CN102169757A

CN102169757A - 固体电解电容器及固体电解电容器的制造方法

Info

Publication number: CN102169757A
Application number: CN201110045392XA
Authority: CN
Inventors: 上田政弘; 森山章夫
Original assignee: KOEI CHEMICAL INDUSTRIAL Co Ltd; Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: KOEI CHEMICAL INDUSTRIAL Co Ltd; Koei Chemical Co Ltd; Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2010-02-26
Filing date: 2011-02-22
Publication date: 2011-08-31
Also published as: TW201205615A; US20110211295A1; US8654510B2; KR20110098634A; JP2011181611A

Abstract

本发明提供一种固体电解电容器(100)，其具备固体电解电容器元件(10)，固体电解电容器元件(10)具有在表面形成有电介质被膜(12)的阳极体(11)、和形成于阳极体(11)上的导电性高分子层(13)，在导电性高分子层(13)中，存在由阴离子成分及阳离子成分构成的离子液体，阳离子成分包括具有2个以上的醚键的阳离子。

Description

固体电解电容器及固体电解电容器的制造方法

技术领域

本发明涉及固体电解电容器及固体电解电容器的制造方法，特别涉及具有离子液体的固体电解电容器及固体电解电容器的制造方法。

背景技术

以往，作为适于小型化的电容器，固体电解电容器广为人知。固体电解电容器具有在表面形成有电介质被膜的阳极体，此外，在阳极体与阴极层之间具有固体电解质。

在阳极体中，有将阀金属的金属板或金属箔蚀刻而成的、以及将阀金属的粉末的成形体烧结而成的等，通过将此种阳极体的表面电解氧化，就可以形成电介质被膜。如此形成的电介质被膜极为致密，耐久性高，并且非常薄。由此，固体电解电容器与其他的电容器，例如纸电容器或薄膜电容器相比，可以不降低静电电容地实现小型化。

作为固体电解质的材料，已知有二氧化锰、导电性高分子等。特别是，由聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩等导电性高分子构成的固体电解质的导电性高，可以降低固体电解电容器的等效串联电阻(以下称作“ESR”。)。

但是，虽然导电性高分子层可以降低固体电解电容器的ESR，然而由于导电性高分子层自身不具有离子传导性，因此无法具有对损伤了的电介质被膜的修复性能，即，无法具有阳极氧化功能。由此，具有导电性高分子层的固体电解电容器与其他的固体电解电容器相比存在耐电压性能降低的问题。

作为解决上述问题的技术，期待有利用了离子液体的技术。所谓离子液体是指在常温环境下熔融而保持液体状态的盐，具有不挥发性、高离子传导性之类的特性。由此可以认为，通过在导电性高分子层中存在离子液体，就可以实现电介质被膜的损伤部分的修复，可以提高固体电解电容器的耐电压性能。作为此种使用了离子液体的技术，在日本特开2008-283136号公报中，记载了关于具有含有离子液体的导电性高分子层的固体电解电容器的技术。

但是，对高性能的固体电解电容器的需求现在也在提高，因而要求进行进一步的技术的开发。

发明内容

所以，鉴于上述情况，本发明的目的在于，提供耐电压性能高、高性能的固体电解电容器及固体电解电容器的制造方法。

本发明人等为了提高固体电解电容器的耐电压性能，着眼于使用离子液体来修复电介质被膜。此外，在构想将离子液体作为用于修复电介质被膜的氧的供给源来利用而反复进行了深入研究后发现，通过使用具有2个以上的醚键的离子液体，可以明显地提高耐电压性能。

即，本发明的第一方式提供一种固体电解电容器，具备电容器元件，其具有在表面形成有电介质被膜的阳极体、和形成于阳极体上的导电性高分子层，在导电性高分子层中，存在包含阴离子成分及阳离子成分的离子液体，阳离子成分是具有2个以上的醚键的阳离子。

另外，本发明的第二方式提供一种制造固体电解电容器的方法，包括：在阳极体的表面形成电介质被膜的工序；在电介质被膜上附着构成导电性高分子层的单体、包含具有2个以上的醚键的阳离子成分的离子液体，通过使单体聚合，而在电介质被膜上形成保持离子液体的导电性高分子层的工序。

另外，本发明的第三方式提供一种制造固体电解电容器的方法，包括：在阳极体的表面形成电介质被膜的工序；在电介质被膜上附着构成导电性高分子层的单体，通过使单体聚合而在电介质被膜上形成导电性高分子层的工序；对形成有导电性高分子层的阳极体，浸渗包含具有2个以上的醚键的阳离子成分的离子液体的工序。

