JP2002231580A - Electric double-layered capacitor - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric double-layered capacitor which has its discharge characteristics improved, high capacity and the like. SOLUTION: The electric double-layered capacitor, formed by providing positive and negative electrodes composed of electrode layers containing activated carbon and a separator arranged between the positive and negative electrodes and impregnating the positive and negative electrodes and separator with an electrolytic solution, is characterized by that the separator is made of paper containing not less than 10 wt.% fiber beating reproduced cellulose fiber to a thickness of 25 to 100 μm, a bulk density of 0.40 to 0.60 g/cm3, and tensile strength of >=2.0 kg/15 mm.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、正極と負極との間
にセパレーターを配置し、電解液を含浸させてなる電気
二重層キャパシタに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric double layer capacitor in which a separator is provided between a positive electrode and a negative electrode, and is impregnated with an electrolytic solution.

【０００２】[0002]

【従来の技術】電気二重層キャパシタは、分極性電極と
電解液との界面に形成される電気二重層に電荷を蓄積す
ることを原理としており、電池に比して、より大電流で
急速充放電ができることからエネルギー分野への応用が
近年活発に検討されている。2. Description of the Related Art An electric double layer capacitor is based on the principle that electric charges are stored in an electric double layer formed at an interface between a polarizable electrode and an electrolytic solution, and is rapidly charged with a larger current than a battery. Since discharge is possible, application to the energy field has been actively studied in recent years.

【０００３】電気二重層キャパシタの正極と負極との間
に配置されるセパレーターの役割は、正極と負極の間を
電気的に絶縁する一方、充放電に伴って起きる電解液中
のイオンの移動を円滑化することである。従来、かかる
セパレーターとしては、パルプを主原料とする電解コン
デンサ紙、ポリエチレン不織布、ポリプロピレン不織
布、ポリエステル不織布、クラフト紙、レーヨン繊維と
サイザル麻繊維混抄シート、マニラ麻シート、ガラス繊
維シート等が知られている（特開平９−４５５８６号、
特開平１−３０４７１９号）。しかし、これら従来のセ
パレーターでは、得られる電気二重層キャパシタの自己
放電特性、高容量化等の観点から十分ではなかった。The role of a separator disposed between the positive electrode and the negative electrode of an electric double layer capacitor is to electrically insulate between the positive electrode and the negative electrode and to prevent the movement of ions in the electrolyte caused by charging and discharging. It is to make it smooth. Conventionally, as such separators, electrolytic capacitor paper mainly made of pulp, polyethylene nonwoven fabric, polypropylene nonwoven fabric, polyester nonwoven fabric, kraft paper, rayon fiber and sisal fiber mixed sheet, manila hemp sheet, glass fiber sheet and the like are known. (JP-A-9-45586,
JP-A-1-304719). However, these conventional separators are not sufficient from the viewpoints of the self-discharge characteristics and high capacity of the obtained electric double layer capacitor.

【０００４】また、ポリエチレン等の微孔膜又は不織布
であるセパレーターを用いた電気二重層キャパシタが提
案されているが、該セパレーターの電解液の吸液性と保
液性が低いため、イオン伝導度が低くて電気二重層キャ
パシタの内部抵抗が大きく、電気二重層キャパシタの大
きな特性の一つである瞬時の大電流放電を行うと、電圧
降下が大きくなり実用的でなかった。Further, an electric double layer capacitor using a separator which is a microporous membrane such as polyethylene or a non-woven fabric has been proposed. However, since the separator has a low liquid absorbing property and liquid retaining property, the ionic conductivity is low. , The internal resistance of the electric double layer capacitor is large, and when an instantaneous large current discharge, which is one of the great characteristics of the electric double layer capacitor, is performed, the voltage drop becomes large and is not practical.

【０００５】また、従来の電解コンデンサ紙からなるセ
パレーターの内で、自己放電特性に優れているものは、
通常気孔率が低いことから、イオン透過性が不十分であ
り、大電流放電する電気二重層キャパシタには、適用で
きなかった。Among separators made of conventional electrolytic capacitor paper, those having excellent self-discharge characteristics include:
Since the porosity is usually low, the ion permeability is insufficient, so that it cannot be applied to an electric double layer capacitor that discharges a large current.

【０００６】また、電気二重層キャパシタでは高容量化
と低抵抗化が望まれるため、セパレーターを極力薄くす
る必要があるが、電解コンデンサ紙からなるセパレータ
ーを薄くすると正極と負極との間の絶縁性が不十分とな
ってミクロ的にショートし、自己放電しやすくなる。[0006] Further, in the electric double layer capacitor, it is necessary to increase the capacity and reduce the resistance. Therefore, it is necessary to make the separator as thin as possible. However, if the separator made of electrolytic capacitor paper is made thin, the insulating property between the positive electrode and the negative electrode is reduced. Becomes insufficient, resulting in micro-short circuit and self-discharge.

【０００７】一方、電極層の材質についても、得られる
電気二重層キャパシタの高容量化等の観点から、種々の
提案がなされている。On the other hand, various proposals have been made on the material of the electrode layer from the viewpoint of increasing the capacity of the obtained electric double layer capacitor.

【０００８】例えば、特開平１０−４１１９９号公報に
は、平均粒径が３０μｍ以下で比表面積が１５００ｍ²
／ｇ〜３０００ｍ²／ｇの炭素材料を使用すると、電気
二重層キャパシタの容量が大きく、かつ、内部抵抗が低
くなることが記載されているが、電極の体積当たりの容
量については具体的に記載されていない。For example, JP-A-10-41199 discloses that the average particle size is 30 μm or less and the specific surface area is 1500 m ^2.
It is described that the use of a carbon material having a capacity of 3,000 m ² / g to 3000 m ² / g increases the capacity of the electric double layer capacitor and lowers the internal resistance, but specifically describes the capacity per electrode volume. It has not been.

【０００９】特開平９−２７５０４１号公報には、活性
炭、比表面積が１０００ｍ²／ｇ以上のカーボンブラッ
ク、及びバインダーからなる電極を用いた高容量、高出
力、及び高エネルギー密度の電気二重層キャパシタが開
示されている。該実施例においては、比表面積が２２０
０ｍ²／ｇで平均粒径が５μｍの活性炭、比表面積が１
５００ｍ²／ｇのカーボンブラック、及びポリテトラフ
ルオロエチレンからなる電極を用いて、２．８４Ｆの容
量を有する電気二重層キャパシタが得られているが、電
極の体積当たりの容量は、約１９．３Ｆ／ｃｍ³であ
り、充分な電極の体積当たりの容量が得られていない。Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-275041 discloses an electric double layer capacitor having a high capacity, a high output, and a high energy density using an electrode made of activated carbon, carbon black having a specific surface area of 1000 m ² / g or more, and a binder. Is disclosed. In this embodiment, the specific surface area is 220
Activated carbon with 0 m ² / g and average particle size of 5 μm, specific surface area of 1
An electric double layer capacitor having a capacity of 2.84 F has been obtained using an electrode composed of 500 m ² / g of carbon black and polytetrafluoroethylene, and the capacity per volume of the electrode is about 19.3 F. / Cm ³ , and a sufficient capacity per electrode volume is not obtained.

【００１０】特開平１０−７００４９号公報には、比表
面積が１５００ｍ²／ｇ〜３０００ｍ²／ｇで充填密度が
０．２ｇ／ｃｍ³〜１．５ｇ／ｃｍ³の活性炭を電極に用
いた高容量の電気二重層キャパシタが開示され、０．６
０Ｆの容量を有する電気二重層キャパシタが得られてい
るが、電極の体積当たりの容量は、約１８．８Ｆ／ｃｍ
³であり、充分な電極の体積当たりの容量が得られてい
ない。[0010] High JP-A-10-70049, a specific surface area packing density 1500m ² / g~3000m ² / g was used activated carbon 0.2g / cm ³ ~1.5g / cm ³ in the electrode An electric double layer capacitor having a capacitance of 0.6
Although an electric double layer capacitor having a capacity of 0 F has been obtained, the capacity per volume of the electrode is about 18.8 F / cm.
³ , which indicates that a sufficient capacity per volume of the electrode has not been obtained.

