JPS61129807A - 固体電解コンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は有機半導体を電解質として用いた固体電解コン
デンサに関するものである。

従来の技術 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
ムなどの誘電体形成性弁金属に固体電解質を付着した構
造を有している。この種のコンデンサには従来までほと
んど二酸化マンガンが固体電解質として用いられてきた
。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上述の二酸化マンガンを電極上に形成さ
せる際に、一般に硝酸マンガン溶液に浸漬した後、加熱
分解を行うため陽極酸化皮膜が損傷を受けること、加え
て二酸化マンガンによる陽極酸化皮膜の修復性が乏しい
という欠点があった。

問題点を解決するための手段 上述の欠点を改善させる目的で固体電解質として有機半
導体、主としてＴＣＮＱ　（以下７．７．８．８テトラ
シアノキノジメタンという）錯体を用いることが提案さ
れている。ＴＣＮＱはアクセプター材として用いられ、
ドナー材としてキノリン（以下Ｑ７という）、テトラチ
アフルバレン（以下ＴＴＦという）Ｎ−メチルファナジ
ウム（以下ＮＭＰという）、テトラセレナフルバレン（
以下ＴＳＦという）などがあり、特に新しいドナー材に
ついての研究は精力的に行われている。

ドナー材としての特徴はイオン化ポテンシャルが適度に
小さいこと、π電子系の広がりが大きく、そのイオンが
安定化すること、分極率が高いことなどが挙げられる。

これらの諸条件をすべて満たすことは分子設計のうえで
重要な因子であるが、すべてを満たすことには非常に困
難を伴う。またドナー材とのＴＣＮＱ錯体を電解コンデ
ンサへ適応するには、電極との電気的接続の問題があり
、きわめて微細な結晶粒を有するもので、かつ金属酸化
物とのなじみが良好のＴＣＮＱ錯体が望ましい。

また電気電動性も低温から高温まであまり変化せず、高
温になっても分解しにくいＴＣＮＱ錯体が要求される。

本発明者らは種々の実験をくりかえし上記の要求をでき
るだけ満たすＴＣＮＱのドナー材を見出した。

すなわち、本発明は表面に陽極酸化皮膜を有する弁金属
からなる陽極用電極と該電極に対向して構成された陰極
用電極との間に介在された電解質として、下記の構造を
有するイリド類と７．７．８．８テトラシアノキノジメ
タンとの有機半導体化合物からなる固体電解質を用いた
ことを特徴とする固体電解コンデンサである。

Ｒ１−Ｘ−−Ｙ−−ＲＺ□ＪＸ＝ＹＲｚＲ，、Ｒ，：ア
ルキル基　、シクロアルキル基、アリル基 Ｘ：Ｓ、Ｓ＝０　　、Ｐ、Ｎ、　　　八。

Ｙ：Ｎ、Ｃ 作用 イリド類は以下の共鳴構造を有する ここでＲ１，Ｒｔはアルキル基　、シクロアルキル基、
アリル基などであり、ＸとしてＳ、５＝Ｏ１Ｐ、Ｎ、Ａ
ｓであり、ＹとしてＮ、Ｃがある。

これはドナー材として特異な性質であり、ドナー供与源
としては二重結合部分またはローンペア（ｌｏｎｅ　ｐ
ａｉｒ　）である。

この寄与の割合は置換基あるいはイリド結合を形成する
原子の種類により決められる。いずれのドナー源にして
も電子の非局在化はきわめて起こり易い。

またその構造からもわかるように該構造を有するものは
分極率が高く、有効反発エネルギーも小さくなっている
。

衆知のようにＴＣＮＱは準−次元構造で図示され、異方
性をもつ物理特性を示す。

ＴＣＮＱとイリド類との錯体は上記電子供与源の２元性
およびその極限構造のもつ分極率の大きさからして金属
酸化物との接合状態に特有の利点をもたらす。ドナー材
であるイリド類はアセトニトリルなどに溶解すると共鳴
構造（１）が寄与するので、この状態で陽極酸化皮膜を
有する電極を浸漬させ、加熱処理により溶媒をとばすこ
とを数回くりかえすと接合性が極めて良好となる。

たとえば、置換基としてニトロ基を有するイリドではニ
トロ基が陽極酸化皮膜をわずかに浸すが強固に接着され
ることになる。またアルミニウム電解コンデンサのよう
に細かくエツチングされた電極面の凹凸の中にも無理な
く含浸されている。

これは結晶化速度の問題もからんでくるが、結晶微細化
と共に電極界面との反応も含めて総合的な結果として上
述のように良好な含浸性が得られる。

実施例 以下、本発明の具体的実施例について説明する。

（ｎ−アリルサルファミド）　　（Ｔ　ＣＮ　Ｑ）　ｚ
錯体１０ｇを１００　ｃｃアセトニトリルに溶解させる
。

次に表面積倍率を約４０倍にエツチング処理したアルミ
ニウム箔を８０Ｖ化成し陽極用電極とする。

該電極を上記溶液に浸漬し１２０℃、６０秒間加熱乾燥
し、これを６回くりかえす。（試料群Ａ）また従来例（
試料群Ｂ）として（ｎ−プロピルキノリン）　　（Ｔ　
ＣＮ　Ｑ）ｚ錯体１０ｇを同様に１００　ｃｃアセトニ
トリルに溶解し、同様の操作をくりかえした。

また従来例（試料群Ｃ）として硝酸マンガン飽和水溶液
を用い２２０℃、６０秒にして浸漬、加熱処理を６回く
りかえした。

次に上述の各々の試料の陰極としてカーボンを塗布し、
その上に銀ペーストを塗布しリード線を付けて外装して
定格５０Ｖ４７μＦのコンデンサを作成して特性を測定
した。

第１表に初期特性を示す。静電容量およびｔａｎδは常
温、１２０　Ｈｚにおける値、漏れ電流は常温、定格電
圧印加１分後の値を示す。

第１表（初期特性） さらに８５℃の雰囲気中で定格電圧を印加し、２０００
時間までの高温負荷試験した結果を第２表に示す。

第２表（温度負荷試験特性） 上記表から明らかのように本発明の固体電解コンデンサ
（試料群Ａ）はｊａｎδ値が極めて小さく、特性が安定
していることが実証された。

発明の効果 以上のようにイリド類ドナーとＴＣＮＱとの錯体は電極
との結合性も極めて良好であり、すぐれたコンデンサ材
料となり得ることができ、固体電解コンデンサの電気的
特性を著しく改善しかつ安定させ、工業的ならびに実用
的価値大なるものがある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 表面に陽極酸化皮膜を有する弁金属からなる陽極用電極
   と、該電極に対向して構成された陰極用電極との間に介
   在された固体電解質として、下記の構造を有するイリド
   類と７，７，８，８テトラシアノキノジメタンとからな
   る有機半導体化合物を用いたことを特徴とする固体電解
   コンデンサ。 ▲数式、化学式、表等があります▼ Ｒ＿１、Ｒ＿２：アルキル基、シクロアルキル基、アリ
   ル基 Ｘ：Ｓ、Ｓ＝Ｏ、Ｐ、Ｎ、Ａｓ Ｙ：Ｎ、Ｃ