JP2003188053A

JP2003188053A - 電気二重層キャパシタ

Info

Publication number: JP2003188053A
Application number: JP2001386063A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Kawasato; 健河里; Kazuya Hiratsuka; 和也平塚; Naoki Yoshida; 直樹吉田; Katsuharu Ikeda; 克治池田
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 2001-12-19
Filing date: 2001-12-19
Publication date: 2003-07-04

Abstract

(57)【要約】【課題】耐電圧が高く、信頼性に優れた電気二重層キャ
パシタを提供する。【解決手段】炭素材料を主成分とする一対の分極性電極
と、該分極性電極との界面に電気二重層を形成する電解
液と、を有する電気二重層キャパシタにおいて、前記電
解液として（Ｃ_２Ｈ_５）_３（ＣＨ_３）ＮＢＦ_３（Ｃ
Ｆ_３）等の塩を電解質とし、プロピレンカーボーネート
またはスルホラン等の有機溶媒に溶解した溶液を使用す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、有機溶媒系電解液
を有する電気二重層キャパシタであって、特に電圧が高
く、信頼性に優れる電気二重層キャパシタに関する。

【０００２】

【従来の技術】電気二重層キャパシタは、ケースの中
に、１対の分極性電極と、該分極性電極の間にあるセパ
レータと、電解液を収容したものである。

【０００３】電解液は、通例、溶媒と電解質とを含む
が、溶媒の種類により水系電解液と、有機溶媒系電解液
に大別される。水系電解液としては、硫酸などの鉱酸、
アルカリ金属塩またはアルカリなどが挙げられる。一
方、有機溶媒系電解液としては、特開昭４９−６８２５
４にはプロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、
アセトニトリル、ジメチルホルムアミドを使用すること
が、また特開昭６２−２３７７１５にはスルホラン誘導
体を使用することが、それぞれ提案されている。

【０００４】電気二重層キャパシタの静電エネルギーの
点から水系電解液と有機溶媒系電解液を比較すると、静
電エネルギーは耐電圧の２乗に比例するので、水系電解
液の耐電圧０．８Ｖに対し、有機溶媒系電解液は２．５
〜３．３Ｖであることから、有機溶媒系電解液の方が有
利である。

【０００５】しかし、有機溶媒系電解液には、電解液中
に水分が存在すると電解質や溶媒の加水分解によるキャ
パシタ性能の劣化が起こるという問題がある。例えば、
有機溶媒系電解液を有する電気二重層キャパシタの電解
質のアニオンとしては、電気化学的に安定なＢＦ_４ ⁻、
ＰＦ_６ ⁻、ＣＦ_３ＳＯ_３ ⁻、ＡｓＦ_６ ⁻、Ｎ（ＳＯ_２Ｃ
Ｆ_３）_２ ⁻、ＣｌＯ_４ ⁻等が知られている。なかでもＢ
Ｆ_４ ⁻が毒性、安全性に優れ、比較的、耐加水分解性に
優れるため好ましいとされてきた。しかし、ＢＦ_４ ⁻で
も電解液内部の水分量が３０ｐｐｍ以上存在すると加水
分解が起こり、キャパシタの劣化が起こり、容量が低下
したり内部抵抗が上昇する。

【０００６】このような劣化対策として、有機溶媒系電
解液や電極等の構成材料から水分を除去することが試み
られているが、活性炭細孔内に捕捉された水分を完全に
除去することは困難であり、また封口部からの水分の浸
入を完全に防ぐことも困難であるため、いまだに充分な
解決が得られていない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、耐電圧が高
く、キャパシタ性能の劣化が起こりにくく信頼性の高
い、有機溶媒系電解液を有する電気二重層キャパシタの
提供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の電気二重層キャ
パシタ（以下、本キャパシタという）は、一対の分極性
電極と、該分極性電極との界面に電気二重層を形成する
電解液と、を有する電気二重層キャパシタにおいて、前
記電解液が有機溶媒と電解質とを含み、かつ前記電解質
がカチオンと、式１で表されるアニオン（ただし、ｎは
０〜３の整数、ｐは０〜４の整数でｎ＋ｐ≦４、ｍおよ
びｋはそれぞれ独立に１〜４の整数、ただしｍ≠ｋ）と
からなる塩であることを特徴とする電気二重層キャパシ
タを提供する。

