JPH0582726B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は、特定の電導性高分子化合物を固体電
解質として用いた性能の良好な固体電解コンデン
サに関する。 〔従来の技術および発明が解決しようとする問題
点〕 従来の電解コンデンサ、例えばアルミニウム電
解コンデンサは、エツチング処理した比表面積の
大きい多孔質アルミニウム箔の上に誘電体である
酸化アルミニウム層を設け、陰極箔との間の電解
紙に液状の電解液を含浸させた構造からなつてい
るが、この電解液が液状であることは液漏れ等の
問題を惹起し好ましいものではなく、従つて、こ
の電導層を固体電解質で代替する試みがなされて
いる。それらの固体電解コンデンサは、陽極酸化
皮膜を有するアルミニウム、タンタルなどの皮膜
形成金属に固体電解質を付着した構造を有したも
のであり、この種の固体電解コンデンサの固体電
解質には主に硝酸マンガンの熱分解により形成さ
れる二酸化マンガンが用いられている。しかし、
この熱分解の際に要する高熱と発生するNO_xガ
スの酸化作用などによつて、誘電体であるアルミ
ニウム、タンタルなどの金属酸化皮膜の損傷があ
り、そのため耐電圧は低下し、漏れ電流が大きく
なり、誘電特性を劣化させるなど極めて大きな欠
点がある。また、再化成という工程も必要であ
る。 これらの欠点を補うため、高熱を付加せずに固
体電解質層を形成する方法、つまり高電導性の有
機半導体材料を固体電解質とする方法が試みられ
ている。その例としては特開昭52−79255号公報
に記載されている７，７，８，８−テトラシアノ
キノジメタン（TCNQ）錯塩を含む電導性高重
合体組成物を固体電解質として含む固体電解コン
デンサ、特開昭58−17609号公報に記載されてい
るＮ−ｎ−プロピルイソキノリンと７，７，８，
８−テトラシアノキノジメタンからなる錯塩を固
体電解質として含む固体電解コンデンサが知られ
ている。これらTCNQ錯塩化合物は、陽極酸化
皮膜との付着性に劣り、電導度も10^-3〜10^-2Ｓ・
cm^-1と不十分であるため、コンデンサの容量値は
小さく誘電損失も大きい。また熱的経時的な安定
性も劣り信頼性が低い。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明の目的は、上述した従来の欠点を解決
し、電導度が高く、誘電体皮膜との付着性のよい
有機半導体を固体電解質に用いた固体電解コンデ
ンサを提供することにある。 この目的は、固体電解質として特定の電導性高
分子化合物を用いることにより達成されることを
見出した。 すなわち、本発明は、下式

【化】 （式中、Ｚはキノン類、Ｒは水素または炭素数
６以下のアルキル基である。炭素数は高電導度を
得るために６以下に限定する。） で表わされる繰り返し単位を有する電導性高分子
化合物を固体電解質とすることを特長とする固体
電解コンデンサに関する。 本発明の固体電解コンデンサに用いられる電解
質は、前記の式(1)で表わされる繰り返し単位を有
する電導性高分子化合物である。式(1)で表わされ
る繰り返し単位を有する電導性高分子化合物の代
表例としては、 ポリジフエニルアミンのクロラニル塩 （式(1)においてＲはＨ、Ｚは

