專利名稱：：導電聚合物和使用該導電聚合物的固體電解質電容器的制作方法
技術領域：
：本發明涉及一種導電聚合物和使用該導電聚合物的固體電解質電容驅益o
背景技術：
：隨著電子設備變得更小、更快和數字化，對于所使用的電容器，也強烈地需要具有小尺寸、大電容和良好的高頻性能的低阻抗電容器。常規上，在高頻區內使用的電容器主要為多層陶瓷電容器，但是難以使用多層陶瓷電容器滿足對小尺寸、大電容和低阻抗的要求。作為大龜容的電容器，常規上使用鋁電解質電容器、鉭固體電解質電容器等，但是用于這些電容器的電解質溶液或電解質，例如二氧化錳，具有高電阻，因此難以在高頻區內獲得低阻抗。為了使這些電容器在高頻區內獲得低阻抗，提出了使用導電聚合物的固體電解質電容器。在這樣的電容器中，導電聚合物的電阻低于電解質和二氧化錳的電阻，因此電容器具有低阻抗。近年來，對進一步降低阻抗的要求變得強烈，并且需要用于電容器的導電聚合物的更高的電導率。圖1是固體電解質電容器的內部結構的示意圖。在這樣的固體電解質電容器中，在許多情況下，如圖1中所示，在具有多孔形狀的陽極體1上形成陽極氧化物膜以提供電介質層2，此外，在電介質層2上形成固體電解質層3，并將石墨層4和銀層5以這樣的順序形成以提供陰極。作為用作此類固體電解質電容器的固體電解質的導電聚合物，通常所知的是聚苯胺、聚吡咯和聚(3，4-亞乙二氧基噻吩)。為了使此類現有化合物的使用最優化，加速了對添加劑等的研究。例如，JP3241636B公開了用于制造固體電解質電容器的方法，其中在固體電解質電容器的制造中，在形成導電聚合物層的步驟中，向導電聚合物的單體溶液添加作為粘合劑的另一方面，還報道了通過控制骨架而非通過外部因素如添加劑，獲得更高電導率的嘗試。例如，JP01-011209B公開了用于聚(3-烷基噻吩)的技術。根據此文獻，據稱可以通過在含有支持電解質的溶劑中以3-烷基噻吩為單體的電解聚合，容易地制備聚(3-烷基噻吩)。此外，據稱所獲得的聚(3-烷基噻吩)表現出60S/cm至95S/cm的電導率。JP02-283722A公開了一種使用3-烷基噻吩作為單體制備導電聚合物的方法。根據此文獻，據稱可以通過在含有鐵鹽、鹵代烷和水的反應介質中聚合作為單體的3-烷基噻吩，制備具有高電導率的聚(3-烷基噻吩)。例如，在JP05-222129A中，據稱當通過除去低分子量的聚(3-烷基噻吩)所得到的聚合物具有15,000以上的數均分子量，包含10%以下、分子量為10,000以下的聚合物時，電導率得到顯著地改善。例如，T-AChen和R.D.Rieke，SyntheticMetals，60(1993)，175-177，報道了使用3-烷基噻吩作為單體的、得到高度立體控制的聚(3-垸基噻吩)的電導率為1350S/cm，并且相對于其中單體為無規結合的聚合物的5S/cm，電導率得到改善。JP2007-501300A公開了用于制造此類得到高度立體控制的聚(3-烷基噻吩)的方法的技術。然而，如在常規技術中通過向現有導電聚合物加入添加劑嘗試改善電導率，獲得了一定效果，但是沒有獲得顯著地改善電導率的效果。當在JP01-011209B、JP02-283722A和JP05-222129A中所描述的單環化合物被用作單體時，所獲得的聚合物全部具有無規結構，所以不能期望電導率的顯著改善。使用如在T-AChen和R.D.Rieke，SyntheticMetals，60(1993)，175-177，和JP2007-501300A中所述的通過偶聯反應形成未摻雜的導電聚合物的方法，難以控制摻雜率。通常，存在摻雜率的適當值，而如果摻雜率過高或過低，則電導率下降。因此，當在工業上使用此類方法時，必需用于精確控制化學反應的設備和分析，這是昂貴的。此外，固體電解質電容器通常使用的陽極體是多孔體，因此向孔內的滲透是必需的。使用其中獲得聚合物溶液的此類相關技術，向固體電解質電容器的應用受到限制。換言之，聚合物溶液不能被用作孔中的固體電解質，而被限于用作例如表面涂層。