KR102290589B1 - Method for manufacturing aluminum polymer capacitor using hybrid solvent - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전도성 고분자를 중합하여 고체 전해질층을 형성하는 알루미늄 고분자 커패시터의 제조 방법으로서, 다종의 알콜 용매를 사용하여 다수의 산화제 및 단량체 용액을 동일한 농도로 조성하고, 상기 산화제 및 단량체 용액 중에서 알콜 용매의 점성이 낮은 것부터 높은 것의 순서로 단계적으로 중합하여, 고체 전해질층을 형성함으로써, 커패시터의 미세 다공성 전극 내부까지 균일하고 치밀한 고분자 고체 전해질층을 형성하여, 커패시터의 내전압 특성을 포함하는 제반 특성을 향상시킬 수 있다.The present invention is a method for manufacturing an aluminum polymer capacitor in which a solid electrolyte layer is formed by polymerizing a conductive polymer, in which a plurality of oxidizing agents and monomer solutions are prepared at the same concentration using various alcohol solvents, and an alcohol solvent is added in the oxidizing agent and monomer solution. By polymerizing in stages from low to high viscosity to form a solid electrolyte layer, a uniform and dense polymer solid electrolyte layer is formed up to the inside of the microporous electrode of the capacitor, improving overall characteristics including withstand voltage characteristics of the capacitor can do it
Description
본 발명은 알루미늄 고분자 커패시터의 제조 방법에 관한 것으로서, 특히 하이브리드 용매를 사용하여 단계적으로 전도성 고분자를 중합하여, 커패시터의 내전압 특성 등을 향상시킬 수 있는 알루미늄 고분자 커패시터의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing an aluminum polymer capacitor, and more particularly, to a method for manufacturing an aluminum polymer capacitor capable of improving the withstand voltage characteristics of a capacitor by polymerizing a conductive polymer in stages using a hybrid solvent.
이하에 기술되는 내용은 단순히 본 발명과 관련되는 배경 정보만을 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것이 아니다.The content described below merely provides background information related to the present invention and does not constitute the prior art.
알루미늄 고분자 커패시터는 우수한 특성과 높은 신뢰성으로 인해 전해 커패시터로서 많이 사용되어 왔으며, 최근에는 디지털 융복합 전자기기의 발달로 다양한 특성의 알루미늄 고분자 커패시터가 요구되고 있다.Aluminum polymer capacitors have been widely used as electrolytic capacitors due to their excellent characteristics and high reliability.
알루미늄 고분자 커패시터의 제조에서는, 일반적으로 산화제겸 도펀트로서 Fe-ToS(Fe-p-Toluenesulfonate)를, 단량체로서 EDODT(ethylenedioxythiophene)를 사용하여 전도성 고분자 PEDOT(polyethylenedioxythiophene)의 중합 공정이 실행된다. 이때 산화제와 단량체를 에탄올 혹은 부탄올 등과 같은 단일 용매에 농도별로 용해해서 커패시터 소자에 주입하여 중합하고 있다.In the manufacture of aluminum polymer capacitors, a polymerization process of a conductive polymer PEDOT (polyethylenedioxythiophene) is generally performed using Fe-p-Toluenesulfonate (Fe-ToS) as an oxidizing agent and dopant and ethylenedioxythiophene (EDODT) as a monomer. At this time, an oxidizing agent and a monomer are dissolved in a single solvent such as ethanol or butanol for different concentrations, and then injected into a capacitor element for polymerization.
