(57)【要約】【課題】高温環境下で長期間使用したときの、容量低下や電圧低下を抑制する電気化学素子用セパレータを提供する。【解決手段】一対の電極間に介在し、両極の隔離と電解液の保持をするためのセパレータであって、セパレータがセルロース系繊維を含有し、セパレータの全塩素含有量が３０ｐｐｍ以下である電気化学素子用セパレータを構成する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の電極間に介在し、両電極の隔離と電解液の保持をするためのセパレータであって、
前記セパレータがセルロース系繊維を含有し、
前記セパレータの全塩素含有量が３０ｐｐｍ以下である
ことを特徴とする電気化学素子用セパレータ。
【請求項２】
前記セルロース系繊維は、天然繊維、又は再生繊維のいずれか一種を含有していることを特徴とする請求項１に記載の電気化学素子用セパレータ。
【請求項３】
前記天然繊維は、木材繊維、非木材繊維から選択される一種以上の繊維であることを特徴とする請求項２に記載の電気化学素子用セパレータ。
【請求項４】
前記再生繊維は、溶剤紡糸セルロース繊維であることを特徴とする請求項２に記載の電気化学素子用セパレータ。
【請求項５】
一対の電極と、
前記一対の電極間に介在するセパレータを備え、
前記セパレータに、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の電気化学素子用セパレータを用いたことを特徴とする電気化学素子。
【請求項６】
前記電気化学素子がアルミニウム電解コンデンサであることを特徴とする請求項５に記載の電気化学素子。
【請求項７】
前記電気化学素子が電気二重層キャパシタであることを特徴とする請求項５に記載の電気化学素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気化学素子用セパレータ、及びこの電気化学素子用セパレータを用いた電気化学素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気化学素子には、アルミニウム電解コンデンサ、導電性高分子アルミニウム固体電解コンデンサ、導電性高分子ハイブリッドアルミニウム電解コンデンサ、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ、リチウムイオン二次電池、リチウム一次電池等がある。
そして、これら電気化学素子は、自動車関連機器やデジタル機器、風力発電・太陽光発電等の再生可能エネルギー関連機器、スマートメータ等の通信機器といったように、多くの分野に採用されている。
【０００３】
近年、エレクトロニクス化が進む自動車関連機器やデジタル機器において、これらの機器に搭載される部品には長寿命化が求められている。これらの機器に搭載される部品の長寿命化は、機器自体の長寿命化の一つの要因となり、大きなメリットとなる。
例えば自動車に用いられる場合、温度の高いエンジンルーム内に電気化学素子が設置されるケースも増加している。また、例えば蓄電設備や発電設備に用いられる場合、これらの機器が屋外で直射日光に晒される場合も多い。こういった用途で用いられる電気化学素子には、益々高温環境下での信頼性向上が求められている。
【０００４】
上述した電気化学素子は、陽極と陰極とをセパレータで隔離し、該セパレータで電解液を保持する基本構造を採用するため、セパレータには電極部材のバリへの耐性や、電解液の保持性、電解液含浸後は低抵抗であること、素材として低イオン性不純物であること等、多くの機能が求められており、これらの機能を満足する素材として、セルロース系セパレータが採用されている。
【０００５】
