JP2013149668A

JP2013149668A - 電気二重層キャパシタ用電極及び電気二重層キャパシタ

Info

Publication number: JP2013149668A
Application number: JP2012007176A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Aihara; 茂相原; Hiroto Nishiguchi; 博人西口; Daigo Takemura; 大吾竹村; Kenro Mitsuta; 憲朗光田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-01-17
Filing date: 2012-01-17
Publication date: 2013-08-01

Abstract

【課題】生産性を低下させることなく、静電容量が高く且つ寿命が長い非水系電解液電気二重層キャパシタを製造し得る電気二重層キャパシタ用電極を提供する。
【解決手段】非水系電解液を電解液とする電気二重層キャパシタに用いられ、活性炭、導電助剤及び結着剤を含む電極層を備える電気二重層キャパシタ用電極であって、前記活性炭の２５℃、相対湿度２０％における水蒸気吸着量が０．１ｍｍｏｌ／ｇ以下であることを特徴とする電気二重層キャパシタ用電極とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気二重層キャパシタ用電極及び電気二重層キャパシタに関する。

近年、携帯機器等の電子機器の電源、電気自動車やハイブリッド車等の主電源や補助電源、回生エネルギーの貯蔵、瞬間電圧低下補償装置等の様々な分野における電力貯蔵に対する関心の高まりに伴い、蓄電デバイスが注目されている。蓄電デバイスとしては、二次電池やキャパシタ（コンデンサ）等があり、その用途によって使い分けがなされている。それらの中でも電気二重層キャパシタは、電解液中のイオンを電極表面に物理的に吸脱着させる反応を伴わない電気貯蔵デバイスであるため、出力が高く且つ寿命が長いという利点がある。

電気二重層キャパシタに用いられる電極（以下、「電気二重層キャパシタ用電極」という。）は、活性炭等の活物質、活物質の電気伝導性を補完するためのカーボンブラック等の導電助剤、電極として成形するための結着剤及びその他の添加剤から構成される電極層と、電流をとりだすための集電体とから一般に構成される。また、活性炭等の活物質は、表面積を大きくしてイオン吸着の場を増加させることにより、電気二重層キャパシタの静電容量を増大させ得ることが知られている。
電気二重層キャパシタ用電極の製造方法としては、活性炭等の活物質を溶媒に分散させてスラリー化し、これを集電体上に塗布する方法が知られている。このとき、溶媒として水を使用する方法は、有機溶媒を使用する場合よりも環境負荷が少ないため、近年多く採用されている（例えば、特許文献１を参照）。

電気二重層キャパシタは、電解液で区別すると、水系電解液を電解液とする電気二重層キャパシタ（以下、「水系電解液電気二重層キャパシタ」という。）と非水系電解液を電解液とする電気二重層キャパシタ（以下、「非水系電解液電気二重層キャパシタ」という。）の２種類に大別される。水系電解液電気二重層キャパシタは、製造コストを下げることが可能であるものの、得られる電圧が低いという問題がある。一方、非水系電解液電気二重層キャパシタは製造コストが多少上がるものの、得られる電圧が高いという特徴がある。そのため、近年では、特性面で優れている非水系電解液電気二重層キャパシタが多く用いられている。
他方、電極の低温性能を向上させるために、２０℃における飽和水蒸気圧下の平衡吸着水分率が６０重量％以上の活性炭繊維を電極材料として用いることが提案されている（特許文献２参照）。

特許第２７３８１３５号公報特開昭６２−２０２４６３号公報

非水系電解液電気二重層キャパシタでは、電極内に水分が残存することによって静電容量や寿命等の性能が大きく損なわれるため、電極内の水分を十分に除去することが望ましい。
しかしながら、非水系電解液電気二重層キャパシタの電極に用いられる活性炭は比表面積が大きいため、そのミクロ孔内に水分が残り易く、水分を除去することが難しい。また、電極内の水分を十分に除去するには乾燥工程に多くの時間が必要になるため、非水系電解液電気二重層キャパシタの生産性が低下してしまう。

