台湾专利TW201302887A 電解質材料調配物、由此形成之電解質材料組合物及其用途

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本發明提供一種電解質材料調配物，其包含：(a1) 導電化合物；(b1) 氧化劑；及(c1) 可聚合化合物。本發明亦提供一種由該電解質材料調配物經聚合反應形成之電解質材料組合物，其可應用於固態電容，相較於傳統液態電解電容，本發明所提供之固態電容具有壽命長、耐高電壓及高電容量及不會發生容爆等特性，特別適用於高溫、高頻需求的電子產品。
公开号:TW201302887A
申请号:TW100124390
申请日:2011-07-08
公开日:2013-01-16
发明作者:Shinn-Horng Chen；Chieh-Fu Lin
申请人:Eternal Chemical Co Ltd；Gemmy Electronic Co Ltd；
IPC主号:C08L101-00

专利说明:
電解質材料調配物、由此形成之電解質材料組合物及其用途
本發明係關於一種電解質材料調配物，及由該電解質材料調配物所形成的電解質材料組合物，及利用該電解質材料組合物之固態電容。
電容器為一廣泛使用於各類電子產品中的電子元件，隨著科技的發展，電子產品的趨向小型化、輕量化的發展，對其中使用的電容器，提出小型化、大容量、在高頻使用下低阻抗等特性要求。
電容器依電解質型態可分為傳統之液態電容及新開發之固態電容。早期鋁質液態電容之電解質以液態電解液做為電荷傳導之物質。液態電解液主要成份包含高沸點醇類、離子液體、硼酸、磷酸、有機羧酸、銨鹽、高極性有機溶劑及少量的水。上述成份除作為電荷傳導之物質外，亦有修補鋁箔上介電層氧化鋁的功能。若氧化鋁介電層有缺陷導致內層鋁金屬裸露，該電解液在電容充放電的過程中，可與裸露之鋁金屬反應產生氧化鋁，達到修補的功能。然而，傳統的鋁液態電容，雖以較低的成本滿足大容量的需求，但由於使用的電解液為液體，因而存在著導電率較低、不耐高溫等缺點；且在產生氧化鋁的過程中亦會產生氫氣，若累積在電容中的氫氣過多，易導致電容爆裂，損壞電子產品。雖然液態電解液可添加吸氫劑來降低容爆之可能性，但其並沒有自根本解決問題。
有鑑於此，便有新一代之固態電容產生，直接將電解質由液態電解質換成固態電解質。固態電解質由導電高分子所組成，該高分子具有導電性是因為氧化劑之陰離子作為摻雜劑(dopant)混入高分子結構中而形成電洞之故。由於導電高分子較傳統電解質電容器所用的液態電解液或是固態有機半導體錯鹽，如四氰基苯醌二甲烷(tetracyanoquinodimethane,TCNQ)複合鹽及無機半導體MnO₂，有更高的導電度，且具有適度的高溫絕緣化特性，因此導電高分子成為現今電解電容器所使用之固態電解質的開發潮流。
固態電容的特色除使用壽命加長，比一般電容擁有高達6倍的使用壽命外，穩定性增高，電容量不易受使用時周圍溫度和溼度的影響，另外，低ESR、低容變率、優良的頻率響應(耐高頻)、耐高溫且耐高電流，杜絕所有漏液及爆漿問題。傳統液態電容雖有高容量，卻因高ESR而使其應用受限。
Jesse S. Shaffer等人於美國專利第4,609,971號首次揭露了將導電性高分子應用於電解電容器之電解質。其方法是將電容器之陽極鋁箔含浸於由導電高分子聚苯胺(polyaniline)粉末及摻雜劑LiClO₄所組成的混合溶液，隨後將鋁箔上的溶劑驅除。由於聚苯胺分子體積太大，不易滲入陽極箔之微孔中，因此，此法所得電容器之含浸率差、阻抗高。其後，為了使高分子更易滲入陽極箔之微孔中，Gerhard Hellwig等人於美國專利第4,803,596號揭露以化學氧化聚合法將導電性高分子作為電容器之電解質。其方法是將電容器陽極箔分別含浸導電性高分子單體及氧化劑溶液後，於適當條件下使導電性高分子單體聚合，藉由反覆多次含浸以累積足夠的導電性高分子電解質之厚度。