(57)【要約】【課題】動作温度範囲が従来の水性電解質よりも優れているとともに、繰り返しの可充電率が優れた電気二重層キャパシタ用の水系電解質を提供すること。【解決手段】電気二重層キャパシタ用の水系電解質は、少なくとも第１の塩類と第２の塩類とを包含する溶液を含む。第１の塩類の陽イオンはＬｉ＋、Ｎａ＋またはＫ＋であり、陰イオンはＣｌ−、ＳＯ４２−、ＰＯ４３−またはＮＯ３−である。第２の塩類の陽イオンはＬｉ＋、Ｎａ＋またはＫ＋であり、陰イオンはＯＨ−である。【選択図】図１
2011103430.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気二重層キャパシタ用の水系電解質であって、溶液を含み、前記溶液は、
Ｌｉ＋、Ｎａ＋またはＫ＋である陽イオンと、Ｃｌ−、ＳＯ４２−、ＰＯ４３−またはＮＯ３−である陰イオンとを有する第１の塩類と、
Ｌｉ＋、Ｎａ＋またはＫ＋である陽イオンと、ＯＨ−である陰イオンとを有する第２の塩類と、を含む水系電解質。
【請求項２】
前記第１の塩類の前記陽イオンおよび前記第２の塩類の前記陽イオンは、同一または異なる請求項１に記載の水系電解質。
【請求項３】
前記溶液中における前記第１の塩類の体積濃度が約１０ないし９０％であり、前記溶液中における前記第２の塩類の体積濃度が約１０ないし９０％である請求項１に記載の水系電解質。
【請求項４】
前記第１の塩類の前記陽イオンがＬｉ＋である請求項１に記載の水系電解質。
【請求項５】
前記第１の塩類の前記陰イオンがＮＯ３−である請求項１に記載の水系電解質。
【請求項６】
前記第２の塩類の前記陽イオンがＬｉ＋である請求項１に記載の水系電解質。
【請求項７】
電気二重層キャパシタ用の水系電解質であって、ＬｉＮＯ３およびＬｉＯＨを含有する溶液を含む水系電解質。
【請求項８】
前記水溶液中におけるＬｉＮＯ３の体積濃度が約１０〜９０％であり、前記水溶液中におけるＬｉＯＨの体積濃度が約１０〜９０％である請求項７に記載の水系電解質。
【請求項９】
前記水溶液中におけるＬｉＮＯ３の体積濃度が約８０〜９０％であり、前記水溶液中におけるＬｉＯＨの体積濃度が約１０〜２０％である請求項７に記載の水系電解質。
【請求項１０】
電気二重層キャパシタであって、
一対の分極性電極と、
請求項１ないし９のいずれか一項に記載の水系電解質と、を備え、
前記一対の分極性電極が前記水系電解質に浸漬されている電気二重層キャパシタ。
【請求項１１】
前記一対の分極性電極の間に配設されたセパレータをさらに備える請求項１０に記載の電気二重層キャパシタ。
【請求項１２】
前記一対の分極性電極の各々の表面にそれぞれ配設されている一対の電流コレクタをさらに備える請求項１０に記載の電気二重層キャパシタ。
【請求項１３】
前記一対の分極性電極の材料が炭素質材料を含む請求項１０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】
本発明は水系電解質に関し、特に電気二重層キャパシタ用の水系電解質に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気二重層キャパシタはスーパーキャパシタ（ｓｕｐｅｒ  ｃａｐａｃｉｔｏｒ）とも呼ばれており、電気二重層キャパシタの各単位重量での蓄電量が従来の一般的なキャパシタを遥に凌ぐことがその名前の由来である。また、放電時において、定格電力（ｐｏｗｅｒ  ｒａｔｉｎｇ）もまた数多くの充電池よりも優れている。これ以外にも、電気二重層キャパシタはさらに寿命が長く、繰り返し使用の特性に優れ、動作温度範囲が広いなどの特性を備えている。まさにこのため、電気二重層キャパシタは蓄電および出力エネルギーの両面において注目を集めている。
【０００３】
簡単に言えば、電気二重層キャパシタは構造的に、一対の分極性電極と、この電極間に介在されているセパレータとを備えており、前記電極およびセパレータは電解質中に浸漬されている。分極性電極の間に電位差が生じたとき、電解質中の陽イオンが負極に移動し、陰イオンが陽極に移動し、電気二重層キャパシタ中にてイオン電流が発生する。正電荷または負電荷を帯びたイオンが電極表面にそれぞれ達したとき、これら電極は電解質と電極との間に形成された界面に吸着し、電極上に発生した電界が吸着された電荷をここに保持して、蓄電の目的を達成する。
