JP2023529299A - 水分バリヤを含む固体電解キャパシタ - Google Patents

水分バリヤを含む固体電解キャパシタ Download PDF

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Abstract

キャパシタ素子を含む固体電解キャパシタを提供する。キャパシタ素子は、焼結多孔質陽極体、陽極体の上に配されている誘電体、誘電体の上に配されており、導電性ポリマー層を含む固体電解質、及び導電性ポリマー層の上に配されている水分バリヤを含む。【選択図】図１

Description

本出願は、２０２０年６月８日の出願日を有する米国仮特許出願第６３／０３６，１４９号（その全体が参照により本明細書に組み込まれる）の出願の利益を主張する。
固体電解キャパシタ（例えばタンタルキャパシタ）は、通常は、金属粉（例えばタンタル）を金属リード線の周囲にプレスし、プレスした部品を焼結し、焼結した陽極を陽極酸化し、その後、固体電解質を施すことによって製造される。固有導電性（ｉｎｔｒｉｎｓｉｃａｌｌｙ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ）ポリマーは、それらの有利な低い等価直列抵抗（ＥＳＲ）及び「非燃焼／非発火」故障モードのために、固体電解質としてしばしば使用される。例えば、かかる電解質は、触媒及びドーパントの存在下における３，４－ジオキシチオフェンモノマー（ＥＤＯＴ）のｉｎ－ｓｉｔｕ化学重合によって形成することができる。しかしながら、ｉｎ－ｓｉｔｕ重合されたポリマーを使用する従来のキャパシタは、比較的高いリーク電流（ＤＣＬ）を有していて、高速スイッチング又は動作電流スパイク中に経験するような高い電圧において故障する傾向がある。これらの問題点を克服する試みにおいて、ポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）とポリ（スチレンスルホネート）の複合体（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）から形成される分散液も使用されている。ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ分散液は改善された特性をもたらすことができるが、ポリマーは多湿環境（例えば、８５％の相対湿度）に曝露されると酸化する傾向があり、そのためキャパシタの熱安定性を低下させる。
したがって、特に多湿条件下で、比較的安定した電気特性を示す改善された固体電解キャパシタに対する必要性が存在する。
本発明の一実施形態によれば、キャパシタ素子を含む固体電解キャパシタが開示される。キャパシタ素子は、焼結多孔質陽極体、陽極体の上に配されている誘電体、誘電体の上に配されており、導電性ポリマー層を含む固体電解質、及び導電性ポリマー層の上に配されている水分バリヤを含む。水分バリヤは、約０．１Ｓ／ｃｍ以上の比導電率を有する共役ポリマーを含む。更に、６０％の相対湿度及び３０℃の温度を有する雰囲気に１６８時間曝露した後、本キャパシタ素子は約９００ｐｐｍ以下の水しか吸収しない。
本発明の別の実施形態によれば、キャパシタ素子を含む固体電解キャパシタが開示される。キャパシタ素子は、焼結多孔質陽極体、陽極体の上に配されている誘電体、誘電体の上に配されており、導電性ポリマー層を含む固体電解質、導電性ポリマー層の上に配されている水分バリヤを含む。水分バリヤは、約０．１Ｓ／ｃｍ以上の比導電率を有し下記の一般式（１）及び／又は（２）：
Figure 2023529299000002
 （式中、
Ｘ１及びＸ２は、独立して、水素、場合によって置換されているアルキル（例えば、１～１２個の炭素原子を有するアルキル）、場合によって置換されているアルコキシ（例えば、１～１２個の炭素原子を有するアルコキシ）、場合によって置換されているアルキレンオキシド（例えば、１～１２個の炭素原子を有する）、場合によって置換されているチオシアノ、場合によって置換されているチオアルキル、若しくは場合によって置換されているアミノであるか、又はＸ１及びＸ２は、組み合わさって、場合によって置換されているアルキレンジオキシ（例えば、１～１２個の炭素原子を有する）若しくは場合によって置換されているアルキレンジチオ基（例えば、１～１２個の炭素原子を有する）を形成し；
Ｒは、場合によって置換されているアルキル、場合によって置換されているアルコキシ、場合によって置換されているアルキレンオキシド、場合によって置換されている複素環基、又は場合によって置換されているアリール基である）
の繰り返しチオフェン単位を含む共役ポリマーを含む。
本発明の他の特徴及び態様を以下においてより詳細に示す。
当業者に向けられた、本発明のベストモードを含む本発明の完全且つ実施可能な開示を、添付の図面を参照しながら本明細書の残りでより詳しく示す。
図１は、本発明のキャパシタの一実施形態の断面図である。
本議論は代表的な態様のみの説明であり、本発明のより広い形態を限定することは意図しておらず、より広い形態は代表的な構成の中で具現化されることが当業者によって理解される。
一般的に言えば、本発明は、多孔質陽極体、陽極体の上に配されている誘電体、誘電体の上に配されている少なくとも１つの導電性ポリマー層を含む固体電解質、及び導電性ポリマー層の上に配されている水分バリヤを含むキャパシタ素子を含む固体電解キャパシタに関する。水分バリヤは、乾燥状態で、約０．１ジーメンス／センチメートル（Ｓ／ｃｍ）以上、幾つかの実施形態においては約０．５Ｓ／ｃｍ以上、幾つかの実施形態においては約１Ｓ／ｃｍ以上、幾つかの実施形態においては約２Ｓ／ｃｍ以上、幾つかの実施形態においては約５～約５００Ｓ／ｃｍの比較的高い比導電率を有する共役ポリマーを含む。しかし導電性であることに加えて、導電性ポリマーは本来は比較的疎水性であるので、得られるキャパシタ素子は低い程度の水吸着を示し得る。より詳しくは、６０％の相対湿度及び３０℃の温度を有する雰囲気に１６８時間曝露した後、本キャパシタ素子はわずか約９００ｐｐｍ（百万分率）以下、幾つかの実施形態においては約８５０ｐｐｍ以下、幾つかの実施形態においては約８００ｐｐｍ以下、幾つかの実施形態においては約７５０ｐｐｍ以下、幾つかの実施形態においては、約１～約７００ｐｐｍの水しか吸収しない。更に、本キャパシタ素子は、単位当たり約１５０μｇ以下の水、幾つかの実施形態においては約１４０μｇ以下の水、幾つかの実施形態においては、約５～約１３０μｇの水を吸収し得る。
理論によって限定することは意図しないが、かかる水分バリヤの使用は、得られるキャパシタの特定の電気特性を改善するのに役立ち得ると考えられる。例えば水分バリヤ内の導電性ポリマーの使用は広範囲の条件にわたって等価直列抵抗（ＥＳＲ）を低下させ得るが、一方でキャパシタ素子による吸湿の程度を最小にすることは同様に広範囲の条件にわたってリーク電流（ＤＣＬ）を減少させキャパシタンス安定性を高めることができる。例えば、約３０分～約２０時間、幾つかの実施形態においては約１時間～約１８時間、幾つかの実施形態においては約４時間～約１６時間の間、印加電圧（例えば１２０ボルト）にかけた後に、本キャパシタは、わずか１００マイクロアンペア（μＡ）以下、幾つかの実施形態においては約７０μＡ以下、幾つかの実施形態においては約１～約５０μＡの約のリーク電流（ＤＣＬ）を示すことができる。特に、低いＤＣＬ値は高温であってもやはり安定したままであり得る。例えば、本キャパシタは、約８０℃以上、幾つかの実施形態においては約１００℃～約１８０℃、幾つかの実施形態においては約１０５℃～約１５０℃（例えば、約１０５℃、１２５℃、又は１５０℃）の温度に、約１００時間以上、幾つかの実施形態においては約１５０時間～約３，０００時間、幾つかの実施形態においては約２００時間～約２，５００時間（例えば、２５０、５００、７５０、又は１，０００時間）のような相当な時間曝露した後でも、上記の範囲内のＤＣＬ値を示し得る。一実施形態においては、例えば、高温（例えば、約１０５℃）に７５０時間曝露した後のキャパシタのＤＣＬは、約１０μＡ以下、幾つかの実施形態においては約５μＡ以下、幾つかの実施形態においては約１μＡ以下、幾つかの実施形態においては約０．８μＡ以下、幾つかの実施形態においては約０．５μＡ以下、幾つかの実施形態においては約０．０１～約０．２μＡとなり得る。更に、高温（例えば、約１０５℃）に７５０時間曝露した後のキャパシタのＤＣＬの、キャパシタの最初のＤＣＬ（例えば、約２３℃における）に対する比は、約３．０以下、幾つかの実施形態においては約２．０以下、幾つかの実施形態においては約１．８以下、幾つかの実施形態においては約１．６以下、幾つかの実施形態においては、約０．９～約１．３となり得る。
本キャパシタはまた、１００ｋＨｚの動作周波数及び２３℃の温度で測定して、約２００ミリオーム、幾つかの実施形態においては約１５０ミリオーム未満、幾つかの実施形態においては約０．０１～約１２５ミリオーム、幾つかの実施形態においては約０．１～約１００ミリオームのような比較的低い等価直列抵抗（ＥＳＲ）も示し得る。本キャパシタはまた、１２０Ｈｚの周波数で２３℃の温度にて測定して約３０ナノファラド／平方センチメートル（ｎＦ／ｃｍ２）以上、幾つかの実施形態においては約１００ｎＦ／ｃｍ２以上、幾つかの実施形態においては約２００～約３，０００ｎＦ／ｃｍ２、幾つかの実施形態においては約４００～約２，０００ｎＦ／ｃｍ２の乾燥キャパシタンスを示し得る。ＤＣＬ値と同様に、ＥＳＲ及び／又はキャパシタンスも上記の高い温度範囲で安定したままであり得る。一実施形態において、例えば、高温（例えば、約１０５℃）に７５０時間曝露した後のキャパシタのＥＳＲ及び／又はキャパシタンス値の、キャパシタの最初のＥＳＲ及び／又はキャパシタンス値（例えば、約２３℃における）に対する比は、約３．０以下、幾つかの実施形態においては約２．０以下、幾つかの実施形態においては約１．８以下、幾つかの実施形態においては約１．６以下、幾つかの実施形態においては約０．９～約１．３となり得る。
本キャパシタはまた、室温又は高温（例えば、約８５℃）のいずれかにおいて高い相対湿度レベルに曝露した後に上記の範囲内のＥＳＲ、ＤＣＬ、及び／又はキャパシタンス値を示し得る。かかる高い相対湿度レベルは、上記のように相当な時間で、例えば約４０％以上、幾つかの実施形態においては約４５％以上、幾つかの実施形態においては約５０％以上、幾つかの実施形態においては約７０％以上（例えば、約８５％～１００％）であってよい。相対湿度は、例えば、ＡＳＴＭ Ｅ３３７－０２、方法Ａ（２００７）によって測定することができる。一実施形態においては、例えば、高い湿度レベル（例えば、約８５％）及び高温（例えば、約８５℃）に１，０００時間曝露した後のキャパシタのＥＳＲ、ＤＣＬ、及び／又はキャパシタンス値の、キャパシタの最初のＥＳＲ、ＤＣＬ、及び／又はキャパシタンス値（例えば、約２３℃における）に対する比は、約２．０以下、幾つかの実施形態においては約１．８以下、幾つかの実施形態においては約１．６以下、幾つかの実施形態においては約０．９～約１．３である。
更に、本キャパシタは、その湿潤キャパシタンスの高いパーセントを示すことができ、これにより大気湿度の存在下で小さなキャパシタンスの損失及び／又は変動のみを有することが可能になる。この性能特性は、式：
湿潤対乾燥キャパシタンス＝（乾燥キャパシタンス／湿潤キャパシタンス）×１００
によって求められる「湿潤対乾燥キャパシタンスパーセント」によって定量化される。
本キャパシタは、約５０％以上、幾つかの実施形態においては約６０％以上、幾つかの実施形態においては約７０％以上、幾つかの実施形態においては約８０％～１００％の湿潤対乾燥キャパシタンスパーセントを示し得る。
また、キャパシタの損失係数（ｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ ｆａｃｔｏｒ）を比較的低いレベルに維持することができるとも考えられる。損失係数は、一般にキャパシタ内で生じる損失を指し、通常は理想的なキャパシタ性能のパーセントとして表される。例えば、本キャパシタの損失係数は、通常は、１２０Ｈｚの周波数において求めて約２５０％以下、幾つかの実施形態においては約２００％以下、幾つかの実施形態においては約１％～約１８０％である。本キャパシタはまた、約３５ボルト以上、幾つかの実施形態においては約５０ボルト以上、幾つかの実施形態においては約６０ボルト～約２００ボルトの定格電圧のような、高電圧用途において使用されることも可能である。本キャパシタは、例えば、約６０ボルト以上、幾つかの実施形態においては約７０ボルト以上、幾つかの実施形態においては約８０ボルト以上、幾つかの実施形態においては、約１００ボルト～約３００ボルトのような、比較的高い「ブレークダウン電圧」（キャパシタが故障する電圧）を示し得る。更に、本キャパシタはまた、高電圧用途においても一般的である比較的高いサージ電流に耐えることができる。ピークサージ電流は、例えば、約１００アンペア以上、幾つかの実施形態においては約２００アンペア以上、幾つかの実施形態においては約３００アンペア～約８００アンペアであってよい。