然而，對于此類以聚合物溶液的形式獲得的聚合物，已知聚烷基噻吩為可溶性聚合物，但是通過得到立體控制的聚垸基噻吩，其結晶度增加，因此其在溶劑中的溶解性顯著地降低。在這種情況下，對于用作例如表面涂層，要求聚合物膜在干燥后具有一定的厚度，但是溶解性過低，因此不能形成厚膜。因此，難以應用到固體電解質電容器上。本發明的目的是提供可以以低成本制備的、具有高電導率的導電聚合物，以及使用所述導電聚合物的具有低ESR的固體電解質電容器。為了解決上述問題，本發明的導電聚合物由通式(3)表示，該導電聚合物通過聚合作為單體的由通式(2)表示的化合物而獲得，所述由通式(2)表示的化合物具有來自由通式(l)表示的3-烷基五元雜環化合物的基本骨架，其中所述由通式(l)表示的化合物的兩個至十個分子按所述垸基的頭接尾規則在五元雜環的2位和5位結合，其中X表示-NH-原子團或S、O或Se原子，并且n表示0至9的整數；其中X表示-NH-原子團或S、O或Se的原子，n表示0至9的整數，并且m表示0至8的整數，
發明內容廣(CH2)nCH3《(CH2)nCH3、X,(CH，)nCH3m、X,(3)其中X表示-NH-原子團或S、O或Se原子，n表示0至9的整數，m表示0至8的整數，并且k表示自然數。在本發明的導電聚合物中，由通式(3)表示的導電聚合物釆用化學氧化聚合法在含有摻雜劑的溶液中聚合而得到。在本發明的導電聚合物中，由通式(3)表示的導電聚合物采用電解聚合法在含有摻雜劑的支持電解質中聚合而得到。在本發明的導電聚合物中，摻雜劑是選自由通式(4)至(8)表示的化合物中的至少一種ROSO，H其中R表示氫原子或含1至15個碳原子的烷基;R.SO，H(5)其中R表示氫原子或含1至15個碳原子的烷基;R-S03H(6)、SO,H其中R表示氫原子或含1至15個碳原子的烷基;SO,H(7)其中R表示氫原子或含1至15個碳原子的烷基;(8)其中R表示氫原子或含1至15個碳原子的烷基。本發明的固體電解質電容器包括具有擴大的表面并包含閥作用金屬的陽極體、通過在陽極體的表面上形成氧化物膜而得到的電介質層、固體電解質層和陰極層；所述固體電解質層和所述陰極層在形成所述電介質層之后形成，以提供陰極，其中所述固體電解質包含上述的本發明的導電聚合物。在本發明的固體電解質電容器中，由通式(3)表示的導電聚合物通過采用化學氧化聚合法在含有摻雜劑的溶液中進行聚合而形成在電介質層的表面上。在本發明的固體電解質電容器中，摻雜劑是選自由上述通式(4)至(8)表示的化合物中的至少一種。在本發明的固體電解質電容器中，閥作用金屬是選自鉭、鋁和鈮中的至少一種。本發明的固體電解質電容器包括具有擴大的表面并且包含閥作用金屬的陽極體、通過在陽極體表面上形成氧化物膜而得到的電介質層、第一固體電解質層、第二固體電解質層和陰極層；第一固體電解質層、第二固體電解質層和陰極層是在形成電介質層之后形成的，其中第一固體電解質層和第二固體電解質層中的一個包含二氧化錳或導電聚合物如聚吡咯、聚噻吩和聚亞苯基亞乙烯基以及它們的衍生物，并且其中所述第一固體電解質層和所述第二固體電解質層中的另一個包含上述的本發明的導電聚合物。在本發明的固體電解質電容器中，在第一固體電解質層上形成第二固體電解質層，在所述第二固體電解質層中，由通式(3)表示的導電聚合物采用化學氧化聚合法在含有摻雜劑的溶液中聚合而得到。在本發明的固體電解質電容器中，在第一固體電解質層上形成第二固體電解質層，在所述第二固體電解質層中，由通式(3)表示的導電聚合物采用電解聚合法在含有摻雜劑的支持電解質中聚合而得到。在本發明的固體電解質電容器中，第二固體電解質層通過涂覆由通式(3)表示的導電聚合物的溶液或分散體而形成。在本發明的固體電解質電容器中，摻雜劑是選自由上述通式(4)至(8)表示的化合物中的至少一種。在本發明的固體電解質電容器中，閥作用金屬是選自鉭、鋁和鈮中的至少一種。根據本發明，通過具有立體規整性的單體，即使通過其中生成具有無規的立體規整性的聚合物的聚合方法，如化學氧化聚合和電解聚合，聚合產物也可以具有其比率根據單體結構的立體規整性。