[发明专利]混合型电解电容器及其制造方法

说明书

本发明提供一种具有高静电电容、低ESR、优异的高频特性及高的高温耐久性的混合型电解电容器。本发明的混合型电解电容器(1)具备：阴极(10)，其具有由阀金属形成的阴极基体(11)、设于阴极基体(11)的表面的氧化物层(12)、设于氧化物层(12)的表面的包含无机导电性材料的无机导电层(13)和设于无机导电层(13)的表面的包含导电性高分子的有机导电层(14)；阳极(20)，其具有由阀金属形成的阳极基体(21)和设于该阳极基体的表面的电介质层(22)；以及复合电解质层(30)，其具有设于阴极(10)的有机导电层(14)与阳极(20)的电介质层(22)之间并与它们接触的包含导电性高分子的粒子(31a)的固体电解质层(31)和填充于固体电解质层(31)的导电性高分子的粒子(31a)之间的电解液(32)。

技术领域

本发明涉及具备复合电解质层的混合型电解电容器及其制造方法，所述复合电解质层具有包含导电性高分子的固体电解质层和浸渗于该固体电解质层的间隙的电解液。

背景技术

随着电子设备的小型化、高速化，对于电源电路等中使用的电容器也逐渐要求高静电电容、低等效串联电阻(以下将等效串联电阻表示为“ESR”)、优异的高频特性及高的高温耐久性。在具备阳极、电解质、和阴极的电解电容器中，使用了由取代或未取代的噻吩、吡咯、苯胺等具有π-共轭双键的单体衍生的具有高电导度和高热分解温度的导电性高分子作为电解质的固体电解电容器是适于响应上述要求的电容器，其中，所述阳极在由铝、钽、铌等阀金属形成并施加了扩面化处理的基体的表面设有作为电介质的氧化被膜，所述电解质与上述氧化被膜接触并作为真正的阴极发挥作用，所述阴极(表观的阴极)与该电解质接触并由阀金属形成。但是，上述的固体电解电容器存在如下的问题，即，缺乏对作为电介质的氧化被膜的缺陷部的修复作用，漏电流慢慢地增加。因而，为了解决该问题，提出过使氧化被膜的修复作用优异的电解液浸渗于固体电解质层的间隙的所谓的混合型电解电容器。以下，将具有仅由导电性高分子形成的电解质层的电解电容器表示为“固体电解电容器”，将具备具有包含导电性高分子的固体电解质层和浸渗于该固体电解质层的间隙的电解液的复合电解质层的电解电容器表示为“混合型电解电容器”。

例如，专利文献1(日本特开平11-186110号公报)中，公开有通过在将阳极化成箔和对置阴极箔夹隔着间隔件卷绕而成的电容器元件内形成导电性高分子层后浸渗电解液而得的混合型电解电容器，该文献中利用化学聚合形成导电性高分子层。此外还显示出，该混合型电解电容器的漏电流与具有仅由导电性高分子形成的电解质层的固体电解电容器的漏电流相比，在105℃、1000小时的高温负载试验的前后均显著变小。另外，专利文献2(日本特开2008-010657号公报)中，公开有通过如下操作得到的混合型电解电容器，即，在将形成有电介质氧化被膜的阳极箔与对置阴极箔夹隔着间隔件卷绕而成的电容器元件中浸渗包含导电性高分子的粒子和溶剂的分散体后进行干燥，由此形成导电性高分子层后，在该导电性高分子层的间隙浸渗电解液而得。此外还显示出，该混合型电解电容器的漏电流与利用化学聚合形成导电性高分子层的混合型电解电容器的漏电流相比变得非常小，作为其理由，可以举出如下的理由，即，进入电介质氧化被膜的缺陷部的不是导电性高分子，而是电解液，因此电介质氧化被膜的修复作用变高。另外，该文献中显示的混合型电解电容器中，由于导电性高分子的粒子进入到阳极的蚀刻的细孔中，因此频率120Hz下的静电电容增大，此外由于电解液的浸渗，还显示出频率100kHz下的ESR降低。

然而，在固体电解电容器的由阀金属形成的阴极的表面，即使不进行设置氧化被膜的处理，一般也存在有自然氧化被膜。因此，固体电解电容器的静电电容(C)如下式(1)所示，为阳极电容(Ca)与阴极电容(Cc)的合成电容，即使利用蚀刻处理来增大阳极电容，只要阴极具有电容，电容器的电容也会小于阳极电容。

[数学式1]