本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、生産性を低下させることなく、静電容量が高く且つ寿命が長い非水系電解液電気二重層キャパシタを製造し得る電気二重層キャパシタ用電極を提供することを目的とする。
また、本発明は、生産性を低下させることなく製造でき、静電容量が高く且つ寿命が長い非水系電解液電気二重層キャパシタを提供することを目的とする。

本発明者らは、上記のような問題を解決すべく鋭意研究した結果、電気二重層キャパシタ用電極に用いる活性炭の水蒸気吸着量が、電極内の水分量と密接に関係しているという知見に基づき、特定の水蒸気吸着量を有する活性炭を用いることで、電極内の水分を十分に低減し、生産性を低下させることなく、静電容量が高く且つ寿命が長い非水系電解液電気二重層キャパシタを製造し得ることを見出した。
すなわち、本発明は、非水系電解液を電解液とする電気二重層キャパシタに用いられ、活性炭、導電助剤及び結着剤を含む電極層を備える電気二重層キャパシタ用電極であって、前記活性炭の２５℃、相対湿度２０％における水蒸気吸着量が０．１ｍｍｏｌ／ｇ以下であることを特徴とする電気二重層キャパシタ用電極である。
また、本発明は、上記の電気二重層キャパシタ用電極と、セパレータと、非水系電解液とを有することを特徴とする電気二重層キャパシタである。

本発明によれば、生産性を低下させることなく、静電容量が高く且つ寿命が長い非水系電解液電気二重層キャパシタを製造し得る電気二重層キャパシタ用電極を提供することができる。また、本発明によれば、生産性を低下させることなく製造でき、静電容量が高く且つ寿命が長い非水系電解液電気二重層キャパシタを提供することができる。

実施の形態１の電気二重層キャパシタの基本構造を説明するための断面模式図である。活性炭の水蒸気吸着量と電気二重層キャパシタの寿命との関係を表すグラフである。

実施の形態１．
以下、本発明の電気二重層キャパシタ用電極及び電気二重層キャパシタの好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。
図１は、本実施の形態の電気二重層キャパシタの基本構造を説明するための断面模式図である。電気二重層キャパシタは、正極１、負極４、及び正極１と負極４との間に挟持されたセパレータ７とから構成されている。正極１は正極集電体２と正極電極層３とから構成され、負極４は負極集電体６と負極電極層５とから構成され、正極電極層３と負極電極層５とはセパレータ７を挟んで対向している。また、正極集電体２及び負極集電体６のそれぞれには、通常、タブが接合されている。そして、このような基本構造を有する電気二重層キャパシタは、通常、正極電極層３及び負極電極層５に非水系電解液を含浸させた状態で外装容器内に収容されている。

本実施の形態の電気二重層キャパシタ用電極は、正極１及び／又は負極４に相当し、その電極層は、正極電極層３及び／又は負極電極層５に相当する。
この電気二重層キャパシタ用電極の電極層は、活性炭、導電助剤及び結着剤を含む。
電極層に用いられる活性炭は、当該技術分野において活物質として一般に用いられる物質であり、２５℃、相対湿度２０％における水蒸気吸着量が０．１ｍｍｏｌ／ｇ以下、好ましくは０ｍｍｏｌ／ｇ超過０．０９ｍｍｏｌ／ｇ以下である。このような水蒸気吸着量を有する活性炭を用いることにより、製造時の水溶媒や保存時等の周辺の水分による吸着を僅少に抑制できるため、水分量が少ない電気二重層キャパシタ用電極を得ることができる。水蒸気吸着量が０．１ｍｍｏｌ／ｇよりも大きい活性炭を用いると、電極内の水分量が増加するため、充放電時に水蒸気や水分が分解してガスが発生する。その結果、このガスが徐々に蓄積されることでイオンの吸脱着が妨げられ、長期使用時に静電容量の低下が大きくなる。また、水蒸気が電極の活性サイトに吸着して電解液との反応が起り、寿命特性が低下することもある。

