KR20000014116A - 알루미늄 고체 전해콘덴서의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 Al고체전해 콘덴서의 제조방법에 관한 것이며, 그 목적하는 바는 Al음극박, Al양극박 또는/및 분리막에 화학중합 또는 화학중합·코팅에 의해 전도성고분자층을 형성함으로써, 소체 각각의 구성원과 고분자층과의 친화력 및 접착력을 높이고, 화학중합으로 형성된 전도성 고분자층, 코팅된 전도성 고분자층, 함침된 전도성 고분자층 사이의 친화력 및 접착력을 높여 주파수에 따른 전기적 특성 및 안정성이 우수한 Al고체전해 콘덴서를 제조할 수 있는 방법을 제공하고자 하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 Al고체 전해 콘덴서의 제조방법에 있어서, 화학중합에 의해 전도성 고분자를 형성하는 단량체 또는 단량체유도체를 이용하여 Al음극박, Al양극박, 분리막의 하나 또는 그 이상에 화학중합에 의해 전도성 고분자를 중합시키는 단계; 상기 중합후, 세척하고 건조한 다음 상기 Al음극박, Al양극박, 분리막을 권취하는 단계; 및 권취된 Al소체를 전도성 고분자용액에 진공함침하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 Al고체전해 콘덴서의 제조방법에 관한 것을 그 요지로 한다.
Description
본 발명은 화학중합방법을 이용한 Al고체전해 콘덴서의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 함침율을 향상시켜 캐패시턴스(capacitance), 등가직류저항(ESR), 임피던스(impedance) 등이 보다 우수한 Al고체전해 콘덴서를 제조하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 권취형 Al전해 콘덴서는 고용량으로 제조할 수 있어 여러용도로 사용되어 왔으며, 최근에는 고주파특성과 높은 신뢰성이 요구되면서, 액체전해질 보다는 고체전해질(TCNQ)을 사용하는 추세이다. 이는 고체전해질을 사용함으로서, 액체 전해질의 단점인 낮은 전도도와 고온에서의 좋지못한 안정성을 보완할 수 있기 때문이다. 상기 고체전해질로서는 100-101정도의 높은 전도도를 갖고 주파수에 따른 특성값이 우수한 폴리아닐린(polyanilile, PANi), 폴리피롤(polypyrrole, PPy)등과 같은 전도성 고분자를 사용한다.
이러한 전도성 고분자를 용매에 녹인 용액(이하, '전도성 고분자용액'이라 한다)에, 분리막 및 Al음극박, Al양극박 등을 권취시킨 권취물(이하, 'Al소체'라 한다)을 함침시키고 건조시켜 전도성 고분자층을 형성한다. 그러나, 이와 같이 형성되는 전도성 고분자층은 Al소체구성원과의 접착력이 약하여, 분리막, Al음극박, Al양극박 끼리의 접착 및 친밀도에 있어서도 약하게 된다. 이로 인해 공기층이 발생할 가능성이 커지고, 이러한 공기층의 발생은 전도도가 우수한 고체 전해질을 사용하였음에도 불구하고 제조된 Al고체전해 콘덴서의 전기적특성을 저하시킨다.
한편, 본 발명자들은 상기 문제점을 해결하기 위한 방법으로써, 1997년 특허출원 제68608호에서 Al소체를 커플링제 용액을 사용하여 함침시킨 다음 전도성 고분자용액에 함침시켜 접착력을 향상시키고자 하는 방법을 제안한 바가 있다.
또한, 상기 1997년 특허출원 제68608호를 개량한 발명으로 1998년 특허출원 제28909호에서는 Al음극박, Al양극박 및 분리막을 Al소체로 권취하기 전에 전도성 고분자 용액 또는 전도성 고분자용액에 수지를 혼합한 용액을 사용하여 코팅한후 권취하여 Al소체로하고, 함침하는 과정을 거쳐 콘덴서를 형성하는 방법을 제안한 바가 있다. 이러한 방법에 의하면 Al음극박, Al양극박 및 분리막 등과 고체전해질과의 접점부착이 강해지는 효과를 보이나, 보다 우수한 전기적 특성을 얻기 위해서는 접점부착을 보다 양호하게 할 필요가 있다.
이에 본 발명자들은 상기 필요에 부응하기 위해 연구와 실험을 거듭하고 그 결과에 근거하여 본 발명을 제안하게 된 것으로, 본 발명은 Al음극박, Al양극박 또는/및 분리막에 화학중합에 의해 전도성고분자층을 형성함으로써, 소체 각각의 구성원 끼리의 접착력을 높이고, 소체구성원과 전도성 고분자층 및 각 전도성 고분자층 끼리의 친화력과 접착력을 높여 주파수에 따른 전기적 특성 및 안정성이 우수한 Al고체전해 콘덴서를 제조할 수 있는 방법을 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.
