JP3436189B2 - 電気二重層コンデンサおよびその製造方法 - Google Patents
電気二重層コンデンサおよびその製造方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体メモリバッ
クアップ用などの用途に用いられる大容量の電気二重層
コンデンサとその製造方法に関し、特に集電体および分
極性電極の改良に関するものである。
クアップ用などの用途に用いられる大容量の電気二重層
コンデンサとその製造方法に関し、特に集電体および分
極性電極の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１３は、従来における電気二重層コン
デンサの基本セル（コンデンサ素子）の構造を示す断面
図である。同図に示されるように、セパレータ１２を介
して一対の分極性電極１０を配置し、その両側より集電
体１１により挟み込むとともに両端部を絶縁性のガスケ
ットにより封止している。分極性電極１０には電気二重
層を形成するために電解液が染み込ませてある。外部接
続のために集電体１１の外側には端子板１４が接触され
ている。
デンサの基本セル（コンデンサ素子）の構造を示す断面
図である。同図に示されるように、セパレータ１２を介
して一対の分極性電極１０を配置し、その両側より集電
体１１により挟み込むとともに両端部を絶縁性のガスケ
ットにより封止している。分極性電極１０には電気二重
層を形成するために電解液が染み込ませてある。外部接
続のために集電体１１の外側には端子板１４が接触され
ている。
【０００３】分極性電極１０には、導電性が有り電解液
に対して安定でかつ大きな表面積を有する必要があるた
め、椰子殻系活性炭等の活性炭粉末や活性炭繊維または
これらの活性炭をポリテトラフルオロエチレンなどのバ
インダにより固形化したものが用いられる。そして分極
性電極１０には電解液を内部に染み込ませてある。電解
液としては、水溶液系として硫酸や水酸化カリウムなど
が、有機溶媒系として第４アンモニウム塩などが用いら
れる。集電体１１には、水溶液系電解液を用いた場合は
カーボン粉末等により導電性を付与したゴムなどの有機
材料が、有機溶媒系電解液を用いた場合には金属製のフ
ィルムが用いられる。また、分極電極自身の内部抵抗
や、分極電極と集電体との接触抵抗を減少させるため、
例えば前者の場合には、電極表面の突起を集電体に喰い
込ませるように熱融着する等が行われる。セパレータ１
２にはポリプロピレン製多孔膜等の、非電気伝導性を有
しかつイオン透過性のある多孔性フィルムが用いられて
いる。ガスケット１３は、絶縁性ゴム等からなり、基本
セルの形状を維持し、電解液の漏れを防ぐと共に、上下
の集電体１１の接触による短絡を防ぐ役割がある。端子
板１４には、両側より加圧して集電体１１への接触抵抗
を低減させている。尚、基本セルの耐圧は電解液により
決定され、水溶液系の場合で１．０Ｖ、有機溶媒系の場
合は構成する電解液によって違うが２．０〜３．０Ｖ程
度である。よって、電気二重層コンデンサにおいては、
所定の耐圧にするために、必要な耐電圧に応じて基本セ
ルを直列に積層している。
に対して安定でかつ大きな表面積を有する必要があるた
め、椰子殻系活性炭等の活性炭粉末や活性炭繊維または
これらの活性炭をポリテトラフルオロエチレンなどのバ
インダにより固形化したものが用いられる。そして分極
性電極１０には電解液を内部に染み込ませてある。電解
液としては、水溶液系として硫酸や水酸化カリウムなど
が、有機溶媒系として第４アンモニウム塩などが用いら
れる。集電体１１には、水溶液系電解液を用いた場合は
カーボン粉末等により導電性を付与したゴムなどの有機
材料が、有機溶媒系電解液を用いた場合には金属製のフ
ィルムが用いられる。また、分極電極自身の内部抵抗
や、分極電極と集電体との接触抵抗を減少させるため、
例えば前者の場合には、電極表面の突起を集電体に喰い
込ませるように熱融着する等が行われる。セパレータ１
２にはポリプロピレン製多孔膜等の、非電気伝導性を有
しかつイオン透過性のある多孔性フィルムが用いられて
いる。ガスケット１３は、絶縁性ゴム等からなり、基本
セルの形状を維持し、電解液の漏れを防ぐと共に、上下
の集電体１１の接触による短絡を防ぐ役割がある。端子
板１４には、両側より加圧して集電体１１への接触抵抗
を低減させている。尚、基本セルの耐圧は電解液により
決定され、水溶液系の場合で１．０Ｖ、有機溶媒系の場
合は構成する電解液によって違うが２．０〜３．０Ｖ程
度である。よって、電気二重層コンデンサにおいては、
所定の耐圧にするために、必要な耐電圧に応じて基本セ
ルを直列に積層している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】これまで、電気二重層
コンデンサは主にメモリ等のバックアップのような、比
較的小電流の用途に用いられてきた。しかし、近年にお
いては、自動車関係や電子機器関係等、大電流を必要と
する用途にも用いられるようになってきている。大電流
を流すためには、分極性電極および集電体の形状を薄く
し、ＥＳＲ（equivalent series resistance：等価直列
抵抗）を減少させなければならない。また、電子機器関
係においては、機器の小型化が進んでいるため、それに
伴い電気二重層コンデンサにも薄いものが要求されるよ
うになってきている。また、従来からの電気二重層コン
デンサにおける問題点としては、次のような点が挙げら
れる。集電体や分極性電極自体の凹凸のために、集電体
と分極性電極および集電体と端子板とが十分に接触せ
ず、そのため両者の間の接触抵抗が大きい。この接触抵
抗を低減させるためには、セルの両側から加圧しなけれ
ばならない。しかしセルを加圧しても、時間の経過につ
れ加圧が徐々にゆるむと、接触抵抗およびＥＳＲが上昇
してしまう。また、高温および電圧負荷のもとに長時間
使用すると、コンデンサ内部からのガス発生により、分
極性電極部分が剥離することによって長期的に内部抵抗
が上昇するなどの欠点もあった。
コンデンサは主にメモリ等のバックアップのような、比
較的小電流の用途に用いられてきた。しかし、近年にお
いては、自動車関係や電子機器関係等、大電流を必要と
する用途にも用いられるようになってきている。大電流
を流すためには、分極性電極および集電体の形状を薄く
し、ＥＳＲ（equivalent series resistance：等価直列
抵抗）を減少させなければならない。また、電子機器関
係においては、機器の小型化が進んでいるため、それに
伴い電気二重層コンデンサにも薄いものが要求されるよ
うになってきている。また、従来からの電気二重層コン
デンサにおける問題点としては、次のような点が挙げら
れる。集電体や分極性電極自体の凹凸のために、集電体
と分極性電極および集電体と端子板とが十分に接触せ
ず、そのため両者の間の接触抵抗が大きい。この接触抵
抗を低減させるためには、セルの両側から加圧しなけれ
ばならない。しかしセルを加圧しても、時間の経過につ
れ加圧が徐々にゆるむと、接触抵抗およびＥＳＲが上昇
してしまう。また、高温および電圧負荷のもとに長時間
使用すると、コンデンサ内部からのガス発生により、分
極性電極部分が剥離することによって長期的に内部抵抗
が上昇するなどの欠点もあった。
【０００５】分極性電極と集電体の間の接触抵抗を低減
させる方法として、分極性電極と集電体を導電性接着剤
により接合させる方法が知られている。また、特開平３
−２８３５１８号公報においては、集電体上に導電性接
着材を塗布し、その上に分極性電極を熱プレスにより密
着することが提案されている。あるいは、特開平７−８
６０９８号公報においては、容器状の集電体中に活性炭
を分散させた溶液を注入し、炭化して分極性電極を形成