根据本发明，可以提供耐电压性能高、高性能的固体电解电容器及该固体电解电容器的制造方法。

上述的以及其他的本发明的目的、特征、方式及优点将在参照附图的同时，由下述的关于本发明的详细介绍进一步阐明。

附图说明

图1是示意性地表示第一实施方式的固体电解电容器的结构的优选的一例的剖面图。

图2是第二实施方式的固体电解电容器的制造方法的流程图。

图3是第三实施方式的固体电解电容器的制造方法的流程图。

图4是示意性地表示电解聚合用装置的结构的一例的图。

具体实施方式

下面，将基于附图对本发明的实施方式进行说明。在以下的附图中对于相同或相当的部分使用相同的参照符号，不重复进行其说明。而且，对于附图中的长度、大小、宽度等尺寸关系，为了实现附图的清晰化和简化将适当地加以变更，并不表示实际的尺寸。

<第一实施方式>

下面，使用图1，对第一实施方式的固体电解电容器的优选的一例进行说明。这里，使用具有由烧结体构成的阳极体的固体电解电容器进行说明。

图1中，固体电解电容器100具备电容器元件10，该电容器元件10具有：在表面形成有电介质被膜12的阳极体11、形成于电介质被膜12上的导电性高分子层13、依次形成于导电性高分子层13上的作为阴极引出层的碳层14及银膏剂层15。

阳极体11由阀作用金属的烧结体构成。在阳极体11中，竖立设置有阳极引线16，这例如可以通过如下操作来构成，即，以将由金属制成的棒状的阳极引线16的一端埋设于阀作用金属的粉末中的状态成形，并将该成形体烧结。作为阀作用金属，可以使用钽、铌、钛、铝等。另外，阳极引线16的材料只要是金属就没有特别限定，然而可以优选使用阀作用金属。

覆盖阳极体11的表面的电介质被膜12可以通过将阳极体11化成处理来形成。作为化成处理的方法，有将阳极体11浸渍于磷酸水溶液或硝酸水溶液等化成溶液中而施加电压的方法。例如，在作为阀作用金属使用了钽(Ta)时的电介质被膜12的组成为Ta₂O₅，在作为阀作用金属使用了铝(Al)时的电介质被膜12的组成为Al₂O₃。

覆盖电介质被膜12的表面的导电性高分子层13包括含有脂肪族系化合物、芳香族系化合物、杂环式系化合物以及含杂原子的化合物中的至少一种的高分子，例如聚噻吩及其衍生物、聚吡咯及其衍生物、聚苯胺及其衍生物以及聚呋喃及其衍生物。尤其优选聚吡咯及其衍生物。本发明中，在该导电性高分子层13中，存在有离子液体。对于离子液体的详情将在后面叙述。

覆盖导电性高分子层13的作为阴极引出层的碳层14只要具有导电性即可，例如可以使用石墨。另外，碳层14及覆盖碳层14的表面的银膏剂层15构成阴极层。

另外，固体电解电容器100还具备阳极端子17、粘接层18、阴极端子19和外包装树脂20。阳极端予17被配置为其一部分与阳极引线16接触。另外，阴极端子19被配置为，经由由导电性的粘接剂构成的粘接层18，与作为电容器元件10的最外层的银膏剂层15连接。外包装树脂20按照使阳极端子17的一部分及阴极端子19的一部分从外包装树脂20中露出的方式，将电容器元件10密封。

阳极端子17及阴极端子19只要是金属即可，例如可以使用铜。粘接层18只要具有导电性和粘接性即可，例如可以使用作为填充剂含有银的银粘接剂。外包装树脂20可以使用公知的树脂，例如可以使用环氧树脂。

在具有上述的结构的固体电解电容器100中，在导电性高分子层13中存在有由阴离子成分及阳离子成分构成的离子液体。而且，在导电性高分子层13中存在离子液体的状态包括：在导电性高分子层13中浸渗有离子液体的状态、在电介质被膜12与导电性高分子层13的界面中保持有离子液体的状态的任意情况。

《离子液体》

离子液体中所含的阴离子成分只要是可用于离子液体的阴离子就没有特别限定，例如有双(三氟甲磺酰基)酰亚胺离子((CF₃SO₂)₂N^-)、三氟甲磺酸离子(CF₃SO₃ ^-)、三氟甲磺酰基离子(CF₃SO₂ ^-)、硝酸离子(NO₃ ^-)、乙酸离子(CH₃CO₂ ^-)、四氟硼酸离子(BF₄ ^-)、六氟磷酸离子(PF₆ ^-)、三氟甲烷羧酸盐离子(CF₃CO₂ ^-)等。尤其优选双(三氟甲磺酰基)酰亚胺离子、三氟甲磺酸离子，特别优选双(三氟甲磺酰基)酰亚胺离子。

