JP5321964B2 - Solid electrolytic capacitor and manufacturing method thereof - Google Patents

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    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
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    • H01G9/025Solid electrolytes
    • H01G9/028Organic semiconducting electrolytes, e.g. TCNQ

Description

本発明は、酸化皮膜を有する陽極電極層と、陰極電極層と、をセパレータを介して捲回または積層してなるコンデンサ素子内に、導電性高分子を含有する固体電解質を形成してなる固体電解コンデンサに関する。   The present invention relates to a solid electrolyte obtained by forming a solid electrolyte containing a conductive polymer in a capacitor element formed by winding or laminating an anode electrode layer having an oxide film and a cathode electrode layer with a separator interposed therebetween. It relates to an electrolytic capacitor.

固体電解質を備える固体電解コンデンサは、液状の電解質(電解液)を備えるアルミ電解コンデンサでしばしば問題となる、電解液の漏れや蒸散(いわゆるドライアップ)が殆どなく、特性が劣化しにくく、また、低ESR化が容易であるため、近年広く一般に普及している。   A solid electrolytic capacitor including a solid electrolyte is hardly an aluminum electrolytic capacitor including a liquid electrolyte (electrolytic solution), and there is almost no leakage of electrolyte or transpiration (so-called dry-up). Since it is easy to reduce ESR, it has been widely used in recent years.

固体電解コンデンサには、タンタルやアルミニウムなどの弁作用金属の粉末を焼結したものを使用する焼結ペレット形と、弁作用金属箔を使用する箔形とがある。例えば、箔形の固体電解コンデンサにおいてはエッチングした陽極電極箔に、誘電体としての陽極酸化皮膜が形成されたアルミニウム箔が一般的に使用される。陽極電極箔がアルミニウム箔である場合、陰極電極箔には、陽極電極箔と同じくエッチングしたアルミニウム箔またはアルミニウム合金箔が使用される。   Solid electrolytic capacitors include a sintered pellet type using a powdered valve action metal powder such as tantalum or aluminum, and a foil type using a valve action metal foil. For example, in a foil-type solid electrolytic capacitor, an aluminum foil in which an anodic oxide film as a dielectric is formed on an etched anode electrode foil is generally used. When the anode electrode foil is an aluminum foil, an etched aluminum foil or an aluminum alloy foil is used as the cathode electrode foil in the same manner as the anode electrode foil.

その製造にあたっては、上記陽極電極箔と上記陰極電極箔との各々に、引き出し線としてリード端子をかしめ、あるいは溶接などによって取り付け、陽極電極箔と陰極電極箔とをセパレータを介して渦巻状に捲回して、コンデンサ素子を作製する(捲回形)。   In manufacturing the lead electrode foil and the cathode electrode foil, a lead terminal is attached to each of the anode electrode foil and the cathode electrode foil by welding or welding, and the anode electrode foil and the cathode electrode foil are spirally wound through a separator. Turn to make a capacitor element (winding type).

積層形の場合には、陽極電極箔と陰極電極箔との間にセパレータを挟んで幾層かに積層しコンデンサ素子を作製する。または、陽極電極層上に固体電解質を塗布しカーボンと銀ペーストを塗布して陰極電極層とし幾層かに積層しコンデンサ素子を作製する。   In the case of a laminated type, a capacitor element is produced by laminating several layers with a separator interposed between an anode electrode foil and a cathode electrode foil. Or a solid electrolyte is apply | coated on an anode electrode layer, carbon and silver paste are apply | coated, and it is laminated | stacked in several layers as a cathode electrode layer, and produces a capacitor | condenser element.

次に、捲回形の場合、コンデンサ素子内に所定のモノマー(例えば、チオフェンモノマー)と酸化剤とを含浸し、これを重合して、導電性高分子を含有する固体電解質を形成する。その後、コンデンサ素子を有底筒状のアルミニウム製ケース内に収納し、そのケース開口部を封口ゴムなどの封口部材で封口する。   Next, in the case of a wound type, a capacitor element is impregnated with a predetermined monomer (for example, thiophene monomer) and an oxidizing agent, and this is polymerized to form a solid electrolyte containing a conductive polymer. Thereafter, the capacitor element is housed in a bottomed cylindrical aluminum case, and the case opening is sealed with a sealing member such as a sealing rubber.

積層形の場合、陽極電極箔と陰極電極箔との間にセパレーターを挟んで幾層かに積層したコンデンサ素子に所定のモノマーで固体電解質を形成し、外部端子を取り付けるものと、陽極電極箔上に固体電解質を塗布または含浸により形成し、さらにカーボンと銀ペーストを塗布して陰極を形成した内部素子を複数枚または一枚積層し、外部端子を取り付けて外装樹脂モールドしているのが一般的である。   In the case of laminated type, a solid electrolyte is formed with a predetermined monomer on a capacitor element laminated in several layers with a separator sandwiched between an anode electrode foil and a cathode electrode foil, an external terminal is attached, and on the anode electrode foil In general, a solid electrolyte is formed by coating or impregnation, carbon and silver paste are applied, and a plurality of or one internal element is formed, and external terminals are attached and external resin molding is performed. It is.

ところで、一般的な構成の電解コンデンサでは、通常、高容量化のために弁作用金属層が粗面化・拡面化され、その表面は微細な凹凸形状となっている。よって、その弁作用金属層上に形成される酸化皮膜層も同様に微細凹凸形状となっている。酸化皮膜層は、電解コンデンサが無負荷状態で長期間放置された場合に生じる自然劣化、急激な温度変化、電気的な衝撃(過電圧、逆電圧、または過大なリップル電流印加)、物理的な衝撃の付加などの要因によって、その機能の消失に至る甚大な損傷を受ける虞がある。このような損傷が生じると、電解コンデンサは漏れ電流の増大、ひいては短絡といった現象を引き起こす。そのため、このような短絡の発生を防止するためには、電解コンデンサが、酸化皮膜層の損傷部分を自ら修復する機能(自己修復機能)を有していることが望ましい。   By the way, in an electrolytic capacitor having a general configuration, the valve metal layer is usually roughened and widened to increase the capacity, and the surface thereof has a fine uneven shape. Therefore, the oxide film layer formed on the valve action metal layer also has a fine uneven shape. The oxide film layer is a natural deterioration, rapid temperature change, electrical shock (overvoltage, reverse voltage, or excessive ripple current applied), physical shock that occurs when an electrolytic capacitor is left unloaded for a long period of time. Due to factors such as the addition of, there is a risk of significant damage leading to loss of the function. When such damage occurs, the electrolytic capacitor causes a phenomenon such as an increase in leakage current and a short circuit. Therefore, in order to prevent the occurrence of such a short circuit, it is desirable that the electrolytic capacitor has a function (self-healing function) of repairing a damaged portion of the oxide film layer by itself.