【０００４】
一般的に、電気二重層キャパシタ中の電解質には電解質溶液または溶融塩電解質が採用される。電解質溶液はその主たる溶剤の種類によって、水系電解質と、有機系電解質または非水系電解質に分けられる。
【０００５】
一般的な有機系電解質は、主に第三級アンモニウム塩または第四級アンモニウム塩を有機溶剤（例えばプロピレンカーボネート、アセトニトリルまたはスルホラン）中に溶解させたものである。一般的な水系電解質は、主に金属塩類（ＩＡ、ＩＩＡ族金属またはアンモニウム塩）を水性溶剤中に溶解させて得られた、例えばＫＯＨまたはＨ２ＳＯ４といった水溶液である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
既存の有機系電解質および水系電解質はその性能および実用性において各々長短がある。
【０００７】
例えば、有機系電解質の長所は、高めの電圧（約２〜３Ｖ）で充電・放電できるとともに、動作温度範囲が広い。しかしながら、有機溶剤は高い動作電圧では分解しやすく、充電・放電の安定性で劣る。また、有機系電解質は内部抵抗が高く、最大放電電力の向上が難しい。有機系電解質のその他の欠点としては、有毒性、揮発性を調整しにくく、長期保存に適さず、製造コストが嵩むことが挙げられる。
【０００８】
一方、水系電解質の長所は内部抵抗が低いので、放電効果を高めることができるところである。また、水系電解質は通常有毒性もなく、製造コストも低い。しかし水系電解質は溶液の絶縁破壊電圧の制限があるので、その適合する動作電圧は低くなってしまう（約１Ｖ未満）。
【０００９】
さらには、優れた導電性を提供すべく、水系電解質は通常いずれも強アルカリ性（ｐＨ値が１３以上）または強酸性（ｐＨ値が２未満）の水溶液であるが、この種の水溶液は極めて強い腐食性があるため、電気二重層キャパシタにおけるその他素子を大きく腐食してしまう。まさにこの水系電解質溶液の強い腐食性により、電気二重層キャパシタの動作温度範囲が狭く、機能の安定性にかけて、パッキングの安定性における問題が生じやすい。
【００１０】
上記問題に鑑み、関連する分野では、電気二重層キャパシタの動作効率およびその他取り扱いの特性を高めるための異なる電解質材料が開示されている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
したがって、本発明の一態様では、動作温度範囲が従来の水性電解質よりも優れているとともに、繰り返しの可充電率が優れた電気二重層キャパシタ用の水系電解質を開示する。
【００１２】
本発明の具体的な実施例によれば、前記水系電解質は、少なくとも第１の塩類と第２の塩類とを含む溶液を少なくとも含む。前記第１の塩類の陽イオンはＬｉ＋、Ｎａ＋またはＫ＋であり、しかもその陰イオンはＣｌ−、ＳＯ４２−、ＰＯ４３−またはＮＯ３−である。前記第２の塩類の陽イオンはＬｉ＋、Ｎａ＋またはＫ＋であり、その陰イオンはＯＨ−である。
【００１３】
本発明の一実施例において、前記第１の塩類および第２の塩類に含まれる陽イオンは同一または異なる陽イオンである。
【００１４】
本発明の一実施例によれば、前記溶液中において、第１の塩類の体積濃度は約１０ないし９０％であり、しかも第２の塩類の体積濃度は約１０ないし９０％である。
【００１５】
本発明の他の実施例によれば、前記第１の塩類に含まれる陽イオンはＬｉ＋である。本発明の他の実施例によれば、前記第１の塩類に含まれる陰イオンはＮＯ３−である。また、本発明の一実施例によれば、前記第２の塩類に含まれる陽イオンはＬｉ＋である。
【００１６】
本発明の一実施例において、前記第１の塩類はＬｉＮＯ３であり、しかも第２の塩類はＬｉＯＨである。
【００１７】
本発明の他の態様では、動作温度範囲が従来の水性電解質よりも優れているとともに、繰り返しの可充電率が優れた電気二重層キャパシタ用の水系電解質を開示する。
【００１８】
本発明の具体的な実施例によれば、前記水系電解質は、ＬｉＮＯ３およびＬｉＯＨを少なくとも含有する溶液を少なくとも含む。
【００１９】
