JP5656127B2 - 電解質材料配合物、それから形成される電解質材料組成物、及びその使用 - Google Patents
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Description
[発明の分野]
[0001]本発明は、電解質材料配合物、その電解質材料配合物から形成される電解質材料組成物、及びその電解質材料組成物を使用する固体コンデンサに関する。
[0002]コンデンサは、様々な電子製品において広く使用される電子素子の種類である。技術開発の進歩とともに、電子製品は、小型化及び軽量の方向で開発されつつあり、電子製品において使用されるコンデンサは、小型化されること、並びに高周波数で使用されるとき高いキャパシタンス及び低いインピーダンスを有することが要求される。
[0009]したがって、本発明は、
(a1)導電性化合物、
(b1)酸化剤、及び
(c1)重合性化合物
を含む電解質材料配合物を対象とする。
(式中、nは3以上の整数であり、mは2以上の整数であり、Gは有機基、無機基、又はそれらの混合体である)
からなる群から選択される。
からなる群から選択される。
等の、アミン又は酸無水物であることができる。
等の、第三級アミン、アゾ化合物又はベンゾイル化合物であることができる。
(A)導電性化合物及び酸化剤から得られる重合単位から形成される第1のポリマーと、
(B)重合性化合物から得られる重合単位から形成される第2のポリマーと
を含む。
[0039]図1に示すように、コンデンサ素子9を、3,4−エチレンジオキシチオフェン30g、鉄(III)p−トルエンスルホネート40%含有エタノール溶液100g、重合性化合物:
20g、硬化剤:
20g、及び触媒:
2gを混合することにより形成した電解質材料配合物中に5分間浸漬した。次いで、導電性ポリマー及び重合性材料の混合物を含有する固体電解質を形成するために、コンデンサ素子を、電解質材料配合物から取り出し、25℃〜260℃の範囲内の温度で熱重合させた。
[0042]図1に示すように、コンデンサ素子9を、3,4−エチレンジオキシチオフェン30g、重合性化合物:
15g、硬化剤:
20g、及び触媒:
2gを混合することにより形成した第1の溶液中に5分間まず浸漬し、次いで、鉄(III)p−トルエンスルホネート45%含有n−ブタノール溶液100gの第2の溶液中に5分間浸漬した。次いで、導電性ポリマー及び重合性材料の混合物を含有する固体電解質を形成するために、コンデンサ素子を、電解質材料配合物から取り出し、25℃〜260℃の範囲内の温度で熱重合させた。
[0045]図1に示すように、コンデンサ素子9を、鉄(III)p−トルエンスルホネート50%含有tert−ブタノール溶液100gの第2の溶液中に5分間まず浸漬し、次いで、3,4−エチレンジオキシチオフェン30g、重合性化合物:
15g、硬化剤:
15g、及び触媒:
2gを混合することにより形成した第1の溶液中に5分間浸漬した。次いで、導電性ポリマー及び重合性材料の混合物を含有する固体電解質を形成するために、コンデンサ素子を、電解質材料配合物から取り、25℃〜260℃の範囲内の温度で熱重合させた。
[0048]図1に示すように、コンデンサ素子9を、3,4−エチレンジオキシチオフェン30gを含有する第1の溶液中に5分間まず浸漬し、次いで、鉄(III)p−トルエンスルホネート50%含有tert−ブタノール溶液100g、重合性化合物:
20g、硬化剤:
20g、及び触媒:
2gを混合することにより形成した第2の溶液中に5分間浸漬した。導電性ポリマー及び重合性材料の混合物を含有する固体電解質を形成するために、コンデンサ素子を、電解質材料配合物から取り、25℃〜260℃の範囲内の温度で熱重合させた。
[0051]図1に示すように、コンデンサ素子9を、鉄(III)p−トルエンスルホネート55%含有エタノール溶液100g、重合性化合物:
20g、硬化剤:
20g、及び触媒:
2gを混合することにより形成した第2の溶液中に5分間まず浸漬し、次いで、3,4−エチレンジオキシチオフェン30gを含有する第1の溶液中に5分間浸漬した。次いで、導電性ポリマー及び重合性材料の混合物を含有する固体電解質を形成するために、コンデンサ素子を、電解質材料配合物から取り、25℃〜260℃の範囲内の温度で熱重合させた。
[0054]図1に示すように、コンデンサ素子9を、ピロール40g、鉄(III)p−トルエンスルホネート40%含有プロパノール溶液120g、重合性化合物:
50g、硬化剤:
50g、及び触媒:
5gを混合することにより形成した電解質材料配合物中に5分間浸漬した。次いで、導電性ポリマー及び重合性材料の混合物を含有する固体電解質を形成するために、コンデンサ素子を、電解質材料配合物から取り、25℃〜260℃の範囲内の温度で熱重合させた。
[0057]図1に示すように、コンデンサ素子9を、アニリン40g、鉄(III)p−トルエンスルホネート40%含有エタノール溶液120g、重合性化合物:
40g、硬化剤:
40g、及び触媒:
5gを混合することにより形成した電解質材料配合物中に5分間浸漬した。次いで、導電性ポリマー及び重合性材料のポリマーの混合物を含有する固体電解質を形成するために、コンデンサ素子を、電解質材料配合物から取り、25℃〜260℃の範囲内の温度で熱重合させた。
[0060]図1に示すように、コンデンサ素子9を、3,4−エチレンジオキシチオフェン30g、鉄(III)p−トルエンスルホネート40%含有tert−ブタノール溶液100g、重合性化合物:
20g、及び硬化剤:
20gを混合することにより形成した電解質材料配合物中に5分間浸漬した。次いで、導電性ポリマー及び重合性材料の混合物を含有する固体電解質を形成するために、コンデンサ素子を、電解質材料配合物から取り、25℃〜260℃の範囲内の温度で熱重合させた。
[0063]図1に示すように、コンデンサ素子9を、エタノール95%希釈3,4−エチレンジオキシチオフェン30g、重合性化合物:
15g、硬化剤:
15g、及び触媒:
2gを混合することにより形成した第1の溶液中に5分間まず浸漬し、次いで、鉄(III)p−トルエンスルホネート45%含有n−ブタノール溶液100gの第2の溶液中に5分間浸漬した。次いで、導電性ポリマー及び重合性材料の混合物を含有する固体電解質を形成するために、コンデンサ素子を、電解質材料配合物から取り、25℃〜260℃の範囲内の温度で熱重合させた。
[0066]図1に示すように、コンデンサ素子9を、3,4−エチレンジオキシチオフェン30g、鉄(III)p−トルエンスルホネート40%含有tert−ブタノール溶液150g、及び重合性化合物:
20gを混合することにより形成した電解質材料配合物中に5分間浸漬した。次いで、導電性ポリマー及び重合性材料の混合物を含有する固体電解質を形成するために、コンデンサ素子を、電解質材料配合物から取り、25℃〜260℃の範囲内の温度で熱重合させた。
[0069]重合性化合物が
であること以外は、実施例1の固体コンデンサを調製する方法と実質的に同じ方法により、実施例11の固体コンデンサを調製した。電気的なデータを、以下の表1に示す。
[0070]重合性化合物が
であること以外は、実施例1の固体コンデンサを調製する方法と実質的に同じ方法により、実施例12の固体コンデンサを調製した。電気的なデータを、以下の表1に示す。
[0071]重合性化合物が
であること以外は、実施例1の固体コンデンサを調製する方法と実質的に同じ方法により、実施例13の固体コンデンサを調製した。電気的なデータを、以下の表1に示す。
[0072]重合性化合物が
であること以外は、実施例1の固体コンデンサを調製する方法と実質的に同じ方法により、実施例14の固体コンデンサを調製した。電気的なデータを、以下の表1に示す。
[0073]図1に示すように、コンデンサ素子9を、3,4−エチレンジオキシチオフェン30g、鉄(III)p−トルエンスルホネート40%含有tert−ブタノール溶液100g、重合性化合物:
30g、及び触媒:
3gを混合することにより形成した電解質材料配合物中に5分間まず浸漬した。次いで、導電性ポリマー及び重合性材料の混合物を含有する固体電解質を形成するために、コンデンサ素子を、電解質材料配合物から取り、25℃〜260℃の範囲内の温度で熱重合させた。
[0076]図1に示すように、コンデンサ素子9を、3,4−エチレンジオキシチオフェン30g、重合性化合物:
30g、及び触媒:
3gを混合することにより形成した第1の溶液中に5分間まず浸漬し、次いで、鉄(III)p−トルエンスルホネート50%含有tert−ブタノール溶液100gの第2の溶液中に5分間浸漬した。次いで、導電性ポリマー及び重合性材料の混合物を含有する固体電解質を形成するために、コンデンサ素子を、電解質材料配合物から取り、25℃〜260℃の範囲内の温度で熱重合させた。
[0079]図1に示すように、コンデンサ素子9を、鉄(III)p−トルエンスルホネート40%含有tert−ブタノール溶液100gの第2の溶液中に5分間まず浸漬し、次いで、3,4−エチレンジオキシチオフェン30g、及び重合性化合物:
30gを混合することにより形成した第1の溶液中に5分間浸漬した。次いで、導電性ポリマー及び重合性材料の混合物を含有する固体電解質を形成するために、コンデンサ素子を、電解質材料配合物から取り、25℃〜260℃の範囲内の温度で熱重合させた。
[0082]図1に示すように、コンデンサ素子9を、3,4−エチレンジオキシチオフェン30gを含有する第1の溶液中に5分間まず浸漬し、次いで、鉄(III)p−トルエンスルホネート40%含有tert−ブタノール溶液100g、重合性化合物:
25g、及び触媒:
3gを混合することにより形成した第2の溶液中に5分間浸漬した。次いで、導電性ポリマー及び重合性材料の混合物を含有する固体電解質を形成するために、コンデンサ素子を、電解質材料配合物から取り、25℃〜260℃の範囲内の温度で熱重合させた。
[0085]図1に示すように、コンデンサ素子9を、鉄(III)p−トルエンスルホネート40%含有tert−ブタノール溶液100g、及び重合性化合物:
30gを混合することにより形成した第2の溶液中に5分間まず浸漬し、次いで、3,4−エチレンジオキシチオフェン30gを含有する第1の溶液中に5分間浸漬した。次いで、導電性ポリマー及び重合性材料の混合物を含有する固体電解質を形成するために、コンデンサ素子を、電解質材料配合物から取り、25℃〜260℃の範囲内の温度で熱重合させた。
[0088]図1に示すように、コンデンサ素子9を、ピロール50g、鉄(III)p−トルエンスルホネート40%含有tert−ブタノール溶液150g、重合性化合物:
30g、及び触媒:
3gを混合することにより形成した電解質材料配合物中に5分間浸漬した。次いで、導電性ポリマー及び重合性材料の混合物を含有する固体電解質を形成するために、コンデンサ素子を、電解質材料配合物から取り、25℃〜260℃の範囲内の温度で熱重合させた。
[0091]図1に示すように、コンデンサ素子9を、アニリン50g、鉄(III)p−トルエンスルホネート40%含有tert−ブタノール溶液150g、重合性化合物:
30g、及び触媒:
3gを混合することにより形成した電解質材料配合物中に5分間浸漬した。次いで、導電性ポリマー及び重合性材料の混合物を含有する固体電解質を形成するために、コンデンサ素子を、電解質材料配合物から取り、25℃〜260℃の範囲内の温度で熱重合させた。
[0094]図1に示すように、コンデンサ素子9を、3,4−エチレンジオキシチオフェン30g、鉄(III)p−トルエンスルホネート40%含有tert−ブタノール溶液100g、及び重合性化合物:
30gを混合することにより形成した電解質材料配合物中に5分間浸漬した。次いで、導電性ポリマー及び重合性材料の混合物を含有する固体電解質を形成するために、コンデンサ素子を、電解質材料配合物から取り、25℃〜260℃の範囲内の温度で熱重合させた。
[0097]図1に示すように、コンデンサ素子9を、エタノール95%希釈3,4−エチレンジオキシチオフェン30g、重合性化合物:
15g、及び触媒:
2gを混合することにより形成した第1の溶液中に5分間まず浸漬し、次いで、鉄(III)p−トルエンスルホネート45%含有n−ブタノール溶液100gの第2の溶液中に5分間浸漬した。次いで、導電性ポリマー及び重合性材料の混合物を含有する固体電解質を形成するために、コンデンサ素子を、電解質材料配合物から取り、25℃〜260℃の範囲内の温度で熱重合させた。
[00100]重合性化合物が
であること以外は、実施例15の固体コンデンサを調製する方法と実質的に同じ方法により、実施例24の固体コンデンサを調製した。電気的なデータを、以下の表1に示す。
[00101]重合性化合物が、
5g、
15g、及び
10gから構成されること以外は、実施例15の固体コンデンサを調製する方法と実質的に同じ方法により、実施例25の固体コンデンサを調製した。電気的なデータを、以下の表1に示す。
[00102]図1に示すコンデンサ素子9を、3,4−エチレンジオキシチオフェン10g、及び鉄(III)p−トルエンスルホネート40%含有tert−ブタノール溶液100gを混合することにより形成した電解質材料配合物中に5分間浸漬した。次いで、コンデンサ素子を、電解質材料配合物から取り、25℃〜260℃の範囲内の温度で熱重合させて、固体電解質を形成した。固体電解質を有するコンデンサ素子を、底がある箱の中に配置し、その箱を、弾性のある物質により形成された密封要素で密封し、ワイヤを露出して、固体コンデンサを形成した。上記のプロセスにより製造した固体コンデンサについての電気的なデータを、以下の表1に示す。
表1における電気的な試験についての条件は以下の通りである。
製造した固体コンデンサの有効寿命の試験を、以下の表2に示す。
表2における有効寿命の試験についての条件は、以下の通りである。
3 カソード箔
5a スペーサ部品
5b スペーサ部品
7a ワイヤ
7b ワイヤ
9 コンデンサ素子
Claims (13)
- (a1)ピロール、チオフェン、フェニレンスルフィド、及びそれらの誘導体からなる群から選択される導電性化合物、
(b1)酸化剤、及び
(c1)重合性化合物
を含み、
前記重合性化合物が、エポキシ基含有重合性化合物、ビニル基含有不飽和重合性化合物、アクリレート含有不飽和重合性化合物、又はそれらの混合物を含む、電解質材料配合物。 - 前記酸化剤が、アルカリ金属過硫酸塩、過硫酸アンモニウム、有機酸の第二鉄塩、及び有機基をもつ無機酸からなる群から選択される、請求項1に記載の電解質材料配合物。
- 前記重合性化合物が、
からなる群から選択される、請求項1に記載の電解質材料配合物。 - 前記重合性化合物が、
- 前記重合性化合物の分子量が40〜1,000,000の範囲内である、請求項1に記載の電解質材料配合物。
- 成分(a1)100重量部を基準にして、成分(b1)の量が1〜10000重量部であり、成分(c1)の量が0.1〜10000重量部である、請求項1に記載の電解質材料配合物。
- 成分(a1)100重量部を基準にして、成分(b1)の量が10〜2000重量部であり、成分(c1)の量が1〜3000重量部である、請求項6に記載の電解質材料配合物。
- 硬化剤をさらに含み、該硬化剤がアミン又は酸無水物である、請求項1に記載の電解質材料配合物。
- 前記硬化剤が、
- 請求項1に記載の電解質材料配合物から重合によって形成される電解質材料組成物。
- (A)前記導電性化合物及び前記酸化剤から得られる重合単位から形成される第1のポリマーと、
(B)前記重合性化合物から得られる重合単位から形成される第2のポリマーと
を含む、請求項10に記載の電解質材料組成物。 - 前記第2のポリマーが、前記重合性化合物及び硬化剤から得られる重合単位から形成される、請求項11に記載の電解質材料組成物。
- アノードと、
アノード上に形成された誘電体層と、
カソードと、
誘電体層及びカソードの間に位置する、請求項10に記載の電解質材料組成物を含む固体電解質と
を備える固体コンデンサ。
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