그러나 에탄올 혹은 부탄올 등의 단일 용매를 사용하여, 산화제 및 단량체 용액의 농도를 저농도에서 고농도로 변경하면서 PEDOT를 반복적으로 커패시터에 적용할 경우, 커패시터의 미세 다공성 전극 내부까지 균일하고 치밀한 PEDOT 고분자 고체 전해질층을 형성하는 것이 매우 어렵다.However, when PEDOT is repeatedly applied to a capacitor while changing the concentration of the oxidizing agent and monomer solution from a low concentration to a high concentration using a single solvent such as ethanol or butanol, a uniform and dense PEDOT polymer solid electrolyte layer up to the inside of the microporous electrode of the capacitor It is very difficult to form
이 경우 커패시터의 기본 특성인 정전용량, 유전손실, 등가직렬저항(ESR), 누설전류는 물론 16~25V의 중전압 제품의 필수 성능인 내전압 특성에서 불량이 발생할 우려가 높아진다. 또한, 메탄올과 에탄올 등과 같은 저점도 용매를 사용하는 경우에는, 전극 내부로의 침투성은 향상되나 고분자층의 두께 증가가 어려워져서, 특히 내전압 특성을 달성하기 어렵게 된다.In this case, there is a high risk of defects occurring in capacitance, dielectric loss, equivalent series resistance (ESR), leakage current, which are basic characteristics of capacitors, as well as withstand voltage characteristics, which are essential performance of medium voltage products of 16 to 25 V. In addition, when a low-viscosity solvent such as methanol and ethanol is used, penetration into the electrode is improved, but it is difficult to increase the thickness of the polymer layer, and in particular, it is difficult to achieve withstand voltage characteristics.
뿐만 아니라, 사용하는 산화제 및 단량체 용액의 농도가 5~10가지 정도에 이르기 때문에, 공정이 복잡해져서 작업 시에 혼입 불량이 빈번하게 발생하는 문제가 있다. 특히, 산화제와 단량체 용액을 농도별로 세분해서 저농도에서 고농도 순으로 적용해야 하나, 그 반대로 적용하는 경우에는 미세 다공성 커패시터 전극의 기공(pore) 속에 산화제 및 단량체가 균일하게 채워지지 못하고 입구가 막히게 되어, 정전용량 달성율이 급격히 감소하고 유전손실과 등가직렬저항이 증가하게 된다. 또한, 고분자 전해질층이 불균일하게 형성되어 커패시터의 제반 특성에 불량이 발생하게 되어, 정격전압 16~25V 대역인 중전압 범위의 커패시터에 필수적인 적정 내전압의 확보가 어렵게 된다.In addition, since the concentration of the oxidizing agent and the monomer solution to be used reaches about 5 to 10, the process becomes complicated, and there is a problem in that poor mixing occurs frequently during operation. In particular, the oxidizing agent and monomer solution should be subdivided by concentration and applied in the order of low concentration to high concentration, but in the opposite case, the oxidizing agent and monomer are not uniformly filled in the pores of the microporous capacitor electrode, and the inlet is clogged. Capacitance attainment rate decreases rapidly, and dielectric loss and equivalent series resistance increase. In addition, since the polymer electrolyte layer is formed non-uniformly, defects occur in various characteristics of the capacitor, making it difficult to secure an appropriate withstand voltage necessary for a capacitor in the medium voltage range, which is a rated voltage of 16 to 25V.
따라서 상기한 종래의 알루미늄 고분자 커패시터의 제조 방법에서 전도성 고분자 중합 공정에서의 문제점을 해결하여, 양호 내전압 특성뿐만 아니라 전반적인 커패시터의 특성을 향상할 수 있는 새로운 알루미늄 고분자 커패시터의 제조 방법을 개발할 필요가 있다.Therefore, there is a need to develop a new method for manufacturing an aluminum polymer capacitor capable of improving the overall capacitor characteristics as well as good withstand voltage characteristics by solving the problems in the conductive polymer polymerization process in the conventional method for manufacturing an aluminum polymer capacitor.