【００１１】特開平９−６３９０７号公報には、比表面
積が１０００ｍ²／ｇ〜１５００ｍ²／ｇで平均粒径が６
μｍ〜１０μｍの椰子殻活性炭を電極に用いると共に、
非水系電解液を用いた高容量の電気二重層キャパシタが
開示されているが、電極の体積当たりの容量は、１５．
０Ｆ／ｃｍ³であり、充分な電極の体積当たりの容量が
得られていない。[0011] Japanese Patent Laid-Open No. 9-63907, a specific surface area of an average particle diameter of 1000m ² / g~1500m ² / g 6
While using coconut shell activated carbon of μm to 10 μm for the electrode,
Although a high-capacity electric double layer capacitor using a non-aqueous electrolyte is disclosed, the capacitance per volume of the electrode is 15.
0 F / cm ³ , and a sufficient capacity per electrode volume was not obtained.

【００１２】特開平９−３２０９０６号公報には、黒鉛
構造部分と乱層構造部分とを有する活性炭を電極に用い
た電気二重層キャパシタが開示されている。該実施例に
おいては、該活性炭を粉砕後に３００メッシュ（約５０
μｍ）の篩で分級した粉末を用いた電気二重層キャパシ
タにおいて、２０Ｆ／ｃｍ³を越える容量が得られてい
る。しかしながら、重量当たりの容量が最大で３７．８
Ｆ／ｇであり、電極密度が０．７９３ｇ／ｃｍ³と高す
ぎるため、充分な保液が得られず、キャパシタの特質で
ある高出力及び高信頼性に関して不満足な点を残してい
る。Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-320906 discloses an electric double layer capacitor using activated carbon having a graphite structure portion and a turbostratic structure portion as an electrode. In this example, the activated carbon was pulverized to 300 mesh (about 50 meshes).
In the electric double layer capacitor using the powder classified with a sieve having a size of 20 μm), a capacity exceeding 20 F / cm ³ was obtained. However, the capacity per weight is up to 37.8
F / g, and the electrode density is too high at 0.793 g / cm ³ , so that sufficient liquid retention cannot be obtained, leaving unsatisfactory points regarding high output and high reliability, which are characteristics of capacitors.

【００１３】特開平８−１４８３８８号公報にも、電極
密度が０．９ｇ／ｃｍ³で電極の体積当たりの容量が２
６．７Ｆ／ｃｍ³の電気二重層キャパシタが得られてい
るが、上記と同様の理由で好ましくない。JP-A-8-148388 also discloses that the electrode density is 0.9 g / cm ³ and the capacity per electrode volume is 2 g / cm ^3.
Although an electric double layer capacitor of 6.7 F / cm ³ has been obtained, it is not preferable for the same reason as described above.

【００１４】特開平４−２６３０４号公報には、比表面
積が２０００ｍ²／ｇで平均粒径が２μｍの活性炭を電
極に用いると共に、非水系電解液を電解液に用いた電気
二重層キャパシタが開示されているが、電極の体積当た
りの容量については具体的に記載されていない。Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 4-26304 discloses an electric double layer capacitor in which activated carbon having a specific surface area of 2000 m ² / g and an average particle size of 2 μm is used for an electrode, and a non-aqueous electrolyte is used for an electrolyte. However, the capacity per volume of the electrode is not specifically described.

【００１５】特開平１−１０２９１４号公報には、比表
面積が１１００ｍ²／ｇ〜１５００ｍ²／ｇで平均粒径が
１．５μｍ〜４μｍの活性炭を電極に用いると共に、硫
酸を電解液に用いた電気二重層キャパシタが開示されて
いるが、電解液に硫酸を用いているため、基本セルの耐
圧が低く、例えば、５．５Ｖ時で１．８Ｆ／ｃｍ³、
２．７５Ｖ時で７．４Ｆ／ｃｍ³であり、充分な電極の
体積当たりの容量も得られていない。[0015] Japanese Patent Laid-Open No. 1-102914, the average particle diameter of the specific surface area is at 1100m ² / g~1500m ² / g together with use of activated carbon 1.5μm~4μm the electrodes, with sulfuric acid in the electrolyte Although an electric double layer capacitor is disclosed, since sulfuric acid is used for the electrolytic solution, the withstand voltage of the basic cell is low, for example, 1.8 F / cm ³ at 5.5 V,
It was 7.4 F / cm ³ at 2.75 V, and a sufficient capacity per electrode volume was not obtained.

【００１６】また、特開昭６３−２４４８３９号公報に
は、比表面積が２０００ｍ²／ｇで粒子径が１μｍの活
性炭、比表面積が１５００ｍ²／ｇで粒子径が１６μｍ
のカーボンブラック、及びポリテトラフルオロエチレン
からなる電極を用いた容量１．９Ｆの電気二重層キャパ
シタが開示されているが、電極の体積当たりの容量は、
約１４Ｆ／ｃｍ³であり、充分な電極の体積当たりの容
量は得られていない。JP-A-63-244839 discloses activated carbon having a specific surface area of 2000 m ² / g and a particle size of 1 μm, and a specific surface area of 1500 m ² / g and a particle size of 16 μm.
1.9F electric double layer capacitor using an electrode composed of carbon black and polytetrafluoroethylene is disclosed.
It is about 14 F / cm ³ , and a sufficient capacity per volume of the electrode has not been obtained.

【００１７】[0017]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、自己
放電特性が向上しており、且つ高容量化等が実現された
電気二重層キャパシタを提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an electric double layer capacitor having improved self-discharge characteristics and realizing a high capacity and the like.

【００１８】[0018]

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
達成すべく鋭意研究を行った結果、耐熱性、イオン透過
性等に優れる材質のセパレーターを選び、その厚み、嵩
密度、引っ張り強度を特定することにより、自己放電特
性の優れた電気二重層キャパシタを得ることができ、同
時に高容量化等を実現できることを見出した。Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted intensive studies to achieve the above object, and as a result, have selected a separator made of a material having excellent heat resistance, ion permeability and the like, and have selected a thickness, a bulk density and a tensile strength. It has been found that by specifying, an electric double layer capacitor having excellent self-discharge characteristics can be obtained, and at the same time, a high capacity and the like can be realized.

【００１９】また、上記セパレーターに特定の物性を有
する活性炭を含有する電極層を組み合わせることによ
り、自己放電特性がより向上し、高容量化等が更に実現
された電気二重層キャパシタが得られることも見出し
た。Further, by combining the separator with an electrode layer containing activated carbon having specific physical properties, an electric double layer capacitor having improved self-discharge characteristics and further realizing a higher capacity can be obtained. I found it.

【００２０】本発明は、これらの新たな知見に基づい
て、完成されたものである。The present invention has been completed based on these new findings.

【００２１】即ち、本発明は、以下に示す、電気二重層
キャパシタを提供するものである。That is, the present invention provides the following electric double layer capacitor.

【００２２】１．活性炭を含む電極層からなる正極及び
負極並びに該正極と負極との間に配置されたセパレータ
ーを備え、且つ、該正極、負極及びセパレーターに電解
液を含浸させてなる電気二重層キャパシタにおいて、該
セパレーターが、再生セルロース繊維を叩解してなる繊
維を１０重量％以上含んで抄造される紙であって、その
厚みが２５〜１００μｍ、その嵩密度が０．４０〜０．
６０ｇ／ｃｍ³、且つその引張り強さが２．０ｋｇ／１
５ｍｍ以上であることを特徴とする電気二重層キャパシ
タ。1. An electric double layer capacitor comprising a positive electrode and a negative electrode comprising an electrode layer containing activated carbon and a separator disposed between the positive electrode and the negative electrode, and wherein the positive electrode, the negative electrode and the separator are impregnated with an electrolytic solution. Is a paper made containing 10% by weight or more of fibers obtained by beating regenerated cellulose fibers, the thickness of which is 25 to 100 μm, and the bulk density of which is 0.40 to 0.
60 g / cm ³ and its tensile strength is 2.0 kg / 1
An electric double layer capacitor having a length of 5 mm or more.