因此，由于立體規整性控制的作用，與無規聚合產物相比，聚合物鏈的結晶度得到改善，并且電導率得到顯著地改善。常規地，對于立體規整性的控制，通過偶聯反應等的聚合是必需的，但是可以通過簡單的方法進行聚合，從而獲得降低的成本。通過偶聯反應合成的聚合產物不含有摻雜劑，因此需要對聚合物鏈進行摻雜的步驟以獲得高電導率，但是在本發明的導電聚合物中，在化學氧化聚合或電解聚合的過程中，所需量的摻雜劑進入聚合物鏈中，從而不需要摻雜的步驟。與隨后進行對聚合物鏈摻雜的過程的方法相比，獲得了合適的摻雜量，從而有效率地制備了具有高電導率的導電聚合物。在本發明的固體電解質電容器中，由于上述原因，用作固體電解質的導電聚合物具有高電導率，從而可以提供具有低ESR的固體電解質電容器。圖1是固體電解質電容器的內部結構的示意圖。具體實施例方式下面顯示用于實施本發明的具體實施例。描述了使用噻吩作為五元雜環化合物的實施例，但是本發明并不限于此。用于獲得用于合成本發明的由通式(3)表示的導電聚合物的由通式(2)表示的單體的方法包括(a)通過以下步驟獲得單體的方法在其中存在過量的由通式(l)表示的3-烷基噻吩的條件下，通過氧化劑的作用進行聚合的步驟，使所得產物還原的步驟，和通過液相色譜法等對每一分子量和立體結構萃取低分子量化合物的步驟；(b)通過以下步驟獲得單體的方法在3-垸基-2,5-二鹵代噻吩、3-垸基-2-鹵代噻吩和3-垸基-5-鹵代噻吩的存在下，通過格氏反應等進行偶聯反應的步驟，純化產物的步驟，和通過液相色譜法等對每一分子量和立體結構萃取低分子量化合物的步驟；(c)通過以下步驟的合成獲得單體的方法3-垸基-2-鹵代噻吩和3-烷基-5-鹵代噻吩的偶聯反應步驟，之后的鹵化和連續偶聯反應的步驟；等；但是用于獲得單體的方法并不限于這些。在這種情況下，在通式(2)中，m適宜為0至8。如果m是9以上，則由于單體溶解性的下降、在氧化聚合過程中對五元雜環的摻雜率的下降、聚合產物的過高結晶度所導致的溶解性的下降等，所得到的導電聚合物的電導率下降，因此，不優選m為9以上。在通式(2)中，n優選為0至9。如果n為10以上，聚合被長烷基鏈的位阻所抑制，從而僅得到低分子量聚合物。同樣在這一情況下，類似地，電導率下降，因此，不優選這一情況。使用通過前述方法得到的由通式(2)表示的單體得到由通式(3)表示的導電聚合物的方法包括化學氧化聚合方法和電解聚合方法。將說明通過化學氧化聚合方法聚合由通式(2)表示的這些單體的方法。首先，作為反應溶劑，優選其中所使用的單體和氧化劑可被溶解的溶劑，但是反應溶劑不限于此。也可以允許在使用其中單體和氧化劑分別被溶解的溶劑的非均相體系中的反應。這些溶劑包括例如，水、硫酸、甲醇、乙醇、丙醇、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲亞砜、氯仿、二氯甲垸、四氯化碳、苯、甲苯、二甲苯、四氫呋喃、N-甲基-2-吡咯垸酮和碳酸1,2-亞丙酯。氧化劑包括氯化鐵、三(對甲苯磺酸)鐵(III)、過硫酸鈉、過硫酸鉀、過硫酸銨、過氧化氫和高錳酸鉀。將摻雜劑混合在使用的氧化劑溶液中。摻雜劑包括諸如下列的化合物硫酸、烷基硫酸如庚基硫酸和辛基硫酸、苯磺酸、烷基苯磺酸如甲苯磺酸和乙基苯磺酸、烷基苯二磺酸如甲苯二磺酸、萘磺酸、烷基萘磺酸如甲基萘磺酸、萘二磺酸和烷基萘二磺酸如甲基萘二磺酸。使用所述溶劑、所述氧化劑和所述摻雜劑，將氧化劑和摻雜劑的混合溶液滴加到單體溶液中以進行反應；將單體的濃度調節為lmmol/L至1000mmol/L，優選10mmol/L至200mmol/L;將氧化劑的濃度調節為1mmol/L至1000mmol/L，優選10mmol/L至200mmol/L;并且將摻雜劑的濃度調節為5mmol/L至5000mmol/L，優選50mmol/L至1000mmol/L。如果濃度過高，則容易發生副反應，生成具有低電導率的導電聚合物，因此過高的濃度不是優選的。