DE102020114473A1

DE102020114473A1 - Leitfähige polymerdispersion für verbesserte beständigkeit

Info

Publication number: DE102020114473A1
Application number: DE102020114473.3A
Authority: DE
Inventors: Ajaykumar Bunha; Antony P. Chacko; Yaru Shi; Qingping Chen; Philip M. Lessner
Original assignee: Kemet Electronics Corp
Current assignee: KEMET ELECTRONICS CORPORATION, FORT LAUDERDALE, US
Priority date: 2019-06-10
Filing date: 2020-05-29
Publication date: 2020-12-10
Also published as: JP7441106B2; CN112071650A; JP2020202368A

Abstract

Ein verbesserter Kondensator wird bereitgestellt, wobei der Kondensator eine leitfähige Polymerschicht umfasst. Das leitfähige Polymer erste Partikel, die leitfähiges Polymer und Polyanion umfassen und zweite Partikel umfasst, die das leitfähige Polymer und das Polyanion umfassen, wobei die ersten Partikel einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von wenigstens 1 Mikrometer bis nicht mehr als 10 Mikrometer aufweisen und die zweiten Partikel einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von wenigstens 1 nm bis nicht mehr als 600 nm aufweisen.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Die vorliegende Erfindung ist eine Teilfortsetzungsanmeldung der anhängigen U.S. Patent-Anmeldung Nr. 16/165.649 eingereicht am 19. Oktober 2018, die wiederum eine Teilanmeldung der anhängigen U.S. Pat. Anmeldung Nr. 15/787.126 ist, eingereicht am 18. Oktober 2017, die beide hierin durch Bezugnahme aufgenommen werden.
HINTERGRUND
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf verbesserte Festelektrolytkondensatoren, die leitfähige Polymer-Kathoden umfassen. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf Verbesserungen in dem leitfähigen Polymer, wobei die verbesserte Polymerzusammensetzung eine verbesserte Abdeckung bereitstellt, insbesondere an Kanten und Ecken, wodurch ein Kondensator mit verbesserter ESR und verbesserter Reststromstabilität bzw. Leckstromstabilität in feuchten Umgebungen bereitgestellt wird.
Festelektrolytkondensatoren sind in der Elektronikindustrie weit verbreitet. In Hochspannungsanwendungen bieten Kondensatoren mit einem festen Elektrolyt, die durch leitfähige Polymerdispersionen gebildet werden, eine hervorragende Hochspannungsleistung im Vergleich zu leitfähigen Polymerkathoden, die in-situ gebildet werden. Diese leitfähigen Polymerdispersionen werden durch eine Reihe von Verfahrensschritten, einschließlich Polymerisation, Aufreinigung, Filtration, Homogenisierung, Verdampfung usw., hergestellt. Beschreibungen dieser Verfahren sind in den US-Patent-Nr. 5.300.575 ; 7.990.684 ; 7.270.871 ; 6.000.840 und 9.030.806 ; U.S. Patent Veröffentlichung Nr. 2011/0049433 und PCT Veröffentlichung WO 2010/089111 bereitgestellt, die jeweils durch Bezugnahme hierin aufgenommen werden.
Kondensatoren und Methoden zur Herstellung von Kondensatoren werden in U.S. Pat. Nr. 7.990.683 ; 7.754.276 und 7.563.290 bereitgestellt, von denen jede durch Bezugnahme hierin aufgenommen wird.
Festelektrolytkondensatoren, die leitendes Polymer als die Kathode umfassen, weisen mehrere Nachteile auf. Ein Nachteil ist die Schwierigkeit, die mit der Abdeckung von Kanten und Ecken des Dielektrikums verbunden ist. Eine schlechte Abdeckung von leitenden Polymeren an Ecken und Kanten eloxierter Anoden führt zu einem hohen Gleichstrom-Leckstrom und verursacht Zuverlässigkeitsprobleme in feuchter Atmosphäre.
Die Ersatzserienwiderstand (ESR) Stabilität der Kondensatoren erfordert, dass die Kontaktfläche bzw. Grenzfläche zwischen Kathodenschicht, kathodisch leitfähigen Schichten, leitfähigem Klebstoff und Leiterrahmen eine gute mechanische Integrität bei thermomechanischen Spannungen aufweist. Festelektrolytkondensatoren unterliegen verschiedenen thermomechanischen Belastungen während der Montage, Formung, Platinenmontage-Reflow usw. Während der Platinenmontage werden die Kondensatoren Temperaturen über 250°C ausgesetzt. Diese erhöhten Temperaturen erzeugen Spannungen in den Grenzflächen aufgrund von Fehlanpassungen des Wärmeausdehnungskoeffizienten (CTE) zwischen den Grenzflächen. Die daraus resultierende Belastung führt zu einer mechanischen Schwächung der Grenzflächen. In einigen Fällen verursacht diese mechanische Schwächung Delamination. Jede physikalische Trennung zwischen den Grenzflächen führt zu einer Erhöhung des elektrischen Widerstands zwischen den Grenzflächen und damit zu einem erhöhten ESR im fertigen Kondensator. Diese Grenzflächenschwäche führt auch zu einer höheren ESR-Verschiebung bei hoher Luftfeuchtigkeit.
Die Europäische Patentanmeldung EP-A-1746613 verbessert das Verfahren der Formgebung eines Festelektrolytkondensators aus EP-A-1524678 durch Feststoffpartikel, die einen Durchmesser im Bereich von 0,7 bis 20 µm aufweisen, die der Dispersion zugefügt werden. Die Feststoffpartikel sind Partikel aus elektrisch leitfähigen Polymer oder Füllstoffen wie Karbonate, Silikaten, Siliciumdioxid, Calciumsulfat, Bariumsulfat, Aluminiumhydroxid, Glasfasern, Glühbirnen bzw. Glühkolben, Holzmehl, Cellulosepulver, Ruß, Siliziumoxid oder Siliciumdioxid. Die Patentansprüche verbesserten die Kanten- und Eckenabdeckung durch Zugabe der vorgenannten Partikel in leitfähige Polymer:Polyanion Dispersion. Die Feststoffpartikel des leitfähigen Polymers enthalten jedoch kein Polyanion, was sie in Wasser nicht dispergierend oder unlöslich macht. So kann die Zugabe von Feststoffpartikeln von leitenden Polymer in leitende Polymer:Polyanion Dispersion die Dispersionsstabilität beeinflussen, bewirkt, dass die Dispersion eine sehr hohe Viskosität aufweist, Absiedeln von festen Partikeln in der Dispersion und führt zu einer schlechten Reproduzierbarkeit der Leistung. Darüber hinaus, wie in US Patent Veröffentlichung Nr. 2015/0140203 A1 erwähnt, machen die Feststoffpartikel den Polymer-Außenfilm spröde, was dazu führen kann, dass die äußere Schicht lokal abblättert, was zu einer Erhöhung des Reststroms und im ESR führt.
Um die Abdeckung zu verbessern, ohne die Polymer-Außenschichtfilmstärke zu beeinträchtigen, berichtete WO 2010089111 A1 , die hierin als Referenz aufgenommen wird, über die Verwendung einer Gruppe chemischer Verbindungen, die als Quervernetzer oder Primer bezeichnet werden, die meist multikationische Salze oder Amine sind. Der Quervernetzer wird vor dem Aufbringen von Polymeraufschlämmung auf die eloxierte Anode aufgebracht, um eine gute Polymerabdeckung an Ecken und Kanten der eloxierten Anode zu erreichen. Der Einsatz von Quervernetzern eliminiert die Notwendigkeit fester Partikel in leitender Polymerdispersion zur Verbesserung der Abdeckung. Die Wirksamkeit des Quervernetzers wird auf die Vernetzungsfähigkeit von multikationischen Salzen oder Aminen mit den Aufschlämmungs-/Dispersionspartikeln zurückgeführt. Während Quervernetzer vorteilhaft zum Verbessern der Beschichtungsabdeckung an Ecken und Kanten der eloxierten Anode sind, hat die Zugabe dieser Quervernetzer, die meist ionischer Natur sind, die unbeabsichtigten Folgen einer Leistungseinbuße bei Feuchtigkeit, wie z. B. hohe ESR-Verschiebung und erhöhten Gleichstrom-Leckstrom in einem fertigen Produkt.
Es bestand ein ständiger Bedarf an einem verbesserten leitfähigen Polymer, das in der Lage ist, eine bessere Ecken- und Kantenabdeckung in einem Festelektrolytkondensator zu erreichen, und ein Verfahren zur Formgebung des Kondensators, ohne die ESR- und Rest- bzw. Leckstrombeständigkeitsleistung unter feuchten Bedingungen zu beeinträchtigen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes leitfähiges Polymer bereitzustellen, das in der Lage ist, eine bessere Ecken- und Kantenabdeckung im Kondensator zu gewährleisten.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen verbesserten Kondensator mit verbesserten Eigenschaften, insbesondere für den Einsatz in feuchtem Zustand, bereitzustellen.
Diese und andere Vorteile werden in einem Verfahren zum Bilden bzw. zur Formgebung eines Festelektrolytkondensators realisiert, umfassend: Bereitstellen einer eloxierten Anode; und
Bilden einer leitfähigen Polymerschicht auf der eloxierten Anode, wobei die leitfähige Polymerschicht erste Partikel, die leitfähiges Polymer und Polyanion umfassen und zweite Partikel umfasst, die das leitfähige Polymer und das Polyanion umfassen, wobei die ersten Partikel einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von wenigstens 1 Mikrometer bis nicht mehr als 10 Mikrometer aufweisen und die zweiten Partikel einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von wenigstens 1 nm bis nicht mehr als 600 nm aufweisen.
Eine weitere Ausführungsform ist ein Festelektrolytkondensator, umfassend:

eine eloxierte Anode und eine leitfähige Polymerschicht auf der eloxierten Anode, wobei die leitfähige Polymerschicht erste Partikel, die leitfähiges Polymer und Polyanion umfassen und zweite Partikel umfasst, die das leitfähige Polymer und Polyanion umfassen, wobei die ersten Partikel einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von wenigstens 1 Mikrometer bis nicht mehr als 10 Mikrometer und die zweiten Partikel einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von wenigstens 1 nm bis nicht mehr als 600 nm aufweisen.

Eine weitere Ausführungsform wird durch ein Verfahren zur Formgebung einer Dispersion bereitgestellt, umfassend:

Bereitstellen eines Monomers und eines Polyanions in einer Lösung, die wenigstens 3 Gew.% bis nicht mehr als 10 Gew.%-Feststoffe aus Monomer und Polyanion umfasst; und Polymerisation des Monomers durch hohe Scherpolymerisation, wobei die Dispersion erste Partikel, die leitfähiges Polymer und Polyanion umfassen, und zweite Partikel umfasst, die das leitfähige Polymer und Polyanion umfassen, wobei die ersten Partikel einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von wenigstens 1 Mikrometer bis nicht mehr als 10 Mikrometer und die zweiten Partikel einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von wenigstens 1 nm bis nicht mehr als 600 nm aufweisen.

Eine weitere Ausführungsform ist in einer Dispersion bereitgestellt, umfassend:

erste Partikel, die leitfähiges Polymer und Polyanion umfassen, wobei die ersten Partikel einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von wenigstens 1 Mikrometer bis nicht mehr als 10 Mikrometer aufweisen;
zweite Partikel, die leitfähiges Polymer und Polyanion umfassen, wobei die zweiten Partikel einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von wenigstens 1 nm bis nicht mehr als 600 nm aufweisen;
wobei das leitfähige Polymer konjugierte Gruppen umfasst, aufweisend die Struktur der Formel I:
wobei:
- R¹ und R² unabhängig lineares oder verzweigtes C₁-C₁₆-Alkyl oder C2₂-C₁₈-Alkoxyalkyl darstellt; oder C₃-C₈-Cycloalkyl, Phenyl oder Benzyl sind, die nicht substituiert sind oder substituiert sind mit C₁-C₆-Alkyl, C₁-C₆-Alkoxy, Halogen oder OR³; oder R¹ und R², zusammengenommen, lineares C₁-C₆-Alkylen sind, das nicht substituiert ist oder substituiert ist mit C₁-C₆-Alkyl, C₁-C₆-Alkoxy, Halogen, C₃-C₈-Cycloalkyl, Phenyl, Benzyl, C₁-C₄-Alkylphenyl, C₁-C₄-Alkoxyphenyl, Halophenyl, C₁-C₄-Alkylbenzyl, C₁-C₄-Alkoxybenzyl oder Halobenzyl, 5-, 6- oder 7-gliedrige heterozyklische Struktur, die zwei Sauerstoffelemente enthält; R³ Wasserstoff, lineares oder verzweigtes C₁-C₁₆-Alkyl oder C₂-C₁₈-Alkoxyalkyl; oder C₃-C₈-Cycloalkyl, Phenyl oder Benzyl, die nicht substituiert sind oder durch C₁-C₆-Alkyl substituiert sind, und X S, N oder O ist, und das Polyanion dargestellt ist durch die Formel 2:
A_xB_yCz Formel 2 wobei:
- A Polystrolsulfonsäure oder Salz aus Polystrolsulfonat ist; B und C jeweils polymerisierte Einheiten darstellen, substituiert mit einer Gruppe, die ausgewählt ist aus: -Carboxylgruppen; -C(O)OR⁶ wobei R⁶ aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus: einem Alkyl aus 1 bis 20 Kohlenstoffen, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Azid, Phosphat, Acrylat, Anhydrid und -(CHR⁷CH₂O)_b-R⁸, wobei: R⁷ aus einem Wasserstoff oder einem Alkyl aus 1 bis 7 Kohlenstoffen ausgewählt ist; b eine ganze Zahl von 1 bis zu der Zahl ist, die ausreicht, um ein Molekulargewicht von bis zu 200.000 für die -CHR⁷CH₂O-Gruppe bereitzustellen; und R⁸ aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Wasserstoff, Silan, Phosphat, Acrylat, einem Alkyl aus 1 bis 9 Kohlenstoffen, gegebenenfalls substituiert ist mit einer funktionellen Gruppe, die ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat und Anhydrid; -C(O)-NHR⁹ wobei: R⁹ Wasserstoff oder ein Alkyl aus 1 bis 20 Kohlenstoffen ist, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat und Anhydrid; -C₆H₄-R¹⁰ wobei: R¹⁰ ausgewählt ist aus: einem Wasserstoff oder Alkyl, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat und Anhydrid; einer reaktiven Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Imid, Amid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat, Anhydrid und -(O(CHR¹¹CH₂O)_d-R¹² wobei: R¹¹ ein Wasserstoff oder ein Alkyl aus 1 bis 7 Kohlenstoffen ist; d eine ganze Zahl von 1 bis zu der Zahl ist, die ausreicht, um ein Molekulargewicht von bis zu 200.000 für die -CHR¹¹CH₂O- Gruppe bereitzustellen; R¹² ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff, einem Alkyl aus 1 bis 9 Kohlenstoffen, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat und Anhydrid; -C₆H₄-O-R¹³ wobei: R¹³ ausgewählt ist aus: einem Wasserstoff oder einem Alkyl, gegebenenfalls substituiert mit einer reaktiven Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Azid, Acrylat, Phosphat und Anhydrid; einer reaktiven Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Epoxid, Silan, Alken, Alkyn, Acrylat, Phosphat und -(CHR¹⁴CH₂O)_e-R¹⁵ wobei: R¹⁴ ein Wasserstoff oder ein Alkyl aus 1 bis 7 Kohlenstoffen ist; e eine ganze Zahl von 1 bis zu der Zahl ist, die ausreicht, um ein Molekulargewicht von bis zu 200.000 für die -CHR¹⁴CH₂O-Gruppe bereitzustellen; und R¹⁵ ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff und einem Alkyl aus 1 bis 9 Kohlenstoffen, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Azid, Acrylat, Phosphat und Anhydrid; x, y und z, zusammengenommen, ausreichend sind, um ein Polyanion mit einem Molekulargewicht von wenigstens 100 bis nicht mehr als 500.000 zu bilden; y/x 0 bis 100 ist; und z 0 bis zu einem Verhältnis z/x von nicht mehr als 100 ist.

Eine weitere Ausführungsform ist in einem Verfahren zur Formgebung eines Festelektrolytkondensators bereitgestellt, umfassend: Bereitstellen einer eloxierten Anode; und eine Bilden einer leitfähigen Polymerschicht auf der eloxierten Anode, wobei die leitfähige Polymerschicht erste Partikel, die leitfähiges Polymer und Polyanion umfassen und zweite Partikel umfasst, die das leitfähige Polymer und das Polyanion umfassen, wobei die ersten Partikel einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von wenigstens 1 Mikrometer bis nicht mehr als 10 Mikrometern aufweisen und die zweite Partikel einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von wenigstens 1 nm bis nicht mehr als 600 nm aufweisen, wobei die leitende Polymerschicht eine interne bzw. innere Polymerschicht und eine externe bzw. äußere Polymerschicht umfasst und das innere Polymer vorpolymerisiertes leitfähiges Polymer umfasst.
Eine weitere Ausführungsform ist in einem Verfahren zur Formgebung eines Festelektrolytkondensators bereitgestellt, umfassend:

Bereitstellen einer eloxierten Anode;
Aufbringen einer Schicht, die eine organometallische Verbindung auf der eloxierten Anode umfasst; und
Bilden einer vorpolymerisierten leitfähigen Polymerschicht auf der organometallischen Verbindungschicht, wobei die leitfähige Polymerschicht erste Partikel aus leitfähigem Polymer und Polyanion umfassen und zweite Partikel umfasst, die das leitfähige Polymer und das Polyanion umfassen, wobei die ersten Partikel einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von wenigstens 1 Mikrometer bis nicht mehr als 10 Mikrometer aufweisen und die zweiten Partikel einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von wenigstens 1 nm bis nicht mehr als 600 nm aufweisen, wobei die leitende Polymerschicht eine innere Polymerschicht und eine äußere Polymerschicht umfasst.

Eine weitere Ausführungsform ist in einem Verfahren zur Formgebung eines Festelektrolytkondensators bereitgestellt, umfassend:

Bereitstellen einer eloxierten Anode; und
Bilden einer leitfähigen Polymerschicht auf der eloxierten Anode, wobei die leitfähige Polymerschicht erste Partikel, die leitfähiges Polymer und Polyanion umfassen, und zweite Partikel umfasst, die das leitfähige Polymer und das Polyanion umfassen, wobei die ersten Partikel einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von wenigstens 1 Mikrometer bis nicht mehr als 10 Mikrometern aufweisen und die zweiten Partikel einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von wenigstens 1 nm bis nicht mehr als 600 nm aufweisen, wobei ein Teil der leitfähigen Schicht einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von wenigstens 600 nm aufweist, wobei das Bilden der leitfähigen Schicht Aufbringen einer Dispersion umfasst, die die ersten Partikel und die zweiten Partikel umfasst; und
wobei ein Teil der Dispersion ferner Rotor-Stator-Hochschermischen, Ultraschall-Mischen, akustischem Mischen, Hochdruckhomogenisator oder ein Hochscherhomogenisator ausgesetzt wird.

Bereitstellen einer eloxierten Anode; und
Bilden einer leitfähigen Polymerschicht auf der eloxierten Anode, wobei die leitfähige Polymerschicht erste Partikel, die leitfähiges Polymer und Polyanion umfassen und zweite Partikel umfasst, die das leitfähige Polymer und das Polyanion umfassen, wobei die ersten Partikel einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von wenigstens 1 Mikrometer bis nicht mehr als 10 Mikrometer aufweisen und die zweiten Partikel einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von wenigstens 1 nm bis nicht mehr als 600 nm aufweisen, wobei das Polyanion dargestellt ist durch die Formel 2: A_xB_yC_z Formel 2 wobei:
- A Polystrolsulfonsäure oder Salz aus Polystrolsulfonat ist; B und C jeweils polymerisierte Einheiten darstellen, die mit einer Gruppe substituiert sind, ausgewählt aus: -Carboxylgruppen; -C(O)OR⁶ wobei R⁶ aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus: einem Alkyl aus 1 bis 20 Kohlenstoffen, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Azid, Phosphat, Acrylat, Anhydrid und -(CHR⁷CH₂O)_b-R⁸ wobei: R⁷ aus einem Wasserstoff oder einem Alkyl aus 1 bis 7 Kohlenstoffen ausgewählt ist; b ist eine ganze Zahl von 1 bis zu der Zahl ist, die ausreicht, um ein Molekulargewicht von bis zu 200.000 für die - CHR⁷CH₂O-Gruppe bereitzustellen; und R⁸ aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Wasserstoff, Silan, Phosphat, Acrylat, einem Alkyl aus 1 bis 9 Kohlenstoffen besteht, gegebenenfalls substituiert ist mit einer funktionellen Gruppe, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat und Anhydrid besteht; -C(O)-NHR⁹ wobei: R⁹ ist Wasserstoff oder ein Alkyl aus 1 bis 20 Kohlenstoffen, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, die aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat und Anhydrid besteht; -C₆H₄-R¹⁰ wobei: R¹⁰ ausgewählt ist aus: einem Wasserstoff oder einem Alkyl, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat und Anhydrid; einer reaktiven Gruppe, die aus der Gruppe bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Imid, Amid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat, Anhydrid und -(O(CHR¹¹CH₂O)_d-R¹² wobei: R¹¹ ein Wasserstoff oder ein Alkyl aus 1 bis 7 Kohlenstoffen ist; d ist eine ganze Zahl von 1 bis zu der Zahl ist, die ausreicht, um ein Molekulargewicht von bis zu 200.000 für die -CHR¹¹CH₂-O-Gruppe bereitzustellen; R¹² aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Wasserstoff, einem Alkyl aus 1 bis 9 Kohlenstoffen besteht, gegebenenfalls mit einer funktionellen Gruppe substituiert ist, ausgewählt aus der Gruppe, die aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat und Anhydrid besteht; -C₆H₄-O-R¹³ wobei: R¹³ ausgewählt ist aus: einem Wasserstoff oder einem Alkyl, gegebenenfalls substituiert mit einer reaktiven Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Azid, Acrylat, Phosphat und Anhydrid; einer reaktiven Gruppe, die aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Epoxid, Silan, Alken, Alkyn, Acrylat, Phosphat und -(CHR¹⁴CH₂O)_e-R¹⁵ wobei: R¹⁴ ein Wasserstoff oder ein Alkyl aus 1 bis 7 Kohlenstoffen ist; e eine ganze Zahl von 1 bis zu der Zahl ist, die ausreicht, um ein Molekulargewicht von bis zu 200.000 für die -CHR¹⁴CH₂O-Gruppe bereitzustellen; und R¹⁵ aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Wasserstoff und einem Alkyl aus 1 bis 9 Kohlenstoffen besteht, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Azid, Acrylat, Phosphat und Anhydrid; x, y und z, zusammengenommen, ausreichen, um ein Polyanion mit einem Molekulargewicht von wenigstens 100 bis nicht mehr als 500.000 zu bilden; y/x ist 0 bis 100; Und z ist 0 bis zu einem Verhältnis z/x von nicht mehr als 100; wobei sich die ersten und die zweiten Partikel in einer Dispersion befinden; wobei ein erster Teil der Dispersion durch hohe Scherpolymerisation einer Monomerlösung gebildet wird und ein zweiter Teil der Dispersion ferner Rotor-Stator-Hochschermischen, Ultraschallmischen, akustischem Mischen, Hochdruckhomogenisator oder einem Hochscherhomogenisator ausgesetzt wird.