도 1은 Al음극박, Al양극박 및 분리막 권취의 일예를 보이는 개략도
도 2는 진공함침공정의 일예를 보이는 공정도
도 3(a)(b)는 본 발명에 따른 콘덴서 제조공정의 일예를 보이는 순서도
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1...Al음극박 2...Al양극박
3...분리막 4...Al음극박 리드
5...Al양극박 리드 6...용매에 전도성 고분자분말을 녹인 전도성 고분자용액
10...진공함침전의 Al소체
20...진공함침후의 Al소체
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 Al고체 전해 콘덴서의 제조방법에 있어서, 화학중합에 의해 전도성 고분자를 형성하는 단량체 또는 단량체유도체를 이용하여 Al음극박, Al양극박, 분리막의 하나 또는 그 이상에 화학중합에 의해 전도성 고분자를 중합시키는 단계; 상기 중합후, 세척하고 건조한 다음 상기 Al음극박, Al양극박, 분리막을 권취하는 단계; 및 권취된 Al소체를 전도성 고분자용액에 진공함침하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 Al고체전해 콘덴서의 제조방법에 관한 것이며,
또한, 본 발명은 Al고체 전해 콘덴서의 제조방법에 있어서, 화학중합에 의해 전도성 고분자를 형성하는 단량체 또는 단량체유도체를 이용하여 Al음극박, Al양극박, 분리막의 하나 또는 그 이상에 화학중합에 의해 전도성 고분자를 중합시키는 단계; 상기 중합후 세척, 건조한 다음, 용매에 전도성 고분자분말을 녹인 전도성 고분자용액 또는 이 용액에 수지를 혼합한 용액을 이용하여, Al음극박, Al양극박, 분리막 모두를 코팅하거나, 그중에서 하나 또는 둘을 선택하여 코팅하는 단계; 상기 코팅후, 건조한 다음 상기 Al음극박, Al양극박, 분리막을 권취하는 단계; 및 권취된 Al소체를 전도성 고분자용액에 진공함침하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 Al고체전해 콘덴서의 제조방법에 관한 것이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 Al고체 전해 콘덴서의 제조방법에 관한 것이며, 전도성 고분자를 직접 화학중합에 의해 Al음극박, Al양극박, 분리막에 형성시켜 고체전해질과의 접점을 좋게하고 함침률을 향상시키고자 하는 것으로, 다음에서는 본 발명을 단계별로 구분하여 자세히 설명한다.
본 발명에서는 화학중합에 의해 전도성 고분자를 형성하는 단량체 또는 단량체유도체를 이용하여, Al음극박, Al양극박, 분리막의 하나 또는 그 이상의 표면에 화학중합에 의해 전도성 고분자를 중합시킨다.
상기 단량체는 전도성 고분자를 이룰수 있는 것이면 모두 사용가능하며, 예를들면, 아세틸렌(acetylene)치환체, 피롤(pyrrole), 티오펜(thiophene), 3-알킬티오펜(3-alkylthiophene), 페닐렌술파이드(phenylene sulfide), 페닐렌비닐렌(phenylene vinylene), 티에닐렌비닐렌(thienylenevinylene), 페닐렌(phenylene), 이소티아니프텐(isothianaphthene), 아줄렌(azulene), 퓨란(furan), 아닐린(aniline) 등을 들 수 있다. 또한, 이들 단량체의 유도체도 사용가능하다.
상기 화학중합은 일반적으로 산화에 의해 중합되며, 이러한 중합을 일으키기 위해 첨가하는 첨가제(이하, "중합제"라 한다)로서는 통상적인 것을 사용할 수 있는데, 예를들면, FeCl3, KClO3, BF4, KIO3, KMnO4, FeCl4, K2Cr2O7등을 들 수 있다.
상기 화학중합은 상기 단량체 또는 단량체유도체와 상기 중합제를 혼합하여 중합을 행할 수 있고, 또한 각각 별도로 적용하여 중합을 행할 수도 있다. 또한, 상기 화학중합은 함침 또는 스프레이방식과 같은 통상적인 방법에 의해 행할 수 있다.
본 발명에서는 상기 중합후, 세척하고 건조한다.
상기 화학중합에 의해 사용된 단량체, 단량체 유도체, 중합제 등의 미반응 물질을 세척액을 사용하여 세척하고, 통상의 방법으로 건조시킨다.
