JP6614927B2 - Capacitor and manufacturing method thereof - Google Patents

Capacitor and manufacturing method thereof Download PDF

Info

Publication number
JP6614927B2
JP6614927B2 JP2015218572A JP2015218572A JP6614927B2 JP 6614927 B2 JP6614927 B2 JP 6614927B2 JP 2015218572 A JP2015218572 A JP 2015218572A JP 2015218572 A JP2015218572 A JP 2015218572A JP 6614927 B2 JP6614927 B2 JP 6614927B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
poly
conductive polymer
capacitor
mass
dielectric layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015218572A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2017092182A (en
Inventor
健一 鈴木
総 松林
俊哉 澤井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shin Etsu Polymer Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Polymer Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shin Etsu Polymer Co Ltd filed Critical Shin Etsu Polymer Co Ltd
Priority to JP2015218572A priority Critical patent/JP6614927B2/en
Publication of JP2017092182A publication Critical patent/JP2017092182A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6614927B2 publication Critical patent/JP6614927B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

本発明は、キャパシタ及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a capacitor and a manufacturing method thereof.

キャパシタにおいては、誘電体層と陰極との間に配置される電解質として、導電性高分子を含む固体電解質層を用いて、等価直列抵抗を小さくしたものが知られている。
導電性高分子を含む固体電解質層としては、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)とポリスチレンスルホン酸を含む導電性高分子分散液から形成したものを使用することがある(例えば、特許文献1)。
As a capacitor, a capacitor in which an equivalent series resistance is reduced by using a solid electrolyte layer containing a conductive polymer as an electrolyte disposed between a dielectric layer and a cathode is known.
As the solid electrolyte layer containing a conductive polymer, a layer formed from a conductive polymer dispersion containing poly (3,4-ethylenedioxythiophene) and polystyrene sulfonic acid may be used (for example, patent document). 1).

特開2014−67949号公報JP 2014-67949 A

電子機器においては、より一層の性能向上や小型化が求められ、それに対し、キャパシタにおいては、等価直列抵抗がより小さいものが要求されている。
そこで、本発明は、等価直列抵抗が充分に小さいキャパシタ及びその製造方法を提供することを目的とする。
Electronic devices are required to have further improved performance and downsizing, while capacitors are required to have a smaller equivalent series resistance.
Therefore, an object of the present invention is to provide a capacitor having a sufficiently small equivalent series resistance and a method for manufacturing the same.

[1]弁金属の多孔質体からなる陽極と、前記弁金属の酸化物からなる誘電体層と、該誘電体層の、前記陽極と反対側に設けられた導電物質製の陰極と、前記誘電体層及び前記陰極の間に形成された固体電解質層とを具備し、前記固体電解質層が、π共役系導電性高分子及びポリアニオンを含む導電性複合体と、ポリアルキレンオキサイド構造を有するアミン化合物とを含有する、キャパシタ。
[2]前記アミン化合物が、下記式(1)で表される化合物である、[1]に記載のキャパシタ。
(式中、R,R,Rは各々、アルキレン基である。ma,mb,mcは各々、1以上4以下の整数である。na,nb,ncは各々、1以上4以下の整数である。p,q,rは各々、0以上の整数である。s,t,uは各々、0以上3以下の整数であり、s+t+u=3である。)
[1] An anode made of a porous body of a valve metal, a dielectric layer made of an oxide of the valve metal, a cathode made of a conductive material provided on the opposite side of the dielectric layer from the anode, A solid electrolyte layer formed between a dielectric layer and the cathode, wherein the solid electrolyte layer includes a conductive composite containing a π-conjugated conductive polymer and a polyanion, and an amine having a polyalkylene oxide structure. A capacitor containing a compound.
[2] The capacitor according to [1], wherein the amine compound is a compound represented by the following formula (1).
(In the formula, R 1 , R 2 , and R 3 are each an alkylene group. Ma, mb, and mc are each an integer of 1 or more and 4 or less. Na, nb, and nc are 1 or more and 4 or less, respectively. (P, q, r are each integers greater than or equal to 0. s, t, u are each integers greater than or equal to 0 and less than or equal to 3, and s + t + u = 3.)

Figure 0006614927
Figure 0006614927

[3]前記アミン化合物が、トリス[(2−メトキシエトキシ)エチル]アミンである、[2]に記載のキャパシタ。
[4]前記π共役系導電性高分子がポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)である、[1]から[3]のいずれかに記載のキャパシタ。
[5]前記ポリアニオンがポリスチレンスルホン酸である、[1]から[4]のいずれかに記載のキャパシタ。
[6]弁金属の多孔質体からなる陽極の表面を酸化して誘電体層を形成する工程と、誘電体層に対向する位置に陰極を形成する工程と、誘電体層表面に導電性高分子分散液を塗布し、乾燥させて固体電解質層を形成する工程とを有し、前記導電性高分子分散液として、π共役系導電性高分子及びポリアニオンを含む導電性複合体と、ポリアルキレンオキサイド構造を有するアミン化合物と、分散媒とを含有するものを用いる、キャパシタの製造方法。
[7]前記アミン化合物が、上記式(1)で表される化合物である、[6]に記載のキャパシタの製造方法。
[8]前記アミン化合物が、トリス[(2−メトキシエトキシ)エチル]アミンである、[7]に記載のキャパシタの製造方法。
[9]前記導電性高分子分散液の25℃におけるpHが2.00以上10.00以下である、[6]から[8]のいずれかに記載のキャパシタの製造方法。
[10]前記π共役系導電性高分子がポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)である、[6]から[9]のいずれかに記載のキャパシタの製造方法。
[11]前記ポリアニオンがポリスチレンスルホン酸である、[6]から[10]のいずれかに記載のキャパシタの製造方法。
[3] The capacitor according to [2], wherein the amine compound is tris [(2-methoxyethoxy) ethyl] amine.
[4] The capacitor according to any one of [1] to [3], wherein the π-conjugated conductive polymer is poly (3,4-ethylenedioxythiophene).
[5] The capacitor according to any one of [1] to [4], wherein the polyanion is polystyrene sulfonic acid.
[6] A step of oxidizing a surface of an anode made of a porous body of a valve metal to form a dielectric layer, a step of forming a cathode at a position facing the dielectric layer, and a surface having high conductivity on the surface of the dielectric layer. A step of applying a molecular dispersion and drying to form a solid electrolyte layer. As the conductive polymer dispersion, a conductive complex containing a π-conjugated conductive polymer and a polyanion, and a polyalkylene A method for producing a capacitor, comprising using an amine compound having an oxide structure and a dispersion medium.
[7] The method for producing a capacitor according to [6], wherein the amine compound is a compound represented by the above formula (1).
[8] The method for producing a capacitor according to [7], wherein the amine compound is tris [(2-methoxyethoxy) ethyl] amine.
[9] The method for producing a capacitor according to any one of [6] to [8], wherein the pH of the conductive polymer dispersion at 25 ° C. is from 2.00 to 10.00.
[10] The method for producing a capacitor according to any one of [6] to [9], wherein the π-conjugated conductive polymer is poly (3,4-ethylenedioxythiophene).
[11] The method for producing a capacitor according to any one of [6] to [10], wherein the polyanion is polystyrene sulfonic acid.

