JP2010098104A - Conductive polymer electrolytic capacitor subjected to chemical repair using ionic liquid diluted with water, and method of manufacturing the same - Google Patents

Conductive polymer electrolytic capacitor subjected to chemical repair using ionic liquid diluted with water, and method of manufacturing the same Download PDF

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Kazuyuki Tateishi
和幸 立石
Akiko Tsujimoto
晶子 辻本
Takahiro Oishi
孝洋 大石
Hiroyuki Ogino
弘幸 荻野
Mutsuaki Murakami
睦明 村上
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve such a problem that large amounts of additives are required for revealing the effect of increase in breakdown voltage but make it difficult to achieve both a high breakdown voltage and a low ESR with respect to addition of materials into an electrolyte in a conductive polymer capacitor. <P>SOLUTION: The conductive polymer aluminum electrolytic capacitor having both a high breakdown voltage and a low ESR can be obtained by performing a chemical repair by using a solution where the percent concentration, by weight, of ionic liquid is 0.01 to 5 wt.%. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は水で希釈したイオン性液体を用いて修復化成を行った導電性高分子電解コンデンサ、および導電性高分子電解コンデンサの製造方法に関わるものである。   The present invention relates to a conductive polymer electrolytic capacitor subjected to restoration conversion using an ionic liquid diluted with water, and a method for producing a conductive polymer electrolytic capacitor.

導電性高分子電解コンデンサは一般にアルミニウム、タンタル、ニオブ等の弁金属を陽極金属とし、その表面に形成された酸化皮膜を誘電体とし、さらに誘電体上に形成された導電性高分子から成る電解質層を挟んで陰極を形成した構成となっている。   Conductive polymer electrolytic capacitors are generally electrolytes comprising a valve metal such as aluminum, tantalum, or niobium as an anode metal, an oxide film formed on the surface thereof as a dielectric, and a conductive polymer formed on the dielectric. The cathode is formed with the layers in between.

一般的に、導電性高分子としてはポリピロールあるいはポリチオフェン誘導体等が用いられる。これらの導電性高分子は、誘電体酸化皮膜の修復能力が低く、導電性高分子を電解質に用いたコンデンサでは、従来の電解液を用いたコンデンサと比較して、破壊耐圧が低い事が課題となっており、耐電圧向上の試みとして、電解質中への無機塩の添加(特許文献1)やイオン性液体の添加(特許文献2)が行われてきた。前者の試みは、吸熱反応をする無機水酸化物を電解質中に添加することで、導電性高分子の一部を絶縁化する反応を緩やかにし、耐電圧向上を目指すものであり、後者の試みは、修復能力の低い導電性高分子にイオン性液体の陽極酸化能力を付与させ、耐電圧向上を目指すものである。   In general, polypyrrole or polythiophene derivatives are used as the conductive polymer. These conductive polymers have a low ability to repair dielectric oxide films, and capacitors using conductive polymers as electrolytes have a lower breakdown voltage than capacitors using conventional electrolytes. As an attempt to improve the withstand voltage, the addition of an inorganic salt into the electrolyte (Patent Document 1) and the addition of an ionic liquid (Patent Document 2) have been performed. In the former attempt, an inorganic hydroxide that undergoes endothermic reaction is added to the electrolyte, thereby slowing the reaction that insulates part of the conductive polymer and improving the withstand voltage. The latter attempt Aims to improve the withstand voltage by imparting an anodic oxidation ability of an ionic liquid to a conductive polymer having a low repair ability.

しかしながら前者の手法では、電解質中に無機塩材料を添加するため、耐圧向上の効果を発現させるためには、多量の添加剤が必要であり、その結果等価直列抵抗(ESR)の上昇を招き、高耐圧は実現されるものの、低ESRとの両立が難しいとの課題があった。また、後者の手法では添加物が液体であるために、耐圧効果の発現に必要な添加量は無機塩よりも少なくて済むものの、導電性高分子の5〜10wt%程度の量のイオン液体は必要であり、これが低ESR化を妨げる要因であった。
特許第3551020 国際公開WO2005/012599号パンフレット
However, in the former method, since an inorganic salt material is added to the electrolyte, a large amount of additive is required to develop the effect of improving the pressure resistance, resulting in an increase in equivalent series resistance (ESR). Although a high breakdown voltage is realized, there is a problem that it is difficult to achieve a low ESR. In addition, since the additive is liquid in the latter method, the amount of addition necessary for the development of the pressure-resistant effect may be less than that of the inorganic salt, but the amount of the ionic liquid of about 5 to 10 wt% of the conductive polymer is It was necessary and this was a factor preventing the low ESR.
Japanese Patent No. 3551020 International Publication WO2005 / 012599 Pamphlet

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、従来の手法よりも少量のイオン液体で、高耐圧と低インピーダンスを両立するコンデンサ及びその製造方法を提供することである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and the object of the present invention is to provide a capacitor that achieves both high breakdown voltage and low impedance with a smaller amount of ionic liquid than the conventional method, and a method for manufacturing the same. Is to provide.

本発明者らは、上記に鑑み鋭意検討を行った結果、親水性のイオン性液体を一定量の水で希釈した溶液を用い、修復化成を行うことで、ESR特性を損なうことなく耐圧特性に優れた導電性高分子電解コンデンサが得られる事を発見して本発明を成すに至った。   As a result of intensive investigations in view of the above, the inventors of the present invention achieved a pressure resistance characteristic without damaging the ESR characteristic by performing a repair conversion using a solution obtained by diluting a hydrophilic ionic liquid with a certain amount of water. The present inventors have found that an excellent conductive polymer electrolytic capacitor can be obtained, and have made the present invention.

すなわち、本発明はその製造工程において、少なくともイオン性液体と水を含み、イオン性液体の重量%濃度が0.01wt%〜5wt%の範囲である溶液を用いて修復化成を行う工程を含むことを特徴とする導電性高分子電解コンデンサに関する。   That is, the present invention includes a step of performing restoration conversion using a solution containing at least an ionic liquid and water and having a weight% concentration of the ionic liquid in the range of 0.01 wt% to 5 wt% in the manufacturing process. The present invention relates to a conductive polymer electrolytic capacitor characterized by the following.

一定量の水で希釈したイオン性液体溶液で修復化成を行い得られたコンデンサは、欠陥の少ない酸化皮膜が形成でき、低インピーダンスと高耐圧を両立することができる。   Capacitors obtained by repairing with an ionic liquid solution diluted with a certain amount of water can form an oxide film with few defects, and can achieve both low impedance and high breakdown voltage.

<イオン性液体>
まず本発明で用いるイオン性液体について説明する。イオン性液体は、常温溶融塩ともいわれ、イオンのみから構成されているにも関わらず常温で液体であるものを指し、イミダゾリウムなどのカチオンと適当なアニオンの組み合わせから構成される。
<Ionic liquid>
First, the ionic liquid used in the present invention will be described. An ionic liquid is also called a room temperature molten salt, and refers to a liquid that is liquid at room temperature despite being composed only of ions, and is composed of a combination of a cation such as imidazolium and an appropriate anion.

イオン性液体がアルミニウム、タンタル、ニオブ、等の弁金属に対して陽極酸化能力を有することはすでに報告されており、例えばアルミニウムの酸化膜の欠陥を修復できる事を利用し高耐電圧の導電性高分子コンデンサが作製されている。ここでいう陽極酸化能力とは、弁金属上に酸化皮膜を形成する能力、およびあらかじめ形成された酸化皮膜の欠陥修復能力のことをいう。   It has already been reported that ionic liquids have anodizing ability for valve metals such as aluminum, tantalum, niobium, etc. For example, high withstand voltage conductivity utilizing the ability to repair defects in aluminum oxide film Polymer capacitors have been made. The anodic oxidation ability here refers to the ability to form an oxide film on the valve metal and the ability to repair defects in the previously formed oxide film.

また弁金属とは、バルブ金属ともいい、陽極酸化により金属表面がその金属の酸化皮膜表面で一様に覆われて優れた耐食性を示し、その酸化皮膜が電流を一方向にのみ流して逆方向には非常に流しにくくなる、いわゆる整流作用(弁作用)を示すものをいう。このように陽極酸化により酸化皮膜で覆われ整流作用を示す金属としては、アルミニウム、タンタル、ニオブ、チタン、ハフニウム、亜鉛、タングステン、ビスマス、アンチモンなどが知られており、これらの中ではアルミニウム、タンタル、ニオブなどが導電性高分子電解コンデンサに用いられている。   Valve metal is also called valve metal. The metal surface is uniformly covered with the surface of the metal oxide film by anodic oxidation and exhibits excellent corrosion resistance. The oxide film flows in one direction and reverse direction. Means a so-called rectifying action (valve action) that is very difficult to flow. Aluminum, tantalum, niobium, titanium, hafnium, zinc, tungsten, bismuth, antimony, and the like are known as metals that are covered with an oxide film by anodic oxidation and exhibit a rectifying action. Among these, aluminum, tantalum are among these. Niobium and the like are used for conductive polymer electrolytic capacitors.

次に、本発明において用いられるイオン性液体のアニオン成分について説明する。本発明の目的には、イオン性液体のアニオン成分が、カルボン酸アニオン、スルフォン酸アニオン、ヒドロキシアニオン,イミドアニオン,ハロゲンアニオン,ホウ素アニオン,リンアニオンを有するイオン液体、等を用いる事ができ、中でもカルボン酸アニオンを有するイオン液体は本発明の目的に特に好ましい。   Next, the anion component of the ionic liquid used in the present invention will be described. For the purpose of the present invention, an ionic liquid having an anionic component of an ionic liquid having a carboxylate anion, a sulfonate anion, a hydroxy anion, an imide anion, a halogen anion, a boron anion, a phosphorus anion, etc. can be used. Ionic liquids having a carboxylate anion are particularly preferred for the purposes of the present invention.

