(57)【要約】【課題】セパレータに要求される諸特性及び該セパレータを用いた電気二重層キャパシタ特性を高いレベルで維持し、製造時における素子の高温での乾燥と、得られた電気二重層キャパシタは基盤実装時のリフロー炉の高温にも耐え、薄くて小型化された電気二重層キャパシタ用セパレータ及び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】一対の分極性電極をセパレータによって隔離してなる電気二重層キャパシタにおいて、セパレータの全部もしくは一部がホモアクリル繊維のフィブリル化物により構成された電気二重層キャパシタ用セパレータ及び電気二重層キャパシタを基本構成としている。セパレータを構成するフィブリル化物のフィブリル化の程度を示すＣＳＦの値が６５０〜０ｍｌの範囲にあり、該セパレータの厚さは１５〜３００μｍの範囲にあり、密度は０．２〜０．６ｇ／ｃｍ３の範囲とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の分極性電極をセパレータによって隔離してなる電気二重層キャパシタにおいて、前記セパレータの全部もしくは一部がホモアクリル繊維のフィブリル化物により構成されていることを特徴とする電気二重層キャパシタ用セパレータ。
【請求項２】
前記セパレータを構成するフィブリル化物のフィブリル化の程度を示すＣＳＦの値が、６５０〜０ｍｌの範囲にある請求項１に記載の電気二重層キャパシタ用セパレータ。
【請求項３】
前記セパレータの厚さが１５〜３００μｍの範囲にある請求項１又は２に記載の電気二重層キャパシタ用セパレータ。
【請求項４】
前記セパレータの密度が０．２〜０．６ｇ／ｃｍ３の範囲にある請求項１，２又は３に記載の電気二重層キャパシタ用セパレータ。
【請求項５】
前記セパレータの気密度が５〜６００ｓｅｃ／１００ｍｌの範囲にある請求項１，２，３又は４に記載の電気二重層キャパシタ用セパレータ。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかに記載の電気二重層キャパシタ用セパレータを用いたことを特徴とする電気二重層キャパシタ。
【請求項７】
電気二重層キャパシタが、微細な活性炭素繊維もしくは活性炭粉末をバインダにより金属箔表面に塗布，結着させて電極を構成し、この電極一対をセパレータを介在させて捲回し、電解液を含浸させた後に封口して作製した捲回型電気二重層キャパシタである請求項６に記載の電気二重層キャパシタ。
【請求項８】
電気二重層キャパシタが、微細な活性炭素繊維もしくは活性炭粉末をバインダにより金属箔表面に塗布，結着させて電極を構成し、円形に打ち抜いた一対の分極性電極の間に、セパレータを平行して介在させ、電解液を含浸させた後に金属容器内に収納・封入して作製したコイン型電気二重層キャパシタである請求項６に記載の電気二重層キャパシタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は良好な耐熱性と緻密性を有するホモアクリル繊維のフィブリル化物を主体として構成された高耐熱性の電気二重層キャパシタ用セパレータ及び電気二重層キャパシタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から使用されている電気二重層キャパシタは、分極性電極と電解液（質）を接触させたとき、分極性電極表面と電解液（質）界面に相対する電荷が蓄積される電気二重層現象を利用したキャパシタであり、一般的には対向する一対の分極性電極と、この一対の分極性電極を電気的、機械的に隔離するセパレータ及び有機電解液（質）で構成されている。分極性電極としては、電荷蓄積界面の大きい、即ち比表面積の大きい活性炭粉末などが使用される。
【０００３】
この電気二重層キャパシタは電極面積が広く、アルミ電解コンデンサ等と比較して大容量が得られるため、主として半導体の揮発性メモリーのバックアップ用途などの微弱電源として使用されてきた。近時は体積・重量エネルギー密度の大容量が着目されて、点滅式道路鋲や電気自動車の回生システム等の弱電、強電機器の電源用途から産業用電気製品、コードレスで給湯できる電気ポット等の民生用電気製品に到るまで幅広く用途が拡大してきている。