セルロース系セパレータとしては、天然セルロース１００％のものや、天然セルロースと再生セルロースとを混合したもの、再生セルロースと合成繊維とを混合したもの、再生セルロース１００％のもの等が提案されている。
また、セパレータのバリ耐性や、電解液の保持性、セパレータの低抵抗化を追及するため、多くの技術が開示されている。
【０００６】
特許文献１は、特に低圧用アルミニウム電解コンデンサ用セパレータを開示したもので、セパレータを構成する繊維の形状を最適化することで、電解液含浸後のセパレータの抵抗を低減する技術が開示されている。
特許文献２は、アルミニウム電解コンデンサの高圧化に寄与するセパレータを開示したもので、セルロースを高度に叩解した高密度層でセパレータの耐ショート性を向上させ、低密度層で電解液の含浸性を向上させる技術が開示されている。
特許文献３は、天然セルロース繊維であるサイザル麻パルプ及び再生セルロース繊維である溶剤紡糸レーヨンにより構成したセパレータを開示したもので、セパレータの緻密性を高め、電気二重層キャパシタのショート不良率を低減させる技術が開示されている。
特許文献４は、繊維長を制御したセルロース繊維及び合成繊維で構成したセパレータとすることで、電解液の吸液性を改善する技術が開示されている。
特許文献５は、非常に緻密性が高く、更にイオン透過性も良好なセパレータを開示したもので、電気二重層キャパシタのショート不良の低減、内部抵抗の低減、高体積エネルギー密度化に寄与できる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】：特開昭６２−１２６６２２号公報
【特許文献２】：特開平６−１６８８４８号公報
【特許文献３】：特開平９−４５５８６号公報
【特許文献４】：特開２０１２−２２２２６６号公報
【特許文献５】：特開２０００−３８３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１乃至５においても、電極部材の腐食防止を目的として、セパレータに含まれるイオン性不純物は低くすることが肝要であるとされている。
具体的なイオン性不純物量の管理方法として、『ＪＩＳ  Ｃ  ２３００−２電気用セルロース紙−第２部：試験方法「１７塩素含有量」』に規定された方法により塩素含有量を測定し、管理している。
例えば、アルミニウム電解コンデンサでは、セパレータを電気化学素子に組み込んだ際に、セパレータは電解液を含浸した状態となるが、仮にセパレータにアニオン性不純物が含有されていた場合、セパレータから電解液に抽出されたアニオン性不純物が陽極箔の酸化皮膜を侵食する。アニオン性不純物が陽極酸化皮膜を侵食すると、電気化学素子は定格電圧まで電圧が上昇しなかったり、箔面積低減による容量低下や、箔腐食による酸素ガスや水素ガスの発生で弁作動したりするという不具合が生じることとなる。
上述した不具合を避けるため、ＪＩＳ  Ｃ  ２３００−２に規定された方法による塩素含有量の管理は適した手段といえる。
【０００９】
しかしながら、従来のアニオン性不純物量を管理したセパレータを用いた電気化学素子を、高温環境下で長期間使用していると、次第に容量が低下したり、定格電圧まで電圧が上昇しなかったりする等の問題があることが明らかとなってきた。
つまり、ＪＩＳ  Ｃ  ２３００−２に規定された方法で測定した塩素量を管理するだけでは、電気化学素子を高温環境下で長期間使用した場合、次第に容量低下や電圧の低下を招くことが判明した。
【００１０】
ここで、ＪＩＳ  Ｃ  ２３００−２に規定された方法による測定というのは、セパレータを熱水に浸漬し、抽出されたイオン性不純物量を測定する方法である。つまり、ＪＩＳ  Ｃ  ２３００−２による測定で求められた塩素量は、セパレータを熱水に浸漬し、セパレータを構成する繊維表面から抽出された塩化物イオン量を測定したこととなる。