【００２３】２．前記活性炭が、ＢＥＴ法による比表面
積が１３００ｍ²／ｇ以上２２００ｍ²／ｇ以下、粉体充
填密度が０．４５ｇ／ｃｍ³以上０．７０ｇ／ｃｍ³以
下、且つ平均粒子径が１μｍ以上７μｍ以下のものであ
る上記項１に記載の電気二重層キャパシタ。2. The activated carbon, the specific surface area by BET method is 1300 m ² / g or more 2200 m ² / g or less, the powder packing density is 0.45 g / cm ³ or more 0.70 g / cm ³ or less, and an average particle diameter of 1μm or more 7μm or less Item 2. The electric double layer capacitor according to Item 1, wherein

【００２４】３．前記活性炭が、体積基準の累積分布の
９０％粒子径が６μｍ以上２２μｍ以下、且つ体積基準
の累積分布の１０％粒子径が０．１μｍ以上２μｍ以下
のものである上記項１又は２に記載の電気二重層キャパ
シタ。3. 3. The activated carbon according to item 1 or 2, wherein the activated carbon has a volume-based cumulative distribution having a 90% particle size of 6 μm or more and 22 μm or less, and a volume-based cumulative distribution having a 10% particle size of 0.1 μm or more and 2 μm or less. Electric double layer capacitor.

【００２５】４．前記電解液が、非水電解液である上記
項１〜３のいずれかに記載の電気二重層キャパシタ。4. Item 4. The electric double layer capacitor according to any one of Items 1 to 3, wherein the electrolyte is a non-aqueous electrolyte.

【００２６】５．充電電圧が１．８Ｖ以上３．３Ｖ以下
である上記項１〜４のいずれかに記載の電気二重層キャ
パシタ。[5] Item 5. The electric double-layer capacitor according to any one of Items 1 to 4, wherein the charging voltage is 1.8 V or more and 3.3 V or less.

【００２７】[0027]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態の電
気二重層キャパシタについて図面を参照しながら説明す
る。図１は本発明の一実施の形態の円筒型電気二重層キ
ャパシタの構成を示す概略図であり、図２は図１に示す
電極巻回ユニットの斜視図であり、図３の（ａ）は図２
に示す電極巻回ユニットを構成する電極の平面図であ
り、図３の（ｂ）は該電極巻回ユニットを展開した状態
を示す側面図である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An electric double layer capacitor according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view showing a configuration of a cylindrical electric double layer capacitor according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of an electrode winding unit shown in FIG. 1, and FIG. FIG.
FIG. 3B is a plan view of an electrode constituting the electrode winding unit shown in FIG. 3, and FIG. 3B is a side view showing a state where the electrode winding unit is developed.

【００２８】図１に示すように、円筒型電気二重層キャ
パシタは、電極巻回ユニット２０、絶縁ガスケット２
１、キャップ２２、破裂板２３、外装缶２４を備える。
図３の（ａ）に示すように、集電体２の両面に電極層１
が形成されるとともに片面に電流を外部に取り出すため
のタブ３が電気的に接続されて電極が作成され、図３の
（ｂ）に示すように、一対の電極がセパレーター４を介
して積層され、図２に示すように、該積層体が巻回され
て電極巻回ユニット２０が作成される。作成された電極
巻回ユニット２０は、セパレーター４及び電極層１に電
解液が含浸された後、外装缶２４に収納され、各電極の
タブ３の一方が溶接等により安全弁として機能する破裂
板２３（又はキャップと一体にされた破裂板）に接続さ
れてキャップ２２に電気的に接続され、他方のタブ３が
溶接等により外装缶２４の底部に電気的に接続される。
なお、電極巻回ユニット２０は、外装缶２４に収納し、
タブ３を溶接した後、電解液を注液して含浸させてもよ
い。As shown in FIG. 1, a cylindrical electric double layer capacitor comprises an electrode winding unit 20, an insulating gasket 2
1, a cap 22, a rupturable plate 23, and an outer can 24.
As shown in FIG. 3A, the electrode layers 1 are formed on both sides of the current collector 2.
Is formed, and a tab 3 for taking out a current is externally connected to one side to form an electrode. As shown in FIG. 3B, a pair of electrodes are stacked via a separator 4. As shown in FIG. 2, the laminate is wound to form an electrode winding unit 20. After the separator 4 and the electrode layer 1 are impregnated with the electrolyte, the formed electrode winding unit 20 is housed in an outer can 24, and one of the tabs 3 of each electrode functions as a safety valve by welding or the like. (Or a rupturable plate integrated with the cap) and electrically connected to the cap 22, and the other tab 3 is electrically connected to the bottom of the outer can 24 by welding or the like.
The electrode winding unit 20 is housed in an outer can 24,
After the tab 3 is welded, an electrolytic solution may be injected and impregnated.

【００２９】本発明の電気二重層キャパシタの形状とし
ては、円筒型に特に限定されるものではなく、フィルム
型、コイン型、箱形等種々の形状とすることができる。The shape of the electric double layer capacitor of the present invention is not particularly limited to a cylindrical shape, but may be various shapes such as a film type, a coin type and a box type.

【００３０】本発明の電気二重層キャパシタの特徴であ
る優れた自己放電特性と高容量化等を実現するために
は、再生セルロース繊維を叩解してなる繊維を、繊維重
量に対して１０重量％以上含んで抄造される紙であっ
て、その厚みが２５〜１００μｍ、その嵩密度が０．４
０〜０．６０ｇ／ｃｍ³、且つその引張り強さが２．０
ｋｇ／１５ｍｍ以上である電気セパレーターを使用する
ことが必要である。In order to realize the excellent self-discharge characteristics and high capacity, etc., which are the characteristics of the electric double layer capacitor of the present invention, the fibers obtained by beating regenerated cellulose fibers are added in an amount of 10% by weight based on the weight of the fibers. Paper containing the above, having a thickness of 25 to 100 μm and a bulk density of 0.4
0-0.60 g / cm ³ and its tensile strength is 2.0
It is necessary to use an electrical separator that is at least kg / 15 mm.

【００３１】再生セルロース繊維を叩解してなる繊維を
１０重量％以上含む抄造紙自体は、公知であり、市販品
もあるが、本発明者は、このような抄造紙であって、そ
の厚み、嵩密度及び引張り強さが特定のものを、電気二
重層キャパシタのセパレーターとして使用することによ
って、自己放電特性が向上し、又高容量化等が実現でき
ることを見出したものである。Papermaking paper containing 10% by weight or more of fibers obtained by beating regenerated cellulose fibers is known, and there are commercially available papermaking papers. It has been found that by using a material having specific bulk density and tensile strength as a separator of an electric double layer capacitor, the self-discharge characteristics are improved, and a high capacity and the like can be realized.

【００３２】電解液、特に非水系電解液を使用する本発
明の電気二重層キャパシタにおいて、図３（ｂ）のセパ
レーター４で使用するセパレーター原料としては、耐熱
性、イオン透過性等の観点から、叩解可能な再生セルロ
ース繊維を叩解して使用する。叩解には、例えば、高重
合度の再生セルロース繊維や溶剤紡糸レーヨン等の通常
の抄紙工程に設置される叩解機を用いることができる。
叩解可能な再生セルロース繊維は、叩解処理することに
より均一にフィブリル化され、かつ柔軟性が増加する。
したがって、この繊維を１０重量％以上含んで抄造され
た紙からなるセパレーターは引っ張り強度に優れてい
る。再生セルロース繊維を叩解してなる繊維が１０重量
％未満であると、セパレーターの抵抗が高くなり、又セ
パレーターの強度が低下する。また、叩解処理されてフ
ィブリル化された繊維はフィブリルの断面がほぼ真円状
で、この繊維を１０重量％以上含んで抄造された紙から
なるセパレーターはイオンの流れを阻害することなく、
低抵抗で微細ショートが少ないという両特性を改善する
ことができる。In the electric double layer capacitor of the present invention using an electrolytic solution, particularly a non-aqueous electrolytic solution, the separator raw material used for the separator 4 in FIG. 3 (b) is selected from the viewpoints of heat resistance, ion permeability and the like. The regenerated cellulose fibers that can be beaten are used after beating. For the beating, for example, a beating machine installed in an ordinary papermaking process such as a regenerated cellulose fiber having a high degree of polymerization or a solvent-spun rayon can be used.
Beatable regenerated cellulose fibers are uniformly fibrillated by beating treatment, and have increased flexibility.
Therefore, a separator made of paper made from paper containing 10% by weight or more of these fibers has excellent tensile strength. When the fiber obtained by beating the regenerated cellulose fiber is less than 10% by weight, the resistance of the separator increases and the strength of the separator decreases. In addition, the fiber that has been beaten and fibrillated has a fibril cross-section that is almost a perfect circle, and a separator made of paper made by containing the fiber in an amount of 10% by weight or more does not hinder the flow of ions.
Both characteristics, that is, low resistance and few minute shorts, can be improved.

