル基、シアノ基、スルホン基、カルボキシル基を有するものなどを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
キノンの誘導体としては、置換基を有するベンゾキノンや、置換基を有するナフトキノンや、置換基を有するアントラキノンなどを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
Examples of pyrrole derivatives include, but are not limited to, those having a pyrrole skeleton and having substituents such as a hydroxyl group, a carboxyl group, and an alkyl group.
Examples of aniline derivatives include, but are not limited to, those having an aniline skeleton having an alkyl group, a cyano group, a sulfone group, or a carboxyl group.
Examples of the quinone derivative include, but are not limited to, benzoquinone having a substituent, naphthoquinone having a substituent, and anthraquinone having a substituent.

本発明においては、チオフェン誘導体およびピロールが好ましく、特に、EDOTまたはピロールが導電性、耐熱性の点で好ましく用いられる。   In the present invention, a thiophene derivative and pyrrole are preferable, and in particular, EDOT or pyrrole is preferably used in terms of conductivity and heat resistance.

本発明におけるin situ重合とは、化学重合と電解重合を指す。   In situ polymerization in the present invention refers to chemical polymerization and electrolytic polymerization.

まず化学重合による方法について説明する。化学重合法は、適切な酸化剤の存在下で、例えばピロールなどの導電性高分子モノマーを重合し合成する方法である。   First, a method by chemical polymerization will be described. The chemical polymerization method is a method of polymerizing and synthesizing a conductive polymer monomer such as pyrrole in the presence of an appropriate oxidizing agent.

本発明において用いられる酸化剤としては、例えばパラトルエンスルホン酸第二鉄、ナフタレンスルホン酸第二鉄、n−ブチルナフタレンスルホン酸第二鉄、トリイソプロピルナフタレンスルホン酸第二鉄、過硫酸塩、過酸化水素、ジアゾニウム塩、ハロゲン及びハロゲン化物、あるいは鉄、銅、マンガン等の遷移金属塩が使用できる。化学重合により合成された導電性高分子は、酸化剤のアニオンがドーパントとして重合過程でポリマー中に取り込まれることにより、一段階の反応で導電性を有するポリマーを得る事ができることから、ドーパントとしての移動度の高いパラトルエンスルホン酸イオンを含むパラトルエンスルホン酸第二鉄を酸化剤として用いることが好ましい。   Examples of the oxidizing agent used in the present invention include, for example, ferric paratoluenesulfonate, ferric naphthalenesulfonate, ferric n-butylnaphthalenesulfonate, ferric triisopropylnaphthalenesulfonate, persulfate, persulfate, Hydrogen oxide, diazonium salts, halogens and halides, or transition metal salts such as iron, copper and manganese can be used. The conductive polymer synthesized by chemical polymerization can obtain a polymer having conductivity in a one-step reaction by incorporating an anion of an oxidant into the polymer as a dopant in the polymerization process. It is preferable to use ferric paratoluenesulfonate containing paratoluenesulfonate ions having high mobility as an oxidizing agent.

化学重合の場合、導電性高分子モノマー及びイオン液体を含有する溶液に酸化剤を加えることが好ましい。イオン液体存在下で化学重合を行うと、液体成分が細孔内に充填され易くなり、容量発現率が向上する。   In the case of chemical polymerization, it is preferable to add an oxidizing agent to a solution containing a conductive polymer monomer and an ionic liquid. When chemical polymerization is performed in the presence of an ionic liquid, the liquid component is easily filled in the pores, and the capacity development rate is improved.

化学重合の重合条件は公知の重合条件で良く、温度範囲は−50℃〜200℃で、特に好ましくは0℃〜180℃である。重合時間は、1分〜24時間であり、特に好ましくは1分〜5時間である。また、該重合は複数回繰り返してもよい。   The polymerization conditions for chemical polymerization may be known polymerization conditions, and the temperature range is -50 ° C to 200 ° C, particularly preferably 0 ° C to 180 ° C. The polymerization time is 1 minute to 24 hours, particularly preferably 1 minute to 5 hours. The polymerization may be repeated a plurality of times.

次に導電性高分子モノマーを含む溶液(A)を用いたin situ重合を電解重合で行う方法について説明する。電解重合法とは、導電高分子モノマーを溶媒に溶解し、陽極酸化することにより導電性高分子を脱水素重合する方法である。電解重合は、例えば、ピロールモノマーを支持電解質と共に溶媒に溶解し、陽極酸化する事により脱水素重合する方法で、陽極上に導電性高分子であるポリピロールを析出させることができる。一般的に、ポリマーの酸化還元電位はモノマーに比べて低いため、重合過程でさらにポリマー骨格の酸化が進み、それに伴って支持電解質のアニオンがドーパントとしてポリマー中に取り込まれる。電解重合においては、こうしたメカニズムにより、後でドーバントを加えなくても、導電性を有するポリマーが得られるという利点がある。本発明に用いられる支持電解質としては、アンモニウム塩、アミン塩、四級アンモニウム塩、三級アミンおよび有機酸、イミダゾリウム塩、などが好ましい。   Next, a method for performing in situ polymerization using a solution (A) containing a conductive polymer monomer by electrolytic polymerization will be described. The electrolytic polymerization method is a method in which a conductive polymer is dissolved in a solvent and anodized to dehydrogenate the conductive polymer. Electropolymerization is, for example, a method in which a pyrrole monomer is dissolved in a solvent together with a supporting electrolyte and subjected to dehydrogenation polymerization by anodic oxidation, whereby polypyrrole, which is a conductive polymer, can be deposited on the anode. Generally, since the oxidation-reduction potential of the polymer is lower than that of the monomer, the oxidation of the polymer skeleton proceeds further during the polymerization process, and accordingly, the anion of the supporting electrolyte is incorporated into the polymer as a dopant. In electropolymerization, such a mechanism has an advantage that a polymer having conductivity can be obtained without adding a dopant later. As the supporting electrolyte used in the present invention, ammonium salts, amine salts, quaternary ammonium salts, tertiary amines, organic acids, imidazolium salts, and the like are preferable.