본 발명은 종래의 알루미늄 고분자 커패시터의 제조에 있어서 전도성 고분자의 중합 공정의 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 커패시터의 미세 다공성 전극 내부까지 균일하고 치밀한 고분자 고체 전해질층을 형성하여, 커패시터의 내전압 특성 등을 향상할 수 있는 알루미늄 고분자 커패시터의 제조 방법을 제공하고자 하는 것이다.The present invention is to improve the problems of the polymerization process of a conductive polymer in the production of a conventional aluminum polymer capacitor. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing an aluminum polymer capacitor capable of improving withstand voltage characteristics and the like.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제조 방법은, 전도성 고분자를 중합하여 고체 전해질층을 형성하는 알루미늄 고분자 커패시터의 제조 방법으로서, 다종의 알콜 용매를 사용하여 다수의 산화제 및 단량체 용액을 동일한 농도로 조성하고, 상기 산화제 및 단량체 용액 중에서, 알콜 용매의 점성이 낮은 것부터 높은 것의 순서로 단계적으로 중합하여, 고체 전해질층을 형성한다.The manufacturing method of the present invention for solving the above technical problem is a manufacturing method of an aluminum polymer capacitor in which a solid electrolyte layer is formed by polymerizing a conductive polymer. of the oxidizing agent and monomer solution, and polymerized stepwise in the order of the viscosity of the alcohol solvent from low to high to form a solid electrolyte layer.
상기 알콜 용매는 메탄올, 에탄올 및 부탄올을 포함할 수 있고, 상기 메탄올 용매로 조성한 상기 산화제 및 단량체 용액을 중합하여 1차 전도성 고분자 고체 전해질층을 형성하고, 상기 에탄올 용매로 조성한 상기 산화제 및 단량체 용액을 중합하여 2차 전도성 고분자 고체 전해질층을 형성하고, 상기 부탄올 용매로 조성한 상기 산화제 및 단량체 용액을 중합하여 3차 전도성 고분자 고체 전해질층을 형성할 수 있다.The alcohol solvent may include methanol, ethanol and butanol, polymerizing the oxidizing agent and monomer solution prepared with the methanol solvent to form a primary conductive polymer solid electrolyte layer, and the oxidizing agent and monomer solution prepared with the ethanol solvent A secondary conductive polymer solid electrolyte layer may be formed by polymerization, and a tertiary conductive polymer solid electrolyte layer may be formed by polymerizing the oxidizing agent and monomer solution prepared with the butanol solvent.
이때, 상기 1차 및 2차 전도성 고분자 고체 전해질층의 중합은 100℃에서 30~120분 동안 진행하는 것이 바람직하고, 상기 3차 전도성 고분자 고체 전해질층의 중합은 150℃에서 30~120분간 진행하는 것이 바람직하다.In this case, the polymerization of the first and second conductive polymer solid electrolyte layers is preferably performed at 100° C. for 30 to 120 minutes, and the polymerization of the tertiary conductive polymer solid electrolyte layer is performed at 150° C. for 30 to 120 minutes. it is preferable
또한, 상기 알콜 용매는 에탄올 및 부탄올을 포함할 수 있으며, 상기 에탄올 용매로 조성한 상기 산화제 및 단량체 용액을 중합하여 1차 전도성 고분자 고체 전해질층을 형성하고, 상기 부탄올 용매로 조성한 상기 산화제 및 단량체 용액을 중합하여 2차 전도성 고분자 고체 전해질층을 형성할 수도 있다.In addition, the alcohol solvent may include ethanol and butanol, a first conductive polymer solid electrolyte layer is formed by polymerizing the oxidizing agent and monomer solution composed of the ethanol solvent, and the oxidizing agent and monomer solution composed of the butanol solvent A secondary conductive polymer solid electrolyte layer may be formed by polymerization.
상기 산화제는 Fe-ToS(Fe-MethylBenzeneSulfonate), Fe-BS(Fe-BenzeneSulfonate), Fe-EBS(Fe-EthylBenzeneSulfonate) 중 어느 하나이고, 상기 단량체는 EDOT이며, 상기 전도성 고분자는 PEDOT로 할 수 있다.The oxidizing agent may be any one of Fe-ToS (Fe-MethylBenzeneSulfonate), Fe-BS (Fe-BenzeneSulfonate), and Fe-EBS (Fe-EthylBenzeneSulfonate), the monomer may be EDOT, and the conductive polymer may be PEDOT.
