JP2020100743A - Capacitor, production method thereof, and conductive polymer dispersion - Google Patents

Capacitor, production method thereof, and conductive polymer dispersion Download PDF

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Abstract

To provide a capacitor which has a smaller equivalent series resistance than the prior art and is excellent in heat resistance, a production method thereof, and a conductive polymer dispersion suitable for the production of the capacitor.SOLUTION: A capacitor 10 comprises: a positive electrode 11 comprising a porous body of a valve metal; a dielectric layer 12 comprising oxide of the valve metal; a negative electrode 13 made of a conductive substance disposed on a side of the dielectric layer opposite to the positive electrode; and a solid electrolyte layer 14 formed between the dielectric layer and the negative electrode. The solid electrolyte layer comprises: a conductive composite comprising a π-conjugated conductive polymer and a polyanion; and a compound represented by a specific chemical formula having a basic skeleton of a hexose.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、π共役系導電性高分子を含む固体電解質層を備えたキャパシタ及びその製造方法、並びに導電性高分子分散液に関する。 The present invention relates to a capacitor provided with a solid electrolyte layer containing a π-conjugated conductive polymer, a method for manufacturing the same, and a conductive polymer dispersion liquid.

キャパシタの等価直列抵抗を低下させる目的で、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)とポリスチレンスルホン酸を含む導電性高分子分散液から形成された固体電解質層を、誘電体層と陰極との間に配置したキャパシタが知られている(例えば、特許文献1)。 In order to reduce the equivalent series resistance of the capacitor, a solid electrolyte layer formed of a conductive polymer dispersion liquid containing poly(3,4-ethylenedioxythiophene) and polystyrene sulfonic acid is used as a dielectric layer and a cathode. A capacitor arranged in between is known (for example, Patent Document 1).

特開2014−67949号公報JP, 2014-67949, A

導電性高分子分散液を用いて製造された従来のキャパシタには、その等価直列抵抗をさらに小さくすることが求められている。また、キャパシタの耐熱性の向上も望まれている。
本発明は、等価直列抵抗が従来よりも小さく、耐熱性に優れたキャパシタ及びその製造方法、並びにそのキャパシタの製造に適した導電性高分子分散液を提供する。
A conventional capacitor manufactured using a conductive polymer dispersion liquid is required to further reduce its equivalent series resistance. Further, improvement in heat resistance of capacitors is also desired.
The present invention provides a capacitor having an equivalent series resistance smaller than that of a conventional one and excellent heat resistance, a method for manufacturing the capacitor, and a conductive polymer dispersion liquid suitable for manufacturing the capacitor.

[1]π共役系導電性高分子及びポリアニオンを含む導電性複合体と、下記式(1)で表される化合物の少なくとも1種類と、分散媒とを含有する、導電性高分子分散液。
[2]前記式(1)で表される化合物は、前記R〜Rが水素原子であり、前記Rのうち少なくとも1つが、ヒドロキシ基又は下記の式(2A)、式(2B)若しくは式(2C)で表される置換基である化合物を含有する、[1]に記載の導電性高分子分散液。
−(CHn1−OH ・・・(2A)
−(CHn2−H ・・・(2B)
−O−(CHn3−H ・・・(2C)
[式(2A)、式(2B)及び式(2C)中、n1、n2及びn3はそれぞれ独立に1〜3の整数を表す。]
[3]前記式(1)で表される化合物は、アルブチン及びサリシンのうち少なくとも一方を含有する、[1]に記載の導電性高分子分散液。
[4]窒素含有芳香族性環式化合物及び第3級アミンのうち少なくとも一方をさらに含有する、[1]〜[3]の何れか一項に記載の導電性高分子分散液。
[5]前記窒素含有芳香族性環式化合物を含有し、前記窒素含有芳香族性環式化合物はイミダゾールを含有する、[4]に記載の導電性高分子分散液。
[6]前記第3級アミンを含有し、前記3級アミンはトリエチルアミンを含有する、[4]に記載の導電性高分子分散液。
[7]前記式(1)で表される化合物とは異なる、ヒドロキシ基を2つ以上有する化合物を少なくとも1種類さらに含有する、[1]から[6]のいずれか一項に記載の導電性高分子分散液。
[8]前記π共役系導電性高分子がポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)である、[1]から[7]のいずれか一項に記載の導電性高分子分散液。
[9]前記ポリアニオンがポリスチレンスルホン酸である、[1]から[8]のいずれか一項に記載の導電性高分子分散液。
[10]弁金属の多孔質体からなる陽極と、前記弁金属の酸化物からなる誘電体層と、前記誘電体層の、前記陽極と反対側に設けられた導電物質製の陰極と、前記誘電体層及び前記陰極の間に形成された固体電解質層とを具備し、前記固体電解質層が、π共役系導電性高分子及びポリアニオンを含む導電性複合体と、下記式(1)で表される化合物の少なくとも1種類とを有する、キャパシタ。
[11]前記式(1)で表される化合物は、前記R〜Rが水素原子であり、前記Rのうち少なくとも1つが、ヒドロキシ基又は下記の式(2A)、式(2B)若しくは式(2C)で表される置換基である化合物を含有する、[10]に記載のキャパシタ。
−(CHn1−OH ・・・(2A)
−(CHn2−H ・・・(2B)
−O−(CHn3−H ・・・(2C)
[式(2A)、式(2B)及び式(2C)中、n1、n2及びn3はそれぞれ独立に1〜3の整数を表す。]
[12]前記式(1)で表される化合物は、アルブチン及びサリシンの少なくとも一方を含有する、[10]に記載のキャパシタ。
[13]前記固体電解質層が、窒素含有芳香族性環式化合物及び第3級アミンのうち少なくとも一方をさらに含有する、[10]又は[11]に記載のキャパシタ。
[14]前記窒素含有芳香族性環式化合物を含有し、前記窒素含有芳香族性環式化合物はイミダゾールを含有する、[13]に記載のキャパシタ。
[15]前記第3級アミンを含有し、前記3級アミンはトリエチルアミンを含有する、[13]に記載のキャパシタ。
[16]前記固体電解質層が、前記式(1)で表される化合物とは異なる、ヒドロキシ基を2つ以上有する化合物を少なくとも1種類さらに含有する[10]から[15]のいずれか一項に記載のキャパシタ。
[17]前記π共役系導電性高分子がポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)である、[10]から[16]のいずれか一項に記載のキャパシタ。
[18]前記ポリアニオンがポリスチレンスルホン酸である、[10]から[17]のいずれか一項に記載のキャパシタ。
[19]弁金属の多孔質体からなる陽極の表面を酸化して誘電体層を形成する工程と、前記誘電体層に対向する位置に陰極を配置する工程と、前記誘電体層の表面に[1]から[9]のいずれか一項に記載の導電性高分子分散液を塗布し、乾燥させて固体電解質層を形成する工程とを有する、キャパシタの製造方法。
[1] A conductive polymer dispersion liquid containing a conductive complex containing a π-conjugated conductive polymer and a polyanion, at least one compound represented by the following formula (1), and a dispersion medium.
[2] In the compound represented by the formula (1), R 1 to R 4 are hydrogen atoms, and at least one of R 5 is a hydroxy group or the following formula (2A) or formula (2B). Alternatively, the conductive polymer dispersion liquid according to [1], containing a compound which is a substituent represented by the formula (2C).
- (CH 2) n1 -OH ··· (2A)
- (CH 2) n2 -H ··· (2B)
-O- (CH 2) n3 -H ··· (2C)
[In Formula (2A), Formula (2B), and Formula (2C), n1, n2, and n3 represent the integer of 1-3 each independently. ]
[3] The conductive polymer dispersion liquid according to [1], wherein the compound represented by the formula (1) contains at least one of arbutin and salicin.
[4] The conductive polymer dispersion liquid according to any one of [1] to [3], further containing at least one of a nitrogen-containing aromatic cyclic compound and a tertiary amine.
[5] The conductive polymer dispersion liquid according to [4], which contains the nitrogen-containing aromatic cyclic compound, and the nitrogen-containing aromatic cyclic compound contains imidazole.
[6] The conductive polymer dispersion liquid according to [4], which contains the tertiary amine, and the tertiary amine contains triethylamine.
[7] The conductivity according to any one of [1] to [6], further containing at least one kind of compound having two or more hydroxy groups, which is different from the compound represented by the formula (1). Polymer dispersion.
[8] The conductive polymer dispersion liquid according to any one of [1] to [7], wherein the π-conjugated conductive polymer is poly(3,4-ethylenedioxythiophene).
[9] The conductive polymer dispersion liquid according to any one of [1] to [8], wherein the polyanion is polystyrene sulfonic acid.
[10] An anode made of a porous body of a valve metal, a dielectric layer made of an oxide of the valve metal, a cathode made of a conductive material, which is provided on a side of the dielectric layer opposite to the anode, A solid electrolyte layer formed between the dielectric layer and the cathode, wherein the solid electrolyte layer is a conductive composite containing a π-conjugated conductive polymer and a polyanion, and is represented by the following formula (1): A capacitor having at least one of the compounds described above.
[11] In the compound represented by the formula (1), R 1 to R 4 are hydrogen atoms, and at least one of R 5 is a hydroxy group or the following formula (2A) or formula (2B). Alternatively, the capacitor according to [10], which contains a compound that is a substituent represented by formula (2C).
- (CH 2) n1 -OH ··· (2A)
- (CH 2) n2 -H ··· (2B)
-O- (CH 2) n3 -H ··· (2C)
[In Formula (2A), Formula (2B), and Formula (2C), n1, n2, and n3 represent the integer of 1-3 each independently. ]
[12] The capacitor according to [10], wherein the compound represented by the formula (1) contains at least one of arbutin and salicin.
[13] The capacitor according to [10] or [11], wherein the solid electrolyte layer further contains at least one of a nitrogen-containing aromatic cyclic compound and a tertiary amine.
[14] The capacitor according to [13], which contains the nitrogen-containing aromatic cyclic compound, and the nitrogen-containing aromatic cyclic compound contains imidazole.
[15] The capacitor according to [13], which contains the tertiary amine, and the tertiary amine contains triethylamine.
[16] Any one of [10] to [15], wherein the solid electrolyte layer further contains at least one kind of compound having two or more hydroxy groups different from the compound represented by the formula (1). The capacitor described in.
[17] The capacitor according to any one of [10] to [16], wherein the π-conjugated conductive polymer is poly(3,4-ethylenedioxythiophene).
[18] The capacitor according to any one of [10] to [17], wherein the polyanion is polystyrene sulfonic acid.
[19] A step of oxidizing a surface of an anode made of a valve metal porous body to form a dielectric layer, a step of disposing a cathode at a position facing the dielectric layer, and a step of forming a dielectric layer on the surface of the dielectric layer. A method of manufacturing a capacitor, comprising the steps of applying the conductive polymer dispersion liquid according to any one of [1] to [9] and drying the liquid to form a solid electrolyte layer.

Figure 2020100743
[式(1)中、R〜Rはそれぞれ独立に、水素原子または任意の置換基を表し、mは1〜5の整数を表す。]
Figure 2020100743
[In the formula (1), R 1 to R 5 each independently represent a hydrogen atom or any substituent, and m represents an integer of 1 to 5. ]

本発明のキャパシタは、耐熱性に優れ、等価直列抵抗が従来よりも小さいので、電子機器の高性能化に資する。
本発明のキャパシタの製造方法によれば、耐熱性に優れ、等価直列抵抗が小さいキャパシタを容易に製造することができる。
本発明の導電性高分子分散液は、耐熱性に優れ、等価直列抵抗が小さいキャパシタの固体電解質層の形成に好適である。
Since the capacitor of the present invention is excellent in heat resistance and has an equivalent series resistance smaller than that of the conventional one, it contributes to high performance of electronic devices.
According to the method of manufacturing a capacitor of the present invention, it is possible to easily manufacture a capacitor having excellent heat resistance and a small equivalent series resistance.
The conductive polymer dispersion of the present invention has excellent heat resistance and is suitable for forming a solid electrolyte layer of a capacitor having a low equivalent series resistance.

本発明のキャパシタの一実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one Embodiment of the capacitor of this invention.

《キャパシタ》
本発明のキャパシタの一実施形態について説明する。図1に示すように、本実施形態のキャパシタ10は、弁金属の多孔質体からなる陽極11と、弁金属の酸化物からなる誘電体層12と、誘電体層12の表面に形成された固体電解質層14と、最も表側に設けられた陰極13とを具備する。陰極13は誘電体層12及び固体電解質層14を間に挟んで、陽極11と反対側に設けられている。
《Capacitor》
An embodiment of the capacitor of the present invention will be described. As shown in FIG. 1, a capacitor 10 according to the present embodiment is formed on the surface of an anode 11 made of a valve metal porous body, a dielectric layer 12 made of a valve metal oxide, and a dielectric layer 12. The solid electrolyte layer 14 and the cathode 13 provided on the most front side are provided. The cathode 13 is provided on the opposite side of the anode 11 with the dielectric layer 12 and the solid electrolyte layer 14 interposed therebetween.

