KR20210054382A - 하이브리드 용매를 사용하는 알루미늄 고분자 커패시터의 제조 방법 - Google Patents
하이브리드 용매를 사용하는 알루미늄 고분자 커패시터의 제조 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20210054382A KR20210054382A KR1020190140469A KR20190140469A KR20210054382A KR 20210054382 A KR20210054382 A KR 20210054382A KR 1020190140469 A KR1020190140469 A KR 1020190140469A KR 20190140469 A KR20190140469 A KR 20190140469A KR 20210054382 A KR20210054382 A KR 20210054382A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- solvent
- solid electrolyte
- electrolyte layer
- capacitor
- oxidizing agent
- Prior art date
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 title claims abstract description 48
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 37
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 29
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 29
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 239000002904 solvent Substances 0.000 title claims description 75
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 16
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 48
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims abstract description 47
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 36
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 claims abstract description 28
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 claims abstract description 12
- 239000005456 alcohol based solvent Substances 0.000 claims abstract description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 66
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 50
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 43
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 39
- 229920001609 Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) Polymers 0.000 claims description 24
- 230000001476 alcoholic effect Effects 0.000 claims description 4
- GKWLILHTTGWKLQ-UHFFFAOYSA-N 2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxine Chemical group O1CCOC2=CSC=C21 GKWLILHTTGWKLQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000005518 polymer electrolyte Substances 0.000 claims description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 5
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 5
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 4
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- 229940077388 benzenesulfonate Drugs 0.000 description 2
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- YMMGRPLNZPTZBS-UHFFFAOYSA-N 2,3-dihydrothieno[2,3-b][1,4]dioxine Chemical compound O1CCOC2=C1C=CS2 YMMGRPLNZPTZBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DKGAVHZHDRPRBM-UHFFFAOYSA-N Tert-Butanol Chemical compound CC(C)(C)O DKGAVHZHDRPRBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/004—Details
- H01G9/04—Electrodes or formation of dielectric layers thereon
- H01G9/042—Electrodes or formation of dielectric layers thereon characterised by the material
- H01G9/045—Electrodes or formation of dielectric layers thereon characterised by the material based on aluminium
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/84—Processes for the manufacture of hybrid or EDL capacitors, or components thereof
- H01G11/86—Processes for the manufacture of hybrid or EDL capacitors, or components thereof specially adapted for electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/0029—Processes of manufacture
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/004—Details
- H01G9/04—Electrodes or formation of dielectric layers thereon
- H01G9/048—Electrodes or formation of dielectric layers thereon characterised by their structure
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/15—Solid electrolytic capacitors
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/13—Energy storage using capacitors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)
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.
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.
이하에 기술되는 내용은 단순히 본 발명과 관련되는 배경 정보만을 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것이 아니다.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
본 발명의 알루미늄 고분자 커패시터 제조 방법에 의하면, 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.
첫째, 본 발명에서는 고분자 중합 공정에서 용매의 점도 및 끓는점의 차이에 근거하여 산화제와 단량체를 중합하므로, 균일하고 치밀한 고체 전해질층을 형성할 수 있다.
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.
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.
넷째, 고분자 중합을 위해 하이브리드 용매를 적용할 경우, 중합 공정의 횟수를 감소시킬 수 있어서 생산성이 더욱 향상될 수 있다.
도 1은 알루미늄 고분자 커패시터의 구조를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 알루미늄 고분자 커패시터의 제조 방법에서, 단계적인 중합 공정을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 알루미늄 고분자 커패시터의 제조 방법에서, 단계적인 중합 공정을 나타낸다.
이하, 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명한다.
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.
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.
본 발명은 상기한 공정 중에서 중합 공정에 특징이 있으므로, 이를 중심으로 설명한다. 중합 공정은 고체 전해질층을 형성하기 위해 권취 소자에 전도성 고분자를 중합시키는 공정이다.
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.
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.
구체적으로는, 도 2에 나타낸 바와 같이 3단계의 순차적인 중합을 실시할 수 있다.
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.
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.
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.