상기 알콜 용매는 저점도 용매와 고점도 용매를 혼합한 하이브리드 용매를 포함할 수 있으며, 상기 하이브리드 용매는 메탄올과 부탄올을 혼합하거나, 또는 에탄올과 부탄올을 혼합한 하이브리드 용매일 수 있다.The alcohol solvent may include a hybrid solvent in which a low-viscosity solvent and a high-viscosity solvent are mixed, and the hybrid solvent may be a hybrid solvent in which methanol and butanol are mixed, or ethanol and butanol are mixed.
상기 알콜 용매로서 하이브리드 용매를 사용하는 경우, 상기 산화제 및 단량체 용액 중에서, 저점도 용매 비율이 고점도 용매 비율보다 높은 하이브리드 용매에서부터, 고점도 용매 비율이 저점도 용매 비율보다 높은 하이브리드 용매의 순서로, 단계적으로 중합하여, 고체 전해질층을 형성하는 것이 바람직하다.When using a hybrid solvent as the alcohol solvent, in the oxidizing agent and monomer solution, in the order of the hybrid solvent having a higher viscosity solvent ratio than the high viscosity solvent to the hybrid solvent having a higher viscosity solvent ratio than the low viscosity solvent, step by step It is preferable to polymerize to form a solid electrolyte layer.
본 발명의 알루미늄 고분자 커패시터 제조 방법에 의하면, 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.According to the aluminum polymer capacitor manufacturing method of the present invention, the following effects can be expected.
첫째, 본 발명에서는 고분자 중합 공정에서 용매의 점도 및 끓는점의 차이에 근거하여 산화제와 단량체를 중합하므로, 균일하고 치밀한 고체 전해질층을 형성할 수 있다.First, in the present invention, since the oxidizing agent and the monomer are polymerized based on the difference in the viscosity and boiling point of the solvent in the polymer polymerization process, a uniform and dense solid electrolyte layer can be formed.
둘째, 고분자 중합을 위해, 산화제 및 단량체의 농도에 의존하지 않고 용매의 종류에 따라 적용함으로써, 공정 변수가 단순화되어 공정 관리가 용이하고, 오작업으로 인한 불량을 감소시킬 수 있다.Second, for polymer polymerization, by applying according to the type of solvent without depending on the concentration of the oxidizing agent and the monomer, process parameters are simplified to facilitate process management, and defects due to malfunction can be reduced.
셋째, 전체적으로 균일하고 치밀한 고체 전해질층을 형성할 수 있으므로, 정전용량의 달성율이 증가하고, 손실 및 저항 특성과 내전압 특성이 개선되고, 이에 따라 누설전류 특성이 현저히 개선될 수 있다.Third, since a uniform and dense solid electrolyte layer can be formed as a whole, the achievement rate of capacitance is increased, loss and resistance characteristics and withstand voltage characteristics are improved, and accordingly, leakage current characteristics can be remarkably improved.
넷째, 고분자 중합을 위해 하이브리드 용매를 적용할 경우, 중합 공정의 횟수를 감소시킬 수 있어서 생산성이 더욱 향상될 수 있다.Fourth, when a hybrid solvent is applied for polymer polymerization, the number of polymerization processes can be reduced, so that productivity can be further improved.
도 1은 알루미늄 고분자 커패시터의 구조를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 알루미늄 고분자 커패시터의 제조 방법에서, 단계적인 중합 공정을 나타낸다.1 shows the structure of an aluminum polymer capacitor.