【０００９】

【化３】

【００１０】本キャパシタの電解質のアニオンは、電気
化学的に安定であるＢＦ_４ ⁻のフッ素原子をフルオロア
ルキル基に置換したものであり、電気化学的に安定であ
るほか、フルオロアルキル化により脱フッ素化が起こり
にくくなり、耐加水分解性に優れる。

【００１１】本発明における、前記アニオンとしては、
ＢＦ_３（ＣＦ_３）⁻、ＢＦ_２（ＣＦ _３）_２ ⁻、ＢＦ（Ｃ
Ｆ_３）_３ ⁻、Ｂ（ＣＦ_３）_４ ⁻、ＢＦ_３（Ｃ
_２Ｆ_５）⁻、ＢＦ_２（Ｃ_２Ｆ_５）_２ ⁻、ＢＦ（Ｃ
_２Ｆ_５）_３ ⁻、Ｂ（Ｃ_２Ｆ_５）_４ ⁻、ＢＦ_３（Ｃ
_３Ｆ_７）⁻、ＢＦ_２（Ｃ_３Ｆ_７）_２ ⁻、ＢＦ（Ｃ
_３Ｆ_７）_３ ⁻、Ｂ（Ｃ_３Ｆ_７）_４ ⁻、ＢＦ_３（Ｃ
_４Ｆ_９）⁻、ＢＦ_２（Ｃ_４Ｆ_９）_２ ⁻、ＢＦ（Ｃ
_４Ｆ_９）_３ ⁻、Ｂ（Ｃ_４Ｆ_９）_４ ⁻、ＢＦ_２（ＣＦ_３）
（Ｃ_２Ｆ_５）⁻、ＢＦ（ＣＦ_３）_２（Ｃ_２Ｆ_５）⁻、Ｂ
Ｆ（ＣＦ_３）（Ｃ_２Ｆ_５）_２ ⁻、Ｂ（ＣＦ_３）_３（Ｃ_２
Ｆ_５）⁻、Ｂ（ＣＦ_３）_２（Ｃ_２Ｆ_５）_２ ⁻、Ｂ（ＣＦ
_３）（Ｃ_２Ｆ_５）_３ ⁻、ＢＦ _２（ＣＦ_３）（Ｃ_３Ｆ_７）
⁻、ＢＦ（ＣＦ_３）_２（Ｃ_３Ｆ_７）⁻、ＢＦ（ＣＦ_３）
（Ｃ_３Ｆ_７）_２ ⁻、Ｂ（ＣＦ_３）_３（Ｃ_３Ｆ_７）⁻、Ｂ
（ＣＦ_３）_２（Ｃ_３Ｆ _７）_２ ⁻、Ｂ（ＣＦ_３）（Ｃ_３Ｆ
_７）_３ ⁻ＢＦ_２（ＣＦ_３）（Ｃ_４Ｆ_９）⁻、ＢＦ（ＣＦ
_３）_２（Ｃ_４Ｆ_９）⁻、ＢＦ（ＣＦ_３）（Ｃ_４Ｆ_９）_２
⁻、Ｂ（ＣＦ_３）_３（Ｃ_４Ｆ_９）⁻、Ｂ（ＣＦ_３）
_２（Ｃ_４Ｆ_９）_２ ⁻、Ｂ（ＣＦ_３）（Ｃ_４Ｆ _９）_３ ⁻、
ＢＦ_２（Ｃ_２Ｆ_５）（Ｃ_３Ｆ_７）⁻、ＢＦ（Ｃ_２Ｆ_５）
_２（Ｃ_３Ｆ_７）⁻、ＢＦ（Ｃ_２Ｆ_５）（Ｃ
_３Ｆ_７）_２ ⁻、Ｂ（Ｃ_２Ｆ_５）_３（Ｃ_３Ｆ_７）⁻、Ｂ
（Ｃ_２Ｆ_５）_２（Ｃ_３Ｆ_７）_２ ⁻、Ｂ（Ｃ_２Ｆ_５）（Ｃ
_３Ｆ_７）_３ ⁻、ＢＦ_２（Ｃ_２Ｆ_５）（Ｃ_４Ｆ_９）⁻、Ｂ
Ｆ（Ｃ_２Ｆ_５）_２（Ｃ_４Ｆ_９）⁻、ＢＦ（Ｃ_２Ｆ_５）
（Ｃ_４Ｆ_９）_２ ⁻、Ｂ（Ｃ_２Ｆ_５）_３（Ｃ_４Ｆ_９）⁻、
Ｂ（Ｃ_２Ｆ_５）_２（Ｃ_４Ｆ_９）_２ ⁻、Ｂ（Ｃ_２Ｆ_５）
（Ｃ_４Ｆ_９）_３ ⁻、ＢＦ_２（Ｃ_３Ｆ_７）（Ｃ
_４Ｆ_９）⁻、ＢＦ（Ｃ_３Ｆ_７）_２（Ｃ_４Ｆ_９）⁻、ＢＦ
（Ｃ_３Ｆ_７）（Ｃ_４Ｆ_９）_２ ⁻、Ｂ（Ｃ_３Ｆ_７）_３（Ｃ
_４Ｆ_９）⁻、Ｂ（Ｃ_３Ｆ_７）_２（Ｃ_４Ｆ_９）_２ ⁻、Ｂ
（Ｃ_３Ｆ_７）（Ｃ_４Ｆ_９）_３ ⁻が挙げられる。