本発明の一実施例によれば、前記溶液中において、ＬｉＮＯ３の体積濃度が約１０ないし９０％であり、しかもＬｉＯＨの体積濃度が約１０ないし９０％である。
【００２０】
本発明のさらに他の実施例において、前記溶液中において、ＬｉＮＯの体積濃度は約８０ないし９０％、しかもＬｉＯＨの体積濃度は約１０ないし２０％である。
【００２１】
本発明のさらに他の態様では、動作温度範囲が従来の水性電解質よりも優れているとともに、繰り返しの可充電率が優れた電気二重層キャパシタを開示する。
【００２２】
本発明の具体的な実施例によれば、前記電気二重層キャパシタは一対の分極性電極と、当該一対の分極性電極を浸す水系電解質とを少なくとも含み、このうち前記水系電解質は本発明の前記態様および実施例にて開示されている水系電解質である。
【００２３】
本発明の一実施例によれば、前記水系電解質中における第１の塩類がＬｉＮＯ３であり、かつ第２の塩類がＬｉＯＨであるとき、ＬｉＮＯ３の電解質水溶液中における体積比は約８０〜９０であり、そしてＬｉＯＨの電解質水溶液中における体積比は約１０〜２０％である。
【００２４】
本発明の他の実施例によれば、前記電気二重層キャパシタは、前記分極性電極の間に配設されているセパレータを少なくとも含む。他の実施例において、前記電気二重層キャパシタは、前記分極性電極の各表面にそれぞれ配設されている少なくとも一対の電流コレクタをさらに含む。
【００２５】
本発明の他の実施例によれば、前記電気二重層キャパシタの分極性電極の材料は炭素質材料を少なくとも含む。
【発明の効果】
【００２６】
上記をまとめるに、本発明の各実施例の技術的思想は従来技術と比較して少なくとも以下のような長所および有益な効果を備える。
（１）腐食性の比較的弱い非強酸性／非強アルカリ性の水性電解質を採用しているので、電気二重層キャパシタの耐久性を高めることができる。
（２）開示した水性電解質および電気二重層キャパシタは動作温度範囲が広い。
（３）開示した水性電解質および電気二重層キャパシタは繰り返しの可充電率が優れている。
【００２７】
下記実施例を参考した後には、本発明の技術分野の当業者であれば本発明の基本的な技術的思想および発明のその他目的、そして本発明で採用する技術的手法および実施態様を容易に理解できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
本発明の上記およびその他の目的、特徴、長所および実施例がより理解しやすくするため、添付の図面の詳細な説明を下記のとおり行う。
【図１】本発明の具体的な実施例に係る電気二重層キャパシタの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明の記述がより詳細にして万全を期すべく、下記では図面を参考して本発明の実施態様および具体的な実施例を説明する。また、本発明の実施例の原理および技術的思想が曖昧にならないように、またはそれにより不必要な制限がなされないようにするため、周知の構成要素および工程は本実施例では説明を割愛する。
【００３０】
電解質の動作機能、動作温度範囲、動作環境での安定性および材料コストなどの各側面から見ると、水系電解質および有機系電解質は各々長所・短所を有する。安全性および環境保全の理念を起点とすれば、水系電解質はより理想的な材料であるので、本発明は既存の水性電解質（特に強アルカリ性または強酸性の水性電解質）の使用上での欠点を改善することを目的としている。また腐食性の問題を解決すべく、本発明の実施例では塩類を電荷キャリアとして採用している。
【００３１】
本発明者は既存の塩類電解質を利用するとともに、これら材料の水溶液中における性質、例えば電解質溶液の静電容量、動作電圧、内部抵抗などの分析を試みた。研究過程において、用いた塩類の陽イオンにはＩＡ族、ＩＩＡ族の塩類およびアンモニウム塩が含まれる。用いた陰イオンには塩素イオン（Ｃｌ−）、硫酸イオン（ＳＯ４２−）、リン酸イオン（ＰＯ４３−）および硝酸イオン（ＮＯ３−）といったイオンなどが含まれる。各種塩類を用いて製造された電解質溶液の動作特性をさらに分析し、発明者は予期せぬ状況下で、前記塩類と第ＩＡ族金属の水酸化物とを混合したとき、得られた水系電解質は数多くの面の特性が前記塩類を単独に使用したとき、または第ＩＡ族の金属の水酸化物を単独で使用したときよりも優れていることを発見した。下記では、本発明の実施例にて開示する水系電解質を詳細に説明するとともに、複数の実施例を列記して動作特性を説明する。