2 shows a step-by-step polymerization process in the method for manufacturing an aluminum polymer capacitor according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
알루미늄 고분자 커패시터는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 양극 전극(10), 음극 전극(20), 절연지(30), 전도성 고분자(40)를 포함하여 구성된다. 또한, 양극 전극(10)에는 유전체 산화피막이 형성되어 있고, 양극 전극(10)과 음극 전극(20)에는 외부 인출용 리드(Lead) 단자(50)가 부착되어 있다. 양극 전극(10) 및 음극 전극(20)과 그 사이에 삽입된 절연지(30)는 권취 테이프(60)에 의해 한꺼번에 감아서 권취 소자를 형성된다.As shown in FIG. 1 , the aluminum polymer capacitor includes an
본 발명의 실시예에 따른 알루미늄 고분자 커패시터의 제조 방법은, 에칭(etching), 화성(forming), 재단(slitting), 권취(winding), 용접(welding), 탄화(carbonization), 재화성(re-forming), 중합(polymerization), 조립(assembling), 에이징(aging) 등의 일반적인 알루미늄 고분자 커패시터 공정을 포함하여 실행된다. 필요에 따라 이러한 공정 중 일부가 생략될 수도 있고, 특별한 다른 공정이 추가될 수도 있다.A method of manufacturing an aluminum polymer capacitor according to an embodiment of the present invention includes etching, forming, slitting, winding, welding, carbonization, and re- It is carried out including the general aluminum polymer capacitor process such as forming, polymerization, assembling, and aging. Some of these processes may be omitted, and other special processes may be added as necessary.
본 발명은 상기한 공정 중에서 중합 공정에 특징이 있으므로, 이를 중심으로 설명한다. 중합 공정은 고체 전해질층을 형성하기 위해 권취 소자에 전도성 고분자를 중합시키는 공정이다.Since the present invention is characterized in the polymerization process among the above processes, it will be mainly described. The polymerization process is a process of polymerizing a conductive polymer on a winding element to form a solid electrolyte layer.
본 발명의 중합 공정에서는, 전도성 고분자를 중합하기 위한 산화제 및 단량체 용액을 농도별로 구분하여 적용하지 않고, 에탄올 또는 부탄올 등의 용매의 점도 및 끓는점의 차이에 근거하여 적용한다.In the polymerization process of the present invention, the oxidizing agent and the monomer solution for polymerizing the conductive polymer are not applied separately by concentration, but are applied based on the difference in viscosity and boiling point of a solvent such as ethanol or butanol.
본 발명의 실시예에 따른 중합 공정에서는, 먼저 여러 종류의 알콜 용매를 사용하여 다수의 산화제 및 단량체 용액을 동일한 농도로 조성한다. 이와 같이 조성된 산화제 및 단량체 용액 중에서, 알콜 용매의 점성이 낮은 것부터 높은 것의 순서로 단계적으로 중합하여, 고체 전해질층을 형성한다.In the polymerization process according to an embodiment of the present invention, first, a plurality of oxidizing agents and monomer solutions are prepared at the same concentration using various types of alcohol solvents. In the oxidizing agent and monomer solution thus formulated, polymerization is carried out stepwise in the order of the viscosity of the alcohol solvent from low to high to form a solid electrolyte layer.
구체적으로는, 도 2에 나타낸 바와 같이 3단계의 순차적인 중합을 실시할 수 있다.Specifically, as shown in FIG. 2 , sequential polymerization in three stages can be carried out.
먼저, 산화제 Fe-ToS(Fe-p-Toluenesulfonate)의 농도는 20~60% 범위에서 하나의 농도로 고정하고, 단량체 EDOT의 농도는 20~90% 범위에서 하나의 농도로 고정한 후, 1차 용매로는 메탄올, 2차 용매로는 에탄올, 3차 용매로는 부탄올을 사용하여 용액을 조성한다. 산화제는 Fe-ToS 이외에, Fe-BS(Fe-BenzeneSulfonate)나 Fe-EBS(Fe-EthylBenzeneSulfonate)를 사용할 수도 있다.First, the concentration of the oxidizing agent Fe-ToS (Fe-p-Toluenesulfonate) is fixed to one concentration in the range of 20 to 60%, and the concentration of the monomer EDOT is fixed to one concentration in the range of 20 to 90%, and then the primary solvent A solution is prepared using methanol as a furnace, ethanol as a secondary solvent, and butanol as a tertiary solvent. In addition to Fe-ToS, the oxidizing agent may be Fe-BS (Fe-Benzene Sulfonate) or Fe-EBS (Fe-EthylBenzene Sulfonate).