イオン液体存在下で電解重合を行うと、イオン液体が細孔内に導入された状態でポリマー形成がなされるため、イオン液体を含まない場合に比べ、容量発現率向上が期待できる。そのためイオン液体を添加することが好ましい。電解重合法で導電性高分子を合成する場合には、弁金属上の酸化皮膜が誘電体なので、その誘電体上にあらかじめ導電性の皮膜を形成して導電化しておき、給電電源から電流または電圧を印加して電解重合を行う。この様な目的に用いられる導電性皮膜としては化学重合により合成された導電性高分子や熱分解二酸化マンガンなどを用いる事ができる。   When the electropolymerization is performed in the presence of the ionic liquid, the polymer is formed in a state where the ionic liquid is introduced into the pores. Therefore, an improvement in capacity development rate can be expected as compared with the case where the ionic liquid is not included. Therefore, it is preferable to add an ionic liquid. When synthesizing a conductive polymer by electrolytic polymerization, the oxide film on the valve metal is a dielectric, so a conductive film is formed on the dielectric beforehand to make it conductive, Electropolymerization is performed by applying a voltage. As the conductive film used for such a purpose, a conductive polymer synthesized by chemical polymerization, pyrolytic manganese dioxide, or the like can be used.

重合溶媒としては公知のもので良く、特に限定されるものではない。例えばメタノール、エタノール、ブタノール、ジエチレングリコール、2−プロパノール、アセトン、ジエチルエーテル、酢酸エチル、THF、DMF、アセトニトリル、DMSO、ジメチルカーボネート、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ヘキサン、トルエン、クロロホルムなどが挙げられ、イオン液体および導電性高モノマー分子との相溶性の観点から、特に好ましくはブタノールである。   The polymerization solvent may be a known one and is not particularly limited. Examples include methanol, ethanol, butanol, diethylene glycol, 2-propanol, acetone, diethyl ether, ethyl acetate, THF, DMF, acetonitrile, DMSO, dimethyl carbonate, ethylene carbonate, propylene carbonate, hexane, toluene, chloroform, etc., ionic liquid From the viewpoint of compatibility with the conductive high monomer molecule, butanol is particularly preferable.

次に、導電性高分子分散液(B)を含浸させ電解質を形成させる工程について説明する。   Next, the step of impregnating the conductive polymer dispersion (B) to form an electrolyte will be described.

(2a)工程は、(1a)工程のin situ重合、電解質表面の平滑化、電極のエッジを密に被覆するために行なう。   The step (2a) is performed for in situ polymerization of the step (1a), smoothing of the electrolyte surface, and dense coating of the edge of the electrode.

導電性高分子分散液(B)に含まれる材料としては、導電性高分子(D)、導電性高分子(D)のドーパントアニオン、結合剤、分散溶媒、イオン液体を挙げることができる。   Examples of the material contained in the conductive polymer dispersion (B) include a conductive polymer (D), a dopant anion of the conductive polymer (D), a binder, a dispersion solvent, and an ionic liquid.

導電性高分子(D)としては、特に限定されないが、チオフェン、チオフェンの誘導体、ピロール、ピロールの誘導体、アニリンおよびアニリンの誘導体からなる群から選ばれる少なくとも一種の重合による生成物であることが好ましい。中でも、安定性及び耐熱性の観点からチオフェンの誘導体の重合物が好ましく、PEDOTが、導電性ポリマーとして最も好ましい。ここで、チオフェンの誘導体、ピロールの誘導体およびアニリンの誘導体としては、上記導電性高分子モノマーと同一のものが使用できる。   The conductive polymer (D) is not particularly limited, but is preferably a product of at least one polymerization selected from the group consisting of thiophene, thiophene derivatives, pyrrole, pyrrole derivatives, aniline and aniline derivatives. . Among them, a polymer of a thiophene derivative is preferable from the viewpoint of stability and heat resistance, and PEDOT is most preferable as the conductive polymer. Here, as the derivative of thiophene, the derivative of pyrrole, and the derivative of aniline, the same ones as the conductive polymer monomer can be used.

導電性高分子(D)のドーパントアニオンは、導電性高分子(D)の対アニオンとして導電率確保のために不可欠な材料である。ポリマー性アニオン、モノマー性のアニオンが使用できるが、耐熱性および導電率の観点からポリマー性アニオンが好ましく、その中でもポリマーカルボン酸、またはポリマースルホン酸のアニオンが好ましく、ポリスチレンスルホン酸(以下、PSSと略す。)が最も好ましい。   The dopant anion of the conductive polymer (D) is an indispensable material for securing conductivity as a counter anion of the conductive polymer (D). Polymeric anions and monomeric anions can be used, but from the viewpoint of heat resistance and electrical conductivity, polymeric anions are preferred, and among them, polymer carboxylic acid or polymer sulfonic acid anions are preferred, and polystyrene sulfonic acid (hereinafter referred to as PSS). Abbreviated) is most preferred.

結合剤はin situ重合で形成された電解質層とポリマー外層が効果的に接着されるために重要となる。好ましい材料として有機結合剤であるポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、ポリアクリル酸エステル、ポリアクリル酸アミドや架橋剤であるメラミン化合物、官能性シランや架橋性ポリマーであるポリウレタン、ポリアクリレートがあげられる。導電性高分子分散液(B)中の結合剤の量は、接着性を考慮すると数%〜10%程度が好ましい。   The binder is important for effectively bonding the electrolyte layer formed by in situ polymerization and the outer polymer layer. Preferred materials include organic binders such as polyvinyl alcohol, polyvinyl chloride, polyacrylic acid esters, polyacrylic amides and melamine compounds as crosslinking agents, functional silanes and polyurethanes as crosslinkable polymers, and polyacrylates. The amount of the binder in the conductive polymer dispersion (B) is preferably about several to 10% in consideration of adhesiveness.

分散溶媒としては、水またはメタノール、エタノール、ブタノールに代表されるアルコール、水とこれらアルコールとの混合物を用いる事ができ、特に好ましい分散溶媒は水である。   As the dispersion solvent, water or alcohols typified by methanol, ethanol and butanol, a mixture of water and these alcohols can be used, and a particularly preferred dispersion solvent is water.

工程(2a)はイオン液体存在下で実施されることがある。例えば、導電性高分子分散液(B)にイオン液体を含ませると、固体である導電性高分子よりもイオン液体の方が前工程のin situ重合で形成された電解質層の隙間から内部に入り電解質の空隙や素子細孔部に侵入しやすいので、容量が高くなる利点がある。   Step (2a) may be performed in the presence of an ionic liquid. For example, when an ionic liquid is included in the conductive polymer dispersion (B), the ionic liquid is more solid than the solid conductive polymer from the gap between the electrolyte layers formed by the in-situ polymerization in the previous step. Since it easily penetrates into the voids and element pores of the contained electrolyte, there is an advantage that the capacity is increased.