离子液体中所含的阳离子成分是具有2个以上的醚键的阳离子。具体来说，是如下的阳离子，即，是具有铵离子、咪唑鎓离子、吡咯烷鎓离子、鏻离子以及锍离子中的某种骨架的离子，且包含2个以上的醚键。尤其优选具有甲氧基乙氧基乙基的铵离子、具有甲氧基乙氧基乙基的咪唑鎓离子、具有甲氧基乙氧基乙基的吡咯烷鎓离子、具有甲氧基乙氧基乙基的鏻离子、以及具有甲氧基乙氧基乙基的锍离子。

特别是，由于铵离子的电位窗大，在化学上稳定，因此更优选具有甲氧基乙氧基乙基的铵离子。最优选的铵离子是氢基的至少一个由甲氧基乙氧基乙基取代而其他的氢基由各种烷基取代的铵离子。在阳离子成分具有甲氧基乙氧基乙基的情况下，醚键就会在一个碳链上连续地存在。

对于在导电性高分子层13中是否存在上述离子液体，例如可以通过利用核磁共振分光法来得知。具体来说，通过使适当的溶剂作用于导电性高分子层13，而从导电性高分子层13中将离子液体萃取到溶剂中。此后，通过将该溶剂提供给核磁共振分光装置，检测构成离子液体的分子特有的谱图，就可以确认在导电性高分子层13中是否存在离子液体。

在阴离子成分为双(三氟甲磺酰基)酰亚胺离子的情况下，例如可以通过检测来源于氟的谱图而得知导电性高分子层13中的离子液体的有无及分布。另外，在阳离子成分为具有甲氧基乙氧基乙基的铵离子的情况下，例如可以通过检测来源于甲氧基乙氧基乙基的谱图，来确认该阳离子成分的存在。

根据本第一实施方式的固体电解电容器，在导电性高分子层中，存在包含具有2个以上的醚键的阳离子成分的离子液体。由此，就会成为耐电压性能高、高性能的固体电解电容器。

另外，本发明的固体电解电容器并不限定于上述的第一实施方式的固体电解电容器，可以应用于公知的形状。作为公知的形状，具体来说，有卷绕型的固体电解电容器、使用了阀金属的板的层叠型的固体电解电容器等。但是，由于烧结体在保持离子液体的能力方面优异，因此可以更合适地将本发明应用于具有由烧结体构成的阳极体的固体电解电容器中。

<第二实施方式>

下面，在使用图1及图2的同时，对本第二实施方式的固体电解电容器的制造方法的优选的例子进行说明。这里，对具有由烧结体构成的阳极体的固体电解电容器的制造方法进行说明。

1.阳极体的形成

首先，在图2的步骤S201中，形成阳极体11。

具体来说，准备阀作用金属粉末，在将棒状体的阳极引线16的长度方向的一端侧埋入金属粉末中的状态下，将该粉末以所需的形状成形。此后，通过将该成形体烧结，而形成埋设有阳极引线16的一端的多孔结构的阳极体11。作为阀作用金属，可以使用钽、铌、钛、铝等。另外，虽然阳极引线16由金属制成，然而可以优选使用阀作用金属。

2.电介质被膜的形成

然后，在图2的步骤S202中，在阳极体11的表面形成电介质被膜12。

电介质被膜12可以通过将由阀作用金属构成的阳极体11化成处理而形成于阳极体11的表面。作为化成处理的方法，有将阳极体11浸渍于磷酸水溶液或硝酸水溶液等化成溶液中而施加电压的方法。

3.保持离子液体的导电性高分子层的形成

然后，在图2的步骤S203中，在电介质被膜12上附着构成导电性高分子层13的单体、和包含具有2个以上的醚键的阳离子成分的离子液体，通过使单体氧化聚合，而形成保持离子液体的导电性高分子层13。这里的所谓保持离子液体的导电性高分子层13包括：在导电性高分子层13中浸渗有离子液体的状态的导电性高分子层13、在电介质被膜12与导电性高分子层13的界面中保持有离子液体的状态的导电性高分子层13的任意情况。

在形成上述的保持离子液体的导电性高分子层13时，可以利用公知的化学聚合及电解聚合。下面，对利用化学聚合的方法及利用电解聚合的方法的一例进行说明。

(1)利用化学聚合的方法

作为利用化学聚合的方法，例如有如下的方法，即，在电介质被膜12上附着离子液体后，在电介质被膜12上再附着单体，将单体化学聚合。作为在电介质被膜12上附着离子液体的方法，有将形成有电介质被膜12的阳极体11浸渍于离子液体中的方法、在电介质被膜12上涂布离子液体的方法等。作为在附着有离子液体的电介质被膜12上再附着单体的方法，有将附着有离子液体的电介质被膜12浸渍于含有单体的聚合液中的方法、涂布含有单体的聚合液的方法等。