上述したアルミ電解コンデンサにおいては、損傷部分に露出した弁作用金属が電解液と接触することになる。この電解液中にはイオン性分子または化合物が含有されており、電解コンデンサに所定の定格電圧が印加されれば、イオン性分子または化合物から生成される酸素によって弁作用金属が酸化され、酸化皮膜層の損傷部分が修復される。これに対して、固体電解コンデンサは、電解質がイオン伝導性を実質的に有していないため、上述のような自己修復機能を本質的に有していない。ただし、機能性高分子は自ら絶縁物化して、誘電体の欠損部に流れる電流を遮断する性質を有する。しかしながら、酸化被膜損傷部分の基本的な修復が行われないために、製品の耐電圧は、同じ陽極化成電圧を用いたアルミ電解コンデンサに対して低くせざるを得ず、50Vや63Vといった定格電圧の高い固体電解コンデンサを作りづらいという問題があった。   In the above-described aluminum electrolytic capacitor, the valve metal exposed at the damaged portion comes into contact with the electrolytic solution. This electrolytic solution contains ionic molecules or compounds, and when a predetermined rated voltage is applied to the electrolytic capacitor, the valve action metal is oxidized by oxygen generated from the ionic molecules or compounds, and the oxide film The damaged part of the layer is repaired. On the other hand, the solid electrolytic capacitor has essentially no self-repairing function as described above because the electrolyte has substantially no ionic conductivity. However, the functional polymer itself has an insulating property and has a property of interrupting the current flowing through the defective portion of the dielectric. However, since the basic repair of the damaged portion of the oxide film is not performed, the withstand voltage of the product has to be lower than that of the aluminum electrolytic capacitor using the same anodizing voltage, and the rated voltage such as 50V or 63V is required. There was a problem that it was difficult to make a solid electrolytic capacitor having a high height.

近年、固体電解質を構成する導電性高分子として、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)が注目されている(以下、「3,4−エチレンジオキシチオフェン」を「3,4−EDT」ともいい、「ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)」を「3,4−PEDT」ともいう)。3,4−PEDTを含有する固体電解質では、その耐電圧は十分でなく、さらなる耐電圧の向上が要求されているのが現状である。ここで、下記非特許文献1は、多くの3,4−PEDTおよびその誘導体、ならびにその原料モノマーの合成方法、さらにはその応用例について記載している。しかしながら、この文献に記載の原料モノマー、さらには3,4−PEDTの応用例は単なる例示に過ぎず、この文献に記載の内容は、具体的に固体電解コンデンサにおける諸物性の改善、特には固体電解コンデンサの耐電圧の向上を目的とするものではない。   In recent years, poly (3,4-ethylenedioxythiophene) has attracted attention as a conductive polymer constituting a solid electrolyte (hereinafter, “3,4-ethylenedioxythiophene” is referred to as “3,4-EDT”). Also, “poly (3,4-ethylenedioxythiophene)” is also referred to as “3,4-PEDT”). In the solid electrolyte containing 3,4-PEDT, the withstand voltage is not sufficient, and further improvement of the withstand voltage is required at present. Here, the following Non-Patent Document 1 describes many methods for synthesizing 3,4-PEDT and derivatives thereof, and raw material monomers, and further application examples thereof. However, the raw material monomers described in this document, and further, application examples of 3,4-PEDT are merely examples, and the contents described in this document are specifically improvements in various physical properties of solid electrolytic capacitors, in particular solids. It is not intended to improve the withstand voltage of electrolytic capacitors.

また、下記特許文献1では、3,4−エチレンオキシチアチオフェンを必須の反復単位とするポリチオフェンを含有する固体電解質を備える固体電解コンデンサが記載されている。しかしながら、かかる固体電解コンデンサは漏れ電流の低減を目的として開発されたものであり、耐電圧を向上し得るものではない。   Further, Patent Document 1 below describes a solid electrolytic capacitor including a solid electrolyte containing polythiophene having 3,4-ethyleneoxythiathiophene as an essential repeating unit. However, such a solid electrolytic capacitor has been developed for the purpose of reducing leakage current, and cannot withstand withstand voltage.

特開2005−39276JP-A-2005-39276

L.Groenendaal,F.Jonas,D.Freitag,H. PielartzikおよびJ.R.Reynolds,Adv.Mater.12(2000年)第481−494頁L. Groendaal, F.M. Jonas, D.M. Freitag, H.C. Pieartzik and J.M. R. Reynolds, Adv. Mater. 12 (2000) 481-494

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、導電性高分子を含有する固体電解質を備える固体電解コンデンサにおいて、その耐電圧を向上することにある。   This invention is made | formed in view of the said situation, The objective is to improve the withstand voltage in a solid electrolytic capacitor provided with the solid electrolyte containing a conductive polymer.

上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。即ち、本発明に係る固体電解コンデンサは、酸化皮膜を有する陽極電極層と、陰極電極層と、をセパレータを介して捲回または積層してなるコンデンサ素子内に、導電性高分子を含有する固体電解質を形成してなる固体電解コンデンサにおいて、前記導電性高分子は、下記式(I):

(式中、Rは炭素数1〜10の炭化水素基)で表されるモノマー(以下、「側鎖含有3,4−EDT」ともいう)を含有するモノマーの重合体であることを特徴とする。
The above object can be achieved by the present invention as described below. That is, the solid electrolytic capacitor according to the present invention is a solid containing a conductive polymer in a capacitor element formed by winding or laminating an anode electrode layer having an oxide film and a cathode electrode layer with a separator interposed therebetween. In the solid electrolytic capacitor formed with an electrolyte, the conductive polymer has the following formula (I):

(Wherein R is a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms), and is a polymer of a monomer containing a monomer (hereinafter also referred to as “side chain-containing 3,4-EDT”). To do.

上記固体電解コンデンサは、固体電解質が側鎖含有3,4−EDTを含有するモノマーの重合体で構成されることから、3,4−EDT単独の重合体で構成された固体電解質を備える固体電解コンデンサに比べて、耐電圧が大きく向上する。   Since the solid electrolyte is composed of a polymer of a monomer containing side chain-containing 3,4-EDT, the solid electrolytic capacitor includes a solid electrolyte composed of a polymer of 3,4-EDT alone. Compared with the capacitor, the withstand voltage is greatly improved.

上記固体電解コンデンサにおいて、前記導電性高分子は、下記式(I):

(式中、Rは炭素数1〜10の炭化水素基)で表されるモノマーを含有するモノマーと酸化剤とを前記コンデンサ素子内に含浸後、重合されたものであることが好ましい。かかる構成によれば、コンデンサ素子内における、側鎖含有3,4−EDTを含有するモノマーの重合体を含むことで側鎖含有3,4−PEDTの生成容量は、非側鎖含有3,4−PEDTに比べ体積当たりのPEDTの生成率が減少するため、静電容量は若干減少し、ESRも僅かに上昇するものの、コンデンサの耐電圧がより向上する。
In the solid electrolytic capacitor, the conductive polymer has the following formula (I):

(Wherein R is a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms) It is preferable that the capacitor element is impregnated with a monomer containing a monomer and an oxidant and then polymerized. According to such a configuration, the generation capacity of the side chain-containing 3,4-PEDT is increased by including the polymer of the monomer containing the side chain-containing 3,4-EDT in the capacitor element. -Since the production rate of PEDT per volume is reduced as compared with PEDT, the capacitance is slightly reduced and the ESR is slightly increased, but the withstand voltage of the capacitor is further improved.

