JP7241658B2 - Capacitor, manufacturing method thereof, and conductive polymer dispersion - Google Patents

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Description

本発明は、π共役系導電性高分子を含む固体電解質層を備えたキャパシタ及びその製造方法、並びに導電性高分子分散液に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a capacitor having a solid electrolyte layer containing a π-conjugated conductive polymer, a method for producing the same, and a conductive polymer dispersion.

キャパシタの等価直列抵抗を低下させる目的で、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された固体電解質層を、誘電体層と陰極との間に配置したキャパシタが知られている(例えば、特許文献1)。 For the purpose of reducing the equivalent series resistance of the capacitor, a solid electrolyte layer formed from a conductive polymer dispersion containing poly(3,4-ethylenedioxythiophene) and polystyrene sulfonic acid is placed between the dielectric layer and the cathode. A capacitor arranged in between is known (eg, Patent Document 1).

特開2014-67949号公報JP 2014-67949 A

導電性高分子分散液を用いて製造された従来のキャパシタには、等価直列抵抗の低下が求められている。また、キャパシタの耐熱性の向上も望まれている。
本発明は、従来よりも等価直列抵抗が低く、耐熱性に優れたキャパシタ、及びその製造方法、並びにそのキャパシタの製造に適した導電性高分子分散液を提供する。
Conventional capacitors manufactured using conductive polymer dispersions are required to have a reduced equivalent series resistance. Further, it is desired to improve the heat resistance of the capacitor.
The present invention provides a capacitor having a lower equivalent series resistance and excellent heat resistance than conventional capacitors, a method for producing the same, and a conductive polymer dispersion suitable for producing the capacitor.

[1] 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、下記式(1)で表される化合物の少なくとも1種類と、分散媒とを含有する、導電性高分子分散液。
[2] 少なくとも1つのRがメトキシ基である下記式(1)で表される化合物を含有する、[1]に記載の導電性高分子分散液。
[3] 下記式(1)で表される化合物であるグアヤコールグリセロールエーテルを含有する、[1]に記載の導電性高分子分散液。
[4] 窒素含有芳香族性環式化合物及び3級アミンのうち少なくとも一方をさらに含有する、[1]~[3]の何れか一項に記載の導電性高分子分散液。
[5] 前記窒素含有芳香族性環式化合物であるイミダゾールを含有する、[4]に記載の導電性高分子分散液。
[6] 前記3級アミンであるトリエチルアミンを含有する、[4]に記載の導電性高分子分散液。
[7] 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]~[6]のいずれか一項に記載の導電性高分子分散液。
[8] 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[7]のいずれか一項に記載の導電性高分子分散液。
[9] 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、前記誘電体層の、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、下記式(1)で表される化合物の少なくとも1種類とを有する、キャパシタ。
[10] 前記固体電解質層が、少なくとも1つのRがメトキシ基である前記式(1)で表される化合物を含有する、[9]に記載のキャパシタ。
[11] 前記固体電解質層が、前記式(1)で表される化合物であるグアヤコールグリセロールエーテルを含有する、[10]に記載のキャパシタ。
[12] 前記固体電解質層が、窒素含有芳香族性環式化合物及び3級アミンのうち少なくとも一方をさらに含有する、[9]~[11]の何れか一項に記載のキャパシタ。
[13] 前記固体電解質層が、前記窒素含有芳香族性環式化合物であるイミダゾールを含有する、[12]に記載のキャパシタ。
[14] 前記固体電解質層が、前記3級アミンであるトリエチルアミンを含有する、[12]に記載のキャパシタ。
[15] 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、[9]~[14]のいずれか一項に記載のキャパシタ。
[16] 前記ポリアニオンがポリスチレンスルホン酸である、[9]~[15]のいずれか一項に記載のキャパシタ。
[17] 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、前記誘電体層に対向する位置に陰極を配置する工程と、前記誘電体層の表面に[1]~[8]のいずれか一項に記載の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する、キャパシタの製造方法。
[1] A conductive polymer dispersion containing a conductive composite containing a π-conjugated conductive polymer and a polyanion, at least one compound represented by the following formula (1), and a dispersion medium.
[2] The conductive polymer dispersion according to [1], containing a compound represented by the following formula (1), wherein at least one R is a methoxy group.
[3] The conductive polymer dispersion according to [1], which contains guaiacol glycerol ether, which is a compound represented by the following formula (1).
[4] The conductive polymer dispersion according to any one of [1] to [3], further containing at least one of a nitrogen-containing aromatic cyclic compound and a tertiary amine.
[5] The conductive polymer dispersion according to [4], which contains imidazole, which is the nitrogen-containing aromatic cyclic compound.
[6] The conductive polymer dispersion according to [4], containing triethylamine as the tertiary amine.
[7] The conductive polymer dispersion according to any one of [1] to [6], wherein the π-conjugated conductive polymer is poly(3,4-ethylenedioxythiophene).
[8] The conductive polymer dispersion according to any one of [1] to [7], wherein the polyanion is polystyrenesulfonic acid.
[9] an anode made of a porous material 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 side of the dielectric layer opposite to the anode; A dielectric layer and a solid electrolyte layer formed between the cathode, wherein the solid electrolyte layer comprises a conductive composite containing a π-conjugated conductive polymer and a polyanion, and a compound represented by the following formula (1): and at least one compound comprising:
[10] The capacitor according to [9], wherein the solid electrolyte layer contains the compound represented by the formula (1), wherein at least one R is a methoxy group.
[11] The capacitor according to [10], wherein the solid electrolyte layer contains guaiacol glycerol ether, which is the compound represented by formula (1).
[12] The capacitor according to any one of [9] to [11], wherein the solid electrolyte layer further contains at least one of a nitrogen-containing aromatic cyclic compound and a tertiary amine.
[13] The capacitor according to [12], wherein the solid electrolyte layer contains imidazole, which is the nitrogen-containing aromatic cyclic compound.
[14] The capacitor according to [12], wherein the solid electrolyte layer contains triethylamine, which is the tertiary amine.
[15] The capacitor according to any one of [9] to [14], wherein the π-conjugated conductive polymer is poly(3,4-ethylenedioxythiophene).
[16] The capacitor according to any one of [9] to [15], wherein the polyanion is polystyrenesulfonic acid.
[17] oxidizing the surface of an anode made of a porous material of a valve metal to form a dielectric layer; disposing a cathode at a position facing the dielectric layer; A method for producing a capacitor, comprising a step of applying the conductive polymer dispersion according to any one of [1] to [8] and drying it to form a solid electrolyte layer.

Figure 0007241658000001
[式(1)中、Rは水素原子または任意の置換基を表し、mは1~5の整数を表す。]
Figure 0007241658000001
[In formula (1), R represents a hydrogen atom or an arbitrary substituent, and m represents an integer of 1 to 5. ]

本発明のキャパシタは、従来よりも等価直列抵抗が低く、耐熱性にも優れるので、電子機器の高性能化に資する。本発明のキャパシタの製造方法によれば、上記キャパシタを容易に製造することができる。本発明の導電性高分子分散液は、上記キャパシタの固体電解質層の形成に好適である。 Since the capacitor of the present invention has a lower equivalent series resistance than conventional capacitors and is excellent in heat resistance, it contributes to improving the performance of electronic devices. According to the capacitor manufacturing method of the present invention, the above capacitor can be manufactured easily. The conductive polymer dispersion of the present invention is suitable for forming the solid electrolyte layer of the capacitor.

本発明のキャパシタの一実施形態を示す断面図である。1 is a cross-sectional view showing one embodiment of a capacitor of the present invention; FIG.