Eine weitere Ausführungsform ist in einem Festelektrolytkondensator bereitgestellt, umfassend:

eine eloxierte Anode; und
eine leitfähige Polymerschicht auf der eloxierten Anode, wobei die leitfähige Polymerschicht eine innere Polymerschicht und eine äußere Polymerschicht umfasst und ferner erste Partikel umfasst, die leitfähiges Polymer und Polyanion enthalten, und zweite Partikel, die das leitfähige Polymer und das Polyanion enthalten, wobei die ersten Partikel einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von wenigstens 1 Mikrometer bis nicht mehr als 10 Mikrometer aufweisen und die zweiten Partikel einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von wenigstens 1 nm bis nicht mehr als 600 nm aufweisen;
wobei das Polyanion durch Formel 2 dargestellt ist: A_xB_yC_z Formel 2 wobei:
- A Polystrolsulfonsäure oder Salz aus Polystrolsulfonat ist; B und C jeweils polymerisierte Einheiten darstellen, substituiert mit einer Gruppe, ausgewählt aus: -Carboxylgruppen; -C(O)OR⁶ wobei R⁶ aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus: einem Alkyl aus 1 bis 20 Kohlenstoffen, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Azid, Phosphat, Acrylat, Anhydrid und -(CHR⁷CH₂O)_b-R⁸ wobei: R⁷ aus einem Wasserstoff oder einem Alkyl aus 1 bis 7 Kohlenstoffen ausgewählt ist; b eine ganze Zahl von 1 bis zu der Zahl ist, die ausreicht, um ein Molekulargewicht von bis zu 200.000 für die - CHR⁷CH₂O-Gruppe bereitzustellen; und R⁸ aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Wasserstoff, Silan, Phosphat, Acrylat, einem Alkyl aus 1 bis 9 Kohlenstoffen, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat und Anhydrid; -C(O)-NHR⁹ wobei: R⁹ Wasserstoff oder ein Alkyl aus 1 bis 20 Kohlenstoffen ist, die gegebenenfalls durch eine funktionelle Gruppe substituiert sind, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat und Anhydrid; -C₆H₄-R¹⁰ wobei: R¹⁰ ausgewählt ist aus: einem Wasserstoff oder einem Alkyl, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat und Anhydrid; einer reaktiven Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Imid, Amid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat, Anhydrid und -(O(CHR¹¹CH₂O)_d-R¹² wobei: R¹¹ ein Wasserstoff oder ein Alkyl aus 1 bis 7 Kohlenstoffen ist; d eine ganze Zahl von 1 bis zu der Zahl ist, die ausreicht, um ein Molekulargewicht von bis zu 200.000 für die-CHR¹¹CH₂O-Gruppe bereitzustellen; R¹² aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Wasserstoff, einem Alkyl aus 1 bis 9 Kohlenstoffen, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat und Anhydrid; -C₆H₄-O-R¹³ wobei: R¹³ ausgewählt ist aus: einem Wasserstoff oder einem Alkyl, gegebenenfalls substituiert mit einer reaktiven Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Azid, Acrylat, Phosphat und Anhydrid; einer reaktiven Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Epoxid, Silan, Alken, Alkyn, Acrylat, Phosphat und -(CHR¹⁴CH₂O)_e-R¹⁵ wobei: R¹⁴ ein Wasserstoff oder ein Alkyl aus 1 bis 7 Kohlenstoffen ist; e eine ganze Zahl von 1 bis zu der Zahl ist, die ausreicht, um ein Molekulargewicht von bis zu 200.000 für die -CHR¹⁴CH₂O-Gruppe bereitzustellen; und R¹⁵ aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Wasserstoff und einem Alkyl aus 1 bis 9 Kohlenstoffen, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Azid, Acrylat, Phosphat und Anhydrid; x, y und z, zusammengenommen, ausreichen, um ein Polyanion mit einem Molekulargewicht von wenigstens 100 bis nicht mehr als 500.000 zu bilden; y/x 0 bis 100 ist; und z 0 bis zu einem Verhältnis z/x von nicht mehr als 100 ist, wobei: y 10 bis 30 % darstellt und z 0 bis 20 % der Gesamtsumme x+y+z darstellt; und wobei die äußere Polymerschicht das Polyanion umfasst.

Eine weitere Ausführungsform ist in einer Dispersion bereitgestellt, umfassend: erste Partikel, die leitfähiges Polymer und Polyanion umfassen, wobei die ersten Partikel einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von wenigstens 1 Mikrometer bis nicht mehr als 10 Mikrometer aufweisen;
zweite Partikel, die das leitfähige Polymer und die Polyanion umfassen, wobei die zweiten Partikel einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von wenigstens 1 nm bis nicht mehr als 600 nm aufweisen;
wobei das leitfähige Polymer konjugierte Gruppen umfasst, die die Struktur der Formel I aufweisen:
wobei:

R¹ und R² unabhängig lineares oder verzweigtes C₁-C₁₆-Alkyl oder C₂-C₁₈ Alkoxyalkyl darstellen; oder C₃-C₈-Cycloalkyl, Phenyl oder Benzyl sind, die nicht substituiert sind oder durch C₁-C₆-Alkyl, C₁-C₆-Alkoxy, Halogen oder OR³ substituiert sind; oder R¹ und R², zusammengenommen, linear C₁-C₆-Alkylen, das nicht substituiert ist oder durch C₁-C₆-Alkyl, C₁-C₆-Alkoxy, Halogen, C₃-C₈ Cycloalkyl, Phenyl, Benzyl, C₁-C₄-Alkylphenyl, C₁-C₄-Alkoxyphenyl, Halophenyl, C₁-C₄-Alkylbenzyl, C₁-C₄-Alkoxybenzyl oder Halobenzyl, 5-, 6- oder 7-gliedrige heterozyklische Struktur, die zwei Sauerstoffelemente enthält;
R³ Wasserstoff, lineares oder verzweigtes C₁-C₁₆-Alkyl oder C₂-C₁₈-Alkoxyalkyl darstellt; oder C₃-C₈-Cycloalkyl, Phenyl oder Benzyl sind, die nicht substituiert sind oder durch C₁-C₆-Alkyl substituiert sind; und
X S, N oder O ist, und
das Polyanion wird durch Formel 2 dargestellt: A_xB_yC_z Formel 2 wobei:
- A Polystrolsulfonsäure oder Salz aus Polystrolsulfonat ist; B und C jeweils polymerisierte Einheiten darstellen, die mit einer Gruppe substituiert sind, ausgewählt aus: -Carboxylgruppen; -C(O)OR⁶ wobei R⁶ aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus: einem Alkyl aus 1 bis 20 Kohlenstoffen, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Azid, Phosphat, Acrylat, Anhydrid und -(CHR⁷CH₂O)_b-R⁸ wobei: R⁷ aus einem Wasserstoff oder einem Alkyl aus 1 bis 7 Kohlenstoffen ausgewählt ist; b eine ganze Zahl von 1 bis zu der Zahl ist, die ausreicht, um ein Molekulargewicht von bis zu 200.000 für die - CHR⁷CH₂O-Gruppe bereitzustellen; und R⁸ aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Wasserstoff, Silan, Phosphat, Acrylat, einem Alkyl aus 1 bis 9 Kohlenstoffen, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat und Anhydrid; -C(O)-NHR⁹ wobei: R⁹ Wasserstoff oder ein Alkyl aus 1 bis 20 Kohlenstoffen ist, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat und Anhydrid; -C₆H₄-R¹⁰ wobei: R¹⁰ ausgewählt ist aus: einem Wasserstoff oder einem Alkyl, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat und Anhydrid; einer reaktiven Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Imid, Amid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat, Anhydrid und -(O(CHR¹¹CH₂O)_d-R¹² wobei: R¹¹ ein Wasserstoff oder ein Alkyl aus 1 bis 7 Kohlenstoffen ist; d eine ganze Zahl von 1 bis zu der Zahl ist, die ausreicht, um ein Molekulargewicht von bis zu 200.000 für die-CHR¹¹CH₂O-Gruppe bereitzustellen; R¹² aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Wasserstoff, einem Alkyl aus 1 bis 9 Kohlenstoffen, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat und Anhydrid; -C₆H₄-O-R¹³ wobei: R¹³ ausgewählt ist aus: einem Wasserstoff oder einem Alkyl, gegebenenfalls substituiert mit einer reaktiven Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Azid, Acrylat, Phosphat und Anhydrid; einer reaktiven Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Epoxid, Silan, Alken, Alkyn, Acrylat, Phosphat und -(CHR¹⁴CH₂O)_e-R¹⁵ wobei: R¹⁴ ein Wasserstoff oder ein Alkyl aus 1 bis 7 Kohlenstoffen ist; e eine ganze Zahl von 1 bis zu der Zahl ist, die ausreicht, um ein Molekulargewicht von bis zu 200.000 für die -CHR¹⁴CH₂O-Gruppe bereitzustellen; und R¹⁵ aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Wasserstoff und einem Alkyl aus 1 bis 9 Kohlenstoffen, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Azid, Acrylat, Phosphat und Anhydrid; x, y und z, zusammengenommen, ausreichen, um ein Polyanion mit einem Molekulargewicht von wenigstens 100 bis nicht mehr als 500.000 zu bilden; y/x 0 bis 100 ist; und z 0 bis zu einem Verhältnis z/x von nicht mehr als 100 ist, wobei ein Teil der Dispersion ferner Rotor-Stator-Hochschermischen, Ultraschall-Mischen, akustischem Mischen, Hochdruckhomogenisierung oder Hochscherhomogenisierung ausgesetzt wird.

Eine weitere Ausführungsform ist in einem Verfahren zur Formgebung eines Elektrolytkondensators bereitgestellt, umfassend: Bereitstellen einer Anode, die ein Dielektrikum umfasst, das mit einer organometallischen Verbindung beschichtet ist, und Bilden einer ersten leitfähigen Polymerschicht, die ein Polyanion und ein leitfähiges Polymer umfasst, Aufbringen einer zweiten Polymeraufschlämmung, die ein zweites leitfähiges Polymer und Polyanion umfasst, wobei im Polyanion PSS-Copolymer enthalten ist.
Eine weitere Ausführungsform ist in einem Verfahren zur Formgebung eines Elektrolytkondensators bereitgestellt, umfassend: Bereitstellen einer Anode, die ein Dielektrikum umfasst, das mit einer organometallischen Verbindung beschichtet ist und Bilden einer ersten leitfähigen Polymerschicht, wobei die erste leitfähige Polymerschicht ein Polyanion und ein leitfähiges Polymer umfasst, Aufbringen einer zweiten Polymeraufschlämmung, die ein Polyanion umfasst, in der zweiten Aufschlämmung multimodale Partikel von PEDOT:Polyanion enthalten sind.
Eine weitere Ausführungsform ist in einem Verfahren zur Formgebung eines Elektrolytkondensators bereitgestellt, umfassend: eine Anode, die ein Dielektrikum umfasst, das mit einer organometallischen Verbindung beschichtet ist und Bilden einer ersten leitfähigen Polymerschicht, wobei die erste leitfähige Polymerschicht ein Polyanion und ein leitfähiges Polymer umfasst, Aufbringen einer zweiten Polymeraufschlämmung, die ein Polyanion umfasst, wobei in der zweiten Aufschlämmung wenigstens bimodale Partikelgrößen von PEDOT:Polyanion umfasst sind, wo in dem Polyanion PSS Copolymer ist.
Eine weitere Ausführungsform ist in einem Verfahren zur Formgebung eines Elektrolytkondensators bereitgestellt, umfassend: Bereitstellen einer Anode, die ein Dielektrikum umfasst, das mit einer organometallischen Verbindung beschichtet ist und Bilden einer ersten leitfähigen Polymerschicht, ein vorpolymerisiertes Polymer ist, Aufbringen einer zweiten Polymeraufschlämmung, die ein zweites leitfähiges Polymer und Polyanion umfasst, bei dem sich im Polyanion PSS-Copolymer befindet.
Eine weitere Ausführungsform ist in einem Verfahren zur Formgebung eines Festelektrolytkondensators bereitgestellt, umfassend:

Bereitstellen einer eloxierten Anode; und
Bilden einer leitfähigen Polymerschicht auf der eloxierten Anode, wobei die leitfähige Polymerschicht erste Partikel, die leitfähiges Polymer und Polyanion umfassen und zweite Partikel umfasst, die das leitfähige Polymer und das Polyanion umfassen, wobei die ersten Partikel einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von wenigstens 1 Mikrometer bis nicht mehr als 10 Mikrometer aufweisen und die zweiten Partikel einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von wenigstens 1 nm bis nicht mehr als 600 nm aufweisen, wobei die leitende Polymerschicht eine innere Polymerschicht und eine äußere Polymerschicht umfasst und das innere Polymer ein vorpolymerisiertes leitfähiges Polymer umfasst.

Bereitstellen einer eloxierten Anode;
Aufbringen einer Schicht, die eine organometallische Verbindung umfasst, auf die eloxierte Anode ; und
Bilden einer vorpolymerisierten leitfähigen Polymerschicht auf der organometallischen Verbindungsschicht, wobei die leitfähige Polymerschicht erste Partikel, die leitfähiges Polymer und Polyanion umfassen und zweite Partikel umfasst, die das leitfähige Polymer und das Polyanion umfasst, wobei die ersten Partikel einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von wenigstens 1 Mikrometer bis nicht mehr als 10 Mikrometer aufweisen und die zweiten Partikel einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von wenigstens 1 nm bis nicht mehr als 600 nm aufweisen, wobei die leitfähige Schicht eine innere Polymerschicht und eine äußere Polymerschicht umfasst.

Bereitstellen einer eloxierten Anode; und
Bilden einer leitfähige Polymerschicht auf der eloxierten Anode, wobei die leitfähige Polymerschicht erste Partikel, die leitfähiges Polymer und Polyanion umfassen, und zweite Partikel umfasst, die das leitfähige Polymer und das Polyanion umfassen, wobei die ersten Partikel einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von wenigstens 1 Mikrometer bis nicht mehr als 10 Mikrometer aufweisen und die zweite Partikel einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von wenigstens 1 nm bis nicht mehr als 600 nm aufweisen, wobei das Bilden der leitfähigen Schicht Aufbringen einer Dispersion umfasst, die die ersten und die zweiten Partikel umfasst; und
wobei ein Teil der Dispersion ferner Rotor-Stator-Hochschermischen, Ultraschall-Mischen,
akustischem Mischen, Hochdruckhomogenisator oder einem Hochscherhomogenisator ausgesetzt wird.

Bereitstellen einer eloxierten Anode; und
Bilden einer leitfähigen Polymerschicht auf der eloxierten Anode, wobei die leitfähige Polymerschicht erste Partikel, die leitfähiges Polymer und Polyanion umfassen und zweite Partikel umfassen, die das leitfähige Polymer und das Polyanion umfassen, wobei die ersten Partikel einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von wenigstens 1 Mikrometer bis nicht mehr als 10 Mikrometer aufweisen und die zweiten Partikel einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von wenigstens 1 nm bis nicht mehr als 600 nm aufweisen, wobei das Polyanion durch die Formel 2 dargestellt ist, : A_xB_yC_z Formel 2 wobei:
- A Polystrolsulfonsäure oder Salz aus Polystrolsulfonat ist; B und C jeweils polymerisierte Einheiten darstellen, substituiert mit einer Gruppe, ausgewählt aus: -Carboxylgruppen; -C(O)OR⁶ wobei R⁶ aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus: einem Alkyl aus 1 bis 20 Kohlenstoffen, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Azid, Phosphat, Acrylat, Anhydrid und -(CHR⁷CH₂O)_b-R⁸ wobei: R⁷ aus einem Wasserstoff oder einem Alkyl aus 1 bis 7 Kohlenstoffen ausgewählt ist; b eine ganze Zahl von 1 bis zu der Zahl ist, die ausreicht, um ein Molekulargewicht von bis zu 200.000 für die - CHR⁷CH₂O-Gruppe bereitzustellen; und R⁸ aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Wasserstoff, Silan, Phosphat, Acrylat, einem Alkyl aus 1 bis 9 Kohlenstoffen, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat und Anhydrid; -C(O)-NHR⁹ wobei: R⁹ Wasserstoff oder ein Alkyl aus 1 bis 20 Kohlenstoffen ist, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat und Anhydrid; -C₆H₄-R¹⁰ wobei: R¹⁰ ausgewählt ist aus: einem Wasserstoff oder einem Alkyl, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat und Anhydrid; einer reaktiven Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Imid, Amid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat, Anhydrid und -(O(CHR¹¹CH₂O)_d-R¹² wobei: R¹¹ ein Wasserstoff oder ein Alkyl aus 1 bis 7 Kohlenstoffen ist; d eine ganze Zahl von 1 bis zu der Zahl ist, die ausreicht, um ein Molekulargewicht von bis zu 200.000 für die-CHR¹¹CH₂O-Gruppe bereitzustellen; R¹² aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Wasserstoff, einem Alkyl aus 1 bis 9 Kohlenstoffen, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat und Anhydrid; -C₆H₄-O-R¹³ wobei: R¹³ ausgewählt ist aus: einem Wasserstoff oder einem Alkyl, gegebenenfalls substituiert mit einer reaktiven Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Azid, Acrylat, Phosphat und Anhydrid; einer reaktiven Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Epoxid, Silan, Alken, Alkyn, Acrylat, Phosphat und -(CHR¹⁴CH₂O)_e-R¹⁵ wobei: R¹⁴ ein Wasserstoff oder ein Alkyl aus 1 bis 7 Kohlenstoffen ist; e eine ganze Zahl von 1 bis zu der Zahl ist, die ausreicht, um ein Molekulargewicht von bis zu 200.000 für die -CHR¹⁴CH₂O-Gruppe bereitzustellen; und R¹⁵ aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Wasserstoff und einem Alkyl aus 1 bis 9 Kohlenstoffen, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Azid, Acrylat, Phosphat und Anhydrid; x, y und z, zusammengenommen, ausreichen, um ein Polyanion mit einem Molekulargewicht von wenigstens 100 bis nicht mehr als 500.000 zu bilden; y/x 0 bis 100 ist; und z 0 bis zu einem Verhältnis z/x von nicht mehr als 100 ist, wobei: wobei sich die ersten Partikel und die zweiten Partikel in einer Dispersion befinden; wobei ein erster Teil der Dispersion durch hohe Scherpolymerisation einer Monomerlösung gebildet wird und ein zweiter Teil der Dispersion ferner Rotor-Stator-Hochschermischen, Ultraschallmischen, akustischem Mischen, Hochdruckhomogenisator oder einem Hochscherhomogenisator ausgesetzt wird.

