CN105742065A - 铁盐氧化剂组合物、固态电容器、及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种铁盐氧化剂组合物、固态电容器及其制造方法。该铁盐氧化剂组合物，包含含铁化合物以及促进剂。该促进剂具有公式(I)所示结构：其中R1及R4独立为C1-10烷基、C2-10烯基、C2-10烷氧烷基、C6-12芳香基或C7-12烷芳基，或R1及R4连接在一起而与其分别所连接的氧原子共同形成C2-5杂环基；R2及R3独立为氢、羟基、C1-10烷氧基、C1-10烷基、C2-10烯基、C2-10烯氧基、C2-10烷氧烷基、C2-10烷氧烷氧基、C6-12芳香基、C6-12芳氧基、C7-12烷芳基或C7-12烷芳氧基；以及A为C2-15二价脂肪族基或C6-15二价芳基；以及n为0、1或2。
Description
技术领域
本发明是有关于一种铁盐氧化剂组合物、固态电容器及其制造方法。
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，电子产品的趋向小型化、轻量化的发展，对其中使用的电容器，提出小型化、大容量、在高频使用下低阻抗等特性要求。
电容器依电解质形态可分为传统的液态电容及新开发的固态电容。传统的液态电容，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。虽然液态电解液可添加吸氢剂来降低电容爆浆的可能性，但其并没有自根本解决问题。
固态电解质由导电高分子所组成，具有较传统电解质电容器所用的液态电解液更高的导电度，且具有适度的高温绝缘化特性。在目前固态电容的制造中，一般是利用反应单体以及铁盐氧化剂进行聚合，得到导电高分子。然而，由于一般铁盐氧化剂属于强酸，容易使电容器阳极铝箔的介电层(例如：氧化铝)被腐蚀而受损，导致漏电流上升，并降低耐电压。
基于上述，开发出新颖的铁盐氧化剂组合物，来避免介电层被铁盐氧化剂腐蚀，改善电容器漏电流与耐电压的特性，是目前固态电容技术的重要课题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够避免介电层被铁盐氧化剂腐蚀，改善电容器漏电流与耐电压的特性的铁盐氧化剂组合物，固态电容器及其制备方法。
根据本发明的实施例，一种铁盐氧化剂组合物被提供。该铁盐氧化剂组合物，包含：一含铁化合物；以及，一促进剂。其中，该促进剂具有公式(I)所示结构：
其中，R1及R4独立为C1-10烷基(alkylgroup)、C2-10烯基(alkenylgroup)、C2-10烷氧烷基(alkoxyalkylgroup)、C6-12芳香基(arylgroup)或C7-12烷芳基(alkarylgroup)，或R1及R4连接在一起而与其分别所连接的氧原子共同形成一C2-5杂环基(heterocyclicgroup)；R2及R3独立为氢、羟基、C1-10烷氧基(alkoxygroup)、C1-10烷基(alkylgroup)、C2-10烯基(alkenylgroup)、C2-10烯氧基(alkenyloxygroup)、C2-10烷氧烷基(alkoxyalkyl)、C2-10烷氧烷氧基(alkoxyalkoxy)、C6-12芳香基(arylgroup)、C6-12芳氧基(aryloxygroup)、C7-12烷芳基(alkaryl)或C7-12烷芳氧基(alkaryloxygroup)；以及，A为C2-15二价脂肪族基(divalentaliphaticgroup)或C6-15二价芳基(divalentarylgroup)；以及，n为0、1或2。
其中，该含铁化合物为芳香族磺酸铁盐。
其中，该含铁化合物为对甲苯磺酸铁盐、甲基磺酸铁盐、苯磺酸铁盐或甲氧基苯磺酸铁盐。
其中，R1及R4独立为甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、己基、乙烯基、丙烯基、烯丙基、丁烯基、甲氧甲基、乙氧甲基、乙氧乙基、丙氧乙基或丁氧乙基。
其中，R1及R4独立为苯基、联苯基、萘基、2-甲基苯基、3-甲基苯基、4-甲基苯基、2,6-二甲基苯基、2,4-二甲基苯基或3,4-二甲基苯基。