相反地，如果濃度過低，則反應不易于進行，因此過低的濃度不是優選的。反應溫度優選在-4(TC至110°C，優選-2(TC至4(TC，并且更優選-2(TC至l(TC的范圍內，并且聚合在從所使用的溶劑不凍結的溫度至其沸點的溫度范圍內進行。如果溫度過高，容易發生副反應，生成具有低電導率的導電聚合物，因此過高的溫度不是優選的。為了使反應平穩地進行，反應優選在其中溶劑不凍結并且粘度不增加，并且溫度盡可能低的范圍內進行。反應時間優選在0.1小時至72小時，優選0.1小時至10小時的范圍內。下面將說明通過電解聚合方法進行聚合的方法。首先，作為聚合溶劑，優選其中單體和氧化劑各自被溶解的溶劑。這些溶劑包括例如，水、硫酸、甲醇、乙醇、丙醇、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲亞砜、四氫呋喃、N-甲基-2-吡咯垸酮和碳酸1,2-亞丙酯。將摻雜劑溶解在使用的聚合溶液中。摻雜劑包括諸如下列的化合物硫酸、烷基硫酸如庚基硫酸和辛基硫酸、苯磺酸、烷基苯磺酸如甲苯磺酸和乙基苯磺酸、烷基苯二磺酸如甲苯二磺酸、萘磺酸、烷基萘磺酸如甲基萘磺酸、萘二磺酸和烷基萘二磺酸如甲基萘二磺酸。對于電解聚合，有通過使用恒電位儀的電位掃描法或恒壓法將單體和慘雜劑的混合溶液聚合的方法，和通過使用恒電流儀的恒流法將混合溶液聚合的方法。在這種情況下，將單體的濃度適當地設定為1mmol/L至1000mmol/L，優選10mmol/L至200mmol/L，并且將電解質的濃度適當地設定為1mmol/L至2000mmol/L，優選50mmol/L至500mmol/L。當通過電位掃描法進行聚合時，相對于標準氫電極，優選地在-500mV至2500mV，優選0mV至2000mV的范圍內掃描電位。如果掃描電位過高，則發生由過氧化引起的分解，因此過高的掃描電位不是優選的。在這種情況下，反應時間適當地在0.1小時至72小時，優選0.1小時至10小時的范圍內。如果聚合時間過長，則聚合產物像粉末，而非像膜一樣附著，因此過長的聚合時間不是優選的。膜形式的產物具有更高的電導率。當通過恒壓法進行聚合時，可以相對于標準氫電極，任選地將單體被氧化的電位設定在0mV至2500mV，優選500mV至2000mV的范圍內進行聚合。如果設定電位過高，則發生由過氧化引起的分解，因此過高的設定電位不是優選的。在這種情況下，反應時間適當地在0.1小時至72小時，優選O.l小時至IO小時的范圍內。如果聚合時間過長，則聚合產物像粉末，而非像膜一樣附著，因此過長的聚合時間不是優選的。當通過恒流法進行聚合時，相對于所使用的工作電極的面積，在0.1mA/cm2至50mA7cm2，優選0.1mA/cm2至10mA/cm2的范圍內進行適當地聚合。在這種情況下，反應時間適當地在O.l小時至72小時，優選O.l小時至10小時的范圍內。如果聚合時間過長，則聚合產物像粉末，而非像膜一樣附著，因此過長的聚合時間不是優選的。下面將說明用于制造本發明的固體電解質電容器的方法。圖1是固體電解質電容器的內部結構的示意圖。除了使用本發明的導電聚合物以外，本發明的固體電解質電容器的構造與常規固體電解質電容器的構造類似。更具體而言，在陽極體1上形成陽極氧化物膜以提供電介質層2，并且在電介質層2上形成導電聚合物層，即固體電解質層3。此外，在固體電解質層3上形成石墨層4和銀層5以提供陰極。在這種情況下，陽極體l可以選自鋁、鉅、鈮等。實施例下面將通過實施例詳細說明本發明。在改變X、n和m的情況下，由作為單體的由通式(2)表示的化合物合成導電聚合物。單體通過以下方法合成利用格氏反應使得2-鹵代-3-垸基化合物、5-鹵代-3-烷基化合物和2,5-二鹵代-3-垸基化合物的混合物偶聯，并且將每一分子量的所得產物進行分離。在實施例1至15中，選擇乙腈作為溶劑，氯化鐵作為氧化劑，以及對甲苯磺酸、甲苯二磺酸、萘磺酸或萘二磺酸作為摻雜劑，通過化學氧化聚合法進行聚合。