Bereitstellen einer eloxierten Anode; und
Bilden einer leitfähigen Polymerschicht auf der eloxierten Anode, wobei die leitfähige Polymerschicht eine innere Polymerschicht und eine äußere Polymerschicht umfasst und ferner erste Partikel, die leitfähiges Polymer und Polyanion umfassen, und zweite Partikel umfasst, die das leitfähige Polymer und das Polyanion umfassen, wobei die ersten Partikel einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von wenigstens 1 Mikrometer bis nicht mehr als 10 Mikrometer aufweisen und die zweiten Partikel einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von wenigstens 1 nm bis nicht mehr als 600 nm aufweisen;
wobei das Polyanion durch die Formel 2 dargestellt ist: A_xB_yC_z Formel 2 wobei:
- A Polystrolsulfonsäure oder Salz aus Polystrolsulfonat ist; B und C jeweils polymerisierte Einheiten darstellen, substituiert mit einer Gruppe, ausgewählt aus: -Carboxylgruppen; -C(O)OR⁶ wobei R⁶ aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus: einem Alkyl aus 1 bis 20 Kohlenstoffen, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Azid, Phosphat, Acrylat, Anhydrid und -(CHR⁷CH₂O)_b-R⁸ wobei: R⁷ aus einem Wasserstoff oder einem Alkyl aus 1 bis 7 Kohlenstoffen ausgewählt ist; b eine ganze Zahl von 1 bis zu der Zahl ist, die ausreicht, um ein Molekulargewicht von bis zu 200.000 für die - CHR⁷CH₂O-Gruppe bereitzustellen; und R⁸ aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Wasserstoff, Silan, Phosphat, Acrylat, einem Alkyl aus 1 bis 9 Kohlenstoffen, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat und Anhydrid; -C(O)-NHR⁹ wobei: R⁹ Wasserstoff oder ein Alkyl aus 1 bis 20 Kohlenstoffen ist, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat und Anhydrid; -C₆H₄-R¹⁰ wobei: R¹⁰ ausgewählt ist aus: einem Wasserstoff oder einem Alkyl, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat und Anhydrid; einer reaktiven Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Imid, Amid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat, Anhydrid und -(O(CHR¹¹CH₂O)_d-R¹² wobei: R¹¹ ein Wasserstoff oder ein Alkyl aus 1 bis 7 Kohlenstoffen ist; d eine ganze Zahl von 1 bis zu der Zahl ist, die ausreicht, um ein Molekulargewicht von bis zu 200.000 für die-CHR¹¹CH₂O-Gruppe bereitzustellen; R¹² aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Wasserstoff, einem Alkyl aus 1 bis 9 Kohlenstoffen, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat und Anhydrid; -C₆H₄-O-R¹³ wobei: R¹³ ausgewählt ist aus: einem Wasserstoff oder einem Alkyl, gegebenenfalls substituiert mit einer reaktiven Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Azid, Acrylat, Phosphat und Anhydrid; einer reaktiven Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Epoxid, Silan, Alken, Alkyn, Acrylat, Phosphat und -(CHR¹⁴CH₂O)_e-R¹⁵ wobei: R¹⁴ ein Wasserstoff oder ein Alkyl aus 1 bis 7 Kohlenstoffen ist; e eine ganze Zahl von 1 bis zu der Zahl ist, die ausreicht, um ein Molekulargewicht von bis zu 200.000 für die -CHR¹⁴CH₂O-Gruppe bereitzustellen; und R¹⁵ aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Wasserstoff und einem Alkyl aus 1 bis 9 Kohlenstoffen, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Azid, Acrylat, Phosphat und Anhydrid; x, y und z, zusammengenommen, ausreichen, um ein Polyanion mit einem Molekulargewicht von wenigstens 100 bis nicht mehr als 500.000 zu bilden; y/x 0 bis 100 ist; und z 0 bis zu einem Verhältnis z/x von nicht mehr als 100 ist, wobei: y 10 bis 30 % darstellt und z 0 bis 20 % der Gesamtsumme x+y+z darstellt; und wobei die äußere Polymerschicht das Polyanion umfasst.

Eine weitere Ausführungsform ist in einem Kondensator bereitgestellt, umfassend:

eine eloxierte Anode; und
eine leitfähige Polymerschicht auf der eloxierten Anode, wobei die leitfähige Polymerschicht erste Partikel, die leitfähiges Polymer und Polyanion umfassen und zweite Partikel umfasst,
die das leitfähige Polymer und das Polyanion umfassen, wobei die ersten Partikel einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von wenigstens 1 Mikrometer bis nicht mehr als 10 Mikrometer aufweisen und die zweiten Partikel einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von wenigstens 1 nm bis nicht mehr als 600 nm aufweisen, wobei die leitende Polymerschicht einen inneren Polymerdurchmesser von wenigstens 600 nm aufweist, wobei die leitfähige Polymerschicht einen inneren Polymerdurchmesser von wenigstens 1 nm aufweist, wobei die leitfähige Polymerschicht eine innere Polymerschicht und eine äußere Polymerschicht umfasst und das innere Polymer vorpolymerisiertes leitfähiges Polymer umfasst.

Eine weitere Ausführungsform ist in einem Kondensator bereitgestellt, umfassend : eine eloxierte Anode;
eine Schicht, die eine organometallische Verbindung auf der eloxierten Anode umfasst; und eine leitfähige Polymerschicht auf der organometallischen Verbindungsschicht, wobei die leitfähige Polymerschicht erste Partikel, die leitfähiges Polymer und Polyanion umfassen und zweite Partikel umfasst, die das leitfähige Polymer und das Polyanion umfassen, wobei die ersten Partikel einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von wenigstens 1 Mikrometer bis nicht mehr als 10 Mikrometer aufweisen und die zweiten Partikel einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von wenigstens 1 nm bis nicht mehr als 600 nm aufweisen, wobei die leitende Polymerschicht eine innere Polymerschicht umfasst, wobei die leitende Schicht eine innere Polymerschicht und eine äußere Polymerschicht umfasst.
Eine weitere Ausführungsform ist in einem Kondensator bereitgestellt, umfassend:

eine eloxierte Anode; und
eine leitfähige Polymerschicht auf der eloxierten Anode, wobei die leitfähige Polymerschicht eine innere Polymerschicht und eine äußere Polymerschicht umfasst und ferner erste Partikel,
die leitfähiges Polymer und Polyanion umfassen, und zweite Partikel umfasst, die das leitfähige Polymer und das Polyanion umfassen, wobei die ersten Partikel einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von wenigstens 1 Mikrometer bis nicht mehr als 10 Mikrometer aufweisen und die zweiten Partikel einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von wenigstens 1 nm bis nicht mehr als 600 nm aufweisen;
wobei das Polyanion durch Formel 2 dargestellt ist: A_xB_yC_z Formel 2 wobei:
- A Polystrolsulfonsäure oder Salz aus Polystrolsulfonat ist; B und C jeweils polymerisierte Einheiten darstellen, substituiert mit einer Gruppe, ausgewählt aus: -Carboxylgruppen; -C(O)OR⁶ wobei R⁶ aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus: einem Alkyl aus 1 bis 20 Kohlenstoffen, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Azid, Phosphat, Acrylat, Anhydrid und -(CHR⁷CH₂O)_b-R⁸ wobei: R⁷ aus einem Wasserstoff oder einem Alkyl aus 1 bis 7 Kohlenstoffen ausgewählt ist; b eine ganze Zahl von 1 bis zu der Zahl ist, die ausreicht, um ein Molekulargewicht von bis zu 200.000 für die - CHR⁷CH₂O-Gruppe bereitzustellen; und R⁸ aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Wasserstoff, Silan, Phosphat, Acrylat, einem Alkyl aus 1 bis 9 Kohlenstoffen, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat und Anhydrid; -C(O)-NHR⁹ wobei: R⁹ Wasserstoff oder ein Alkyl aus 1 bis 20 Kohlenstoffen ist, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat und Anhydrid; -C₆H₄-R¹⁰ wobei: R¹⁰ ausgewählt ist aus: einem Wasserstoff oder einem Alkyl, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat und Anhydrid; einer reaktiven Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Imid, Amid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat, Anhydrid und -(O(CHR¹¹CH₂O)_d-R¹² wobei: R¹¹ ein Wasserstoff oder ein Alkyl aus 1 bis 7 Kohlenstoffen ist; d eine ganze Zahl von 1 bis zu der Zahl ist, die ausreicht, um ein Molekulargewicht von bis zu 200.000 für die-CHR¹¹CH₂O-Gruppe bereitzustellen; R¹² aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Wasserstoff, einem Alkyl aus 1 bis 9 Kohlenstoffen, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat und Anhydrid; -C₆H₄-O-R¹³ wobei: R¹³ ausgewählt ist aus: einem Wasserstoff oder einem Alkyl, gegebenenfalls substituiert mit einer reaktiven Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Azid, Acrylat, Phosphat und Anhydrid; einer reaktiven Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Epoxid, Silan, Alken, Alkyn, Acrylat, Phosphat und -(CHR¹⁴CH₂O)_e-R¹⁵ wobei: R¹⁴ ein Wasserstoff oder ein Alkyl aus 1 bis 7 Kohlenstoffen ist; e eine ganze Zahl von 1 bis zu der Zahl ist, die ausreicht, um ein Molekulargewicht von bis zu 200.000 für die -CHR¹⁴CH₂O-Gruppe bereitzustellen; und R¹⁵ aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Wasserstoff und einem Alkyl aus 1 bis 9 Kohlenstoffen, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Azid, Acrylat, Phosphat und Anhydrid; x, y und z, zusammen genommen, ausreichen, um ein Polyanion mit einem Molekulargewicht von wenigstens 100 bis nicht mehr als 500.000 zu bilden; y/x 0 bis 100 ist; und z 0 zu einem Verhältnis z/x von nicht mehr als 100 ist, wobei: y 10 bis 30 % darstellt und z 0 bis 20 % der Gesamtsumme x+y+z darstellt; und wobei die äußere Polymerschicht das Polyanion umfasst.

Eine weitere Ausführungsform ist in einer Dispersion bereitgestellt, umfassend: erste Partikel, die leitfähiges Polymer und Polyanion umfassen, wobei die ersten Partikel einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von wenigstens 1 Mikrometer bis nicht mehr als 10 Mikrometer aufweisen;
zweite Partikel umfasst, die das leitfähige Polymer und das Polyanion umfassen, wobei die zweiten Partikel einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von wenigstens 1 nm bis nicht mehr als 600 nm aufweisen;
wobei das leitfähige Polymer konjugierte Gruppen umfasst, die die Struktur der Formel I aufweisen:
wobei:

R¹ und R² unabhängig lineares oder verzweigtes C₁-C₁₆-Alkyl oder C₂-C₁₈-Alkoxyalkyl darstellen; oder C₃-C₈-Cycloalkyl, Phenyl oder Benzyl sind, die nicht substituiert oder mit C₁-C₆-Alkyl, C₁-C₆-Alkoxy, Halogen oder OR³ substituiert sind; oder R¹ und R², zusammengenommen, linear C₁-C₆-Alkylen sind, das nicht substituiert ist oder durch C₁-C₆-Alkyl, C₁-C₆-Alkoxy, Halogen, C₃-C₈-Cycloalkyl, Phenyl, Benzyl, C₁-C₄-Alkylphenyl, C₁-C₄-Alkoxyphenyl, Halophenyl, C₁-C₄-Alkylbenzyl, C₁-C₄-Alkoxybenzyl oder Halobenzyl, 5-, 6- oder 7-gliedrige heterozyklische Struktur, die zwei Sauerstoffelemente enthält, substituiert ist, R³ stellt Wasserstoff, lineares oder verzweigtes C₁-C₁₆-Alkyl oder C₂-C₁₈-Alkoxyalkyl dar; oder sind C₃-C₈-Cycloalkyl, Phenyl oder Benzyl, die nicht substituiert sind oder durch C₁-C₆-Alkyl substituiert sind; und X S, N oder O ist, und das Polyanion durch Formel 2 dargestellt ist: A_xB_yC_z Formel 2 wobei:
- A Polystrolsulfonsäure oder Salz aus Polystrolsulfonat ist; B und C jeweils polymerisierte Einheiten darstellen, substituiert mit einer Gruppe, ausgewählt aus: -Carboxylgruppen; -C(O)OR⁶ wobei R⁶ aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus: einem Alkyl aus 1 bis 20 Kohlenstoffen, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Azid, Phosphat, Acrylat, Anhydrid und -(CHR⁷CH₂O)_b-R⁸ wobei: R⁷ aus einem Wasserstoff oder einem Alkyl aus 1 bis 7 Kohlenstoffen ausgewählt ist; b eine ganze Zahl von 1 bis zu der Zahl ist, die ausreicht, um ein Molekulargewicht von bis zu 200.000 für die - CHR⁷CH₂O-Gruppe bereitzustellen; und R⁸ aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Wasserstoff, Silan, Phosphat, Acrylat, einem Alkyl aus 1 bis 9 Kohlenstoffen, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat und Anhydrid; -C(O)-NHR⁹ wobei: R⁹ Wasserstoff oder ein Alkyl aus 1 bis 20 Kohlenstoffen ist, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat und Anhydrid; -C₆H₄-R¹⁰ wobei: R¹⁰ ausgewählt ist aus: einem Wasserstoff oder einem Alkyl, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat und Anhydrid; einer reaktiven Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Imid, Amid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat, Anhydrid und -(O(CHR¹¹CH₂O)_d-R¹² wobei: R¹¹ ein Wasserstoff oder ein Alkyl aus 1 bis 7 Kohlenstoffen ist; d eine ganze Zahl von 1 bis zu der Zahl ist, die ausreicht, um ein Molekulargewicht von bis zu 200.000 für die-CHR¹¹CH₂O-Gruppe bereitzustellen; R¹² aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Wasserstoff, einem Alkyl aus 1 bis 9 Kohlenstoffen, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat und Anhydrid; -C₆H₄-O-R¹³ wobei: R¹³ ausgewählt ist aus: einem Wasserstoff oder einem Alkyl, gegebenenfalls substituiert mit einer reaktiven Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Azid, Acrylat, Phosphat und Anhydrid; einer reaktiven Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Epoxid, Silan, Alken, Alkyn, Acrylat, Phosphat und -(CHR¹⁴CH₂O)_e-R¹⁵ wobei: R¹⁴ ein Wasserstoff oder ein Alkyl aus 1 bis 7 Kohlenstoffen ist; e eine ganze Zahl von 1 bis zu der Zahl ist, die ausreicht, um ein Molekulargewicht von bis zu 200.000 für die -CHR¹⁴CH₂O-Gruppe bereitzustellen; und R¹⁵ aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Wasserstoff und einem Alkyl aus 1 bis 9 Kohlenstoffen, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Azid, Acrylat, Phosphat und Anhydrid; x, y und z, zusammengenommen, ausreichen, um ein Polyanion mit einem Molekulargewicht von wenigstens 100 bis nicht mehr als 500.000 zu bilden; y/x 0 bis 100 ist; und z 0 bis zu einem Verhältnis z/x von nicht mehr als 100 ist, wobei ein Teil der Dispersion ferner Rotor-Stator-Hochschermischen, Ultraschallmischen, akustischem Mischen, Hochdruckhomogenisator oder einem Hochscherhomogenisator ausgesetzt wird.

