CN102751095B - 电解质材料调配物、由其形成的电解质材料组合物及其用途 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电解质材料调配物，其包含：(a)具有式(I)结构的单体，(b)具有式(II)结构的单体及(c)可聚合化合物，式中的A、X、B1、B2、R1至R3、q及w如说明书中所定义，且以100重量份的(a)单体计，该(b)单体的含量为约1重量份至约800重量份，且该(c)可聚合化合物的含量为约1重量份至约10000重量份。本发明还提供一种由该电解质材料调配物经聚合反应形成的电解质材料组合物；以及包含该电解质材料组合物的固态电容。

Description

电解质材料调配物、由其形成的电解质材料组合物及其用途
技术领域
本发明涉及电解质材料调配物；本发明还涉及由该电解质材料调配物所形成的电解质材料组合物；本发明还涉及利用该电解质材料组合物的固态电容。
背景技术
电容器为一广泛使用于各类电子产品中的电子组件。随着科技的发展，电子产品具有小型化及轻量化的趋势，因此，电子产品必须要求其中所使用的电容器具有小型化、大容量及在高频使用下低阻抗等特性。
电容器依电解质型态可分为传统的液态电容及新开发的固态电容。早期铝质液态电容的电解质以液态电解液作为电荷传导的物质。液态电解液主要成份包含高沸点醇类、离子液体、硼酸、磷酸、有机羧酸、铵盐、高极性有机溶剂及少量的水。上述成份除作为电荷传导的物质外，也有修补铝箔上介电层氧化铝的功能。若氧化铝介电层有缺陷而导致内层铝金属裸露，该电解液在电容充放电的过程中，可与裸露的铝金属反应产生氧化铝，进而达到修补的功能。然而，传统的铝液态电容虽以较低的成本满足大容量的需求，但由于使用的电解液为液体，因而存在着导电率较低、不耐高温等缺点；且在产生氧化铝的过程中还会产生氢气，若累积在电容中的氢气过多，易导致电容爆裂，损坏电子产品。虽然液态电解液可添加吸氢剂来降低电容爆裂的可能性，但其并未自根本解决问题。
有鉴于此，便有新一代固态电容的产生，直接将电解质由液态电解质换成固态电解质。固态电解质由导电聚合物所组成，该聚合物具有导电性是因为氧化剂的阴离子作为掺杂剂(dopant)混入聚合物结构中而形成空穴之故。由于导电聚合物较传统电解质电容器所用的液态电解液或是如四氰基对苯醌二甲烷(tetracyanoquinodimethane,TCNQ)复合盐及无机半导体MnO2的固态有机半导体络盐有更高的导电度，且具有适度的高温绝缘化特性，因此导电聚合物成为现今电解电容器所使用的固态电解质的开发潮流。
除比一般电容拥有高达6倍的使用寿命外，固态电容具有较高的稳定性，且电容量不易受使用时周围温度和湿度的影响，此外，其还具有低ESR、低容变率、优良的频率响应(耐高频)、耐高温且耐高电流的性质，并可杜绝所有漏液及爆浆问题。传统液态电容虽有高容量，却因高ESR而使其应用受限。
Jesse S.Shaffer等人于美国专利第4,609,971号首次揭露了将导电性高分子应用于电解电容器的电解质。其方法是将电容器的阳极铝箔浸渍于由导电高分子聚苯胺(polyaniline)粉末及掺杂剂LiClO4所组成的混合溶液，随后将铝箔上的溶剂驱除。由于聚苯胺分子体积太大，不易渗入阳极箔的微孔中，因此，此法所得电容器的浸渍率差、阻抗高。其后，为了使高分子更易渗入阳极箔的微孔中，Gerhard Hellwig等人于美国专利第4,803,596号揭露以化学氧化聚合法将导电性高分子作为电容器的电解质。其方法是将电容器阳极箔分别浸渍在导电性高分子单体及氧化剂溶液后，于适当条件下使导电性高分子单体聚合，通过反复多次浸渍以累积足够的导电性高分子电解质的厚度。之后，德国Bayer公司的Friedrich Jonas等人于美国专利第4,910,645首度揭露使用单体3,4-亚乙基二氧噻吩(3,4-ethylenedioxythiophene,EDOT)搭配氧化剂对甲苯磺酸铁(iron(III)p-toluenesulphonate)成功制作以聚3,4-亚乙基二氧噻吩(poly-3,4-ethylenedioxythiophene,PEDOT)为电解质的铝固态电容。此外，与EDOT具有相关结构的3,4-亚乙基二硫噻吩(3,4-ethylenedithiathiophene,EDTT)也已发现可转换为电活性聚合物(Lambertus Groenendaal等人，Adv.Mater.2000,12,No.7)。