【０００４】
電気二重層キャパシタは活性炭繊維布、或いはアルミネットに活性炭やカーボンブラックを担持させてなる一対の分極性電極の間にセパレータを介在させ、かつ、これらに電解液を含浸させた後に封口して製作している。電解液としてはプロピレンカーボネート等の有機溶媒に、テトラエチルアンモニウムテトラフルオロボレートやテトラエチルホスホニウムテトラフルオロボレート等を溶解したものが使用されている。
【０００５】
この電気二重層キャパシタには、その構造からコイン型と捲回型とがあり、その容量は電荷蓄積界面として作用する電極の表面積により決定される。電極物質の表面積を大きくするために微粉末状にした活性炭をバインダにより集電体である金属箔表面に塗布，結着させて電極を構成し、この電極一対をセパレータを介在させて捲回してキャパシタ素子としたものが大容量の捲回型電気二重層キャパシタとして知られている。また、微細な活性炭素繊維や活性炭粉末をバインダーにより結着し、マット状にして円形に打ち抜いた一対の分極性電極の間に平行して介在させたセパレータを含浸させた後に外装材を兼ねる金属ケースと金属蓋内に収納し、ガスケットを介してかしめることによって金属容器内に封入したものがコイン型電気二重層キャパシタとして知られている。
【０００６】
このような電気二重層キャパシタのセパレータには、電極として用いる活性炭粒子が極から脱落しても、セパレータを通過しない緻密性と、使用される電解液の含浸性が良好であること、また電解液を含浸させた状態での抵抗値すなわち、イオン透過性が良好であることが求められる。
【０００７】
緻密性の低いセパレータは、電気二重層キャパシタにした場合、内部ショートや漏れ電流の増加、また充放電を繰り返すうちに容量低下を招く可能性が高くなる。また、イオン透過性の低いセパレータでは、電気二重層キャパシタに組み込んだ場合、内部抵抗が高くなって充放電効率が悪くなったり、大電流充放電に不向きなものになってしまう難点がある。
【０００８】
これらの要求をある程度満たすために、捲回型では特許文献１に記載されているような、天然セルロース繊維とフラッシュ紡糸法により製造されたマイクロガラス繊維の混抄紙や、特許文献２，特許文献３に記載されているような溶剤紡糸再生セルロース繊維の叩解物をシート化したセパレータが使用されており、コイン型においては特許文献４や特許文献５に記載されているようなポリオレフィン系の微多孔膜や不織布が使用されている。更にキャパシタ素子製造時の強熱乾燥や基板実装時のリフロー温度に耐えうるよう高耐熱性繊維であるアラミド繊維やポリアミド繊維、ポリエステル繊維等を用いた高耐熱セパレータが特許文献６や特許文献７により提案されている。
【特許文献１】特開昭５８−３０１２０号公報
【特許文献２】特開平７−１９４５４９号公報
【特許文献３】特開平１１−１６８０３３号公報
【特許文献４】特開昭５６−８３９２０号公報
【特許文献５】特開昭５６−１１４３１２号公報
【特許文献６】特開２００３−１３３１８０号公報
【特許文献７】特開２００３−１３３１８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
近年電気二重層キャパシタには、更なる高容量化が求められているが、キャパシタの容量は電極の表面積で決まるので、体積エネルギー密度を向上させるためにはセパレータの占有体積を減少させるために薄く形成することが要求される。特に捲回型キャパシタの場合には素子の長さが１００ｍｍを超える大型の電気二重層キャパシタが製造されているが、非水系有機電解液を用いる電気二重層キャパシタにおいては、用いる部材の持つ水分をいかに除去するかが問題となる。電気二重層キャパシタに用いる部材としては、活性炭素材料で構成された電極とセパレータ及び電解液が挙げられるが、このうち活性炭素材料の持つ吸着水分を除去するには２００℃を超える高温での乾燥が必要であり、活性炭電極とセパレータを捲回してから乾燥させる場合には、セパレータにもこの強熱乾燥に耐え得る高耐熱性が要求される。