本発明のキャパシタは、等価直列抵抗が充分に小さいものである。
本発明のキャパシタの製造方法によれば、等価直列抵抗が充分に小さいキャパシタを容易に製造できる。
The capacitor of the present invention has a sufficiently small equivalent series resistance.
According to the method for manufacturing a capacitor of the present invention, a capacitor having a sufficiently small equivalent series resistance can be easily manufactured.

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

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

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

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

本実施形態における陰極14としては、導電性ペーストから形成した導電層やアルミニウム箔など、導電物質製の金属層を使用することができる。   As the cathode 14 in this embodiment, a metal layer made of a conductive material such as a conductive layer formed from a conductive paste or an aluminum foil can be used.

固体電解質層13は、π共役系導電性高分子及びポリアニオンを含む導電性複合体と、ポリアルキレンオキサイド構造を有するアミン化合物を含有する層である。
固体電解質層13の厚さは一定である必要はなく、例えば、1μm以上100μm以下の範囲内にあればよい。
The solid electrolyte layer 13 is a layer containing a conductive complex including a π-conjugated conductive polymer and a polyanion, and an amine compound having a polyalkylene oxide structure.
The thickness of the solid electrolyte layer 13 does not need to be constant, and may be in the range of 1 μm to 100 μm, for example.

固体電解質層13に含まれるπ共役系導電性高分子としては、主鎖がπ共役系で構成されている有機高分子であれば本発明の効果を有する限り特に制限されず、例えば、ポリピロール系導電性高分子、ポリチオフェン系導電性高分子、ポリアセチレン系導電性高分子、ポリフェニレン系導電性高分子、ポリフェニレンビニレン系導電性高分子、ポリアニリン系導電性高分子、ポリアセン系導電性高分子、ポリチオフェンビニレン系導電性高分子、及びこれらの共重合体等が挙げられる。空気中での安定性の点からは、ポリピロール系導電性高分子、ポリチオフェン類及びポリアニリン系導電性高分子が好ましく、導電性及び透明性の面から、ポリチオフェン系導電性高分子がより好ましい。   The π-conjugated conductive polymer contained in the solid electrolyte layer 13 is not particularly limited as long as it has the effect of the present invention as long as the main chain is an organic polymer composed of a π-conjugated system. Conductive polymer, polythiophene conductive polymer, polyacetylene conductive polymer, polyphenylene conductive polymer, polyphenylene vinylene conductive polymer, polyaniline conductive polymer, polyacene conductive polymer, polythiophene vinylene System-based conductive polymers, and copolymers thereof. From the viewpoint of stability in air, polypyrrole-based conductive polymers, polythiophenes and polyaniline-based conductive polymers are preferable, and polythiophene-based conductive polymers are more preferable from the viewpoint of conductivity and transparency.

ポリチオフェン系導電性高分子としては、ポリチオフェン、ポリ(3−メチルチオフェン)、ポリ(3−エチルチオフェン)、ポリ(3−プロピルチオフェン)、ポリ(3−ブチルチオフェン)、ポリ(3−ヘキシルチオフェン)、ポリ(3−ヘプチルチオフェン)、ポリ(3−オクチルチオフェン)、ポリ(3−デシルチオフェン)、ポリ(3−ドデシルチオフェン)、ポリ(3−オクタデシルチオフェン)、ポリ(3−ブロモチオフェン)、ポリ(3−クロロチオフェン)、ポリ(3−ヨードチオフェン)、ポリ(3−シアノチオフェン)、ポリ(3−フェニルチオフェン)、ポリ(3,4−ジメチルチオフェン)、ポリ(3,4−ジブチルチオフェン)、ポリ(3−ヒドロキシチオフェン)、ポリ(3−メトキシチオフェン)、ポリ(3−エトキシチオフェン)、ポリ(3−ブトキシチオフェン)、ポリ(3−ヘキシルオキシチオフェン)、ポリ(3−ヘプチルオキシチオフェン)、ポリ(3−オクチルオキシチオフェン)、ポリ(3−デシルオキシチオフェン)、ポリ(3−ドデシルオキシチオフェン)、ポリ(3−オクタデシルオキシチオフェン)、ポリ(3,4−ジヒドロキシチオフェン)、ポリ(3,4−ジメトキシチオフェン)、ポリ(3,4−ジエトキシチオフェン)、ポリ(3,4−ジプロポキシチオフェン)、ポリ(3,4−ジブトキシチオフェン)、ポリ(3,4−ジヘキシルオキシチオフェン)、ポリ(3,4−ジヘプチルオキシチオフェン)、ポリ(3,4−ジオクチルオキシチオフェン)、ポリ(3,4−ジデシルオキシチオフェン)、ポリ(3,4−ジドデシルオキシチオフェン)、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)、ポリ(3,4−プロピレンジオキシチオフェン)、ポリ(3,4−ブテンジオキシチオフェン)、ポリ(3−メチル−4−メトキシチオフェン)、ポリ(3−メチル−4−エトキシチオフェン)、ポリ(3−カルボキシチオフェン)、ポリ(3−メチル−4−カルボキシチオフェン)、ポリ(3−メチル−4−カルボキシエチルチオフェン)、ポリ(3−メチル−4−カルボキシブチルチオフェン)が挙げられる。
ポリピロール系導電性高分子としては、ポリピロール、ポリ(N−メチルピロール)、ポリ(3−メチルピロール)、ポリ(3−エチルピロール)、ポリ(3−n−プロピルピロール)、ポリ(3−ブチルピロール)、ポリ(3−オクチルピロール)、ポリ(3−デシルピロール)、ポリ(3−ドデシルピロール)、ポリ(3,4−ジメチルピロール)、ポリ(3,4−ジブチルピロール)、ポリ(3−カルボキシピロール)、ポリ(3−メチル−4−カルボキシピロール)、ポリ(3−メチル−4−カルボキシエチルピロール)、ポリ(3−メチル−4−カルボキシブチルピロール)、ポリ(3−ヒドロキシピロール)、ポリ(3−メトキシピロール)、ポリ(3−エトキシピロール)、ポリ(3−ブトキシピロール)、ポリ(3−ヘキシルオキシピロール)、ポリ(3−メチル−4−ヘキシルオキシピロール)が挙げられる。
ポリアニリン系導電性高分子としては、ポリアニリン、ポリ(2−メチルアニリン)、ポリ(3−イソブチルアニリン)、ポリ(2−アニリンスルホン酸)、ポリ(3−アニリンスルホン酸)が挙げられる。
上記π共役系導電性高分子の中でも、導電性、透明性、耐熱性がより高いことから、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)が特に好ましい。
前記π共役系導電性高分子は1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
Examples of the polythiophene-based conductive polymer include polythiophene, poly (3-methylthiophene), poly (3-ethylthiophene), poly (3-propylthiophene), poly (3-butylthiophene), and poly (3-hexylthiophene). , Poly (3-heptylthiophene), poly (3-octylthiophene), poly (3-decylthiophene), poly (3-dodecylthiophene), poly (3-octadecylthiophene), poly (3-bromothiophene), poly (3-chlorothiophene), poly (3-iodothiophene), poly (3-cyanothiophene), poly (3-phenylthiophene), poly (3,4-dimethylthiophene), poly (3,4-dibutylthiophene) , Poly (3-hydroxythiophene), poly (3-methoxythiophene), poly ( -Ethoxythiophene), poly (3-butoxythiophene), poly (3-hexyloxythiophene), poly (3-heptyloxythiophene), poly (3-octyloxythiophene), poly (3-decyloxythiophene), poly (3-dodecyloxythiophene), poly (3-octadecyloxythiophene), poly (3,4-dihydroxythiophene), poly (3,4-dimethoxythiophene), poly (3,4-diethoxythiophene), poly ( 3,4-dipropoxythiophene), poly (3,4-dibutoxythiophene), poly (3,4-dihexyloxythiophene), poly (3,4-diheptyloxythiophene), poly (3,4-dioctyl) Oxythiophene), poly (3,4-didecyloxythiophene), poly (3, -Didodecyloxythiophene), poly (3,4-ethylenedioxythiophene), poly (3,4-propylenedioxythiophene), poly (3,4-butenedioxythiophene), poly (3-methyl-4 -Methoxythiophene), poly (3-methyl-4-ethoxythiophene), poly (3-carboxythiophene), poly (3-methyl-4-carboxythiophene), poly (3-methyl-4-carboxyethylthiophene), Poly (3-methyl-4-carboxybutylthiophene) is mentioned.
Examples of the polypyrrole conductive polymer include polypyrrole, poly (N-methylpyrrole), poly (3-methylpyrrole), poly (3-ethylpyrrole), poly (3-n-propylpyrrole), and poly (3-butyl Pyrrole), poly (3-octylpyrrole), poly (3-decylpyrrole), poly (3-dodecylpyrrole), poly (3,4-dimethylpyrrole), poly (3,4-dibutylpyrrole), poly (3 -Carboxypyrrole), poly (3-methyl-4-carboxypyrrole), poly (3-methyl-4-carboxyethylpyrrole), poly (3-methyl-4-carboxybutylpyrrole), poly (3-hydroxypyrrole) , Poly (3-methoxypyrrole), poly (3-ethoxypyrrole), poly (3-butoxypyrrole), poly (3-hexyl) Oxy pyrrole), poly (3-methyl-4-hexyloxy-pyrrole) and the like.
Examples of the polyaniline-based conductive polymer include polyaniline, poly (2-methylaniline), poly (3-isobutylaniline), poly (2-anilinesulfonic acid), and poly (3-anilinesulfonic acid).
Among the π-conjugated conductive polymers, poly (3,4-ethylenedioxythiophene) is particularly preferable because of higher conductivity, transparency, and heat resistance.
The π-conjugated conductive polymer may be used alone or in combination of two or more.