上記固体電解コンデンサにおいて、前記Rは、炭素数1〜3の炭化水素基であることがより好ましい。かかる構成によれば、固体電解コンデンサの静電容量の低下およびESRの上昇を適度に抑制しつつ、耐電圧を向上することができる。   In the solid electrolytic capacitor, R is more preferably a hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms. According to this configuration, the withstand voltage can be improved while appropriately suppressing the decrease in the capacitance of the solid electrolytic capacitor and the increase in ESR.

また、上記固体電解コンデンサにおいて、前記陽極電極層は、陽極電極箔であり、前記陰極電極層は、陰極電極箔であることが好ましい。   In the solid electrolytic capacitor, it is preferable that the anode electrode layer is an anode electrode foil and the cathode electrode layer is a cathode electrode foil.

また、上記固体電解コンデンサにおいて、前記陽極電極層上で下記式(I):

(式中、Rは炭素数1〜10の炭化水素基)で表されるモノマーを重合し、さらに前記陰極電極層としてカーボン層および銀ペースト層を順次形成し、前記陽極電極層を一枚または複数枚積層させたものであることが好ましい。
In the solid electrolytic capacitor, the following formula (I):

(Wherein R is a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms), a carbon layer and a silver paste layer are sequentially formed as the cathode electrode layer, and the anode electrode layer It is preferable to laminate a plurality of sheets.

本発明に係る固体電解コンデンサの製造方法は、酸化皮膜を有する陽極電極層と陰極電極層とをセパレータを介して捲回または積層してなるコンデンサ素子内に、導電性高分子を含有する固体電解質を形成してなる固体電解コンデンサの製造方法において、下記式(I);

(式中、Rは炭素数1〜10の炭化水素基)で表されるモノマーを含有するモノマーと酸化剤とをコンデンサ素子内に含浸する含浸工程と、前記含浸工程後に前記コンデンサ素子を加熱して、前記導電性高分子を含有する前記固体電解質を形成する重合工程と、を備えることを特徴とする。
The method for producing a solid electrolytic capacitor according to the present invention includes a solid electrolyte containing a conductive polymer in a capacitor element in which an anode electrode layer having an oxide film and a cathode electrode layer are wound or laminated with a separator interposed therebetween. In the method for producing a solid electrolytic capacitor formed by forming the following formula (I):

(Wherein R is a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms) an impregnation step of impregnating a capacitor element with a monomer containing a monomer represented by a monomer and an oxidizing agent; And a polymerization step for forming the solid electrolyte containing the conductive polymer.

上記固体電解コンデンサの製造方法において、前記陽極電極層上で下記式(I):

(式中、Rは炭素数1〜10の炭化水素基)で表されるモノマーを重合し、さらに前記陰極電極層としてカーボン層および銀ペースト層を順次形成し、前記陽極電極層を一枚または複数枚積層させることが好ましい。
In the method for producing a solid electrolytic capacitor, the following formula (I):

(Wherein R is a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms), a carbon layer and a silver paste layer are sequentially formed as the cathode electrode layer, and the anode electrode layer It is preferable to laminate a plurality of sheets.

本発明に係る固体電解コンデンサのコンデンサ素子を示す模式的な分解斜視図The typical exploded perspective view showing the capacitor element of the solid electrolytic capacitor concerning the present invention 本発明に係る組立工程を示す模式的な斜視図The typical perspective view which shows the assembly process which concerns on this invention 本発明に係る製造工程を示すフローチャートThe flowchart which shows the manufacturing process which concerns on this invention

本発明に係る固体電解コンデンサは、酸化皮膜を有する陽極電極層と、陰極電極層と、をセパレータを介して捲回または積層してなるコンデンサ素子内に、導電性高分子を含有する固体電解質を形成してなる。以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図1は本発明に係る固体電解コンデンサのコンデンサ素子を示す模式的な分解斜視図であり、図2は、本発明に係る組立工程を示す模式的な斜視図である。図3は、本発明に係る製造工程を示すフローチャートを示す図である。   A solid electrolytic capacitor according to the present invention includes a solid electrolyte containing a conductive polymer in a capacitor element formed by winding or laminating an anode electrode layer having an oxide film and a cathode electrode layer with a separator interposed therebetween. Formed. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic exploded perspective view showing a capacitor element of a solid electrolytic capacitor according to the present invention, and FIG. 2 is a schematic perspective view showing an assembly process according to the present invention. FIG. 3 is a flowchart showing the manufacturing process according to the present invention.

図1に示すように、本実施形態に係るコンデンサ素子10は、箔捲回形で、酸化皮膜を有する陽極電極層としての陽極電極箔11と、陰極電極層としての陰極電極箔12と、をそれらの間にセパレータ13,13を挟んで渦巻状に捲回することにより製造される。なお、本発明においては、酸化皮膜を有する陽極電極層および陰極電極層として、それぞれタンタルやアルミニウムなどの弁作用金属の粉末を焼結したものを使用してもよい。また、本発明においては、セパレータ13,13は、コンデンサ素子10を製造後に、例えば200℃以上の熱を加えることで炭化させてもよい。   As shown in FIG. 1, the capacitor element 10 according to the present embodiment is a foil wound type, and includes an anode electrode foil 11 as an anode electrode layer having an oxide film, and a cathode electrode foil 12 as a cathode electrode layer. It is manufactured by winding the separators 13 and 13 between them in a spiral shape. In the present invention, as the anode electrode layer and the cathode electrode layer having an oxide film, those obtained by sintering a powder of a valve action metal such as tantalum or aluminum may be used. In the present invention, the separators 13 and 13 may be carbonized by applying heat of, for example, 200 ° C. or higher after the capacitor element 10 is manufactured.

本発明において、陽極電極箔11と陰極電極箔12とには、タンタルやアルミニウムなどの弁作用を有する金属箔が使用可能であるが、本実施形態においては、陽極電極箔11と陰極電極箔12とには、ともにアルミニウムを使用した例について説明する。   In the present invention, a metal foil having a valve action such as tantalum or aluminum can be used for the anode electrode foil 11 and the cathode electrode foil 12, but in this embodiment, the anode electrode foil 11 and the cathode electrode foil 12 are used. In both cases, an example in which aluminum is used will be described.

陽極電極箔11には、エッチング処理により表面が粗面化され、その後に例えば陽極酸化法にて、誘電体としての酸化皮膜11a(図示しない)が形成されたアルミニウム箔が使用される。これに対して、陰極電極箔12には、アルミニウム箔またはその合金箔をエッチングにより表面粗化したもの、あるいはそれに酸化被膜を形成させたもの、または弁金属箔またはその合金箔をプレーンのまま、またはエッチングし表面にカーボンやチタンなどの粒子を蒸着等で付着させたものを使用することができる。   As the anode electrode foil 11, an aluminum foil is used in which the surface is roughened by an etching process, and then an oxide film 11a (not shown) as a dielectric is formed by, for example, an anodic oxidation method. On the other hand, the cathode electrode foil 12 is an aluminum foil or an alloy foil whose surface is roughened by etching, or an oxide film formed on the aluminum foil or an alloy foil thereof, or a valve metal foil or an alloy foil thereof in plain form. Alternatively, a material obtained by etching and attaching particles such as carbon or titanium to the surface by vapor deposition can be used.

