固體電解電容器及其制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種固體電解電容器(Condenser)及其制造方法。
【背景技術】
[0002]以往，已知一種固體電解電容器的制造方法，其包括:通過向形成在陽極箔表面的氧化皮膜(介電層)的表面附著將導電性高分子和離子(1n)傳導性化合物分散的溶液并使其干燥，從而在氧化皮膜的表面形成固體電解質層的形成工序(例如參照專利文獻一)。另外，在以往的固體電解電容器的制造方法中，離子傳導性化合物是具有含電子供體部位(親核部位)的重復單元，在電解質的存在下顯示離子傳導性的高分子。
[0003]根據以往的固體電解電容器的制造方法，由于能夠形成含有導電性高分子以及離子傳導性化合物的固體電解質層，因此能夠制造固體電解質層的導電性提高，且ESR更低的固體電解電容器。
[0004]另外，根據以往的固體電解電容器的制造方法，由于能夠形成不使用聚合物氧化劑的固體電解質層，因此能夠制造不會因為聚合物氧化劑的存在而導致氧化皮膜劣化，耐壓性高，并且漏電流低的固體電解電容器。
[0005]另外，根據以往的固體電解電容器的制造方法，由于上述離子傳導性化合物是作為氧供給源在作用，因此在制備固體電解電容器的過程中即便在氧化皮膜中產生了缺損，該缺損處也可以通過離子傳導性化合物的作用而被修復，通過這樣便能夠制造耐壓性高，并且漏電流低的固體電解電容器。
[0006]另外，根據以往的固體電解電容器的制造方法，由于上述離子傳導性化合物是作為氧供給源在作用，因此即便在長時間使用固體電解電容器的情況下在氧化皮膜中產生了缺損，該缺損處也可以通過離子傳導性化合物的作用而被修復，因此能夠制造壽命長久的固體電解電容器。
[0007]在電容器的技術領域中，一直在尋求耐壓性高，漏電流低，且與以往相比壽命更長的電容器，而在固體電解電容器的技術領域中也不例外。
[0008]先行技術文獻
[0009]專利文獻
[0010]【專利文獻一】日本特開2008-109065號公報

【發(fā)明內容】

[0011]因此，本發(fā)明正是鑒于這樣的情況，目的是提供一種耐壓性高，漏電流低，且與以往相比壽命更長的固體電解電容器。另外，目的是提供一種能夠制造這樣的固體電解電容器的固體電解電容器的制造方法。
[0012][I]本發(fā)明的固體電解電容器包括:在表面形成有氧化皮膜22的陽極箔，陰極箔，以及被設置在所述陽極箔與所述陰極箔之間的電解紙(Separator)，該固體電解電容器是由含有“包含導電性高分子化合物的導電性微粒子、以及親水性高分子化合物”的固體電解質在陽極箔21與陰極箔23之間的空隙中充填而成的固體電解電容器，其特征在于:所述親水性高分子化合物包含由下述化學式(I)表示的結構及由下述化學式(II)表示的結構。
[0013]-(R1-O)-- (I)
[0014]-(R2-O)—..(II)
[0015](在化學式(I)及化學式(II)中，R1及R2分別是由置換或者未置換的亞烷基，置換或者未置換的亞鏈烯基以及置換或者未置換的亞苯基所構成的群中被選擇的自由基，且表示相互不同的自由基。)
[0016]根據本發(fā)明的固體電解電容器，由于能夠形成不使用聚合物氧化劑的固體電解質，因此與以往的固體電解電容器的情況同樣，不會因為聚合物氧化劑的存在而導致氧化皮膜劣化，是耐壓性高，并且漏電流低的固體電解電容器。
[0017]另外，根據本發(fā)明的固體電解電容器，由于親水性高分子化合物被充填在陽極箔與陰極箔之間的空隙中，因此在制備固體電解電容器的過程中即便在氧化皮膜中產生了缺損，也能夠利用親水性高分子化合物所保持的水分來修復上述缺損處，通過這樣便能夠制造耐壓性高，并且漏電流低的固體電解電容器。
[0018]另外，根據本發(fā)明的固體電解電容器，由于親水性高分子化合物被充填在陽極箔與陰極箔之間的空隙中，因此即便在長時間使用固體電解電容器的情況下在氧化皮膜中產生了缺損，也能夠利用親水性高分子化合物所保持的水分來修復上述缺損處，便能夠制造壽命長久的固體電解電容器。
[0019]另外，根據本發(fā)明的固體電解電容器，由于親水性高分子化合物包含由上述化學式(I)表示的結構及由下述化學式(II)表示的結構，從后述試驗例(試驗例二)可知，因為親水性高分子化合物的水分含有量難以產生變化(即，因為親水性高分子化合物的水分保持能力提高)，因此即便在長時間使用固體電解電容器的情況下也難以去除水分。另外，從后述試驗例(試驗例三)可知，因為難以產生由溫度變化而引起的親水性高分子化合物(進而是固體電解質)的形態(tài)變化，因此即便多次重復常溫(不使用固體電解電容器時)和高溫(使用固體電解電容器時)的升降溫循環(huán)(Cycle)，氧化皮膜也難以劣化。因此，SP便是在以嚴苛的條件長時間使用固體電解電容器的情況下，也能夠在相比以往更長時間地保持水分的同時，且相比以往更長時間地抑制親水性高分子化合物的形態(tài)變化，因此是與以往相比壽命更長的固體電解電容器。