ここで、活性炭の水蒸気吸着量は、特に限定されないが、自動蒸気吸着量測定装置（日本ベル株式会社製ＢＥＬＳＯＡＰ−ａｑｕａ３）を用い、定容量式吸着法によって水蒸気吸着等温線を測定することによって求めることができる。具体的には、上記の測定装置を用い、２５℃、相対湿度２０％（水蒸気相対圧０．２）の条件下で水蒸気吸着等温線を測定すればよい。

また、活性炭のミクロ孔の平均直径は、特に限定されないが、好ましくは０．８ｎｍ以上、より好ましくは０．８ｎｍ以上２ｎｍ以下である。この範囲の平均直径のミクロ孔を有する活性炭を用いることにより、吸着した水分が離脱し易くなるため、電極内の水分量をより一層低減させることができる。ミクロ孔の平均直径が０．８ｎｍ未満であると、当該効果が十分に得られない場合がある。

また、活性炭のＢＥＴ比表面積は、特に限定されないが、好ましくは５００ｍ^２／ｇ以上、より好ましくは１５００ｍ^２／ｇ以上２５００ｍ^２／ｇ以下である。この範囲のＢＥＴ比表面積を有する活性炭を用いることにより、静電容量を増大させることができる。ＢＥＴ比表面積が５００ｍ^２／ｇ未満であると、当該効果が十分に得られない場合がある。

ここで、活性炭のミクロ孔の平均直径及びＢＥＴ比表面積は、特に限定されないが、自動比表面積／細孔分布測定装置（日本ベル株式会社製ＢＥＬＳＯＡＰ−ｍｉｎｉ）を用い、定容量ガス吸着法によって窒素ガスの吸脱着等温線を測定することによって求めることができる。具体的には、ＤＥＢＯＥＲの式（参照：Ｊ．Ｃ．Ｐ．ＢＲＯＥＫＨＯＦＦ，Ｊ．Ｈ．ＤＥＢＯＥＲ、Ｊ．Ｃａｔａｌｙｓｉｓ、９，１５頁，１９６７年）を用いて相対圧からの吸着層の厚みを算出し、吸着層の厚みと、沸点−１９５．８℃における窒素ガスの吸着量との相関図（ｔ−プロット）を作成し、この相関図からミクロ孔の平均直径及びＢＥＴ比表面積を求めればよい。

活性炭の形状としては、特に限定されず、当該技術分野において公知の形状であることができる。当該形状としては、粒子状、顆粒状、繊維状等が挙げられる。

上記のような特性を有する活性炭は、活性炭を不活性ガス雰囲気中において熱処理することによって製造することができる。熱処理温度としては７００℃〜１５００℃程度が好ましく、熱処理時間は０．５時間〜５時間程度が好ましい。あまり長時間行うと比表面積が低下するので好ましくない。また、不活性ガス中に水素ガス等の還元性ガスを１％〜５％程度添加してもよい。このとき用いられる活性炭としては、特に限定されず、ヤシガラ系、フェノールや塩化ビニル等の合成樹脂系、ピッチ系、石油コークス系、タール系等が挙げられ、これらを水蒸気、ＫＯＨ等のアルカリ、二酸化炭素、濃硫酸等で賦活させたものも用いることができる。

また、活性炭以外の活物質を活性炭と共に配合してもよい。活性炭以外の活物質としては、特に限定されないが、人造黒鉛、天然黒鉛等の黒鉛、フェノール樹脂、セルロース、ポリアクリロニトリル等の高分子化合物を焼成させて得られるカーボン、コークス、メソフェーズピッチ又はメソフェーズカーボンを焼成させて得られるカーボン等の様々な炭素系材料を使用することができる。また、活特開平１１−３１７３３３号公報、特開２００２−２５８６７号公報等に記載される黒鉛類似微結晶性炭素等の非多孔性炭素も使用することもできる。これらの活物質は、単独又は２種以上を組み合わせて用いることができる。