捲回するに先だって、陽極電極箔11と陰極電極箔12とには、リード端子14がそれぞれ取り付けられる。リード端子14には、アルミニウムの丸棒線の一端側をプレスして羽子板状とした端子本体と、端子本体の他端側に残されている丸棒線の端部にCP線(錫あるいははんだメッキ銅被覆鋼線)または錫あるいははんだメッキ被覆銅線を溶接したリード端子を使用することができる。   Prior to winding, lead terminals 14 are attached to the anode electrode foil 11 and the cathode electrode foil 12, respectively. The lead terminal 14 has a terminal body pressed into one end of a round bar wire made of aluminum and a CP wire (tin or solder) at the end of the round bar wire remaining on the other end side of the terminal body. Plating copper-coated steel wire) or lead terminals welded with tin or solder-plated copper wire can be used.

また、陽極電極箔11と陰極電極箔12とに対するリード端子14の取り付けには、例えばかしめ、あるいはレーザ溶接、さらには冷間圧接などを採用することができる。   For the attachment of the lead terminal 14 to the anode electrode foil 11 and the cathode electrode foil 12, for example, caulking, laser welding, or cold welding can be employed.

本発明において、導電性高分子を含有する固体電解質は、上述したコンデンサ素子10内、特には、陽極電極層と陰極電極層との間に形成される。導電性高分子は、下記式(I):

(式中、Rは炭素数1〜10の炭化水素基)で表されるモノマー(側鎖含有3,4−EDT)を含有するモノマーの重合体で構成される。ここで、上記Rは炭素数1〜10の炭化水素基、具体的には、炭素数1〜10の直鎖状炭化水素基、分岐状炭化水素基、脂環状炭化水素基、芳香族炭化水素基である。
In the present invention, the solid electrolyte containing the conductive polymer is formed in the capacitor element 10 described above, in particular, between the anode electrode layer and the cathode electrode layer. The conductive polymer has the following formula (I):

(Wherein R is a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms) and is composed of a monomer polymer containing a monomer (side chain-containing 3,4-EDT). Here, R is a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, specifically, a linear hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, a branched hydrocarbon group, an alicyclic hydrocarbon group, an aromatic hydrocarbon. It is a group.

炭素数1〜10の直鎖状炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基などが挙げられる。炭素数1〜10の分岐状炭化水素基としては、イソプロピル基、イソブチル基、t−ブチル基などが挙げられる。炭素数1〜10の脂環状炭化水素基としては、シクロヘキシル基などが挙げられる。炭素数1〜10の芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ベンジル基などが挙げられる。なお、本発明はこれらの例示によって限定されるものではない。   Examples of the linear hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, and a hexyl group. Examples of the branched hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms include isopropyl group, isobutyl group and t-butyl group. Examples of the alicyclic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms include a cyclohexyl group. Examples of the aromatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms include a phenyl group and a benzyl group. In addition, this invention is not limited by these illustrations.

本発明者らは、側鎖含有3,4−EDT中の炭化水素基Rの種類と、固体電解コンデンサの各物性との関係について鋭意検討を行ったところ、以下の点を見出した。つまり、後述する実施例の結果が示すとおり、3,4−EDT単独の重合体で構成された固体電解質を備える固体電解コンデンサに比べて、側鎖含有3,4−EDTの重合体で構成された固体電解質を備える固体電解コンデンサでは、耐電圧が向上すること、さらには、炭化水素基R中の炭素数が多くなるほど、固体電解コンデンサの耐電圧が向上し、その一方で静電容量が低下し、かつESRが上昇する傾向を本発明者らは見出した。したがって、固体電解コンデンサとして、耐電圧の向上を主目的とする場合、あるいは耐電圧をある程度向上しつつ、静電容量の向上およびESRの低減を主目的とする場合において、本発明では側鎖含有3,4−EDTの炭化水素基R中の炭素数として、任意のものを選択可能である。ただし、本発明においては、固体電解コンデンサの静電容量の低下およびESRの上昇を適度に抑制しつつ、耐電圧を向上するためには、炭化水素基R中の炭素数が1〜3であることが好ましい。   When the present inventors diligently investigated the relationship between the type of hydrocarbon group R in the side chain-containing 3,4-EDT and each physical property of the solid electrolytic capacitor, the following points were found. That is, as the result of the Example mentioned later shows, it is comprised with the polymer of the side chain containing 3, 4-EDT compared with the solid electrolytic capacitor provided with the solid electrolyte comprised with the polymer of 3, 4-EDT single. In a solid electrolytic capacitor having a solid electrolyte, the withstand voltage is improved, and further, as the number of carbons in the hydrocarbon group R is increased, the withstand voltage of the solid electrolytic capacitor is improved while the capacitance is decreased. In addition, the present inventors have found a tendency for ESR to rise. Therefore, as a solid electrolytic capacitor, in the present invention, when the main purpose is to improve the withstand voltage, or the main purpose is to improve the capacitance and reduce the ESR while improving the withstand voltage to some extent, Any number of carbon atoms can be selected as the number of carbon atoms in the hydrocarbon group R of 3,4-EDT. However, in the present invention, the carbon number in the hydrocarbon group R is 1 to 3 in order to improve the withstand voltage while appropriately suppressing the decrease in the capacitance of the solid electrolytic capacitor and the increase in ESR. It is preferable.

導電性高分子を形成するための全モノマー中における側鎖含有3,4−EDTの含有量は、耐電圧を向上するためには、5重量%(以下、「重量%」を「wt%」ともいう)以上含むことが好ましく、50wt%以上含むことがより好ましく、100wt%とすることが特に好ましい。耐圧上昇におけるESRの増加を抑制する場合において、100wt%以下の任意に濃度を変更することができる。また5wt%以下では効果がでにくく、耐圧向上という効果は得られず、ESRが増加する結果となる。50wt%以上であると、より耐圧が向上することから好ましい。100wt%であると、さらに耐圧が向上するとともに、モノマーの混合を行わずに済むことから、特に好ましい。側鎖含有3,4−EDT以外に使用可能なモノマーとしては、側鎖含有3,4−EDTと共重合可能なモノマーであれば特に限定されるものではないが、例えば側鎖を有しない3,4−EDTなどが挙げられる。また、本発明においては、側鎖含有3,4−EDTは1種類のみを使用してもよく、2種類以上を混合して使用してもよい。2種類以上を混合して使用する場合の混合比は、耐電圧の向上を主目的とする場合、あるいは静電容量の向上およびESRの低減を主目的とする場合において、任意に混合比率を変更することが可能である。   In order to improve the withstand voltage, the content of the side chain-containing 3,4-EDT in all monomers for forming the conductive polymer is 5% by weight (hereinafter referred to as “wt%”). Or more), more preferably 50 wt% or more, and particularly preferably 100 wt%. In the case of suppressing an increase in ESR due to an increase in breakdown voltage, the concentration can be arbitrarily changed to 100 wt% or less. On the other hand, if it is 5 wt% or less, it is difficult to achieve the effect, the effect of improving the breakdown voltage cannot be obtained, and the ESR increases. When it is 50 wt% or more, the withstand voltage is further improved, which is preferable. 100 wt% is particularly preferable because the pressure resistance is further improved and the monomer is not mixed. The monomer that can be used in addition to the side chain-containing 3,4-EDT is not particularly limited as long as it is a monomer copolymerizable with the side chain-containing 3,4-EDT. , 4-EDT and the like. Moreover, in this invention, only 1 type may be used for side chain containing 3, 4-EDT, and 2 or more types may be mixed and used for it. When mixing two or more types, the mixing ratio is arbitrarily changed when the main purpose is to improve the withstand voltage, or when the main purpose is to improve capacitance and reduce ESR. Is possible.