【００１２】なかでもＢＦ_４ ⁻のフッ素原子４個を全て
同一のフルオロアルキル基で置換したアニオン（以下、
対称構造のアニオンという）に比べ、そうでないアニオ
ン（以下、非対称構造のアニオンという）を有する電解
質は、電解液の有機溶媒に対する溶解性が大きく、高濃
度化することによって高導電性が得られるため好まし
い。また、ホウ素原子と結合するパーフルオロアルキル
基の炭素鎖の長さとしては、なるべく短いほうがよい。
これは、炭素鎖が短いとイオンサイズが小さいため、細
孔径の小さな活性炭内に入り込むことができ、単位体積
当りの電気二重層を形成するイオン量が多くなるためで
ある。

【００１３】このような観点からアニオンがＢＦ_３(Ｃ
Ｆ_３)⁻、ＢＦ_２(ＣＦ_３)_２ ⁻およびＢＦ(ＣＦ_３)_３ ⁻
からなる群から選ばれる１種以上であると好ましい。

【００１４】本キャパシタにおいて電解質のカチオンが
式２〜７で表されるものであると好ましい。

【００１５】

【化４】

【００１６】ただし、式２または式３中、Ｒ^１、Ｒ^２、
Ｒ^３およびＲ^４はそれぞれ独立に炭素数１〜３のアルキ
ル基。式２または式３で表されるカチオンとしては、Ｒ
^１＝Ｒ^２＝Ｒ^３＝Ｒ^４であるカチオン（以下、対称構造
のカチオンという）と、そうではないカチオン（以下、
非対称構造のカチオンという）があり、そのどちらでも
よい。式２または式３で表されるカチオンが非対称構造
のカチオンであると対称構造のカチオンに比べて溶媒に
対する溶解性が大きく、高濃度化することで高導電性が
得られるため好ましい。

【００１７】対称構造のカチオンとしては（Ｃ_２Ｈ_５）
_４Ｎ^＋、（Ｃ_３Ｈ_７）_４Ｎ^＋、（Ｃ _２Ｈ_５）_４Ｐ^＋、
（Ｃ_３Ｈ_７）_４Ｐ^＋、等が例示される。