《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14と、最も表側に設けられた陰極13とを具備する。陰極13は誘電体層12及び固体電解質層14を間に挟んで、陽極11と反対側に設けられている。
《Capacitor》
An embodiment of the capacitor of the present invention will be described. As shown in FIG. 1, a capacitor 10 of this embodiment includes an anode 11 made of a porous valve metal material, a dielectric layer 12 made of an oxide of the valve metal, and a dielectric layer 12 formed on the surface of the dielectric layer 12. It has a solid electrolyte layer 14 and a cathode 13 provided on the frontmost side. Cathode 13 is provided on the opposite side of anode 11 with dielectric layer 12 and solid electrolyte layer 14 interposed therebetween.

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 valve metals forming the anode 11 include aluminum, tantalum, niobium, titanium, hafnium, zirconium, zinc, tungsten, bismuth, and antimony. Among these, aluminum, tantalum and niobium are preferred.
As a specific example of the anode 11, after etching an aluminum foil to increase the surface area, the surface is oxidized, or the surface of a sintered body of tantalum particles or niobium particles is oxidized and made into pellets. mentioned. The material treated 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 this embodiment is a layer formed by oxidizing the surface of the anode 11. For example, the surface of the metal anode 11 is anodized in an electrolytic solution such as an aqueous solution of ammonium adipate. It was formed by Therefore, as shown in FIG. 1, the dielectric layer 12 is also formed with irregularities in the same manner as the anode 11 .

本実施形態における陰極13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 13 in this embodiment, a conductive layer formed from a conductive paste or a metal layer made of a conductive material such as aluminum foil can be used.

本実施形態における固体電解質層14は、誘電体層12の表面に形成されている。固体電解質層14は、誘電体層12の表面の少なくとも一部を覆っており、誘電体層12の表面の全部を覆っていてもよい。
固体電解質層14の厚さは、一定でもよいし、一定でなくてもよく、例えば、1μm以上100μm以下の厚さが挙げられる。
The solid electrolyte layer 14 in this embodiment is formed on the surface of the dielectric layer 12 . Solid electrolyte layer 14 covers at least part of the surface of dielectric layer 12 , and may cover the entire surface of dielectric layer 12 .
The thickness of the solid electrolyte layer 14 may or may not be constant, and may be, for example, 1 μm or more and 100 μm or less.

固体電解質層14は、下記式(1)で表される化合物(以下、化合物1と記すことがある。)の1種類以上と、後で詳述する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を含有している。 The solid electrolyte layer 14 contains one or more compounds represented by the following formula (1) (hereinafter sometimes referred to as compound 1), a π-conjugated conductive polymer and a polyanion, which will be described in detail later. and a conductive composite.

Figure 0007241658000002
[式(1)中、Rは水素原子または任意の置換基を表し、mは1~5の整数を表す。]
Figure 0007241658000002
[In formula (1), R represents a hydrogen atom or an arbitrary substituent, and m represents an integer of 1 to 5. ]

前記式(1)において、mは1~5の整数である。Rが水素原子以外であるとき、本発明の効果をより一層発揮させる観点から、mは、1~3が好ましく、1又は2がより好ましく、1がさらに好ましい。mが2以上である場合、複数のRは互いに同じであってもよいし、異なっていてもよい。 In the above formula (1), m is an integer of 1-5. When R is other than a hydrogen atom, m is preferably 1 to 3, more preferably 1 or 2, and even more preferably 1, from the viewpoint of further exhibiting the effects of the present invention. When m is 2 or more, multiple R's may be the same or different.

前記式(1)のRで表される水素原子以外の任意の置換基としては、例えば、ヒドロキシ基、炭素数1~14の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等)、炭素数5~10の脂環式アルキル基(例えば、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン等)、炭素数1~14のアルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等)、炭素数6~14のアリール基(例えば、フェニル基等)等が挙げられる。
上記Rで表される水素原子以外の任意の置換基としては、前記アルキル基又は前記アルコキシ基が好ましく、炭素数1~6のアルキル基又は炭素数1~4のアルコキシ基がより好ましく、炭素数1~3のアルキル基又は炭素数1~2のアルコキシ基がさらに好ましい。
Examples of optional substituents other than the hydrogen atom represented by R in the formula (1) include a hydroxy group, a linear or branched alkyl group having 1 to 14 carbon atoms (e.g., methyl group, ethyl propyl group, butyl group, etc.), alicyclic alkyl groups having 5 to 10 carbon atoms (e.g., cyclopentane, cyclohexane, cycloheptane, etc.), alkoxy groups having 1 to 14 carbon atoms (e.g., methoxy group, ethoxy group , propoxy group, butoxy group, etc.), aryl groups having 6 to 14 carbon atoms (eg, phenyl group, etc.), and the like.
The optional substituent other than the hydrogen atom represented by R is preferably the alkyl group or the alkoxy group, more preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms. An alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 2 carbon atoms is more preferable.

前記Rがアルキル基又はアルコキシ基である場合、mは1又は2であることが好ましく、1であることがより好ましい。前記Rがアルキル基又はアルコキシ基であり、mが2以上である場合、複数のRは互いに同じであってもよいし、異なっていてもよい。
前記式(1)において、前記Rがアルキル基又はアルコキシ基である場合、1,2-プロパンジオールの3位の炭素原子が結合するエーテル基の酸素原子が結合するベンゼン環の炭素原子を1位としたとき、この1位の炭素原子に隣接する2位(オルト位)の炭素原子又は3位(メタ位)の炭素原子に前記Rが結合していることが好ましく、オルト位の炭素原子に前記Rが結合していることがより好ましい。
When R is an alkyl group or an alkoxy group, m is preferably 1 or 2, more preferably 1. When the R is an alkyl group or an alkoxy group and m is 2 or more, the multiple Rs may be the same or different.
In the above formula (1), when the R is an alkyl group or an alkoxy group, the carbon atom of the benzene ring to which the oxygen atom of the ether group to which the carbon atom at the 3-position of 1,2-propanediol is bonded is at the 1-position. When the R is preferably bonded to the carbon atom at the 2-position (ortho-position) or the carbon atom at the 3-position (meta-position) adjacent to the carbon atom at the 1-position, the carbon atom at the ortho-position More preferably, the Rs are bonded.

前記式(1)で示される化合物の中で、下記式(1A)で表されるグアヤコールグリセロールエーテル、下記式(1B)で表されるメフェネシンが特に好ましい。 Among the compounds represented by the formula (1), guaiacol glycerol ether represented by the following formula (1A) and mephenesine represented by the following formula (1B) are particularly preferable.

Figure 0007241658000003
Figure 0007241658000003

固体電解質層14に含まれる化合物1の合計の含有量は、固体電解質層14に含まれる後述の導電性複合体100質量部に対して、10質量部以上1000質量部以下が好ましく、20質量部以上600質量部以下がより好ましく、30質量部以上500質量部以下がさらに好ましく、40質量部以上400質量部以下が特に好ましく、50質量部以上200質量部以下が最も好ましい。
上記範囲であると、キャパシタの等価直列抵抗がより低下し易くなり、耐熱性もより向上し易くなるので好ましい。
固体電解質層14に含まれる化合物1の種類は、1種類でもよいし、2種類以上でもよい。
The total content of the compound 1 contained in the solid electrolyte layer 14 is preferably 10 parts by mass or more and 1000 parts by mass or less, and 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the conductive composite described later contained in the solid electrolyte layer 14. 600 parts by mass or less is more preferable, 30 parts by mass or more and 500 parts by mass or less is more preferable, 40 parts by mass or more and 400 parts by mass or less is particularly preferable, and 50 parts by mass or more and 200 parts by mass or less is most preferable.
Within the above range, the equivalent series resistance of the capacitor can be more easily reduced, and the heat resistance can be more easily improved, which is preferable.
The number of types of compound 1 contained in solid electrolyte layer 14 may be one, or two or more.