固体電解質層13に含まれるポリアニオンとは、アニオン基を有するモノマー単位を、分子内に2つ以上有する重合体である。このポリアニオンのアニオン基は、π共役系導電性高分子に対するドーパントとして機能して、π共役系導電性高分子の導電性を向上させる。
ポリアニオンのアニオン基としては、スルホ基、またはカルボキシ基であることが好ましい。
このようなポリアニオンの具体例としては、ポリスチレンスルホン酸、ポリビニルスルホン酸、ポリアリルスルホン酸、ポリアクリルスルホン酸、ポリメタクリルスルホン酸、ポリ(2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸)、ポリイソプレンスルホン酸、ポリスルホエチルメタクリレート、ポリ(4−スルホブチルメタクリレート)、ポリメタクリルオキシベンゼンスルホン酸等のスルホン酸基を有する高分子や、ポリビニルカルボン酸、ポリスチレンカルボン酸、ポリアリルカルボン酸、ポリアクリルカルボン酸、ポリメタクリルカルボン酸、ポリ(2−アクリルアミド−2−メチルプロパンカルボン酸)、ポリイソプレンカルボン酸、ポリアクリル酸等のカルボン酸基を有する高分子が挙げられる。これらの単独重合体であってもよいし、2種以上の共重合体であってもよい。
これらポリアニオンのなかでも、導電性をより高くできることから、スルホン酸基を有する高分子が好ましく、ポリスチレンスルホン酸がより好ましい。
前記ポリアニオンは1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
ポリアニオンの質量平均分子量は2万以上100万以下であることが好ましく、10万以上50万以下であることがより好ましい。
本明細書における質量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィで測定し、標準物質をポリスチレンとして求めた値である。
The polyanion contained in the solid electrolyte layer 13 is a polymer having two or more monomer units having an anion group in the molecule. The anion group of the polyanion functions as a dopant for the π-conjugated conductive polymer and improves the conductivity of the π-conjugated conductive polymer.
The anion group of the polyanion is preferably a sulfo group or a carboxy group.
Specific examples of such polyanions include polystyrene sulfonic acid, polyvinyl sulfonic acid, polyallyl sulfonic acid, polyacryl sulfonic acid, polymethacryl sulfonic acid, poly (2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid), polyisoprene sulfone. Polymers having a sulfonic acid group such as acid, polysulfoethyl methacrylate, poly (4-sulfobutyl methacrylate), polymethacryloxybenzenesulfonic acid, polyvinyl carboxylic acid, polystyrene carboxylic acid, polyallyl carboxylic acid, polyacryl carboxylic acid , Polymers having a carboxylic acid group such as polymethacrylcarboxylic acid, poly (2-acrylamido-2-methylpropanecarboxylic acid), polyisoprene carboxylic acid, polyacrylic acid and the like. These homopolymers may be sufficient and 2 or more types of copolymers may be sufficient.
Among these polyanions, a polymer having a sulfonic acid group is preferable, and polystyrene sulfonic acid is more preferable because conductivity can be further increased.
The said polyanion may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
The mass average molecular weight of the polyanion is preferably 20,000 or more and 1,000,000 or less, and more preferably 100,000 or more and 500,000 or less.
The mass average molecular weight in the present specification is a value obtained by measuring with gel permeation chromatography and obtaining the standard substance as polystyrene.

導電性複合体中の、ポリアニオンの含有割合は、π共役系導電性高分子100質量部に対して1質量部以上1000質量部以下の範囲であることが好ましく、10質量部以上700質量部以下であることがより好ましく、100質量部以上500質量部以下の範囲であることがさらに好ましい。ポリアニオンの含有割合が前記下限値未満であると、π共役系導電性高分子へのドーピング効果が弱くなる傾向にあり、導電性が不足することがあり、また、導電性高分子分散液における導電性複合体の分散性が低くなる。一方、ポリアニオンの含有量が前記上限値を超えると、π共役系導電性高分子の含有量が少なくなり、やはり充分な導電性が得られにくい。   The content ratio of the polyanion in the conductive composite is preferably in the range of 1 part by mass to 1000 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the π-conjugated conductive polymer, and 10 parts by mass to 700 parts by mass. It is more preferable that it is in the range of 100 parts by mass or more and 500 parts by mass or less. If the polyanion content is less than the lower limit, the doping effect on the π-conjugated conductive polymer tends to be weak, the conductivity may be insufficient, and the conductivity in the conductive polymer dispersion may be insufficient. The dispersibility of the sex complex decreases. On the other hand, when the content of the polyanion exceeds the upper limit, the content of the π-conjugated conductive polymer is decreased, and it is difficult to obtain sufficient conductivity.

ポリアニオンが、π共役系導電性高分子に配位してドープすることによって導電性複合体を形成する。
ただし、本態様におけるポリアニオンにおいては、全てのアニオン基がπ共役系導電性高分子にドープすることはなく、ドープに寄与しない余剰のアニオン基を有するようになっている。余剰のアニオン基は高い親水性を有するため、導電性複合体の水分散性を高める役割を果たす。
The polyanion is coordinated and doped to the π-conjugated conductive polymer to form a conductive composite.
However, in the polyanion in this embodiment, not all anion groups are doped into the π-conjugated conductive polymer, but have excess anion groups that do not contribute to doping. Since the surplus anionic group has high hydrophilicity, it plays a role of improving the water dispersibility of the conductive composite.

固体電解質層13に含まれるアミン化合物は、ポリアルキレンオキサイド構造を有するアミンであり、例えば、ポリオキシエチレンオレイルアミン、ポリオキシエチレンステアリルアミン、ポリオキシエチレンラウリルアミン等が挙げられる。
特に好ましくは、前記式(1)で表される化合物である。
このアミン化合物は、ポリアニオンのアニオンに配位又は付加するため、導電性高分子水系分散液の酸性度を弱めることができる。
式(1)において、R,R,Rは各々、アルキレン基であり、炭素数1以上4以下のアルキレン基が好ましい。炭素数1以上4以下のアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基等が挙げられ、なかでも、メチレン基又はエチレン基がより好ましい。R,R,Rのアルキレン基は全て同じであってもよいし、いずれか1つが異なってもよいし、全部が異なってもよい。
ma,mb,mcは各々、1以上4以下の整数であり、1又は2が好ましい。ma,mb,mcの数値は全て同じであってもよいし、いずれか1つが異なってもよいし、全部が異なってもよい。
na,nb,ncは各々、1以上4以下の整数であり、1又は2が好ましい。na,nb,ncの数値は全て同じであってもよいし、いずれか1つが異なってもよいし、全部が異なってもよい。
p,q,rは各々、0以上の整数であり、0以上3以下が好ましい。
s,t,uは各々、0以上3以下の整数であり、s+t+u=3である。
The amine compound contained in the solid electrolyte layer 13 is an amine having a polyalkylene oxide structure, and examples thereof include polyoxyethylene oleylamine, polyoxyethylene stearylamine, and polyoxyethylene laurylamine.
Particularly preferred is a compound represented by the formula (1).
Since this amine compound coordinates or adds to the anion of the polyanion, the acidity of the conductive polymer aqueous dispersion can be weakened.
In the formula (1), R 1 , R 2 and R 3 are each an alkylene group, preferably an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms. Examples of the alkylene group having 1 to 4 carbon atoms include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, and a butylene group, and among them, a methylene group or an ethylene group is more preferable. The alkylene groups for R 1 , R 2 and R 3 may all be the same, or any one of them may be different or all may be different.
ma, mb, and mc are each an integer of 1 to 4, and 1 or 2 is preferable. The numerical values of ma, mb, and mc may all be the same, any one may be different, or all may be different.
na, nb and nc are each an integer of 1 or more and 4 or less, preferably 1 or 2. The numerical values of na, nb, and nc may all be the same, any one may be different, or all may be different.
p, q, and r are each an integer of 0 or more, preferably 0 or more and 3 or less.
Each of s, t, and u is an integer of 0 to 3, and s + t + u = 3.

該アミン化合物のなかでも、R,R,Rがエチレン基、ma,mb,mcが2、na,nb,ncが1、p,q,rが1、のトリス[2−(2−メトキシエトキシ)エチル]アミンが好ましい。アミン化合物として、トリス[2−(2−メトキシエトキシ)エチル]アミンを用いれば、キャパシタ1の等価直列抵抗をより小さくできる。 Among the amine compounds, R 1 , R 2 , R 3 are ethylene groups, ma, mb, mc is 2, na, nb, nc is 1, p, q, r is 1, tris [2- (2 -Methoxyethoxy) ethyl] amine is preferred. If tris [2- (2-methoxyethoxy) ethyl] amine is used as the amine compound, the equivalent series resistance of the capacitor 1 can be further reduced.

固体電解質層13におけるアミン化合物の含有量は、導電性複合体100質量部に対して30質量部以上2000質量部以下であることが好ましい。特に、アミン化合物がトリス[2−(2−メトキシエトキシ)エチル]アミンである場合には、アミン化合物の含有量は、導電性複合体100質量部に対して50質量部以上2000質量部以下であることが好ましく、70質量部以上800質量部以下であることがより好ましい。
アミン化合物の含有量が前記範囲内であれば、等価直列抵抗を充分に小さくすることができる。しかし、アミン化合物の含有量が前記下限値未満であると、アミン化合物の含有量が少なく、等価直列抵抗を充分に小さくできないことがあり、前記上限値を超えると、ポリアニオンの脱ドープが生じて等価直列抵抗を充分に小さくできないことがある。
The content of the amine compound in the solid electrolyte layer 13 is preferably 30 parts by mass or more and 2000 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the conductive composite. In particular, when the amine compound is tris [2- (2-methoxyethoxy) ethyl] amine, the content of the amine compound is 50 parts by mass or more and 2000 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the conductive composite. It is preferable that it is 70 mass parts or more and 800 mass parts or less.
If the content of the amine compound is within the above range, the equivalent series resistance can be sufficiently reduced. However, if the amine compound content is less than the lower limit value, the amine compound content is small and the equivalent series resistance may not be sufficiently reduced. If the upper limit value is exceeded, polyanion de-doping occurs. The equivalent series resistance may not be made sufficiently small.