【００３２】
まず、本発明の一態様として電気二重層キャパシタ用の水系電解質を開示する。下記した実験例からは、強アルカリ性を主たる電解質成分とする従来の電解質と比較すると、本発明の実施例にて開示する水系電解質の動作範囲および繰り返しの可充電率が優れていることが判る。また、本発明では混合塩類を電解質の成分としていることから、そのｐＨ値も従来の強酸性水系電解質よりも低いので、電気二重層キャパシタのその他の素子への腐食性は低い。
【００３３】
本発明の具体的な実施例によれば、前記水系電解質は、少なくとも第１の塩類と第２の塩類とを包含する水溶液を少なくとも含む。前記第１の塩類の陽イオンはリチウムイオン（Ｌｉ＋）、ナトリウムイオン（Ｎａ＋）またはカリウムイオン（Ｋ＋）であり、しかもその陰イオンは塩素イオン（Ｃｌ−）、硫酸イオン（ＳＯ４２−）、リン酸イオン（ＰＯ４３−）または硝酸イオン（ＮＯ３−）である。前記第２の塩類は水酸化リチウム（ＬｉＯＨ）、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）または水酸化カリウム（ＫＯＨ）とすることができる。
【００３４】
本発明のいずれかの実施例において、前記第１の塩類および第２の塩類に含まれる陽イオンは同一または異なる陽イオンとすることができる。例えば、硝酸リチウムを第１の塩類とて用いたとき、第２の塩類は水酸化リチウム、水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムとすることができる。
【００３５】
本発明の一実施例によれば、前記溶液中において、第１の塩類の体積濃度は約１０ないし９０％であり、しかも第２の塩類の体積濃度は約１０ないし９０％である。具体的には、第１の塩類および第２の塩類の体積濃度の百分率はそれぞれ１０ないし９０の間（上、下限値を含む）のいずれかの整数または小数とすることができる。本発明の技術分野の当業者であれば、ここにて開示するいずれかの数値範囲にて、前記範囲の間の各数値が具体的に開示されているとみなすということが理解できよう。
【００３６】
本発明の他の実施例によれば、前記塩類に含まれる陽イオンはＬｉ＋である。本発明のまた他の実施例によれば、前記第１の塩類に含まれる陰イオンはＮＯ３−である。また、本発明の一実施例によれば、前記第２の塩類に含まれる陽イオンはＬｉ＋である。
【００３７】
本発明の一実施例において、前記第１の塩類はＬｉＮＯ３であり、第２の塩類はＬｉＯＨである。
【００３８】
本発明の他の態様では、動作温度範囲が従来の水性電解質よりも優れているとともに、繰り返しの可充電率が優れた電気二重層キャパシタ用の水系電解質を開示する。
【００３９】
本発明の具体的な実施例によれば、前記水系電解質は、ＬｉＮＯ３およびＬｉＯＨを少なくとも含有する溶液を少なくとも含む。
【００４０】
本発明の一実施例によれば、前記溶液中において、ＬｉＮＯ３の体積濃度が約１０ないし９０％であり、しかもＬｉＯＨの体積濃度が約１０ないし９０％である。本発明のその他の実施例において、第１の塩類および第２の塩類の体積濃度の百分率はそれぞれ１０ないし９０の間（上、下限値を含む）のいずれかの整数または小数とすることができる。例えば、本発明のさらに他の実施例において、前記溶液中において、ＬｉＮＯ３の体積濃度は約８０ないし９０％、しかもＬｉＯＨの体積濃度は約１０ないし２０％である。
【００４１】
本発明の上記態様に基づいて、本発明のさらに他の態様では電気二重層キャパシタを開示するものであり、これは本発明の前記態様および実施例にて開示した水系電解質を主たる電解質成分としているため、この電気二重層キャパシタの動作温度範囲が従来の水性電解質よりも優れているとともに、繰り返しの可充電率が優れている。
【００４２】