上述した側鎖含有3,4−EDTを含有するモノマーは、酸化剤を使用した酸化重合により重合し、導電性高分子を構成する。酸化剤としては、水溶液系の酸化剤と有機溶剤系の酸化剤とが挙げられる。水溶液系の酸化剤としては、ペルオキソ二硫酸およびそのNa塩、K塩、NH塩、硝酸セリウム(IV)、硝酸セリウム(IV)アンモニウム、硫酸鉄(III)、硝酸鉄(III)、塩化鉄(III)などを使用することができる。 The monomer containing the side chain-containing 3,4-EDT described above is polymerized by oxidative polymerization using an oxidant to form a conductive polymer. Examples of the oxidizing agent include an aqueous oxidizing agent and an organic solvent oxidizing agent. Examples of aqueous oxidizing agents include peroxodisulfuric acid and its Na salt, K salt, NH 4 salt, cerium (IV) nitrate, cerium (IV) ammonium nitrate, iron (III) sulfate, iron (III) nitrate, iron chloride (III) and the like can be used.

また、有機溶剤系の酸化剤としては、有機スルホン酸の第二鉄塩、例えばドデシルベンゼンスルホン酸鉄(III)、p−トルエンスルホン酸鉄(III)などを使用することができるが、これらに限定されるものではない。   As the organic solvent-based oxidizing agent, ferric salts of organic sulfonic acids such as iron (III) dodecylbenzenesulfonate and iron (III) p-toluenesulfonate can be used. It is not limited.

本発明においては、側鎖含有3,4−EDTを含有するモノマーと酸化剤とをコンデンサ素子10内に含浸させる際、含浸を容易にするために溶媒で希釈してもよい。溶媒としては、側鎖含有3,4−EDTを含有するモノマーの重合過程で不活性であるものが使用可能であり、例えばテトラヒドロフラン(THF)、ジオキサン、ジエチルエーテルなどのエーテル類;アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類;ジメチルホルムアミド、アセトニトリル、ベンゾニトリル、N−メチルピロリドン(NMP)、ジメチルスルホキシド(DMSO)などの非プロトン性溶媒;メタノール、プロパノール、ブタノールなどのアルコール類;もしくは水、またはこれらの混合系を用いることができる。好ましくは、水、アルコール類もしくはケトン類、またはこれらの混合系である。   In the present invention, when the capacitor element 10 is impregnated with the monomer containing the side chain-containing 3,4-EDT and the oxidizing agent, the capacitor element 10 may be diluted with a solvent to facilitate the impregnation. As the solvent, those which are inactive in the polymerization process of the monomer containing the side chain-containing 3,4-EDT can be used, for example, ethers such as tetrahydrofuran (THF), dioxane, diethyl ether; acetone, methyl ethyl ketone, etc. Ketones; aprotic solvents such as dimethylformamide, acetonitrile, benzonitrile, N-methylpyrrolidone (NMP), dimethyl sulfoxide (DMSO); alcohols such as methanol, propanol, butanol; or water, or a mixed system thereof Can be used. Water, alcohols or ketones, or a mixed system thereof is preferable.

本実施形態に係る固体電解コンデンサにおいて、固体電解質が形成されたコンデンサ素子10は、図2に示すとおり、リード端子14,14側に封口ゴム17が装着された状態で、有底円筒状のアルミニウム製の外装ケース18内に収納され、外装ケース18の開口部側の周壁に横絞り溝を形成するとともに、開口部の端縁にカール加工を施すことにより組み立てられる。   In the solid electrolytic capacitor according to the present embodiment, the capacitor element 10 on which the solid electrolyte is formed has a bottomed cylindrical aluminum with a sealing rubber 17 attached to the lead terminals 14 and 14 side as shown in FIG. The outer casing 18 is housed in the outer casing 18 and is formed by forming a lateral throttle groove in the peripheral wall on the opening side of the outer casing 18 and curling the edge of the opening.

次に、図3のフローチャートに沿って上記コンデンサ素子10を有する固体電解コンデンサの製造方法について説明する。   Next, a method of manufacturing a solid electrolytic capacitor having the capacitor element 10 will be described along the flowchart of FIG.

まず、素子巻取り工程では、エッチング処理により表面が粗面化され、例えば陽極酸化法にて陽極酸化皮膜が形成された広幅のアルミニウム箔から、陽極電極箔11を所定幅として切り出す。同様に、エッチング処理により表面が粗面化された広幅のアルミニウム箔から、陰極電極箔12を所定幅として切り出す。そして、陽極電極箔11と陰極電極箔12とにリード端子14,14をそれぞれ取り付けた後、陽極電極箔11と陰極電極箔12との間にセパレータ13,13を挟み込みながら、各電極箔11,12を渦巻状に捲回してコンデンサ素子10を得る。   First, in the element winding process, the anode electrode foil 11 is cut out to a predetermined width from a wide aluminum foil having a surface roughened by an etching process and formed with an anodized film by, for example, an anodic oxidation method. Similarly, the cathode electrode foil 12 is cut out as a predetermined width from a wide aluminum foil whose surface is roughened by an etching process. Then, after attaching the lead terminals 14 and 14 to the anode electrode foil 11 and the cathode electrode foil 12, respectively, while sandwiching the separators 13 and 13 between the anode electrode foil 11 and the cathode electrode foil 12, each electrode foil 11, The capacitor element 10 is obtained by winding 12 in a spiral shape.

次に、複数個のコンデンサ素子10を各コンデンサ素子10のリード端子14,14のCP線を図示しないフープ材に溶接し(フープ溶接)、次いで修復化成を行う。この修復化成で、広幅のアルミニウム箔から切り出された各電極箔11,12の切断面に化成皮膜を形成するとともに、リード端子14の取り付け時に生じた酸化皮膜の欠損部を修復する。   Next, a plurality of capacitor elements 10 are welded to the hoop material (not shown) of the CP wires of the lead terminals 14 and 14 of each capacitor element 10 (hoop welding), and then repair formation is performed. With this repair conversion, a chemical conversion film is formed on the cut surfaces of the electrode foils 11 and 12 cut out from the wide aluminum foil, and a defective portion of the oxide film generated when the lead terminals 14 are attached is repaired.