【００１８】一方、非対称構造のカチオンとしては、具
体的には（Ｃ_２Ｈ_５）_３（ＣＨ_３）Ｎ^＋、（Ｃ_２Ｈ_５）
_２（ＣＨ_３）_２Ｎ^＋、（Ｃ_２Ｈ_５）（ＣＨ_３）_３Ｎ^＋、
（Ｃ _３Ｈ_７）_３（ＣＨ_３）Ｎ^＋、（Ｃ_３Ｈ_７）_２（ＣＨ
_３）_２Ｎ^＋、（Ｃ_３Ｈ_７）（ＣＨ_３）_３Ｎ^＋、（Ｃ_３Ｈ
_７）_３（Ｃ_２Ｈ_５）Ｎ^＋、（Ｃ_３Ｈ_７）_２（Ｃ_２Ｈ_５）
_２Ｎ^＋、（Ｃ_３Ｈ_７）（Ｃ_２Ｈ_５）_３Ｎ^＋、（Ｃ
_２Ｈ_５）_３（ＣＨ_３）Ｐ^＋、（Ｃ_２Ｈ_５）_２（ＣＨ_３）
_２Ｐ^＋、（Ｃ_２Ｈ_５）（ＣＨ_３）_３Ｐ^＋が挙げられる。
なかでも（Ｃ_２Ｈ_５）_３（ＣＨ_３）Ｎ^＋または（Ｃ_２Ｈ
_５）（ＣＨ_３）_３Ｎ^＋であると溶媒に対する溶解度、電
解液の電気伝導度や電気化学的安定性が高いため好まし
い。

【００１９】また、式４〜７で表されるカチオンは、複
素環基をもつものである。ただし、式４〜６中、Ｒ^６は
水素原子、フッ素原子、炭素数１〜２０の炭化水素基
（水素原子の１つ以上がフッ素原子または水酸基で置換
されていてもよい）であり、Ｒ ^５、Ｒ^７、Ｒ^８、Ｒ^９は
それぞれ独立に水素原子、フッ素原子または炭素数１〜
１０の炭化水素基（水素原子の１つ以上がフッ素原子ま
たは１価の有機基で置換されていてもよい）である。

【００２０】式７中、Ｒ^１０は水素原子、フッ素原子、
炭素数１〜２０の炭化水素基（水素原子の１つ以上がフ
ッ素原子または水酸基で置換されていてもよい）であ
り、Ｒ ^１１、Ｒ^１２、Ｒ^１３、Ｒ^１４はそれぞれ独立に
炭素数１〜１０の炭化水素基（水素原子の１つ以上がフ
ッ素原子または１価の有機基で置換されていてもよい）
である。また、Ｒ^１１、Ｒ^１２、Ｒ^１３、Ｒ^１４はパー
フルオロアルキル基であってもよいが、その場合は炭素
数１〜６であることが好ましい。

【００２１】ここで１価の有機基としてはアミノ基、シ
アノ基、アルデヒド基、−（ＯＡ） _ａＯＲ’で表される
基（Ａはフッ素原子を含んでもよい炭素数１〜４のアル
キレン基であり、Ｒ’はフッ素原子を含んでもよい炭素
数１〜１０のアルキル基であり、ａは０〜１０の整数で
ある）等が挙げられる。

【００２２】式４〜６で表される複素環基をもつカチオ
ンのなかでも式４においてＲ^５＝ＣＨ_３またはＣ
_２Ｈ_５、Ｒ^６＝Ｈ、Ｒ^７＝ＣＨ_３またはＣ_２Ｈ_５、Ｒ^８
＝Ｈ、Ｒ^９＝Ｈとしたエチルメチルイミダゾリウムイオ
ンであると溶解度、溶液の電気伝導度および電気化学的
安定性などの点で好ましい。