之後，德國Bayer公司的Friedrich Jonas等人於美國專利第4,910,645首度揭露使用單體3,4-乙烯二氧噻吩(3,4-ethylenedioxythiophene,EDOT)搭配氧化劑對甲苯磺酸鐵(iron(III) p-toluenesulphonate)成功製作以聚3,4-乙烯二氧噻吩(poly-3,4-ethylenedioxythiophene,PEDOT)為電解質的鋁固態電容。導電高分子PEDOT具有耐熱性佳、導電度高、電荷傳導速度快、無毒、壽命長及應用於電容不會發生容爆等優點。目前幾乎所有的固態電容製造商皆是用以上二種材料生產鋁或鉭固態電容，然，將電容素子(capacitor element)含浸在含有單體EDOT和對甲苯磺酸鐵的混合溶液中，在鋁箔表面或孔隙中所聚合成的PEDOT多為粉體結構，此粉體結構不但本身物理性質較差且不易黏著於鋁箔表面或孔隙，易於脫落，因此不易在鋁箔表面或孔隙上形成完整的PEDOT高分子結構，故應用在16 V以上的固態電容穩定性差，導致在16 V以上的固態電容的製程無法使用或製程良率低。再者，導電高分子PEDOT形成的粉體狀結構不易黏著於鋁箔孔隙，有易脫落之問題，故其可耐受之工作電壓有限。
日本專利2010129651揭示，將電容素子直接含浸在含有聚合物PEDOT之高分子溶液中，可在鋁箔表面或孔隙形成完整的PEDOT高分子結構，故此固態電容可應用在50V電壓的工作環境，然而，聚合物PEDOT材料比單體EDOT成本高、保存不易，而且其製程比起傳統製程時間長而不易控制。
據上，若能開發耐更高電壓、具有較佳穩定度而成本較低之固態電容，對於有耐高溫、高頻需求的3C產品，則其有機會取代液態電容。
所以本發明之主要目的為提供一種電解質材料調配物，其包含：
(a1)　導電化合物(conductive compound)；
(b1)　氧化劑(oxidant)；及
(c1)　可聚合化合物(curable compound)。
本發明之又一目的為提供一種由本發明電解質材料調配物經聚合反應而形成之電解質材料組合物，其可應用於固態電容。
本發明之再一目的為提供一種固態電容，其包含：陽極；介電層，其形成於該陽極上；陰極；及固態電解質，其位於該介電層與該陰極之間，其中該固態電解質係包含上述根據本發明之電解質材料組合物。
由本發明之電解質材料調配物所製成的固態電容，容易施工，成本較低，製程穩定性佳，且具有耐高電壓，高電容量和低阻抗等特性。
本發明之一種電解質材料調配物，其包含：(a1)導電化合物；(b1)氧化劑；及(c1)可聚合化合物。
本發明所使用之導電化合物一般係為單體或寡聚體或其之組合，可用於本發明中的導電化合物為相關技術領域中所已知，舉例言之，可選自由吡咯(pyrrole)、噻吩(thiophene)、苯胺(aniline)及苯硫醚(phenylene sulfide)及其衍生物所組成之群組。
本發明所使用之氧化劑，可與前述導電化合物形成導電高分子。可用於本發明中之氧化劑為相關技術領域中所已知者，舉例言之，可選自由鹼金屬過硫酸鹽、銨鹽、有機酸之三價鐵鹽類及含有機基團之無機酸所組成之群組。根據本發明之具體實施例，該氧化劑可選自由對甲苯磺酸鐵、硫酸銨鹽、過硫酸銨鹽、草酸銨鹽及過氯酸銨鹽及其混合物所構成群組，較佳為對甲苯磺酸鐵。
本發明之電解質材料調配物中之可聚合化合物，一般係為單體或寡聚體或其之組合，上述可聚合化合物之分子量較佳介於40至1,000,000之間。
本發明之電解質材料調配物，其中以100重量份組分(a1)計，所述組分(b1)之含量為1-10000重量份，且組分(c1)之含量為0.1-10000重量份。較佳為，以100重量份組分(a1)計，所述組分(b1)之含量為10-2000重量份，且組分(c1)之含量為1-3000重量份。