Figurenliste

1 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Festelektrolytkondensators.
2 ist eine Flussdiagrammdarstellung einer Ausführungsform der Erfindung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine verbesserte leitfähige Polymerdispersion zum Verwenden in Festelektrolytkondensatoren, einen verbesserten Festelektrolytkondensator, der das leitfähige Polymer als Kathode umfasst, eine Aufschlämmung, die das leitfähige Polymer umfasst, und ein Verfahren zur Herstellung des verbesserten Festelektrolytkondensators. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein verbessertes Polymerisationsverfahren für leitfähige Polymerdispersionen, die für Verwendung in einem verbesserten Festelektrolytkondensator geeignet sind, wobei die Verbesserung zumindest teilweise durch eine verbesserte Ecken- und Kantenabdeckung auf der eloxierten Anode und eine verbesserte Grenzflächenhaftung in Kathodenschichten entsteht.
Es wurde festgestellt, dass überraschenderweise eine vollständige Ecken- und Kantenabdeckung und eine verbesserte Grenzflächenhaftung in einem Festelektrolytkondensator durch Auftragen eines Gemischs erreicht werden kann, das eine Dispersion aus leitfähigem Polymer mit wenigstens einer bimodalen Größenverteilung von leitfähigen Polymer:Polyanion-Komplexpartikel in einem Lösungsmittel umfasst. Die ersten Partikel weisen eine mittlere Partikelgröße (D₅₀) auf, die wenigstens 1 Mikrometer bis nicht mehr als 10 Mikrometer beträgt. Bevorzugter ist, dass die ersten Partikel eine D₅₀ aufweisen, die wenigstens 1 Mikrometer bis nicht mehr als 5 Mikrometer und noch bevorzugter wenigstens 2 Mikrometer bis nicht mehr als 4 Mikrometer beträgt. Die zweiten Partikel weisen eine D₅₀ von wenigstens 1 nm bis nicht mehr als 600 nm auf, besonders bevorzugt wenigstens 100 nm bis nicht mehr als 500 nm und noch bevorzugter wenigstens 200 nm bis nicht mehr als 400 nm. Der Begriff Durchschnittsdurchmesser, der als D₅₀ berichtet wird, ist der Massenmediandurchmesser oder der durchschnittliche Partikeldurchmesser nach Masse. Während als bimodale Dispersion beschrieben, aufweisend mehr als zwei unterschiedliche Partikelgrößen, werden erwogen.
Es wird bevorzugt, dass die Partikel von Polymer und Anion wenigstens 5 Gew.% bis nicht mehr als 95 Gew.-% erste Partikel mit einem d₅₀ von wenigstens 1 Mikrometer bis nicht mehr als 10 Mikrometer aufweisen, besonders bevorzugt wenigstens 25 Gew.-%. bis nicht mehr als 75 Gew.-% und noch bevorzugter wenigstens 40 Gew.-% bis nicht mehr als 60 Gew.-% aufweisen. Es ist zwar vorzuziehen, dass die Partikel von Polymer und Anion wenigstens 5 Gew.-% bis nicht mehr als 95 Gew.-% zweite Partikel mit einem dso von wenigstens 1 nm bis nicht mehr als 600 nm, besonders bevorzugt wenigstens 25 Gew.-% bis nicht mehr als 75 Gew.-% und noch bevorzugt wenigstens 40 Gew.-% bis nicht mehr als 60 Gew.-% aufweisen.
Es wurde überraschenderweise herausgefunden, dass die Verhältnisanpassung von ersten Partikel und zweiten Partikel in leitender Polymerdispersion durch Nachbearbeitung eines Teils der Dispersion die Polymerfilmqualität beeinträchtigt. Die Nachbearbeitungstechniken können Hochschermischen, Ultraschallmischen, akustisches Mischen, Hochdruckhomogenisierung oder hochscherhomogenisierendes Mischen sein. Die wenigstens bimodale Größenverteilung von leitfähigen Polymer:Polyanion Partikel führt zu einer signifikant verbesserten Ecken- und Kantenabdeckung im Vergleich zu Dispersionen des Stands der Technik mit monomodaler Partikelgrößenverteilung. Das Ergebnis ist ein Festelektrolytkondensator mit signifikant verbesserter ESR und verbesserter Leckstrombeständigkeit unter feuchten Bedingungen. Die vorliegende Erfindung stellt einen Festelektrolytkondensator mit einer ESR-Verschiebung von weniger als 100 % und einem Rest- bzw. Leckstrom von weniger als 0,1 CV nach 1000 Stunden Last bei 85°C und 85 % relativer Luftfeuchtigkeit bereit.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst die innere Polymerschicht kleinere Partikel und die äußere Polymerschicht eine wenigstens bimodale Größenverteilung leitfähiger Polymer:Polyanion Partikel.
Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben, die ein integrales, nicht einschränkendes Element der Offenbarung bilden.
Ein erfindungsgemäßer Kondensator wird unter Bezugnahme auf 1 beschrieben, wobei ein Festelektrolytkondensator in einer Querschnittsschemaansicht dargestellt ist. In 1 umfasst der Festelektrolytkondensator 1 eine Anode, 2, mit einem Dielektrikum, 3, darauf. Nach Beendigung, ist die leitfähige Polymerschicht 4 im Wesentlichen eine kontinuierliche vorzugsweise ungestreifte bzw. nicht geschichtete Schicht, die durch mehrere Verfahrensschritte gebildet wird und daher hierin mit jeder Schicht jeweils zur Veranschaulichung und Klarheit beschrieben wird. Es ist allgemein bekannt, dass es schwierig ist, eine Leitung an einer leitfähigen Polymerschicht zu befestigen, und daher ist es im Stand der Technik Standard, eine Befestigungsschicht 5 aufzubringen, die typischerweise Schichten mit leitfähigem Kohlenstoff auf der leitfähigen Polymerschicht und Silber enthaltende Schichten auf der kohlenstoffhaltigen Schicht umfasst. Eine Kathodenleitung, 7, wird durch einen leitfähigen Klebstoff an der Befestigungsschicht befestigt. Eine Anodenleitung 6, wird an einem Leitungsdraht, 8, befestigt, typischerweise durch Schweißen und die gesamte Baugruppe, mit Ausnahme von Teilen der Kathoden- und Anodenleitung, sind in einem nichtleitenden Material, 9, wie z. B. einem Harz, eingekapselt.
Die erste leitfähige Polymerschicht, 4¹ , aufgebracht wird als eine innere Polymerschicht bezeichnet und wird in einer Weise ausgebildet, sodass die interstitiellen Bereiche des porösen Dielektrikums angemessen beschichtet werden können. Die erste leitfähige Polymerschicht umfasst typischerweise Unterschichten, die sequenziell vorzugsweise aus gemeinsamen Bauteilen gebildet werden und unter gemeinsamen Bedingungen geeignet sind, die interstitiellen Bereiche des porösen Dielektrikums zu beschichten. Die erste leitfähige Polymerschicht umfasst typischerweise 1 bis 5 Schichten, wobei jede ein konjugiertes leitfähiges Polymer enthält.
Die erste leitfähige Polymerschicht kann das gleiche leitfähige Polymer und Polyanion wie nachfolgende Schichten aufweisen, jedoch wird die erste leitfähige Polymerschicht vorzugsweise durch wenigstens ein Aufbringen eines leitfähigen Polymers gebildet wird, das durch In-situ-Polymerisation gebildet wird, gebildet aus Lösungen von Monomer(en), Oxidationsmitteln und Dotant(en) oder durch wenigstens ein Aufbringen einer leitfähigen Polymerlösung oder Dispersion gebildet wird, die geringe durchschnittliche Partikelgrößen aufweisen, wodurch eine angemessene Penetration ermöglicht wird. In einer Ausführungsform wird die innere Polymerschicht aus einer Dispersion gebildet, die Partikel aus leitfähigem Polymer und Polyanion umfasst, wobei die Partikelgröße eine D₅₀ von 10 bis 50 nm aufweist. Besonders bevorzugt weist das innere Polymer eine Partikelgröße mit einer D₅₀ von 10 bis 30 nm und besonders bevorzugt 10-20 nm auf. In einer Ausführungsform ist die innere Polymerschicht frei von in-situ polymerisierten leitenden Polymer.
Die innere Polymerschicht kann ferner auf der Haftvermittlungsschicht bzw. adhäsionsfördernden Schicht beschichtet werden, um die Haftung bzw. Adhäsion zwischen dielektrischer und leitender Polymerschicht zu verbessern. Die Beispiele von Haftvermittlern bzw. Adhäsions-Promotoren wie organometallische Verbindungen oder organofunktionelle Silanen oder Hydrolysaten oder organofunktionellen Silanen, die schwache Säure, Phosphate davon, z. B. 3-Glyidoxypropyl-Trialkoxysilan, 3-Aminopropyltriethoxysilan, 3-Mercaptopropyltrimethoxysilan, 3-Methacryloyloxy-Propyltrimethoxysilan, Vinyltrichlorsilan, Vinyl(β-Methoxysilan), Vinyltriethoxysilan, γ-Methacryloxysilan, β-(3,4-Epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilan, γ-Glycidoxypropyltrimethoxysilan, N-β-(Aminoethyl)-γ-Aminopropylmethyldimethoxysilan, N-β-(Aminoethyl)-γ-Aminopropyltrimethoxysilan, γ-Aminopropyltriethoxysilan, N-Phenyl-γ-Aminopropyltrimethoxysilan, γ-Mercaptopropyltrimethoxysilan, γ-Chlorpropyltrimethoxysilan oder dergleichen. Oder wasserlösliche Monomere/Oligomere/Polymere, die reaktive Gruppen wie Säure, Alkohol, Phenol, Amine, Epoxid, Acrylate usw. enthalten. Beispiel für die schwache Säure in organofunktionellen Silanen kann Essigsäure, Phosphorsäure oder dergleichen sein. Die innere Polymerschicht kann ferner klein molekulare oder polymerische Gegenionen umfassen, die das an anderer Stelle beschriebene Polyanion beinhalten. In einer Ausführungsform wird die organometallische Verbindung auf das Dielektrikum oder die Oberfläche der eloxierten Anode aufgebracht und die innere Polymerschicht wird darauf gebildet. In einer anderen Ausführungsform wird die organometallische Verbindung zwischen Schichten von leitfähigem Polymer aufgebracht.
Nachfolgende leitfähige Polymer-Unterschichten, 4²-4ⁿ , wobei n bis etwa10 ist, werden kollektiv als die äußere Polymerschicht bezeichnet, typischerweise in der Form einer Dispersion oder Lösung, wobei das leitfähige Polymer, das Dispersion oder Lösung enthält, die zum Bilden jeder Unterschicht verwendet wird, gleich oder unterschiedlich sein kann, wodurch Schichten, die in der Zusammensetzung gleich oder unterschiedlich sind, mit einer Präferenz für Gemeinsamkeit für Herstellungskomfort sind. Wenigstens eine äußere Schicht umfasst die erfindungsgemäße Polymerdispersion und vorzugsweise jede der äußeren Schichten die erfindungsgemäße Polymerdispersion umfasst. In einer Ausführungsform sind die äußeren Schichten frei von in-situ polymerisiertem leitenden Polymer.
Die äußeren Schichten können auch unabhängig voneinander oberflächenaktive Substanzen umfassen, z. B. ionische und/oder nichtionische Tenside; Haftvermittler, z. B. organofunktionelle Silane oder Hydrolysate, Phosphate davon, z.B. 3-Glycidoxypropyl-Trialkoxysilan, 3-Aminopropyltriethoxysilan, 3-Mercaptopropyltrimethoxysilan, 3-Methacryloyloxy-Propyltrimethoxysilan, Vinyltrimethoxysilan oder Octyltriethoxysilan, Polyurethane, Polyacrylate oder Polyolefin-Dispersionen, oder weitere Additive.
Die äußeren Schichten können weiter unabhängig voneinander Additive umfassen, die die Leitfähigkeit erhöhen, z. B. Verbindungen, die Ethergruppen enthalten, z. B. Tetrahydrofuran; Verbindungen, die Lactongruppen enthalten, wie z. B. γ-Butyrolacton, Valerolacton; Verbindungen, die Amid- oder Lactam-Gruppen enthalten, wie Caprolactam, N-Methylcaprolactam, N-N-Dimethylacetamid, N-Methyl-Acetamid, N-N-Dimethylformamid (DMF), N-Methylformamid, N-Methylformanilid, N-Methylpyrrolidon (NMP), N-Octylpyrrolidon, Pyrrolidon; Sulfone und Sulfoxide, z. B. Sulfolane (Tetramethylensulfon), Dimethylsulfoxid (DMSO); Zucker oder Zuckerderivate, z. B. Saccharose, Glucose, Fruktose, Laktose, Zuckeralkohole, z. B. Sorbitol, Mannitol; Imide, z. B. Succinimid oder Maleimid; Furanderivate, z.B. 2-Furancarbonsäure, 3-Furancarbonsäure und/oder Di- oder Polyalkohole, z.B. Ethylenglykol, Glycerin oder Di- oder Triethylenglykol. Bevorzugt wird die Verwendung von Ethylenglykol, Dimethylsulfoxid, Glycerin oder Sorbitol als leitfähigkeitssteigernde Additive.
Die äußeren Polymerschichten können eine Primer- oder Quervernetzerschicht zwischen benachbarten leitfähigen Polymer-Unterschichten aufweisen, um die Zwischenschichthaftung zu verbessern. In einer bevorzugten Ausführungsform werden leitfähige Polymerunterschichten 4²-4ⁿ als Primer oder Quervernetzer aufgebracht, ohne dass ein Primer dazwischen liegt. Die Beispiele der Primerverbindung sind Monoamin- oder Diamim-Verbindungen, wie sie wenigstens Amingruppen und in einer Ausführungsform vorzugsweise wenigstens 2 Amingruppen umfassen. Diamine, die besonders geeignete Amine sind, sind in U.S. Pat. Nr. 8.882.856 aufgeführt, die hierin durch Bezugnahme aufgenommen wird. Besonders bevorzugte Amine beinhalten Quervernetzer, die wenigstens ein Diamin, Triamin, Oligoamin oder Polymeramin oder Derivate davon umfassen, die die folgenden Amine beinhalten: aliphatische Amine, insbesondere aliphatische .alpha.,. OMEGA.-Diamine wie 1,4-Diaminocyclohexan oder 1,4-bis(Amino-Methyl)Cyclohexan, linear aliphatisch .alpha.,. OMEGA.-Diamine wie Ethylendiamin, 1,6-Hexandiamin, 1,7-Heptandiamin, 1,8-Octandimine, 1,9-Nonandiamin, 1,10-Decandiamin oder 1,12-Dodecandiamin; Derivate von aliphatischen .alpha.,. OMEGA.-Diaminen wie N,N-Dimethylethylendiamin, N,N,N',N'-Tetramethylethylendiamin, N,N,N',N'-Tetramethyl-1,4-Butandiaminid, N,N,N,N',N',N'-Hexamethylhexamethylen-Diammoniumdibromid, Piperazin, 1,4-Diazabicyclo[2.2.2]octan, N,N,N',N'-Tetrakis(2-hydroxypropyl)ethylenediamine, N-[3-(Trimethoxysilyl)propyl]ethylenediamin, oder 1,4-Bis(3-aminopropyl)piperazin; Amide wie N,N'-Diacetyl-1,6-Hexandiamin, N,N,N',N'-Tetraacetylethylen-Diamin, 1,4-Diformylpiperazine oder N,N'-Ethylenbis(Stearamid); aliphatische Amine mit wenigstens drei Aminogruppen wie 1,4-bis(3-Aminopropyl)piperazin; lineare aliphatische Amine mit wenigstens drei Aminogruppen wie N-(6-Aminohexyl)- 1,6-Diaminohexan oder N-(3-Aminopropyl)-1,4-Diaminobutan; Derivate von linearen aliphatischen Aminen mit wenigstens drei Aminogruppen wie 3-[2-(2-Aminoethylamino)ethylamino]propyltrimethoxysilan; aromatische Amine mit wenigstens zwei Aminogruppen, organofunktionellem Silan, die Aminogruppen wie 3-Aminopropyltriethoxysilan enthalten. Die Hauptverbindung kann ferner starke oder schwache Säure als Gegenion wie p-Toluensulfonsäure, Essigsäure, Phosphorsäure umfassen.
Die leitfähigen Polymere werden aus der Gruppe ausgewählt, die Polyanilinien, Polypyrolle und Polythiophenen enthalten, die jeweils substituiert sein können. Ein besonders bevorzugtes Polymer umfasst konjugierte Gruppen, die die Struktur von Formel 1 aufweisen:

wobei:
- R¹ und R² unabhängig lineares oder verzweigtes C₁-C₁₆-Alkyl oder C₂-C₁₈-Alkoxyalkyl darstellen; oder sind C₃-C₈-Cycloalkyl, Phenyl oder Benzyl, die nicht substituiert oder mit C₁-C₆-Alkyl, C₁-C₆-Alkoxy, Halogen oder OR³ substituiert sind; oder R¹ und R², zusammengenommen, sind linear C₁-C₆-Alkylen, das nicht substituiert oder durch C₁-C₆ Alkyl, C1₁-C₆ Alkoxy, Halogen, C₃-C₈ Cycloalkyl, Phenyl, Benzyl, C₁-C₄Alkylphenyl, C₁-C₄ Alkoxyphenyl, Halophenyl, C₁-C₄Alkylbenzyl, C₁-C₄ Alkoxybenzyl oder Halobenzyl, 5-, 6- oder 7-gliedrige heterozyklische Struktur, die zwei Sauerstoffelemente enthält. R³ vorzugsweise Wasserstoff, lineares oder verzweigtes C₁-C₁₆-Alkyl oder C₂-C₁₈-Alkoxyalkyl darstellt; oder sind C₃-C₈-Cycloalkyl, Phenyl oder Benzyl, die nicht substituiert oder mit C₁-C₆-Alkyl substituiert sind; X ist S, N oder O und am bevorzugtesten ist X S; R¹ und R² der Formel 1 werden vorzugsweise gewählt, um Polymerisation an der β-Seite des Rings zu verhindern, da es am bevorzugtesten ist, dass nur α-Seite Polymerisation erfolgen darf; es ist bevorzugter, dass R¹ und R² nicht Wasserstoff sind und besonders bevorzugt, R¹ und R² sind α-Sollwertgeber mit Etherbindung, die gegenüber Alkylverbindungen vorzuziehen sind; es ist am bevorzugten, dass R¹ und R² klein sind, um sterische Interferenzen zu vermeiden.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform werden die R¹ und R² der Formel Izusammengenommen, um -O-(CHR⁴)_n-O- darzustellen, wobei:

n eine ganze Zahl von 1 bis 5 und am bevorzugtesten 2 ist; R⁴ unabhängig ausgewählt ist aus Wasserstoff; ein lineares oder verzweigtes C₁ bis C₁₈-Alkylradikal, C₅ bis C₁₂-Cycloalkylradikal, C₆ bis C₁₄-Arylradikal, C₇ bis C₁₈-Aralkylradikal oder C₁ bis C₄-Hydroxyalkylradikal, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus Carboxylsäure, Hydroxyl, Amin, substituierte Amine, Alken, Acrylat, Thiol, Alkyn, Azid, Sulfat, Sulfonat, Sulfonsäure, Imid, Amid, Epoxid, Anhydrid, Silan und Phosphat; Hydroxylradikal; oder R⁴ ist aus -(CHR⁵)_a-R¹⁶; - O(CHR⁵)_aR¹⁶; CH₂O(CHR⁵)_aR¹⁶; -CH₂O(CH₂CHR⁵O)_aR¹⁶ oder R⁴ ist eine funktionelle Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Amid, Imid, Anhydrid, Hydroxymethyl, Alken, Thiol, Alkyn, Azid, Sulfonsäure, Benzolsulfonsäure, SO₃M, Anhydrid, Silan, Acrylat und Phosphat; R⁵ ist H oder Alkylkette aus 1 bis 5 Kohlenstoffen, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus Carbonsäure, Hydroxyl, Amin, Alken, Thiol, Alkyn, Azid, Epoxid, Acrylat und Anhydrid; R¹⁶ ist H oder SO₃M oder eine Alkylkette aus 1 bis 5 Kohlenstoffen, die gegebenenfalls mit einer funktionellen Gruppe substituiert sind, ausgewählt aus Carbonsäure, Hydroxyl, Amin, substituierten Amine, Alken, Thiol, Alkyn, Azid, Amid, Imid, Sulfat, SO₃M, Amid, Epoxid, Anhydrid, Silan, Acrylat und Phosphat; a ist ganzzahlig von 0 bis 10; und M ist ein H oder Kation vorzugsweise aus Ammoniak, Natrium oder Kalium ausgewählt.

Das leitende Polymer kann entweder eine wasserlösliche oder wasserdispergierbare Verbindung sein. Beispiele für ein solches π konjugiertes leitfähiges Polymer beinhaltet Polypyrrol oder Polythiophen. Besonders bevorzugte leitfähige Polymere beinhalten Poly(3,4-Ethylendioxythiophen), Poly(4-(2,3-dihydrothieno-[3,4-b][1,4]dioxin-2-yl)methoxy)-1-Butan-Sulfonsäure, Salz), Poly(4-(2,3-dihydrothieno-[3,4-b][1,4]dioxin-2-yl)methoxy)-1-Propansulfonsäure, Salz), Poly(4-(2,3-dihydrothieno-[3,4-b][1,4]dioxin-2-yl)methoxy)-1-Methyl-1-Propansulfonsäure, Salz), Poly(4-(2,3-dihydrothieno-[3,4-b][1,4]dioxin-2-yl)Methoxy Alkohol, Poly(N-methylpyrrole), Poly(3-Methylpyrrol) , Poly(3-Octylpyrrol), Poly(3-Decylpyrrol), Poly(3-Dodecylpyrrol), Poly(3,4-Dimethylpyrrol), Poly(3,4-Dibutylpyrrol), Poly(3-Carboxypyrrol), Poly(3- Methyl-4-Carboxypyrrol), Poly(3-Methyl-4-Carboxyethylpyrrol), Poly(3-Methyl-4-Carboxybutylpyrrol), Poly(3-Hydroxypyrrol), Poly(3-Methoxypyrrol), Polythiophen, Poly(3-Methylthiophen), Poly(3-Hexylthiophen), Poly(3-Heptylthiophen), Poly(3-Octylthiophen), Poly(3-Decylthiophen), Poly(3-Dodecylthiophen), Poly(3-Octadecylthiophen), Poly(3-Bromothiophen), Poly(3,4-Dimethylthiophen) , Poly(3,4-Dibutylthiophen), Poly(3-Hydroxythiophen), Poly(3-Methoxythiophen), Poly(3-Ethoxythiophen), Poly(3-Butoxythiophen), Poly(3-Hexyloxythiophen), Poly(3-Heptyloxythiophen), Poly(3-Octyloxythiophen), Poly(3-Decyloxythiophen), Poly(3-Dodecyloxythiophen), Poly(3-Octadecyloxythiophen), Poly(3,4-Dihydroxythiophen), Poly(3,4-Dimethoxythiophen), Poly(3,4-Ethylenedioxythiophen), Poly(3,4-Propylenedioxythiophen), Poly(3,4-Butenedioxythiophen), Poly(3-Carboxythiophen), Poly(3-Methyl-4-Carboxythiophen), Poly(3-Methyl-4-Carboxyethylthiophen), Poly(3-Methyl-4-Carboxybutylthiophen), Polyanilin , Poly(2-Methylanilin), Poly(3-Isobutylaniline), Poly(2-Anilinsulfonat), Poly(3-Anilinsulfonat) und dergleichen.
Co-Polymere, die aus wenigstens zwei verschiedenen copolymerisierten Monomeren zusammengesetzt sind, werden in Betracht gezogen. Copolymere umfassen wenigstens ein polymerisiertes Monomer, das aus der Gruppe bestehend aus Polypyrrol, Polythiophen, Poly(4-(2,3-Dihydrothieno-[3,4-b][1,4]Dioxin-2-yl)Methoxy)-1-ButanSulfonsäure, Salz), Poly(4-(2,3-Dihydrothieno-[3,4-b][1,4]Dioxin-2-yl)Methoxy)-1-Methyl-1-Propan-Sulfonsäure, Salz), Poly(N-Methylpyrol), Poly(3-Methylthiophene), Poly(3-Methoxythiophen) und Poly(3,4-Ethylenedioxythiophen).
Ein besonders bevorzugtes Polymer ist Poly-3,4-Polyethylendioxythiophen (PEDOT).
Das Polyanion in wenigstens bimodalleitfähigen Partikeln ist ein Homopolymer aus Polystyrolsulfonsäure oder Salz aus Polystrolsulfonat und/oder zufälligem Copolymer, umfassend Gruppen A, B und C, dargestellt durch das Verhältnis der Formel 2:

A_xB_yC_z Formel 2 wobei:
- A Polystrolsulfonsäure oder Salz aus Polystrolsulfonat ist; B und C stellen jeweils polymerisierte Einheiten dar, die durch eine Gruppe substituiert sind, ausgewählt aus: -Carboxyl-Gruppen; -C(O)OR⁶ wobei R⁶ aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus: einem Alkyl aus 1 bis 20 Kohlenstoffen, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Azid, Phosphat, Acrylat, Anhydrid und -(CHR⁷CH₂O)_b-R⁸ wobei: R⁷ aus einem Wasserstoff oder einem Alkyl aus 1 bis 7 Kohlenstoffen und vorzugsweise Wasserstoff oder Methyl ausgewählt ist; b eine ganze Zahl von 1 bis zu der Zahl ist, die ausreicht, um ein Molekulargewicht von bis zu 200.000 für die - CHR⁷CH₂O-Gruppe bereitzustellen; und R⁸ aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Wasserstoff, Silan, Phosphat, Acrylat, einem Alkyl aus 1 bis 9 Kohlenstoffen, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat und Anhydrid; -C(O)-NHR⁹ wobei: R⁹ Wasserstoff oder ein Alkyl aus 1 bis 20 Kohlenstoffen ist, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat und Anhydrid; -C₆H₄-R¹⁰ wobei: R¹⁰ ausgewählt ist aus: einem Wasserstoff oder Alkyl, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat und Anhydrid; einer reaktiven Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Imid, Amid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat, Anhydrid und -(O(CHR¹¹CH₂O)_d-R¹² wobei: R¹¹ ein Wasserstoff oder ein Alkyl aus 1 bis 7 Kohlenstoffen und vorzugsweise Wasserstoff oder Methyl ist; d eine ganze Zahl von 1 bis zu der Zahl ist, die ausreicht, um ein Molekulargewicht von bis zu 200.000 für die-CHR¹¹CH₂O-Gruppe bereitzustellen; R¹² aus der Gruppe ausgewählt ist, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff, einem Alkyl aus 1 bis 9 Kohlenstoffen, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat und Anhydrid; -C₆H₄-O-R¹³ wobei: R¹³ ausgewählt ist aus: einem Wasserstoff oder einem Alkyl, gegebenenfalls substituiert mit einer reaktiven Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Azid, Acrylat, Phosphat und Anhydrid; einer reaktiven Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Epoxid, Silan, Alken, Alkyn, Acrylat, Phosphat und -(CHR¹⁴CH₂O)_e-R¹⁵ wobei: R¹⁴ ein Wasserstoff oder ein Alkyl aus 1 bis 7 Kohlenstoffen und vorzugsweise Wasserstoff oder Methyl ist; e eine ganze Zahl von 1 bis zu der Zahl ist, die ausreicht, um ein Molekulargewicht von bis zu 200.000 für die -CHR¹⁴CH₂O-Gruppe bereitzustellen; und R¹⁵ aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Wasserstoff und einem Alkyl aus 1 bis 9 Kohlenstoffen, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Azid, Acrylat, Phosphat und Anhydrid; x, y und z, zusammengenommen, ausreichen, um ein Polyanion mit einem Molekulargewicht von wenigstens 100 bis nicht mehr als 500.000 zu bilden, und y/x ist 0 bis 100 besonders bevorzugt 0,01 bis 100; z ist 0 zu einem Verhältnis z/x von nicht mehr als 100; bevorzugter stellt x 50-99% dar, y stellt 1 bis 50% dar und z stellt 0 bis 49% der Gesamtsumme x+y+z dar; noch bevorzugter stellt x 70-90% dar; y stellt 10 bis 30 % dar und z stellt 0 bis 20 % der Gesamtsumme x+y+z dar.