カルボン酸アニオンは、ギ酸アニオン又は一般式(1);   Carboxylate anion is formate anion or general formula (1);

Figure 2010098104
で表されるアニオンを有するイオン性液体を用いることができる。前記式(1)で表されるアニオンを有するイオン性液体について説明する。前記式(1)で表されるアニオンは後述するカチオンと対になって常温で液体の塩、すなわちイオン性液体を形成する。前記式(1)において、R1及びR2は、それぞれ独立に水素原子、保護又は無保護の水酸基、保護又は無保護のアミノ基、アルコキシ基、ニトロ基、シアノ基、カルボキシル基、ハロゲン原子、直鎖または分岐もしくは環を形成していてもよく置換基を有していてもよいC1〜C20のアルキル基,直鎖または分岐もしくは環を形成していてもよく置換基を有していてもよいC2〜C20のアルケニル基,直鎖または分岐もしくは環を形成していてもよく置換基を有していてもよいC2〜C20のアルキニル基,置換基を有していてもよいC6〜C20のアリール基,置換基を有していてもよいC4〜C20のヘテロアリール基,置換基を有していてもよいC7〜C20のアラルキル基,置換基を有していてもよいC4〜C20のヘテロアラルキル基を表し、互いに同じであっても異なっていてもよく、また一緒になって環を形成してもよい。
Figure 2010098104
An ionic liquid having an anion represented by can be used. The ionic liquid having an anion represented by the formula (1) will be described. The anion represented by the formula (1) is paired with a cation described later to form a salt that is liquid at room temperature, that is, an ionic liquid. In the formula (1), R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom, a protected or unprotected hydroxyl group, a protected or unprotected amino group, an alkoxy group, a nitro group, a cyano group, a carboxyl group, a halogen atom, C 1 -C 20 alkyl group which may form a straight chain or branched or ring and may have a substituent, may have a substituent which may form a linear or branched or ring alkenyl group which may C 2 -C 20, a linear or branched or alkynyl group optionally C 2 -C 20 optionally having also well substituent to form a ring, substituted C 6 -C 20 aryl group, C 4 -C 20 heteroaryl group optionally having substituent, C 7 -C 20 aralkyl group optionally having substituent, substituent Represents a C 4 to C 20 heteroaralkyl group optionally having These may be the same as or different from each other, and together may form a ring.

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

1およびR2のより具体的な例として、直鎖または分岐もしくは環を形成していてもよく置換基を有していてもよいC1〜C20のアルキル基としては、特に限定されるものではないが、例えばメチル基、ヒドロキシメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、シクロブチル基、n−ペンチル基、シクロペンチル基、n−ヘキシル基、シクロヘキシル基、n−オクチル基、n−デシル基、などを挙げることができ、またこれらのアルキル基の水素原子が任意の数だけフッ素原子で置換されたものを挙げることができる。C2〜C20の直鎖または分岐もしくは環を形成していてもよく置換基を有していてもよいアルケニル基としては、例えば、ビニル基,プロペニル基,スチリル基,イソプロペニル基,シクロプロペニル基,ブテニル基,シクロブテニル基,シクロペンテニル基,ヘキセニル基,シクロヘキセニル基などが挙げられる。C2〜C6の直鎖または分岐もしくは環を形成していても良く置換基を有していても良いアルキニル基としては、例えば、エチニル基,プロピニル基,フェニルエチニル基,シクロプロピルエチニル基,ブチニル,ペンチニル,シクロブチルエチニル基,ヘキシニル基などが挙げられる。置換基を有していても良いアリール基としては、例えば、フェニル基,ナフチル基,アントリル基,フェナントリル基,テルフェニル基,3,4,5−トリフルオロフェニル基などが挙げられる。置換基を有していても良いヘテロアリール基としては、例えば、ピロリニル基,ピリジル基,キノリル基,イミダゾリル基,フリル基,インドリル基,チエニル基,オキサゾリル基,チアゾリル基,2−フェニルチアゾリル,2−アニシルチアゾリル基などが挙げられる。置換基を有していても良いアラルキル基としては、例えば、ベンジル基,クロロベンジル基,ブロモベンジル基,サリチル基、α−ヒドロキシベンジル基、フェネチル基,α−ヒドロキシフェネチル基、ナフチルメチル基,アントラセニルメチル基,3,5−ジフルオロベンジル基,トリチル基などが挙げられる。置換基を有していても良いヘテロアラルキル基としては、ピリジルメチル基,ジフルオロピリジルメチル基,キノリルメチル基,インドリルメチル基,フルフリル基,チエニルメチル基などが挙げられる。また、R1又は/およびR2が置換基として水酸基を有する場合には、水酸基は保護されていても無保護でもよく、保護されている場合には保護基は特に制限されるものではないが、例えば各種エーテルとする方法,各種エステルとする方法,各種スルホン酸エステルとする方法,各種炭酸エステルとする方法などが挙げられる。 As more specific examples of R 1 and R 2, the C 1 -C 20 alkyl group which may form a straight chain, a branched chain or a ring and may have a substituent is particularly limited. Although not intended, for example, methyl group, hydroxymethyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, cyclopropyl group, n-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, cyclobutyl group, n-pentyl group , A cyclopentyl group, an n-hexyl group, a cyclohexyl group, an n-octyl group, an n-decyl group, and the like, and those obtained by substituting an arbitrary number of hydrogen atoms of these alkyl groups with fluorine atoms. Can be mentioned. Examples of the alkenyl group which may form a C 2 to C 20 straight chain or branched or ring and may have a substituent include, for example, vinyl group, propenyl group, styryl group, isopropenyl group, cyclopropenyl Group, butenyl group, cyclobutenyl group, cyclopentenyl group, hexenyl group, cyclohexenyl group and the like. Examples of the alkynyl group which may form a C 2 to C 6 straight chain or branched or ring and may have a substituent include, for example, an ethynyl group, a propynyl group, a phenylethynyl group, a cyclopropylethynyl group, Examples include butynyl, pentynyl, cyclobutylethynyl group, and hexynyl group. Examples of the aryl group that may have a substituent include a phenyl group, a naphthyl group, an anthryl group, a phenanthryl group, a terphenyl group, and a 3,4,5-trifluorophenyl group. Examples of the heteroaryl group which may have a substituent include, for example, pyrrolinyl group, pyridyl group, quinolyl group, imidazolyl group, furyl group, indolyl group, thienyl group, oxazolyl group, thiazolyl group, 2-phenylthiazolyl group. , 2-anisyl thiazolyl group and the like. Examples of the aralkyl group which may have a substituent include benzyl, chlorobenzyl, bromobenzyl, salicyl, α-hydroxybenzyl, phenethyl, α-hydroxyphenethyl, naphthylmethyl, and anthracyl. Examples include senylmethyl group, 3,5-difluorobenzyl group, and trityl group. Examples of the heteroaralkyl group which may have a substituent include a pyridylmethyl group, a difluoropyridylmethyl group, a quinolylmethyl group, an indolylmethyl group, a furfuryl group, and a thienylmethyl group. In addition, when R 1 or / and R 2 has a hydroxyl group as a substituent, the hydroxyl group may be protected or unprotected, and when it is protected, the protecting group is not particularly limited. Examples of the method include various ethers, various esters, various sulfonate esters, and various carbonate esters.

陽極酸化能力および入手の容易さの観点からは、R1およびR2は少なくとも片方が水素原子または水酸基であり、もう片方がメチル基、エチル基、トリフルオロメチル基、フェニル基、ベンジル基、ナフチル基などであることが好ましい。R1およびR2の少なくとも片方が水酸基である場合には、保護されていても無保護でもよいが、一般に無保護のほうが高い陽極酸化能力を示し好ましい。より具体的にはR1およびR2の少なくとも片方が水酸基であり、もう片方がフェニル基である、すなわちマンデル酸あるいはその誘導体が特に好ましい。またR1とR2が一緒になってシクロヘキシル基、フェニル基を形成しているものも好ましい例として挙げられる。 From the viewpoint of anodic oxidation ability and availability, at least one of R 1 and R 2 is a hydrogen atom or a hydroxyl group, and the other is a methyl group, an ethyl group, a trifluoromethyl group, a phenyl group, a benzyl group, or a naphthyl group. A group or the like is preferable. When at least one of R 1 and R 2 is a hydroxyl group, it may be protected or unprotected, but generally unprotected is preferable because it exhibits a higher anodic oxidation ability. More specifically, at least one of R 1 and R 2 is a hydroxyl group and the other is a phenyl group, that is, mandelic acid or a derivative thereof is particularly preferable. Also preferred are those in which R 1 and R 2 together form a cyclohexyl group or a phenyl group.

用いる事のできるイオン性液体は、カルボン酸アニオンに限定されるわけでなく、スルホン酸アニオン,ヒドロキシアニオン,イミドアニオン,ハロゲンアニオン,ホウ素アニオン,リンアニオンを有するイオン性液体を用いることができる。   The ionic liquid that can be used is not limited to the carboxylate anion, and an ionic liquid having a sulfonate anion, a hydroxy anion, an imide anion, a halogen anion, a boron anion, and a phosphorus anion can be used.