其中，R2及R3独立为甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、己基、甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、异丁氧基、叔丁氧基、戊氧基、己氧基、乙烯基、丙烯基、烯丙基、丁烯基、乙烯氧基、丙烯氧基、烯丙氧基、丁烯氧基、甲氧甲基、乙氧甲基、乙氧乙基、丙氧乙基、丁氧乙基、甲氧甲氧基、乙氧甲氧基、乙氧乙氧基、丙氧乙氧基或丁氧乙氧基。
其中，R2及R3独立为苯基、联苯基、萘基、2-甲基苯基、3-甲基苯基、4-甲基苯基、2,6-二甲基苯基、2,4-二甲基苯基、或3,4-二甲基苯基、苯氧基、联苯氧基、萘氧基、2-甲基苯氧基、3-甲基苯氧基、4-甲基苯氧基、2,6-二甲基苯氧基、2,4-二甲基苯氧基或3,4-二甲基苯氧基。
其中，A为其中*所标示的碳原子与相邻的两个氧原子连接。
其中，该促进剂与该含铁化合物的重量比介于0.01至0.49之间。
在另一实施例中，所述的铁盐氧化剂组合物，更包含一多元醇。
其中，该多元醇包含丙三醇或聚乙二醇。
其中，该多元醇与该含铁化合物的重量比介于0.01至0.70之间。
其中，该促进剂为
本发明还提供一种固态电容器，包含：一电容素子；以及一电解质，配置于该电容素子内，其中该电解质是由对涂布于电容素子上的一导电聚合物单体、以及权利要求1所述的铁盐氧化剂组合物进行聚合所形成。
其中，该导电聚合物单体具有公式(II)所示结构：
其中X1及X2独立为O或S；Y为而R独立为氢或C1-6烷基。
其中，该单体为
本发明还提供一种固态电容器的制造方法，包含：提供一电容素子；以及将该电容素子含浸于一导电聚合物单体以及权利要求1所述的铁盐氧化剂组合物中，并聚合该导电聚合物单体，以形成一电解质于该电容素子上。
其中，将该电容素子含浸于该导电聚合物单体以及该铁盐氧化剂组合物中，并聚合该导电聚合物单体的步骤包含：将该电容素子同时含浸于该导电聚合物单体以及该铁盐氧化剂组合物中；以及对含浸后的该电容素子进行一加热工艺。
其中，将该电容素子含浸于该导电聚合物单体以及该铁盐氧化剂组合物中，并聚合该导电聚合物单体的步骤包含：将该电容素子含浸于该导电聚合物单体；在该电容素子含浸于该导电聚合物单体后，对该电容素子进行一第一加热工艺；在进行该第一加热工艺后，将该电容素子含浸于该铁盐氧化剂组合物；以及在该电容素子含浸于该铁盐氧化剂组合物后，对该电容素子进行一第二加热工艺。
其中，将该电容素子含浸于该导电聚合物单体以及该铁盐氧化剂组合物中，并聚合该导电聚合物单体的步骤包含：将该电容素子含浸于该铁盐氧化剂组合物；在该电容素子含浸于该铁盐氧化剂组合物后，对该电容素子进行一第一加热工艺；在进行该第一加热工艺后，将该电容素子含浸于该导电聚合物单体；以及在该电容素子含浸于该导电聚合物单体后，对该电容素子进行一第二加热工艺。
附图说明
图1是本发明所述的固态电容器的部分剖面结构示意图。
符号说明：
10电容素子；
12阳极金属箔；
14阴极金属箔；
16隔离纸；
18金属氧化物层；
20电解质。
具体实施方式
本发明揭露一种铁盐氧化剂组合物及利用其所制备的固态电容器。该铁盐氧化剂组合物的特征在于，除了包含一含铁化合物外，更包含具有极性端官能团与非极性端官能团的促进剂，达到界面阻蚀的功能。因此，当一电容素子含浸于该铁盐氧化剂组合物中时，促进剂的亲水端可与含铁化合物产生氢键或离子键，而疏水端则吸附在非极性的电容素子介电层(例如金属氧化物)表面，如此一来可保护介电层表面不被含铁化合物腐蚀，使所得的固态电容器具有低漏电流以及高耐电压的特性。
本发明所述的铁盐氧化剂组合物，可包含一含铁化合物；以及，一促进剂。其中，该含铁化合物可为芳香族磺酸铁盐，例如：对甲苯磺酸铁盐(ironp-toluenesulfonate)、苯磺酸铁盐(ironbenzenesulfonate)、萘磺酸铁盐(ironnaphthalenesulfonate)、或甲氧基苯磺酸铁盐(ironmethoxybenzenesulfonate)。此外，该促进剂是具有极性端官能团与非极性端官能团的含磷化合物，可具有公式(I)所示结构：