ここで、キャパシタの種々の実施形態をより詳細に説明する。
Ｉ．キャパシタ素子
Ａ．陽極体
本キャパシタ素子は、焼結多孔質体上に形成された誘電体を含む陽極を含む。多孔質陽極体は、バルブメタル（すなわち酸化することができる金属）又はバルブメタル系化合物、例えば、タンタル、ニオブ、アルミニウム、ハフニウム、チタン、それらの合金、それらの酸化物、それらの窒化物などを含む粉末から形成することができる。粉末は、通常はタンタル塩（例えば、フルオタンタル酸カリウム（Ｋ２ＴａＦ７）、フルオタンタル酸ナトリウム（Ｎａ２ＴａＦ７）、五塩化タンタル（ＴａＣｌ５）など）を還元剤と反応させる還元プロセスから形成される。還元剤は、液体、気体（例えば水素）、又は固体、例えば金属（例えばナトリウム）、金属合金、又は金属塩の形態で提供することができる。例えば一実施形態においては、タンタル塩（例えばＴａＣｌ５）を約９００℃～約２，０００℃、幾つかの実施形態においては約１，０００℃～約１，８００℃、幾つかの実施形態においては約１，１００℃～約１，６００℃の温度で加熱して蒸気を形成することができ、それを気体還元剤（例えば水素）の存在下で還元することができる。かかる還元反応の更なる詳細は、ＭａｅｓｈｉｍａらのＷＯ－２０１４／１９９４８０に記載されている。還元後、生成物を冷却、粉砕、及び洗浄して粉末を形成することができる。
粉末の比電荷は、通常は、所望の用途に応じて約２，０００～約６００，０００マイクロファラド・ボルト／グラム（μＦ・Ｖ／ｇ）で変動する。例えば幾つかの実施形態においては、約１００，０００～約６００，０００μＦ・Ｖ／ｇ、幾つかの実施形態においては約１２０，０００～約５００，０００μＦ・Ｖ／ｇ、幾つかの実施形態においては約１５０，０００～約４００，０００μＦ・Ｖ／ｇの比電荷を有する高電荷粉末を使用することができる。他の実施形態においては、約２，０００～約１００，０００μＦ・Ｖ／ｇ、幾つかの実施形態においては約５，０００～約８０，０００μＦ・Ｖ／ｇ、幾つかの実施形態においては約１０，０００～約７０，０００μＦ・Ｖ／ｇの比電荷を有する低電荷粉末を使用することができる。当該技術において公知なように、比電荷は、キャパシタンスに使用した陽極酸化電圧をかけ、次にこの積を陽極酸化電極体の重量で割ることによって求めることができる。
粉末は、一次粒子を含む自由流動性の微細粉末であってよい。粉末の一次粒子は、一般的に、場合によっては粒子を７０秒間の超音波振動にかけた後に、例えばＢＥＣＫＭＡＮ ＣＯＵＬＴＥＲ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製のレーザー粒径分布分析装置（例えばＬＳ－２３０）を使用して求めて、約５～約５００ナノメートル、幾つかの実施形態においては約１０～約４００ナノメートル、幾つかの実施形態においては約２０～約２５０ナノメートルのメジアン径（Ｄ５０）を有する。一次粒子は、通常は三次元の粒子形状（例えば球状又は角状）を有する。かかる粒子は、通常は比較的低い「アスペクト比」、すなわち粒子の平均直径又は幅を平均厚さで割った値（Ｄ／Ｔ）を有する。例えば、粒子のアスペクト比は、約４以下、幾つかの実施形態においては約３以下、幾つかの実施形態においては約１～約２であってよい。一次粒子に加えて、粉末は、一次粒子の凝集（又は凝塊化）によって形成される二次粒子のような他のタイプの粒子を含んでいてもよい。かかる二次粒子は、約１～約５００マイクロメートル、幾つかの実施形態においては約１０～約２５０マイクロメートルのメジアン径（Ｄ５０）を有していてよい。
粒子の凝集は、粒子を加熱することによるか、及び／又はバインダーを使用することによって行うことができる。例えば、凝集は、約０℃～約４０℃、幾つかの態様においては約５℃～約３５℃、幾つかの態様においては約１５℃～約３０℃の温度で行うことができる。また好適なバインダーとしては、例えば、ポリ（ビニルブチラール）；ポリ（酢酸ビニル）；ポリ（ビニルアルコール）；ポリ（ビニルピロリドン）；セルロースポリマー、例えばカルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、及びメチルヒドロキシエチルセルロース；アタクチックポリプロピレン、ポリエチレン；ポリエチレングリコール（例えば、Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．製のＣａｒｂｏｗａｘ）；ポリスチレン、ポリ（ブタジエン／スチレン）；ポリアミド、ポリイミド、及びポリアクリルアミド、高分子量ポリエーテル；エチレンオキシドとプロピレンオキシドのコポリマー；フルオロポリマー、例えばポリテトラフルオロエチレン、ポリビニリデンフルオリド、及びフルオロオレフィンコポリマー；アクリルポリマー、例えばナトリウムポリアクリレート、ポリ（低級アルキルアクリレート）、ポリ（低級アルキルメタクリレート）、及び低級アルキルアクリレートとメタクリレートのコポリマー；並びに脂肪酸及びワックス、例えばステアリン酸及び他の石鹸脂肪酸、植物性ワックス、マイクロワックス（精製パラフィン）などを挙げることができる。
得られる粉末は、任意の従来の粉末プレス装置を使用して圧縮してペレットを形成することができる。例えば、ダイと１つ又は複数のパンチを含むシングルステーション式圧縮プレス機であるプレス成形機を使用することができる。或いは、ダイと単一の下方パンチのみを使用するアンビルタイプの圧縮プレス成形機を使用することができる。シングルステーション式圧縮プレス成形機は、シングルアクション、ダブルアクション、浮動ダイ、可動式プラテン、対向ラム、スクリュー、インパクト、ホットプレス、圧印加工、又はサイジングのような種々の能力を有するカムプレス、トグル／ナックルプレス、及び偏心／クランクプレスのような幾つかの基本的タイプで入手可能である。粉末は、ワイヤ、シートなどの形態であってよい陽極リードの周囲に圧縮することができる。リードは、陽極体から長手方向に伸長させることができ、タンタル、ニオブ、アルミニウム、ハフニウム、チタンなど、並びにそれらの導電性酸化物及び／又は窒化物のような任意の導電性材料から形成することができる。陽極体へのリードの接続はまた、他の公知の技術を使用して、例えば、リードを陽極体に溶接するか、或いは形成中（例えば圧縮及び／又は焼結の前）に陽極体内部にそれを埋め込むことによって達成することもできる。
バインダーは、プレス後にペレットを真空下で一定の温度（例えば約１５０℃～約５００℃）において数分間加熱することによって除去することができる。或いは、バインダーは、ペレットを、Ｂｉｓｈｏｐらの米国特許第６，１９７，２５２号に記載されているような水溶液と接触させることによって除去することもできる。その後、ペレットを焼結して多孔質の一体部材を形成する。ペレットは、通常は約７００℃～約１８００℃、幾つかの実施形態においては約８００℃～約１７００℃、幾つかの実施形態においては約９００℃～約１４００℃の温度で、約５分～約１００分、幾つかの実施形態においては約８分～約１５分焼結する。これは１以上の工程で行うことができる。所望の場合には、焼結は、酸素原子の陽極体への移動を制限する雰囲気中で行うことができる。例えば、焼結は、真空中、不活性ガス中、水素中などの還元又は不活性雰囲気中で行うことができる。還元雰囲気は、約１０Ｔｏｒｒ～約２０００Ｔｏｒｒ、幾つかの実施形態においては約１００Ｔｏｒｒ～約１０００Ｔｏｒｒ、幾つかの実施形態においては約１００Ｔｏｒｒ～約９３０Ｔｏｒｒの圧力であってよい。水素と他の気体（例えばアルゴン又は窒素）の混合物を使用することもできる。
Ｂ．誘電体
また、陽極は誘電体で被覆されている。上記に示したように、誘電体は、誘電体層が陽極上及び／又は陽極内に形成されるように、焼結陽極を陽極酸化することによって形成される。例えば、タンタル（Ｔａ）陽極を五酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）に陽極酸化することができる。
通常は、陽極酸化は、最初に電解質を陽極に適用することによって、例えば陽極を電解質中に浸漬することによって行われる。電解質は、一般に、溶液（例えば水性又は非水性）、分散液、溶融体のような液体の形態である。水（例えば脱イオン水）；エーテル（例えば、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン）；グリコール（例えば、エチレングリコール、プロピレングリコールなど）；アルコール（例えば、メタノール、エタノール、ｎ－プロパノール、イソプロパノール、及びブタノール）；トリグリセリド；ケトン（例えば、アセトン、メチルエチルケトン、及びメチルイソブチルケトン）；エステル（例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル、ジエチレングリコールエーテルアセテート、及び酢酸メトキシプロピル）；アミド（例えば、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルカプリル／カプリン脂肪酸アミド、及びＮ－アルキルピロリドン）；ニトリル（例えば、アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル、及びベンゾニトリル）；スルホキシド又はスルホン（例えば、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）及びスルホラン）などのような溶媒が電解質において一般に使用される。１種類又は複数の溶媒は、電解質の約５０重量％～約９９．９重量％、幾つかの実施形態においては約７５重量％～約９９重量％、幾つかの実施形態においては約８０重量％～約９５重量％を構成し得る。必ずしも必須ではないが、水性溶媒（例えば水）の使用は、酸化物の形成を促進するためにしばしば望ましい。実際、水は、電解質において使用される１種類又は複数の溶媒の約１重量％以上、幾つかの実施形態においては１０重量％以上、幾つかの実施形態においては約５０重量％以上、幾つかの実施形態においては約７０重量％以上、幾つかの実施形態においては約９０％～約１００重量％を構成し得る。
電解質は導電性であり、２５℃の温度で求めて１ミリジーメンス／センチメートル（ｍＳ／ｃｍ）以上、幾つかの実施形態においては３０ｍＳ／ｃｍ以上、幾つかの実施形態においては約４０ｍＳ／ｃｍ～約１００ｍＳ／ｃｍの導電率を有し得る。電解質の導電性を高めるために、溶媒中で解離してイオンを形成することができるイオン性化合物が一般に使用される。この目的のために好適なイオン性化合物としては、例えば、硝酸、硫酸、リン酸、ポリリン酸、ホウ酸、ボロン酸などのような酸；カルボン酸、例えばアクリル酸、メタクリル酸、マロン酸、コハク酸、サリチル酸、スルホサリチル酸、アジピン酸、マレイン酸、リンゴ酸、オレイン酸、没食子酸、酒石酸、クエン酸、ギ酸、酢酸、グリコール酸、シュウ酸、プロピオン酸、フタル酸、イソフタル酸、グルタル酸、グルコン酸、乳酸、アスパラギン酸、グルタミン酸、イタコン酸、トリフルオロ酢酸、バルビツール酸、桂皮酸、安息香酸、４－ヒドロキシ安息香酸、アミノ安息香酸などの有機酸；メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、トルエンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、スチレンスルホン酸、ナフタレンジスルホン酸、ヒドロキシベンゼンスルホン酸、ドデシルスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸などのようなスルホン酸；ポリ（アクリル）又はポリ（メタクリル）酸及びそれらのコポリマー（例えば、マレイン－アクリル、スルホン－アクリル、及びスチレン－アクリルコポリマー）、カラギーン酸、カルボキシメチルセルロース、アルギン酸などのようなポリマー酸などを挙げることができる。イオン性化合物の濃度は、所望の導電率を達成するように選択される。例えば、酸（例えばリン酸）は、電解質の約０．０１重量％～約５重量％、幾つかの実施形態においては約０．０５重量％～約０．８重量％、幾つかの実施形態においては約０．１重量％～約０．５重量％を構成し得る。所望であれば、複数のイオン性化合物のブレンドを電解質において使用することもできる。
誘電体を形成するために、通常は電解質が陽極体と接触している間に電流を電解質に通す。化成電圧の値によって誘電体層の厚さが制御される。例えば、電源は、まず、必要な電圧に到達するまで定電流モードに設定することができる。その後、電源を定電位モードに切り替え、所望の誘電体厚さが陽極の表面全体上に確実に形成されるようにすることができる。勿論、パルス又はステップ定電位法などの他の公知の方法も使用することができる。陽極酸化を行う電圧は、通常は、約４～約２５０Ｖ、幾つかの実施形態においては約５～約２００Ｖ、幾つかの実施形態においては約１０～約１５０Ｖの範囲である。酸化中は、電解質は昇温温度、例えば約３０℃以上、幾つかの態様においては約４０℃～約２００℃、幾つかの態様においては約５０℃～約１００℃に維持することができる。陽極酸化はまた周囲温度以下で実施することもできる。得られる誘電体層は陽極の表面上及びその細孔内に形成することができる。