【００３３】また、この繊維を用いたセパレーターは、
その厚みが２５〜１００μｍで、嵩密度が０．４０〜
０．６０ｇ／ｃｍ³で、かつ引張り強さが２．０ｋｇ／
１５ｍｍ以上であることが必要である。厚みが２５μｍ
未満では電極間を充分に絶縁できない場合があり、一方
１００μｍを超えると電気二重層キャパシタの容量密度
を高くできない。厚みは、好ましくは４０〜９０μｍ、
さらに好ましくは６０〜９０μｍである。また、嵩密度
が０．４０ｇ／ｃｍ³未満であるとセパレーターの強度
が小さくなり、充分な自己放電特性が得られない。一
方、嵩密度が０．６０ｇ／ｃｍ³を超えるとイオン透過
性が不充分になり抵抗が高くなりやすい。嵩密度は、好
ましくは０．４３ｇ〜０．５５ｇ／ｃｍ³、さらに好ま
しくは０．４５〜０．５５ｇ／ｃｍ³がよい。引張り強
さが２．０ｋｇ／１５ｍｍ未満であると電極巻回時にタ
ブの個所よりセパレーターが損傷しやすい。引っ張り強
さは、好ましくは２．５ｋｇ／１５ｍｍ以上、さらに好
ましくは３．０ｋｇ／１５ｍｍ以上がよい。引っ張りの
上限は、特に限定されないが、通常、１５ｋｇ／１５ｍ
ｍ程度である。Further, a separator using this fiber is:
Its thickness is 25-100 μm and bulk density is 0.40
0.60 g / cm ³ and a tensile strength of 2.0 kg / cm ³
It needs to be 15 mm or more. 25 μm thick
If it is less than 100 μm, it may not be possible to sufficiently insulate between the electrodes, while if it exceeds 100 μm, the capacity density of the electric double layer capacitor cannot be increased. The thickness is preferably 40 to 90 μm,
More preferably, it is 60 to 90 μm. On the other hand, if the bulk density is less than 0.40 g / cm ³ , the strength of the separator decreases, and sufficient self-discharge characteristics cannot be obtained. On the other hand, if the bulk density exceeds 0.60 g / cm ³ , the ion permeability becomes insufficient and the resistance tends to increase. The bulk density is preferably from 0.43 g to 0.55 g / cm ³ , and more preferably from 0.45 to 0.55 g / cm ³ . If the tensile strength is less than 2.0 kg / 15 mm, the separator is more likely to be damaged than the tab at the time of winding the electrode. The tensile strength is preferably 2.5 kg / 15 mm or more, and more preferably 3.0 kg / 15 mm or more. The upper limit of the tension is not particularly limited, but is usually 15 kg / 15 m.
m.

【００３４】電極層１は、例えば、図３に示すように集
電体２上に形成され、活性炭をバインダーで成形したも
のであり、必要に応じて導電材及び成形助剤等を添加し
てもよい。電極層１の成形法としては、ロール成形、プ
レス成形、上記混合物を溶媒に分散させたスラリーを金
属箔状に塗布する塗布法等の、電池用電極又は電気二重
層キャパシタ電極に対して提案されている種々の方法を
用いることができる。なお、導電材を電極層１中に含ま
せる場合、導電材としては、アセチレンブラック、カー
ボンブラック、黒鉛等の炭素質物質、金属粉等を用いる
ことができる。The electrode layer 1 is formed, for example, on the current collector 2 as shown in FIG. 3 and is formed by molding activated carbon with a binder. If necessary, a conductive material and a molding aid may be added to the electrode layer 1. Is also good. As a forming method of the electrode layer 1, roll forming, press forming, and a coating method of applying a slurry obtained by dispersing the above mixture in a solvent in the form of a metal foil have been proposed for a battery electrode or an electric double layer capacitor electrode. Various methods can be used. When a conductive material is included in the electrode layer 1, a carbonaceous substance such as acetylene black, carbon black, graphite, or a metal powder can be used as the conductive material.

【００３５】電極層１に含まれる活性炭としては、前記
特定のセパレーターに組み合わせる観点から、以下に示
すような比表面積、粉体充填密度及び粒子径の特性を有
するものであるのが、好適である。The activated carbon contained in the electrode layer 1 preferably has the following specific surface area, powder packing density, and particle diameter characteristics from the viewpoint of combination with the specific separator. .

【００３６】活性炭のＢＥＴ法による比表面積は、１３
００ｍ²／ｇ以上２２００ｍ²／ｇ以下であり、好ましく
は１４００ｍ²／ｇ以上２０００ｍ²／ｇ以下である。比
表面積が１３００ｍ²／ｇ未満の場合、充填密度は向上
するが、重量当たりの容量が低下したり、又は保液量が
低下して、充分な出力特性が得られないので好ましくな
い。一方、比表面積が２２００ｍ²／ｇを越える場合、
充填密度が低下して充分な容量が得られないので好まし
くない。The specific surface area of the activated carbon determined by the BET method is 13
00m ² / g or more 2200m and ² / g or less, preferably not more than 1400 m ² / g or more 2000 m ² / g. When the specific surface area is less than 1300 m ² / g, the packing density is improved, but the capacity per weight is reduced or the liquid retention amount is reduced, so that it is not preferable because sufficient output characteristics cannot be obtained. On the other hand, when the specific surface area exceeds 2200 m ² / g,
It is not preferable because a sufficient capacity cannot be obtained due to a decrease in packing density.

【００３７】また、活性炭の充填性は、粒子の形状、粒
度分布、表面状態等に依存する。この充填性を評価する
方法として、タップ密度又は粉体充填密度等が挙げられ
る。本発明者は、このうち粉体充填密度が電極密度と高
い相関があることを見いだした。すなわち、電極層１に
含まれる活性炭の粉体充填密度は、０．４５ｇ／ｃｍ ³
以上０．７０ｇ／ｃｍ³以下であり、好ましくは０．４
５ｇ／ｃｍ³以上０．６５ｇ／ｃｍ³以下である。粉体充
填密度が０．４５ｇ／ｃｍ³未満の場合、電極密度が低
下し、充分な容量が得られないので好ましくない。一
方、粉体充填密度が０．７０ｇ／ｃｍ³を越える場合、
粉体充填密度は向上するが、重量当たりの容量が低下し
たり、又は保液量が低下して、充分な出力特性が得られ
ないので好ましくない。The packing properties of activated carbon are determined by the shape of the particles,
Depends on degree distribution, surface condition, etc. Evaluate this filling property
Examples of the method include tap density or powder filling density.
You. The present inventor has found that the powder packing density is higher than the electrode density.
We found that there was a strong correlation. That is, the electrode layer 1
The powder packing density of the activated carbon contained is 0.45 g / cm ^Three
0.70 g / cm or more^ThreeOr less, preferably 0.4
5g / cm^Three0.65 g / cm or more^ThreeIt is as follows. Powder filling
0.45 g / cm packing density^ThreeIf less than, the electrode density is low
It is not preferable because sufficient capacity cannot be obtained. one
On the other hand, powder packing density is 0.70g / cm^ThreeIf
Powder packing density increases, but capacity per weight decreases
Or the liquid retention is reduced, and sufficient output characteristics are obtained.
Not so desirable.

【００３８】また、電極層１に含まれる活性炭の平均粒
子径は、１μｍ以上７μｍ以下であり、好ましくは１μ
ｍ以上５μｍ以下である。平均粒子径が１μｍ未満の場
合、粉体の二次凝集などが激しくなり、電極成形時に問
題が生じるので好ましくない。一方、平均粒子径が７μ
ｍを越える場合、電極密度が低下して充分な容量が得ら
れないので好ましくない。The average particle size of the activated carbon contained in the electrode layer 1 is 1 μm or more and 7 μm or less, preferably 1 μm or less.
m or more and 5 μm or less. If the average particle size is less than 1 μm, the secondary agglomeration of the powder becomes severe and a problem occurs during electrode molding, which is not preferable. On the other hand, the average particle diameter is 7μ.
If it exceeds m, it is not preferable because the electrode density decreases and a sufficient capacity cannot be obtained.