本発明者らが研究したところ、ＪＩＳ  Ｃ  ２３００−２に規定された方法で測定した塩化物イオン含有量が、例えば２ｐｐｍと非常に低い値で管理されたセパレータであっても、電気化学素子に組み込み使用していると、容量低下や、定格電圧まで電圧が上昇しないという不具合が発生する場合があることが判った。
また、ＪＩＳ  Ｃ  ２３００−２に規定された方法で、塩化物イオン量を１ｐｐｍという低い値で管理したセパレータを用いて電気化学素子を作製した場合、素子形成時（形成直後）は、電圧、容量ともに不具合なく作動するが、例えば１５０℃を超えるような高温環境下で長期間使用すると、電圧低下、容量低下が生じることが明らかとなった。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の電気化学素子用セパレータは、一対の電極間に介在し、両電極の隔離と電解液の保持をするためのセパレータであって、セパレータがセルロース系繊維を含有し、セパレータの全塩素含有量が３０ｐｐｍ以下であることを特徴とする。
本発明の電気化学素子用セパレータの全塩素含有量は、「セパレータを石英管燃焼法により燃焼分解し、発生したガスを吸収液に吸収させて、イオンクロマトグラフ法によって定量した」塩素量であって、従来管理されてきた、セパレータから水に抽出される塩化物イオンの含有量とは異なり、セパレータに含有される全塩素量である。
【００１２】
本発明の電気化学素子用セパレータにおいて、セルロース系繊維が、天然繊維、又は再生繊維のいずれか一種を含有している構成とすることができる。
そして、天然繊維が、木材繊維、非木材繊維から選択される一種以上の繊維である構成とすることができる。
また、再生繊維が溶剤紡糸セルロース繊維である構成とすることができる。
【００１３】
本発明の電気化学素子は、本発明の電気化学素子用セパレータを用いたことを特徴とする。
本発明の電気化学素子において、電気化学素子を、アルミニウム電解コンデンサ、もしくは、電気二重層キャパシタとすることができる。
【発明の効果】
【００１４】
上述の本発明によれば、高温環境下で長期間使用したときの、容量低下や電圧低下を抑制する電気化学素子、及び該電気化学素子用セパレータを提供することができる。
本発明によれば、イオン性不純物を低減させたセパレータを提供可能であり、該セパレータを用いることで、コンデンサを高温環境下で使用しても長時間の信頼性向上に寄与することができる。また、コンデンサを高温環境で使用しなくても、つまり従来の温度領域で使用した場合でも、コンデンサを更に長寿命化することが可能となる。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明にかかる実施の形態例を説明する。
【００１６】
本発明の電気化学素子用セパレータは、一対の電極間に介在し、両電極の隔離と、電解質を含有した電解液の保持が可能な電気化学素子用セパレータであって、セパレータがセルロース系繊維を含有し、セパレータを石英管燃焼法で測定した全塩素含有量が３０ｐｐｍ以下である。
【００１７】
本発明のセパレータに含まれる塩素含有量は「セパレータを石英管燃焼法により燃焼分解し、発生ガスを吸収液に吸収させ、イオンクロマトグラフ法によって定量」した塩素量であって、従来管理されてきた、セパレータから水に抽出される塩化物イオン量とは異なり、セパレータに含有される全塩素量である。
セパレータに含まれる全塩素含有量は、３０ｐｐｍ以下が好ましい。より好ましくは１５ｐｐｍであり、更に好ましくは１０ｐｐｍである。
【００１８】
電気化学素子がアルミニウム電解コンデンサの場合は、セパレータに含有される全塩素が３０ｐｐｍを超過すると、セパレータに含浸保持された電解液に塩素がイオン化して浸出し、陽極酸化被膜を侵し、弁作動によるガス発生や液漏れ、或いはショートにいたる。