次に、固体電解質層14に含有される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について説明する。
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、ポリチオフェン系導電性高分子及びポリアニリン系導電性高分子が好ましく、ポリチオフェン系導電性高分子がより好ましい。
Next, a conductive composite containing a π-conjugated conductive polymer and a polyanion contained in the solid electrolyte layer 14 will be described.
The π-conjugated conductive polymer is not particularly limited as long as it is an organic polymer having a π-conjugated main chain. Examples include polypyrrole-based conductive polymers, polythiophene-based conductive polymers, and polyacetylene-based Conductive polymers, polyphenylene-based conductive polymers, polyphenylene vinylene-based conductive polymers, polyaniline-based conductive polymers, polyacene-based conductive polymers, polythiophene-vinylene-based conductive polymers, and copolymers thereof mentioned. From the viewpoint of stability in air, a polypyrrole-based conductive polymer, a polythiophene-based conductive polymer, and a polyaniline-based conductive polymer are preferable, and a polythiophene-based conductive polymer is more preferable.

ポリチオフェン系導電性高分子としては、例えば、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-ブチレ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。 Polythiophene-based conductive polymers include, for example, polythiophene, poly(3-methylthiophene), poly(3-ethylthiophene), poly(3-propylthiophene), poly(3-butylthiophene), poly(3-hexyl thiophene), 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-dibutyl thiophene), poly(3-hydroxythiophene), poly(3-methoxythiophene), poly(3-ethoxythiophene), poly(3-butoxythiophene), poly(3-hexyloxythiophene), poly(3-heptyloxy thiophene), 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-dihexyloxy thiophene), poly(3,4-diheptyloxythiophene), poly(3,4-dioctyloxythiophene), poly(3,4-didecyloxythiophene), poly(3,4-didodecyloxythiophene), Poly(3,4-ethylenedioxythiophene), poly(3,4-propylenedioxythiophene), poly(3,4-butylenedioxythiophene), 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).

ポリピロール系導電性高分子としては、例えば、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。 Polypyrrole-based conductive polymers include, for example, polypyrrole, poly(N-methylpyrrole), poly(3-methylpyrrole), poly(3-ethylpyrrole), poly(3-n-propylpyrrole), poly(3 -butylpyrrole), 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-hydroxy pyrrole), poly(3-methoxypyrrole), poly(3-ethoxypyrrole), poly(3-butoxypyrrole), poly(3-hexyloxypyrrole), poly(3-methyl-4-hexyloxypyrrole) be done.

ポリアニリン系導電性高分子としては、例えば、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。
以上で例示したπ共役系導電性高分子の中でも、導電性、耐熱性の点から、ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)が特に好ましい。
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 polyaniline-based conductive polymers include polyaniline, poly(2-methylaniline), poly(3-isobutylaniline), poly(2-anilinesulfonic acid), and poly(3-anilinesulfonic acid).
Among the π-conjugated conductive polymers exemplified above, poly(3,4-ethylenedioxythiophene) is particularly preferable in terms of conductivity and heat resistance.
The π-conjugated conductive polymer may be used alone or in combination of two or more.

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ことができる。
ポリアニオンのアニオン基は、スルホ基またはカルボキシ基であることが好ましい。
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、スルホ基を有するポリアクリル酸エステル、スルホ基を有するポリメタクリル酸エステル(例えば、ポリ(4-スルホブチルメタクリレート、ポリスルホエチルメタクリレート、ポリメタクリロイルオキシベンゼンスルホン酸)、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等のスルホ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、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、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等のカルボキシ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。
ポリアニオンの質量平均分子量は、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。
A polyanion is a polymer having two or more monomer units having an anionic group in its molecule. The anion group of this polyanion functions as a dopant for the π-conjugated conductive polymer, and can improve the conductivity of the π-conjugated conductive polymer.
The anionic group of the polyanion is preferably a sulfo group or a carboxy group.
Specific examples of polyanions include polystyrenesulfonic acid, polyvinylsulfonic acid, polyallylsulfonic acid, polyacrylic acid esters having a sulfo group, and polymethacrylic acid esters having a sulfo group (e.g., poly(4-sulfobutyl methacrylate, polysulfo Ethyl methacrylate, polymethacryloyloxybenzenesulfonic acid), poly(2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid), polymers having a sulfo group such as polyisoprene sulfonic acid, polyvinyl carboxylic acid, polystyrene carboxylic acid, polyallyl carboxylic acid Polymers having a carboxy group such as acid, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, poly(2-acrylamido-2-methylpropanecarboxylic acid), polyisoprenecarboxylic acid, etc. These homopolymers may also be used. However, it may be a copolymer of two or more kinds.
Among these polyanions, a polymer having a sulfo group is preferable, and polystyrene sulfonic acid is more preferable, because the conductivity can be further increased.
One of the polyanions may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.
The weight average molecular weight of the polyanion is preferably 20,000 or more and 1,000,000 or less, more preferably 100,000 or more and 500,000 or less.
The mass average molecular weight of polyanion is a value obtained by measuring by gel permeation chromatography and using polystyrene as a standard substance.

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質量部以下の範囲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以上であると、π共役系導電性高分子へのドーピング効果が強くなる傾向にあり、充分な導電性が得られ易く、さらに導電性高分子分散液における導電性複合体の分散性が高くなる。また、ポリアニオンの含有量が前記上限値以下であると、π共役系導電性高分子の相対的な含有量が多くなり、充分な導電性が得られ易い。 The content of the polyanion in the conductive composite is preferably in the range of 1 part by mass or more and 1000 parts by mass or less, and 10 parts by mass or more and 700 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the π-conjugated conductive polymer. The following range is more preferable, and the range of 100 parts by mass or more and 500 parts by mass or less is even more preferable. When the content of the polyanion is at least the above lower limit, the doping effect on the π-conjugated conductive polymer tends to be strong, and sufficient conductivity is likely to be obtained. The dispersibility of the composite is increased. Moreover, when the content of the polyanion is equal to or less than the above upper limit, the relative content of the π-conjugated conductive polymer increases, and sufficient conductivity is easily obtained.

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が形成される。導電性複合体の導電性及び分散性の向上の観点から、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よりも、ドープに寄与しない余剰のアニオン基を有することが好ましい。 A conductive complex is formed by coordinating and doping a π-conjugated conductive polymer with a polyanion. From the viewpoint of improving the conductivity and dispersibility of the conductive composite, it is preferable to have surplus anionic groups that do not contribute to doping rather than doping the π-conjugated conductive polymer with all anionic groups.

固体電解質層14の総質量に対する導電性複合体の含有量は、1質量%以上99質量%以下が好ましく、50質量%以上98質量%以下がより好ましく、70質量%以上97質量%以下がさらに好ましい。上記の範囲であると、キャパシタの等価直列抵抗がより低下し易くなるので好ましい。 The content of the conductive composite with respect to the total mass of the solid electrolyte layer 14 is preferably 1% by mass or more and 99% by mass or less, more preferably 50% by mass or more and 98% by mass or less, and further 70% by mass or more and 97% by mass or less. preferable. Within the above range, the equivalent series resistance of the capacitor is more likely to decrease, which is preferable.

固体電解質層14には、含窒素化合物の1種以上が含有されていることが好ましい。含窒素化合物が固体電解質層14に含まれることによって、キャパシタの等価直列抵抗をさらに低減することができる。 The solid electrolyte layer 14 preferably contains one or more nitrogen-containing compounds. By including the nitrogen-containing compound in the solid electrolyte layer 14, the equivalent series resistance of the capacitor can be further reduced.

