(57)【要約】      （修正有）【課題】ハイレートでの充放電の際の充放電容量の低下が抑制されたキャパシタを提供する。【解決手段】導電性短繊維３０ａの集合体からなる導電性不織布３０、および導電性不織布３０の内部に包含された活性炭３２を含む矩形状の不織布電極と、不織布電極の一辺に接続された電流端子１５とを備える。一辺に直交する方向と、一辺に向かう導電性短繊維の長手方向とのなす鋭角の平均角度が４５°未満である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性短繊維の集合体からなる導電性不織布、および前記導電性不織布の内部に包含された活性炭を含む矩形状の不織布電極と、前記不織布電極の一辺に接続された電流端子とを備え、
前記一辺に直交する方向と、前記一辺に向かう前記導電性短繊維の長手方向とのなす鋭角の平均角度が４５°未満であることを特徴とするキャパシタ。
【請求項２】
前記導電性短繊維は、直径１〜５００μｍのアルミニウム繊維であることを特徴とする請求項１記載のキャパシタ。
【請求項３】
前記アルミニウム繊維は、長さが０．１〜５０ｍｍであることを特徴とする請求項２記載のキャパシタ。
【請求項４】
前記導電性不織布は、０．０５〜２ｍｍの厚さを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のキャパシタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャパシタに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）やリチウムイオンキャパシタ（ＬｉＣ）などの蓄電デバイスにおいては、アルミニウム等の金属箔からなる集電体の上に、活性炭を含む合材層を設けて正極および負極が構成される。活性炭の表面に電子−イオン対を生成するサイトが形成されて、電荷が蓄えられる。電荷を蓄えられる容量は、活性炭の比表面積の大きさに比例する。
【０００３】
金属箔と合材層とは、熱膨張係数に違いがある。厚い合材層が金属箔の上に形成された場合には、電極作製時あるいは充放電の際、合材層が剥離するおそれがある。従来のＥＤＬＣにおける合材層の厚さは、２００μｍ程度が最大とされており、単位面積当たりのキャパシタ容量が制限されていた。
【０００４】
特許文献１には、箔状の集電体を用いず、電極物質を金属繊維に直接支持させた電気二重層キャパシタが開示されている。特許文献１の電気二重層キャパシタでは、電極物質と金属繊維との接触面積が大きくなり、パワー密度が高くなる。
【０００５】
キャパシタには、大電流（ハイレート）での急速充放電特性が要求されている。しかしながら、現状のキャパシタは、ハイレートで充放電を行うと充放電容量が著しく低下する。ハイレートでの充放電の際の充放電容量の低下が抑制された、ハイレート特性の優れたキャパシタが求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１５９９６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１には、電極物質を金属繊維により直接支持させ、金属繊維との接触面積を大きくし、電子の移動距離を短くすることによって、電気二重層キャパシタの等価直列抵抗が低くなるようにし、出力密度を向上させることが開示されている。しかしながら、電子が端子に向かい移動する方向の抵抗については考慮されていない。
【０００８】
そこで本発明は、ハイレートでの充放電の際の充放電容量の低下が抑制された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】
【０００９】
本発明の第１の観点は、導電性短繊維の集合体からなる導電性不織布、および前記導電性不織布の内部に包含された活性炭を含む矩形状の不織布電極と、前記不織布電極の一辺に接続された電流端子とを備え、前記一辺に直交する方向と、前記一辺に向かう前記導電性短繊維の長手方向とのなす鋭角の平均角度が４５°未満であることを特徴とする。
【００１０】
本発明の第２の観点は、第１の観点に基づく発明であって、導電性短繊維は、直径１〜５００μｍのアルミニウム繊維であることを特徴とする。
【００１１】
本発明の第３の観点は、第２の観点に基づく発明であって、前記アルミニウム繊維は、長さが０．１〜５０ｍｍであることを特徴とする。
【００１２】