活性炭を含む活物質の平均粒子径は、特に限定されないが、好ましくは０．５μｍ以上２０μｍ以下である。活物質の平均粒子径が上記範囲外であると電極層と集電体との密着性が低下する場合がある。ここで、本明細書において「平均粒子径」とは、レーザー回折・散乱法と呼ばれる方法により測定された値を意味する。平均粒子径は、この原理を用いたレーザー回折式粒度分布測定装置、例えば、堀場製作所製粒度分布計ＬＡ−９１０（製品名）を用いて測定することができる。

電極層における活性炭を含む活物質の含有量は、特に限定されないが、好ましくは５０質量％以上９８質量％以下、より好ましくは７０質量％以上９５質量％以下である。活物質の含有量が５０質量％未満であると、所望の静電容量が得られない場合がある。一方、活物質の含有量が９８質量％を超えると、活物質以外の成分が少なくなり、電極層の強度が十分でなかったり、電極層としての所望の性能が得られなかったりする場合がある。

電極層に用いられる導電助剤としては、導電性を示す微粒子であれば特に限定されず、当該技術分野において周知のものを用いることができる。導電助剤の例としては、金属粒子、炭素粒子等の材料が挙げられる。金属粒子の例としては、アルミニウム微粒子、ニッケル微粒子等が挙げられ、酸化チタンや酸化錫等の金属酸化物の微粉末も使用可能である。炭素粒子としては、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、ファーネスブラック、サーマルブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラック系が挙げられる。また、人造グラファイトや天然グラファイト等のグラファイト系も炭素粒子として使用可能である。カーボンブラック系の炭素粒子の場合、平均粒子径は２０〜１００ｎｍが好ましい。金属粒子又はグラファイト系の炭素粒子の場合、平均粒子径は０．１〜１０μｍが好ましい。これらは、単独又は２種以上を組み合わせて用いることができる。

電極層における導電助剤の含有量は、特に限定されないが、好ましくは１質量％以上２０質量％以下、より好ましくは５質量％以上１５質量％である。導電助剤の含有量が１質量％未満であると、電気伝導性を十分に付与できない場合がある。一方、導電助剤の含有量が２０質量％を超えると、導電助剤以外の成分が少なくなり、電極層の強度が十分でなかったり、電極層としての所望の性能が得られなかったりする場合がある。

電極層に用いられる結着剤としては、電気二重層キャパシタ内部において化学的及び電気化学的に安定に存在できるものであり、活性炭等の活物質や集電体と結着し得るものであれば特に限定されない。具体的には、リチウム二次電池用電極、電気二重層キャパシタ用電極等において一般に用いられている結着剤を用いることができる。結着剤の例としては、フッ化ビニリデンの単重合体（ポリフッ化ビニリデン）、フッ化ビニリデンの共重合体（例えば、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン系共重合体、フッ化ビニリデン−ペンタフルオロプロピレン系共重合体、フッ化ビニリデン−クロロトリフルオロエチレン系共重合体、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン系共重合体など）、エチレン−テトラフルオロエチレン系共重合体、プロピレン−テトラフルオロエチレン系共重合体等のフッ素系樹脂が挙げられる。また、ポリビニルアルコール、酢酸ビニル、ゴム類（スチレン−ブタジエン共重合体ラテックス（ＳＢＲ）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ラテックス、アクリル系ゴム等）、セルロース誘導体（カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）のナトリウム塩又はアンモニウム塩等、ヒドロキシエチルセルロース（ＨＥＣ）、ヒドロキシメチルセルロース（ＨＭＣ）等）、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂及びその前駆体（ポリアミック酸等）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリアクリル酸等も用いることができる。これらの樹脂はその樹脂の一部を変性したものでもよい。これらは、単独又は２種以上を組み合わせて用いることができる。

電極層における結着剤の含有量（固形分として）は、特に限定されないが、好ましくは０．５質量％超過３０質量％以下、より好ましくは１質量％超過２０質量％以下である。結着剤の含有量が０．５質量％以下であると、電極層の強度が十分でない場合がある。一方、結着剤の含有量が３０質量％を超えると、電極層の電気抵抗が増大する場合がある。