固体電解質層13には、電解液が含まれてもよい。電解液としては電気伝導度が高ければ特に限定されず、電解液用溶媒中に電解質を溶解させたものが挙げられる。
電解液用溶媒としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、グリセリン等のアルコール系溶媒、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトン等のラクトン系溶媒、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチルアセトアミド、N−メチルピロリジノン等のアミド系溶媒、アセトニトリル、3−メトキシプロピオニトリル等のニトリル系溶媒、水等が挙げられる。
電解質としては、アジピン酸、グルタル酸、コハク酸、安息香酸、イソフタル酸、フタル酸、テレフタル酸、マレイン酸、トルイル酸、エナント酸、マロン酸、蟻酸、1,6−デカンジカルボン酸、5,6−デカンジカルボン酸等のデカンジカルボン酸、1,7−オクタンジカルボン酸等のオクタンジカルボン酸、アゼライン酸、セバシン酸等の有機酸、あるいは、硼酸、硼酸と多価アルコールより得られる硼酸の多価アルコール錯化合物、りん酸、炭酸、けい酸等の無機酸などをアニオン成分とし、一級アミン(メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、エチレンジアミン等)、二級アミン(ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、メチルエチルアミン、ジフェニルアミン等)、三級アミン(トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリフェニルアミン、1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)−ウンデセン−7等)、テトラアルキルアンモニウム(テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、テトラプロピルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、メチルトリエチルアンモニウム、ジメチルジエチルアンモニウム等)などをカチオン成分とした電解質が挙げられる。
The solid electrolyte layer 13 may contain an electrolytic solution. The electrolytic solution is not particularly limited as long as the electric conductivity is high, and examples include an electrolyte dissolved in a solvent for the electrolytic solution.
Examples of the electrolyte solution solvent include alcohol solvents such as ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, and glycerin; lactone solvents such as γ-butyrolactone, γ-valerolactone, and δ-valerolactone; Examples thereof include amide solvents such as N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, N-methylacetamide and N-methylpyrrolidinone, nitrile solvents such as acetonitrile and 3-methoxypropionitrile, water and the like.
Examples of the electrolyte include adipic acid, glutaric acid, succinic acid, benzoic acid, isophthalic acid, phthalic acid, terephthalic acid, maleic acid, toluic acid, enanthic acid, malonic acid, formic acid, 1,6-decanedicarboxylic acid, 5,6 -Decane dicarboxylic acid such as decanedicarboxylic acid, octane dicarboxylic acid such as 1,7-octane dicarboxylic acid, organic acid such as azelaic acid and sebacic acid, or boric acid, polyhydric alcohol of boric acid obtained from boric acid and polyhydric alcohol Complex compounds, inorganic acids such as phosphoric acid, carbonic acid, and silicic acid are used as anionic components, and primary amines (methylamine, ethylamine, propylamine, butylamine, ethylenediamine, etc.), secondary amines (dimethylamine, diethylamine, dipropylamine, Methylethylamine, diphenylamine, etc.), tertiary amine (trimethyl) Amine, triethylamine, tripropylamine, triphenylamine, 1,8-diazabicyclo (5,4,0) -undecene-7, etc.), tetraalkylammonium (tetramethylammonium, tetraethylammonium, tetrapropylammonium, tetrabutylammonium, Examples thereof include electrolytes containing methyltriethylammonium, dimethyldiethylammonium, etc.) as cationic components.

固体電解質層13には、公知の添加剤が含まれてもよい。
添加剤としては、本発明の効果を有する限り特に制限されず、例えば、界面活性剤、無機導電剤、消泡剤、カップリング剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤などを使用できる。ただし、添加剤は、前記ポリアニオン、及び前記アミン化合物以外の化合物からなる。
界面活性剤としては、ノニオン系、アニオン系、カチオン系の界面活性剤が挙げられるが、保存安定性の面からノニオン系が好ましい。また、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドンなどのポリマー系界面活性剤を添加してもよい。
無機導電剤としては、金属イオン類、導電性カーボン等が挙げられる。なお、金属イオンは、金属塩を水に溶解させることにより生成させることができる。
消泡剤としては、シリコーン樹脂、ポリジメチルシロキサン、シリコーンオイル等が挙げられる。
カップリング剤としては、ビニル基、アミノ基、エポキシ基等を有するシランカップリング剤等が挙げられる。
酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、糖類、ビタミン類等が挙げられる。
紫外線吸収剤としては、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、サリシレート系紫外線吸収剤、シアノアクリレート系紫外線吸収剤、オキサニリド系紫外線吸収剤、ヒンダードアミン系紫外線吸収剤、ベンゾエート系紫外線吸収剤等が挙げられる。
The solid electrolyte layer 13 may contain a known additive.
The additive is not particularly limited as long as it has the effect of the present invention, and for example, a surfactant, an inorganic conductive agent, an antifoaming agent, a coupling agent, an antioxidant, an ultraviolet absorber and the like can be used. However, an additive consists of compounds other than the said polyanion and the said amine compound.
Examples of the surfactant include nonionic, anionic and cationic surfactants, and nonionic surfactants are preferred from the viewpoint of storage stability. Moreover, you may add polymer type surfactants, such as polyvinyl alcohol and polyvinylpyrrolidone.
Examples of the inorganic conductive agent include metal ions and conductive carbon. The metal ion can be generated by dissolving a metal salt in water.
Examples of the antifoaming agent include silicone resin, polydimethylsiloxane, and silicone oil.
Examples of the coupling agent include silane coupling agents having a vinyl group, an amino group, an epoxy group, and the like.
Examples of the antioxidant include phenolic antioxidants, amine antioxidants, phosphorus antioxidants, sulfur antioxidants, saccharides, vitamins and the like.
Examples of UV absorbers include benzotriazole UV absorbers, benzophenone UV absorbers, salicylate UV absorbers, cyanoacrylate UV absorbers, oxanilide UV absorbers, hindered amine UV absorbers, and benzoate UV absorbers. Is mentioned.

本実施形態のキャパシタは、例えば、誘電体層形成工程と陰極形成工程と固体電解質層形成工程とを有するキャパシタの製造方法により製造できる。   The capacitor of the present embodiment can be manufactured by, for example, a capacitor manufacturing method including a dielectric layer forming step, a cathode forming step, and a solid electrolyte layer forming step.

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

陰極形成工程は、誘電体層12に対向する位置に陰極14を形成する工程である。
陰極14を形成する方法としては、例えば、カーボンペースト、銀ペースト等の導電性ペーストを用いて陰極14を形成する方法、アルミニウム箔等の金属箔を誘電体層12に対向配置させる方法などが挙げられる。
The cathode forming step is a step of forming the cathode 14 at a position facing the dielectric layer 12.
Examples of the method of forming the cathode 14 include a method of forming the cathode 14 using a conductive paste such as carbon paste and silver paste, and a method of disposing a metal foil such as an aluminum foil opposite to the dielectric layer 12. It is done.

固体電解質層形成工程は、誘電体層12の表面に導電性高分子分散液を塗布し、乾燥させて固体電解質層13を形成する工程である。
ここで、導電性高分子分散液は、π共役系導電性高分子及びポリアニオンを含む導電性複合体と、上記アミン化合物と、分散媒とを含有する。
The solid electrolyte layer forming step is a step in which a conductive polymer dispersion is applied to the surface of the dielectric layer 12 and dried to form the solid electrolyte layer 13.
Here, the conductive polymer dispersion contains a conductive complex including a π-conjugated conductive polymer and a polyanion, the amine compound, and a dispersion medium.

導電性高分子分散液に含まれる分散媒は、前記導電性複合体を分散させる液であり、水、有機溶剤、又は、水と有機溶剤との混合液である。
有機溶剤としては、ジエチルケトン、メチルプロピルケトン、メチルブチルケトン、メチルイソプロピルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルアミルケトン、ジイソプロピルケトン、メチルエチルケトン、アセトン、ジアセトンアルコールなどのケトン系溶媒;ジエチルエーテル、ジメチルエーテル、エチレングリコール、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノアルキルエーテル、プロピレングリコールジアルキルエーテルなどのエーテル系溶媒;酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチルなどのエステル系溶媒;ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、プロピルベンゼン、イソプロピルベンゼンなどの芳香族系溶媒;エタノール、プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、t−ブタノール、アリルアルコールなどのアルコール系溶媒;N−メチルピロリドン、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミドなどのアミド系溶媒、が挙げられるが、上記に限定されるものではない。これら有機溶剤は1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
The dispersion medium contained in the conductive polymer dispersion is a liquid for dispersing the conductive composite, and is water, an organic solvent, or a mixed liquid of water and an organic solvent.
Examples of organic solvents include ketone solvents such as diethyl ketone, methyl propyl ketone, methyl butyl ketone, methyl isopropyl ketone, methyl isobutyl ketone, methyl amyl ketone, diisopropyl ketone, methyl ethyl ketone, acetone, diacetone alcohol; diethyl ether, dimethyl ether, ethylene Ether solvents such as glycol, propylene glycol, propylene glycol monoalkyl ether, propylene glycol dialkyl ether; ester solvents such as ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate; benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, propylbenzene, isopropylbenzene, etc. Aromatic solvents: ethanol, propanol, isopropanol, n-butanol, t-butanol, allyl alcohol Alcohol solvents such Lumpur; N- methylpyrrolidone, dimethylacetamide, amide solvents such as dimethylformamide, including without being limited to the above. These organic solvents may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