本発明の第４の観点は、第１〜第３のいずれかの観点に基づく発明であって、前記導電性不織布は、０．０５〜２ｍｍの厚さを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の第１〜第４の観点のキャパシタでは、導電性短繊維の集合体を含み、一辺に電流端子に接続された矩形状の不織布電極において、電流端子が接続された一辺に直交する方向と、電流端子が接続された一辺に向かう導電性短繊維の長手方向とのなす鋭角の平均角度が４５°未満であることにより、不織布電極の面内で電流端子に向かう方向の内部抵抗が低減され、ハイレートでの充放電の際の充放電容量の低下を抑制することができる。
【００１４】
本発明の第２の観点のキャパシタでは、導電性短繊維が直径１〜５００μｍのアルミニウム繊維であることにより、アルミニウム不織布からなる良好な導電経路を形成して内部抵抗を、より低減することができる。
【００１５】
本発明の第３の観点のキャパシタでは、導電性短繊維としてのアルミニウム繊維の長さが０．１〜５０ｍｍであることにより、アルミニウム繊維の長手方向をより確実に所定の方向に揃えることができる。
【００１６】
本発明の第４の観点のキャパシタでは、導電性不織布が、０．０５〜２ｍｍの厚さを有するので、単位面積当たりのキャパシタ容量を高めることができる。しかも、所望の厚さを確保する際には、積層数を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態に係るキャパシタを説明する分解斜視図である。
【図２】一辺に電流端子が接続された正極中の導電性短繊維を示す模式図である。
【図３】図２におけるＡ−Ａ断面を示す図である。
【図４】電流端子が接続された一辺に直交する方向と、電流端子が接続された一辺に向かう導電性短繊維の長手方向とのなす鋭角を説明するための模式図である。
【図５】図４の領域Ｒ０内の導電性短繊維ａ〜ｇについて、電流端子が接続された一辺に直交する方向と、電流端子が接続された一辺に向かう長手方向とのなす鋭角を示す図であり、図５Ａは導電性短繊維ａ、図５Ｂは導電性短繊維ｂ、図５Ｃは導電性短繊維ｃ、図５Ｄは導電性短繊維ｄ、図５Ｅは導電性短繊維ｅ、図５Ｆは導電性短繊維ｆ、図５Ｇは導電性短繊維ｇについて示す。
【図６】導電性不織布の製造方法を説明する模式図である。
【図７】スリット板を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００１９】
１．全体構成
図１に示すように、キャパシタ１０は、セパレータ１２を介して設けられた矩形状の正極１４および負極１６、これらを収容するアルミラミネートフィルム１８を備える。正極１４および負極１６の一辺に沿って、帯状の電流端子１５，１７がそれぞれ接続されている。本実施形態においては、セパレータ１２は、多数の微細孔を有する厚さ３０μｍのセルロース製であり、電流端子１５，１７は、アルミニウム製である。
【００２０】
正極１４は、図２に示すように、導電性短繊維３０ａの集合体からなる導電性不織布３０と、この導電性不織布３０の内部に包含された活性炭３２とを含む。本実施形態においては、導電性短繊維３０ａは純アルミニウム繊維（以下、単にアルミニウム繊維とも称する）であり、導電性不織布３０はアルミニウム不織布である。導電性不織布３０を含む電極を、不織布電極と称する。負極１６も正極１４と同様の不織布電極であるが、以下においては、正極１４を例に挙げて説明する。
【００２１】
正極１４における活性炭３２の割合は、７０〜９０質量％程度であることが好ましい。図示していないが、正極１４には、５〜１５質量％のバインダーと、５〜１５質量％の導電助剤とが含まれている。本実施形態においては、バインダーとしてはポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）が用いられ、導電助剤としてはカーボンブラックが用いられる。帯状の電流端子１５の長手方向に沿った図２のＡ−Ａ断面においては、図３に示すように電流端子１５の下に、複数の導電性短繊維３０ａが接続されていることが確認される。
【００２２】
導電性不織布３０中の導電性短繊維３０ａは、所定の状態で配列している。具体的には、電流端子１５が接続された正極１４の一辺に直交する方向と、電流端子１５が接続された正極１４の一辺に向かう導電性短繊維３０ａの長手方向とのなす鋭角の角度の平均（以下、平均角度と称する）が４５°未満である。電流端子１５が接続された正極１４の一辺に向かう導電性短繊維３０ａの長手方向は、電流端子１５に向かう導電性短繊維３０ａの長手方向に相当する。平均角度は、好ましくは４０°以下、より好ましくは３０°以下である。この鋭角の平均角度について、図４，５を参照して説明する。図４，５には、電流端子１５が接続された正極１４の一辺に直交する方向Ｌを直線で示している。