した後、容器状の集電体と分極性電極を導電性接着剤に
より接合することが提案されている。さらに、特開平９
−１４８２０２号公報においては、集電体に溶剤により
溶融させたポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）樹脂を塗布
した後、分極性電極を塗布面の上に載せ、加圧して電極
に炭化温度以下の加熱をすることにより分極性電極と集
電体とを接合することが提案されている。しかし、これ
らの導電性接着剤を塗布する方法においては、接触抵抗
を低減させることはできるものの、接着剤自身の抵抗が
大きいため、コンデンサ全体の内部抵抗の低減には大き
な効果が見られない。
させる方法として、分極性電極と集電体を導電性接着剤
により接合させる方法が知られている。また、特開平３
−２８３５１８号公報においては、集電体上に導電性接
着材を塗布し、その上に分極性電極を熱プレスにより密
着することが提案されている。あるいは、特開平７−８
６０９８号公報においては、容器状の集電体中に活性炭
を分散させた溶液を注入し、炭化して分極性電極を形成
した後、容器状の集電体と分極性電極を導電性接着剤に
より接合することが提案されている。さらに、特開平９
−１４８２０２号公報においては、集電体に溶剤により
溶融させたポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）樹脂を塗布
した後、分極性電極を塗布面の上に載せ、加圧して電極
に炭化温度以下の加熱をすることにより分極性電極と集
電体とを接合することが提案されている。しかし、これ
らの導電性接着剤を塗布する方法においては、接触抵抗
を低減させることはできるものの、接着剤自身の抵抗が
大きいため、コンデンサ全体の内部抵抗の低減には大き
な効果が見られない。
【０００６】その他の接触抵抗を低減させる方法として
は、特開平５−３２６３２６号公報により、活性炭から
なる分極性電極と黒鉛粉末からなる集電体を用い、一方
の面から他方の面に向けて集電体材料を１００〜０％、
分極性電極材料を０〜１００％含み、両面の間において
両方の材料組成が段階的または連続的に変化する傾斜材
料を用い、一体成型および焼結する手法が提案されてい
る。しかし、この場合には、炭素材料が焼結体となるた
め、内部抵抗の低減は可能となるものの、ゴム系材料の
ような柔軟性に欠け、分極性電極がもろく破損しやすい
という欠点がある。また、この構造では集電体とガスケ
ットが接着しにくいという問題もある。
は、特開平５−３２６３２６号公報により、活性炭から
なる分極性電極と黒鉛粉末からなる集電体を用い、一方
の面から他方の面に向けて集電体材料を１００〜０％、
分極性電極材料を０〜１００％含み、両面の間において
両方の材料組成が段階的または連続的に変化する傾斜材
料を用い、一体成型および焼結する手法が提案されてい
る。しかし、この場合には、炭素材料が焼結体となるた
め、内部抵抗の低減は可能となるものの、ゴム系材料の
ような柔軟性に欠け、分極性電極がもろく破損しやすい
という欠点がある。また、この構造では集電体とガスケ
ットが接着しにくいという問題もある。
【０００７】従って、本発明の課題は上述した従来技術
の問題点を解決することであって、その目的は、分極性
電極および集電体の厚さはより薄く、接触抵抗およびＥ
ＳＲを減少させ、長期的な信頼性の高い電気二重層コン
デンサを提供できるようにすることである。
の問題点を解決することであって、その目的は、分極性
電極および集電体の厚さはより薄く、接触抵抗およびＥ
ＳＲを減少させ、長期的な信頼性の高い電気二重層コン
デンサを提供できるようにすることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明によれば、少なくとも一対の、絶縁性基材に
導電性材料および分極性電極を混入させたシートであっ
て少なくとも片側の表面の一部の絶縁性基材が除去され
て分極性電極の一部表面が露出されている分極性電極／
集電体一体型シートをセパレータを介して基材の一部が
除去された表面が対向するように対向配置し、前記分極
性電極／集電体一体型シートの外側の面に該分極性電極
／集電体一体型シートに接して端子板が配置されたこと
を特徴とする電気二重層コンデンサ、が提供される。ま
た、上記の目的を達成するため、本発明によれば、絶縁
性基材に導電性材料および分極性電極を混入させたシー
トを作製する工程と、少なくとも片側の表面の絶縁性基
材の一部を除去して前記分極性電極の一部表面を露出さ
せて分極性電極／集電体一体型シートを作製する工程
と、前記分極性電極／集電体一体型シートに電解液を含
浸させる工程と、セパレータを介して一対の前記分極性
電極／集電体一体型シートを基材の一部が除去された表
面が対向するように対向配置する工程と、前記分極性電
極／集電体一体型シートの外側の面に該分極性電極／集
電体一体型シートに接して端子板を配置する工程と、を
有することを特徴とする電気二重層コンデンサの製造方
法、が提供される。
め、本発明によれば、少なくとも一対の、絶縁性基材に
導電性材料および分極性電極を混入させたシートであっ
て少なくとも片側の表面の一部の絶縁性基材が除去され
て分極性電極の一部表面が露出されている分極性電極／
集電体一体型シートをセパレータを介して基材の一部が
除去された表面が対向するように対向配置し、前記分極
性電極／集電体一体型シートの外側の面に該分極性電極
／集電体一体型シートに接して端子板が配置されたこと
を特徴とする電気二重層コンデンサ、が提供される。ま
た、上記の目的を達成するため、本発明によれば、絶縁
性基材に導電性材料および分極性電極を混入させたシー
トを作製する工程と、少なくとも片側の表面の絶縁性基
材の一部を除去して前記分極性電極の一部表面を露出さ
せて分極性電極／集電体一体型シートを作製する工程
と、前記分極性電極／集電体一体型シートに電解液を含
浸させる工程と、セパレータを介して一対の前記分極性
電極／集電体一体型シートを基材の一部が除去された表
面が対向するように対向配置する工程と、前記分極性電
極／集電体一体型シートの外側の面に該分極性電極／集
電体一体型シートに接して端子板を配置する工程と、を
有することを特徴とする電気二重層コンデンサの製造方
法、が提供される。
【０００９】［作用］上述のとおり作成した分極性電極
／集電体一体型シートを電気二重層コンデンサに用いる
ことにより、次のような効果が得られる。基材内に、分
極性電極となる活性炭粉末粒子等と導電性材料とを混入
して、集電体と分極性電極とを一体化したことにより、
分極性電極と集電体の接触抵抗が存在せず、加圧力によ
る内部抵抗の変化を小さくすることができる。また、セ
ルの薄型化を可能となり、大電流特性の改善を図ること
ができる。さらにこの構造は分極性電極と集電体が剥離
せず、長期的に内部抵抗の上昇が抑えられる。
／集電体一体型シートを電気二重層コンデンサに用いる
ことにより、次のような効果が得られる。基材内に、分
極性電極となる活性炭粉末粒子等と導電性材料とを混入
して、集電体と分極性電極とを一体化したことにより、
分極性電極と集電体の接触抵抗が存在せず、加圧力によ
る内部抵抗の変化を小さくすることができる。また、セ
ルの薄型化を可能となり、大電流特性の改善を図ること
ができる。さらにこの構造は分極性電極と集電体が剥離
せず、長期的に内部抵抗の上昇が抑えられる。
【００１０】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１は、本発明の電気二重
層コンデンサにおいて用いられる分極性電極／集電体一
体型シートの断面図である。図１において、１は、カー
ボンを混入したゴムなどからなる導電性が付与された基
材であり、従来技術における集電体の機能を果たしてい