必須ではないが、幾つかの実施形態においては、誘電体層は、陽極の外表面上に配される第１の部分と陽極の内表面上に配される第２の部分を有するという点において、陽極全体にわたって区別された厚さを有することができる。かかる実施形態においては、第１の部分は、その厚さが第２の部分の厚さよりも大きくなるように選択的に形成される。しかしながら、誘電体層の厚さは特定の領域内で均一である必要はないことを理解すべきである。外表面に隣接する誘電体層の幾つかの部分は、例えば、実際には内表面における層の幾つかの部分より薄い場合があり、その逆の場合もある。それでもなお、誘電体層は、外表面における層の少なくとも一部が内表面における少なくとも一部よりも大きな厚さを有するように形成することができる。これらの厚さにおける実際の差は特定の用途に応じて変化させることができるが、第２の部分の厚さに対する第１の部分の厚さの比は、通常は約１．２～約４０、幾つかの実施形態においては約１．５～約２５、幾つかの実施形態においては約２～約２０である。
区別された厚さを有する誘電体層を形成するために、多段階法を使用することができる。このプロセスの各段階において、焼結した陽極を陽極酸化（「陽極化」）して誘電体層（例えば五酸化タンタル）を形成する。陽極酸化の第１段階中においては、通常は比較的小さい化成電圧、例えば、約１～約９０ボルト、幾つかの実施形態においては約２～約５０ボルト、幾つかの実施形態においては約５～約２０ボルトの範囲の化成電圧を使用して、内部領域に関して所望の誘電体厚さが達成されるのを確実にする。その後、焼結体を次にプロセスの第２段階で陽極酸化して、誘電体の厚さを所望レベルに増加させることができる。これは、一般的には、電解質中において、第１段階中において使用された電圧より高い電圧、例えば約５０～約３５０ボルト、幾つかの実施形態においては約６０～約３００ボルト、幾つかの実施形態においては約７０～約２００ボルトの範囲の化成電圧で陽極酸化することにより達成される。第１及び／又は第２段階中においては、電解質は、約１５℃～約９５℃、幾つかの実施形態においては約２０℃～約９０℃、幾つかの実施形態においては約２５℃～約８５℃の範囲内の温度に維持することができる。
陽極酸化プロセスの第１及び第２段階中において使用される電解質は同じでも又は異なっていてもよい。しかしながら、通常は、誘電体成長プロセスの少なくとも１つの段階中において使用される電解質は、上記で説明したイオン性化合物を含む。１つの特定の実施形態においては、相当量の酸化物皮膜が陽極の内表面上に形成されないようにするために、第２段階において使用される電解質が第１段階において使用される電解質よりも低いイオン伝導度を有することが望ましい可能性がある。この点に関し、第１段階中に使用される電解質には、塩酸、硝酸、硫酸、リン酸、ポリリン酸、ホウ酸、ボロン酸等のような酸であるイオン性化合物を含ませることができる。かかる電解質は、２５℃の温度で求めて、約０．１～約１００ｍＳ／ｃｍ、幾つかの実施形態においては約０．２～約２０ｍＳ／ｃｍ、幾つかの実施形態においては約１～約１０ｍＳ／ｃｍの導電率を有することができる。また、第２段階中に使用される電解質に弱酸の塩であるイオン性化合物を含ませて、ヒドロニウムイオン濃度が、細孔内での電荷通過の結果として細孔内で増大するようにすることができる。イオン輸送又はイオン拡散は、電荷のバランスを取るために必要に応じて、弱酸のアニオンが細孔中に移動するように起こる。その結果、主要導電種（ヒドロニウムイオン）の濃度は、ヒドロニウムイオン、酸アニオン、及び非解離酸の間の平衡が形成される際に減少して、導電不良種が形成される。導電種の濃度の低下は、電解質中での比較的高い電圧降下をもたらし、これにより内部の更なる陽極酸化が妨害され、一方で連続した高導電率の領域における高い化成電圧に対してはより厚い酸化物層が外側の上に蓄積する。好適な弱酸塩としては、例えば、ホウ酸、ボロン酸、酢酸、シュウ酸、乳酸、アジピン酸などのアンモニウム塩又はアルカリ金属塩（例えばナトリウム、カリウムなど）を挙げることができる。特に好適な塩としては、四ホウ酸ナトリウム及び五ホウ酸アンモニウムが挙げられる。かかる電解質は、通常は、２５℃の温度で求めて約０．１～約２０ｍＳ／ｃｍ、幾つかの実施形態においては約０．５～約１０ｍＳ／ｃｍ、幾つかの実施形態においては約１～約５ｍＳ／ｃｍの導電率を有する。
所望の場合には、所望の誘電体厚さを達成するために、陽極酸化の各段階を１以上のサイクル繰り返すことができる。更に、陽極は、第１及び／又は第２段階の後に、電解質を除去するために他の溶媒（例えば水）ですすぐか又は洗浄することもできる。
Ｃ．プレコート
所望の場合には、誘電体の上に配され、誘電体と固体電解質の導電性ポリマー層との間に配置された随意的なプレコートを使用することができる。プレコートは、下記の一般式（Ｖ）：
Figure 2023529299000003
 （式中、
Ｚは、ケイ素、チタンなどの有機金属原子であり；
Ｒ１、Ｒ２、及びＲ３は、独立して、アルキル（例えば、メチル、エチル、プロピルなど）又はヒドロキシアルキル（例えば、ヒドロキシメチル、ヒドロキシエチル、ヒドロキシプロピルなど）であり、Ｒ１、Ｒ２、及びＲ３の少なくとも１つはヒドロキシアルキルであり；
ｎは、０～８、幾つかの実施形態においては１～６、幾つかの実施形態においては２～４の整数（例えば３）であり；
Ｘは、グリシジル、グリシジルオキシ、メルカプト、アミノ、ビニルなどのような有機又は無機の官能基である）
を有する化合物のような有機金属化合物を含むことができる。
幾つかの実施形態においては、式（Ｖ）におけるＲ１、Ｒ２、及びＲ３は、ヒドロキシアルキル（例えばＯＣＨ３）であり得る。しかしながら、他の実施形態においては、Ｒ１はアルキル（例えばＣＨ３）、Ｒ２及びＲ３はヒドロキシアルキル（例えばＯＣＨ３）であってよい。
更に、特定の実施形態において、式（Ｖ）のＺはケイ素であってもよいので、有機金属化合物はアルコキシシランのようなオルガノシラン化合物である。好適なアルコキシシランとしては、例えば、３－アミノプロピルトリメトキシシラン、３－アミノプロピルトリエトキシシラン、３－アミノプロピルメチルジメトキシシラン、３－アミノプロピルメチルジエトキシシラン、３－（２－アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、３－メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３－メルカプトプロピルトリエトキシシラン、３－メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、３－メルカプトプロピルメチルジエトキシシラン、グリシドキシメチルトリメトキシシラン、グリシドキシメチルトリエトキシシラン、グリシドキシメチル－トリプロポキシシラン、グリシドキシメチルトリブトキシシラン、β－グリシドキシエチルトリメトキシシラン、β－グリシドキシエチルトリエトキシシラン、β－グリシドキシエチル－トリプロポキシシラン、β－グリシドキシエチル－トリブトキシシラン、β－グリシドキシエチルトリメトキシシラン、α－グリシドキシエチルトリエトキシシラン、α－グリシドキシエチルトリプロポキシシラン、α－グリシドキシエチルトリブトキシシラン、γ－グリシドキシプロピル－トリメトキシシラン、γ－グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ－グリシドキシプロピル－トリプロポキシシラン、γ－グリシドキシプロピルトリブトキシシラン、β－グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、β－グリシドキシプロピル－トリエトキシシラン、β－グリシドキシプロピルトリプロポキシシラン、α－グリシドキシプロピルトリブトキシシラン、α－グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、α－グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、α－グリシドキシプロピル－トリプロポキシシラン、α－グリシドキシプロピルトリブトキシシラン、γ－グリシドキシブチルトリメトキシシラン、δ－グリシドキシブチルトリエトキシシラン、δ－グリシドキシブチルトリプロポキシシラン、δ－グリシドキシブチル－トリブトキシシラン、δ－グリシドキシブチルトリメトキシシラン、γ－グリシドキシブチルトリエトキシシラン、γ－グリシドキシブチルトリプロポキシシラン、γ－プロポキシブチルトリブトキシシラン、δ－グリシドキシブチル－トリメトキシシラン、δ－グリシドキシブチルトリエトキシシラン、δ－グリシドキシブチルトリプロポキシシラン、α－グリシドキシブチルトリメトキシシラン、α－グリシドキシブチルトリエトキシシラン、α－グリシドキシブチル－トリプロポキシシラン、α－グリシドキシブチルトリブトキシシラン、（３，４－エポキシシクロヘキシル）－メチル－トリメトキシシラン、（３，４－エポキシシクロヘキシル）メチル－トリエトキシシラン、（３，４－エポキシシクロヘキシル）メチルトリプロポキシシラン、（３，４－エポキシシクロヘキシル）－メチル－トリブトキシシラン、（３，４－エポキシシクロヘキシル）エチル－トリメトキシシラン、（３，４－エポキシシクロヘキシル）エチル－トリエトキシシラン、（３，４－エポキシシクロヘキシル）エチルトリプロポキシシラン、（３，４－エポキシシクロヘキシル）エチルトリブトキシシラン、（３，４－エポキシシクロヘキシル）プロピルトリメトキシシラン、（３，４－エポキシシクロヘキシル）プロピルトリエトキシシラン、（３，４－エポキシシクロヘキシル）プロピル－トリプロポキシシラン、（３，４－エポキシシクロヘキシル）プロピルトリブトキシシラン、（３，４－エポキシシクロヘキシル）ブチルトリメトキシシラン、（３，４－エポキシシクロヘキシ）ブチルトリエトキシシラン、（３，４－エポキシシクロヘキシル）ブチルトリプロポキシシラン、（３，４－エポキシシクロヘキシル）ブチルトリブトキシシランなどを挙げることができる。
プレコートがキャパシタ体に施される特定の方法は、所望に応じて変化してよい。１つの特定の実施形態においては、化合物を有機溶媒に溶解させ、スクリーン印刷、浸漬、電着塗装、噴霧などによって部品に溶液として施す。有機溶媒は変化してよいが、通常はメタノール、エタノールなどのようなアルコールである。有機金属化合物は、溶液の約０．１重量％～約１０重量％、幾つかの実施形態においては約０．２重量％～約８重量％、幾つかの実施形態においては約０．５重量％～約５重量％を構成し得る。また、溶媒は、溶液の約９０重量％～約９９．９重量％、幾つかの実施形態においては約９２重量％～約９９．８重量％、幾つかの実施形態においては約９５重量％～約９９．５重量％を構成し得る。施したら、次に部品を乾燥させて溶媒をそこから除去し、有機金属化合物を含むプレコート層を形成することができる。
Ｄ．固体電解質
固体電解質は誘電体及び随意的なプレコートの上に配されている。通常は固体電解質の全厚さは約１～約５０μｍ、幾つかの実施形態においては約５～約２０μｍである。固体電解質は、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリンなどのような導電性ポリマーの１つ又は複数の層を含むことができる。チオフェンポリマーは、固体電解質での使用に特に好適である。特定の実施形態においては、例えば、次式（Ｉ）：
Figure 2023529299000004
 （式中、
Ｒ７は、線状又は分岐のＣ１～Ｃ１８アルキル基（例えば、メチル、エチル、ｎ－又はイソ－プロピル、ｎ－、イソ－、ｓｅｃ－又はｔｅｒｔ－ブチル、ｎ－ペンチル、１－メチルブチル、２－メチルブチル、３－メチルブチル、１－エチルプロピル、１，１－ジメチルプロピル、１，２－ジメチルプロピル、２，２－ジメチルプロピル、ｎ－ヘキシル、ｎ－ヘプチル、ｎ－オクチル、２－エチルヘキシル、ｎ－ノニル、ｎ－デシル、ｎ－ウンデシル、ｎ－ドデシル、ｎ－トリデシル、ｎ－テトラデシル、ｎ－ヘキサデシル、ｎ－オクタデシルなど）；Ｃ５～Ｃ１２シクロアルキル基（例えば、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、シクロノニル、シクロデシルなど）；Ｃ６～Ｃ１４アリール基（例えば、フェニル、ナフチルなど）；Ｃ７～Ｃ１８アラルキル基（例えば、ベンジル、ｏ－、ｍ－、ｐ－トリル、２，３－、２，４－、２，５－、２－６－、３－４－、３，５－キシリル、メシチルなど）であり、；
ｑは、０～８、幾つかの実施形態においては０～２の整数、一実施形態においては０である）
の繰り返し単位を有するチオフェンポリマーを使用することができる。