본 발명에서는 상기와 같은 세척, 건조공정을 거친후, 상기 Al음극박, Al양극박, 분리막을 바로 권취하여 Al소체를 얻거나, 또는 용매에 전도성 고분자분말을 녹인 전도성 고분자용액 또는 이 용액에 수지를 혼합한 용액을 이용하여, Al음극박, Al양극박, 분리막을 하나이상 선택하여 코팅한 다음, 건조하는 공정을 거친후, 상기 Al음극박, Al양극박, 분리막을 권취하여 Al소체를 얻는다.
상기 화학중합공정에 의해 형성된 전도성 고분자층은 그 자체 만으로도 Al소체 각각의 구성원 끼리의 접착력 및 친밀도를 높이고, 소체구성원과 전도성 고분자층과의 접착력 및 친밀도를 어느 정도 높일 수 있기 때문에, 세척·건조후 바로 Al음극박, Al양극박, 분리막을 권취하여 Al소체를 얻을 수 있다.
또한, 상기 화학중합공정에 의해 전도성 고분자층을 형성한 후, 보다 우수한 Al소체 각각의 구성원 끼리의 접착력 및 친밀도, 소체구성원과 전도성 고분자층과의 접착력 및 친밀도를 얻기 위하여 전도성 고분자층을 코팅에 의해 형성할 수도 있다.
상기 전도성 고분자용액은 용매에 용질인 전도성 고분자분말을 녹여서 형성하며, 본 발명에서는 이같은 전도성 고분자용액을 단독으로 코팅용액으로 사용할 수 있으며, 또한 전도성 고분자용액에 수지를 첨가하여 코팅용액으로 사용할 수 있다. 상기 용매로서는 메타크레졸(m-cresol)이나 클로로포름(chloroform)을 사용하는 것이 바람직하지만, 여기에 한정되는 것은 아니고 통상적으로 사용되는 것을 적용할 수 있다. 또한, 상기 용질로서는 폴리아닐린(PANi)이나 폴리피롤(PPy)을 사용하는 것이 바람직하지만, 여기에 한정되는 것은 아니고 통상적으로 사용되는 것을 적용할 수 있다.
상기 수지는 가소성 수지인 것이 바람직하며, 대표적인 예를들면, 스티렌(styrene)계, 비닐(vinyl)계, 아크릴레이트(acrylate)계 등의 수지와, 또한 이들 수지를 이용하여 서로 혼합한 수지나 공중합한 공중합체(copolymer)를 들 수 있는데, 여기에 한정되는 것은 아니다.
상기와 같은 용액에 의한 코팅은 1∼100μm정도의 두께를 갖는 전도성 고분자층인 것이 바람직한데, 그 이유는 전도성고분자층이 고체전해질로써 충분한 역할을 할 수 있을 정도의 두께이기 때문이다.
한편, 상기 Al음극박, Al양극박, 분리막은 그대로 사용하여도 좋고, 화학중합하기 전에 구성요소의 일부 또는 전부를 Ti 또는 Si계 커플링제 용액에 함침시킨 후 건조하여 사용하여도 좋다. 상기 커플링제 용액은 커플링제 원액이나 용제에 희석시켜 사용하는 것이 바람직하다.
상기 전도성 고분자용액 또는 이 용액에 수지를 혼합한 용액을 이용하여 코팅을 행하는 방법으로는 함침, 스프레이 등과 같이 통상적인 방법을 적용할 수 있으며, 또한, 상기 용액을 필름으로 제조하여 가압으로 적층(laminating)할 수도 있다. 이때 상기 필름의 두께는 10-200μm정도가 바람직하다.
상기 건조는 용매를 휘발시켜 전도성 고분자층을 형성시키기 위한 것으로 통상적인 방법에 의해 행할 수 있다.
또한, 상기 권취는 건조된 Al음극박, Al양극박, 분리막을 Al소체로 형성하는 것으로 통상적인 방법에 의해 행할 수 있으며, 도 1에서는 그 일예를 보이고 있다.
본 발명에서는 상기 권취에 의해 형성된 Al소체를 전도성 고분자용액에 진공함침한다.
도 2는 일반적으로 행해지는 Al소체를 진공함침시키는 공정을 보이는 도면으로서, 본 발명에 있어서도 통상적인 방법에 의해 Al소체를 진공함침시키는 것이 바람직하다.