図１は本発明の具体的な実施例に係る電気二重層キャパシタの概略図である。図示するように、電気二重層キャパシタ１００は一対の分極性電極１０２、１０４と、水系電解質１０６とを備え、分極性電極１０２、１０４は水系電解質１０６中に浸漬されている。ここで、電気二重層キャパシタ１００はその他の一般的な電気二重層キャパシタが備えるべき構造、例えばセパレータ１０８と、一対の電流コレクタ１１０、１１２、ハウジング１１４と、リード線１１６、１１８とから構成されてもよいということは想像できる。
【００４３】
分極性電極１０２、１０４は電荷を蓄積するためのものであり、導電性に優れた材料（例えば炭素）を分極性電極１０２、分極性電極１０４の主な材料とすることができる。また、前記電極を多孔質の形態として、高い電荷蓄積能力を備えさせてもよい。例えば、カーボンクロス、カーボンファイバ、カーボンシート、カーボンパウダなどの多孔質の炭素材料を、分極性電極１０２、１０４の主な材料とすることができる。
【００４４】
水系電解質１０６の主たる材料は、本発明の前記態様および具体的な実施例に係るいずれかの水系電解質を含むことができる。例えば、一実施例において、ＬｉＮＯ３およびＬｉＯＨを当該水系電解質の主な成分とするものであり、このうちＬｉＮＯ３の電解質水溶液中における体積濃度は約８０〜９０％であり、そしてＬｉＯＨの電解質水溶液中における体積濃度は約１０〜２０％である。
【００４５】
いずれかの従来または公知の材料および技術でハウジング１１４を製造するか、またはその他適切なパッキング構造を形成して、電気二重層キャパシタ１００の各種構成要素を封止した状態とすることができる。例えば、アルミ箔材質の外部封止材料をハウジング１１４とすることができる。
【００４６】
セパレータ１０８は前記一対の分極性電極１０２、１０４の間に介在されている。セパレータ１０８は、前記一対の分極性電極１０２、１０４の界面に短絡または電極中に蓄積されている電荷が急速に消耗するのを防止するために、前記一対の分極性電極１０２、１０４の間の絶縁手段とすることができる。また、セパレータ１０８は水系電解質１０６中のイオンが通過しやすくするために、通常多孔質の材料である。例えば、セパレータ１０８の材料はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、フッ化した高分子、エポキシ樹脂、アクリル類或いはポリウレタンとすることができる。
【００４７】
一対の電流コレクタ１１０、１１２は前記分極性電極１０２、１０４の各表面にそれぞれ配設されており、分極性電極１０２、１０４内に蓄積されている電荷を集めるとともに、ハウジング１１４から引き出されているリード線１１６、１１８を介して、電気エネルギーを外部の回路（図示しない）に出力するためのものである。一般的には、電流コレクタ１１０、１１２の材質は金属シートとすることができる。任意の金属製導電性材料で金属シートを製作することができ、常用される金属材料は例えばアルミニウム、銅、チタンおよびニッケルなどが挙げられるが、これに限定されるものではない。
【００４８】
本発明の上記態様および具体的な実施例により、異なる様々な水系電解質組成物を製造するとともに、これで電気二重層キャパシタを製造し、様々異なる条件の実験を行って、得られたキャパシタの一定温度および／または循環温度の動作環境での充電効率を試験した。
【００４９】
一定温度での試験において、キャパシタの高温（約７５ないし８５°Ｃ）、常温（約２０ないし２５°Ｃ）および／または低温（約−２５ないし−２０°Ｃ）での充電効率を測定した。そして循環温度試験においては、キャパシタの約−２５ないし約８５℃の循環温度での蓄電効率を測定した。
【００５０】
以下の実施例において、カーボンファイバ（面積１４がｃｍ２；厚みが２ｍｍ；比表面積が１０００ｍ２／ｇ）を分極性電極として、ＰＴＦＥをセパレータ、アルミ箔パッキン材をハウジングとして、さらにはその中に異なる水系電解質組成物を注入して、電気二重層キャパシタを製作した。
【００５１】
キャパシタの性能を測定するに際して、キャパシタを一定の温度および湿度に自動調節する装置内に入れて、キャパシタの特定動作条件における蓄積可能な容量を測定するとともに、その充電効率を計算した。
【００５２】