【００２３】
鋭角の平均角度は、電流端子１５が接続された正極１４の顕微鏡写真（撮影倍率：５〜５０倍程度）に基づいて求めることができる。まず、電流端子１５が接続された一辺に直交する方向Ｌを、顕微鏡写真上で決定する。次いで、正極１４の所定の領域Ｒ０内の導電性短繊維について、方向Ｌとなす鋭角の角度を測定する。こうして測定されるのは、平面視における鋭角の角度である。本実施形態においては、所定の領域Ｒ０は、直径５ｍｍの円形の領域とする。
【００２４】
図４に示す例では、領域Ｒ０内に７本の導電性短繊維ａ〜ｇが存在している。導電性短繊維ａ〜ｇのそれぞれについて、電流端子１５が接続された図示しない正極１４の一辺に直交する方向Ｌとの関係を、図５Ａ〜図５Ｇに示す。これらの図中、方向Ｌは、各導電性短繊維の一端に接するように示している。導電性短繊維ａ〜ｇは、電流端子１５が接続された一辺に直交する方向Ｌと、電流端子１５に向かう導電性短繊維の長手方向とのなす鋭角の角度θが、それぞれ５６°程度、１２°程度、６８°程度、３７°程度、１７°程度、８°程度、５０°程度である。
【００２５】
導電性短繊維ａ〜ｇについて測定された鋭角の平均角度は、３５°程度（＜４５°）である。鋭角の角度θが０°の導電性短繊維は、長手方向が上述の方向Ｌと一致し、電流端子１５に向いている。本明細書においては、鋭角の角度θが４５°未満であれば、導電性短繊維は電流端子１５に向いているものとする。
【００２６】
上述のようにして求めた平均角度が４５°未満であることは、正極１４中の導電性短繊維の半分以上が電流端子１５に向いていることを表わす。こうして求められる平均角度が小さいほど、正極１４の面内で電流端子１５に向かう方向の内部抵抗を低減することができる。しかも、集電性能が向上するので好ましい。
【００２７】
このような導電性短繊維３０ａを含む導電性不織布３０は、気孔率が７０％以上であることが好ましく、８０％以上であることがより好ましい。不織布として成立するためには、気孔率の上限は、９８％程度となる。導電性不織布３０の厚さは、０．０５〜２．０ｍｍ程度とすることができる。
【００２８】
２．製造方法
本実施形態のキャパシタ１０は、導電性不織布３０としてのアルミニウム不織布を有する正極１４および負極１６を用いて、製造することができる。以下、導電性不織布３０の製造方法を、図６を参照して説明する。
【００２９】
導電性不織布３０としてのアルミニウム不織布は、導電性短繊維３０ａとしてのアルミニウム繊維を基材５０上に散布して繊維群３０ｂを形成し、得られた繊維群３０ｂを焼結して作製することができる。
【００３０】
アルミニウム繊維の直径は、１μｍ以上５００μｍ以下が好ましい。直径が１μｍ以上５００μｍ以下アルミニウム繊維を用いることにより、良好な導電経路が形成されて、電極の内部抵抗が低下する。しかも、こうしたアルミニウム繊維は、アルミニウム繊維同士が良好に接触して十分な接触面積が確保されるので、十分な焼結強度が得られる。アルミニウム繊維の直径は、１０μｍ以上２００μｍ以下がより好ましい。
【００３１】
アルミニウム繊維の長手方向を、より確実に所定の方向に揃えるために、アルミニウム繊維の長さは、０．１ｍｍ以上５０ｍｍ以下が好ましく、５ｍｍ以上２０ｍｍ以下がより好ましい。アルミニウム繊維の直径と長さとの比（以下、アスペクト比と称する）は、４以上２５００以下であることが好ましい。アスペクト比が４以上２５００以下のアルミニウム繊維を用いた場合には、均一な気孔を高い含有率で有するアルミニウム不織布が得られる。アルミニウム繊維のアスペクト比は、１０以上５００以下であることがより好ましい。
【００３２】
アルミニウム繊維は、外表面に共晶元素粉末が固着されていることが好ましい。共晶元素粉末としては、例えばシリコン粉およびシリコン合金粉が挙げられる。アルミニウム繊維同士の間に共晶元素粉末が介在することによって、焼結による一体化を促進することができる。
【００３３】