【００２３】本キャパシタにおいて電解質のカチオンが
（Ｃ_２Ｈ_５）_３（ＣＨ_３）Ｎ^＋、（Ｃ_２Ｈ_５）（Ｃ
Ｈ_３）_３Ｎ^＋およびエチルメチルイミダゾリウムイオン
からなる群から選ばれる１種以上であると好ましい。

【００２４】本発明において用いられる電解質の塩は、
溶媒に溶解したときの溶液が高い電気伝導性を有し、よ
り耐電圧が向上している。そのため本キャパシタは耐電
圧が高い。

【００２５】本キャパシタの電解液の有機溶媒として
は、特に限定されないが、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等
の環状カーボネート類、エチルメチルカーボネート、ジ
メチルカーボネート、ジエチルカーボネート等の鎖状カ
ーボネート類、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクト
ン等のラクトン類、アセトニトリル、グルタロニトリル
等のニトリル類、スルホラン、３−メチルスルホラン等
のスルホラン類、ジメチルホルムアミド、１，２−ジメ
トキシエタン、ニトロメタン、トリメチルホスフェート
等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、２種
以上の混合溶媒として用いてもよい。なかでもプロピレ
ンカーボネートが最も好ましい。

【００２６】本発明において、電解液の電気伝導度を高
めるためには、電解質の濃度は高い方が好ましいが、濃
度が高すぎると粘度が高くて取り扱いにくくなるので、
電解質の濃度は１．０〜２．０ｍｏｌ／Ｌとするのが好
ましく、１．２〜１．８ｍｏｌ／Ｌであるとさらに好ま
しい。電解質の濃度が１．０ｍｏｌ／Ｌ未満であると内
部抵抗が増大するおそれがあり、一方、２．０ｍｏｌ／
Ｌを超えると寒冷時に電解質が析出して安定性が低下す
るおそれがある。

【００２７】上記の電解質、溶媒からなる有機溶媒系電
解液は、金属不純物および水分が少ないほど好ましく、
通常、水分は１０ｐｐｍ以下のものが好適に使用され
る。

【００２８】本発明において、分極性電極としては、通
常、金属製集電体(以下、単に集電体という)の表面に活
性炭等の炭素材料を主成分とする電極層を形成したもの
を使用する。

【００２９】なお、本キャパシタは、分極性電極の形態
によりコイン型構造、円筒型構造、角型構造等いずれの
構造でも好適に適用できる。コイン型構造は、一対の電
極間に、セパレ−タを配置し電解液とともにケース内に
収容し金属製封口蓋体および両者を絶縁するガスケット
により密封して形成するものである。

【００３０】円筒型構造は、集電体の両面に電極を形成
した帯状の正極電極体と、同じ構成の帯状の負極電極体
とを、帯状のセパレータを挟んで交互に積層し、巻回し
た素子体を円筒型のケースに収容し、電解液を含浸させ
た後、両電極体より引き出された集電リードを、例えば
電気絶縁性の封口蓋体に設けられた電極端子にそれぞれ
接続するとともに、該封口蓋体をケースに嵌合するもの
である。

【００３１】角型構造は、矩形の集電体の両側に電極層
が形成された、正極電極体および負極電極体をセパレー
タを介して複数交互に積層して積層素子体とし、角型の
ケースに収容し、電解液を含浸させ、該封口蓋体を角型
ケースに嵌合するものである。

【００３２】本キャパシタに使用される電極は、炭素材
料を主成分とすると好ましい。該炭素材料としては比表
面積が５００〜３０００ｍ^２／ｇ、さらには７００〜３
０００ｍ^２／ｇであることが好ましく、具体的には活性
炭、カーボンブラック、ポリアセン等が挙げられる。特
に、高導電性のカーボンブラックを導電材として用い、
活性炭と混合して用いることが好ましい。この場合、導
電材としてのカーボンブラックは電極中に５〜２０質量
％含まれることが好ましい。５質量％未満では電極の抵
抗の低減効果が少なく、また、通常高導電性カーボンブ
ラックは活性炭ほど電気二重層キャパシタの容量を大き
くできないので、含有量を２０質量％以下とすることが
好ましい。