る。２は、分極性電極となる活性炭粉末粒子であって、
導電性が付与された基材２中に分散されている。シート
の作製方法の例としては、分極性電極となる活性炭粉
末、導電性を付与するためのカーボンおよび基材となる
イソブチレン／イソプレン等のゴム系材料を混合し、さ
らに加硫剤と加硫促進剤とを混合して重合し、厚さ数１
０μｍのシートとする。
て図面を参照して説明する。図１は、本発明の電気二重
層コンデンサにおいて用いられる分極性電極／集電体一
体型シートの断面図である。図１において、１は、カー
ボンを混入したゴムなどからなる導電性が付与された基
材であり、従来技術における集電体の機能を果たしてい
る。２は、分極性電極となる活性炭粉末粒子であって、
導電性が付与された基材２中に分散されている。シート
の作製方法の例としては、分極性電極となる活性炭粉
末、導電性を付与するためのカーボンおよび基材となる
イソブチレン／イソプレン等のゴム系材料を混合し、さ
らに加硫剤と加硫促進剤とを混合して重合し、厚さ数１
０μｍのシートとする。
【００１１】図１に示した構造は、一体型シートの表面
に露出する活性炭粉末粒子２の割合が少ない。このた
め、このままでは活性炭粉末粒子２が電解液と接する割
合も少なく、十分な静電容量が得られない。そこで、シ
ートの表面の基材成分を一部分除去することにより、一
体型シートの表面に活性炭粉末粒子２を露出させる。そ
の時の断面図を図２に示す。導電性が付与された基材の
一部を除去する方法としては、プラズマ照射、熱風照射
等の加熱手段、オゾン照射、あるいは薬品に浸漬して溶
解する等の方法がある。
に露出する活性炭粉末粒子２の割合が少ない。このた
め、このままでは活性炭粉末粒子２が電解液と接する割
合も少なく、十分な静電容量が得られない。そこで、シ
ートの表面の基材成分を一部分除去することにより、一
体型シートの表面に活性炭粉末粒子２を露出させる。そ
の時の断面図を図２に示す。導電性が付与された基材の
一部を除去する方法としては、プラズマ照射、熱風照射
等の加熱手段、オゾン照射、あるいは薬品に浸漬して溶
解する等の方法がある。
【００１２】尚、上記分極性電極／集電体一体型シート
を作製する際の分極性電極の重量比は、４０〜７０％と
し、分極性電極／集電体一体型シートにおいて、カーボ
ン等の導電付与剤の重量比が５〜３０％とするのが好ま
しい。分極性電極／集電体一体型シートを作製するため
の基材材料としては、ブチルゴム、ポリブタジエンゴ
ム、ポリイソプレンゴム、ブタジエン・スチレンゴム
（ＳＢＲ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＭ）、エチ
レン−α−オレフィン共重合体およびプロピレン−α−
オレフィン共重合体等がある。このようにして作製され
た分極性電極／集電体一体型シートは電解液が含浸され
た後、セパレータを介して対向配置されて電気二重層コ
ンデンサに組み立てられる。なお、上記した一体型シー
トの表面に活性炭粉末粒子２を露出させる工程において
は、シートの両面において基材を除去してもよいがシー
トの片面のみにおいて基材を除去するようにしてもよ
い。後者の場合には、基材の除去された面、すなわち活
性炭粉末粒子が露出した面同士が向い合わされる。
を作製する際の分極性電極の重量比は、４０〜７０％と
し、分極性電極／集電体一体型シートにおいて、カーボ
ン等の導電付与剤の重量比が５〜３０％とするのが好ま
しい。分極性電極／集電体一体型シートを作製するため
の基材材料としては、ブチルゴム、ポリブタジエンゴ
ム、ポリイソプレンゴム、ブタジエン・スチレンゴム
（ＳＢＲ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＭ）、エチ
レン−α−オレフィン共重合体およびプロピレン−α−
オレフィン共重合体等がある。このようにして作製され
た分極性電極／集電体一体型シートは電解液が含浸され
た後、セパレータを介して対向配置されて電気二重層コ
ンデンサに組み立てられる。なお、上記した一体型シー
トの表面に活性炭粉末粒子２を露出させる工程において
は、シートの両面において基材を除去してもよいがシー
トの片面のみにおいて基材を除去するようにしてもよ
い。後者の場合には、基材の除去された面、すなわち活
性炭粉末粒子が露出した面同士が向い合わされる。
【００１３】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て詳細に説明する。 ［第１の実施例］本発明における分極性電極／集電体一
体型シートを用いた電気二重層コンデンサについて、図
面を用いて説明する。図３は、本実施例による電気二重
層コンデンサの断面図である。同図において、３は、本
発明による分極性電極／集電体一体型シートであって、
その集電体部分は、導電性カーボンとブチルゴムの混合
物である。またその分極性電極部分は、活性炭粉末から
なり、集電体の中に埋め込まれて存在する。４はセパレ
ータ、５はガスケット、６は端子板である。７はボル
ト、８はナット、９はパッキンである。
て詳細に説明する。 ［第１の実施例］本発明における分極性電極／集電体一
体型シートを用いた電気二重層コンデンサについて、図
面を用いて説明する。図３は、本実施例による電気二重
層コンデンサの断面図である。同図において、３は、本
発明による分極性電極／集電体一体型シートであって、
その集電体部分は、導電性カーボンとブチルゴムの混合
物である。またその分極性電極部分は、活性炭粉末から
なり、集電体の中に埋め込まれて存在する。４はセパレ
ータ、５はガスケット、６は端子板である。７はボル
ト、８はナット、９はパッキンである。
【００１４】次に、製作手順に従ってより具体的に説明
する。活性炭粉末、カーボンおよびイソブチレン／イソ
プレン＝７：３の混合物を４０：１０：５０の重量比に
て混合し、さらに加硫剤として重量比３％の粉末硫黄
を、加硫促進剤として重量比２％のジメチルチオカルバ
ミン酸亜鉛を混合して重合し、形状８５×６５×０．０
３ｍｍのシートを作製する。シートの表面に活性炭粉末
粒子を露出させるため、シートの両側に１Ｔｏｒｒ、温
度４５℃にて、供給電力７００Ｗにて５分間プラズマ照
射を行う。このようにして得られた分極性電極／集電体
一体型シート３を、電解液として用いる４０重量％の硫
酸水溶液に浸し、２４時間放置し電解液を含浸させる。
その後、２枚の一体型シート３を硫酸水溶液から取り出
し、間にセパレータ４を挟んで対向させる。セパレータ
４にはポリプロピレン製微多孔膜を用いており、形状は
７０×５０×０．０２０ｍｍである。セパレータ４の両
側に一体型シートを配置した際、シート同士が接触しな
いように、非導電性ブチルゴム製ガスケット５をセパレ
ータ４の周囲に配置する。このようにして作製したセル
の両端から、周辺のガスケット部分に５ｋｇ／ｃｍ2の
圧力をかけ、１２０℃の恒温槽中に放置する。これによ
り、一体型シート３とガスケット５が加硫接着し、電解
液を封止する。次に、端子取り出しのための端子板６
を、両側から圧力をかけ一体型シート３に固定し、四隅
をボルト７およびナット８によって固定する。両極のシ
ョートを防ぐため、端子板６とボルト７およびナット８
の間には、非導電性ブチルゴム系のパッキン９を介して
いる。なお、第１の実施例においては、端子板６の両側
からかける圧力が２０，１００ｋｇの２種類のサンプル
を作製した。
する。活性炭粉末、カーボンおよびイソブチレン／イソ
プレン＝７：３の混合物を４０：１０：５０の重量比に
て混合し、さらに加硫剤として重量比３％の粉末硫黄
を、加硫促進剤として重量比２％のジメチルチオカルバ
ミン酸亜鉛を混合して重合し、形状８５×６５×０．０
３ｍｍのシートを作製する。シートの表面に活性炭粉末
