[发明专利]导电聚合物悬浮液及其制备方法，导电聚合物材料，电解电容器，以及固体电解电容器及其制备方法

说明书

技术领域

本发明的一个示例性方面涉及导电聚合物悬浮液及其制备方法，导电聚合物材料，电解电容器，以及固体电解电容器及其制备方法。 

背景技术

导电有机材料被用于电容器的电极，太阳能电池如染化敏化的太阳能电池和有机薄膜太阳能电池的电极以及电致发光显示器的电极等。作为这样的导电有机材料，通过聚合吡咯，噻吩，3，4-亚乙二氧基噻吩(ethylenedioxythiophene)，苯胺等得到的那些导电聚合物是已知的。 

这样的导电聚合物通常以分散液(悬浮液)或在水性溶剂中的溶液或在有机溶剂中的溶液的形式提供；这样的分散液和溶液通过在使用时除去溶剂而被用作导电聚合物材料。但是，即使在多种导电聚合物的类型相同时，得到的导电聚合物材料的物理性质也根据分散液的状态而相互不同；因此迄今以各种方式研究了制备这样的分散液的方法。 

JP 07-90060A公开了一种聚噻吩的溶液(分散液)及用于制备该溶液的方法，以及将该溶液(分散液)应用于塑料模制品的抗静电处理的技术。聚噻吩的分散液包括：作为分散液介质的水或由水混溶性有机溶剂和水组成的混合物，由3，4-二烷氧基噻吩结构单元和衍生自分子量落在2,000至500,000范围内的聚苯乙烯磺酸的聚阴离子形成的聚噻吩。在分子量落在2,000至500,000范围内的聚苯乙烯磺酸的聚阴离子存在下，通过化学氧化聚合得到聚噻吩。描述了以此方式可以形成透明抗静电膜。 

JP 2004-59666A公开了聚(3，4-二烷氧基噻吩)和聚阴离子之间的配合物的水分散液及用于制备该水分散液的方法，以及涉及含有该水分散液的涂料组合物和具有通过涂覆该组合物形成的透明导电膜的涂布基底的技术。水分散液是通过在如下条件下在水性溶剂中聚合3，4-二烷氧基噻吩而 得到的：通过使用过氧二硫酸作为氧化剂，在聚阴离子存在下。备选地，水分散液是通过在如下条件下在水性溶剂中化学氧化聚合3，4-二烷氧基噻吩而得到的：通过使用氧化剂，在聚阴离子存在下，在反应溶液的通过加入选自由水溶性的无机酸和有机酸组成的组的酸而降低的pH下。还描述了以此方式可以形成透明性优异的导电薄膜。 

发明内容

但是，采用在用作掺杂剂的聚阴离子存在下以一个阶段进行3，4-二烷氧基噻吩的化学氧化聚合的方法，如在JP 07-90060A和JP 2004-59666A中所述的方法中的情况，难以控制掺杂率，从而导致未掺杂的聚阴离子的过多存在，即对导电率没有贡献的聚阴离子的过多存在。因此，作为用于获得具有更高导电率的导电聚合物材料的制备方法，JP 07-90060A和JP2004-59666A中所述的方法远不是令人满意的方法。 

由JP 07-90060A中所述的方法得到的导电聚合物膜具有作为抗静电材料足够的导电率，但是很难达到充分满足降低ESR要求的导电率，例如在将其用作电容器中的固体电解质时。换言之，抗静电膜的表面电阻率通常被归类到落入10⁵至10¹⁴Ω/□的范围内；当导电率太高时，存在发生强烈的静电放电的可能性，因此应当理解抗静电膜不具有高到迅速消散带电物体的静电荷的导电率。因此，可以用作抗静电膜的材料作为电容器中使用的固体电解质具有高的电阻，因此不能满足低电阻的要求。另外，包括含有过量聚阴离子的固体电解质的电容器具有可靠性差的缺点，特别在高湿度气氛中的性能差。 

本发明的一个示例性方面的目的在于解决上述问题，具体地，提供一种用于提供具有高导电率的导电聚合物材料的导电聚合物悬浮液及其制备方法，特别是提供一种具有低ESR的固体电解电容器及其制备方法。 

根据本发明的一个示例性方面的用于制备导电聚合物悬浮液的方法包括： 

(a)在含有由聚磺酸或其盐组成的掺杂剂的溶剂中，通过使用氧化剂(O1)使形成导电聚合物的单体(M1)化学氧化聚合，以合成导电聚合物(P1)； 

(b)纯化所述导电聚合物(P1)；和 

(c)将纯化的导电聚合物(P1)与另一种氧化剂(O2)在含有多酸组分的水性溶剂中混合，得到导电聚合物悬浮液。 

根据本发明的一个示例性方面的导电聚合物悬浮液是由上述方法得到的。根据本发明的一个示例性方面的导电聚合物材料是通过从上述导电聚合物悬浮液除去所述溶剂得到的。 

根据本发明的一个示例性方面的电解电容器包含上述导电聚合物悬浮液作为电解质。根据本发明的一个示例性方面的固体电解电容器包含固体电解质层，所述固体电解质层包括上述导电聚合物材料。