電気化学素子が電気二重層キャパシタ（電気二重層コンデンサ）の場合、セパレータに含浸保持された電解液に塩素がイオン化して浸出し、集電体であるアルミニウム箔を侵し、容量の低下や抵抗の増大を招く。
【００１９】
本発明のセパレータに用いるセルロース系繊維は、天然繊維、または再生繊維が好ましく、天然繊維である場合、木材繊維や非木材繊維が使用できる。但し、天然繊維であっても、動物性繊維や鉱物性繊維は、塩素含有量や取扱時の安全衛生の観点から、適さない。
【００２０】
具体的には、木材繊維には、針葉樹と広葉樹があるが、前者は、トウヒ、モミ、マツ、ツガ等から得られた繊維を、後者はブナ、ナラ、カバ、ユーカリ等から得られた繊維を用いることができる。
また、非木材繊維としては、マニラ麻、サイザル麻、バナナ、パイナップル等から得られる葉脈繊維、コウゾ、三椏、ガンピ、ジュート、ケナフ、ヘンプ、フラックス等から得られる靭皮繊維、エスパルト、竹、バガス、ワラ、アシ、イグサ、サバイ草等から得られる茎稈繊維、綿、リンター、カポック等から得られる種毛繊維、椰子等から得られる果実繊維を用いることができる。
本発明に用いる天然繊維は、このように種々の植物が利用できる。上記植物から、高温高圧の薬液により繊維を抽出（蒸解）し、必要に応じて漂白して得たパルプを本発明のセパレータに用いることができる。
【００２１】
また、本発明のセパレータに用いるセルロース系繊維は、蒸解前に加水分解処理した溶解パルプや、溶解パルプをアルカリ処理により精製したパルプ、さらにマーセル化パルプであってもよい。
【００２２】
また、本発明のセパレータのセルロース系繊維として再生繊維を用いる場合、溶剤紡糸セルロース繊維が好ましく、溶剤紡糸セルロース繊維の中でもリヨセル繊維が好ましい。但し、溶剤紡糸セルロース繊維であっても、キュプラ繊維やビスコースレーヨン繊維、ポリノジックレーヨン繊維は、製法上、銅等の不純物を多量に含むため、適さない。
【００２３】
更に、上述した各種のパルプ或いは繊維は、叩解して用いてもよい。
【００２４】
本発明のセパレータには、セパレータの全塩素含有量が３０ｐｐｍ以下であり、また、セパレータとして要求されるその他の機能を阻害しない範囲で、セルロース系繊維以外の繊維も特に限定なく使用できる。
【００２５】
本発明のセパレータは、例えば、蒸解或いは漂白に用いる薬品や水を、事前に脱塩処理する等によって塩素含有量を管理することで、得ることができる。
本発明のセパレータを製造する際の、パルプや繊維の蒸解方法としては、例えば、アルカリ法（ＡＰ）、サルフェート法（ＫＰ）、サルファイト法（ＳＰ）が採用できる。また、蒸解したパルプを漂白したものでも、漂白していないものでもよく、漂白する場合は、漂白方法として無塩素漂白が採用できる。無塩素漂白の中でも、完全無塩素漂白が好ましい。
ただし、セパレータ原料となる繊維の製造方法に限定はなく、上述した蒸解方法や漂白方法に限定されるものではない。
塩素含有量の少ない薬品や水を用い、上述した蒸解方法や漂白方法を採用することで、得られるパルプ或いは繊維の全塩素含有量を７５ｐｐｍ以下にできる。
そして、塩素含有量が７５ｐｐｍ以下のパルプ或いは繊維であれば、当該パルプ或いは繊維を用いてセパレータとすることで、全塩素含有量を３０ｐｐｍ以下のセパレータとすることができる。なお、全塩素含有量が７５ｐｐｍを超過したパルプ或いは繊維であっても、セパレータへの当該パルプ或いは繊維の含有量が少なく、セパレータの全塩素含有量を３０ｐｐｍ以下とすることができれば問題はない。
【００２６】
全塩素含有量が３０ｐｐｍ以下のセパレータであれば、コンデンサを例えば１５０℃のような高温環境で使用する場合であっても、コンデンサ特性の劣化を抑制し、また、ショート不良や内圧上昇による弁作動或いは液漏れの低減にも寄与できる。