修復化成は、コンデンサ素子10にアジピン酸アンモンを主成分とする化成液に、例えば20〜60分間浸漬し、所定の電圧を印加することにより行う。その後、好ましくは、コンデンサ素子10にセパレータが炭化する200℃以上の熱を加えてセパレータを炭化した後、リン酸アンモニウムを主成分とする化成液に、例えば5〜20分間浸漬して再化成を行う。   Restoration conversion is performed by immersing the capacitor element 10 in a conversion liquid mainly composed of ammonium adipate for 20 to 60 minutes, for example, and applying a predetermined voltage. Thereafter, preferably, the capacitor element 10 is carbonized by applying heat at 200 ° C. or higher at which the separator is carbonized, and then immersed in a chemical conversion liquid containing ammonium phosphate as a main component for 5 to 20 minutes, for example. Do.

次に、側鎖含有3,4−EDTを含有するモノマーと酸化剤とをコンデンサ素子10内に含浸させる(含浸工程)。モノマーと酸化剤との含浸比率は、例えばモル比で、モノマー1に対して酸化剤を1〜2程度とすることが好ましい。なお、上述したとおり、側鎖含有3,4−EDTを含有するモノマーと酸化剤とをコンデンサ素子10内に含浸させる際、含浸を容易にするために溶媒で希釈してもよい。モノマーおよび酸化剤の合計量に対する希釈溶媒の使用量は、例えば重量比で、モノマーおよび酸化剤の合計量1に対して希釈溶媒を0.5〜5程度とすることが好ましい。この含浸工程後にコンデンサ素子10を加熱して、導電性高分子を含有する固体電解質を形成する(重合工程)。この重合工程におけるコンデンサ素子10の加熱温度および加熱時間は、側鎖含有3,4−EDTを含有するモノマーが適切に重合するのであれば特に限定されないが、例えば加熱温度は30〜200℃で、加熱時間は30分〜8時間が挙げられる。   Next, the capacitor element 10 is impregnated with the monomer containing the side chain-containing 3,4-EDT and the oxidizing agent (impregnation step). The impregnation ratio of the monomer and the oxidizing agent is preferably, for example, a molar ratio, and the oxidizing agent is about 1-2 with respect to the monomer 1. As described above, when the capacitor element 10 is impregnated with the monomer containing the side chain-containing 3,4-EDT and the oxidizing agent, the capacitor element 10 may be diluted with a solvent in order to facilitate the impregnation. The amount of the dilution solvent used with respect to the total amount of the monomer and the oxidizing agent is preferably about 0.5 to 5 with respect to the total amount 1 of the monomer and the oxidizing agent, for example, in a weight ratio. After this impregnation step, the capacitor element 10 is heated to form a solid electrolyte containing a conductive polymer (polymerization step). The heating temperature and heating time of the capacitor element 10 in this polymerization step are not particularly limited as long as the monomer containing the side chain-containing 3,4-EDT is appropriately polymerized. For example, the heating temperature is 30 to 200 ° C. The heating time is 30 minutes to 8 hours.

そして、組立工程として、図2に示すとおり、リード端子14,14側に封口ゴム17を装着したコンデンサ素子10を有底円筒状のアルミニウム製の外装ケース18内に収納して、外装ケース18の開口部側の周壁に横絞り溝を形成するとともに、開口部の端縁にカール加工を施す。組立後に、エージングと、例えばリード端子などの加工を行う。   As an assembly process, as shown in FIG. 2, the capacitor element 10 with the sealing rubber 17 attached to the lead terminals 14, 14 side is housed in a bottomed cylindrical aluminum outer case 18, and the outer case 18 A lateral throttle groove is formed on the peripheral wall on the opening side, and the edge of the opening is curled. After assembly, aging and processing such as lead terminals are performed.

以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例(実施例1〜5)と、比較例(比較例1)と、について説明する。なお、各評価(静電容量、ESRおよび耐電圧)については、従来品(比較例1)を100としたときの指数で示し、静電容量および耐電圧については数値が大きいほど良好であり、ESRについては数値が小さいほど良好であることを意味する。   Examples (Examples 1 to 5) and Comparative Examples (Comparative Example 1) that specifically show the configuration and effects of the present invention will be described below. In addition, about each evaluation (electrostatic capacity, ESR, and withstand voltage), it shows by the index when the conventional product (Comparative Example 1) is set to 100, and the larger the numerical value, the better the electrostatic capacity and withstand voltage, For ESR, the smaller the value, the better.

実施例1
厚さ100μmの広幅のアルミニウム箔をエッチングにより表面粗化した後、化成電圧130Vを印加して陽極酸化にて酸化被膜を形成し、化成箔とした。この化成箔を幅4mmに裁断し、陽極箔とした。次に、厚さ50μmの広幅のアルミニウム箔をエッチングにより表面粗化した後、幅4mmに裁断し、陰極箔とした。各電極箔にリード端子をかしめ法にて接続し、セパレータを介して対向させて巻取り、コンデンサ素子を製造した。その後、同コンデンサ素子を60℃のアジピン酸アンモニウム水溶液に浸漬し、陽極電極化成電圧130Vで修復化成を行った。
Example 1
After a rough aluminum foil having a thickness of 100 μm was roughened by etching, a chemical conversion voltage of 130 V was applied to form an oxide film by anodic oxidation to obtain a chemical conversion foil. This chemical conversion foil was cut into a width of 4 mm to obtain an anode foil. Next, the surface of a wide aluminum foil having a thickness of 50 μm was roughened by etching, and then cut into a width of 4 mm to obtain a cathode foil. A lead terminal was connected to each electrode foil by a caulking method, and was wound while facing each other through a separator to manufacture a capacitor element. Thereafter, the capacitor element was immersed in an aqueous solution of ammonium adipate at 60 ° C., and restoration formation was performed at an anode electrode formation voltage of 130V.

次に、側鎖含有3,4−EDTのR部がメチル基であるモノマーと、酸化剤であるp−トルエンスルホン酸第二鉄にブタノールに加えた混合溶液とをコンデンサ素子内に含浸し(含浸工程)、100℃の雰囲気内で60分間放置して、導電性高分子である側鎖含有3,4−PEDTを陽極電極箔と陰極電極箔との間に形成した。その後、コンデンサ素子を封口ゴムとともに、有底円筒状のアルミニウム材からなる外装ケースに収納し、外装ケースの開口部周壁に横絞り溝を形成し、また、開口部端縁をカール加工して封口した。最後に、各リード端子のCP線を面実装用の座板に挿通し、その後、該CP線を圧延し、さらに該CP線を座板面に沿って折り曲げて、面実装形の固体電解コンデンサを製造した。その後、120Hzでの静電容量値、100KHzでの等価直列抵抗(ESR)、0.1mV/secで掃引した耐電圧をそれぞれ測定した。結果を表1に示す。   Next, the capacitor element is impregnated with a monomer in which the R part of the side chain-containing 3,4-EDT is a methyl group and a mixed solution in which butanol is added to p-toluenesulfonic acid ferric acid as an oxidizing agent ( Impregnation step), left in an atmosphere at 100 ° C. for 60 minutes to form a side chain-containing 3,4-PEDT, which is a conductive polymer, between the anode electrode foil and the cathode electrode foil. After that, the capacitor element is housed together with the sealing rubber in an outer case made of a cylindrical aluminum material with a bottom, a lateral throttle groove is formed on the outer peripheral wall of the opening of the outer case, and the edge of the opening is curled and sealed did. Finally, the CP wire of each lead terminal is inserted into a seat plate for surface mounting, then the CP wire is rolled, and further the CP wire is bent along the seat plate surface, so that a surface mount type solid electrolytic capacitor Manufactured. Thereafter, the capacitance value at 120 Hz, the equivalent series resistance (ESR) at 100 KHz, and the withstand voltage swept at 0.1 mV / sec were measured. The results are shown in Table 1.