前記含窒素化合物として、以下のアミン化合物及び窒素含有芳香族性環式化合物を例示できる。これらのアミン化合物及び窒素含有芳香族性環式化合物の少なくともどちらか一方が固体電解質層14に含まれると、キャパシタの等価直列抵抗をさらに低減できる。
アミン化合物は、アミノ基を有する化合物であり、アミノ基が、ポリアニオンのアニオン基と反応する。
アミン化合物としては、1級アミン、2級アミン、3級アミン、4級アンモニウム塩のいずれであってもよい。また、アミン化合物は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。
アミン化合物は、炭素数2以上12以下の直鎖、もしくは分岐鎖のアルキル基、炭素数6以上12以下のアリール基、炭素数7以上12以下のアラルキル基、炭素数2以上12以下のアルキレン基、炭素数6以上12以下のアリーレン基、炭素数7以上12以下のアラルキレン基、及び炭素数2以上12以下のオキシアルキレン基から選択される置換基を有していてもよい。
具体的な1級アミンとしては、例えば、アニリン、トルイジン、ベンジルアミン、エタノールアミン等が挙げられる。
具体的な2級アミンとしては、例えば、ジエタノールアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジフェニルアミン、ジベンジルアミン、ジナフチルアミン等が挙げられる。
具体的な3級アミンとしては、例えば、トリエタノールアミン、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、トリブチルアミン、トリオクチルアミン、トリフェニルアミン、トリベンジルアミン、トリナフチルアミン等が挙げられる。
具体的な4級アンモニウム塩としては、例えば、テトラメチルアンモニウム塩、テトラエチルアンモニウム塩、テトラプロピルアンモニウム塩、テトラフェニルアンモニウム塩、テトラベンジルアンモニウム塩、テトラナフチルアンモニウム塩等が挙げられる。アンモニウムの対となる陰イオンとしてはヒドロキシドイオンが挙げられる。
これらアミン化合物のうち、3級アミンが好ましく、トリエチルアミン、トリプロピルアミンがより好ましい。
窒素含有芳香族性環式化合物(少なくとも1つの窒素原子が環構造を形成する芳香族性化合物)としては、例えば、ピロール、イミダゾール、2-メチルイミダゾール、2-プロピルイミダゾール、N-メチルイミダゾール、N-プロピルイミダゾール、N-ブチルイミダゾール、1-(2-ヒドロキシエチル)イミダゾール、2-エチル-4-メチルイミダゾール、1,2-ジメチルイミダゾール、1-ベンジル-2-メチルイミダゾール、1-シアノエチル-2-メチルイミダゾール、1-シアノエチル-2-エチル-4-メチルイミダゾール、2-フェニル-4,5-ジヒドロキシメチルイミダゾール、1-アセチルイミダゾール、2-アミノベンズイミダゾール、2-アミノ-1-メチルベンズイミダゾール、2-ヒドロキシベンズイミダゾール、2-(2-ピリジル)ベンズイミダゾール、ピリジン等が挙げられる。
これら窒素含有芳香族性環式化合物のうち、イミダゾールがより好ましい。
Examples of the nitrogen-containing compound include the following amine compounds and nitrogen-containing aromatic cyclic compounds. When at least one of these amine compounds and nitrogen-containing aromatic cyclic compounds is contained in the solid electrolyte layer 14, the equivalent series resistance of the capacitor can be further reduced.
An amine compound is a compound having an amino group, and the amino group reacts with an anion group of a polyanion.
The amine compound may be any of primary amine, secondary amine, tertiary amine and quaternary ammonium salt. Moreover, an amine compound may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
The amine compound is a linear or branched alkyl group having 2 to 12 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms, and an alkylene group having 2 to 12 carbon atoms. , an arylene group having 6 to 12 carbon atoms, an aralkylene group having 7 to 12 carbon atoms, and an oxyalkylene group having 2 to 12 carbon atoms.
Specific primary amines include, for example, aniline, toluidine, benzylamine, ethanolamine and the like.
Specific secondary amines include, for example, diethanolamine, dimethylamine, diethylamine, dipropylamine, diphenylamine, dibenzylamine, dinaphthylamine and the like.
Specific tertiary amines include, for example, triethanolamine, trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, tributylamine, trioctylamine, triphenylamine, tribenzylamine, and trinaphthylamine.
Specific quaternary ammonium salts include, for example, tetramethylammonium salts, tetraethylammonium salts, tetrapropylammonium salts, tetraphenylammonium salts, tetrabenzylammonium salts, tetranaphthylammonium salts and the like. A hydroxide ion is mentioned as an anion which becomes a pair with ammonium.
Among these amine compounds, tertiary amines are preferred, and triethylamine and tripropylamine are more preferred.
Nitrogen-containing aromatic cyclic compounds (aromatic compounds in which at least one nitrogen atom forms a ring structure) include, for example, pyrrole, imidazole, 2-methylimidazole, 2-propylimidazole, N-methylimidazole, N -propylimidazole, N-butylimidazole, 1-(2-hydroxyethyl)imidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 1,2-dimethylimidazole, 1-benzyl-2-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2- methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-ethyl-4-methylimidazole, 2-phenyl-4,5-dihydroxymethylimidazole, 1-acetylimidazole, 2-aminobenzimidazole, 2-amino-1-methylbenzimidazole, 2 -hydroxybenzimidazole, 2-(2-pyridyl)benzimidazole, pyridine and the like.
Among these nitrogen-containing aromatic cyclic compounds, imidazole is more preferred.

固体電解質層14に含まれる前記含窒素化合物の合計の含有量は、固体電解質層14に含まれる導電性複合体100質量部に対して、0.1質量部以上1000質量部以下が好ましく、1質量部以上100質量部以下がより好ましく、5質量部以上50質量部以下がさらに好ましく、10質量部以上30質量部以下が特に好ましい。
上記範囲であると、キャパシタの等価直列抵抗がより低下し易くなり、耐熱性もより向上し易くなるので好ましい。
固体電解質層14に含まれる前記含窒素化合物の種類は、1種類でもよいし、2種類以上でもよい。
The total content of the nitrogen-containing compounds contained in the solid electrolyte layer 14 is preferably 0.1 parts by mass or more and 1000 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the conductive composite contained in the solid electrolyte layer 14. It is more preferably 5 parts by mass or more and 100 parts by mass or less, even more preferably 5 parts by mass or more and 50 parts by mass or less, and particularly preferably 10 parts by mass or more and 30 parts by mass or less.
Within the above range, the equivalent series resistance of the capacitor can be more easily reduced, and the heat resistance can be more easily improved, which is preferable.
The type of the nitrogen-containing compound contained in the solid electrolyte layer 14 may be one type, or two or more types.

固体電解質層14には、化合物1、前記導電性複合体、及び前記含窒素化合物とは異なる、2つ以上のヒドロキシ基を有する化合物(以下、ポリオール化合物ということがある。)の1種類以上がさらに含まれていてもよい。ポリオール化合物を含有することにより、キャパシタのESRをより一層低減することができる。
前記ポリオール化合物としては、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、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン及びトリメチロールエタンから選択される1種以上が挙げられる。
前記ポリオール化合物は、後述する電解質の溶媒または導電性複合体の分散媒として含まれていてもよい。
The solid electrolyte layer 14 contains at least one compound having two or more hydroxy groups (hereinafter sometimes referred to as a polyol compound) different from the compound 1, the conductive composite, and the nitrogen-containing compound. It may also be included. By containing the polyol compound, the ESR of the capacitor can be further reduced.
Examples of the polyol compound include one or more selected from ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, glycerin, pentaerythritol, trimethylolpropane and trimethylolethane.
The polyol compound may be contained as a solvent for an electrolyte or a dispersion medium for a conductive composite, which will be described later.