導電性高分子分散液における分散媒の含有割合は、導電性高分子分散液の総質量100質量%に対して、50質量%以上90質量%以下であることが好ましく、70質量%以上90質量%以下であることがより好ましい。分散媒の含有割合が前記下限値以上であれば、各成分を容易に分散させて、塗工性を向上させることができ、前記上限値以下であれば、固形分濃度が高くなるため、1回の塗工で厚みを容易に確保できる。   The content ratio of the dispersion medium in the conductive polymer dispersion is preferably 50% by mass to 90% by mass, and preferably 70% by mass to 90% by mass with respect to 100% by mass of the total mass of the conductive polymer dispersion. % Or less is more preferable. If the content ratio of the dispersion medium is equal to or higher than the lower limit value, each component can be easily dispersed to improve coatability. If the content ratio is equal to or lower than the upper limit value, the solid content concentration is increased. Thickness can be easily secured by one-time coating.

導電性高分子分散液の25℃におけるpHは2.00以上10.00以下の範囲内であることが好ましく、3.00以上10.00以下の範囲内であることが好ましい。pHが前記範囲内の導電性高分子分散液を用いれば、キャパシタの等価直列抵抗をより小さくできる。
上記pHにするためには、アミン化合物の含有量は、導電性複合体100質量部に対して30質量部以上2000質量部以下とすることが好ましい。特に、アミン化合物がトリス[2−(2−メトキシエトキシ)エチル]アミンである場合には、アミン化合物の含有量は、導電性複合体100質量部に対して50質量部以上2000質量部以下であることが好ましく、70質量部以上800質量部以下であることがより好ましい。
The pH of the conductive polymer dispersion at 25 ° C. is preferably in the range of 2.00 to 10.00, and preferably in the range of 3.00 to 10.00. If a conductive polymer dispersion having a pH within the above range is used, the equivalent series resistance of the capacitor can be further reduced.
In order to achieve the above pH, the amine compound content is preferably 30 parts by mass or more and 2000 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the conductive composite. In particular, when the amine compound is tris [2- (2-methoxyethoxy) ethyl] amine, the content of the amine compound is 50 parts by mass or more and 2000 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the conductive composite. It is preferable that it is 70 mass parts or more and 800 mass parts or less.

導電性高分子分散液の調製方法としては、ポリアニオン及び分散媒の存在下、π共役系導電性高分子を形成する前駆体モノマーを酸化重合した後、アミン化合物及び添加物等を添加する方法が挙げられる。   As a method for preparing a conductive polymer dispersion, there is a method in which an amine compound and an additive are added after oxidative polymerization of a precursor monomer that forms a π-conjugated conductive polymer in the presence of a polyanion and a dispersion medium. Can be mentioned.

導電性高分子分散液の塗布方法としては、例えば、浸漬(すなわち、ディップコーティング)、コンマコーティング、リバースコーティング、リップコーティング、マイクログラビアコーティング等を適用することができる。これらの中でも、誘電体層12と陰極14との間に容易に固体電解質層13を形成できる点では、浸漬が好ましい。
乾燥方法としては、室温乾燥、熱風乾燥、遠赤外線乾燥など公知の手法が挙げられる。
As a method for applying the conductive polymer dispersion, for example, dipping (that is, dip coating), comma coating, reverse coating, lip coating, micro gravure coating, or the like can be applied. Among these, immersion is preferable in that the solid electrolyte layer 13 can be easily formed between the dielectric layer 12 and the cathode 14.
Examples of the drying method include known methods such as room temperature drying, hot air drying, and far-infrared drying.

本発明者らは、キャパシタ10の等価直列抵抗を小さくするために、導電性複合体に添加する化合物、特にアミン化合物について検討した。その結果、固体電解質層13が、導電性複合体に加えて、ポリアルキレンオキサイド構造を有するアミン化合物を含むことにより、キャパシタ10の等価直列抵抗が充分に小さくなることがわかった。
また、ポリアルキレンオキサイド構造を有するアミン化合物の含有によって等価直列抵抗が小さくなっても、キャパシタ1の静電容量が小さくなることはない。
In order to reduce the equivalent series resistance of the capacitor 10, the present inventors examined a compound added to the conductive composite, particularly an amine compound. As a result, it was found that the equivalent series resistance of the capacitor 10 becomes sufficiently small when the solid electrolyte layer 13 contains an amine compound having a polyalkylene oxide structure in addition to the conductive composite.
Further, even if the equivalent series resistance is reduced by containing an amine compound having a polyalkylene oxide structure, the capacitance of the capacitor 1 is not reduced.

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

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

(製造例2)
3,4−エチレンジオキシチオフェン14.2gと、製造例1で得たポリスチレンスルホン酸36.7gとを2000mlのイオン交換水に溶かした溶液とを20℃で混合させた。
これにより得られた混合溶液を20℃に保ち、掻き混ぜながら、200mlのイオン交換水に溶かした29.64gの過硫酸アンモニウムと8.0gの硫酸第二鉄の酸化触媒溶液とをゆっくり添加し、3時間攪拌して反応させた。
得られた反応液に2000mlのイオン交換水を加え、限外ろ過法により約2000ml溶液を除去した。この操作を3回繰り返した。
そして、得られた溶液に200mlの10質量%に希釈した硫酸と2000mlのイオン交換水とを加え、限外ろ過法により約2000mlの溶液を除去し、これに2000mlのイオン交換水を加え、限外ろ過法により約2000ml溶液を除去した。この操作を3回繰り返した。
さらに、得られた溶液に2000mlのイオン交換水を加え、限外ろ過法により約2000mlの溶液を除去した。この操作を5回繰り返し、1.40質量%のポリスチレンスルホン酸ドープポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)水分散液(PEDOT−PSS水分散液)を得た。
(Production Example 2)
A solution prepared by dissolving 14.2 g of 3,4-ethylenedioxythiophene and 36.7 g of the polystyrene sulfonic acid obtained in Production Example 1 in 2000 ml of ion-exchanged water was mixed at 20 ° C.
While maintaining the mixed solution thus obtained at 20 ° C. and stirring, 29.64 g of ammonium persulfate dissolved in 200 ml of ion exchange water and 8.0 g of ferric sulfate oxidation catalyst solution were slowly added, The reaction was stirred for 3 hours.
2000 ml of ion-exchanged water was added to the obtained reaction solution, and about 2000 ml of solution was removed by ultrafiltration. This operation was repeated three times.
Then, 200 ml of sulfuric acid diluted to 10% by mass and 2000 ml of ion-exchanged water are added to the resulting solution, about 2000 ml of solution is removed by ultrafiltration, and 2000 ml of ion-exchanged water is added to this solution. About 2000 ml of solution was removed by external filtration. This operation was repeated three times.
Furthermore, 2000 ml of ion-exchanged water was added to the obtained solution, and about 2000 ml of the solution was removed by ultrafiltration. This operation was repeated 5 times to obtain 1.40% by mass of a polystyrenesulfonic acid-doped poly (3,4-ethylenedioxythiophene) aqueous dispersion (PEDOT-PSS aqueous dispersion).