한편, 도 3(a)(b)는 상술한 바와같은 본 발명의 콘덴서 제조공정의 일예를 보이는 공정도이다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
실시예
피롤 단량체와 FeCl3를 혼합한후, Al음극박, Al화성박, 분리막에 피롤을 함침시킨후 FeCl3를 그위에 스프레이하여 화학중합에 의해 폴리피롤층을 형성하였다. 또한, 클로로포름에 폴리피롤을 녹인 전도성 고분자용액을 준비한후, 이 용액에 화학중합에 의해 폴리피롤층이 형성된 Al음극박, Al화성박, 분리막을 함침시켰다. 함침후 건조하여 평균 30μm 두께의 전도성 고분자층을 형성하였다.
상기와 같이 화학중합 및 코팅과정을 거친 Al음극박, Al화성박, 분리막을 준비하고, 또한, 화학중합과 코팅과정을 선택적으로 거친 Al음극박, Al화성박, 분리막을 준비하여 각각 도 1과 같은 방법으로 권취하여 Al소체를 얻었다. 권취된 Al소체는 도 2와 같은 공정으로 전도성 고분자용액에 진공함침시켜 Al고체 전해 콘덴서를 제조하였다. 이때 제조된 콘덴서는 동일한 방법으로 5개씩의 콘덴서를 제조하였다.
상기와 같이 제조된 콘덴서는 화학중합을 행하지 않고 코팅만을 행한 경우의 콘덴서, 화학중합만을 행한 경우의 콘덴서, 화학중합 및 코팅을 행한 경우의 콘덴서로 구분하여 콘덴서의 용량(capacitance), 등가직류저항 및 임피던스를 측정하고 그 결과를 하기 표1에 나타내었다. 이때 주파수는 120Hz, 10kHz였다.
| 코팅만을 행한 콘덴서 | 화학중합만을 행한 콘덴서 | 화학중합,코팅을 행한 콘덴서 | |||||||
| 캐패시턴스(μF) | 등가직류저항(Ω) | 임피던스(Ω) | 캐패시턴스(μF) | 등가직류저항(Ω) | 임피던스(Ω) | 캐패시턴스(μF) | 등가직류저항(Ω) | 임피던스(Ω) | |
| 120Hz | 9.18 | 2.48 | 140.12 | 9.15 | 1.284 | 125.42 | 9.02 | 1.443 | 129.5 |
| 10kHz | 5.38 | 0.176 | 3.234 | 6.47 | 0.089 | 1.785 | 7.20 | 0.072 | 1.643 |
상기 표1에서 알 수 있는 바와같이, 종래의 Al음극박, Al화성박, 분리막에 화학중합을 행하지 않은 경우에 비하여, 화학중합 또는 화학중합·코팅을 행하는 경우가 용량값, 등가직류저항 및 임피던스가 우수함을 알 수 있었다. 이는 화학중합을 행하지 않은 함침만으로는 Al소체안으로 들어가는 함침력이 떨어져, 생성되는 전도성 고분자층은 소체사이의 친화력 및 접착력이 약하게 되기 때문이다. 즉, 친화력 및 접착력이 약하여 공기층이 생겨 전도도가 우수한 고체 전해질을 사용하더라도 주파수에 따른 특성값이 나쁘게 되는 것이다.
이에 반하여, 본 발명의 조건인 Al음극박, Al화성박, 분리막에 화학중합 또는 화학중합·코팅을 행하는 경우는 화학중합 또는 화학중합·코팅에 의해 형성된 전도성 고분자층이 함침후, 우수한 친화력과 접착력을 보여 우수한 고체 전해질의 역할을 함으로써, 주파수에 따른 특성값이 우수하였다.
상술한 바와같이 본 발명에 의하면, Al음극박, Al양극박 및 분리막을 Al소체로 권취하기 전에 화학중합에 의해 전도성 고분자층을 형성하기 때문에, 소체구성원 각각과 하학중합된 전도성고분자층, 코팅된 전도성 고분자층, 함침된 전도성 고분자층사이의 친화력 및 접착력이 우수하여 주파수에 따른 전기적 특성 및 안정성이 뛰어난 Al고체전해 콘덴서가 제공되는 효과가 있다.