粒子を露出させるため、シートの両側に１Ｔｏｒｒ、温
度４５℃にて、供給電力７００Ｗにて５分間プラズマ照
射を行う。このようにして得られた分極性電極／集電体
一体型シート３を、電解液として用いる４０重量％の硫
酸水溶液に浸し、２４時間放置し電解液を含浸させる。
その後、２枚の一体型シート３を硫酸水溶液から取り出
し、間にセパレータ４を挟んで対向させる。セパレータ
４にはポリプロピレン製微多孔膜を用いており、形状は
７０×５０×０．０２０ｍｍである。セパレータ４の両
側に一体型シートを配置した際、シート同士が接触しな
いように、非導電性ブチルゴム製ガスケット５をセパレ
ータ４の周囲に配置する。このようにして作製したセル
の両端から、周辺のガスケット部分に５ｋｇ／ｃｍ2の
圧力をかけ、１２０℃の恒温槽中に放置する。これによ
り、一体型シート３とガスケット５が加硫接着し、電解
液を封止する。次に、端子取り出しのための端子板６
を、両側から圧力をかけ一体型シート３に固定し、四隅
をボルト７およびナット８によって固定する。両極のシ
ョートを防ぐため、端子板６とボルト７およびナット８
の間には、非導電性ブチルゴム系のパッキン９を介して
いる。なお、第１の実施例においては、端子板６の両側
からかける圧力が２０，１００ｋｇの２種類のサンプル
を作製した。
【００１５】［第２の実施例］第２の実施例において
は、分極性電極／集電体一体型シートの表面の基材を除
去する手段として、プラズマ照射を行う代わりに、一体
型シートの表面に２００℃の熱風を照射する方法を用い
た。なお、第２の実施例においては、端子板６の両側か
らかける圧力が２０，１００ｋｇの、２種類のサンプル
を作製した。
は、分極性電極／集電体一体型シートの表面の基材を除
去する手段として、プラズマ照射を行う代わりに、一体
型シートの表面に２００℃の熱風を照射する方法を用い
た。なお、第２の実施例においては、端子板６の両側か
らかける圧力が２０，１００ｋｇの、２種類のサンプル
を作製した。
【００１６】［第３の実施例］第３の実施例において
は、分極性電極／集電体一体型シートの表面の基材を除
去する手段として、プラズマ照射を行う代わりに、一体
型シートをトルエン溶液内に１時間放置する方法を用い
た。なお、第３の実施例においては、端子板６の両側か
らかける圧力が２０，１００ｋｇの、２種類のサンプル
を作製した。
は、分極性電極／集電体一体型シートの表面の基材を除
去する手段として、プラズマ照射を行う代わりに、一体
型シートをトルエン溶液内に１時間放置する方法を用い
た。なお、第３の実施例においては、端子板６の両側か
らかける圧力が２０，１００ｋｇの、２種類のサンプル
を作製した。
【００１７】［第４の実施例］第４の実施例において
は、分極性電極／集電体一体型シートの表面の基材を除
去する方法として、プラズマ照射を行う代わりに、一体
型シートの表面にオゾン照射を行った。具体的には、オ
ゾン濃度１００ｇ／ｍ3の空気を７０℃に加熱し、これ
を５×１０-2Ｎｍ3／ｍｉｎの量にて吹き付ける。な
お、第４の実施例においては、端子板６の両側からかけ
る圧力が２０，１００ｋｇの、２種類のサンプルを作製
した。
は、分極性電極／集電体一体型シートの表面の基材を除
去する方法として、プラズマ照射を行う代わりに、一体
型シートの表面にオゾン照射を行った。具体的には、オ
ゾン濃度１００ｇ／ｍ3の空気を７０℃に加熱し、これ
を５×１０-2Ｎｍ3／ｍｉｎの量にて吹き付ける。な
お、第４の実施例においては、端子板６の両側からかけ
る圧力が２０，１００ｋｇの、２種類のサンプルを作製
した。
【００１８】［比較例１］第１の実施例において、分極
性電極／集電体一体型シートを、表面のエッチングを行
わず、そのまま電気二重層コンデンサを作製した。な
お、比較例１においては、端子板６の両側からかける圧
力が２０，１００ｋｇの、２種類のサンプルを作製し
た。［比較例２］従来の技術に従って、分極性電極／集
電体一体型シートを用いる代わりに、分極性電極として
活性炭粉末とバインダとしての粉末状フェノール系樹脂
を重量比６：４にて混合し、成形後、窒素雰囲気中９０
０℃にて熱処理したものを、集電体としてカーボンを５
０％含む導電性ブチルゴムをそれぞれ用いた。ここで、
分極性電極の形状は７０×５０×０．１０ｍｍ、集電体
の形状は８５×６５×０．０３ｍｍである。なお比較例
２においては、端子板６の両側からかける圧力が２０，
１００ｋｇの、２種類のサンプルを作製した。
性電極／集電体一体型シートを、表面のエッチングを行
わず、そのまま電気二重層コンデンサを作製した。な
お、比較例１においては、端子板６の両側からかける圧
力が２０，１００ｋｇの、２種類のサンプルを作製し
た。［比較例２］従来の技術に従って、分極性電極／集
電体一体型シートを用いる代わりに、分極性電極として
活性炭粉末とバインダとしての粉末状フェノール系樹脂
を重量比６：４にて混合し、成形後、窒素雰囲気中９０
０℃にて熱処理したものを、集電体としてカーボンを５
０％含む導電性ブチルゴムをそれぞれ用いた。ここで、
分極性電極の形状は７０×５０×０．１０ｍｍ、集電体
の形状は８５×６５×０．０３ｍｍである。なお比較例
２においては、端子板６の両側からかける圧力が２０，
１００ｋｇの、２種類のサンプルを作製した。
【００１９】［評価］以上のようにして第１〜第4の実
施例、比較例１，２の方法にて作成した電気二重層コン
デンサを得た。そして、作製した電気二重層コンデンサ
のＥＳＲ、静電容量およびセルの厚さの測定を以下のよ
うに行った。ＥＳＲの測定は、１ｋＨｚ，１０ｍＶｒｍ
ｓの交流電圧を印加して、電流と位相差を測定すること
により求めた。静電容量は、９００ｍＶの直流電圧を３
０分間印加した後、電極の見かけ面積１ｃｍ2当たり
２．５ｍＡにて放電する。放電電圧が充電電圧の６０〜
５０％時を放電曲線より算出して、その場合の静電容量
を計測する。同様にして、充電電圧を等しくとり、電極
面積１ｃｍ2当たり２５０ｍＡにて放電した場合の静電
容量も測定する。なお、静電容量は両側からの圧力が１
００ｋｇの場合について測定した。セルの厚さはセルの
中央部をノギスにより測定し、その値から両端の端子板
の厚みを除いた値にて比較する。なお、厚さは両側から
の圧力が１００ｋｇの場合について測定した。
施例、比較例１，２の方法にて作成した電気二重層コン
デンサを得た。そして、作製した電気二重層コンデンサ
のＥＳＲ、静電容量およびセルの厚さの測定を以下のよ
うに行った。ＥＳＲの測定は、１ｋＨｚ，１０ｍＶｒｍ
ｓの交流電圧を印加して、電流と位相差を測定すること
により求めた。静電容量は、９００ｍＶの直流電圧を３
０分間印加した後、電極の見かけ面積１ｃｍ2当たり
２．５ｍＡにて放電する。放電電圧が充電電圧の６０〜
５０％時を放電曲線より算出して、その場合の静電容量
を計測する。同様にして、充電電圧を等しくとり、電極
面積１ｃｍ2当たり２５０ｍＡにて放電した場合の静電
容量も測定する。なお、静電容量は両側からの圧力が１
００ｋｇの場合について測定した。セルの厚さはセルの
中央部をノギスにより測定し、その値から両端の端子板
の厚みを除いた値にて比較する。なお、厚さは両側から
の圧力が１００ｋｇの場合について測定した。
【００２０】
【表１】
【００２１】第１〜第4の実施例、比較例１の方法にて
作成した電気二重層コンデンサのＥＳＲ、静電容量およ
びセルの厚さを測定した結果を表１に示す。第１〜第４
の実施例のＥＳＲはいずれも比較例１と比べ、大幅に減
少している。第１〜第4の実施例と比較例１は同じ一体
型シートを用いていることから、分極性電極材料である
活性炭粉末粒子を一体型シートの表面に露出させること
により、ＥＳＲを減少できることがわかる。このように
ＥＳＲを比較例１より小さくできるのは、実施例におい
てシートの表面に露出している活性炭粉末粒子が、比較