作为含有单体的聚合液，例如可以使用含有单体、掺杂剂及氧化剂的一种聚合液。另外，也可以使用对于单体、掺杂剂及氧化剂的各成分分别含有一个成分的三种聚合液。另外，当然也可以使用两种聚合液，即使用含有两个成分的聚合液和含有剩余的一个成分的聚合液。向各聚合液中浸渍阳极体11的顺序或将各聚合液涂布于阳极体11上的顺序没有特别限制。

作为利用化学聚合的其它方法，有将单体与离子液体以混杂的状态附着于电介质被膜12上的方法。例如，通过向含有单体、掺杂剂及氧化剂这三个成分的聚合液中加入离子液体而制备混合溶液，向该混合溶液中浸渍阳极体11，就可以将单体及离子液体以混杂的状态附着在电介质被膜12上。而且，也可以不采用浸渍，而是涂布混合溶液。

另外，也可以不是使用含有三个成分的聚合液，而是使用分别各含有一个成分的三种聚合液。另外，当然也可以使用两种聚合液，即，使用含有两个成分的聚合液和含有剩余的一个成分的聚合液。该情况下，无论在哪种聚合液中混合离子液体都可以。向各聚合液中浸渍阳极体11的顺序或将各聚合液涂布于阳极体11上的顺序没有特别限制，只要可以将单体及离子液体以混杂的状态在电介质被膜12上附着即可。

上述的各方法是利用了化学聚合中的液相聚合的方法，然而也可以利用气相聚合。例如，可以在电介质被膜12上附着离子液体后，使含有单体的气体、氧化剂及掺杂剂分别附着于电介质被膜12上，形成保持离子液体的导电性高分子层13。另外，也可以在使含有单体的气体附着于电介质被膜12上后，附着离子液体、氧化剂及掺杂剂。各成分附着的顺序没有特别限制，只要可以将单体及离子液体以混杂的状态附着在电介质被膜12上即可。

另外，无论在液相聚合及气相聚合的哪种情况下，都既可以如上所述地分别使用氧化剂及掺杂剂这两个成分，也可以作为具有作为氧化剂的功能和作为掺杂剂的功能这两个功能的一个成分，使用氧化剂兼掺杂剂材料。

(2)利用电解聚合的方法

作为利用电解聚合的方法，例如有如下的方法，即，在电介质被膜12上附着离子液体后，在电介质被膜12上再附着单体，通过使单体电解聚合而形成保持离子液体的导电性高分子层13。作为在电介质被膜12上附着离子液体的方法，与利用化学聚合的情况相同。作为在附着有离子液体的电介质被膜12上再附着单体的方法，有将附着有离子液体的电介质被膜12浸渍于含有单体及掺杂剂的电解液中的方法。此后，通过在该电解液中流过电流，就可以在电介质被膜12上形成保持离子液体的导电性高分子层13。

另外，作为利用电解聚合的其他的方法，有将单体和离子液体以混杂的状态附着于电介质被膜12上而形成保持离子液体的导电性高分子层13的方法。例如，可以通过向含有单体、掺杂剂的电解液中加入离子液体，向该电解液中浸渍阳极体11，而将单体及离子液体以混杂的状态附着在电介质被膜12上。

通过利用上述(1)及(2)的任意一种方法形成导电性高分子层13，就可以形成保持离子液体的导电性高分子层13。另外，也可以将(1)及(2)的方法组合而形成导电性高分子层13。特别是，也可以利用化学聚合形成第一导电性高分子层，再利用电解聚合在第一导电性高分子层上形成第二导电性高分子层。该情况下，既可以在借助化学聚合形成的第一导电性高分子层中保持离子液体，也可以在第二导电性高分子层中保持离子液体，当然也可以在两个导电性高分子层中保持离子液体。

作为构成导电性高分子层13的单体，可以使用脂肪族系化合物、芳香族系化合物、杂环式系化合物及含有杂原子的化合物中的至少一种，例如可以使用噻吩及其衍生物、吡咯及其衍生物、苯胺及其衍生物、以及呋喃及其衍生物。尤其优选吡咯及其衍生物。