其中，R1及R4独立为C1-10烷基(alkylgroup)、C2-10烯基(alkenylgroup)、C2-10烷氧烷基(alkoxyalkylgroup)、C6-12芳香基(arylgroup)或C7-12烷芳基(alkarylgroup)，或R1及R4连接在一起而与其分别所连接的氧原子共同形成一C2-5杂环基(heterocyclicgroup)；R2及R3独立为氢、羟基、C1-10烷氧基(alkoxygroup)、C1-10烷基(alkylgroup)、C2-10烯基(alkenylgroup)、C2-10烯氧基(alkenyloxygroup)、C2-10烷氧烷基(alkoxyalkyl)、C2-10烷氧烷氧基(alkoxyalkoxy)、C6-12芳香基(arylgroup)、C6-12芳氧基(aryloxygroup)、C7-12烷芳基(alkaryl)或C7-12烷芳氧基(alkaryloxygroup)；以及，A为C2-15二价脂肪族基(divalentaliphaticgroup)或C6-15二价芳基(divalentarylgroup)；以及，n为0、1或2。
根据本发明实施例，R1及R4可各自独立为甲基(methylgroup)、乙基(ethylgroup)、丙基(propylgroup)、异丙基(isopropylgroup)、丁基(butylgroup)、异丁基(isobutylgroup)、叔丁基(tertbutylgroup)、戊基(pentylgroup)、己基(hexylgroup)、乙烯基(vinylgroup)、丙烯基(propenylgroup)、烯丙基(allylgroup)、丁烯基(butenyl)、甲氧甲基(methoxymethylgroup)、乙氧甲基(ethoxymethylgroup)、乙氧乙基(ethoxyethylgroup)、丙氧乙基(propoxyethylgroup)、丁氧乙基(butoxyethylgroup)、苯基(phenyl)、联苯基(biphenylgroup)、萘基(naphthylgroup)、2-甲基苯基(2-methyl-phenylgroup)、3-甲基苯基(3-methyl-phenylgroup)、4-甲基苯基(4-methyl-phenylgroup)、2,6-二甲基苯基(2,6-dimethyl-phenylgroup)、2,4-二甲基苯基(2,4-dimethyl-phenylgroup)或3,4-二甲基苯基(3,4-dimethyl-phenylgroup)。
根据本发明实施例，R2及R3可各自独立为甲基(methylgroup)、乙基(ethylgroup)、丙基(propylgroup)、异丙基(isopropylgroup)、丁基(butylgroup)、异丁基(isobutylgroup)、叔丁基(tertbutylgroup)、戊基(pentylgroup)、己基(hexylgroup)、甲氧基(methoxygroup)、乙氧基(ethoxygroup)、丙氧基(propoxygroup)、异丙氧基(isopropoxygroup)、丁氧基(butoxygroup)、异丁氧基(isobutoxygroup)、叔丁氧基(tertbutoxygroup)、戊氧基(pentyloxygroup)、己氧基(hexyloxygroup)、乙烯基(vinylgroup)、丙烯基(propenylgroup)、烯丙基(allylgroup)、丁烯基(butenyl)、乙烯氧基(vinyloxygroup)、丙烯氧基(propenyloxygroup)、烯丙氧基(allyloxygroup)、丁烯氧基(butenyloxy)、甲氧甲基(methoxymethylgroup)、乙氧甲基(ethoxymethylgroup)、乙氧乙基(ethoxyethylgroup)、丙氧乙基(propoxyethylgroup)、丁氧乙基(butoxyethylgroup)、甲氧甲氧基(methoxymethoxy)、乙氧甲氧基(ethoxymethoxygroup)、乙氧乙氧基(ethoxyethoxygroup)、丙氧乙氧基(propoxyethoxygroup、丁氧乙氧基(butoxyethoxygroup)、苯基(phenylgroup)、联苯基(biphenylgroup)、萘基(naphthyl)、2-甲基苯基(2-methyl-phenylgroup)、3-甲基苯基(3-methyl-phenylgroup)、4-甲基苯基(4-methyl-phenylgroup)、2,6-二甲基苯基(2,6-dimethyl-phenylgroup)、2,4-二甲基苯基(2,4-dimethyl-phenylgroup)、3,4-二甲基苯基(3,4-dimethyl-phenylgroup)、苯氧基(phenoxygroup)、联苯氧基(biphenoxygroup)、萘氧基(naphthoxygroup)、2-甲基苯氧基(2-methyl-phenoxygroup)、3-甲基苯氧基(3-methyl-phenoxygroup)、4-甲基苯氧基(4-methyl-phenoxygroup)、2,6-二甲基苯氧基(2,6-dimethyl-phenoxygroup)、2,4-二甲基苯氧基(2,4-dimethyl-phenoxygroup)或3,4-二甲基苯氧基(3,4-dimethyl-phenoxygroup)。
根据本发明实施例，当n为1或2时，A可独立为 (该基团是以*所标示的碳原子与相邻的两个氧原子连接)。
根据本发明实施例，本发明所述的促进剂可为
此外，根据本发明实施例，在该铁盐氧化剂组合物中，该促进剂与该含铁化合物的重量比可介于0.01至0.49之间，例如0.01至0.45、0.01至0.40、或0.01至0.35之间。若重量比低于0.01则促进剂吸附于介电层的浓度不足，保护效果降低，漏电流及耐电压特性提升的效果不明显；相反的若重量比高于0.49，则易使铁盐氧化剂组合物黏度上升，流动性变差，无法渗入介电层所形成的孔洞中，导致电容器性质(电容值(Cs)、能耗系数(DF)、以及等效串联电阻(ESR))降低。
根据本发明其他实施例，该铁盐氧化剂组合物可更包含一溶剂，而该含铁化合物及该促进剂均匀分散于该溶剂中。其中，该溶剂可为醇类溶剂，例如甲醇、乙醇、丁醇或其组合。此外，该溶剂与该含铁化合物的重量比可介于0.2至2.0之间，例如0.2至1.5之间。
根据本发明其他实施例，该铁盐氧化剂组合物可更包含一多元醇。由于多元醇与铁盐氧化剂分子间的作用力大，且多元醇与促进剂的兼容性佳，因此少量多元醇的添加可增加促进剂在铁盐氧化剂中的分散性，提升促进剂界面阻蚀的功能。举例来说，该多元醇可例如丙三醇、聚乙二醇或其组合。此外，该多元醇与该含铁化合物的重量比可介于0.01至0.70之间。
本发明也提供一种电容器，可包含一电容素子，以及一电解质，配置于该电容素子内。其中，该电解质是由对涂布于电容素子上的一导电聚合物单体、以及本发明所述的铁盐氧化剂组合物进行聚合所形成。举例来说，该电容素子是指电容器的半成品，即尚未涂布电解质的电容器。该电容素子的制造方法可例如，将阳极金属箔(例如铝箔)与阴极金属箔(例如铝箔)分别钉上导针，在两电极中间以隔离纸隔开，并将两电极与隔离纸进行卷绕，最后以胶带固定。该电容素子可进一步于1-20％己二酸二铵水溶液中施加一电压进行氧化处理，使表面形成介电层(该电压可例如为10V至100V)，并利用纯水清洗。接着，在120℃下烘干30分钟，并在250℃将隔离纸进行碳化，冷却后备用。
该导电聚合物单体可为一反应单体，聚合后可形成一导电聚合物。举例来说，该反应单体可具有公式(II)所示结构：
其中，X1及X2独立为O或S；Y为而R独立为氢或C1-6烷基。根据本发明实施例，该具有公式(II)所示结构的单体可为此外，该导电聚合物单体在使用前，可先溶于一溶剂中，得到一固含量介于10-60％的导电聚合物单体溶液，再利用该溶液进行电容素子的含浸。该溶剂可为醇类溶剂，例如甲醇、乙醇、丁醇或其组合。
请参照图1，为本发明所述固态电容器的部分放大示意图。该电容素子10包含一阳极金属箔12(例如铝箔)、及一阴极金属箔14(例如铝箔)，在该阳极金属箔12及该阴极金属箔14中间以隔离纸16隔开，且在阳极金属箔12上形成有金属氧化物层18(例如氧化铝(Al2O3))，而该金属氧化物层18可包含复数的凹槽。在形成该电解质20于该电容素子内后，该电解质20填入该金属氧化物层18所形成的凹槽内。
