JP2010245133A

JP2010245133A - ゲル電解質及びその製造方法、このゲル電化質を用いた電気化学素子

Info

Publication number: JP2010245133A
Application number: JP2009089633A
Authority: JP
Inventors: Kazuma Okura; 数馬大倉; Tadashi Ozawa; 正小澤; Kenji Tamamitsu; 賢次玉光; Takashi Sawaguchi; 孝志澤口; Toru Hoshi; 徹星; Shoichiro Yano; 彰一郎矢野; Masaru Miura; 優三浦
Original assignee: Nippon Chemi Con Corp; Nihon University
Current assignee: Nippon Chemi Con Corp; Nihon University
Priority date: 2009-04-01
Filing date: 2009-04-01
Publication date: 2010-10-28
Also published as: WO2010113516A1

Abstract

【課題】インピーダンスの低い電気化学素子を与えることができるゲル電解質を提供する。
【解決手段】本発明のゲル電解質は、グルコマンナンのマトリックス中に非水系電解液が保持されていることを特徴とする。このゲル電解質は、グルコマンナンハイドロゲルを非水系電解液に浸漬し、ハイドロゲル中の水を非水系電解液に置換することによって得ることができる。このゲル電解質を用いてアルミニウム電解コンデンサを構成すると、従来のセパレータと非水系電解液とを使用したコンデンサに比較して、インピーダンスが１／６以下に低下する。
【選択図】なし

Description

本発明は、電気化学素子に用いられるゲル電解質及びその製造方法に関する。本発明はまた、上記ゲル電解質を用いた電気化学素子に関する。

従来、電解コンデンサ、電気二重層コンデンサ、電池等の電気化学素子におけるイオン導電性材料として、非水系電解液、すなわち、有機溶媒に無機酸塩又は有機酸塩を溶解させた液状の電解質が一般に使用されていた。

しかしながら、近年になって、海外の電力事情の悪い地域などにおいて、電気化学素子の使用中に過電圧が印加されるという異常事態が発生し、その際に電気化学素子が故障して内部の液状電解質が漏れだし、電気化学素子を搭載した機器の故障をもたらすという問題が発生するようになってきた。

また、アルミニウム電解コンデンサのようにガス透過性の封口部材を用いた電気化学素子の場合には、使用中に液状電解質が封口部材を透過、蒸散し、内部の液状電解質が減少し、電気化学素子の特性が劣化するという問題があった。

このような問題を解決するために、高分子ゲル電解質をイオン導電性材料として使用した電気化学素子が検討されてきた。例えば、特許文献１（特開平１１−１６２７８９号公報）は、電気化学素子のセパレータとして、ポリアミド・ポリエーテルブロックコポリマーおよび／またはポリエステル・ポリエーテルブロックコポリマーを含有するセパレータを使用し、このセパレータに非水系電解液を接触させた後に加熱して非水系電解液中に上記コポリマーを溶解させ、コポリマーの溶解により生じたセパレータの空隙にゲル電解質を形成させるようにした電気化学素子を開示している。

特開平１１−１６２７８９号公報

高分子ゲル電解質を電気化学素子において使用すると、過電圧印加による故障時に電気化学素子の内部の電解質が漏れだすことがなく、また、ガス透過性封口部材からの電解質の透過、蒸散が抑制される。

しかしながら、高分子ゲル電解質のイオン伝導度が一般に低いため、電気化学素子のインピーダンスが高くなってしまうという問題がある。例えば、特許文献１の実施例に示されている、ポリエステル・ポリエーテルブロックコポリマーを含有するマニラ紙をセパレータとし、フタル酸テトラメチルアンモニウムを溶解させたγ−ラクトンを電解液として使用したアルミニウム電解コンデンサによると、コポリマーの溶解によるセパレータの低密度化（空隙の発生）によりコンデンサの誘電損失の低下が期待されるものの、得られたコンデンサの静電容量及び誘電損失の値は、マニラ紙をセパレータとして上述の電解液を使用した比較例のコンデンサにおける値と略一致しており、従ってインピーダンス値も略一致したコンデンサしか得られていない（特許文献１、表１参照）。

そこで、本発明の課題は、インピーダンスの低い電気化学素子を与えることができる電気化学素子用ゲル電解質を提供することである。

発明者らは、鋭意検討した結果、グルコマンナンのマトリックス中に非水系電解液が保持されているゲル電解質を電気化学素子のために使用すると、非水系電解液とマニラ紙、クラフト紙等のセパレータとを使用した従来の電気化学素子と比較して、インピーダンスが顕著に低い電気化学素子が得られることを発見した。

従って、本発明のゲル電解質は、グルコマンナンのマトリックス中に非水系電解液が保持されていることを特徴とする。

本発明のゲル電解質は、グルコマンナンハイドロゲルを非水系電解液に浸漬してグルコマンナンハイドロゲル中の水を上記非水系電解液に置換する方法によって、好適に得ることができる。

本発明のゲル電解質はまた、グルコマンナンハイドロゲルをエタノールに浸漬してグルコマンナンハイドロゲル中の水をエタノールに置換し、置換後のゲルを超臨界二酸化炭素中で乾燥して多孔質ゲルを得、得られた多孔質ゲルに非水系電解液を含浸させる方法によっても、好適に得ることができる。

本発明のゲル電解質はさらに、グルコマンナンハイドロゲルを凍結乾燥して多孔質ゲルを得、得られた多孔質ゲルに非水系電解液を含浸させる方法によっても、好適に得ることができる。

本発明のゲル電解質は、低インピーダンス特性を有するため、あらゆる電気化学素子においてゲル電解質として好適に使用される。従って、本発明はまた、一対の電極と、該電極の間に配置された上記ゲル電解質とを備えた電気化学素子に関する。

特に電気化学素子がアルミニウム電解コンデンサであると、誘電損失が小さく、インピーダンスが低いコンデンサが得られる上に、ガス透過性封口部材からの電解質の透過、蒸散が抑制されるため好ましい。

本発明のグルコマンナンのマトリックス中に非水系電解液が保持されているゲル電解質は、低インピーダンス特性を有する上に、液漏れを起こしにくい。したがって、本発明のゲル電解質を用いた電気化学素子は、低インピーダンス特性を有する上に、電気化学素子に過電圧が印加されて故障した際にも内部の電解質が漏れだすことがなく、また電気化学素子のガス透過性封口部材からの電解質の透過、蒸散も抑制される。

超臨界二酸化炭素乾燥により得られたグルコマンナンゲルシートの表面の走査型電子顕微鏡写真である。超臨界二酸化炭素乾燥により得られたグルコマンナンゲルシートの断面の走査型電子顕微鏡写真である。凍結乾燥により得られたグルコマンナンゲルシートの表面の走査型電子顕微鏡写真である。凍結乾燥により得られたグルコマンナンゲルシートの断面の走査型電子顕微鏡写真である。

本発明のゲル電解質は、グルコマンナンのマトリックス中に非水系電解液が保持されていることを特徴とする。

マトリックスを構成するグルコマンナンは、Ｄ−グルコースとＤ−マンノースとを主要構成成分とする多糖類であり、β−Ｄ−グルコピラノースとβ−Ｄ−マンノピラノースが約１：１．６の比率でβ−１，４結合したグルコマンナンが本発明において好適に使用される。グルコマンナンの分子量には特に制限が無い。

非水系電解液を構成する有機溶媒としては、以下に示すような電解質を溶解させることができ、且つマトリックスを構成するグルコマンナンに悪影響を及ぼさないものであれば、特に限定無く使用することができ、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、スルホラン、３−メチルスルホラン、γ−ブチロラクトン、アセトニトリル、１，２−ジメトキシエタン、Ｎ−メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、１，３−ジオキソラン、ニトロメタン、エチレングリコール、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、又はこれらの混合物を使用することができる。

非水系電解液において有機溶媒に溶解される溶質としては、電気化学素子の種類に応じて、公知の溶質を特に制限無く使用することができる。例えば、電気化学素子がアルミニウム電解コンデンサである場合には、通常電解コンデンサ駆動用電解液に用いられる、カルボン酸、フェノール類、リン酸、炭酸、ケイ酸等の酸の共役塩基をアニオン成分とする、アンモニウム塩；アミン塩、例えば、メチルアミン塩、エチルアミン塩等の１級アミン塩、ジメチルアミン塩、ジエチルアミン塩等の２級アミン塩、トリメチルアミン塩、トリエチルアミン塩等の３級アミン塩；４級アンモニウム塩、例えば、テトラメチルアンモニウム塩、テトラエチルアンモニウム塩等のテトラアルキルアンモニウム塩、１−メチルピリジウム塩、１−エチルピリジウム塩等のピリジウム塩；及び環状アミジン化合物の四級塩、例えば、１−メチルイミダゾール、１−フェニルイミダゾール等のイミダゾール単環化合物の塩、１−メチルベンゾイミダゾール、１−メチル−２−ベンジルベンゾイミダゾール等のベンゾイミダゾールの塩、１−メチルイミダゾリン、１−メチル−２−フェニルイミダゾリン等の２−イミダゾリン環を有する化合物の塩、１−メチル−１，４，５，６−テトラヒドロピリミジン、１，５−ジアザビシクロ〔４．３．０〕ノネン等のテトラヒドロピリミジン環を有する化合物の塩が溶質として使用される。

また、電気化学素子がリチウム二次電池である場合には、有機溶媒に溶解したときにリチウムイオンを生成する塩が溶質として選択され、例えば、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＣｌＯ_４、ＬｉＮ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２、ＬｉＣＦ_３ＳＯ_３、ＬｉＣ（ＳＯ_２ＣＦ_３）_３、ＬｉＮ（ＳＯ_２Ｃ_２Ｆ_５）_２、ＬｉＡｓＦ_６、ＬｉＳｂＦ_６、又はこれらの混合物を好適に使用することができる。電気化学素子が電気二重層キャパシタの場合は、上述のリチウム塩に加えて、第４級アンモニウム塩又は第４級ホスホニウム塩を溶質として使用することができ、例えば、Ｒ^１Ｒ^２Ｒ^３Ｒ^４Ｎ^＋又はＲ^１Ｒ^２Ｒ^３Ｒ^４Ｐ^＋で表されるカチオン（ただし、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４は炭素数１〜６のアルキル基を表す）と、ＰＦ_６ ⁻、ＢＦ_４ ⁻、ＣｌＯ_４ ⁻、Ｎ（ＣＦ_３ＳＯ_３）_２ ⁻、ＣＦ_３ＳＯ_３ ⁻、Ｃ（ＳＯ_２ＣＦ_３）_３ ⁻、Ｎ（ＳＯ_２Ｃ_２Ｆ_５）_２ ⁻、ＡｓＦ_６ ⁻又はＳｂＦ_６ ⁻からなるアニオンとからなる塩、又はこれらの混合物を好適に使用することができる。電気化学素子が電気化学キャパシタの場合には、上述の第４級アンモニウム塩、第４級ホスホニウム塩を溶質として使用することができる。

本発明におけるゲル電解質は、グルコマンナンハイドロゲルに保持されている水を非水系電解液と置換する方法、或いは、グルコマンナンハイドロゲルをその外形を大きく変化させずに脱水乾燥して得られる多孔質ゲルの細孔に非水系電解液を含浸させる方法によって得ることができる。以下、３つの好適な製造方法について説明する。

製法１：媒体置換による方法
グルコマンナンハイドロゲルは、水にグルコマンナンを混合し、攪拌しながらグルコマンナンを水に溶解或いは膨潤させて粘調液を得、この液に水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、水酸化カリウムまたは水酸化カルシウム等のアルカリの水溶液を添加し、攪拌することにより得ることができる。電気化学素子用のゲル電解質とするためには、グルコマンナンを溶解させた後アルカリの水溶液を添加し、得られた液をガラス板等の平板上にキャストした後、８０℃程度の加温下で放置し、シート状のグルコマンナンハイドロゲルを得るのが好ましい。グルコマンナンハイドロゲルの含水量には厳密な制限は無いが、イオン伝導性に優れ且つ自立性に優れたゲル電解質を得るためには、５０質量％〜９９．９質量％の範囲であるのが好ましい。

次に、得られたグルコマンナンハイドロゲルのシートを、必要に応じて適当な大きさに切断した後、電気化学素子の種類に応じて選択された非水系電解液に浸漬する。グルコマンナンハイドロゲルの水が非水系電解液に徐々に置換され、グルコマンナンのマトリックス中に非水系電解液が保持されているゲル電解質が得られる。浸漬時間は、一般的には２〜１５日の範囲であり、ときどき非水系電解液を新規なものに交換しながら浸漬を継続するのが好ましい。水から非水系電解液への置換を迅速に進めるために、浸漬を減圧及び加熱条件下に行うこともできる。浸漬処理の温度は０℃〜４０℃の範囲が好ましく、圧力は１ｋＰａ〜１０１．３ｋＰａの範囲が好ましい。ゲル電解質に残留する水の量が多いと電気化学素子の耐電圧性及び高温寿命特性が低下するため、水から非水系電解液への置換は、含水量がゲル電解質全体の質量に対して１５質量％以下、好ましくは１０質量％以下になるように行うのが好ましい。

製法２：超臨界二酸化炭素乾燥を利用した方法
上述した方法によりシート状に成形し、必要に応じて適当な大きさに切断したグルコマンナンハイドロゲルをエタノールに浸漬し、グルコマンナンハイドロゲルに保持された水をエタノールに置換する。この置換は、以下に示す液化二酸化炭素への媒体置換を容易にするために行われ、水にも二酸化炭素にも相溶性の高い媒体として、エタノールが使用される。エタノールへの浸漬時間は、グルコマンナンハイドロゲルのシートの厚みや含水量などに依存するが、一般には１日〜１０日の範囲であり、ときどきエタノールを新規なものに交換しながら浸漬を継続するのが好ましい。

次に、置換後のゲルを超臨界乾燥装置内に配置し、液化二酸化炭素を装置内に導入し、ゲル中のエタノールを液化二酸化炭素に置換する。この置換のための時間は、一般に２〜３時間の範囲である。その後、装置内を加圧加温し、二酸化炭素の臨界点（３１．１℃、７．３７ＭＰａ）を超える温度及び／又は圧力の条件下で超臨界乾燥を行う。グルコマンナンハイドロゲルをその外形を大きく変化させずに脱水乾燥して多孔質ゲルを得るためには、超臨界乾燥における温度は３５℃〜６０℃の範囲であるのが好ましく、圧力は１０ＭＰａ〜３０ＭＰａの範囲であるのが好ましく、乾燥時間は１０時間〜３０時間の範囲であるのが好ましい。超臨界状態にある二酸化炭素を装置外に排出し、乾燥を終了する。この他、ゲル中のエタノールを液化二酸化炭素に置換する工程を経ずに、グルコマンナンハイドロゲル中の水をエタノールに置換した後のゲルを超臨界乾燥装置内に配置した後、超臨界状態にある二酸化炭素を装置内に供給することにより乾燥を行うこともできる。

図１、２は、超臨界二酸化炭素乾燥により得られたシートの走査型電子顕微鏡写真であり、図１は表面の写真を、図２は断面の写真を、それぞれ示している。シートの表面及び断面のいずれにも微細な空隙が存在している多孔質ゲルが得られていることがわかる。

次に、超臨界二酸化炭素乾燥により得られた多孔質ゲルシートを、電気化学素子の種類に応じて選択された非水系電解液に浸漬する。浸漬は、必要に応じて加温及び減圧条件下で行われ、一般に、０℃〜４０℃の温度、１ｋＰａ〜１０１．３ｋＰａの圧力条件下で、５〜３０分間浸漬処理が施される。多孔質ゲルの空隙に非水系電解液が侵入してゲルが膨潤し、グルコマンナンのマトリックス中に非水系電解液が保持されているゲル電解質が得られる。

製法３：凍結乾燥を利用した方法
上述した方法によりシート状に成形し、必要に応じて適当な大きさに切断したグルコマンナンハイドロゲルを凍結乾燥機内に配置し、凍結乾燥する。凍結乾燥の条件には厳密な制限は無いが、グルコマンナンハイドロゲルをその外形を大きく変化させずに脱水乾燥して多孔質ゲルを得るためには、グルコマンナンハイドロゲルを液体窒素で凍結させた後、２０Ｐａ以下の圧力下で凍結乾燥するが好ましい。乾燥時間は、グルコマンナンハイドロゲルのシートの厚みや含水量、一回あたりの処理量にも依存するが、一般には１日〜２日程度である。

図３、４は、凍結乾燥により得られたシートの走査型電子顕微鏡写真であり、図３は表面の写真を、図４は断面の写真を、それぞれ示している。シート表面に開口している細孔はわずかであるが、断面には超臨界二酸化炭素乾燥の場合に比較して径の大きな孔が分布しており、多孔質ゲルが得られていることが分かる。

凍結乾燥により得られた多孔質ゲルを、好ましくは表層部分を切除した後、電気化学素子の種類に応じて選択された上述の非水系電解液に浸漬する。浸漬は、必要に応じて加温及び減圧条件下で行われ、一般に、０℃〜４０℃の温度、１ｋＰａ〜１０１．３ｋＰａの圧力条件下で、１分〜１２０分間浸漬処理が施される。多孔質ゲルの空隙に非水系電解液が侵入してゲルが膨潤し、グルコマンナンのマトリックス中に非水系電解液が保持されているゲル電解質が得られる。

グルコマンナンのマトリックス中に非水系電解液が保持されている本発明のゲル電解質を一対の電極間に配置することにより、あらゆる種類の電気化学素子を構成することができ、集電体と一体化した一対の電極で本発明のゲル電解質のシートを挟持し、フィルム状封止体で覆うことにより、ラミネート型の電気化学素子を得ることができる。

集電体としては、白金、金、ニッケル、アルミニウム、チタン、鋼、カーボン等の導電材料を使用することができる。集電体の形状は、膜状、箔状、板状、網状、エキスパンドメタル状、円筒状等の任意の形状を採用することができる。

電極としては、電気化学素子の種類に応じて、公知の電極材料を使用することができる。例えば、電気化学素子がアルミニウム電解コンデンサの場合には、アルミニウム箔の表面積をエッチング処理によって拡大した後、表面に酸化皮膜の誘電体層を形成した箔を陽極とし、エッチング処理を施した同種又は他の金属の箔を陰極とすることができ、これらの箔を集電体と接合して使用する。

電気化学素子がリチウム二次電池、電気二重層キャパシタ、電気化学キャパシタの場合には、電気化学素子の種類に応じて選択された正極活物質或いは負極活物質と、必要に応じて、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレンコポリマー、ポリフッ化ビニル、カルボキシメチルセルロース等のバインダ、カーボンブラック、天然黒鉛、人造黒鉛等の炭素材料、ニッケル及び鉄等の金属粉、ＩＴＯ等の導電性酸化物などの導電材などを混合したものを正極材料或いは負極材料として使用することができる。これらの正極材料或いは負極材料を溶剤に分散させてスラリーとし、このスラリーを集電体上に塗工した後に乾燥する方法、これらの正極材料或いは負極材料を所定形状に成形して集電体に圧着する方法等により、電極と集電体とを一体化することができる。

電気化学素子がリチウム電池の場合には、正極活物質としては、コバルト酸リチウム等の層状化合物、及び、ポリフルオレン、ポリアニリン、ポリフェニレン等の導電性高分子を使用することができ、負極活物質として、リチウム金属、天然黒鉛、人造黒鉛、石油コークス等のリチウムイオンを吸蔵、放出する炭素材料、及び、ポリフルオレン、ポリアセチレン、ポリアセン、ポリピロール等の導電性高分子を使用することができる。

電気化学素子が電気二重層キャパシタの場合には、活性炭、炭素繊維、フェノール樹脂炭化物、塩化ビニリデン樹脂炭化物、微結晶炭素等の炭素系材料を、電気二重層容量を有する一対の電極のために使用することができる。また、一方の電極の活物質として、ポリフルオレン等の高い静電容量を有する導電性高分子を使用することもできる。

電気化学素子が電気化学キャパシタの場合には、正極活物質として、酸化還元反応特性を有するポリアニリン、ポリアセチレン、ポリフェニレン、ポリフルオレン等の導電性高分子、酸化ルテニウム、酸化マンガン、酸化ニッケル等の金属酸化物を使用することができ、負極活物質として、酸化還元反応特性を有するポリアセチレン、ポリアセン、ポリフェニレン、ポリフルオレン等の導電性高分子を使用することができる。

一対の電極及びこれらの間に挟持されたゲル電解質を覆うフィルム状封止体としては、シリコーンフィルム、アルミニウム箔とポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂フィルムとを積層させたラミネートフィルムなどを使用することができる。

以下に本発明の実施例を示すが、本発明は以下の実施例に限定されない。

実施例１
１ｇのグルコマンナンを９０ｍＬの水と混合し、常温で攪拌することによりグルコマンナンを水に溶解させた後、５０ｍｇの炭酸ナトリウムを溶解させた１０ｍＬの水溶液を添加、攪拌し、得られた液をガラス製シャーレ上にキャストし、８０℃で３時間静置することにより、厚み約１０００μのグルコマンナンハイドロゲルのシートを得た。

得られたグルコマンナンハイドロゲルシートを１２ｍｍ×１２ｍｍの大きさに切断し、エチレングリコールにホウ酸、１，７−オクタンジカルボン酸を溶解させることにより得られた非水系電解液に浸漬し、２日に一度非水系電解液を交換しながら１２日間放置することにより、グルコマンナンのマトリックスに非水系電解液が保持されているゲル電解質を得た。

このゲル電解質を、酸化皮膜を有するアルミニウム陽極と、アルミニウム陰極とで挟み、これを２枚のクラフトパルプ二重紙で挟み、さらに全体を２枚のガラス板で挟んだ後、固定具で固定することにより、コンデンサセルを構成した。このとき、ガラス板の間にスペーサーを配置して、コンデンサセルにおけるゲル電解質の厚みが約５０μｍになるように調整した。なお、コンデンサセル構成後の電極の再化成は行わなかった。

得られたコンデンサセルについて、２０℃において、１００ｋＨｚの周波数での静電容量、誘電損失、及びインピーダンスを測定した。

実施例２
実施例１において得られたグルコマンナンハイドロゲルシートの切片をエタノール中に浸漬し、２日ごとにエタノールを交換しながら１週間放置し、グルコマンナンハイドロゲルに保持された水をエタノールに置換した。次いで、置換後のゲルを超臨界乾燥装置内に配置し、二酸化炭素を導入して装置内の温度を６０℃、圧力を２０ＭＰａに設定し、超臨界二酸化炭素中で２４時間乾燥を行った。

乾燥後の多孔質ゲルを、実施例１において使用した非水系電解液に浸漬し、室温、２０ｈＰａの圧力下で１５分間放置することにより、グルコマンナンのマトリックスに非水系電解液が保持されているゲル電解質を得た。

得られたゲル電解質を使用して、実施例１において示したのと同様の方法によりコンデンサセルを構成した。得られたコンデンサセルについて、実施例１と同様の電気的特性を評価した。

比較例１
厚さ約５０μｍのクラフトパルプ二重紙を、酸化被膜を有するアルミニウム陽極と、アルミニウム陰極とで挟み、クラフトパルプ二重紙に実施例１において使用した非水系電解液を含浸させた後、これを２枚のクラフトパルプ二重紙で挟み、さらに全体を２枚のガラス板で挟んだ後、固定具で固定することにより、コンデンサセルを構成した。得られたコンデンサセルについて、実施例１と同様の電気的特性を評価した。

表１に、実施例１、実施例２及び比較例１のコンデンサセルに関する静電容量、誘電損失、電極間隔（実施例１、２においてはゲル電解質の厚み、比較例１においては電解液を含浸させたクラフトパルプ二重紙の厚みに相当）、及びインピーダンスの値をまとめて示す。

表１から明らかなように、本発明のゲル電解質を用いた実施例１、２のコンデンサセルは、従来の非水系電解液とクラフト紙セパレータを用いた従来のコンデンサセルに比較して、約２／３の誘電損失を示し、１／６以下のインピーダンスを示す。実施例１のコンデンサが実施例２のコンデンサセルより低いインピーダンスを示しているが、これは実施例１のコンデンサセルにおいて、ハイドロゲル由来の水がゲル電解質に残留しているためであると考えられる。

本発明のゲル電解質は、低インピーダンス特性を有する上に、液漏れによる故障を起こしにくいため、電解コンデンサ、電気二重層コンデンサ、電池等の電気化学素子用のゲル電解質として極めて有用である。

Claims

グルコマンナンのマトリックス中に非水系電解液が保持されているゲル電解質。
請求項１に記載のゲル電解質の製造方法であって、グルコマンナンハイドロゲルを非水系電解液に浸漬してグルコマンナンハイドロゲル中の水を前記非水系電解液に置換することを特徴とするゲル電解質の製造方法。
請求項１に記載のゲル電解質の製造方法であって、グルコマンナンハイドロゲルをエタノールに浸漬してグルコマンナンハイドロゲル中の水をエタノールに置換し、置換後のゲルを超臨界二酸化炭素中で乾燥して多孔質ゲルを得、得られた多孔質ゲルに非水系電解液を含浸させることを特徴とするゲル電解質の製造方法。
請求項１に記載のゲル電解質の製造方法であって、グルコマンナンハイドロゲルを凍結乾燥して多孔質ゲルを得、得られた多孔質ゲルに非水系電解液を含浸させることを特徴とするゲル電解質の製造方法。
一対の電極と、該電極の間に配置された請求項１に記載のゲル電解質とを備えた電気化学素子。
前記電気化学素子がアルミニウム電解コンデンサである、請求項５に記載の電気化学素子。