陽極11を構成する弁金属としては、例えば、アルミニウム、タンタル、ニオブ、チタン、ハフニウム、ジルコニウム、亜鉛、タングステン、ビスマス、アンチモンなどが挙げられる。これらのうち、アルミニウム、タンタル、ニオブが好適である。
陽極11の具体例としては、アルミニウム箔をエッチングして表面積を増加させた後、その表面を酸化処理したものや、タンタル粒子やニオブ粒子の焼結体表面を酸化処理してペレットにしたものが挙げられる。このように処理されたものは表面に凹凸が形成された多孔質体となる。
Examples of the valve metal forming the anode 11 include aluminum, tantalum, niobium, titanium, hafnium, zirconium, zinc, tungsten, bismuth, antimony and the like. Of these, aluminum, tantalum and niobium are preferable.
Specific examples of the anode 11 include those obtained by etching an aluminum foil to increase the surface area and then oxidizing the surface thereof, and those obtained by oxidizing the surface of a sintered body of tantalum particles or niobium particles into pellets. Can be mentioned. The material thus treated becomes a porous body having irregularities formed on the surface.

本実施形態における誘電体層12は、陽極11の表面が酸化されて形成された層であり、例えば、アジピン酸アンモニウム水溶液などの電解液中にて、金属体の陽極11の表面を陽極酸化することで形成されたものである。よって、図1に示すように、陽極11と同様に誘電体層12にも凹凸が形成されている。 The dielectric layer 12 in the present embodiment is a layer formed by oxidizing the surface of the anode 11. For example, the surface of the metal anode 11 is anodized in an electrolytic solution such as an aqueous solution of ammonium adipate. It is formed by that. Therefore, as shown in FIG. 1, unevenness is formed on the dielectric layer 12 as well as the anode 11.

本実施形態における陰極13としては、導電性ペーストから形成した導電層やアルミニウム箔など、導電物質製の金属層を使用することができる。 As the cathode 13 in the present embodiment, a metal layer made of a conductive material such as a conductive layer formed of a conductive paste or an aluminum foil can be used.

本実施形態における固体電解質層14は、誘電体層12の表面に形成されている。固体電解質層14は、誘電体層12の表面の少なくとも一部を覆っており、誘電体層12の表面の全部を覆っていてもよい。
固体電解質層14の厚さは、一定でもよいし、一定でなくてもよく、例えば、1μm以上100μm以下の厚さが挙げられる。
The solid electrolyte layer 14 in the present embodiment is formed on the surface of the dielectric layer 12. The solid electrolyte layer 14 covers at least a part of the surface of the dielectric layer 12, and may cover the entire surface of the dielectric layer 12.
The thickness of the solid electrolyte layer 14 may or may not be constant, and examples thereof include a thickness of 1 μm or more and 100 μm or less.

固体電解質層14は、下記式(1)で表される化合物(以下、化合物1と記すことがある。)の1種類以上と、後で詳述するπ共役系導電性高分子及びポリアニオンを含む導電性複合体とを含有している。 The solid electrolyte layer 14 contains one or more kinds of compounds represented by the following formula (1) (hereinafter sometimes referred to as compound 1), and a π-conjugated conductive polymer and a polyanion described in detail later. And a conductive composite.

Figure 2020100743
[式(1)中、R〜Rはそれぞれ独立に、水素原子または任意の置換基を表し、mは1〜5の整数を表す。]
Figure 2020100743
[In the formula (1), R 1 to R 5 each independently represent a hydrogen atom or any substituent, and m represents an integer of 1 to 5. ]

前記式(1)において、R〜Rはそれぞれ独立に、水素原子または任意の置換基である。mが2以上の整数である場合、複数のRはそれぞれ独立して、水素原子または任意の置換基である。
前記任意の置換基としては、特に制限されず、アルキル基、アリール基、アラルキル基、アセチル基、ヒドロキシ基、メチロール基、アルコキシ基、アセトキシ基、ホルミル基、アミノ基、ニトロ基などの1価の基が挙げられる。また、Rの置換基は1つであってもよく、複数であってもよく、複数のRはそれぞれ同じ置換基であってもよいし、互いに異なる置換基であってもよい。
In the formula (1), R 1 to R 5 are each independently a hydrogen atom or an arbitrary substituent. When m is an integer of 2 or more, each R 5 is independently a hydrogen atom or an optional substituent.
The optional substituent is not particularly limited, and is a monovalent group such as an alkyl group, an aryl group, an aralkyl group, an acetyl group, a hydroxy group, a methylol group, an alkoxy group, an acetoxy group, a formyl group, an amino group or a nitro group. Groups. Moreover, the number of the substituents of R 5 may be one or more, and the plurality of R 5 may be the same or different substituents.

前記式(1)で表される化合物としては、例えば、フェニルβ−D−グルコピラノシド、フェニルβ−D−ガラクトピラノシド、フェニルα−D−ガラクトピラノシド、4−メトキシフェニルβ−D−ガラクトピラノシド、4−メトキシフェニルβ−D−グルコピラノシド、4−メトキシフェニルα−D-マンノピラノシド、アルブチン(別名:4−ヒドロキシフェニルβ−D−グルコピラノシド)、4−アミノフェニルβ−D−ガラクトピラノシド、4−メトキシフェニル3−O−アリル-β−D−ガラクトピラノシド、ヘリシド(別名:4−ホルミルフェニルβ−D−アロピラノシド)、ガストロジン(別名:4−(ヒドロキシメチル)フェニルβ−D−グルコピラノシド)、ヘリシン(別名:2−ホルミルフェニルβ−D−グルコピラノシド)、サカキン(別名:3−ヒドロキシ−5−メチルフェニルβ−D−グルコピラノシド)、4−メトキシフェニル2,6−ジ−O−ベンジル-β−D−ガラクトピラノシド、4−メトキシフェニル3−O−ベンジル−β−D−グルコピラノシド、4−メトキシフェニル3−O−ベンジル−β−D−ガラクトピラノシド、サリシン(別名:2−(ヒドロキシメチル)フェニルβ−D−グルコピラノシド)、4−メトキシフェニル2,4,6−トリ−O−ベンジル−β−D−ガラクトピラノシド、4−メトキシフェニル2,3,6−トリ−O−ベンジル−β−D−ガラクトピラノシド、4−メトキシフェニル2,3,4,6−テトラ−O−アセチル−β−D−ガラクトピラノシド、4−メトキシフェニル2,3,4,6−テトラ−O−アセチル−β−D−グルコピラノシド、4−メトキシフェニル2,3,4,6−テトラ−O−アセチル−α−D−マンノピラノシド、2−アセチル−5−メトキシフェニルβ−D−グルコピラノシド、4−メトキシフェノール2−O−ベンゾイル−3,6−ジ−O−ベンジル−β−D−グルコピラノシド、ピセイド(別名:4’,5−ジヒドロキシスチルベン−3−イルβ−D−グルコピラノシド)、4−ニトロフェニルα−D−グルコロニド、4−メトキシフェニル2,3,4,6−テトラO−ベンジル−β−D−ガラクトピラノシド、4−メトキシフェニル2,4,6−トリ−O−アセチル−3−O−ベンジル−β−D−グルコピラノシド、フロリジン、クルクリゴシドA(別名:2−[[(2,6−ジメトキシベンゾイル)オキシ]メチル]−4−ヒドロキシフェニルβ−D−グルコピラノシド)などが挙げられる。 Examples of the compound represented by the formula (1) include phenyl β-D-glucopyranoside, phenyl β-D-galactopyranoside, phenyl α-D-galactopyranoside, and 4-methoxyphenyl β-D-. Galactopyranoside, 4-methoxyphenyl β-D-glucopyranoside, 4-methoxyphenyl α-D-mannopyranoside, arbutin (also known as 4-hydroxyphenyl β-D-glucopyranoside), 4-aminophenyl β-D-galactopyranoside Noside, 4-methoxyphenyl 3-O-allyl-β-D-galactopyranoside, heliside (also known as 4-formylphenyl β-D-allopyranoside), gastrodin (also known as 4-(hydroxymethyl)phenyl β- D-glucopyranoside), helicin (alias: 2-formylphenyl β-D-glucopyranoside), sakaquin (alias: 3-hydroxy-5-methylphenyl β-D-glucopyranoside), 4-methoxyphenyl 2,6-di-O. -Benzyl-β-D-galactopyranoside, 4-methoxyphenyl 3-O-benzyl-β-D-glucopyranoside, 4-methoxyphenyl 3-O-benzyl-β-D-galactopyranoside, salicin (alias) : 2-(hydroxymethyl)phenyl β-D-glucopyranoside), 4-methoxyphenyl 2,4,6-tri-O-benzyl-β-D-galactopyranoside, 4-methoxyphenyl 2,3,6- Tri-O-benzyl-β-D-galactopyranoside, 4-methoxyphenyl 2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-D-galactopyranoside, 4-methoxyphenyl 2,3. 4,6-Tetra-O-acetyl-β-D-glucopyranoside, 4-methoxyphenyl 2,3,4,6-tetra-O-acetyl-α-D-mannopyranoside, 2-acetyl-5-methoxyphenyl β- D-glucopyranoside, 4-methoxyphenol 2-O-benzoyl-3,6-di-O-benzyl-β-D-glucopyranoside, piceide (also known as 4′,5-dihydroxystilben-3-yl β-D-glucopyranoside) ), 4-nitrophenyl α-D-glucoronide, 4-methoxyphenyl 2,3,4,6-tetra O-benzyl-β-D-galactopyranoside, 4-methoxyphenyl 2,4,6-tri-. O-acetyl-3-O-benzyl-β-D-glucopyranoside, phlorizin, curculigoside A (alias: 2-[[(2,6-dimethoxybenzoyl)oxy]methyl] -4-hydroxyphenyl β-D-glucopyranoside) and the like.

本発明の効果をより一層発揮させる観点から、前記式(1)で表される化合物は、前記R〜Rが水素原子であり、前記Rのうち少なくとも1つが、ヒドロキシ基又は下記の式(2A)、式(2B)若しくは式(2C)で表される置換基であることが好ましい。
−(CHn1−OH ・・・(2A)
−(CHn2−H ・・・(2B)
−O−(CHn3−H ・・・(2C)
[式(2A)、式(2B)及び式(2C)中、n1、n2及びn3はそれぞれ独立に1〜3の整数を表す。]
From the viewpoint of further exerting the effect of the present invention, in the compound represented by the formula (1), R 1 to R 4 are hydrogen atoms, and at least one of R 5 is a hydroxy group or the following. It is preferably a substituent represented by formula (2A), formula (2B) or formula (2C).
- (CH 2) n1 -OH ··· (2A)
- (CH 2) n2 -H ··· (2B)
-O- (CH 2) n3 -H ··· (2C)
[In Formula (2A), Formula (2B), and Formula (2C), n1, n2, and n3 represent the integer of 1-3 each independently. ]

前記式(2A)中、n1は、1又は2が好ましく、1がより好ましい。
前記式(2B)中、n2は、1又は2が好ましく、1がより好ましい。
前記式(2C)中、n3は、1又は2が好ましく、1がより好ましい。
In the formula (2A), n1 is preferably 1 or 2, and more preferably 1.
In the formula (2B), n2 is preferably 1 or 2, and more preferably 1.
In the formula (2C), n3 is preferably 1 or 2, and more preferably 1.

前記式(1)中、置換基Rの結合位は、オルト位又はパラ位が好ましい。
前記式(1)で表される化合物は、置換基R〜Rは水素原子であり、Rはパラ位にヒドロキシ基が結合したアルブチン(別名:4−ヒドロキシフェニルβ−D−グルコピラノシド)、または、置換基R〜Rは水素原子であり、オルト位にメチロール基が1つ結合したサリシン(別名:2−(ヒドロキシメチル)フェニルβ−D−グルコピラノシド)であることが好ましい。
In the above formula (1), the bonding position of the substituent R 5 is preferably the ortho position or the para position.
In the compound represented by the formula (1), the substituents R 1 to R 4 are hydrogen atoms, and R 5 is arbutin having a hydroxy group bonded to the para position (also known as 4-hydroxyphenyl β-D-glucopyranoside). Or, the substituents R 1 to R 4 are hydrogen atoms, and preferably salicin in which one methylol group is bonded to the ortho position (alias: 2-(hydroxymethyl)phenyl β-D-glucopyranoside).

固体電解質層14に含まれる化合物1の合計の含有量は、固体電解質層14に含まれる後述の導電性複合体100質量部に対して、1質量部以上1000質量部以下が好ましく、10質量部以上500質量部以下がより好ましく、100質量部以上400質量部以下がさらに好ましく、150質量部以上300質量部以下が特に好ましい。
上記範囲であると、キャパシタの等価直列抵抗がより低下し易くなり、耐熱性もより向上し易くなるので好ましい。
固体電解質層14に含まれる化合物1の種類は、1種類でもよいし、2種類以上でもよい。
The total content of the compounds 1 contained in the solid electrolyte layer 14 is preferably 1 part by mass or more and 1000 parts by mass or less, and 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of a conductive composite described later contained in the solid electrolyte layer 14. It is more preferably 500 parts by mass or more and 100 parts by mass or more and 400 parts by mass or less, and particularly preferably 150 parts by mass or more and 300 parts by mass or less.
The above range is preferable because the equivalent series resistance of the capacitor is more likely to be lowered and the heat resistance is more likely to be further improved.
The type of the compound 1 contained in the solid electrolyte layer 14 may be one type or two or more types.