本發明之電解質材料調配物中所使用之可聚合化合物，可為含環氧基可聚合化合物、含乙烯基不飽和基可聚合化合物、含丙烯酸酯不飽和基可聚合化合物或其混合物，較佳地，可聚合化合物選自由下列所組成之群組之單元：
，其中n為大於或等於3的整數，m為大於或等於2的整數，且G為有機基團、無機基團或其混合。
根據本發明之一具體實施例，該可聚合化合物選自由下列所組成之群組：

本發明之電解質材料調配物可視需要包含固化劑，舉例言之，使用含環氧基之可聚合化合物時，添加固化劑，經交鏈固化後，則可形成三度空間之網狀結構。可用於本發明中之固化劑為相關技術領域中所已知者，舉例言之，可為胺類或酸酐類，例如：
本發明之固化劑之用量，相較於可固化組成之重量比值為0至2，較佳為0至1.5。
為加速固化反應，本發明之電解質材料調配物可進一步包含催化劑，可用於本發明中之催化劑為相關技術領域中所已知者，舉例言之，可為三級胺類、偶氮化物或苯醯類，例如：
本發明之催化劑之用量，相較於可固化組成之重量比值為0.001至1，較佳為0.005至0.5，最佳為0.01至0.25。
本發明亦提供一種由上述電解質材料調配物經聚合反應後所形成之電解質材料組合物，其包含：
(A)　第一聚合物，係由包含導電化合物和氧化劑之聚合單元聚合而成；及
(B)　第二聚合物，係由包含可聚合化合物之聚合單元聚合而成。
傳統固態電解質所使用的導電高分子，因為形成的粉體狀結構不易黏著於陽極箔表面或孔隙，有易脫落之問題，因此不易形成完整的導電高分子結構，穩定性差，製成良率低。本發明之電解質材料組合物包含第一聚合物和第二聚合物，第一聚合物和第二聚合物彼此之間並不會產生反應，上述第一聚合物作為導電高分子(conductive polymer)，具有耐熱性佳、導電度高、電荷傳導速度快、無毒、壽命長及應用於電容不會發生容爆等特性。上述第二聚合物作為可聚合材料(polymerizable material)，為使聚合時增加分子與分子間之交聯度，使第二聚合物易於固化，視需要，第二聚合物係由包含可聚合化合物和固化劑之聚合單元聚合而成。第二聚合物的網狀結構，會形成一薄膜，幫助提升第一聚合物的穩定性，且使第一聚合物可貼附於電容元件上而不易脫落，因此，可應用於高電壓(16 V電壓以上)的工作環境，較佳為50 V以上；且從電容長效性測試可以發現電容變化量極少，所以由本發明之電解質材料組合物所製成的固態電容具有長效性。
本發明之電解質材料調配物在電容器中進行聚合反應，此製程屬於原位反應(in situ reaction)，而原位製程可分為一液法、兩液法或多液法，例如，可將包含本發明電解質材料調配物，調配成單一溶液形式；或調配成包含第一溶液與第二溶液之兩溶液形式，其中第一溶液包含電解質材料調配物之(a1)導電化合物和(c1)可聚合化合物，第二溶液包含電解質材料調配物之(b1)氧化劑，或調配成包含第一溶液、第二溶液和第三溶液之多溶液形式，其中第一溶液包含電解質材料調配物之(a1)導電化合物，第二溶液包含電解質材料調配物之(b1)氧化劑，第三溶液包含電解質材料調配物之(c1)可聚合化合物，無論是一液法、兩液法或多液法，皆可視需要添加固化劑和催化劑，固化劑和催化劑之定義係如前所述。為調整溶液的黏度，也可進一步包含一溶劑。可用於本發明中之溶劑原則上並無任何特別的限制，例如可選自以下群組：水、醇類、苯類及其組合；較佳可選自以下群組：甲醇、乙醇、丙醇、正丁醇、第三丁醇、水及其組合。
