含导电性聚合物的分散液、固体电解电容器和其制造方法与流程

本发明涉及含共轭系导电性聚合物的分散液、以及使用该分散液的固体电解电容器和其制造方法。

背景技术：

1、固体电解电容器一般具有以下结构：以铝、钽、铌等阀金属作为阳极箔和阴极箔，在阳极箔和阴极箔之间夹有固体电解质。阳极箔的阀金属为了增大静电容量，通过蚀刻处理等而使表面积增大，在其表面形成有电介质氧化覆膜。另外，固体电解质例如使用聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩等共轭系导电性高分子。

2、固体电解电容器由于能够降低高频区域的等效串联电阻(esr)，所以在电子设备等中使用。另外，随着近年来汽车的电气化，车载用固体电解电容器的开发不断进行。特别是，在面向车辆用电子控制装置的电容器中，为了通过电子控制实现高输出化，要求esr进一步降低。

3、作为使用导电性高分子形成固体电解质的方法，已知例如通过使电解电容器元件中含浸用于得到导电性高分子的单体溶液和氧化剂溶液，在电解电容器元件内进行氧化聚合或电解聚合而形成的方法(例如，参照专利文献1)。

4、另外，还已知使导电性高分子的水分散液渗透到阳极体的电介质氧化覆膜中并使其干燥的固体电解质的形成方法。用这样的方法形成固体电解质时，通过在导电性高分子的水分散液中添加提高导电性的添加剂，能够降低固体电解电容器的esr。例如，专利文献2中提出了使用乙二醇等水溶性化合物作为添加剂的方案。

5、另外，在专利文献3中记载了一种电解电容器，其含有电容器元件和液状成分，电容器元件所含的自掺杂型导电性高分子成分的液状成分的汉森溶解度参数之差在规定数值范围内。

6、现有技术文献

7、专利文献

8、专利文献1:日本特开昭63-173313号公报

9、专利文献2:日本特开2008-109068号公报

10、专利文献3:国际公开第2023/162914号

技术实现思路

1、发明要解决课题

2、但是，专利文献1所记载的电解电容器元件内的聚合反应，由于导电性高分子以凝聚的海绵状态形成，因此固体电解质的均匀性差，导电性容易降低。

3、另外，在使用导电性高分子的水分散液的方法中，即使专利文献2中记载的形成含有水溶性化合物的固体电解质的情况，固体电解电容器的esr也未必足够低。另外，对于专利文献3所记载的含有自掺杂型导电性高分子成分的电解电容器而言，即使在满足与汉森溶解度参数有关的特定数值的情况下，也存在esr降低的余地。

4、本发明是鉴于这样的状况而完成的，其目的在于提供一种用于得到esr低的固体电解电容器的含导电性聚合物的分散液及其制造方法。另外，本发明的目的在于提供esr低的固体电解电容器。

5、解决课题的手段

6、本发明基于以下发现而完成，即、通过使含导电性聚合物的分散液含有汉森溶解度参数的氢键项的值在特定范围内的添加剂，由此使用含导电性聚合物的分散液制造出的固体电解电容器的esr降低。

7、本发明提供以下手段。

8、[1].一种含导电性聚合物的分散液，含有共轭系导电性聚合物(a)、聚阴离子(b)、添加剂(c)和分散介质(d)，

9、添加剂(c)的汉森溶解度参数的氢键项δh1为5.0～20.0mpa0.5。

10、[2].如所述[1]所述的含导电性聚合物的分散液，相对于共轭系导电性聚合物(a)和聚阴离子(b)的合计量每1质量份，添加剂(c)的含量为1～50质量份。

11、[3].如所述[1]或[2]所述的含导电性聚合物的分散液，还含有不溶解于分散介质(d)中的聚合物(e)，聚合物(e)不属于共轭系导电性聚合物(a)也不属于聚阴离子(b)。

12、[4].如所述[1]～[3]中任一项所述的含导电性聚合物的分散液，相对于共轭系导电性聚合物(a)、聚阴离子(b)和聚合物(e)的合计量每1质量份，添加剂(c)的含量为1～50质量份。

13、[5].如所述[1]～[4]中任一项所述的含导电性聚合物的分散液，添加剂(c)的δh1为7.0～18.0mpa0.5。

14、[6].如所述[1]～[5]中任一项所述的含导电性聚合物的分散液，添加剂(c)具有羟基，且对应于每1个羟基的分子量为80～200。

15、[7].如所述[1]～[6]中任一项所述的含导电性聚合物的分散液，添加剂(c)是由碳原子、氢原子和氧原子构成的化合物。

16、[8].如所述[1]～[7]中任一项所述的含导电性聚合物的分散液，将聚阴离子(b)的汉森溶解度参数的氢键项δ设为h2时，|δh1-δh2|≤6.5mpa0.5。

17、[9].如所述[1]～[8]中任一项所述的含导电性聚合物的分散液，将添加剂(c)的汉森溶解度参数的分散项设为δd1、极性项设为δp1、氢键项设为δh1，并且将聚阴离子(b)的汉森溶解度参数的分散项设为δd2、极性项设为δp2、氢键项设为δh2时，以ra＝{4×(δd1-δd2)2+(δp1－δp2)2+(δh1-δh2)2}0.5表示的汉森溶解度参数的三维空间中(δd1，δp1，δh1)和(δd2，δp2，δh2)的坐标间的距离ra为20.0mpa0.5以下。

18、[10].如所述[1]～[9]中任一项所述的含导电性聚合物的分散液，聚阴离子(b)是具有2个以上由磺酸或其盐形成的基团的聚合物。

19、[11].如所述[1]～[10]中任一项所述的含导电性聚合物的分散液，分散介质(d)的水含量为1～99质量％。

20、[12].如所述[1]～[10]中任一项所述的含导电性聚合物的分散液，共轭系导电性聚合物(a)是含有选自吡咯类、苯胺类和噻吩类中的1种以上化合物的单体的聚合物。

21、[13].如所述[12]所述的含导电性聚合物的分散液，所述噻吩类的化合物由下述式(1)表示，

22、

23、式(1)中，r1和r2分别独立地为氢原子、羟基、可以具有取代基的碳原子数为1～18的烷基、可以具有取代基的碳原子数为1～18的烷氧基、或者可以具有取代基的碳原子数为1～18的烷硫基；或者，r1和r2相互结合而形成可以具有取代基的碳原子数为3～10的脂环、可以具有取代基的碳原子数为6～10的芳香环、可以具有取代基的碳原子数为2～10的含氧原子的杂环、可以具有取代基的碳原子数为2～10的含硫原子的杂环、或者可以具有取代基的碳原子数为2～10的含硫原子和氧原子的杂环。

24、[14].一种固体电解电容器的制造方法，包含以下工序：使所述[1]～[13]中任一项所述的含导电性聚合物的分散液附着在表面具有电介质覆膜的由阀金属构成的多孔性阳极体上，然后除去分散介质(d)而形成固体电解质层。

25、[15].一种固体电解质层，在表面具有电介质覆膜的由阀金属构成的多孔性阳极体上具有固体电解质层，

26、所述固体电解质层含有共轭系导电性聚合物(a)、聚阴离子(b)和添加剂(c)，

27、添加剂(c)的汉森溶解度参数的氢键项δh1为5.0～20.0mpa0.5。

28、发明效果

29、根据本发明，能够提供用于得到esr低的固体电解电容器的含导电性聚合物的分散液及其制造方法。另外，根据本发明，能够得到esr低的固体电解电容器。