JP2023071860A - 官能化ポリチオフェンを生成するプロセス - Google Patents

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Abstract

【課題】官能化π共役ポリチオフェンを含む液体組成物を生成するプロセス、および該液体組成物を提供する。【解決手段】i)a)一般式(I)のチオフェンモノマー(式中、X、Yは、同一であるか、または異なり、O、S、もしくはNR1であり、R1は、水素または1~18個の炭素原子を有する脂肪族もしくは芳香族残基であり、Aは、アニオン性官能基を保持している有機残基である)、b)酸化剤、およびc)溶媒を含む液相を準備するステップと、ii)一般式(I)のチオフェンモノマーを酸化重合するステップとを含み、ここで、i)における液相のpHは20℃で7.0未満の値に調整され、i)における液相の塩化物含有量は、液相の全重量に基づいて、10000ppm未満である、プロセスとする。TIFF2023071860000029.tif39170【選択図】図1

Description

本発明は、官能化π共役ポリチオフェンを含む液体組成物を生成するプロセス、このプロセスによって得られる液体組成物、組成物が官能化π共役ポリチオフェンの特定の比の質量平均分子量Mとモル平均分子量Mによって特徴付けられる、官能化π共役ポリチオフェンを含む液体組成物、官能化π共役ポリチオフェンが規定の量で異なる繰り返し単位を含む官能化π共役ポリチオフェンを含む液体組成物、このような液体組成物を調製するプロセス、これらの液体組成物が固体電解質の形成のために使用されるコンデンサを作製するプロセス、このプロセスによって得られるコンデンサ、および導電層を作製するための液体組成物の使用に関する。
概して、市販の電解コンデンサは、多孔質金属電極、金属表面上の誘電体として機能する酸化層、誘電性材料、通常、多孔質構造内に導入される固体、外側電極(接触)、例えば銀層など、ならびにさらに電気接点および封入材から作製される。頻繁に使用される電解コンデンサはタンタル電解コンデンサであり、その陽極電極はバルブ金属タンタルから作製され、その上に五酸化タンタルの均質な誘電体層が陽極酸化によって生成されている(「形成」とも呼ばれる)。液体または固体電解質はコンデンサの陰極を形成する。アルミニウムコンデンサは、陽極電極がバルブ金属アルミニウムから作製され、その上に陽極酸化によって誘電体として生成される均質な電気絶縁酸化アルミニウム層がさらに頻繁に利用される。ここでまた、液体電解質または固体電解質はコンデンサの陰極を形成する。アルミニウムコンデンサは、通常、巻回型または積層型コンデンサとして構成される。
π共役ポリマーが特に、それらの高い導電率のために上記のコンデンサにおける固体電解質として適している。π共役ポリマーはまた、導電性ポリマーまたは合成金属とも呼ばれる。それらは経済的重要性がますます増加している。なぜなら、ポリマーは、加工性、重量および化学修飾による特性の目標とする調整に関して金属より利点があるからである。公知のπ共役ポリマーの例は、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリアセチレン、ポリフェニレンおよびポリ(p-フェニレン-ビニレン)であり、特に工業的に使用される重要なポリチオフェンはポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)(PEDOT)である。なぜなら、それはその酸化型において非常に高い導電率を有するからである。
導電性ポリマーに基づいた固体電解質は様々な手段で酸化層に適用され得る。特許文献1は、例えば、3,4-エチレンジオキシチオフェンからの固体電解質の生成、および電解コンデンサにおけるその使用を記載している。特許文献1の教示によれば、3,4-エチレンジオキシチオフェンはインサイチュで酸化層上で重合される。インサイチュ重合に加えて、既に重合されたチオフェンおよびポリアニオンを対イオンとして含む分散物、例えば従来技術から知られているPEDOT/PSS-分散物(PEDOT=ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン);PSS=ポリスチレンスルホン酸)が酸化層に塗布され、次いで分散剤が蒸発によって除去されるコンデンサにおける固体電解質を生成するプロセスも従来技術から知られている。このような固体電解コンデンサを生成するプロセスは、例えば、特許文献2に開示されている。
しかしながら、PEDOT/PSS-分散物は、それらが、非導電性不活性材料として顕著な量のPSSを含むという不都合な点によって特徴付けられる。さらに、PSSの存在に起因して、分散物におけるPEDOT/PSS-粒子のサイズは、時々、粒子がまた、多孔質金属電極のより小さな孔の中に入り込むことを確実にするには大き過ぎる。最後に、PEDOT/PSS-分散物の最大固体含有量は、多くの場合、約3wt%の値に制限される。これらの不都合な点を克服するために、公知のPEDOT/PSS-分散物の不都合な点によって特徴付けられていないPEDOTの誘導体を含む液体組成物が調製されている。スルホン酸基で官能化されたポリチオフェンが最初に開発された。スルホン酸基に起因して、これらのポリチオフェンは自己ドープし、PSSなどの対イオンを必要としない。特許文献3は、例えば、対応するモノマー4-(2,3-ジヒドロチエノ[3,4-b][1,4]ジオキシン-2-イルメトキシ)-1-ブタンスルホン酸(EDOT-S)の酸化重合によるポリ(4-(2,3-ジヒドロチエノ[3,4-b][1,4]ジオキシン-2-イルメトキシ)-1-ブタンスルホン酸)(PEDOT-S)などの官能化π共役ポリマーの調製を開示している。しかしながら、特許文献3において得られるポリマー溶液によって調製される導電層の導電率は、通常、例えば、固体電解コンデンサにおける固体電解質層を調製するためにこれらのポリマー溶液を使用するには低すぎる。
欧州特許第0340512号 独国特許出願第10 2005 043 828号 欧州特許第1122274A1号
したがって、本発明の目的は、水溶性π共役ポリマーの分野における従来技術の不都合な点を克服することであった。
特に、本発明の目的は、従来技術から公知の対応する組成物と比較して、本発明の組成物から調製される導電層の導電率が増加することを特徴とする、水溶性または水分散性π共役ポリマーを含む組成物を提供することであった。
本発明の目的はまた、コンデンサにおける固体電解質層の形成のために使用される場合、従来技術から公知の対応する組成物を使用して調製された固体電解質層のコンデンサと比較して、コンデンサの有益な特性、特に有益な静電容量および/または有益なESR(等価直列抵抗)をもたらす、水溶性または水分散性π共役ポリマーを含む組成物を提供することであった。
さらに、本発明の目的はまた、コンデンサにおける固体電解質層を形成するために使用される場合、高温および高い相対湿度で保存されたときのコンデンサの安定性の改良に役立つ水溶性または水分散性π共役ポリマーを含む組成物を提供することであった。このような保存条件下でのコンデンサの安定性は、コンデンサの電気特性、特に静電容量およびESRが保存の間に劣化する程度の観点で規定される。
上記の目的の少なくとも1つの解決に対する寄与は、カテゴリーを形成する独立請求項の主題、同様に主題が少なくとも1つの目的を解決するのに寄与する本発明の好ましい実施形態を表す従属請求項によって提供される。
実施形態
I.
官能化π共役ポリチオフェンを含む液体組成物を生成するプロセスであって、
i)
a)一般式(I)のチオフェンモノマー
Figure 2023071860000002
(式中、
X、Yは、同一であるか、または異なり、O、S、もしくはNRであり、ここでRは、水素または1~18個の炭素原子を有する脂肪族もしくは芳香族残基であり、
Aは、アニオン性官能基を保持している有機残基である)、
b)酸化剤、および
c)溶媒
を含む液相を準備するステップと、
ii)前記一般式(I)のチオフェンモノマーを酸化重合して、官能化π共役ポリチオフェンを含む液体組成物を得るステップと
を含み、ここで、
(α1)プロセスステップi)において準備された前記液相のpHは7.0未満の値に調整され、前記pHは20℃の温度で決定され、
(α2)プロセスステップi)において準備された前記液相の塩化物含有量は、前記液相の全重量に基づいて、10000ppm未満である、
プロセス。
II.
(α3)プロセスステップi)において準備された前記液相の酸素含有量は、前記液相の全重量に基づいて、1000ppm未満である、実施形態Iに記載のプロセス。
III.
X、Yは、Oであり、
Aは、-(CH-CR-(CH-であり、ここで、
は、水素または-(CH-Z-(CH-SO であり、
は、-(CH-Z-(CH-SO であり、
Zは、O、Sまたは-CH-であり、
は、カチオンであり、
mおよびnは、同一であるか、または異なり、0~3の整数であり、
sは、0~10の整数であり、
pは、1~18の整数である、
実施形態IまたはIIに記載のプロセス。
IV.
前記一般式(I)において、
X、Yは、Oであり、
Aは、-(CH)-CR-(CH-であり、ここで、
は、水素であり、
は、-(CH-O-(CH-SO であり、
は、NaまたはKであり、
nは、0または1であり、
sは、0または1であり、
pは、4または5である、
実施形態I~IIIのいずれか一つに記載のプロセス。
V.
X、Yは、Oであり、
Aは、-(CH-CHR)-であり、ここで、
Rは、-(CH-O-Ar-[(W)-SO であり、ここで、
Arは、任意に置換されているC-C20アリーレン基を表し、
Wは、任意に置換されているC-Cアルキレン基を表し、
は、H、Li、Na、およびKからなる群から選択されるアルカリカチオン、NH(RまたはHNCを表し、ここで各R基は独立して水素原子または任意に置換されているC-Cアルキル基を表し、
tは、0~6の整数を表し、
uは、0または1の整数を表し、
vは、1~4の整数を表す、
実施形態IVに記載のプロセス。
VI.
前記酸化剤b)は、重金属の塩、ペルオキソ二硫酸の塩またはそれらの混合物である、実施形態I~Vのいずれか一つに記載のプロセス。
VII.
前記チオフェンモノマーは電気化学重合によって重合され、前記酸化剤b)は電極である、実施形態I~Vのいずれか一つに記載のプロセス。
VIII.
前記溶媒c)は水である、実施形態I~VIIのいずれか一つに記載のプロセス。
IX.
プロセスステップi)において準備された前記液相のpHは、有機酸または無機酸を使用して7.0未満の値に調整される、実施形態I~VIIIのいずれか一つに記載のプロセス。
X.
プロセスステップii)における前記酸化重合は、窒素、アルゴン、二酸化炭素またはそれらの混合物の不活性ガス雰囲気下で実施される、実施形態I~IXのいずれか一つに記載のプロセス。
XI.
プロセスステップii)における前記酸化重合は、プロセスステップii)における重合反応の間、前記液相の蒸気圧以上である圧力下で実施される、実施形態Xに記載のプロセス。
XII.
プロセスステップii)における前記酸化重合は、0.8bar以下の減圧下で実施される、実施形態I~XIのいずれか一つに記載のプロセス。
XIII.
さらなるプロセスステップiii)において、プロセスステップii)において得られた液体組成物が精製される、実施形態I~XIIのいずれか一つに記載のプロセス。
XIV.
精製が、濾過によっておよび/またはイオン交換体での処理によってなされる、実施形態XIIIに記載のプロセス。
XV.
プロセスステップii)またはプロセスステップiii)において得られた液体組成物中の官能化π共役ポリチオフェンの粒径分布が、超音波での液体組成物の処理によって、高圧ホモジナイゼーションでの液体組成物の処理によって、または熱での液体組成物の処理によって調整される、実施形態I~XIVのいずれか一つに記載のプロセス。
XVI.
実施形態I~XVのいずれか一つに記載のプロセスによって得られる液体組成物。
XVII.
官能化π共役ポリチオフェンを含む液体組成物であって、前記ポリチオフェンは、一般式(I)の繰り返し単位
Figure 2023071860000003
(式中、X、YおよびAは、実施形態I、III、IVおよびVに定義される通りである)
を含み、前記官能化π共役ポリチオフェンの質量平均分子量M対モル平均分子量Mの比(M/M)は、少なくとも6、好ましくは少なくとも8、より好ましくは少なくとも10、より好ましくは少なくとも12、より好ましくは少なくとも14、より好ましくは少なくとも16、より好ましくは少なくとも18、より好ましくは少なくとも20である、液体組成物。
XVIII.
/Mは、多くとも100、好ましくは多くとも75、より好ましくは多くとも50である、実施形態XVIIに記載の液体組成物。
XIX.
前記官能化π共役ポリチオフェンの質量平均分子量Mは、少なくとも50000g/mol、好ましくは少なくとも75000g/mol、より好ましくは少なくとも100000g/mol、最も好ましくは少なくとも125000g/molである、実施形態XVIIまたはXVIIIに記載の液体組成物。
XX.
前記官能化π共役ポリチオフェンの質量平均分子量Mは、125000g/mol~240000g/molの範囲、好ましくは125000g/mol~210000g/molの範囲である、実施形態XVII~XIXのいずれか一つに記載の液体組成物。
XXI.
前記官能化π共役ポリチオフェンのモル平均分子量Mは、25000g/mol未満、好ましくは20000g/mol未満、より好ましくは15000g/mol未満である、実施形態XVII~XXのいずれか一つに記載の液体組成物。
XXII.
前記液体組成物中に、前記官能化π共役ポリチオフェンが粒子の形態で存在し、粒径分布が、
i)1~100nmの範囲、好ましくは1~80nmの範囲、より好ましくは1~60nmの範囲、最も好ましくは5~40nmの範囲のd50値(重量平均粒径)、および
ii)3.5×d50未満、好ましくは3×d50未満、より好ましくは2×d50未満のd90
によって特徴付けられる、実施形態XVII~XXIのいずれか一つに記載の液体組成物。
XXIII.