Ein besonderes Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Fähigkeit, das Verhältnis von leitfähigem Polymer zu Polyanion für die verschiedenen Partikelgrößen aufgrund des Unterschieds in Oberflächenbereich und Größe anzupassen. Es wird bevorzugt, dass das Molverhältnis von leitfähigem Polymer zu Polyanion für jeden von dem kleineren Partikelgrößenanteil und dem größeren Größenanteil im Bereich von 1:0,1 bis 0,1:1, bevorzugter 1:1 bis 0,2:1 und noch bevorzugter 0,8:1 bis 0,25:1 liegen. In einer Ausführungsform ist das Molverhältnis von leitfähigem Polymer zu Polyanion bei den ersten Partikeln mit einem größeren durchschnittlichen Durchmesser höher als bei den zweiten Partikeln mit dem kleineren durchschnittlichen Durchmesser. Besonders bevorzugt ist das Molverhältnis von leitfähigem Polymer zu Polyanion für den kleineren Partikelgrößenanteil um 10 % größer als im größeren Partikelgrößenanteil. Ohne sich auf die Theorie zu beschränken, verbessert das erhöhte Molverhältnis für die kleineren Partikelgrößen die Zwischenpartikelpackung in der Beschichtung und verbessert so die Qualität der Beschichtung, insbesondere an den Kanten und Ecken.
Ein weiteres besonderes Merkmal der Erfindung ist die Möglichkeit, das Molekulargewicht des Polyanion für die beiden Teile der Dispersion mit unterschiedlichen Partikelgrößen anzupassen. Das bevorzugte Molekulargewicht des Polyanions für jeden von dem kleineren Partikelgrößenanteil der Dispersion und dem größeren Partikelgrößenanteil der Dispersion beträgt wenigstens etwa 600 bis nicht mehr als 500.000. In einer Ausführungsform kann das Polyanion für den großen Partikelgrößenanteil ein anderes Molekulargewicht aufweisen als für den kleinen Partikelgrößenanteil.
Die Dispersion von Partikeln aus leitfähigem Polymer und Polyanion mit mehreren Partikelgrößen wird vorzugsweise durch Hochscherpolymerisation mit einem Rotor-Stator-System bei hohem Feststoffgehalt wie etwa über 3 Gew.-% der Mischung aus Monomer und Polyanion gebildet. Obwohl nicht auf die Theorie beschränkt, wird vermutet, dass eine Kombination aus Monomerkonzentration und hoher Scherkinetik das Wachstum von Partikeln mit einer Mischung von Partikelgrößen erleichtert. Die Hochscherrotor-Statorpolymerisation wird in U.S. Pat. Nr. 9.030.806 beschrieben, die hierin durch Bezugnahme aufgenommen wird. In einer Ausführungsform wird ein Teil der Dispersion weiter Rotor-Stator-Hochschermischen, Ultraschallmischen, akustischem Mischen, Hochdruckhomogenisator oder einem Hochscherhomogenisator ausgesetzt.
Die Herstellung von Dispersionen mit Partikeln aus leitfähigem Polymer und Polyanion mit einer Mischung von Größen kann jedoch durch andere Verfahren, einschließlich Mischen, hergestellt werden und kann nicht auf die Polymerisation des Hochscherrotor-Stators beschränkt sein.
Ein besonderes Merkmal der erfindungsgemäßen Dispersion ist die verringerte Viskosität relativ zu monomodalen Dispersionen bei einer bestimmten prozentualen Feststoffbelastung für die Dispersion. Die geringere Viskosität bei höherem Feststoffgehalt verbessert die Beschichtungsqualität insbesondere an den Kanten und Ecken der eloxierten Anode. Die erfindungsgemäße Dispersion mit mehreren Partikelgrößen weist eine Viskosität von wenigstens 2000 cP bei 6 Umdrehungen pro Minute bis zu nicht mehr als 5000 cP bei 6 Umdrehungen pro Minute auf, wenn bei 3,56% Feststoff-Eingang von Monomer- und Polyanionmischung während der Polymerisation polymerisiert wird. Bei monomodalen Partikeln liegt die Viskosität bei 6 Umdrehungen pro Minute über 6000 cP, wenn mit einem 2,1%igen Feststoffeingang von Monomer und Polyanion polymerisiert wird und mit erhöhtem % Feststoffeingang zunimmt. Die Möglichkeit, eine Dispersion mit höheren Prozentfeststoffen bei niedriger Viskosität aufzutragen, ist vorteilhaft für eine verbesserte Beschichtungsqualität.
Die Dispersion von leitendem Polymer mit einer wenigstens bimodalen Partikelgrößenverteilung kann weiter einen Polymer-Dotant umfassen. Ein bevorzugter Polymer-Dotant ist Polystyrensulfonat (PSS). Polystrolsulfonsäure (PSSA) Copolymer ist ein besonders bevorzugtes Dotant insbesondere als ein Copolymer mit Polyethylenglykolmonoacrylat.
Die leitfähige Polymerlösung oder Dispersion umfasst vorzugsweise reaktive Monomere als Filmformer, die die Polymerfilmfestigkeit beim Trocknen des Films verbessern können. Das reaktive Monomer oder Oligomere können in Wasser oder organischem Lösungsmittel löslich sein oder sich in Wasser durch die Verwendung von ionischen/nichtionischen Tensiden dispergieren. Die reaktiven Monomere können durchschnittliche Funktionalitäten von wenigstens zwei oder mehr aufweisen. Der Aushärtungsprozess des Monomers kann durch Wärme, Strahlung oder chemische Katalyse katalysiert werden. Beispielhafte Monomere beinhalten Verbindungen, die mehr als eine Epoxidgruppe aufweisen, beinhalten Ethylenglykoldiglycidylether (EGDGE), Propylenglykoldiglycidylether (PGDGE), 1,4-Butandioldiglycidylether (BDDGE), Pentylenglykoldiglycidylether, Hexylenglykoldiglycidylether, Cyclohexandimethanol-Diglycidylether, Resorcin-Glycidylether, Glycerindiglycidylether (GDGE), Glycerinpolyglycidylether, Glycerinpolyglycidylether, Diglycerinpolyglycidylether, Trimethylolpropanpolyglycidylether, Sorbitoldiglycidylether (Sorbitol-DGE), Sorbitpolyglycidylether, Polyethylenglykoldiglycidylether (PEGDGE), Polypropylenglykoldiglycidylether, Polytetramethylenglykoldiglycidylether, Di(2,3-Epoxypropyl)Ether, 1,3-Butadiendiepoxid, 1,5-Hexadiendiepoxid, 1,2,7,8-Diepoxyoctan, 1,2,5,6-Diepoxycyclooctan, 4-Vinylcyclohexendiepoxid, Bisphenol-A-Diglycidylether, Maleimid-Epoxy-Verbindungen, Diglycidylether, Glycidylacrylat, Glycidylmethacrylat, Bisphenol-A-Epoxy, epoxidiertes Bisphenol-A-Novolak-modifiziertes Epoxy, urethanmodifiziertes Bisphenol-A-Epoxy, ein epoxidierter o-Kresyl-Novolak und so weiter.
Weitere Filmformer sind Monomere, die saure Gruppen enthalten. Beispielhafte saure Monomere enthalten: Oxalsäure, Malonsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Pimelsäure, Korksäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Dodecanedionsäure, Phthalsäuren, Maleinsäure, Mukonsäure, Zitronensäure, Trimesinsäure, Polyacrylsäure usw. Besonders bevorzugte organische Säuren sind aromatische Säuren wie Phthalsäure und insbesondere Orthophthalsäure.
Es können filmbildende Monomere eingesetzt werden, die Alkohol/Acrylatgruppen enthalten. Beispielhafte Monomere beinhalten: Diethylenglykol, Pentaerythritol, Triethylenglykol, Oligo/Polyethylenglycol, Triethylenglykolmonochlorhydrin, Diethylenglykolmonochlorhydrin, Oligoethylenglykolmonochlorhydrin, Triethylenglykolmonobromohydrin, Diethylenglykolmonobromhydrin, Oligoethylenglykolmonobromohydrin, Polyethylenglykol, Polyether, Polyethylenoxid, Triethylenglycol-Dimethylether, Tetraethylenglykol-Dimethylether, Diethylenglykol-Dimethylether, Diethylenglykol-Diethylether-Diethylethylen Glykol-Dibutylether,Polypropylenglykol, Polypropylendioxid, Polyoxyethylalkylether, Polyoxyethylglycerinfettsäureester, Polyoxyethylenfettsäureamid, 2-Hydroxyethylmethacrylat, 2-Hydroxypropylmethacrylat, n-Butoxyethylmethacrylat, n-Butoxyethylenglycolmethacrylat, Methoxy-Triethylenglycolmethacrylat, Methoxypolyethylenglycolmethacrylat, 2-Hydroxyethylacrylat, 2-Hydroxypropylacrylat, n-Butoxyethylacrylat, n-Butoxyethylenglycolacrylat, Methoxytriethylenglycolacrylat, Methoxypolyethylenglykolacrylat und dergleichen; bifunktionale (Meth)Acrylatverbindungen, wie Ethylenglykoldi(meth)acrylat, Diethylenglykoldi(meth)acrylat, Triethylenglykoldi(meth)acrylat, Polyethylenglykoldi(meth)acrylat, Neopentylglycoldi(meth)acrylat, Glycerindi(meth)acrylat und dergleichen; Glycidylether, wie z. B. Ethylenglycoldiglycidylether, Glycidylether, Diethylenglykoldiglycidylether, Triethylenglykoldiglycidylether, Polyethylenglykoldiglycidylether, Propylenglycidylether, Tripropylenglycidylether, Polypropylenglycidylether, Glycerindiglycidylether und dergleichen; Glycidylmethacrylat, Trimethylolpropantriacrylat, Ethylenoxid-modifiziertes Trimethylolpropantriacrylat, Ethylenoxid-modifiziertes Pentaerythritoltriacrylat, Ethylenoxid-modifiziertes Pentaerythritoltetraacrylat, und dergleichen.
Die äußeren Polymerschichten können auch unabhängig voneinander filmbildende Polyanionen umfassen, die reaktive Gruppen wie Epoxid, Alkohol, Silane, Phosphate, Amin, Alken, Thiol, Alkyn, Azidcarbonsäure enthalten.
Die äußeren Polymerschichten können auch unabhängig voneinander, wie Filmformer, lineare hyperverzweigte Polymere umfassen, die in U.S. Pat. 9.378.898 beschrieben werden. Die äußere Polymerschicht kann ein linear-hyperverzweigtes Polymer umfassen, bei dem der lineare Block wenigstens zwei reaktive Endfunktionsgruppen aufweist, ausgewählt aus Hydroxylgruppen, Aminogruppen, Epoxid, Acrylat, Säure usw. und wo der hyperverzweigte Block Polyether-Epoxy, Polyester-Epoxid, Polyester-Silanol, Polyester-Säure, Polyether-Alkohol, Polyamid-Säure, Polyether-Acrylat, Polyether-Silanol und Polyester-Amin-Seitengruppen umfasst.
Die äußeren Polymerschichten können ferner unabhängig voneinander Arbeitsfunktionsmodifikatoren umfassen, die in U.S. Veröffentlichungsanmeldungs-Nr. 20150348715 beschrieben sind. Beispielhafte Arbeitsfunktionsmodifikatoren beinhalten Organotitanat Derivate vorzugsweise, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Di-Alkoxy-Acyltitanat, Tri-Alkoxy-Acyltitanat, Alkoxytriacyltitantat, Alkoxytitantat, Neoalkoxytitanat, Titan IV 2,2(bis 2-Propenolatomethyl)butanolat, tris-Neodecanoat-O; Titan IV 2,2(bis 2-Propenolatomethyl)butanolat, Iris(dodecyl)benzenesulfonat-O; Titan IV 2,2(bis 2-Propenolatomethyl)butanolat, Tris(dioctyl)phosphat-O; Titan IV 2,2(bis 2-Propenolatomethyl)tris(dioctyl)pyrophosphatobutanolat-O; Titan IV 2,2(bis 2-Propenolatomethyl)butanolat, Tris(2-ethylenediamino)ethylat; und Titan IV 2,2(bis 2-Propenolatomethyl)butanolat, Tris(3-amino)phenylat als repräsentative Neoalkoxy-Titanate und deren Derivate. Darüber hinaus kann der Arbeitsfunktionsmodifikator eine Verbindung sein, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus cycloaliphatischem Epoxidharz, Ethylenglykoldiglycidylether, Bisphenol A Epoxidharz, Bisphenol F Epoxidharz, Bisphenol S Epoxidharz, Novolac-Epoxidharz, aliphatisches Epoxidharz, Glycidylaminepoxidharz, Ethylenglykoldiglycidylether (EGDGE), Propylenglykoldiglycidylether (PGDGE), 1,4-Butandioldiglycidylether (BDDGE), Pentylen Glycoldiglycidylether, Hexylenglykoldiglycidylether, Cyclohexan Dimethanol Diglycidylether, Resorcinolglycidylether, Glyceroldiglycidylether (GDGE), Glycerol Polyglycidylether, Diglycerol Polyglycidylether, Trimethylolpropan Polyglycidylether, Sorbitol Diglycidylether (Sorbitol-DGE), Sorbitol Polyglycidylether, Polyethylenglykoldiglycidylether (PEGDGE), Polypropylenglycoldiglycidylether, Polytetramethylenglycoldiglycidylether, Di(2,3-Epoxypropyl)ether, 1,3-Butadiendiepoxid, 1,5-Hexadiendiepoxid, 1,2,7,8-Diepoxyoctan, 1,2,5,6-Diepoxycyclooctane, 4-Vinylcyclohexen Diepoxid, Bisphenol A Diglycidylether, Maleimid-Epoxy-Verbindungen und deren Derivate.
Äußere Polymerschichten können ferner unabhängig voneinander nichtionische Polymere wie ein Hydroxy-funktionelles nichtionisches Polymer umfassen. Der Begriff „Hydroxy-funktional“ bedeutet im Allgemeinen, dass die Verbindung wenigstens eine Hydroxylfunktionsgruppe enthält. Das Molekulargewicht des Hydroxy-funktionellen Polymeren kann von etwa 100 bis 10.000 Gramm pro Mol, in einigen Ausführungsformen von etwa 200 bis 2.000, in einigen Ausführungsformen von etwa 300 bis etwa 1.200 und in einigen Ausführungsformen von etwa 400 bis etwa 800 betragen.
Jede der verschiedenen Hydroxy-funktionellen nichtionischen Polymere kann in der Regel verwendet werden. In einer Ausführungsform ist das Hydroxy-funktionelle Polymer beispielsweise ein Polyalkylenether. Polyalkylen-Ether können Polyalkylenglykole wie Polyethylenglykole, Polypropylenglykole Polytetramethylenglykole, Polyepichlorhydrine; Polyoxethane, Polyphenylenether, Polyetherketone und dergleichen beinhalten. Polyalkylenether sind typischerweise überwiegend lineare, nichtionische Polymere mit terminalen Hydroxygruppen. Besonders geeignet sind Polyethylenglykole, Polypropylenglykole und Polytetramethylenglykole (Polytetrahydrofurane). Die Diolkomponente kann insbesondere aus gesättigten oder ungesättigten, verzweigten oder unverzweigten, aliphatische Dihydroxyverbindungen, die 5 bis 36 Kohlenstoffatome oder aromatische Dihydroxyverbindungen enthalten, wie z.B. Pentan-1,5-Diol, Hexan-1,6-Diol, Neopentylglykol, Bis-(Hydroxymethyl)-Cyclohexane, Bisphenol A, Dimerdiole, hydrierte Dimerdiole oder sogar Mischungen der genannten Diole.
Zusätzlich zu den oben genannten können auch andere Hydroxy-funktionelle nichtionische Polymere eingesetzt werden. Einige Beispiele für solche Polymere sind zum Beispiel ethoxylierte Alkylphenole; ethoxylierte oder propoxylierte C₆-C₂₄ Fettalkohole; Polyoxyethylenglykolalkylether mit der allgemeinen Formel: CH₃-(CH₂)_10-16-(O-C₂H₄)_1-25-OH (z.B., Octaethylenglykol-Monododecylether und Pentaethylenglykol Monododecylether); Polyoxypropylenglykolalkylether mit der allgemeinen Formel: CH₃-(CH₂)_10-16-(O-C₃H₆)_1-25-OH, Polyoxyethylenglykoloctylphenolether mit der folgenden allgemeinen Formel: C₈-H₁₇-(C₆H₄)-(O-C₂H₄)_1-25-OH (z. B. Triton™ X-100); Polyoxyethylenglykolalkylphenolether mit der folgenden allgemeinen Formel: C₉-H₁₉-(C₆H₄)-(O-C₂H₄)_1-25-OH (z.B. Nonoxynol-9); Polyoxyethylenglykolester von C₈-C₂₄ Fettsäuren, wie Polyoxyethylenglykol-Sorbitan-Alkylester (z. B. Polyoxyethylen (20) Sorbitanmonolaurat, Polyoxyethylen (20) Sorbitanmonopalmitat, Polyoxyethylen (20) Sorbitanmonostearat, Polyoxyethylen (20) Sorbitanmonooleat, PEG-20-Methyl-Glucose-Distearat, PEG-20 Methylglucose-Sesquistearat PEG-80 Kastoröl und PEG-20 Kastoröl, PEG-3 Kastoröl, PEG 600 Dioleat und PEG 400 Dioleat) und Polyoxyethylenglycerol-Alkylester (z. B. Polyoxyethylen-23 Glycerollaurat und Polyoxyethylen-20 Glycerolstearat); Polyoxyethylenglykolether von C₈-C₂₄Fettsäuren (z. B. Polyoxyethylen-10 Cetylether, Polyoxyethylen-10 Stearylether, Polyoxyethylen-20-Cetylether, Polyoxyethylen-10-Oleylether, Polyoxyethylen-20-Oleylether, Polyoxyethylen-20-Isohexadecylether, Polyoxyethylen-15-Tridecylether und Polyoxyethylen-6-Tridecylether); Blockcopolymere aus Polyethylenglykol und so weiter.
Die leitfähige Polymerlösung oder Dispersion kann einen pH-Wert von 1 bis 14 aufweisen, wobei ein pH-Wert von 1 bis 10 bevorzugt wird, besonders bevorzugt ist ein pH-Wert von 1 bis 8 bei der Messung des pH-Wertes bei 25 °C. Zur Einstellung des pH-Wertes können z.B. Basen oder Säuren zu den Lösungen oder Dispersionen hinzugefügt werden. Die verwendeten Basen können anorganische Basen sein, zum Beispiel Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Calciumhydroxid oder Ammoniak, oder organische Basen, zum Beispiel Ethylamin, Diethylamin, Triethylamin, Propylamin, Dipropylamin, Tripropylamin, Isopropylamin, Diisopropylamin, Butylamin, Dibutylamin, Tributylamin, Isobutylamin, Diisobutylamin, Triisobutylamin, 1-Methylpropylamin, Methylethylamin, Bis(1-methyl)propylamin, 1,1-Dimethylethylamin, Pentylamin, Dipentylamin, Tripentylamin, 2-Pentylamin, 3-Pentylamin, 2-Methyl-Butylamin, 3-Methylbutylamin, Bis(3-methyl-butylamin), Tris(3-methylbutylamin), Hexylamin, Octylamin, 2-Ethylhexylamin, Decylamin, N-Methylbutylamin, N-Ethylbutylamin, N,N-Dimethylethylamin, N,N-Dimethylpropyl, N-Ethyldiisopropylamin, Allylamin, Diallylamin, Ethanolamin, Diethanolamin, Triethanolamin, Methylethanolamin, Methyl-Diethanolamin, Dimethylethanolamin, DiethylEthanolamin, N-Butylethanolamin, N-Butyldiethanol-Amin, Dibutylethanolamin, Cyclohexylethanolamin, Cyclohexyldiethanolamin, N-Ethylethanolamin, N-Propylethanolamin, tert.-Butylethanolamin, tert-Butyl-Diethanolamin, Propanolamin, Dipropanolamin, Tripropanolamin oder Benzylamin, bi-, tri-, oder tetra-funktionelle Amine.Die verwendeten Säuren können anorganische Säuren sein, z.B. Schwefelsäure, Phosphorsäure oder Salpetersäure, oder organische Säuren, zum Beispiel Carbonsäuren oder Sulfonsäuren.
Das Verfahren zur Formgebung eines Kondensators wird unter Bezugnahme auf 2 beschrieben, wobei das Verfahren schematisch dargestellt ist. In 2 werden Monomertröpfchen in Monomerlösung gebildet, die wenigstens 3 Gew.-% Monomer und Polyanion zu nicht mehr als 10 Gew.-% Monomer und Polyanion bei 100 vorzugsweise durch einen Stator Rotor umfasst. Die Tröpfchen werden dann durch hohe Scherpolymerisation vorzugsweise in Gegenwart von Polyanion polymerisiert, dabei wird eine Polymerdispersion bei 102 gebildet, wobei die Polymerdispersion wenigstens eine bimodale Größenverteilung von leitenden Polymer-/Polyanionspartikeln umfasst. Eine Anode wird bei 104 vorbereitet, wobei die Anode ein Leiter und vorzugsweise ein Ventilmetall ist. Auf der Anode bei 106 ist ein Dielektrikum gebildet, wobei das bevorzugte Dielektrikum ein Oxid der Anode ist. Auf dem Dielektrikum bei 108 ist eine leitfähige Polymerschicht des Polymers gebildet, dabei bildend ein leitfähiges Paar mit einem Dielektrikum dazwischen. Wenigstens eine Schicht der leitfähigen Polymerschicht wird durch Aufbringen der Dispersion gebildet, die die leitfähigen Polymer-/Polyanionenpartikel in wenigstens einer bimodalen Größenverteilung umfasst. Die Dispersion wird vorzugsweise durch Eintauchen aufgebracht. In einer bevorzugten Ausführungsform wird vor dem Aufbringen der Dispersion eine innere Polymerschicht gebildet, die die leitfähigen Polymer-/Polyanionenpartikel in wenigstens einer bimodalen Größenverteilung umfasst. Der Kondensator ist bei 110 fertig, wobei die Endbearbeitung umfassen kann, aber nicht beschränkt ist auf Testen, Bilden äußerer Anschlüsse, Verkapselung und dergleichen.
Das Anodenmaterial ist hierauf nicht beschränkt. Ein besonders bevorzugtes Anodenmaterial ist ein Metall und ein besonders bevorzugtes Metall ist ein Ventilmetall oder ein leitfähiges Oxid eines Ventilmetalls. Besonders bevorzugte Anoden beinhalten Niobium, Aluminium, Tantal und NbO ohne darauf begrenzt zu sein.
Das Dielektrikum ist hierin nicht besonders beschränkt. Ein besonders bevorzugtes Dielektrikum ist ein Oxid der Anode aufgrund von Fertigungsgründen.
In der gesamten Beschreibung beziehen sich Begriffe wie „Alkyl“, „Aryl“, „Alkylaryl“, „Arylalkyl“ auf nicht substituierte oder substituierte Gruppen, und falls sie bereits als substituiert aufgeführt sind, wie z. B. „Alkylalkohol“, beziehen sich auf Gruppen, die nicht weiter substituiert sind oder weiter substituiert werden können.
Testmethoden
Ecken- und Kantenabdeckungsmessung
Ecken- und Kantenabdeckung von leitenden Polymerdispersionen auf einer eloxierten Anode in Festelektrolytkondensatoren wurde unter einem Mikroskop geprüft und nach folgenden Kriterien skaliert: Ecken und Kanten, die zu 85 % nicht abgedeckt sind, abgedeckte Kanten und Ecken, die zu 90 % nicht abgedeckt sind, abgedeckte Kanten und die Hälfte der Ecken zu 95 %; Ecken und Kanten erscheinen zu 100 % vollständig abgedeckt.
Partikelgrößenanalyse