本发明实施例也提供一种固态电容器的制造方法，包含提供一电容素子，并形成一电解质于该电容素子内。根据本发明一实施例，形成该电解质的方式可包含：将该电容素子同时含浸于该导电聚合物单体以及该铁盐氧化剂组合物中，并对含浸后的该电容素子进行一加热工艺以聚合该单体。根据本发明另一实施例，形成该电解质的方式可包含：将该电容素子含浸于该导电聚合物单体；接着，对该电容素子进行一第一加热工艺；接着，将该电容素子含浸于该铁盐氧化剂组合物；以及，对该电容素子进行一第二加热工艺。根据本发明又一实施例，形成该电解质的方式可包含：将该电容素子含浸于该铁盐氧化剂组合物；接着，对该电容素子进行一第一加热工艺；接着，将该电容素子含浸于该导电聚合物单体；以及，对该电容素子进行一第二加热工艺。
值得注意的是，该电容素子在含浸于该铁盐氧化剂组合物时，该铁盐氧化剂组合物必需同时包含该含铁化合物及该促进剂。换言之，该电容素子是在该促进剂的存在下含浸于该含铁化合物(例如对甲苯磺酸铁盐)。因此，当该电容素子含浸于该铁盐氧化剂组合物中时，促进剂的亲水端可与含铁化合物产生氢键或离子键，而疏水端则吸附在非极性的电容素子介电层表面，如此一来该促进剂可达到界面阻蚀的功能，保护介电层表面不被该含铁化合物腐蚀。
为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举数实施例，来说明本发明所述的铁盐氧化剂组合物及利用其所制备的固态电容器。
铁盐氧化剂组合物的制备
实施例1：
取100重量份对甲苯磺酸铁(由骏瀚公司制造及贩卖)以及66.7重量份的乙醇加入于一反应瓶中。接着，将反应瓶加热至约70℃，于转速400rpm下，搅拌30分钟使对甲苯磺酸铁溶解。降至室温后，以1μm过滤膜过滤移除不溶物，并收集滤液，得到铁盐氧化剂组合物(1)。
实施例2：
取100重量份对甲苯磺酸铁(由骏瀚公司制造及贩卖)、65重量份的乙醇以及1.7重量份磷酸三乙酯(triethylphosphate、TEP)加入于一反应瓶中。接着，将反应瓶加热至约70℃，于转速400rpm下，搅拌30分钟使对甲苯磺酸铁溶解。降至室温后，以1μm过滤膜过滤移除不溶物，并收集滤液，得到铁盐氧化剂组合物(2)。
实施例3：
如实施例2所述的方式进行，除了将乙醇由65重量份改为58.3重量份，并将磷酸三乙酯由1.7重量份改为8.3重量份。得到铁盐氧化剂组合物(3)。
实施例4：
如实施例2所述的方式进行，除了将乙醇由65重量份改为50重量份，并将磷酸三乙酯由1.7重量份改为16.7重量份。得到铁盐氧化剂组合物(4)。
实施例5：
如实施例2所述的方式进行，除了将乙醇由65重量份改为33.3重量份，并将磷酸三乙酯由1.7重量份改为33.3重量份。得到铁盐氧化剂组合物(5)。
实施例6：
如实施例4所述的方式进行，除了将磷酸三乙酯由16.7重量份改为8.3重量份，并添加8.3重量份聚乙二醇(分子量约为600)至反应瓶中。得到铁盐氧化剂组合物(6)。
实施例7：
如实施例5所述的方式进行，除了将磷酸三乙酯由33.3重量份改为16.7重量份，并添加16.7重量份丙三醇至反应瓶中。得到铁盐氧化剂组合物(7)。
实施例8：
如实施例2所述的方式进行，除了将磷酸三乙酯改为间苯二酚-双-二(2,6-二甲基苯基)磷酸酯(tetrakis(2,6-dimethylphenyl)1,3-phenylenebiphosphate,TDPB)(由豪元实业股份有限公司制造及贩卖，结构为得到铁盐氧化剂组合物(8)。
实施例9：
取100重量份对甲苯磺酸铁(由骏瀚公司制造及贩卖)、63.3重量份的乙醇以及3.3重量份OP1312(次磷酯衍生物、由豪元实业股份有限公司制造及贩卖)加入于一反应瓶中。接着，将反应瓶加热至约70℃，于转速400rpm下，搅拌30分钟使对甲苯磺酸铁溶解。降至室温后，以1μm过滤膜过滤移除不溶物，并收集滤液，得到铁盐氧化剂组合物(9)。
实施例10：
如实施例4所述的方式进行，除了将磷酸三乙酯改为ADKSTAPFP-700(由长春化工制造及贩卖、化学结构为得到铁盐氧化剂组合物(10)。