具体的にはスルホン酸アニオンでは、ベンゼンスルホン酸アニオン、トルエンスルホン酸アニオン、アルキルナフタレンスルホン酸アニオン、ナフタレンスルホン酸アニオン、アントラキノンスルホン酸アニオン、ヒドロキシスルホン酸アニオンなどが挙げられるが、これに限ったものではない。   Specific examples of the sulfonate anion include benzene sulfonate anion, toluene sulfonate anion, alkyl naphthalene sulfonate anion, naphthalene sulfonate anion, anthraquinone sulfonate anion, and hydroxy sulfonate anion. is not.

イミドアニオンでは、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドアニオン、ビス(ペンタフルオロエタンスルホニル)アニオン、ビス(ナフチルフルオロブタンスルホニル)イミドアニオンなどが挙げられる。   Examples of the imide anion include a bis (trifluoromethanesulfonyl) imide anion, a bis (pentafluoroethanesulfonyl) anion, a bis (naphthylfluorobutanesulfonyl) imide anion, and the like.

ハロゲンアニオンでは、フッ素アニオン、臭素アニオン、ヨウ素アニオンなどが挙げられる。無論、本発明に適したこれらの例に限定されるものではない。   Examples of the halogen anion include a fluorine anion, a bromine anion, and an iodine anion. Of course, it is not limited to these examples suitable for the present invention.

シアノアニオンでは、シアノアニオンが、ホウ素アニオンではテトラフルオロホウ素アニオンが、リンアニオンではヘキサフルオロリンアニオンがそれぞれ例示できるが、これらアニオンに限定されるものではない。   Examples of the cyano anion include a cyano anion, a boron anion includes a tetrafluoroboron anion, and a phosphorus anion includes a hexafluorophosphorus anion, but the anion is not limited thereto.

次にイオン性液体のカチオン成分について説明する。カチオン成分としては、アンモニウムおよびその誘導体、イミダゾリニウムおよびその誘導体、ピリジニウムおよびその誘導体、ピロリジニウムおよびその誘導体、ピロリニウムおよびその誘導体、ピラジニウムおよびその誘導体、ピリミジニウムおよびその誘導体、トリアゾニウムおよびその誘導体、トリアジニウムおよびその誘導体、トリアジンおよびその誘導体、キノリニウムおよびその誘導体、イソキノリニウムおよびその誘導体、インドリニウムおよびその誘導体、キノキサリニウムおよびその誘導体、ピペラジニウムおよびその誘導体、オキサゾリニウムおよびその誘導体、チアゾリニウムおよびその誘導体、モルフォリニウムおよびその誘導体、ピペラジンおよびその誘導体が挙げられるが、得られるイオン性液体が比較的低い粘度を示すことから、イミダゾリウム誘導体が好ましく、イミダゾリウム誘導体としてはジエチルイミダゾリウム、エチルブチルイミダゾリウム、ジメチルイミダゾリウムが好ましく、特に好ましくはエチルメチルイミダゾリウム、メチルブチルイミダゾリウムである。   Next, the cation component of the ionic liquid will be described. Cationic components include ammonium and its derivatives, imidazolinium and its derivatives, pyridinium and its derivatives, pyrrolidinium and its derivatives, pyrrolinium and its derivatives, pyrazinium and its derivatives, pyrimidinium and its derivatives, triazonium and its derivatives, triazinium and its derivatives Derivatives, triazine and derivatives thereof, quinolinium and derivatives thereof, isoquinolinium and derivatives thereof, indolinium and derivatives thereof, quinoxalinium and derivatives thereof, piperazinium and derivatives thereof, oxazolinium and derivatives thereof, thiazolinium and derivatives thereof, morpholinium and derivatives thereof, Piperazine and its derivatives, but the resulting ionic liquid is relatively low Because they exhibit a viscosity, imidazolium derivatives are preferred, as the imidazolium derivatives diethyl imidazolium, ethyl butyl imidazolium, dimethyl imidazolium are preferred, particularly preferably ethyl methyl imidazolium, methyl butyl imidazolium.

なお、本発明のイオン性液体は上記のイオン性液体を単独で用いてもよいし任意の割合で2種以上を混合して用いてもよい。   In addition, said ionic liquid may be used individually for the ionic liquid of this invention, and 2 or more types may be mixed and used for it in arbitrary ratios.

<イオン性液体水溶液濃度>
本発明で陽極酸化に用いられるイオン性液体水溶液の濃度は、0.01wt%〜5wt%の範囲が好ましく、高耐圧と低ESRの両立の観点から0.01wt%〜2wt%がより好ましく、0.02wt%〜1wt%の範囲が最も好ましい。
<Concentration of ionic liquid aqueous solution>
The concentration of the ionic liquid aqueous solution used for anodic oxidation in the present invention is preferably in the range of 0.01 wt% to 5 wt%, more preferably 0.01 wt% to 2 wt% from the viewpoint of achieving both high breakdown voltage and low ESR. A range of 0.02 wt% to 1 wt% is most preferable.

イオン性液体の濃度が0.01wt%より低い領域では陽極酸化を行なうに十分な電量を流す事が出来ず、酸化膜形成をする事ができない。一方、5wt%よりも高濃度の領域では、イオン性液体の種類によって異なるが一般的に修復化成を行っても電流を絞る事が出来ない事が多い。   In the region where the concentration of the ionic liquid is lower than 0.01 wt%, it is not possible to flow a sufficient amount of electricity to perform anodic oxidation, and an oxide film cannot be formed. On the other hand, in a region having a concentration higher than 5 wt%, although it varies depending on the type of ionic liquid, in general, it is often impossible to reduce the current even if restoration conversion is performed.

上記のごとく、本発明の要点は上記イオン性液体の濃度の範囲で陽極酸化が好ましく行なわれると言う点にある。   As described above, the main point of the present invention is that anodic oxidation is preferably performed within the concentration range of the ionic liquid.

すなわち、本発明の濃度のイオン性液体水溶液中で陽極酸化するプロセスは、イオン性液体の優れた陽極酸化性により酸化膜を形成・修復する事が出来るプロセスであり、この方法により必要最少限のイオン性液体を含む電解質形成が可能となるので優れた特性の導電性高分子コンデンサの作製が可能となるのである。   That is, the process of anodizing in the aqueous ionic liquid solution of the present invention is a process that can form and repair an oxide film by the excellent anodic oxidation property of the ionic liquid. Since an electrolyte containing an ionic liquid can be formed, a conductive polymer capacitor having excellent characteristics can be produced.

次に本発明におけるイオン性液体水溶液に添加する事が可能な添加物について説明する。本発明に用いられるイオン性液体水溶液には、修復化成時の皮膜形成やイオン性液体の電極近傍への付着を促進させるために、必要によりニトロ化合物、リン酸化合物、ホウ酸化合物、多価アルコール類、ケイ素化合物、アンモニウム塩、アミン塩、四級アンモニウム塩、三級アミン及び有機酸、イミダゾリウム塩などの添加物を加えることができる。ニトロ化合物の例としては、ニトロフェノール、ニトロアセトフェノン、ニトロ安息香酸、ニトロベンジルアルコール、ニトロクレゾール、ニトロトルエン、ニトロアニソールなどが挙げられる。リン酸化合物の例としては、オルトリン酸、亜リン酸、次亜リン酸、ピロリン酸、ポリリン酸、リン酸メチル、リン酸エチル、リン酸ブチル、リン酸イソプロピル、リン酸ジブチル、リン酸ジオクチルなどが挙げられる。ホウ酸化合物の例としては、ホウ酸及びその錯化合物などが挙げられる。多価アルコール類の例としては、エリスリトール、グリセリン、トレイトール、リビトール、アラビニトール、アリトール、グルシトール、マンニトール、ソルビトール、キシリトール、イジトール、ガラクチトール、タリトール、ポリビニルアルコール類などが挙げられる。ケイ素化合物の例としては、コロイダルシリカ、アルミノシリケート、シリコーン化合物、シランカップリング剤などが挙げられる。アンモニウム塩の例としては、アジピン酸アンモニウム、ホウ酸アンモニウム、リン酸アンモニウム、アジピン酸アンモニウム、マレイン酸アンモニウムなどを挙げることができる。アミン塩としては、マレイン酸トリエチルアミンなどを、四級アンモニウム塩としてはマレイン酸第四級アンモニウム、フタル酸第四級アンモニウムなどを例示することができる。三級アミンおよび有機酸の例としては、例えばトリエチルアミンやジイソプロピルエチルアミンなどの三級アミンとアジピン酸、リン酸、ホウ酸、サリチル酸、リンゴ酸、コハク酸などの組み合わせを例示することができる。イミダゾリウム塩としては、1,3−エチルメチルイミダゾリウム−p−トルエンスルホン酸塩、1,3−ブチルメチルイミダゾリウム−p−トルエンスルホン酸塩、1,3−エチルメチルイミダゾリウム−p−トリフルオロメチルフェニルスルホン酸塩、1,3−ブチルメチルイミダゾリウム−p−トリフルオロメチルフェニルスルホン酸塩などが挙げられる。   Next, additives that can be added to the ionic liquid aqueous solution in the present invention will be described. The ionic liquid aqueous solution used in the present invention includes a nitro compound, a phosphoric acid compound, a boric acid compound, a polyhydric alcohol as necessary in order to promote film formation at the time of restoration conversion and adhesion of the ionic liquid to the vicinity of the electrode. , Silicon compounds, ammonium salts, amine salts, quaternary ammonium salts, tertiary amines and organic acids, imidazolium salts and other additives can be added. Examples of nitro compounds include nitrophenol, nitroacetophenone, nitrobenzoic acid, nitrobenzyl alcohol, nitrocresol, nitrotoluene, nitroanisole and the like. Examples of phosphoric acid compounds include orthophosphoric acid, phosphorous acid, hypophosphorous acid, pyrophosphoric acid, polyphosphoric acid, methyl phosphate, ethyl phosphate, butyl phosphate, isopropyl phosphate, dibutyl phosphate, dioctyl phosphate, etc. Is mentioned. Examples of boric acid compounds include boric acid and its complex compounds. Examples of the polyhydric alcohols include erythritol, glycerin, threitol, ribitol, arabinitol, allitol, glucitol, mannitol, sorbitol, xylitol, iditol, galactitol, taritol, polyvinyl alcohol and the like. Examples of the silicon compound include colloidal silica, aluminosilicate, silicone compound, silane coupling agent and the like. Examples of ammonium salts include ammonium adipate, ammonium borate, ammonium phosphate, ammonium adipate, and ammonium maleate. Examples of the amine salt include triethylamine maleate, and examples of the quaternary ammonium salt include quaternary ammonium maleate and quaternary ammonium phthalate. Examples of tertiary amines and organic acids include combinations of tertiary amines such as triethylamine and diisopropylethylamine and adipic acid, phosphoric acid, boric acid, salicylic acid, malic acid, succinic acid, and the like. Examples of the imidazolium salt include 1,3-ethylmethylimidazolium-p-toluenesulfonate, 1,3-butylmethylimidazolium-p-toluenesulfonate, 1,3-ethylmethylimidazolium-p-tri Examples thereof include fluoromethylphenyl sulfonate and 1,3-butylmethylimidazolium-p-trifluoromethylphenyl sulfonate.