【式】）、 ポリジフエニルアミンのキノン塩 （式(1)においてＲはＨ、Ｚは

【式】）、 ポリジフエニルアミンのナフトキノン塩 （式(1)においてＲはＨ、Ｚは

【式】）、 ポリジフエニルアミンのジシアノジクロロキノン
塩 （式(1)においてＲはＨ、Ｚは

〔発明の効果〕

本発明により得られる固体電解コンデンサは、
従来の無機酸化半導体や有機半導体を用いた固体
電解コンデンサに比して、容量、誘電損失、経時
安定性において著しく優れた性能を有している。 また、本発明の固体電解コンデンサは、従来公
知の固体電解コンデンサに比較して下記の利点を
有している。 高温加熱することなしに電解質層を形成でき
るので陽極の酸化皮膜の損傷がなく、補修のた
めの陽極酸化（再化成）を行なう必要がない。
そのため、定格電圧を従来の数倍にでき、同容
量、同定格電圧のコンデンサを得るのに、形状
を小型化できる。 漏れ電流が小さい。 高耐圧のコンデンサを作製できる。 電解質の電導度が10^-2〜10²Ｓ・cm^-1と十分
に高いため、グラフアイトなどの導電層を設け
る必要がない。そのため工程が簡略化され、コ
スト的にも有利となる。 〔実施例〕 以下、実施例および比較例をあげて、本発明を
さらに詳細に説明する。 実施例 １ 厚さ100μmのアルミニウム箔（純度 99.99％）
を陽極とし、直流、交流を交互使用して、箔の表
面を電気化学的にエツチングして平均細孔径が
2μmで、比表面積が12m²／ｇの多孔質アルミニウ
ム箔とした。次いで、このエツチング処理したア
ルミニウム箔をホウ酸アンモニウムの液中に浸漬
し、液中で電気化学的にアルミニウム箔の上に誘
電体の薄層を形成した。 一方、反応容器にジフエニルアミン塩酸塩を重
合して得たポリジフエニルアミンの塩酸塩0.1モ
ルを水20mlに溶解した溶液を仕込み、これにヨウ
化リチウムとクロラニルとの反応物であるリチウ
ムクロラニル0.1モルの水溶液を混合して60℃で
３時間反応させた。反応終了後、０℃で放置して
結晶を単離した。結晶を水で充分洗浄した後、減
圧乾燥した。得られたポリジフエニルアミンのク
ロラニル塩の電導度は0.9S・cm^-1であつた。 このポリジフエニルアミンのクロラニル塩２ｇ
をアセトン100mlに溶解して前記誘電体層に塗布
した、減圧脱気を繰り返し、充分細孔まで溶液を
満たした後、アセトンをドライアツプした。陰極
にアルミニウム箔を使用し、樹脂封口して、ポリ
ジフエニルアミンのクラニル塩を固体電解質層と
した固体電解コンデンサを作成した。 実施例 ２ 実施例１において、ポリジフエニルアミンのク
ロラニル塩の代わりにリチウムキノンとポリジフ
エニルアミン塩酸塩から製造したポリジフエニル
アミンのキノン塩を使用した以外は、実施例１と
同様にして固体電解コンデンサを作成した。な
お、使用したポリジフエニルアミンのキノン塩の
電導度は0.08S・cm^-1であつた。 比較例 １ 実施例１と同じ誘電体層を有するアルミニウム
箔を使用し、従来の二酸化マンガンを固体電解質
とし、陰極をアルミニウム箔とした固体電解コン
デンサを作成した。 実施例 ３ タンタル粉末の焼結体をリン酸水溶液中で陽極
酸化して、焼結体の上に誘電体皮膜を形成させた
後、タンタル素子をポリジフエニルアミンのクロ
ラニル塩のアセトン溶液に浸漬し、乾燥させた。
この浸漬、乾燥の操作を繰り返した。このように
して固体電解質層を形成し、次いで、銀ケースで
囲つて陰極とし、陽極とのつなぎ部を樹脂封口し
て、固体電解コンデンサを作成した。 比較例 ２ 従来の二酸化マンガン固体電解質からなるタン
タル粉末焼結体を使用した固体電解コンデンサを
作成した。 以上の実施例および比較例の固体電解コンデン
サの特性を比較したものを表に示した。

【表】 表から明らかなように、本発明による電導性高
分子化合物を電解質とする固体電解コンデンサ
は、従来の二酸化マンガンを電解質とする固体電
解コンデンサに比して、誘電損失、漏れ電流が小
さく、定格電圧が高く、高耐電圧の固体電解コン
デンサを作成することができる。また、本発明に
よる固体電解コンデンサの容量×定格電圧の値
は、二酸化マンガンを用いた固体電解コンデンサ
に比して、大きく、同じ形状ならば大容量を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による固体電解コンデンサの
一具体例を示す断面図である。 １……陽極リード線、２……陽極、３……酸化
皮膜、４……陰極、５……陰極リード線、６……
電導性高分子化合物、７……樹脂、８……細孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 下式 【化】 （式中、Ｚはキノン類、Ｒは水素または炭素数
   ６以下のアルキル基である。） で表わされる繰り返し単位を有する電導性高分子
   化合物を固体電解質とすることを特長とする固体
   電解コンデンサ。