次に、固体電解質層14に含有されるπ共役系導電性高分子及びポリアニオンを含む導電性複合体について説明する。
π共役系導電性高分子としては、主鎖がπ共役系で構成されている有機高分子であれば特に制限されず、例えば、ポリピロール系導電性高分子、ポリチオフェン系導電性高分子、ポリアセチレン系導電性高分子、ポリフェニレン系導電性高分子、ポリフェニレンビニレン系導電性高分子、ポリアニリン系導電性高分子、ポリアセン系導電性高分子、ポリチオフェンビニレン系導電性高分子、及びこれらの共重合体等が挙げられる。空気中での安定性の点からは、ポリピロール系導電性高分子、ポリチオフェン系導電性高分子及びポリアニリン系導電性高分子が好ましく、ポリチオフェン系導電性高分子がより好ましい。
Next, the conductive complex containing the π-conjugated conductive polymer and the polyanion contained in the solid electrolyte layer 14 will be described.
The π-conjugated conductive polymer is not particularly limited as long as it is an organic polymer whose main chain is composed of a π-conjugated system. For example, polypyrrole-based conductive polymer, polythiophene-based conductive polymer, polyacetylene-based polymer Conductive polymer, polyphenylene-based conductive polymer, polyphenylene vinylene-based conductive polymer, polyaniline-based conductive polymer, polyacene-based conductive polymer, polythiophene vinylene-based conductive polymer, and copolymers thereof, etc. Can be mentioned. From the viewpoint of stability in air, polypyrrole-based conductive polymers, polythiophene-based conductive polymers and polyaniline-based conductive polymers are preferable, and polythiophene-based conductive polymers are more preferable.

ポリチオフェン系導電性高分子としては、例えば、ポリチオフェン、ポリ(3−メチルチオフェン)、ポリ(3−エチルチオフェン)、ポリ(3−プロピルチオフェン)、ポリ(3−ブチルチオフェン)、ポリ(3−ヘキシルチオフェン)、ポリ(3−ヘプチルチオフェン)、ポリ(3−オクチルチオフェン)、ポリ(3−デシルチオフェン)、ポリ(3−ドデシルチオフェン)、ポリ(3−オクタデシルチオフェン)、ポリ(3−ブロモチオフェン)、ポリ(3−クロロチオフェン)、ポリ(3−ヨードチオフェン)、ポリ(3−シアノチオフェン)、ポリ(3−フェニルチオフェン)、ポリ(3,4−ジメチルチオフェン)、ポリ(3,4−ジブチルチオフェン)、ポリ(3−ヒドロキシチオフェン)、ポリ(3−メトキシチオフェン)、ポリ(3−エトキシチオフェン)、ポリ(3−ブトキシチオフェン)、ポリ(3−ヘキシルオキシチオフェン)、ポリ(3−ヘプチルオキシチオフェン)、ポリ(3−オクチルオキシチオフェン)、ポリ(3−デシルオキシチオフェン)、ポリ(3−ドデシルオキシチオフェン)、ポリ(3−オクタデシルオキシチオフェン)、ポリ(3,4−ジヒドロキシチオフェン)、ポリ(3,4−ジメトキシチオフェン)、ポリ(3,4−ジエトキシチオフェン)、ポリ(3,4−ジプロポキシチオフェン)、ポリ(3,4−ジブトキシチオフェン)、ポリ(3,4−ジヘキシルオキシチオフェン)、ポリ(3,4−ジヘプチルオキシチオフェン)、ポリ(3,4−ジオクチルオキシチオフェン)、ポリ(3,4−ジデシルオキシチオフェン)、ポリ(3,4−ジドデシルオキシチオフェン)、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)、ポリ(3,4−プロピレンジオキシチオフェン)、ポリ(3,4−ブチレンジオキシチオフェン)、ポリ(3−メチル−4−メトキシチオフェン)、ポリ(3−メチル−4−エトキシチオフェン)、ポリ(3−カルボキシチオフェン)、ポリ(3−メチル−4−カルボキシチオフェン)、ポリ(3−メチル−4−カルボキシエチルチオフェン)、ポリ(3−メチル−4−カルボキシブチルチオフェン)が挙げられる。 Examples of the polythiophene-based conductive polymer include polythiophene, poly(3-methylthiophene), poly(3-ethylthiophene), poly(3-propylthiophene), poly(3-butylthiophene), poly(3-hexyl). Thiophene), poly(3-heptylthiophene), poly(3-octylthiophene), poly(3-decylthiophene), poly(3-dodecylthiophene), poly(3-octadecylthiophene), poly(3-bromothiophene) , Poly(3-chlorothiophene), poly(3-iodothiophene), poly(3-cyanothiophene), poly(3-phenylthiophene), poly(3,4-dimethylthiophene), poly(3,4-dibutyl) Thiophene), poly(3-hydroxythiophene), poly(3-methoxythiophene), poly(3-ethoxythiophene), poly(3-butoxythiophene), poly(3-hexyloxythiophene), poly(3-heptyloxy) Thiophene), poly(3-octyloxythiophene), poly(3-decyloxythiophene), poly(3-dodecyloxythiophene), poly(3-octadecyloxythiophene), poly(3,4-dihydroxythiophene), poly (3,4-dimethoxythiophene), poly(3,4-diethoxythiophene), poly(3,4-dipropoxythiophene), poly(3,4-dibutoxythiophene), poly(3,4-dihexyloxy) Thiophene), poly(3,4-diheptyloxythiophene), poly(3,4-dioctyloxythiophene), poly(3,4-didecyloxythiophene), poly(3,4-didodecyloxythiophene), Poly(3,4-ethylenedioxythiophene), poly(3,4-propylenedioxythiophene), poly(3,4-butylenedioxythiophene), poly(3-methyl-4-methoxythiophene), poly( 3-methyl-4-ethoxythiophene), poly(3-carboxythiophene), poly(3-methyl-4-carboxythiophene), poly(3-methyl-4-carboxyethylthiophene), poly(3-methyl-4) -Carboxybutylthiophene).

ポリピロール系導電性高分子としては、例えば、ポリピロール、ポリ(N−メチルピロール)、ポリ(3−メチルピロール)、ポリ(3−エチルピロール)、ポリ(3−n−プロピルピロール)、ポリ(3−ブチルピロール)、ポリ(3−オクチルピロール)、ポリ(3−デシルピロール)、ポリ(3−ドデシルピロール)、ポリ(3,4−ジメチルピロール)、ポリ(3,4−ジブチルピロール)、ポリ(3−カルボキシピロール)、ポリ(3−メチル−4−カルボキシピロール)、ポリ(3−メチル−4−カルボキシエチルピロール)、ポリ(3−メチル−4−カルボキシブチルピロール)、ポリ(3−ヒドロキシピロール)、ポリ(3−メトキシピロール)、ポリ(3−エトキシピロール)、ポリ(3−ブトキシピロール)、ポリ(3−ヘキシルオキシピロール)、ポリ(3−メチル−4−ヘキシルオキシピロール)が挙げられる。 Examples of the polypyrrole-based conductive polymer include polypyrrole, poly(N-methylpyrrole), poly(3-methylpyrrole), poly(3-ethylpyrrole), poly(3-n-propylpyrrole), poly(3 -Butylpyrrole), poly(3-octylpyrrole), poly(3-decylpyrrole), poly(3-dodecylpyrrole), poly(3,4-dimethylpyrrole), poly(3,4-dibutylpyrrole), poly (3-carboxypyrrole), poly(3-methyl-4-carboxypyrrole), poly(3-methyl-4-carboxyethylpyrrole), poly(3-methyl-4-carboxybutylpyrrole), poly(3-hydroxy) Pyrrole), poly(3-methoxypyrrole), poly(3-ethoxypyrrole), poly(3-butoxypyrrole), poly(3-hexyloxypyrrole), poly(3-methyl-4-hexyloxypyrrole). To be

ポリアニリン系導電性高分子としては、例えば、ポリアニリン、ポリ(2−メチルアニリン)、ポリ(3−イソブチルアニリン)、ポリ(2−アニリンスルホン酸)、ポリ(3−アニリンスルホン酸)が挙げられる。
以上で例示したπ共役系導電性高分子の中でも、導電性、耐熱性の点から、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)が特に好ましい。
π共役系導電性高分子は1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
Examples of the polyaniline-based conductive polymer include polyaniline, poly(2-methylaniline), poly(3-isobutylaniline), poly(2-anilinesulfonic acid), and poly(3-anilinesulfonic acid).
Among the π-conjugated conductive polymers exemplified above, poly(3,4-ethylenedioxythiophene) is particularly preferable in terms of conductivity and heat resistance.
The π-conjugated conductive polymer may be used alone or in combination of two or more.

ポリアニオンとは、アニオン基を有するモノマー単位を、分子内に2つ以上有する重合体である。このポリアニオンのアニオン基は、π共役系導電性高分子に対するドーパントとして機能して、π共役系導電性高分子の導電性を向上させることができる。
ポリアニオンのアニオン基は、スルホ基またはカルボキシ基であることが好ましい。
ポリアニオンの具体例としては、ポリスチレンスルホン酸、ポリビニルスルホン酸、ポリアリルスルホン酸、スルホ基を有するポリアクリル酸エステル、スルホ基を有するポリメタクリル酸エステル(例えば、ポリ(4−スルホブチルメタクリレート、ポリスルホエチルメタクリレート、ポリメタクリロイルオキシベンゼンスルホン酸)、ポリ(2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸)、ポリイソプレンスルホン酸等のスルホ基を有する高分子や、ポリビニルカルボン酸、ポリスチレンカルボン酸、ポリアリルカルボン酸、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリ(2−アクリルアミド−2−メチルプロパンカルボン酸)、ポリイソプレンカルボン酸等のカルボキシ基を有する高分子が挙げられる。これらの単独重合体であってもよいし、2種以上の共重合体であってもよい。
これらポリアニオンのなかでも、導電性をより高くできることから、スルホ基を有する高分子が好ましく、ポリスチレンスルホン酸がより好ましい。
前記ポリアニオンは1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
ポリアニオンの質量平均分子量は2万以上100万以下であることが好ましく、10万以上50万以下であることがより好ましい。
ポリアニオンの質量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィで測定し、標準物質をポリスチレンとして求めた値である。
The polyanion is a polymer having two or more monomer units having an anion group in the molecule. The anion group of this polyanion functions as a dopant for the π-conjugated conductive polymer, and can improve the conductivity of the π-conjugated conductive polymer.
The anion group of the polyanion is preferably a sulfo group or a carboxy group.
Specific examples of the polyanion include polystyrenesulfonic acid, polyvinylsulfonic acid, polyallylsulfonic acid, polyacrylic acid ester having a sulfo group, and polymethacrylic acid ester having a sulfo group (for example, poly(4-sulfobutylmethacrylate, polysulfone). Polymers having sulfo groups such as ethyl methacrylate, polymethacryloyloxybenzene sulfonic acid), poly(2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid), polyisoprene sulfonic acid, polyvinyl carboxylic acid, polystyrene carboxylic acid, polyallyl carboxylic acid Examples thereof include polymers having a carboxy group such as acid, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, poly(2-acrylamido-2-methylpropanecarboxylic acid), and polyisoprenecarboxylic acid, which may be homopolymers thereof. However, it may be a copolymer of two or more kinds.
Among these polyanions, a polymer having a sulfo group is preferable, and polystyrene sulfonic acid is more preferable, because the polymer can have higher conductivity.
The polyanions may be used alone or in combination of two or more.
The mass average molecular weight of the polyanion is preferably 20,000 or more and 1,000,000 or less, and more preferably 100,000 or more and 500,000 or less.
The mass average molecular weight of the polyanion is a value obtained by measuring with gel permeation chromatography and using polystyrene as the standard substance.

導電性複合体中の、ポリアニオンの含有割合は、π共役系導電性高分子100質量部に対して、1質量部以上1000質量部以下の範囲であることが好ましく、10質量部以上700質量部以下の範囲であることがより好ましく、100質量部以上500質量部以下の範囲であることがさらに好ましい。ポリアニオンの含有割合が前記下限値以上であると、π共役系導電性高分子へのドーピング効果が強くなる傾向にあり、充分な導電性が得られ易く、さらに導電性高分子分散液における導電性複合体の分散性が高くなる。また、ポリアニオンの含有量が前記上限値以下であると、π共役系導電性高分子の相対的な含有量が多くなり、充分な導電性が得られ易い。 The content ratio of the polyanion in the conductive composite is preferably in the range of 1 part by mass or more and 1000 parts by mass or less, and 10 parts by mass or more and 700 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the π-conjugated conductive polymer. The following range is more preferable, and a range of 100 parts by mass or more and 500 parts by mass or less is even more preferable. When the content ratio of the polyanion is not less than the lower limit value, the doping effect on the π-conjugated conductive polymer tends to be strong, sufficient conductivity is easily obtained, and the conductivity in the conductive polymer dispersion liquid is further increased. The dispersibility of the composite is high. Moreover, when the content of the polyanion is not more than the upper limit value, the relative content of the π-conjugated conductive polymer increases, and sufficient conductivity is easily obtained.

ポリアニオンがπ共役系導電性高分子に配位してドープすることによって導電性複合体が形成される。導電性複合体の導電性及び分散性の向上の観点から、全てのアニオン基がπ共役系導電性高分子にドープするよりも、ドープに寄与しない余剰のアニオン基を有することが好ましい。 A polyanion is coordinated with and doped in the π-conjugated conductive polymer to form a conductive composite. From the viewpoint of improving the conductivity and dispersibility of the conductive composite, it is preferable that all the anion groups have an excess of anion groups that do not contribute to the doping, rather than dope the π-conjugated conductive polymer.

固体電解質層14の総質量に対する導電性複合体の含有量は、1質量%以上90質量%以下が好ましく、10質量%以上70質量%以下がより好ましく、20質量%以上60質量%以下がさらに好ましい。上記の範囲であると、キャパシタの等価直列抵抗がより低下し易くなるので好ましい。 The content of the conductive composite with respect to the total mass of the solid electrolyte layer 14 is preferably 1% by mass or more and 90% by mass or less, more preferably 10% by mass or more and 70% by mass or less, and further 20% by mass or more and 60% by mass or less. preferable. The above range is preferable because the equivalent series resistance of the capacitor is more likely to decrease.