これらの添加物を本発明のイオン性液体水溶液と併用して用いる事で、本発明のイオン液体水溶液の好ましい範囲である、0.01wt%〜5wt%の範囲以外での陽極酸化が可能となる。   By using these additives in combination with the ionic liquid aqueous solution of the present invention, anodization outside the range of 0.01 wt% to 5 wt%, which is a preferable range of the ionic liquid aqueous solution of the present invention, becomes possible. .

例えば、イオン液体0.01wt%以下の水溶液にリン酸0.1wt%を添加することで陽極酸化や修復化成が可能となる。しかしながら、この様な方法で作製されたコンデンサのESR特性は良好であるが、破壊耐圧特性が悪くなってしまう。その原因としては、イオン性液体の濃度が希薄であり、十分な厚さの陽極酸化膜を形成することができないという要因が考えられる。   For example, by adding 0.1 wt% phosphoric acid to an aqueous solution containing 0.01 wt% or less of ionic liquid, anodic oxidation and restoration conversion can be performed. However, although the capacitor produced by such a method has good ESR characteristics, the breakdown voltage characteristics deteriorate. A possible cause is that the concentration of the ionic liquid is dilute and an anodic oxide film having a sufficient thickness cannot be formed.

一方、イオン液体5wt%以上の水溶液に四級アンモニウム塩や三級アミン類を添加する事で陽極酸化や修復化成が可能となる。しかしながら、この様な方法で作製されたコンデンサ素子の特性は破壊耐圧特性は良好であるが、ESR特性が悪くなってしまう。その原因としては、高濃度溶液を用いた場合には電極近傍にイオン性液体が残存してしまい、電解質形成時に電極近傍の導電性高分子濃度が低下し、電子伝導性が低下する事が要因であろうと考えている。   On the other hand, by adding a quaternary ammonium salt or a tertiary amine to an aqueous solution containing 5 wt% or more of an ionic liquid, anodization and restoration conversion can be performed. However, the capacitor element manufactured by such a method has good breakdown voltage characteristics but deteriorates ESR characteristics. The cause is that when a high concentration solution is used, the ionic liquid remains in the vicinity of the electrode, the conductive polymer concentration in the vicinity of the electrode decreases during the formation of the electrolyte, and the electron conductivity decreases. I think.

<修復化成>
次に、修復化成について述べる。
通常、導電性高分子電解コンデンサを製造する場合には、エッチング処理した弁金属箔を、化成液中で電圧印加して金属箔表面に誘電体酸化皮膜を形成し、この箔を所定の大きさに切断して陽極箔として用いる。また、陰極箔にはエッチング箔を用いるが、数Vの誘電体酸化皮膜を形成することもある。そして、このようにして形成した陽極箔と陰極箔をセパレータを介して巻回してコンデンサ素子を形成した後、電極箔の切断面や、コンデンサ素子の作成工程で損傷を受けた酸化皮膜を修復する。すなわち化成液中でコンデンサ素子に電圧を印加することにとり、損傷部分に酸化皮膜を形成してコンデンサ素子を修復する。修復化成とは、化成液中でコンデンサ素子に電圧を印加して酸化皮膜を形成することにより、損傷部分を修復することをいう。
<Repair formation>
Next, restoration conversion will be described.
Usually, when manufacturing a conductive polymer electrolytic capacitor, a voltage is applied to an etched valve metal foil in a chemical conversion solution to form a dielectric oxide film on the surface of the metal foil. And used as an anode foil. Moreover, although an etching foil is used for the cathode foil, a dielectric oxide film of several volts may be formed. And after forming the capacitor element by winding the anode foil and the cathode foil thus formed through a separator, the cut surface of the electrode foil and the oxide film damaged in the capacitor element creation process are repaired. . That is, by applying a voltage to the capacitor element in the chemical liquid, an oxide film is formed on the damaged portion to repair the capacitor element. Repair chemical conversion refers to repairing a damaged portion by applying a voltage to a capacitor element in a chemical conversion liquid to form an oxide film.

修復化成溶液としては、ホウ酸塩、リン酸塩、アジピン酸塩などの中性水溶液中で行われるのが一般的である。必ずしもイオン性液体と水の混合液のみで行う必要は無く、任意成分として溶媒を含有していてもよい。用いる溶媒としては公知のもので良く、特に限定されるものではないが、例えばメタノール、エタノール、ブタノール、2−プロパノール、アセトン、ジエチルエーテル、酢酸エチル、THF、DMF、アセトニトリル、DMSO、ジメチルカーボネート、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ヘキサン、トルエン、クロロホルムなどが挙げられ、目的に応じて選択すればよいが、溶媒の電気化学的安定性や溶媒由来の不純物の混入などを考慮する必要がある。   The restoration chemical conversion solution is generally carried out in a neutral aqueous solution such as borate, phosphate or adipate. It is not always necessary to use only a mixture of an ionic liquid and water, and a solvent may be contained as an optional component. The solvent used may be a known solvent and is not particularly limited. For example, methanol, ethanol, butanol, 2-propanol, acetone, diethyl ether, ethyl acetate, THF, DMF, acetonitrile, DMSO, dimethyl carbonate, ethylene Examples include carbonate, propylene carbonate, hexane, toluene, chloroform, and the like, which may be selected according to the purpose. However, it is necessary to consider the electrochemical stability of the solvent and the incorporation of impurities derived from the solvent.

また、溶液の温度は室温でも問題ないが、短時間で化成処理を行う時は、50℃〜80℃程度の温度で作業を行うことが好ましい。   Moreover, although the temperature of a solution does not have a problem even if it is room temperature, when performing a chemical conversion treatment for a short time, it is preferable to work at the temperature of about 50 to 80 degreeC.

通常の電解液型電解コンデンサにおいては、電解液そのものに、上記電極箔の切断面や酸化皮膜の損傷部分を化成する作用があるため、別途、修復化成を行う必要はない。しかしながら、導電性高分子電解質には修復化成を行う作用がないので、導電性高分子電解コンデンサを製造するにあたって修復化成工程は非常に重要である。また、導電性高分子電解コンデンサの耐電圧特性は、電極箔の酸化皮膜の最も薄い部分の耐電圧によって規定されてしまうので、修復化成時にどの程度の酸化皮膜が形成されるかが重要である。   In a normal electrolytic solution type electrolytic capacitor, the electrolytic solution itself has an effect of forming a cut surface of the electrode foil or a damaged portion of the oxide film, and therefore, it is not necessary to separately perform repair formation. However, since the conductive polymer electrolyte does not have the effect of performing the repair conversion, the repair conversion process is very important in manufacturing the conductive polymer electrolytic capacitor. In addition, since the withstand voltage characteristic of the conductive polymer electrolytic capacitor is defined by the withstand voltage of the thinnest part of the oxide film of the electrode foil, it is important how much oxide film is formed at the time of restoration formation. .

本発明者等は、上記の通り、陽極酸化能力を有するイオン性液体を含む溶液を修復化成に使用することで酸化皮膜を形成した。   As described above, the present inventors formed an oxide film by using a solution containing an ionic liquid having an anodic oxidation capability for restoration conversion.

<導電性高分子コンデンサの製造方法>
次に本発明における導電性高分子電解コンデンサの製造方法について説明する。
<Method for producing conductive polymer capacitor>
Next, a method for producing a conductive polymer electrolytic capacitor in the present invention will be described.

弁金属に該陽極酸化の方法によって形成された酸化皮膜からなる誘電体を組み合わせることにより、弁金属と誘電酸化皮膜とからなる陽極を形成でき、コンデンサの陽極として用いることができる。   By combining a dielectric made of an oxide film formed by the anodic oxidation method with the valve metal, an anode made of the valve metal and the dielectric oxide film can be formed and used as an anode of a capacitor.

まず、捲回型導電性高分子アルミ電解コンデンサについて説明する。上記の陽極箔と、陰極箔をその間にセパレータを介在させて捲回することにより構成されたコンデンサであって、陽極箔と陰極箔との間に導電性高分子からなる電解質を設け、前記素子をたとえば、有底筒状のアルミニウムケースに収納した後、アルミニウムケースの開口部を封口剤で密封して捲回型導電性高分子アルミ電解コンデンサを構成することができる。   First, a wound type conductive polymer aluminum electrolytic capacitor will be described. A capacitor constructed by winding the anode foil and the cathode foil with a separator interposed therebetween, wherein an electrolyte made of a conductive polymer is provided between the anode foil and the cathode foil, and the element For example, after being stored in a bottomed cylindrical aluminum case, the opening of the aluminum case can be sealed with a sealing agent to form a wound conductive polymer aluminum electrolytic capacitor.