將單體的濃度設定為50mmol/L，并且將氧化劑和摻雜劑在最終的混合溶液中的濃度分別設定為100mmol/L和300mmol/L。反應時間是1小時，并且反應溫度是25"C。將所得到的反應產物的溶液滴在玻璃基板上并干燥，以提供膜，并且通過四端子法測量電導率。結果的列表顯示在表1中。在比較例1和2中，在與實施例1至15的條件類似的條件下進行聚合，選擇3-己基噻吩作為單體，以及對甲苯磺酸或萘磺酸作為摻雜劑，并且測量電導率。結果顯示在表l中。表lXnm摻雜劑電導率(S/cm)實施例1NH60對甲苯磺酸67實施例2麗60萘磺酸60實施例3NH61對甲苯磺酸98實施例4S41對甲苯磺酸91實施例5S60對甲苯磺酸85實施例6S60萘磺酸74實施例7s61對甲苯磺酸122實施例8s61甲苯二磺酸81實施例9s61萘磺酸103實施例10s61萘二磺酸76實施例11s63對甲苯磺酸110實施例12s6對甲苯磺酸66實施例13s68對甲苯磺酸62實施例14s69對甲苯磺酸54實施例15s610對甲苯磺酸42比較例1---對甲苯磺酸56比較例2--萘磺酸4719在實施例16至27中，選擇乙腈作為溶劑，以及對甲苯磺酸或萘磺酸作為摻雜劑，通過電解聚合法進行聚合。將單體的濃度設定為30mmol/L，并且將還作為支持電解質的摻雜劑的濃度設定為500mmol/L。作為電解聚合方法，選擇電位掃描法，并且在相對于標準氫電極的200mV至1800mV的范圍內，以50mV/s的速度重復掃描。反應時間為l小時，并且反應溫度為25'C。對工作電極和對電極中的每一個，使用鉑片。將在工作電極上生成的導電聚合物膜剝離，并且通過四端子法測量電導率。結果的列表顯示在表2中。在比較例3和4中，選擇3-己基噻吩作為單體，以及對甲苯磺酸或萘磺酸作為摻雜劑，與實施例16至27中一樣地進行聚合，并且測量電導率。結果顯示在表2中。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>在實施例28至30中，利用通過蝕刻將其表面擴大的鋁箔作為陽極，制造固體電解質電容器。陰極部分具有lcmxlcm的尺寸，而陽極部分具有1cmx0.5cm的尺寸。通過絕緣電阻材料將它們隔離。通過陽極氧化在陰極部分中形成氧化物膜，以提供電介質層。通過化學氧化聚合在此電介質層上形成導電聚合物層。選擇乙腈作為溶劑，氯化鐵作為氧化劑，以及對甲苯磺酸、萘磺酸、或其摩爾比為1:1的混合物作為摻雜劑，通過化學氧化聚合方法進行聚合。將單體的濃度設定為50mmol/L，并且將氧化劑和摻雜劑在最終的混合溶液中的濃度分別設定為100mmol/L和300mmol/L。反應時間是1小時，并且反應溫度是25。C。將石墨層和銀層以這樣的順序形成在導電聚合物層上，以提供陰極。通過LCR計測量所制造的固體電解質電容器的ESR，并且該值是在100kHz下的值。結果的列表顯示在表3中。在比較例5中，除了選擇3-己基噻吩作為單體之外，與實施例28中一樣地制造固體電解質電容器。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>在實施例31和32中，制造固體電解質電容器，該固體電解質電容器使用通過蝕刻將其表面擴大的鋁箔作為陽極，并且具有第一固體電解質層和第二固體電解質層。陰極部分具有lcmxlcm的尺寸，而陽極部分具有1cmx0.5cm的尺寸。通過絕緣電阻材料將它們隔離。通過陽極氧化在陰極部分中形成氧化物膜，以提供電介質層。通過化學氧化聚合，在此電介質層上形成聚吡咯作為第一固體電解質層。選擇對甲苯磺酸作為摻雜劑，通過化學聚合或電解聚合，在第一固體電解質層上形成第二固體電解質層。如在實施例28中那樣，通過化學聚合進行第二固體電解質層的形成。對于通過電解聚合形成第二固體電解質層，選擇乙腈作為溶劑，以及對甲苯磺酸作為摻雜劑，進行聚合。將單體的濃度設定為30mmol/L，并且將還作為支持電解質的摻雜劑的濃度設定為500mmol/L。作為電解聚合方法，選擇電位掃描法，并且在相對于標準氫電極的200mV至1800mV的范圍內，以50mV/s的速度重復掃描。