基材５０としては、カーボンペーパーを用いることができる。本実施形態においては、基材５０の幅は５００〜８００ｍｍ程度とする。基材５０は、送り出し機５２および巻き取り機５４によって、０．１〜１０ｃｍ／秒程度の速度で矢印Ｂ方向に移動する。基材５０の１０〜５０ｍｍ上方には、導電性短繊維３０ａとしてのアルミニウム繊維を散布する２つの供給機４０ａ，４０ｂが配置されている。第１の供給機４０ａと第２の供給機４０ｂとの間隔Ｄは、０〜１００ｍｍ程度とすることができる。
【００３４】
第１の供給機４０ａは、所定の第１のスリット板４２ａを底面に有している。第２の供給機４０ｂもまた、所定の第２のスリット板４２ｂを底面に有している。図７を参照して、第１，第２のスリット板４２ａ，４２ｂについて説明する。第１のスリット板４２ａには、矩形状のスリット４４ａが一定の間隔で４つ設けられている。
【００３５】
スリット４４ａの長辺ｘおよび短辺ｙの長さは、散布するアルミニウム繊維の平均長さに応じて決定される。長辺ｘは平均長さより長く、短辺ｙは平均長さより短い。本実施形態においては、長辺ｘを１００ｍｍとし、短辺ｙを２０ｍｍとする。隣接するスリット４４ａの間隔は、スリット４４ａの短辺ｙと同じ２０ｍｍである。
【００３６】
第２のスリット板４２ｂにも、第１のスリット板４２ａと同様の寸法の矩形状のスリット４４ｂが４つ設けられている。スリット４４ｂが設けられている領域は、第１のスリット板４２ａにおけるスリット４４ａの間隔に相当する。したがって、第１のスリット板４２ａと第２のスリット板４２ｂとを重ね合わせた際には、１００ｍｍ×１６０ｍｍの矩形状の領域がスリット４４ａ，４４ｂにより形成される。
【００３７】
第１，第２の供給機４０ａ，４０ｂは、底面のスリット４４ａ，４４ｂの長辺ｘが基材５０の進行方向と平行になるように配置される（図６参照）。こうして配置された供給機４０ａ，４０ｂから、基材５０上にアルミニウム繊維３０ａが散布される。アルミニウム繊維３０ａの散布速度は、１〜１００ｍｇ／（秒・ｃｍ2）程度とすることができる。散布速度は、基材５０の移動速度を考慮して設定することが望まれる。
【００３８】
アルミニウム繊維３０ａは、供給機４０ａ，４０ｂの底面のスリット４４ａ，４４ｂを通過する際に長手方向が制限されて、基材５０上に散布される。アルミニウム繊維３０ａの長手方向は、スリット４４ａ，４４ｂの長辺ｘに沿った方向、すなわち基材５０の進行方向となる。アルミニウム繊維３０ａは、スリット４４ａ，４４ｂの対角線に沿った方向を長手方向とする場合もある。
【００３９】
上述のような２つのスリット板４２ａ，４２ｂを用いるので、移動する基材５０上の幅１６０ｍｍの領域内に繊維群３０ｂが形成される。アルミニウム繊維３０ａの散布速度が基材５０の移動速度に対して速いほど、アルミニウム繊維３０ａが密な繊維群３０ｂが得られる。繊維群３０ｂにおけるアルミニウム繊維３０ａの密度は、得られるアルミニウム不織布３０の気孔率に関連する。所望の気孔率のアルミニウム不織布３０が得られるように、基材５０の移動速度に応じてアルミニウム繊維３０ａの散布速度を設定する。
【００４０】
移動する基材５０の上にアルミニウム繊維３０ａを継続して散布することで、基材５０の移動方向に沿った長尺の繊維群３０ｂを得ることができる。繊維群３０ｂにおいても、アルミニウム繊維３０ａの長手方向が大きくずれることはない。基材５０上で繊維群３０ｂを構成するアルミニウム繊維３０ａは、基本的には基材５０の進行方向を長手方向として配列する。
【００４１】
スリット４４ａ，４４ｂの短辺ｙの長さが、散布されるアルミニウム繊維３０ａの平均長さより短いことによって、基材５０上のアルミニウム繊維３０ａの長手方向が揃えられる。スリット板４２ａ，４２ｂに設けられたスリット４４ａ，４４ｂが矩形状であれば、繊維群３０ｂにおけるアルミニウム繊維３０ａの長手方向を揃えることができる。
【００４２】
スリット４４ａ，４４ｂにおける長辺ｘと短辺ｙとの長さの比（ｘ／ｙ）を調整することで、平均角度を調整することができる。具体的には、比（ｘ／ｙ）が大きいほど、平均角度は小さくなる。
【００４３】
基材５０上の繊維群３０ｂは、アルミニウム繊維３０ａの長手方向を保った状態で、焼結炉５６内で焼結する。焼結は、不活性ガス雰囲気下、アルミニウムの融点（６６０．３℃）±３℃程度で行うことができる。不活性ガスとしては、例えばアルゴンガスを用いることができる。高温状態を保持することで、繊維群３０ｂ中で近接しているアルミニウム繊維３０ａ同士が溶融して結合し、導電性不織布３０としてのアルミニウム不織布が長尺で得られる。
【００４４】