【００３９】さらに、上記の平均粒子径の条件に加え、
活性炭の体積基準の累積分布の９０％粒子径が６μｍ以
上２２μｍ以下であり、かつ、体積基準の累積分布の１
０％粒子径が０．１μｍ以上２μｍ以下であることがよ
り好ましく、活性炭の体積基準の累積分布の９０％粒子
径が６μｍ以上２０μｍ以下であり、かつ、体積基準の
累積分布の１０％粒子径が０．１μｍ以上２μｍ以下で
あることがさらに好ましい。この場合、活性炭の粒子径
が比較的幅広い分布を有し、また、０．１μｍ未満の微
粉及び２２μｍを越える大粒子が少ない活性炭により、
より高い体積当たりの容量を実現することができる。Further, in addition to the conditions for the average particle diameter described above,
The 90% particle size of the volume-based cumulative distribution of the activated carbon is 6 μm to 22 μm, and the volume-based cumulative distribution is 1%.
The 0% particle size is more preferably 0.1 μm or more and 2 μm or less, the 90% particle size of the volume-based cumulative distribution of the activated carbon is 6 μm or more and 20 μm or less, and the 10% particle size of the volume-based cumulative distribution. Is more preferably 0.1 μm or more and 2 μm or less. In this case, the particle size of the activated carbon has a relatively wide distribution, and the fine powder of less than 0.1 μm and the large number of large particles of more than 22 μm have a small amount of activated carbon.
Higher capacity per volume can be achieved.

【００４０】前記の各条件を満たす活性炭は、通常、単
位重量当たりの容量が約４０Ｆ／ｇ以上であり、又これ
を用いて得られる電極の単位体積当たりの容量が約２０
Ｆ／ｃｍ³以上であるという、充分に高い容量を有して
いる。Activated carbon satisfying the above conditions generally has a capacity per unit weight of about 40 F / g or more, and an electrode obtained using the same has a capacity per unit volume of about 20 F / g.
It has a sufficiently high capacity of not less than F / cm ³ .

【００４１】電極層１に含まれる活性炭の製造方法は、
特に限定されず、一般的な製造法として、例えば、真田
雄三ら著「新版 活性炭 基礎と応用」に記載されてい
る方法を用いることができる。従って、本実施の形態の
電気二重層キャパシタは、活性炭が上記の条件を満たす
ように加工する以外は、一般的な電気二重層キャパシタ
の製造方法を用いることができるので、容易に製造する
ことができる。また、一般に、活性炭は、１０μｍ以上
の粉体又は繊維等の形態に製造されるため、ボールミ
ル、ジェットミル等の粉砕装置及び分級装置を用いて上
記条件を満たす活性炭を得ることが簡便で好ましいが、
原料、賦活法、一次的に合成される活性炭の形状等を調
整することにより上記の条件を満たす活性炭を得てもよ
い。The method for producing the activated carbon contained in the electrode layer 1 is as follows.
There is no particular limitation, and as a general production method, for example, the method described in “New Edition Activated Carbon Basics and Applications” by Yuzo Sanada et al. Can be used. Therefore, the electric double layer capacitor of the present embodiment can be easily manufactured because a general method for manufacturing an electric double layer capacitor can be used except that the activated carbon is processed so as to satisfy the above conditions. it can. In addition, activated carbon is generally produced in the form of powder or fiber of 10 μm or more. Therefore, it is convenient and preferable to obtain activated carbon satisfying the above conditions using a crusher and a classifier such as a ball mill and a jet mill. ,
The activated carbon satisfying the above conditions may be obtained by adjusting the raw material, the activation method, the shape of the activated carbon to be primarily synthesized, and the like.

【００４２】電極層１に用いられるバインダーとして
は、公知のものが使用可能であるが、例えば、ポリテト
ラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン等のフッ素
樹脂、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルピロリ
ドン、ポリビニルアルコール、ＳＢＲゴム、アクリル樹
脂等が挙げられ、これらのうちの一種又は複数種を用い
ることができる。バインダーの添加量は、特に限定され
ず、活性炭の粒度、粒度分布、粒子形状、目的とする電
極密度等により適宜決定されるが、活性炭に対し３重量
％〜２０重量％が一般的である。As the binder used for the electrode layer 1, known binders can be used. For example, fluorocarbon resins such as polytetrafluoroethylene and polyvinylidene fluoride, carboxymethylcellulose, polyvinylpyrrolidone, polyvinyl alcohol, SBR rubber, An acrylic resin or the like can be used, and one or more of these can be used. The amount of the binder to be added is not particularly limited, and is appropriately determined depending on the particle size, particle size distribution, particle shape, target electrode density, etc. of the activated carbon, and is generally 3% by weight to 20% by weight based on the activated carbon.

【００４３】電極層１は、図３に示すように、集電体２
の両面に形成されているが、この例に特に限定されず、
集電体２の片面に形成してもよい。集電体としては、ア
ルミニウム箔、ステンレス箔、金網、エキスパンドメタ
ル、パンチングメタル等が挙げられるが、材質について
は、本発明の電気二重層キャパシタの充電電圧を考慮
し、集電体上での電解液の分解、あるいは、集電体の溶
出がないよう適宜決定される。特に、アルミニウムは
正、負両極に用いることができ、かつ、高電気伝導度で
あり、軽量であることから好ましい。集電体の厚みは、
特に限定されないが、通常１０μｍから５０μｍであ
り、目標とする電気二重層キャパシタの特性を考慮して
決定されるが、集電体が厚くなりすぎる場合、キャパシ
タの総体積に対する集電体の体積が大きくなり、容量を
低下させるため好ましくない。As shown in FIG. 3, the electrode layer 1 has a current collector 2
It is formed on both sides of, but is not particularly limited to this example,
It may be formed on one side of the current collector 2. Examples of the current collector include aluminum foil, stainless steel foil, wire mesh, expanded metal, and punching metal, and the material is determined by taking into consideration the charging voltage of the electric double layer capacitor of the present invention. It is determined appropriately so as not to decompose the liquid or elute the current collector. In particular, aluminum is preferable because it can be used for both positive and negative electrodes, has high electrical conductivity, and is lightweight. The thickness of the current collector is
Although not particularly limited, it is usually 10 μm to 50 μm, and is determined in consideration of the target characteristics of the electric double layer capacitor. When the current collector is too thick, the volume of the current collector with respect to the total volume of the capacitor is reduced. This is not preferable because it increases the capacity.

【００４４】タブ３の材質は、集電体と同様、アルミニ
ウム、ステンレス、ニッケル等が用いることができ、材
質決定には集電体と同じ注意が必要である。タブ３は、
必要に応じて１枚の電極あたり、複数本設けることがで
きる。これは、特に、図２に示すような巻回構造の大型
円筒型キャパシタにおいて、電極長が長く、集電体抵抗
が比較的大きくなる場合、有効であり、集電体の厚み、
長さ及び幅等を考慮して、タブ３の本数を決定すること
ができる。As the material of the tab 3, aluminum, stainless steel, nickel or the like can be used as in the case of the current collector. Tab 3
If necessary, a plurality of electrodes can be provided for one electrode. This is particularly effective when the electrode length is long and the current collector resistance is relatively large in a large cylindrical capacitor having a wound structure as shown in FIG.
The number of tabs 3 can be determined in consideration of the length, width, and the like.

【００４５】上記の電極の具体的製造法の一例として、
バインダー樹脂としてポリフッ化ビニリデンを使用し、
集電体としてアルミニウム箔を使用する場合の製造方法
を以下に説明する。いうまでもなく、本発明の電極の製
造方法は、この製造方法に限定されるものではない。As an example of a specific method for manufacturing the above electrode,
Using polyvinylidene fluoride as the binder resin,
A manufacturing method when an aluminum foil is used as a current collector will be described below. Needless to say, the method for manufacturing the electrode of the present invention is not limited to this manufacturing method.

【００４６】まず、ポリフッ化ビニリデンをＮ−メチル
ピロリドンに溶解したバインダー樹脂溶液に対し、活性
炭を均一に分散させて、スラリーを調製する。この際、
必要に応じて、カーボンブラックなどの導電材、ポリビ
ニルピロリドンなどの成形助剤などを添加することも可
能である。次いで、得られたスラリーをコーターを用い
て、アルミニウム箔上に塗布し、乾燥し、電極層をアル
ミニウム箔上に形成させる。両面電極を得るためには、
片面塗布後、再度、裏面に塗布、乾燥する、あるいは、
両面同時に塗布、乾燥を行う。次に、得られた電極を、
必要に応じてプレスして、厚さ５０μｍ〜５００μｍ程
度の電極を得ることができる。First, a slurry is prepared by uniformly dispersing activated carbon in a binder resin solution obtained by dissolving polyvinylidene fluoride in N-methylpyrrolidone. On this occasion,
If necessary, a conductive material such as carbon black and a molding aid such as polyvinylpyrrolidone can be added. Next, the obtained slurry is applied on an aluminum foil using a coater, and dried to form an electrode layer on the aluminum foil. To obtain a double-sided electrode,
After application on one side, apply and dry on the back again, or
Coating and drying on both sides simultaneously. Next, the obtained electrode is
Pressing can be performed as necessary to obtain an electrode having a thickness of about 50 μm to 500 μm.