使用されるイオン液体の量は特に制限されるものではないが、多くのイオン液体を添加するとESR特性が悪化する傾向がある。そのため、導電性高分子分散液(B)にイオン液体を添加する形態では、添加されるイオン液体の総量は、導電性高分子分散液(B)およびイオン液体の総量100重量%に対して20重量%以下であることが好ましく、さらに好ましくは0.01重量%以上10重量%以下である。さらに、容量向上を考慮に入れると、導電性高分子分散液(B)におけるイオン液体の量は、好ましくは導電性高分子分散液(B)の0.05重量%以上5重量%以下である。イオン液体が0.05重量%以上であると容量向上に関して効果が顕著となり始め、添加量が増えるに従い効果は顕著となる傾向がある。一方、5重量%以上であればESR特性の悪化が大きくなる傾向があるので、導電性高分子分散液(B)に対するイオン液体の重量は、容量向上の観点から好ましくは0.05重量%以上、低ESRの観点から、好ましくは5重量%以下である。   The amount of the ionic liquid used is not particularly limited, but when many ionic liquids are added, ESR characteristics tend to deteriorate. Therefore, in the form in which the ionic liquid is added to the conductive polymer dispersion (B), the total amount of the ionic liquid added is 20 with respect to 100% by weight of the total amount of the conductive polymer dispersion (B) and the ionic liquid. The content is preferably not more than wt%, more preferably not less than 0.01 wt% and not more than 10 wt%. Furthermore, taking capacity increase into consideration, the amount of the ionic liquid in the conductive polymer dispersion (B) is preferably 0.05% by weight or more and 5% by weight or less of the conductive polymer dispersion (B). . When the amount of the ionic liquid is 0.05% by weight or more, the effect of improving the capacity starts to become remarkable, and the effect tends to become remarkable as the addition amount increases. On the other hand, if the content is 5% by weight or more, the deterioration of ESR characteristics tends to increase. Therefore, the weight of the ionic liquid with respect to the conductive polymer dispersion (B) is preferably 0.05% by weight or more from the viewpoint of capacity improvement. From the viewpoint of low ESR, it is preferably 5% by weight or less.

当該工程はチップ型、捲回型の何れの素子にも適用可能である。チップ型についてはエッジ面の被覆や、焼結体外面の平滑化により低ESR、低い漏れ電流が期待できる。一方で捲回型については、エッジ面の被覆、電極表面の平滑化に加え、洗浄で発生した空隙内へのポリマーの充填がチップ型よりも顕著となるため低ESR、低い漏れ電流に加え、高容量化が期待できる。   This process can be applied to both chip-type and wound-type elements. As for the chip type, low ESR and low leakage current can be expected by covering the edge surface and smoothing the outer surface of the sintered body. On the other hand, for the wound type, in addition to the coating of the edge surface and the smoothing of the electrode surface, the filling of the polymer into the void generated by the cleaning becomes more prominent than the chip type, so in addition to the low ESR and low leakage current, High capacity can be expected.

本発明では、工程(1a)と工程(2a)との間に、(1b)洗浄工程を行なっても良い。洗浄工程とは、化学重合及び/または電解重合によって得られた電解質を水及び/又は有機溶媒で洗浄する工程を指す。ここで言う洗浄とは、特に限られないが、水及び/又は有機溶媒中に、室温〜80℃の間で1分間〜1時間浸漬させ撹拌することが好ましい方法として挙げられる。使用する有機溶媒としては、特に限定されるものではないが、アルコール系、エーテル系、二トリル系、ケトン系、アミド系、カーボネート系、エステル系、硫黄含有溶剤、ハロゲン化炭化水素及び炭化水素系溶媒が挙げられ、これらの溶媒を二種以上用いてもよい。洗浄効果の観点からアルコール系を用いることが好ましく、特に好ましくはメタノール、エタノール、n−ブタノールである。   In the present invention, a cleaning step (1b) may be performed between step (1a) and step (2a). The washing step refers to a step of washing the electrolyte obtained by chemical polymerization and / or electrolytic polymerization with water and / or an organic solvent. Although washing | cleaning said here is not specifically limited, It is mentioned as a preferable method to immerse and stir in water and / or an organic solvent between room temperature and 80 degreeC for 1 minute-1 hour. Although it does not specifically limit as an organic solvent to be used, Alcohol type, ether type, nitrile type, ketone type, amide type, carbonate type, ester type, sulfur containing solvent, halogenated hydrocarbon and hydrocarbon type A solvent is mentioned, You may use 2 or more types of these solvents. From the viewpoint of the cleaning effect, an alcohol type is preferably used, and methanol, ethanol, and n-butanol are particularly preferable.

洗浄工程では、重合工程で得られた電解質を水及び/又は有機溶媒で洗浄することで導電性高分子中に取り込まれていた導電性高分子モノマー及び/又は酸化剤の成分及び/又はイオン液体を溶出させることができる。本工程は低ESR特性や長寿命特性や高耐圧に障害となる鉄塩を除去できる効果が期待できる。これらが抜け出たために生じる空隙は、次に行なう(2a)工程の導電性高分子分散液(B)の含浸により埋められる。   In the washing step, the conductive polymer monomer and / or the oxidizing agent component and / or the ionic liquid incorporated into the conductive polymer by washing the electrolyte obtained in the polymerization step with water and / or an organic solvent. Can be eluted. This process can be expected to have the effect of removing iron salts that hinder low ESR characteristics, long life characteristics, and high breakdown voltage. The voids generated by the escape of these are filled by impregnation with the conductive polymer dispersion (B) in the next step (2a).

当該方法はチップ型、捲回型の何れの素子にも適用可能であるが、従来の製法において洗浄が適用されていない捲回型素子においては、特性向上に及ぼす影響が大きいため、大きな意味を持つ。この洗浄工程で得られた電解質を再度、導電性高分子モノマーを含む溶液(A)を用いてさらに電解質層を形成させても良い。   Although this method can be applied to both chip-type and wound-type elements, it has a significant effect on wound-type elements that are not applied with cleaning in the conventional manufacturing method, because the effect on the improvement of characteristics is large. Have. An electrolyte layer may be further formed using the solution (A) containing the conductive polymer monomer again from the electrolyte obtained in this washing step.

次に本発明の電解質形成方法についてより詳細に説明する。尚、下記においての従来技術とはin situ重合の溶液(A)かつ導電性高分子分散液(B)の何れにもイオン液体を含まない溶液を用いて、電解質を形成する技術を指す。   Next, the electrolyte forming method of the present invention will be described in more detail. The prior art in the following refers to a technique for forming an electrolyte using a solution containing neither an in situ polymerization solution (A) nor a conductive polymer dispersion (B) containing an ionic liquid.

