(57)【要約】【課題】  ８５℃で使用可能な電気二重層キャパシタを提供することを目的とする。【解決手段】    本発明の電気二重層キャパシタは、γ−ブチロラクトンを主溶媒とする電解液を用い、開口部を封口する封口部材とを備え、この封口部材に穿設されている透孔にエチレンプロピレンターポリマーからなる安全弁を嵌着しているので、８５℃使用においても、溶媒の分解による特性の劣化がなく、さらに安全弁からの水分の浸入が抑制されるためと思われるが、水分による劣化が抑制され、８５℃使用において良好な特性を有する電気二重層キャパシタを提供することができる。  【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の分極性電極体とこの一対の分極性電極体の間に介在されたセパレータとにより構成されたコンデンサ素子と、このコンデンサ素子に含浸されるγ−ブチロラクトンを主溶媒とする電解液と、前記コンデンサ素子を収納するケースと、このケースの開口部を封口する封口部材とを備え、前記封口部材に穿設されている透孔にエチレンプロピレンターポリマーからなる安全弁を嵌着してなる電気二重層キャパシタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非水電解液を用いた電気二重層キャパシタに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気二重層キャパシタは、例えばアルミニウムである金属箔の表面に分極性電極層を設けた分極性電極間にセパレ−タを介在させて巻回し、または積層したコンデンサ素子に電解液を含浸し、このコンデンサ素子を金属ケ−ス内に収納して、開口端部を密封した構造を有する。
【０００３】
以上の電気二重層キャパシタは、高容量で長期信頼性に優れたものが要求され、従来の電気二重層キャパシタの電解液に、プロピレンカーボネートなどのカーボネート系溶媒を使用することが行われている。これによれば、高容量で、しかも高温負荷に優れる電気二重層キャパシタを得ることができる。
【０００４】
ところが、カーボネート系溶媒を用いた電解液では、高温下では溶媒の分解により一酸化炭素（ＣＯ）ガスが発生するため、分極性電極や電解液等を収容している容器の内圧が上昇するという問題が生じる。このため、６０℃が限界であり、７０〜８５℃というさらなる高温使用には対応することができないという問題点があった。これに対して、γ−ブチロラクトンを用いて７０℃使用を可能にしようという試みがある。（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００１−２１７１５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、さらに８５℃使用と可能にしようとすると特性の劣化を抑えることができない。そこで、本発明は、この問題を解決し、８５℃で使用可能な電気二重層キャパシタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の電気二重層キャパシタは、一対の分極性電極体とこの一対の分極性電極体の間に介在されたセパレータとにより構成されたコンデンサ素子と、このコンデンサ素子に含浸されるγ−ブチロラクトンを主溶媒とする電解液と、前記コンデンサ素子を収納するケースと、このケースの開口部を封口する封口部材とを備え、前記封口部材に穿設されている透孔にエチレンプロピレンターポリマーからなる安全弁を嵌着してなることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の電気二重層キャパシタは、γ−ブチロラクトンを主溶媒とする電解液を用い、開口部を封口する封口部材とを備え、この封口部材に穿設されている透孔にエチレンプロピレンターポリマーからなる安全弁を嵌着しているので、８５℃使用においても、溶媒の分解による特性の劣化がなく、さらに安全弁からの水分の浸入が抑制されるためと思われるが、水分による劣化が抑制され、８５℃使用において良好な特性を有する電気二重層キャパシタを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
この発明の電気二重層キャパシタは、アルミニウムからなる金属集電体箔に分極性電極層を形成した電極をセパレータを介して対向させてコンデンサ素子を作製し、このコンデンサ素子に電解液を含浸して、電気二重層キャパシタとしたものである。
【０００９】
電極に用いる金属集電体箔としては、アルミニウムエッチング箔を用いる。アルミニウム箔としては純度９９．９％以上の高純度のアルミニウムを用いる。その厚さとしては、通常１０〜５０μｍ程度の厚さのアルミニウム箔を用いる。
【００１０】
この金属集電体箔に、例えば活性炭粉末と導電助剤とバインダと、有機溶剤または水などの溶媒とを混合してなるペーストを塗布する。または、ぺーストをシート状に成形して、このシートを集電体に圧接して分極性電極とする。
【００１１】
活性炭の原料は、植物系の木材、のこくず、ヤシ殻、パルプ廃液、化石燃料系の石炭、石油重質油、或いはそれらを熱分解した石炭及び石油系ピッチ、石油コークス等である。活性炭は、これらの原料を炭化後、賦活処理して得られる。
【００１２】
導電助剤としては、伝導性を有する炭素材料である、カーボンブラック、グラファイトを用いることができる。前記カーボンブラックとしては、例えば、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック、サーマルブラック等が挙げられ、これらの中でも、ケッチェンブラックが好ましい。グラファイトとしては、例えば、天然グラファイト、人造グラファイト等が挙げられる。