作为具有2个以上的醚键的阳离子成分，可以使用具有甲氧基乙氧基乙基的铵离子、具有甲氧基乙氧基乙基的咪唑鎓离子、具有甲氧基乙氧基乙基的吡咯烷鎓离子、具有甲氧基乙氧基乙基的鏻离子、以及具有甲氧基乙氧基乙基的锍离子。特别优选具有甲氧基乙氧基乙基的铵离子，可以优选使用氢基的至少一个由甲氧基乙氧基乙基取代而其他的氢基由各种烷基取代的铵离子。

另外，虽然离子液体由阳离子成分及阴离子成分构成，然而作为阴离子成分，没有特别限定，只要是可以与上述阳离子成分构成离子液体的阴离子即可。例如，可以使用双(三氟甲磺酰基)酰亚胺离子((CF₃SO₂)₂N^-)、三氟甲磺酸离子(CF₃SO₃ ^-)、三氟甲磺酰基离子(CF₃SO₂ ^-)、硝酸离子(NO₃ ^-)、乙酸离子(CH₃CO₂ ^-)、四氟硼酸离子(BF₄ ^-)、六氟磷酸离子(PF₆ ^-)、三氟甲烷羧酸盐离子(CF₃CO₂ ^-)。

掺杂剂可以使用公知的掺杂剂，例如可以使用烷基磺酸、芳香族磺酸、稠环芳香族磺酸等磺酸化合物的酸或盐、硫酸、硝酸等。作为氧化剂，可以使用公知的氧化剂，例如可以使用过氧化氢、高锰酸、次氯酸、铬酸等。另外，也可以代替氧化剂及掺杂剂，而使用公知的氧化剂兼掺杂剂材料。

另外，还可以代替离子液体本身，而使用含有离子液体的溶液。例如，可以使用水、二醇(glycol)系溶剂、乙二醇醚系溶剂、醚系溶剂、醇系溶剂、甘油三酯系溶剂、酮系溶剂、酯系溶剂、酰胺系溶剂、腈系溶剂、亚砜系溶剂、砜系溶剂。

其中，作为二醇系溶剂，例如可以举出乙二醇、丙二醇、丁二醇、三甘醇、己二醇、聚乙二醇、乙氧基二甘醇以及双丙甘醇。作为乙二醇醚系溶剂，例如可以举出乙二醇一甲醚(methyl glycol ether)、乙二醇一乙醚(ethyl glycol ether)、以及乙二醇一异丙醚(isopropyl glycol ether)。作为醚系溶剂，可以举出二乙醚及四氢呋喃。作为醇系溶剂，可以举出甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、以及丁醇。作为酯系溶剂，可以举出乙酸乙酯、乙酸丁酯、二甘醇醚乙酸酯、甲氧基丙基乙酸酯、以及碳酸亚丙酯。作为酰胺系溶剂，可以举出二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基辛酸酰胺、二甲基癸酸酰胺以及N-烷基吡咯烷酮。作为腈系溶剂，可以举出乙腈、丙腈、丁腈、以及苯腈。作为亚砜系溶剂及砜系溶剂，分别可以举出二甲亚砜及环丁砜。特别是，可以优选使用乙二醇、异丙醇、碳酸亚丙酯。

4.阴极层的形成

然后，在图2的步骤S204中，在导电性高分子层13上形成阴极层。阴极层由碳层14及银膏剂层15构成，利用本工序，可以制作电容器元件10。作为阴极引出层的碳层14只要具有导电性即可，例如可以使用石墨来构成。而且，碳层14及银膏剂层15的形成分别可以使用公知的技术来形成。

但是，也可以在步骤S203中形成保持离子液体的导电性高分子层13后，在步骤S204中形成阴极层之前，利用化学聚合或电解聚合形成导电性高分子层。该情况下，构成固体电解质的导电性高分子层就具有在步骤S203中形成的导电性高分子层13、和利用化学聚合或电解聚合形成的导电性高分子层这两个层。特别是，由于利用电解聚合形成的导电性高分子层的结构致密，因此在步骤S203后还利用电解聚合形成导电性高分子层的情况下，可以更为有效地提高固体电解电容器的性能。

5.电容器元件的密封

最后，在图2的步骤S205中，使用外包装树脂20将电容器元件10密封。具体来说，在电容器元件10中，依照公知的技术，配置阳极端子17、粘接层18、阴极端子19，将它们如图1所示地利用外包装树脂20密封。此后，通过在将向外包装树脂20的外部露出的阳极端子17及阴极端子19沿着外包装树脂20地折曲后，进行老化处理，而完成固体电解电容器100。而且，阳极端子17及阴极端子19例如可以用铜或铜合金等金属来构成，作为外包装树脂20的材料，例如可以使用环氧树脂。