固有及び／又は外因性導電性ポリマーを固体電解質において使用することができる。例えば「外因性」導電性ポリマーは、通常はポリマーに共有結合していない別の対イオンの存在を必要とする。かかる外因性導電性ポリマーの一例は、ポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）である。対イオンは、導電性ポリマーの電荷を中和するモノマー又はポリマーアニオンであってよい。ポリマーアニオンは、例えば、ポリマーカルボン酸（例えば、ポリ－２－スルホエチル（メタ）アクリレート又はポリ－３－プロピルスルホ（メタ）アクリレートのようなポリ（メタ）アクリル酸、；ポリマレイン酸等）；ポリマースルホン酸（例えばポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）、ポリビニルスルホン酸等）；などに由来するアニオン、並びにそれらのアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、遷移金属塩、又はアンモニウム塩のようなそれらの塩であってよい。更に、好適なモノマーアニオンは、Ｃ１～Ｃ２０アルカンスルホン酸（例えばドデカンスルホン酸）；脂肪族フルオロスルホン酸（例えばトリフルオロメタンスルホン酸、ペルフルオロブタンスルホン酸、ペルフルオロオクタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホンイミド等）；脂肪族Ｃ１～Ｃ２０カルボン酸（例えば２－エチルヘキシルカルボン酸）；脂肪族フルオロカルボン酸（例えばトリフルオロ酢酸又はペルフルオロオクタン酸）；場合によってＣ１～Ｃ２０アルキル基によって置換されている芳香族スルホン酸（例えばベンゼンスルホン酸、ｏ－トルエンスルホン酸、ｐ－トルエンスルホン酸、又はドデシルベンゼンスルホン酸）；シクロアルカンスルホン酸（例えば、カンファースルホン酸）；ホウ素化合物（例えば、テトラフルオロホウ酸）；リン化合物（例えば、ヘキサフルオロリン酸）；など、並びにそれらのアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、遷移金属塩、又はアンモニウム塩のようなそれらの塩に由来してよい。特に好適な対アニオンは、ポリマーカルボン酸又はスルホン酸に由来するもの（例えばポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ））のようなポリマーアニオンである。かかる化合物の分子量は、通常は、約１，０００～約２，０００，０００、幾つかの実施形態においては約２，０００～約５００，０００の範囲である。
ポリマーに共有結合しているアニオンによって少なくとも部分的に補償される主鎖上に配置される正電荷を有する、固有導電性ポリマーも使用されてよい。かかるポリマーは例えば、乾燥状態で、約１ジーメンス／センチメートル（「Ｓ／ｃｍ」）以上、幾つかの実施形態においては約１０Ｓ／ｃｍ以上、幾つかの実施形態においては約２５Ｓ／ｃｍ以上、幾つかの実施形態においては約４０Ｓ／ｃｍ以上、幾つかの実施形態においては約５０～約５００Ｓ／ｃｍの比較的高い比導電率を有し得る。好適な固有導電性チオフェンポリマーの一例は、次式（ＩＩ）：
Figure 2023529299000005
 （式中、
Ｒは（ＣＨ２）ａ－Ｏ－（ＣＨ２）ｂ－Ｌ（式中、Ｌは結合又はＨＣ（［ＣＨ２］ｃＨ）である）であり；
ａは０～１０、幾つかの実施形態においては０～６、幾つかの実施形態においては１～４（例えば１）であり；
ｂは１～１８、幾つかの実施形態においては１～１０、幾つかの実施形態においては２～６（例えば、２、３、４、又は５）であり；
ｃは０～１０、幾つかの実施形態においては０～６、幾つかの実施形態においては１～４（例えば１）であり；
Ｚは、ＳＯ３ －、Ｃ（Ｏ）Ｏ－、ＢＦ４ －、ＣＦ３ＳＯ３ －、ＳｂＦ６ －、Ｎ（ＳＯ２ＣＦ３）２ －、Ｃ４Ｈ３Ｏ４ －、ＣｌＯ４ －などのようなアニオンであり；
Ｘは、水素、アルカリ金属（例えば、リチウム、ナトリウム、ルビジウム、セシウム又はカリウム）、アンモニウムなどのようなカチオンである）
の繰り返し単位を有してよい。
１つの特定の実施形態においては、式（ＩＩ）のＺはスルホネートイオンであるので、固有導電性ポリマーは、次式（ＩＩＩ）：
Figure 2023529299000006
 （式中、Ｒ及びＸは上記に定義される）
の繰り返し単位を含む。式（ＩＩ）又は（ＩＩＩ）において、ａは好ましくは１であり、ｂは好ましくは３又は４である。更に、Ｘは好ましくはナトリウム又はカリウムである。
所望の場合には、ポリマーは他のタイプの繰り返し単位を含むコポリマーであってよい。かかる実施形態においては、式（ＩＩ）の繰り返し単位は、通常はコポリマー中の繰り返し単位の全量の約５０モル％以上、幾つかの実施形態においては約７５モル％～約９９モル％、幾つかの実施形態においては約８５モル％～約９５モル％を構成する。勿論、ポリマーは、１００モル％の式（ＩＩ）の繰り返し単位を含む程度までホモポリマーであってよい。かかるホモポリマーの具体例としては、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、塩）及びポリ（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－プロパンスルホン酸、塩）が挙げられる。
別の実施形態においては、固有導電性ポリマーは、下記の一般式（ＩＶ）：
Figure 2023529299000007
 （式中、
ａ及びｂは、上記に定義した通りであり；
Ｒ５は、場合によって置換されているＣ１～Ｃ６線状若しくは分岐のアルキル基（例えばメチル）又はハロゲン原子（例えばフッ素）であり；
Ｘは、水素原子、アルカリ金属（例えば、Ｌｉ、Ｎａ、又はＫ）、ＮＨ（Ｒ１）３（式中、Ｒ１は、それぞれ独立して水素原子又は場合によって置換されているＣ１～Ｃ６アルキル基である）、又はＨＮＣ５Ｈ５である）
の繰り返しチオフェン単位を有する。
このような繰り返しを形成するために使用されるチオフェン化合物の具体例は、米国特許第９，７１８，９０５号に記載されており、例えば、３－［（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－メチル－１－プロパンスルホン酸ナトリウム、３－［（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－エチル－１－プロパンスルホン酸ナトリウム、３－［（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－プロピル－１－プロパン－スルホン酸ナトリウム、３－［（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－ブチル－１－プロパンスルホン酸ナトリウム、３－［（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－ペンチル－１－プロパン－スルホン酸ナトリウム、３－［（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－ヘキシル－１－プロパンスルホン酸ナトリウム、３－［（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－イソプロピル－１－プロパンスルホン酸ナトリウム、３－［（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－イソブチル－１－プロパンスルホン酸ナトリウム、３－［（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－イソペンチル－１－プロパンスルホン酸ナトリウム、３－［（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－フルオロ－１－プロパンスルホン酸ナトリウム、３－［（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－メチル－１－プロパンスルホン酸カリウム、３－［（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－メチル－１－プロパンスルホン酸、３－［（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－メチル－１－プロパン－スルホン酸アンモニウム、３－［（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－メチル－１－プロパンスルホン酸トリエチルアンモニウムなど、及びこれらの組合せを挙げることができる。上記例示されたチオフェンモノマーのそれぞれは、チエノ［３，４－ｂ］－１，４－ジオキシン－２－メタノール及び分岐スルトン化合物から、公知の方法（例えば、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ、４４３、２１７～２２６（１９９８））によって調製することができる。
固体電解質は、内層及び／又は外層のような複数の層から形成されてよい。この文脈における「内側」という用語は、直接か又は別の層（例えばプレコート層）を介して誘電体の上に配されている１つ又は複数の層を指す。例えば、１つ又は複数の内層は、通常は上記のような固有導電性ポリマーを含む。１つの特定の実施形態においては、１つ又は複数の内層は一般に外因性導電性ポリマーを含まず、したがって主として固有導電性ポリマーから形成される。より詳しくは、固有導電性ポリマーは、１つ又は複数の内層の約５０重量％以上、幾つかの実施形態においては約７０重量％以上、幾つかの実施形態においては約９０重量％以上（例えば１００重量％）を構成し得る。１つ又は複数の内層を使用することができる。例えば、固体電解質は、通常は２～３０、幾つかの実施形態においては４～２０、幾つかの実施形態においては約５～１５の内層（例えば１０の層）を含む。１つ又は複数の内層は、溶媒を含む溶液の形態で施すことができる。ポリマーの濃度は、所望の粘度、及び層を陽極に施す特定の様式に依存して変化し得る。しかしながら、通常は、ポリマーは、溶液の約０．１～約１０重量％、幾つかの実施形態においては約０．４～約５重量％、幾つかの実施形態においては約０．５～約４重量％を構成する。１種類又は複数の溶媒は、溶液の約９０重量％～約９９．９重量％、幾つかの実施形態においては約９５重量％～約９９．６重量％、幾つかの実施形態においては約９６重量％～約９９．５重量％を構成する。勿論他の溶媒を使用してもよいが、一般的には水が主要な溶媒で、溶液が「水」溶液とみなされることが望ましい。ほとんどの実施形態においては例えば、水は使用される１種類又は複数の溶媒の少なくとも約５０重量％、幾つかの実施形態においては少なくとも約７５重量％、幾つかの実施形態においては約９０重量％～１００重量％を構成する。使用する場合、溶液は、浸漬、キャスティング（例えば、カーテン被覆、スピン被覆など）、印刷（例えば、グラビア印刷、オフセット印刷、スクリーン印刷など）などのような任意の公知の技術を使用して陽極に施すことができる。得られる導電性ポリマー層は、陽極に施した後に乾燥及び／又は洗浄することができる。
固体電解質は「内層」のみを含んで、同じ材料、すなわち固有導電性ポリマーから実質的に形成されるようにすることができる。しかしながら、他の実施形態においては、固体電解質はまた、１つ又は複数の内層とは異なる材料から形成され、１つ又は複数の内層の上に配されている１以上の随意的な「外側」導電性ポリマー層を含み得る。例えば、１つ又は複数の外層は外因性導電性ポリマーから形成されてよい。１つの特定の実施形態においては、１つ又は複数の外層は、それらがそれぞれの外層の約５０重量％以上、幾つかの実施形態においては約７０重量％以上、幾つかの実施形態においては約９０重量％以上（例えば１００重量％）を構成するという点で、かかる外因性導電性ポリマーから主として形成される。１つ又は複数の外層を使用することができる。例えば、固形電解質は、２～３０、幾つかの実施形態においては４～２０、幾つかの実施形態においては約５～１５の外層を含み得る。
使用する場合、外因性導電性ポリマーは、予め重合された導電性粒子の分散液の形態で施すことが望ましい場合がある。このような粒子は、通常は約１～約１００ナノメートル、幾つかの実施形態においては約２～約８０ナノメートル、幾つかの実施形態においては約４～約５０ナノメートルの平均寸法（例えば直径）を有する。粒子の直径は、超遠心分離、レーザー回折などのような公知の技術を使用して求めることができる。粒子の形状も変化し得る。１つの特定の実施形態においては、例えば粒子は球形である。しかしながら、プレート、ロッド、ディスク、バー、チューブ、不規則形状等のような他の形状も本発明によって意図されることを理解すべきである。分散液中の粒子の濃度は、分散液の所望の粘度、及び分散液をキャパシタ素子に施す特定の方法に応じて変化し得る。しかしながら、通常は、粒子は、分散液の約０．１～約１０重量％、幾つかの実施形態においては約０．４～約５重量％、幾つかの実施形態においては約０．５～約４重量％を構成する。