実施例2〜3
側鎖含有3,4−EDTとしてRがエチル基のもの(実施例2)、Rがプロピル基のもの(実施例3)以外は実施例1と同様に作製した。実施例1〜3は、側鎖含有3,4−EDTの含有量が100wt%である。
Examples 2-3
The side chain-containing 3,4-EDT was prepared in the same manner as in Example 1 except that R was an ethyl group (Example 2) and R was a propyl group (Example 3). In Examples 1 to 3, the content of the side chain-containing 3,4-EDT is 100 wt%.

比較例1
R部がメチル基である側鎖含有3,4−EDTに代えて、側鎖を含有しない3,4−EDTである以外は実施例1と同様に作製した。
Comparative Example 1
Instead of the side chain-containing 3,4-EDT in which the R part is a methyl group, it was prepared in the same manner as in Example 1 except that it was 3,4-EDT containing no side chain.

比較例1および実施例1〜3について、120Hzでの静電容量値、100KHzでの等価直列抵抗(ESR)、0.1mV/secで掃引した耐電圧をそれぞれ測定した。比較例1を100とした場合の実施例1〜3の比較結果を表1に示す。なお、静電容量値および耐電圧については、数値が大きいほど良好であることを示し、ESRについては、数値が小さいほど良好である事を示す。   For Comparative Example 1 and Examples 1 to 3, the capacitance value at 120 Hz, the equivalent series resistance (ESR) at 100 KHz, and the withstand voltage swept at 0.1 mV / sec were measured. Table 1 shows the comparison results of Examples 1 to 3 when Comparative Example 1 is 100. In addition, about a capacitance value and a withstand voltage, it shows that it is so favorable that a numerical value is large, and shows that it is so favorable that a numerical value is small.

実施例1a〜実施例3a
実施例1aは、側鎖含有EDTのR部がメチル基であるモノマー5wt%と、側鎖を含有しない3,4−EDTモノマー95wt%を混合したモノマーを使用した以外は実施例1と同様に作製した。実施例2aは、側鎖含有EDTのR部がエチル基であるモノマー5wt%と、側鎖を含有しない3,4−EDTモノマー95wt%を混合したモノマーを使用した以外は実施例1と同様に作製した。実施例3aは、側鎖含有EDTのR部がプロピル基であるモノマー5wt%と、側鎖を含有しない3,4−EDTモノマー95wt%を混合したモノマーを使用した以外は実施例1と同様に作製した。
Example 1a to Example 3a
Example 1a is the same as Example 1 except that a monomer in which 5 wt% of the monomer having an R part of the side chain-containing EDT is a methyl group and 95 wt% of a 3,4-EDT monomer having no side chain is used. Produced. Example 2a is the same as Example 1 except that a monomer in which 5 wt% of the monomer having an ethyl group as the R part of the side chain-containing EDT and 95 wt% of a 3,4-EDT monomer having no side chain is used. Produced. Example 3a is the same as Example 1 except that a monomer obtained by mixing 5 wt% of the monomer whose R portion of the side chain-containing EDT is a propyl group and 95 wt% of the 3,4-EDT monomer not containing the side chain is used. Produced.

比較例1および実施例1a〜3aについて、120Hzでの静電容量値、100KHzでの等価直列抵抗(ESR)、0.1mV/secで掃引した耐電圧をそれぞれ測定した。比較例1を100とした場合の実施例1a〜3aの比較結果を表2に示す。   For Comparative Example 1 and Examples 1a to 3a, the capacitance value at 120 Hz, the equivalent series resistance (ESR) at 100 KHz, and the withstand voltage swept at 0.1 mV / sec were measured. Table 2 shows the comparison results of Examples 1a to 3a when Comparative Example 1 is 100.

実施例1b〜実施例3b
実施例1bは、側鎖含有EDTのR部がメチル基であるモノマー50wt%と、側鎖を含有しない3,4−EDTモノマー50wt%を混合したモノマーを使用した以外は実施例1と同様に作製した。実施例2bは、側鎖含有EDTのR部がエチル基であるモノマー50wt%と、側鎖を含有しない3,4−EDTモノマー50wt%を混合したモノマーを使用した以外は実施例1と同様に作製した。実施例3bは、側鎖含有EDTのR部がプロピル基であるモノマー50wt%と、側鎖を含有しない3,4−EDTモノマー50wt%を混合したモノマーを使用した以外は実施例1と同様に作製した。
Example 1b to Example 3b
Example 1b is the same as Example 1 except that a monomer obtained by mixing 50 wt% of a monomer in which the R part of the side chain-containing EDT is a methyl group and 50 wt% of a 3,4-EDT monomer not containing a side chain is used. Produced. Example 2b is the same as Example 1 except that a monomer obtained by mixing 50 wt% of a monomer in which the R part of the side chain-containing EDT is an ethyl group and 50 wt% of a 3,4-EDT monomer not containing a side chain is used. Produced. Example 3b is the same as Example 1 except that a monomer obtained by mixing 50 wt% of the monomer in which the R part of the side chain-containing EDT is a propyl group and 50 wt% of the 3,4-EDT monomer not containing a side chain was used. Produced.

比較例1および実施例1b〜3bについて、120Hzでの静電容量値、100KHzでの等価直列抵抗(ESR)、0.1mV/secで掃引した耐電圧をそれぞれ測定した。比較例1を100とした場合の実施例1b〜3bの比較結果を表3に示す。   For Comparative Example 1 and Examples 1b to 3b, the capacitance value at 120 Hz, the equivalent series resistance (ESR) at 100 KHz, and the withstand voltage swept at 0.1 mV / sec were measured. Table 3 shows the comparison results of Examples 1b to 3b when Comparative Example 1 is set to 100.

実施例4〜実施例5
実施例4は、側鎖含有EDTのR部がメチル基であるモノマー50wt%と、側鎖含有EDTのR部がエチル基であるモノマー50wt%とを混合したモノマーを使用した以外は実施例1と同様に作製した。実施例5は、側鎖含有EDTのR部がエチル基であるモノマー50wt%と、側鎖含有EDTのR部がプロピル基であるモノマー50wt%とを混合したモノマーを使用した以外は実施例1と同様に作製した。
Example 4 to Example 5
Example 4 is the same as Example 1 except that a monomer obtained by mixing 50 wt% of a monomer whose R part of the side chain-containing EDT is a methyl group and 50 wt% of a monomer whose R part of the side chain-containing EDT is an ethyl group is used. It produced similarly. Example 5 is the same as Example 1 except that a monomer obtained by mixing 50 wt% of the monomer whose side chain-containing EDT has an ethyl group and 50 wt% of a monomer whose side chain-containing EDT has a propyl group is used. It produced similarly.