导电高分子PEDOT具有耐热性佳、导电度高、电荷传导速度快、无毒、寿命长及应用于电容不会发生电容爆裂等优点。目前几乎所有的固态电容制造商皆是用以上二种材料生产铝或钽固态电容，然而，将电容元件(capacitor element)浸渍在含有单体EDOT和对甲苯磺酸铁的混合溶液中，在铝箔表面或孔隙中所聚合成的PEDOT多为粉体结构，此粉体结构聚合度低、本身物理性质较差且不易粘着于铝箔表面或孔隙，易于脱落，因此不易在铝箔表面或孔隙上形成高聚合度的PEDOT高分子结构，故应用在16V以上的固态电容稳定性差，导致在16V以上的固态电容的制造工艺无法使用或制造工艺合格率低。再者，导电高分子PEDOT形成的粉体状结构不易粘着于铝箔孔隙，有易脱落问题，故其可耐受的工作电压有限。
日本专利公报2010-129651揭示，将电容元件直接浸渍在含有聚合物PEDOT的高分子溶液中，可在铝箔表面或孔隙形成完整的PEDOT高分子结构，故此固态电容可应用在50V电压的工作环境，然而，聚合物PEDOT材料比单体EDOT成本高、保存不易，而且其制造工艺比起传统制造工艺时间长而不易控制。
据上，若能开发耐更高电压(例如50V以上)、具有较佳稳定度且成本较低的固态电容，对于有耐高温及高频需求的3C产品而言，则更有机会取代液态电容。
发明内容
本发明的主要目的为提供一种电解质材料调配物，其包含：
(a)具有式(I)结构的单体
(b)具有式(II)结构的单体
及
(c)可聚合化合物，
其中，
A为经(RX)p取代的C1至C4亚烷基；
X为O或S；
B1为O、S或N；
B2为N或C；
R1、R2、R3及RX各自独立为H、经取代或未经取代的C1至C20烷基或烷氧基或经取代或未经取代的C6至C20芳基；
p为0至2的整数；及
q及w各自独立为0或1的整数，
其中，以100重量份的(a)单体计，该(b)单体的含量为约1重量份至约800重量份，且该(c)可聚合化合物的含量为约1重量份至约10000重量份。
本发明的另一目的为提供一种由本发明电解质材料调配物经聚合反应而形成的电解质材料组合物。
本发明的再一目的为提供一种固态电容，其包含：
阳极；
介电层，其形成于该阳极上；
阴极；及
固态电解质，其位于该介电层与该阴极之间，
其中该固态电解质包含上述根据本发明的电解质材料组合物。
本发明的电解质材料组合物具有较佳的结构稳定性，由该组合物所制成的固态电容因而具有高耐电压(withstand voltage，或称火花电压)及高电容量的特性，可应用于25V、35V、50V、63V或更高电压的固态电容，且该固态电容的施工容易，成本较低，制造工艺稳定性佳。
发明效果
本发明的有益效果在于由可聚合化合物所形成的第二聚合物有助于提升第一聚合物的分子结构稳定性，当第一聚合物及第二聚合物所形成的混合物充当固态电解质，应用于固态电容时，可大幅提升固态电容耐电压值及提高电容量。
附图说明
图1显示根据本发明的一个实施例的电容组件。
符号简单说明：
1  阳极箔
3  阴极箔
5a 隔离组件
5b 隔离组件
7a 导线
7b 导线
9  电容器组件
具体实施方式
为便于理解本说明书所陈述的揭示内容，在下文中定义若干术语。
术语“约”是指由本领域普通技术人员所测定的特定值的可接受误差，其部分地视如何量测或测定该值而定。在某些实施方式中，术语“约”是指在1、2、3或4个标准偏差之内。在某些实施方式中，术语“约”是指在给定值或范围的±50%、±20%、±15%、±10%、±9%、±8%、±7%、±6%、±5%、±4%、±3%、±2%、±1%、±0.5%或±0.05%之内。
术语“烷基”是指直链或支链碳链基团。在某些实施方式中，烷基为具有1至20个碳原子(C1-20)、1至15个碳原子(C1-15)、1至10个碳原子(C1-10)或1至6个碳原子(C1-6)的碳链基团。烷基的实例包括，但不限于，甲基、乙基、丙基(包括所有异构形式)、丁基(包括所有异构形式)、戊基(包括所有异构形式)及己基(包括所有异构形式)。