焼結炉５６を経た長尺のアルミニウム不織布は、基材５０から離れて巻き取り機５８に巻き取られる。上述したように、繊維群３０ｂ中のアルミニウム繊維３０ａの長手方向は、焼結後においても保たれる。焼結により得られるアルミニウム不織布では、アルミニウム繊維３０ａの大部分が、基材５０の進行方向、すなわち長尺のアルミニウム不織布の幅に直交する方向を長手方向として配列している。
【００４５】
アルミニウム不織布の焼結後の気孔率は、約７０〜９５％程度となる。気孔率は、次のようにして求めることができる。まず、或る大きさのアルミニウム不織布について、幅、長さ、および厚さを定規、マイクロメータで測定し、体積を算出する。算出された体積を、アルミニウムの真密度（２．７ｇ／ｃｍ3）と比較して充填パーセントを求める。１００から充填パーセントを引いた値が、アルミニウム不織布の気孔率となる。焼結炉５６内での焼結温度がアルミニウムの融点（６６０．３℃）に対して高いほど、且つ、焼結時間が長いほど、気孔率が低下する傾向になる。焼結時間は、基材５０の移動速度によって制御することができる。焼結後のアルミニウム不織布の厚さは、約０．１〜１０ｍｍ程度となる。これを圧延することによって、所望の厚さにすることができる。
【００４６】
巻き取り機５８に巻き取られたアルミニウム不織布は、アルミニウム不織布の長手方向に平行な一対の辺と、幅方向に平行な一対の辺とを有する所定寸法の矩形状に切断される。アルミニウム不織布の幅方向に平行な一辺に沿った領域が、切断されたアルミニウム不織布における電流端子（電流リード線）の取り付け部となる。電流端子取り付け部は、電流端子と同等の幅のマスキングテープでマスクしておく。
【００４７】
切断されたアルミニウム不織布の残りの領域には、電極ペーストを含浸させる。電極ペーストは、例えば、７０〜９０質量％の活性炭と、５〜１５質量％の導電助剤と、５〜１５質量％のバインダーとを混合して調製し、一般的な方法によりアルミニウム不織布に含浸させることができる。電極ペーストが含浸したアルミニウム不織布の表面から余分な電極ペーストを除去した後、一般的な方法により乾燥させて不織布電極が得られる。乾燥の条件は、電極ペーストの組成等に応じて適宜設定する。
【００４８】
アルミニウム不織布の電流端子取り付け部からマスキングテープを剥離し、その部分に、電流端子としてのアルミニウム製の電流リード線を接続する。電流リード線は、スポット溶接により接続することができる。こうして、電流端子１５が一辺に接続された正極１４が得られる。
【００４９】
正極１４の場合と同様の工程を繰り返して、電流端子１７が一辺に接続された負極１６を作製する。電流端子が接続された２つの電極（正極１４および負極１６）を用いて、一般的な方法によりキャパシタ１０を製造することができる。
【００５０】
具体的には、セルロース製のセパレータ１２を正極１４および負極１６で挟み、電解液とともにアルミラミネートパックに挿入する。これを真空パックすることで、ラミネートセル状のキャパシタが得られる。電解液は、例えば、溶媒としてのプロピレンカーボネート（ＰＣ）に、電解質としてのテトラエチルアンモニウム４フッ化ホウ酸（Ｎ(Ｃ2Ｈ5)4ＢＦ4）を１モル加えて調製することができる。
【００５１】
得られるキャパシタは、電気二重層コンデンサ（Electric Double-layer Capacitor,ＥＤＬＣ）である。ＥＤＬＣは、充電時に高電圧を印加した方が正極となり、低電圧を印加した方が負極となる。
【００５２】
３．作用および効果
本実施形態に係るキャパシタは、電流端子が一辺に接続された矩形状の不織布電極を備えている。不織布電極には、導電性不織布を構成している導電性短繊維によって導電性骨格が形成されているので、電極自体の内部抵抗が小さい。不織布電極は、導電性不織布の内部に活性炭が包含されており、金属箔を有していない。厚さを大きくしても剥離することはないので、不織布電極の厚さを確保することができる。不織布電極は、最大で１０ｍｍ程度の厚さとすることが可能である。所望の厚さを確保する際、積層する電極数を低減することができる。
【００５３】
しかも、導電性不織布中の導電性短繊維は、所定の状態で配列している。具体的には、導電性短繊維は、電流端子が接続された一辺に直交する方向と、電流端子が接続された一辺に向かう導電性短繊維の長手方向とのなす鋭角の平均角度が４５°未満であるので、導電性短繊維の半分以上が電流端子に向いて配列している。このように配列した導電性短繊維が含まれていることによって、不織布電極の内部抵抗がよりいっそう低減される。しかも、集電性能も高められる。
【００５４】