根据以上详述的第二实施方式的固体电解电容器的制造方法，可以制造具有导电性高分子层13的固体电解电容器，该导电性高分子层13保持包含具有2个以上的醚键的阳离子成分的离子液体。由此，根据第二实施方式的固体电解电容器的制造方法，可以制造耐电压性能高、高性能的固体电解电容器。

<第三实施方式>

下面，在使用图1及图3的同时，对本第三实施方式的固体电解电容器的制造方法进行说明。

1.阳极体的形成

首先，在图3的步骤S301中，形成阳极体11。由于本工序的具体的内容与第二实施方式的步骤S201相同，因此不重复进行其说明。利用本工序，形成竖立设置有阳极引线16的阳极体11。

2.电介质被膜的形成

然后，在图3的步骤S302中，在阳极体11的表面形成电介质被膜12。由于本工序的具体的内容与第二实施方式的步骤S202相同，因此不重复进行其说明。

3.导电性高分子层的形成

然后，在图3的步骤S303中，通过使构成导电性高分子层13的单体附着于电介质被膜12上，使单体氧化聚合，而在电介质被膜12上形成导电性高分子层13。

作为使上述单体附着于电介质被膜12上而使单体氧化聚合的方法，有公知的利用化学聚合及电解聚合的方法。虽然在化学聚合中有液相聚合和气相聚合，然而无论利用哪种方法都可以。另外，也可以将化学聚合和电解聚合组合，形成导电性高分子层13。而且，由于构成导电性高分子层13的单体、氧化剂及掺杂剂的材料与第二实施方式中列举的化合物相同，因此不重复进行其说明。

4.离子液体的浸渗

然后，在图3的步骤S304中，对阳极体11浸渗包含具有2个以上的醚键的阳离子成分的离子液体。这样，就会对导电性高分子层13浸渗离子液体。

作为使离子液体浸渗导电性高分子层13的具体的方法，例如有将形成了导电性高分子层13的阳极体11浸渍于离子液体中的方法。此时的浸渍时间只要是离子液体能够到达阳极体11的细孔内深处的电介质被膜12上的导电性高分子层13的时间即可，优选为5分钟以上。另外，从制造效率的观点考虑，优选为60分钟以下。在离子液体的粘度高、难以浸透到阳极体11的细孔深处的情况下，例如可以通过在减压环境下进行本工序，而使离子液体容易地浸渗到细孔深处。

由于本工序中可以使用的具有2个以上的醚键的阳离子成分、以及构成离子液体的阴离子成分与第二实施方式的3.中列举的化合物相同，因此不重复进行其说明。另外，也可以代替离子液体本身，而使用含有离子液体的溶液，由于在该情况下可以使用的溶剂与第二实施方式中列举的溶剂相同，因此不重复进行其说明。

5.阴极层的形成

然后，在图3的步骤S305中，在导电性高分子层13上形成阴极层。阴极层由碳层14及银膏剂层15构成，利用本工序，可以制作电容器元件10。由于各层的材料、以及各层的形成方法与第二实施方式的步骤S204相同，因此不重复进行其说明。

6.电容器元件的密封

最后，在图3的步骤S306中，将电容器元件10密封，完成固体电解电容器100。由于本工序与第二实施方式的步骤S205相同，因此不重复进行其说明。

根据以上详述的第三实施方式的固体电解电容器的制造方法，可以制造具有导电性高分子层13的固体电解电容器，该导电性高分子层13保持包含具有2个以上的醚键的阳离子成分的离子液体。由此，根据第三实施方式的固体电解电容器的制造方法，可以制造耐电压性能高、高性能的固体电解电容器。

另外，本发明中所制造的固体电解电容器并不限定于像上述的第二实施方式及第三实施方式中制造的那样的固体电解电容器，可以应用于公知的形状。作为公知的形状，具体来说，有卷绕型的固体电解电容器、使用了阀金属的板的层叠型的固体电解电容器等。但是，由于烧结体在保持离子液体的能力方面优异，因此在制造具有由烧结体构成的阳极体的固体电解电容器的情况下，可以更为合适地应用本发明。

例子

下面，将举出实施例对本发明进行更详细的说明，然而本发明并不限定于它们。而且，在各实施例及各比较例中，各制造100个固体电解电容器。

<实施例1>

首先，使用公知的方法，准备钽粉末，在将金属丝状的阳极引线的一端侧埋入钽粉末中的状态下，将钽粉末以长方体成形。此后，通过将其烧结，而形成将阳极引线的一端埋入了的阳极体。在阳极引线中，使用了由钽构成的金属丝。此时的阳极体的尺寸为，纵×横×高是4.5mm×3.5mm×2.5mm。