【００１０】
更に電気二重層キャパシタ用セパレータには、電極として用いられる活性炭が極から脱落してもセパレータを通過しない緻密性と、使用される電解液の含浸性が良好であることと、電解液を含浸させた状態での抵抗値、即ちイオン透過性が良好であることが求められる。特に緻密性が低いセパレータを用いた電気二重層キャパシタはショート不良率や漏れ電流が増加する難点があり、充放電を繰り返している間に容量の低下を招く可能性が高くなる。また、イオン透過性の低いセパレータを用いた電気二重層キャパシタは内部抵抗が高くなり、充放電効率が低下したり大電流の充放電には不向きなキャパシタになってしまうという問題が発生する。
【００１１】
ショート不良率を低減するには、均一でピンホールなどの貫通孔がない緻密性の高いセパレータとすることが要求され、内部抵抗を下げるためにはショート不良率の改善とは逆に、イオンが通る経路としての貫通孔を確保するために多孔質のセパレータ、換言すれば緻密性の低いセパレータとすることが要求される。これは電気二重層キャパシタの伝導方式はイオン伝導であって、電荷を持ったイオンが移動することで電荷が移動するためである。このようにショート不良率を低減させるとともに内部抵抗を低下させるという相反する特性が求められている。
【００１２】
一方、コイン型電気二重層キャパシタにおいては、上述の使用部材の強熱乾燥のための高耐熱性要求とともに、以下に記す目的のためにも高耐熱性が要求されている。即ち、コイン型電気二重層キャパシタが使用される電子機器においては、素子の基板への表面自動実装化が進められており、基板への表面実装においては抵抗やセラミックコンデンサ等の素子を基板に仮止めした後、リフロー炉と呼ばれる高温の炉を通してハンダ付けを完成させているが、近年環境問題から鉛フリーハンダを使用するようになっているためにリフロー炉温度が従来よりも高くなってきており、コイン型電気二重層キャパシタに用いられるセパレータには、このリフロー温度に耐え得る高耐熱性が求められる。
【００１３】
従来の電気二重層キャパシタのセパレータに用いられてきたマイクロガラス繊維は、電気抵抗の低いセパレータを得るには好適な材料であるが、マイクロガラス繊維自体は自己接着能に乏しく、シート化するに際して何らかのバインダ成分が不可欠である。バインダによるシート化法としてはエポキシ樹脂等によるケミカルボンディングやポリオレフィン系繊維等の熱可塑性樹脂によるサーマルボンディングがあるが、これらの方法によるとバインダー成分の造膜作用により、イオン流路の閉塞や冗長による抵抗値の悪化が避けられない。
【００１４】
一方、溶剤紡糸再生セルロースの叩解物からなるセパレータでは、薄物化は可能であるが、２００℃近くの高温での強熱乾燥に曝されるとセルロース分子の熱分解により機械強度が低下するという問題が生じる。
【００１５】
コイン型電気二重層キャパシタに用いられているポリオレフィン不織布は、極細繊維を用いて目付け量が大きく厚いシートを形成することにより、緻密性の優れたセパレータを得ることができるが、ポリオレフィン樹脂自体の耐熱性の低さにより、キャパシタ作製時の乾燥温度を上げることができない。この不織布をセパレータとした電気二重層キャパシタは基板実装時のリフロー温度に耐えることができない。
【００１６】
アラミド繊維は叩解により微細化し、緻密なセパレータを得ることができるが、自己接着能が弱いため何らかのバインダ成分により繊維同士の接着力を高めたり、熱ロールで加熱圧着することにより、製造工程上必要な強度を得ている。こうして得られセパレータは良好な耐熱性は有するものの薄葉化が難しく、毛羽立ちが起こりやすい上、機械的強度も十分に得られず、バインダ成分もしくは熱圧着によるイオン流路の閉塞による抵抗値の悪化が避けられない。また、ポリアミド繊維やポリエステル繊維は、微細なものでも０．１ｄｔｅｘ程度であり、セパレータに求められる緻密性を発揮するには目付け量の大きな厚いシートにする必要があり、高体積エネルギー密度を得るためのセパレータ薄物化に適さないという問題がある。
【００１７】