固体電解質層14に含まれる前記ポリオール化合物の合計の含有量は、固体電解質層14に含まれる導電性複合体100質量部に対して、100質量部以上10000質量部以下が好ましく、200質量部以上2000質量部以下がより好ましく、300質量部以上1000質量部以下がさらに好ましい。
上記範囲であると、キャパシタの等価直列抵抗がより低下し易くなり、耐熱性もより向上し易くなるので好ましい。
固体電解質層14に含まれる前記ポリオール化合物の種類は、1種類でもよいし、2種類以上でもよい。
The total content of the polyol compounds contained in the solid electrolyte layer 14 is preferably 100 parts by mass or more and 10000 parts by mass or less, and 200 parts by mass or more, with respect to 100 parts by mass of the conductive composite contained in the solid electrolyte layer 14. 2000 parts by mass or less is more preferable, and 300 parts by mass or more and 1000 parts by mass or less is even more preferable.
Within the above range, the equivalent series resistance of the capacitor can be more easily reduced, and the heat resistance can be more easily improved, which is preferable.
The number of types of the polyol compound contained in the solid electrolyte layer 14 may be one, or two or more.

固体電解質層14には、電解液用溶媒中に電解質を溶解させた電解液が含まれてもよい。電解液の電気伝導度は高いほど好ましい。
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、例えば、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;リン酸、炭酸、ケイ酸等の無機酸などをアニオン成分とし、1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)、2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)、3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;等が挙げられる。
The solid electrolyte layer 14 may contain an electrolytic solution in which an electrolyte is dissolved in an electrolytic solution solvent. The higher the electrical conductivity of the electrolytic solution, the better.
Solvents for electrolytic solutions include, for example, 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; Amide solvents such as N-methylformamide, N,N-dimethylformamide, N-methylacetamide and N-methylpyrrolidinone; nitrile solvents such as acetonitrile and 3-methoxypropionitrile; and water.
Examples of electrolytes 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 Decanedicarboxylic acids such as ,6-decanedicarboxylic acid, octanedicarboxylic acids such as 1,7-octanedicarboxylic acid, organic acids such as azelaic acid and sebacic acid; Hydric alcohol complex compound; inorganic acids such as phosphoric acid, carbonic acid, silicic acid, etc. as anion components, primary amines (methylamine, ethylamine, propylamine, butylamine, ethylenediamine, etc.), secondary amines (dimethylamine, diethylamine, di propylamine, methylethylamine, diphenylamine, etc.), tertiary amines (trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, triphenylamine, 1,8-diazabicyclo(5,4,0)-undecene-7, etc.), tetraalkylammonium (tetra electrolytes containing cationic components such as methylammonium, tetraethylammonium, tetrapropylammonium, tetrabutylammonium, methyltriethylammonium and dimethyldiethylammonium;

<作用効果>
本発明のキャパシタの固体電解質層が前記式(1)で表される化合物を含有することによって、従来よりも等価直列抵抗が低く、耐熱性に優れたキャパシタを得ることができる。このメカニズムは未解明であるが、前記化合物が固体電解質層の導電性を向上させることによって、その等価直列抵抗が小さくなったと推測される。
また、本発明のキャパシタの固体電解質層が前記式(1)で表される化合物を含有することによって、キャパシタの耐熱性を向上させることができる。このメカニズムは未解明であるが、前記化合物が固体電解質層に含まれる導電性複合体の安定性を向上させることによって、その耐熱性が向上したと推測される。
<Effect>
By including the compound represented by formula (1) in the solid electrolyte layer of the capacitor of the present invention, it is possible to obtain a capacitor having a lower equivalent series resistance and superior heat resistance than conventional capacitors. Although the mechanism is not clear, it is presumed that the compound improves the electrical conductivity of the solid electrolyte layer, thereby reducing its equivalent series resistance.
Further, by including the compound represented by the formula (1) in the solid electrolyte layer of the capacitor of the present invention, the heat resistance of the capacitor can be improved. Although the mechanism for this is unknown, it is presumed that the compound improves the stability of the conductive composite contained in the solid electrolyte layer, thereby improving its heat resistance.

《キャパシタの製造方法、導電性高分子分散液》
本発明にかかるキャパシタは、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(誘電体形成工程)と、前記誘電体層に対向する位置に陰極を配置する工程(陰極形成工程)と、前記誘電体層の表面の少なくとも一部に、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、によって製造することができる。
<<Manufacturing Method of Capacitor, Conductive Polymer Dispersion>>
A capacitor according to the present invention comprises a step of forming a dielectric layer by oxidizing the surface of an anode made of a porous material of a valve metal (dielectric formation step), and arranging a cathode at a position facing the dielectric layer. It can be manufactured by a step (cathode forming step) and a step of applying a conductive polymer dispersion to at least part of the surface of the dielectric layer and drying it to form a solid electrolyte layer.

前記導電性高分子分散液は、前記式(1)で表される化合物の1種以上が含まれ、さらに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が分散された分散液である。
前記導電性高分子分散液には、前記含窒素化合物、前記ポリオール化合物、後述する添加剤等を含有させてもよい。
The conductive polymer dispersion contains at least one compound represented by the formula (1), and is a dispersion in which a conductive composite containing a π-conjugated conductive polymer and a polyanion is dispersed. be.
The conductive polymer dispersion may contain the nitrogen-containing compound, the polyol compound, additives described later, and the like.

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 material of valve metal.
As a method of forming the dielectric layer 12, for example, a method of anodizing the surface of the anode 11 in an electrolytic solution for chemical conversion treatment such as an ammonium adipate aqueous solution, an ammonium borate aqueous solution, or an ammonium phosphate aqueous solution can be mentioned. .

陰極形成工程は、誘電体層12に対向する位置に陰極13を配置する工程である。
陰極13を配置する方法としては、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13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 arranging the cathode 13 at a position facing the dielectric layer 12 .
Examples of the method of arranging the cathode 13 include a method of forming the cathode 13 using a conductive paste such as carbon paste and silver paste, and a method of arranging a metal foil such as an aluminum foil so as to face the dielectric layer 12. be done.

固体電解質層形成工程は、誘電体層12の表面の少なくとも一部に、前記導電性高分子分散液を塗布し、乾燥させて、固体電解質層14を形成する工程である。 The solid electrolyte layer forming step is a step of applying the conductive polymer dispersion to at least part of the surface of the dielectric layer 12 and drying it to form the solid electrolyte layer 14 .

導電性高分子分散液を構成する分散媒は、前記導電性複合体を分散させ得る液体であれば特に限定されず、例えば、水、有機溶剤、又は、水と有機溶剤との混合液が挙げられる。
有機溶剤としては、例えば、アルコール系溶媒、エーテル系溶媒、ケトン系溶媒、エステル系溶媒、芳香族炭化水素系溶媒等が挙げられる。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。
アルコール系溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、n-ブタノール、t-ブタノール、アリルアルコール等が挙げられる。
エーテル系溶媒としては、例えば、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メチルエーテル等の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等が挙げられる。
ケトン系溶媒としては、例えば、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等が挙げられる。
エステル系溶媒としては、例えば、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル等が挙げられる。
芳香族炭化水素系溶媒としては、例えば、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等が挙げられる。
The dispersion medium constituting the conductive polymer dispersion is not particularly limited as long as it is a liquid capable of dispersing the conductive composite, and examples thereof include water, organic solvents, and mixtures of water and organic solvents. be done.
Examples of organic solvents include alcohol solvents, ether solvents, ketone solvents, ester solvents, aromatic hydrocarbon solvents, and the like. These organic solvents may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
Examples of alcohol solvents include methanol, ethanol, isopropanol, n-butanol, t-butanol, allyl alcohol and the like.
Examples of ether-based solvents include diethyl ether, dimethyl ether, ethylene glycol, propylene glycol, propylene glycol monoalkyl ethers such as propylene glycol monomethyl ether, and propylene glycol dialkyl ethers.
Ketone solvents include, for example, 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 and the like.
Examples of ester-based solvents include ethyl acetate, propyl acetate, and butyl acetate.
Examples of aromatic hydrocarbon solvents include benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, propylbenzene, isopropylbenzene and the like.