实施例11：
如实施例4所述的方式进行，除了将磷酸三乙酯改为磷酸三丁酯(tributylphosphate、TBP)。得到铁盐氧化剂组合物(11)。
实施例12：
如实施例2所述的方式进行，除了将乙醇由65重量份改为17.3重量份，并将磷酸三乙酯由1.7重量份改为49.4重量份。得到铁盐氧化剂组合物(12)。
请参照表1，为显示实施例1-12所制备而得的铁盐氧化剂组合物(1)-(12)的成份及重量比例。
表1
电容素子的制备
制备例1：高电压化成的电容素子
将阳极铝箔与阴极铝箔分别钉上导针，在两电极中间以一隔离纸隔开，并将两电极与隔离纸进行卷绕，最后以胶带固定，得到未化成的电容素子。接着，将未化成的电容素子于10％己二酸二铵水溶液中施加80V电压进行氧化处理，使表面形成介电层(材质为氧化铝(Al2O3))，利用纯水清洗后，接着在120℃下烘干30分钟，并在250℃加热3小时将隔离纸进行碳化，并进行冷却，得到经化成后的电容素子(1)。
制备例2：低电压化成的电容素子
以制备例1所述的方式进行，但将未化成的电容素子于10％己二酸二铵水溶液中施加10V电压进行氧化处理。得到经化成后的电容素子(2)。
EDOT溶液的制备
制备例3：将100重量份的3,4-乙烯二氧噻吩(3,4-ethylenedioxythiophene、EDOT)(由骏瀚公司制造及贩卖)及300重量份的乙醇加入一反应瓶，于转速400rpm下，搅拌5分钟，得到EDOT溶液。
固态电容器的制备
实施例13-24
接着，将上述化成后的电容素子(1)，含浸于上述EDOT溶液30分钟。取出电容素子后，于80℃下烘干30分钟。接着，取数个含浸于EDOT溶液并烘干后的电容素子，分别于实施例1-12所述的铁盐氧化剂组合物(1)-(12)中进行含浸。含浸完成后在60℃下烘干30分钟、90℃下烘干30分钟、120℃下烘干30分钟。冷却后，分别得到固态电容器I-XII(每种电容器分别制备三颗)。接着，在经以120℃通电老化测试(在120℃下通入电压10V、15V及20V，并分别维持1小时)后，对固态电容器I-XII进行电容特性(包含电容值(Cs)、能耗系数(DF)以及等效串联电阻(ESR))测试、漏电流分析及耐电压分析，结果如表2所示。
实施例25-26
取90重量份的乙醇以及10重量份的磷酸三乙酯(triethylphosphate、TEP)加入于一反应瓶中。接着，将反应瓶于转速400rpm下，搅拌5分钟，得到磷酸三乙酯溶液。
取90重量份的乙醇以及10重量份的ADKSTAPFP-700加入于一反应瓶中。接着，将反应瓶于转速400rpm下，搅拌5分钟，得到ADKSTAPFP-700溶液。
接着，将化成后的电容素子(1)，含浸于上述EDOT溶液30分钟。取出电容素子后，于80℃下烘干30分钟。接着，将含浸于EDOT溶液并烘干后的电容素子，于实施例1所述的铁盐氧化剂组合物(1)(不含促进剂)中进行含浸。含浸完成后在60℃下烘干30分钟、90℃下烘干30分钟、120℃下烘干30分钟。接着，将所得的数颗电容素子进一步分别含浸于该磷酸三乙酯溶液或ADKSTAPFP-700溶液中，取出后在80℃下烘干30分钟。冷却后，分别得到固态电容器XIII及XIV(各制备三颗)。接着，在经以120℃通电老化测试(在120℃下通入电压10V、15V及20V，并分别维持1小时)后，对固态电容器XIII及XIV进行电容特性(包含电容值(Cs)、能耗系数(DF)以及等效串联电阻(ESR))测试、漏电流分析、及耐电压分析，结果如表2所示。
表2
备注：电容值测试、能耗系数测试、等效串联电阻测试是用惠普(HP)公司制造的LCRMeter4263B测定。电容量(在频率120Hz下量测)>20μF即为合格(O)、反之为不合格(X)；能耗系数(DF)(在频率120Hz下量测)<10％即为合格(O)、反之为不合格(X)；以及，等效串联电阻(ESR)(在频率100kHz下量测)<40mΩ即为合格(O)、反之为不合格(X)。漏电流与耐电压是用电容漏电流表(Chromacapacitorleakagecurrent/IRmetermodel1120)进行量测。其中漏电流是在16V下充电60秒后进行量测，耐电压为每分钟上升1V，直到电压崩溃即为其耐电压。