本件開示において、いわゆる充電効率の定義は一定の回数（または時間）の充電・放電を繰り返した後、前記キャパシタが蓄積可能な静電容量（Ｆｎ）と、室温での初回充電時に蓄積可能な静電容量（Ｆ１）との百分率のことを指す。充電効率の計算方式は下記式のとおりである。
充電効率（％）＝（Ｆｎ／Ｆ１）×１００
【００５３】
表１には、混合リチウム塩電解質（ＬｉＮＯ３：ＬｉＯＨ＝１：９  ｖ／ｖ）、混合ナトリウム塩電解質（ＮａＮＯ３：ＮａＯＨ＝１：９  ｖ／ｖ）または混合カリウム塩電解質（ＫＮＯ３：ＫＯＨ＝１：９  ｖ／ｖ）で製造された電気二重層キャパシタの一定の高温（約７５ないし８５°Ｃ）での試験結果を示している。表２には、表１と同じ電気二重層キャパシタの一定の低温（約−２５ないし−２０°Ｃ）での試験結果を示している。
【００５４】
異なる塩類電解質の一定の高温での試験
【表１】
2011103430.tif 000003
【００５５】
異なる塩類電解質の一定の低温での試験
【表２】
2011103430.tif 000004
【００５６】
実験中において、混合カリウム塩電解質は低温および高温システムにおいて極めて不安定であるため、低温および高温環境下での静電容量を測定できないことが判明した。また一方で、表１および表２の結果からは、混合リチウム塩電解質および混合ナトリウム塩電解質は低温および高温環境下において、充電可能な静電容量が初回充電時の７割以上に達するという理想的な蓄電能力を提供できるということが判る。例えば、混合リチウム塩電解質の電気二重層キャパシタを１２０時間高温試験した後、その蓄積可能な容量値は２７．１３１（ファラド、Ｆとする）であって、室温で初回充電したときの容量値３３．４７０（Ｆ）と比較しても、高温で１２０時間動作した後の充電効率は８１．０６％（（２７．１３１／３３．４７０）×１００％＝８１．０６％）にまで達している。
【００５７】
表３には、一種類のリチウム塩および異なる種類の陽イオンの混合リチウム塩電解質で製造された電気二重層キャパシタの一定の常温（約２０ないし２５°Ｃ）での初回充電における静電容量を示している。表４には、表３と同じ電気二重層キャパシタの一定の低温（約−２５ないし−２０°Ｃ）で２４時間試験を続けて得られた試験結果を示している。
【００５８】
一種類の塩類および混合塩類電解質の一定の常温での試験
【表３】
2011103430.tif 000005
【００５９】
一種類の塩類および混合塩類電解質の一定の低温での試験
【表４】
2011103430.tif 000006
【００６０】
上記のように、従来の水系電解質に用いられる主な成分であるＬｉＯＨの静電容量は高いものの、長時間放置したときには、その溶液の安定性が劣るうえ、ＬｉＯＨは腐食性が強いため、応用において限界がある。
【００６１】
また、電解質が導電性を備えているとき、キャパシタ内部のリーク電流（ｌｅａｋａｇｅ  ｃｕｒｒｅｎｔ）が流れることで、キャパシタが徐々に放電してしまう、いわゆる誘電体漏れ（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｌｅａｋａｇｅ）を引き起こしてしまう。
【００６２】
表３からは、ＬｉＣｌを主たる電解質成分としたとき、蓄積可能な静電容量はＬｉＯＨと大差ないが、ＬｉＣｌの導電性は優れているので、発生するリーク電流は高く（放電する場合には深刻になる）、電気二重層キャパシタの機能から言えば、これは理想的ではないということが判る。
【００６３】
表３および表４からは、本発明の実施例に係る混合塩類を水系電解質とすることで、上記問題を少なくとも部分的に解決することができることが判る。例えば、ＬｉＯＨにＬｉＣｌを加えた混合塩類を水系電解質としたとき、常温で発生するリーク電流（９．６８４ｍＡ）はＬｉＣｌを単一材料して使用したときのリーク電流（１３．５４５ｍＡ）よりも明らかに低くなる。また、ＬｉＯＨにＬｉＮＯ３を加えた混合塩類を水系電解質としたときでも、リーク電流の発生を低減することができる（ＬｉＯＨまたはＬｉＮＯ３を単独で使用したときに比べて）。混合塩類を使用する別の長所は、強アルカリ性に属するＮａＯＨを使用するものに比べて、混合塩類の腐食性は低いので、低温での蓄電効果（表１、表２を参照のこと）および安定性の維持に優れるということである。