反應時間是1小時，并且反應溫度是25。C。通過LCR計測量所制造的固體電解質電容器的ESR，并且顯示在100kHz下的值。結果的列表顯示在表4中。在比較例6和7中，選擇3-己基噻吩作為用于第二固體電解質層的導電聚合物的單體，如在實施例31和32中那樣，通過利用化學聚合或電解聚合形成第二固體電解質層而制造固體電解質電容器。結果的列表顯示在表4中。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>在實施例33中，通過將由在實施例7中所描述的方法制備的導電聚合物在二甲苯中攪拌24小時，制備具有5重量％的固體組分的導電聚合物溶液。將此溶液滴在陰極部分中并干燥，以提供第二固體電解質層，在所述陰極部分中，如在實施例31和32中，通過化學氧化聚合在電介質層上形成作為第一固體電解質層的聚吡咯。通過LCR計測量ESR，并且該值是在100kHz下的值。結果顯示在表5中。表5<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>如在實施例1至27中所顯示，與使用單環化合物3-垸基噻吩作為單體類似地進行聚合的情況相比，上述本發明的導電聚合物具有更高的電導率。這是由以下事實導致的在本發明的導電聚合物中，通過聚合作為單體的具有立體規整性的3-烷基噻吩的二聚物至十聚物(在通式(2)中的m為0至8)，向所獲得的聚合產物中引入了與單體相應的立體規整性。因此，分子結晶度增加，并且電導率得到改善。在這種情況下，如在實施例14、15、26和27中所顯示，當通式(2)中的m為9以上時，電導率下降。這是由以下原因導致的單體溶解性的下降、在氧化聚合過程中對五元雜環的摻雜率的下降、聚合產物的過高結晶度所導致的溶解度的下降等。如在實施例28至30中所描述，通過利用本發明的導電聚合物作為固體電解質層，本發明可以提供具有低ESR的固體電解質電容器。此外，如在實施例31至33中所描述，通過在第一固體電解質層上形成本發明的導電聚合物層以提供第二固體電解質層，可以提供具有低ESR的固體電解質電容器。這些都是由以下事實引起的通過使用本發明的導電聚合物，降低了固體電解質層的電阻。如上所述，在本發明的導電聚合物中，在化學氧化聚合或電解聚合的過程中獲得了適當的摻雜量，因此與用于摻雜通過偶聯反應等聚合的聚合物的常規方法相比，易于獲得適當的慘雜率。因此可以通過容易的方法制備具有高電導率的導電聚合物。其次，通過使用二聚物至十聚物(通式(2)中的m為0至8)的化合物作為單體，可以浸漬到用于固體電解質電容器的多孔陽極體的孔內，并且通過在孔內聚合，可以在孔內形成導電聚合物。使用用于摻雜聚合物溶液以提供導電聚合物的常規方法，向孔內的浸漬是不可能的，因此不能在孔內形成導電聚合物。最后，本發明的導電聚合物的立體規整性被適度地控制，使得當常規上將導電聚合物進行高度立體控制時，可以防止由結晶度的增加所導致的溶解度的降低，從而可以制備高濃度的導電聚合物溶液。因此，還可以將本發明的導電聚合物用于其中常規地使用導電聚合物的應用，如用于在固體電解質電容器的外面形成厚膜。權利要求1.一種由通式(3)表示的導電聚合物，所述導電聚合物通過將作為單體的由通式(2)表示的化合物聚合而得到，所述由通式(2)表示的化合物具有來自由通式(1)表示的3-烷基五元雜環化合物的基本骨架，其中所述由通式(1)表示的化合物的兩個至十個分子按所述烷基的頭接尾規則在五元雜環的2位和5位結合；其中X表示-NH-原子團或S、O或Se原子，并且n表示0至9的整數；其中X表示-NH-原子團或S、O或Se原子，n表示0至9的整數，并且m表示0至8的整數；其中X表示-NH-原子團或S、O或Se原子，n表示0至9的整數，m表示0至8的整數，并且k表示自然數。2.根據權利要求1所述的導電聚合物，其中所述由通式(3)表示的導電聚合物采用化學氧化聚合法在含有摻雜劑的溶液中聚合而得到。3.