第一の製法として、in situ重合の溶液(A)にイオン液体を含まず、導電性高分子分散液(B)にイオン液体を含む実施形態が挙げられる。第一の製法では、in situ重合には従来技術との違いはないが、導電性高分子分散液(B)にイオン液体が入っていることにより、分散液(B)を用いての電解質の形成時に、固体である導電性高分子よりも、液体であるイオン液体がin situ重合により形成された電解質層の隙間に進入し易く、従来技術よりも容量が向上する。   The first production method includes an embodiment in which the in situ polymerization solution (A) does not contain an ionic liquid and the conductive polymer dispersion (B) contains an ionic liquid. In the first production method, in-situ polymerization is not different from the prior art, but since the ionic liquid is contained in the conductive polymer dispersion (B), the electrolyte in the dispersion (B) is used. At the time of formation, the ionic liquid, which is a liquid, is more likely to enter the gap between the electrolyte layers formed by in situ polymerization than the conductive polymer that is a solid, and the capacity is improved as compared with the prior art.

第一の製法において、in situ重合の後に洗浄工程を加えると、洗浄により鉄塩を含む絶縁物が除去され、電解質内に空隙が発現する。その後の導電性高分子分散液(B)での電解質形成において、絶縁物の替わりに導電性高分子及びイオン液体が充填される。充填された導電性高分子により、ESR特性が向上する。また発現した空隙や、素子細孔部には固体である導電性高分子よりも、液体であるイオン液体の方が進入し易いので、従来技術に洗浄を加えた製法よりも容量が向上する。このように第一の製法においては、洗浄工程を加えた場合がより好ましい。   In the first production method, when a washing step is added after in situ polymerization, the insulator containing the iron salt is removed by washing, and voids are developed in the electrolyte. In the subsequent electrolyte formation with the conductive polymer dispersion (B), the conductive polymer and the ionic liquid are filled instead of the insulator. The ESR characteristic is improved by the filled conductive polymer. In addition, since the ionic liquid that is liquid is more likely to enter the voids and element pores that are solid than the conductive polymer that is solid, the capacity is improved as compared with the manufacturing method in which cleaning is performed in the prior art. Thus, in the first production method, it is more preferable to add a washing step.

第二の製法として、in situ重合の溶液(A)にイオン液体を含み、導電性高分子分散液(B)にイオン液体を含まない実施形態が挙げられる。第二の製法では、in situ重合においてイオン液体を含む溶液を用いることで、電極との濡れ性が向上するため電極表面の細孔内まで重合溶液が含浸されるので、従来技術よりも容量が向上する効果が発現すると推定している。   The second production method includes an embodiment in which the in situ polymerization solution (A) contains an ionic liquid and the conductive polymer dispersion (B) does not contain an ionic liquid. In the second production method, since the wettability with the electrode is improved by using a solution containing an ionic liquid in in situ polymerization, the polymerization solution is impregnated into the pores of the electrode surface. It is estimated that the improving effect will be manifested.

第二の製法において、in situ重合の後に洗浄工程を加えると、洗浄により鉄塩を含む絶縁物が除去され、電解質内に空隙が発現する。その後の導電性高分子分散液(B)での電解質形成において、絶縁物の替わりに導電性高分子が充填されるので、ESR特性が向上する。このように第二の製法においても、洗浄工程を加えた場合がより好ましい。   In the second production method, when a washing step is added after in situ polymerization, the insulator containing the iron salt is removed by washing, and voids appear in the electrolyte. In the subsequent electrolyte formation with the conductive polymer dispersion (B), the conductive polymer is filled instead of the insulator, so that the ESR characteristics are improved. Thus, also in the second production method, it is more preferable to add a washing step.

第三の製法として、in situ重合の溶液(A)にイオン液体を含み、導電性高分子分散液(B)にもイオン液体を含む実施形態が挙げられる。第三の製法では、in situ重合においてイオン液体を含む溶液を用いることで、電極との濡れ性が向上するため電極表面の細孔内まで重合溶液が含浸されると推定している。また、導電性高分子分散液(B)にもイオン液体が入っており、導電性高分子分散液(B)を用いての電解質の形成時に、固体である導電性高分子よりも、液体であるイオン液体がin situ重合により形成された電解質層の隙間に進入し易いので、従来技術よりも容量が向上する。   A third production method includes an embodiment in which the in situ polymerization solution (A) contains an ionic liquid and the conductive polymer dispersion (B) also contains an ionic liquid. In the third production method, it is estimated that the polymer solution is impregnated into the pores of the electrode surface because the wettability with the electrode is improved by using a solution containing an ionic liquid in in situ polymerization. In addition, the conductive polymer dispersion (B) also contains an ionic liquid, which is more liquid than the solid conductive polymer when the electrolyte is formed using the conductive polymer dispersion (B). Since a certain ionic liquid easily enters the gap between the electrolyte layers formed by in situ polymerization, the capacity is improved as compared with the prior art.

第三の製法において、in situ重合の後に洗浄工程を加えると、洗浄により鉄塩を含む絶縁物が除去され、電解質層に空隙が発現する。その後の導電性高分子分散液(B)での電解質形成において、絶縁物の替わりに導電性高分子及びイオン液体が充填される。充填された導電性高分子により、ESR特性が向上する。また発現した空隙や、素子細孔部には固体である導電性高分子よりも、液体であるイオン液体の方が進入し易いので、従来技術に洗浄を加えた製法よりも容量が向上する。   In the third production method, when a washing step is added after in situ polymerization, the insulator containing the iron salt is removed by washing, and voids appear in the electrolyte layer. In the subsequent electrolyte formation with the conductive polymer dispersion (B), the conductive polymer and the ionic liquid are filled instead of the insulator. The ESR characteristic is improved by the filled conductive polymer. In addition, since the ionic liquid that is liquid is more likely to enter the voids and element pores that are solid than the conductive polymer that is solid, the capacity is improved as compared with the manufacturing method in which cleaning is performed in the prior art.

第三の製法に関しては、in situ重合の溶液(A)および導電性高分子分散液(B)に共にイオン液体が含まれているため、in situ重合後の洗浄において過剰にイオン液体が流出した場合においても、その後の導電性高分子分散液(B)を使用する際に、イオン液体の充填が可能であり、第一の製法、第二の製法と比較して容量発現率向上の面で安定した効果が期待されるので好ましい。しかしながら、イオン液体量が多すぎると、ESR増大を招く恐れがあり、上述の通り配合に注意する必要がある。   Regarding the third production method, since the ionic liquid is contained in both the in situ polymerization solution (A) and the conductive polymer dispersion (B), the ionic liquid flowed out excessively in the washing after the in situ polymerization. Even in the case, when the subsequent conductive polymer dispersion (B) is used, it can be filled with an ionic liquid, and in terms of improving the capacity expression rate compared to the first and second production methods. This is preferable because a stable effect is expected. However, if the amount of the ionic liquid is too large, there is a risk of increasing the ESR, and it is necessary to pay attention to the formulation as described above.