分散液にはまた１種類以上のバインダーを含ませて、ポリマー層の接着性を更に高め、また分散液中における粒子の安定性も増加させることもできる。バインダーは、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルブチレート、ポリアクリル酸エステル、ポリアクリル酸アミド、ポリメタクリル酸エステル、ポリメタクリル酸アミド、ポリアクリロニトリル、スチレン／アクリル酸エステル、酢酸ビニル／アクリル酸エステル及びエチレン／酢酸ビニルコポリマー、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリスチレン、ポリエーテル、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリアミド、ポリイミド、ポリスルホン、メラミンホルムアルデヒド樹脂、エポキシド樹脂、シリコーン樹脂又はセルロースのような有機的性質のものであってよい。また、バインダーの接着能力を増大させるために架橋剤を使用することもできる。かかる架橋剤としては、例えば、メラミン化合物、マスクドイソシアネート又は官能性シラン、例えば３－グリシドキシプロピルトリアルコキシシラン、テトラエトキシシラン、及びテトラエトキシシラン加水分解物、又は架橋性ポリマー、例えばポリウレタン、ポリアクリレート、又はポリオレフィンを挙げることができ、その後の架橋を含めることができる。
また、層を陽極に施す能力を促進させるために、分散剤を使用することもできる。好適な分散剤としては、脂肪族アルコール（例えば、メタノール、エタノール、ｉ－プロパノール、及びブタノール）、脂肪族ケトン（例えば、アセトン及びメチルエチルケトン）、脂肪族カルボン酸エステル（例えば、酢酸エチル及び酢酸ブチル）、芳香族炭化水素（例えば、トルエン及びキシレン）、脂肪族炭化水素（例えば、ヘキサン、ヘプタン、及びシクロヘキサン）、塩素化炭化水素（例えば、ジクロロメタン及びジクロロエタン）、脂肪族ニトリル（例えばアセトニトリル）、脂肪族スルホキシド及びスルホン（例えば、ジメチルスルホキシド及びスルホラン）、脂肪族カルボン酸アミド（例えば、メチルアセトアミド、ジメチルアセトアミド及びジメチルホルムアミド）、脂肪族及び芳香脂肪族エーテル（例えば、ジエチルエーテル及びアニソール）、水、及び任意の上記の溶媒の混合物のような溶媒が挙げられる。特に好適な分散剤は水である。
上述したものに加えて、更に他の成分を分散液中で使用することもできる。例えば、約１０ナノメートル～約１００マイクロメートル、幾つかの実施形態においては約５０ナノメートル～約５０マイクロメートル、幾つかの実施形態においては約１００ナノメートル～約３０マイクロメートルの寸法を有する通常のフィラーを使用することができる。かかるフィラーの例としては、炭酸カルシウム、シリケート、シリカ、硫酸カルシウム又はバリウム、水酸化アルミニウム、ガラス繊維又はガラス球、木粉、セルロース粉末、カーボンブラック、導電性ポリマーなどが挙げられる。フィラーは、粉末形態で分散液中に導入することができるが、繊維のような他の形態で存在させることもできる。
イオン性又は非イオン性界面活性剤のような表面活性物質を分散液中で使用することもできる。更に、有機官能性シラン又はそれらの加水分解物、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又はオクチルトリエトキシシランのような接着剤を使用することができる。分散液にはまた、エーテル基含有化合物（例えばテトラヒドロフラン）、ラクトン基含有化合物（例えば、γ－ブチロラクトン又はγ－バレロラクトン）、アミド又はラクタム基含有化合物（例えば、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、又はピロリドン）、スルホン及びスルホキシド（例えば、スルホラン（テトラメチレンスルホン）又はジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ））、糖又は糖誘導体（例えば、サッカロース、グルコース、フルクトース、又はラクトース）、糖アルコール（例えば、ソルビトール又はマンニトール）、フラン誘導体（例えば、２－フランカルボン酸又は３－フランカルボン酸）、アルコール（例えば、エチレングリコール、グリセロール、ジ－又はトリエチレングリコール）のような、導電性を増加させる添加剤を含ませることもできる。
分散液は、スピン被覆、含浸、流し込み、滴下適用、注入、噴霧、ドクターブレード塗布、ブラシ塗布、印刷（例えば、インクジェット、スクリーン、又はパッド印刷）、又は浸漬などによる種々の公知の技術を使用して施すことができる。分散液の粘度は、通常は、約０．１～約１００，０００ｍＰａ・秒（１００秒－１の剪断速度で測定）、幾つかの実施形態においては約１～約１０，０００ｍＰａ・秒、幾つかの実施形態においては約１０～約１，５００ｍＰａ・秒、幾つかの実施形態においては約１００～約１０００ｍＰａ・秒である。
所望の場合には、固体電解質はまた上記の１つ又は複数の内層及び／又は外層の上に配されている外部ポリマー被覆も含むことができる。外部ポリマー被覆は、通常は、上記のような導電性ポリマー粒子から形成される（例えば外因性導電性ポリマーから形成される）１つ又は複数の層を含む。外部被覆は、キャパシタ体のエッジ領域中に更に浸透して、誘電体に対する接着を増加させて、より機械的に堅牢な部品を与えることができ、これにより等価直列抵抗及びリーク電流を減少させることができる。一般に、陽極体の内部に含浸させるのではなく、エッジの被覆度を向上させることを意図しているので、外部被覆において使用される粒子は、通常は固体電解質において使用される随意的な粒子において（例えば１つ又は複数の外層において）使用されるものよりも大きな寸法を有する。例えば、固体電解質において使用される粒子の平均寸法に対する、外部ポリマー被覆において使用される粒子の平均寸法の比は、通常は約１．５～約３０、幾つかの実施形態においては約２～約２０、幾つかの実施形態においては約５～約１５である。例えば、外部被覆において使用される粒子は、約５０～約８００ナノメートル、幾つかの実施形態においては約８０～約６００ナノメートル、幾つかの実施形態においては約１００～約５００ナノメートルの平均寸法を有していてよい。
場合により外部ポリマー被覆において架橋剤を使用して、接着度を更に増大させることができる。通常は、架橋剤は、外部被覆において使用される分散液を施す前に施す。好適な架橋剤は、例えば、Ｍｅｒｋｅｒらの米国特許公開第２００７／００６４３７６号に記載されており、例えば、アミン（例えば、ジアミン、トリアミン、オリゴマーアミン、ポリアミンなど）；多価金属カチオン、例えば、Ｍｇ、Ａｌ、Ｃａ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｂａ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｒｕ、Ｃｅ、又はＺｎの塩又は化合物、ホスホニウム化合物、スルホニウム化合物などが挙げられる。特に好適な例としては、例えば、１，４－ジアミノシクロヘキサン、１，４－ビス（アミノメチル）シクロヘキサン、エチレンジアミン、１，６－ヘキサンジアミン、１，７－ヘプタンジアミン、１，８－オクタンジアミン、１，９－ノナンジアミン、１，１０－デカンジアミン、１，１２－ドデカンジアミン、Ｎ，Ｎ－ジメチルエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラメチルエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラメチル－１，４－ブタンジアミンなど、並びにこれらの混合物が挙げられる。架橋剤は、通常は、そのｐＨが２５℃において求めて１～１０、幾つかの態様においては２～７、幾つかの態様においては３～６である溶液又は分散液から施される。酸性化合物を使用して所望のｐＨレベルの達成を助けることができる。架橋剤のための溶媒又は分散剤の例としては、水、又は有機溶媒、例えばアルコール、ケトン、カルボン酸エステルなどが挙げられる。架橋剤は、スピン被覆、含浸、流延、滴下適用、噴霧適用、蒸着、スパッタリング、昇華、ナイフ被覆、塗装又は印刷、例えばインクジェット、スクリーン、又はパッド印刷のような任意の公知のプロセスによってキャパシタ体に施すことができる。施したら、ポリマー分散液を施す前に架橋剤を乾燥することができる。次に、所望の厚さが達成されるまでこのプロセスを繰り返すことができる。例えば、架橋剤及び分散液の層を含む外部ポリマー被覆全体の全厚さは、約１～約５０μｍ、幾つかの態様においては約２～約４０μｍ、幾つかの態様においては約５～約２０μｍの範囲であってよい。
Ｅ．水分バリヤ
上記に示したように、水分バリヤは、固体電解質中の少なくとも１つの導電性ポリマー層の上に配されているキャパシタ素子において使用される。一実施形態において、例えば、水分バリヤは、固体電解質の一部を構成し１つ又は複数の内側導電性ポリマー層の上に配されていてよい。かかる実施形態において、水分バリヤは、場合によって１つ又は複数の内側導電性ポリマー層と任意の１つ又は複数の外側導電性ポリマー層との間に配置されてよく、又は単に１つ又は複数の内側導電性ポリマー層、１つ又は複数の外側導電性ポリマー層、及び／又は外部ポリマー被覆の上に配されていてよい。他の実施形態においては、水分バリヤは、固体電解質全体の上に配されていてよい。いずれにせよ、水分バリヤは、比導電率が比較的高く水吸着の程度が低い共役ポリマーを含む。１つの特定の実施形態においては、例えば、水分バリヤは、下記の一般式（１）及び／又は（２）：
Figure 2023529299000008
 （式中、
Ｘ１及びＸ２は、独立して、水素、場合によって置換されているアルキル（例えば、１～１２個の炭素原子を有するアルキル）、場合によって置換されているアルコキシ（例えば、１～１２個の炭素原子を有するアルコキシ）、場合によって置換されているアルキレンオキシド（例えば、１～１２個の炭素原子を有する）、場合によって置換されているチオシアノ、場合によって置換されているチオアルキル、若しくは場合によって置換されているアミノであるか、又はＸ１及びＸ２は、組み合わさって、場合によって置換されているアルキレンジオキシ（例えば、１～１２個の炭素原子を有する）若しくは場合によって置換されているアルキレンジチオ基（例えば、１～１２個の炭素原子を有する）を形成し；
Ｒは、場合によって置換されているアルキル（例えば、１～１２個の炭素原子を有するアルキル）、場合によって置換されているアルコキシ（例えば、１～１２個の炭素原子を有するアルコキシ）、場合によって置換されているアルキレンオキシド（例えば、１～１２個の炭素原子を有する）、場合によって置換されている複素環基、又は場合によって置換されているアリール基（例えば、フェニル、ナフチル等）である）
の繰り返しチオフェン単位を有するポリマーを含む。
１つの特定の実施形態においては、式（１）及び／又は式（２）のＸ１及びＸ２は、組み合わさって、下記の構造：
Figure 2023529299000009
 （式中、
Ｙ１及びＹ２は、独立してＯ又はＳであり；
Ｘ５は、１～１２個の炭素原子を有するアルキレン基であり、場合によってアルキレン基内に置換基、及び／又は酸素類縁体（analog）、窒素類縁体、若しくは硫黄類縁体構造を有する）
を形成してもよい。一実施形態において、例えば、Ｘ５はエチレンであってよい。
Ｒに好適なアルキル基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル基などを挙げることができる。Ｒに好適な複素環基としては、シロール、フラン、チオフェン、オキサゾール、ピロール、ピリジン、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン、トリアジン、オキサジアゾール、トリアゾール、イミダゾール、ピラゾール、チアゾール、インドール、ベンゾイミダゾール、ベンゾチアゾール、ベンゾオキサゾール、キノキサリン、キナゾリン、フタラジン、チエノチオフェン、カルバゾール、アザカルバゾール、ジベンゾシロール、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、ベンゾチオフェン、ベンゾジフラン、ベンゾジチオフェン、アクリジン、ベンゾキノリン、フェナジン、フェナントリジン、フェナントロリン、シクラジン、キンドリン、テペニジン、キニンドリン、トリフェノジチアジン、トリフェノジオキサジン、フェナントラジン、アントラジン、ペリミジン、ナフトフラン、ナフトチオフェン、ナフトジフラン、ナフトジチオフェン、アントラフラン、アントラジフラン、アントラチオフェン、アントラジチオフェン、チアントレン、フェノキサチイン、ジベンゾカルバゾール、インドロカルバゾール、ジチエノベンゼン、エポキシ、アジリジン、チイラン、オキセタン、アゼチジン、チエタン、テトラヒドロフラン、ジオキソラン、ピロリジン、ピラゾリジン、イミダゾリジン、オキサゾリジン、テトラヒドロチオフェン、スルホラン、チアゾリジン、ｅ－カプロラクトン、ｅ－カプロラクタム、ピペリジン、ヘキサヒドロピリダジン、ヘキサヒドロピリミジン、ピペラジン、モルホリン、テトラヒドロピラン、１，３－ジオキサン、１，４－ジオキサン、トリオキサン、テトラヒドロチオピラン、チオモルホリン、チオモルホリン－１，１－ジオキシド、ピラノース、ジアザビシクロ［２，２，２］－オクタン、フェノキサジン、チオキサンテン基などを挙げることができる。Ｒに好適なアリール基としては、例えば、ベンゼン（例えば、ベンゼン、２，４，６－トリメチルベンゼン、２，６－ジクロロベンゼンなど）、ナフタレン、アズレン、アントラセン、フェナントレン、ピレン、トリフェニレン、フルオレン基などを挙げることができる。