根據權利要求1所述的導電聚合物，其中所述由通式(3)表示的導電聚合物采用電解聚合法在含有摻雜劑的支持電解質中聚合而得到。4.根據權利要求2所述的導電聚合物，其中所述摻雜劑是選自由通式(4)至(8)表示的化合物中的至少一種<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>其中R表示氫原子或含1至15個碳原子的垸基;<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>其中R表示氫原子或含1至15個碳原子的烷基;<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>其中R表示氫原子或含1至15個碳原子的垸基;<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>其中R表示氫原子或含1至15個碳原子的垸基;<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>其中R表示氫原子或含1至15個碳原子的烷基。5.根據權利要求3所述的導電聚合物，其中所述摻雜劑是選自由通式(4)至(8)表示的化合物中的至少一種<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>其中R表示氫原子或含1至15個碳原子的垸基;其中R表示氫原子或含1至15個碳原子的烷基;(6)其中R表示氫原子或含1至15個碳原子的烷基;其中R表示氫原子或含1至15個碳原子的烷基;其中R表示氫原子或含1至15個碳原子的烷基。5.6.—種固體電解質電容器，所述固體電解質電容器包括具有擴大的表面并包含閥作用金屬的陽極體、通過在所述陽極體的表面上形成氧化物膜得到的電介質層、固體電解質層和陰極層；所述固體電解質層和所述陰極層在形成所述電介質層之后形成，以提供陰極；其中所述固體電解質包含由通式(3)表示的導電聚合物，所述導電聚合物通過將作為單體的由通式(2)表示的化合物聚合而得到，所述由通式(2)表示的化合物具有來自由通式(l)表示的3-烷基五元雜環化合物的基本骨架，其中所述由通式(l)表示的化合物的兩個至十個分子按所述烷基的頭接尾規則在五元雜環的2位和5位結合；(CH2)nCH3其中X表示-NH-原子團或S、O或Se原子，并且n表示0至9的整數;(CH2)nCH3(CH2)nCH3、X,(CH2)nCH3(2)其中X表示-NH-原子團或S、O或Se原子，n表示0至9的整數，并且m表示0至8的整數；(CH2)nCH3《(CH2)nCH3、XZ(CH2)nCH3、m、Y(3)其中X表示-NH-原子團或S、O或Se原子，n表示0至9的整數，m表示0至8的整數，并且k表示自然數。7.根據權利要求6所述的固體電解質電容器，其中所述由通式(3)表示的導電聚合物通過采用化學氧化聚合法在含有摻雜劑的溶液中進行聚合而形成在所述電介質層的表面上。8.根據權利要求7所述的固體電解質電容器，其中所述摻雜劑是選自由通式(4)至(8)表示的化合物中的至少一種ROSCXH其中R表示氫原子或含1至15個碳原子的垸基;<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>其中R表示氫原子或含1至15個碳原子的烷基;<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>(6)其中R表示氫原子或含1至15個碳原子的垸基;.<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>其中R表示氫原子或含1至15個碳原子的烷基;<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>(8)其中R表示氫原子或含1至15個碳原子的垸基。9.