本發明另提供一種固態電容，其包含：陽極；介電層，其形成於該陽極上；陰極；及固態電解質，其位於該介電層與該陰極之間，其中該固態電解質係包含上述之電解質材料組合物。上述固態電容，可為鋁固態電容、鉭固態電容或鈮固態電容。具體言之，固態電容主體部份係由一個經過蝕刻的導電金屬箔作為陽極箔，陽極箔表面並經過陽極氧化處理，該陽極箔且引出導線而為陽極，一個金屬箔作為陰極箔所製成，該陰極箔並引出導線而成為陰極；由氧化物或其類似物所構成之介電層係形成於陽極箔上之表面上，並介於陽極箔與陰極箔之間，上述陽極箔、陰極箔可由鋁、鉭、鈮、鋁氧化物、鉭氧化物、鈮氧化物、鋁表面鍍鈦或鋁表面鍍碳所組成，將上述陽極膜、陰極膜捲繞成圓筒狀後，含浸(immerse)於調配成溶液形式之電解質材料調配物中，經固化處理(例如熱聚合)後，以於固態電容之介電層與陰極箔之間形成固態電解質。
電容元件在內部形成固態電解質後，便可利用已知技術及材料，形成固態電容。例如，該電容元件可裝於具有底部之盒體，而留有讓導線露出之開口之密封元件可置於盒體頂部，密封後便可形成固態電容。由本發明之電解質材料調配物所製成的固態電容容易施工，成本低廉，且具有耐高電壓(50 V以上)，高電容量(capacitance)和低阻抗(小於20 mΩ)等特性。
以下將藉由圖1說明根據本發明之一實施例之電解質材料組合物及固態電容之製造方法。
圖1顯示根據本發明之一實施例之電容元件。如圖1所示，一陽極箔1及一陰極箔3與插入兩者之間之隔離組件5a及5b一起捲繞以產生電容元件9。導線7a與7b係作為陰極箔3及陽極箔1與外部線路連接之端子。
連接於陰極箔及陽極箔之導線數量並無特別限制，只要確認陰極箔及陽極箔皆有導線連接即可。陰極箔及陽極箔之數量亦無特別限制，舉例而言，陰極箔可與陽極箔一樣多，或者較多。由氧化物或其類似物所構成之介電層(圖未顯示)係形成於陽極箔上之表面上，並介於陽極箔與陰極箔之間。陽極箔1、陰極箔3、隔離組件5a及5b及導線7a與7b皆可利用已知之材料，藉由已知之技術製成。
接著，藉由將上述之電容元件含浸(immerse)於調配成溶液形式之電解質材料調配物中，以於固態電容之介電層與陰極箔之間形成固態電解質。
在形成固態電解質之方法中，首先如前述，電解質材料調配物可以調配成包含一或多個溶液之形式。若電解質材料調配物調配成單一溶液形式，則將電容元件9直接含浸於該電解質材料調配物溶液中；若電解質材料調配物調配成如前述之兩溶液形式，可先將電容元件9含浸於第一溶液後再含浸於含第二溶液，或是先將電容元件9含浸於第二溶液後再含浸於第一溶液，之後在溫度25℃至260℃之環境下，經過一段時間，例如1至12小時，較佳1至5小時。在此過程中，導電化合物會先與氧化劑反應以形成導電高分子。較佳地，其溫度係85至160℃。
接續，該可聚合化合物經固化處理(例如熱處理)形成可聚合材料，視需要可在熱處理過程中添加固化劑或催化劑或其混合。
藉此，便可形成包含導電高分子及可聚合材料之電解質材料組合物於陽極箔之介電層與陰極箔之間。
本發明之電解質材料調配物，經加熱處理後，形成包含導電高分子和可聚合材料的電解質材料組合物。上述可聚合材料，可增進導電高分子本身結構上的穩定性，防止因漏電電流擊穿陽極，而產生固態電容短路的現象，所以具有提高固態電容之耐電壓效果；而且可幫助導電高分子之附著性，使其可在金屬箔之電極表面或孔隙中形成完整的導電高分子結構，可以耐更高的電壓，並具有更高電容量。
茲以下列具體實施態樣以進一步例示說明本發明實例實例1
如圖1所示，電容元件9含浸於由30克3,4-乙烯二氧噻吩、100克含40%對甲苯磺酸鐵之乙醇溶液、20克可聚合化合物、20克固化劑及2克催化劑混合而成的電解質材料調配物中5分鐘，之後將該電容元件自該電解質材料調配物中取出，在25℃至260℃之間加熱聚合，藉以形成包含導電高分子及可聚合材料之混合物之固態電解質。
將具有上述固態電解質之電容器元件，置於具有底部之盒體，並以由彈性物質組成之密封元件密封該盒體，並露出導線，藉此，便可形成固態電容。
經上述過程製得之固態電容之電性數據如下表1。實例2