Die Partikelgröße der leitenden Polymer:Polyanion-Komplexpartikel wurde mit einem Scheibenzentrifugenpartikelgrößenanalysator aus CPS-Intrumenten gemessen. Eine Durchmesserverteilung der Partikel bezieht sich auf eine Gewichtsverteilung der Partikel in der Dispersion in Abhängigkeit vom Partikeldurchmesser. In diesem Zusammenhang besagt der D₁₀-Wert der Durchmesserverteilung, dass 10 % des Gesamtgewichts aller Partikel des leitfähigen Polymerpolyanionskomplexes in der Dispersion Partikeln zugeordnet werden können, die einen Durchmesser von weniger als oder gleich dem D₁₀-Wert aufweisen. Der D₅₀-Wert der Durchmesserverteilung besagt, dass 50 % des Gesamtgewichts aller Partikel von leitfähigem Polymer in der Dispersion Partikeln zugeordnet werden können, die einen Durchmesser von weniger als oder gleich dem D₅₀-Wert aufweisen. Der D₉₀-Wert der Durchmesserverteilung besagt, dass 90 % des Gesamtgewichts aller Partikel von leitfähigem Polymer in der Dispersion Partikeln zugeordnet werden können, die einen Durchmesser von weniger als oder gleich dem D₉₀-Wert aufweisen.
Beispiele
Beispiel 1
Poly(4- styrensulfonsäure-co- poly(ethylenglycol) methacrylat) Natriumsalz wurde synthetisiert. Ein 500 ml Kolben wurde zunächst mit 33 ml entionisiertem Wasser als ein Lösungsmittel aufgeladen. Nach Zugabe von 8 g Styrensulfonsäure-Natriumsalz, 2 g Poly(Ethylenglykol)-Methylethermethacrylat (Mn 480) und 1 g Ammoniumpersulfat wurde das Gemisch mittels eines Gaseinlassrohrs mit Stickstoff gesättigt. 15 Min. wurde Stickstoff durch das Gemisch geleitet und während dieser Zeit auf 80° C erhitzt. Der Kolben wurde mit einem Gummiseptum versiegelt und die Lösung durfte 16 Stunden lang polymerisiert werden. Das resultierende Polyanion-Copolymer wurde mit verdünnter Schwefelsäure versauert und direkt zur Vorbereitung der leitenden Polymerdispersion verwendet.
Beispiel 2
Die leitfähige Polymerdispersion wurde durch hohe Scherpolymerisation synthetisiert. 1740 g DI-Wasser und 166 g PSSA 30% (Alfa Aesar) wurden in eine 4 L Polyethylenflasche geladen. Die Reaktionslösung wurde mit Stickstoff für 0,5-1 Std. gereinigt. Der Inhalt wurde mit einem Rotor-Stator-Mischsystem mit perforiertem Statorschirm mit einem runden Lochdurchmesser von 1,5 mm gemischt. Anschließend wurden 57 g 1% Eisensulfatlösung und 43 g Natriumpersulfat in das Reaktionsgemisch aufgenommen, gefolgt von einer tropfenweisen Zugabe von 22,5 g 3,4-Ethylendioxythiophen (EDOT) (Baytron M von Heraeus). Das Reaktionsgemisch, das 3,56 % Feststoffe von Monomer und Polyanion enthält, wurde 24 Stunden lang kontinuierlich mit einer Schergeschwindigkeit bei 4200 Umdrehungen pro Minute geschert. 600 g Lewatit S108H und 600 g Lewatit MP62WS Ionenaustauscherharze wurden in die Aufschlämmung gegeben und über Nacht bei ca. 60 Umdrehungen pro Minute gerollt. Die leitfähige Polymerdispersion wurde durch Filtration von Harzen getrennt. Die resultierende Poly(3,4-Ethylendioxythiophen)/Polystyrolsulfonsäuredispersion hatte eine bimodale Partikelgrößenverteilung mit zweiten Partikeln, aufweisend eine D₅₀ Partikelgröße von 350nm und ersten Partikeln, aufweisend eine D₅₀-Partikelgröße von 3,50 Mikrometer.
Beispiel 2-1
Die gemäß Verfahren in Beispiel 2 hergestellte leitende Polymerdispersion wurde mit einem Ultraschallgerät weiter homogenisiert. Die resultierende Dispersion weist auch eine bimodale Partikelgrößenverteilung mit D50 von 25nm und 75 nm auf.
Beispiel 3
1740 g von DI-Wasser und 166 g von Polyanion-Copolymer (30%) aus Beispiel 1 wurden in eine 4 L Polyethylenflasche geladen. Die Reaktionslösung wurde mit Stickstoff für 0,5-1 Std. gereinigt. Der Inhalt wurde mit einem Rotor-Stator-Mischsystem mit perforiertem Statorschirm mit einem runden Lochdurchmesser von 1,5 mm gemischt. Anschließend wurden 57 g von 1% Eisensulfatlösung und 43 g von Natriumpersulfat in das Reaktionsgemisch hinzugefügt, gefolgt von einer tropfenweisen Zugabe von 22,5 g von 3,4-Ethylendioxythiophen (EDOT) (Baytron M von Heraeus). Das Reaktionsgemisch, das 3,56 % Feststoffe von Monomer und Polyanion enthält, wurde 24 Stunden lang kontinuierlich mit einer Schergeschwindigkeit bei 4200 Umdrehungen pro Minute geschert. 600 g Lewatit S108H und 600 g Lewatit MP62WS Ionenaustauscherharze wurden in die Aufschlämmung gegeben und über Nacht bei ca. 60 Umdrehungen pro Minute gerollt. Die leitfähige Polymerdispersion wurde durch Filtration von Harzen getrennt. Die resultierende Poly(3,4-Ethylendioxythiophen)/Poly(4- styrenesulfonsäure-co- Poly(Ethylenglykol) Methacrylat) Dispersion hatte eine bimodale Partikelgrößenverteilung mit einem zweiten Partikel, aufweisend eine D₅₀-Partikelgröße von 250 nm und erstem Partikel, aufweisend eine D-₅₀-Partikelgröße von 3,50 Mikrometer.
Beispiel 3-1
Die gemäß Verfahren in Beispiel 3 hergestellte leitende Polymerdispersion wurde mit einem Ultraschallgerät weiter homogenisiert. Die resultierende Dispersion weist auch eine bimodale Partikelgrößenverteilung mit D50 von 20nm und 65 nm auf.
Beispiel 4
2805 g DI-Wasser und 336 g Polyanion-Copolymer (40%) aus Beispiel 1 wurden in eine 4 L Polyethylenflasche geladen. Die Reaktionslösung wurde mit Stickstoff für 0,5-1 Std. gereinigt. Der Inhalt wurde mit einem Rotor-Stator-Mischsystem mit perforiertem Statorschirm mit einem runden Lochdurchmesser von 1,5 mm gemischt. Anschließend wurden 141,3 g von 1% Eisensulfatlösung und 106,65 g von Natriumpersulfat in das Reaktionsgemisch hinzugefügt, gefolgt von einer tropfenden Zugabe von 22,5 g von 3,4-Ethylendioxythiophen (EDOT) (Baytron M von Heraeus). Das Reaktionsgemisch, das 5,20 % Feststoffe von Monomer und Polyanion enthält, wurde 24 Stunden lang kontinuierlich mit einer Schergeschwindigkeit bei 4200 Umdrehungen pro Minute geschert. 1486 g Lewatit S108H und 1486 g Lewatit MP62WS Ionenaustauscherharze wurden in die Aufschlämmung gegeben und über Nacht bei ca. 60 Umdrehungen pro Minute gerollt. Die leitfähige Polymerdispersion wurde durch Filtration von Harzen getrennt. Die resultierende Poly(3,4-Ethylendioxythiophen)/Poly(4- styrenesulfonsäure-co- Poly(Ethylenglykol) Methacrylat) Dispersion hatte eine bimodale Partikelgrößenverteilung mit ersten Partikel, aufweisend eine D₅₀-Partikelgröße von 3,50 Mikrometer und zweiten Partikel mit einer D_-50-Partikelgröße von 300 nm.
Vergleichsbeispiel 1
2531 g DI-Wasser und 125 g PSSA 30% (Alfa Aesar) wurden in eine 4 L Polyethylenflasche geladen. Die Reaktionslösung wurde mit Stickstoff für 0,5-1 Std. gereinigt. Der Inhalt wurde mit einem Rotor-Stator-Mischsystem mit perforiertem Statorschirm mit einem runden Lochdurchmesser von 1,5 mm gemischt. Anschließend wurden 28,5 g 1% Eisensulfatlösung und 21,5 g Natriumpersulfat in das Reaktionsgemisch hinzugefügt, gefolgt von einer tropfenweisen Zugabe von 11,25 g 3,4-Ethylendioxythophen (EDOT) (Baytron M von Heraeus). Das Reaktionsgemisch, das 1,79 % Feststoffe von Monomer und Polyanion enthält, wurde 24 Stunden lang kontinuierlich mit einer Schergeschwindigkeit bei 4200 Umdrehungen pro Minute geschert. 300 g Lewatit S108H und 300 g Lewatit MP62WS Ionenaustauscherharze wurden in die Aufschlämmung gegeben und über Nacht bei ca. 60 Umdrehungen pro Minute gerollt. Die leitfähige Polymerdispersion wurde durch Filtration von Harzen getrennt. Die resultierende Poly(3,4-Ethylendioxythiophen)/Polystyrolsulfonsäuredispersion hatte eine monomodale Partikelgrößenverteilung mit einerD_-50-Partikelgröße von 110nm.
Vergleichsbeispiel 2
2531 g DI-Wasser und 125 g Polyanion-Copolymer (30%) aus Beispiel 1 wurden in eine 4 L Polyethylenflasche geladen. Die Reaktionslösung wurde mit Stickstoff für 0,5-1 Std. gereinigt. Der Inhalt wurde mit einem Rotor-Stator-Mischsystem mit perforiertem Statorschirm mit einem runden Lochdurchmesser von 1,5 mm gemischt. Anschließend wurden 28,5 g 1% Eisensulfatlösung und 21,5 g Natriumpersulfat in das Reaktionsgemisch hinzugefügt, gefolgt von einer tropfweisen Zugabe von 11,25 g 3,4-Ethylendioxythophen (EDOT) (Baytron M von Heraeus). Das Reaktionsgemisch, das 1,79 % Feststoffe von Monomer und Polyanion enthält, wurde 24 Stunden lang kontinuierlich mit einer Schergeschwindigkeit bei 4200 Umdrehungen pro Minute geschert. 300 g Lewatit S108H und 300 g Lewatit MP62WS Ionenaustauscherharze wurden in die Aufschlämmung hinzugegeben und über Nacht bei ca. 60 Umdrehungen pro Minute gerollt. Die leitfähige Polymerdispersion wurde durch Filtration von Harzen getrennt. Die resultierende Poly(3,4-ethylenedioxythiophen/poly(4-styrenesulfonsäure-co-poly(ethylenglycol) methacrylat Dispersion hatte eine monomodale Partikelgrößenverteilung, aufweisend eine D₅₀-Patikelgröße von 80 nm.
Beispiel 5
Leitende Polymerdispersionen aus Beispiel 2 wurden mit DMSO, 3-Glycidoxypropyltrimethoxysilan und reaktivem Monomer/Oligomer gemischt, die wenigstens drei Epoxidgruppen enthalten, gefolgt von Mischen auf Walze über Nacht.
Beispiel 6
Leitende Polymerdispersionen aus Beispiel 3 wurden mit DMSO, 3-Glycidoxypropyltrimethoxysilan und reaktivem Monomer/Oligomer gemischt, die wenigstens drei Epoxidgruppen enthalten, gefolgt von Mischen auf Walze über Nacht.
Beispiel 6-1
Es wurden leitende Polymer-Dispersionen verwendet, die in der gleichen Weise wie Beispiel 6 formuliert wurden, mit Ausnahme eines Mischung aus leitender Polymerdispersion aus Beispiel 3 und Beispiel 3-1 im Verhältnis 2:8.
Vergleichsbeispiel 3
Leitende Polymerdispersionen aus dem Vergleichseispiel 1 wurde mit DMSO, 3-Glycidoxypropyltrimethoxysilan und reaktiven Monomeren gemischt, die zwei Epoxid- und zwei Carbongruppen enthalten, gefolgt von Mischen auf Walze über Nacht.
Vergleichsbeispiel 4
Leitende Polymerdispersionen aus dem Vergleichsbeispiel 2 wurden mit DMSO, 3-Glycidoxypropyltrimethoxysilan und reaktivem Monomer/Oligomer gemischt, die wenigstens drei Epoxidgruppen enthalten, gefolgt von Mischen auf Walze über Nacht.
Beispiel 7
Festelektrolytkondensatoren wurden mit Standardtechniken hergestellt. Eine Reihe von Tantalanoden (33 Mikrofarad, 35V) wurden vorbereitet. Das Tantal wurde eloxiert, um ein Dielektrikum auf der Tantalanode zu bilden. Die so gebildeten Anoden wurden 1 Minute lang in eine Lösung aus Eisen (III) Toluensulfonatoxidant getaucht und anschließend 1 Minute lang in Ethyldioxythiophenmonomer getaucht, um eine dünne Schicht von leitfähigen Polymer (PEDOT) auf dem Dielektrikum der eloxierten Anoden zu bilden. Die eloxierten Anoden wurden gewaschen, um überschüssiges Monomer und Nebenprodukte der Reaktionen nach Abschluss von 60 Minuten Polymerisation zu entfernen. Dieser Vorgang wurde wiederholt, bis eine ausreichende Dicke erreicht war. Die leitfähige Polymerdispersion aus Beispiel 5 wurde aufgebracht und anschließend getrocknet, um eine äußere Polymerschicht zu bilden. Dieser Vorgang wurde 4 Mal wiederholt. Die Teile wurden unter dem Mikroskop auf Ecken und Kantenabdeckung überprüft. Zum Herstellen eines Festelektrolytkondensators wurde eine sequentielle Beschichtung von einer Graphitschicht und einer Silberschicht aufgebracht. Die Teile wurden montiert und verpackt.
Erfindungsgemäßes Beispiel 8
Eine Reihe von Tantalanoden (33 Mikrofarad, 35V) wurden vorbereitet. Das Tantal wurde eloxiert, um ein Dielektrikum auf der Tantalanode zu bilden. Die so gebildeten Anoden wurden 1 Minute lang in eine Lösung aus Eisen (III) Toluensulfonatoxidant getaucht und 1 Minute lang sequenziell in Ethyldioxythiophenmonomer getaucht, um eine dünne Schicht von leitfähigem Polymer (PEDOT) auf dem Dielektrikum der eloxierten Anoden zu bilden. Die eloxierten Anoden wurden gewaschen, um überschüssiges Monomer und Nebenprodukte der Reaktionen nach Abschluss von 60 Minuten Polymerisation zu entfernen. Dieser Vorgang wurde wiederholt, bis eine ausreichende Dicke erreicht war. Die leitfähige Polymerdispersion aus Beispiel 6 wurde aufgebracht und anschließend getrocknet, um eine äußere Polymerschicht zu bilden. Dieser Vorgang wurde 4 Mal wiederholt. Die Teile wurden unter dem Mikroskop auf Ecken und Kantenabdeckung geprüft. Eine sequentielle Beschichtung von einer Graphitschicht und einer Silberschicht wurden aufgebracht, um einen Festelektrolytkondensators herzustellen. Die Teile wurden montiert und verpackt.
Erfindungsgemäßes Beispiel 8-1
Ein Festelektrolytkondensator wurde in der gleichen Weise hergestellt, wie im erfindungsgemäßen Beispiel 8 gezeigt, mit Ausnahme, dass leitfähige Polymerdispersion aus Beispiel 6-1 verwendet wurde.
Erfindungsgemäßes Beispiel 8-2
Ein Festelektrolytkondensator wurde auf die gleiche Weise hergestellt, wie im erfindungsgemäßen Beispiel 8-1 gezeigt, außer die innere Schicht wurde durch vorpolymerisiertes leitfähiges Polymer gebildet.
Erfindungsgemäßes Beispiel 8-3
Ein Festelektrolytkondensator wurde in der gleichen Weise hergestellt, wie im erfindungsgemäßen Beispiel 8-2 gezeigt, außer organometalische Verbindung wurde zwischen dielektrischem und vorpolymeriertem leitendem Polymer aufgebracht.
Erfindungsgemäßes Beispiel 8-4
Ein Festelektrolytkondensator wurde in der gleichen Weise hergestellt, wie im erfindungsgemäßen Beispiel 8-3 gezeigt, mit Ausnahme der Quervernetzungslösung zwischen äußeren Polymerschichten.
Erfindungsgemäßes Beispiel 8-5
Ein Festelektrolytkondensator wurde in der gleichen Weise hergestellt, wie im erfindungsgemäßen Beispiel 8-3 gezeigt, außer dass Quervernetzer- oder Primerlösung zwischen innerer Polymerschicht und äußerem Polymer aufgebracht wurde.
Vergleichsbeispiel 5
Eine Reihe von Tantalanoden (33 Mikrofarad, 35V) wurden vorbereitet. Das Tantal wurde eloxiert, um ein Dielektrikum auf der Tantalanode zu bilden. Die so gebildeten Anoden wurden 1 Minute lang in eine Lösung aus Eisen (III) Toluensulfonatoxidant getaucht und 1 Minute lang sequenziell in Ethyldioxythiophenmonomer getaucht, um eine dünne Schicht leitfähigen Polymers (PEDOT) auf dem Dielektrikum der eloxierten Anoden zu bilden. Die eloxierten Anoden wurden gewaschen, um überschüssiges Monomer und Nebenprodukte der Reaktionen nach Abschluss von 60 Minuten Polymerisation zu entfernen. Dieser Vorgang wurde wiederholt, bis eine ausreichende Dicke erreicht war. Die leitfähige Polymerdispersion aus dem Vergleichsbeispiel 3 wurde aufgebracht und anschließend zu einer äußeren Polymerschicht getrocknet. Dieser Vorgang wurde 4 Mal wiederholt. Die Teile wurden unter dem Mikroskop auf Ecken und Kantenabdeckung geprüft. Eine sequentielle Beschichtung einer Graphitschicht und einer Silberschicht wurde aufgebracht, um einen Festelektrolytkondensator herzustellen. Die Teile wurden montiert und verpackt.
Vergleichsbeispiel 6
Eine Reihe von Tantalanoden (33 Mikrofarad, 35V) wurden vorbereitet. Das Tantal wurde eloxiert, um ein Dielektrikum auf der Tantalanode zu bilden. Die so gebildeten Anoden wurden 1 Minute lang in eine Lösung aus Eisen (III) Toluensulfonatoxidant getaucht und 1 Minute lang sequenziell in Ethyldioxythiophenmonomer getaucht, um eine dünne Schicht leitfähigen Polymers (PEDOT) auf dem Dielektrikum der eloxierten Anoden zu bilden. Die eloxierten Anoden wurden gewaschen, um überschüssiges Monomer und Nebenprodukte der Reaktionen nach Abschluss von 60 Minuten Polymerisation zu entfernen. Dieser Vorgang wurde wiederholt, bis eine ausreichende Dicke erreicht war. Leitfähige Polymerdispersion aus dem Vergleichsbeispiel 4 wurde aufgebracht und anschließend getrocknet, um eine äußere Polymerschicht zu bilden. Dieser Vorgang wurde 4 Mal wiederholt. Die Teile wurden unter dem Mikroskop auf Ecken und Kantenabdeckung geprüft. Eine sequentielle Beschichtung einer Graphitschicht und einer Silberschicht wurde aufgebracht, um einen Festelektrolytkondensator herzustellen. Die Teile wurden montiert und verpackt.
Vergleichsbeispiel 7
Eine Reihe von Tantalanoden (33 Mikrofarad, 35V) wurden vorbereitet. Das Tantal wurde eloxiert, um ein Dielektrikum auf der Tantalanode zu bilden. Die so gebildeten Anoden wurden 1 Minute lang in eine Lösung aus Eisen (III) Toluensulfonatoxidant getaucht und 1 Minute lang sequenziell in Ethyldioxythiophenmonomer getaucht, um eine dünne Schicht leitfähigen Polymers (PEDOT) auf dem Dielektrikum der eloxierten Anoden zu bilden. Die eloxierten Anoden wurden gewaschen, um überschüssiges Monomer und Nebenprodukte der Reaktionen nach Abschluss von 60 Minuten Polymerisation zu entfernen. Dieser Vorgang wurde wiederholt, bis eine ausreichende Dicke erreicht war. Eine handelsübliche Polymerdispersion Clevios® KV2 wurde aufgebracht und anschließend getrocknet, um eine äußere Polymerschicht zu bilden. Dieser Vorgang wurde 4 Mal wiederholt. Die Teile wurden unter dem Mikroskop auf Ecken und Kantenabdeckung geprüft. Eine sequentielle Beschichtung einer Graphitschicht und einer Silberschicht wurde aufgebracht, um einen Festelektrolytkondensator herzustellen. Die Teile wurden montiert und verpackt.
Vergleichsbeispiel 8
Eine Reihe von Tantalanoden (33 Mikrofarad, 35V) wurden vorbereitet. Das Tantal wurde eloxiert, um ein Dielektrikum auf der Tantalanode zu bilden. Die so gebildeten Anoden wurden 1 Minute lang in eine Lösung aus Eisen (III) Toluensulfonatoxidant getaucht und 1 Minute lang sequenziell in Ethyldioxythiophenmonomer getaucht, um eine dünne Schicht leitfähigen Polymers (PEDOT) auf dem Dielektrikum der eloxierten Anoden zu bilden. Die eloxierten Anoden wurden gewaschen, um überschüssiges Monomer und Nebenprodukte der Reaktionen nach Abschluss von 60 Minuten Polymerisation zu entfernen. Dieser Vorgang wurde wiederholt, bis eine ausreichende Dicke erreicht war. Die leitfähige Polymerdispersion aus Vergleichsbeispiel 4 wurde aufgebracht, um eine äußere Polymerschicht zu bilden. Nach dem Trocknen wurden abwechselnde Schichten einer handelsüblichen Vernetzungslösung, Clevios® K Primer, und leitfähige Polymerdispersion aus Vergleichsbeispiel 2 aufgebracht und 4-mal wiederholt. Die Teile wurden mit heißem Wasser gewaschen, um überschüssige Clevios® K Primer zu entfernen und anschließend im Ofen getrocknet. Die Teile wurden unter dem Mikroskop auf Ecken und Kantenabdeckung geprüft. Eine sequentielle Beschichtung einer Graphitschicht und einer Silberschicht wurde aufgebracht, um einen Festelektrolytkondensator herzustellen. Die Teile wurden montiert und verpackt.
Vergleichsbeispiel 9
Eine Reihe von Tantalanoden (33 Mikrofarad, 35V) wurden vorbereitet. Das Tantal wurde eloxiert, um ein Dielektrikum auf der Tantalanode zu bilden. Die so gebildeten Anoden wurden 1 Minute lang in eine Lösung aus Eisen (III) Toluensulfonatoxidant getaucht und anschließend 1 Minute lang in Ethyldioxythiophenmonomer getaucht, um eine dünne Schicht leitfähigen Polymers (PEDOT) auf dem Dielektrikum der eloxierten Anoden zu bilden. Die eloxierten Anoden wurden gewaschen, um überschüssiges Monomer und Nebenprodukte der Reaktionen nach Abschluss von 60 Minuten Polymerisation zu entfernen. Dieser Vorgang wurde wiederholt, bis eine ausreichende Dicke erreicht war. Eine handelsübliche Polymerdispersion Clevios® KV2 wurde aufgebracht, um eine äußere Polymerschicht zu bilden. Nach dem Trocknen wurden abwechselnde Schichten einer handelsüblichen Vernetzerlösung, Clevios® K Primer, und leitfähige Polymerdispersion aus Vergleichsbeispiel 2 aufgebracht und 4-mal wiederholt. Die Teile wurden mit heißem Wasser gewaschen, um überschüssige Clevios ® K Primer zu entfernen und anschließend in einem Ofen getrocknet. Die Teile wurden unter dem Mikroskop auf Ecken und Kantenabdeckung geprüft. Eine sequentielle Beschichtung einer Graphitschicht und einer Silberschicht wurde aufgebracht, um einen Festelektrolytkondensator zu bilden. Die Teile wurden montiert und verpackt.