【００３３】なお、活性炭としては、やしがら等の天然
植物組織、フェノール等の合成樹脂、石炭、コークス、
ピッチ等の化石燃料由来のものを原料とし、これを賦活
処理して使用できる。活性炭の賦活方法としては、用い
る原料によって異なるが、通常、水蒸気賦活法やＫＯＨ
賦活法などのアルカリ賦活法がある。金属不純物の点で
は、合成樹脂を原料とする水蒸気賦活法が最も好適であ
る。

【００３４】本発明における電極は、例えば炭素材料と
ポリテトラフルオロエチレンとの混合物を混練した後シ
ート状に成形して得られる。このようにして得られた電
極シートは集電体の両面に熱圧着するか導電性接着剤等
を介して接着することが好ましい。なお、混練する代わ
りに上記結合剤を含む溶媒（水、Ｎ−メチル−２−ピロ
リドン等）を混合してスラリとし、これを集電体の両表
面に塗布・乾燥して電極を形成してもよい。電極の厚さ
に制限はないが１０μｍ〜０．５ｍｍ程度であると好ま
しい。

【００３５】集電体としては電気化学的に耐食性のある
金属であればよく、コイン型構造の場合は金属製封口蓋
体や金属ケースなどのハウジング部材が集電体を兼ねる
ことが多い。円筒型構造や角型構造の場合はアルミニウ
ム、ステンレス鋼、ニッケル、タンタルなどの金属の粗
面化箔、網等が用いられ、なかでもステンレス鋼および
アルミニウムの箔、網等またはそれらの合金が好まし
く、純度９９．９％、さらには純度９９．９９％のアル
ミニウム箔であるとさらに好ましい。金属箔からなる集
電体では、厚さが１０μｍ〜０．５ｍｍ程度であると好
ましい。

【００３６】電極体には複数の集電リードを形成すると
好ましい。集電リードは、集電体の電極の形成されてい
ない部分に導電性のタブ端子、線、テープ、リボン等を
溶接等によりつけることで形成される。

【００３７】本発明においてセパレータは特に限定され
るものではなく、イオンを通過する多孔質セパレータで
あればよく、微孔性ポリエチレンフィルム、微孔性ポリ
プロピレンフィルム、ポリエチレン不織布、ポリプロピ
レン不織布、ポリプロピレン不織布、ガラス繊維混抄不
織布、ガラスマットフィルタ、セルロース紙、クラフト
パルプ、サイザル麻やマニラ麻等が好適に使用できる。

【００３８】セパレータの厚さは２０〜２００μｍ、さ
らには３０〜１００μｍとするのが好ましい。電解液に
対する吸液性、保液性、内部抵抗の点では、空隙率が高
いほど好ましいが、空隙率が高いほどピンホール等の欠
陥が増大し、自己放電不良に繋がるので、通常５０〜９
０％の範囲が好ましく、さらに好ましくは６０〜８５％
の範囲である。

【００３９】

【実施例】以下、本発明を実施例（例１〜例５）および
比較例（例６〜例８）によって詳しく説明する。

【００４０】［例１］水蒸気賦活された比表面積２００
０ｍ^２／ｇのフェノール樹脂系活性炭８０質量％、ポリ
テトラフルオロエチレン１０質量％およびカーボンブラ
ック１０質量％からなる混合物にエタノールを加えて混
練し、シート状に成形後厚さ０．６ｍｍにロール圧延
し、得られた電極シート体を直径１２ｍｍの円盤に打ち
抜いた。