本実施形態のキャパシタは、内部抵抗が低減され、集電性能の優れた特定の不織布電極を備えているので、ハイレートでの充放電の際の充放電容量の低下を抑制することが可能となった。
【００５５】
４．実施例
以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。
【００５６】
（実施例）
まず、導電性短繊維としてアルミニウム繊維（平均直径１０５μｍ、平均長さ２４ｍｍ）を用いて、図６を参照して上で説明したような方法により、導電性不織布（アルミニウム不織布）を作製した。アルミニウム繊維の平均直径は、使用する５０本のアルミニウム繊維について、マイクロメータにより求めた直径の平均値である。アルミニウム繊維の平均長さは、５０本のアルミニウム繊維について、定規で測定した長さの平均値である。
【００５７】
基材５０としてのカーボンペーパー（幅６００ｍｍ）は、送り出し機５２および巻き取り機５４により、１ｃｍ／秒程度の速度で移動させた。基材５０の３０ｍｍ上方には、第１および第２の供給機４０ａ，４０ｂを、１０ｍｍ離して配置した。第１，第２の供給機４０ａ，４０ｂの底面のスリット板４２ａ，４２ｂに設けられているスリット４４ａ，４４ｂは、図７に示したように、長辺１００ｍｍ、短辺２０ｍｍの矩形状である。
【００５８】
移動する基材５０上に、供給機４０ａ，４０ｂからアルミニウム繊維３０ａを２．５ｍｇ／（ｃｍ2・秒）程度の速度で散布して、長尺の繊維群３０ｂを形成した。繊維群３０ｂは、炉内ガスとしてアルゴンガスが満たされた６５９℃の焼結炉５６を通過させた。こうして得られた長尺のアルミニウム不織布を、巻き取り機５８に巻き取り、圧延した。圧延後のアルミニウム不織布は、幅が２００ｍｍ程度、厚さが１ｍｍ程度、気孔率が９１％程度であった。
【００５９】
長尺のアルミニウム不織布は、長さ方向について３５ｍｍ、幅方向について２５ｍｍの矩形状に切断した。切断されたアルミニウム不織布の２５ｍｍの辺に沿った領域を、電流端子取り付け部とする。電流端子取り付け部は、幅５ｍｍのマスキングテープでマスクした。
【００６０】
一方、ヤシガラ活性炭を９０質量％、導電助剤としてのアセチレンブラックを５質量％、バインダーとしてのポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）を５質量％の割合で混合して、電流ペーストを調製した。ＰＶＤＦは、溶媒としてのＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）に溶解して用いた。得られた電極ペーストは、２５℃における粘度が６Ｐａ・ｓであった。
【００６１】
所定の領域がマスクされたアルミニウム不織布を電極ペーストに５分間浸漬して、電極ペーストを含浸させた後、表面に付着している余分な電極ペーストを除去した。次いで、乾燥機内に配置し、１２０℃で１時間乾燥させた。以上の工程により、アルミニウム繊維の集合体からなるアルミニウム不織布と、アルミニウム不織布の内部に包含された活性炭とを含む不織布電極が得られた。
【００６２】
アルミニウム不織布の表面からマスキングテープを剥がし、電流端子取り付け部を露出させた。ここに、電流端子としてのアルミニウム製のリード線（幅５ｍｍ、厚さ０．１ｍｍ）を、スポット溶接で取り付けた。こうして、電流端子が接続された不織布電極が作製された。同様の工程を繰り返して、電流端子が接続された同様の不織布電極をもう１つ作製した。
【００６３】
得られた不織布電極中のアルミニウム繊維について、電流端子が接続された一辺に直交する方向と、電流端子が接続された一辺に向かうアルミニウム繊維の長手方向とのなす鋭角の平均角度を、上述した手法により求めた。まず、不織布電極と電流端子とを含む領域の顕微鏡写真（撮影倍率：２０倍）を撮影し、電流端子が接続された一辺に直交する方向Ｌを決定した（図４参照）。
【００６４】
同じ顕微鏡写真において不織布電極の直径５ｍｍの円形の領域を決定し、この円形領域内に存在するアルミニウム繊維について、電流端子に向かう長手方向と、方向Ｌとのなす鋭角の角度θを測定した。円形領域内には、７本のアルミニウム繊維が存在していた。それぞれのアルミニウム繊維について、鋭角の角度は、５９°、１３°、６６°、３７°、１５°、８°、４６°と測定され、鋭角の平均角度は３４．８°であった。鋭角の平均角度が４５°未満なので、ここで作製された不織布電極においては、アルミニウム繊維の半分以上が電極端子に向いている。
【００６５】