이어서, 1차 메탄올 용매로 조성한 산화제 및 단량체 용액을 사용하여, 1차 PEDOT 고체 전해질층을 형성하고(단계 100), 2차 에탄올 용매로 조성한 산화제 및 단량체 용액을 사용하여, 2차 PEDOT 고체 전해질층을 형성하고(단계 200), 3차 부탄올 용매로 조성한 산화제 및 단량체 용액을 사용하여, 3차 PEDOT 고체 전해질층을 형성한다(단계 300). 이와 같이, 단계적으로 PEDOT를 중합하여 전체 고체 전해질층을 형성한다.Then, using the oxidizing agent and monomer solution composed of the primary methanol solvent, a primary PEDOT solid electrolyte layer is formed (step 100), and using the oxidizing agent and monomer solution composed of the secondary ethanol solvent, the secondary PEDOT solid electrolyte layer (Step 200), and using the oxidizing agent and monomer solution prepared in the tertiary butanol solvent, a tertiary PEDOT solid electrolyte layer is formed (Step 300). In this way, PEDOT is polymerized stepwise to form an entire solid electrolyte layer.
1차 및 2차 PEDOT의 중합은 메탄올 및 에탄올 용매의 특성을 고려하여 100℃ 전후의 온도에서 30~120분 동안 진행하고, 3차 PEDOT의 중합은 부탄올 용매의 특성을 고려하여 150℃ 전후의 온도에서 30~120분간 진행하여 중합 반응을 완료한다.The polymerization of the primary and secondary PEDOT proceeds for 30 to 120 minutes at a temperature of around 100°C in consideration of the characteristics of methanol and ethanol solvent, and the polymerization of the tertiary PEDOT is performed at a temperature of around 150°C in consideration of the characteristics of the butanol solvent to complete the polymerization reaction by proceeding for 30 to 120 minutes.
상기한 실시예에서는, 1차, 2차 및 3차의 PEDOT 중합을 실시하고 있으나, 1차 중합은 생략하고 2차와 3차만으로 전체 고체 전해질층을 형성할 수도 있다.In the above embodiment, the primary, secondary and tertiary PEDOT polymerization is performed, but the primary polymerization may be omitted and the entire solid electrolyte layer may be formed only by secondary and tertiary polymerization.
또한, 상기 알콜 용매는 저점도 용매와 고점도 용매를 혼합한 하이브리드 용매를 사용할 수도 있다. 이러한 하이브리드 용매는 메탄올과 부탄올을 혼합하거나, 또는 에탄올과 부탄올을 혼합하여 구성할 수 있다.In addition, as the alcohol solvent, a hybrid solvent in which a low-viscosity solvent and a high-viscosity solvent are mixed may be used. Such a hybrid solvent may be constituted by mixing methanol and butanol, or by mixing ethanol and butanol.
하이브리드 용매를 사용하여 중합 공정을 실시하는 경우에도, 다수의 산화제 및 단량체 용액을 동일한 농도로 조성하고, 조성된 산화제 및 단량체 용액 중에서, 저점도 용매의 혼합 비율이 높은 것부터 낮은 것의 순서로 중합하여, 단계적으로 고체 전해질층을 형성한다. 이와 같이, 하이브리드 용매를 사용할 경우, PEDOT의 중합 공정의 횟수를 줄이더라도 양호한 특성의 고분자 고체 전해질층을 형성할 수 있다.Even when the polymerization process is carried out using a hybrid solvent, a plurality of oxidizing agents and monomer solutions are prepared at the same concentration, and among the formulated oxidizing agent and monomer solutions, the mixing ratio of the low-viscosity solvent is polymerized in the order from high to low, A solid electrolyte layer is formed step by step. As such, when a hybrid solvent is used, a polymer solid electrolyte layer having good properties can be formed even if the number of polymerization steps of PEDOT is reduced.