由表2可知，当铁盐氧化剂组合物中添加磷酸酯化合物作为促进剂，再以此铁盐氧化剂组合物进行固态电容器制作，可降低所得电容器的漏电流，并提升耐电压。依据不同添加浓度以及不同种类促进剂的使用，本发明所得的固态电容器的耐电压可提升19.6％～95.7％(与以未添加该促进剂的铁盐氧化剂组合物所制作出的固态电容器相比(固态电容器I))。此外，由实施例25-26可得知，若将含浸EDOT溶液及对甲苯磺酸铁盐溶液(实施例所述的铁盐氧化剂组合物(1))后并烘干所制作出的固态电容器，再含浸磷酸酯化合物并烘干(即在含浸该对甲苯磺酸铁盐时并未同时加入该促进剂)，则在降低固态电容器漏电流与增加耐电压的特性上并无显著的效果。此外，由表2可知，以添加多元醇的铁盐氧化剂组合物(6)及(7)所制备出的固态电容器VI及VII，其耐电压提升比例可达80％。其原因是由于多元醇与铁盐氧化剂分子间作用力大且兼容性佳，可增加促进剂(磷酸酯化合物)在铁盐氧化剂中的分散性，进一步提升促进剂界面阻蚀的功能。
实施例27-28
接着，将上述化成后的电容素子(2)，含浸于上述EDOT溶液30分钟。取出电容素子后，于80℃下烘干30分钟。接着，取数个含浸于EDOT溶液并烘干后的电容素子，分别于铁盐氧化剂组合物(1)及(4)中进行含浸。含浸完成后在60℃下烘干30分钟、90℃下烘干30分钟、120℃下烘干30分钟。冷却后，分别得到固态电容器XV及XVI(每种电容器分别制备三颗)。接着，在经以120℃通电老化测试(在120℃下通入电压10V、15V及20V，并分别维持1小时)后，对固态电容器XV及XVI进行电容特性(包含电容值(Cs)、能耗系数(DF)以及等效串联电阻(ESR))测试及漏电流分析，结果如表3所示。
表3
| 固态电容器编号 | 电容值测试 | 能耗系数测试 | 等效串联 | 平均漏电流(μA) |
| 电阻测试 | ||||
| XV | O | O | O | 190.7 |
| XVI | O | O | O | 37 |
备注：电容量(在频率120Hz下量测)>500μF即为合格(O)、反之为不合格(X)；能耗系数(DF)(在频率120Hz下量测)<10％即为合格(O)、反之为不合格(X)；以及，等效串联电阻(ESR)(在频率100kHz下量测)<10mΩ即为合格(O)、反之为不合格(X)。
由表3可得知，对于低化成电压的电容素子，使用本发明所述的铁盐氧化剂组合物进行固态电容器的制备，也可降低所得的固态电容器的漏电流。
基于上述，本发明所述的铁盐氧化剂组合物，由于促进剂的疏水端易与金属氧化物介电层表面产生作用力，而自我组装(selfassembly)形成一保护膜，进而阻隔含铁化合物与金属氧化物介电层的接触，因此可降低所得的固态电容器的漏电流并提升耐电压特性。此外，该促进剂为分子级大小，故不会阻塞氧化铝的腐蚀孔，造成电容量的下降。在电容加工厂使用时，也只需利用原本的设备与工艺进行生产，不会增加生产程序。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
Claims (20)
1.一种铁盐氧化剂组合物，其特征在于，包含：
一含铁化合物；以及
一促进剂，其中该促进剂具有公式(I)所示结构：
其中R1及R4独立为C1-10烷基、C2-10烯基、C2-10烷氧烷基、C6-12芳香基或C7-12烷芳基，或R1及R4连接在一起而与其分别所连接的氧原子共同形成一C2-5杂环基；R2及R3独立为氢、羟基、C1-10烷氧基、C1-10烷基、C2-10烯基、C2-10烯氧基、C2-10烷氧烷基、C2-10烷氧烷氧基、C6-12芳香基、C6-12芳氧基、C7-12烷芳基或C7-12烷芳氧基；以及，A为C2-15二价脂肪族基或C6-15二价芳基；以及，n为0、1或2。
2.根据权利要求1所述的铁盐氧化剂组合物，其特征在于，该含铁化合物为芳香族磺酸铁盐。
3.根据权利要求1所述的铁盐氧化剂组合物，其特征在于，该含铁化合物为对甲苯磺酸铁盐、甲基磺酸铁盐、苯磺酸铁盐或甲氧基苯磺酸铁盐。