Claims (10)
- Al고체 전해 콘덴서의 제조방법에 있어서,화학중합에 의해 전도성 고분자를 형성하는 단량체 또는 단량체유도체를 이용하여 Al음극박, Al양극박, 분리막의 하나 또는 그 이상에 화학중합에 의해 전도성 고분자를 중합시키는 단계;상기 중합후, 상기 Al음극박, Al양극박, 분리막을 권취하는 단계; 및권취된 Al소체를 전도성 고분자용액에 진공함침하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 Al고체전해 콘덴서의 제조방법
- 제 1 항에 있어서,상기 단량체는 아세틸렌(acetylene)치환체, 피롤(pyrrole), 티오펜(thiophene), 3-알킬티오펜(3-alkylthiophene), 페닐렌술파이드(phenylene sulfide), 페닐렌비닐렌(phenylene vinylene), 티에닐렌비닐렌(thienylenevinylene), 페닐렌(phenylene), 이소티아니프텐(isothianaphthene), 아줄렌(azulene), 퓨란(furan), 아닐린(aniline)으로 이루어지는 그룹 중에서 선택된 것임을 특징으로 하는 Al고체전해 콘덴서의 제조방법
- Al고체 전해 콘덴서의 제조방법에 있어서,화학중합에 의해 전도성 고분자를 형성하는 단량체 또는 단량체유도체를 이용하여 Al음극박, Al양극박, 분리막의 하나 또는 그 이상의 표면에 화학중합에 의해 전도성 고분자를 중합시키는 단계;상기 중합후, 용매에 전도성 고분자분말을 녹인 전도성 고분자용액 또는 이 용액에 수지를 혼합한 용액을 이용하여, Al음극박, Al양극박, 분리막 모두를 코팅하거나, 이 중에서 하나 또는 둘을 선택하여 코팅하는 단계;상기 코팅후, 건조한 다음 상기 Al음극박, Al양극박, 분리막을 권취하는 단계; 및권취된 Al소체를 전도성 고분자용액에 진공함침하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 Al고체전해 콘덴서의 제조방법
- 제 3 항에 있어서,상기 단량체는 아세틸렌치환체, 피롤, 티오펜, 3-알킬티오펜, 페닐렌술파이드, 페닐렌비닐렌, 티에닐렌비닐렌, 페닐렌, 이소티아니프텐, 아줄렌, 퓨란, 아닐린으로 이루어지는 그룹 중에서 선택된 것임을 특징으로 하는 Al고체전해 콘덴서의 제조방법
- 제 3 항에 있어서,상기 용매는 메타크레졸(m-cresol) 또는 클로로포름(chloroform)인 것을 특징으로 하는 Al고체전해 콘덴서의 제조방법
- 제 3 항에 있어서,상기 전도성 고분자분말은 폴리아닐린(PANi) 또는 폴리피롤(PPy)인 것을 특징으로 하는 Al고체전해 콘덴서의 제조방법
- 제 3 항에 있어서,상기 수지는 가소성 수지에서 선택된 1종이거나, 2종이상 선택하여 혼합 또는 공중합에 의해 얻어진 것임을 특징으로 하는 Al고체전해 콘덴서의 제조방법
- 제 3 항에 있어서,상기 코팅은 1∼100μm의 두께를 갖도록 하는 것임을 특징으로 하는 Al고체전해 콘덴서의 제조방법
- 제 4 항에 있어서,상기 코팅은 전도성 고분자용액 또는 이 용액에 수지를 혼합한 용액을 이용하여 함침 또는 스프레이하거나, 상기 용액으로 필름을 제조하여 가압으로 적층함으로써 행하는 것임을 특징으로 하는 Al고체전해 콘덴서의 제조방법
- 제 9 항에 있어서,상기 필름은 10-200μm의 두께로 형성하는 것임을 특징으로 하는 Al고체전해 콘덴서의 제조방법
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019980033328A KR20000014116A (ko) | 1998-08-17 | 1998-08-17 | 알루미늄 고체 전해콘덴서의 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1019980033328A KR20000014116A (ko) | 1998-08-17 | 1998-08-17 | 알루미늄 고체 전해콘덴서의 제조방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20000014116A true KR20000014116A (ko) | 2000-03-06 |
Family
ID=19547463
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019980033328A KR20000014116A (ko) | 1998-08-17 | 1998-08-17 | 알루미늄 고체 전해콘덴서의 제조방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20000014116A (ko) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0322516A (ja) * | 1989-06-20 | 1991-01-30 | Sanyo Electric Co Ltd | 固体電解コンデンサの製造方法 |
| JPH1050558A (ja) * | 1996-07-31 | 1998-02-20 | Sanyo Electric Co Ltd | 固体電解コンデンサの製造方法 |
| KR19990051505A (ko) * | 1997-12-19 | 1999-07-05 | 왕중일 | 알루미늄 고체 전해 콘덴서의 제조방법 |
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| KR19990081368A (ko) * | 1998-04-29 | 1999-11-15 | 권호택 | 고체전해콘덴서의전해질층형성방법 |
-
1998
- 1998-08-17 KR KR1019980033328A patent/KR20000014116A/ko not_active Application Discontinuation
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