【００４１】この円盤状の電極を集電体兼ハウジング部
材とするステンレス製ケースの正極側および負極側の内
側に、それぞれ黒鉛系導電性接着剤を用いて接着した。
次にこのステンレス製ケースごと減圧下で加熱処理して
水分等を除き、１．５ｍｏｌ／Ｌの（Ｃ_２Ｈ_５）_３（Ｃ
Ｈ_３）ＮＢＦ_３（ＣＦ_３）を含有しプロピレンカーボネ
ートを溶媒とする電解液を電極中に含浸させ、両電極の
間にポリプロピレン繊維不織布製のセパレータ紙を挟
み、ステンレスケースを絶縁体であるガスケットを介し
てかしめ封口し、直径１８．４ｍｍ、厚さ２．０ｍｍの
コイン型の電気二重層キャパシタを得た。

【００４２】［例２］電解液として１．５ｍｏｌ／Ｌの
（Ｃ_２Ｈ_５）_３（ＣＨ_３）ＮＢＦ₂（ＣＦ_３）_２を含有
しプロピレンカーボネート７５体積％とメチルエチルカ
ーボネート２５体積％の混合溶媒を溶媒とする電解液を
用いた以外は例１と同様にしてコイン型の電気二重層キ
ャパシタを得た。

【００４３】［例３］溶融ＫＯＨで賦活された比表面積
２０００ｍ^２／ｇのフェノール樹脂系活性炭８０質量
％、ポリテトラフルオロエチレン１０質量％およびカー
ボンブラック１０質量％からなる混合物にエタノールを
加えて混練し、さらにロール圧延して厚さ０．１ｍｍの
電極シート体を得た。

【００４４】得られた電極シート体を導電性接着剤で表
面をエッチングしたアルミニウム箔の両面に張り付け
た。次に減圧下で加熱処理して水分等を除き、ガラス繊
維セパレータを正負極の電極間に挟み、直径２ｍｍの巻
芯で巻き取り、直径７ｍｍ、高さ２０ｍｍの円筒型素子
とした。

【００４５】これに電解液として１．５ｍｏｌ／Ｌの
（Ｃ_２Ｈ_５）（ＣＨ_３）_３ＮＢ（ＣＦ _３）_４を含有しプ
ロピレンカーボネートを溶媒とする電解液を含浸させ
て、ブチルゴムを挿入し、かしめ機にて封口し円筒型の
電気二重層キャパシタを得た。

【００４６】［例４］電解液として１．５ｍｏｌ／Ｌの
式８で与えられるエチルメチルイミダゾリウムトリフル
オロメチルトリフルオロボレートを含有しプロピレンカ
ーボネートを溶媒とする電解液を用いた以外は例３と同
様にして円筒型の電気二重層キャパシタを得た。

【００４７】

【化５】

【００４８】［例５］レゾール樹脂を窒素雰囲気中６５
０℃で焼成し溶融ＫＯＨ賦活された比表面積２０００ｍ
^２／ｇの炭素材料８０質量％、ポリテトラフルオロエチ
レン１０質量％およびカーボンブラック１０質量％から
なる混合物にエタノールを加えて混練、ロール圧延して
厚さ０．６ｍｍの電極シート体とし、さらに直径１２ｍ
ｍの円盤に打ち抜いた。

【００４９】この円盤状の電極を、集電体兼ハウジング
部材とするステンレス製ケースの正極側および負極側の
内側に、それぞれ黒鉛系導電性接着剤を用いて接着し
た。次にこのステンレス製ケースごと減圧下で加熱処理
して水分等を除き、１．５ｍｏｌ／Ｌの（Ｃ_２Ｈ_５）_３
（ＣＨ_３）ＮＢＦ_３（ＣＦ_３）を含有しスルホラン８０
体積％とメチルエチルカーボネート２０体積％との混合
溶媒を溶媒とする電解液を電極中に含浸させ、両電極の
間にポリプロピレン繊維不織布製のセパレータを挟み、
ステンレスケースを絶縁体であるガスケットを介してか
しめ封口し、直径１８．４ｍｍ、厚さ２．０ｍｍのコイ
ン型の電気二重層キャパシタを得た。