[0020]因此，本發(fā)明的固體電解電容器是耐壓性高，且漏電流低，且與以往相比壽命更長的固體電解電容器。
[0021]另外，本發(fā)明的固體電解電容器由于親水性高分子化合物包含由上述化學式(I)表示的結構及由下述化學式(II)表示的結構，因此能夠對親水性高分子化合物的粘性、凝固點、熔點、沸點等的各種屬性進行細微調整，是能夠靈活適用于廣泛用途中的固體電解電容器。
[0022]這里，將關于本發(fā)明中的氧化皮膜修復功能進行說明。在將電容器元件收納入金屬外殼(Case)并將其封口時或者受到外部沖擊或者加熱(例如，使用焊接并將其實施到電路基板上時的熱)時等，在陽極箔及陰極箔的氧化皮膜中會產生缺損的情況。
[0023]此時，在陽極箔的端面附近，由于氧化皮膜的缺損而露出的鋁(Aluminium)與來自于親水性高分子化合物所供給的水分產生如下反應從而使氧化皮膜進行自修復。
[0024]2AL+3H20 — AL203+3H2 i
[0025]另外，在陰極箔中，由于氧化皮膜的缺損而露出的鋁與來自于親水性高分子化合物所供給的水分產生如下反應從而使氧化皮膜進行自修復。
[0026]Al+ (n+3) H2O — Al (OH) 3.ηΗ20+3/2Η2 ?
[0027][2]在本發(fā)明的固體電解電容器中，所述親水性高分子化合物是由包含由下述化學式(III)表示的結構及由下述化學式(IV)表示的結構的嵌段共聚物(Block Copolymer)構成較為理想。
[0028]-(R1-O)n-...(III)
[0029]- (R2-O)m—.(IV)
[0030](在化學式(III)及化學式(IV)中，η及m分別是在I?2，000的范圍內的整數。)
[0031]于是，通過將由包含由上述化學式(III)表示的結構及由下述化學式(IV)表示的結構的嵌段共聚物構成親水性高分子化合物，便能夠成為保水能力高且氧化皮膜修復功能出色的親水性高分子化合物。
[0032]另外，通過對R\R2的種類、n、m的范圍，嵌段的數量或分布適當地進行選擇.調整，便能夠容易地對親水性高分子化合物的粘性、凝固點、熔點等的各種屬性進行調整，是能夠靈活適用于廣泛用途中的固體電解電容器。
[0033][3]在本發(fā)明的固體電解電容器中，所述親水性高分子化合物是由包含由下述化學式(V)表示的結構的共聚合物構成較為理想。
[0034]- [ (R1-O) - (R2-O) J1-- (V)
[0035](在化學式(V)中，I是在2?2,000的范圍內的整數。)
[0036]于是，通過將由包含由上述化學式(V)表示的結構的共聚合物構成親水性高分子化合物，便能夠成為保水能力高且氧化皮膜修復功能出色的親水性高分子化合物。
[0037]另外，通過對R\R2的種類、I的范圍適當地進行選擇?調整，便能夠容易地對親水性高分子化合物的粘性、凝固點、熔點等的各種屬性進行調整，是能夠靈活適用于廣泛用途中的固體電解電容器。
[0038][4]在本發(fā)明的固體電解電容器中，所述親水性高分子化合物的分子量為500以上較為理想。
[0039]通過這樣的結構，親水性高分子化合物的水分含有量難以產生變化(S卩，親水性高分子化合物的水分保持能力提高)因此，即便在長時間使用固體電解電容器的情況下，也更難以去除水分。由此可見，親水性高分子化合物的分子量為1000以上較佳，為2000以上更為理想。
[0040]與此相對，在本發(fā)明的固體電解電容器中，所述親水性高分子化合物的分子量為500000以下較為理想。
[0041]通過這樣的結構，使固體電解質充填溶液容易含有親水性高分子化合物。由此可見，親水性高分子化合物的分子量為100000以下較佳，為10000以下更為理想。
[0042][5]在本發(fā)明的固體電解電容器中，所述親水性高分子化合物是在使用差示掃描熱量計對所述親水性高分子化合物的差熱曲線(Curve)進行測定時，在高于室溫的溫度中沒有被觀測到基于形態(tài)變化而產生的吸熱峰(Peak)的物質較為理想。
[0043]通過這樣的結構，因為難以產生由溫度變