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公開番号2025041203
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-26
出願番号2023148353
出願日2023-09-13
発明の名称導電性高分子分散液の製造方法、及び固体電解コンデンサの製造方法
出願人日本ケミコン株式会社,国立大学法人山梨大学
代理人個人,個人,個人,個人
主分類C08G 61/12 20060101AFI20250318BHJP(有機高分子化合物;その製造または化学的加工;それに基づく組成物)
要約【課題】等価直列抵抗が低い固体電解コンデンサを製造するための導電性高分子分散液の製造方法、等価直列抵抗が低い固体電解コンデンサの製造方法、及び導電性高分子分散液の製造方法を提供する。
【解決手段】導電性高分子分散液の製造方法は、ポリスチレンスルホン酸が存在する液中で、2-エチル-3,4-エチレンジオキシチオフェンを重合させる重合工程を含む。この重合工程では、重合中の液温を0℃以上15℃以下にする。固体電解コンデンサは、この製造方法により得られた導電性高分子分散液を用いて、陽極体と陰極体との間に固体電解質層を形成することで製造される。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
ポリスチレンスルホン酸が存在する液中で、２－エチル－３，４－エチレンジオキシチオフェンを重合させる重合工程を含み、
前記重合工程では、重合中の液温が０℃以上１５℃以下であること、
を特徴とする導電性高分子分散液の製造方法。
続きを表示（約 290 文字）【請求項２】
前記重合工程では、重合中の液温が５℃以上１５℃以下であること、
を特徴とする請求項１記載の導電性高分子分散液の製造方法。
【請求項３】
前記重合工程を経て得られ、導電性高分子が分散した分散液を、ｐＨが３以上６以下に調整する調整工程を更に含むこと、
を特徴とする請求項１記載の導電性高分子分散液の製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかに記載の製造方法により得られた前記導電性高分子分散液を用いて、陽極体と陰極体との間に固体電解質層を形成すること、
を特徴とする固体電解コンデンサの製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体電解コンデンサの固体電解質を形成するための導電性高分子分散液の製造方法、及び固体電解コンデンサの製造方法に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
電解コンデンサは、タンタルあるいはアルミニウム等のような弁作用金属を陽極箔及び陰極箔として備えている。陽極箔は、弁作用金属を焼結体あるいはエッチング箔等の形状にすることで拡面化され、拡面化された表面に陽極酸化等の処理によって誘電体皮膜を有する。陽極箔と陰極箔との間には電解質が介在する。
【０００３】
電解コンデンサは、陽極箔の拡面化により比表面積を大きくすることができ、他種のコンデンサと比べて大きな静電容量を得やすいメリットがある。電解コンデンサは、電解液の形態で電解質を備えている。電解液は、陽極箔の誘電体皮膜との接触面積が増える。そのため、電解コンデンサの静電容量は更に大きくし易い。
【０００４】
近年では、導電性が電解液より高い固体電解質を電解質に用いた固体電解コンデンサも注目されている。固体電解コンデンサは、導電性が電解液より高い固体電解質を用いており、低等価直列抵抗（ＥＳＲ）を実現できる。固体電解質としては、二酸化マンガンや７，７，８，８－テトラシアノキノジメタン（ＴＣＮＱ）錯体が知られている。
【０００５】
また誘電体皮膜との密着性に優れたポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）等の、π共役二重結合を有するモノマーから誘導された導電性高分子が固体電解質として急速に普及している。導電性高分子は、ポリアニオン等の酸化合物がドーパントとして用いられ、高い導電性が発現する。そのため、固体電解コンデンサは、等価直列抵抗（ＥＳＲ）が低くなる利点を有する。
【０００６】
導電性高分子を含む固体電解質は、導電性高分子分散液を陽極体と陰極体との間に塗布又は含浸し、分散媒を乾燥させることで形成される。導電性高分子分散液は、導電性高分子の分散液であり、例えば水を分散媒として用い、導電性高分子を水中に分散させる。導電性高分子は、導電性高分子の単量体ユニットになるモノマー、ドーパント及び酸化剤を混合し、化学酸化重合により生成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２０１１－６０９８０号公報
特開２０１４－１５２３２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このような固体電解コンデンサは、例えば電力変換器の主要部品であり、電力変換器内では電圧平滑回路の部品として組み込まれている。近年、電力変換器は、パワー半導体としてＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）やＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等が適用されることが多くなっている。これらワイドバンドギャップ半導体を用いる電力変換器は、シリコンを用いた従前の電力変換器に比べて、オン抵抗が低く、スイッチング動作が高速で、電力損失の抑制による高効率化が図られる。
【０００９】
固体電解コンデンサは、電力変換器の小型化又は高効率化に密接に関連している。固体電解コンデンサは、等価直列抵抗（ＥＳＲ）の影響を受け、許容リプル電流が制限される。固体電解コンデンサを電力変換器の電圧平滑回路に用いる場合、多くの固体電解コンデンサを並列に接続してリプル電流に対応させている。従って、電力変換器の更なる小型化を進展させるためには、等価直列抵抗がより低い電解コンデンサが要望されることになる。
【００１０】
このような等価直列抵抗がより低い固体電解コンデンサは、電力変換器の分野に限らず要望されているものである。本発明は、上記課題を解決するために提案されたものであり、その目的は、等価直列抵抗が低い固体電解コンデンサの製造方法、及び導電性高分子分散液の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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