Электролитический конденсатор, способ его получения, применение политиофенов в качестве твердого электролита электрического конденсатора, способ получения электропроводящих слоев и их применение - RU2003125098A

Реферат

1. Электролитический конденсатор, состоящий из слоя способного к оксидированию металла, слоя оксида этого металла, твердого электролита и контакта, отличающийся тем, что в качестве твердого электролита он содержит политиофены, состоящие из повторяющихся структурных единиц общей формулы (I)

в которой А означает алкиленовый остаток с 1-5 атомами углерода, при необходимости, в любом положении замещенный группой -OR, присоединенной через линкер L, и, при необходимости, содержащий дополнительные заместители;

L означает метиленовую группу;

х означает 0 или целое число от 1 и выше;

R означает водород, алкил с 1-18 атомами углерода, аралкил с 7-18 атомами углерода, арил с 5-14 атомами углерода или циклоалкил с 5-12 атомами углерода, при необходимости, замещенные группами SO₃H, SO, СООН или СОО^-.

2. Электролитический конденсатор по п.1, отличающийся тем, что х означает 0 или 1,

3. Электролитический конденсатор по п.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве твердого электролита содержит политиофены, состоящие из повторяющихся структурных единиц общих формул (I-а) и/или (I-b)

в которых R такой, как указано в п.1.

4. Электролитический конденсатор по п.3, отличающийся тем, что в качестве твердого электролита содержит политиофены, состоящие из повторяющихся структурных единиц общих формул (I-а) и/или (I-b), в которых R означает водород.

5. Электролитический конденсатор, по меньшей мере, по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что в качестве способного к оксидированию металла содержит вентильный металл или соединение, обладающие сравнимыми с ним свойствами.

6. Электролитический конденсатор по п.5, отличающийся тем, что в качестве вентильного металла или соединения, обладающего сравнимыми с ним свойствами, содержит тантал, ниобий, алюминий, титан, цирконий, гафний, ванадий, сплав или соединение, по меньшей мере, одного из этих металлов с другими элементами, оксид ниобия (NbO), сплав или соединение оксида ниобия с другими элементами.

7. Способ получения электролитического конденсатора, по меньшей мере, по одному из пп.1-6, отличающийся тем, что соединения общей формулы (II) или смесь соединений общей формулы (II)

в которой A, L, х и R такие, как указано, по меньшей мере, в одном из пп.1-4,

оксидирующий агент и, при необходимости, противоионы по отдельности или вместе, при необходимости, в виде растворов наносят на слой оксида металла и подвергают химической полимеризации при температуре от -10 до 250°С, получая политиофены с повторяющимися структурными единицами общей формулы (I)

в которой A, L, х и R такие, как указано, по меньшей мере, в одном из пп.1-4.

8. Способ получения электропроводящего конденсатора, по меньшей мере, по одному из пп.1-6, отличающийся тем, что соединения общей формулы (II) или смесь соединений общей формулы (II)

в которой А, L, х и R такие, как указано, по меньшей мере, в одном из пп.1-4,

и противоионы, при необходимости, из раствора наносят на слой оксида металла и подвергают электрохимической полимеризации при температуре от -78 до 250°С, получая политиофены с повторяющимися структурными единицами общей формулы (I)

в которой A, L, х и R такие, как указано, по меньшей мере, в одном из пп.1-4.

9. Способ по п.7, отличающийся тем, что в качестве оксидирующего агента используют пероксодисульфаты щелочных металлов или аммония, пероксид водорода, пербораты щелочных металлов, железо(III) соли органических кислот, железо(III) соли неорганических кислот или железо(III) соли неорганических кислот, которые содержат органические остатки.

10. Способ, по меньшей мере, по одному из пп.7-9, отличающийся тем, что растворы дополнительно содержат одно или несколько связующих, веществ, образующих поперечные связи, и/или технологических добавок.

11. Способ, по меньшей мере, по одному из пп.7-10, отличающийся тем, что в качестве противоионов используют анионы мономерных или полимерных алкан- или циклоалкансульфокислот или ароматических сульфокислот.