术语“亚烷基”是指直链或支链二价碳链基团，其中该亚烷基可视情况经取代。在某些实施方式中，亚烷基为具有1至4个碳原子(C1-4)的碳链基团。亚烷基的实例包括，但不限于，亚甲基、亚乙基、亚丙基(包括所有异构形式)、亚丁基(包括所有异构形式)。
术语“烷氧基”表示经由氧原子连接至分子的其余部分的如上文所述的烷基。烷氧基的实例包括，但不限于，甲氧基、乙氧基、正丙氧基、2-丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、叔丁氧基、环己氧基。
术语“芳基”是指单环或多环单价芳族基团。在某些实施方式中，芳基具有6至20个环原子(C6-20)、6至15个环原子(C6-15)或6至10个环原子(C6-10)。芳基的实例包括，但不限于，苯基、萘基、芴基、薁基、蒽基、菲基、芘基、联苯基及联三苯基。芳基也指双环或三环状碳环，其中这些环中之一为芳族环且其余可为饱和、部分不饱和或芳族环，例如，二氢萘基、茚基、二氢茚基或四氢萘基(萘满基)。
以下将具体地描述根据本发明的部分具体实施方式；但是，在不背离本发明的精神下，本发明尚可以多种不同形式的方式来实践，不应将本发明保护范围解释为限于说明书所陈述的内容。此外，除非文中有另外说明，于本说明书中(尤其是在权利要求书中），所使用的“一”、“该”及类似用语应理解为包含单数及复数形式，所使用的“经取代”一词是指以取代基取代氢，且该取代基可为除氢以外的任何基团或原子。另外，为明确起见，图式中可能夸张表示各组件及区域的尺寸，而未按照实际比例绘制。
本发明涉及一种电解质材料调配物，其包含(a)单体、(b)单体及(c)可聚合化合物。
本发明所使用之(a)单体具有如下式(I)的结构：
其中，A为经(RX)p取代的C1至C4亚烷基；X为O或S；RX为H、经取代或未经取代的C1至C20烷基或烷氧基或经取代或未经取代的C6至C20芳基；及p为0至2的整数。
优选的(a)单体包括，但不限于，或其中R4及R5各自独立为H、经取代或未经取代的C1至C15烷基或烷氧基或经取代或未经取代的C6至C15芳基；优选地，R4及R5各自独立为H或C1至C3烷基或烷氧基。
根据本发明的具体实施例，本发明所使用的(a)单体为(EDOT)、(3-甲基-3,4-二氢-2H-噻吩并[3,4-b][1,4]二氧七环，3-methyl-3,4-dihydro-2H-thieno[3,4-b][1,4]dioxepine)或(噻吩并[3,4-d][1,3]间二氧杂环戊烯，thieno[3,4-d][1,3]dioxole)。
本发明的电解质材料调配物中包含(b)单体，由此能和(a)单体形成高聚合度导电高分子结构。(b)单体具有如下式(II)的结构：
其中，B1为O、S或N；B2为N或C；q及w各自独立为0或1的整数；R1、R2及R3各自独立为H、经取代或未经取代的C1至C20烷基或烷氧基或经取代或未经取代的C6至C20芳基(B1为O或S时，q为0；B2为N时，w为0)。
优选的(b)单体包括，但不限于， 或其组合，其中R1、R2及R3各自独立为H或C1至C3烷基或烷氧基。
根据本发明的具体实施例，本发明所使用的单体(b)为
本发明的电解质材料调配物中包含(c)可聚合化合物，由此所聚合而成的第二聚合物有助于使由(a)单体及(b)单体所形成的高聚合度的第一聚合物更易于附着于铝箔表面或孔隙而不易脱落。本发明所使用的(c)可聚合化合物一般以单体、低聚物或其组合的形式存在于电解质材料调配物中，其可为含环氧基可聚合化合物、含乙烯基不饱和基可聚合化合物、含丙烯酸酯不饱和基可聚合化合物或其混合物。
优选的(c)可聚合化合物包括，但不限于， 其中n为大于或等于3的整数，m为大于或等于2的整数，且G为有机基团、无机基团或其混合。
根据本发明的具体实施例，本发明所使用的(c)可聚合化合物为
上述(c)可聚合化合物的重均分子量优选介于40至1,000,000之间，更优选介于40至500,000之间，最优选介于40至100,000之间。
在本发明的电解质材料调配物中，以100重量份的(a)单体计，(b)单体的含量为约1重量份至约800重量份，且(c)可聚合化合物的含量为约1重量份至约10000重量份；优选为，以100重量份的(a)单体计，(b)单体的含量为约5重量份至约400重量份，且(c)可聚合化合物的含量为约5重量份至约5000重量份。