Die Leistungsergebnisse der erfindungsgemäßen leitfähigen Polymerdispersion in Festelektrolytkondensatoren sind in Tabelle 1 und Tabelle 2 zusammengefasst. Tabelle 1. Auswirkungen der bimodalen Partikelgrößenverteilung auf die Abdeckung.

	Abdeckung
Beispiel 7	100%
Beispiel 8	100%
Vergleichsbeispiel 5	85%
Vergleichsbeispiel 6	90%
Vergleichsbeispiel 7	90%

Tabelle 2. ESR- und Leckstrom-Beständigkeit bei feuchter Atmosphäre

	Last 85 °C/85% RH Mittelwert ESR (mΩ)		Vorbespannter HAST Leckstromfehler
	0 Std. ESR	1000 Std.	Nr. der ausgefallenen Stk. bei 0 Std.	Nr. der ausgefallenen Stk. bei 63 Std.
Erfindungsgemäßes Beispiel 8	32.1	37.4	0/20	0/20
Vergleichsbeispiel 8	27.1	71.1	0/20	3/20
Vergleichsbeispiel 9	31.7	1426	0/20	4/20

Die Vorteile der Dispersion bei wenigstens bimodaler Größenverteilung zeigen sich in der Verbesserung der Beschichtungsqualität und Leistung des Festelektrolytkondensators. Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf die bevorzugten Ausführungsformen ohne Begrenzung darauf beschrieben. Eine Fähigkeit in dem Stand der Technik würde zusätzliche Ausführungsformen und Verbesserungen realisieren, die innerhalb der Maße und Grenzen der Erfindung liegen, wie in den beigefügten Ansprüchen genauer dargelegt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 16165649 [0001]
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WO 2010089111 A1 [0008]
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US 9378898 [0065]