【００５０】［例６］電解液として１．５ｍｏｌ／Ｌの
（Ｃ_２Ｈ_５）_３（ＣＨ_３）ＮＢＦ_４を含有しプロピレン
カーボネートを溶媒とする電解液を用いた以外は例１と
同様にしてコイン型の電気二重層キャパシタを得た。

【００５１】［例７］電解液として１．５ｍｏｌ／Ｌの
式８で与えられるエチルメチルイミダゾリウムテトラフ
ルオロボレートを含有しプロピレンカーボネート８０体
積％とメチルエチルカーボネート２０体積％との混合溶
媒を溶媒とする電解液を用いた以外は例３と同様にして
円筒型の電気二重層キャパシタを得た。

【００５２】

【化６】

【００５３】［例８］電解液として１．５ｍｏｌ／Ｌの
（Ｃ_２Ｈ_５）（ＣＨ_３）_３ＮＢＦ_４を含有しスルホラン
８０体積％とメチルエチルカーボネート２０体積％との
混合溶媒を溶媒とする電解液を用いた以外は例５と同様
にしてコイン型の電気二重層キャパシタを得た。

【００５４】［評価］例１〜８の電気二重層キャパシタ
には表１記載の電圧を印加し、初期静電容量と初期内部
抵抗を測定した。また、７０℃で湿度５０％の恒温恒湿
槽中に１０００時間保持後の静電容量減少率を測定し、
結果をあわせて表１に示す。

【００５５】

【表１】

【００５６】

【発明の効果】本発明によれば、耐電圧が高く、信頼性
に優れた電気二重層キャパシタを提供できる。

フロントページの続き (72)発明者池田克治神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地旭硝子株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対の分極性電極と、該分極性電極との界
面に電気二重層を形成する電解液と、を有する電気二重
層キャパシタにおいて、前記電解液が有機溶媒と電解質
とを含み、かつ前記電解質がカチオンと式１で表される
アニオン（ただし、ｎは０〜３の整数、ｐは０〜４の整
数でｎ＋ｐ≦４、ｍおよびｋはそれぞれ独立に１〜４の
整数、ただしｍ≠ｋ）とからなる塩であることを特徴と
する電気二重層キャパシタ。【化１】
【請求項２】カチオンが式２〜７のいずれかで表される
カチオン（ただし、式２または式３中、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ
^３およびＲ^４はそれぞれ独立に炭素数１〜３のアルキル
基。式４〜６中、Ｒ^６は水素原子、フッ素原子、炭素数
１〜２０の炭化水素基（水素原子の１つ以上がフッ素原
子または水酸基で置換されていてもよい）であり、
Ｒ ^５、Ｒ^７、Ｒ^８およびＲ^９はそれぞれ独立に水素原
子、フッ素原子または炭素数１〜１０の炭化水素基（水
素原子の１つ以上がフッ素原子または水酸基で置換され
ていてもよい）。式７中、Ｒ^１０は水素原子、フッ素原
子、炭素数１〜２０の炭化水素基（水素原子の１つ以上
がフッ素原子または水酸基で置換されていてもよい）で
あり、Ｒ^１１、Ｒ^１２、Ｒ^１３、Ｒ^１４はそれぞれ独立
に炭素数１〜１０の炭化水素基（水素原子の１つ以上が
フッ素原子または１価の有機基で置換されていてもよ
い）。）である請求項１記載の電気二重層キャパシタ。【化２】
【請求項３】アニオンがＢＦ_３(ＣＦ_３)⁻、ＢＦ_２(Ｃ
Ｆ_３)_２ ⁻およびＢＦ(ＣＦ_３)_３ ⁻からなる群から選ば
れる１種以上である請求項１または２記載の電気二重層
キャパシタ。
【請求項４】カチオンが（Ｃ_２Ｈ_５）_３（ＣＨ_３）
Ｎ^＋、（Ｃ_２Ｈ_５）（ＣＨ_３）_３Ｎ^＋およびエチルメチ
ルイミダゾリウムイオンからなる群から選ばれる１種以
上である請求項１、２または３記載の電気二重層キャパ
シタ。