フィブリル化していないアクリル繊維は薄葉化が困難であり、体積エネルギー密度を上げることができない。また、ポリアミド，ポリエステル繊維は未延伸糸では繊維径が大きくて薄葉化が困難である。繊維径の小さな糸は延伸度を大きくすれば得られるが、延伸糸ではリフロー温度に相当する高温下で収率が大きくなってショート不良率が上昇する問題が生じる。
【００１８】
そこで本発明は、セパレータに要求される諸特性及び該セパレータを用いた電気二重層キャパシタ特性を高いレベルで維持し、電気二重層キャパシタの製造時における素子の高温での乾燥と、得られた電気二重層キャパシタは基盤実装時のリフロー炉の高温にも耐え、薄くて小型化された電気二重層キャパシタ用セパレータ及び電気二重層キャパシタを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は上記目的を達成するために、一対の分極性電極をセパレータによって隔離してなる電気二重層キャパシタにおいて、セパレータの全部もしくは一部がホモアクリル繊維のフィブリル化物により構成された電気二重層キャパシタ用セパレータ及び電気二重層キャパシタを基本構成としている。
【００２０】
前記セパレータを構成するフィブリル化物のフィブリル化の程度を示すＣＳＦの値が６５０〜０ｍｌの範囲にあり、該セパレータの厚さは１５〜３００μｍの範囲にあり、密度は０．２〜０．６ｇ／ｃｍ３の範囲にあるとともに気密度は５〜６００ｓｅｃ／１００ｍｌの範囲にある電気二重層キャパシタ用セパレータを提供する。
【００２１】
また、上記構成の電気二重層キャパシタ用セパレータを用いた電気二重層キャパシタを提供する。そして、電気二重層キャパシタが、微細な活性炭素繊維もしくは活性炭粉末をバインダにより金属箔表面に塗布，結着させて電極を構成し、この電極一対をセパレータを介在させて捲回し、電解液を含浸させた後に封口して作製した捲回型電気二重層キャパシタである構成、及び電気二重層キャパシタが、微細な活性炭素繊維もしくは活性炭粉末をバインダにより金属箔表面に塗布，結着させて電極を構成し、円形に打ち抜いた一対の分極性電極の間に、セパレータを平行して介在させ、電解液を含浸させた後に金属容器内に収納・封入して作製したコイン型電気二重層キャパシタである構成を提供する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、ホモアクリル繊維のフィブリル化物を主体としてセパレータを構成することにより、得られたセパレータの特性及び該セパレータを用いた電気二重層キャパシタの特性の何れも良好であり、特にこのセパレータを使用した電気二重層キャパシタは従来実現できなかった素子作成後の強熱乾燥及びハンダリフローを想定した加熱によってもセパレータ形状を維持し、かつ、セパレータに要求される低抵抗，低漏れ電流及び低ショート不良率を高度に実現することができる。
【００２３】
電気二重層キャパシタの製造面から考慮すると、従来のように耐熱性の低いセパレータを用いて活性炭電極とセパレータをそれぞれ別々の乾燥設備を用いて最適な乾燥温度で乾燥させてから低湿度の雰囲気中で組み立てる手段は不要であり、設備費が低廉となって製造コストを下げることができる。更にコイン型電気二重層キャパシタのようにリフロー炉などの高温炉を通して基盤へハンダ付けを行う表面自動実装化技術にも対応可能であり、鉛フリーハンダ採用により環境を良好に維持する観点からも有効である。
【００２４】
従って本発明にかかるセパレータ及び電気二重層キャパシタは、製造時における素子の高温での乾燥と、得られた電気二重層キャパシタは基盤実装時のリフロー炉の高温にも耐えるとともに、使用するセパレータに要求される諸特性を高いレベルで維持し、更にセパレータの薄物化を実現して、近年用途が拡大しつつある電気二重層キャパシタの信頼性向上と普及促進をはかることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下本発明にかかる電気二重層キャパシタ用セパレータ及び電気二重層キャパシタの最良の実施形態を説明する。本発明は一対の分極性電極をセパレータによって隔離してなる電気二重層キャパシタにおいて、セパレータの全部もしくは一部がホモアクリル繊維のフィブリル化物により構成された電気二重層キャパシタ用セパレータ及び電気二重層キャパシタを得たことが特徴となっている。