例１において表面を覆っている導電性ブチルゴムより比
抵抗が小さいためと考えられる。また、第１〜第４の実
施例のＥＳＲは、比較例２と比べても、ＥＳＲが小さく
なっている。この理由としては、活性炭粒子からなる分
極性電極が、集電体の中に埋め込まれ集電体と密着する
ようにして存在するため、分極性電極と集電体間の接触
抵抗が減少するためであると考えられる。また、比較例
２において２０ｋｇ加圧時のＥＳＲが１００ｋｇ加圧時
の約２倍となっているのに対し、第１〜第４の実施例は
２０ｋｇ加圧時においてもＥＳＲは１０％前後の増加に
とどまっている。つまり、第１〜第４の実施例は、ＥＳ
Ｒが比較例より減少しているだけでなく、加圧力の変化
に対するＥＳＲの変化が小さいことを示している。この
理由としては、活性炭粒子からなる分極性電極は、加圧
しなくとも集電体の中に密着するようにして存在するた
めであると考えられる。
作成した電気二重層コンデンサのＥＳＲ、静電容量およ
びセルの厚さを測定した結果を表１に示す。第１〜第４
の実施例のＥＳＲはいずれも比較例１と比べ、大幅に減
少している。第１〜第4の実施例と比較例１は同じ一体
型シートを用いていることから、分極性電極材料である
活性炭粉末粒子を一体型シートの表面に露出させること
により、ＥＳＲを減少できることがわかる。このように
ＥＳＲを比較例１より小さくできるのは、実施例におい
てシートの表面に露出している活性炭粉末粒子が、比較
例１において表面を覆っている導電性ブチルゴムより比
抵抗が小さいためと考えられる。また、第１〜第４の実
施例のＥＳＲは、比較例２と比べても、ＥＳＲが小さく
なっている。この理由としては、活性炭粒子からなる分
極性電極が、集電体の中に埋め込まれ集電体と密着する
ようにして存在するため、分極性電極と集電体間の接触
抵抗が減少するためであると考えられる。また、比較例
２において２０ｋｇ加圧時のＥＳＲが１００ｋｇ加圧時
の約２倍となっているのに対し、第１〜第４の実施例は
２０ｋｇ加圧時においてもＥＳＲは１０％前後の増加に
とどまっている。つまり、第１〜第４の実施例は、ＥＳ
Ｒが比較例より減少しているだけでなく、加圧力の変化
に対するＥＳＲの変化が小さいことを示している。この
理由としては、活性炭粒子からなる分極性電極は、加圧
しなくとも集電体の中に密着するようにして存在するた
めであると考えられる。
【００２２】第１〜第4の実施例の、２．５ｍＡ／ｃｍ2
から２５０ｍＡ／ｃｍ2に放電電流を大きくした時の静
電容量の変化を、比較例１の場合と比べると、大幅に減
少しているのが分かる。従って、分極性電極材料を一体
型シートの表面に露出させることにより、静電容量を増
加できるばかりでなく放電電流変化に対する静電容量の
変化を少なくできることが分かる。比較例２と比較する
と、第１〜第４の実施例の静電容量はいずれも約１／１
０以下に減少している。しかし、２．５ｍＡ／ｃｍ2か
ら２５０ｍＡ／ｃｍ2に放電電流を大きくすると、比較
例においては静電容量が３０％以上減少しているが、第
１〜第４の実施例においては静電容量の減少は１０％前
後にとどまっている。このことから、第１〜第４の実施
例の方が、大電流放電特性に優れていることが分かる。
なお、第４の実施例においては、静電容量が他の実施例
に比べ大きくなっているが、これは分極性電極材料であ
る活性炭が、オゾンによって酸化され、酸素を含む表面
官能基が生成したためと考えられる。セルの厚みの比較
に関しては、第１〜第4の実施例の方が、比較例２の１
／３以下に薄くなっており、分極性電極／集電体一体型
シートによりセルが薄型化されていることが分かる。以
上の結果より、分極性電極／集電体一体型シートを用い
て作製した電気二重層コンデンサにより、ＥＳＲ、静電
容量およびセルの厚さの全てにおいて、良好な結果が得
られることが分かった。
から２５０ｍＡ／ｃｍ2に放電電流を大きくした時の静
電容量の変化を、比較例１の場合と比べると、大幅に減
少しているのが分かる。従って、分極性電極材料を一体
型シートの表面に露出させることにより、静電容量を増
加できるばかりでなく放電電流変化に対する静電容量の
変化を少なくできることが分かる。比較例２と比較する
と、第１〜第４の実施例の静電容量はいずれも約１／１
０以下に減少している。しかし、２．５ｍＡ／ｃｍ2か
ら２５０ｍＡ／ｃｍ2に放電電流を大きくすると、比較
例においては静電容量が３０％以上減少しているが、第
１〜第４の実施例においては静電容量の減少は１０％前
後にとどまっている。このことから、第１〜第４の実施
例の方が、大電流放電特性に優れていることが分かる。
なお、第４の実施例においては、静電容量が他の実施例
に比べ大きくなっているが、これは分極性電極材料であ
る活性炭が、オゾンによって酸化され、酸素を含む表面
官能基が生成したためと考えられる。セルの厚みの比較
に関しては、第１〜第4の実施例の方が、比較例２の１
／３以下に薄くなっており、分極性電極／集電体一体型
シートによりセルが薄型化されていることが分かる。以
上の結果より、分極性電極／集電体一体型シートを用い
て作製した電気二重層コンデンサにより、ＥＳＲ、静電
容量およびセルの厚さの全てにおいて、良好な結果が得
られることが分かった。
【００２３】［第５の実施例］第５の実施例において
は、シート中の分極性電極の重量比を１０，２０，３
０，４０，５０，６０，７０，８０％に変えて分極性電
極／集電体一体型シートを作製し、それぞれのシートに
ついて実表面積を測定した。また、電気二重層コンデン
サを作製し、ＥＳＲおよび静電容量を測定した。この
時、導電付与剤としてのカーボンは重量比１０％であ
る。第５の実施例においては、端子板６の両側からかけ
る圧力はいずれも１００ｋｇである。なお、実表面積の
測定は、サンプルを６８×４８ｍｍに切断し、ＢＥＴ法
（BET absorption method）により液体窒素温度にお
ける窒素ガス吸着量から求めた。
は、シート中の分極性電極の重量比を１０，２０，３
０，４０，５０，６０，７０，８０％に変えて分極性電
極／集電体一体型シートを作製し、それぞれのシートに
ついて実表面積を測定した。また、電気二重層コンデン
サを作製し、ＥＳＲおよび静電容量を測定した。この
時、導電付与剤としてのカーボンは重量比１０％であ
る。第５の実施例においては、端子板６の両側からかけ
る圧力はいずれも１００ｋｇである。なお、実表面積の
測定は、サンプルを６８×４８ｍｍに切断し、ＢＥＴ法
（BET absorption method）により液体窒素温度にお
ける窒素ガス吸着量から求めた。
【００２４】［評価］図４は、分極性電極／集電体一体
型シートを作製する際の分極性電極の重量比を１０，２
０，３０，４０，５０，６０，７０，８０％に変えた場
合の、ＥＳＲの変化を示している。この結果をみると、
分極性電極の重量比を大きくしていくとＥＳＲが小さく
なる傾向にあることが分かる。しかし、重量比が８０％
の場合は、逆にＥＳＲが大きくなる。これは活性炭粉末
と集電体の結束力が弱くなってしまうためと考えられ
る。また、図５においては、分極性電極／集電体一体型
シートを作製する際の分極性電極の重量比を変えた場合
の、静電容量の変化を示している。同図から分かるよう
に、２．５ｍＡ／ｃｍ2放電および２５０ｍＡ／ｃｍ2放
電のいずれの場合にも、分極性電極の重量比を大きくす
るほど静電容量は大きくなる。しかし、分極性電極の重
量比が４０％未満においては、２５０ｍＡ／ｃｍ2放電
時の静電容量が２．５ｍＡ／ｃｍ2放電時に比べ明らか
に小さくなる。図６に、分極性電極の重量比を変えた場
合における、２．５ｍＡ／ｃｍ2放電時に対する２５０
ｍＡ／ｃｍ2放電時の静電容量減少率の関係を示す。こ
れにより、分極性電極の重量比が４０％未満においては
静電容量減少率が急激に大きくなることが分かる。図