이하에서는, 본 발명의 다양한 실시예에 따라 제조된 커패시터와 종래예의 커패시터의 특성을 비교하여 설명한다. 커패시터는 정격전압 25V, 정전용량 47㎌로 제조하였으며, 조건 별로 동일제품 50개씩을 제작하여 평가하였다.Hereinafter, characteristics of capacitors manufactured according to various embodiments of the present invention and capacitors of the prior art will be compared and described. Capacitors were manufactured with a rated voltage of 25V and a capacitance of 47㎌, and 50 identical products were manufactured and evaluated for each condition.
1) 종래예1) Conventional example
- 1차 PEDOT 중합: 20% 에탄올 산화제, 30% 에탄올 단량체- 1st PEDOT polymerization: 20% ethanol oxidizer, 30% ethanol monomer
- 2차 PEDOT 중합: 40% 에탄올 산화제, 50% 에탄올 단량체- Secondary PEDOT polymerization: 40% ethanol oxidizer, 50% ethanol monomer
- 3차 PEDOT 중합: 60% 에탄올 산화제, 60% 에탄올 단량체- Tertiary PEDOT polymerization: 60% ethanol oxidizer, 60% ethanol monomer
2) 실시예 12) Example 1
- 1차 PEDOT 중합: 40% 메탄올 산화제, 40% 메탄올 단량체- 1st PEDOT polymerization: 40% methanol oxidizer, 40% methanol monomer
- 2차 PEDOT 중합: 40% 부탄올 산화제, 40% 부탄올 단량체- Secondary PEDOT polymerization: 40% butanol oxidizer, 40% butanol monomer
3) 실시예 23) Example 2
- 1차 PEDOT 중합: 40% 에탄올 산화제, 40% 에탄올 단량체- 1st PEDOT polymerization: 40% ethanol oxidizer, 40% ethanol monomer
- 2차 PEDOT 중합: 40% 부탄올 산화제, 40% 부탄올 단량체- Secondary PEDOT polymerization: 40% butanol oxidizer, 40% butanol monomer
4) 실시예 34) Example 3
- 1차 PEDOT 중합: 에탄올과 부탄올 혼합 용매(부피비 8:2), 40% 산화제, 40% 단량체 - Primary PEDOT polymerization: ethanol and butanol mixed solvent (volume ratio 8:2), 40% oxidizer, 40% monomer
- 2차 PEDOT 중합: 에탄올과 부탄올 혼합 용매(부피비 5:5), 40% 산화제, 40% 단량체- Secondary PEDOT polymerization: mixed solvent of ethanol and butanol (volume ratio 5:5), 40% oxidizing agent, 40% monomer
상기한 표의 결과로부터, 본 발명의 실시예와 같이, 단일 용매를 사용하지 않고 점성이 다른 다양한 용매를 순차적으로 적용하거나 혹은 이들을 혼성한 하이브리드 용매를 사용하여 전도성 고분자를 중합함으로써, 종래에 비해 커패시터의 특성을 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.From the results of the above table, as in the example of the present invention, by sequentially applying various solvents having different viscosities without using a single solvent or by polymerizing the conductive polymer using a hybrid solvent mixed with them, the capacity of capacitors compared to the prior art is improved. It can be seen that the properties can be improved.
본 발명에서는 용매의 끓는점을 이용하여 산화제와 단량체를 중합하기 때문에, 용매의 끓는점 차이에 따라 중합이 자연적으로 조절되어, 전체적으로 균일하고 치밀한 PEDOT 고체 전해질층을 형성하게 됨으로써, 기존 방법에 비해 정전용량의 달성율이 증가하고, 손실 및 저항 특성과 내전압 특성이 개선되며, 이에 따라 누설전류 특성이 현저히 개선될 수 있다.In the present invention, since the oxidizing agent and the monomer are polymerized using the boiling point of the solvent, the polymerization is naturally controlled according to the difference in the boiling point of the solvent, thereby forming a uniform and dense PEDOT solid electrolyte layer as a whole. The achievement rate is increased, and the loss and resistance characteristics and the withstand voltage characteristics are improved, and accordingly, the leakage current characteristics can be remarkably improved.