【００２６】
本発明の電気二重層キャパシタに用いられるセパレータの構成材料として、高耐熱性を有するホモアクリル繊維のフィブリル化物を用いる。ホモアクリル繊維のフィブリル化物としては日本エクスラン社のホモアクリルパルプであるＢｉ−Ｐｕｌが挙げられる。Ｂｉ−Ｐｕｌは叩解されたパルプ状の物質が利用可能であるが、更に叩解を進めて細径化することがセパレータの薄葉化の上で好ましい。この際、繊維の切断を極力抑えてフィブリル化を促進し、繊維を細径化することが肝要であり、高圧ホモジナイザーや高速離解機など衝撃波によるフィブリル化や、繊維の切断を抑える特殊な刃物を備えたディスクリファイナーやビーターを用いることが望ましい。
【００２７】
ホモアクリル繊維のフィブリル化物をシート化するには、ホモアクリル繊維のフィブリル化物を主体とする原料を長網抄紙機や円網抄紙機，長網円網コンビネーションマシン，円網円網コンビネーションマシン等の抄紙機により抄紙して作製する。
【００２８】
得られたセパレータは、厚さが１５〜３００μｍ，好ましくは２０〜３００μｍ、密度が０．２〜０．６ｇ／ｃｍ３，好ましくは０．２５０〜０．６００ｇ／ｃｍ３，気密度が５〜６００ｓｅｃ／１００ｍｌの範囲とすることによって好適な結果を得ることができる。セパレータの厚さが１５μｍ未満では機械的強度が低下して取扱が難しく、内部短絡の危険があり、３００μｍを超えると小型化ができず、電気抵抗も上昇する。コイン型の電気二重層キャパシタでは、セパレータにある程度の厚さがないとプレス成型時にショートする確率が高くなるため、ある程度の厚さが要求されている。密度については０．２ｇ／ｃｍ３未満では引張強度が極端に低下し、電気二重層キャパシタ用のセパレータとして実用性に欠ける。本発明によるセパレータは緻密ではあってもイオンが通る経路としての貫通孔が維持されているため、実質的に密度０．６ｇ／ｃｍ３を超えることがない。
【００２９】
ここで本発明で採用したホモアクリル繊維に関して説明すると、このホモアクリル繊維には融点が存在せず、３００℃以上から熱分解による重量減少が徐々に始まる程度であって非常に高い耐熱性を有している。また、特殊な紡糸条件によるミクロ相分離から容易にフィブリルを発生することができるので、緻密なシートを得るのに好適な原料となる。ホモアクリル繊維のフィブリル化物は非常に細く、断面は円形に近いためフィブリル同士の接触は点接触になるが、フィブリル表面にはシアノ基が存在しており、極性表面をもつ材料に対して強い接着力を発現することができる。
【００３０】
このホモアクリル繊維のフィブリル化物からなるシートは、薄葉化しても緻密であるとともに十分な機械的強度をもち、良好なイオン透過性を有する高耐熱性のセパレータになる。該フィブリル化物に他の繊維を配合して湿式抄紙法にて製造する場合、他の繊維には電気二重層キャパシタに組み込まれた時の電気化学的安定性と、広い温度領域における熱的安定性等を満たすことが要求される。例えば従来のアルミ電解コンデンサ用セパレータ紙に用いられてきたマニラ麻パルプやｈｅｍｐパルプ、エスパルトパルプ、木材クラフトパルプ等の天然セルロース繊維やレーヨン繊維、ポリエステル繊維、ポリフェニレンサルファイド繊維等の化学繊維、叩解可能な再生セルロース繊維であるポリノジックレーヨンや溶剤紡糸再生セルロースであるリヨセル、ビニロンや汎用アクリル繊維、アラミド繊維等の合成繊維、ＰＰ−ＰＥＴ（ポリプロピレン−ポリエチレンテレフタレート）複合分割繊維、マイクロガラス繊維等の微細な無機繊維が使用できるが、特にマイクロガラス繊維との混抄が耐熱性の点で好適である。
【００３１】
当該フィブリル化物の含有率は、セパレータに求める特性に応じて増減することができるが、配合する他の繊維がホモアクリルより耐熱性が劣り、当該フィブリル化物の含有率が少ない場合では、他の繊維部分が高温により溶融もしくは分解し、セパレータ形状の変化やフィルム化によるイオン伝導性の悪化を招くため、フィブリル化物の最大の特徴である高耐熱性と電気特性双方の高度な充足が困難になる。