本発明の形成方法で製造される電解質が適用される、導電性高分子アルミ電解コンデンサは、高イオン伝導性領域を設けた電解質層を用いて形成され、電解質層と、該電解質層を挟んで対向するように配置される陽極及び陰極と、を少なくとも備える。本発明の電解質は、捲回型、積層型の導電性高分子アルミ電解コンデンサに形成され得る。捲回型の導電性高分子アルミ電解コンデンサは、典型的には、表面に誘電体膜が形成された陽極、セパレータ、陰極を捲回した素子に、電解質として導電性高分子を充填した構成である。一方、積層型の導電性高分子アルミ電解コンデンサは、誘電体膜が形成された陽極表面に電解質を充填した陽極を例えばグラファイト層、銀ペースト層をこの順に重ね、銀ペースト層より陰極を引き出した構造である。   A conductive polymer aluminum electrolytic capacitor to which an electrolyte produced by the forming method of the present invention is applied is formed using an electrolyte layer provided with a high ion conductivity region, and sandwiches the electrolyte layer and the electrolyte layer. And at least an anode and a cathode arranged to face each other. The electrolyte of the present invention can be formed in a wound type or laminated type conductive polymer aluminum electrolytic capacitor. A wound-type conductive polymer aluminum electrolytic capacitor typically has a configuration in which a conductive polymer as an electrolyte is filled in an element having a surface on which a dielectric film is formed, an anode, a separator, and a cathode. is there. On the other hand, in a laminated type conductive polymer aluminum electrolytic capacitor, an anode filled with an electrolyte is deposited on the anode surface on which a dielectric film is formed, for example, a graphite layer and a silver paste layer are stacked in this order, and the cathode is drawn from the silver paste layer. Structure.

本発明の導電性高分子アルミ電解コンデンサの陽極としては、導電性高分子コンデンサにおいて従来公知のものが好ましく使用でき、例えば陽極金属として、アルミニウムの電極箔の表面にエッチングを施してエッチング孔を形成したものを用い、該陽極金属の表面に陽極酸化等の方法によって形成された酸化被膜からなる誘電体膜を組合せることにより、陽極金属と誘電体膜とからなる陽極を形成できる。上記の陽極酸化は、陽極金属を例えばアジピン酸アンモニウム水溶液等に浸漬して化成電圧を印加することにより行うことができる。   As the anode of the conductive polymer aluminum electrolytic capacitor of the present invention, conventionally known conductive polymer capacitors can be preferably used. For example, as the anode metal, etching is performed on the surface of the aluminum electrode foil to form etching holes. By using a combination of the above and a dielectric film made of an oxide film formed by a method such as anodic oxidation on the surface of the anode metal, an anode made of an anode metal and a dielectric film can be formed. The above anodic oxidation can be performed by immersing the anode metal in an aqueous solution of ammonium adipate, for example, and applying a chemical voltage.

以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は捲回型コンデンサを模擬した素子での結果であるが、これらの実施例によって何ら限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変更可能である。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is a result obtained by simulating a wound capacitor, but the present invention is not limited to these examples at all. Changes can be made as appropriate without changing the range.

(イオン液体)イオン液体および塩の合成法または入手先を以下に述べる。   (Ionic liquid) A method for synthesizing or obtaining ionic liquids and salts will be described below.

・[emim][AcO](1−エチル−3−メチルイミダゾリウム アセテート、アルドリッチ社製)   [Emim] [AcO] (1-ethyl-3-methylimidazolium acetate, manufactured by Aldrich)

・[emim][LA](1−エチル−3−メチルイミダゾリウム ラクテート、アルドリッチ社製)   [Emim] [LA] (1-ethyl-3-methylimidazolium lactate, manufactured by Aldrich)

・[emim][MA](1−エチル−3−メチルイミダゾリウム マンデレート)   [Emim] [MA] (1-ethyl-3-methylimidazolium mandelate)

1−エチル−3−メチルイミダゾリウムハイドロジェンカーボネート 50%水溶液(6000mg、17.42mmol)0℃に冷却した。その後、マンデル酸(2615mg、17.42mmol)の水溶液をゆっくり滴下し、室温で1時間攪拌した。反応溶液をそのまま濃縮して溶媒を減圧下留去し、得られた残渣にジクロロメタンを加え、有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥した。溶媒を減圧下留去することで、目的化合物を薄褐色の油状物として4560mg得た。(収率100%)
1H NMR(CDCl3、300MHz)δ1.38(t、3H)、3.81(s、3H)、4.16(q、2H)、4.39(s、1H)、7.11−7.22(m、2H)、7.33−7.36(m、3H)、7.69(s、1H)、7.77(s、1H)、9.24(s、1H)
・[bmim][TFA](1−ブチル−3−メチルイミダゾリウム トリフルオロアセテート、メルク社製)
1-Ethyl-3-methylimidazolium hydrogen carbonate 50% aqueous solution (6000 mg, 17.42 mmol) was cooled to 0 ° C. Thereafter, an aqueous solution of mandelic acid (2615 mg, 17.42 mmol) was slowly added dropwise and stirred at room temperature for 1 hour. The reaction solution was concentrated as it was, the solvent was distilled off under reduced pressure, dichloromethane was added to the resulting residue, and the organic layer was dried over anhydrous sodium sulfate. The solvent was distilled off under reduced pressure to obtain 4560 mg of the target compound as a light brown oil. (Yield 100%)
1H NMR (CDCl 3 , 300 MHz) δ 1.38 (t, 3H), 3.81 (s, 3H), 4.16 (q, 2H), 4.39 (s, 1H), 7.11-7. 22 (m, 2H), 7.33-7.36 (m, 3H), 7.69 (s, 1H), 7.77 (s, 1H), 9.24 (s, 1H)
[Bmim] [TFA] (1-butyl-3-methylimidazolium trifluoroacetate, manufactured by Merck & Co., Inc.)