【００４７】電極層１及びセパレーター４に用いられる
電解液としては、特に限定されないが、非水系電解液を
用いることが好ましく、単セル当たりの電圧が高い有機
電解液を用いることがより好ましい。有機電解液は非プ
ロトン性の有機溶媒に電解質を０．５ｍｏｌ／ｌ〜３．
０ｍｏｌ／ｌに溶解したものが好ましく、有機溶媒とし
ては、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネー
ト、ブチレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、スル
ホラン、アセトニトリル等の公知のものが使用でき、こ
れらのうちの一種又は複数種を混合して使用してもよ
い。また、電解質としては、テトラエチルアンモニウム
テトラフルオロボレート、トリエチルメチルアンモニウ
ムテトラフルオロボレート、テトラエチルアンモニウム
ヘキサフルオロフォスフェート等の公知のものが使用で
き、これらのうちの一種又は複数種を混合して使用して
もよい。The electrolyte used for the electrode layer 1 and the separator 4 is not particularly limited, but is preferably a non-aqueous electrolyte, and more preferably an organic electrolyte having a high voltage per unit cell. As the organic electrolyte, an electrolyte is added to an aprotic organic solvent in an amount of 0.5 mol / l to 3 mol / l.
It is preferably dissolved in 0 mol / l, and as the organic solvent, known compounds such as propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, γ-butyrolactone, sulfolane, and acetonitrile can be used, and one or more of these can be mixed. You may use it. In addition, as the electrolyte, known materials such as tetraethylammonium tetrafluoroborate, triethylmethylammonium tetrafluoroborate, and tetraethylammonium hexafluorophosphate can be used, and one or a mixture of these may be used. Good.

【００４８】上記のように構成された電気二重層キャパ
シタの充電電圧は、上記有機電解液を用いた場合、１．
８Ｖ以上３．３Ｖ以下に設定することが好ましい。充電
電圧は、電気二重層キャパシタに用いる活性炭種、電解
液、使用温度、目的とする寿命により適宜決定される
が、１．８Ｖ未満の場合、利用可能な容量が減少するの
で好ましくなく、３．３Ｖを越える場合、電解液の分解
が激しくなるので好ましくない。The charging voltage of the electric double layer capacitor having the above-mentioned structure is as follows when the above-mentioned organic electrolyte is used.
It is preferable to set the voltage between 8 V and 3.3 V. The charging voltage is appropriately determined depending on the type of activated carbon used for the electric double layer capacitor, the electrolytic solution, the operating temperature, and the intended life, but if it is less than 1.8 V, the usable capacity decreases, which is not preferable. When the voltage exceeds 3 V, the decomposition of the electrolyte solution becomes severe, which is not preferable.

【００４９】かくして得られた本発明の電気二重層キャ
パシタは、活性炭を含む炭素質電極層からなる正極と負
極との間にセパレーターを配置し、非水系電解液を含浸
させてなる電気二重層キャパシタにおいて、前記セパレ
ーターが再生セルロース繊維を叩解してなる繊維を１０
％以上含んで抄造される紙であり、かつセパレーター厚
みが６０〜１００μｍ、かつ嵩密度が０．４０〜０．６
０ｇ／ｃｍ³、かつ引張り強さが３．０ｋｇ／１５ｍｍ
以上であり、耐熱性、イオン透過性等に優れるととも
に、引っ張り強度が高くかつ絶縁性に優れたセパレータ
ーを用いることにより、電気二重層キャパシタの低自己
放電特性と高容量化等が必要とされる分野に好適に使用
できる。The thus obtained electric double layer capacitor of the present invention is an electric double layer capacitor obtained by disposing a separator between a positive electrode and a negative electrode comprising a carbonaceous electrode layer containing activated carbon and impregnating with a non-aqueous electrolyte. In the above, the separator is made of fibers obtained by beating regenerated cellulose fibers.
% Paper having a separator thickness of 60 to 100 μm and a bulk density of 0.40 to 0.6.
0 g / cm ³ and tensile strength of 3.0 kg / 15 mm
As described above, by using a separator having excellent heat resistance, ion permeability, and the like, and having high tensile strength and excellent insulating properties, low self-discharge characteristics and high capacity of the electric double layer capacitor are required. It can be suitably used in the field.

【００５０】[0050]

【実施例】以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明を
より一層具体的に説明する。The present invention will now be described more specifically with reference to examples and comparative examples.

【００５１】実施例１ 活性炭として、関西熱化学株式会社製の活性炭「ＭＳＣ
−２０」をボールミルで３０時間粉砕して得た活性炭粉
末を用いた。該活性炭の比表面積、粉体充填密度及び粒
度分布を下記方法で測定した。Example 1 Activated carbon "MSC" manufactured by Kansai Thermochemical Co., Ltd. was used as activated carbon.
An activated carbon powder obtained by pulverizing "-20" with a ball mill for 30 hours was used. The specific surface area, powder packing density and particle size distribution of the activated carbon were measured by the following methods.

【００５２】Ａ：比表面積 ユアサアイオニクス社製比表面積測定装置「ＮＯＶＡ１
２００」を用いて、サンプル量１０ｍｇにて、ＢＥＴ法
により比表面積を測定した。A: Specific surface area A specific surface area measuring apparatus “NOVA1” manufactured by Yuasa Ionics
Using "200", the specific surface area was measured by the BET method with a sample amount of 10 mg.

【００５３】Ｂ：粉体充填密度 図４に示すように、下方に下蓋１２を固定した内径５ｍ
ｍのガラス管１１内に活性炭１００ｍｇを入れ、上蓋１
３により７０ｋｇ／ｃｍ²の圧力で粉体を圧縮した状態
で、活性炭の縦方向の長さＬ（ｃｍ）を用いて、粉体充
填密度ρを式ρ＝０．１／（０．２５×０．２５×３．
１４×Ｌ）により、求めた。B: Packing density of powder As shown in FIG.
100 mg of activated carbon in a glass tube 11 of m
In a state where the powder is compressed at a pressure of 70 kg / cm ² by using the length L (cm) of the activated carbon, the powder packing density ρ is calculated by the equation ρ = 0.1 / (0.25 × 0.25 × 3.
14 × L).

【００５４】Ｃ：粒度分布 島津製作所製レーザー回折式粒度分布測定装置（ＳＡＬ
Ｄ）を用いて測定した。活性炭粉末は、市販の中性洗剤
を少量添加した水中で超音波分散した後、測定し、平均
粒子径、体積基準の累積分布の１０％粒子径及び９０％
粒子径を得た。C: Particle size distribution Laser diffraction type particle size distribution measuring device (SAL manufactured by Shimadzu Corporation)
It measured using D). The activated carbon powder was ultrasonically dispersed in water containing a small amount of a commercially available neutral detergent, and then measured. The average particle diameter, the 10% particle diameter and 90% of the volume-based cumulative distribution were measured.
The particle size was obtained.

【００５５】上記方法に従って、各項目を測定したとこ
ろ、該活性炭の比表面積は１５８０ｍ²／ｇ、粉体充填
密度は０．６１ｇ／ｃｍ³、粒度分布については、１０
％粒子径が０．７μｍ、平均粒子径が３．０μｍ、９０
％粒子径が９．０μｍであった。When each item was measured according to the above method, the specific surface area of the activated carbon was 1580 m ² / g, the powder packing density was 0.61 g / cm ³ , and the particle size distribution was 10%.
% Particle size is 0.7 μm, average particle size is 3.0 μm, 90
% Particle size was 9.0 μm.

【００５６】該活性炭を活物質として用い、導電材とし
てカーボンブラックを用い、バインダーとしてポリフッ
化ビニリデン（商品名：「ＫＦ＃１１００」、呉羽化学
工業（株）製）をＮ−メチルピロリドンに溶解した溶液
を用い、活性炭分散溶液を作製した。なお、このときの
配合比は活性炭：カーボンブラック：ポリフッ化ビニリ
デン＝１００：５：１０（重量部）とした。The activated carbon was used as an active material, carbon black was used as a conductive material, and polyvinylidene fluoride (trade name: “KF # 1100”, manufactured by Kureha Chemical Industry Co., Ltd.) was dissolved in N-methylpyrrolidone as a binder. Using the solution, an activated carbon dispersion solution was prepared. The mixing ratio at this time was activated carbon: carbon black: polyvinylidene fluoride = 100: 5: 10 (parts by weight).

【００５７】上記活性炭分散溶液を、厚さ２０μｍのア
ルミニウム箔に、コーターを用いて塗布した後、乾燥す
ることにより、アルミニウム箔の両面に電極層を形成し
た。次に、ロールプレスを用いてプレスし、厚さ３３０
μｍの両面塗工電極を作製した。The above-mentioned activated carbon dispersion solution was applied to an aluminum foil having a thickness of 20 μm using a coater and then dried to form electrode layers on both sides of the aluminum foil. Next, it is pressed using a roll press to obtain a thickness of 330
A μm double-sided coated electrode was produced.

【００５８】次に、得られた電極の電極塗布部を１ｃｍ
幅で７箇所はがし、図３に示すようにアルミニウム製タ
ブ３（幅１０ｍｍ、厚さ０．１ｍｍ）をスポット溶接し
た。上記のようにして得られた２枚の電極を乾燥後、ド
ライルーム中で、セパレーター４を介して、図２に示す
ように巻回し、電極巻回ユニットを作成した。このセパ
レーター４は、原料として叩解可能な再生セルロース繊
維を叩解してなる繊維を少なくとも１０重量％使用した
抄造紙であり、乾燥後の厚さ８０μｍ、嵩密度０．４８
ｇ／ｃｍ³、かつ引張り強さが３．５ｋｇ／１５ｍｍの
ものを用いた。Next, the electrode coating portion of the obtained electrode was 1 cm
As shown in FIG. 3, the aluminum tab 3 (width 10 mm, thickness 0.1 mm) was spot-welded as shown in FIG. After drying the two electrodes obtained as described above, they were wound in a dry room via a separator 4 as shown in FIG. 2 to form an electrode winding unit. The separator 4 is a papermaking paper using at least 10% by weight of a fiber obtained by beating beaten regenerated cellulose fiber as a raw material, and has a thickness of 80 μm after drying and a bulk density of 0.48.
g / cm ³ and a tensile strength of 3.5 kg / 15 mm were used.

【００５９】次に、図１に示すように、両極のタブ３を
束ねて、破裂板２３と外装缶２４の底部とに溶接した
後、電解液を注液した。電解液としては水分量２０ｐｐ
ｍ以下の１Ｍ−(Ｃ₂Ｈ₅)₄ＮＢＦ₄−プロピレンカーボネ
ート溶液（富山薬品製）を用いた。この電気二重層キャ
パシタの寸法は直径３５ｍｍ、高さ１０２ｍｍ（９８．
１ｃｍ³）である。Next, as shown in FIG. 1, the tabs 3 of both electrodes were bundled and welded to the rupturable plate 23 and the bottom of the outer can 24, and then an electrolytic solution was injected. 20 pp water content as electrolyte
m following _{1M- (C 2 H 5) 4} NBF 4 - using propylene carbonate solution (manufactured by Toyama Pharmaceutical). The dimensions of this electric double layer capacitor are 35 mm in diameter and 102 mm in height (98.
1 cm ³ ).

【００６０】得られた電気二重層キャパシタの最大電流
を５Ａに規制し、２．５Ｖで３０分間充電した後、１Ａ
の電流で、キャパシタ電圧が０Ｖになるまで放電した。
このサイクルを繰り返し、５サイクル目の２．０Ｖ〜
１．５Ｖ間の放電カーブの傾きから求めた容量は９６０
Ｆであり、該容量と二つの電極に含まれる活性炭の全重
量とから求めた活性炭の重量当たりの容量は、４１Ｆ／
ｇであり、該容量と二つの電極の全体積とから求めた電
極の体積当たりの容量は、２３Ｆ／ｃｍ³であった。ま
た、前記方法で、２．５Ｖで６時間充電した後、開放状
態で１００時間後の自己放電を調べたところ電圧は２．
３５Ｖであった。The maximum current of the obtained electric double layer capacitor was regulated to 5 A, and after charging at 2.5 V for 30 minutes, 1 A
And the capacitor was discharged until the capacitor voltage became 0V.
This cycle is repeated and the fifth cycle, 2.0V-
The capacity obtained from the slope of the discharge curve between 1.5 V is 960
F, and the capacity per weight of activated carbon determined from the capacity and the total weight of activated carbon contained in the two electrodes is 41 F /
g, and the capacity per electrode volume determined from the capacity and the total volume of the two electrodes was 23 F / cm ³ . After the battery was charged at 2.5 V for 6 hours and then self-discharged after 100 hours in an open state, the voltage was found to be 2.
It was 35V.

【００６１】実施例２ 活性炭として、関西熱化学株式会社製活性炭「ＭＳＣ−
２５」をボールミルで６０時間粉砕して得た活性炭粉末
を用いた以外、実施例１と同様の方法で各項目を測定し
た。また、セパレーターとしては、原料として叩解可能
な再生セルロース繊維を叩解してなる繊維を少なくとも
１０重量％使用した抄造紙であり、乾燥後の厚さ６０μ
ｍ、嵩密度０．６０ｇ／ｃｍ³、かつ引張り強さが３．
０ｋｇ／１５ｍｍのものを用いた。Example 2 Activated carbon "MSC-" manufactured by Kansai Thermochemical Co., Ltd. was used as activated carbon.
Each item was measured in the same manner as in Example 1 except that activated carbon powder obtained by pulverizing No. 25 using a ball mill for 60 hours was used. Further, the separator is a papermaking paper using at least 10% by weight of fibers obtained by beating beaten regenerated cellulose fibers as a raw material, and has a thickness of 60 μm after drying.
m, bulk density 0.60 g / cm ³ , and tensile strength 3.
The thing of 0 kg / 15mm was used.

【００６２】上記活性炭粉末及びセパレーターを用い
て、実施例１と同様の方法で電気二重層キャパシタを組
立て、容量等を測定した。Using the activated carbon powder and the separator, an electric double layer capacitor was assembled in the same manner as in Example 1, and the capacitance and the like were measured.

【００６３】実施例３ 活性炭として、関西熱化学株式会社製活性炭「ＭＳＣ−
２５」をボールミルで１６時間粉砕して得た活性炭粉末
を用いた以外、実施例１と同様の方法で各項目を測定し
た。また、セパレーターとしては、原料として叩解可能
な再生セルロース繊維を叩解してなる繊維を少なくとも
１０重量％使用した抄造紙であり、乾燥後の厚さ１００
μｍ、嵩密度０．４０ｇ／ｃｍ³、かつ引張り強さが
３．５ｋｇ／１５ｍｍのものを用いた。Example 3 Activated carbon manufactured by Kansai Thermochemical Co., Ltd. “MSC-
Each item was measured in the same manner as in Example 1 except that activated carbon powder obtained by pulverizing No. 25 using a ball mill for 16 hours was used. Further, the separator is a papermaking paper using at least 10% by weight of a fiber obtained by beating beaten regenerated cellulose fiber as a raw material, and has a thickness of 100% after drying.
μm, a bulk density of 0.40 g / cm ³ and a tensile strength of 3.5 kg / 15 mm were used.

【００６４】上記活性炭粉末及びセパレーターを用い
て、実施例１と同様の方法で電気二重層キャパシタを組
立て、容量等を測定した。Using the activated carbon powder and the separator, an electric double layer capacitor was assembled in the same manner as in Example 1, and the capacitance and the like were measured.

【００６５】比較例１ 活性炭として、関西熱化学株式会社製活性炭「ＭＳＣ−
２５」をそのまま用いた以外、実施例１と同様の方法で
各項目を測定した。また、セパレーターとしては、実施
例１で用いたものと同じものを用いた。Comparative Example 1 Activated carbon manufactured by Kansai Thermochemical Co., Ltd. “MSC-
Each item was measured in the same manner as in Example 1 except that “25” was used as it was. The same separator as that used in Example 1 was used.

【００６６】上記活性炭及びセパレーターを用いて、実
施例１と同様の方法で電気二重層キャパシタを組立て、
容量等を測定した。Using the activated carbon and the separator, an electric double layer capacitor was assembled in the same manner as in Example 1.
The capacity and the like were measured.