然后，通过将阳极体浸渍于磷酸溶液中并施加30V的电压，而在阳极体的表面形成由Ta₂O₅构成的电介质被膜。

然后，利用气相聚合在电介质被膜上形成导电性高分子层。作为气相聚合的具体的操作，首先，在含有过氧化氢及硫酸的25℃的水溶液中，将形成有电介质被膜的阳极体浸渍5分钟。此后，在从该水溶液中提起阳极体后，将阳极体暴露于吡咯气体中。这样，就在电介质被膜上形成导电性高分子层。

然后，使离子液体浸渗阳极体，向导电性高分子层中浸渗离子液体。具体来说，将形成有导电性高分子层的阳极体在离子溶液中浸渍5分钟，由此向导电性高分子层中浸渗离子液体。离子液体使用了作为阳离子成分包含下述的化学式(1)的N-乙基-N，N-二甲基-N-甲氧基乙氧基乙基铵离子、作为阴离子成分包含下述化学式(2)的双(三氟甲磺酰基)酰亚胺离子的离子液体。这样，就形成保持离子液体的导电性高分子层。

[化1]

[化2]

然后，利用使用了图4的电解聚合用装置400的电解聚合，在保持离子液体的导电性高分子层上形成由电解聚合导致的导电性高分子层。图4中，电解聚合用装置400具有电解槽41和直流电源42。在直流电源42的阳极侧连接有阳极电极片43，在直流电源42的阴极侧连接有作为阳极电极片43的对电极的阴极电极片44。

使用上述电解聚合用装置400，首先，作为电解液45，准备含有吡咯及烷基萘磺酸的水溶液，将该水溶液向电解槽41内灌满。然后，在图4中，作为结构体40表示出形成有保持离子液体的导电性高分子层的阳极体，将该结构体40浸渍于水溶液中。此后，通过使阳极电极片43接触结构体40，向结构体40供电，而在保持离子液体的导电性高分子层上形成由电解聚合导致的导电性高分子层。

在上述操作结束后，从水溶液中提起阳极体，将其放置于室温环境下而干燥。此后，通过在干燥后的阳极体上，涂布石墨粒子悬浊液，在大气中使之干燥，而形成碳层，继而，依照公知的技术，形成银膏剂层而制作出电容器元件。

此后，在电容器元件中，在阳极引线上焊接由铜构成的阳极端子，在银膏剂层上涂布银粘接剂而形成粘接层，在粘接层上粘接由铜构成的阴极端子的一端。继而，按照使阳极端子及阴极端子的一部分露出的方式，用外包装树脂将电容器元件密封。在将露出的阳极端子及阴极端子沿着外包装树脂折曲后，通过进行老化处理，而完成固体电解电容器。固体电解电容器的额定电压为10V，额定电容为330μF，纵×横×高为7.3mm×4.3mm×3.8mm。

<实施例2>

除了作为离子液体，使用作为阳离子成分含有下述化学式(3)的N-甲基-N，N-二甲氧基乙基-N-甲氧基乙氧基乙基铵离子、作为阴离子成分含有上述化学式(2)的双(三氟甲磺酰基)酰亚胺离子的离子液体以外，利用与实施例1相同的方法，制造出固体电解电容器。

[化3]

<比较例1>

除了未进行浸渗离子液体的工序以外，利用与实施例1相同的方法，制造出固体电解电容器。

<比较例2>

除了作为离子液体，使用作为阳离子成分含有下述化学式(4)的N，N，N-三正辛基-N-甲基铵离子、作为阴离子成分含有上述化学式(2)的双(三氟甲磺酰基)酰亚胺离子的离子液体以外，利用与实施例1相同的方法，制造出固体电解电容器。

[化4]

<比较例3>

除了作为离子液体，使用作为阳离子成分含有下述化学式(5)的N，N，N-三正丁基-N-甲基铵离子、作为阴离子成分含有上述化学式(2)的双(三氟甲磺酰基)酰亚胺离子的离子液体以外，利用与实施例1相同的方法，制造出固体电解电容器。

[化5]

<性能评价>

《ESR的测定》

从各实施例1、2及各比较例1～3的固体电解电容器中分别随机地各抽取20个。对各实施例1、2及各比较例1～3的固体电解电容器，使用四端子测定用的LCR测定仪测定频率100kHz的各固体电解电容器的ESR(mΩ)，算出各实施例1、2及各比较例1～3的平均值。将其结果表示于表1的“ESR(mΩ)”中。