また、活物質、結着剤、導電助剤等の分散性を向上させる目的で、分散剤（界面活性剤）等を電極層に配合してもよい。分散剤としては、特に限定されず、当該技術分野において公知のものを用いることができる。

活物質、結着剤、導電助剤等を混合する場合、乾式で混合する方法もあるが、湿式（溶媒中）にて混合する方法が効率もよく、混合分散効果が高いため好ましい。湿式混合に用いられる溶媒は、環境負荷の観点から、水であることが好ましい。
活物質、結着剤、導電助剤等を湿式により混合分散させて電極層形成用スラリーを作製する装置としては、特に限定されず、公知のものを用いることができる。装置の例としては、ボールミル、遊星式ボールミル、ビーズミル、プラネタリーミキサー、ニーダー、加圧ニーダー、ホモジナイザー、超音波ホモジナイザー、ロールミル、流体対向衝突式分散機、撹拌脱泡装置、薄膜旋回型高速ミキサー等が挙げられる。
また、電極層形成用スラリーには、スラリーの粘度を調整するために、増粘剤を配合してもよい。増粘剤としては、特に限定されず、当該技術分野において公知のものを用いることができる。

電極層形成スラリーは、集電体（正極集電体２及び負極集電体６）上に塗布して乾燥させることにより、電極層を形成することができる。塗布装置としては、特に限定されず、公知のものを用いることができる。塗布装置の例としては、ロールコーター、リバースロールコーター、ダイコーター、スロットダイコーター、バーコーター、ディップロールコーター、バーコーター、リップコーター、グラビアコーター、コンマコーター、２本ロールリバースコーター、３本ロールリバースコーター、マイクロバーコーター、キスコーター等が挙げられる。

形成された塗膜の乾燥条件は、塗膜中に含まれる溶媒を適切に蒸発させることができる条件であれば特に限定されない。乾燥は一定温度で行ってもよいし、低温から高温へ２段階以上に分けて行ってもよい。塗膜を乾燥させた後、塗膜中に含まれる溶媒をほぼ完全に蒸発させるために、１００℃以上２５０℃以下の熱処理を施すことが好ましい。熱処理の方法としては、送風乾燥、減圧（真空）乾燥等が挙げられる。

電極層は、厚み精度を向上させ、電極層の密度を上げるために、圧延処理を施すことが好ましい。圧延処理は、平板プレス機によるバッチ処理でもよいし、カレンダーロールを用いた連続カレンダー処理でもよい。また、圧延温度は、常温でもよいし、結着剤の融点以下まで温度を上げて処理してもよい。

形成される電極層の厚さは、製造する電気二重層キャパシタの大きさに応じて適宜調整すればよいが、一般に５μｍ以上５００μｍ以下である。

電極層が形成される集電体としては、特に限定されず、当該技術分野において公知のものを用いることができる。集電体の例としては、アルミニウム、ニッケル、チタン、ステンレス鋼等から形成される金属箔が挙げられる。これらの中でも、導電性、耐電圧性及び生産性の観点から、アルミニウム箔が好ましい。集電体の表面は、通常、平滑（プレーン）の光沢面又は艶消面等であるが、電極層との密着性を向上させるために、表面を粗面化したエッチング箔や電解箔としてもよい。

集電体の厚みは、特に限定されず、製造する電気二重層キャパシタの大きさに応じて適宜調整すればよいが、一般に５μｍ以上１００μｍ以下である。集電体の厚みが５μｍ未満であると、強度が不足する場合がある。一方、集電体の厚みが１００μｍを超えると、電極のエネルギー密度が低下する恐れがある。

また、電極層と集電体との密着性を向上させるために、カーボン等の導電性粒子と結着剤等とからなる導電層を電極層と集電体との間に形成してもよい。

上記のような特徴を有する本実施の形態の電気二重層キャパシタ用電極は、２５℃、相対湿度２０％における水蒸気吸着量が０．１ｍｍｏｌ／ｇ以下である活性炭を用いているので、電極内の水分を十分に低減し、生産性を低下させることなく、静電容量が高く且つ寿命が長い非水系電解液電気二重層キャパシタを製造することができる。