如圖1所示，電容元件9先含浸於由30克3,4-乙烯二氧噻吩、15克可聚合化合物、20克固化劑及2克催化劑混合而成的第一溶液中5分鐘、再含浸於100克含45%對甲苯磺酸鐵之正丁醇溶液的第二溶液中5分鐘，之後將該電容元件自該電解質材料調配物中取出，在25℃至260℃之間加熱聚合，藉以形成包含導電高分子及可聚合材料之混合物之固態電解質。
將具有上述固態電解質之電容器元件，置於具有底部之盒體，並以由彈性物質組成之密封元件密封該盒體，並露出導線，藉此，便可形成固態電容。
經上述過程製得之固態電容之電性數據如下表1。實例3
如圖1所示，電容元件9先含浸於100克含50%對甲苯磺酸鐵之第三丁醇溶液的第二溶液中5分鐘，再含浸於由30克3,4-乙烯二氧噻吩、15克可聚合化合物15克固化劑及2克催化劑混合而成的第一溶液中5分鐘，之後將該電容元件自該電解質材料調配物中取出，在25℃至260℃之間加熱聚合，藉以形成包含導電高分子及可聚合材料之混合物之固態電解質。
將具有上述固態電解質之電容器元件，置於具有底部之盒體，並以由彈性物質組成之密封元件密封該盒體，並露出導線，藉此，便可形成固態電容。
經上述過程製得之固態電容之電性數據如下表1。實例4
如圖1所示，電容元件9先含浸於含30克3,4-乙烯二氧噻吩的第一溶液中5分鐘、再含浸於由100克含50%對甲苯磺酸鐵之第三丁醇溶液、20克可聚合化合物及20克固化劑及2克催化劑混合而成的第二溶液中5分鐘，之後將該電容元件自該電解質材料調配物中取出，在25℃至260℃之間加熱聚合，藉以形成包含導電高分子及可聚合材料之混合物之固態電解質。
將具有上述固態電解質之電容器元件，置於具有底部之盒體，並以由彈性物質組成之密封元件密封該盒體，並露出導線，藉此，便可形成固態電容。
經上述過程製得之固態電容之電性數據如下表1。實例5
如圖1所示，電容元件9先含浸於由100克含55%對甲苯磺酸鐵之乙醇溶液、20克可聚合化合物、20克固化劑及2克催化劑混合而成的第二溶液中5分鐘，再含浸於含30克3,4-乙烯二氧噻吩的第一溶液中5分鐘，之後將該電容元件自該電解質材料調配物中取出，在25℃至260℃之間加熱聚合，藉以形成包含導電高分子及可聚合材料之混合物之固態電解質。
將具有上述固態電解質之電容器元件，置於具有底部之盒體，並以由彈性物質組成之密封元件密封該盒體，並露出導線，藉此，便可形成固態電容。
經上述過程製得之固態電容之電性數據如下表1。實例6
如圖1所示，電容元件9含浸於由40克吡咯、120克含40%對甲苯磺酸鐵之丙醇溶液、50克可聚合化合物、50克固化劑及5克催化劑混合而成的電解質材料調配物中5分鐘，之後將該電容元件自該電解質材料調配物中取出，在25℃至260℃之間加熱聚合，藉以形成包含導電高分子及可聚合材料之混合物之固態電解質。
將具有上述固態電解質之電容器元件，置於具有底部之盒體，並以由彈性物質組成之密封元件密封該盒體，並露出導線，藉此，便可形成固態電容。
經上述過程製得之固態電容之電性數據如下表1。實例7
如圖1所示，電容元件9含浸於由40克苯胺、120克含40%對甲苯磺酸鐵之乙醇溶液、40克可聚合化合物、40克固化劑及5克催化劑混合而成的電解質材料調配物中5分鐘，之後將該電容元件自該電解質材料調配物中取出，在25℃至260℃之間加熱聚合，藉以形成包含導電高分子及可聚合材料之聚合物之混合物之固態電解質。
將具有上述固態電解質之電容器元件，置於具有底部之盒體，並以由彈性物質組成之密封元件密封該盒體，並露出導線，藉此，便可形成固態電容。
經上述過程製得之固態電容之電性數據如下表1。實例8
如圖1所示，電容元件9含浸於由30克3,4-乙烯二氧噻吩、100克含40%對甲苯磺酸鐵之第三丁醇溶液、20克可聚合化合物及20克固化劑混合而成的電解質材料調配物中5分鐘，之後將該電容元件自該電解質材料調配物中取出，在25℃至260℃之間加熱聚合，藉以形成包含導電高分子及可聚合材料之混合物之固態電解質。