・[bmim][CA](1−ブチル−3−メチルイミダゾリウム カプリレート)   [Bmim] [CA] (1-butyl-3-methylimidazolium caprylate)

1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムハイドロジェンカーボネート 50%水溶液(5.00g、12.48mmol)0℃に冷却した。その後、カプリル酸(1.80g、12.48mmol)の水溶液をゆっくり滴下し、室温で1時間攪拌した。反応溶液をそのまま濃縮して溶媒を減圧下留去し、得られた残渣にジクロロメタンを加え、有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥した。溶媒を減圧下留去することで、目的化合物を黄色の油状物として2.20g得た。(収率62%)
1H NMR(CDCl3、300MHz)δ0.83−0.92(m、7H)、1.21−1.29(m、11H)、1.38(m、2H)、1.73−1.78(m、2H)、3.85(s、3H)、4.17(t、2H)、7.72(s、1H)、7.79(s、1H)、9.39(s、1H)
・[bmim][PA](1−ブチル−3−メチルイミダゾリウム フェニルアセテート)
1-butyl-3-methylimidazolium hydrogen carbonate 50% aqueous solution (5.00 g, 12.48 mmol) was cooled to 0 ° C. Thereafter, an aqueous solution of caprylic acid (1.80 g, 12.48 mmol) was slowly added dropwise and stirred at room temperature for 1 hour. The reaction solution was concentrated as it was, the solvent was distilled off under reduced pressure, dichloromethane was added to the resulting residue, and the organic layer was dried over anhydrous sodium sulfate. The solvent was distilled off under reduced pressure to obtain 2.20 g of the target compound as a yellow oil. (Yield 62%)
1H NMR (CDCl 3 , 300 MHz) δ 0.83-0.92 (m, 7H), 1.21-1.29 (m, 11H), 1.38 (m, 2H), 1.73-1.78 (M, 2H), 3.85 (s, 3H), 4.17 (t, 2H), 7.72 (s, 1H), 7.79 (s, 1H), 9.39 (s, 1H)
[Bmim] [PA] (1-butyl-3-methylimidazolium phenylacetate)

クロマトカラム管にAmberlite IRA400(OH)(140mL)を加え、1NNaOH水溶液(2.5L)を流しAmberlite IRA400(OH)を活性化させた後、ろ液が中性になるまで純水(1.5L)を流した。1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムクロリド(5.0g、28.63mmol)に純水(50mL)を加えて溶解させた後、これを先ほど活性化したAmberlite IRA400(OH)に通し、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムヒドロキシド水溶液を得た。フェニル酢酸(3.9g、28.63mmol)に純水(200mL)とTHF(100mL)を加え、均一溶液にした後、これに1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムヒドロキシド水溶液をゆっくり滴下し、0℃で12時間攪拌した。反応溶液をそのまま濃縮し、得られた残渣にアセトニトリル(90mL)とメタノール(10mL)を加えて0℃で30分間攪拌した。ろ液を濃縮して減圧加熱乾燥することで、目的化合物を薄黄色の油状物として8.0g得た。(収率100%)
1H NMR(DMSO−d6、300MHz)δ0.89(t、3H)、1.21−1.28(m、2H)、1.70−1.77(m、2H)、3.23(s、2H)、3.83(s、3H)、4.15(t、2H)、7.09−7.19(m、5H)、7.70(s、1H)、7.77(s、1H)、9.29(s、1H)
Amberlite IRA400 (OH) (140 mL) was added to the chromatographic column tube, 1N NaOH aqueous solution (2.5 L) was poured to activate the Amberlite IRA400 (OH), and then purified water (1.5 L) until the filtrate became neutral. ). After adding pure water (50 mL) to 1-butyl-3-methylimidazolium chloride (5.0 g, 28.63 mmol) and dissolving it, this was passed through the previously activated Amberlite IRA400 (OH) to give 1-butyl An aqueous solution of -3-methylimidazolium hydroxide was obtained. After adding pure water (200 mL) and THF (100 mL) to phenylacetic acid (3.9 g, 28.63 mmol) to make a homogeneous solution, 1-butyl-3-methylimidazolium hydroxide aqueous solution was slowly added dropwise thereto. Stir at 0 ° C. for 12 hours. The reaction solution was concentrated as it was, acetonitrile (90 mL) and methanol (10 mL) were added to the obtained residue, and the mixture was stirred at 0 ° C. for 30 min. The filtrate was concentrated and heated under reduced pressure to obtain 8.0 g of the target compound as a pale yellow oil. (Yield 100%)
1H NMR (DMSO-d 6 , 300 MHz) δ 0.89 (t, 3H), 1.21-1.28 (m, 2H), 1.70-1.77 (m, 2H), 3.23 (s 2H), 3.83 (s, 3H), 4.15 (t, 2H), 7.09-7.19 (m, 5H), 7.70 (s, 1H), 7.77 (s, 1H), 9.29 (s, 1H)

<容量測定方法>
図1に示す水銀セルを用いて、容量の測定を行なった。装置には、日置電気社製のLCRメータ3522−50を用い、120Hzの容量値をデータとした。
<Capacity measurement method>
The capacity was measured using the mercury cell shown in FIG. As a device, an LCR meter 3522-50 manufactured by Hioki Electric Co., Ltd. was used, and a capacity value of 120 Hz was used as data.

<ESR測定方法>
初期容量測定後、図1に示す水銀セルを用いて、ESRの測定を行った。日置電気社製のLCRメータ3522−50を用い、100kHzのESR値をデータとした。
<ESR measurement method>
After the initial capacity measurement, ESR was measured using the mercury cell shown in FIG. Using an LCR meter 3522-50 manufactured by Hioki Electric Co., Ltd., an ESR value of 100 kHz was used as data.

<漏れ電流測定方法>
ESR測定後、105℃雰囲気下において、100mV/secの条件で19Vまで昇電圧後、19Vにて1時間保持させた。続いて室温雰囲気において、100mV/secの条件で16Vまで昇電圧した後の2分後の電流値を測定し、当該データを漏れ電流と定義した。
<Leakage current measurement method>
After the ESR measurement, the voltage was raised to 19 V under the condition of 100 mV / sec in an atmosphere at 105 ° C., and then held at 19 V for 1 hour. Subsequently, in a room temperature atmosphere, the current value after 2 minutes after the voltage was raised to 16 V under the condition of 100 mV / sec was measured, and the data was defined as leakage current.

(実施例1)
アルミの酸化皮膜上にEDOT(H.C.Starck−V TECH社製)モノマーを含む溶液(A)の化学重合よって得られた導電性高分子電解質を形成し、洗浄後、イオン液体を含む導電性高分子分散液(B)中に浸漬させることで、導電性高分子アルミ電解コンデンサの作製を行った。
Example 1
A conductive polymer electrolyte obtained by chemical polymerization of a solution (A) containing an EDOT (HC Starck-V TECH) monomer is formed on an aluminum oxide film, and after washing, a conductive polymer electrolyte containing an ionic liquid is formed. The conductive polymer aluminum electrolytic capacitor was produced by immersing it in the conductive polymer dispersion (B).

