[发明专利]全固态型电容器

说明书

技术领域

本发明涉及全固态型电容器，特别涉及其固体电解质。

背景技术

信息设备、通信设备乃至家电设备的各种电子设备要求高性能化并要求小型化，为此需要搭载于电子设备的各电子部件应对高性能化以及小型化。搭载于电子设备的电子部件之一有电容器。电容器被要求的性能是静电电容，必须在具有高的静电电容的同时作为整体实现小型化。

专利文献1以及专利文献2记载的层叠陶瓷电容器中作为电介质而使用钛酸钡，通过使电介质的相对介电常数较高来提高静电电容。

在专利文献3记载了全固态型双电层电容器。双电层电容器要利用形成于电解质与集电体的界面的双电层来实现高的静电电容。另外，若是全固态型，则由于不使用液体作为电解质，因此不会发生漏液。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP专利第5046700号公报

专利文献2：JP特开2012-138502号公报

专利文献3：JP特开2008-130844号公报

发明内容

发明要解决的课题

钛酸钡的相对介电常数约为几千至1万左右，在专利文献1、2记载的层叠陶瓷电容器中，难以同时满足高的静电电容和小型化。另外，专利文献3所记载的双电层电容器存在相对于所施加的电压的频率的静电电容的变动大、得不到稳定的特性的问题。

本发明的目的在于提供静电电容高、能小型化且静电电容的频率依赖性小的全固态型电容器。

用于解决课题的手段

本发明的全固态型电容器具备：无机固体电解质，其具有由结晶粒子、和形成于该结晶粒子间的晶界构成多晶结构；和一对集电体，其夹着该无机固体电解质而设置，所述全固态型电容器的特征在于，所述结晶粒子包含具有离子传导性的第1结晶粒子，该第1结晶粒子由多个晶畴(domain)构成，并且位于所述结晶粒子的所述晶界近旁的所述晶畴的尺寸大于位于所述结晶粒子的中心近旁的所述晶畴的尺寸。

发明的效果

根据本发明，能提供静电电容高、能小型化且静电电容的频率依赖性小的全固态型电容器。

本发明的目的、特色、以及优点根据下述的详细说明和附图，会变得明确。

附图说明

图1表示本发明的1个实施方式的全固态型电容器1，(a)是概略截面图，(b)是将(a)的一部分放大的截面图。

图2是用在阻抗解析中的等效电路图。

图3是基于透射型电子显微镜(TEM)的样本No.1中的结晶粒子的照片，(a)是结晶粒子的中心近旁的照片，(b)是晶界近旁的照片。

图4是基于透射型电子显微镜(TEM)的样本No.4中的第1结晶粒子的照片，(a)是结晶粒子的中心近旁的照片，(b)的晶界近旁的照片。

具体实施方式

以下参考附图来详细说明本发明的适合实施方式。

图1是概略表示本发明的1个实施方式所涉及的全固态型电容器1的构成的截面图。本实施方式的全固态型电容器1包含无机固体电解质2、和夹着该无机固体电解质2而设置的一对集电体3而构成。集电体3例如由以从Au、Ag、Ni、Pd以及Cu选出的至少1种以上为主成分的金属材料形成。集电体3的厚度并没有特别限定，例如为0.5～3.0μm。

构成本实施方式的全固态型电容器1的无机固体电解质2具有由多个结晶粒子21、和形成于结晶粒子21间的晶界22构成的多晶结构，例如Li离子等的碱金属离子在结晶粒子21内移动。通过该碱金属离子的移动，在集电体3与无机固体电解质2的界面4、以及晶界22形成双电层，并且结晶粒子21内或晶界22的离子极化、界面极化、取向极化这样的作为电介质的静电电容叠加，能得到高的静电电容。

作为全固态型电容器1中的电阻分量，在将无机固体电解质2的晶粒内电阻表征为R1、将晶界电阻表征为R2、将无机固体电解质2与集电体3的界面电阻表征为R3时，R1、R2以及R3通常满足以下的关系式。

R1＜R2＜R3…式1

这是因为，具有多晶结构的无机固体电解质2虽然由离子传导性高的结晶粒子21构成，但在其结晶粒子21彼此的界面即晶界22，离子传导路径变得不连续而离子传导电阻变高，在无机固体电解质2与集电体3的界面4，进一步加入了接触电阻等。