添加剤としては、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、紫外線吸収剤などが挙げられる。ただし、添加剤は、前記式(1)で表される化合物、前記導電性複合体、前記含窒素化合物、前記ポリオール化合物及び前記溶媒(分散媒)以外の化合物である。
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。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。
Examples of additives include surfactants, inorganic conductive agents, antifoaming agents, coupling agents, antioxidants, and ultraviolet absorbers. However, the additive is a compound other than the compound represented by formula (1), the conductive composite, the nitrogen-containing compound, the polyol compound, and the solvent (dispersion medium).
Examples of surfactants include nonionic, anionic, and cationic surfactants, with nonionic surfactants being preferred from the standpoint of storage stability. Polymer surfactants such as polyvinyl alcohol and polyvinylpyrrolidone may also be added.
Examples of inorganic conductive agents include metal ions and conductive carbon. Metal ions can be generated by dissolving metal salts in water.
Antifoaming agents include silicone resins, polydimethylsiloxane, silicone oils and the like.
Examples of coupling agents include silane coupling agents having a vinyl group, an amino group, an epoxy group, or the like.
Antioxidants include phenol antioxidants, amine antioxidants, phosphorus antioxidants, sulfur antioxidants, sugars and the like.
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.

導電性高分子分散液の総質量に対する前記導電性複合体の含有量は特に限定されず、塗布することが容易な粘度となる含有量が好ましい。具体的には、例えば、0.1質量%以上10質量%以下が好ましく、0.5質量%以上5質量%以下がより好ましく、1質量%以上2質量%以下がさらに好ましい。 The content of the conductive composite relative to the total mass of the conductive polymer dispersion is not particularly limited, and the content is preferably a content that provides a viscosity that facilitates coating. Specifically, for example, 0.1% by mass or more and 10% by mass or less is preferable, 0.5% by mass or more and 5% by mass or less is more preferable, and 1% by mass or more and 2% by mass or less is even more preferable.

導電性高分子分散液の総質量に対する前記式(1)で表される化合物(化合物1)の合計の含有量は特に限定されず、塗布することが容易な粘度となる含有量が好ましい。具体的には、例えば、0.001質量%以上10質量%以下とすることができる。 The total content of the compound represented by the formula (1) (compound 1) with respect to the total mass of the conductive polymer dispersion is not particularly limited, and is preferably a content that provides a viscosity that facilitates application. Specifically, for example, it can be 0.001% by mass or more and 10% by mass or less.

導電性高分子分散液に含まれる化合物1の合計の含有量は、導電性高分子分散液に含まれる導電性複合体100質量部に対して、10質量部以上1000質量部以下が好ましく、20質量部以上600質量部以下がより好ましく、30質量部以上500質量部以下がさらに好ましく、40質量部以上400質量部以下が特に好ましく、50質量部以上200質量部以下が最も好ましい。
上記範囲であると、本発明に係る導電性高分子分散液を用いてキャパシタを製造した場合に、キャパシタの等価直列抵抗がより低下し易くなり、耐熱性もより向上し易くなるので好ましい。
The total content of Compound 1 contained in the conductive polymer dispersion is preferably 10 parts by mass or more and 1000 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the conductive composite contained in the conductive polymer dispersion. It is more preferably from 30 to 500 parts by mass, particularly preferably from 40 to 400 parts by mass, and most preferably from 50 to 200 parts by mass.
Within the above range, when a capacitor is produced using the conductive polymer dispersion according to the present invention, the equivalent series resistance of the capacitor is more likely to be lowered and the heat resistance is more likely to be improved, which is preferable.

導電性高分子分散液が前記含窒素化合物を含有する場合、その含有割合は、含窒素化合物の種類に応じて適宜決められるが、例えば導電性複合体100質量部に対して、0.1質量部以上1000質量部以下が好ましく、1質量部以上100質量部以下がより好ましく、5質量部以上50質量部以下がさらに好ましく、10質量部以上30質量部以下が特に好ましい。
上記範囲であると、本発明に係る導電性高分子分散液を用いてキャパシタを製造した場合に、キャパシタの等価直列抵抗がより低下し易くなり、耐熱性もより向上し易くなるので好ましい。
When the conductive polymer dispersion contains the nitrogen-containing compound, the content ratio is appropriately determined according to the type of the nitrogen-containing compound. 1 to 100 parts by mass is preferable, 1 to 100 parts by mass is more preferable, 5 to 50 parts by mass is even more preferable, and 10 to 30 parts by mass is particularly preferable.
Within the above range, when a capacitor is produced using the conductive polymer dispersion according to the present invention, the equivalent series resistance of the capacitor is more likely to be lowered and the heat resistance is more likely to be improved, which is preferable.

導電性高分子分散液が前記ポリオール化合物を含有する場合、その含有割合は、ポリオール化合物の種類に応じて適宜決められるが、例えば、導電性複合体の固形分100質量部に対して、例えば、100質量部以上10000質量部以下が好ましく、200質量部以上2000質量部以下がより好ましく、300質量部以上1000質量部以下がさらに好ましい。 When the conductive polymer dispersion contains the polyol compound, the content ratio is appropriately determined according to the type of the polyol compound. It is preferably 100 parts by mass or more and 10000 parts by mass or less, more preferably 200 parts by mass or more and 2000 parts by mass or less, and even more preferably 300 parts by mass or more and 1000 parts by mass or less.

導電性高分子分散液が前記添加剤を含有する場合、その含有割合は、添加剤の種類に応じて適宜決められるが、例えば、導電性複合体の固形分100質量部に対して、例えば、1質量部以上1000質量部以下の範囲内とすることができる。 When the conductive polymer dispersion contains the additive, the content ratio is appropriately determined according to the type of the additive. It can be in the range of 1 part by mass or more and 1000 parts by mass 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する方法が挙げられる。
得られた導電性高分子分散液に、前記式(1)で表される化合物を添加し、さらに必要に応じて前記含窒素化合物、前記2つ以上のヒドロキシ基を有する化合物、及び添加剤等を添加することができる。
導電性高分子分散液に含まれる各材料の分散性を向上させる目的で、塗布前に導電性高分子分散液にせん断力を加えながら分散させる公知の高分散処理を施すことが好ましい。
Examples of the method for preparing the conductive polymer dispersion include a method of oxidative polymerization of a precursor monomer forming a π-conjugated conductive polymer in the presence of a polyanion and a dispersion medium.
The compound represented by the formula (1) is added to the obtained conductive polymer dispersion, and if necessary, the nitrogen-containing compound, the compound having two or more hydroxy groups, additives, etc. can be added.
For the purpose of improving the dispersibility of each material contained in the conductive polymer dispersion, it is preferable to subject the conductive polymer dispersion to a known high-dispersion treatment prior to application, in which the conductive polymer dispersion is dispersed while applying a shearing force.

導電性高分子分散液の塗布方法としては、例えば、浸漬(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13との間に固体電解質層14を容易に形成できる観点から、浸漬が好ましい。
乾燥方法としては、例えば、室温乾燥、熱風乾燥、遠赤外線乾燥等が挙げられる。
As a method for applying the conductive polymer dispersion, for example, immersion (dip coating), comma coating, reverse coating, lip coating, microgravure coating, etc. can be applied. Among these, immersion is preferable from the viewpoint that the solid electrolyte layer 14 can be easily formed between the dielectric layer 12 and the cathode 13 .
Examples of the drying method include room temperature drying, hot air drying, and far infrared drying.