すなわち、有効面積が10mm×10mmのアルミニウムエッチド箔を、1%アジピン酸アンモニウム水溶液に浸漬し、まず20mV/secの速度で0から45Vまで上げ、つづけて45Vの定電圧を40分間印加し、アルミニウムエッチド箔の表面に誘電体皮膜を形成した。次に、誘電体皮膜が形成されたアルミニウムエッチド箔を脱イオン水の流水により3分洗浄してから120℃で1時間乾燥を行った。この時得られたアルミエッチド箔の液中容量は25μFであった。電解質形成に用いるモノマー組成物は、乾燥されたガラス容器にEDOT0.3gを用いて、EDOTとイオン液体[bmim][AcO]をモル比=1:0.3となるように配合し10分間攪拌し、調整した。次に酸化剤としてパラトルエンスルホン酸鉄の40wt%1−ブタノール溶液を用い、上記EDOT/[emim][AcO]からなるモノマー組成物にパラトルエンスルホン酸鉄がEDOTに対し2モル当量となる量を加え、化学重合溶液を調製した。   That is, an aluminum etched foil having an effective area of 10 mm × 10 mm is dipped in a 1% ammonium adipate aqueous solution, first raised from 0 to 45 V at a rate of 20 mV / sec, and then a constant voltage of 45 V is applied for 40 minutes, A dielectric film was formed on the surface of the aluminum etched foil. Next, the aluminum etched foil on which the dielectric film was formed was washed with running deionized water for 3 minutes and then dried at 120 ° C. for 1 hour. The in-liquid capacity of the aluminum etched foil obtained at this time was 25 μF. The monomer composition used for forming the electrolyte was prepared by using 0.3 g of EDOT in a dried glass container, blending EDOT and ionic liquid [bmim] [AcO] so that the molar ratio = 1: 0.3, and stirring for 10 minutes. And adjusted. Next, a 40 wt% 1-butanol solution of iron paratoluenesulfonate is used as an oxidizing agent, and the amount of iron paratoluenesulfonate is 2 molar equivalents relative to EDOT in the monomer composition composed of EDOT / [emim] [AcO]. Was added to prepare a chemical polymerization solution.

次に化学重合溶液中に得られたアルミエッチド箔を浸漬し、引き上げ後120℃で1時間加熱処理を行い、箔の表面に電解質を形成させた。   Next, the aluminum etched foil obtained was immersed in the chemical polymerization solution, and after being pulled up, heated at 120 ° C. for 1 hour to form an electrolyte on the surface of the foil.

次いで、水性ポリ3,4−エチレンジオキシチオフェン ポリスチレンスルホン酸(PEDOT/PSS)分散体(シグマアルドリッチ社製高導電率コーティングタイプ 分散物濃度1.3〜1.7重量%)90重量部、[emim][AcO]2重量部、DMSO 4重量部、ポリビニルアルコール4重量部からなる水性導電性高分子分散液中に浸し、80℃で15分間乾燥させた。この水性導電性高分子分散液中への浸漬、乾燥を3回行い電解質の形成を行った。   Next, 90 parts by weight of aqueous poly 3,4-ethylenedioxythiophene polystyrene sulfonic acid (PEDOT / PSS) dispersion (Sigma-Aldrich high conductivity coating type dispersion concentration 1.3 to 1.7% by weight), [ emim] [AcO], immersed in an aqueous conductive polymer dispersion composed of 2 parts by weight, 4 parts by weight of DMSO, and 4 parts by weight of polyvinyl alcohol, and dried at 80 ° C. for 15 minutes. The electrolyte was formed by immersing and drying in this aqueous conductive polymer dispersion three times.

その後、日本黒鉛商事社製のカーボンペースト「エブリオームT−30PLB」を塗布し150℃で30分乾燥後、デュポン社の銀ペースト「4922N」を塗布し150℃で30分乾燥させ、銅箔により陰極リードを取り出し、導電性高分子アルミ電解コンデンサを作製した。   Thereafter, carbon paste “Everyom T-30PLB” manufactured by Nippon Graphite Trading Co., Ltd. was applied and dried at 150 ° C. for 30 minutes, then silver paste “4922N” manufactured by DuPont was applied and dried at 150 ° C. for 30 minutes, and the cathode was coated with copper foil. The lead was taken out to produce a conductive polymer aluminum electrolytic capacitor.

こうして得られた導電性高分子アルミ電解コンデンサを用いて容量、ESRおよび漏れ電流を測定した。結果を表1に示す。容量発現率は、コンデンサ容量を液中容量に対して規格化して換算した。なお結果はいずれも10個の電極の平均値である。結果を表1に示す。
(実施例2)
化学重合溶液(A)中にイオン液体を含まないようにした以外は、実施例1と同じ方法で、導電性高分子アルミ電解コンデンサを作製した。結果を表1に示す。
(実施例3)
導電性高分子分散液(B)中にイオン液体を含まないようにした以外は、実施例1と同じ方法で、導電性高分子アルミ電解コンデンサを作製した。結果を表1に示す。
(実施例4、7、10)
分散液(B)中のイオン液体を表1に示すイオン液体に変更し、さらにin situ重合の後にメタノール中に60分間浸漬させ、120℃で1時間加熱処理を行う洗浄工程加えた以外は、実施例1と同じ方法で、導電性高分子アルミ電解コンデンサを作製した。結果を表1に示す。
Using the conductive polymer aluminum electrolytic capacitor thus obtained, the capacity, ESR and leakage current were measured. The results are shown in Table 1. The capacity expression rate was converted by normalizing the capacitor capacity with respect to the liquid capacity. The results are average values of 10 electrodes. The results are shown in Table 1.
(Example 2)
A conductive polymer aluminum electrolytic capacitor was produced in the same manner as in Example 1 except that the ionic liquid was not contained in the chemical polymerization solution (A). The results are shown in Table 1.
(Example 3)
A conductive polymer aluminum electrolytic capacitor was produced in the same manner as in Example 1 except that the ionic liquid was not contained in the conductive polymer dispersion (B). The results are shown in Table 1.
(Examples 4, 7, and 10)
Except for changing the ionic liquid in the dispersion (B) to the ionic liquid shown in Table 1 and further by adding a washing step of 60 minutes immersion in methanol after in situ polymerization and heat treatment at 120 ° C. for 1 hour, A conductive polymer aluminum electrolytic capacitor was produced in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

(実施例5、8、11、13〜15)
導電性高分子分散液(B)中のイオン液体を表1に示すイオン液体に変更し、さらにin situ重合の後にメタノール中に60分間浸漬させ、120℃で1時間加熱処理を行う洗浄工程加えた以外は、実施例2と同じ方法で、導電性高分子アルミ電解コンデンサを作製した。結果を表1に示す。
(Examples 5, 8, 11, 13 to 15)
The ionic liquid in the conductive polymer dispersion (B) is changed to the ionic liquid shown in Table 1, and after the in situ polymerization, it is immersed in methanol for 60 minutes, and a washing process is performed in which heat treatment is performed at 120 ° C. for 1 hour. A conductive polymer aluminum electrolytic capacitor was produced in the same manner as in Example 2 except that. The results are shown in Table 1.

