电解质电容器、导电层、其制造方法、阳离子聚噻吩的分散体、中性或阳离子聚噻吩及其用途

摘要

本发明涉及一种含有具有通式(I)重复单元或通式(I)和(II)重复单元的聚噻吩的电解质电容器，;(I) (II);及含有这种聚噻吩的分散体，本发明还涉及这种聚噻吩或分散体在制备导电层中的用途。

主权项

一种电解质电容器，包括 可氧化的金属层 所述金属的氧化物层 固体电解质 连接点其特征在于，该电解质电容器包括，作为固体电解质的聚噻吩，聚噻吩含有通式(I)的重复单元或通式(I)和(II)的重复单元，@sIMGTIF!d10036.TIF@eIMG!其中A 是任选取代的C1-C5-伸烷基，R 是线性或支化的，任选取代的C1-C18-烷基基团，任选取代的C5-C12-环烷基基团，任选取代的C6-C14-芳基基团，任选取代的C7-C18-芳烷基基团，任选取代的C1-C4-羟烷基或羟基基团，x 是0至8之间的整数，并且当A上键接多个R基团时，R基团可以是相同的或不同的，以及任选的平衡离子。根据申请专利范围第1项的电解质电容器，其特征在于，A 是任选取代的C2-C3-伸烷基，x 是0或1，及R如申请专利范围第1项定义。根据申请专利范围第1或2项的电解质电容器，其特征在于，聚噻吩中的通式(I)重复单元的比例是1-100mol%，通式(II)重复单元的比例是99-0mol%，前提是两者的比例之和是100mol%。根据申请专利范围第1或2项的电解质电容器，其特征在于通式(I)的重复单元或通式(I)和(II)的重复单元是通式(Iaa)的重复单元或通式(Iaa)和(IIaa)的重复单元@sIMGTIF!d10037.TIF@eIMG!根据申请专利范围第1或2项的电解质电容器，其特征在于可氧化金属是阀金属或有相似性质的化合物。根据申请专利范围第5项的电解质电容器，其特征在于阀金属或有相似性质的化合物是钽、铌、铝、钛、锆、铪、钒、上述至少一种金属与其他元素的合金或化合物、NbO或NbO与其他元素的合金或化合物。根据申请专利范围第1或2项的电解质电容器，其特征在于平衡离子是单体或聚合物阴离子。一种制造根据申请专利范围第1至7项至少一项的电解质电容器的方法，其特征在于，将具有通式(III)的噻吩或通式(III)和(IV)的噻吩混合物，@sIMGTIF!d10038.TIF@eIMG!其中A，R和x每个如申请专利范围第1或2项至少一项中定义，氧化剂和任选的平衡离子，一起施用或连续施用到金属的氧化物层上，任选地采用溶液形式，和在-10℃至250℃的温度下，用化学氧化的方法聚合，以得到具有通式(I)重复单元或通式(I)和(II)重复单元的聚噻吩@sIMGTIF!d10039.TIF@eIMG!其中A，R和x每个如申请专利范围第1或2项至少一项中定义，或将具有通式(III)的噻吩或通式(III)和(IV)的噻吩混合物及平衡离子在-78℃至250℃温度下涂布到金属的氧化物层上，任选用溶液，通过电化学聚合方法制备具有通式(I)重复单元或通式(I)和(II)重复单元的聚噻吩。根据申请专利范围第8项的方法，其特征在于所用的氧化剂是硷金属过氧化二硫酸盐或过氧化二硫酸铵、过氧化氢、硷金属过硼酸盐、有机酸铁(III)盐、无机酸铁(III)盐、或含有有机基团的无机酸铁(III)盐。根据申请专利范围第8或9项的方法，其特征在于平衡离子是单体烷烃或环烷烃磺酸或芳香族磺酸的阴离子。根据申请专利范围第8或9项的方法，其特征在于含聚噻吩的层在聚合后，任选地在乾燥后用合适的溶剂洗涤。根据申请专利范围第8或9项的方法，其特征在于在聚合后对金属的氧化物层进行电化学后阳极化处理(修复)。一种导电层，其特征在于，该导电层含有具有通式(I)重复单元或通式(I)和(II)重复单元的聚噻吩，@sIMGTIF!d10040.TIF@eIMG!其中A，R和x每个如申请专利范围第1或2项的至少一项中定义，和除了六氟磷酸盐之外的单体阴离子，或聚合物阴离子作为平衡离子。一种制备如申请专利范围第13项所述的导电层的方法，其特征在于，将具有通式(III)的噻吩或通式(III)和(IV)的噻吩混合物，@sIMGTIF!d10041.TIF@eIMG!其中A，R和x每个如申请专利范围第1或2项至少一项中定义，氧化剂及任选的平衡离子一起或连续施用到基底上，任选用溶液的形式，和在-10℃至250℃的温度下，用化学氧化的方法聚合，以得到具有通式(I)重复单元或通式(I)和(II)重复单元的聚噻吩@sIMGTIF!d10042.TIF@eIMG!其中A，R和x每个如申请专利范围第1或2项的至少一项中定义。一种阳离子聚噻吩的分散体，其特征在于，该分散体含有作为阳离子聚噻吩的具有通式(I)重复单元或通式(I)和(II)重复单元的聚噻吩@sIMGTIF!d10043.TIF@eIMG!其中A，R和x每个如申请专利范围第1或2项的至少一项中定义，作为平衡离子的聚合物阴离子以及一种或多种溶剂。根据申请专利范围第15项所述的分散体，其特征在于，该分散体包括作为溶剂的水。根据申请专利范围第15或16项所述的分散体，其特征在于，该分散体包括聚合的羧酸或聚合的磺酸的阴离子作为平衡离子。根据申请专利范围第15或16项的分散体，其特征在于，平衡离子是聚苯乙烯磺酸(PSA)的阴离子。制备根据申请专利范围第15或16项的分散体的方法，其特征在于，将通式(III)的噻吩或通式(III)和(IV)的噻吩混合物，@sIMGTIF!d10045.TIF@eIMG!其中A，R和x每个如申请专利范围第1或2项的至少一项中定义，在一种或多种氧化剂，一种或多种溶剂和聚合物阴离子或相应聚合物酸的存在下氧化聚合。一种中性或阳离子聚噻吩，其特征在于，该中性或阳离子聚噻吩含有通式(I)和(II)的重复单元@sIMGTIF!d10044.TIF@eIMG!其中A，R和x每个如申请专利范围第1或2项的至少一项中定义，所含的通式(I)重复单元的比例是1-100mol%，通式(II)重复单元的比例是99-0mol%，前提是两者的比例之和是100mol%，以及在该聚噻吩是阳离子的情况下，聚噻吩含有聚合物阴离子作为平衡离子。根据申请专利范围第20项的聚噻吩，其特征在于，所含的通式(I)重复单元的比例是20-95mol%，通式(II)重复单元的比例是80-5mol%，前提是两者的比例之和是100mol%。根据申请专利范围第20或21项的聚噻吩，其特征在于，通式(I)和(II)的重复单元是通式(Iaa)和(IIaa)的重复单元@sIMGTIF!d10046.TIF@eIMG!一种申请专利范围第20或21项的聚噻吩的用途，系用于制备导电层。一种申请专利范围第15或16项的分散体的用途，系用于制备导电层。一种具有通式(I)重复单元或通式(I)和(II)重复单元的聚噻吩及任选的平衡离子的用途，系作为电解质电容器中固体电解质，@sIMGTIF!d10047.TIF@eIMG!其中A，R和x每个如申请专利范围第1或2项的至少一项中定义。