根據權利要求6所述的固體電解質電容器，其中所述閥作用金屬是選自鉭、鋁和鈮中的至少一種。10.—種固體電解質電容器，所述固體電解質電容器包括具有擴大的表面并且包含閥作用金屬的陽極體、通過在所述陽極體的表面上形成氧化物膜而得到的電介質層、第一固體電解質層、第二固體電解質層和陰極層；所述第一固體電解質層、所述第二固體電解質層和所述陰極層在形成所述電介質層之后形成；其中所述第一固體電解質層和所述第二固體電解質層中的一個包含二氧化錳或導電聚合物，并且其中所述第一固體電解質層和所述第二固體電解質層中的另一個包含由通式(3)表示的導電聚合物，所述導電聚合物通過將作為單體的由通式(2)表示的化合物聚合而得到，所述由通式(2)表示的化合物具有來自由通式(1)表示的3-烷基五元雜環化合物的基本骨架，其中所述由通式(l)表示的化合物的兩個至十個分子按所述烷基的頭接尾規則在五元雜環的2位和5位結合；<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>其中X表示-NH-原子團或S、O或Se原子，并且n表示0至9的整數；其中X表示-NH-原子團或S、O或Se原子，n表示0至9的整數，并且m表示0至8的整數；其中X表示-NH-原子團或S、O或Se原子，n表示0至9的整數，m表示0至8的整數，并且k表示自然數。11.根據權利要求10所述的固體電解質電容器，其中在所述第一固體電解質層上形成所述第二固體電解質層，在所述第二固體電解質層中，所述由通式(3)表示的導電聚合物采用化學氧化聚合法在含有摻雜劑的溶液中聚合而得到。12.根據權利要求10所述的固體電解質電容器，其中在所述第一固體電解質層上形成所述第二固體電解質層，在所述第二固體電解質層中，所述由通式(3)表示的導電聚合物采用電解聚合法在含有摻雜劑的支持電解質中聚合而得到。13.根據權利要求10所述的固體電解質電容器，其中所述第二固體電解質層通過涂覆所述由通式(3)表示的導電聚合物的溶液或分散體而形成。14.根據權利要求11所述的固體電解質電容器，其中所述摻雜劑是選自由通式(4)至(8)表示的化合物中的至少一種ROS03H(4)其中R表示氫原子或含1至15個碳原子的焼基;S。3H(5)其中R表示氫原子或含1至15個碳原子的烷基;R-SO,H、SO,H其中R表示氫原子或含1至15個碳原子的烷基;SCXH(7)其中R表示氫原子或含1至15個碳原子的烷基;S03H(8)SO，H其中R表示氫原子或含1至15個碳原子的垸基。15.根據權利要求12所述的固體電解質電容器，其中所述摻雜劑是選自由通式(4)至(8)表示的化合物中的至少一種ROS03H(4)其中R表示氫原子或含1至15個碳原子的烷基;R-so3H(5)其中R表示氫原子或含1至15個碳原子的烷基;<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>(6)其中R表示氫原子或含1至15個碳原子的烷基;<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>其中R表示氫原子或含1至15個碳原子的垸基;<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>(8)其中R表示氫原子或含1至15個碳原子的烷基。15.16.根據權利要求10所述的固體電解質電容器，其中所述閥作用金屬是選自鉭、鋁和鈮中的至少一種。全文摘要本發明提供了一種具有高電導率的導電聚合物和具有低ESR的固體電解質電容器。導電聚合物是使用其中3-烷基五元雜環在2位和5位結合的二聚物至十聚物的化合物作為單體合成的，從而得到立體控制。此外，這種導電聚合物被用作固體電解質電容器的固體電解質。文檔編號C08G61/00GK101525410SQ20091011857公開日2009年9月9日申請日期2009年3月4日優先權日2008年3月4日發明者信田知希,小早川龍太,菅原康久,鈴木聰史,高橋直樹申請人:Nec東金株式會社