固体電解質層14には、含窒素化合物の1種以上が含有されていてもよい。含窒素化合物が固体電解質層14に含まれることによって、キャパシタの等価直列抵抗をさらに低減することができる。 The solid electrolyte layer 14 may contain one or more nitrogen-containing compounds. By including the nitrogen-containing compound in the solid electrolyte layer 14, the equivalent series resistance of the capacitor can be further reduced.

前記含窒素化合物として、以下のアミン化合物及び窒素含有芳香族性環式化合物を例示できる。これらのアミン化合物及び窒素含有芳香族性環式化合物の少なくともどちらか一方が固体電解質層14に含まれると、キャパシタの等価直列抵抗をさらに低減できる。
アミン化合物は、アミノ基を有する化合物であり、アミノ基が、ポリアニオンのアニオン基と反応する。
アミン化合物としては、1級アミン、2級アミン、3級アミン、4級アンモニウム塩のいずれであってもよい。また、アミン化合物は1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
アミン化合物は、炭素数2以上12以下の直鎖、もしくは分岐鎖のアルキル基、炭素数6以上12以下のアリール基、炭素数7以上12以下のアラルキル基、炭素数2以上12以下のアルキレン基、炭素数6以上12以下のアリーレン基、炭素数7以上12以下のアラルキレン基、及び炭素数2以上12以下のオキシアルキレン基から選択される置換基を有していてもよい。
具体的な1級アミンとしては、例えば、アニリン、トルイジン、ベンジルアミン、エタノールアミン等が挙げられる。
具体的な2級アミンとしては、例えば、ジエタノールアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジフェニルアミン、ジベンジルアミン、ジナフチルアミン等が挙げられる。
具体的な3級アミンとしては、例えば、トリエタノールアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、トリオクチルアミン、トリフェニルアミン、トリベンジルアミン、トリナフチルアミン等が挙げられる。
具体的な4級アンモニウム塩としては、例えば、テトラメチルアンモニウム塩、テトラエチルアンモニウム塩、テトラプロピルアンモニウム塩、テトラフェニルアンモニウム塩、テトラベンジルアンモニウム塩、テトラナフチルアンモニウム塩等が挙げられる。アンモニウムの対となる陰イオンとしてはヒドロキシドイオンが挙げられる。
これらアミン化合物のうち、3級アミンが好ましく、トリエチルアミン、トリプロピルアミンがより好ましい。
窒素含有芳香族性環式化合物(少なくとも1つの窒素原子が環構造を形成する芳香族性化合物)としては、例えば、ピロール、イミダゾール、2−メチルイミダゾール、2−プロピルイミダゾール、N−メチルイミダゾール、N−プロピルイミダゾール、N−ブチルイミダゾール、1−(2−ヒドロキシエチル)イミダゾール、2−エチル−4−メチルイミダゾール、1,2−ジメチルイミダゾール、1−ベンジル−2−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−メチルイミダゾール、1−シアノエチル−2−エチル−4−メチルイミダゾール、2−フェニル−4,5−ジヒドロキシメチルイミダゾール、1−アセチルイミダゾール、2−アミノベンズイミダゾール、2−アミノ−1−メチルベンズイミダゾール、2−ヒドロキシベンズイミダゾール、2−(2−ピリジル)ベンズイミダゾール、ピリジン等が挙げられる。
これら窒素含有芳香族性環式化合物のうち、イミダゾールがより好ましい。
Examples of the nitrogen-containing compound include the following amine compounds and nitrogen-containing aromatic cyclic compounds. If at least one of the amine compound and the nitrogen-containing aromatic cyclic compound is contained in the solid electrolyte layer 14, the equivalent series resistance of the capacitor can be further reduced.
The amine compound is a compound having an amino group, and the amino group reacts with the anion group of the polyanion.
The amine compound may be any of primary amine, secondary amine, tertiary amine, and quaternary ammonium salt. The amine compounds may be used alone or in combination of two or more.
The amine compound is a linear or branched alkyl group having 2 to 12 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, and an alkylene group having 2 to 12 carbon atoms. It may have a substituent selected from an arylene group having 6 to 12 carbon atoms, an aralkylene group having 7 to 12 carbon atoms, and an oxyalkylene group having 2 to 12 carbon atoms.
Specific examples of primary amines include aniline, toluidine, benzylamine, ethanolamine and the like.
Specific examples of secondary amines include diethanolamine, dimethylamine, diethylamine, dipropylamine, diphenylamine, dibenzylamine, dinaphthylamine and the like.
Specific examples of the tertiary amine include triethanolamine, trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, tributylamine, trioctylamine, triphenylamine, tribenzylamine, trinaphthylamine and the like.
Specific examples of the quaternary ammonium salt include tetramethyl ammonium salt, tetraethyl ammonium salt, tetrapropyl ammonium salt, tetraphenyl ammonium salt, tetrabenzyl ammonium salt, tetranaphthyl ammonium salt and the like. Examples of the anion paired with ammonium include hydroxide ion.
Of these amine compounds, tertiary amines are preferable, and triethylamine and tripropylamine are more preferable.
Examples of the nitrogen-containing aromatic cyclic compound (aromatic compound in which at least one nitrogen atom forms a ring structure) include, for example, pyrrole, imidazole, 2-methylimidazole, 2-propylimidazole, N-methylimidazole, N -Propylimidazole, N-butylimidazole, 1-(2-hydroxyethyl)imidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 1,2-dimethylimidazole, 1-benzyl-2-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2- Methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-ethyl-4-methylimidazole, 2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole, 1-acetylimidazole, 2-aminobenzimidazole, 2-amino-1-methylbenzimidazole, 2 -Hydroxybenzimidazole, 2-(2-pyridyl)benzimidazole, pyridine and the like can be mentioned.
Among these nitrogen-containing aromatic cyclic compounds, imidazole is more preferable.

固体電解質層14に含まれる前記含窒素化合物の合計の含有量は、固体電解質層14に含まれる導電性複合体100質量部に対して、1質量部以上100質量部以下が好ましく、5質量部以上30質量部以下がより好ましく、10質量部以上25質量部以下がさらに好ましい。
上記範囲であると、キャパシタの等価直列抵抗がより低下し易くなり、耐熱性もより向上し易くなるので好ましい。
固体電解質層14に含まれる前記含窒素化合物の種類は、1種類でもよいし、2種類以上でもよい。
The total content of the nitrogen-containing compounds contained in the solid electrolyte layer 14 is preferably 1 part by mass or more and 100 parts by mass or less, and 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the conductive complex contained in the solid electrolyte layer 14. It is more preferably 30 parts by mass or more and 10 parts by mass or more and 25 parts by mass or less.
The above range is preferable because the equivalent series resistance of the capacitor is more likely to be lowered and the heat resistance is more likely to be further improved.
The type of the nitrogen-containing compound contained in the solid electrolyte layer 14 may be one type or two or more types.

固体電解質層14には、化合物1、前記導電性複合体、及び前記含窒素化合物とは異なる、2つ以上のヒドロキシ基を有する化合物(以下、ポリオール化合物ということがある。)の1種類以上がさらに含まれていることが好ましい。ポリオール化合物を含有することにより、キャパシタのESRをより一層低減することができる。
前記ポリオール化合物としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、グリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン及びトリメチロールエタンから選択される1種以上が挙げられる。
前記ポリオール化合物は、後述する電解質の溶媒または導電性複合体の分散媒として含まれていてもよい。
In the solid electrolyte layer 14, at least one compound different from the compound 1, the conductive complex, and the nitrogen-containing compound and having two or more hydroxy groups (hereinafter, may be referred to as a polyol compound). Further, it is preferable that it is contained. By containing the polyol compound, the ESR of the capacitor can be further reduced.
Examples of the polyol compound include one or more selected from ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, glycerin, pentaerythritol, trimethylolpropane and trimethylolethane.
The polyol compound may be contained as a solvent for the electrolyte described later or as a dispersion medium for the conductive composite.

固体電解質層14に含まれる前記ポリオール化合物の合計の含有量は、固体電解質層14に含まれる導電性複合体100質量部に対して、100質量部以上10000質量部以下が好ましく、200質量部以上2000質量部以下がより好ましく、300質量部以上1000質量部以下がさらに好ましい。
上記範囲であると、キャパシタの等価直列抵抗がより低下し易くなり、耐熱性もより向上し易くなるので好ましい。
固体電解質層14に含まれる前記ポリオール化合物の種類は、1種類でもよいし、2種類以上でもよい。
The total content of the polyol compounds contained in the solid electrolyte layer 14 is preferably 100 parts by mass or more and 10000 parts by mass or less, and 200 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the conductive composite contained in the solid electrolyte layer 14. The amount is preferably 2000 parts by mass or less, more preferably 300 parts by mass or more and 1000 parts by mass or less.
The above range is preferable because the equivalent series resistance of the capacitor is more likely to be lowered and the heat resistance is more likely to be further improved.
The type of the polyol compound contained in the solid electrolyte layer 14 may be one type or two or more types.

固体電解質層14には、電解液用溶媒中に電解質を溶解させた電解液が含まれてもよい。電解液の電気伝導度は高いほど好ましい。
電解液用溶媒としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、グリセリン等のアルコール系溶媒、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトン等のラクトン系溶媒、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチルアセトアミド、N−メチルピロリジノン等のアミド系溶媒、アセトニトリル、3−メトキシプロピオニトリル等のニトリル系溶媒、水等が挙げられる。
電解質としては、例えば、アジピン酸、グルタル酸、コハク酸、安息香酸、イソフタル酸、フタル酸、テレフタル酸、マレイン酸、トルイル酸、エナント酸、マロン酸、蟻酸、1,6−デカンジカルボン酸、5,6−デカンジカルボン酸等のデカンジカルボン酸、1,7−オクタンジカルボン酸等のオクタンジカルボン酸、アゼライン酸、セバシン酸等の有機酸;あるいは、硼酸、硼酸と多価アルコールより得られる硼酸の多価アルコール錯化合物;リン酸、炭酸、ケイ酸等の無機酸などをアニオン成分とし、1級アミン(メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、エチレンジアミン等)、2級アミン(ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、メチルエチルアミン、ジフェニルアミン等)、3級アミン(トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリフェニルアミン、1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)−ウンデセン−7等)、テトラアルキルアンモニウム(テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、テトラプロピルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、メチルトリエチルアンモニウム、ジメチルジエチルアンモニウム等)などをカチオン成分とした電解質;等が挙げられる。
The solid electrolyte layer 14 may include an electrolytic solution in which an electrolyte is dissolved in an electrolytic solution solvent. The higher the electric conductivity of the electrolytic solution, the more preferable.
Examples of the solvent for the electrolytic solution include ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, alcohol solvents such as glycerin, γ-butyrolactone, γ-valerolactone, and lactone solvents such as δ-valerolactone. Examples thereof include amide solvents such as N-methylformamide, N,N-dimethylformamide, N-methylacetamide and N-methylpyrrolidinone, nitrile solvents such as acetonitrile and 3-methoxypropionitrile, and water.
Examples of the electrolyte include adipic acid, glutaric acid, succinic acid, benzoic acid, isophthalic acid, phthalic acid, terephthalic acid, maleic acid, toluic acid, enanthic acid, malonic acid, formic acid, 1,6-decanedicarboxylic acid, 5 , 6-decanedicarboxylic acid and other decanedicarboxylic acids, 1,7-octanedicarboxylic acid and other octanedicarboxylic acids, azelaic acid, sebacic acid and other organic acids; or boric acid, and boric acid obtained from boric acid and polyhydric alcohols. Polyhydric alcohol complex compound: Anionic component is an inorganic acid such as phosphoric acid, carbonic acid, silicic acid and the like, primary amines (methylamine, ethylamine, propylamine, butylamine, ethylenediamine, etc.), secondary amines (dimethylamine, diethylamine, diamine) Propylamine, methylethylamine, diphenylamine, etc., tertiary amines (trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, triphenylamine, 1,8-diazabicyclo(5,4,0)-undecene-7 etc.), tetraalkylammonium (tetra Electrolytes containing cation components such as methylammonium, tetraethylammonium, tetrapropylammonium, tetrabutylammonium, methyltriethylammonium, and dimethyldiethylammonium; and the like.

<作用効果>
本発明のキャパシタの固体電解質層が前記式(1)で表される化合物を含有することによって、静電容量をほとんど低下させることなく、キャパシタの等価直列抵抗を従来よりも格段に低減することができる。このメカニズムは未解明であるが、前記化合物が固体電解質層の導電性を向上させることによって、その等価直列抵抗が小さくなったと推測される。
また、本発明のキャパシタの固体電解質層が前記式(1)で表される化合物を含有することによって、キャパシタの耐熱性を向上させることができる。このメカニズムは未解明であるが、前記化合物が固体電解質層に含まれる導電性複合体の安定性を向上させることによって、その耐熱性が向上したと推測される。
<Effect>
By containing the compound represented by the above formula (1) in the solid electrolyte layer of the capacitor of the present invention, the equivalent series resistance of the capacitor can be remarkably reduced as compared with the conventional case, with almost no reduction in capacitance. it can. Although the mechanism has not been clarified, it is presumed that the equivalent series resistance of the compound is reduced by improving the conductivity of the solid electrolyte layer.
Further, the solid electrolyte layer of the capacitor of the present invention contains the compound represented by the above formula (1), so that the heat resistance of the capacitor can be improved. Although this mechanism has not been clarified, it is presumed that the heat resistance is improved by improving the stability of the conductive complex contained in the solid electrolyte layer by the compound.