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

(実施例1)
製造例2で得た1.40質量%のPEDOT−PSS水分散液100gに、トリス[(2−メトキシエトキシ)エチル]アミン 1.015g(導電性複合体100質量部に対して72.5質量部)を加え、室温で撹拌した後、高圧分散機を用い、100MPaの圧力で分散処理を施し、導電性高分子分散液を得た。導電性高分子分散液の25℃におけるpHを、pH計D−54((株)堀場製作所製)により測定したところ、2.42であった。
製造例3で得たキャパシタ用素子を導電性高分子分散液に減圧下で浸漬した後、125℃の熱風乾燥機により30分間乾燥する工程を2回繰り返して、誘電体層表面上に導電性複合体を含む固体電解質層を形成させた。
次いで、アルミニウム製のケースに、固体電解質層を形成させたキャパシタ用素子を装填し、封口ゴムで封止して、キャパシタを得た。
Example 1
To 100 g of the 1.40 mass% PEDOT-PSS aqueous dispersion obtained in Production Example 2, 1.015 g of tris [(2-methoxyethoxy) ethyl] amine (72.5 mass relative to 100 mass parts of the conductive composite). Part) and stirred at room temperature, and then subjected to a dispersion treatment at a pressure of 100 MPa using a high-pressure disperser to obtain a conductive polymer dispersion. The pH of the conductive polymer dispersion at 25 ° C. was measured by a pH meter D-54 (manufactured by Horiba, Ltd.) and found to be 2.42.
After immersing the capacitor element obtained in Production Example 3 in a conductive polymer dispersion under reduced pressure, the process of drying with a hot air dryer at 125 ° C. for 30 minutes was repeated twice to make the conductive element conductive on the surface of the dielectric layer. A solid electrolyte layer containing the composite was formed.
Next, a capacitor element having a solid electrolyte layer formed thereon was loaded into an aluminum case and sealed with a sealing rubber to obtain a capacitor.

(実施例2)
トリス[(2−メトキシエトキシ)エチル]アミンの量を1.677g(導電性複合体100質量部に対して119.8質量部)に変更した以外は実施例1と同様にしてキャパシタを得た。
(Example 2)
A capacitor was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of tris [(2-methoxyethoxy) ethyl] amine was changed to 1.679 g (119.8 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the conductive composite). .

(実施例3)
トリス[(2−メトキシエトキシ)エチル]アミンの量を1.393g(導電性複合体100質量部に対して99.5質量部)に変更した以外は実施例1と同様にしてキャパシタを得た。
(Example 3)
A capacitor was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of tris [(2-methoxyethoxy) ethyl] amine was changed to 1.393 g (99.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the conductive composite). .

(実施例4)
トリス[(2−メトキシエトキシ)エチル]アミンの量を10.021g(導電性複合体100質量部に対して715.8質量部)に変更した以外は実施例1と同様にしてキャパシタを得た。
Example 4
A capacitor was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of tris [(2-methoxyethoxy) ethyl] amine was changed to 10.021 g (715.8 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the conductive composite). .

(比較例1)
トリス[(2−メトキシエトキシ)エチル]アミン1.015gをイミダゾール0.220g(導電性複合体100質量部に対して15.7質量部)に変更した以外は実施例1と同様にしてキャパシタを得た。
(Comparative Example 1)
A capacitor was obtained in the same manner as in Example 1 except that 1.015 g of tris [(2-methoxyethoxy) ethyl] amine was changed to 0.220 g of imidazole (15.7 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the conductive composite). Obtained.

(比較例2)
トリス[(2−メトキシエトキシ)エチル]アミン1.015gをイミダゾール0.352g(導電性複合体100質量部に対して25.1質量部)に変更した以外は実施例1と同様にしてキャパシタを得た。
(Comparative Example 2)
A capacitor was obtained in the same manner as in Example 1 except that 1.015 g of tris [(2-methoxyethoxy) ethyl] amine was changed to 0.352 g of imidazole (25.1 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the conductive composite). Obtained.

(比較例3)
トリス[(2−メトキシエトキシ)エチル]アミン1.015gをトリエチルアミン0.337g(導電性複合体100質量部に対して24.1質量部)に変更した以外は実施例1と同様にしてキャパシタを得た。
(Comparative Example 3)
A capacitor was obtained in the same manner as in Example 1 except that 1.015 g of tris [(2-methoxyethoxy) ethyl] amine was changed to 0.337 g of triethylamine (24.1 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the conductive composite). Obtained.

(比較例4)
トリス[(2−メトキシエトキシ)エチル]アミン1.015gをトリエチルアミン0.515g(導電性複合体100質量部に対して36.8質量部)に変更した以外は実施例1と同様にしてキャパシタを得た。
(Comparative Example 4)
A capacitor was obtained in the same manner as in Example 1 except that 1.015 g of tris [(2-methoxyethoxy) ethyl] amine was changed to 0.515 g of triethylamine (36.8 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the conductive composite). Obtained.

(比較例5)
トリス[(2−メトキシエトキシ)エチル]アミンを添加しなかった以外は実施例1と同様にしてキャパシタを得た。
(Comparative Example 5)
A capacitor was obtained in the same manner as in Example 1 except that tris [(2-methoxyethoxy) ethyl] amine was not added.

<評価>
得られた各例のキャパシタについて、LCRメータZM2376((株)エヌエフ回路設計ブロック製)を用いて、120Hzでの静電容量、及び100kHzでの等価直列抵抗(ESR)を測定した。120Hzでの静電容量、及び100kHzでのESRの測定結果を表1に示す。
<Evaluation>
About the obtained capacitor of each example, the electrostatic capacitance in 120 Hz and the equivalent series resistance (ESR) in 100 kHz were measured using LCR meter ZM2376 (made by NF circuit design block). Table 1 shows the measurement results of capacitance at 120 Hz and ESR at 100 kHz.

Figure 0006614927
Figure 0006614927

ポリアルキレンオキサイド構造を有するアミン化合物を含有する導電性高分子分散液を用いて固体電解質層を形成した実施例1〜4のキャパシタは、ESRが小さく、しかも充分な静電容量を有していた。
ポリアルキレンオキサイド構造を有さないアミン化合物を含有する導電性高分子分散液を用いて固体電解質層を形成した比較例1〜4のキャパシタは、ESRが大きかった。
アミン化合物を一切含まない導電性高分子分散液を用いて固体電解質層を形成した比較例5のキャパシタは、ESRが大きかった。
The capacitors of Examples 1 to 4 in which the solid electrolyte layer was formed using a conductive polymer dispersion containing an amine compound having a polyalkylene oxide structure had a low ESR and sufficient capacitance. .
The capacitors of Comparative Examples 1 to 4 in which the solid electrolyte layer was formed using the conductive polymer dispersion containing the amine compound having no polyalkylene oxide structure had a large ESR.
The capacitor of Comparative Example 5 in which the solid electrolyte layer was formed using a conductive polymer dispersion containing no amine compound had a large ESR.