４、図５および図６の結果から、分極性電極／集電体一
体型シートを作製する際の分極性電極の重量比は、４０
〜７０％とするのが最も好ましい。図７に分極性電極の
見かけ表面積に対する実表面積の倍数の変化を示す。こ
れにより、分極性電極の最も好ましい重量比の範囲であ
る４０〜７０％の領域においては、いずれも実表面積は
見かけ表面積の１，０００倍以上となっていることが分
かる。
型シートを作製する際の分極性電極の重量比を１０，２
０，３０，４０，５０，６０，７０，８０％に変えた場
合の、ＥＳＲの変化を示している。この結果をみると、
分極性電極の重量比を大きくしていくとＥＳＲが小さく
なる傾向にあることが分かる。しかし、重量比が８０％
の場合は、逆にＥＳＲが大きくなる。これは活性炭粉末
と集電体の結束力が弱くなってしまうためと考えられ
る。また、図５においては、分極性電極／集電体一体型
シートを作製する際の分極性電極の重量比を変えた場合
の、静電容量の変化を示している。同図から分かるよう
に、２．５ｍＡ／ｃｍ2放電および２５０ｍＡ／ｃｍ2放
電のいずれの場合にも、分極性電極の重量比を大きくす
るほど静電容量は大きくなる。しかし、分極性電極の重
量比が４０％未満においては、２５０ｍＡ／ｃｍ2放電
時の静電容量が２．５ｍＡ／ｃｍ2放電時に比べ明らか
に小さくなる。図６に、分極性電極の重量比を変えた場
合における、２．５ｍＡ／ｃｍ2放電時に対する２５０
ｍＡ／ｃｍ2放電時の静電容量減少率の関係を示す。こ
れにより、分極性電極の重量比が４０％未満においては
静電容量減少率が急激に大きくなることが分かる。図
４、図５および図６の結果から、分極性電極／集電体一
体型シートを作製する際の分極性電極の重量比は、４０
〜７０％とするのが最も好ましい。図７に分極性電極の
見かけ表面積に対する実表面積の倍数の変化を示す。こ
れにより、分極性電極の最も好ましい重量比の範囲であ
る４０〜７０％の領域においては、いずれも実表面積は
見かけ表面積の１，０００倍以上となっていることが分
かる。
【００２５】［第６の実施例］第６の実施例において、
一体型シートに対する分極性電極の重量比を４０％と
し、カーボンの一体型シートに対する重量比をそれぞれ
１，３，５，１０，１５，２０，３０％と変化させたも
のについて、それぞれの分極性電極／集電体一体型シー
トについて比抵抗および水蒸気透過度を測定した。ま
た、それぞれについて電気二重層コンデンサを作製し、
ＥＳＲおよび静電容量を測定した。第６の実施例におい
ては、端子板６の両側からかける圧力はいずれも１００
ｋｇとする。なお、比抵抗の測定方法は、直流四端子法
により、電流０．１，１，１０ｍＡに対する端子間電圧
を測定することにより算出した。また、水蒸気透過度
は、ＡＳＴＭ Ｄ １４３４−７５に従って測定した。
一体型シートに対する分極性電極の重量比を４０％と
し、カーボンの一体型シートに対する重量比をそれぞれ
１，３，５，１０，１５，２０，３０％と変化させたも
のについて、それぞれの分極性電極／集電体一体型シー
トについて比抵抗および水蒸気透過度を測定した。ま
た、それぞれについて電気二重層コンデンサを作製し、
ＥＳＲおよび静電容量を測定した。第６の実施例におい
ては、端子板６の両側からかける圧力はいずれも１００
ｋｇとする。なお、比抵抗の測定方法は、直流四端子法
により、電流０．１，１，１０ｍＡに対する端子間電圧
を測定することにより算出した。また、水蒸気透過度
は、ＡＳＴＭ Ｄ １４３４−７５に従って測定した。
【００２６】［評価］図８は、第６の実施例のカーボン
の重量比変化に対するＥＳＲの変化を示している。この
結果をみると、カーボンの配合比を大きくしていくとＥ
ＳＲが小さくなることが分かる。また、図９は、シート
中のカーボンの重量比を変えた場合の、静電容量の変化
を示している。この結果より、２．５ｍＡ／ｃｍ2放電
における静電容量には大きな変化が見られない。しかし
２５０ｍＡ／ｃｍ2放電の際には、カーボンの配合比を
５％までは大きくしていくと静電容量が大きくなるが、
それ以上カーボンの配合比を大きくしても大きな変化が
見られない。図１０に、カーボンの重量比を変えた場合
における、２．５ｍＡ／ｃｍ2放電時に対する２５０ｍ
Ａ／ｃｍ2放電時の静電容量減少率の関係を示す。これ
により、カーボンの配合比を大きくしていくと容量減少
率が小さくなるものの、カーボンが５％以上の領域にお
いては、カーボン重量比を大きくしても大きな変化が現
れないことが分かる。図８、図９および図１０の結果か
ら、分極性電極／集電体一体型シートを作製する際のカ
ーボンの分極性電極／集電体一体型シートに対する重量
比は、５％以上とすることが望ましいという結果が得ら
れる。
の重量比変化に対するＥＳＲの変化を示している。この
結果をみると、カーボンの配合比を大きくしていくとＥ
ＳＲが小さくなることが分かる。また、図９は、シート
中のカーボンの重量比を変えた場合の、静電容量の変化
を示している。この結果より、２．５ｍＡ／ｃｍ2放電
における静電容量には大きな変化が見られない。しかし
２５０ｍＡ／ｃｍ2放電の際には、カーボンの配合比を
５％までは大きくしていくと静電容量が大きくなるが、
それ以上カーボンの配合比を大きくしても大きな変化が
見られない。図１０に、カーボンの重量比を変えた場合
における、２．５ｍＡ／ｃｍ2放電時に対する２５０ｍ
Ａ／ｃｍ2放電時の静電容量減少率の関係を示す。これ
により、カーボンの配合比を大きくしていくと容量減少
率が小さくなるものの、カーボンが５％以上の領域にお
いては、カーボン重量比を大きくしても大きな変化が現
れないことが分かる。図８、図９および図１０の結果か
ら、分極性電極／集電体一体型シートを作製する際のカ
ーボンの分極性電極／集電体一体型シートに対する重量
比は、５％以上とすることが望ましいという結果が得ら
れる。
【００２７】
【表２】
【００２８】図１１にカーボンの重量比変化に対する比
抵抗の変化を、表２に水蒸気透過率を示す。カーボンの
重量比が５％以上であれば、ＥＳＲおよび静電容量にお
いて良好な値が得られることが分かったが、その際の比
抵抗はいずれも０．３Ω・ｃｍ以下である。また、水蒸
気透過率については、比較例２に用いているものと同様
に作製した３０μｍのカーボン（集電体に対し）５０％
を含む導電性ブチルゴムと比べると、本実施例はカーボ
ンの重量比が２０％以下においては２ｇ／ｍ2ｈ以下と
小さい値を示している。これは、活性炭粉末からなる分
極性電極部分の通気性が集電体部分より小さく、かつ分
極性電極／集電体一体型シート内の活性炭と集電体部分
の接触が密になるためであると考えられる。しかし、カ
ーボンの割合を増やしていくと、徐々に透過率は上昇
し、３０％の時には急激に上昇する。このため、カーボ
ンの分極性電極／集電体一体型シートに対する重量比は
好ましくは２０％までという結果が得られる。
抵抗の変化を、表２に水蒸気透過率を示す。カーボンの
重量比が５％以上であれば、ＥＳＲおよび静電容量にお
いて良好な値が得られることが分かったが、その際の比
抵抗はいずれも０．３Ω・ｃｍ以下である。また、水蒸
気透過率については、比較例２に用いているものと同様
に作製した３０μｍのカーボン（集電体に対し）５０％
を含む導電性ブチルゴムと比べると、本実施例はカーボ
ンの重量比が２０％以下においては２ｇ／ｍ2ｈ以下と
小さい値を示している。これは、活性炭粉末からなる分
極性電極部分の通気性が集電体部分より小さく、かつ分
極性電極／集電体一体型シート内の活性炭と集電体部分
の接触が密になるためであると考えられる。しかし、カ
ーボンの割合を増やしていくと、徐々に透過率は上昇
し、３０％の時には急激に上昇する。このため、カーボ
ンの分極性電極／集電体一体型シートに対する重量比は
好ましくは２０％までという結果が得られる。