4.根据权利要求1所述的铁盐氧化剂组合物，其特征在于，R1及R4独立为甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、己基、乙烯基、丙烯基、烯丙基、丁烯基、甲氧甲基、乙氧甲基、乙氧乙基、丙氧乙基或丁氧乙基。
5.根据权利要求1所述的铁盐氧化剂组合物，其特征在于，R1及R4独立为苯基、联苯基、萘基、2-甲基苯基、3-甲基苯基、4-甲基苯基、2,6-二甲基苯基、2,4-二甲基苯基或3,4-二甲基苯基。
6.根据权利要求1所述的铁盐氧化剂组合物，其特征在于，R2及R3独立为甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、己基、甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、异丁氧基、叔丁氧基、戊氧基、己氧基、乙烯基、丙烯基、烯丙基、丁烯基、乙烯氧基、丙烯氧基、烯丙氧基、丁烯氧基、甲氧甲基、乙氧甲基、乙氧乙基、丙氧乙基、丁氧乙基、甲氧甲氧基、乙氧甲氧基、乙氧乙氧基、丙氧乙氧基或丁氧乙氧基。
7.根据权利要求1所述的铁盐氧化剂组合物，其特征在于，R2及R3独立为苯基、联苯基、萘基、2-甲基苯基、3-甲基苯基、4-甲基苯基、2,6-二甲基苯基、2,4-二甲基苯基或3,4-二甲基苯基、苯氧基、联苯氧基、萘氧基、2-甲基苯氧基、3-甲基苯氧基、4-甲基苯氧基、2,6-二甲基苯氧基、2,4-二甲基苯氧基或3,4-二甲基苯氧基。
8.根据权利要求1所述的铁盐氧化剂组合物，其特征在于，A为其中*所标示的碳原子与相邻的两个氧原子连接。
9.根据权利要求1所述的铁盐氧化剂组合物，其特征在于，该促进剂与该含铁化合物的重量比介于0.01至0.49之间。
10.根据权利要求1所述的铁盐氧化剂组合物，其特征在于，更包含一多元醇。
11.根据权利要求10所述的铁盐氧化剂组合物，其特征在于，该多元醇包含丙三醇或聚乙二醇。
12.根据权利要求10所述的铁盐氧化剂组合物，其特征在于，该多元醇与该含铁化合物的重量比介于0.01至0.70之间。
13.根据权利要求1所述的铁盐氧化剂组合物，其特征在于，该促进剂为
14.一种固态电容器，其特征在于，包含：
一电容素子；以及
一电解质，配置于该电容素子内，其中该电解质是由对涂布于电容素子上的一导电聚合物单体以及权利要求1所述的铁盐氧化剂组合物进行聚合所形成。
15.根据权利要求14所述的固态电容器，其特征在于，该导电聚合物单体具有公式(II)所示结构：
其中X1及X2独立为O或S；Y为而R独立为氢或C1-6烷基。
16.根据权利要求14所述的固态电容器，其特征在于，该单体为
17.一种固态电容器的制造方法，其特征在于，包含：
提供一电容素子；以及
将该电容素子含浸于一导电聚合物单体以及权利要求1所述的铁盐氧化剂组合物中，并聚合该导电聚合物单体，以形成一电解质于该电容素子上。
18.根据权利要求17所述的固态电容器的制造方法，其特征在于，将该电容素子含浸于该导电聚合物单体、以及该铁盐氧化剂组合物中，并聚合该导电聚合物单体的步骤包含：
将该电容素子同时含浸于该导电聚合物单体以及该铁盐氧化剂组合物中；以及
对含浸后的该电容素子进行一加热工艺。
19.根据权利要求17所述的固态电容器的制造方法，其特征在于，将该电容素子含浸于该导电聚合物单体、以及该铁盐氧化剂组合物中，并聚合该导电聚合物单体的步骤包含：
将该电容素子含浸于该导电聚合物单体；
在该电容素子含浸于该导电聚合物单体后，对该电容素子进行一第一加热工艺；
在进行该第一加热工艺后，将该电容素子含浸于该铁盐氧化剂组合物；以及
在该电容素子含浸于该铁盐氧化剂组合物后，对该电容素子进行一第二加热工艺。
20.根据权利要求17所述的固态电容器的制造方法，其特征在于，将该电容素子含浸于该导电聚合物单体、以及该铁盐氧化剂组合物中，并聚合该导电聚合物单体的步骤包含：
将该电容素子含浸于该铁盐氧化剂组合物；
在该电容素子含浸于该铁盐氧化剂组合物后，对该电容素子进行一第一加热工艺；
在进行该第一加热工艺后，将该电容素子含浸于该导电聚合物单体；以及
在该电容素子含浸于该导电聚合物单体后，对该电容素子进行一第二加热工艺。
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