(実施例6、9、12)
化学重合溶液(A)中のイオン液体を表1に示すイオン液体に変更し、さらにin situ重合の後にメタノール中に10分間浸漬させ、120℃で1時間加熱処理を行う洗浄工程加えた以外は、実施例3と同じ方法で、導電性高分子アルミ電解コンデンサを作製した。結果を表1に示す。
(Examples 6, 9, and 12)
Except for changing the ionic liquid in the chemical polymerization solution (A) to the ionic liquid shown in Table 1 and adding a washing step of dipping in methanol for 10 minutes after in-situ polymerization and heating at 120 ° C. for 1 hour. A conductive polymer aluminum electrolytic capacitor was produced in the same manner as in Example 3. The results are shown in Table 1.

(比較例1)
化学重合溶液(A)中のイオン液体を用いないようにした以外は、実施例3と同じ方法で、導電性高分子アルミ電解コンデンサを作製した。結果を表1に示す。
(Comparative Example 1)
A conductive polymer aluminum electrolytic capacitor was produced in the same manner as in Example 3 except that the ionic liquid in the chemical polymerization solution (A) was not used. The results are shown in Table 1.

(比較例2)
化学重合溶液(A)中のイオン液体を用いないようにした以外は、実施例6と同じ方法で、導電性高分子アルミ電解コンデンサを作製した。結果を表1に示す。
(Comparative Example 2)
A conductive polymer aluminum electrolytic capacitor was produced in the same manner as in Example 6 except that the ionic liquid in the chemical polymerization solution (A) was not used. The results are shown in Table 1.

Claims (8)

次の(1a)工程および(2a)工程を含み、
(1a)工程および/または(2a)工程はイオン液体存在下で行なわれる、導電性高分子アルミ電解コンデンサ用電解質の形成方法。
(1a)導電性高分子モノマーをin situ重合する工程、
(2a)前記(1a)工程後、導電性高分子分散液(B)を含浸させる工程。
Including the following steps (1a) and (2a),
A method for forming an electrolyte for a conductive polymer aluminum electrolytic capacitor, wherein the step (1a) and / or the step (2a) are performed in the presence of an ionic liquid.
(1a) a step of in situ polymerization of a conductive polymer monomer;
(2a) A step of impregnating the conductive polymer dispersion (B) after the step (1a).
さらに、(1b)洗浄を行う工程を、前記(1a)工程および前記(2a)工程の間に、含む、請求項1記載の導電性高分子アルミ電解コンデンサ用電解質の形成方法。 2. The method for forming an electrolyte for a conductive polymer aluminum electrolytic capacitor according to claim 1, further comprising (1b) a step of performing cleaning between the steps (1a) and (2a). in situ重合が化学重合および/または電解重合である、請求項1又は2に記載の導電性高分子アルミ電解コンデンサ用電解質の形成方法。   The method for forming an electrolyte for a conductive polymer aluminum electrolytic capacitor according to claim 1 or 2, wherein the in situ polymerization is chemical polymerization and / or electrolytic polymerization. 導電性高分子モノマーが、チオフェン、チオフェンの誘導体、ピロール、ピロールの誘導体、アニリンおよびアニリンの誘導体からなる群から選ばれるすくなくとも一種である、請求項1〜3のいずれかに記載の導電性高分子アルミ電解コンデンサ用電解質の形成方法。   The conductive polymer according to claim 1, wherein the conductive polymer monomer is at least one selected from the group consisting of thiophene, thiophene derivatives, pyrrole, pyrrole derivatives, aniline and aniline derivatives. A method for forming an electrolyte for an aluminum electrolytic capacitor. 導電性高分子分散液(B)に含まれる導電性高分子(D)が、チオフェン、チオフェンの誘導体、ピロール、ピロールの誘導体、アニリンおよびアニリンの誘導体からなる群から選ばれるすくなくとも一種の重合による生成物である、請求項1〜4のいずれかに記載の導電性高分子アルミ電解コンデンサ用電解質の形成方法。   The conductive polymer (D) contained in the conductive polymer dispersion (B) is produced by at least one kind of polymerization selected from the group consisting of thiophene, thiophene derivatives, pyrrole, pyrrole derivatives, aniline and aniline derivatives. The formation method of the electrolyte for electroconductive polymer aluminum electrolytic capacitors in any one of Claims 1-4 which is a thing. イオン液体のアニオン成分がカルボキシレートアニオンである、請求項1〜5のいずれかに記載の導電性高分子アルミ電解コンデンサ用電解質の形成方法。   The method for forming an electrolyte for a conductive polymer aluminum electrolytic capacitor according to claim 1, wherein the anion component of the ionic liquid is a carboxylate anion. イオン液体のカチオン成分が、アンモニウムイオン、イミダゾリウムイオン、ピリジニウムイオン、ピロリジニウムイオン、ピロリニウムイオン、ピラジニウムイオン、ピリミジニウムイオン、トリアゾニウムイオン、トリアジニウムイオン、トリアジンイオン、キノリニウムイオン、イソキノリニウムイオン、インドリニウムイオン、キノキサリニウムイオン、ピペラジニウムイオン、オキサゾリニウムイオン、チアゾリニウムイオン、モルフォリニウムイオン、ピペラジンイオン及びこれらの誘導体からなる群より選択される少なくとも1種である、請求項1〜6のいずれかに記載の導電性高分子アルミ電解コンデンサ用電解質の形成方法。   The cation component of the ionic liquid is ammonium ion, imidazolium ion, pyridinium ion, pyrrolidinium ion, pyrrolium ion, pyrazinium ion, pyrimidinium ion, triazonium ion, triazinium ion, triazine ion, quinolinium ion At least selected from the group consisting of isoquinolinium ion, indolinium ion, quinoxalinium ion, piperazinium ion, oxazolinium ion, thiazolinium ion, morpholinium ion, piperazine ion and derivatives thereof The formation method of the electrolyte for electroconductive polymer aluminum electrolytic capacitors in any one of Claims 1-6 which is 1 type. 請求項1〜7のいずれかに記載の導電性高分子アルミ電解コンデンサ用電解質の形成方法を含む、導電性高分子アルミ電解コンデンサの製造方法。   The manufacturing method of the electroconductive polymer aluminum electrolytic capacitor containing the formation method of the electrolyte for electroconductive polymer aluminum electrolytic capacitors in any one of Claims 1-7.
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