【００３２】
以下本発明の実施例としてのホモアクリル繊維のフィブリル化物を含有するセパレータと、実施例と略同一厚さ、同一密度に抄造した比較例としてのポリプロピレン製メルトブローン不織布，ポリプロピレン製微多孔フィルムの厚さ，密度，引張強度，気密度を測定した結果と、これらセパレータを電極の間に介在させて素子を作製した後に電解液を含浸させ、封口を施して製造した電気二重層キャパシタの評価結果を示す。
【００３３】
電気二重層キャパシタの製作方法及び評価方法は以下の通りである。
（１）コイン型電気二重層キャパシタの製造
一対の分極性電極（非表面積約２５００ｍ２／ｇの活性炭繊維からなる１２５ｇ／ｍ２の布状物質，６ｍｍφ）の間にセパレータを介在させ、電解液を含浸した後、金属ケースに収納し、ガスケットにより密閉して定格電圧２．５Ｖ，定格容量０．１Ｆのコイン型電気二重層キャパシタを得た。なお，集電性向上のため分極性電極の金属ケースに当る面にはアルミニウム層を形成した。
【００３４】
（２）捲回型電気二重層キャパシタの製造
一対の分極性電極（アルミネットに活性炭・カーボンブラックを担持させたもの）の間にセパレータを介在させて捲回し、キャパシタ素子を得た。このキャパシタ素子を真空度１０−３Ｔｏｒｒ，温度２００℃の真空乾燥炉で２４時間乾燥させた後、電解液を含浸させ、ケースに収納した後、封口することで定格電圧２．５Ｖ，定格容量５Ｆの捲回型電気二重層キャパシタを得た。
【００３５】
（３）セパレータの評価方法
厚さ・密度及び引張強度は旧ＪＩＳ  Ｃ  ２３０１（電解キャパシタ紙）に規定された方法で測定した。気密度に関しては旧ＪＩＳ  Ｃ  ２１１１（電気絶縁紙試験方法）に規定する“１２．１  気密度”の項に従ってＢ型試験器（ガーレーデンソメータ）によって測定した。但し穴の部分の直径が６ｍｍであるアダプタを使用した。
【００３６】
（４）電気二重層キャパシタの評価方法
キャパシタの初期特性として静電容量，内部抵抗，漏れ電流ＬＣを測定した。コイン型電気二重層キャパシタの耐熱性の評価として（１）で製造したキャパシタをリフロー炉を想定した２６０℃の電気炉内に入れて１分後に取り出し、室温まで冷却させた後、前述のキャパシタ特性を測定した。上記評価において、ショートや容量低下、抵抗値上昇等の異常が発生したキャパシタについては分解調査を行ない、異常原因を調べた。
【実施例１】
【００３７】
ＣＳＦ５０ｍｌまで叩解したホモアクリル繊維のフィブリル化物繊維５０質量％とマイクロガラス繊維５０質量％を混合した原料を円網抄紙機で抄紙して、厚さ５０μｍ、密度０．３５ｇ／ｃｍ３のセパレータを得た。このセパレータを使用して捲回型電気二重層キャパシタを製造した。
【００３８】
［比較例１］
ポリプロピレン繊維６０重量％とポリエチレン繊維４０重量％からなる原料を円網抄紙機で抄造し、厚さ５０μｍ、密度０．３５ｇ／ｃｍ３のセパレータを得た。このセパレータを使用して捲回型電気二重層キャパシタを製造した。
【実施例２】
【００３９】
ＣＳＦ３００ｍｌまで叩解したホモアクリル繊維のフィブリル化物繊維２０質量％とパラアラミド繊維８０質量％を混合した原料を円網抄紙機で抄紙して、厚さ２００μｍ、密度０．３０ｇ／ｃｍ３のセパレータを得た。このセパレータを使用してコイン型電気二重層キャパシタを製造した。
【００４０】
［比較例２］
ポリプロピレン樹脂を加熱溶融してからメルトブロー法でシート化して、厚さ２００μｍ、密度０．３０ｇ／ｃｍ３のセパレータを得た。このセパレータを使用してコイン型電気二重層キャパシタを製造した。
【実施例３】
【００４１】
ＣＳＦ０ｍｌまで叩解したホモアクリル繊維のフィブリル化物繊維６０質量％とＣＳＦ０ｃｃまで叩解した叩解可能な溶剤紡糸セルロース繊維のフィブリル化物繊維４０質量％を混合した原料を長網抄紙機で抄紙して、厚さ２５μｍ、密度０．４０ｇ／ｃｍ３のセパレータを得た。このセパレータを使用して捲回型電気二重層キャパシタを製造した。
【００４２】
［比較例３］