本発明の導電性高分子コンデンサの陰極としては、たとえばカーボンペーストおよび銀ペースト等が従来公知の方法で形成され得る。陽極および陰極はそれぞれ端子に接続される。このようにして陽極と電解質と陰極とを少なくとも備える導電性高分子アルミ電解コンデンサが形成され得る。   As the cathode of the conductive polymer capacitor of the present invention, for example, carbon paste and silver paste can be formed by a conventionally known method. The anode and cathode are each connected to a terminal. In this way, a conductive polymer aluminum electrolytic capacitor having at least an anode, an electrolyte, and a cathode can be formed.

次にチップ型タンタルコンデンサについて説明する。チップ型タンタルコンデンサは、タンタル粉末を成形、焼成して作製した焼結体に上記の方法により形成した酸化皮膜/導電性高分子/カーボン層/銀ペースト層を順次形成している。焼結体にはタンタル線が埋設されているか、表面に溶着されている。   Next, a chip type tantalum capacitor will be described. In the chip type tantalum capacitor, an oxide film / conductive polymer / carbon layer / silver paste layer formed by the above method is sequentially formed on a sintered body produced by molding and firing tantalum powder. A tantalum wire is embedded in the sintered body or welded to the surface.

先ず、粉末状の金属タンタルを直方体などの形に焼結して微多孔質の陽極体を得た後、その陽極体の表面(微孔の表面を含む)に、誘電体として酸化タンタル皮膜を上記の陽極酸化法で形成する。次いで、酸化タンタル皮膜上に固体電解質層としてのピロールやチオフェンなどのような導電性高分子の層を形成し、更にその上に陰極導体層を重ねて形成する。陰極導体層は、例えばグラファイト層、銀ペースト層をこの順に重ねたものからなる。   First, powder metal tantalum is sintered into a rectangular parallelepiped shape to obtain a microporous anode body, and then a surface of the anode body (including the surface of micropores) is coated with a tantalum oxide film as a dielectric. It forms by said anodic oxidation method. Next, a conductive polymer layer such as pyrrole or thiophene as a solid electrolyte layer is formed on the tantalum oxide film, and a cathode conductor layer is further formed thereon. The cathode conductor layer is composed of, for example, a graphite layer and a silver paste layer stacked in this order.

本発明に用いられる導電性高分子は、特に制限されるものではないが、例えばポリチオフェンまたはその誘導体、ポリピロールまたはその誘導体、ポリアニリンまたはその誘導体などが挙げられる。ポリマー形成時の導電性が高く、かつ空気中で安定であることから3,4−エチレンジオキシチオフェンまたはピロールが好ましく、得られた導電性高分子の導電性および耐熱性の観点から3,4−エチレンジオキシチオフェンが特に好ましい。   The conductive polymer used in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include polythiophene or a derivative thereof, polypyrrole or a derivative thereof, polyaniline or a derivative thereof. 3,4-ethylenedioxythiophene or pyrrole is preferred because of its high conductivity during polymer formation and stability in the air. From the viewpoint of the conductivity and heat resistance of the resulting conductive polymer, 3,4 -Ethylenedioxythiophene is particularly preferred.

次に本発明における化学重合による導電性高分子コンデンサ電解質の製造方法について説明する。ここでいう導電性高分子コンデンサは電解質に導電性高分子を用いたコンデンサをいう。化学重合法は、適切な酸化剤の存在下で、例えばピロールなどの導電性高分子モノマーを重合し合成する方法である。酸化剤としては、例えばパラトルエンスルホン酸第二鉄、ナフタレンスルホン酸第二鉄、n−ブチルナフタレンスルホン酸第二鉄、トリイソプロピルナフタレンスルホン酸第二鉄、過硫酸塩、過酸化水素、ジアゾニウム塩、ハロゲン及びハロゲン化物、あるいは鉄、銅、マンガン等の遷移金属塩が使用できる。化学重合により合成された導電性高分子は、酸化剤のアニオンがドーパントとして重合過程でポリマー中に取り込まれることにより、一段階の反応で導電性を有するポリマーを得る事ができることから、ドーパントとしての移動度の高いパラトルエンスルホン酸イオンを含むパラトルエンスルホン酸第二鉄を酸化剤として用いることが好ましい。   Next, a method for producing a conductive polymer capacitor electrolyte by chemical polymerization in the present invention will be described. The conductive polymer capacitor here means a capacitor using a conductive polymer as an electrolyte. The chemical polymerization method is a method of polymerizing and synthesizing a conductive polymer monomer such as pyrrole in the presence of an appropriate oxidizing agent. Examples of the oxidizing agent include ferric paratoluenesulfonate, ferric naphthalenesulfonate, ferric n-butylnaphthalenesulfonate, ferric triisopropylnaphthalenesulfonate, persulfate, hydrogen peroxide, diazonium salt , Halogens and halides, or transition metal salts such as iron, copper, and manganese can be used. The conductive polymer synthesized by chemical polymerization can obtain a polymer having conductivity in a one-step reaction by incorporating an anion of an oxidant into the polymer as a dopant in the polymerization process. It is preferable to use ferric paratoluenesulfonate containing paratoluenesulfonate ions having high mobility as an oxidizing agent.

重合条件は公知の重合条件で良く、温度範囲は−100℃〜200℃で、特に好ましくは−30℃〜150℃である。重合時間は、1分〜120時間であり、特に好ましくは1分〜1440分間である。また、該重合は複数回繰り返してもよい。   The polymerization conditions may be known polymerization conditions, and the temperature range is from -100 ° C to 200 ° C, particularly preferably from -30 ° C to 150 ° C. The polymerization time is 1 minute to 120 hours, particularly preferably 1 minute to 1440 minutes. The polymerization may be repeated a plurality of times.

上記方法により形成された酸化皮膜を用いた本発明の導電性高分子電解コンデンサにおいて、特に言及していないコンデンサの構成要素については特に制限されるものではなく、従来公知のものを適宜適用することができる。   In the conductive polymer electrolytic capacitor of the present invention using the oxide film formed by the above method, the constituent elements of the capacitor not particularly mentioned are not particularly limited, and conventionally known ones should be appropriately applied. Can do.

以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変更可能である。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further more concretely, this invention is not limited at all by these Examples, In the range which does not change the summary, it can change suitably.

<イオン性液体及び塩>
最初に、実施例として用いたイオン性液体および塩の合成法または入手先について述べる。
<Ionic liquid and salt>
First, a method for synthesizing or obtaining ionic liquids and salts used as examples will be described.

1−ブチル−3−メチルイミダゾリウム マンデレート([BMIm][MA])1-butyl-3-methylimidazolium mandelate ([BMIm] [MA])

Figure 2010098104
Figure 2010098104

1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムハイドロジェンカーボネート 50%水溶液(5000mg, 12.48mmol)を加え、0℃に冷却した。その後、マンデル酸(1899mg, 12.48mmol)の水溶液をゆっくり滴下し、室温で1時間攪拌した。反応溶液をそのまま濃縮して溶媒を減圧下留去し、得られた残渣にジクロロメタンを加え、有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥した。溶媒を減圧下留去することで、目的化合物を薄褐色の油状物として3622.3mg得た。(収率100%)   1-butyl-3-methylimidazolium hydrogen carbonate 50% aqueous solution (5000 mg, 12.48 mmol) was added, and the mixture was cooled to 0 ° C. Thereafter, an aqueous solution of mandelic acid (1899 mg, 12.48 mmol) was slowly added dropwise and stirred at room temperature for 1 hour. The reaction solution was concentrated as it was, the solvent was distilled off under reduced pressure, dichloromethane was added to the resulting residue, and the organic layer was dried over anhydrous sodium sulfate. The solvent was distilled off under reduced pressure to obtain 3622.3 mg of the target compound as a light brown oil. (Yield 100%)

1H NMR(CDCl3、300MHz)δ0.93(t、3H)、1.29−1.34(m、2H)、1.74−1.79(m、2H)、3.84(s、3H)、4.10(t、2H)、4.92(s、1H)、7.04(s、1H)、7.14−7.26(m、1H)、7.23−7.26(m、3H)、7.54(d、2H)、10.74(s、1H) 1 H NMR (CDCl 3 , 300 MHz) δ 0.93 (t, 3H), 1.29-1.34 (m, 2H), 1.74-1.79 (m, 2H), 3.84 (s, 3H), 4.10 (t, 2H), 4.92 (s, 1H), 7.04 (s, 1H), 7.14-7.26 (m, 1H), 7.23-7.26 (M, 3H), 7.54 (d, 2H), 10.74 (s, 1H)

1−エチル−3−メチルイミダゾリウム ラクテート(以下[BMIm][LA]と略す)1-ethyl-3-methylimidazolium lactate (hereinafter abbreviated as [BMIm] [LA])

Figure 2010098104
アルドリッチより購入した。
Figure 2010098104
Purchased from Aldrich.

1−ブチル−3−メチルイミダゾリウム アセテート(以下[BmIm][AcO]と略す)1-butyl-3-methylimidazolium acetate (hereinafter abbreviated as [BmIm] [AcO])

Figure 2010098104
アルドリッチより購入した。
Figure 2010098104
Purchased from Aldrich.