また、近年要望されるほどの高温での使用ではない場合であっても、従来のセパレータを用いたコンデンサと比べ、長寿命化が可能となる。
【００２７】
セパレータの厚さは１０〜８０μｍ程度が、密度は０．２５〜１．００ｇ／ｃｍ３程度が一般的に用いられ、更に、これらの厚さ及び密度のシートを組み合わせることで多層構造としたものもある。しかし、本発明では、シートの全塩素含有量が３０ｐｐｍ以下であれば、セパレータの厚さ及び密度は特に限定されない。
【００２８】
以下、本発明にかかる電気化学素子用セパレータ、及び当該電気化学素子用セパレータを備えた電気化学素子の具体的な各種実施例、比較例等について、詳細に説明する。
【００２９】
〔全塩素含有量〕
『ＪＩＳ  Ｋ  ０１２７イオンクロマトグラフィー通則「６．３．５  有機化合物の燃焼前処理」』に記載された、石英管燃焼法よる前処理を行い、発生ガスを吸収液に吸収させてイオンクロマトグラフィー測定に使用した。つまり、試験片を全量完全燃焼させてガス化して、発生した塩素を全量測定した。
【００３０】
〔抽出塩素含有量〕
『ＪＩＳ  Ｃ  ２３００−２電気用セルロース紙−第２部：試験方法「１７塩素含有量」』の、「１７．２．３限度法（抽出第３法）」に規定された方法で抽出液を得て、この抽出液を用いて、「１７．２．４．３イオンクロマトグラフ法（測定）」に準じて抽出液の塩素含有量を測定し、抽出塩素含有量とした。
【００３１】
〔パルプ及び繊維の塩素含有量〕
各実施例、比較例等に用いた各種パルプ及び繊維の蒸解方法、漂白方法、塩素含有量を、表１に示す。
【００３２】
【表１】
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【００３３】
溶剤紡糸セルロース繊維は、原料としてセルロースパルプを用い、溶剤に溶解した後に再生して製造される。表１における繊維１、繊維２、繊維５の括弧付の記載は、溶剤紡糸セルロース繊維の原料に用いたパルプを示す。
【００３４】
表１から、抽出塩素含有量が２ｐｐｍ以下と非常に少ないパルプや繊維であっても、全塩素含有量が少ないとは限らないことがわかる。
【００３５】
上記の各パルプを用いて、以下の各実施例、比較例、従来例のセパレータを作製した。
なお、本実施の形態例では、セパレータは全て抄紙法により形成したが、全塩素含有量が３０ｐｐｍ以下であれば、セパレータの形成方法は抄紙法に限定されるものではない。
【００３６】
本実施の形態例のセパレータの各種物性は、以下の方法により測定した。
【００３７】
〔厚さ〕
「ＪＩＳ  Ｃ  ２３００−２  『電気用セルロース紙-第２部：試験方法』  ５．１  厚さ」に規定された、「５．１．１  測定器及び測定方法  ａ）  外側マイクロメータを用いる場合」のマイクロメータを用いて、「５．１．３  紙を折り重ねて厚さを測る場合」の１０枚に折り重ねる方法で、セパレータの厚さを測定した。
【００３８】
〔密度〕
「ＪＩＳ  Ｃ  ２３００−２  『電気用セルロース紙-第２部：試験方法』  ７．０Ａ  密度」のＢ法に規定された方法で、絶乾状態のセパレータの密度を測定した。
【００３９】
〔全塩素含有量及び抽出塩素含有量〕
全塩素含有量及び抽出塩素含有量は、上述した〔パルプ及び繊維の塩素含有量〕と同じ方法で測定した。
【００４０】
（実施例１）
パルプ１をディスクリファイナーにより叩解した原料を用いて長網抄紙した長網層の厚さ２０μｍ、密度０．９５ｇ／ｃｍ３の層と、パルプ４を円網抄紙した厚さ２５μｍ、密度０．５０ｇ／ｃｍ３の層とを抄き合わせ、実施例１のセパレータを得た。