《耐电压试验》

从各实施例1、2及各比较例1～3的固体电解电容器中分别随机地各抽取20个。对各实施例1、2及各比较例1～3的固体电解电容器，使所施加的直流电压以1V/秒的速度上升，进行了耐电压试验。将泄漏电流达到1mA以上时的电压设为耐电压，算出各实施例1、2及各比较例1～3的固体电解电容器的平均值。将其结果表示于表1的“耐电压(V)”中。

《电涌耐压试验》

从各实施例1、2及各比较例1～3的固体电解电容器中分别随机地各抽取20个。对各实施例1、2及各比较例1～3的固体电解电容器，在作为最高使用温度的105℃的环境下，进行了电涌耐压试验。具体来说，在各固体电解电容器上连接了1kΩ的放电用电阻后，对固体电解电容器进行5分30秒放电，之后进行30秒充电，将这样的共计6分钟的循环反复进行1000次。该试验结束后，测定各固体电解电容器的泄漏电流，在泄漏电流为1mA以上的情况下判断为故障，调查出该数目。将其结果表示于表1的“故障(个)”中。

[表1]

	ESR(mΩ)	耐电压(V)	故障数(个)
				实施例1	21	25.5	0
实施例2	20	24.8	0
				比较例1	25	20.5	4
比较例2	25	21.2	2
				比较例3	26	20.8	4

参照表1，对于实施例1，耐电压大于比较例1。另外，在比较例1的固体电解电容器中，电涌耐电压试验后20个中的4个发生故障，而实施例1的固体电解电容器中未看到故障。根据该结果可知，通过向导电性高分子层中浸渗离子液体，可以提高固体电解电容器的性能。

另外，如果比较实施例1、2及比较例2、3则可知，使用了包含具有2个以上的醚键的阳离子成分的离子液体的实施例1、2的情形与比较例2、3的情形相比，耐电压大，另外对电涌耐压试验的耐受性也高。虽然其理由尚不明确，然而可以认为是因为，醚键的氧在修复电介质被膜时可以作为氧的供给源发挥作用。

此外，实施例1、2与比较例1～3相比，得到ESR低的结果。虽然其理由尚不明确，然而可以认为是因为，由于化学式(1)及化学式(3)那样的醚键与掺杂剂的亲和性好，因此离子液体与导电性高分子层的相溶性高，结果使得ESR降低。

本次所公开的实施方式及实施例在所有的方面都应当被看作是例示性的，而非限制性的。本发明的范围并非由上述的说明给出，而是由技术方案的范围给出，意图是包含与技术方案的范围均等的意味及范围内的所有的变更。

Claims

1.一种固体电解电容器，其具备电容器元件，所述电容器元件具有在表面形成有电介质被膜的阳极体和形成于所述阳极体上的导电性高分子层，

在所述导电性高分子层中，存在由阴离子成分及阳离子成分构成的离子液体，

所述阳离子成分是具有2个以上的醚键的阳离子。

2.根据权利要求1所述的固体电解电容器，其中，所述阳离子成分是具有甲氧基乙氧基乙基的阳离子。

3.根据权利要求1所述的固体电解电容器，其中，所述阳离子成分是铵离子。

4.一种制造固体电解电容器的方法，包括：

在阳极体的表面形成电介质被膜的工序；

在所述电介质被膜上附着构成导电性高分子层的单体和包含具有2个以上的醚键的阳离子成分的离子液体，通过使所述单体聚合，而在所述电介质被膜上形成保持离子液体的所述导电性高分子层的工序。

5.根据权利要求4所述的制造固体电解电容器的方法，其中，向所述电介质被膜附着所述离子液体后，使所述单体附着于所述电介质被膜。

6.根据权利要求4所述的制造固体电解电容器的方法，其中，将所述单体与所述离子液体以混杂的状态附着于所述电介质被膜。

7.根据权利要求4所述的制造固体电解电容器的方法，其中，所述阳离子成分是具有甲氧基乙氧基乙基的阳离子。

8.根据权利要求4所述的制造固体电解电容器的方法，其中，所述阳离子成分是铵离子。

9.一种制造固体电解电容器的方法，包括：

在阳极体的表面形成电介质被膜的工序；

在所述电介质被膜上附着构成导电性高分子层的单体，通过使所述单体聚合而在所述电介质被膜上形成所述导电性高分子层的工序；

对形成有所述导电性高分子层的阳极体，浸渗包含具有2个以上的醚键的阳离子成分的离子液体的工序。

10.根据权利要求9所述的制造固体电解电容器的方法，其中，所述阳离子成分是具有甲氧基乙氧基乙基的阳离子。

11.根据权利要求9所述的制造固体电解电容器的方法，其中，所述阳离子成分是铵离子。