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公開番号2025050430
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-04
出願番号2023159225
出願日2023-09-22
発明の名称固体電解コンデンサ及び製造方法
出願人日本ケミコン株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H01G 9/028 20060101AFI20250327BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】高耐電圧及び高静電容量の固体電解コンデンサ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】固体電解コンデンサは、誘電体皮膜を有する陽極体と、陽極体と対向する陰極体と、陽極体と陰極体との間に介在する固体電解質層とを備える。固体電解質層は導電性高分子及びポリオールを含む。導電性高分子(A)とポリオール(B)の重量比率は、A:B=1:30～1:70の範囲内である。この固体電解コンデンサの製造方法は、誘電体皮膜を有する陽極体と前記陰極体の間に、導電性高分子粒子が分散した導電性高分子液を用いて固体電解質層を形成する工程を含む。導電性高分子液には導電性高分子及びポリオールを含める。導電性高分子液内において、導電性高分子(A)とポリオール(B)の重量比率はA:B=1:30～1:70の範囲内である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
誘電体皮膜を有する陽極体と、
前記陽極体と対向する陰極体と、
前記陽極体と前記陰極体との間に介在する固体電解質層と、
を備え、
前記固体電解質層は、導電性高分子及びポリオールを含み、
前記導電性高分子（Ａ）と前記ポリオール（Ｂ）の重量比率は、Ａ：Ｂ＝１：３０～１：７０の範囲内であること、
を特徴とする固体電解コンデンサ。
続きを表示（約 880 文字）【請求項２】
前記陽極体の誘電体皮膜は、３００Ｖ以上の耐電圧を有する化成皮膜であること、
を特徴とする請求項１記載の固体電解コンデンサ。
【請求項３】
前記陽極体の誘電体皮膜は、３３０ｎｍ以上の厚みを有すること、
を特徴とする請求項１記載の固体電解コンデンサ。
【請求項４】
前記ポリオールは、グリセリンであること、
を特徴とする請求項２又は３記載の固体電解コンデンサ。
【請求項５】
前記導電性高分子（Ａ）と前記グリセリン（Ｂ）の重量比率は、Ａ：Ｂ＝１：４０～１：７０の範囲内であること、
を特徴とする請求項４記載の固体電解コンデンサ。
【請求項６】
前記陽極体と前記陰極体との間に、前記固体電解質層を保持するセパレータが介在し、
前記セパレータは、フィブリル化セルロースであること、
を特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の固体電解コンデンサ。
【請求項７】
電解液は非含有であること、
を特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の固体電解コンデンサ。
【請求項８】
誘電体皮膜を有する陽極体と前記陰極体の間に、導電性高分子粒子が分散した導電性高分子液を用いて固体電解質層を形成する工程を含み、
前記導電性高分子液は、導電性高分子及びポリオールを含み、
前記導電性高分子（Ａ）と前記ポリオール（Ｂ）の重量比率は、Ａ：Ｂ＝１：３０～１：７０の範囲内であること、
を特徴とする固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項９】
前記陽極体の誘電体皮膜は、３００Ｖ以上の耐電圧を有する化成皮膜であること、
を特徴とする請求項８記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項１０】
前記陽極体の誘電体皮膜は、３３０ｎｍ以上の厚みを有すること、
を特徴とする請求項８記載の固体電解コンデンサの製造方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
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及び製造方法に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
コンデンサは各種用途で用いられる。例えばパワーエレクトロニクスの分野において、交流電源の電力をコンバータ回路で直流電力に変換し、この直流電力をインバータ回路にて所望の交流電力に変換する電源回路には、コンバータ回路から出力される直流の脈動を抑制して平滑化してからインバータ回路に入力するために、平滑コンデンサが設けられている。また、窒化ガリウム等の半導体スイッチング素子の安定動作やノイズ除去のために、デカップリングコンデンサが当該半導体スイッチング素子の近傍に設けられる。
【０００３】
近年の大電力化に伴い、コンデンサに対する高容量化の要求が強くなっている。電解コンデンサは、フィルムコンデンサよりも高容量化が容易であり、この高容量化の要求に応えやすい。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。
【０００４】
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、そのため大きな静電容量を有し、高容量化の要求に答えることができるものである。電解コンデンサのなかでも、固体電解質を用いた固体電解コンデンサが注目されている。固体電解コンデンサは、小型及び大容量であり、且つ固体電解質の高導電性により低等価直列抵抗である。
【０００５】
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。近年は、反応速度が緩やかで、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、またモノマー分子内にドーパントとして作用する部分構造を有し、高い導電性が発現する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１７－３８０１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
パワーエレクトロニクス等の分野によっては、高耐電圧のコンデンサが期待されている。例えば、電気自動車に搭載されるモータ駆動用のインバータには、３００Ｖ以上等の高耐電圧を有する平滑用途のキャパシタが必要とされる。電解液を用いた電解コンデンサは、電解液による誘電体皮膜の欠陥修復作用により大きな耐電圧を備えるが、高周波域のＥＳＲが高いため、要求を満たすことが難しい。
【０００８】
一方で、固体電解コンデンサは、電解液を用いた電解コンデンサと比べて、高周波域のＥＳＲを低下させることができる。しかしながら、陽極箔との密着性の観点や誘電体皮膜の欠陥修復作用の観点から高い耐電圧を満たし難い。しかも、コンデンサの耐電圧を高めるためには誘電体皮膜の厚みは増すことになる。そうすると、高耐電圧を指向する固体電解コンデンサは、固体電解コンデンサのメリットである静電容量も大きく低下させてしまう。
【０００９】
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、高耐電圧及び高静電容量の固体電解コンデンサ及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決すべく、本実施形態の固体電解コンデンサは、誘電体皮膜を有する陽極体と、前記陽極体と対向する陰極体と、前記陽極体と前記陰極体との間に介在する固体電解質層と、を備え、前記固体電解質層は、導電性高分子及びポリオールを含み、前記導電性高分子（Ａ）と前記ポリオール（Ｂ）の重量比率は、Ａ：Ｂ＝１：３０～１：７０の範囲内である。
（【００１１】以降は省略されています）

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