このセパレータの厚さは４５μｍ、密度は０．６８ｇ／ｃｍ３、であり、長網層と円網層との質量比は長網６０：円網４０であった。また、全塩素含有量は１９．３ｐｐｍ、抽出塩素含有量は０．７ｐｐｍであった。
【００４１】
（実施例２）
７０質量％のパルプ２と３０質量％のパルプ４とを混合し、ディスクリファイナーにより叩解した原料を用いて円網抄紙し、実施例２のセパレータを得た。
このセパレータの厚さは８０μｍ、密度は０．２５ｇ／ｃｍ３であった。また、全塩素含有量は２８．６ｐｐｍ、抽出塩素含有量は０．６ｐｐｍであった。
【００４２】
（実施例３）
５０質量％の繊維１をコニカルリファイナーにより叩解した原料と、叩解していない５０質量％の繊維３とを混合して長網抄紙し、実施例３のセパレータを得た。
このセパレータの厚さは２０μｍ、密度は０．４０ｇ／ｃｍ３であった。また、全塩素含有量は１４．７ｐｐｍ、抽出塩素含有量は０．３ｐｐｍであった。
【００４３】
（実施例４）
ディスクリファイナーにより叩解した繊維２のみを用いて長網抄紙し、実施例４のセパレータを得た。
このセパレータの厚さは１０μｍ、密度は０．６０ｇ／ｃｍ３であった。また、全塩素含有量は９．１ｐｐｍ、抽出塩素含有量は０．２ｐｐｍであった。
【００４４】
（比較例１）
繊維３と繊維４とを５０質量％ずつ混合して円網抄紙し、比較例１のセパレータを得た。
このセパレータの厚さは８０μｍ、密度は０．５０ｇ／ｃｍ３であった。また、全塩素含有量は２．７ｐｐｍ、抽出塩素含有量は０．２ｐｐｍであった。
【００４５】
（比較例２）
９０質量％のディスクリファイナーにより叩解したパルプ１と、叩解していない１０質量％の繊維７とを混合して円網抄紙し、比較例２のセパレータを得た。
このセパレータの厚さは５０μｍ、密度は０．５０ｇ／ｃｍ３であった。また、全塩素含有量は３３．４ｐｐｍ、抽出塩素含有量は０．７ｐｐｍであった。
【００４６】
（従来例１）
特許文献２の実施例３に従い、パルプ３をディスクリファイナーにより叩解した原料を用いて長網抄紙した厚さ２５μｍ、密度０．９５ｇ／ｃｍ３の層と、パルプ２とパルプ３とを質量比１：１で混合し円網抄紙した厚さ２５μｍ、密度０．３２ｇ／ｃｍ３の層とを抄き合わせ、従来例１のセパレータを得た。
このセパレータの厚さは５０μｍ、密度は０．６４ｇ／ｃｍ３、であり、長網層と円網層との質量比は長網７４：円網２６であった。従って、セパレータ全体の各パルプの質量比は、パルプ２：パルプ３＝８７：１３である。また、全塩素含有量は３２．０ｐｐｍ、抽出塩素含有量は０．１ｐｐｍであった。
【００４７】
（従来例２）
特許文献５の実施例１に従い、ディスクリファイナーにより叩解した繊維５のみを用いて長網抄紙し、従来例２のセパレータを得た。
このセパレータの厚さは４０μｍ、密度は０．４０ｇ／ｃｍ３であった。また、全塩素含有量は３１．３ｐｐｍ、抽出塩素含有量は１．２ｐｐｍであった。
【００４８】
（従来例３）
特許文献１の表１に従い、ディスクリファイナーにより叩解したパルプ４のみを用いて円網抄紙し、従来例３のセパレータを得た。
このセパレータの厚さは５０μｍ、密度は０．５０ｇ／ｃｍ３であった。また、全塩素含有量は３５．７ｐｐｍ、抽出塩素含有量は０．１ｐｐｍであった。
【００４９】
（従来例４）
特許文献３の実施例１に従い、叩解していない６０質量％のパルプ４と、４０質量％の繊維５をコニカルリファイナーにより叩解した原料とを混合して長網抄紙し、従来例４のセパレータを得た。
このセパレータの厚さは７０μｍ、密度は０．４８ｇ／ｃｍ３であった。また、全塩素含有量は３９．６ｐｐｍ、抽出塩素含有量は０．７ｐｐｍであった。
【００５０】
（従来例５）
特許文献４の実施例２に従い、叩解していない５０質量％の繊維３と、５０質量％の繊維５をコニカルリファイナーにより叩解した原料とを混合して円網抄紙し、従来例５のセパレータを得た。