ＣＳＦ０ｍｌまで叩解した叩解可能な溶剤紡糸セルロース繊維のフィブリル化物原料を長網抄紙機で抄紙して、厚さ２５μｍ、密度０．４０ｇ／ｃｍ３のセパレータを得た。このセパレータを使用して捲回型電気二重層キャパシタを製造した。
【００４３】
［比較例４］
厚さ２５μｍのポリプロピレン製微多孔フィルムをセパレータとして使用して捲回型電気二重層キャパシタを製造した。
【実施例４】
【００４４】
ＣＳＦ０ｍｌまで叩解したホモアクリル繊維のフィブリル化物繊維８０質量％とマイクロガラス２０質量％を混合した原料を長網抄紙機で抄紙して、厚さ５０μｍ、密度０．４５ｇ／ｃｍ３のセパレータを得た。このセパレータを使用して捲回型電気二重層キャパシタを製造した。
【００４５】
［比較例５］
ＣＳＦ０ｍｌまで叩解した叩解可能な溶剤紡糸セルロース繊維とｈｅｍｐパルプの混合フィブリル化物原料を長網抄紙機で抄紙して、厚さ５０μｍ、密度０．４５ｇ／ｃｍ３のセパレータを得た。このセパレータを使用して捲回型電気二重層キャパシタを製造した。
【００４６】
上記により得られた実施例１〜４及び比較例１〜５のセパレータ特性と電気二重層キャパシタ特性を測定した結果を表１に示す。
【００４７】
【表１】
2006253408.tif 000002
【００４８】
上記表１中の比較例１の容量Ｆ（＊１）は、分解してみるとセパレータがフィルム化しており、キャパシタとしての機能が得られなかった。比較例２の抵抗Ω（＊２）はセパレータに部分的にフィルム化部分が発生しており、イオン流路が狭まったために抵抗値が上昇している。比較例３の容量Ｆ（＊３）はセパレータのタブ部分が破断してショートしており、取り出したセパレータは非常に脆くなっている。比較例４の容量Ｆ（＊４）は、セパレータが一般にシャットダウンと呼ばれる熱ヒューズ機構により完全にフィルム化していたため、キャパシタ機能が消失している。
【００４９】
表１によれば、本発明にかかる実施例１〜実施例３はセパレータ特性及び電気二重層キャパシタ特性の何れも満足しており、素子作製後の強熱乾燥及びハンダリフローを想定した加熱によってもセパレータ形状を維持してセパレータに要求される低抵抗と低漏れ電流及び低ショート不良率を実現している。これに対して比較例１〜比較例４はセパレータ特性と電気二重層キャパシタ特性の何れかに不具合が発生している。
【００５０】
特に実施例１と比較例１は同一密度，同一厚さのセパレータであるにも関わらず、電気二重層キャパシタの特性に大きな差異が生じている。実施例２と比較例２の場合も同様であって、実施例２の内部抵抗は２．４８０Ωと比較例２の内部抵抗１０．９７Ωより格段に低くなっており、イオンが通る経路としての貫通孔が維持されていることが判る。更に実施例１，２は漏れ電流（ＬＣ）も少なく、比較例１，２よりも格段に優れた値を示している。実施例３と比較例３，４も同様な結果が得られている。
【００５１】
比較例５は、従来の電気二重層キャパシタに使われているセルロース１００％のセパレータである。これは従来の使用方法では良好な性能を示しているものであるが、２６０℃での耐熱性は具備しておらず、２６０℃の加熱によりキャパシタ機能が消失してしまった（＊５）。分解してみるとセパレータは茶色に変色し、タブ部分が破断してショートしていた。実施例４は２６０℃の加熱後においても良好なキャパシタ性能を維持している。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
以上詳細に説明したように、本発明によればホモアクリル繊維のフィブリル化物を主体としてセパレータを構成することにより、セパレータの特性及び該セパレータを用いた電気二重層キャパシタの特性は何れも良好であり、特に従来実現できなかった素子作成後の強熱乾燥及び高温のハンダリフロー加熱によってもセパレータ形状を維持し、且つセパレータに要求される低抵抗，低漏れ電流及び低ショート不良率，高充電容量を実現することができる。従って半導体の揮発性メモリーのバックアップ用途等の微弱電源として以外にも電気自動車の次世代電源とか点滅式道路鋲、強電機器の電源用途から産業用電気製品、コードレスで給湯できる電気ポット等の民生用電気製品に到るまで幅広く利用することができる。