1−ブチル−3−メチルイミダゾリウム トリフルオロアセテート(以下[BmIm][TFA]と略す)1-butyl-3-methylimidazolium trifluoroacetate (hereinafter abbreviated as [BmIm] [TFA])

Figure 2010098104
メルクより購入した。
Figure 2010098104
Purchased from Merck.

1−ブチル−3−メチルイミダゾリウム ベンゾエート(以下[BmIm][BA]と略す)1-butyl-3-methylimidazolium benzoate (hereinafter abbreviated as [BmIm] [BA])

Figure 2010098104
Figure 2010098104

1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムハイドロジェンカーボネート 50%水溶液(4000mg, 9.98mmol)を加え、0℃に冷却した。その後、安息香酸(1219mg, 9.98mmol)の水溶液をゆっくり滴下し、室温で1時間攪拌した。反応溶液をそのまま濃縮して溶媒を減圧下留去し、得られた残渣にジクロロメタンを加え、有機層を無水硫酸ナトリウムで乾燥した。溶媒を減圧下留去することで、目的化合物を薄褐色の油状物として1824.2mg得た。(収率70%)   1-butyl-3-methylimidazolium hydrogen carbonate 50% aqueous solution (4000 mg, 9.98 mmol) was added, and the mixture was cooled to 0 ° C. Thereafter, an aqueous solution of benzoic acid (1219 mg, 9.98 mmol) was slowly added dropwise and stirred at room temperature for 1 hour. The reaction solution was concentrated as it was, the solvent was distilled off under reduced pressure, dichloromethane was added to the resulting residue, and the organic layer was dried over anhydrous sodium sulfate. The solvent was distilled off under reduced pressure to obtain 1824.2 mg of the target compound as a light brown oil. (Yield 70%)

1H NMR(CDCl3、300MHz)δ0.90(t、3H)、1.28−1.35(m、2H)、1.76−1.87(m、2H)、4.06(s、3H)、4.27(t、2H)、7.14(d、2H)、7.27−7.34(m、3H)、8.07−8.10(m、2H)、11.39(s、1H) 1 H NMR (CDCl 3 , 300 MHz) δ 0.90 (t, 3H), 1.28-1.35 (m, 2H), 1.76-1.87 (m, 2H), 4.06 (s, 3H), 4.27 (t, 2H), 7.14 (d, 2H), 7.27-7.34 (m, 3H), 8.07-8.10 (m, 2H), 11.39 (S, 1H)

1−ブチル−3−メチルイミダゾリウム カプリレート(以下[BmIm][CA]と略す)1-butyl-3-methylimidazolium caprylate (hereinafter abbreviated as [BmIm] [CA])

Figure 2010098104
Figure 2010098104

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

1H NMR(CDCl3、300MHz)δ0.83−0.92(m、7H)、1.21−1.29(m、11H)、1.38(m、2H)、1.73−1.78(m、2H)、3.85(s、3H)、4.17(t、2H)、7.72(s、1H)、7.79(s、1H)、9.39(s、1H) 1 H NMR (CDCl 3 , 300 MHz) δ 0.83-0.92 (m, 7H), 1.21-1.29 (m, 11H), 1.38 (m, 2H), 1.73-1. 78 (m, 2H), 3.85 (s, 3H), 4.17 (t, 2H), 7.72 (s, 1H), 7.79 (s, 1H), 9.39 (s, 1H) )

1−ブチル−3−メチルイミダゾリウム フェニルアセテート(以下[BmIm][PA]と略す)1-butyl-3-methylimidazolium phenylacetate (hereinafter abbreviated as [BmIm] [PA])

Figure 2010098104
Figure 2010098104

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

1H NMR(DMSO−d6、300MHz)δ0.89(t、3H)、1.21−1.28(m、2H)、1.70−1.77(m、2H)、3.23(s、2H)、3.83(s、3H)、4.15(t、2H)、7.09−7.19(m、5H)、7.70(s、1H)、7.77(s、1H)、9.29(s、1H) 1 H NMR (DMSO-d 6 , 300 MHz) δ 0.89 (t, 3H), 1.21-1.28 (m, 2H), 1.70-1.77 (m, 2H), 3.23 ( s, 2H), 3.83 (s, 3H), 4.15 (t, 2H), 7.09-7.19 (m, 5H), 7.70 (s, 1H), 7.77 (s) 1H), 9.29 (s, 1H)

1−エチル−3−メチルイミダゾリウム トシレート(以下[EmIm][TsO]と略す)1-ethyl-3-methylimidazolium tosylate (hereinafter abbreviated as [EmIm] [TsO])

Figure 2010098104
リン酸アンモニウム([NH 4 2 PO 4 ]) アルドリッチより購入した。
Figure 2010098104
Ammonium phosphate ([NH 4 H 2 PO 4 ]) was purchased from Aldrich.

<巻回型コンデンサの作製>
表面に酸化皮膜層が形成された陽極箔(KDK販売社製U−157 50.2Vfs又はKDK販売社製U−157 105Vfs)と陰極箔(箔耐電圧は0V;KDK販売社製U−157 0Vfs)に電極引き出し手段を接続し、両電極箔を紙製のセパレータ(日本高度紙工業社製FBAV3540)を介して巻回して、素子形状が5φ×2.5Lのコンデンサ素子(巻回素子ともいう)を形成した。
<Production of wound capacitor>
Anode foil (U-157 50.2 Vfs made by KDK sales company or U-157 105 Vfs made by KDK sales company) and cathode foil (foil withstand voltage of 0 V; U-157 0Vfs made by KDK sales company) having an oxide film layer formed on the surface ) Is connected to the electrode drawing means, and both electrode foils are wound through a paper separator (FBAV3540, manufactured by Nippon Kogyo Paper Industries Co., Ltd.) to form a capacitor element (also called a winding element) having an element shape of 5φ × 2.5L. ) Was formed.

<修復化成処理>
上記で作製した巻回素子を、各種修復化成溶液を入れた100ccビーカーに浸漬させ、100mV/secの昇電圧速度で、陽極箔の箔耐電圧の0.95倍まで昇電圧させ、昇圧後30分間保持して修復化成を行った。その後、大気雰囲気において100℃で30分間乾燥を行った。なお、装置には、北斗電工社のポテンショガルバノスタットHA−3001A、ファンクションジェネレータHB−104を用いた。
<Repair conversion treatment>
The wound element produced above is immersed in a 100 cc beaker containing various repairing chemical solutions, and the voltage is increased to 0.95 times the foil withstand voltage of the anode foil at a voltage increase rate of 100 mV / sec. Restoration conversion was carried out for a minute. Thereafter, drying was performed at 100 ° C. for 30 minutes in an air atmosphere. In addition, Hokuto Denko's potentiogalvanostat HA-3001A and function generator HB-104 were used for the apparatus.

<導電性高分子アルミ電解コンデンサの形成>
所定の容器に、EDOT(スタルクヴィテック社製)と50%のパラトルエンスルホン酸第二鉄のエタノール溶液をモル比で、1:2になるように入れ、10秒間攪拌混合した。続いて、コンデンサ素子(修復化成処理された巻回素子)を上記混合液に1分間浸漬し、次いで150℃、30分加熱して、コンデンサ素子内でPEDOTの重合反応を発生させ、固体電解質層を形成した。
<Formation of conductive polymer aluminum electrolytic capacitor>
In a predetermined container, EDOT (manufactured by Starck Vitec) and 50% ethanol solution of para-toluenesulfonic acid ferric acid were put in a molar ratio of 1: 2, and stirred and mixed for 10 seconds. Subsequently, the capacitor element (the wound element subjected to the repair conversion treatment) is immersed in the above mixed solution for 1 minute, and then heated at 150 ° C. for 30 minutes to generate a polymerization reaction of PEDOT in the capacitor element, so that the solid electrolyte layer Formed.

その後100℃、60分において、定格電圧の1.1倍の電圧でエージングを行い、導電性高分子アルミ電解コンデンサを形成した。なお、このコンデンサの定格電圧は25WV(50.2Vfs)、35WV(105Vfs)である。   Thereafter, aging was performed at a voltage 1.1 times the rated voltage at 100 ° C. for 60 minutes to form a conductive polymer aluminum electrolytic capacitor. The rated voltage of this capacitor is 25 WV (50.2 Vfs) and 35 WV (105 Vfs).

<修復化成終了時の電流値測定>
修復化成時の電流と電圧を、グラフテック社製のタコロガーを用い計測し、修復化成終了時の電流値を測定した。
<Measurement of current value at the end of restoration formation>
The current and voltage at the time of the restoration formation were measured using a Takoroger made by Graphtec, and the current value at the end of the restoration formation was measured.

<初期容量測定>
初期容量は、Agilent社のLCRメータ、型番「E4980A」を用い、エージング直後に測定を行った。測定条件は、DC Potential:0V、AC Amplitude:100mV、周波数:120Hzとした。
<Initial capacity measurement>
The initial capacity was measured immediately after aging using an Agilent LCR meter, model number “E4980A”. The measurement conditions were DC Potential: 0 V, AC Amplitude: 100 mV, and frequency: 120 Hz.

<容量発現率>
(液中容量/初期容量)×100を「容量発現率(%)」と定義し、用いる巻回素子の液中容量のばらつきを規格化した。なお、液中容量は、修復化成直後に測定した値である。
<Volume expression rate>
(Volume in liquid / initial capacity) × 100 was defined as “capacity expression rate (%)”, and the variation in liquid capacity of the winding elements used was normalized. The submerged volume is a value measured immediately after the repair formation.