繰り返し単位の数（「ｎ」）は、２以上、幾つかの実施形態においては１０以上、幾つかの実施形態においては２０～３００のように変動してよい。更に、式（Ｉ）に関して上記に記載されるモノマー化合物及び／又はポリマー化合物に由来する対イオン（「Ａ－」）も存在してよい。特に好適な対イオンは、ポリスチレンスルホン酸、ポリ－２－スルホエチル（メタ）アクリレート、ポリ－３－プロピルスルホ（メタ）アクリレート、ｐ－トルエンスルホン酸、ドデシルスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、ジ（２－エチルヘキシル）スルホコハク酸、ポリオキシエチレン多環フェニルエーテルスルホネート、ポリオキシエチレンアリールエーテルスルフェート、テトラフルオロホウ酸、トリフルオロ酢酸、ヘキサフルオロリン酸、トリフルオロメタンスルホンイミドなど、並びにそれらのアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、遷移金属塩、又はアンモニウム塩のようなそれらの塩に由来してもよい。
１つの特定の実施形態においては、例えば、ポリマーは、下記の一般式（１）及び／又は（２）：
Figure 2023529299000010
 （式中、
Ｒ１は、場合によって置換されているアルキル（例えば、１～１２個の炭素原子を有するアルキル）、場合によって置換されているアルコキシ（例えば、１～１２個の炭素原子を有するアルコキシ）、場合によって置換されているアルキレンオキシド（例えば、１～１２個の炭素原子を有する）、場合によって置換されている複素環基、又は場合によって置換されているアリール基（例えば、フェニル、ナフチル等）であり、
Ａ－は、上記のような対イオンであり；
ｎは、２以上、幾つかの実施形態においては１０以上、幾つかの実施形態においては２０～３００である）
の繰り返しチオフェン単位を有することができる。
ポリマーは、米国特許公開第２０１８／０２４４８３８号及び第２０２０／０１１８７６６号（その全体が参照によって本明細書に組み込まれる）に記載されているような、当業者によって理解される種々の技術によって形成することができる。１つの特定の実施形態においては、例えば、チオフェンモノマー（例えば、３，４－エチレンジオキシチオフェン）とアルデヒド誘導体との反応によって、一般式（１）及び／又は（２）を有するチオフェンポリマーを重合させることができる。好適なアルデヒド誘導体としては、例えば、芳香族アルデヒド（例えば、ベンズアルデヒド、ナトリウム２－スルホベンズアルデヒド等）、脂肪族アルデヒドなどが挙げられる。反応を開始させるために、溶媒と対イオンＡ－を生じさせる化合物（例えば、酸）とを重合混合物に加えることができる。好適な溶媒としては、水、グリコール（例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、トリエチレングリコール、ヘキシレングリコール、ポリエチレングリコール、エトキシジグリコール、ジプロピレングリコールなど）；グリコールエーテル（例えば、メチルグリコールエーテル、エチルグリコールエーテル、イソプロピルグリコールエーテルなど）；アルコール（例えば、メタノール、エタノール、ｎ－プロパノール、イソ－プロパノール、及びブタノール）；ケトン（例えばアセトン、メチルエチルケトン、及びメチルイソブチルケトン）；エステル（例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル、ジエチレングリコールエーテルアセテート、メトキシプロピルアセテート、炭酸エチレン、炭酸プロピレンなど）；アミド（例えば、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルカプリル／カプリン脂肪酸アミド、及びＮ－アルキルピロリドン）；スルホキシド又はスルホン（例えば、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）及びスルホラン）；フェノール化合物（例えば、トルエン、キシレンなど）などを挙げることができる。反応は通常、酸化剤の存在下で行われ、これは対イオン又は別の酸化剤を形成させるために使用される化合物の一部であってよい。好適な酸化剤としては、例えば、過酸化物（例えば、アンモニウムペルオキソジスルフェート（ＡＰＳ）、過硫酸ナトリウム、及び過硫酸カリウム）、過酸化水素、キノン（例えば、ｐ－ベンゾキノン及びクロラニル）、塩化鉄（ＩＩＩ）、硫酸鉄（ＩＩＩ）、水酸化鉄（ＩＩＩ）、テトラフルオロホウ酸鉄（ＩＩＩ）、ヘキサフルオロリン酸鉄（ＩＩＩ）、硫酸銅（ＩＩ）、塩化銅（ＩＩ）、テトラフルオロホウ酸銅（ＩＩ）、及びヘキサフルオロリン酸銅（ＩＩ）などを挙げることができる。
どのように形成されるかにかかわらず、得られるポリマーは、上記の化学式（１）により表される構造単位及び化学式（２）により表される構造単位の単一構造又は混合構造のいずれかを有することができる。所望の場合には、アルデヒド誘導体に対するチオフェン化合物の量を増加させることにより化学式（２）により表される構造単位の割合を増加させることができる。得られるポリマーは一般に水溶性であり、これによりそのポリマーをより容易且つ効果的に陽極に施すことが可能である。可溶性ポリマーはまた、高比電荷粉末によって形成される小孔により容易に含浸させることもでき、その結果、得られる固形電解質は「フィルム状」の構造を有し、陽極の少なくとも一部を実質的に均一に被覆する。これは、得られる酸化物の品質並びにその表面被覆を改善し、それによってキャパシタの電気特性を向上させる。
水分バリヤをキャパシタ素子の任意の表面に施して所望の特性を実現することができる。例えば、水分バリヤは、キャパシタ素子の上面、下面、及び／又は側面に配置されてよい。水分バリヤは更に、キャパシタ素子の前面及び／又は後面に配置されてよい。水分バリヤは、それが施される表面の全面積又は一部の面積のみを被覆してよい。一実施形態において、例えば、水分バリヤは、それが施されるキャパシタ素子の表面の約３０％以上、幾つかの実施形態においては約４０％以上、幾つかの実施形態においては約５０％以上を被覆する。
例えば図１を参照すると、一般に長方形の形状を有し前面３６、後面３８、上面３７、下面３９、第１の側面３２、及び第２の側面（図示せず）を含むキャパシタ素子３３を含む、キャパシタ３０の一実施形態が示されている。示されている実施形態においては、陽極リード１６は陽極体４０の中に埋め込まれ、キャパシタ素子３３の前面３６から長手方向に伸長している。キャパシタ素子３３は、陽極体４０の上に配されている誘電体４４、及び誘電体４４の上に配されている固体電解質４６を含む。示されるように、固体電解質４６は通常は、前面３６を除いたキャパシタ３０の各表面に存在する。勿論、かかる層はキャパシタの任意の表面に施されてよく、示される方法で施される必要はないことを理解すべきである。キャパシタ素子３３はまた、上記の導電性ポリマーを含む水分バリヤ６３も含む。この特定の実施形態においては、水分バリヤ６３は、後面３８、上面３７、並びに側面（図示せず）において固体電解質４６の上に配される。水分バリヤ６３はまた、前面３６にも存在するが、上記のようにこの表面において必ずしも固体電解質の上に配されていなくてよい。勿論、図１に示すように水分バリヤ６３はキャパシタ素子３３の表面に配置される必要はないことを理解すべきである。別の実施形態において、例えば、水分バリヤは、キャパシタ素子３３の側面にのみ配置されてよい。どこに配置されるかにかかわらず、水分バリヤは表面の任意の所望の部分を被覆することができる。例えば、水分バリヤは、それらが配置される表面の実質的にすべて、例えば約９０％以上、幾つかの実施形態においては約９５％以上などを被覆することができる。しかし改めて、これは単に随意的であり、水分バリヤは表面のそのような相当部分を被覆する必要はない。
Ｆ．陰極被覆
所望の場合には、キャパシタ素子は、固体電解質及び水分バリヤの上に配される陰極被覆を使用することもできる。陰極被覆には、ポリマーマトリクス内に分散されている多数の導電性金属粒子を含む金属粒子層を含ませることができる。粒子は、通常は層の約５０重量％～約９９重量％、幾つかの実施形態においては約６０重量％～約９８重量％、幾つかの実施形態においては約７０重量％～約９５重量％を構成し、一方でポリマーマトリクスは、通常は層の約１重量％～約５０重量％、幾つかの実施形態においては約２重量％～約４０重量％、幾つかの実施形態においては約５重量％～約３０重量％を構成する。
導電性金属粒子は、銅、ニッケル、銀、ニッケル、亜鉛、スズ、鉛、銅、アルミニウム、モリブデン、チタン、鉄、ジルコニウム、マグネシウムなどのような種々の異なる金属、並びにこれらの合金から形成することができる。銀がかかる層において使用するのに特に好適な導電性金属である。金属粒子は、しばしば、約０．０１～約５０マイクロメートル、幾つかの実施形態においては約０．１～約４０マイクロメートル、幾つかの実施形態においては約１～約３０マイクロメートルの平均径のような比較的小さい寸法を有する。通常は１つのみの金属粒子層を使用するが、所望の場合には複数の層を使用することができることを理解すべきである。かかる１つ又は複数の層の合計厚さは、約１μｍ～約５００μｍ、幾つかの実施形態においては約５μｍ～約２００μｍ、幾つかの実施形態においては約１０μｍ～約１００μｍの範囲内である。
ポリマーマトリクスは、通常は本質的に熱可塑性又は熱硬化性であってよいポリマーを含む。しかしながら、通常は、ポリマーは、銀イオンのエレクトロマイグレーションに対するバリヤとして作用することができ、また陰極被覆における水吸着の程度を最小にするように比較的少量の極性基を含むように選択される。この点に関し、本発明者らは、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマールなどのようなビニルアセタールポリマーがこの目的のために特に好適であることを見出した。例えば、ポリビニルブチラールは、ポリビニルアルコールをアルデヒド（例えばブチルアルデヒド）と反応させることによって形成することができる。この反応は通常は完全ではないので、ポリビニルブチラールは一般的に残留ヒドロキシル含量を有する。しかしながら、この含量を最小にすることによって、ポリマーはより低い程度の強極性基を有することができる（これを有していないと高い程度の湿分吸着が引き起こされ、且つ銀イオンの移動が引き起こされる）。例えば、ポリビニルアセタール中の残留ヒドロキシル含量は、約３５モル％以下、幾つかの実施形態においては約３０モル％以下、幾つかの実施形態においては約１０モル％～約２５モル％にすることができる。かかるポリマーの１つの商業的に入手できる例は、Ｓｅｋｉｓｕｉ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．から「ＢＨ－Ｓ」（ポリビニルブチラール）の名称で入手できる。
陰極被覆を形成するためには、通常は、導電性ペーストをキャパシタに、固体電解質の上に重ねて施す。一般にペースト中で１種類以上の有機溶媒を使用する。一般に、グリコール（例えば、プロピレングリコール、ブチレングリコール、トリエチレングリコール、ヘキシレングリコール、ポリエチレングリコール、エトキシジグリコール、及びジプロピレングリコール）；グリコールエーテル（例えば、メチルグリコールエーテル、エチルグリコールエーテル、及びイソプロピルグリコールエーテル）；エーテル（例えば、ジエチルエーテル及びテトラヒドロフラン）；アルコール（例えば、ベンジルアルコール、メタノール、エタノール、ｎ－プロパノール、イソ－プロパノール、及びブタノール）；トリグリセリド；ケトン（例えば、アセトン、メチルエチルケトン、及びメチルイソブチルケトン）；エステル（例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル、ジエチレングリコールエーテルアセテート、及びメトキシプロピルアセテート）；アミド（例えば、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルカプリル／カプリン脂肪酸アミド及びＮ－アルキルピロリドン）；ニトリル（例えば、アセトニトリル、プロピオンニトリル、ブチロニトリル、及びベンゾニトリル）；スルホキシド又はスルホン（例えば、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）及びスルホラン）；など、並びにこれらの混合物のような種々の異なる有機溶媒を使用することができる。１種類又は複数の有機溶媒は、通常は、ペーストの約１０重量％～約７０重量％、幾つかの実施形態においては約２０重量％～約６５重量％、幾つかの実施形態においては約３０重量％～約６０重量％を構成する。通常は、金属粒子は、ペーストの約１０重量％～約６０重量％、幾つかの実施形態においては約２０重量％～約４５重量％、幾つかの実施形態においては約２５重量％～約４０重量％を構成し、樹脂状マトリクスは、ペーストの約０．１重量％～約２０重量％、幾つかの実施形態においては約０．２重量％～約１０重量％、幾つかの実施形態においては約０．５重量％～約８重量％を構成する。