Claims

Verfahren zur Formgebung eines Festelektrolytkondensators, umfassend: Bereitstellen einer eloxierten Anode; und Bilden einer leitfähigen Polymerschicht auf der eloxierten Anode, wobei die leitfähige Polymerschicht erste Partikel, die leitfähiges Polymer und Polyanion umfassen und zweite Partikel umfasst, die das leitfähige Polymer und das Polyanion umfassen, wobei die ersten Partikel einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von wenigstens 1 Mikrometer bis nicht mehr als 10 Mikrometer aufweisen und die zweiten Partikel einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von wenigstens 1 nm bis nicht mehr als 600 nm aufweisen, wobei die leitfähige Polymerschicht eine innere Polymerschicht und eine äußere Polymerschicht umfasst und das innere Polymer ein vorpolymerisiertes leitfähiges Polymer umfasst.
Verfahren zum Bilden eines Festelektrolytkondensators gemäß Anspruch 1, wobei die äußere Polymerschicht die ersten Partikel umfasst.
Verfahren zur Formgebung eines Festelektrolytkondensators gemäß Anspruch 1, wobei die äußere Polymerschicht die zweiten Partikel umfasst.
Verfahren zur Formgebung eines Festelektrolytkondensators gemäß Anspruch 1, wobei die innere Polymerschicht die zweiten Partikel umfasst.
Verfahren zur Formgebung eines Festelektrolytkondensators gemäß Anspruch 1, wobei die äußere Polymerschicht vorpolymerisiertes leitfähiges Polymer umfasst.
Verfahren zur Formgebung eines Festelektrolytkondensators gemäß Anspruch 1, wobei die innere Polymerschicht und die äußere Polymerschicht frei von in-situ polymerisiertem leitenden Polymer sind.
Verfahren zur Formgebung eines Festelektrolytkondensators gemäß Anspruch 1, ferner umfassend Bilden einer Schicht, die eine organometallische Verbindung umfasst.
Verfahren zur Formgebung eines Festelektrolytkondensators gemäß Anspruch 7, wobei die Schicht, die eine organometallische Verbindung umfasst, auf der eloxierten Anode gebildet wird.
Verfahren zur Formgebung eines Festelektrolytkondensators gemäß Anspruch 7, wobei die Schicht, die eine organometallische Verbindung umfasst, auf wenigstens einer leitfähigen Polymerschicht gebildet wird.
Verfahren zur Formgebung eines Festelektrolytkondensators gemäß Anspruch 1, ferner umfassend Aufbringen einer Primerschicht.
Verfahren zur Formgebung eines Festelektrolytkondensators gemäß Anspruch 10, wobei die äußere Polymerschicht auf der Primerschicht gebildet wird.
Verfahren zur Formgebung eines Festelektrolytkondensators umfassend: Bereitstellen einer eloxierten Anode; Aufbringen einer Schicht, die eine organometallische Verbindung umfasst, auf der eloxierten Anode; und Bilden einer vorpolymerisierten leitfähigen Polymerschicht auf der Schicht mit der organometallischen Verbindungsschicht, wobei die leitfähige Polymerschicht erste Partikel, die leitfähiges Polymer und Polyanion umfassen, und zweite Partikel umfasst, die das leitfähige Polymer und das Polyanion umfassen, wobei die ersten Partikel einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von wenigstens 1 Mikrometer bis nicht mehr als 10 Mikrometer aufweisen und die zweiten Partikel einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von wenigstens 1 nm bis nicht mehr als 600 nm aufweisen, wobei die leitfähige Polymerschicht eine innere Polymerschicht und eine äußere Polymerschicht umfasst.
Verfahren zur Formgebung eines Festelektrolytkondensators gemäß Anspruch 12, wobei das Polyanion dargestellt ist durch Formel 2: A_xB_yC_z Formel 2 wobei: A Polystrolsulfonsäure oder Salz aus Polystrolsulfonat ist; B und C jeweils polymerisierte Einheiten darstellen, substituiert mit einer Gruppe, ausgewählt aus: -Carboxylgruppen; -C(O)OR⁶ wobei R⁶ aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus: einem Alkyl aus 1 bis 20 Kohlenstoffen, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Azid, Phosphat, Acrylat, Anhydrid und -(CHR⁷CH₂O)_b-R⁸ ausgewählt ist, wobei: R⁷ aus einem Wasserstoff oder einem Alkyl aus 1 bis 7 Kohlenstoffen ausgewählt ist; b eine ganze Zahl von 1 bis zu der Zahl ist, die ausreicht, um ein Molekulargewicht von bis zu 200.000 für die - CHR⁷CH₂O-Gruppe bereitzustellen; und R⁸ aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Wasserstoff, Silan, Phosphat, Acrylat, einem Alkyl aus 1 bis 9 Kohlenstoffen, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, die ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat und Anhydrid; -C(O)-NHR⁹ wobei: R⁹ Wasserstoff oder ein Alkyl aus 1 bis 20 Kohlenstoffen ist, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat und Anhydrid; -C₆H₄-R¹⁰ wobei: R¹⁰ ausgewählt ist aus: einem Wasserstoff oder Alkyl, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat und Anhydrid; einer reaktiven Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Imid, Amid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat, Anhydrid und -(O(CHR¹¹CH₂O)_d-R¹² wobei: R¹¹ ein Wasserstoff oder ein Alkyl aus 1 bis 7 Kohlenstoffen ist; d eine ganze Zahl von 1 bis zu der Zahl ist, die ausreicht, um ein Molekulargewicht von bis zu 200.000 für die - CHR¹¹CH₂O-Gruppe bereitzustellen; R¹² ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff, einem Alkyl aus 1 bis 9 Kohlenstoffen, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat und Anhydrid; -C₆H₄-O-R¹³ wobei: R¹³ ausgewählt ist aus: einem Wasserstoff oder einem Alkyl, gegebenenfalls substituiert mit einer reaktiven Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Azid, Acrylat, Phosphat und Anhydrid; einer reaktiven Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Epoxid, Silan, Alken, Alkyn, Acrylat, Phosphat und -(CHR¹⁴CH₂O)_e-R¹⁵ wobei: R¹⁴ ein Wasserstoff oder ein Alkyl aus 1 bis 7 Kohlenstoffen ist; e eine ganze Zahl von 1 bis zu der Zahl ist, die ausreicht, um ein Molekulargewicht von bis zu 200.000 für die -CHR¹⁴CH₂O-Gruppe bereitzustellen; und R¹⁵ ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff und einem Alkyl aus 1 bis 9 Kohlenstoffen, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Azid, Acrylat, Phosphat und Anhydrid; x, y und z, zusammengenommen, ausreichend sind, um ein Polyanion mit einem Molekulargewicht von wenigstens 100 bis nicht mehr als 500.000 zu bilden; y/x 0 bis 100 ist; und z 0 bis zu einem Verhältnis z/x von nicht mehr als 100 ist.
Verfahren zur Formgebung eines Festelektrolytkondensators gemäß Anspruch 12, wobei die organometallische Verbindung aus organofunktionellen Silanen, Hydrolysaten oder Phosphaten ausgewählt ist.
Verfahren zur Formgebung eines Festelektrolytkondensators, umfassend: Bereitstellen einer eloxierten Anode; und Bilden einer leitfähigen Polymerschicht auf der eloxierten Anode, wobei die leitfähige Polymerschicht erste Partikel, die leitfähiges Polymer und Polyanion umfassen und zweite Partikel umfasst, die das leitfähige Polymer und das Polyanion umfassen, wobei die ersten Partikel einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von wenigstens 1 Mikrometer bis nicht mehr als 10 Mikrometer aufweisen und die zweiten Partikel einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von wenigstens 1 nm bis nicht mehr als 600 nm aufweisen, wobei das Bilden der leitfähigen Schicht, Aufbringen einer Dispersion umfasst, die die ersten Partikel und die zweiten Partikel umfasst; und wobei ein Teil der Dispersion ferner einem Rotor-Stator-Hochschermischen, Ultraschall-Mischen, akustischem Mischen, Hochdruckhomogenisator oder einem Hochscherhomogenisator ausgesetzt wird.
Verfahren zur Formgebung eines Festelektrolytkondensators, umfassend: Bereitstellen einer eloxierten Anode; und Bilden einer leitfähigen Polymerschicht auf der eloxierten Anode, wobei die leitfähige Polymerschicht erste Partikel, die leitfähiges Polymer und Polyanion umfassen, und zweite Partikel umfasst, die das leitfähige Polymer und das Polyanion umfassen, wobei die ersten Partikel einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von wenigstens 1 Mikrometer bis nicht mehr als 10 Mikrometer umfassen und die zweiten Partikel einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von wenigstens 1 nm bis nicht mehr als 600 nm aufweisen, wobei das Polyanion dargestellt ist durch Formel 2: A_xB_yC_z Formel 2 wobei: A Polystrolsulfonsäure oder Salz aus Polystrolsulfonat ist; B und C jeweils polymerisierte Einheiten darstellen, substituiert mit einer Gruppe, ausgewählt aus: -Carboxylgruppen; -C(O)OR⁶, wobei R⁶ aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus: einem Alkyl aus 1 bis 20 Kohlenstoffen, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Azid, Phosphat, Acrylat, Anhydrid und -(CHR⁷CH₂O)_b-R⁸ wobei: R⁷ aus einem Wasserstoff oder einem Alkyl aus 1 bis 7 Kohlenstoffen ausgewählt ist; b eine ganze Zahl von 1 bis zu der Zahl ist, die ausreicht, um ein Molekulargewicht von bis zu 200.000 für die - CHR⁷CH₂O-Gruppe bereitzustellen; und R⁸ aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Wasserstoff, Silan, Phosphat, Acrylat, einem Alkyl aus 1 bis 9 Kohlenstoffen, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat und Anhydrid; -C(O)-NHR⁹ wobei: R⁹ Wasserstoff oder ein Alkyl aus 1 bis 20 Kohlenstoffen ist, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat und Anhydrid; -C₆H₄-R¹⁰ wobei: R¹⁰ ausgewählt ist aus: einem Wasserstoff oder Alkyl, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat und Anhydrid; einer reaktiven Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Imid, Amid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat, Anhydrid und -(O(CHR¹¹CH₂O)_d-R¹² wobei: R¹¹ ein Wasserstoff oder ein Alkyl aus 1 bis 7 Kohlenstoffen ist; d eine ganze Zahl von 1 bis zu der Zahl ist, die ausreicht, um ein Molekulargewicht von bis zu 200.000 für die -CHR¹¹CH₂O-Gruppe bereitzustellen; R¹² aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff, einem Alkyl aus 1 bis 9 Kohlenstoffen, ausgewählt ist, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat und Anhydrid; -C₆H₄-O-R¹³ wobei: R¹³ ausgewählt ist aus: einem Wasserstoff oder einem Alkyl, gegebenenfalls substituiert mit einer reaktiven Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Azid, Acrylat, Phosphat und Anhydrid; einer reaktiven Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Epoxid, Silan, Alken, Alkyn, Acrylat, Phosphat und -(CHR¹⁴CH₂O)_e-R¹⁵ wobei: R¹⁴ ein Wasserstoff oder ein Alkyl aus 1 bis 7 Kohlenstoffen ist; e eine ganze Zahl von 1 bis zu der Zahl ist, die ausreicht, um ein Molekulargewicht von bis zu 200.000 für die -CHR¹⁴CH₂O-Gruppe bereitzustellen; und R¹⁵ aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Wasserstoff und einem Alkyl aus 1 bis 9 Kohlenstoffen, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Azid, Acrylat, Phosphat und Anhydrid; x, y und z, zusammengenommen, ausreichend sind, um ein Polyanion mit einem Molekulargewicht von wenigstens 100 bis nicht mehr als 500.000 zu bilden; y/x 0 bis 100 ist; und z 0 bis zu einem Verhältnis z/x von nicht mehr als 100 ist, wobei sich die ersten Partikel und die zweiten Partikel in einer Dispersion befinden; wobei ein erster Teil der Dispersion durch hohe Scherpolymerisation einer Monomerlösung gebildet wird und ein zweiter Teil der Dispersion ferner Rotor-Stator-Hochschermischen, Ultraschall-Mischen, akustischem Mischen, Hochdruckhomogenisator oder einem Hochscherhomogenisator ausgesetzt wird.
Verfahren zur Formgebung eines Festelektrolytkondensators gemäß Anspruch 16, wobei die leitfähige Polymerschicht eine innere Polymerschicht und eine äußere Polymerschicht umfasst.
Verfahren zur Formgebung eines Festelektrolytkondensators gemäß Anspruch 16, wobei die innere Polymerschicht vorpolymerisiertes leitfähiges Polymer umfasst.
Verfahren zur Formgebung eines Festelektrolytkondensators gemäß Anspruch 16, ferner umfassend, Aufbringen einer organometallische Verbindung zwischen der eloxierten Anode und dem vorpolymerisierten leitfähigen Polymer.
Verfahren zur Formgebung eines Festelektrolytkondensators, umfassend: Bereitstellen einer eloxierten Anode; und Bilden einer leitfähigen Polymerschicht auf der eloxierten Anode, wobei die leitfähige Polymerschicht eine innere Polymerschicht und eine äußere Polymerschicht umfasst und ferner erste Partikel, die leitfähiges Polymer und Polyanion umfassen, und zweite Partikel umfasst, die das leitfähige Polymer und das Polyanion umfassen, wobei die ersten Partikel einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von wenigstens 1 Mikrometer bis nicht mehr als 10 Mikrometer aufweisen und die zweiten Partikel einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von wenigstens 1 nm bis nicht mehr als 600 nm aufweisen; wobei das Polyanion dargestellt ist durch Formel 2: A_xB_yC_z Formel 2 wobei: A Polystrolsulfonsäure oder Salz aus Polystrolsulfonat ist; B und C jeweils polymerisierte Einheiten darstellen, substituiert mit einer Gruppe, ausgewählt aus: -Carboxylgruppen; -C(O)OR⁶ wobei R⁶ aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus: einem Alkyl aus 1 bis 20 Kohlenstoffen, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Azid, Phosphat, Acrylat, Anhydrid und -(CHR⁷CH₂O)_b-R⁸ wobei: R⁷ aus einem Wasserstoff oder einem Alkyl aus 1 bis 7 Kohlenstoffen ausgewählt ist; b eine ganze Zahl von 1 bis zu der Zahl ist, die ausreicht, um ein Molekulargewicht von bis zu 200.000 für die - CHR⁷CH₂O-Gruppe bereitzustellen; und R⁸ aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Wasserstoff, Silan, Phosphat, Acrylat, einem Alkyl aus 1 bis 9 Kohlenstoffen, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat und Anhydrid ; -C(O)-NHR⁹ wobei: R⁹ Wasserstoff oder ein Alkyl aus 1 bis 20 Kohlenstoffen ist, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat und Anhydrid; -C₆H₄-R¹⁰ wobei: R¹⁰ ausgewählt ist aus: einem Wasserstoff oder Alkyl, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat und Anhydrid; einer reaktiven Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Imid, Amid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat, Anhydrid und -(O(CHR¹¹CH₂O)_d-R¹² wobei: R¹¹ ein Wasserstoff oder ein Alkyl aus 1 bis 7 Kohlenstoffen ist; d eine ganze Zahl von 1 bis zu der Zahl ist, die ausreicht, um ein Molekulargewicht von bis zu 200.000 für die -CHR¹¹CH₂O-Gruppe bereitzustellen; R¹² aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Wasserstoff, einem Alkyl aus 1 bis 9 Kohlenstoffen, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat und Anhydrid; -C₆H₄-O-R¹³ wobei: R¹³ ausgewählt ist aus: einem Wasserstoff oder einem Alkyl, gegebenenfalls substituiert mit einer reaktiven Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Azid, Acrylat, Phosphat und Anhydrid; einer reaktiven Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Epoxid, Silan, Alken, Alkyn, Acrylat, Phosphat und -(CHR¹⁴CH₂O)_e-R¹⁵ wobei: R¹⁴ ein Wasserstoff oder ein Alkyl aus 1 bis 7 Kohlenstoffen ist; e eine ganze Zahl von 1 bis zu der Zahl ist, die ausreicht, um ein Molekulargewicht von bis zu 200.000 für die -CHR¹⁴CH₂O-Gruppe bereitzustellen; und R¹⁵ aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Wasserstoff und einem Alkyl aus 1 bis 9 Kohlenstoffen, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Azid, Acrylat, Phosphat und Anhydrid; x, y und z, zusammengenommen, ausreichen, um ein Polyanion mit einem Molekulargewicht von wenigstens 100 bis nicht mehr als 500.000 zu bilden; y/x 0 bis 100 ist; und z 0 bis zu einem Verhältnis z/x von nicht mehr als 100 ist, wobei: y 10 bis 30 % darstellt und z 0 bis 20 % der Gesamtsumme x+y+z darstellt; und wobei die äußere Polymerschicht das Polyanion umfasst.
Verfahren zur Formgebung eines Festelektrolytkondensators gemäß Anspruch 20, wobei die äußere Polymerschicht die ersten Partikel umfasst.
Verfahren zur Formgebung eines Festelektrolytkondensators gemäß Anspruch 20, wobei die äußere Polymerschicht nicht die zweiten Partikel umfasst.
Verfahren zur Formgebung eines Festelektrolytkondensators gemäß Anspruch 20, wobei die innere Polymerschicht die zweiten Partikel umfasst.
Verfahren zur Formgebung eines Festelektrolytkondensators gemäß Anspruch 20, wobei die äußere Polymerschicht auf der inneren Polymerschicht beschichtet ist.
Verfahren zur Formgebung eines Festelektrolytkondensators gemäß Anspruch 24, wobei wenigstens eine von der inneren Polymerschicht oder der äußeren Polymerschicht vorpolymerisiertes leitendes Polymer umfasst.
Verfahren zur Formgebung eines Festelektrolytkondensators gemäß Anspruch 25, wobei die innere Polymerschicht und die äußere Polymerschicht frei von in-situ polymerisierten leitenden Polymer sind.
Verfahren zur Formgebung eines Festelektrolytkondensators gemäß Anspruch 20, ferner umfassend, das Aufbringen einer Schicht, die eine organometallische Verbindung umfasst.
Verfahren zur Formgebung eines Festelektrolytkondensators gemäß Anspruch 27, wobei die Schicht, die eine organometallische Verbindung umfasst, zwischen der eloxierten Anode und einer vorpolymerisierten leitfähigen Polymerschicht aufgebracht wird.
Verfahren zur Formgebung eines Festelektrolytkondensators gemäß Anspruch 27, wobei die Schicht, die eine organometallische Verbindung umfasst, auf eine vorpolymerisierte leitfähige Polymerschicht aufgebracht wird.
Verfahren zur Formgebung eines Festelektrolytkondensators gemäß Anspruch 27, wobei die organometallische Verbindung aus organofunktionellen Silanen, Hydrolysaten oder Phosphaten ausgewählt ist.
Kondensator, umfassend: eine eloxierte Anode; und eine leitfähige Polymerschicht auf der eloxierten Anode, wobei die leitfähige Polymerschicht erste Partikel, die leitfähiges Polymer und Polyanion umfassen, und zweite Partikel umfasst, die das leitfähige Polymer und das Polyanion umfassen, wobei die ersten Partikel einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von wenigstens 1 Mikrometer bis nicht mehr als 10 Mikrometer aufweisen und die zweiten Partikel einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von wenigstens 1 nm bis nicht mehr als 600 nm aufweisen, wobei die leitfähige Polymerschicht eine innere Polymerschicht und eine äußere Polymerschicht umfasst und das innere Polymer vorpolymerisiertes leitfähiges Polymer umfasst.
Kondensator gemäß Anspruch 31, wobei die äußere Polymerschicht die ersten Partikel umfasst.
Kondensator gemäß Anspruch 31, wobei die äußere Polymerschicht die zweiten Partikel umfasst.
Kondensator gemäß Anspruch 31, wobei die innere Polymerschicht die zweiten Partikel umfasst.
Kondensator gemäß Anspruch 31, wobei die äußere Polymerschicht vorpolymerisiertes leitfähiges Polymer umfasst.
Kondensator gemäß Anspruch 31, wobei die innere Polymerschicht und die äußere Polymerschicht frei von in-situ polymerisiertem leitenden Polymer sind.
Kondensator gemäß Anspruch 31, ferner umfassend Bilden einer Schicht, welche eine organometallische Verbindung umfasst.
Kondensator gemäß Anspruch 37, wobei die Schicht, die eine organometallische Verbindung umfasst, auf der eloxierten Anode gebildet ist.
Kondensator gemäß Anspruch 37, wobei die Schicht, die eine organometallische Verbindung umfasst, auf wenigstens einer leitfähigen Polymerschicht gebildet ist.
Kondensator, umfassend: eine eloxierte Anode; eine Schicht, die eine organometallische Verbindung umfasst, auf der eloxierten Anode; und eine leitfähige Polymerschicht auf der Schicht mit der organometallischen Verbindung, wobei die leitfähige Polymerschicht erste Partikel, die leitfähiges Polymer und Polyanion umfassen, und zweite Partikel umfasst, die das leitfähige Polymer und das Polyanion umfassen, wobei die ersten Partikel einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von wenigstens 1 Mikrometer bis nicht mehr als 10 Mikrometer aufweisen und die zweiten Partikel einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von wenigstens 1 nm bis nicht mehr als 600 nm aufweisen, wobei die leitfähige Polymerschicht eine innere Polymerschicht und eine äußere Polymerschicht umfasst.
Kondensator gemäß Anspruch 40, wobei das Polyanion, dargestellt ist durch Formel 2: A_xB_yC_z Formel 2 wobei: A Polystrolsulfonsäure oder Salz aus Polystrolsulfonat ist; B und C jeweils polymerisierte Einheiten darstellen, substituiert mit einer Gruppe, ausgewählt aus: -Carboxylgruppen; -C(O)OR⁶ wobei R⁶ aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus: einem Alkyl aus 1 bis 20 Kohlenstoffen, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Azid, Phosphat, Acrylat, Anhydrid und -(CHR⁷CH₂O)_b-R⁸ wobei: R⁷ aus einem Wasserstoff oder einem Alkyl aus 1 bis 7 Kohlenstoffen ausgewählt ist; b eine ganze Zahl von 1 bis zu der Zahl ist, die ausreicht, um ein Molekulargewicht von bis zu 200.000 für die - CHR⁷CH₂O-Gruppe bereitzustellen; und R⁸ aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Wasserstoff, Silan, Phosphat, Acrylat, einem Alkyl aus 1 bis 9 Kohlenstoffen, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat und Anhydrid; -C(O)-NHR⁹ wobei: R⁹ Wasserstoff oder ein Alkyl aus 1 bis 20 Kohlenstoffen ist, die gegebenenfalls durch eine funktionelle Gruppe substituiert werden, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat und Anhydrid; -C₆H₄-R¹⁰ wobei: R¹⁰ ausgewählt ist aus: einem Wasserstoff oder Alkyl, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat und Anhydrid; einer reaktiven Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Imid, Amid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat, Anhydrid und -(O(CHR¹¹CH₂O)_d-R¹² wobei: R¹¹ ein Wasserstoff oder ein Alkyl aus 1 bis 7 Kohlenstoffen ist; d eine ganze Zahl von 1 bis zu der Zahl ist, die ausreicht, um ein Molekulargewicht von bis zu 200.000 für die-CHR¹¹CH₂O-Gruppe bereitzustellen; R¹² aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Wasserstoff, einem Alkyl aus 1 bis 9 Kohlenstoffen, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat und Anhydrid; -C₆H₄-O-R¹³ wobei: R¹³ ausgewählt ist aus: einem Wasserstoff oder einem Alkyl, gegebenenfalls substituiert mit einer reaktiven Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Azid, Acrylat, Phosphat und Anhydrid; einer reaktiven Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Epoxid, Silan, Alken, Alkyn, Acrylat, Phosphat und -(CHR¹⁴CH₂O)_e-R¹⁵ wobei: R¹⁴ ein Wasserstoff oder ein Alkyl aus 1 bis 7 Kohlenstoffen ist; e eine ganze Zahl von 1 bis zu der Zahl ist, die ausreicht, um ein Molekulargewicht von bis zu 200.000 für die -CHR¹⁴CH₂O-Gruppe bereitzustellen; und R¹⁵ aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Wasserstoff und einem Alkyl aus 1 bis 9 Kohlenstoffen, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Azid, Acrylat, Phosphat und Anhydrid; x, y und z, zusammengenommen, ausreichen, um ein Polyanion mit einem Molekulargewicht von wenigstens 100 bis nicht mehr als 500.000 zu bilden; y/x 0 bis 100 ist; und z 0 bis zu einem Verhältnis z/x von nicht mehr als 100 ist.
Kondensator gemäß Anspruch 40, wobei die organometallische Verbindung aus organofunktionellen Silanen, Hydrolysaten oder Phosphaten ausgewählt ist.
Kondensator, umfassend: eine eloxierte Anode; und eine leitfähige Polymerschicht auf der eloxierten Anode, wobei die leitfähige Polymerschicht eine innere Polymerschicht und eine äußere Polymerschicht umfasst und ferner erste Partikel, die leitfähiges Polymer und Polyanion umfassen und zweite Partikel umfasst, die das leitfähige Polymer und das Polyanion umfassen, wobei die ersten Partikel einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von wenigstens 1 Mikrometer bis nicht mehr als 10 Mikrometer aufweisen und die zweiten Partikel einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von wenigstens 1 nm bis nicht mehr als 600 nm aufweisen; wobei das Polyanion dargestellt ist durch Formel 2: A_xB_yC_z Formel 2 wobei: A Polystrolsulfonsäure oder Salz aus Polystrolsulfonat ist; B und C jeweils polymerisierte Einheiten darstellen, substituiert mit einer Gruppe, ausgewählt aus: -Carboxylgruppen; -C(O)OR⁶ wobei R⁶ aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus: einem Alkyl aus 1 bis 20 Kohlenstoffen, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Azid, Phosphat, Acrylat, Anhydrid und -(CHR⁷CH₂O)_b-R⁸ wobei: R⁷ aus einem Wasserstoff oder einem Alkyl aus 1 bis 7 Kohlenstoffen ausgewählt ist; b eine ganze Zahl von 1 bis zu der Zahl ist, die ausreicht, um ein Molekulargewicht von bis zu 200.000 für die - CHR⁷CH₂O-Gruppe bereitzustellen; und R⁸ aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Wasserstoff, Silan, Phosphat, Acrylat, einem Alkyl aus 1 bis 9 Kohlenstoffen, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat und Anhydrid; -C(O)-NHR⁹ wobei: R⁹ Wasserstoff oder ein Alkyl aus 1 bis 20 Kohlenstoffen ist, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat und Anhydrid; -C₆H₄-R¹⁰ wobei: R¹⁰ ausgewählt ist aus: einem Wasserstoff oder Alkyl, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat und Anhydrid; einer reaktiven Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Imid, Amid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat, Anhydrid und -(O(CHR¹¹CH₂O)_d-R¹² wobei: R¹¹ ein Wasserstoff oder ein Alkyl aus 1 bis 7 Kohlenstoffen ist; d eine ganze Zahl von 1 bis zu der Zahl ist, die ausreicht, um ein Molekulargewicht von bis zu 200.000 für die-CHR¹¹CH₂O-Gruppe bereitzustellen; R¹² aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Wasserstoff, einem Alkyl aus 1 bis 9 Kohlenstoffen, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat und Anhydrid; -C₆H₄-O-R¹³ wobei: R¹³ ausgewählt ist aus: einem Wasserstoff oder einem Alkyl, gegebenenfalls substituiert mit einer reaktiven Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Azid, Acrylat, Phosphat und Anhydrid; einer reaktiven Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Epoxid, Silan, Alken, Alkyn, Acrylat, Phosphat und -(CHR¹⁴CH₂O)_e-R¹⁵ wobei: R¹⁴ ein Wasserstoff oder ein Alkyl aus 1 bis 7 Kohlenstoffen ist; e eine ganze Zahl von 1 bis zu der Zahl ist, die ausreicht, um ein Molekulargewicht von bis zu 200.000 für die -CHR¹⁴CH₂O-Gruppe bereitzustellen; und R¹⁵ aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Wasserstoff und einem Alkyl aus 1 bis 9 Kohlenstoffen, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Azid, Acrylat, Phosphat und Anhydrid; x, y und z, zusammengenommen, ausreichen, um ein Polyanion mit einem Molekulargewicht von wenigstens 100 bis nicht mehr als 500.000 zu bilden; y/x 0 bis 100 ist; und z 0 bis zu einem Verhältnis z/x von nicht mehr als 100 ist, wobei: y 10 bis 30 % darstellt und z 0 bis 20 % der Gesamtsumme x+y+z darstellt; und wobei die äußere Polymerschicht das Polyanion umfasst.
Kondensator gemäß Anspruch 43, wobei die äußere Polymerschicht die ersten Partikel umfasst.
Kondensator gemäß Anspruch 43, wobei die äußere Polymerschicht keine zweiten Partikel umfasst.
Kondensator gemäß Anspruch 43, wobei die innere Polymerschicht die zweiten Partikel umfasst.
Kondensator gemäß Anspruch 43, wobei die äußere Polymerschicht auf der inneren Polymerschicht beschichtet ist
Kondensator gemäß Anspruch 47, wobei wenigstens eine von der inneren Polymerschicht oder der äußeren Polymerschicht vorpolymerisiertes leitendes Polymer umfasst.
Kondensator gemäß Anspruch 48, wobei die innere Polymerschicht und die äußere Polymerschicht frei von in-situ polymerisiertem leitfähigen Polymer sind.
Kondensator gemäß Anspruch 43, ferner umfassend Aufbringen einer Schicht, die eine organometallische Verbindung umfasst.
Kondensator gemäß Anspruch 50, wobei die Schicht, die eine organometallische Schicht umfasst, zwischen der eloxierten Anode und einer vorpolymerisierten leitfähigen Polymerschicht aufgebracht wird.
Kondensator gemäß Anspruch 50, wobei die Schicht, die eine organometallische Verbindung umfasst, auf eine vorpolymerisierte leitfähige Polymerschicht aufgebracht wird.
Kondensator gemäß Anspruch 50, wobei die organometallische Verbindung aus organofunktionellen Silanen, Hydrolysaten oder Phosphaten ausgewählt ist.
Dispersion, umfassend: erste Partikel, die leitfähiges Polymer und Polyanion umfassen, wobei die ersten Partikel einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von wenigstens 1 Mikrometer bis nicht mehr als 10 Mikrometer aufweisen; zweite Partikel, die das leitfähige Polymer und das Polyanion umfassen, wobei die zweiten Partikel einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von wenigstens 1 nm bis nicht mehr als 600 nm aufweisen; wobei das leitfähige Polymer konjugierte Gruppen umfasst, die die Struktur der Formel I aufweisen:
wobei: R¹ und R² unabhängig lineares oder verzweigtes C₁-C₁₆ -Alkyl oder C₂-C₁₈-Alkoxyalkyl darstellen; oder C₃-C₈-Cycloalkyl, Phenyl oder Benzyl sind, die nicht substituiert sind oder mit C₁-C₆-Alkyl, C₁-C₆-Alkoxy, Halogen oder OR³ substituiert sind; oder R¹ und R², zusammengenommen lineares C₁-C₆ - Alkylen sind, das nicht substituiert ist oder substituiert ist mit C₁-C₆-Alkyl, C₁-C₆-Alkoxy, Halogen,C₃-C₈-Cycloalkyl, Phenyl, Benzyl, C₁-C₄-Alkylphenyl, C₁-C₄-Alkoxyphenyl, Halophenyl, C₁-C₄ -Alkylbenzyl, C₁-C₄ -Alkoxybenzyl oder Halobenzyl, 5-, 6- oder 7-gliedrige heterozyklische Struktur, die zwei Sauerstoffelemente enthält; R³ Wasserstoff, lineares oder verzweigtes C₁-C₁₆-Alkyl oder C₂-C₁₈-Alkoxyalkyl darstellt; oder C₃-C₈-Cycloalkyl, Phenyl oder Benzyl sind, die nicht substituiert sind oder mit C₁-C₆-Alkyl substituiert sind; und X S, N oder O ist, und das Polyanion, dargestellt ist durch Formel 2: A_xB_yC_z Formel 2 wobei: A Polystrolsulfonsäure oder Salz aus Polystrolsulfonat ist; B und C jeweils polymerisierte Einheiten darstellen, die durch eine Gruppe substituiert sind, ausgewählt aus: -Carboxylgruppen; -C(O)OR⁶ wobei R⁶ aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus: einem Alkyl aus 1 bis 20 Kohlenstoffen, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Azid, Phosphat, Acrylat, Anhydrid und -(CHR⁷CH₂O)_b-R⁸ wobei: R⁷ aus einem Wasserstoff oder einem Alkyl aus 1 bis 7 Kohlenstoffen ausgewählt ist; b ist ganze Zahl von 1 bis zu der Zahl ist, die ausreicht, um ein Molekulargewicht von bis zu 200.000 für die - CHR⁷CH₂O-Gruppe bereitzustellen; und R⁸ aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Wasserstoff, Silan, Phosphat, Acrylat, einem Alkyl aus 1 bis 9 Kohlenstoffen, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat und Anhydrid; -C(O)-NHR⁹ wobei: R⁹ Wasserstoff oder ein Alkyl aus 1 bis 20 Kohlenstoffen ist, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat und Anhydrid; -C₆H₄-R¹⁰ wobei: R¹⁰ ausgewählt ist aus: einem Wasserstoff oder Alkyl, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat und Anhydrid; einer reaktiven Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Imid, Amid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat, Anhydrid und -(O(CHR¹¹CH₂O)_d-R¹² wobei: R¹¹ ein Wasserstoff oder ein Alkyl aus 1 bis 7 Kohlenstoffen ist; d eine ganze Zahl von 1 bis zu der Zahl ist, die ausreicht, um ein Molekulargewicht von bis zu 200.000 für die-CHR¹¹CH₂O-Gruppe bereitzustellen; R¹² aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Wasserstoff, einem Alkyl aus 1 bis 9 Kohlenstoffen, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Phosphat, Azid, Acrylat und Anhydrid; -C₆H₄-O-R¹³ wobei: R¹³ ausgewählt ist aus: einem Wasserstoff oder einem Alkyl, gegebenenfalls substituiert mit einer reaktiven Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Azid, Acrylat, Phosphat und Anhydrid; einer reaktiven Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Epoxid, Silan, Alken, Alkyn, Acrylat, Phosphat und -(CHR¹⁴CH₂O)_e-R¹⁵ wobei: R¹⁴ ein Wasserstoff oder ein Alkyl aus 1 bis 7 Kohlenstoffen ist; e eine ganze Zahl von 1 bis zu der Zahl ist, die ausreicht, um ein Molekulargewicht von bis zu 200.000 für die -CHR¹⁴CH₂O-Gruppe bereitzustellen; und R¹⁵ aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Wasserstoff und einem Alkyl aus 1 bis 9 Kohlenstoffen, gegebenenfalls substituiert mit einer funktionellen Gruppe, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Hydroxyl, Carboxyl, Amin, Epoxid, Silan, Amid, Imid, Thiol, Alken, Alkyn, Azid, Acrylat, Phosphat und Anhydrid; x, y und z, zusammengenommen, ausreichen, um ein Polyanion mit einem Molekulargewicht von wenigstens 100 bis nicht mehr als 500.000 zu bilden; y/x 0 bis 100 ist; und z 0 bis zu einem Verhältnis z/x von nicht mehr als 100 ist, wobei ein Teil der Dispersion ferner Rotor-Stator-Hochschermischen, Ultraschall-Mischen, akustischem Mischen, Hochdruckhomogenisierung oder Hochscherhomogenisierung ausgesetzt wird.