このセパレータの厚さは２５μｍ、密度は０．５５ｇ／ｃｍ３であった。また、全塩素含有量は３６．５ｐｐｍ、抽出塩素含有量は０．９ｐｐｍであった。
【００５１】
各実施例、比較例、従来例のセパレータ評価結果を、表２に示す。
【００５２】
【表２】
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【００５３】
次に、表２に記載した各実施例、比較例のセパレータを用いて電気化学素子を作製した。
実施例１及び従来例１のセパレータをそれぞれ用いて、定格電圧４５０Ｖ、定格容量３．３μＦ、外径１２ｍｍ、高さ２０ｍｍのアルミニウム電解コンデンサを作製した。
また、実施例２乃至実施例４、比較例１及び比較例２、従来例２乃至従来例５のセパレータをそれぞれ用いて、定格電圧１６Ｖ、定格容量５５０μＦ、外径１０ｍｍ、高さ２０ｍｍのアルミニウム電解コンデンサと、定格電圧２．７Ｖ、定格容量３０００μＦ、外径６０ｍｍ、高さ１４０ｍｍの電気二重層キャパシタを作製した。
なお、比較例１のセパレータを用いたアルミニウム電解コンデンサ及び電気二重層キャパシタは、作製直後の静電容量が定格容量と比べ２０％以上少なく、抵抗値も高かったため、詳細な素子評価は実施していない。
【００５４】
各実施例、比較例のセパレータを用いて作製した電気化学素子の具体的な評価は、以下の条件及び方法で行った。
なお、本実施の形態例の電気化学素子は、全て一対の電極にセパレータを介在させて巻回し、有底円筒状のアルミニウムケース内に収納し、電解液を注入して含浸を行った後、封口ゴムで封止して作製した。
この作製方法は、電極部材と電解液が異なる以外は、アルミニウム電解コンデンサも電気二重層キャパシタも同様である。
【００５５】
〔静電容量〕
電気二重層キャパシタの静電容量は、「ＪＩＳ  Ｃ  ５１６０−１  『電子機器用固定電気二重層コンデンサー第１部：品目別通則』」に規定された、「４．５静電容量」の定電流放電法により求めた。
また、アルミニウム電解コンデンサの静電容量は、「ＪＩＳ  Ｃ  ５１０１−１  『電子機器用固定コンデンサー第１部：品目別通則』」に規定された、「４．７  静電容量」の方法により求めた。
【００５６】
〔内部抵抗〕
電気二重層キャパシタの内部抵抗は、「ＪＩＳ  Ｃ  ５１６０−１  『電子機器用固定電気二重層コンデンサー第１部：品目別通則』」に規定された、「４．６内部抵抗」の交流（ａ．ｃ．）抵抗法により測定した。
【００５７】
〔インピーダンス〕
アルミニウム電解コンデンサの抵抗は、「ＪＩＳ  Ｃ  ５１０１−１  『電子機器用固定コンデンサー第１部：品目別通則』」に規定された、「４．１０  インピーダンス」の方法により求めた。
【００５８】
更に、実施例、比較例、従来例のセパレータを用いた電気化学素子の寿命特性をはかる目的で、高温負荷試験及び長時間負荷試験を行い、試験前後の特性差等を算出した。
【００５９】
〔アルミニウム電解コンデンサの高温負荷試験後特性変化率〕
以下の条件で、アルミニウム電解コンデンサの高温負荷試験を行った。
１６０℃環境下で、定格直流電圧を１０００時間印加した。
この負荷試験後、上記の測定方法により、負荷試験後の静電容量、及び、抵抗値（インピーダンス又は内部抵抗）を測定した。
そして、それぞれの負荷試験後の静電容量と初期の静電容量との差を、初期の静電容量で除して、高温負荷試験後の容量減少率を算出した。
また、抵抗値と初期の抵抗値との差を、初期の抵抗値で除して、高温負荷試験後の抵抗増加率を算出した。
なお、この容量減少率及び抵抗増加率は、百分率で表記した。
【００６０】
〔アルミニウム電解コンデンサの長時間負荷試験後の特性変化率〕
以下の条件で、アルミニウム電解コンデンサの長時間負荷試験を行った。