次に、本実施の形態の電気二重層キャパシタ用電極を用いた電気二重層キャパシタについて説明する。
本実施の形態の電気二重層キャパシタは、電気二重層キャパシタ用電極である正極１と負極４とをセパレータ７を挟みこんで対向させた後、これに電解液を含浸させて外装容器に封入することで製造することができる。

本実施の形態の電気二重層キャパシタに用いられるセパレータ７としては、特に限定されず、当該技術分野において公知のものを用いることができる。セパレータ７の例としては、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン系の多孔質膜、セルロース系の多孔質膜、無機セラミックス粉末含有多孔質膜、ポリイミド・ポリアミド系の多孔質膜、不織布等が挙げられる。また、固体電解質膜やゲル電解質含有セパレータ等もセパレータ７として用いることができる。

本実施の形態の電気二重層キャパシタに用いられる電解液は、非水系電解液であれば特に限定されない。非水系電解液は、有機溶媒と電解質とを含む。また、非水系電解液は、所望の物性を付与するために、各種添加剤等を配合してもよい。
有機溶媒としては、特に限定されないが、プロピレンカーボネート、エ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、アセトニトリル等が挙げられる。これらは、単独又は２種以上を組み合わせて用いることができる。電解質としては、特に限定されないが、テトラエチルアンモニウムテトラフルオロボレート、トリエチルモノ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ホスフェート、スピロ型４級アンモニウム塩、常温溶融塩（イオン性液体）、固体電解質、ゲル電解質等が挙げられる。これらは、単独又は２種以上を組み合わせて用いることができる。

外装容器としては、特に限定されず、当該技術分野において公知の構造及び材料のものを用いることができる。外装容器の例としては、金属缶やアルミラミネートシートからなるものが挙げられる。

電気二重層キャパシタの構成は、図１に示すような、正極集電体２の片面上に形成された正極電極層３と負極集電体６の片面上に形成された負極電極層５とをセパレータを介して対向させた単セル構造の他、集電体の両面に電極層が形成された正極及び負極をセパレータを介して交互に積層した積層構造やバイポーラ型構造を採用することができる。また、集電体の両面に電極層が形成された電極をセパレータと共に捲回または折畳した構造としてもよい。

上記のような特徴を有する本実施の形態の電気二重層キャパシタは、電極内の水分を十分に低減した電気二重層キャパシタ用電極を用いているので、生産性を低下させることなく製造でき、しかも静電容量が高く且つ寿命も長い。

以下、実施例により本発明の詳細を説明するが、これらによって本発明が限定されるものではない。
＜活性炭の製造＞
種々のヤシガラ原料活性炭を、水素ガス３％を添加した不活性ガス雰囲気中にて７５０℃〜９００℃で数時間熱処理することによって活性炭を製造した。得られた活性炭のＢＥＴ比表面積、ミクロ孔の平均直径及び水蒸気吸着量（２５℃、相対湿度２０％）を上記方法に従って測定した。その結果を表１に示す。

上記で得られた活性炭を用い、下記の手順に従って電気二重層キャパシタ用電極及び電気二重層キャパシタを作製した。
まず、増粘剤としてのカルボキシメチルセルロースアンモニウム（ＣＭＣ）粉末（ダイセル化学工業株式会社製ＤＮ−４００）を水溶媒に３質量％の濃度となるように溶解させ、ＣＭＣ水溶液を調製した。次に、プラネタリーミキサーを用い、導電助剤としてのアセチレンブラック（ＡＣＢ）粉末（電気化学工業株式会社製デンカブラック、平均一次粒子径０．０３５μｍ）６ｇとＣＭＣ水溶液５０ｇとを混合した後、水溶媒３５ｇ及び活性炭５０ｇを更に投入して３０分混合混練を行った。その後、結着剤としてのスチレンブタジエン−ゴム系（ＳＢＲ）水分散液（日本ゼオン株式会社製ＢＭ−４００Ｂ）５ｇを加え、更に水溶媒３５ｇで希釈し、電極層形成用水系スラリーを調製した。