前記官能化π共役ポリチオフェンが、一般式(Ia)の繰り返し単位および一般式(Ib)の繰り返し単位を含み、
Figure 2023071860000004
各場合、前記官能化π共役ポリチオフェンの全重量に基づいて、前記一般式(Ib)の繰り返し単位の含有量は、20wt%未満、好ましくは18wt%未満、より好ましくは16wt%未満、より好ましくは14wt%未満、より好ましくは12wt%未満、最も好ましくは10wt%未満であり、前記一般式(Ia)の繰り返し単位の含有量は、80wt%超、より好ましくは82wt%超、より好ましくは84wt%超、より好ましくは86wt%超、より好ましくは88wt%超、最も好ましくは少なくとも90wt%であり、前記一般式(Ia)の繰り返し単位の含有量および前記一般式(Ib)の繰り返し単位の含有量は好ましくは合計で100wt%になる、実施形態XVII~XXIIのいずれか一つに記載の液体組成物。
XXIV.
各場合、前記官能化π共役ポリチオフェンの全重量に基づいて、前記一般式(Ib)の繰り返し単位の含有量は、少なくとも0.2wt%、好ましくは少なくとも1wt%、より好ましくは少なくとも2wt%である、実施形態XXIIIに記載の液体組成物。
XXV.
官能化π共役ポリチオフェンを含む液体組成物を生成するプロセスであって、前記プロセスは、
i)
a)一般式(I)のチオフェンモノマーであって、
Figure 2023071860000005
式中、X、YおよびAは、実施形態I、III、IVおよびVに定義される通りであり、液相は、一般式(Ia)のチオフェンモノマーおよび一般式(Ib)のチオフェンモノマーの混合物を含み、
Figure 2023071860000006
各場合、前記液相中のチオフェンモノマーの全重量に基づいて、前記一般式(Ib)のチオフェンモノマーの含有量は、20wt%未満、好ましくは18wt%未満、より好ましくは16wt%未満、より好ましくは14wt%未満、より好ましくは12wt%未満、最も好ましくは10wt%未満であり、前記一般式(Ia)のチオフェンモノマーの含有量は、80wt%超、より好ましくは82wt%超、より好ましくは84wt%超、より好ましくは86wt%超、より好ましくは88wt%超、最も好ましくは90wt%超であり、前記一般式(Ia)のチオフェンモノマーの含有量および前記一般式(Ib)のチオフェンモノマーの含有量は好ましくは合計で100wt%になる、一般式(I)のチオフェンモノマー、
b)酸化剤、および
c)溶媒
を含む液相を準備するステップと、
ii)前記一般式(Ia)および(Ib)のチオフェンモノマーを酸化重合して、官能化π共役ポリチオフェンを含む液体組成物を得るステップと
を含む、プロセス。
XXVI.
各場合、前記液相中のチオフェンモノマーの全重量に基づいて、前記一般式(Ib)のチオフェンモノマーの含有量は、少なくとも0.2wt%、好ましくは少なくとも1wt%、より好ましくは少なくとも2wt%である、実施形態XXVに記載のプロセス。
XXVII.
実施形態XXVまたはXXVIに記載のプロセスによって得られる液体組成物。
XXVIII.
官能化π共役ポリチオフェンを含む液体組成物であって、前記ポリチオフェンは、一般式(I)の繰り返し単位を含み、
Figure 2023071860000007
式中、X、YおよびAは、実施形態I、III、IVおよびVに定義される通りであり、前記官能化π共役ポリチオフェンは、一般式(Ia)の繰り返し単位および一般式(Ib)の繰り返し単位を含み、
Figure 2023071860000008
各場合、前記官能化π共役ポリチオフェンの全重量に基づいて、前記一般式(Ib)の繰り返し単位の含有量は、20wt%未満、好ましくは18wt%未満、より好ましくは16wt%未満、より好ましくは14wt%未満、より好ましくは12wt%未満、最も好ましくは10wt%未満であり、前記一般式(Ia)の繰り返し単位の含有量は、80wt%超、より好ましくは82wt%超、より好ましくは84wt%超、より好ましくは86wt%超、より好ましくは88wt%超、最も好ましくは90wt%超であり、前記一般式(Ia)の繰り返し単位の含有量および前記一般式(Ib)の繰り返し単位の含有量は好ましくは合計で100wt%になる、液体組成物。
XXIX.
各場合、前記官能化π共役ポリチオフェンの全重量に基づいて、前記一般式(Ib)の繰り返し単位の含有量は、少なくとも0.2wt%、好ましくは少なくとも1wt%、より好ましくは少なくとも2wt%である、実施形態XXVIIIに記載の液体組成物。
XXX.
前記液体組成物によって作製される導電層が12S/cm超の導電率を有する、実施形態XVI~XXIVおよびXXVII~XXIXのいずれか一つに記載の液体組成物。
XXXI.
コンデンサを製造するプロセスであって、前記プロセスは、
I)電極材料の電極本体を準備するステップであって、誘電体が、陽極本体の形成下で少なくとも部分的に前記電極材料の1つの表面を覆う、ステップと、
II)実施形態XVI~XXIVおよびXXVII~XXXのいずれか一つに記載の液体組成物を、前記電極本体の少なくとも一部に導入するステップと
を含む、プロセス。
XXXII.
実施形態XXXIに記載のプロセスによって得られるコンデンサ。
XXXIII.
電子デバイスにおける導電層を作製するための実施形態XVI~XXIVおよびXXVII~XXXのいずれか一つに記載の液体組成物の使用。
XXXIV.
前記デバイスは、光伝導セル、フォトレジスタ、光スイッチ、フォトトランジスタ、光電管、IR検出器、光起電デバイス、太陽電池、記憶保持デバイス用のコーティング材、電界効果抵抗デバイス、帯電防止フィルム、バイオセンサ、エレクトロクロミック素子、固体電解コンデンサ、エネルギー貯蔵デバイス、タッチパネルおよび電磁波シールドから選択される、実施形態XXXIIIに記載の使用。
XXXV.
前記導電層は、固体電解コンデンサにおける固体電解質層である、実施形態XXXIIIに記載の使用。
これらの目的を解決することへの寄与は、官能化π共役ポリチオフェンを含む液体組成物を調製する第1のプロセスであって、前記プロセスは、
i)
a)一般式(I)のチオフェンモノマー
Figure 2023071860000009
(式中、
X、Yは、同一であるか、または異なり、O、S、もしくはNRであり、ここでRは、水素または1~18個の炭素原子を有する脂肪族もしくは芳香族残基であり、
Aは、アニオン性官能基、好ましくは、-CO 、-SO および-OSO からなる群から選択されるアニオン性官能基を保持している有機残基であり、-SO が特に好ましい)
b)酸化剤、および
c)溶媒
を含む液相を準備するステップと、
ii)前記一般式(I)のチオフェンモノマーを酸化重合して、官能化π共役ポリチオフェンを含む液体組成物を得るステップと
を含み、ここで、
(α1)プロセスステップi)において準備された前記液相のpHは7.0未満、好ましくは6.0未満、より好ましくは5.0未満、より好ましくは4.0未満、より好ましくは3.0未満、より好ましくは2.0未満、最も好ましくは1.0未満の値に調整され、前記pHは20℃の温度で決定され、
(α2)プロセスステップi)において準備された前記液相の塩化物含有量は、各場合、前記液相の全重量に基づいて、10000ppm未満、より好ましくは5000ppm未満、より好ましくは1000ppm未満、より好ましくは500ppm未満、最も好ましくは100ppm未満である、
プロセスによってなされる。
驚くべきことに、増加した導電率で導電層の形成を可能にする(PEDOT-Sのような)官能化π共役ポリチオフェンを含む液体組成物が、重合反応前のモノマー溶液のpHが7.0未満の値に調整され、このモノマー溶液中の塩素含有量が10000ppm未満に維持されるという条件で、欧州特許第1122274 A1号に開示されたプロセスに従って対応するモノマーの酸化重合によって調製できることが発見された。
本発明による第1のプロセスのプロセスステップi)において、チオフェンモノマーa)、酸化剤b)および溶媒c)を含む液相が提供される。
本発明による第1のプロセスの第1の実施形態によれば、チオフェンモノマーa)は欧州特許第1122274 A1号に開示されているものである。これらのチオフェンモノマーa)の好ましい実施形態によれば、一般式(I)におけるXおよびYは両方酸素(O)であり、特に以下であることが好ましい:
Aは、-(CH-CR-(CH-であり、ここで、
は、水素または-(CH-O-(CH-SO であり、
は、-(CH-O-(CH-SO であり、
は、カチオン、好ましくは、H、Li、Na、K、Rb、CsまたはNH4、特に好ましくはNaまたはKであり、
mおよびnは、同一であっても、異なってもよく、0~3の整数、好ましくは0または1であり、
sは、0~10の整数、好ましくは0または1であり、
pは、1~18の整数、好ましくは4または5である。
この文脈において、以下であることがさらにより好ましい:
Aは、-(CH)-CR-(CH-であり、ここで、
は、水素であり、
は、-(CH-O-(CH-SO であり、
は、NaまたはKであり、
nは、0または1であり、
sは、0または1であり、
pは、4または5である。
本発明によるプロセスの第1の実施形態に関連する最も好ましい官能化π共役ポリチオフェンは、ポリ(4-(2,3-ジヒドロチエノ[3,4-b][1,4]ジオキシン-2-イルメトキシ)-1-ブタンスルホン酸)(PEDOT-S)であり、したがって最も好ましいチオフェンモノマーa)は、4-(2,3-ジヒドロチエノ[3,4-b][1,4]ジオキシン-2-イルメトキシ)-1-ブタンスルホン酸(EDOT-S)である。しかしながら、PEDOT-Sの調製のために使用されるEDOT-Sモノマーは、欧州特許第1564250 A1号に開示されているような特定の量のPRODOT-S(4-(3,4-ジヒドロ-2H-チエノ[3,4-b][1,4]ジオキセピン-3-イル)-1-ブタンスルホン酸)を含み得る。本発明による第1のプロセスの第2の実施形態によれば、チオフェンモノマーa)は、特開2014-028760 A号に開示されているものである。したがって、これに関して一般式(I)において、
X、YはOであり、
Aは、-(CH-CHR)-であり、ここで、
Rは、-(CH-O-Ar-[(W)-SO であり、ここで、
Arは、任意に置換されているC-C20アリーレン基を表し、
Wは、任意に置換されているC-Cアルキレン基を表し、
は、H、Li、Na、およびKからなる群から選択されるアルカリカチオン、NH(RまたはHNCを表し、ここで各R基は独立して水素原子または任意に置換されているC-Cアルキル基を表し、
tは、0~6の整数を表し、
uは、0または1の整数を表し、
vは、1~4の整数を表す
ことが好ましい。
これに関して、特に好ましいチオフェンモノマーは、特開2014-028760 A号の段落[0049]において明示的に述べられているものである。
プロセスステップii)において実施される酸化反応は、化学的酸化剤によって、電気化学的酸化によって、または両方の方法の組み合わせの酸化によって触媒され得る。電気化学的酸化の場合、電極機能は酸化剤b)である。
化学的酸化剤として使用される適切な酸化剤b)は、重金属の塩、好ましくは鉄塩、より好ましくはFeClならびに芳香族および脂肪族スルホン酸の鉄(III)塩、H、KCr、ペルオキソ二硫酸の塩、例えば、K、Na、KMnO、アルカリ金属過ホウ酸塩、ならびにアルカル金属もしくはペルオキソ二硫酸アンモニウム、またはそれらの酸化剤の混合物である。重金属の塩、ペルオキソ二硫酸の塩またはそれらの混合物が特に好ましい。さらなる適切な酸化剤は、例えば、Handbook of Conducting Polymers(Ed.Skotheim,T.A.),Marcel Dekker:New York、1986、Vol.1、46-57ページに記載されている。特に好ましい酸化剤b)は、ペルオキソ二硫酸の塩、特にK、Na、鉄塩、特に塩化鉄(III)、またはペルオキソ二硫酸の塩と鉄塩との混合物のような、ペルオキソ二硫酸の塩とペルオキソ二硫酸の開裂を触媒する少なくとも1つのさらなる化合物との混合物である。しかしながら、要件(α2)を考慮して、プロセスステップi)において提供される液相の塩化物含有量は10000ppm未満であり、これらの酸化剤b)は塩素を全く含まないか、または要件(α2)がそれでも満たされるような低い含有量で塩素を含むことが好ましい。本発明によるプロセスの特に好ましい実施形態によれば、酸化剤はFe(SOとNaとの混合物である。
本発明による第1のプロセスにおいて使用され得る適切な溶媒c)は、水、水混和性溶媒、特に、メタノール、エタノール、イソプロパノールおよびブタノールなどの脂肪族アルコール、ジアセトンアルコール、エチレングリコールおよびグリセロール、アセトンおよびメチルエチルケトンなどの脂肪族ケトン、アセトニトリルなどの脂肪族ニトリル、またはこれらの溶媒の少なくとも2つの混合物からなる群から選択されるもの、特に水と水混和性溶媒との混合物である。しかしながら、最も好ましい溶媒は水である。したがって、チオフェンモノマーa)として4-(2,3-ジヒドロチエノ[3,4-b][1,4]ジオキシン-2-イルメトキシ)-1-ブタンスルホン酸(EDOT-S)の場合、本発明による第1のプロセスは、PEDOT-S水溶液の生成を可能にする。
プロセスステップi)において提供される水相中のチオフェンモノマーa)の濃度は、好ましくは0.1~25wt%の範囲、好ましくは0.5~10wt%の範囲である。
プロセスステップi)において提供される液相を調製する様々な手段が存在する。チオフェンモノマーa)は溶媒c)中に溶解もしくは分散され得、続いて酸化剤b)(これもまた、別々に溶媒中に溶解もしくは分散され得る)が添加されるか、または酸化剤b)が最初に溶媒c)中に溶解もしくは分散され得、続いてチオフェンモノマーa)(これもまた、別々に溶媒中に溶解もしくは分散され得る)が添加される。Fe(SOとNaとの混合物のように、1つより多い酸化剤が使用される場合、さらに最初にそれらの成分の1つと、チオフェンモノマーa)および溶媒c)とを混合し、最後に第2の酸化剤を加えることができる。
液相がプロセスステップi)において調製される手段に関係なく、液相を調製するために使用される成分中の酸素含有量を、液相中の酸素含有量が、各場合、液相の全重量に基づいて、1000ppm未満、より好ましくは500ppm未満、より好ましくは100ppm未満、より好ましくは10ppm未満、より好ましくは1ppm未満、より好ましくは0.5ppm未満、最も好ましくは0.25ppm未満であるような程度に減少させることが特に好ましい。本発明のプロセスによる特に好ましい実施形態によれば、液相を調製するために使用される成分は完全に酸素を含まない(すなわち、酸素含有量は0ppmである)。
酸素含有量の減少は、例えば、減圧下で液相を調製するために使用される成分を撹拌することによって、超音波を使用することによって、またはN、アルゴン、COもしくはそれらの混合物などの不活性ガスを使用してこれらの成分を脱気することによって、または上述の手法の組み合わせによって達成され得る。