《キャパシタの製造方法、導電性高分子分散液》
本発明にかかるキャパシタは、弁金属の多孔質体からなる陽極の表面を酸化して誘電体層を形成する工程(誘電体形成工程)と、前記誘電体層に対向する位置に陰極を配置する工程(陰極形成工程)と、前記誘電体層の表面の少なくとも一部に、導電性高分子分散液を塗布し、乾燥させて、固体電解質層を形成する工程と、によって製造することができる。
<<Capacitor manufacturing method, conductive polymer dispersion liquid>>
In the capacitor according to the present invention, a step of oxidizing a surface of an anode made of a porous body of a valve metal to form a dielectric layer (dielectric forming step), and disposing a cathode at a position facing the dielectric layer. It can be manufactured by a step (cathode forming step) and a step of applying a conductive polymer dispersion liquid on at least a part of the surface of the dielectric layer and drying it to form a solid electrolyte layer.

前記導電性高分子分散液は、前記式(1)で表される化合物の1種以上が含まれ、さらにπ共役系導電性高分子及びポリアニオンを含む導電性複合体が分散された分散液である。
前記導電性高分子分散液には、前記含窒素化合物、前記ポリオール化合物、後述する添加剤等を含有させてもよい。
The conductive polymer dispersion liquid is a dispersion liquid in which one or more compounds represented by the formula (1) are contained and a conductive complex containing a π-conjugated conductive polymer and a polyanion is further dispersed. is there.
The conductive polymer dispersion liquid may contain the nitrogen-containing compound, the polyol compound, the additives described below, and the like.

誘電体層形成工程は、弁金属の多孔質体からなる陽極11の表面を酸化して誘電体層12を形成する工程である。
誘電体層12を形成する方法としては、例えば、アジピン酸アンモニウム水溶液、ホウ酸アンモニウム水溶液、リン酸アンモニウム水溶液などの化成処理用電解液中にて、陽極11の表面を陽極酸化する方法が挙げられる。
The dielectric layer forming step is a step of forming the dielectric layer 12 by oxidizing the surface of the anode 11 made of a valve metal porous body.
Examples of the method of forming the dielectric layer 12 include a method of anodizing the surface of the anode 11 in an electrolytic solution for chemical conversion treatment such as an aqueous solution of ammonium adipate, an aqueous solution of ammonium borate, an aqueous solution of ammonium phosphate. ..

陰極形成工程は、誘電体層12に対向する位置に陰極13を配置する工程である。
陰極13を配置する方法としては、例えば、カーボンペースト、銀ペースト等の導電性ペーストを用いて陰極13を形成する方法、アルミニウム箔等の金属箔を誘電体層12に対向配置させる方法などが挙げられる。
The cathode forming step is a step of disposing the cathode 13 at a position facing the dielectric layer 12.
Examples of the method of disposing the cathode 13 include a method of forming the cathode 13 using a conductive paste such as a carbon paste or a silver paste, and a method of disposing a metal foil such as an aluminum foil so as to face the dielectric layer 12. To be

固体電解質層形成工程は、誘電体層12の表面の少なくとも一部に、前記導電性高分子分散液を塗布し、乾燥させて、固体電解質層14を形成する工程である。 The solid electrolyte layer forming step is a step of forming the solid electrolyte layer 14 by applying the conductive polymer dispersion liquid on at least a part of the surface of the dielectric layer 12 and drying it.

導電性高分子分散液を構成する分散媒は、前記導電性複合体を分散させ得る液体であれば特に限定されず、例えば、水、有機溶剤、又は、水と有機溶剤との混合液が挙げられる。
有機溶剤としては、例えば、アルコール系溶媒、エーテル系溶媒、ケトン系溶媒、エステル系溶媒、芳香族炭化水素系溶媒等が挙げられる。これら有機溶剤は1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
アルコール系溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、n−ブタノール、t−ブタノール、アリルアルコール等が挙げられる。
エーテル系溶媒としては、例えば、ジエチルエーテル、ジメチルエーテル、エチレングリコール、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のプロピレングリコールモノアルキルエーテル、プロピレングリコールジアルキルエーテル等が挙げられる。
ケトン系溶媒としては、例えば、ジエチルケトン、メチルプロピルケトン、メチルブチルケトン、メチルイソプロピルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルアミルケトン、ジイソプロピルケトン、メチルエチルケトン、アセトン、ジアセトンアルコール等が挙げられる。
エステル系溶媒としては、例えば、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル等が挙げられる。
芳香族炭化水素系溶媒としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、プロピルベンゼン、イソプロピルベンゼン等が挙げられる。
The dispersion medium that constitutes the conductive polymer dispersion is not particularly limited as long as it is a liquid that can disperse the conductive composite, and examples thereof include water, an organic solvent, or a mixed liquid of water and an organic solvent. To be
Examples of the organic solvent include alcohol solvents, ether solvents, ketone solvents, ester solvents, aromatic hydrocarbon solvents and the like. These organic solvents may be used alone or in combination of two or more.
Examples of the alcohol-based solvent include methanol, ethanol, isopropanol, n-butanol, t-butanol, allyl alcohol and the like.
Examples of ether solvents include propylene glycol monoalkyl ethers such as diethyl ether, dimethyl ether, ethylene glycol, propylene glycol and propylene glycol monomethyl ether, and propylene glycol dialkyl ether.
Examples of the ketone solvent include diethyl ketone, methyl propyl ketone, methyl butyl ketone, methyl isopropyl ketone, methyl isobutyl ketone, methyl amyl ketone, diisopropyl ketone, methyl ethyl ketone, acetone and diacetone alcohol.
Examples of the ester solvent include ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate and the like.
Examples of aromatic hydrocarbon solvents include benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, propylbenzene, isopropylbenzene and the like.

添加剤としては、例えば、界面活性剤、無機導電剤、消泡剤、カップリング剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤などが挙げられる。ただし、添加剤は、前記式(1)で表される化合物、前記導電性複合体、前記含窒素化合物、前記ポリオール化合物及び前記溶媒(分散媒)以外の化合物である。
界面活性剤としては、ノニオン系、アニオン系、カチオン系の界面活性剤が挙げられるが、保存安定性の面からノニオン系が好ましい。また、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドンなどのポリマー系界面活性剤を添加してもよい。
無機導電剤としては、金属イオン類、導電性カーボン等が挙げられる。金属イオンは、金属塩を水に溶解させることにより生成させることができる。
消泡剤としては、シリコーン樹脂、ポリジメチルシロキサン、シリコーンオイル等が挙げられる。
カップリング剤としては、ビニル基、アミノ基、エポキシ基等を有するシランカップリング剤等が挙げられる。
酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、糖類等が挙げられる。
紫外線吸収剤としては、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、サリシレート系紫外線吸収剤、シアノアクリレート系紫外線吸収剤、オキサニリド系紫外線吸収剤、ヒンダードアミン系紫外線吸収剤、ベンゾエート系紫外線吸収剤等が挙げられる。
Examples of the additive include a surfactant, an inorganic conductive agent, a defoaming agent, a coupling agent, an antioxidant, an ultraviolet absorber and the like. However, the additive is a compound other than the compound represented by the formula (1), the conductive complex, the nitrogen-containing compound, the polyol compound, and the solvent (dispersion medium).
Examples of the surfactant include nonionic, anionic and cationic surfactants, and the nonionic surfactant is preferable from the viewpoint of storage stability. Moreover, you may add polymeric surfactants, such as polyvinyl alcohol and polyvinyl pyrrolidone.
Examples of the inorganic conductive agent include metal ions and conductive carbon. The metal ion can be generated by dissolving a metal salt in water.
Examples of the defoaming agent include silicone resin, polydimethylsiloxane, silicone oil and the like.
Examples of the coupling agent include silane coupling agents having a vinyl group, an amino group, an epoxy group and the like.
Examples of antioxidants include phenolic antioxidants, amine antioxidants, phosphorus antioxidants, sulfur antioxidants, and sugars.
As the ultraviolet absorber, benzotriazole ultraviolet absorber, benzophenone ultraviolet absorber, salicylate ultraviolet absorber, cyanoacrylate ultraviolet absorber, oxanilide ultraviolet absorber, hindered amine ultraviolet absorber, benzoate ultraviolet absorber, etc. Are listed.

導電性高分子分散液の総質量に対する前記導電性複合体の含有量は特に限定されず、塗布することが容易な粘度となる含有量が好ましい。具体的には、例えば、0.1質量%以上10質量%以下が好ましく、0.5質量%以上5質量%以下がより好ましく、1質量%以上2質量%以下がさらに好ましい。 The content of the conductive composite with respect to the total mass of the conductive polymer dispersion is not particularly limited, and a content that provides a viscosity that is easy to apply is preferable. Specifically, for example, 0.1% by mass or more and 10% by mass or less is preferable, 0.5% by mass or more and 5% by mass or less is more preferable, and 1% by mass or more and 2% by mass or less is further preferable.

導電性高分子分散液の総質量に対する前記式(1)で表される化合物の合計の含有量は特に限定されず、塗布することが容易な粘度となる含有量が好ましい。具体的には、例えば、0.1質量%以上20質量%以下が好ましく、0.5質量%以上10質量%以下がより好ましく、1質量%以上5質量%以下がさらに好ましい。 The total content of the compounds represented by the formula (1) with respect to the total mass of the conductive polymer dispersion is not particularly limited, and a content that provides a viscosity that is easy to apply is preferable. Specifically, for example, 0.1 mass% or more and 20 mass% or less is preferable, 0.5 mass% or more and 10 mass% or less is more preferable, and 1 mass% or more and 5 mass% or less is further preferable.

導電性高分子分散液に含まれる化合物1の合計の含有量は、導電性高分子分散液に含まれる導電性複合体100質量部に対して、1質量部以上1000質量部以下が好ましく、10質量部以上500質量部以下がより好ましく、100質量部以上400質量部以下がさらに好ましく、150質量部以上300質量部以下が特に好ましい。
上記範囲であると、本発明に係る導電性高分子分散液を用いてキャパシタを製造した場合に、キャパシタの等価直列抵抗がより低下し易くなり、耐熱性もより向上し易くなるので好ましい。
The total content of the compounds 1 contained in the conductive polymer dispersion is preferably 1 part by mass or more and 1000 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the conductive complex contained in the conductive polymer dispersion. The content is more preferably not less than 500 parts by mass, more preferably not less than 100 parts by mass and not more than 400 parts by mass, particularly preferably not less than 150 parts by mass and not more than 300 parts by mass.
The above range is preferable because, when a capacitor is manufactured using the conductive polymer dispersion liquid according to the present invention, the equivalent series resistance of the capacitor is more likely to be lowered and the heat resistance is more likely to be further improved.

導電性高分子分散液が前記含窒素化合物を含有する場合、その含有割合は、含窒素化合物の種類に応じて適宜決められるが、例えば、導電性複合体の固形分100質量部に対して、例えば、1質量部以上100質量部以下が好ましく、5質量部以上50質量部以下がより好ましく、10質量部以上20質量部以下がさらに好ましい。
上記範囲であると、本発明に係る導電性高分子分散液を用いてキャパシタを製造した場合に、キャパシタの等価直列抵抗がより低下し易くなり、耐熱性もより向上し易くなるので好ましい。
When the conductive polymer dispersion contains the nitrogen-containing compound, the content ratio is appropriately determined according to the type of the nitrogen-containing compound, for example, with respect to 100 parts by mass of the solid content of the conductive composite, For example, 1 part by mass or more and 100 parts by mass or less is preferable, 5 parts by mass or more and 50 parts by mass or less is more preferable, and 10 parts by mass or more and 20 parts by mass or less is further preferable.
The above range is preferable because, when a capacitor is manufactured using the conductive polymer dispersion liquid according to the present invention, the equivalent series resistance of the capacitor is more likely to be lowered and the heat resistance is more likely to be further improved.

導電性高分子分散液が前記ポリオール化合物を含有する場合、その含有割合は、ポリオール化合物の種類に応じて適宜決められるが、例えば、導電性複合体の固形分100質量部に対して、例えば、100質量部以上10000質量部以下が好ましく、200質量部以上2000質量部以下がより好ましく、300質量部以上1000質量部以下がさらに好ましい。 When the conductive polymer dispersion contains the polyol compound, the content ratio is appropriately determined according to the type of the polyol compound, for example, with respect to 100 parts by mass of the solid content of the conductive composite, for example, The amount is preferably 100 parts by mass or more and 10000 parts by mass or less, more preferably 200 parts by mass or more and 2000 parts by mass or less, and further preferably 300 parts by mass or more and 1000 parts by mass or less.

導電性高分子分散液が前記添加剤を含有する場合、その含有割合は、添加剤の種類に応じて適宜決められるが、例えば、導電性複合体の固形分100質量部に対して、例えば、1質量部以上1000質量部以下の範囲内とすることができる。 When the conductive polymer dispersion contains the additive, the content ratio is appropriately determined according to the type of the additive, for example, with respect to 100 parts by mass of the solid content of the conductive composite, for example, It can be in the range of 1 part by mass or more and 1000 parts by mass or less.