キャパシタの製造に当たっては、まず、２つの不織布電極でセパレータを挟んだ。セパレータは、多数の微細孔を有するセルロース製である。セパレータを挟んだ２枚の不織布電極を、電解液とともにアルミニウムラミネートパックに挿入した。これを真空パックして、ラミネートセル状の実施例のキャパシタを得た。電解液としては、１モルのテトラエチルアンモニウム４フッ化ホウ酸（Ｎ(Ｃ2Ｈ5)4ＢＦ4）を含むプロピレンカーボネート（ＰＣ）を用いた。
【００６６】
（比較例）
比較例のキャパシタは、従来のアルミニウム不織布を含む不織布電極を用いて製造した。
【００６７】
従来のアルミニウム不織布の作製に当たっては、実施例の場合とは異なる供給機を１つ用いて、基材上にアルミニウム繊維を散布した。用いた供給機は、１辺が５０ｍｍの正方形の開口を底面に有している。この点が異なる以外は前述と同様の手法により、従来のアルミニウム不織布を作製した。従来のアルミニウム不織布は、幅、厚さ、および気孔率が実施例の場合と同等であった。
【００６８】
得られたアルミニウム不織布を用いて、実施例の場合と同様の手法により、電流端子が接続された不織布電極を２つ作製した。不織布電極中のアルミニウム繊維について、電流端子が接続された一辺に直交する方向と、電流端子が接続された一辺に向かうアルミニウム繊維の長手方向とのなす鋭角の平均角度を、前述と同様の手法により求めた。鋭角の平均角度は、４７°であった。この場合、アルミニウム繊維はランダムに配列している。
【００６９】
こうして作製された２つの不織布電極を用いる以外は、実施例と同様の手法により比較例のキャパシタを製造した。
【００７０】
（性能の評価）
実施例および比較例のキャパシタの性能を、以下のように調べた。充放電試験装置（アスカ電子（株）製）を用いて、まず、１０Ｃ−２．４ＶのＣＣ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ｃｕｒｒｅｎｔ）−ＣＶ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ｖｏｌｔａｇｅ）で、各キャパシタを充電した。ここで、１０Ｃとは、２．４Ｖまでの電荷容量を６分で満充電するための充電レートである。
【００７１】
ＣＶ充電により、キャパシタが十分に充電された状態から、１０Ｃの放電レートで６分で放電した際の放電容量を得た。キャパシタの電気容量が６分で放電できる電流を流す１０Ｃ放電の場合、実施例および比較例の放電容量は、いずれも２８Ｆ／ｇであった。この値は、ヤシガラ活性炭の質量当たりの容量に相当する。
【００７２】
キャパシタの電気容量が７２秒で放電できる電流を流す５０Ｃ放電の場合、実施例のキャパシタでは、１０Ｃ放電の場合の９３％の放電容量が得られた。一方、比較例のキャパシタの放電容量は、１０Ｃの放電の場合の８４％であった。５０Ｃ放電の場合には、実施例および比較例の放電容量は、いずれも１０Ｃ放電の場合より低下している。放電レートが高い（ハイレート）場合に放電容量が低下するのは、電極の面内で電流端子に向かう方向の内部抵抗が原因であると考えられる。
【００７３】
実施例のキャパシタは、５０Ｃ放電の場合の放電容量が比較例のキャパシタより大きく、ハイレートで放電時の容量の低下が抑制されている。実施例のキャパシタに含まれる不織布電極は、アルミニウム繊維が特定の状態で配列していることによって、電極の面内で電流端子に向かう方向の内部抵抗が低減されたことが要因である。
【００７４】
比較例のキャパシタでは、不織布電極に含まれるアルミニウム繊維がランダムに配列しているので、電極の面内で電流端子に向かう方向の内部抵抗を低減することができない。このため、５０Ｃ放電の場合の放電容量は、実施例の場合より大きく低下した。
【００７５】
５．変形例
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲内で適宜変更することが可能である。
【００７６】
上記実施形態においては、正極１４の形状は矩形状としたが、円形等の他の形状とすることもできる。この場合には、正極１４に接している電流端子１５の外縁に直交する方向と、この外縁に向かう導電性短繊維３０ａの長手方向とがなす鋭角の平均角度が４５°未満、すなわち、電流端子１５に向いている導電性短繊維３０ａが半分以上であれば、電流端子１５は任意の状態で正極１４に接続することができる。
【００７７】