本发明的电解质材料调配物可视需要包含氧化剂，其可促使(a)单体及(b)单体形成导电高分子。适用于本发明的氧化剂为本领域普通技术人员已知的氧化剂，举例言之，其可为碱金属过硫酸盐类、铵盐、过氧化物、有机酸的三价铁盐类或其组合，优选为对甲苯磺酸铁、硫酸铵盐、过硫酸铵盐、草酸铵盐、过氯酸铵盐、过氧化氢或其混合物。根据本发明的具体实施例，本发明所使用的氧化剂为对甲苯磺酸铁。
在本发明的电解质材料调配物中，当存在时，本发明电解质材料调配物中氧化剂的用量并无特殊限制，只要足以使(a)单体及(b)单体充分聚合即可。一般而言，以100重量份的(a)单体及(b)单体计，该氧化剂的含量优选为约5重量份至约3000重量份，更优选为约100重量份至约1000重量份，最优选为约100重量份至约300重量份。
本发明的电解质材料调配物可视需要包含固化剂，举例言之，当使用含环氧基可聚合化合物时，可添加固化剂，经交联固化后，可形成三维空间的网状结构。适用于本发明的固化剂为本领域普通技术人员已知的固化剂，举例言之，可为胺类或酸酐类。根据本发明的具体实施例，本发明所使用的固化剂可为
在本发明的电解质材料调配物中，固化剂的用量与(c)可聚合化合物的重量比值（固化剂/(c)可聚合化合物）优选为0至2，更优选为0至1.5。
为加速固化反应，本发明的电解质材料调配物可进一步包含催化剂。适用于本发明的催化剂为本领域普通技术人员已知的催化剂，举例言之，其可为叔胺类、偶氮化物或苯酰类。根据本发明的具体实施例，本发明所使用的催化剂为
在本发明的电解质材料调配物中，催化剂的用量与(c)可聚合化合物的重量比值（催化剂/(c)可聚合化合物）优选为0.001至1，更优选为0.005至0.5，最优选为0.01至0.25。
本发明还提供一种由上述电解质材料调配物经聚合反应所形成的电解质材料组合物，其包含：
(A)第一聚合物，通过在氧化剂存在下，由包含(a)单体及(b)单体的聚合单元聚合而成；及
(B)第二聚合物，通过由包含(c)可聚合化合物的聚合单元聚合而成。
传统固态电解质所使用的导电高分子形成低聚合度的粉体状结构，由于该粉体状结构不易粘着于阳极箔表面或孔隙，而有容易脱落的问题，因此不易形成高聚合度的导电高分子结构，稳定性差，且制成合格率低。本发明的电解质材料组合物包含第一聚合物和第二聚合物，第一聚合物和第二聚合物彼此之间并不会产生反应。
上述第一聚合物作为高聚合度的导电高分子(conductive polymer)，具有耐热性佳、导电度高、电荷传导速度快、无毒、寿命长及应用于电容不会发生电容爆裂等特性。第一聚合物通过在氧化剂存在下，由包含(a)单体及(b)单体之聚合单元聚合而成。第一聚合物的重均分子量介于1000至500000之间，优选介于1000至50000之间，更优选介于1000至20000之间。
上述第二聚合物作为可聚合材料(polymerizable material)，为了在聚合时增加分子与分子间的交联度，而使第二聚合物易于固化，第二聚合物可视需要由包含可聚合化合物和固化剂的聚合单元聚合而成。第二聚合物的网状结构会形成一薄膜，有助于提升第一聚合物的分子结构稳定性，且可增加第一聚合物与电容组件间的作用力，使第一聚合物可贴附于电容组件上而不易脱落，因此，本发明的电解质材料组合物可应用于高电压(16V电压以上)的工作环境，优选为63V以上。
本发明的电解质材料调配物在电容器中进行聚合反应，此制造工艺属于原位反应(in situ reaction)，而原位制造工艺可分为一液法、两液法或多液法。例如，可将本发明电解质材料调配物与氧化剂调配成单一溶液形式，或调配成包含第一溶液与第二溶液的两溶液形式，其中第一溶液包含电解质材料调配物的(a)单体、(b)单体及(c)可聚合化合物，第二溶液包含氧化剂，也可调配成包含第一溶液、第二溶液和第三溶液的多溶液形式，其中第一溶液包含电解质材料调配物的(a)单体及(b)单体，第二溶液包含氧化剂，第三溶液包含电解质材料调配物的(c)可聚合化合物。无论是一液法、两液法或多液法，皆可视需要添加固化剂和催化剂，固化剂和催化剂的定义如前所述。为调整溶液的粘度，也可进一步包含一溶剂。适用于本发明的溶剂原则上并无任何特别的限制，例如包括，但不限于，水、醇类、苯类或其组合，优选为甲醇、乙醇、丙醇、正丁醇、叔丁醇、水或其组合。