導電性高分子分散液の調製方法としては、ポリアニオン及び分散媒の存在下、π共役系導電性高分子を形成する前駆体モノマーを酸化重合する方法が挙げられる。
得られた導電性高分子分散液に、前記式(1)で表される化合物を添加し、さらに必要に応じて前記含窒素化合物、前記2つ以上のヒドロキシ基を有する化合物、及び添加剤等を添加することができる。
導電性高分子分散液に含まれる各材料の分散性を向上させる目的で、塗布前に導電性高分子分散液にせん断力を加えながら分散させる公知の高分散処理を施すことが好ましい。
Examples of the method for preparing the conductive polymer dispersion liquid include a method in which a precursor monomer forming a π-conjugated conductive polymer is oxidatively polymerized in the presence of a polyanion and a dispersion medium.
The compound represented by the formula (1) is added to the obtained conductive polymer dispersion, and if necessary, the nitrogen-containing compound, the compound having two or more hydroxy groups, and additives. Can be added.
For the purpose of improving the dispersibility of each material contained in the conductive polymer dispersion, it is preferable to perform a known high dispersion treatment in which the conductive polymer dispersion is dispersed while applying a shearing force before coating.

導電性高分子分散液の塗布方法としては、例えば、浸漬(ディップコーティング)、コンマコーティング、リバースコーティング、リップコーティング、マイクログラビアコーティング等を適用することができる。これらの中でも、誘電体層12と陰極13との間に固体電解質層14を容易に形成できる観点から、浸漬が好ましい。
乾燥方法としては、例えば、室温乾燥、熱風乾燥、遠赤外線乾燥等が挙げられる。
As the method for applying the conductive polymer dispersion liquid, for example, dipping (dip coating), comma coating, reverse coating, lip coating, microgravure coating, or the like can be applied. Of these, immersion is preferable from the viewpoint that the solid electrolyte layer 14 can be easily formed between the dielectric layer 12 and the cathode 13.
Examples of the drying method include room temperature drying, hot air drying, far infrared ray drying and the like.

本発明のキャパシタ及びその製造方法は上記の実施形態の例に限定されない。
本発明のキャパシタでは、誘電体層と陰極との間に、セパレータが設けられてもよい。
誘電体層と陰極との間にセパレータが設けられたキャパシタとしては、巻回型キャパシタが挙げられる。
セパレータとしては、例えば、セルロース、ポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリイミド、ポリアミド、ポリフッ化ビニリデンなどからなるシート(不織布を含む)、ガラス繊維の不織布などが挙げられる。
セパレータの密度は、0.1g/cm以上1.0g/cm以下の範囲であることが好ましく、0.2g/cm以上0.8g/cm以下の範囲であることがより好ましい。
セパレータを設ける場合には、セパレータにカーボンペーストあるいは銀ペーストを含浸させて陰極を形成する方法を適用することもできる。
The capacitor of the present invention and the method for manufacturing the same are not limited to the examples of the above embodiments.
In the capacitor of the present invention, a separator may be provided between the dielectric layer and the cathode.
A wound type capacitor may be used as the capacitor provided with the separator between the dielectric layer and the cathode.
Examples of the separator include a sheet (including a non-woven fabric) made of cellulose, polyvinyl alcohol, polyester, polyethylene, polystyrene, polypropylene, polyimide, polyamide, polyvinylidene fluoride, or the like, a non-woven fabric of glass fiber, or the like.
The density of the separator is preferably 0.1 g/cm 3 or more and 1.0 g/cm 3 or less, and more preferably 0.2 g/cm 3 or more and 0.8 g/cm 3 or less.
When a separator is provided, a method of impregnating the separator with a carbon paste or a silver paste to form a cathode can also be applied.

(製造例1)
1000mlのイオン交換水に206gのスチレンスルホン酸ナトリウムを溶解し、80℃で攪拌しながら、予め10mlの水に溶解した1.14gの過硫酸アンモニウム酸化剤溶液を20分間滴下し、この溶液を12時間攪拌した。
得られたスチレンスルホン酸ナトリウム含有溶液に10質量%に希釈した硫酸を1000ml添加し、限外ろ過法によりポリスチレンスルホン酸含有溶液の約1000mlの溶媒を除去した。残液に2000mlのイオン交換水を加え、限外ろ過法により約2000mlの溶媒を除去し、ポリスチレンスルホン酸を水洗した。この限外ろ過操作を3回繰り返した。
得られた溶液中の水を減圧除去して、無色の固形状のポリスチレンスルホン酸を得た。
(Production Example 1)
Dissolve 206 g of sodium styrenesulfonate in 1000 ml of ion-exchanged water, add 1.14 g of ammonium persulfate oxidizer solution previously dissolved in 10 ml of water for 20 minutes while stirring at 80° C., and stir this solution for 12 hours. It was stirred.
1000 ml of sulfuric acid diluted to 10% by mass was added to the obtained sodium styrenesulfonate-containing solution, and about 1000 ml of the solvent of the polystyrenesulfonic acid-containing solution was removed by an ultrafiltration method. 2000 ml of ion-exchanged water was added to the residual liquid, about 2000 ml of the solvent was removed by an ultrafiltration method, and polystyrene sulfonic acid was washed with water. This ultrafiltration operation was repeated 3 times.
Water in the obtained solution was removed under reduced pressure to obtain colorless solid polystyrenesulfonic acid.

(製造例2)
3,4−エチレンジオキシチオフェン14.2gと、製造例1で得たポリスチレンスルホン酸36.7gとを2000mlのイオン交換水に溶かした溶液とを20℃で混合させた。
得られた混合溶液を20℃に保ち、掻き混ぜながら、200mlのイオン交換水に溶かした29.64gの過硫酸アンモニウムと8.0gの硫酸第二鉄の酸化触媒溶液とをゆっくり添加し、3時間攪拌して反応させた。
得られた反応液に2000mlのイオン交換水を加え、限外ろ過法により約2000ml溶液を除去した。この操作を3回繰り返した。
得られた溶液に200mlの10質量%に希釈した硫酸と2000mlのイオン交換水とを加え、限外ろ過法により約2000mlの溶媒を除去した。残液に2000mlのイオン交換水を加え、限外ろ過法により約2000mlの溶媒を除去し、ポリスチレンスルホン酸ドープポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)(PEDOT−PSS)を水洗した。この操作を8回繰り返し、1.60質量%のポリスチレンスルホン酸ドープポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)水分散液(PEDOT−PSS水分散液)を得た。
(Production Example 2)
A solution prepared by dissolving 14.2 g of 3,4-ethylenedioxythiophene and 36.7 g of polystyrenesulfonic acid obtained in Production Example 1 in 2000 ml of ion-exchanged water was mixed at 20°C.
The obtained mixed solution was kept at 20° C., 29.64 g of ammonium persulfate dissolved in 200 ml of ion-exchanged water and 8.0 g of an oxidation catalyst solution of ferric sulfate were slowly added while stirring, and the mixture was stirred for 3 hours. Stir to react.
2000 ml of ion-exchanged water was added to the obtained reaction solution, and about 2000 ml solution was removed by the ultrafiltration method. This operation was repeated 3 times.
200 ml of sulfuric acid diluted to 10% by mass and 2000 ml of ion-exchanged water were added to the obtained solution, and about 2000 ml of the solvent was removed by the ultrafiltration method. 2000 ml of ion-exchanged water was added to the residual liquid, about 2000 ml of the solvent was removed by an ultrafiltration method, and polystyrene sulfonate-doped poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT-PSS) was washed with water. This operation was repeated 8 times to obtain 1.60% by mass of polystyrenesulfonic acid-doped poly(3,4-ethylenedioxythiophene) aqueous dispersion (PEDOT-PSS aqueous dispersion).

(製造例3)
エッチドアルミニウム箔(陽極箔)に陽極リード端子を接続した後、アジピン酸アンモニウム10質量%水溶液中で130Vの電圧を印加し、化成(酸化処理)して、アルミニウム箔の両面に誘電体層を形成して陽極箔を得た。
次に、陽極箔の両面に、陰極リード端子を溶接させた対向アルミニウム陰極箔を、セルロース製のセパレータを介して積層し、これを円筒状に巻き取ってキャパシタ用素子を得た。
(Production Example 3)
After connecting the anode lead terminal to the etched aluminum foil (anode foil), a voltage of 130 V was applied in a 10% by mass aqueous solution of ammonium adipate to perform formation (oxidation treatment) to form a dielectric layer on both sides of the aluminum foil. It formed and obtained the anode foil.
Next, opposite aluminum cathode foils having cathode lead terminals welded to each other were laminated on both sides of the anode foil with a cellulose separator interposed therebetween, and this was wound into a cylindrical shape to obtain a capacitor element.

(実施例1)
製造例2で得た1.60質量%のPEDOT−PSS水分散液100質量部に、市販のアルブチン5.0質量部(導電性複合体100質量部に対して312.5質量部)を加え、室温で撹拌した後、高圧分散機を用い、100MPaの圧力で分散処理を施し、導電性高分子分散液を得た。
製造例3で得たキャパシタ用素子を導電性高分子分散液に減圧下で浸漬した後、125℃の熱風乾燥機により30分間乾燥する工程を2回繰り返して、誘電体層表面上に導電性複合体を含む固体電解質層を形成させた。
次いで、アルミニウム製のケースに、固体電解質層を形成させたキャパシタ用素子を装填し、封口ゴムで封止して、キャパシタを得た。
(Example 1)
To 100 parts by mass of the 1.60% by mass PEDOT-PSS aqueous dispersion obtained in Preparation Example 2, 5.0 parts by mass of commercially available arbutin (312.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the conductive complex) was added. After stirring at room temperature, a dispersion treatment was performed using a high pressure disperser at a pressure of 100 MPa to obtain a conductive polymer dispersion liquid.
The step of immersing the capacitor element obtained in Production Example 3 in a conductive polymer dispersion under reduced pressure and then drying for 30 minutes with a hot air dryer at 125° C. is repeated twice to make the surface of the dielectric layer conductive. A solid electrolyte layer containing the composite was formed.
Then, the capacitor element having the solid electrolyte layer formed thereon was loaded in an aluminum case and sealed with a sealing rubber to obtain a capacitor.

(比較例1)
アルブチンを添加しなかったほかは、実施例1と同様にしてキャパシタを得た。
(比較例2)
アルブチンをグルコースに変更したほかは、実施例1と同様にしてキャパシタを得た。
(Comparative Example 1)
A capacitor was obtained in the same manner as in Example 1 except that arbutin was not added.
(Comparative example 2)
A capacitor was obtained in the same manner as in Example 1 except that arbutin was changed to glucose.

<評価>
[静電容量・等価直列抵抗]
実施例1及び比較例1、2のキャパシタについて、LCRメータZM2376((株)エヌエフ回路設計ブロック製)を用いて、120Hzでの静電容量(C)、及び100kHzでの等価直列抵抗(ESR)を測定した。その測定結果を表1に示す。
<Evaluation>
[Capacitance/Equivalent series resistance]
For the capacitors of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2, using an LCR meter ZM2376 (manufactured by NF Circuit Design Block Co., Ltd.), a capacitance (C) at 120 Hz and an equivalent series resistance (ESR) at 100 kHz. Was measured. The measurement results are shown in Table 1.

Figure 2020100743
Figure 2020100743

前記式(1)で表される化合物を含む固体電解質層を備えた実施例1のキャパシタは、充分な静電容量を有し、等価直列抵抗が大きく低下した。
前記式(1)で表される化合物を含有しない固体電解質層を備えた比較例1のキャパシタは、実施例1と同等の静電容量を有するが、等価直列抵抗が実施例と比べて大きかった。
前記式(1)で表される化合物を含有しない固体電解質層を備えた比較例2のキャパシタは、実施例1より静電容量が小さく、等価直列抵抗が著しく大きかった。
The capacitor of Example 1 provided with the solid electrolyte layer containing the compound represented by the formula (1) had a sufficient capacitance, and the equivalent series resistance was significantly reduced.
The capacitor of Comparative Example 1 including the solid electrolyte layer containing no compound represented by the formula (1) had the same capacitance as that of Example 1, but the equivalent series resistance was larger than that of the example. ..
The capacitor of Comparative Example 2 including the solid electrolyte layer that did not contain the compound represented by the formula (1) had a smaller capacitance and a significantly larger equivalent series resistance than Example 1.

(実施例2)
製造例2で得た1.60質量%のPEDOT−PSS水分散液100質量部に、イミダゾール0.3質量部(導電性複合体100質量部に対して18.8質量部)、市販のアルブチン5.0質量部(導電性複合体100質量部に対して312.5質量部)を加え、室温で撹拌した後、高圧分散機を用い、100MPaの圧力で分散処理を施し、導電性高分子分散液を得た。
製造例3で得たキャパシタ用素子を導電性高分子分散液に減圧下で浸漬した後、125℃の熱風乾燥機により30分間乾燥する工程を2回繰り返して、誘電体層表面上に導電性複合体を含む固体電解質層を形成させた。
次いで、アルミニウム製のケースに、固体電解質層を形成させたキャパシタ用素子を装填し、封口ゴムで封止して、キャパシタを得た。
(Example 2)
100 parts by mass of the 1.60% by mass PEDOT-PSS aqueous dispersion obtained in Preparation Example 2, 0.3 parts by mass of imidazole (18.8 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the conductive complex), and commercial arbutin After adding 5.0 parts by mass (312.5 parts by mass to 100 parts by mass of the conductive composite) and stirring at room temperature, a dispersion treatment was performed at a pressure of 100 MPa using a high pressure disperser to obtain a conductive polymer. A dispersion was obtained.
The step of immersing the capacitor element obtained in Production Example 3 in a conductive polymer dispersion under reduced pressure and then drying for 30 minutes with a hot air dryer at 125° C. is repeated twice to make the surface of the dielectric layer conductive. A solid electrolyte layer containing the composite was formed.
Then, the capacitor element having the solid electrolyte layer formed thereon was loaded in an aluminum case and sealed with a sealing rubber to obtain a capacitor.