１３０℃環境下で、定格直流電圧を４０００時間印加した。
そして、高温負荷試験後の特性変化率と同様の方法で、長時間負荷試験後の特性変化率を測定、算出した。
【００６１】
〔電気二重層キャパシタのフロート試験〕
以下の条件で、電気二重層キャパシタのフロート試験を行った。
８０℃環境下で、２．７Ｖの直流電圧を１０００時間印加した。
この試験後、上記の測定方法により、フロート試験後の静電容量と内部抵抗を測定し、アルミニウム電解コンデンサと同様にフロート試験後の容量減少率及び抵抗増加率を算出した。
【００６２】
〔電気二重層キャパシタのサイクル試験〕
以下の条件で、電気二重層キャパシタのサイクル試験を行った。
６０℃環境下で、１００Ａの電流量で２５０００サイクルの充放電を行った。
この試験後、上記の測定方法により、サイクル試験後の静電容量と内部抵抗を測定し、アルミニウム電解コンデンサと同様にサイクル試験後の容量減少率及び抵抗増加率を算出した。
【００６３】
作製したアルミニウム電解コンデンサの評価結果を表３に、電気二重層キャパシタの評価結果を表４に、それぞれ示す。
【００６４】
【表３】
2018121013.tif 000004
【００６５】
【表４】
2018121013.tif 000005
【００６６】
表３からわかる通り、実施例１のアルミニウム電解コンデンサは、従来例１のアルミニウム電解コンデンサと比べ、高温負荷試験及び長時間負荷試験後の容量減少率、抵抗増加率がともに低い。
実施例１のセパレータの抽出塩素含有量は、従来例１のセパレータより多いにもかかわらず、このような結果であることから、アルミニウム電解コンデンサの高温環境下での信頼性や長寿命化には、従来検討されてきた抽出法による塩素含有量でなく、全塩素含有量が重要であるとわかる。
【００６７】
定格電圧の異なる実施例２乃至４、比較例２、従来例２乃至５のアルミニウム電解コンデンサを見ても、全塩素含有量を３０ｐｐｍ以下とすることで、従来例と比べ容量減少率及び抵抗増加率を改善できるとわかる。
更に、実施例２、実施例３、実施例４のアルミニウム電解コンデンサの比較から、セパレータの全塩素含有量と１５ｐｐｍ以下、１０ｐｐｍ以下とすることで、更なる高温環境下での信頼性向上や長寿命化に寄与でき、天然繊維と比べ溶剤紡糸セルロース繊維を用いたセパレータが好ましいとわかる。
【００６８】
そして、表３と表４とから、アルミニウム電解コンデンサであっても電気二重層キャパシタであっても、この傾向は共通しているとわかる。
【００６９】
比較例１は、合成繊維のみからなるセパレータである。そして、このセパレータを用いて作製したアルミニウム電解コンデンサ及び電気二重層キャパシタは、初期の静電容量が定格容量より２０％以上少なく、抵抗値も大きかった。これは、合成繊維は、セルロース繊維と比べ電解液との親和性が低いため、セパレータが充分に電解液を保持しなかったことが原因と考えられる。このことから、セパレータにはセルロース系繊維を含有することが重要であるとわかる。
【００７０】
以上説明したとおり、全塩素含有量が３０ｐｐｍ以下の本発明のセパレータを用いることで、電気化学素子に近年求められる過酷な使用環境での信頼性向上や、長寿命化に寄与できる。
【００７１】
以上、本実施の形態のセパレータをアルミニウム電解コンデンサ、電気二重層キャパシタについて用いた例を説明した。
本発明に係る電気化学素子において、電極材料及び電解液材料、その他の部材等については、特別に限定を必要とすることはなく、種々の材料を用いることができる。
また、本発明の電気化学素子用セパレータは、本実施の形態例で説明した以外の電気化学素子、例えばリチウムイオンキャパシタやリチウム一次電池、リチウムイオン二次電池といった電気化学素子に適用することも可能である。