將具有上述固態電解質之電容器元件，置於具有底部之盒體，並以由彈性物質組成之密封元件密封該盒體，並露出導線，藉此，便可形成固態電容。
經上述過程製得之固態電容之電性數據如下表1。實例9
如圖1所示，電容元件9先含浸於由經乙醇稀釋之30克95%3,4-乙烯二氧噻吩、15克可聚合化合物及15克固化劑及2克催化劑混合而成的第一溶液中5分鐘、再含浸於100克含45%對甲苯磺酸鐵之正丁醇溶液的第二溶液中5分鐘，之後將該電容元件自該電解質材料調配物中取出，在25℃至260℃之間加熱聚合，藉以形成包含導電高分子及可聚合材料之混合物之固態電解質。
將具有上述固態電解質之電容器元件，置於具有底部之盒體，並以由彈性物質組成之密封元件密封該盒體，並露出導線，藉此，便可形成固態電容。
經上述過程製得之固態電容之電性數據如下表1 實例10
如圖1所示，電容元件9含浸於由30克3,4-乙烯二氧噻吩、150克含40%對甲苯磺酸鐵之第三丁醇溶液及20克可聚合化合物混合而成的電解質材料調配物中5分鐘，之後將該電容元件自該電解質材料調配物中取出，在25℃至260℃之間加熱聚合，藉以形成包含導電高分子及可聚合材料之混合物之固態電解質。
將具有上述固態電解質之電容器元件，置於具有底部之盒體，並以由彈性物質組成之密封元件密封該盒體，並露出導線，藉此，便可形成固態電容。
經上述過程製得之固態電容之電性數據如下表1。實例11
以與製備實例1之固態電解質電容器實質上相同之方法，製備實例11之固態電解質電容器，惟，可聚合化合物為，電性數據如下表1。實例12
以與製備實例1之固態電容實質上相同之方法，製備實例12之固態電容，惟，可聚合化合物為，電性數據如下表1。實例13
以與製備實例1之固態電容實質上相同之方法，製備實例13之固態電容，惟，可聚合化合物為，電性數據如下表1。實例14
以與製備實例1之固態電容實質上相同之方法，製備實例14之固態電容，惟，可聚合化合物為電性數據如下表1。實例15
如圖1所示，電容元件9先含浸於由30克3,4-乙烯二氧噻吩、100克含40%對甲苯磺酸鐵之第三丁醇溶液、30克可聚合化合物及3克催化劑混合而成的電解質材料調配物中5分鐘，之後將該電容元件自該電解質材料調配物中取出，在25℃至260℃之間加熱聚合，藉以形成包含導電高分子及可聚合材料之混合物之固態電解質。
將具有上述固態電解質之電容器元件，置於具有底部之盒體，並以由彈性物質組成之密封元件密封該盒體，並露出導線，藉此，便可形成固態電容。
經上述過程製得之固態電容之電性數據如下表1。實例16
如圖1所示，電容元件9先含浸於由30克3,4-乙烯二氧噻吩、30克可聚合化合物及3克催化劑混合而成的第一溶液中5分鐘、再含浸於100克含50%對甲苯磺酸鐵之第三丁醇溶液的第二溶液中5分鐘，之後將該電容元件自該電解質材料調配物中取出，在25℃至260℃之間加熱聚合，藉以形成包含導電高分子及可聚合材料之混合物之固態電解質。
將具有上述固態電解質之電容器元件，置於具有底部之盒體，並以由彈性物質組成之密封元件密封該盒體，並露出導線，藉此，便可形成固態電容。
經上述過程製得之固態電容之電性數據如下表1。實例17
如圖1所示，電容元件9先含浸於100克含40%對甲苯磺酸鐵之第三丁醇溶液的第二溶液中5分鐘，再含浸於由30克3,4-乙烯二氧噻吩、30克可聚合化合物混合而成的第一溶液中5分鐘，之後將該電容元件自該電解質材料調配物中取出，在25℃至260℃之間加熱聚合，藉以形成包含導電高分子及可聚合材料之混合物之固態電解質。
將具有上述固態電解質之電容器元件，置於具有底部之盒體，並以由彈性物質組成之密封元件密封該盒體，並露出導線，藉此，便可形成固態電容。
經上述過程製得之固態電容之電性數據如下表1。實例18