상기한 실시예에서는, 1차, 2차 및 3차의 PEDOT 중합을 실시하고 있으나, 1차 중합은 생략하고 2차와 3차만으로 전체 고체 전해질층을 형성할 수도 있다.
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.
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.
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.
1) 종래예
- 1차 PEDOT 중합: 20% 에탄올 산화제, 30% 에탄올 단량체
- 2차 PEDOT 중합: 40% 에탄올 산화제, 50% 에탄올 단량체
- 3차 PEDOT 중합: 60% 에탄올 산화제, 60% 에탄올 단량체
2) 실시예 1
- 1차 PEDOT 중합: 40% 메탄올 산화제, 40% 메탄올 단량체
- 2차 PEDOT 중합: 40% 부탄올 산화제, 40% 부탄올 단량체
3) 실시예 2
- 1차 PEDOT 중합: 40% 에탄올 산화제, 40% 에탄올 단량체
- 2차 PEDOT 중합: 40% 부탄올 산화제, 40% 부탄올 단량체
4) 실시예 3
- 1차 PEDOT 중합: 에탄올과 부탄올 혼합 용매(부피비 8:2), 40% 산화제, 40% 단량체
- 2차 PEDOT 중합: 에탄올과 부탄올 혼합 용매(부피비 5:5), 40% 산화제, 40% 단량체
| 구분 | 용량 (㎌) | 손실 (%) | ESR (mΩ) | LC 불량: ≥235㎂ (%) |
| 종래예 | 44.1 | 2.3 | 15.2 | 23 |
| 실시예 1 | 46.9 | 1.8 | 11.7 | 11 |
| 실시예 2 | 45.6 | 1.9 | 12.6 | 6 |
| 실시예 3 | 44.4 | 2.1 | 13.3 | 7 |
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.
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.
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.
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.
10 양극 전극
20 음극 전극
30 절연지
40 전도성 고분자
50 리드 단자
60 권취 테이프
20 음극 전극
30 절연지
40 전도성 고분자
50 리드 단자
60 권취 테이프
Claims (8)
- 전도성 고분자를 중합하여 고체 전해질층을 형성하는 알루미늄 고분자 커패시터의 제조 방법에 있어서,
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 형성하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 고분자 커패시터의 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 알콜 용매는 메탄올, 에탄올 및 부탄올을 포함하고,
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 형성하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 고분자 커패시터의 제조 방법. - 제2항에 있어서,
상기 1차 및 2차 전도성 고분자 전해질층의 중합은, 100℃에서 30~120분 동안 진행하고,
상기 3차 전도성 고분자 고체 전해질층의 중합은, 150℃에서 30~120분간 진행하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 고분자 커패시터의 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 알콜 용매는 에탄올 및 부탄올을 포함하고,
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 형성하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 고분자 커패시터의 제조 방법. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
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. - 제1항에 있어서,
상기 알콜 용매는 저점도 용매와 고점도 용매를 혼합한 하이브리드 용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 알루미늄 고분자 커패시터의 제조 방법. - 제6항에 있어서,
상기 하이브리드 용매는
메탄올과 부탄올을 혼합하거나, 또는 에탄올과 부탄올을 혼합한 하이브리드 용매인 것을 특징으로 하는 알루미늄 고분자 커패시터의 제조 방법. - 제6항 또는 제7항에 있어서,
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 것을 특징으로 하는 알루미늄 고분자 커패시터의 제조 방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190140469A KR102290589B1 (ko) | 2019-11-05 | 2019-11-05 | 하이브리드 용매를 사용하는 알루미늄 고분자 커패시터의 제조 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190140469A KR102290589B1 (ko) | 2019-11-05 | 2019-11-05 | 하이브리드 용매를 사용하는 알루미늄 고분자 커패시터의 제조 방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20210054382A true KR20210054382A (ko) | 2021-05-13 |