本发明另外提供一种固态电容，其包含：阳极；介电层，其形成于该阳极上；阴极；及固态电解质，其位于该介电层与该阴极之间，其中该固态电解质包含上述的电解质材料组合物。上述固态电容可为铝固态电容、钽固态电容或铌固态电容。具体言之，固态电容主体部份包括：由一个经过蚀刻的导电金属箔作为阳极箔，阳极箔表面经过阳极氧化处理，由该阳极箔引出导线而成为阳极；另一个金属箔作为阴极箔成，由该阴极箔引出导线而成为阴极；由氧化物或其类似物所构成的介电层形成于阳极箔上的表面上，并介于阳极箔与阴极箔之间。上述阳极箔及阴极箔可由铝、钽、铌、铝氧化物、钽氧化物、铌氧化物、铝表面镀钛或铝表面镀碳所组成。将上述阳极膜与阴极膜卷绕成圆筒状后，浸渍(immerse)于调配成溶液形式的电解质材料调配物及氧化剂中，再经固化处理(例如热固化或光固化)后，于固态电容的介电层与阴极箔之间则形成固态电解质。
电容组件在内部形成固态电解质后，便可利用已知技术及材料而形成固态电容。例如，该电容组件可装于具有底部的盒体中，并将留有让导线露出的开口的密封组件置于盒体顶部，密封后便可形成固态电容。由本发明的电解质材料调配物所制成的固态电容易于施工且成本低廉，同时具有耐高电压(63V以上)、高电容量(capacitance)和低阻抗(小于35mΩ)等特性。
以下将参考图1说明根据本发明的一个实施例的电解质材料组合物及固态电容的制造方法。
图1显示根据本发明的一个实施例的电容组件。如图1所示，一阳极箔1、一阴极箔3与插入两者之间的隔离组件5a及5b一起卷绕以形成电容组件9。导线7a与7b分别作为阴极箔3及阳极箔1与外部线路连接的端子。
连接于阴极箔及阳极箔的导线数量并无特别限制，只要确认阴极箔及阳极箔皆有导线连接即可。阴极箔及阳极箔的数量亦无特别限制，举例而言，阴极箔可与阳极箔一样多，或者比阳极箔多。由氧化物或其类似物所构成的介电层(图未显示)形成于阳极箔的表面上，并介于阳极箔与阴极箔之间。阳极箔1、阴极箔3、隔离组件5a及5b与导线7a及7b皆可利用已知的材料及通过已知的技术而制成。
通过将上述的电容组件浸渍于调配成溶液形式的电解质材料调配物中，而于固态电容的介电层与阴极箔之间形成固态电解质。
在形成固态电解质的方法中，首先如前所述，可将电解质材料调配物与氧化剂调配成包含一或多个溶液的形式。若电解质材料调配物与氧化剂经调配成单一溶液形式，则电容组件9可直接浸渍于该电解质材料调配物与氧化剂的溶液中；若电解质材料调配物与氧化剂调配成如前述之两溶液形式，则电容组件9可先浸渍于第一溶液后再浸渍于第二溶液中，或是电容组件9先浸渍于第二溶液后再浸渍于第一溶液中，随后再进行聚合。聚合反应的温度可为25℃至260℃，优选为85℃至160℃，聚合反应的时间可为1至12小时，优选为1至5小时。在此过程中，(a)单体及(b)单体会先在氧化剂存在下反应而形成导电聚合物。再者，可聚合化合物经固化处理(例如热处理)而形成可聚合材料，视需要可在热处理过程中添加固化剂、催化剂或其混合。
据此，包含导电聚合物及可聚合材料的电解质材料组合物便可形成于阳极箔的介电层与阴极箔之间。
本发明的电解质材料调配物经加热处理后可形成包含导电聚合物和可聚合材料的电解质材料组合物。上述可聚合材料可增进导电聚合物本身结构上的稳定性，防止因漏电电流击穿阳极而产生固态电容短路的现象，因此具有提高固态电容的耐电压效果，同时，可聚合材料也可增加导电聚合物的附着性，使其可在金属箔的电极表面或孔隙中形成高聚合度的导电聚合物结构，进而耐受更高的电压，并具有更高电容量。因此，本发明的固态电容可广泛应用于具有高压电容器需求的产业，例如LED灯驱动电源、电子节能灯和整流器、车用电子设备、计算机主板、变频器、网络通讯、医疗设备电源及UPS等高端领域。
实施例
以下列实施例进一步例示说明本发明，但是，该实施例仅用来例示说明本发明，而非对本发明范围作任何限制，在不背离本发明的精神和范围的情况下，本领域普通技术人员可以进行各种修饰及改变，这些修改及改变均包括于本发明的范围之内。
电解质材料组合物的制备
实例1
将如图1所示的电容组件9浸渍于由30克2.6克100克含40%对甲苯磺酸铁的乙醇溶液、20克可聚合化合物20克固化剂及2克催化剂混合而成的电解质调配溶液中5分钟，之后取出该电容组件，并在25℃至260℃之间加热聚合，从而形成包含导电聚合物及可聚合材料的混合物的固态电解质。
实例2
将如图1所示的电容组件9先浸渍于由30克5.3克15克可聚合化合物20克固化剂及2克催化剂混合而成的第一溶液中5分钟，再浸渍于100克含45%对甲苯磺酸铁的正丁醇溶液的第二溶液中5分钟，之后取出该电容组件，并在25℃至260℃之间加热聚合，从而形成包含导电聚合物及可聚合材料的混合物的固态电解质。
实例3
将如图1所示的电容组件9先浸渍于100克含50%对甲苯磺酸铁的叔丁醇溶液的第二溶液中5分钟，再浸渍于由7.9克30克15克可聚合化合物15克固化剂及2克催化剂混合而成的第一溶液中5分钟，之后取出该电容组件，并在25℃至260℃之间加热聚合，从而形成包含导电聚合物及可聚合材料的混合物的固态电解质。
实例4
将如图1所示的电容组件9先浸渍于含30克及2.6克的第一溶液中5分钟，再浸渍于由100克含50%对甲苯磺酸铁的叔丁醇溶液、20克可聚合化合物20克固化剂及2克催化剂混合而成的第二溶液中5分钟，之后取出该电容组件，并在25℃至260℃之间加热聚合，从而形成包含导电聚合物及可聚合材料的混合物的固态电解质。
实例5
将如图1所示的电容组件9先浸渍于由100克含55%对甲苯磺酸铁的乙醇溶液、20克可聚合化合物20克固化剂及2克催化剂混合而成的第二溶液中5分钟，再浸渍于含30克及5.3克的第一溶液中5分钟，之后取出该电容组件，并在25℃至260℃之间加热聚合，从而形成包含导电聚合物及可聚合材料的混合物的固态电解质。
实例6
将如图1所示的电容组件9浸渍于由40克5.3克120克含40%对甲苯磺酸铁的丙醇溶液、50克可聚合化合物50克固化剂及5克催化剂混合而成的电解质调配溶液中5分钟，之后取出该电容组件，并在25℃至260℃之间加热聚合，从而形成包含导电聚合物及可聚合材料的混合物的固态电解质。
实例7
将如图1所示的电容组件9浸渍于由40克2.6克120克含40%对甲苯磺酸铁的乙醇溶液、40克可聚合化合物40克固化剂及5克催化剂混合而成的电解质调配溶液中5分钟，之后取出该电容组件，并在25℃至260℃之间加热聚合，从而形成包含导电聚合物及可聚合材料的混合物的混合物的固态电解质。
实例8
将如图1所示的电容组件9浸渍于由30克5.3克100克含40%对甲苯磺酸铁的叔丁醇溶液、20克可聚合化合物及20克固化剂混合而成的电解质调配溶液中5分钟，之后取出该电容组件，并在25℃至260℃之间加热聚合，从而形成包含导电聚合物及可聚合材料的混合物的固态电解质。
实例9
将如图1所示的电容组件9先浸渍于由经乙醇稀释的7.9克95%30克15克可聚合化合物15克固化剂及2克催化剂混合而成的第一溶液中5分钟，再浸渍于100克含45%对甲苯磺酸铁的正丁醇溶液的第二溶液中5分钟，之后取出该电容组件，并在25℃至260℃之间加热聚合，从而形成包含导电聚合物及可聚合材料的混合物的固态电解质。
实例10
将如图1所示的电容组件9浸渍于由30克2.6克150克含40%对甲苯磺酸铁的叔丁醇溶液、20克可聚合化合物20克固化剂及2克催化剂混合而成的电解质调配溶液中5分钟，之后取出该电容组件，并在25℃至260℃之间加热聚合，从而形成包含导电聚合物及可聚合材料的混合物的固态电解质。
实例11
将如图1所示的电容组件9浸渍于由30克5.3克150克含40%对甲苯磺酸铁的叔丁醇溶液、20克可聚合化合物20克固化剂及2克催化剂混合而成的电解质调配溶液中5分钟，之后取出该电容组件，并在25℃至260℃之间加热聚合，从而形成包含导电聚合物及可聚合材料的混合物的固态电解质。
实例12
将如图1所示的电容组件9浸渍于由30克7.9克150克含40%对甲苯磺酸铁的叔丁醇溶液、20克可聚合化合物15克固化剂及2克催化剂混合而成的电解质调配溶液中5分钟，之后取出该电容组件，并在25℃至260℃之间加热聚合，从而形成包含导电聚合物及可聚合材料的混合物的固态电解质。
实例13
将如图1所示的电容组件9浸渍于由30克2.6克150克含40%对甲苯磺酸铁的叔丁醇溶液、20克可聚合化合物15克固化剂及2克催化剂混合而成的电解质调配溶液中5分钟，之后取出该电容组件，并在25℃至260℃之间加热聚合，从而形成包含导电聚合物及可聚合材料的混合物的固态电解质。