如圖1所示，電容元件9先含浸於含30克3,4-乙烯二氧噻吩的第一溶液中5分鐘、再含浸於由100克含40%對甲苯磺酸鐵之第三丁醇溶液、25克可聚合化合物及3克催化劑混合而成的第二溶液中5分鐘，之後將該電容元件自該電解質材料調配物中取出，在25℃至260℃之間加熱聚合，藉以形成包含導電高分子及可聚合材料之混合物之固態電解質。
將具有上述固態電解質之電容器元件，置於具有底部之盒體，並以由彈性物質組成之密封元件密封該盒體，並露出導線，藉此，便可形成固態電容。
經上述過程製得之固態電容之電性數據如下表1。實例19
如圖1所示，電容元件9先含浸於由100克含40%對甲苯磺酸鐵之第三丁醇溶液及30克可聚合化合物混合而成的第二溶液中5分鐘，再含浸於含30克3,4-乙烯二氧噻吩的第一溶液中5分鐘，之後將該電容元件自該電解質材料調配物中取出，在25℃至260℃之間加熱聚合，藉以形成包含導電高分子及可聚合材料之混合物之固態電解質。
將具有上述固態電解質之電容器元件，置於具有底部之盒體，並以由彈性物質組成之密封元件密封該盒體，並露出導線，藉此，便可形成固態電容。
經上述過程製得之固態電容之電性數據如下表1。實例20
如圖1所示，電容元件9含浸於由50克吡咯、150克含40%對甲苯磺酸鐵之第三丁醇溶液、30克可聚合化合物及3克催化劑混合而成的電解質材料調配物中5分鐘，之後將該電容元件自該電解質材料調配物中取出，在25℃至260℃之間加熱聚合，藉以形成包含導電高分子及可聚合材料之混合物之固態電解質。
將具有上述固態電解質之電容器元件，置於具有底部之盒體，並以由彈性物質組成之密封元件密封該盒體，並露出導線，藉此，便可形成固態電容。
經上述過程製得之固態電容之電性數據如下表1。實例21
如圖1所示，電容元件9含浸於由50克苯胺、150克含40%對甲苯磺酸鐵之第三丁醇溶液、30克可聚合化合物及3克催化劑混合而成的電解質材料調配物中5分鐘，之後將該電容元件自該電解質材料調配物中取出，在25℃至260℃之間加熱聚合，藉以形成包含導電高分子及可聚合材料之混合物之固態電解質。
將具有上述固態電解質之電容器元件，置於具有底部之盒體，並以由彈性物質組成之密封元件密封該盒體，並露出導線，藉此，便可形成固態電容。
經上述過程製得之固態電容之電性數據如下表1。實例22
如圖1所示，電容元件9含浸於由30克3,4-乙烯二氧噻吩、100克含40%對甲苯磺酸鐵之第三丁醇溶液及30克可聚合化合物混合而成的電解質材料調配物中5分鐘，之後將該電容元件自該電解質材料調配物中取出，在25℃至260℃之間加熱聚合，藉以形成包含導電高分子及可聚合材料之混合物之固態電解質。
將具有上述固態電解質之電容器元件，置於具有底部之盒體，並以由彈性物質組成之密封元件密封該盒體，並露出導線，藉此，便可形成固態電容。
經上述過程製得之固態電容之電性數據如下表1。實例23
如圖1所示，電容元件9先含浸於由經乙醇稀釋之30克95%3,4-乙烯二氧噻吩、15克可聚合化合物及2克催化劑混合而成的第一溶液中5分鐘、再含浸於100克含45%對甲苯磺酸鐵之正丁醇溶液的第二溶液中5分鐘，之後將該電容元件自該電解質材料調配物中取出，在25℃至260℃之間加熱聚合，藉以形成包含導電高分子及可聚合材料之混合物之固態電解質。
將具有上述固態電解質之電容器元件，置於具有底部之盒體，並以由彈性物質組成之密封元件密封該盒體，並露出導線，藉此，便可形成固態電容。
經上述過程製得之固態電容之電性數據如下表1 實例24
以與製備實例15之固態電容實質上相同之方法，製備實例24之固態電容，惟，可聚合化合物為，電性數據如下表1。實例25
以與製備實例15之固態電容實質上相同之方法，製備實例25之固態電容，惟，可聚合化合物為由5克、15克及10克所組成，電性數據如下表1。比較例1