プロセスステップii)における重合反応は、好ましくは-20℃~200℃、好ましくは0℃~100℃の範囲の温度で、好ましくは1~48時間、より好ましくは5~20時間、実施される。
重合反応が完了した後、官能化π共役ポリマー、好ましくはPEDOT-Sの水溶液を含む液体組成物は、例えば、さらなる精製の目的のために、濾過によって、特に限外濾過によって、および/またはさらなるプロセスステップiii)におけるイオン交換体での処理によって、特にアニオン交換体およびカチオン交換体による処理によってさらに精製され得る。コンデンサの製造のためのプロセスに関連して下記のようにさらなる添加物を加えることも可能である。
さらに、プロセスステップii)における重合後に得られる官能化π共役ポリチオフェンは、通常、粒子の形態で存在するので、プロセスステップii)において得られる液体組成物中の官能化π共役ポリチオフェンの粒径分布またはプロセスステップiii)において得られる、さらなる精製後の粒径分布は、超音波による液体組成物の処理によって調整され得、ここでエネルギー入力は、好ましくは10~1000ワット/リットル(W/l)、より好ましくは20~500W/lであり、超音波振動数は、高圧ホモジナイゼーションでの液体組成物の処理によって好ましくは20~200kHzであり、100bar超、好ましくは500bar超、より好ましくは1500bar超、より好ましくは2500bar超、より好ましくは3500bar超、最も好ましくは4500bar超の圧力が、好ましくは複数回印加されるか、または熱での液体組成物の処理によって調整され得、ここで熱処理は、好ましくは40~100℃の範囲、好ましくは50~95℃の範囲の温度で、5分~100時間、好ましくは1~10時間、より好ましくは2~8時間の液体組成物の処理を含む。
本発明による第1のプロセスは、ここで、
(α1)プロセスステップi)において提供される液相のpHは、7.0未満、好ましくは6.0未満、より好ましくは5.0未満、より好ましくは4.0未満、より好ましくは3.0未満、より好ましくは2.0未満、最も好ましくは1.0未満の値に調整され、pHは20℃の温度で決定され、
(α2)プロセスステップi)において提供される液相の塩化物含有量は、各場合、水相の全重量に基づいて、10000ppm未満、好ましくは5000ppm未満、より好ましくは1000ppm未満、より好ましくは500ppm未満、最も好ましくは100ppm未満である、ことを特徴とする。
(α2)に定義される要件を考慮して、要件(α1)に定義される7.0未満の値にpH値を調整することは、好ましくは、無機酸または有機酸、好ましくは塩化物を実質的に含まない有機酸または無機酸を使用して達成される。適切な有機酸としては、ギ酸、酢酸、乳酸、プロピオン酸、クエン酸、リンゴ酸、フマル酸またはそれらの混合物などのカルボン酸が挙げられる。適切な無機酸は、特に、硫酸、スルホン酸、硝酸、ホスホン酸、リン酸またはそれらの混合物である。要件(α2)がそれでも満たされるような低い量で塩酸などの塩化物含有共酸(co-acid)が使用される限り、上記の有機または無機塩化物不含酸の1つと組み合わせて、これらの共酸(co-acid)を使用することも可能である。本発明によるプロセスの特に好ましい実施形態によれば、硫酸がpHを調整するために使用される。
要件(α2)において定義されるように10000ppm未満であるようにプロセスステップi)において準備された液相の塩化物含有量を調整することは、好ましくは、成分a)、b)およびc)を選択することによって、特に塩化物を実質的に含まない酸化剤b)を選択することによって達成される。必要な場合、液相を調製するために使用される成分の塩化物含有量は、アニオン交換体でのこれらの成分の処理によってさらに減少され得る。
本発明による第1のプロセスの特に好ましい実施形態によれば、
(α3)プロセスステップi)において準備された液相の酸素含有量は、各場合、液相の全重量に基づいて、1000ppm未満、好ましくは500ppm未満、より好ましくは100ppm未満、より好ましくは10ppm未満、より好ましくは1ppm未満、より好ましくは0.5ppm未満、最も好ましくは0.25ppm未満であることもまた、有益である。本発明によるプロセスの特に好ましい実施形態によれば、プロセスステップi)において準備された液相の酸素含有量は完全に酸素を含まない(すなわち、酸素含有量は0ppmである)。
プロセスステップi)において準備された液相中の酸素含有量を調整し、また、プロセスステップii)における重合反応の間、この低い酸素含有量を維持するための様々な手法が存在する。
一つの手法によれば、プロセスステップi)において準備された液相(または液相を調製するために使用される液体組成物)は、例えば、N、アルゴン、COまたはそれらの混合物などの不活性ガスを、プロセスステップi)において準備された液相内に導入することによって脱気されて、液相中の初期酸素含有量を減少させ得る。あるいは、プロセスステップi)において準備された液相(または液相を調製するために使用される液体組成物)は、例えば、真空にしている間に液相を撹拌することによって、初期酸素含有量を減少させるために減圧による処理に供され得るか、または超音波での処理に供され得るか、または減圧での処理と超音波での処理の組み合わせに供され得る。
プロセスステップii)における重合反応の間に低酸素含有量を維持することを確実にするために、不活性ガス雰囲気下、好ましくはN雰囲気下、CO雰囲気下、アルゴン雰囲気下またはこれらの不活性ガスの少なくとも2つの混合物の雰囲気下で重合反応を実施することが有益であり得、また、プロセスステップii)における酸化重合は、プロセスステップii)における重合反応の間、液相の蒸気圧以上の圧力下で実施されることが有益であり得る。好ましくは、プロセスステップii)における酸化重合は、プロセスステップii)における重合反応の間、液相の蒸気圧より少なくとも0.1mbar、より好ましくは少なくとも0.5mbar、最も好ましくは少なくとも1mbar高い圧力下で実施される。プロセスステップii)における重合反応の間、低酸素含有量を維持することを確実にするために、減圧下、好ましくは0.8bar以下の圧力下、最も好ましくは0.5bar以下の圧力下でプロセスステップii)における酸化重合を実施することもできる。
上述の目的を達成することに対する寄与はまた、官能化π共役ポリチオフェンを含む液体組成物によって、好ましくは本発明による最初のプロセスによって得られるPEDOT-S水溶液によって、好ましくは官能化π共役ポリチオフェンを含む液体組成物、特に本発明による最初のプロセスによって得られるPEDOT-S水溶液によってなされる。
上述の目的を達成することに対する寄与はまた、官能化π共役ポリチオフェンを含む第1の液体組成物によってなされ、ここで、ポリチオフェンは一般式(I)の繰り返し単位を含み、
Figure 2023071860000010
(式中、X、YおよびAは、本発明による第1のプロセスに関連して定義される通りである)
ここで、官能化π共役ポリチオフェンの質量平均分子量M対モル平均分子量Mの比(M/M)は、少なくとも6、特に少なくとも8、より好ましくは少なくとも10、より好ましくは少なくとも12、より好ましくは少なくとも14、より好ましくは少なくとも16、より好ましくは少なくとも18、より好ましくは少なくとも20である。
本発明による第1の液体組成物中に含まれる官能化π共役ポリチオフェンにおいて(しかしまた、以下に記載される本発明による第2の液体組成物に含まれる官能化π共役ポリチオフェンにおいても)、一般式(I)の繰り返し単位は、以下の式(I’)に示されるように互いに結合される:
Figure 2023071860000011
(式中、アスタリスク()は隣接する繰り返し単位への結合を示す)。好ましくは、官能化π共役ポリチオフェンは、ポリマー鎖(一般式(I’)に示さず)に沿って正電荷を有し、これらの正電荷は、有機残基Aにおけるアニオン官能基によって少なくとも部分的に平衡化される。
驚くべきことに、少なくとも6のM/M値は、特に官能化π共役ポリチオフェンが固体電解コンデンサにおける固体電解質を形成するために使用される場合、官能化π共役ポリチオフェンの特性を改良するのに顕著に役立つことが発見された。少なくとも6のM/M値を有するPEDOT-Sなどの官能化π共役ポリチオフェンが使用される場合、固体電解質層が、約4.4のM/M値を有するPEDOT-S(M=123000g/molおよびM=28000g/molを有するPEDOT-Sなどは、例えば、「PEDOT Principles an Applications of an Intrinsically Conductive Polymer」、Elschnerら(2011)、CRCの12.4章に開示されている)を使用して調製される、固体電解質層コンデンサと比較して改良されたコンデンサおよび改良されたESRを有する固体電解質が得られ得る。本発明による液体組成物の好ましい実施形態によれば、M/Mの値は、多くとも100、好ましくは多くとも75、より好ましくは多くとも50である。
官能化π共役ポリチオフェンの質量平均分子量Mは、少なくとも50000g/mol、好ましくは少なくとも75000g/mol、より好ましくは少なくとも100000g/mol、最も好ましくは少なくとも125000g/molであることがさらに好ましい。さらに、官能化π共役ポリチオフェンの質量平均分子量Mは、125000g/mol~240000g/molの範囲、好ましくは125000g/mol~210000g/molの範囲であることが有益であることが示されている。
さらにまた、官能化π共役ポリチオフェンのモル平均分子量Mは、25000g/mol未満、好ましくは20000g/mol未満、より好ましくは15000g/mol未満であることが好ましい。
上記のように、特に本発明による第1のプロセスによって調製される場合、官能化π共役ポリチオフェンは、通常、粒子の形態で存在する。これに関して、これらの粒子の粒径分布は、
i)1~100nmの範囲、好ましくは1~80nmの範囲、より好ましくは1~60nmの範囲、最も好ましくは5~40nmの範囲のd50値(重量平均粒径)、および
ii)3.5×d50未満、好ましくは3×d50未満、より好ましくは2×d50未満のd90
によって特徴付けられることが特に好ましい。
、MおよびM/Mについて上記に定義された値を有する官能化π共役ポリチオフェンを含む本発明による第1の液体組成物に関して、さらに、一般式(Ia)の繰り返し単位および一般式(Ib)の繰り返し単位を含む官能化π共役ポリチオフェンが好ましく、
Figure 2023071860000012
ここで、一般式(Ib)の繰り返し単位の含有量は、20wt%未満、好ましくは18wt%未満、より好ましくは16wt%未満、より好ましくは14wt%未満、より好ましくは12wt%未満、最も好ましくは10wt%未満であり、一般式(Ia)の繰り返し単位の含有量は、各場合、官能化π共役ポリチオフェンの全重量に基づいて、80wt%超、より好ましくは82wt%超、より好ましくは84wt%超、より好ましくは86wt%超、より好ましくは88wt%超、最も好ましくは90wt%超であり、一般式(Ib)の繰り返し単位の含有量および一般式(Ia)の繰り返し単位の含有量は、合計で100wt%になる(すなわち、官能化π共役ポリチオフェンはこれら2つの繰り返し単位のみからなる)ことが好ましい。これに関して、さらに、一般式(Ib)の繰り返し単位の含有量は、各場合、官能化π共役ポリチオフェンの全重量に基づいて、少なくとも0.2wt%、好ましくは少なくとも1wt%、より好ましくは少なくとも2wt%であることが好ましい。官能化π共役ポリチオフェンにおける一般式(Ia)および(Ib)の繰り返し単位の相対含有量は、適切な相対量で対応するモノマーを含む液相を使用して、および本発明によるプロセスに従ってこれらのモノマーを酸化重合することによって調整され得る。
上述の目的を達成することに対する寄与はまた、官能化π共役ポリチオフェンを含む液体組成物を生成する第2のプロセスであって、該プロセスは、
i)
a)一般式(I)のチオフェンモノマーであって、
Figure 2023071860000013
(式中、X、YおよびAは、上記に定義される通りである)
液相は、一般式(Ia)のチオフェンモノマーと一般式(Ib)のチオフェンモノマーとの混合物を含み、
Figure 2023071860000014
各場合、液相中のチオフェンモノマーの全重量に基づいて、一般式(Ib)のチオフェンモノマー含有量は、20wt%未満、好ましくは18wt%未満、より好ましくは16wt%未満、より好ましくは14wt%未満、より好ましくは12wt%未満、最も好ましくは10wt%未満であり、一般式(Ia)のチオフェンモノマーの含有量は、80wt%超、より好ましくは82wt%超、より好ましくは84wt%超、より好ましくは86wt%超、より好ましくは88wt%超、最も好ましくは90wt%超であり、一般式(Ia)のチオフェンモノマーの含有量および一般式(Ib)のチオフェンモノマーの含有量は好ましくは合計で100wt%になる、一般式(I)のチオフェンモノマーと、
b)酸化剤と、
c)溶媒と
を含む液相を準備するステップと、
ii)一般式(Ia)および(Ib)のチオフェンモノマーを酸化重合して、官能化π共役ポリチオフェンを含む液体組成物を得るステップと、
を含む、プロセスによってなされる。
驚くべきことに、官能化π共役ポリチオフェンが、20wt%未満の一般式(Ib)のチオフェンモノマーおよび80wt%超の一般式(Ia)のチオフェンモノマーを含むチオフェンモノマーによって調製される固体電解コンデンサにおける固体電解質層を形成するために使用される場合、静電容量およびESRに関してコンデンサの特性は顕著に改良され得ることもまた、発見されている。上記のように、PEDOT-Sを調製するために使用されるEDOT-Sモノマー(一般式(Ia)の繰り返し単位)は、欧州特許第1564250A1号に開示されているように特定の量のPRODOT-S(一般式(Ib)の繰り返し単位)を含み得る。PRODOT-Sの含有量を、20wt%未満の値、好ましくは0.1~14wt%以下の範囲内の値、より好ましくは1~12wt%以下、さらにより好ましくは2~10wt%以下の値に調整することは、このような官能化π共役ポリチオフェンが、固体電解コンデンサにおける固体電解質層を形成するために使用される場合、特に有益であることが示されている。これに関して、一般式(Ib)のチオフェンモノマーの含有量は、各場合、液相中のチオフェンモノマーの全重量に基づいて、少なくとも0.2wt%、好ましくは少なくとも1wt%、より好ましくは少なくとも2wt%であることもまた、好ましい。
好ましい溶媒および酸化剤は、本発明による第1のプロセスに関連して述べられているものである。
上述の目的を達成することに対する寄与はまた、官能化π共役ポリチオフェンを含む液体組成物によって、好ましくは、本発明による第2のプロセスによって得られるPEDOT-S水溶液によって、好ましくは、官能化π共役ポリチオフェンを含む液体組成物、特に本発明による第2のプロセスによって得られたPEDOT-S水溶液によって達成される。