ペーストは比較的低い粘度を有していてよく、これによりそれを容易に取り扱ってキャパシタ素子に施すことが可能になる。粘度は、例えば、Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ ＤＶ－１粘度計（コーンプレート）などを使用して１０ｒｐｍの速度及び２５℃の温度で運転して測定して、約５０～約３，０００センチポアズ、幾つかの実施形態においては１００～約２，０００センチポアズ、幾つかの実施形態においては約２００～約１，０００センチポアズの範囲であってよい。所望の場合には、ペースト中で増粘剤又は他の粘度調整剤を使用して粘度を増加又は減少させることができる。更に、施すペーストの厚さは比較的薄くてもよく、これでもなお所望の特性を達成することができる。例えば、ペーストの厚さは、約０．０１～約５０マイクロメートル、幾つかの実施形態においては約０．５～約３０マイクロメートル、幾つかの実施形態においては約１～約２５マイクロメートルであってよい。施したら、金属ペーストを場合によっては乾燥して、有機溶媒のような幾つかの成分を除去することができる。例えば、乾燥は、約２０℃～約１５０℃、幾つかの実施形態においては約５０℃～約１４０℃、幾つかの実施形態においては約８０℃～約１３０℃の温度で行うことができる。
Ｇ．他の構成要素
所望の場合には、当該技術において公知の他の層をキャパシタに含ませることもできる。例えば、幾つかの実施形態においては、炭素層（例えばグラファイト）を固体電解質と銀層との間に配置して、これによって銀層と固体電解質との接触を更に制限することを助けることができる。更に、誘電体の上に配され、有機金属化合物を含むプレコート層を使用することもできる。
ＩＩ．終端（ｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ）
形成されたら、特に表面実装用途において使用する場合にはキャパシタ素子に終端を与えることができる。例えば、それにキャパシタ素子の陽極リードが電気的に接続される陽極終端、及びそれにキャパシタ素子の陰極が電気的に接続される陰極終端をキャパシタに含ませることができる。導電性金属（例えば、銅、ニッケル、銀、ニッケル、亜鉛、スズ、パラジウム、鉛、銅、アルミニウム、モリブデン、チタン、鉄、ジルコニウム、マグネシウム、及びこれらの合金）のような任意の導電性材料を使用して終端を形成することができる。特に好適な導電性金属としては、例えば、銅、銅合金（例えば、銅－ジルコニウム、銅－マグネシウム、銅－亜鉛、又は銅－鉄）、ニッケル、及びニッケル合金（例えばニッケル－鉄）が挙げられる。終端の厚さは、一般的にキャパシタの厚さを最小にするように選択される。例えば、終端の厚さは、約０．０５～約１ミリメートル、幾つかの態様においては約０．０５～約０．５ミリメートル、及び約０．０７～約０．２ミリメートルの範囲であってよい。１つの代表的な導電性材料は、Ｗｉｅｌａｎｄ（ドイツ）から入手できる銅－鉄合金の金属プレートである。所望の場合には、終端の表面は、当該技術において公知なように、最終部品を回路基板へ実装することができるのを確実にするために、ニッケル、銀、金、スズなどで電気めっきすることができる。１つの特定の態様においては、終端の両方の表面をそれぞれニッケル及び銀フラッシュでめっきし、一方で、実装面もスズはんだ層でめっきする。
終端は、当該技術において公知の任意の技術を使用してキャパシタ素子に接続することができる。例えば一実施形態においては、陰極終端と陽極終端を画定するリードフレームを与えることができる。電解キャパシタ素子をリードフレームに取り付けるためには、まず導電性接着剤を陰極終端の表面に施すことができる。導電性接着剤には、例えば、樹脂組成物に含まれる導電性金属粒子を含ませることができる。金属粒子は、銀、銅、金、白金、ニッケル、亜鉛、ビスマスなどであってよい。樹脂組成物には、熱硬化性樹脂（例えばエポキシ樹脂）、硬化剤（例えば酸無水物）、及び化合物（例えばシラン化合物）を含ませることができる。好適な導電性接着剤は、Ｏｓａｋｏらの米国特許出願公開第２００６／００３８３０４号に記載されている。任意の種々の技術を使用して、導電性接着剤を陰極終端に施すことができる。例えば、それらの実用上及びコスト節約上の利益のために印刷技術を使用することができる。陽極リードも、機械的溶接、レーザー溶接、導電性接着剤などのような当該技術において公知の任意の技術を使用して陽極終端に電気的に接続することができる。陽極リードを陽極終端に電気的に接続したら、次に導電性接着剤を硬化させ、電解キャパシタ素子が陰極終端へ適切に接着することを確実にすることができる。
例えば再び図１を参照すると、キャパシタ素子３３と電気的に接続している陽極終端６２及び陰極終端７２を含むものとして電解キャパシタ３０が示される。電解キャパシタ３０をキャパシタ素子３３の表面のいずれかと電気的に接触させることができるが、示される実施形態における陰極終端７２は導電性接着剤９０を介して下面３９と電気的に接触している。より具体的には、陰極終端７２は、キャパシタ素子３３の下面３９と電気的に接触しており下面３９と概して平行である第１の部品７３を含む。陽極終端６２は同様に、第２の部品６４と実質的に垂直に配置された第１の部品６３を含む。第１の部品６３は、キャパシタ素子３３の下面３９と電気的に接触しており下面３９と概して平行である。第２の部品６４は、陽極リード１６を保持する領域５１を含む。図１には図示されないが、領域５１は、リード１６の表面接触及び機械的安定性を更に増大させるための「Ｕ字形」を有することができる。
終端は、当該技術において公知の任意の技術を使用してキャパシタ素子に接続することができる。例えば一実施形態においては、陰極終端７２と陽極終端６２を画定するリードフレームを与えることができる。電解キャパシタ素子３３をリードフレームに取り付けるためには、まず導電性接着剤９０を陰極終端７２の表面に施すことができる。導電性接着剤９０は、例えば、樹脂組成物に含まれる導電性金属粒子を含ませることができる。金属粒子は、銀、銅、金、白金、ニッケル、亜鉛、ビスマスなどであってよい。樹脂組成物には、熱硬化性樹脂（例えばエポキシ樹脂）、硬化剤（例えば酸無水物）、及びカップリング剤（例えばシランカップリング剤）を含ませることができる。好適な導電性接着剤は、Ｏｓａｋｏらの米国特許公開第２００６／００３８３０４号に記載されている。任意の種々の技術を使用して導電性接着剤を陰極終端７２に施すことができる。例えば、それらの実用上及びコスト節約上の利益のために印刷技術を使用することができる。
終端をキャパシタへ取り付けるのに種々の方法が一般に使用され得る。一実施形態においては、例えば、陽極終端６２の第２の部品６４を最初に図１に示される位置まで上方に曲げる。その後、下面３９が接着剤９０と接触し陽極リード１６が領域５１に受け入れられるように、キャパシタ素子３３を陰極終端７２の上に配置する。所望の場合には、陽極及び陰極終端を電気的に絶縁させるために、プラスチックパッド又はテープのような絶縁材料（図示せず）をキャパシタ素子３３の下面３９と陽極終端６２の第１の部品６３との間に配置してよい。
次に陽極リード１６を、機械的溶接、レーザー溶接、導電性接着剤などのような当該技術において公知の任意の技術を使用して領域５１に電気的に接続させる。例えば、レーザーを使用して陽極リード１６を陽極終端６２に溶接することができる。レーザーは一般に、誘導放出とレーザー媒質の元素を励起させるエネルギー源とによって光子を放出することが可能なレーザー媒質を含む、共振器を含む。１つの種類の好適なレーザーは、レーザー媒質がネオジム（Ｎｄ）をドープしたアルミニウム及びイットリウムガーネット（ＹＡＧ）から成るものである。励起される粒子はネオジムイオンＮｄ３＋である。エネルギー源は、連続レーザービームを発光するレーザー媒質又はパルスレーザービームを発光するエネルギー放出へ連続エネルギーを供給することができる。陽極リード１６を陽極終端６２に電気的に接続したら、次に導電性接着剤を硬化させてよい。例えば、接着剤により電解キャパシタ素子３３が陰極終端７２へ適切に接着することを確実にするために、熱プレスを使用して熱及び圧力を加えることができる。
ＩＩＩ．ケーシング
陽極及び陰極終端の少なくとも一部が回路基板上に実装するために露出されるように、キャパシタ素子は一般にケーシング内に封入される。図１に示すように、例えば、キャパシタ素子３３は、陽極終端６２の一部及び陰極終端７２の一部が露出されるように、ケーシング９２内に封入される。ケーシングは通常は熱硬化性樹脂から形成される。かかる樹脂の例としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、メラミン樹脂、尿素－ホルムアルデヒド樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂などが挙げられる。エポキシ樹脂が特に好適である。光開始剤、粘度調整剤、懸濁補助剤、顔料、応力低減剤、非導電性フィラー、安定剤などのような、更に他の添加剤も使用することができる。例えば、非導電性フィラーとしては、シリカ、アルミナ、ジルコニア、酸化マグネシウム、酸化鉄、酸化銅、ゼオライト、ケイ酸塩、粘土（例えば、スメクタイト粘土）などのような無機酸化物粒子、並びに複合材料（例えば、アルミナ被覆シリカ粒子）、及びそれらの混合物を挙げることができる。
本発明は、以下の実施例を参照することによってより良く理解することができる。
試験手順
等価直列抵抗（ＥＳＲ）
等価直列抵抗は、Ｋｅｌｖｉｎリードを備えたＫｅｉｔｈｌｅｙ ３３３０精密ＬＣＺメーターを用い、２．２ボルトのＤＣバイアス及び０．５ボルトのピーク・ピーク正弦波信号を用いて測定することができる。動作周波数は１００ｋＨｚであり、温度は２３℃±２℃であった。
損失係数
損失係数は、Ｋｅｌｖｉｎリードを備えたＫｅｉｔｈｌｅｙ ３３３０精密ＬＣＺメーターを用い、２．２ボルトのＤＣバイアス及び０．５ボルトのピーク・ピーク正弦波信号を用いて測定することができる。動作周波数は１２０Ｈｚであってよく、温度は２３℃±２℃であってよい
キャパシタンス：
キャパシタンス（湿潤）を求めるために、試料を導電率８，６００μＳ／ｃｍのリン酸の水溶液中に完全に浸漬することができる。次に、０．５ボルトのＤＣバイアス及び０．３ボルトのピーク・ツー・ピーク正弦波信号を使用し、Ａｕｔｏｌａｂ ８５４２９を使用してキャパシタンスを測定することができる。動作周波数は０．５Ｈｚであってよく、温度は２３℃±２℃であってよい。キャパシタンス（乾燥）を決定するために、試料を１２５℃で少なくとも２４時間乾燥させ、次に２．２ボルトのＤＣバイアス及び０．５ボルトのピーク・ツー・ピーク正弦波信号を使用し、Ｋｅｌｖｉｎリードを備えたＫｅｉｔｈｌｅｙ ３３３０精密ＬＣＺ計を使用してキャパシタンスを測定することができる。動作周波数は１２０Ｈｚであってよく、温度は２３℃±２℃であり得る。「キャパシタンス回復率」は、式：
回復率（％）＝（乾燥キャパシタンス／湿潤キャパシタンス）×１００
により求めることができる。
リーク電流
リーク電流は、最小で６０秒後に、２３℃±２℃の温度及び定格電圧においてリーク試験計を使用して測定することができる。
吸湿
５個の試料を１２５℃で少なくとも４８時間乾燥させて内部の微量の水を除去してよい。その後、３０℃の温度及び６０％の相対湿度を有する雰囲気中に１６８時間試料を挿入してよい。湿度への曝露後、ＴＧＡ分析装置（例えば、ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ、ＴＧＡ ５５０）において試料を分析して、重量減少ひいては湿度への曝露中に試料にしみ込んだ水の量を評価することができる。ＴＧＡの手順は、室温から１２５℃まで１０℃／分の速度での温度上昇、次に１２５℃で１２時間の定常乾燥を含む。乾燥手順の最後に重量減少を評価し、各試料の水含量を決定するのに使用することができる。
実施例１