【００６７】比較例２ 活性炭として、関西熱化学株式会社製活性炭「ＭＳＣ−
２５」をボールミルで６０時間粉砕して得た活性炭粉末
を用いた以外、実施例１と同様の方法で各項目を測定し
た。また、セパレーターとしては、レーヨン繊維からな
る不織布であり、乾燥後の厚さ５０μｍ、嵩密度０．４
０ｇ／ｃｍ³、かつ引張り強さが１．２ｋｇ／１５ｍｍ
のものを用いた。Comparative Example 2 Activated carbon "MSC-" manufactured by Kansai Thermochemical Co., Ltd. was used as activated carbon.
Each item was measured in the same manner as in Example 1 except that activated carbon powder obtained by pulverizing No. 25 using a ball mill for 60 hours was used. The separator is a non-woven fabric made of rayon fiber, having a thickness of 50 μm after drying and a bulk density of 0.4.
0 g / cm ³ and tensile strength of 1.2 kg / 15 mm
Was used.

【００６８】上記活性炭及びセパレーターを用いて、実
施例１と同様の方法で電気二重層キャパシタを組立て、
容量等を測定した。Using the activated carbon and the separator, an electric double layer capacitor was assembled in the same manner as in Example 1.
The capacity and the like were measured.

【００６９】表１に、実施例１〜３及び比較例１〜２で
用いた活性炭の原料種、比表面積、粉体充填密度、平均
粒子径、１０％粒子径、９０％粒子径及び単位重量当た
り容量を示した。Table 1 shows the raw material type, specific surface area, powder packing density, average particle size, 10% particle size, 90% particle size and unit weight of the activated carbon used in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2. The capacity per unit is shown.

【００７０】[0070]

【表１】 [Table 1]

【００７１】また、表２に、実施例１〜３及び比較例１
〜２で用いたセパレーターの厚み、嵩密度及び引っ張り
強度、並びに得られた電気二重層キャパシタの放電容
量、自己放電特性及び電極単位体積当たり容量を示し
た。Table 2 shows Examples 1 to 3 and Comparative Example 1.
2 shows the thickness, bulk density and tensile strength of the separator used, and the discharge capacity, self-discharge characteristics and capacity per unit volume of the obtained electric double layer capacitor.

【００７２】[0072]

【表２】 [Table 2]

【００７３】表１及び表２から、次の点が明らかであ
る。The following points are clear from Tables 1 and 2.

【００７４】実施例１〜３では、活物質である活性炭単
位重量当たりの容量が高い値となった。また、キャパシ
タとしては、放電容量、自己放電特性及び電極体積当た
りの容量ともに優れたものが得られた。In Examples 1 to 3, the capacity per unit weight of activated carbon as an active material was a high value. In addition, a capacitor having excellent discharge capacity, self-discharge characteristics, and capacity per electrode volume was obtained.

【００７５】比較例１の場合は、活性炭の平均粒径が３
９μｍと大きく、かつ、紛体充填密度が低いため、キャ
パシタの電極体積当たりの容量は実施例１に比べ低かっ
た。また、比較例１では、キャパシタとしての放電容量
が実施例１に比べ低かった。また、比較例２の場合は、
セパレーターの強度が低く、又キャパシタとしての自己
放電特性が悪かった。In the case of Comparative Example 1, the average particle size of the activated carbon was 3
The capacitance per electrode volume of the capacitor was lower than that of Example 1 because it was as large as 9 μm and the powder packing density was low. In Comparative Example 1, the discharge capacity as a capacitor was lower than that in Example 1. In the case of Comparative Example 2,
The strength of the separator was low, and the self-discharge characteristics as a capacitor were poor.

【００７６】[0076]

【発明の効果】以上から、明らかな通り、本発明によれ
ば、セパレーターの材質、厚み、嵩密度、引っ張り強度
を特定することにより、好ましくは更に電極層として所
定の活性炭を組み合わせることにより、自己放電特性の
優れた電気二重層キャパシタを得ることができ、同時に
高容量化等を実現できる。As apparent from the above, according to the present invention, it is possible to determine the material, thickness, bulk density and tensile strength of the separator, preferably further by combining a predetermined activated carbon as an electrode layer, thereby achieving An electric double layer capacitor having excellent discharge characteristics can be obtained, and at the same time, a high capacity can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の一実施の形態の円筒型電気二重層キャ
パシタの構成を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a cylindrical electric double layer capacitor according to an embodiment of the present invention.

【図２】図１に示す電極巻回ユニットの斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of the electrode winding unit shown in FIG.

【図３】図２に示す電極巻回ユニットを構成する電極の
平面図及び該電極巻回ユニットを展開した状態を示す側
面図である。3 is a plan view of electrodes constituting the electrode winding unit shown in FIG. 2 and a side view showing a state in which the electrode winding unit is developed.

【図４】本発明における粉体充填密度の測定法を説明す
るための概略図である。FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a method of measuring a powder packing density in the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 電極層 ２ 集電体 ３ タブ ４ セパレーター １１ ガラス管 １２ 下蓋 １３ 上蓋 ２０ 電極巻回ユニット ２１ 絶縁ガスケット ２２ キャップ ２３ 破裂板 ２４ 外装缶 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electrode layer 2 Current collector 3 Tab 4 Separator 11 Glass tube 12 Lower lid 13 Upper lid 20 Electrode winding unit 21 Insulating gasket 22 Cap 23 Burst plate 24 Outer can

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】活性炭を含む電極層からなる正極及び負極
並びに該正極と負極との間に配置されたセパレーターを
備え、且つ、該正極、負極及びセパレーターに電解液を
含浸させてなる電気二重層キャパシタにおいて、該セパ
レーターが、再生セルロース繊維を叩解してなる繊維を
１０重量％以上含んで抄造される紙であって、その厚み
が２５〜１００μｍ、その嵩密度が０．４０〜０．６０
ｇ／ｃｍ³、且つその引張り強さが２．０ｋｇ／１５ｍ
ｍ以上であることを特徴とする電気二重層キャパシタ。1. An electric double layer comprising a positive electrode and a negative electrode comprising an electrode layer containing activated carbon, a separator disposed between the positive electrode and the negative electrode, and wherein the positive electrode, the negative electrode and the separator are impregnated with an electrolytic solution. In the capacitor, the separator is a paper made by containing at least 10% by weight of fibers obtained by beating regenerated cellulose fibers, and has a thickness of 25 to 100 μm and a bulk density of 0.40 to 0.60.
g / cm ³ and its tensile strength is 2.0 kg / 15 m
m or more. 【請求項２】前記活性炭が、ＢＥＴ法による比表面積が
１３００ｍ²／ｇ以上２２００ｍ²／ｇ以下、粉体充填密
度が０．４５ｇ／ｃｍ³以上０．７０ｇ／ｃｍ³以下、且
つ平均粒子径が１μｍ以上７μｍ以下のものである請求
項１に記載の電気二重層キャパシタ。Wherein said activated carbon, the specific surface area by BET method is 1300 m ² / g or more 2200 m ² / g or less, the powder packing density is 0.45 g / cm ³ or more 0.70 g / cm ³ or less, and an average particle size 2. The electric double layer capacitor according to claim 1, wherein is 1 μm or more and 7 μm or less. 【請求項３】前記活性炭が、体積基準の累積分布の９０
％粒子径が６μｍ以上２２μｍ以下、且つ体積基準の累
積分布の１０％粒子径が０．１μｍ以上２μｍ以下のも
のである請求項１又は２に記載の電気二重層キャパシ
タ。3. The activated carbon has a volume-based cumulative distribution of 90%.
3. The electric double layer capacitor according to claim 1, wherein a% particle diameter is 6 μm or more and 22 μm or less, and a 10% particle diameter of a volume-based cumulative distribution is 0.1 μm or more and 2 μm or less. 【請求項４】前記電解液が、非水電解液である請求項１
〜３のいずれかに記載の電気二重層キャパシタ。4. The electrolyte according to claim 1, wherein said electrolyte is a non-aqueous electrolyte.
4. The electric double layer capacitor according to any one of claims 1 to 3. 【請求項５】充電電圧が１．８Ｖ以上３．３Ｖ以下であ
る請求項１〜４のいずれかに記載の電気二重層キャパシ
タ。5. The electric double layer capacitor according to claim 1, wherein the charging voltage is 1.8 V or more and 3.3 V or less.