【００６４】
表５には、配合比の異なる混合リチウム塩電解質で製造された電気二重層キャパシタの一定の常温（約２０ないし２５°Ｃ）での初回の充電可能容量、および低温（約−２５ないし−２０°Ｃ）、高温（約７５ないし８５°Ｃ）で１時間動作した後の充電可能な静電容量とその蓄電効果を示している。表６には表５と同じ電気二重層キャパシタの同様条件下で２４時間経過した後の試験結果を示している。
【００６５】
混合塩類電解質が１時間動作した後の充電効率
【表５】
2011103430.tif 000007
【００６６】
混合塩類電解質が２４時間動作した後の充電効率
【表６】
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【００６７】
表５および表６の結果からは、ＬｉＯＨ：ＬｉＮＯ３の体積比が約１：９のとき、製造されたキャパシタの低温環境での安定性は極めて優れており、２４時間経過した後も、蓄積可能な静電容量（４４．１２９Ｆ）は初回の蓄積静電容量（４４．４７０Ｆ）の９９．２３％にまで達していることが判る。同時に、高温環境でも一定の充電効率を維持することができる。また、ＬｉＯＨ：ＬｉＮＯ３の体積比が約２：８および６：４となる実施例において、製造されたキャパシタが高温および低温で動作する環境において、いずれも約８０％以上の充電効率を維持することができる。
【００６８】
表７は、ＬｉＯＨの電解質およびＬｉＯＨ：ＬｉＮＯ３の体積比が約１：９となる電解質で製造された電気二重層キャパシタの常温での長時間試験の結果を示している。表８は、表７と同じ電気二重層キャパシタを常温で数回繰り返し利用した後の耐久性試験の結果を示している。
【００６９】
長時間充電効率の試験
【表７】
2011103430.tif 000009
【００７０】
長時間充電効率の試験
【表８】
2011103430.tif 000010
【００７１】
表７および表８に示す結果からは、本発明に係る実施例で開示する混合リチウム塩電解質を水系電解質としたとき、得られたキャパシタは長時間（１０５日以上）経過、または数回の繰り返し充電・放電（１５１回以上）の試験の後も９割以上の充電効率を維持していることが判る。
【００７２】
表９には、ＬｉＯＨ：ＬｉＮＯ３の体積比が１：９となる電解質で製造された電気二重層キャパシタの循環温度（循環範囲：約−２０ないし８０°Ｃ）の環境下での試験結果を示しており、表中には２回繰り返し試験した結果が示されている。
【００７３】
循環温度環境での試験
【表９】
2011103430.tif 000011
【００７４】
表９から、循環温度環境下では、本発明の実施例に係る電気二重層キャパシタが１５０時間の試験を経過した後、充電効率は９割以上に達することが判る。
【００７５】
表１０には、本発明の一部実施例と対照グループにて用いられている電解質組成のｐＨ値を示している。その試験環境は２５°Ｃであるとともに、脱イオン水のｐＨ値が６．６７である。
【００７６】
電解質のｐＨ値
【表１０】
2011103430.tif 000012
【００７７】
表１０から、従来のＫａＯＨ、ＮａＯＨまたはＬｉＯＨなどの強アルカリ性のみを主たる電界材料として用いた電解質と比べると、本発明の具体的な実施例で開示する電気二重層キャパシタ用の水系電解質のｐＨ値は小さく、これにより、ここに開示した水系電解質が腐食性を持たなくなることが判る。
【００７８】
本発明では実施例を上記のように開示したが、これは本発明の保護範囲を限定するためのものではなく、当該分野に習熟する当業者であれば、本発明の技術的思想および範囲を逸脱することなく、各種変更および付加を行うことができるので、本発明の保護範囲は特許請求の範囲により限定されるものを基準とすべきである。
【符号の説明】
【００７９】
１００  電気二重層キャパシタ
１０２、１０４  分極性電極
１０６            水系電解質
１０８            セパレータ
１１０、１１２  電流コレクタ
１１４            ハウジング
１１６、１１８  リード線
【図１】
2011103430.tif 000013