| KR102290589B1 KR102290589B1 (ko) | 2021-08-18 |
Family
ID=75913485
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020190140469A KR102290589B1 (ko) | 2019-11-05 | 2019-11-05 | 하이브리드 용매를 사용하는 알루미늄 고분자 커패시터의 제조 방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102290589B1 (ko) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20050089483A (ko) * | 2004-03-05 | 2005-09-08 | 파츠닉(주) | 전도성 고분자를 이용한 캐패시터 제조 방법 |
| KR20080035393A (ko) * | 2006-10-19 | 2008-04-23 | 주식회사 디지털텍 | 알루미늄 고분자 콘덴서의 제조방법 |
| KR20080035139A (ko) * | 2006-10-18 | 2008-04-23 | 주식회사 디지털텍 | 저항감소를 위한 알루미늄 고분자 콘덴서 제조방법 |
-
2019
- 2019-11-05 KR KR1020190140469A patent/KR102290589B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20050089483A (ko) * | 2004-03-05 | 2005-09-08 | 파츠닉(주) | 전도성 고분자를 이용한 캐패시터 제조 방법 |
| KR20080035139A (ko) * | 2006-10-18 | 2008-04-23 | 주식회사 디지털텍 | 저항감소를 위한 알루미늄 고분자 콘덴서 제조방법 |
| KR20080035393A (ko) * | 2006-10-19 | 2008-04-23 | 주식회사 디지털텍 | 알루미늄 고분자 콘덴서의 제조방법 |
| KR100833892B1 (ko) | 2006-10-19 | 2008-06-02 | 주식회사 디지털텍 | 알루미늄 고분자 콘덴서의 제조방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR102290589B1 (ko) | 2021-08-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0652576B1 (en) | Method of manufacturing solid electrolytic capacitor | |
| US7872858B2 (en) | Method for manufacturing electrolytic capacitor and electrolytic capacitor | |
| US7387648B2 (en) | Solid electrolytic capacitor and manufacturing method thereof | |
| JP6384896B2 (ja) | 固体電解コンデンサおよびその製造方法 | |
| US11244793B2 (en) | Hybrid aluminum electrolytic capacitor and method of producing same | |
| US6765785B2 (en) | Polymer electrolyte composite for driving an electrolytic capacitor, an electrolytic capacitor using the same, and a method of making the electrolytic capacitor | |
| CN105405661A (zh) | 一种固态电解电容的制作方法 | |
| CN107112138A (zh) | 电解电容器的制造方法 | |
| CN111091972A (zh) | 一种耐充放的固态铝电解电容器的制作方法 | |
| KR102290589B1 (ko) | 하이브리드 용매를 사용하는 알루미늄 고분자 커패시터의 제조 방법 | |
| US20080224090A1 (en) | Method of manufacturing solid electrolytic capacitor | |
| CN109300696B (zh) | 用于固态电容耐压提升的处理液及固态电容器的制备方法 | |
| KR102259541B1 (ko) | 하이브리드 알루미늄 고분자 커패시터의 제조 방법 | |
| KR102259542B1 (ko) | 맞춤형 알루미늄 고분자 커패시터의 제조 방법 | |
| KR100765840B1 (ko) | 적층형 알루미늄 고체 전해 콘덴서 제조 방법 | |
| JP2001284175A (ja) | 固体電解コンデンサとその製造方法 | |
| KR100833888B1 (ko) | 저항감소를 위한 알루미늄 고분자 콘덴서 제조방법 | |
| JPH03231414A (ja) | 固体電解コンデンサ | |
| KR102414081B1 (ko) | 고전압 알루미늄 고분자 커패시터 및 그 제조 방법 | |
| KR100753615B1 (ko) | 전도성 고분자를 이용한 고체 전해 커패시터의 제조방법 | |
| WO2022255045A1 (ja) | 固体電解コンデンサおよびその製造方法 | |
| JP4117727B2 (ja) | 固体電解コンデンサの製造方法 | |
| KR20060038035A (ko) | 알루미늄 권취형 고체 전해콘덴서의 제조방법 | |
| KR20060038039A (ko) | 알루미늄 권취형 고체 전해콘덴서의 제조방법 | |
| KR20040049705A (ko) | 알루미늄 권취형 고체콘덴서의 제조방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |