[发明专利]固体电解电容器

说明书

本发明提供一种混合型的固体电解电容器，其抑制制品特性的恶化，同时即便混入氯离子也抑制腐蚀反应。固体电解电容器包括：使阳极箔与阴极箔相向而成的电容器元件、以及形成于所述电容器元件内的电解质层。电解质层具有包含掺杂剂及共轭系高分子的固体电解质层、以及填充于形成有固体电解质层的所述电容器元件内的空隙部的电解液。电解质层以相对于能够有助于掺杂剂的掺杂反应的官能基1mol而摩尔比为6以下的比例包含阳离子成分，电解液包含环丁砜系溶剂。

技术领域

本发明涉及一种并用固体电解质与电解液的混合型(hybrid type)的固体电解电容器。

背景技术

利用钽或铝等阀作用金属的电解电容器通过将作为阳极侧相向电极的阀作用金属形成为烧结体或者蚀刻箔等形状来将电介质扩大化，而获得小型且大容量。特别是利用固体电解质来覆盖电介质氧化皮膜的固体电解电容器除了为小型、大容量、低等效串联电阻外，也具有容易芯片化、适于表面安装等特质，对于电子设备的小型化、高功能化、低成本化而言不可或缺。

作为固体电解质，已知有二氧化锰及7,7,8,8-四氰基醌二甲烷(7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane，TCNQ)络合物。近年来，由与电介质氧化皮膜的密接性优异的聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(poly(3,4-ethylenedioxythiophene)，PEDOT)等、具有π共轭双键的单体所衍生的导电性高分子作为固体电解质迅速普及。导电性高分子中，在化学氧化聚合或电解氧化聚合时，将有机磺酸等聚阴离子用作掺杂剂，表现出高导电性。

但是，与使电容器元件中含浸电解液、不具有固体电解质层的液体型的电解电容器相比，固体电解电容器对电介质氧化皮膜的缺陷部的修复作用不足。因此，所谓的混合型的固体电解电容器受到瞩目，其在使阳极箔与阴极箔相向的电容器元件中形成固体电解质层，并且在电容器元件的空隙含浸电解液(例如参照专利文献1)。

[现有技术文献]

[专利文献]

专利文献1：日本专利特开2006-114540号公报

发明内容

[发明所要解决的问题]

混合型的固体电解电容器中有时会混入氯离子等卤素离子。氯离子具有电介质氧化皮膜的溶解作用。因此，若卤素离子产生的溶解作用超出电解液对电介质氧化皮膜的缺陷部修复作用，则电介质氧化皮膜会腐蚀劣化。虽然采取尽可能降低电极箔或隔板(separator)、封口体等材料特有的氯离子含量或防止制造步骤中混入氯离子等对策，但难以使固体电解电容器中的氯离子量为零。

发明者等人获得如下见解：若提高电解液的水分率，则抑制由氯离子引起的电介质氧化皮膜的溶解作用。另外，获得如下见解：若使用γ-丁内酯作为溶剂，则抑制由氯离子引起的电介质氧化皮膜的溶解作用。进而，获得如下见解：若增加电解质的溶质量，则抑制电介质氧化皮膜的溶解作用。

但是，若在固体电解电容器中提高水分率，则有固体电解质层的劣化容易进行、电极箔与固体电解质层的密接性恶化而使等效串联电阻(equivalent series resistance，ESR)上升之虞。另外在溶剂使用乙二醇的情况下，通过导电性高分子的高阶结构的变化及聚合物链的晶体结构再取向，导电性高分子的导电度提升，但γ-丁内酯无法获得此种效果。因此，若使用γ-丁内酯作为溶剂，则相较于使用乙二醇的情况，静电电容的特性劣化变得显著。

另外，发明者等人获得如下见解：电解质中，特别是若增加阳离子成分，则在对固体电解电容器施加热应力后，ESR会急剧上升。因此，发明者等人提出减少阳离子成分的量，但另一方面，若减少阳离子成分的量，则容易产生由氯离子引起的电介质氧化皮膜的溶解作用。另外，若降低溶质量，则在低温环境下电解液容易凝固，静电电容的特性劣化变得显著。

如上所述，考量热应力负荷后的ESR以及高温环境下及低温环境下的静电电容，同时即便混入氯离子也能够抑制腐蚀反应的固体电解电容器一直未提出。