【００２９】［第７の実施例］第７の実施例において
は、図３に示される第１の実施例の単位セルを２０層積
層した電気二重層コンデンサを作製し(但し、端子板は
積層体の両サイドのみに配置)、７０℃・０．８Ｖ負荷
におけるＥＳＲの経時変化を測定した。なお、第７の実
施例においては、端子板の両側からかける圧力は１００
ｋｇとした。７０℃・０．８Ｖ負荷におけるＥＳＲの経
時変化は、次のようにして測定した。７０℃に設定され
た恒温槽にサンプルを配置し、両側の端子に０．８Ｖの
直流電圧を負荷する。負荷印加開始後０，２４，１２
０，２４０，５００，１０００時間経過時に、サンプル
を恒温槽から取り出し、電圧負荷を中断して両極をショ
ートする。サンプルを室温まで冷却後、前述した方法と
同様にしてＥＳＲを測定する。
は、図３に示される第１の実施例の単位セルを２０層積
層した電気二重層コンデンサを作製し(但し、端子板は
積層体の両サイドのみに配置)、７０℃・０．８Ｖ負荷
におけるＥＳＲの経時変化を測定した。なお、第７の実
施例においては、端子板の両側からかける圧力は１００
ｋｇとした。７０℃・０．８Ｖ負荷におけるＥＳＲの経
時変化は、次のようにして測定した。７０℃に設定され
た恒温槽にサンプルを配置し、両側の端子に０．８Ｖの
直流電圧を負荷する。負荷印加開始後０，２４，１２
０，２４０，５００，１０００時間経過時に、サンプル
を恒温槽から取り出し、電圧負荷を中断して両極をショ
ートする。サンプルを室温まで冷却後、前述した方法と
同様にしてＥＳＲを測定する。
【００３０】［比較例３］比較例２と同じく、分極性電
極として活性炭粉末と粉末状フェノール系樹脂を重量比
６：４にて混合し、成形後、窒素雰囲気中９００℃にて
熱処理したものを、集電体としてカーボンを５０％含む
導電性ブチルゴムをそれぞれ用い、単位セルを２０層積
層した電気二重層コンデンサを作製し、第７の実施例と
同様にして７０℃・０．８Ｖ負荷におけるＥＳＲの経時
変化を測定した。分極性電極および集電体の形状は比較
例２と同じである。なお比較例３において、端子板の両
側からかける圧力は１００ｋｇとした。
極として活性炭粉末と粉末状フェノール系樹脂を重量比
６：４にて混合し、成形後、窒素雰囲気中９００℃にて
熱処理したものを、集電体としてカーボンを５０％含む
導電性ブチルゴムをそれぞれ用い、単位セルを２０層積
層した電気二重層コンデンサを作製し、第７の実施例と
同様にして７０℃・０．８Ｖ負荷におけるＥＳＲの経時
変化を測定した。分極性電極および集電体の形状は比較
例２と同じである。なお比較例３において、端子板の両
側からかける圧力は１００ｋｇとした。
【００３１】［評価］７０℃・０．８Ｖ負荷におけるＥ
ＳＲの経時変化を図１２に示す。比較例３においては、
負荷開始後２４０時間を越えた際にＥＳＲの上昇率が大
きくなっている。これに対し第７の実施例においては、
負荷開始後１，０００時間を経過してもＥＳＲの上昇は
ほとんど抑えられている。比較例３においてはガス発生
により分極性電極・集電体間にガスがたまるため、両者
間が剥離し、分極性電極と集電体の間に生じる接触抵抗
が上昇し、ＥＳＲの増加に繋がる。一方、第7の実施例
においては、活性炭粒子からなる分極性電極は、集電体
の中に密着するようにして存在するため、電極からガス
が発生しても分極性電極と集電体の剥離は生じず、ＥＳ
Ｒの増加は抑えられる。これらの結果より、従来の技術
にて問題となっていた、ガス発生を原因とする分極性電
極と集電体間の剥離によるＥＳＲの長期的な上昇は、本
発明により効果的に抑止される。
ＳＲの経時変化を図１２に示す。比較例３においては、
負荷開始後２４０時間を越えた際にＥＳＲの上昇率が大
きくなっている。これに対し第７の実施例においては、
負荷開始後１，０００時間を経過してもＥＳＲの上昇は
ほとんど抑えられている。比較例３においてはガス発生
により分極性電極・集電体間にガスがたまるため、両者
間が剥離し、分極性電極と集電体の間に生じる接触抵抗
が上昇し、ＥＳＲの増加に繋がる。一方、第7の実施例
においては、活性炭粒子からなる分極性電極は、集電体
の中に密着するようにして存在するため、電極からガス
が発生しても分極性電極と集電体の剥離は生じず、ＥＳ
Ｒの増加は抑えられる。これらの結果より、従来の技術
にて問題となっていた、ガス発生を原因とする分極性電
極と集電体間の剥離によるＥＳＲの長期的な上昇は、本
発明により効果的に抑止される。
【００３２】［第８の実施例］第８の実施例において
は、第１の実施例において用いられていたブチルゴムに
代え、ポリブタジエンゴム、ポリイソプレンゴム、ブタ
ジエン・スチレンゴム（ＳＢＲ）、エチレンプロピレン
ゴム（ＥＰＭ）、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、ア
クリルゴム、シリコンゴム、エチレン−α−オレフィン
共重合体およびプロピレン−α−オレフィン共重合体を
用い、それぞれについて耐硫酸性試験を行った。そし
て、電気二重層コンデンサを作製し、ＥＳＲを測定し
た。耐硫酸性試験は、サンプルを４０％ｗｔ硫酸水溶液
中に、８５℃にて７０時間放置した際の引っ張り強さ、
伸び変化率、体積変化率および質量変化率についての測
定を行った。また、ＥＳＲの測定の際の端子板６の両側
からかける圧力は１００ｋｇとした。
は、第１の実施例において用いられていたブチルゴムに
代え、ポリブタジエンゴム、ポリイソプレンゴム、ブタ
ジエン・スチレンゴム（ＳＢＲ）、エチレンプロピレン
ゴム（ＥＰＭ）、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、ア
クリルゴム、シリコンゴム、エチレン−α−オレフィン
共重合体およびプロピレン−α−オレフィン共重合体を
用い、それぞれについて耐硫酸性試験を行った。そし
て、電気二重層コンデンサを作製し、ＥＳＲを測定し
た。耐硫酸性試験は、サンプルを４０％ｗｔ硫酸水溶液
中に、８５℃にて７０時間放置した際の引っ張り強さ、
伸び変化率、体積変化率および質量変化率についての測
定を行った。また、ＥＳＲの測定の際の端子板６の両側
からかける圧力は１００ｋｇとした。
【００３３】
【表３】
【００３４】［評価］表３に、基材の材料を変えた場合
の、耐硫酸性試験の結果およびＥＳＲを示す。この結果
をみると、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、アクリル
ゴムおよびシリコンゴムに関しては、耐硫酸性が不十分
であることが分かる。それ以外のサンプルについてＥＳ
Ｒを測定したところ、ブチルゴムを用いた場合とほぼ同
様の結果が得られた。以上の結果から、分極性電極／集
電体一体型シートゴム、エラストマー又はプラスチック
部分に用いる適当な材料としては、ブチルゴムのほか
に、ポリブタジエンゴム、ポリイソプレンゴム、ブタジ
エン・スチレンゴム（ＳＢＲ）、エチレンプロピレンゴ
ム（ＥＰＭ）、エチレン−α−オレフィン共重合体およ
びプロピレン−α−オレフィン共重合体であることが分
かる。
の、耐硫酸性試験の結果およびＥＳＲを示す。この結果
をみると、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、アクリル
ゴムおよびシリコンゴムに関しては、耐硫酸性が不十分
であることが分かる。それ以外のサンプルについてＥＳ
Ｒを測定したところ、ブチルゴムを用いた場合とほぼ同
様の結果が得られた。以上の結果から、分極性電極／集
電体一体型シートゴム、エラストマー又はプラスチック
部分に用いる適当な材料としては、ブチルゴムのほか
に、ポリブタジエンゴム、ポリイソプレンゴム、ブタジ
エン・スチレンゴム（ＳＢＲ）、エチレンプロピレンゴ
ム（ＥＰＭ）、エチレン−α−オレフィン共重合体およ