次に、卓上型塗布機を用いて、この電極層形成用水系スラリーを５０μｍ厚のアルミニウム箔上面に塗布した。塗膜の厚さはベーカー式アプリケーターで調整した。塗布後、送風乾燥機にて８０℃で１時間送風乾燥した後、真空乾燥機にて２００℃で２４時間真空乾燥を行うことによって電極シートを得た。電極シートにおける電極層の厚さは約９０μｍであった。
次に、この電極シートをホットロールプレス機により１５０℃でカレンダー処理を行い、電極層の厚さを約８０μｍとした。

次に、電極シートを３０ｍｍ角で２枚切り出し、各々アルミニウムからなるタブ部を接合して一組の電気二重層キャパシタ用電極とした。これらの電気二重層キャパシタ用電極を２００℃の真空乾燥機にて２４時間真空乾燥を行った。次に、窒素雰囲気のグローブボックス中で、この２枚の電気二重層キャパシタ用電極を電極層が対向するようにして、その間に予め真空乾燥処理を行った３５μｍ厚のセルロース系セパレータを挟み、アルミラミネートフイルムを封筒状に成形した外装容器に入れ、電解液としてトリエチルモノメチルアンモニウムテトラフルオロボレート（ＴＥＭＡ／ＢＦ４）を１．５モル／Ｌ溶解したプロピレンカーボネート（ＰＣ）を添加し、予備充電を行った後に封止して電気二重層キャパシタを得た。

得られた電気二重層キャパシタについて、充放電試験装置を用い、３０ｍＡの充放電電流、２．７Ｖまでの充電電圧で３サイクル充放電を繰り返し、３サイクル目の放電時を初期特性として、静電容量及び抵抗を測定した。次に、寿命特性として、２．９Ｖ、７０℃でフロート試験を行い、放電容量維持率が初期の８０％となるフロート時間（寿命）を測定した。これらの結果を表２に示す。また、寿命特性については、活性炭の水蒸気吸着量に対する電気二重層キャパシタの寿命をプロットした結果を図２に示す。

表２及び図２に示されているように、水蒸気吸着量が０．１ｍｍｏｌ／ｇ以下の活性炭を用いて作製した電気二重層キャパシタは、静電容量及び抵抗に優れると共に、寿命特性も良好であった。その中でも、ミクロ孔の平均直径が０．８ｎｍ以上の活性炭を用いて作製した電気二重層キャパシタは、寿命特性が優れていた。これに対して、水蒸気吸着量が０．１ｍｍｏｌ／ｇを超える活性炭を用いて作製した電気二重層キャパシタは、静電容量、抵抗、寿命のいずれかが十分でなかった。

以上の結果からわかるように、本発明によれば、生産性を低下させることなく、静電容量が高く且つ寿命が長い非水系電解液電気二重層キャパシタを製造し得る電気二重層キャパシタ用電極を提供することができる。また、本発明によれば、生産性を低下させることなく製造し得る、静電容量が高く且つ寿命が長い非水系電解液電気二重層キャパシタを提供することができる。

１正極、２正極集電体、３正極電極層、４負極、５負極電極層、６負極集電体、７セパレータ。

Claims

非水系電解液を電解液とする電気二重層キャパシタに用いられ、活性炭、導電助剤及び結着剤を含む電極層を備える電気二重層キャパシタ用電極であって、
前記活性炭の２５℃、相対湿度２０％における水蒸気吸着量が０．１ｍｍｏｌ／ｇ以下であることを特徴とする電気二重層キャパシタ用電極。
前記活性炭のミクロ孔の平均直径が０．８ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の電気二重層キャパシタ用電極。
前記活性炭のＢＥＴ比表面積が１５００ｍ^２／ｇ以上２５００ｍ^２／ｇ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電気二重層キャパシタ用電極。
請求項１〜３のいずれか一項に記載の電気二重層キャパシタ用電極と、セパレータと、非水系電解液とを有することを特徴とする電気二重層キャパシタ。