实例14
将如图1所示的电容组件9浸渍于由30克5.3克150克含40%对甲苯磺酸铁的叔丁醇溶液、20克可聚合化合物40克固化剂及5克催化剂混合而成的电解质调配溶液中5分钟，之后取出该电容组件，并在25℃至260℃之间加热聚合，从而形成包含导电聚合物及可聚合材料的混合物的固态电解质。
实例15
将如图1所示的电容组件9先浸渍于由7.9克30克100克含40%对甲苯磺酸铁的叔丁醇溶液、30克可聚合化合物40克固化剂及3克催化剂混合而成的电解质调配溶液中5分钟，之后取出该电容组件，并在25℃至260℃之间加热聚合，从而形成包含导电聚合物及可聚合材料的混合物的固态电解质。
实例16
将如图1所示的电容组件9先浸渍于由30克2.6克30克可聚合化合物及3克催化剂混合而成的第一溶液中5分钟，再浸渍于100克含50%对甲苯磺酸铁的叔丁醇溶液的第二溶液中5分钟，之后取出该电容组件，并在25℃至260℃之间加热聚合，从而形成包含导电聚合物及可聚合材料的混合物的固态电解质。
实例17
将如图1所示的电容组件9先浸渍于100克含40%对甲苯磺酸铁的叔丁醇溶液的第二溶液中5分钟，再浸渍于由30克5.3克及30克可聚合化合物混合而成的第一溶液中5分钟，之后取出该电容组件，并在25℃至260℃之间加热聚合，从而形成包含导电聚合物及可聚合材料的混合物的固态电解质。
实例18
将如图1所示的电容组件9先浸渍于含30克及7.9克的第一溶液中5分钟，再浸渍于由100克含40%对甲苯磺酸铁的叔丁醇溶液、25克可聚合化合物及3克催化剂混合而成的第二溶液中5分钟，之后取出该电容组件，并在25℃至260℃之间加热聚合，从而形成包含导电聚合物及可聚合材料的混合物的固态电解质。
实例19
将如图1所示的电容组件9先浸渍于由100克含40%对甲苯磺酸铁的叔丁醇溶液及30克可聚合化合物混合而成的第二溶液中5分钟，再浸渍于含2.6克及30克的第一溶液中5分钟，之后取出该电容组件，并在25℃至260℃之间加热聚合，从而形成包含导电聚合物及可聚合材料的混合物的固态电解质。
实例20
将如图1所示的电容组件9浸渍于由50克5.3克150克含40%对甲苯磺酸铁的叔丁醇溶液、30克可聚合化合物及3克催化剂混合而成的电解质调配溶液中5分钟，之后取出该电容组件，并在25℃至260℃之间加热聚合，从而形成包含导电聚合物及可聚合材料的混合物的固态电解质。
实例21
将如图1所示的电容组件9浸渍于由50克7.9克150克含40%对甲苯磺酸铁的叔丁醇溶液、30克可聚合化合物及3克催化剂混合而成的电解质调配溶液中5分钟，之后取出该电容组件，并在25℃至260℃之间加热聚合，从而形成包含导电聚合物及可聚合材料的混合物的固态电解质。
实例22
将如图1所示的电容组件9浸渍于由50克7.9克150克含40%对甲苯磺酸铁的叔丁醇溶液、30克可聚合化合物及3克催化剂混合而成的电解质调配溶液中5分钟，之后取出该电容组件，并在25℃至260℃之间加热聚合，从而形成包含导电聚合物及可聚合材料的混合物的固态电解质。
实例23
将如图1所示的电容组件9浸渍于由50克7.9克150克含40%对甲苯磺酸铁的叔丁醇溶液、30克可聚合化合物及3克催化剂混合而成的电解质调配溶液中5分钟，之后取出该电容组件，并在25℃至260℃之间加热聚合，从而形成包含导电聚合物及可聚合材料的混合物的固态电解质。
实例24
将如图1所示的电容组件9浸渍于由50克7.9克150克含40%对甲苯磺酸铁的叔丁醇溶液、30克可聚合化合物及3克催化剂混合而成的电解质调配溶液中5分钟，之后取出该电容组件，并在25℃至260℃之间加热聚合，从而形成包含导电聚合物及可聚合材料之混合物的固态电解质。
实例25
将如图1所示的电容组件9浸渍于由50克7.9克150克含40%对甲苯磺酸铁的叔丁醇溶液、30克可聚合化合物及3克催化剂混合而成的电解质调配溶液中5分钟，之后取出该电容组件，并在25℃至260℃之间加热聚合，从而形成包含导电聚合物及可聚合材料之混合物的固态电解质。
比较例1
将如图1所示的电容组件9浸渍于由10克和100克含40%对甲苯磺酸铁的叔丁醇溶液混合而成的电解质调配溶液中5分钟，之后取出该电容组件，并在25℃至260℃之间加热聚合，从而形成固态电解质。