バインダとしては、通常用いられるものであればいずれであってもよく、例えばフッ素系ゴム、ジエン系ゴム、スチレン系ゴム等のゴム類、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデンなどの含フッ素ポリマー、その他、ポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂、ニトリル樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、エポキシ樹脂などを挙げることができる。
この電極をセパレータを介して対向させてコンデンサ素子を作製し、このコンデンサ素子に電解液を含浸して、電気二重層キャパシタとする。
【００１３】
この分極性電極に含有される水分含有率を７０〜１５０ｐｐｍ、好ましくは８０〜１２０ｐｐｍである。
【００１４】
本発明においては電解液として、その主溶媒として、γ−ブチロラクトンを用いる。また、副溶媒として、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネートなどのカーボネート類；トリメトキシメタン、１，２−ジメトキシエタン、ジエチルエーテル、２−エトキシエタン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフランなどのエーテル類；ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド類；１，３−ジオキソラン、４−メチル−１，３−ジオキソランなどのオキソラン類；アセトニトリルやニトロメタンなどの含窒素類；ギ酸メチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチルなどの有機酸エステル類；リン酸トリエステルや炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸ジプロピルのような炭酸ジエステルなどの無機酸エステル類；ジグライム類；トリグライム類；スルホラン；３−メチル−２−オキサゾリジノンなどのオキサゾリジノン類；１，３−プロパンスルトン、１，４−ブタンスルトン、ナフタスルトンなどのスルトン類等を用いることができる。
【００１５】
有機溶媒中に溶解する電解質としては、金属の陽イオン、４級アンモニウムカチオン、カルボニウムカチオン等のカチオンと、ＢＦ4-、ＰＦ6-、ＣｌＯ4-、ＡｓＦ6-、ＳｂＦ6-、ＡｌＣｌ4-、またはＲｆＳＯ3-、（ＲｆＳＯ2）2Ｎ-、ＲｆＣＯ2-(Ｒｆは炭素数１〜８のフルオロアルキル基)から選ばれるアニオンの塩を挙げることができる。
【００１６】
以上のγ−ブチロラクトンを主体とする電解液に含有される水分含有率は１０〜４０ｐｐｍ、好ましくは２０〜３０ｐｐｍである。
【００１７】
そして、本発明の電気二重層キャパシタは、巻回型、積層型等の形状の何れであってもよい。このような電気二重層キャパシタは、例えば、電極シートを所望の大きさ、形状に切断し、セパレータを両極の間に介在させた状態で積層または巻回し、容器に挿入後電解液を注入し、封口部材、すなわち封口板、ガスケット等を用いて封口をかしめて製造できる。
【００１８】
ここで、本発明においては、封口部材に穿設されている透孔にエチレンプロピレンターポリマーからなる安全弁を嵌着している。
【実施例】
【００１９】
以下に実施例により本発明をさらに具体的に説明する。
【００２０】
（実施例１）
活性炭（ＡＣ）５２ｇ、ケッチェンブラック（ＫＢ）５.６ｇ、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）１１０ｇを撹拌し、このＡＣ−ＫＢ−ＩＰＡ混合物に、６０％ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）水溶液５．２ｇを混合して混練物を作製した。この混練物を圧延用ローラーにより圧延して、１５０μｍのシートを作製した。
【００２１】
このシートを、外部端子を設けたアルミニウムエッチング箔に、カーボン系接着剤を用いて接着し、これを電極とした。
【００２２】
このようにして作製した正極及び負極を、セルロース系セパレータを介して配置することにより電気二重層キャパシタ素子を作製した。この素子に電解液として１.８Ｍ四フッ化ホウ素トリエチルメチルアンモニウム/ガンマブチロラクトン溶液(１.８ＭＴＥＭＡＢＦ４／ＧＢＬ)を含浸し、アルミケースに封口板で封口し、電圧印加して巻回型電気二重層キャパシタセルを作製した。
【００２３】
ここで、封口板には穿設されている透孔にエチレンプロピレンターポリマーからなる安全弁を嵌着した。
【００２４】
（比較例）
安全弁として、シリコンを用いた以外は、実施例と同様にして電気二重層キャパシタを作製した。
【００２５】
上記の方法により得られた実施例及び従来例の電気二重層キャパシタについて、２．３Ｖ、８５℃負荷放置試験を行い、静電容量の減少率、内部抵抗の増加率を測定した。結果を（表１）に示す。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
（  表１）から分かるように、実施例は比較例にくらべて、ＤＣＩＲの変化率が低減されており、本発明の効果が分かる。