(実施例3)
イミダゾールの添加量を0.4質量部(導電性複合体100質量部に対して25.0質量部)に変更したほかは、実施例2と同様にしてキャパシタを得た。
(実施例4)
さらにジエチレングリコール8.0質量部を加えたほかは、実施例2と同様にしてキャパシタを得た。
(実施例5)
イミダゾールをトリエチルアミンに変更し、その添加量を0.32質量部(導電性複合体100質量部に対して20.0質量部)に変更したほかは、実施例2と同様にしてキャパシタを得た。
(Example 3)
A capacitor was obtained in the same manner as in Example 2, except that the addition amount of imidazole was changed to 0.4 part by mass (25.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the conductive composite).
(Example 4)
Further, a capacitor was obtained in the same manner as in Example 2 except that 8.0 parts by mass of diethylene glycol was added.
(Example 5)
A capacitor was obtained in the same manner as in Example 2 except that imidazole was changed to triethylamine and the addition amount was changed to 0.32 parts by mass (20.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the conductive composite). ..

(実施例6)
アルブチンをサリシンに変更し、その添加量を3.0質量部に変更したほかは、実施例2と同様にしてキャパシタを得た。
(実施例7)
アルブチンをサリシンに変更し、その添加量を5.0質量部に変更したほかは、実施例2と同様にしてキャパシタを得た。
(実施例8)
イミダゾールをトリエチルアミンに変更し、その添加量を0.32質量部に、さらにアルブチンをサリシンに変更し、その添加量を5.0質量部に変更したほかは、実施例2と同様にしてキャパシタを得た。
(Example 6)
A capacitor was obtained in the same manner as in Example 2 except that arbutin was changed to salicin and the addition amount was changed to 3.0 parts by mass.
(Example 7)
A capacitor was obtained in the same manner as in Example 2 except that arbutin was changed to salicin and the addition amount was changed to 5.0 parts by mass.
(Example 8)
A capacitor was prepared in the same manner as in Example 2 except that imidazole was changed to triethylamine, the addition amount was changed to 0.32 parts by mass, the arbutin was changed to salicin, and the addition amount was changed to 5.0 parts by mass. Obtained.

(比較例3)
アルブチンを添加しなかったほかは、実施例2と同様にしてキャパシタを得た。
(比較例4)
アルブチンをグルコースに変更したほかは、実施例2と同様にしてキャパシタを得た。
(Comparative example 3)
A capacitor was obtained in the same manner as in Example 2 except that arbutin was not added.
(Comparative Example 4)
A capacitor was obtained in the same manner as in Example 2 except that arbutin was changed to glucose.

<評価>
[静電容量・等価直列抵抗]
実施例2〜8及び比較例3〜4のキャパシタについて、LCRメータZM2376((株)エヌエフ回路設計ブロック製)を用いて、120Hzでの静電容量(C)、及び100kHzでの等価直列抵抗(ESR)を測定した。その測定結果を表2に示す。
<Evaluation>
[Capacitance/Equivalent series resistance]
For the capacitors of Examples 2 to 8 and Comparative Examples 3 to 4, using an LCR meter ZM2376 (manufactured by NF Circuit Design Block Co., Ltd.), the capacitance (C) at 120 Hz and the equivalent series resistance at 100 kHz ( ESR) was measured. The measurement results are shown in Table 2.

Figure 2020100743
Figure 2020100743

前記式(1)で表される化合物と、イミダゾールまたはトリエチルアミンとを含む固体電解質層を備えた実施例2〜8のキャパシタは、充分な静電容量を有し、等価直列抵抗が大きく低下した。
また、ジエチレングリコールを添加した実施例4のキャパシタは、実施例2のキャパシタに比べて、静電容量が大きく、等価直列抵抗がより一層低下した。
前記式(1)で表される化合物を含有しない固体電解質層を備えた比較例3及び4のキャパシタは、実施例より静電容量が小さく、等価直列抵抗が実施例と比べて大きかった。
The capacitors of Examples 2 to 8 provided with the solid electrolyte layer containing the compound represented by the formula (1) and imidazole or triethylamine had a sufficient capacitance, and the equivalent series resistance was significantly reduced.
In addition, the capacitor of Example 4 to which diethylene glycol was added had a larger electrostatic capacitance than the capacitor of Example 2, and the equivalent series resistance was further reduced.
The capacitors of Comparative Examples 3 and 4 provided with the solid electrolyte layer containing no compound represented by the formula (1) had a smaller capacitance than the Examples and a larger equivalent series resistance than the Examples.

(実施例9)
製造例2で得た1.60質量%のPEDOT−PSS水分散液100質量部に、市販のアルブチン5.0質量部(導電性複合体100質量部に対して312.5質量部)を加え、室温で撹拌した後、高圧分散機を用い、100MPaの圧力で分散処理を施し、導電性高分子分散液を得た。
製造例3で得たキャパシタ用素子を導電性高分子分散液に減圧下で浸漬した後、125℃の熱風乾燥機により30分間乾燥する工程を2回繰り返して、誘電体層表面上に導電性複合体を含む固体電解質層を形成させた。
次いで、アルミニウム製のケースに、固体電解質層を形成させたキャパシタ用素子、電解液を装填し、封口ゴムで封止して、120℃雰囲気下で60Vの電圧を印加してキャパシタを得た。
(Example 9)
To 100 parts by mass of the 1.60% by mass PEDOT-PSS aqueous dispersion obtained in Preparation Example 2, 5.0 parts by mass of commercially available arbutin (312.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the conductive complex) was added. After stirring at room temperature, a dispersion treatment was performed using a high pressure disperser at a pressure of 100 MPa to obtain a conductive polymer dispersion liquid.
The step of immersing the capacitor element obtained in Production Example 3 in a conductive polymer dispersion under reduced pressure and then drying for 30 minutes with a hot air dryer at 125° C. is repeated twice to make the surface of the dielectric layer conductive. A solid electrolyte layer containing the composite was formed.
Next, an aluminum case was charged with a capacitor element having a solid electrolyte layer formed thereon and an electrolytic solution, sealed with a sealing rubber, and a voltage of 60 V was applied under an atmosphere of 120° C. to obtain a capacitor.

(比較例5)
アルブチンを添加しなかったほかは、実施例9と同様にしてキャパシタを得た。
(比較例6)
アルブチンをグルコースに変更したほかは、実施例9と同様にしてキャパシタを得た。
(Comparative example 5)
A capacitor was obtained in the same manner as in Example 9 except that arbutin was not added.
(Comparative example 6)
A capacitor was obtained in the same manner as in Example 9 except that arbutin was changed to glucose.

<評価>
[静電容量・等価直列抵抗]
実施例9及び比較例5、6のキャパシタについて、LCRメータZM2376((株)エヌエフ回路設計ブロック製)を用いて、120Hzでの静電容量(C)、及び100kHzでの等価直列抵抗(ESR)を測定した。その測定結果を表3に示す。
[耐熱性試験]
実施例9及び比較例5、6のキャパシタを135℃の熱風乾燥機中に静置し、500時間経過後に取り出し、室温で30分間冷却した。冷却後のキャパシタについて、LCRメータZM2376((株)エヌエフ回路設計ブロック製)を用いて、120Hzでの静電容量(C)、及び100kHzでの等価直列抵抗(ESR)を測定した。その測定結果を表3に示す。
また、耐熱試験前後の変化量として、△C=C/C、△ESR=ESR/ESRを求めた。△C及び△ESRについても表3に示す。
<Evaluation>
[Capacitance/Equivalent series resistance]
For the capacitors of Example 9 and Comparative Examples 5 and 6, using an LCR meter ZM2376 (manufactured by NF Circuit Design Block Co., Ltd.), a capacitance (C 0 ) at 120 Hz and an equivalent series resistance (ESR) at 100 kHz were used. 0 ) was measured. The measurement results are shown in Table 3.
[Heat resistance test]
The capacitors of Example 9 and Comparative Examples 5 and 6 were allowed to stand in a hot air dryer at 135° C., taken out after 500 hours had elapsed, and cooled at room temperature for 30 minutes. For the capacitor after cooling, the capacitance (C 1 ) at 120 Hz and the equivalent series resistance (ESR 1 ) at 100 kHz were measured using an LCR meter ZM2376 (manufactured by NF Circuit Design Block Co., Ltd.). The measurement results are shown in Table 3.
Further, ΔC=C 1 /C 0 and ΔESR=ESR 1 /ESR 0 were obtained as the change amounts before and after the heat resistance test. Table 3 also shows ΔC and ΔESR.

Figure 2020100743
Figure 2020100743

前記式(1)で表される化合物を含む固体電解質層を備えた実施例9のキャパシタは、充分な静電容量を有し、等価直列抵抗が大きく低下した。また、耐熱性試験後の等価直列抵抗の値も小さかった。実施例9の△ESRの数値は比較例5及び比較例6と比べて大きいが、実施例9のESRは比較例5及び比較例6のESR及びESRよりも充分に小さいので、実施例9のキャパシタの耐熱性は優れている。
前記式(1)で表される化合物を含有しない固体電解質層を備えた比較例5、6のキャパシタは、実施例と同等の静電容量を有するが、等価直列抵抗が実施例と比べて大きかった。また、耐熱性試験後の等価直列抵抗の値も大きかった。
The capacitor of Example 9 including the solid electrolyte layer containing the compound represented by the formula (1) had a sufficient electrostatic capacity, and the equivalent series resistance was significantly reduced. The value of equivalent series resistance after the heat resistance test was also small. The value of ΔESR of Example 9 is larger than that of Comparative Examples 5 and 6, but ESR 1 of Example 9 is sufficiently smaller than ESR 0 and ESR 1 of Comparative Examples 5 and 6, so The heat resistance of the capacitor of Example 9 is excellent.
The capacitors of Comparative Examples 5 and 6 provided with the solid electrolyte layer containing no compound represented by the formula (1) have the same capacitance as that of the example, but the equivalent series resistance is larger than that of the example. It was The value of equivalent series resistance after the heat resistance test was also large.

(実施例10)
製造例2で得た1.60質量%のPEDOT−PSS水分散液100質量部に、イミダゾール0.3質量部(導電性複合体100質量部に対して18.8質量部)、市販のアルブチン5.0質量部(導電性複合体100質量部に対して312.5質量部)を加え、室温で撹拌した後、高圧分散機を用い、100MPaの圧力で分散処理を施し、導電性高分子分散液を得た。
製造例3で得たキャパシタ用素子を導電性高分子分散液に減圧下で浸漬した後、125℃の熱風乾燥機により30分間乾燥する工程を2回繰り返して、誘電体層表面上に導電性複合体を含む固体電解質層を形成させた。
次いで、アルミニウム製のケースに、固体電解質層を形成させたキャパシタ用素子、電解液を装填し、封口ゴムで封止して、120℃雰囲気下で60Vの電圧を印加してキャパシタを得た。
(Example 10)
100 parts by mass of the 1.60% by mass PEDOT-PSS aqueous dispersion obtained in Preparation Example 2, 0.3 parts by mass of imidazole (18.8 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the conductive complex), and commercial arbutin After adding 5.0 parts by mass (312.5 parts by mass to 100 parts by mass of the conductive composite) and stirring at room temperature, a dispersion treatment was performed at a pressure of 100 MPa using a high pressure disperser to obtain a conductive polymer. A dispersion was obtained.
The step of immersing the capacitor element obtained in Production Example 3 in a conductive polymer dispersion under reduced pressure and then drying for 30 minutes with a hot air dryer at 125° C. is repeated twice to make the surface of the dielectric layer conductive. A solid electrolyte layer containing the composite was formed.
Next, an aluminum case was charged with a capacitor element having a solid electrolyte layer formed thereon and an electrolytic solution, sealed with a sealing rubber, and a voltage of 60 V was applied under an atmosphere of 120° C. to obtain a capacitor.

(実施例11)
イミダゾールの添加量を0.4質量部(導電性複合体100質量部に対して25.0質量部)に変更したほかは、実施例10と同様にしてキャパシタを得た。
(実施例12)
さらにジエチレングリコール8.0質量部を加えたほかは、実施例10と同様にしてキャパシタを得た。
(実施例13)
イミダゾールをトリエチルアミンに変更し、その添加量を0.32質量部(導電性複合体100質量部に対して20.0質量部)に変更したほかは、実施例10と同様にしてキャパシタを得た。
(Example 11)
A capacitor was obtained in the same manner as in Example 10 except that the addition amount of imidazole was changed to 0.4 part by mass (25.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the conductive composite).
(Example 12)
Further, a capacitor was obtained in the same manner as in Example 10 except that 8.0 parts by mass of diethylene glycol was added.
(Example 13)
A capacitor was obtained in the same manner as in Example 10 except that imidazole was changed to triethylamine and the addition amount was changed to 0.32 parts by mass (20.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the conductive composite). ..

(実施例14)
アルブチンをサリシンに変更し、その添加量を3.0質量部に変更したほかは、実施例10と同様にしてキャパシタを得た。
(実施例15)
アルブチンをサリシンに変更し、その添加量を5.0質量部に変更したほかは、実施例10と同様にしてキャパシタを得た。
(実施例16)
イミダゾールをトリエチルアミンに変更し、その添加量を0.32質量部に、さらにアルブチンをサリシンに変更し、その添加量を5.0質量部に変更したほかは、実施例10と同様にしてキャパシタを得た。
(Example 14)
A capacitor was obtained in the same manner as in Example 10 except that arbutin was changed to salicin and the addition amount was changed to 3.0 parts by mass.
(Example 15)
A capacitor was obtained in the same manner as in Example 10 except that arbutin was changed to salicin and the addition amount was changed to 5.0 parts by mass.
(Example 16)
A capacitor was prepared in the same manner as in Example 10 except that imidazole was changed to triethylamine, the addition amount was changed to 0.32 parts by mass, the arbutin was changed to salicin, and the addition amount was changed to 5.0 parts by mass. Obtained.