이상 설명한 본 발명의 커패시터 제조 방법은, 정격전압 16~25V 범위의 중전압 알루미늄 고분자 커패시터 분야에 최적으로 적용될 수 있으며, 또한 다른 커패시터나 전자 부품의 제조에 적절히 응용될 수 있을 것이다.The capacitor manufacturing method of the present invention described above can be optimally applied to the field of medium voltage aluminum polymer capacitors with a rated voltage of 16 to 25V, and can also be suitably applied to the manufacture of other capacitors or electronic components.
본 발명은 상기한 바람직한 실시예와 첨부한 도면을 참조하여 설명되었지만, 본 발명의 사상 및 범위 내에서 상이한 실시예를 구성할 수도 있다. 따라서 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위에 의해 정해지며, 본 명세서에 기재된 특정 실시예에 의해 한정되지 않는 것으로 해석되어야 한다.Although the present invention has been described with reference to the above preferred embodiments and the accompanying drawings, other embodiments may be constructed within the spirit and scope of the present invention. Accordingly, the scope of the present invention is defined by the appended claims, and should not be construed as limited by the specific embodiments described herein.
10 양극 전극
20 음극 전극
30 절연지
40 전도성 고분자
50 리드 단자
60 권취 테이프10 positive electrode
20 cathode electrode
30 Insulation Paper
40 conductive polymer
50 lead terminals
60 winding tape
Claims (8)
상기 알루미늄 고분자 커패시터는 정격전압 16~25V 범위의 중전압 알루미늄 고분자 커패시터이며,
에탄올 및 부탄올을 포함하는 하이브리드 알콜 용매를 사용하여 다수의 산화제 및 단량체 용액을 동일한 농도로 조성하고,
상기 하이브리드 알콜 용매의 에탄올 및 부탄올을 부피비로 8:2 내지 5:5로 구성하며,
상기 산화제 및 단량체 용액 중에서, 에탄올 용매 비율이 부탄올 용매 비율보다 높은 하이브리드 용매에서부터, 에탄올 용매 비율과 부탄올 용매 비율이 부피비로 5:5인 하이브리드 용매의 순서로, 단계적으로 중합하여, 고체 전해질층을 형성하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 고분자 커패시터의 제조 방법.A method for manufacturing an aluminum polymer capacitor comprising polymerizing a conductive polymer to form a solid electrolyte layer,
The aluminum polymer capacitor is a medium voltage aluminum polymer capacitor with a rated voltage ranging from 16 to 25 V,
A plurality of oxidizing agents and monomer solutions are prepared at the same concentration using a hybrid alcohol solvent comprising ethanol and butanol;
It consists of ethanol and butanol of the hybrid alcohol solvent in a volume ratio of 8:2 to 5:5,
In the oxidizing agent and monomer solution, from a hybrid solvent having an ethanol solvent ratio higher than the butanol solvent ratio, to a hybrid solvent having an ethanol solvent ratio and a butanol solvent ratio of 5:5 by volume, polymerization is performed stepwise to form a solid electrolyte layer A method of manufacturing an aluminum polymer capacitor, characterized in that
상기 산화제는 Fe-ToS, Fe-BS, Fe-EBS 중 어느 하나이고, 상기 단량체는 EDOT이며, 상기 전도성 고분자는 PEDOT인 것을 특징으로 하는 알루미늄 고분자 커패시터의 제조 방법.According to claim 1,
The oxidizing agent is any one of Fe-ToS, Fe-BS, and Fe-EBS, the monomer is EDOT, and the conductive polymer is PEDOT.
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