12. Способ, по меньшей мере, по одному из пп.7-11, отличающийся тем, что содержащий политиофены слой (слой электролита) после полимеризации и, при необходимости, после сушки промывают растворителями, пригодными для удаления избыточного количества оксидирующего агента и остаточных солей.

13. Применение политиофенов с повторяющимися структурными единицами общей формулы (I)

в которой A, L, х и R такие, как указано, по меньшей мере, в одном из пп.1-4, в качестве твердых электролитов электролитических конденсаторов.

14. Применение по п.13 в электролитических конденсаторах, которые в качестве способных к оксидированию металлов содержат вентильный металл или соединение, обладающее сравнимыми с ним свойствами.

15. Применение по п.14 в электролитических конденсаторах, причем вентильным металлом или соединением, обладающим сравнимыми с ним свойствами, являются тантал, ниобий, алюминий, титан, цирконий, гафний, ванадий, сплав или соединение, по меньшей мере, одного из этих металлов с другими элементами, оксид ниобия (NbO) или сплав или соединение оксида ниобия с другими элементами.

16. Способ получения электропроводящих слоев с удельной электропроводностью, по меньшей мере, 150 См/см, отличающийся тем, что соединения общей формулы (II) или смесь соединений общей формулы (II)

в которой A, L, х и R такие, как указано в п.1 или 2,

оксидирующий агент и, при необходимости, противоионы вместе или по отдельности, при необходимости, в виде растворов наносят на подложку и на этой подложке при температуре от -10 до 250°С осуществляют химическую полимеризацию, получая политиофены с повторяющимися структурными единицами общей формулы (I)

в которой A, L, х и R такие, как указано в п.1 или 2.

17. Способ получения электропроводящих слоев с удельной электропроводностью, по меньшей мере, 150 См/см, отличающийся тем, что соединения общей формулы (II) или смесь соединений общей формулы (II)

в которой А, L, х и R такие, как указано в п.1 или 2,

и противоионы, при необходимости, из раствора наносят на подложку и на этой подложке при температуре от -78 до 250°С осуществляют электрохимическую полимеризацию, получая политиофены с повторяющимися структурными единицами общей формулы (I)

в которой A, L, х и R такие, как указано в п.1 или 2.

18. Способ по п.16 или 17, отличающийся тем, что в качестве соединений общей формулы (II) или смеси соединений общей формулы (II) используют тиофены формул (II-а) или (II-b) или смесь тиофенов формул (II-а) и (II-b)

в которых R такой, как указано в п.1.

19. Способ по п.18, отличающийся тем, что остаток R является водородом.

20. Способ, по меньшей мере, по одному из пп.16-19, отличающийся тем, что в качестве оксидирующего агента используют пероксоди-сульфаты щелочных металлов или аммония, пероксид водорода, пербораты, железо(III) соли органических кислот, железо(III) соли неорганических кислот или железо(III) соли неорганических кислот, содержащие органические остатки.

21. Способ, по меньшей мере, по одному из пп.16-20, отличающийся тем, что растворы дополнительно содержат одно или несколько связующих, веществ, образующих поперечные связи, и/или технологических добавок.

22. Способ, по меньшей мере, по одному из пп.16-21, отличающийся тем, что в качестве противоионов используют анионы мономерных или полимерных алкан- или циклоалкансульфокислот или ароматических сульфокислот.

23. Способ, по меньшей мере, по одному из пп.16-22, отличающийся тем, что электропроводящий слой после полимеризации и, при необходимости, после сушки промывают растворителями, пригодными для удаления избыточного количества оксидирующего агента и остаточных солей.

24. Электропроводящий слой с удельной электропроводностью, по меньшей мере, 150 См/см, который может быть получен способом, по меньшей мере, по одному из пп.16-23.

25. Электропроводящий слой по п.24, отличающийся тем, что он обладает прозрачностью.

26. Применение электропроводящих слоев по п.24 или 25 в качестве антистатического покрытия, прозрачных нагревательных элементов, при необходимости, обладающих прозрачностью электродов, инициирующих образование проводящих дырок или обладающих дырочной электропроводностью слоев органических светодиодов, для металлизации сквозных отверстий печатных плат или в качестве твердого электролита электролитических конденсаторов.