將如圖1所示之電容元件9含浸於由10克3,4-乙烯二氧噻吩和100克含40%對甲苯磺酸鐵之第三丁醇溶液混合而成的電解質材料調配物中5分鐘，之後將該電容元件自該電解質材料調配物中取出，在25℃至260℃之間加熱聚合，藉以形成固態電解質。將具有上述固態電解質之電容器元件，置於具有底部之盒體，並以由彈性物質組成之密封元件密封該盒體，並露出導線，藉此，便可形成固態電容。經上述過程製得之固態電容之電性數據如下表1。
表1之電性測試條件如下：
經前述過程製得之固態電容之壽命測試如下表2：
表2中壽命測試條件：
一般固態電容壽命測試條件為在105℃下，放置2000小時後，測試其各項性質是否還符合規格。
由表1及表2可知，本發明用於固態電容之固態電解質時，由於含有可固化聚合物，係可有效增進電容量，可耐較高電壓及延長使用壽命。
導電聚合物藉由和由可固化聚合物形成混合物後，除了可幫助導電聚合物附著於電極上外，亦有助於該導電聚合物之穩定性，即聚合出來之聚合物物性較佳，故有較佳之製程良率、較長之壽命並可耐較高的工作電壓。因此，可廣泛應用於需高壓電容器之產業，例如LED燈驅動電源、電子節能燈和整流器、車用電子設備、電腦主板、變頻器、網路通訊、醫療設備電源、UPS等高端領域。
1．．．陽極箔
3．．．陰極箔
5a．．．隔離器
5b．．．隔離器
7a．．．導線
7b．．．導線
9．．．電容器元件
圖1顯示根據本發明之一實施例之電容元件。
1．．．陽極箔
3．．．陰極箔
5a．．．隔離組件
5b．．．隔離組件
7a．．．導線
7b．．．導線
9．．．電容器元件

权利要求:
Claims (15)
[1] 一種電解質材料調配物，其包含：(a1)　導電化合物；(b1)　氧化劑；及(c1)　可聚合化合物。
[2] 如請求項1之電解質材料調配物，其中該導電化合物選自由吡咯、噻吩、苯胺、苯硫醚及其衍生物所組成之群組。
[3] 如請求項1之電解質材料調配物，其中該氧化劑係選自由鹼金屬過硫酸鹽、過硫酸銨、有機酸之三價鐵鹽類及含有機基團之無機酸所組成之群組。
[4] 如請求項1之電解質材料調配物，其中該可聚合化合物包括含環氧基可聚合化合物、含乙烯基不飽和基可聚合化合物、含丙烯酸酯不飽和基可聚合化合物或其混合物。
[5] 如請求項1之電解質材料調配物，其中該可聚合化合物選自由下列所組成之群組之單元：，其中n為大於或等於3的整數，m為大於或等於2的整數，G為有機基團、無機基團或其混合物。
[6] 如請求項5之電解質材料調配物，其中該可聚合化合物選自由下列所組成之群組之單元：
[7] 如請求項1之電解質材料調配物，其中該可聚合化合物之分子量介於40至1,000,000之間。
[8] 如請求項1之電解質材料調配物，其中以100重量份組分(a1)計，所述組分(b1)之含量為1-10000重量份，且組分(c1)之含量為0.1-10000重量份。
[9] 如請求項8之電解質材料調配物，其中以100重量份組分(a1)計，所述組分(b1)之含量為10-2000重量份，且組分(c1)之含量為1-3000重量份。
[10] 如請求項1之電解質材料調配物，進一步包含一固化劑，其中該固化劑為胺類或酸酐類。
[11] 如請求項10之電解質材料調配物，其中該固化劑為
[12] 一種電解質材料組合物，其係由如請求項1至11中任一項之電解質材料調配物經聚合反應所形成。
[13] 如請求項12之電解質材料組合物，其包含：(A)　第一聚合物，係由包含導電化合物和氧化劑之聚合單元聚合而成；及(B)　第二聚合物，係由包含可聚合化合物之聚合單元聚合而成。
[14] 如請求項13之電解質材料組合物，其中該第二聚合物係由包含可聚合化合物和固化劑之聚合單元聚合而成。
[15] 一種固態電容，其包含：陽極；介電層，其形成於該陽極上；陰極；及固態電解質，其位於該介電層與該陰極之間，其中該固態電解質包含請求項12-14中任一項之電解質材料組合物。

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