本発明のキャパシタ及びその製造方法は上記の実施形態の例に限定されない。
本発明のキャパシタでは、誘電体層と陰極との間に、セパレータが設けられてもよい。
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、セルロース、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 and its manufacturing method of the present invention are not limited to the above-described embodiments.
A separator may be provided between the dielectric layer and the cathode in the capacitor of the present invention.
A wound type capacitor is an example of a capacitor provided with a separator between a dielectric layer and a cathode.
Examples of separators include sheets (including nonwoven fabrics) made of cellulose, polyvinyl alcohol, polyester, polyethylene, polystyrene, polypropylene, polyimide, polyamide, polyvinylidene fluoride, etc., and nonwoven fabrics of glass fibers.
The density of the separator is preferably in the range of 0.1 g/cm 3 or more and 1.0 g/cm 3 or less, more preferably in the range of 0.2 g/cm 3 or more and 0.8 g/cm 3 or less.
When a separator is provided, a method of forming a cathode by impregnating the separator with carbon paste or 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の溶媒を除去した。残液に2000mlのイオン交換水を加え、限外ろ過法により約2000mlの溶媒を除去し、ポリスチレンスルホン酸を水洗した。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, add 1.14 g of ammonium persulfate oxidizing agent solution previously dissolved in 10 ml of water dropwise for 20 minutes while stirring at 80° C., and keep this solution for 12 hours. Stirred.
1000 ml of sulfuric acid diluted to 10% by mass was added to the resulting sodium styrenesulfonate-containing solution, and about 1000 ml of the solvent in the polystyrenesulfonic acid-containing solution was removed by ultrafiltration. 2000 ml of ion-exchanged water was added to the residual liquid, about 2000 ml of the solvent was removed by ultrafiltration, and the polystyrene sulfonic acid was washed with water. This ultrafiltration operation was repeated three times.
Water in the obtained solution was removed under reduced pressure to obtain a 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。
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。
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の溶媒を除去した。残液に2000mlのイオン交換水を加え、限外ろ過法により約2000mlの溶媒を除去し、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)(PEDOT-PSS)を水洗した。この操作を8回繰り返し、1.60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 polystyrenesulfonic acid obtained in Production Example 1 in 2000 ml of deionized water was mixed at 20°C.
The resulting mixed solution was kept at 20° C., and while stirring, 29.64 g of ammonium persulfate and 8.0 g of ferric sulfate oxidation catalyst solution dissolved in 200 ml of ion-exchanged water were slowly added, and the mixture was stirred for 3 hours. The mixture was stirred and reacted.
2000 ml of ion-exchanged water was added to the resulting reaction solution, and about 2000 ml of the solution was removed by ultrafiltration. This operation was repeated three times.
200 ml of 10 mass % diluted sulfuric acid and 2000 ml of ion-exchanged water were added to the obtained solution, and about 2000 ml of the solvent was removed by ultrafiltration. 2000 ml of ion-exchanged water was added to the residual liquid, about 2000 ml of the solvent was removed by ultrafiltration, and the polystyrenesulfonic acid-doped poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT-PSS) was washed with water. This operation was repeated eight times to obtain a 1.60% by mass 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 a 10% by mass ammonium adipate aqueous solution to chemically convert (oxidize) to form a dielectric layer on both sides of the aluminum foil. formed to obtain an anode foil.
Next, opposing aluminum cathode foils to which cathode lead terminals were welded were laminated on both sides of the anode foil with a separator made of cellulose interposed therebetween.

(配合例)
製造例2で得た1.60質量%のPEDOT-PSS水分散液に含まれる導電性複合体100質量部に対して、表1に記載の添加量(質量部)で、含窒素化合物と、添加化合物とを加え、室温で攪拌した後、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。
(Formulation example)
A nitrogen-containing compound and a After adding an additive compound and stirring at room temperature, dispersion treatment was performed at a pressure of 100 MPa using a high-pressure disperser to obtain a conductive polymer dispersion.

Figure 0007241658000004
Figure 0007241658000004

<試験1>固体電解キャパシタの評価
製造例3で得たキャパシタ用素子を、上記配合例で得た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1回行い、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。
[静電容量・等価直列抵抗]
各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(Cap.)、及び100kHzでの等価直列抵抗(ESR)を測定した。その測定結果を表2に示す。
<Test 1> Evaluation of Solid Electrolytic Capacitor The capacitor element obtained in Production Example 3 was immersed in the conductive polymer dispersion obtained in the above formulation example under reduced pressure, and then dried in a hot air dryer at 125°C for 30 minutes. This step was performed once to form a solid electrolyte layer containing the conductive composite on the surface of the dielectric layer.
Then, the capacitor element having the solid electrolyte layer formed thereon was placed in an aluminum case and sealed with a sealing rubber to obtain a capacitor.
[Capacitance/Equivalent series resistance]
For each capacitor, an LCR meter ZM2376 (manufactured by NF Circuit Design Block Co., Ltd.) was used to measure the capacitance (Cap.) at 120 Hz and the equivalent series resistance (ESR) at 100 kHz. Table 2 shows the measurement results.

Figure 0007241658000005
Figure 0007241658000005

表2の結果から、本発明に係る実施例のESRは、比較例のESRよりも低減されていることが明らかである。また、実施例の静電容量も概ね比較例の静電容量よりも大きく、大容量が求められる用途にも好適であることが分かる。
なお、比較例4のESRは比較的低いが、これはイミダゾールとグリセロールの併用によるところが大きい。比較例4と同量のイミダゾールを含み、グリセロールに代えてグアヤコールグリセロールエーテルを同量含む実施例8のESRは、比較例4のESRよりも低い。
From the results in Table 2, it is clear that the ESR of the examples according to the invention is lower than the ESR of the comparative examples. Also, the capacitances of the examples are generally larger than the capacitances of the comparative examples, and it can be seen that they are suitable for applications requiring large capacities.
The ESR of Comparative Example 4 is relatively low, but this is largely due to the combined use of imidazole and glycerol. Example 8, which contains the same amount of imidazole as Comparative Example 4 and contains the same amount of guaiacol glycerol ether instead of glycerol, has a lower ESR than that of Comparative Example 4.

<試験2>固体電解キャパシタの耐熱性評価
製造例3で得たキャパシタ用素子を、上記配合例で得た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。
[静電容量・等価直列抵抗]
各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(Cap.)、及び100kHzでの等価直列抵抗(ESR)を測定した。その測定結果を表3に示す。
[耐熱性試験]
上記で得たキャパシタを145℃の熱風乾燥機中に静置し、500時間経過後に取り出し、室温で30分間冷却した。冷却後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(Cap.)、及び100kHzでの等価直列抵抗(ESR)を測定した。その測定結果を表3に示す。
<Test 2> Evaluation of Heat Resistance of Solid Electrolytic Capacitor The capacitor element obtained in Production Example 3 was immersed in the conductive polymer dispersion obtained in the above formulation example under reduced pressure. The step of drying for 2 minutes was repeated twice to form a solid electrolyte layer containing the conductive composite on the surface of the dielectric layer.
Then, the capacitor element having the solid electrolyte layer formed thereon was placed in an aluminum case and sealed with a sealing rubber to obtain a capacitor.
[Capacitance/Equivalent series resistance]
For each capacitor, an LCR meter ZM2376 (manufactured by NF Circuit Design Block Co., Ltd.) was used to measure the capacitance (Cap.) at 120 Hz and the equivalent series resistance (ESR) at 100 kHz. Table 3 shows the measurement results.
[Heat resistance test]
The capacitor obtained above was placed in a hot air dryer at 145° C., taken out after 500 hours, and cooled at room temperature for 30 minutes. After cooling, the capacitance (Cap.) at 120 Hz and the equivalent series resistance (ESR) at 100 kHz were measured using an LCR meter ZM2376 (manufactured by NF Circuit Design Block Co., Ltd.). Table 3 shows the measurement results.