上述の目的を達成することに対する寄与はまた、官能化π共役ポリチオフェンを含む第2の液体組成物であって、ポリチオフェンは、一般式(I)の繰り返し単位を含み、
Figure 2023071860000015
(式中、X、YおよびAは、本発明による第1のプロセスに関して定義される)
ここで、官能化π共役ポリチオフェンは一般式(Ia)の繰り返し単位および一般式(Ib)の繰り返し単位を含み、
Figure 2023071860000016
一般式(Ib)の繰り返し単位の含有量は、20wt%未満、好ましくは18wt%未満、より好ましくは16wt%未満、より好ましくは14wt%未満、より好ましくは12wt%未満、最も好ましくは10wt%未満であり、一般式(Ia)の繰り返し単位の含有量は、各場合、官能化π共役ポリチオフェンの全重量に基づいて、80wt%超、より好ましくは82wt%超、より好ましくは84wt%超、より好ましくは86wt%超、より好ましくは88wt%超、最も好ましくは90wt%超であり、一般式(Ib)の繰り返し単位の含有量および一般式(Ia)の繰り返し単位の含有量は、合計で100%になる(すなわち、官能化π共役ポリチオフェンはこれらの2つのみの繰り返し単位からなる)ことが好ましい、液体組成物によってなされる。この文脈において、一般式(Ib)の繰り返し単位の含有量は、各場合、官能化π共役ポリチオフェンの全重量に基づいて、少なくとも0.2wt%、好ましくは少なくとも1wt%、より好ましくは少なくとも2wt%であることもまた、好ましい。
この文脈において、本発明による第1または第2のプロセスによって得られる液体組成物、十分に定義されたM/M値を有する官能化π共役ポリチオフェンを含む本発明による第1の液体組成物、ならびに一般式(Ia)および(Ib)の繰り返し単位の十分に定義された相対量を含む官能化π共役ポリチオフェンを含む本発明による第2の液体組成物によって作製される導電層は、12S/cm超、好ましくは14S/cm超、より好ましくは16S/cm超、好ましくは18S/cm超、より好ましくは20S/cm超、より好ましくは25S/cm超、より好ましくは40S/cm超、より好ましくは60S/cm超、最も好ましくは80S/cm超の導電率を有することが特に好ましい。
上述の目的を達成することに対する寄与はまた、コンデンサを製造するプロセスであって、そのプロセスは、
I)電極材料の電極本体を準備するステップであって、誘電体は陽極本体の形成下で少なくとも部分的にこの電極材料の1つの表面を覆う、ステップと、
II)本発明による第1または第2のプロセスによって得られる液体組成物、十分に定義されたM/M値を有する官能化π共役ポリチオフェンを含む本発明による第1の液体組成物、または一般式(Ia)および(Ib)の繰り返し単位の十分に定義された相対量を含む官能化π共役ポリチオフェンを含む本発明による第2の液体組成物を、電極本体の少なくとも一部に導入するステップと
を含む、プロセスによってなされる。
プロセスステップI)において、陽極本体を形成するために誘電体が電極材料の1つの表面を少なくとも部分的に覆う、この電極材料の電極本体が最初に準備される。
原則として、電極本体は、高表面積のバルブ金属粉末を押圧し、それを焼結することによって製造されて、通常、多孔質電極本体を得ることができる。例えば、タンタルなどの好ましくはバルブ金属の電気接続ワイヤもまた、慣例的に、ここで電極本体に押圧される。次いで、電極本体は、例えば、誘電体、すなわち酸化層で電気化学的酸化によって被覆される。あるいは、金属箔もまた、多孔質領域を有する陽極箔を得るためにエッチングされ、電気化学的酸化によって誘電体で被覆されてもよい。巻回型コンデンサにおいて、電極本体を形成する多孔質領域を有する陽極箔および陰極箔はセパレータによって分離され、巻かれる。
本発明の文脈において、バルブ金属は、酸化層が両方の方向において等しく可能な電流を流さないそれらの金属を意味すると理解される。陽極に印加された電圧の場合、バルブ金属の酸化層は電流を遮断し、一方、陰極に印加された電圧の場合、酸化層を破壊し得る大きな電流を生じる。バルブ金属としては、Be、Mg、Al、Ge、Si、Sn、Sb、Bi、Ti、Zr、Hf、V、Nb、TaおよびW、ならびにこれらの金属の少なくとも1つと他の元素との合金または化合物が挙げられる。バルブ金属の最適な公知の代表例は、Al、TaおよびNbである。バルブ金属に相当する電気特性を有する化合物は、酸化され得る金属伝導性を有するものであり、その酸化層は上記の特性を有する。例えば、NbOは金属伝導性を有するが、一般にバルブ金属とみなされない。しかしながら、酸化NbOの層はバルブ金属酸化層の典型的な特性を有するので、NbOまたはNbOと他の元素との合金もしくは化合物が、バルブ金属に相当する電気的特性を有するこのような化合物の典型的な例である。タンタル、アルミニウムの電極材料およびニオブまたは酸化ニオブに基づいたこれらの電極材料が好ましい。タンタルおよびアルミニウムが、電極材料として非常に特に好ましい。
多くの場合、多孔質領域を有する電極本体の製造に関して、バルブ金属は、例えば粉末形態で焼結されて、通常、多孔質電極本体を得ることができるか、または多孔質構造が金属本体にスタンプされる。後者は、例えば、箔をエッチングすることによって実施され得る。
簡潔さのために、多孔質領域を有する本体もまた、以下において多孔質と呼ばれる。したがって、例えば、多孔質領域を有する電極本体もまた、多孔質電極本体と呼ばれる。一方で、多孔質本体は、複数のチャネルが通り、したがってスポンジ状であってもよい。このことは、多くの場合、タンタルがコンデンサの構築のために使用される場合である。さらに、表面のみが孔を有し、表面の孔の下に続く領域が構造において中実であってもよい。このような状況は、多くの場合、アルミニウムがコンデンサの構築のために使用される場合に観察される。好ましくは、電極本体は多孔質である。
多くの場合、このように製造された多孔質電極本体は次いで、誘電体を形成するために、例えば、電圧の印加によって、例えばリン酸またはアジピン酸アンモニウム水溶液などの適切な電解質中で酸化される。この化成電圧のレベルは、達成されるべき酸化層の厚さまたはコンデンサの後の使用電圧に依存する。好ましい化成電圧は、1~1000Vの範囲、特に好ましくは2~500Vの範囲、非常に特に好ましくは1~300Vの範囲である。コンデンサを製造するプロセスの第1の特定の実施形態によれば、化成電圧は1~20Vの範囲であるが、コンデンサを製造するプロセスの第2の特定の実施形態によれば、化成電圧は30~100Vの範囲である。
概して、利用される多孔質電極本体は、10~90%、好ましくは30~80%、特に好ましくは50~80%の多孔率、および10~10000nm、好ましくは20~5000nm、特に好ましくは50~3000nmの平均孔径を好ましくは有する。
本発明によるプロセスの特定の実施形態によれば、製造される電解コンデンサはアルミニウム巻回型コンデンサである。この場合、プロセスステップa)において、多孔質アルミニウム箔は電極材料として陽極に形成され、アルミニウム酸化物被覆は誘電体として形成される。次いでこのように得られたアルミニウム箔(陽極箔)に接触ワイヤが提供され、同様に接触ワイヤが提供されたさらなる任意の多孔質アルミニウム箔(陰極箔)で巻かれ、これらの2つの箔は、例えばセルロースまたは好ましくは合成紙に基づく、1つ以上のセパレータによって互いに分離される。巻かれた後、このように得られた陽極本体は、例えば接着テープによって固定される。1つまたは複数のセパレータはオーブンで加熱することによって炭化され得る。この方法およびアルミニウム巻回型コンデンサのための陽極本体を製造する手段は、従来技術から十分に知られており、例えば、米国特許第7,497,879 B2号に記載されている。
本発明によるプロセスのさらに特定の実施形態によれば、製造される電解コンデンサは、アルミニウム積層コンデンサまたはタンタル電解コンデンサ(「タンタルエルコ(tantalum elco)」)、特に、独特許出願公開第10 2009 007 594号に記載されているようなポリマー外層を有するタンタル電解コンデンサである。
本発明によるプロセスのプロセスステップII)において、本発明による第1または第2のプロセスによって得られる液体組成物、十分に定義されたM/M値を有する官能化π共役ポリチオフェンを含む本発明による第1の液体組成物、または十分に定義された相対量の一般式(Ia)および(Ib)の繰り返し単位を含む官能化π共役ポリチオフェンを含む本発明による第2の液体組成物、好ましくはPEDOT-Sの水溶液は陽極本体の少なくとも一部に導入される。この文脈において、本発明による第1もしくは第2のプロセスによって得られる液体組成物、または本発明による第1もしくは第2の液体組成物を陽極本体の少なくとも一部に導入する前に、他の組成物が、PEDOT/PSS分散物などの導電層を形成するために陽極本体に導入されてもよいことは留意すべきである。したがって、本発明による第1もしくは第2のプロセスによって得られる液体組成物または本発明による第1もしくは第2の液体組成物を陽極本体の誘電体層の少なくとも一部の上に直接適用することは必ずしも必要ではない。
液体組成物は、公知のプロセス、例えば、含浸、浸漬、注入、滴下、噴霧、霧吹き、ナイフ塗布、ブラッシングまたは印刷、例えばインクジェット、スクリーンまたはタンポン印刷によって多孔質領域に導入される。好ましくは、導入は、プロセスステップa)において準備される陽極本体を液体組成物に浸漬し、それによってそれをこの液体組成物で含浸することによって実施される。液体組成物への浸漬またはそれでの含浸は、好ましくは、1秒~120分の範囲、特に好ましくは5秒~60分の範囲、最も好ましくは10秒~15分の範囲の時間で実施される。液体組成物の陽極本体への導入は、例えば、圧力の上昇または低下、振動、超音波または加熱によって促進され得る。
プロセスステップII)において利用される液体組成物は、官能化π共役ポリマーa)、溶媒c)および任意にその還元型での酸化剤b)の残り以外に、界面活性物質などのさらなる添加剤、例えばアルキルベンゼンスルホン酸および塩などの例えば陰イオン界面活性剤、パラフィンスルホン酸塩、アルコールスルホン酸塩、エーテルスルホン酸塩、スルホコハク酸塩、リン酸エステル、アルキルエーテルカルボン酸またはカルボン酸塩、陽イオン界面活性剤、例えば四級アルキルアンモニウム塩、非イオン界面活性剤など、例えば直鎖アルコールエトキシレート、オキソアルコールエトキシレート、アルキルフェノールエトキシレートまたはアルキルポリグルコシド、特に商標名Dynol(登録商標)およびZonyl(登録商標)として市販されている界面活性剤、または接着促進剤、例えば有機官能シランまたはその加水分解物、例えば3-グリシドキシプロピルトリアルコキシシラン、3-アミノ-プロピル-トリエトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシランまたはオクチルトリエトキシシラン、架橋剤、例えばメラミン化合物、マスクド・イソシアネート、例えば、テトラエトキシシラン、エポキシシランに基づいた機能性シラン、例えばテトラエトキシシラン、アルコキシシラン加水分解物、例えば3-グリシドキシプロピルトリアルコキシシラン-ポリウレタン、ポリアクリレートまたはポリオレフィン分散物をさらに含んでもよい。
好ましくは、プロセスステップII)において利用される液体組成物は、任意に導電率を増加させるさらなる添加剤、例えばテトラヒドロフランなどのエーテル基を含有する化合物、γ-ブチロラクトン、γ-バレロラクトンなどのラクトン基を含有する化合物、カプロラクタム、N-メチルカプロラクタム、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチルアセトアミド、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)、N-メチルホルムアミド、N-メチルホルムアニリド、N-メチルピロリドン(NMP)、N-オクチルピロリドン、ピロリドンなどのアミドまたはラクタム基を含有する化合物、例えばスルホラン(テトラメチレンスルホン)、ジメチルスルホキシド(DMSO)などのスルホンおよびスルホキシド、例えばスクロース、グルコース、フルクトース、ラクトースなどの糖または糖誘導体、例えばソルビトール、マンニトールなどの糖アルコール、例えば2-フランカルボン酸、3-フランカルボン酸などのフラン誘導体、グリセロール、ジグリセロール、トリグリセロールまたはテトラグリセロールなどを含む。
プロセスステップII)において利用される液体組成物は、添加剤として、国際公開第2009/141209A1号、12ページ、16~34行に記載されているように有機溶媒に溶解する1つ以上の有機結合剤をさらに含んでもよい。固体電解質層を製造するために使用される液体組成物は1~14のpHを有してもよく、1~8のpHが好ましい。例えば、酸化アルミニウムまたは酸化ニオブなどの腐食感受性誘電体に関して、誘電体に損傷を与えないように2.5~8のpHを有する液体組成物が好ましい。
pHを調整するために、例えば、国際公開第2010/003874 A2号、4ページ、13~32行に記載されているように塩基または酸が、添加剤として、プロセスステップII)において利用される液体組成物に加えられてもよい。液体組成物のフィルム形成に影響を与えず、高温、例えばはんだ付け温度で揮発しないが、これらの条件下で固体電解質中に存在したままであるこれらの添加剤、例えば、塩基性2-ジメチルアミノエタノール、2,2’-イミノジエタノールまたは2,2’,2’’-ニトリロトリエタノールおよび酸性ポリスチレンスルホン酸などが好ましい。
プロセスステップII)において利用される液体組成物の粘度は、適用方法に応じて、0.01から1000mPa・s(20℃および100s-1の剪断率にてレオメータで測定した)であってもよい。好ましくは、粘度は、1~500mPa・s、特に好ましくは1~250mPa・sである。アルミニウム巻回型コンデンサの製造の場合、粘度は、非常に特に好ましくは、1~200mPa・sの範囲であり、一方、タンタル電解コンデンサまたはアルミニウム積層コンデンサの製造において、1~50mPa・Sの範囲であることが非常に特に好ましい。粘度の調整は、例えば、さらなる添加剤として適切なレオロジー調整剤を加えることによって達成され得る。
プロセスステップII)において利用される液体組成物の固体含有量は、各場合、液体組成物の全重量に基づいて、好ましくは0.01~20wt%の範囲、特に好ましくは0.1~15wt%の範囲、最も好ましくは0.25~10wt%の範囲である。液体組成物の固体含有量は、溶媒c)を除去するのに十分に高い温度での液体組成物の乾燥によって決定される。
本発明によるコンデンサを製造するプロセスの特に好ましい実施形態によれば、コンデンサ本体内に導入される液体組成物は、官能化π共役ポリマーだけでなく、この自己ドープ導電性ポリマーに加えて、外来ドープ導電性ポリマー、好ましくは、国際公開第2014/048562 A2号に開示されているPEDOT/PSSも含む。固体電解質の形成のためにPEDOT-Sのような自己ドープポリマーとPEDOT/PSSのような外来ドープポリマーとを組み合わせた使用に関する国際公開第2014/048562 A2号の開示は、本明細書に参照として組み込まれ、本出願の開示の一部を形成する。