(比較例7)
アルブチンを添加しなかったほかは、実施例10と同様にしてキャパシタを得た。
(比較例8)
アルブチンをグルコースに変更したほかは、実施例10と同様にしてキャパシタを得た。
(Comparative Example 7)
A capacitor was obtained in the same manner as in Example 10 except that arbutin was not added.
(Comparative Example 8)
A capacitor was obtained in the same manner as in Example 10 except that arbutin was changed to glucose.

<評価>
[静電容量・等価直列抵抗]
実施例10〜16及び比較例7、8のキャパシタについて、LCRメータZM2376((株)エヌエフ回路設計ブロック製)を用いて、120Hzでの静電容量(C)、及び100kHzでの等価直列抵抗(ESR)を測定した。その測定結果を表4に示す。
[耐熱性試験]
実施例10〜16及び比較例7、8のキャパシタを135℃の熱風乾燥機中に静置し、500時間経過後に取り出し、室温で30分間冷却した。冷却後のキャパシタについて、LCRメータZM2376((株)エヌエフ回路設計ブロック製)を用いて、120Hzでの静電容量(C)、及び100kHzでの等価直列抵抗(ESR)を測定した。その測定結果を表4に示す。
また、耐熱試験前後の変化量として、△C=C/C、△ESR=ESR/ESRを求めた。△C及び△ESRについても表4に示す。
<Evaluation>
[Capacitance/Equivalent series resistance]
Regarding the capacitors of Examples 10 to 16 and Comparative Examples 7 and 8, using an LCR meter ZM2376 (manufactured by NF Circuit Design Block Co., Ltd.), a capacitance (C 0 ) at 120 Hz and an equivalent series resistance at 100 kHz were used. (ESR 0 ) was measured. The measurement results are shown in Table 4.
[Heat resistance test]
The capacitors of Examples 10 to 16 and Comparative Examples 7 and 8 were allowed to stand in a hot air dryer at 135° C., taken out after 500 hours had elapsed, and cooled at room temperature for 30 minutes. For the capacitor after cooling, the capacitance (C 1 ) at 120 Hz and the equivalent series resistance (ESR 1 ) at 100 kHz were measured using an LCR meter ZM2376 (manufactured by NF Circuit Design Block Co., Ltd.). The measurement results are shown in Table 4.
Further, ΔC=C 1 /C 0 and ΔESR=ESR 1 /ESR 0 were obtained as the change amounts before and after the heat resistance test. Table 4 also shows ΔC and ΔESR.

Figure 2020100743
Figure 2020100743

前記式(1)で表される化合物と、イミダゾールまたはトリエチルアミンとを含む固体電解質層を備えた実施例10〜16のキャパシタは、充分な静電容量を有し、等価直列抵抗が大きく低下した。また、耐熱性試験後の等価直列抵抗の値も小さかった。実施例11の△ESRの数値は比較例7及び比較例8と比べて大きいが、実施例11のESRは比較例7及び比較例8のESRよりも充分に小さいので、実施例11のキャパシタの耐熱性は優れている。実施例15の△ESRの数値は比較例7と比べて大きいが、実施例15のESRは比較例7のESRよりも充分に小さいので、実施例15のキャパシタの耐熱性は優れている。
前記式(1)で表される化合物を含有しない固体電解質層を備えた比較例7、8のキャパシタは、実施例と同等の静電容量を有するが、等価直列抵抗が実施例と比べて大きかった。また、耐熱性試験後の等価直列抵抗の値も大きかった。
The capacitors of Examples 10 to 16 provided with the solid electrolyte layer containing the compound represented by the formula (1) and imidazole or triethylamine had a sufficient capacitance, and the equivalent series resistance was significantly reduced. The value of equivalent series resistance after the heat resistance test was also small. Although the value of ΔESR of Example 11 is larger than that of Comparative Examples 7 and 8, ESR 1 of Example 11 is sufficiently smaller than ESR 1 of Comparative Examples 7 and 8, so that The heat resistance of the capacitor is excellent. Although the value of ΔESR of Example 15 is larger than that of Comparative Example 7, ESR 1 of Example 15 is sufficiently smaller than ESR 1 of Comparative Example 7, so that the heat resistance of the capacitor of Example 15 is excellent. ..
The capacitors of Comparative Examples 7 and 8 provided with the solid electrolyte layer not containing the compound represented by the formula (1) have the same capacitance as that of the example, but the equivalent series resistance is larger than that of the example. It was The value of equivalent series resistance after the heat resistance test was also large.

10 キャパシタ
11 陽極
12 誘電体層
13 陰極
14 固体電解質層
10 Capacitor 11 Anode 12 Dielectric Layer 13 Cathode 14 Solid Electrolyte Layer

Claims (19)

π共役系導電性高分子及びポリアニオンを含む導電性複合体と、下記式(1)で表される化合物の少なくとも1種類と、分散媒とを含有する、導電性高分子分散液。
Figure 2020100743
[式(1)中、R〜Rはそれぞれ独立に、水素原子または任意の置換基を表し、mは1〜5の整数を表す。]
A conductive polymer dispersion liquid containing a conductive complex containing a π-conjugated conductive polymer and a polyanion, at least one compound represented by the following formula (1), and a dispersion medium.
Figure 2020100743
[In the formula (1), R 1 to R 5 each independently represent a hydrogen atom or any substituent, and m represents an integer of 1 to 5. ]
前記式(1)で表される化合物は、前記R〜Rが水素原子であり、前記Rのうち少なくとも1つが、ヒドロキシ基又は下記の式(2A)、式(2B)若しくは式(2C)で表される置換基である化合物を含有する、請求項1に記載の導電性高分子分散液。
−(CHn1−OH ・・・(2A)
−(CHn2−H ・・・(2B)
−O−(CHn3−H ・・・(2C)
[式(2A)、式(2B)及び式(2C)中、n1、n2及びn3はそれぞれ独立に1〜3の整数を表す。]
In the compound represented by the formula (1), each of R 1 to R 4 is a hydrogen atom, and at least one of R 5 is a hydroxy group or the following formula (2A), formula (2B) or formula (2B). The electroconductive polymer dispersion liquid according to claim 1, which contains a compound which is a substituent represented by 2C).
- (CH 2) n1 -OH ··· (2A)
- (CH 2) n2 -H ··· (2B)
-O- (CH 2) n3 -H ··· (2C)
[In Formula (2A), Formula (2B), and Formula (2C), n1, n2, and n3 represent the integer of 1-3 each independently. ]
前記式(1)で表される化合物は、アルブチン及びサリシンのうち少なくとも一方を含有する、請求項1に記載の導電性高分子分散液。 The conductive polymer dispersion liquid according to claim 1, wherein the compound represented by the formula (1) contains at least one of arbutin and salicin. 窒素含有芳香族性環式化合物及び第3級アミンのうち少なくとも一方をさらに含有する、請求項1〜3の何れか一項に記載の導電性高分子分散液。 The conductive polymer dispersion liquid according to claim 1, further containing at least one of a nitrogen-containing aromatic cyclic compound and a tertiary amine. 前記窒素含有芳香族性環式化合物を含有し、前記窒素含有芳香族性環式化合物はイミダゾールを含有する、請求項4に記載の導電性高分子分散液。 The conductive polymer dispersion liquid according to claim 4, which contains the nitrogen-containing aromatic cyclic compound, and the nitrogen-containing aromatic cyclic compound contains imidazole. 前記第3級アミンを含有し、前記3級アミンはトリエチルアミンを含有する、請求項4に記載の導電性高分子分散液。 The conductive polymer dispersion liquid according to claim 4, which contains the tertiary amine, and the tertiary amine contains triethylamine. 前記式(1)で表される化合物とは異なる、ヒドロキシ基を2つ以上有する化合物を少なくとも1種類さらに含有する、請求項1から6のいずれか一項に記載の導電性高分子分散液。 The electroconductive polymer dispersion liquid according to claim 1, further comprising at least one kind of compound having two or more hydroxy groups different from the compound represented by the formula (1). 前記π共役系導電性高分子がポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)である、請求項1から7のいずれか一項に記載の導電性高分子分散液。 The conductive polymer dispersion liquid according to claim 1, wherein the π-conjugated conductive polymer is poly(3,4-ethylenedioxythiophene). 前記ポリアニオンがポリスチレンスルホン酸である、請求項1から8のいずれか一項に記載の導電性高分子分散液。 The electroconductive polymer dispersion liquid according to claim 1, wherein the polyanion is polystyrene sulfonic acid. 弁金属の多孔質体からなる陽極と、前記弁金属の酸化物からなる誘電体層と、前記誘電体層の、前記陽極と反対側に設けられた導電物質製の陰極と、前記誘電体層及び前記陰極の間に形成された固体電解質層とを具備し、前記固体電解質層が、π共役系導電性高分子及びポリアニオンを含む導電性複合体と、下記式(1)で表される化合物の少なくとも1種類とを有する、キャパシタ。
Figure 2020100743
[式(1)中、R〜Rはそれぞれ独立に、水素原子または任意の置換基を表し、mは1〜5の整数を表す。]
An anode made of a porous body of a valve metal, a dielectric layer made of an oxide of the valve metal, a cathode made of a conductive material provided on the side of the dielectric layer opposite to the anode, and the dielectric layer. And a solid electrolyte layer formed between the cathode, wherein the solid electrolyte layer is a conductive complex containing a π-conjugated conductive polymer and a polyanion, and a compound represented by the following formula (1): A capacitor having at least one of
Figure 2020100743
[In the formula (1), R 1 to R 5 each independently represent a hydrogen atom or any substituent, and m represents an integer of 1 to 5. ]
前記式(1)で表される化合物は、前記R〜Rが水素原子であり、前記Rのうち少なくとも1つが、ヒドロキシ基又は下記の式(2A)、式(2B)若しくは式(2C)で表される置換基である化合物を含有する、請求項10に記載のキャパシタ。
−(CHn1−OH ・・・(2A)
−(CHn2−H ・・・(2B)
−O−(CHn3−H ・・・(2C)
[式(2A)、式(2B)及び式(2C)中、n1、n2及びn3はそれぞれ独立に1〜3の整数を表す。]
In the compound represented by the formula (1), each of R 1 to R 4 is a hydrogen atom, and at least one of R 5 is a hydroxy group or the following formula (2A), formula (2B) or formula (2B). The capacitor according to claim 10, which contains a compound which is a substituent represented by 2C).
- (CH 2) n1 -OH ··· (2A)
- (CH 2) n2 -H ··· (2B)
-O- (CH 2) n3 -H ··· (2C)
[In Formula (2A), Formula (2B), and Formula (2C), n1, n2, and n3 represent the integer of 1-3 each independently. ]
前記式(1)で表される化合物は、アルブチン及びサリシンの少なくとも一方を含有する、請求項10に記載のキャパシタ。 The capacitor according to claim 10, wherein the compound represented by the formula (1) contains at least one of arbutin and salicin. 前記固体電解質層が、窒素含有芳香族性環式化合物及び第3級アミンのうち少なくとも一方をさらに含有する、請求項10又は11に記載のキャパシタ。 The capacitor according to claim 10 or 11, wherein the solid electrolyte layer further contains at least one of a nitrogen-containing aromatic cyclic compound and a tertiary amine. 前記窒素含有芳香族性環式化合物を含有し、前記窒素含有芳香族性環式化合物はイミダゾールを含有する、請求項13に記載のキャパシタ。 14. The capacitor according to claim 13, which contains the nitrogen-containing aromatic cyclic compound, and the nitrogen-containing aromatic cyclic compound contains imidazole. 前記第3級アミンを含有し、前記3級アミンはトリエチルアミンを含有する、請求項13に記載のキャパシタ。 14. The capacitor according to claim 13, wherein the capacitor contains the tertiary amine, and the tertiary amine contains triethylamine. 前記固体電解質層が、前記式(1)で表される化合物とは異なる、ヒドロキシ基を2つ以上有する化合物を少なくとも1種類さらに含有する、請求項10から15のいずれか一項に記載のキャパシタ。 The capacitor according to any one of claims 10 to 15, wherein the solid electrolyte layer further contains at least one kind of compound having two or more hydroxy groups, which is different from the compound represented by the formula (1). .. 前記π共役系導電性高分子がポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)である、請求項10から16のいずれか一項に記載のキャパシタ。 The capacitor according to claim 10, wherein the π-conjugated conductive polymer is poly(3,4-ethylenedioxythiophene). 前記ポリアニオンがポリスチレンスルホン酸である、請求項10から17のいずれか一項に記載のキャパシタ。 18. The capacitor according to claim 10, wherein the polyanion is polystyrene sulfonic acid. 弁金属の多孔質体からなる陽極の表面を酸化して誘電体層を形成する工程と、
前記誘電体層に対向する位置に陰極を配置する工程と、前記誘電体層の表面に請求項1から9のいずれか一項に記載の導電性高分子分散液を塗布し、乾燥させて固体電解質層を形成する工程とを有する、キャパシタの製造方法。
A step of oxidizing the surface of the anode made of a porous body of valve metal to form a dielectric layer;
A step of disposing a cathode at a position facing the dielectric layer, and applying the conductive polymer dispersion liquid according to any one of claims 1 to 9 to the surface of the dielectric layer, followed by drying to obtain a solid. And a step of forming an electrolyte layer.
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