びプロピレン−α−オレフィン共重合体であることが分
かる。
【００３５】なお全ての本実施例において、データ収集
の際には分極性電極として椰子殻系活性炭を用いたが、
活性炭粉末であればこれに限定されるものではない。ま
た、比表面積は５００ｍ2／ｇ以上のものを用いた。セ
パレータにはポリプロピレン製不織布を用いたが、非伝
導性かつイオン透過性の多孔膜であればこれに限定され
ない。
の際には分極性電極として椰子殻系活性炭を用いたが、
活性炭粉末であればこれに限定されるものではない。ま
た、比表面積は５００ｍ2／ｇ以上のものを用いた。セ
パレータにはポリプロピレン製不織布を用いたが、非伝
導性かつイオン透過性の多孔膜であればこれに限定され
ない。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、基材中
に分極性電極および導電性粒子とを混入せしめた分極性
電極／集電体一体型シートを用いて電気二重層コンデン
サを構成するものであるので、分極性電極と集電体の間
の接触抵抗を低減し、セル両端からの加圧力による内部
抵抗の変化を抑えることができる。また、一体型シート
は基材にゴム系等の柔軟性のある材料を用いて形成され
るものであるので、一体型シートは柔軟性に富みかつ破
損することなく、ガスケットとの接着が容易であり量産
性に優れる。そして、１０μｍオーダーの厚さに形成す
ることもできるのでコンデンサの小型が可能であり、積
層型の電気二重層コンデンサも薄型に実現可能である。
さらに、分極性電極と集電体の剥離がなく長期的に内部
抵抗の上昇は抑えられ、信頼性に優れた電気二重層コン
デンサを提供することができる。
に分極性電極および導電性粒子とを混入せしめた分極性
電極／集電体一体型シートを用いて電気二重層コンデン
サを構成するものであるので、分極性電極と集電体の間
の接触抵抗を低減し、セル両端からの加圧力による内部
抵抗の変化を抑えることができる。また、一体型シート
は基材にゴム系等の柔軟性のある材料を用いて形成され
るものであるので、一体型シートは柔軟性に富みかつ破
損することなく、ガスケットとの接着が容易であり量産
性に優れる。そして、１０μｍオーダーの厚さに形成す
ることもできるのでコンデンサの小型が可能であり、積
層型の電気二重層コンデンサも薄型に実現可能である。
さらに、分極性電極と集電体の剥離がなく長期的に内部
抵抗の上昇は抑えられ、信頼性に優れた電気二重層コン
デンサを提供することができる。
【図１】 本発明の分極性電極／集電体一体型シートの
断面図（表面処理前）。
断面図（表面処理前）。
【図２】 本発明の分極性電極／集電体一体型シートの
断面図（表面処理後）。
断面図（表面処理後）。
【図３】 本発明の分極性電極／集電体一体型シートを
用いた電気二重層コンデンサの断面図。
用いた電気二重層コンデンサの断面図。
【図４】 本発明の第５の実施例を評価するための図
（その１）。
（その１）。
【図５】 本発明の第５の実施例を評価するための図
（その２）。
（その２）。
【図６】 本発明の第５の実施例を評価するための図
（その３）。
（その３）。
【図７】 本発明の第５の実施例を評価するための図
（その４）。
（その４）。
【図８】 本発明の第６の実施例を評価するための図
（その１）。
（その１）。
【図９】 本発明の第６の実施例を評価するための図
（その２）。
（その２）。
【図１０】 本発明の第６の実施例を評価するための図
（その３）。
（その３）。
【図１１】 本発明の第６の実施例を評価するための図
（その４）。
（その４）。
【図１２】 本発明の第７の実施例を評価するための
図。
図。
【図１３】 従来の電気二重層コンデンサの断面図。
１ 導電性が付与された基材
２ 活性炭粉末粒子
３ 分極性電極／集電体一体型シート
４ セパレータ
５ ガスケット
６ 端子板
７ ボルト
８ ナット
９ パッキン
１０ 分極性電極
１１ 集電体
１２ セパレータ
１３ ガスケット
１４ 端子板
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平２−98914（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−203618（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−283520（ＪＰ，Ａ)
実開 平３−73426（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01G 9/016
H01G 9/058
Claims (9)
- 【請求項１】 少なくとも一対の、絶縁性基材に導電性
材料および分極性電極を混入させたシートであって少な
くとも片側の表面の一部の絶縁性基材が除去されて分極
性電極の一部表面が露出されている分極性電極／集電体
一体型シートをセパレータを介して基材の一部が除去さ
れた表面が対向するように対向配置し、前記分極性電極
／集電体一体型シートの外側の面に該分極性電極／集電
体一体型シートに接して端子板が配置されたことを特徴
とする電気二重層コンデンサ。 - 【請求項２】 前記分極性電極／集電体一体型シートに
含まれる前記分極性電極の重量比が４０％〜７０％であ
ることを特徴とする請求項１記載の電気二重層コンデン
サ。 - 【請求項３】 前記分極性電極／集電体一体型シートに
含まれる前記導電性材料の重量比が５〜２０％であるこ
とを特徴とする請求項１記載の電気二重層コンデンサ。 - 【請求項４】 前記絶縁性基材がブチルゴム、ポリブタ
ジエンゴム、ポリイソプレンゴム、ブタジエン・スチレ
ンゴム（ＳＢＲ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰ
Ｍ）、エチレン−α−オレフィン共重合体又はプロピレ
ン−α−オレフィン共重合体のいずれか１種類からなる
ことを特徴とする請求項１記載の電気二重層コンデン
サ。 - 【請求項５】 前記セパレータの外周部は、両面が前記
分極性電極／集電体一体型シートに接着されたガスケッ
トに囲まれていることを特徴とする請求項１記載の電気
二重層コンデンサ。 - 【請求項６】 絶縁性基材に導電性材料および分極性電
極を混入させたシートを作製する工程と、少なくとも片
側の表面の絶縁性基材の一部を除去して前記分極性電極
の一部表面を露出させて分極性電極／集電体一体型シー
トを作製する工程と、前記分極性電極／集電体一体型シ
ートに電解液を含浸させる工程と、セパレータを介して
一対の前記分極性電極／集電体一体型シートを基材の一
部が除去された表面が対向するように対向配置する工程
と、前記分極性電極／集電体一体型シートの外側の面に
該分極性電極／集電体一体型シートに接して端子板を配
置する工程と、を有することを特徴とする電気二重層コ
ンデンサの製造方法。 - 【請求項７】 前記表面の絶縁性基材の一部を除去する
工程が、プラズマ照射、加熱処理、オゾン照射または有
機溶剤中に浸すことにより行われることを特徴とする請
求項６記載の電気二重層コンデンサの製造方法。 - 【請求項８】 前記セパレータを介して一対の前記分極
性電極／集電体一体型シートを対向配置する工程が、環
状のガスケットの開口部に前記セパレータを配置する工
程を含んでおり、その後に前記ガスケットと前記分極性
電極／集電体一体型シートとを接着する工程が付加され
ることを特徴とする請求項６記載の電気二重層コンデン
サの製造方法。 - 【請求項９】 前記ガスケットと前記分極性電極／集電
体一体型シートとの接着が加硫接着により行われること
を特徴とする請求項８記載の電気二重層コンデンサの製
造方法。
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