Figure 0007241658000006
Figure 0007241658000006

表3の結果から、本発明に係る実施例のESRは、耐熱性試験後にも低く留まり、比較例のESRよりも耐熱性に優れていることが明らかである。
なお、比較例9のESRは耐熱性試験後においても比較的低いが、これはイミダゾールとグリセロールの併用によるところが大きい。比較例9と同量のイミダゾールを含み、グリセロールに代えてグアヤコールグリセロールエーテルを同量含む実施例9のESRは、耐熱性試験後においても、比較例9のESRより低い。
From the results in Table 3, it is clear that the ESR of the examples according to the present invention remains low even after the heat resistance test, and is superior in heat resistance to the ESR of the comparative examples.
The ESR of Comparative Example 9 is relatively low even after the heat resistance test, but this is largely due to the combined use of imidazole and glycerol. The ESR of Example 9, which contains the same amount of imidazole as Comparative Example 9 and contains the same amount of guaiacol glycerol ether instead of glycerol, is lower than that of Comparative Example 9 even after the heat resistance test.

<試験3>電解キャパシタの耐熱性評価
製造例3で得たキャパシタ用素子を、上記配合例で得た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1回行い、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と、電解液とを装填し、封口ゴムで封止して、キャパシタを得た。
[静電容量・等価直列抵抗]
各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(Cap.)、及び100kHzでの等価直列抵抗(ESR)を測定した。その測定結果を表4に示す。
[耐熱性試験]
上記で得たキャパシタを145℃の熱風乾燥機中に静置し、500時間経過後に取り出し、室温で30分間冷却した。冷却後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(Cap.)、及び100kHzでの等価直列抵抗(ESR)を測定した。その測定結果を表4に示す。
<Test 3> Evaluation of heat resistance of electrolytic capacitor The capacitor element obtained in Production Example 3 was immersed in the conductive polymer dispersion obtained in the above formulation example under reduced pressure, and then dried in a hot air dryer at 125°C for 30 minutes. A drying step was performed once to form a solid electrolyte layer containing the conductive composite on the surface of the dielectric layer.
Next, the capacitor element having the solid electrolyte layer formed thereon and the electrolytic solution were placed in an aluminum case and sealed with a sealing rubber to obtain a capacitor.
[Capacitance/Equivalent series resistance]
For each capacitor, an LCR meter ZM2376 (manufactured by NF Circuit Design Block Co., Ltd.) was used to measure the capacitance (Cap.) at 120 Hz and the equivalent series resistance (ESR) at 100 kHz. Table 4 shows the measurement results.
[Heat resistance test]
The capacitor obtained above was placed in a hot air dryer at 145° C., taken out after 500 hours, and cooled at room temperature for 30 minutes. After cooling, the capacitance (Cap.) at 120 Hz and the equivalent series resistance (ESR) at 100 kHz were measured using an LCR meter ZM2376 (manufactured by NF Circuit Design Block Co., Ltd.). Table 4 shows the measurement results.

Figure 0007241658000007
Figure 0007241658000007

表4の結果から、本発明に係る実施例のESRは、耐熱性試験後にも低く留まり、比較例のESRよりも耐熱性に優れていることが明らかである。 From the results in Table 4, it is clear that the ESR of the examples according to the present invention remains low even after the heat resistance test, and is superior in heat resistance to the ESR of the comparative examples.

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

Claims (17)

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、下記式(1)で表される化合物の少なくとも1種類と、分散媒とを含有する、導電性高分子分散液。
Figure 0007241658000008
[式(1)中、Rは水素原子または任意の置換基を表し、mは1~5の整数を表す。]
A conductive polymer dispersion containing a conductive composite containing a π-conjugated conductive polymer and a polyanion, at least one compound represented by the following formula (1), and a dispersion medium.
Figure 0007241658000008
[In formula (1), R represents a hydrogen atom or an arbitrary substituent, and m represents an integer of 1 to 5. ]
少なくとも1つのRがメトキシ基である下記式(1)で表される化合物を含有する、請求項1に記載の導電性高分子分散液。 2. The conductive polymer dispersion according to claim 1, containing a compound represented by the following formula (1), wherein at least one R is a methoxy group. 前記式(1)で表される化合物であるグアヤコールグリセロールエーテルを含有する、請求項1に記載の導電性高分子分散液。 2. The conductive polymer dispersion according to claim 1, containing guaiacol glycerol ether, which is the compound represented by formula (1). 窒素含有芳香族性環式化合物及び3級アミンのうち少なくとも一方をさらに含有する、請求項1~3の何れか一項に記載の導電性高分子分散液。 4. The conductive polymer dispersion according to any one of claims 1 to 3, further comprising at least one of a nitrogen-containing aromatic cyclic compound and a tertiary amine. 前記窒素含有芳香族性環式化合物であるイミダゾールを含有する、請求項4に記載の導電性高分子分散液。 5. The conductive polymer dispersion according to claim 4, containing imidazole as said nitrogen-containing aromatic cyclic compound. 前記3級アミンであるトリエチルアミンを含有する、請求項4に記載の導電性高分子分散液。 5. The conductive polymer dispersion according to claim 4, containing triethylamine as the tertiary 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1~6のいずれか一項に記載の導電性高分子分散液。 The conductive polymer dispersion according to any one of claims 1 to 6, 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1~7のいずれか一項に記載の導電性高分子分散液。 The conductive polymer dispersion according to any one of claims 1 to 7, wherein the polyanion is polystyrenesulfonic acid. 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、前記誘電体層の、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、下記式(1)で表される化合物の少なくとも1種類とを有する、キャパシタ。
Figure 0007241658000009
[式(1)中、Rは水素原子または任意の置換基を表し、mは1~5の整数を表す。]
an anode made of a porous material of a valve metal; a dielectric layer made of an oxide of the valve metal; a cathode made of a conductive material provided on a side of the dielectric layer opposite to the anode; and the dielectric layer. and a solid electrolyte layer formed between the cathodes,
A capacitor, wherein the solid electrolyte layer comprises a conductive composite containing a π-conjugated conductive polymer and a polyanion, and at least one compound represented by the following formula (1).
Figure 0007241658000009
[In formula (1), R represents a hydrogen atom or an arbitrary substituent, and m represents an integer of 1 to 5. ]
前記固体電解質層が、少なくとも1つのRがメトキシ基である前記式(1)で表される化合物を含有する、請求項9に記載のキャパシタ。 10. The capacitor according to claim 9, wherein said solid electrolyte layer contains the compound represented by said formula (1), wherein at least one R is a methoxy group. 前記固体電解質層が、前記式(1)で表される化合物であるグアヤコールグリセロールエーテルを含有する、請求項10に記載のキャパシタ。 11. The capacitor according to claim 10, wherein said solid electrolyte layer contains guaiacol glycerol ether, which is the compound represented by formula (1). 前記固体電解質層が、窒素含有芳香族性環式化合物及び3級アミンのうち少なくとも一方をさらに含有する、請求項9~11の何れか一項に記載のキャパシタ。 The capacitor according to any one of claims 9 to 11, wherein said solid electrolyte layer further contains at least one of a nitrogen-containing aromatic cyclic compound and a tertiary amine. 前記固体電解質層が、前記窒素含有芳香族性環式化合物であるイミダゾールを含有する、請求項12に記載のキャパシタ。 13. The capacitor according to claim 12, wherein said solid electrolyte layer contains imidazole as said nitrogen-containing aromatic cyclic compound. 前記固体電解質層が、前記3級アミンであるトリエチルアミンを含有する、請求項12に記載のキャパシタ。 13. The capacitor according to claim 12, wherein said solid electrolyte layer contains triethylamine which is said tertiary 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9~14のいずれか一項に記載のキャパシタ。 The capacitor according to any one of claims 9 to 14, 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9~15のいずれか一項に記載のキャパシタ。 A capacitor according to any one of claims 9 to 15, wherein said 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、
前記誘電体層に対向する位置に陰極を配置する工程と、前記誘電体層の表面に請求項1~8のいずれか一項に記載の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する、キャパシタの製造方法。
a step of forming a dielectric layer by oxidizing the surface of an anode made of a porous material of valve metal;
a step of arranging a cathode at a position facing the dielectric layer; applying the conductive polymer dispersion according to any one of claims 1 to 8 to the surface of the dielectric layer; and forming an electrolyte layer.
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