固态电容的制备及电性测试
将实例1至25及比较例1所制得的具有固态电解质的电容组件置于具有底部的盒体中，再以由弹性物质所组成之密封组件密封该盒体，并露出导线，如此即可形成固态电容。
将由上述过程制得的固态电容以如下所述的量测仪器及方法分别进行量测：
[电容量测量]
使用HP4284A LCR表在温度20℃、频率120Hz下量测上述所形成的固态电容。
[耐电压测量]
使用Chroma Model 11200电容漏电流/绝缘电阻表量测上述所形成的固态电容。
经由上述测量所得的电性数据如表1所示。
表1
由上述实例应容易了解本发明的各种改良是可行的并且是本领域普通技术人员根据本发明的内容可容易理解的。

Claims (16)

1.一种电解质材料调配物，其特征在于，其包含：
(a)具有式(I)结构的单体
(b)具有式(II)结构的单体
(c)可聚合化合物，其中该可聚合化合物包括含乙烯基不饱和基可聚合化合物、含丙烯酸酯不饱和基可聚合化合物或其混合物。
其中，
A为经(RX)p取代的C1至C4亚烷基；
X为O或S；
B1为O、S或N；
B2为N或C；
R1、R2、R3及RX各自独立为H、经取代或未经取代的C1至C20烷基或烷氧基或经取代或未经取代的C6至C20芳基；
p为0至2的整数；及
q及w各自独立为0或1的整数，
其中，以100重量份的(a)单体计，该(b)单体的含量为1重量份至800重量份，且该(c)可聚合化合物的含量为1重量份至10000重量份。
2.如权利要求1所述的电解质材料调配物，其特征在于，其中该(a)单体选自以下所组成的组：
其中，
R4及R5各自独立为H、经取代或未经取代的C1至C15烷基或烷氧基或经取代或未经取代的C6至C15芳基。
3.如权利要求1所述的电解质材料调配物，其特征在于，其中该(b)单体选自以下所组成的组：
及其组合，其中R1、R2及R3各自独立为H或C1至C3烷基或烷氧基。
4.如权利要求1所述的电解质材料调配物，其特征在于，其中该(c)可聚合化合物选自以下所组成的组：
其中n为大于或等于3的整数，m为大于或等于2的整数，及G为有机基团、无机基团或其混合物。
5.如权利要求4所述的电解质材料调配物，其特征在于，其中该(c)可聚合化合物选自以下所组成的组：
6.如权利要求1所述的电解质材料调配物，其特征在于，其中该(c)可聚合化合物的重均分子量介于40至1000000之间。
7.如权利要求1所述的电解质材料调配物，其特征在于，其中以100重量份的(a)单体计，该(b)单体的含量为5重量份至400重量份，且该(c)可聚合化合物的含量为5重量份至5000重量份。
8.如权利要求1所述的电解质材料调配物，其特征在于，进一步包含氧化剂，其中该氧化剂选自以下所组成的组：碱金属过硫酸盐类、铵盐、过氧化物、有机酸的三价铁盐类及其组合。
9.如权利要求8所述的电解质材料调配物，其特征在于，其中以100重量份的(a)单体及(b)单体计，该氧化剂的含量为5重量份至3000重量份。
10.如权利要求8所述的电解质材料调配物，其特征在于，进一步包含固化剂，其中该固化剂为胺类或酸酐类。
11.如权利要求10所述的电解质材料调配物，其特征在于，其中该固化剂为
12.一种电解质材料组合物，其特征在于，其由权利要求1至11中任一项所述的电解质材料调配物经聚合反应所形成。
13.如权利要求12所述的电解质材料组合物，其特征在于，其包含：
(A)第一聚合物，通过在氧化剂存在下，由包含(a)单体及(b)单体的聚合单元聚合而形成；及
(B)第二聚合物，通过由包含(c)可聚合化合物的聚合单元聚合而形成。
14.如权利要求13所述的电解质材料组合物，其特征在于，其中该第一聚合物的重均分子量介于1000至500000之间。
15.如权利要求13所述的电解质材料组合物，其特征在于，其中该第二聚合物由包含(c)可聚合化合物的聚合单元和固化剂聚合而成。
16.一种固态电容，其特征在于，其包含：
阳极；
介电层，其形成于该阳极上；
阴极；及
固态电解质，其位于该介电层与该阴极之间，
其中，该固态电解质包含权利要求12至15中任一项所述的电解质材料组合物。
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