<ESR測定>
ESRは、Agilent社のLCRメータ、型番「E4980A」を用い、エージング直後に測定を行った。測定条件は、DC Potential:0V、AC Amplitude:100mV、周波数:100kHzとした。
<ESR measurement>
ESR was measured immediately after aging using an Agilent LCR meter, model number “E4980A”. The measurement conditions were DC Potential: 0 V, AC Amplitude: 100 mV, and frequency: 100 kHz.

<破壊耐圧測定>
破壊耐圧は、アドバンテスト社製の型番「TR6143」を用い、20mV/秒の速度で電圧を上昇させて測定した。耐電圧値は、100mAの電流が流れた電圧と定義した。
<Measurement of breakdown pressure>
The breakdown voltage was measured by using a model number “TR6143” manufactured by Advantest Corporation and increasing the voltage at a rate of 20 mV / sec. The withstand voltage value was defined as the voltage at which a current of 100 mA flowed.

(実施例1)
50.2Vfsの陽極箔を用い、上記<巻回コンデンサの作製>に従い、5φ×2.5Lのコンデンサ素子を形成した。
Example 1
Using a 50.2 Vfs anode foil, a capacitor element of 5φ × 2.5 L was formed according to the above <Preparation of a wound capacitor>.

続いて、修復化成溶液に0.01wt%の[BMIm][MA]溶液を用い、上記<修復化成処理>に従い修復化成を行った。その後、<導電性高分子アルミ電解コンデンサの形成>に従い、コンデンサを作製した。なお、各種データの測定方法は、上記記載の通りとした。データを表1に示す。なお、表1の結果はいずれも3個の電極の平均値である。   Subsequently, 0.01 wt% of the [BMIm] [MA] solution was used as the repair conversion solution, and repair conversion was performed according to the above <Repair conversion treatment>. Thereafter, a capacitor was produced according to <Formation of conductive polymer aluminum electrolytic capacitor>. Various data measurement methods were as described above. The data is shown in Table 1. The results in Table 1 are average values of three electrodes.

(実施例2)
修復化成溶液に2wt%の[BMIm][MA]溶液を用いた以外は実施例1と同じ条件で、実験を行なった。データを表1に示す。なお、表1の結果はいずれも3個の電極の平均値である。
(Example 2)
The experiment was performed under the same conditions as in Example 1 except that a 2 wt% [BMIm] [MA] solution was used as the repairing chemical solution. The data is shown in Table 1. The results in Table 1 are average values of three electrodes.

(実施例3)
修復化成溶液に0.1wt%の[BMIm][MA]溶液を用いた以外は実施例1と同じ条件で、実験を行なった。データを表1に示す。なお、表1の結果はいずれも3個の電極の平均値である。
(Example 3)
The experiment was performed under the same conditions as in Example 1 except that a 0.1 wt% [BMIm] [MA] solution was used as the repairing chemical solution. The data is shown in Table 1. The results in Table 1 are average values of three electrodes.

(実施例4)
修復化成溶液に0.01wt%の[EMIm][LA]溶液を用いた以外は実施例1と同じ条件で、実験を行なった。データを表1に示す。なお、表1の結果はいずれも3個の電極の平均値である。
Example 4
The experiment was performed under the same conditions as in Example 1 except that 0.01 wt% [EMIm] [LA] solution was used as the repairing chemical solution. The data is shown in Table 1. The results in Table 1 are average values of three electrodes.

(実施例5)
修復化成溶液に2wt%の[EMIm][LA]を用いた以外は実施例1と同じ条件で、実験を行なった。データを表1に示す。なお、表1の結果はいずれも3個の電極の平均値である。
(Example 5)
The experiment was performed under the same conditions as in Example 1 except that 2 wt% [EMIm] [LA] was used as the repairing chemical solution. The data is shown in Table 1. The results in Table 1 are average values of three electrodes.

(実施例6)
修復化成溶液に0.1wt%の[EMIm][LA]を用いた以外は実施例1と同じ条件で、実験を行なった。データを表1に示す。なお、表1の結果はいずれも3個の電極の平均値である。
(Example 6)
The experiment was performed under the same conditions as in Example 1 except that 0.1 wt% [EMIm] [LA] was used as the repairing chemical solution. The data is shown in Table 1. The results in Table 1 are average values of three electrodes.

(実施例7)
修復化成溶液に5wt%の[BMIm][MA]溶液を用いた以外は実施例1と同じ条件で、実験を行なった。データを表1に示す。なお、表1の結果はいずれも3個の電極の平均値である。
(Example 7)
The experiment was performed under the same conditions as in Example 1 except that a 5 wt% [BMIm] [MA] solution was used as the repairing chemical solution. The data is shown in Table 1. The results in Table 1 are average values of three electrodes.

(実施例8〜13)
用いたイオン液体を表2に示した以外は実施例1と同じ条件で、実験を行なった。データを表2に示す。なお、表2の結果はいずれも3個の電極の平均値である。
(Examples 8 to 13)
The experiment was performed under the same conditions as in Example 1 except that the ionic liquid used was shown in Table 2. The data is shown in Table 2. The results in Table 2 are average values for all three electrodes.

(実施例14)
修復化成溶液に0.1wt%の[BMIm][MA]と0.1wt%のリン酸アンモニウム水溶液を1:1の重量比で混合した溶液を用いた以外は実施例1と同じ条件で、実験を行なった。データを表3に示す。なお、表3の結果はいずれも3個の電極の平均値である。
(Example 14)
The experiment was carried out under the same conditions as in Example 1 except that a 0.1 wt% [BMIm] [MA] and a 0.1 wt% ammonium phosphate aqueous solution were mixed at a weight ratio of 1: 1 in the repair chemical solution. Was done. The data is shown in Table 3. All the results in Table 3 are average values of three electrodes.

(実施例15)
修復化成溶液に0.1wt%の[EMIm][LA]と0.1wt%のリン酸アンモニウム水溶液を1:1の重量比で混合した溶液を用いた以外は実施例1と同じ条件で、実験を行なった。データを表3に示す。なお、表3の結果はいずれも3個の電極の平均値である。
(Example 15)
The experiment was performed under the same conditions as in Example 1 except that a solution obtained by mixing 0.1 wt% [EMIm] [LA] and 0.1 wt% ammonium phosphate aqueous solution at a weight ratio of 1: 1 was used as the restoration conversion solution. Was done. The data is shown in Table 3. All the results in Table 3 are average values of three electrodes.

(実施例16)
陽極箔に105Vfsを用いた以外は実施例3と同じ条件で、実験を行なった。データを表4に示す。なお、表4の結果はいずれも3個の電極の平均値である。
(Example 16)
The experiment was performed under the same conditions as in Example 3 except that 105 Vfs was used for the anode foil. The data is shown in Table 4. All the results in Table 4 are average values of three electrodes.

(実施例17)
陽極箔に105Vfsを用いた以外は実施例6と同じ条件で、実験を行なった。データを表4に示す。なお、表4の結果はいずれも3個の電極の平均値である。
(Example 17)
The experiment was performed under the same conditions as in Example 6 except that 105 Vfs was used for the anode foil. The data is shown in Table 4. All the results in Table 4 are average values of three electrodes.

(実施例18)
陽極箔に105Vfsを用いた以外は実施例8と同じ条件で、実験を行なった。データを表4に示す。なお、表4の結果はいずれも3個の電極の平均値である。
(Example 18)
The experiment was performed under the same conditions as in Example 8 except that 105 Vfs was used for the anode foil. The data is shown in Table 4. All the results in Table 4 are average values of three electrodes.

(実施例19)
陽極箔に105Vfsを用いた以外は実施例9と同じ条件で、実験を行なった。データを表4に示す。なお、表4の結果はいずれも3個の電極の平均値である。
(Example 19)
The experiment was performed under the same conditions as in Example 9 except that 105 Vfs was used for the anode foil. The data is shown in Table 4. All the results in Table 4 are average values of three electrodes.

(実施例20)
陽極箔に105Vfsを用いた以外は実施例10と同じ条件で、実験を行なった。データを表4に示す。なお、表4の結果はいずれも3個の電極の平均値である。
(Example 20)
The experiment was performed under the same conditions as in Example 10 except that 105 Vfs was used for the anode foil. The data is shown in Table 4. All the results in Table 4 are average values of three electrodes.

(実施例21)
陽極箔に105Vfsを用いた以外は実施例11と同じ条件で、実験を行なった。データを表4に示す。なお、表4の結果はいずれも3個の電極の平均値である。
(Example 21)
The experiment was performed under the same conditions as in Example 11 except that 105 Vfs was used for the anode foil. The data is shown in Table 4. All the results in Table 4 are average values of three electrodes.

(実施例22)
陽極箔に105Vfsを用いた以外は実施例12と同じ条件で、実験を行なった。データを表4に示す。なお、表4の結果はいずれも3個の電極の平均値である。
(Example 22)
The experiment was performed under the same conditions as in Example 12 except that 105 Vfs was used for the anode foil. The data is shown in Table 4. All the results in Table 4 are average values of three electrodes.

(実施例23)
陽極箔に105Vfsを用いた以外は実施例13と同じ条件で、実験を行なった。データを表4に示す。なお、表4の結果はいずれも3個の電極の平均値である。
(Example 23)
The experiment was performed under the same conditions as in Example 13 except that 105 Vfs was used for the anode foil. The data is shown in Table 4. All the results in Table 4 are average values of three electrodes.

(実施例24)
陽極箔に105Vfsを用いた以外は実施例14と同じ条件で、実験を行なった。データを表4に示す。なお、表4の結果はいずれも3個の電極の平均値である。
(Example 24)
The experiment was performed under the same conditions as in Example 14 except that 105 Vfs was used for the anode foil. The data is shown in Table 4. All the results in Table 4 are average values of three electrodes.