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

Claims (7)

弁金属の多孔質体からなる陽極と、前記弁金属の酸化物からなる誘電体層と、該誘電体層の、前記陽極と反対側に設けられた導電物質製の陰極と、前記誘電体層及び前記陰極の間に形成された固体電解質層とを具備し、
前記固体電解質層が、π共役系導電性高分子及びポリアニオンを含む導電性複合体と、トリス[(2−メトキシエトキシ)エチル]アミンとを含有する、キャパシタ。
An anode made of a porous body of valve metal, a dielectric layer made of an oxide of the valve metal, a cathode made of a conductive material provided on the opposite side of the dielectric layer from the anode, and the dielectric layer And a solid electrolyte layer formed between the cathodes,
The capacitor in which the solid electrolyte layer contains a conductive complex containing a π-conjugated conductive polymer and a polyanion, and tris [( 2-methoxyethoxy) ethyl] amine.
前記π共役系導電性高分子がポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)である、請求項1に記載のキャパシタ。   The capacitor according to claim 1, wherein the π-conjugated conductive polymer is poly (3,4-ethylenedioxythiophene). 前記ポリアニオンがポリスチレンスルホン酸である、請求項1又は2に記載のキャパシタ。   The capacitor according to claim 1, wherein the polyanion is polystyrene sulfonic acid. 弁金属の多孔質体からなる陽極の表面を酸化して誘電体層を形成する工程と、
誘電体層に対向する位置に陰極を形成する工程と、
誘電体層表面に導電性高分子分散液を塗布し、乾燥させて固体電解質層を形成する工程とを有し、
前記導電性高分子分散液として、π共役系導電性高分子及びポリアニオンを含む導電性複合体と、トリス[(2−メトキシエトキシ)エチル]アミンと、分散媒とを含有するものを用いる、キャパシタの製造方法。
Oxidizing the surface of the anode made of a porous body of valve metal to form a dielectric layer;
Forming a cathode at a position facing the dielectric layer;
Applying a conductive polymer dispersion to the surface of the dielectric layer and drying to form a solid electrolyte layer;
Capacitor that uses a conductive complex containing a π-conjugated conductive polymer and a polyanion, tris [( 2-methoxyethoxy) ethyl] amine, and a dispersion medium as the conductive polymer dispersion Manufacturing method.
前記導電性高分子分散液の25℃におけるpHが2.00以上10.00以下である、請求項4に記載のキャパシタの製造方法。   The method for producing a capacitor according to claim 4, wherein the pH of the conductive polymer dispersion at 25 ° C. is 2.00 or more and 10.00 or less. 前記π共役系導電性高分子がポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)である、請求項4又は5に記載のキャパシタの製造方法。   The method for producing a capacitor according to claim 4, wherein the π-conjugated conductive polymer is poly (3,4-ethylenedioxythiophene). 前記ポリアニオンがポリスチレンスルホン酸である、請求項4から6のいずれか一項に記載のキャパシタの製造方法。   The method for producing a capacitor according to claim 4, wherein the polyanion is polystyrene sulfonic acid.
JP2015218572A 2015-11-06 2015-11-06 Capacitor and manufacturing method thereof Active JP6614927B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015218572A JP6614927B2 (en) 2015-11-06 2015-11-06 Capacitor and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015218572A JP6614927B2 (en) 2015-11-06 2015-11-06 Capacitor and manufacturing method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017092182A JP2017092182A (en) 2017-05-25
JP6614927B2 true JP6614927B2 (en) 2019-12-04

Family

ID=58768227

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015218572A Active JP6614927B2 (en) 2015-11-06 2015-11-06 Capacitor and manufacturing method thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6614927B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7225879B2 (en) * 2019-02-13 2023-02-21 荒川化学工業株式会社 Compositions, cured products and articles

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3678470B2 (en) * 1995-08-31 2005-08-03 旭硝子株式会社 Liquid crystal composition and liquid crystal display element
JP3858793B2 (en) * 2002-09-25 2006-12-20 ブラザー工業株式会社 Water-based ink for ink-jet recording and method for preparing water-based ink for ink-jet recording
TWI419924B (en) * 2007-01-17 2013-12-21 Arakawa Chem Ind An organic solvent dispersion of a conductive polymer / dopant, and a composition containing the dispersion
JP2010209201A (en) * 2009-03-10 2010-09-24 Sanyo Chem Ind Ltd Polymer solid electrolyte
JP5444057B2 (en) * 2010-03-16 2014-03-19 信越ポリマー株式会社 Solid electrolytic capacitor, manufacturing method thereof, and solution for solid electrolytic capacitor
JP2013221954A (en) * 2012-04-12 2013-10-28 Jsr Corp Liquid crystal element, radiation-sensitive resin composition, spacer forming method and spacer

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017092182A (en) 2017-05-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5891160B2 (en) Capacitor and manufacturing method thereof
TWI825130B (en) solid electrolytic capacitor
JP2009267232A (en) Capacitor, and manufacturing method thereof
JP5072824B2 (en) Capacitor and manufacturing method thereof
JP2017216317A (en) Conductive polymer fluid dispersion for capacitor, capacitor and method for manufacturing the same
JP6590642B2 (en) Conductive polymer dispersion, capacitor and manufacturing method thereof
JP6614927B2 (en) Capacitor and manufacturing method thereof
JP6655474B2 (en) Capacitor and manufacturing method thereof
JP6722530B2 (en) Capacitor manufacturing method
JP7071834B2 (en) Capacitor and its manufacturing method, and conductive polymer dispersion
JP7049127B2 (en) Capacitors, their manufacturing methods, and conductive polymer dispersions
JP7049126B2 (en) Capacitors, their manufacturing methods, and conductive polymer dispersions
JP7146620B2 (en) Capacitor, manufacturing method thereof, and conductive polymer dispersion
JP7241658B2 (en) Capacitor, manufacturing method thereof, and conductive polymer dispersion
JP7438079B2 (en) Capacitor and its manufacturing method
JP6900329B2 (en) Capacitor and its manufacturing method, and conductive polymer dispersion
JP7042208B2 (en) Capacitor and its manufacturing method, and conductive polymer dispersion
JP6948227B2 (en) Capacitors and their manufacturing methods
JP6820727B2 (en) Capacitors and their manufacturing methods
JP2023032653A (en) Capacitor and manufacturing method for the same
JP2023069382A (en) Conductive polymer dispersion liquid, capacitor, and manufacturing method thereof
JP2023077583A (en) Capacitor and method for manufacturing the same
JP2023101233A (en) Capacitor and manufacturing method thereof
JP2024025961A (en) Liquid containing conductive polymer and its manufacturing method, and capacitor and its manufacturing method
JP2024025956A (en) Production method of conductive polymer, production method of conductive polymer dispersion, and production method of capacitor

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180411

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20181019

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190226

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190326

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190405

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190813

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190905

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20191008

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20191105

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6614927

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250