[发明专利]导电聚合物悬浮液，导电聚合物组合物，固体电解电容器及其制造方法

说明书

本申请是申请日为2009年4月10日、申请号为200980112914.4(对应的国际申请号为PCT/JP2009/057348)且发明名称为《导电聚合物悬浮液，导电聚合物组合物，固体电解电容器及其制造方法》的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种导电聚合物悬浮液，导电聚合物组合物，固体电解电容器及其制造方法，更具体地，涉及一种具有优异可分散性的导电聚合物悬浮液，具有高电导率和优异的耐水性的导电聚合物组合物，具有低等效串联电阻和优异的可靠性的固体电解电容器及其制造方法。

背景技术

已经开发了这样的固体电解电容器，其中将由阀金属如钽或铝制成的多孔体进行阳极化处理，使得在多孔体上形成电介质氧化膜，然后在电介质氧化膜上形成导电聚合物层，并且使用导电聚合物层作为电容器的固体电解质。

形成用作电容器的固体电解质的导电聚合物层的方法主要分为：化学氧化聚合或电解聚合。组成导电聚合物材料的单体已知包括吡咯，噻吩，3，4-乙撑二氧噻吩(ethylenedioxythiophene)和苯胺。

与使用二氧化锰作为固体电解质的常规电容器相比，这样的固体电解电容器具有更低的ESR(等效串联电阻)，因此开始用于各种目的。近来，随着集成电路趋向于以高的频率和大的电流运行，需要具有更低的ESR和大的电容以及小的损耗的固体电解电容器。

作为涉及这样的固体电解电容器的技术，专利文献1公开了用于制造具有低的ESR的固体电解电容器的改进方法，其中可以简单地实现并且可靠地再现边缘覆盖良好的高密度聚合物外层，所述方法包括以下步骤：向电容器体上涂覆分散体a)，所述分散体a)包含导电聚合物的粒子b)，所述导电聚合物包括聚苯胺和/或聚噻吩，所述电容器体包括由电极材料制成的多孔电极体，覆盖的电极材料表面的电介质，和在电介质表面上的包含导电材料的固体电解质；和至少部分地除去分散剂d)和/或固化粘合剂c)以形成导电聚合物外层；其中在分散体a)中的导电聚合物的粒子b)的平均直径为70至500nm。

优选分散体a)还包含：包含醚、内酯、酰胺或内酰胺基的化合物；砜；亚砜；糖；糖衍生物；糖醇；呋喃衍生物；和/或二元醇或多元醇，以提高电导率。

现有技术的文献

专利文献

专利文献1：日本专利申请公开2006-295184.

发明概述

本发明所要解决的问题

然而，在聚合物溶液中包含其中山梨醇和甘露糖醇的OH基团的数量相对较富的糖醇作为添加剂的情况下，发生它们在成膜过程的干燥中的沉淀。所得到的导电聚合物膜具有低的密度、低的电导率和差的表面平滑状态(是否存在残留的气泡，是否存在沉淀)。在具有处于这种状态的膜的电容器中，在膜和石墨层或内聚合物层之间的界面存在大的电阻，并且存在ESR变得更高的问题。此外，因为差的表面平滑状态，密封性能差，因此在长期稳定性试验如耐湿性或耐热性中ESR劣化得以加速。

如上所述，尽管在各个方面已经研究了使用导电聚合物作为固体电解质的固体电解电容器，但是目前的情形仍然是，低的ESR和良好的长期稳定性两者仍然没有充分地同时实现。

本发明的目的是提供具有高电导率、优异的耐水性、高密度和优异的平滑性的导电聚合物组合物；提供避免电导率的降低并且具有低ESR和优异的可靠性的固体电解电容器及其制造方法，并且还提供使用容易处理和作为安全添加剂的替代化合物方便地制造固体电解电容器的方法。

解决问题的手段

根据本发明的导电聚合物悬浮液的特征在于，所述悬浮液包含：导电聚合物材料，所述导电聚合物材料包含掺杂剂和导电聚合物，所述掺杂剂由多元酸或其盐组成；至少一种化合物(A)，所述化合物(A)选自赤藓醇、木糖醇和季戊四醇；和分散介质。

优选所述导电聚合物材料包含聚磺酸或聚羧酸作为所述掺杂剂。更优选所述导电聚合物材料包含聚苯乙烯磺酸或聚酯磺酸作为所述掺杂剂。优选所述导电聚合物材料包含通过使至少一种选自由吡咯、噻吩、苯胺和它们的衍生物组成的组中的单体聚合而得到的聚合物作为所述导电聚合物。

根据本发明的导电聚合物组合物的特征在于，所述组合物通过从所述的导电聚合物悬浮液中除去所述分散介质而得到。优选所述分散介质的除去处理在所述化合物(A)的熔融温度以上进行。