陽極本体を、本発明による第1もしくは第2のプロセスによって得られる液体組成物または上記の本発明による第1もしくは第2の液体組成物で含浸させた後、後のプロセスステップIII)において液体組成物中に含まれる溶媒c)を少なくとも部分的に除去し、その結果、固体電解質が誘電体を完全または部分的に覆い、それによってコンデンサ本体が形成されることが有益である。この文脈において、固体電解質による誘電体の被覆は、好ましくは少なくとも10%、特に好ましくは少なくとも25%、最も好ましくは少なくとも50%であることが好ましく、被覆は、独国特許出願公開第10 2005 043 828号に記載されているように120Hzにて乾燥および湿った状態におけるコンデンサの静電容量の測定によって決定することができる。
除去または硬化は、好ましくは、液体組成物から電極本体を除去し、それを乾燥させることによって実施され、乾燥は、好ましくは20℃~260℃の範囲、特に好ましくは50℃~220℃の範囲、最も好ましくは80℃~200℃の範囲の温度で実施される。もちろん、凍結乾燥することによって溶媒c)を少なくとも部分的に除去することも可能である。プロセスステップII)およびIII)はまた、特定の要件に対する誘電体上に堆積される固体電解質の層の厚さまたは電極本体における電解質の充填の程度をこのように適合させるために1回または数回、反復されてもよい。
コンデンサ本体がこのように製造された後、それらは当業者に公知の方法および手段によってさらに修飾されてもよい。タンタル電解コンデンサの場合、コンデンサ本体は、例えば、独国特許出願公開第10 2004 022674号もしくは独国特許出願公開第10 2009 007 594号に記載されているようにポリマー外層、ならびに/または独国特許出願公開第10 2005 043 828号から公知のようにグラファイト層および銀層で被覆されてもよく、一方、アルミニウム巻回型コンデンサの場合、米国特許第7,497,879 B2号の教示に従って、コンデンサ本体は、封着ガラスを備え、圧着によって機械的に固く閉じられたアルミニウムビーカー内に組み込まれる。次いでコンデンサは、劣化による公知の方法における誘電体の欠陥から解放され得る。
上述の目的を達成することに対する寄与はまた、上記のプロセスによって得られる、好ましくは得られたコンデンサによってなされる。好ましくは、このコンデンサは、タンタル電解コンデンサまたはアルミニウムコンデンサ、例えば、アルミニウム積層コンデンサまたはアルミニウム巻回型コンデンサである。
上述の目的を達成することに対する寄与はまた、電子デバイスにおける導電層を製造するための、本発明による第1もしくは第2のプロセスによって得られる液体組成物、好ましくは本発明による第1もしくは第2のプロセスによって得られた液体組成物の使用、または十分に定義されたM/M値を有する官能化π共役ポリチオフェンを含む本発明による第1の液体組成物の使用、十分に定義された相対量の一般式(Ia)および(Ib)の繰り返し単位を含む官能化π共役ポリチオフェンを含む本発明による第2の液体組成物の使用であり、電子デバイスは、好ましくは、光伝導セル、フォトレジスタ、光スイッチ、フォトトランジスタ、光電管、IR検出器、光起電デバイス、太陽電池、記憶保持デバイス用のコーティング材、電界効果抵抗デバイス、帯電防止フィルム、バイオセンサ、エレクトロクロミック素子、固体電解コンデンサ、エネルギー貯蔵デバイス、タッチパネルおよび電磁シールドからなる群から選択される。この文脈において、本発明による第1または第2のプロセスによって得られる液体組成物、好ましくは本発明による第1もしくは第2のプロセスによって得られた液体組成物、十分に定義されたM/M値を有する官能化π共役ポリチオフェンを含む本発明による第1の液体組成物、または十分に定義された相対量の一般式(Ia)および(Ib)の繰り返し単位を含む官能化π共役ポリチオフェンを含む本発明による第2の液体組成物が、固体電解コンデンサの固体電解質層を作製するために使用されることが特に好ましい。この文脈において、国際公開第2014/048562 A2号に開示されるプロセスにおいて、本発明による第1もしくは第2のプロセスによって得られる液体組成物、好ましくは本発明による第1もしくは第2のプロセスによって得られた液体組成物、十分に定義されたM/M値を有する官能化π共役ポリチオフェンを含む本発明による第1の液体組成物、または十分に定義された相対量の一般式(Ia)および(Ib)の繰り返し単位を含む官能化π共役ポリチオフェンを含む本発明による第2の液体組成物を使用することが特に好ましい。
本発明をここで、非限定的な図面および実施例を用いて、より詳細に説明する。
図1は、コンデンサを製造するための本発明によるプロセスによって得られるコンデンサの一部の断面図である。これは、通常、アルミニウムなどの多孔質電極材料2から作製された電極本体1を有する。電極材料2の表面4上に、誘電体3が薄層として形成されるので、依然として多孔質であり、電極材料2の電極本体1および誘電体3を含む陽極本体5が形成される。誘電体3は、任意のさらなる層、固体電解質の層6(例えば、本発明によるプロセスによって調製された液体組成物を使用して作製された層)が続き、電極材料2の電極本体1、誘電体3および固体電解質6を含むコンデンサ本体7が形成される。
試験方法
導電率
清浄したガラス基板をスピンコーター上に置き、本発明による10mlの液体組成物を基板上に分散させた。次いで残存溶液をプレートの回転によって液切りした。その後、このように被覆された基板を、ホットプレート上で130℃にて15分間乾燥させた。次いで層厚さを、層厚さ測定デバイス(Tencor、Alphastep 500)によって決定した。2.5cm長のAg電極を、シャドーマスクを介して10mmの距離で蒸着させることで導電率を決定した。電位計(Keithly 614)で決定した表面抵抗に層厚さを掛けることによって、比抵抗を得た。導電率は比抵抗の逆数である。
酸素含有量
酸素含有量は、Knick Portamess 911 Oxy(Knick Elektronische Messgerate GmbH & Co.KG、Beuckestraβe 22、ベルリン、ドイツ)を用いて測定する。測定前に、装置を周囲空気に対して較正する。反応の開始時における酸素含有量を決定するために、反応溶液中の窒素フロー下にセンサを浸す。
塩化物含有量
塩化物含有量は、以下の設備および測定条件を使用してイオンクロマトグラフィーによって決定した:
機器:Metrohm 882 Compact IC Plus(Metrohm AG、Ionenstrasse、CH-9100 Herisau、スイス)
ソフトウェア:Metrohm MagIC Net
カラム:Metrosep A Supp 5;粒径:5μm;長さ150~25mm;直径5mm
溶離液の調製:3.2mlの1mol/L炭酸ナトリウム溶液および1mlの炭酸水素ナトリウム溶液を混合し、995.8mlの純水を加える。
流速 0.7mL/分
温度:室温
較正のために以下の基準を使用する:「Chlorid-Standardlosung、1.000mg/l Cl in Wasser(aus NaCl) ARISTAR(登録商標)Standard fur die Ionenchromatographie」、VWR Productコード 458012Q 100mL(VWR International GmbH、Darmstadt)。較正に関して、0.1~30ppmの関連範囲でイオンクロマトグラフィーを較正するために純水で基準を希釈することによって濃度系列を作製する。試料の塩化物含有量が30ppmより高い場合、塩化物濃度が較正範囲に収まるまで試料を純水で希釈する。この結果に希釈係数を掛けることによって、元の試料の塩化物含有量を算出する。
等価直列抵抗(ESR)
等価直列抵抗(mΩ)は、LCRメーター(Agilent 4284A)によって100kHzにて20℃で決定した。各コンデンサの実験において、少なくとも5個のコンデンサを作製し、平均ESR値を決定した。
静電容量(CAP)
静電容量(μF)は、LCRメーター(Agilent 4284A)によって120Hzにて20℃で決定した。各コンデンサの実験において、少なくとも5個のコンデンサを作製し、平均静電容量値を決定した。
およびM
質量平均分子量Mおよびモル平均分子量Mは、基準としてポリスチレンスルホン酸を使用してゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)によって決定する。HP 1100 1312ポンプおよび3つの後続のカラム(MCX1.000、MCX100.000およびMCX10.000.000)を備えるモジュラーGPCシステムを、HP 1047a Ri検出器と組み合わせて使用した。溶離液は水であった。プロセス温度を40℃に設定し、0.5000ml/分の流量を適用した。較正基準はポリスチレンスルホン酸であった。測定の前に、PEDOT-S試料を、0.45μmの酢酸セルロースシリンジフィルターで濾過した。
官能化π共役ポリチオフェンの組成物
本発明による官能化π共役ポリチオフェンを含む液体組成物を作製するために使用されるチオフェンモノマーにおける一般式(Ia)および(Ib)のモノマー単位の相対量はHPLCによって決定する。
50およびd90
直径分布のd90値は、官能化π共役ポリチオフェンの全ての粒子の全重量の90%が、d90値以下の直径を有するそれらの粒子に割り当てられ得ることを示す。したがって、直径分布のd50値は、官能化π共役ポリチオフェンの全ての粒子の全重量の50%が、d50値以下の直径を有するそれらの粒子に割り当てられ得ることを示す(このようにd50値は重量平均粒径を表す)。
50およびd90の決定は、超遠心測定によって実施した。
平均
他に述べられない限り、平均は算術平均値に対応する。
以下に記載されるようにPEDOT-S溶液の調製に関して、4-(2,3-ジヒドロチエノ-[3,4-b][1,4]ジオキシン-2-イルメトキシ)-1-ブタンスルホン酸(EDOT-S)のナトリウム塩を、Chevrotら(J.Electroanal.Chem.1998、443、217-226)に記載されるように調製し、モノマーとして利用した。
合成実施例1(本発明によらない)
ガラス製の3Lのジャケット型ビーカーは、機械的撹拌器、温度計および窒素フローを備える。
成分A
このビーカーにおいて、243.6g(0.9mol)の塩化鉄(III)を800gの純水に溶解し、酸素含有量が0.25mg/l未満になるまで撹拌しながら、30分間、溶液に窒素を吹き込んだ。
成分B
別のガラスビーカーにおいて、100gのEDOT-Sナトリウム塩(0.29mol)を1200gの純水に溶解した。酸素含有量が0.25mg/l未満になるまで可撓性管を介してこの溶液に窒素を吹き込んだ。
成分Bは、撹拌しながら成分Aに加えた。このように得られた混合物を6時間以内に最大90~95℃で加熱し、この温度でさらに15時間維持した。反応が完了した後、純水を加えることによって反応混合物を10Lの体積にし、続いて限外濾過(10000g/molのカットオフを有するPall Microza SLP 1053)によって処理し、それにより8Lの水を除去した。この手順を、無機塩を除去するために6回繰り返した。
このように得られた分散物を、0.05S/cmの導電率および1.62wt%の固体含有量として特徴付けた。
合成実施例2(本発明によらない)
ステンレス鋼製の3Lのジャケット型タンクは、機械的撹拌器、上側蓋における換気バルブ、閉じることができる材料入口および温度計を備える。
成分A
このタンク内に、2000gの純水、16.0gの10wt%硫酸鉄(III)水溶液および100gのEDOT-Sナトリウム塩(0.29mol)を導入した。撹拌器を50rpmで操作し、温度を20℃に調節し、内圧を100hPaに低下させた。続いてタンク内の圧力を気圧に上昇させ、その後さらに酸素を排気するために25hPaに圧力を低下させた。
成分B
別のガラスビーカーにおいて、78.5gのペルオキソ二硫酸ナトリウムを200mlの水に溶解し、酸素含有量が0.25mg/l未満になるまで撹拌しながら、30分間、溶液に窒素を吹き込んだ。
次いで成分Bをタンク内に吸い込んだ。次いで材料入口を閉じ、タンクの内圧を真空ポンプによって25hPaに調節した。反応をこの減圧下で19時間継続した。反応が完了した後、反応混合物を、純水を加えることによって10Lの体積にし、続いて限外濾過(10000g/molのカットオフを有するPall Microza SLP 1053)によって処理し、それにより8Lの水を除去した。この手順を、無機塩を除去するために6回繰り返した。
このように得られた分散物を、0.09S/cmの導電率および1.05wt%の固体含有量として特徴付けた。
合成実施例3(本発明による)
ステンレス鋼製の3Lのジャケット型タンクは、機械的撹拌器、上側蓋における換気バルブ、閉じることができる材料入口および温度計を備える。
成分A
このタンク内に、2000gの純水、16.0gの10wt%硫酸鉄(III)水溶液、5.7gの硫酸(95wt%)および100gのEDOT-Sナトリウム塩(0.29mol)を導入した。撹拌器を50rpmで操作し、温度を20℃に調節し、内圧を100hPaに低下させた。続いてタンク内の圧力を気圧に上昇させ、その後さらに酸素を排気するために25hPaに圧力を低下させた。
成分B
別のガラスビーカーにおいて、78.5gのペルオキソ二硫酸ナトリウムを200mlの水に溶解し、酸素含有量が0.25mg/l未満になるまで撹拌しながら、30分間、溶液に窒素を吹き込んだ。
次いで成分Bをタンク内に吸い込んだ。次いで材料入口を閉じ、タンクの内圧を真空ポンプによって25hPaに調節した。反応溶液の初期pHは1.9であり、反応をこの減圧下で19時間継続した。反応が完了した後、反応混合物を、純水を加えることによって10Lの体積にし、続いて限外濾過(10000g/molのカットオフを有するPall Microza SLP 1053)によって処理し、それにより8Lの水を除去した。この手順を、無機塩を除去するために6回繰り返した。
このように得られた組成物を、27S/cmの導電率および1.22wt%の固体含有量として特徴付けた。組成物を、2.4wt%の固体含有量に到達するまで限外濾過によってさらに濃縮した。
合成実施例4(PEDOT/PSS-分散物の調製;本発明によらない)
868gの純水ならびに70000g/molの平均分子量および3.8wt%の固体含有量を有する330gのポリスチレンスルホン酸水溶液を、撹拌器および温度計を備えた2lの3つ口フラスコ内に最初に導入した。反応温度を20~25℃に維持した。5.1gの3,4-エチレンジオキシチオフェンを撹拌しながら加えた。溶液を30分間撹拌した。次いで0.03gの硫酸鉄(III)および9.5gの過硫酸ナトリウムを加え、溶液をさらに24時間撹拌した。反応が終了した後、無機塩を除去するために、100mlの強酸性のカチオン交換体および250mlの弱塩基性のアニオン交換体を加え、溶液をさらに2時間撹拌した。イオン交換体を濾過した。ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)/ポリスチレンスルホネート分散物を、700barの圧力下で高圧ホモジナイザーで10回均質化した。続いて分散物を2.5%の固体含有量に濃縮し、次いで1500barの圧力下でさらに5回さらに均質化した。
合成実施例5(従来技術によるPEDOT-S組成物の調製)
0.496gのEDOT-S(1.5mmol)をアルゴン下で18mlの純水に溶解した。次いで0.97g(6.0mmol)のFeClを一度に加えた。その後、溶液を室温にて8時間撹拌し、100℃にて3時間加熱し、冷却し、ワークアップした。ワークアップに関して、溶液を純水で約3wt%に希釈し、9gのLewatit(登録商標)S100および9gのLewatit(登録商標)MP62を加え、混合物を室温にて4時間撹拌した。イオン交換体を濾過した後、2.71%の固体含有量を有するダークブルーのポリマー溶液を得た。
比較例1(国際公開第2014/048562 A2号に従うコンデンサの作製)
合成実施例4からの45gのPEDOT/PSS分散物、合成実施例5からの45gのPEDOT-S組成物および10gのポリエチレングリコール400(PEG-400)を混合し、アンモニアを使用してpHを3.0に調整した(分散物A)。
36Vにて形成し、200mm×5mmの寸法を有する多孔質アルミニウム箔(アノード箔)および210mm×3mmの寸法を有する多孔質アルミニウム箔(カソード箔)は、各々、接触ワイヤを備え、次いで2つのセルロースセパレーター紙と一緒に巻き、接着テープで固定した。20のこれらの酸化電極本体を製造した。次いで酸化電極本体のセパレータ紙を300℃にてオーブン中で炭化した。
酸化電極本体を15分間、分散物A中に含浸させた。その後、乾燥を120℃にて20分間、次いで150℃にて20分間実施した。含浸および乾燥をさらなる時間実施した。平均電気値を決定した。
実施例1(国際公開第2014/048562 A2号に従うコンデンサの作製)
合成実施例4からの45gのPEDOT/PSS分散物、合成実施例3からの45gのPEDOT-S組成物および10gのポリエチレングリコール400(PEG-400)を混合し、アンモニアを使用してpHを3.0に調整した(分散物B)。
コンデンサを比較例1における手順に従って作製した。平均電気値を決定し、比較例1に正規化した結果を表1に示す。
Figure 2023071860000017
合成実施例6(ポリマー外層のためのPEDOT/PSS分散物の調製)
1736gの純水ならびに70000g/molの平均分子量および3.8wt%の固体含有量を有する660gのポリスチレンスルホン酸水溶液を、撹拌器および温度計を備えた5lのガラス反応器内に最初に導入した。反応温度を20~25℃に維持した。10.2gの3,4-エチレンジオキシチオフェンを撹拌しながら加えた。溶液を30分間撹拌した。次いで0.06gの硫酸鉄(III)および19gの過硫酸ナトリウムを加え、溶液をさらに24時間撹拌した。反応が終了した後、無機塩を除去するために、200mlの強酸性のカチオン交換体および500mlの弱塩基性のアニオン交換体を加え、溶液をさらに2時間撹拌した。イオン交換体を濾過した。得られた分散物は、後の濃縮によって1.5%の固体含有量に達した。
160gのこの分散物、28gの水、6gのスルホ-ポリエステル(Eastek 1100、固体含有量30%、平均分子量10000~15000、Eastman)、8gのジメチルスルホキシド、1gの3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(Silquest A-187、OSi Specialties)および0.4gの湿潤剤(Dynol 604、Air Products)を、撹拌器を備えたガラスビーカー内で1時間激しく混合した。
合成実施例7(架橋剤溶液の調製)
4.0gのp-トルエンスルホン酸一水和物、1.7gの1,10-ジアミノデカンおよび95.5gの水を、撹拌器を備えたガラスビーカー内で激しく混合した。
合成実施例8(タンタル電解コンデンサのための電極本体の製造)
18000CV/gの比静電容量を有するタンタル粉末を、タンタルワイヤを封入してペレットに押圧し、1.5mm×2.9mm×4.0mmの寸法を有する多孔質陽極本体を形成させるために焼結した。これらの多孔質陽極本体のうちの5つを、コンデンサ本体を得るために、100Vにてリン酸電解質中で陽極酸化して誘電体を形成する。
合成実施例9
合成実施例5からの組成物を、純水の添加によって2.0%の濃度に希釈した。
合成実施例10
合成実施例3からの組成物を、純水の添加によって2.0%の濃度に希釈した。
比較例2
合成実施例8からのコンデンサ本体を、合成実施例9からの組成物中に1分間、含浸した。その後、乾燥を120℃にて10分間実施した。含浸および乾燥をさらに9回実施した。
次いでコンデンサ本体を、合成実施例7からの溶液中に含浸した。その後、乾燥を120℃にて10分間実施した。次いでコンデンサ本体を合成実施例6からの分散物中に含浸した。その後、乾燥を120℃にて10分間実施した。
次いでコンデンサ本体を、合成実施例7からの溶液中に含浸した。その後、乾燥を120℃にて10分間実施した。次いでコンデンサ本体を合成実施例6からの分散物中に含浸した。その後、乾燥を120℃にて10分間実施した。
次いでコンデンサ本体を、合成実施例7からの溶液中に含浸した。その後、乾燥を120℃にて10分間実施した。次いでコンデンサ本体を合成実施例6からの分散物中に含浸した。その後、乾燥を120℃にて10分間実施した。
次いでコンデンサ本体をグラファイト層で被覆し、その後、銀層で被覆して、このように完成したコンデンサを得た。
電気パラメーター(CAP、ESR)についての平均値を決定した。
実施例2
コンデンサ本体の処理を比較例2に記載されるように実施したが、合成実施例10からの組成物を、合成実施例9からの組成物の代わりに使用した。
電気パラメーター(CAP、ESR)についての平均値を決定し、比較例2に正規化した結果を表2に示す。
Figure 2023071860000018
合成実施例11(本発明によらない)
0.496gのEDOT-S(1.5mmol)をアルゴン下で18mlの純水中に溶解した。次いで0.97g(6.0mmol)のFeClを一度に加えた。その後、溶液を室温にて8時間撹拌し、100℃にて3時間加熱し、冷却し、ワークアップした。ワークアップに関して、溶液を純水で1wt%に希釈し、9gのLewatit(登録商標)S100および9gのLewatit(登録商標)MP62を加え、混合物を室温にて4時間撹拌した。イオン交換体を濾過した後、1wt%の固体含有量を有するダークブルーポリマー溶液を得た。このように得られた組成物中で、固体含有量を蒸発によって2.15wt%に調整した。
合成実施例12(本発明による)
ステンレス鋼製の3Lのジャケット型タンクは、機械的撹拌器、上側蓋における換気バルブ、閉じることができる材料入口および温度計を備える。
成分A
このタンク内に、2000gの純水、8.0gの10wt%硫酸鉄(III)水溶液、2.9gの硫酸(95wt%)および50gのEDOT-Sナトリウム塩(0.15mol)を導入した。撹拌器を50rpmで操作し、温度を20℃に調節し、内圧を100hPaに低下させた。続いてタンク内の圧力を気圧に上昇させ、その後さらに酸素を排気するために25hPaに圧力を低下させた。
成分B
別のガラスビーカーにおいて、39.3gのペルオキソ二硫酸ナトリウムを200mlの水に溶解し、酸素含有量が0.25mg/l未満になるまで撹拌しながら、30分間、溶液に窒素を吹き込んだ。
次いで成分Bをタンク内に吸い込んだ。次いで材料入口を閉じ、タンクの内圧を真空ポンプによって25hPaに調節した。反応溶液の初期pHは1.9であり、反応をこの減圧下で19時間継続した。反応が完了した後、600gのLewatit Monoplus S 108Hおよび500gのLewatit MP62(Lanxess AG、Cologne)を加え、機械的撹拌器で撹拌した。6時間後、Lewatitを濾過によって除去した。
固体含有量が2wt%超に到達するまでロータリーエバポレーターによって試料を濃縮した。このように得られた組成物を2.14wt%の固体含有量として特徴付けた。
合成実施例13(本発明による)
ステンレス鋼製の3Lのジャケット型タンクは、機械的撹拌器、上側蓋における換気バルブ、閉じることができる材料入口および温度計を備える。
成分A
このタンク内に、2000gの純水、16.0gの10wt%硫酸鉄(III)水溶液、5.7gの硫酸(95wt%)および100gのEDOT-Sナトリウム塩(0.29mol)を導入した。撹拌器を50rpmで操作し、温度を20℃に調節し、内圧を100hPaに低下させた。続いてタンク内の圧力を気圧に上昇させ、その後さらに酸素を排気するために25hPaに圧力を低下させた。
成分B
別のガラスビーカーにおいて、78.5gのペルオキソ二硫酸ナトリウムを200mlの水に溶解し、酸素含有量が0.25mg/l未満になるまで撹拌しながら、30分間、溶液に窒素を吹き込んだ。
次いで成分Bをタンク内に吸い込んだ。次いで材料入口を閉じ、タンクの内圧を真空ポンプによって25hPaに調節した。反応溶液の初期pHは1.9であり、反応をこの減圧下で19時間継続した。反応が完了した後、1100gのLewatit Monoplus S 108Hおよび1000gのLewatit MP62(Lanxess AG、Cologne)を加え、機械的撹拌器で撹拌した。6時間後、Lewatitを濾過によって除去した。
このように得られた組成物を1.19wt%の固体含有量として特徴付けた。固体含有量が2wt%超に到達するまでロータリーエバポレーターによって組成物をさらに濃縮した。このように得られた組成物を2.15%の固体含有量および41S/cmの導電率と特徴付けた。
合成実施例11、合成実施例12および合成実施例13において得られた組成物の質量平均分子量Mおよびモル平均分子量Mを以下の表3に示す:
Figure 2023071860000019
比較例3
アルミニウムコンデンサは、合成実施例5からの組成物の代わりに合成実施例11からの組成物を使用したことをただ一つの相違として比較例1のように作製した。
実施例3
アルミニウムコンデンサは、合成実施例3からの組成物の代わりに合成実施例12からの組成物を使用したことをただ一つの相違として実施例1のように作製した。
実施例4
アルミニウムコンデンサは、合成実施例3からの組成物の代わりに合成実施例13からの組成物を使用したことをただ一つの相違として実施例1のように作製した。
電気パラメーター(CAP、ESR)についての平均値を表4に示し、その値は比較例3に正規化した。また、85℃および85%相対湿度で500時間保存した後のコンデンサのESR値も示す(値は、これらの条件下で保存する前に対応する値に正規化する)。
Figure 2023071860000020
これらの結果は、コンデンサにおける固体電解質層の作製のために6より大きい高いM/M値を有するPEDOT-S組成物を使用したとき、ESR値が改良され得る(表4の3番目の列に見られ得る)だけでなく、コンデンサを高温および高い相対湿度で保存したとき、安定性も改良され得ることを明確に示す。表4の4列目において見られ得るように、従来技術によるPEDOT-S組成物で調製した固体電解質層のコンデンサと比較して、ESR値はコンデンサにおいてより低い程度で増加し、その固体電解質層は、本発明に従ってPEDOT-S組成物(すなわち6超のM/M値を有するPEDOT-S組成物)で調製した。
合成実施例14(タンタル電解コンデンサについての電極本体の製造)
30000CV/gの比静電容量を有するタンタル粉末を、タンタルワイヤを封入するペレットに押圧し、1.4mm×2.8mm×3.9mmの寸法を有する多孔質陽極本体を形成するように焼結した。これらの多孔質陽極本体のうちの5つを、60Vにてリン酸電解質中で陽極酸化して、コンデンサ本体を得るために誘電体を形成した。
比較例4
タンタル電解コンデンサは、合成実施例8からのコンデンサ本体の代わりに合成実施例14からのコンデンサ本体を使用し、合成実施例9からの組成物の代わりに合成実施例11からの組成物を使用したことを相違として比較例2のように作製した。
実施例5
タンタル電解コンデンサは、合成実施例8からのコンデンサ本体の代わりに合成実施例14からのコンデンサ本体を使用し、合成実施例10からの組成物の代わりに合成実施例12からの組成物を使用したことを相違として実施例2のように調製した。
実施例6
タンタル電解コンデンサは、合成実施例8からのコンデンサ本体の代わりに合成実施例14からのコンデンサ本体を使用し、合成実施例10からの組成物の代わりに合成実施例13からの組成物を使用したことを相違として実施例2のように調製した。
電気パラメーター(CAP、ESR)についての平均値を表5に示し、その値は比較例4に正規化した。
Figure 2023071860000021
これらの結果は、コンデンサにおける固体電解質の調製のために6より大きい高いMw/Mn値を有するPEDOT-S組成物を使用した場合、静電容量およびESR値の両方が改良され得ることを明確に示す。
合成実施例15(本発明によらない)
ステンレス鋼製の3Lのジャケット型タンクは、機械的撹拌器、上側蓋における換気バルブ、閉じることができる材料入口および温度計を備える。
成分A
このタンク内に、2000gの純水、16.0gの10wt%硫酸鉄(III)水溶液、5.7gの硫酸(95wt%)および20wt%のPRODOT-Sナトリウム塩(HPLCによって決定した)を含有する100gのEDOT-Sナトリウム塩(0.29mol)を導入した。撹拌器を50rpmで操作し、温度を20℃に調節し、内圧を100hPaに低下させた。続いてタンク内の圧力を気圧に上昇させ、その後さらに酸素を排気するために25hPaに圧力を低下させた。
成分B
別のガラスビーカーにおいて、78.5gのペルオキソ二硫酸ナトリウムを200mlの水に溶解し、酸素含有量が0.25mg/l未満になるまで撹拌しながら、30分間、溶液に窒素を吹き込んだ。
次いで成分Bをタンク内に吸い込んだ。次いで材料入口を閉じ、タンクの内圧を真空ポンプによって25hPaに調節した。反応溶液の初期pHは1.9であり、反応をこの減圧下で19時間継続した。反応が完了した後、反応混合物を、純水を加えることによって10Lの体積にし、続いて限外濾過(10000g/molのカットオフを有するPall Microza SLP 1053)によって処理し、それによって8Lの水を除去した。この手順を、無機塩を除去するために6回繰り返した。
得られた分散物は、1.47wt%の固体含有量を有し、ロータリーエバポレーターによって2.96wt%の固体含有量にさらに濃縮した。
合成実施例16(本発明による)
PEDOT-S組成物を、10wt%のPRODOT-Sナトリウム塩を含有するEDOT-Sナトリウム塩を使用したことをただ一の相違として合成実施例15と同じように調製した。
比較例5
タンタル電解コンデンサを、合成実施例11からの組成物の代わりに合成実施例15からの組成物を使用したことをただ一つの相違として比較例4のように調製した。
実施例7
タンタル電解コンデンサを、合成実施例10からの組成物の代わりに合成実施例16からの組成物を使用したことをただ一つの相違として実施例5のように調製した。
電気パラメーター(CAP、ESR)についての平均値を表6に示し、値は比較例5に正規化した。
Figure 2023071860000022
これらの結果は、タンタル電解コンデンサにおける固体電解質層の調製のために10wt%のみのPRODOT-S含有量を有するPEDOT-S組成物を使用した場合、ESR値が、固体電解質が20wt%のPRODOT-S含有量を有するEDOT-Sモノマーに基づくPEDOT-S組成物によって調製されたタンタル電解コンデンサと比較して顕著に低いことを明確に示す。

Claims (29)

  1. 官能化π共役ポリチオフェンを含む液体組成物を生成するプロセスであって、
    i)
    a)一般式(I)のチオフェンモノマー
    Figure 2023071860000023
    (式中、
    X、Yは、同一であるか、または異なり、O、S、もしくはNRであり、ここでRは、水素または1~18個の炭素原子を有する脂肪族もしくは芳香族残基であり、
    Aは、アニオン性官能基を保持している有機残基である)、
    b)酸化剤、および
    c)溶媒
    を含む液相を準備するステップと、
    ii)前記一般式(I)のチオフェンモノマーを酸化重合して、官能化π共役ポリチオフェンを含む液体組成物を得るステップと
    を含み、ここで、
    (α1)プロセスステップi)において準備された前記液相のpHは7.0未満の値に調整され、前記pHは20℃の温度で決定され、
    (α2)プロセスステップi)において準備された前記液相の塩化物含有量は、前記液相の全重量に基づいて、10000ppm未満である、
    プロセス。
  2. (α3)プロセスステップi)において準備された前記液相の酸素含有量は、前記液相の全重量に基づいて、1000ppm未満である、請求項1に記載のプロセス。
  3. X、Yは、Oであり、
    Aは、-(CH-CR-(CH-であり、ここで、
    は、水素または-(CH-Z-(CH-SO であり、
    は、-(CH-Z-(CH-SO であり、
    Zは、O、Sまたは-CH-であり、
    は、カチオンであり、
    mおよびnは、同一であるか、または異なり、0~3の整数であり、
    sは、0~10の整数であり、
    pは、1~18の整数である、
    請求項1または2に記載のプロセス。
  4. 前記一般式(I)において、
    X、Yは、Oであり、
    Aは、-(CH)-CR-(CH-であり、ここで、
    は、水素であり、
    は、-(CH-O-(CH-SO であり、
    は、NaまたはKであり、
    nは、0または1であり、
    sは、0または1であり、
    pは、4または5である、
    請求項1~3のいずれか一項に記載のプロセス。
  5. X、Yは、Oであり、
    Aは、-(CH-CHR)-であり、ここで、
    Rは、-(CH-O-Ar-[(W)-SO であり、ここで、
    Arは、任意に置換されているC-C20アリーレン基を表し、
    Wは、任意に置換されているC-Cアルキレン基を表し、
    は、H、Li、Na、およびKからなる群から選択されるアルカリカチオン、NH(RまたはHNCを表し、ここで各R基は独立して水素原子または任意に置換されているC-Cアルキル基を表し、
    tは、0~6の整数を表し、
    uは、0または1の整数を表し、
    vは、1~4の整数を表す、
    請求項1に記載のプロセス。
  6. 前記酸化剤b)は、重金属の塩、ペルオキソ二硫酸の塩またはそれらの混合物である、請求項1~5のいずれか一項に記載のプロセス。
  7. 前記チオフェンモノマーは電気化学重合によって重合され、前記酸化剤b)は電極である、請求項1~5のいずれか一項に記載のプロセス。
  8. 前記溶媒c)は水である、請求項1~7のいずれか一項に記載のプロセス。
  9. プロセスステップi)において準備された前記液相のpHは、有機酸または無機酸を使用して7.0未満の値に調整される、請求項1~8のいずれか一項に記載のプロセス。
  10. プロセスステップii)における前記酸化重合は、窒素、アルゴン、二酸化炭素またはそれらの混合物の不活性ガス雰囲気下で実施される、請求項1~9のいずれか一項に記載のプロセス。
  11. プロセスステップii)における前記酸化重合は、プロセスステップii)における重合反応の間、前記液相の蒸気圧以上である圧力下で実施される、請求項10に記載のプロセス。
  12. プロセスステップii)における前記酸化重合は、0.8bar以下の減圧下で実施される、請求項1~9のいずれか一項に記載のプロセス。
  13. 請求項1~12のいずれか一項に記載のプロセスによって得られる液体組成物。
  14. 官能化π共役ポリチオフェンを含む液体組成物であって、前記ポリチオフェンは、一般式(I)の繰り返し単位
    Figure 2023071860000024
    (式中、X、YおよびAは、請求項1、3、4および5に定義される通りである)
    を含み、前記官能化π共役ポリチオフェンの質量平均分子量M対モル平均分子量Mの比(M/M)は、少なくとも6、好ましくは少なくとも8、より好ましくは少なくとも10、より好ましくは少なくとも12、より好ましくは少なくとも14、より好ましくは少なくとも16、より好ましくは少なくとも18、より好ましくは少なくとも20である、液体組成物。
  15. 前記官能化π共役ポリチオフェンの質量平均分子量Mは、少なくとも50000g/mol、好ましくは少なくとも75000g/mol、より好ましくは少なくとも100000g/mol、最も好ましくは少なくとも125000g/molである、請求項14に記載の液体組成物。
  16. 前記官能化π共役ポリチオフェンの質量平均分子量Mは、125000g/mol~240000g/molの範囲、好ましくは125000g/mol~210000g/molの範囲である、請求項15に記載の液体組成物。
  17. 前記官能化π共役ポリチオフェンのモル平均分子量Mは、25000g/mol未満、好ましくは20000g/mol未満、より好ましくは15000g/mol未満である、請求項14~16のいずれか一項に記載の液体組成物。
  18. 前記液体組成物中に、前記官能化π共役ポリチオフェンが粒子の形態で存在し、前記粒子は、
    i)1~100nmの範囲、好ましくは1~80nmの範囲、より好ましくは1~60nmの範囲、最も好ましくは5~40nmの範囲のd50値(重量平均粒径)、および
    ii)3.5×d50未満、好ましくは3×d50未満、より好ましくは2×d50未満のd90
    によって特徴付けられる、請求項14~17のいずれか一項に記載の液体組成物。
  19. 官能化π共役ポリチオフェンを含む液体組成物を生成するプロセスであって、前記プロセスは、
    i)
    a)一般式(I)のチオフェンモノマーであって、
    Figure 2023071860000025
    式中、X、YおよびAは、請求項1、3、4および5に定義される通りであり、液相は、一般式(Ia)のチオフェンモノマーおよび一般式(Ib)のチオフェンモノマーの混合物を含み、
    Figure 2023071860000026
    各場合、前記液相中のチオフェンモノマーの全重量に基づいて、前記一般式(Ib)のチオフェンモノマーの含有量は、18wt%未満、より好ましくは16wt%未満、より好ましくは14wt%未満、より好ましくは12wt%未満、最も好ましくは10wt%未満であり、前記一般式(Ia)のチオフェンモノマーの含有量は、82wt%超、より好ましくは84wt%超、より好ましくは86wt%超、より好ましくは88wt%超、最も好ましくは90wt%超であり、前記一般式(Ia)のチオフェンモノマーの含有量および前記一般式(Ib)のチオフェンモノマーの含有量は好ましくは合計で100wt%になる、一般式(I)のチオフェンモノマー、
    b)酸化剤、および
    c)溶媒
    を含む液相を準備するステップと、
    ii)前記一般式(Ia)および(Ib)のチオフェンモノマーを酸化重合して、官能化π共役ポリチオフェンを含む液体組成物を得るステップと
    を含む、プロセス。
  20. 各場合、前記液相中のチオフェンモノマーの全重量に基づいて、前記一般式(Ib)のチオフェンモノマーの含有量は、少なくとも0.2wt%、好ましくは少なくとも1wt%、より好ましくは少なくとも2wt%である、請求項19に記載のプロセス。
  21. 請求項19または20に記載のプロセスによって得られる、液体組成物。
  22. 官能化π共役ポリチオフェンを含む液体組成物であって、前記ポリチオフェンは、一般式(I)の繰り返し単位を含み、
    Figure 2023071860000027
    式中、X、YおよびAは、請求項1、3、4および5に定義される通りであり、前記官能化π共役ポリチオフェンは、一般式(Ia)の繰り返し単位および一般式(Ib)の繰り返し単位を含み、
    Figure 2023071860000028
    各場合、前記官能化π共役ポリチオフェンの全重量に基づいて、前記一般式(Ib)の繰り返し単位の含有量は、18wt%未満、より好ましくは16wt%未満、より好ましくは14wt%未満、より好ましくは12wt%未満、最も好ましくは10wt%未満であり、前記一般式(Ia)の繰り返し単位の含有量は、82wt%超、より好ましくは84wt%超、より好ましくは86wt%超、より好ましくは88wt%超、最も好ましくは90wt%超であり、前記一般式(Ia)の繰り返し単位の含有量および前記一般式(Ib)の繰り返し単位の含有量は好ましくは合計で100wt%になる、液体組成物。
  23. 各場合、前記官能化π共役ポリチオフェンの全重量に基づいて、前記一般式(Ib)の繰り返し単位の含有量は、少なくとも0.2wt%、好ましくは少なくとも1wt%、より好ましくは少なくとも2wt%である、請求項22に記載の液体組成物。
  24. 前記液体組成物によって作製される導電層が12S/cm超の導電率を有する、請求項13~18および21~23のいずれか一項に記載の液体組成物。
  25. コンデンサを製造するプロセスであって、前記プロセスは、
    I)電極材料(2)の電極本体(1)を準備するステップであって、誘電体(3)が、陽極本体(5)の形成下で少なくとも部分的に前記電極材料(2)の1つの表面(4)を覆う、ステップと、
    II)請求項13~18および21~23のいずれか一項に記載の液体組成物を、前記電極本体(1)の少なくとも一部に導入するステップと
    を含む、プロセス。
  26. 請求項25に記載のプロセスによって得られるコンデンサ。
  27. 電子デバイスにおける導電層を作製するための請求項13~18および21~23のいずれか一項に記載の液体組成物の使用。
  28. 前記デバイスは、光伝導セル、フォトレジスタ、光スイッチ、フォトトランジスタ、光電管、IR検出器、光起電デバイス、太陽電池、記憶保持デバイス用のコーティング材、電界効果抵抗デバイス、帯電防止フィルム、バイオセンサ、エレクトロクロミック素子、固体電解コンデンサ、エネルギー貯蔵デバイス、タッチパネルおよび電磁波シールドから選択される、請求項27に記載の使用。
  29. 前記導電層は、固体電解コンデンサにおける固体電解質層である、請求項28に記載の使用。
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Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10186382B2 (en) 2016-01-18 2019-01-22 Avx Corporation Solid electrolytic capacitor with improved leakage current
JP6911293B2 (ja) * 2016-03-25 2021-07-28 東ソー株式会社 導電性高分子水溶液、及び導電性高分子膜並びに該被覆物品
JP6753191B2 (ja) * 2016-07-27 2020-09-09 東ソー株式会社 チオフェン化合物
US10763046B2 (en) 2016-09-15 2020-09-01 Avx Corporation Solid electrolytic capacitor with improved leakage current
US10892095B2 (en) 2016-10-18 2021-01-12 Avx Corporation Solid electrolytic capacitor assembly
EP3529816A4 (en) 2016-10-18 2020-09-02 AVX Corporation SOLID ELECTROLYTE CAPACITOR WITH IMPROVED PERFORMANCE AT HIGH TEMPERATURES AND VOLTAGES
US10741333B2 (en) 2016-10-18 2020-08-11 Avx Corporation Solid electrolytic capacitor with improved leakage current
JP6902876B2 (ja) * 2017-01-31 2021-07-14 東ソー株式会社 ポリチオフェン及びその組成物、並びにその用途
US10622160B2 (en) 2017-03-06 2020-04-14 Avx Corporation Solid electrolytic capacitor assembly
CN110753982A (zh) * 2017-06-22 2020-02-04 松下知识产权经营株式会社 电解电容器及其制造方法
WO2019010157A1 (en) 2017-07-03 2019-01-10 Avx Corporation ASSEMBLY FORMING A SOLID ELECTROLYTE CAPACITOR
US11257628B2 (en) 2017-07-03 2022-02-22 KYOCERA AVX Components Corporation Solid electrolytic capacitor containing a nanocoating
KR102001773B1 (ko) * 2018-03-16 2019-07-18 연세대학교 산학협력단 입경이 제어된 전도성 고분자 용액 및 이의 제조방법
JP7218423B2 (ja) * 2018-07-18 2023-02-06 ケメット エレクトロニクス コーポレーション ハイブリッドコンデンサ及びコンデンサを製造する方法
CN112805798A (zh) 2018-08-10 2021-05-14 阿维科斯公司 包含聚苯胺的固体电解电容器
KR102659642B1 (ko) 2018-08-10 2024-04-22 교세라 에이브이엑스 컴포넌츠 코포레이션 고유 전도성 중합체를 포함하는 고체 전해 커패시터
JP7442500B2 (ja) 2018-08-10 2024-03-04 キョーセラ・エイブイエックス・コンポーネンツ・コーポレーション 導電性ポリマー粒子から形成される固体電解キャパシタ
CN111138639B (zh) * 2018-11-05 2022-04-29 天津理工大学 pH响应型共轭聚合物纳米粒子及其制备方法和应用
US11955294B2 (en) 2018-12-11 2024-04-09 KYOCERA AVX Components Corporation Solid electrolytic capacitor containing an intrinsically conductive polymer
CN116072432A (zh) * 2019-01-25 2023-05-05 松下知识产权经营株式会社 电解电容器及其制造方法
JP7571057B2 (ja) 2019-05-17 2024-10-22 キョーセラ・エイブイエックス・コンポーネンツ・コーポレーション 固体電解キャパシタ
CN110189920B (zh) * 2019-06-11 2022-03-04 中国振华(集团)新云电子元器件有限责任公司(国营第四三二六厂) 一种导电聚合物电极材料及其制备方法和铝电解电容器
US11670461B2 (en) 2019-09-18 2023-06-06 KYOCERA AVX Components Corporation Solid electrolytic capacitor for use at high voltages
US11823846B2 (en) 2019-12-10 2023-11-21 KYOCERA AVX Components Corporation Solid electrolytic capacitor containing a pre-coat and intrinsically conductive polymer
DE112020006024T5 (de) 2019-12-10 2022-10-06 KYOCERA AVX Components Corporation Tantalkondensator mit erhöhter Stabilität
US11631548B2 (en) * 2020-06-08 2023-04-18 KYOCERA AVX Components Corporation Solid electrolytic capacitor containing a moisture barrier
CN114496578A (zh) * 2020-10-26 2022-05-13 钰邦科技股份有限公司 电解质电容器的制备方法
US11837415B2 (en) 2021-01-15 2023-12-05 KYOCERA AVX Components Corpration Solid electrolytic capacitor
WO2022258501A1 (en) 2021-06-08 2022-12-15 Agfa-Gevaert Nv Novel polythiophene/polyanion compositions
US20230026186A1 (en) * 2021-07-14 2023-01-26 Tokin Corporation Solid electrolytic capacitor and method for manufacturing solid electrolytic capacitor
EP4151640A1 (en) * 2021-09-20 2023-03-22 Heraeus Deutschland GmbH & Co. KG Process for producing functionalized polythiophenes
EP4160632A1 (en) * 2021-09-29 2023-04-05 Heraeus Deutschland GmbH & Co. KG Process for producing polymer capacitors for high reliability applications

Family Cites Families (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3814730A1 (de) 1988-04-30 1989-11-09 Bayer Ag Feststoff-elektrolyte und diese enthaltende elektrolyt-kondensatoren
DE59010247D1 (de) * 1990-02-08 1996-05-02 Bayer Ag Neue Polythiophen-Dispersionen, ihre Herstellung und ihre Verwendung
US5111327A (en) * 1991-03-04 1992-05-05 General Electric Company Substituted 3,4-polymethylenedioxythiophenes, and polymers and electro responsive devices made therefrom
DE4202337A1 (de) * 1992-01-29 1993-08-05 Bayer Ag Verfahren zur durchkontaktierung von zweilagigen leiterplatten und multilayern
DE4211461A1 (de) * 1992-04-06 1993-10-07 Agfa Gevaert Ag Antistatische Kunststoffteile
DE19507413A1 (de) 1994-05-06 1995-11-09 Bayer Ag Leitfähige Beschichtungen
EP0686662B2 (de) * 1994-05-06 2006-05-24 Bayer Ag Leitfähige Beschichtungen
DE10004725A1 (de) * 2000-02-03 2001-08-09 Bayer Ag Verfahren zur Herstellung von wasserlöslichen pi-konjugierten Polymeren
EP1323764A1 (en) * 2001-12-20 2003-07-02 Agfa-Gevaert Process for preparing an aqueous solution or dispersion of a polythiophene or thiophene copolymer
DE60219197T2 (de) * 2001-12-04 2008-01-03 Agfa-Gevaert Verfahren zur herstellung von lösungen oder dispersionen von polythiophenepolymeren
US6995223B2 (en) * 2001-12-20 2006-02-07 Agfa-Gevaert 3,4-alkylenedioxy-thiophene copolymers
US7105620B2 (en) * 2001-12-20 2006-09-12 Agfa Gevaert 3,4-alkylenedioxy-thiophene copolymers
EP1323763A1 (en) * 2001-12-20 2003-07-02 Agfa-Gevaert 3,4-Alkylenedioxy-thiophene copolymers
WO2004019346A1 (en) * 2002-08-23 2004-03-04 Agfa-Gevaert Layer configuration comprising an electron-blocking element
US6977390B2 (en) * 2002-08-23 2005-12-20 Agfa Gevaert Layer configuration comprising an electron-blocking element
AU2003262551A1 (en) * 2002-08-23 2004-03-11 Agfa-Gevaert Layer configuration with improved stability to sunlight exposure
DE102004022674A1 (de) 2004-05-07 2005-11-24 H.C. Starck Gmbh Elektrolytkondensatoren mit polymerer Außenschicht
DE102004006583A1 (de) * 2004-02-10 2005-09-01 H.C. Starck Gmbh Polythiophenformulierungen zur Verbesserung von organischen Leuchtdioden
DE102005016727A1 (de) * 2005-04-11 2006-10-26 H.C. Starck Gmbh Elektrolytkondensatoren mit polymerer Außenschicht und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE102005033839A1 (de) * 2005-07-20 2007-01-25 H.C. Starck Gmbh Elektrolytkondensatoren mit polymerer Außenschicht und Verfahren zur ihrer Herstellung
DE102005043828A1 (de) 2005-09-13 2007-03-22 H.C. Starck Gmbh Verfahren zur Herstellung von Elektrolytkondensatoren
DE102005043829A1 (de) * 2005-09-13 2007-04-05 H.C. Starck Gmbh Verfahren zur Herstellung von Elektrolytkondensatoren mit hoher Nennspannung
TWI404090B (zh) * 2006-02-21 2013-08-01 Shinetsu Polymer Co 電容器及電容器之製造方法
JP5305569B2 (ja) 2006-06-29 2013-10-02 三洋電機株式会社 電解コンデンサの製造方法および電解コンデンサ
DE102008024805A1 (de) 2008-05-23 2009-12-03 H.C. Starck Gmbh Verfahren zur Herstellung von Elektrolytkondensatoren
DE102008032578A1 (de) 2008-07-11 2010-01-14 H.C. Starck Gmbh Verfahren zur Herstellung von Elektrolytkondensatoren
DE102009007594A1 (de) * 2009-02-05 2010-08-12 H.C. Starck Clevios Gmbh Verfahren zur Herstellung von Elektrolytkondensatoren mit polymerer Außenschicht.
EP2479201B1 (en) 2010-08-19 2015-09-02 Tayca Corporation Oxidant/dopant solution for producing conductive polymer, conductive polymer and solid electrolytic capacitor
DE102010047087A1 (de) * 2010-10-01 2012-04-05 Heraeus Clevios Gmbh Verfahren zur Verbesserung der elektrischen Kenngrößen in Kondensatoren enthaltend PEDOT/PSS als Feststoffelektrolyt durch ein Polyalkylenglykol
JP2013116939A (ja) 2011-12-01 2013-06-13 Tosoh Corp ポリチオフェン誘導体複合物及びその製造方法、並びにその用途
JP6040615B2 (ja) 2012-07-03 2016-12-07 東ソー株式会社 チオフェン化合物、水溶性導電性ポリマー及びその水溶液、並びにそれらの製造法
JP6146096B2 (ja) 2012-07-03 2017-06-14 東ソー株式会社 チオフェン化合物、水溶性導電性ポリマー及びその水溶液、並びにそれらの製造方法
JP6131780B2 (ja) 2012-09-06 2017-05-24 東ソー株式会社 ポリチオフェン及びその水溶液、並びにそのチオフェンモノマー
DE102012018978A1 (de) * 2012-09-27 2014-03-27 Heraeus Precious Metals Gmbh & Co. Kg Verwendung von PEDOT/PSS-Dispersionen mit hohem PEDOT-Anteil zur Herstellung von Kondensatoren und Solarzellen
DE102012018976A1 (de) * 2012-09-27 2014-03-27 Heraeus Precious Metals Gmbh & Co. Kg Verwendung von Mischungen aus selbstdotierten und fremddotierten leitfähigen Polymeren in einem Kondensator
DE102012022976A1 (de) * 2012-11-26 2014-05-28 Ewe-Forschungszentrum Für Energietechnologie E. V. Einsatz leitfähiger Polymere in Batterie-Elektroden
JP6273917B2 (ja) 2014-03-10 2018-02-07 東ソー株式会社 チオフェン共重合体及びその水溶液、並びにチオフェンモノマー組成物及びその製造方法

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