また、上記実施形態においては、電流端子１５の形状は矩形状の正極１４の一辺に沿った帯状の形状としたが、矩形状の正極１４の一辺の一部に設けられた矩形状の形状とすることもできる。電流端子１５が接続された一辺に直交する方向と、電流端子１５が接続された一辺に向かう導電性短繊維３０ａの長手方向とがなす鋭角の平均角度が４５°未満、すなわち、電流端子１５に向いている導電性短繊維３０ａが半分以上であれば、電流端子１５は任意の状態で正極１４に接続することができる。
【００７８】
電流端子１５が接続された一辺に直交する方向と、電流端子１５が接続された一辺に向かう導電性短繊維３０ａの長手方向とがなす鋭角の平均角度は、正極１４の全域で均一である必要はなく、場所によって異なっていてもよい。特に、電流端子１５に近接した領域ほど平均角度を小さくすることによって、内部抵抗を低減する効果がよりいっそう高められる。
【００７９】
電流端子１５が接続された一辺に直交する方向と、電流端子１５が接続された一辺に向かう導電性短繊維３０ａの長手方向とがなす鋭角を求める領域は、直径５〜１０ｍｍ程度の領域することができる。所定の領域内に存在する少なくとも７割以上の導電性短繊維について、上述の鋭角を測定して平均を求めればよい。
【００８０】
上記実施形態では、正極１４および負極１６の両方の電極を、特定の導電性不織布３０を含む不織布電極としたが、正極１４および負極１６の少なくとも一方が、前述の不織布電極であればよい。
【００８１】
導電性不織布３０を構成する導電性短繊維３０ａとしてのアルミニウム繊維の直径は、必ずしも均一である必要はない。直径の異なるアルミニウム繊維を組み合わせて用いてもよい。例えば、直径４〜８μｍ程度の第１の繊維と、より大きな直径（２５〜３０μｍ程度）を有する第２の繊維とを用いることによって、内部抵抗をより低下させることができる。この場合、直径のより大きな第２の繊維を電流端子に近接して配置することで、効果はよりいっそう高められる。直径のより大きな第２の繊維の平均角度をより小さくすることも、効果の向上につながる。
【００８２】
導電性短繊維３０ａとしては、アルミニウム合金製の繊維を用いることもできる。アルミニウム合金としては、例えば、ＪＩＳに規定されるＡ３００３合金（Ａｌ−０．６質量％Ｓｉ−０．７質量％Ｆｅ−０．１質量％Ｃｕ−１．５質量％Ｍｎ−０．１質量％Ｚｎ合金）やＡ５０５２合金（Ａｌ−０．２５質量％Ｓｉ−０．４０質量％Ｆｅ−０．１０質量％Ｃｕ−０．１０質量％Ｍｎ−２．５質量％Ｍｇ合金−０．２質量％Ｃｒ−０．１質量％Ｚｎ合金）などが挙げられる。アルミニウム合金は、単独でも組み合わせて用いてもよい。さらに純アルミニウムとアルミニウム合金とを組み合わせて用いることもできる。
【００８３】
さらに、別の金属からなる導電性短繊維３０ａを用いることもできる。例えば、白金繊維、金繊維などが挙げられる。
【００８４】
活性炭３２としては、ヤシガラ系の活性炭の他に、フェノール系、レーヨン系、アクリル系、またはピッチ系の活性炭を用いることができる。
【００８５】
バインダーとしては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体、クロロトリエチルフルオロエチル−エチレン共重合体、フッ化ビニリデン共重合体、テトラフルオロエチレン−パーフロロアルキルビニルエーテル共重合体などの含フッ素重合体からなる樹脂を使用することができる。
【００８６】
上記実施形態では、セパレータ１２としてセルロース製不織布を用いたが、セルロース性不織布のほか、ポリエチレン、ポリプロピレン等を用いてもよい。セパレータ１２の厚さは、５〜５０μｍの範囲内で適宜選択することができる。
【００８７】
導電性短繊維３０ａを基材５０上に散布して長尺の導電性不織布３０を製造する際、導電性短繊維３０ａを散布する第１，第２の供給機４０ａ，４０ｂは、底面のスリット４４ａ，４４ｂの短辺ｙが基材５０の進行方向と平行になるように配置してもよい。第１，第２の供給機４０ａ，４０ｂは、底面のスリット４４ａ，４４ｂの長手方向が一致していれば、任意の向きで配置して導電性短繊維３０ａを散布することができる。
【００８８】
スリット４４ａ，スリット４４ｂの大きさやピッチを調節することで、基材５０上に散布される導電性短繊維３０ａの角度を変えることができる。こうすることで、場所により平均角度を異ならせることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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