比較例1および実施例4〜5について、120Hzでの静電容量値、100KHzでの等価直列抵抗(ESR)、0.1mV/secで掃引した耐電圧をそれぞれ測定した。比較例1を100とした場合の実施例4〜5の比較結果を表4に示す。   For Comparative Example 1 and Examples 4 to 5, the capacitance value at 120 Hz, the equivalent series resistance (ESR) at 100 KHz, and the withstand voltage swept at 0.1 mV / sec were measured. Table 4 shows the comparison results of Examples 4 to 5 when Comparative Example 1 is 100.

表1〜表4の結果から、側鎖を含有しない3,4−EDTの重合体を含有する固体電解コンデンサ(比較例1)に比べて、側鎖含有3,4−EDTの重合体を含有する固体電解コンデンサ(実施例1〜5)では、耐電圧が向上することがわかる。特に実施例1〜3の結果から、炭化水素基R中の炭素数が多くなるほど、固体電解コンデンサの耐電圧が向上し、その一方で静電容量が低下し、かつESRが上昇する傾向が把握できる。また、側鎖含有3,4−EDTがモノマーに占める割合が大きいほど耐電圧が向上することが判る。   From the results of Tables 1 to 4, it contains a side chain-containing 3,4-EDT polymer compared to a solid electrolytic capacitor (Comparative Example 1) containing a 3,4-EDT polymer that does not contain a side chain. It can be seen that the withstand voltage is improved in the solid electrolytic capacitors (Examples 1 to 5). In particular, from the results of Examples 1 to 3, it is understood that as the number of carbons in the hydrocarbon group R increases, the withstand voltage of the solid electrolytic capacitor improves, while the capacitance decreases and the ESR increases. it can. It can also be seen that the withstand voltage improves as the proportion of the side chain-containing 3,4-EDT in the monomer increases.

10: コンデンサ素子
11: 陽極電極箔
12: 陰極電極箔
13: セパレータ
14: リード端子
17: 封口ゴム
18: 外装ケース
10: Capacitor element 11: Anode electrode foil 12: Cathode electrode foil 13: Separator 14: Lead terminal 17: Sealing rubber 18: Exterior case

Claims (8)

酸化皮膜を有する陽極電極層と、陰極電極層と、をセパレータを介して捲回または積層してなるコンデンサ素子内に、導電性高分子を含有する固体電解質を形成してなる固体電解コンデンサにおいて、
前記導電性高分子は、下記式(I):

(式中、Rは炭素数1〜10の炭化水素基)で表されるモノマーを含有するモノマーの重合体であることを特徴とする固体電解コンデンサ。
In a solid electrolytic capacitor formed by forming a solid electrolyte containing a conductive polymer in a capacitor element formed by winding or laminating an anode electrode layer having an oxide film and a cathode electrode layer via a separator,
The conductive polymer has the following formula (I):

A solid electrolytic capacitor characterized in that it is a polymer of a monomer containing a monomer represented by (wherein R is a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms).
前記導電性高分子は、前記導電性高分子を形成するための全モノマー中、下記式(I):The conductive polymer is represented by the following formula (I) in all monomers for forming the conductive polymer:

(式中、Rは炭素数1〜10の炭化水素基)で表されるモノマーを5〜100重量%含有するものである請求項1に記載の固体電解コンデンサ。2. The solid electrolytic capacitor according to claim 1, wherein the solid electrolytic capacitor contains 5 to 100% by weight of a monomer represented by (wherein R is a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms).
前記導電性高分子は、下記式(I):

(式中、Rは炭素数1〜10の炭化水素基)で表されるモノマーを含有するモノマーと酸化剤とを前記コンデンサ素子内に含浸後、重合されたものである請求項1または2に記載の固体電解コンデンサ。
The conductive polymer has the following formula (I):

3. The polymer according to claim 1, wherein the capacitor element is impregnated with a monomer containing a monomer represented by (wherein R is a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms) and an oxidizing agent. The solid electrolytic capacitor as described.
前記Rは、炭素数1〜3の炭化水素基である請求項1〜3のいずれかに記載の固体電解コンデンサ。 Wherein R is a solid electrolytic capacitor according to any one of claims 1 to 3 is a hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms. 前記陽極電極層は、陽極電極箔であり、前記陰極電極層は、陰極電極箔である請求項1〜のいずれかに記載の固体電解コンデンサ。 The anode electrode layer is an anode foil, the cathode electrode layer, a solid electrolytic capacitor according to any one of claims 1 to 4, which is a cathode electrode foil. 前記陽極電極層上で下記式(I):

(式中、Rは炭素数1〜10の炭化水素基)で表されるモノマーを重合し、さらに前記陰極電極層としてカーボン層および銀ペースト層を順次形成し、前記陽極電極層を一枚または複数枚積層させたものであることを特徴とする請求項1〜のいずれかに記載の固体電解コンデンサ。
On the anode electrode layer, the following formula (I):

(Wherein R is a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms), a carbon layer and a silver paste layer are sequentially formed as the cathode electrode layer, and the anode electrode layer the solid electrolytic capacitor according to any one of claims 1 to 5, characterized in that is obtained by laminating a plurality.
酸化皮膜を有する陽極電極層と陰極電極層とをセパレータを介して捲回または積層してなるコンデンサ素子内に、導電性高分子を含有する固体電解質を形成してなる固体電解コンデンサの製造方法において、
下記式(I);

(式中、Rは炭素数1〜10の炭化水素基)で表されるモノマーを含有するモノマーと酸化剤とをコンデンサ素子内に含浸する含浸工程と、
前記含浸工程後に前記コンデンサ素子を加熱して、前記導電性高分子を含有する前記固体電解質を形成する重合工程と、を備えることを特徴とする固体電解コンデンサの製造方法。
In a method for producing a solid electrolytic capacitor in which a solid electrolyte containing a conductive polymer is formed in a capacitor element in which an anode electrode layer having an oxide film and a cathode electrode layer are wound or laminated with a separator interposed therebetween. ,
The following formula (I);

An impregnation step of impregnating a capacitor element with a monomer containing a monomer represented by (wherein R is a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms) and an oxidizing agent;
And a polymerization step of forming the solid electrolyte containing the conductive polymer by heating the capacitor element after the impregnation step.
前記陽極電極層上で下記式(I):

(式中、Rは炭素数1〜10の炭化水素基)で表されるモノマーを重合し、さらに前記陰極電極層としてカーボン層および銀ペースト層を順次形成し、前記陽極電極層を一枚または複数枚積層させたことを特徴とする請求項6に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
On the anode electrode layer, the following formula (I):

(Wherein R is a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms), a carbon layer and a silver paste layer are sequentially formed as the cathode electrode layer, and the anode electrode layer The method for producing a solid electrolytic capacitor according to claim 6, wherein a plurality of sheets are laminated.
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