４０，０００μＦＶ／ｇのタンタル粉末を使用して、陽極試料を形成した。それぞれの陽極試料にタンタル線を埋め込み、５．３ｇ／ｃｍ３の密度にプレスし、１３８０℃で焼結した。プレスしたペレットは５．６０×３．６５×０．８０ｍｍの寸法を有していた。ペレットを、４０℃の温度において８．６ｍＳの導電率を有する水／リン酸電解質中で８６．０ボルトに陽極酸化して、誘電体層を形成した。ペレットを、３０℃の温度において２．０ｍＳの導電率を有する水／ホウ酸／四ホウ酸二ナトリウム中で８秒間、再び１５０ボルトに陽極酸化して、外側の上に堆積しているより厚い酸化物層を形成した。２．０％の固形分を有するポリ（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－スルホン酸の溶液中に陽極を浸漬することによって、導電性ポリマー被覆を形成した。被覆したら、部品を１２５℃で１５分間乾燥させた。このプロセスを６回繰り返した。その後、２．０％の固形分及び粘度２０ｍＰａ．ｓを有する分散ポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）（Ｃｌｅｖｉｏｓ（商標）Ｋ，Ｈｅｒａｅｕｓ）中に部品を浸漬した。被覆したら、部品を１２５℃で１５分間乾燥させた。このプロセスを３回繰り返した。その後、２％の固形分及び粘度１６０ｍＰａ・ｓを有する分散ポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）中に部品を浸漬した（Ｃｌｅｖｉｏｓ（商標）Ｋ，Ｈｅｒａｅｕｓ）。被覆したら、部品を１２５℃で１５分間乾燥させた。このプロセスを１４回繰り返した。次に、部品をグラファイト分散液中に浸漬し、乾燥させた。最後に、部品を銀分散液中に浸漬し、乾燥させた。このようにして４７μＦ／３５Ｖキャパシタの多数の部品（２７０）を作製し、シリカ樹脂中に封入した。
実施例２
固体電解質の上で水分バリヤを使用したことを除いて、実施例１に記載した方法でキャパシタを形成した。より詳しくは、実施例１に記載されるすべての導電性ポリマー被覆の後、本明細書に記載の繰り返し単位（１）及び／又は（２）を有するチオフェンポリマーを含む分散液中に部品を浸漬した。被覆したら、部品を１５０℃で６０分間乾燥させた。このプロセスを４回繰り返した。次に、部品をグラファイト分散液中に浸漬し、乾燥させた。最後に、部品を銀分散液中に浸漬し、乾燥させた。このようにして４７μＦ／３５Ｖキャパシタの多数の部品（３６０）を作製し、シリカ樹脂中に封入した。
実施例３
固体電解質の上で水分バリヤを使用したことを除いて、実施例１に記載した方法でキャパシタを形成した。より詳しくは、更なる導電性ポリマー被覆を使用したことを除いて、実施例１に記載されるすべての導電性ポリマー被覆の後、本明細書に記載の繰り返し単位（１）及び／又は（２）を有するチオフェンポリマーを含む分散液中に部品を浸漬した。被覆したら、部品を１５０℃で６０分間乾燥させた。このプロセスを６回繰り返した。次に、部品をグラファイト分散液中に浸漬し、乾燥させた。最後に、部品を銀分散液中に浸漬し、乾燥させた。このようにして４７μＦ／３５Ｖキャパシタの多数の部品（３６０）を作製し、シリカ樹脂中に封入した。
完成した部品は吸湿試験が行われた。ＴＧＡにより測定される水含量の平均の結果を、下表１に示す。
Figure 2023529299000011
 本発明のこれら及び他の修正及び変更は、当業者によって、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく当業者によって実施することができる。更に、種々の実施形態の複数の態様は、全体的又は部分的の両方で交換することができることを理解すべきである。更に、当業者であれば、上記の記載はほんの一例にすぎず、添付の特許請求の範囲において更に記載される発明を限定することは意図しないことを認識するであろう。

Claims (31)

  1. キャパシタ素子を含む固体電解キャパシタであって、前記キャパシタ素子が、
    焼結多孔質陽極体；
    前記陽極体の上に配されている誘電体；
    前記誘電体の上に配されており、導電性ポリマー層を含む固体電解質；並びに
    前記導電性ポリマー層の上に配されている水分バリヤであって、約０．１Ｓ／ｃｍ以上の比導電率を有する共役ポリマーを含む、水分バリヤ
    を含み、
    更に、６０％の相対湿度及び３０℃の温度を有する雰囲気に１６８時間曝露した後、前記キャパシタ素子が約９００ｐｐｍ以下の水しか吸収しない、
    前記固体電解キャパシタ。
  2. 前記共役ポリマーが、下記の一般式（１）及び／又は（２）：
    Figure 2023529299000012
     （式中、
    Ｘ１及びＸ２は、独立して、水素、場合によって置換されているアルキル、場合によって置換されているアルコキシ、場合によって置換されているアルキレンオキシド、場合によって置換されているチオシアノ、場合によって置換されているチオアルキル、若しくは場合によって置換されているアミノであるか、又はＸ１及びＸ２は、組み合わさって、場合によって置換されているアルキレンジオキシ若しくは場合によって置換されているアルキレンジチオ基を形成し；
    Ｒは、場合によって置換されているアルキル、場合によって置換されているアルコキシ、場合によって置換されているアルキレンオキシド、場合によって置換されている複素環基、又は場合によって置換されているアリール基である）
    の繰り返しチオフェン単位を含む、請求項１に記載の固体電解キャパシタ。
  3. 式（１）及び／又は式（２）のＸ１及びＸ２が、組み合わさって、下記の構造：
    Figure 2023529299000013
     （式中、
    Ｙ１及びＹ２は、独立してＯ又はＳであり；
    Ｘ５は、１～１２個の炭素原子を有するアルキレン基であり、場合によって前記アルキレン基内に置換基、及び／又は酸素類縁体、窒素類縁体、若しくは硫黄類縁体構造を有する）
    を形成する、請求項２に記載の固体電解キャパシタ。
  4. Ｙ１及びＹ２がＯである、請求項３に記載の固体電解キャパシタ。
  5. Ｘ５がエチレンである、請求項３に記載の固体電解キャパシタ。
  6. Ｒがアルキル基である、請求項１に記載の固体電解キャパシタ。
  7. Ｒが、ベンゼン、２，４，６－トリメチルベンゼン、２，６－ジクロロベンゼン、又はこれらの組合せである、請求項１に記載の固体電解キャパシタ。
  8. 前記共役ポリマーが、下記の一般式（１）及び／又は（２）：
    Figure 2023529299000014
     （式中、
    Ｒ１は、場合によって置換されているアルキル、場合によって置換されているアルコキシ、場合によって置換されているアルキレンオキシド、場合によって置換されている複素環基、又は場合によって置換されているアリール基であり；
    Ａ－は対イオンであり；
    ｎは２以上である）
    の繰り返しチオフェン単位を含む、請求項１に記載の固体電解キャパシタ。
  9. 前記対イオンが、ポリスチレンスルホン酸、ポリ－２－スルホエチル（メタ）アクリレート、ポリ－３－プロピルスルホ（メタ）アクリレート、ｐ－トルエンスルホン酸、ドデシルスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、ジ（２－エチルヘキシル）スルホコハク酸、ポリオキシエチレン多環フェニルエーテルスルホネート、ポリオキシエチレンアリールエーテルスルフェート、テトラフルオロホウ酸、トリフルオロ酢酸、ヘキサフルオロリン酸、トリフルオロメタンスルホンイミド、前述のもののいずれかの塩、又はこれらの組合せである、請求項８に記載の固体電解キャパシタ。
  10. キャパシタ素子を含む固体電解キャパシタであって、前記キャパシタ素子が、
    焼結多孔質陽極体；
    前記陽極体の上に配されている誘電体；
    前記誘電体の上に配されており、導電性ポリマー層を含む固体電解質；並びに
    前記導電性ポリマー層の上に配されている水分バリヤであって、約０．１Ｓ／ｃｍ以上の比導電率を有し下記の一般式（１）及び／又は（２）：
    Figure 2023529299000015
     （式中、
    Ｘ１及びＸ２は、独立して、水素、場合によって置換されているアルキル、場合によって置換されているアルコキシ、場合によって置換されているアルキレンオキシド、場合によって置換されているチオシアノ、場合によって置換されているチオアルキル、若しくは場合によって置換されているアミノであるか、又はＸ１及びＸ２は、組み合わさって、場合によって置換されているアルキレンジオキシ若しくは場合によって置換されているアルキレンジチオ基を形成し；
    Ｒは、場合によって置換されているアルキル、場合によって置換されているアルコキシ、場合によって置換されているアルキレンオキシド、場合によって置換されている複素環基、又は場合によって置換されているアリール基である）
    の繰り返しチオフェン単位を含む共役ポリマーを含む、水分バリヤ
    を含む、前記固体電解キャパシタ。
  11. 式（１）及び／又は式（２）のＸ１及びＸ２が、組み合わさって、下記の構造：
    Figure 2023529299000016
     （式中、
    Ｙ１及びＹ２は、独立してＯ又はＳであり；
    Ｘ５は、１～１２個の炭素原子を有するアルキレン基であり、場合によって前記アルキレン基内に置換基、及び／又は酸素類縁体、窒素類縁体、若しくは硫黄類縁体構造を有する）
    を形成し、請求項１０に記載の固体電解キャパシタ。
  12. Ｙ１及びＹ２がＯである、請求項１１に記載の固体電解キャパシタ。
  13. Ｘ５がエチレンである、請求項１１に記載の固体電解キャパシタ。
  14. Ｒがアルキル基である、請求項１０に記載の固体電解キャパシタ。
  15. Ｒが、ベンゼン、２，４，６－トリメチルベンゼン、２，６－ジクロロベンゼン、又はこれらの組合せである、請求項１０に記載の固体電解キャパシタ。
  16. 前記共役ポリマーが、下記の一般式（１）及び／又は（２）：
    Figure 2023529299000017
     （式中、
    Ｒ１は、場合によって置換されているアルキル、場合によって置換されているアルコキシ、場合によって置換されているアルキレンオキシド、場合によって置換されている複素環基、又は場合によって置換されているアリール基であり；
    Ａ－は対イオンであり；
    ｎは２以上である）
    の繰り返しチオフェン単位を含む、請求項１０に記載の固体電解キャパシタ。
  17. 前記対イオンが、ポリスチレンスルホン酸、ポリ－２－スルホエチル（メタ）アクリレート、ポリ－３－プロピルスルホ（メタ）アクリレート、ｐ－トルエンスルホン酸、ドデシルスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、ジ（２－エチルヘキシル）スルホコハク酸、ポリオキシエチレン多環フェニルエーテルスルホネート、ポリオキシエチレンアリールエーテルスルフェート、テトラフルオロホウ酸、トリフルオロ酢酸、ヘキサフルオロリン酸、トリフルオロメタンスルホンイミド、前述のもののいずれかの塩、又はこれらの組合せである、請求項１６に記載の固体電解キャパシタ。
  18. 前記水分バリヤが前記固体電解質の上に配されている、請求項１に記載の固体電解キャパシタ。
  19. 前記固体電解質が、少なくとも１つの内層及び少なくとも１つの外層を含む、請求項１に記載の固体電解キャパシタ。
  20. 前記水分バリヤが、前記内層と前記外層との間に配置されている、請求項１９に記載の固体電解キャパシタ。
  21. 前記水分バリヤが、前記内層及び前記外層の上に配されている、請求項１９に記載の固体電解キャパシタ。
  22. 前記内層が、次式（ＩＩ）：
    Figure 2023529299000018
     （式中、
    Ｒは（ＣＨ２）ａ－Ｏ－（ＣＨ２）ｂ－Ｌ（式中、Ｌは結合又はＨＣ（［ＣＨ２］ｃＨ）である）であり；
    ａは０～１０であり；
    ｂは１～１８であり；
    ｃは０～１０であり；
    Ｚはアニオンであり；
    Ｘはカチオンである）
    の繰り返し単位を有する固有導電性ポリマーを含む、請求項１９に記載の固体電解キャパシタ。
  23. 前記外層が、ポリマー対イオン及び外因性導電性ポリマーを含む粒子から形成されている、請求項１９に記載の固体電解キャパシタ。
  24. 前記外因性導電性ポリマーがポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）を含む、請求項２３に記載の固体電解キャパシタ。
  25. 前記ポリマー対イオンがポリスチレンスルホン酸を含む、請求項２３に記載の固体電解キャパシタ。
  26. 前記キャパシタ素子から伸長している陽極リードを更に含む、請求項１に記載の固体電解キャパシタ。
  27. 前記陽極リードと電気的に接触している陽極終端、及び前記固体電解質と電気的に接続している陰極終端を更に含む、請求項１に記載の固体電解キャパシタ。
  28. ハウジングを更に含み、前記ハウジング内に前記キャパシタ素子が収容されている、請求項１に記載の固体電解キャパシタ。
  29. 前記陽極体がタンタルを含む、請求項１に記載の固体電解キャパシタ。
  30. 前記キャパシタ素子が、前記固体電解質及び前記水分バリヤの上に配されている金属粒子層を含む陰極被覆を更に含み、前記金属粒子層が複数の導電性金属粒子を含む、請求項１に記載の固体電解キャパシタ。
  31. 前記キャパシタ素子が、前記誘電体と前記導電性ポリマー層との間に配置されたプレコートを更に含み、前記プレコートが有機金属化合物を含む、請求項１に記載の固体電解キャパシタ。
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