(実施例25)
陽極箔に105Vfsを用いた以外は実施例15と同じ条件で、実験を行なった。データを表4に示す。なお、表4の結果はいずれも3個の電極の平均値である。
(Example 25)
The experiment was performed under the same conditions as in Example 15 except that 105 Vfs was used for the anode foil. The data is shown in Table 4. All the results in Table 4 are average values of three electrodes.

(比較例1)
修復化成溶液に0.005wt%の[BMIm][MA]溶液を用いた以外は実施例1と同じ条件で、実験を行なった。しかしながらこの様な濃度のイオン性液体では陽極酸化に必要な電流を流す事が出来ず、結果的に修復化成は出来なかった。
(Comparative Example 1)
The experiment was performed under the same conditions as in Example 1 except that a 0.005 wt% [BMIm] [MA] solution was used as the repairing chemical solution. However, with the ionic liquid having such a concentration, a current necessary for anodization could not be passed, and as a result, restoration formation could not be performed.

(比較例2)
修復化成溶液に10wt%の[BMIm][MA]溶液を用いた以外は実施例1と同じ条件で、実験を行なった。しかしながらこの様な濃度のイオン性液体では電流が流れすぎ、修復化成時の最終電流値は10mA以上であった。この事からこの様な濃度では修復化成は出来ないと判断した。
(Comparative Example 2)
The experiment was performed under the same conditions as in Example 1 except that a 10 wt% [BMIm] [MA] solution was used as the repairing chemical solution. However, with such a concentration of ionic liquid, too much current flows, and the final current value at the time of restoration formation was 10 mA or more. From this, it was determined that such a concentration could not be repaired.

(比較例3)
修復化成溶液に0.1wt%のリン酸アンモニウム水溶液を用いた以外は実施例1と同じ条件で、実験を行なった。データを表1に示す。なお、表1の結果はいずれも3個の電極の平均値である。この結果からリン酸アンモニウム水溶液で修復化成した素子では耐圧が低い事が明らかになった。
(Comparative Example 3)
The experiment was performed under the same conditions as in Example 1 except that a 0.1 wt% aqueous ammonium phosphate solution was used as the repairing chemical solution. The data is shown in Table 1. The results in Table 1 are average values of three electrodes. From this result, it was found that the device with a repaired conversion with an aqueous ammonium phosphate solution has a low breakdown voltage.

(比較例4)
修復化成溶液に0.1wt%のリン酸アンモニウム水溶液に0.005wt%の[BMIm][MA]を添加した以外は実施例1と同じ条件で、実験を行なった。修復化成は可能であったが、耐圧向上効果は実施例に比べておとるものであった。
(Comparative Example 4)
The experiment was performed under the same conditions as in Example 1 except that 0.005 wt% of [BMIm] [MA] was added to a 0.1 wt% ammonium phosphate aqueous solution as the repairing chemical solution. Although restoration conversion was possible, the effect of improving pressure resistance was greater than that of the example.

(比較例5)
陽極箔に105Vfsを用いた以外は比較例3と同じ条件で、実験を行なった。データを表4に示す。なお、表4の結果はいずれも3個の電極の平均値である。
(Comparative Example 5)
The experiment was performed under the same conditions as in Comparative Example 3 except that 105 Vfs was used for the anode foil. The data is shown in Table 4. All the results in Table 4 are average values of three electrodes.

Figure 2010098104
Figure 2010098104

Figure 2010098104
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Figure 2010098104
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Figure 2010098104
Figure 2010098104

Claims (8)

少なくともイオン性液体と水を含み、イオン性液体の重量%濃度が0.01wt%〜5wt%の範囲である溶液を用いてコンデンサ素子の修復化成を行う工程を含む製造方法により得られる導電性高分子電解コンデンサ。   High conductivity obtained by a manufacturing method including a step of repairing and forming a capacitor element using a solution containing at least an ionic liquid and water and having a weight% concentration of the ionic liquid in the range of 0.01 wt% to 5 wt%. Molecular electrolytic capacitor. イオン性液体のアニオン成分がカルボン酸アニオン、スルホン酸アニオン、ヒドロキシアニオン、イミドアニオン、ハロゲンアニオン、ホウ素アニオン、シアノアニオン、リンアニオンから選択された少なくとも一つである事を特徴とする請求項1に記載の導電性高分子電解コンデンサ。   2. The anionic component of the ionic liquid is at least one selected from a carboxylate anion, a sulfonate anion, a hydroxy anion, an imide anion, a halogen anion, a boron anion, a cyano anion, and a phosphorus anion. The electroconductive polymer electrolytic capacitor as described. 請求項2記載のカルボン酸アニオンが、ギ酸アニオン又は一般式(1);
Figure 2010098104
(式中、R1及びR2は、それぞれ独立に水素原子、保護又は無保護の水酸基、保護又は無保護のアミノ基、アルコキシ基、ニトロ基、シアノ基、カルボキシル基、ハロゲン原子、直鎖または分岐もしくは環を形成していてもよく置換基を有していてもよいC1〜C20のアルキル基,直鎖または分岐もしくは環を形成していてもよく置換基を有していてもよいC2〜C20のアルケニル基,直鎖または分岐もしくは環を形成していてもよく置換基を有していてもよいC2〜C20のアルキニル基,置換基を有していてもよいC6〜C20のアリール基,置換基を有していてもよいC4〜C20のヘテロアリール基,置換基を有していてもよいC7〜C20のアラルキル基,置換基を有していてもよいC4〜C20のヘテロアラルキル基を表し、互いに同じであっても異なっていてもよく、また一緒になって環を形成してもよい)で表されるアニオンから選択される少なくとも1種以上であることを特徴とする、導電性高分子電解コンデンサ。
The carboxylate anion according to claim 2 is a formate anion or general formula (1);
Figure 2010098104
(Wherein R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom, a protected or unprotected hydroxyl group, a protected or unprotected amino group, an alkoxy group, a nitro group, a cyano group, a carboxyl group, a halogen atom, a straight chain or branched or alkyl group optionally C 1 -C 20 optionally may have a substituent to form a ring, may have a straight-chain or branched or may substituents may form a ring C 2 -C 20 alkenyl group, straight chain, branched or ring may be formed and optionally substituted C 2 -C 20 alkynyl group, optionally substituted C 6 to C 20 aryl group, optionally having C 4 to C 20 heteroaryl group, optionally having C 7 to C 20 aralkyl group and having substituent Represents a C 4 to C 20 heteroaralkyl group which may be The conductive polymer electrolytic capacitor is characterized in that it is at least one selected from anions represented by the following formulas, which may be different from each other or may form a ring together.
イオン性液体のカチオン成分が、アンモニウムカチオン、イミダゾリウムカチオン、ピリジニウムカチオン、ピロリジニウムカチオン、ピロリニウムカチオン、ピラジニウムカチオン、ピリミジニウムカチオン、トリアゾニウムカチオン、トリアジニウムカチオン、トリアジンカチオン、キノリニウムカチオン、イソキノリニウムカチオン、インドリニウムカチオン、キノキサリニウムカチオン、ピペラジニウムカチオン、オキサゾリニウムカチオン、チアゾリニウムカチオン、モルフォリニウムカチオン、ピペラジンカチオン及びこれらの誘導体からなる群より選択されることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の導電性高分子電解コンデンサ。   The cation component of the ionic liquid is ammonium cation, imidazolium cation, pyridinium cation, pyrrolidinium cation, pyrrolium cation, pyrazinium cation, pyrimidinium cation, triazonium cation, triazinium cation, triazine cation, Group consisting of quinolinium cation, isoquinolinium cation, indolinium cation, quinoxalinium cation, piperazinium cation, oxazolinium cation, thiazolinium cation, morpholinium cation, piperazine cation and derivatives thereof The conductive polymer electrolytic capacitor according to claim 1, wherein the conductive polymer electrolytic capacitor is selected. イオン性液体と水に加え、ニトロ化合物、リン酸化合物、ホウ酸化合物、多価アルコール類、ケイ素化合物、アンモニウム塩、アミン塩、四級アンモニウム塩、三級アミン及び有機酸、イミダゾリウム塩からなる群より選ばれる少なくとも1つ以上が選択され含まれる溶液を用いて、修復化成を行う事を特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の導電性高分子電解コンデンサ。   In addition to ionic liquid and water, it consists of nitro compounds, phosphoric acid compounds, boric acid compounds, polyhydric alcohols, silicon compounds, ammonium salts, amine salts, quaternary ammonium salts, tertiary amines and organic acids, imidazolium salts The conductive polymer electrolytic capacitor according to claim 1, wherein the repair conversion is performed using a solution containing at least one selected from the group. 請求項1〜5のいずれかに記載の導電性高分子電解コンデンサの製造方法。   The manufacturing method of the conductive polymer electrolytic capacitor in any one of Claims 1-5. 導電性高分子電解コンデンサが、捲回型アルミ電解コンデンサ、あるいはチップ型タンタル電解コンデンサであることを特徴とする請求項6記載の導電性高分子電解コンデンサの製造方法。   7. The method for producing a conductive polymer electrolytic capacitor according to claim 6, wherein the conductive polymer electrolytic capacitor is a wound aluminum electrolytic capacitor or a chip type tantalum electrolytic capacitor. 導電性高分子が、化学重合で形成されることを特徴とする請求項7記載の導電性高分子コンデンサ電解質の製造方法。   The method for producing a conductive polymer capacitor electrolyte according to claim 7, wherein the conductive polymer is formed by chemical polymerization.
JP2008267331A 2008-10-16 2008-10-16 Conductive polymer electrolytic capacitor subjected to chemical repair using ionic liquid diluted with water, and method of manufacturing the same Pending JP2010098104A (en)

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