(57)【要約】【課題】分極性電極層と集電体の接着強度を十分に確保しつつ、安定した特性を有し、エネルギー密度を向上させることができるキャパシタの提供を、目的の一とする。【解決手段】集電体上に、カーボンナノファイバーまたはカーボンナノチューブを６０ｗｔ％〜９０ｗｔ％、好ましくは７０ｗｔ％〜８０ｗｔ％の割合で含有するバッファー層を形成した後、該バッファー層上に分極性電極層を形成することで、集電体上に、バッファー層と、分極性電極層とが順に積層された一対の電極を得る。そして、上記一対の電極を、電解液中においてセパレータを間に挟んで分極性電極層が互いに向き合うように対向させることで、キャパシタを形成する。【選択図】図１
2011097036.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解液中において、一対の電極間にセパレータを有し、
前記一対の電極は、集電体と、活性炭を含む分極性電極層と、前記集電体と前記分極性電極層の間に設けられたバッファー層とを有し、
前記一対の電極の少なくとも一つが有する前記バッファー層は、カーボンナノファイバーまたはカーボンナノチューブを含むキャパシタ。
【請求項２】
電解液中において、一対の電極間にセパレータを有し、
前記一対の電極は、集電体と、活性炭を含む分極性電極層と、前記集電体と前記分極性電極層の間に設けられたバッファー層とを有し、
前記一対の電極の少なくとも一つが有する前記バッファー層は、６０ｗｔ％以上９０ｗｔ％以下のカーボンナノファイバーまたはカーボンナノチューブを含むキャパシタ。
【請求項３】
電解液中において、一対の電極間にセパレータを有し、
前記一対の電極は、集電体と、活性炭を含む分極性電極層と、前記集電体と前記分極性電極層の間に設けられたバッファー層とをそれぞれ有し、
前記一対の電極の一方は、前記分極性電極層にリチウムイオンが添加されており、
前記電解液は、リチウム塩を電解質として含み、
前記バッファー層は、カーボンナノファイバーまたはカーボンナノチューブを含むキャパシタ。
【請求項４】
電解液中において、一対の電極間にセパレータを有し、
前記一対の電極は、集電体と、活性炭を含む分極性電極層と、前記集電体と前記分極性電極層の間に設けられたバッファー層とをそれぞれ有し、
前記一対の電極の一方は、前記分極性電極層にリチウムイオンが添加されており、
前記電解液は、リチウム塩を電解質として含み、
前記バッファー層は、６０ｗｔ％以上９０ｗｔ％以下のカーボンナノファイバーまたはカーボンナノチューブを含むキャパシタ。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項において、前記分極性電極層は塗布法で形成されているキャパシタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気二重層キャパシタ、またはリチウムイオンキャパシタなどのハイブリッドキャパシタに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気二重層キャパシタやリチウムイオンキャパシタなどのキャパシタは、誘電体を分子レベルにまで薄くでき、多孔質な活性炭により電極の単位体積当たりの表面積を広くすることができるので、数Ｆ〜数千Ｆもの極めて大きい静電容量が得られる。そして、上記キャパシタは、充放電が速く、パワー密度が１ｋＷ／ｋｇを超えているため、瞬間的に大電力を供給することが可能である。また、キャパシタは、充放電による劣化が少ないので信頼性が高く、内部抵抗が数ｍΩ程度と低いので損失が小さく、発熱しにくいため安全性が高い。そのため、太陽光発電や風力発電の蓄電用、自動車の補助電源、電子機器のバックアップ電源など、様々な用途において実用化がなされている。
【０００３】
キャパシタは、アルミニウムなどの集電体上に、活物質を含む分極性電極層が積層された一対の電極を、セパレータを間に挟んで電解液中で対向させた構造を有している。一対の電極間に電圧を印加すると、電場によって電解液中の陰イオンが正極側に、陽イオンが負極側に引き寄せられ、この結果、電極と電解液との界面近傍に、静電容量を有する電気二重層が形成される。
【０００４】
電極に用いられている分極性電極層は、活物質である活性炭と、活物質を結着させるバインダーと、分極性電極層の導電性を高めるための導電助剤とを主に含んでいる。そして、上記活性炭、バインダー及び導電助剤を混合させることで得られるスラリー状の合材を、アルミニウムなどの集電体上に塗布し、乾燥させた後、プレス機などで圧力をかけるプレス処理を行うことにより、分極性電極層が集電体上に積層されたキャパシタ用の電極を形成することができる。このように、合材を塗布することで電極を形成する塗布法は、圧延により形成された分極性電極層を集電体に接着剤で貼り付けて電極を形成する圧延法に比べて、歩留まりが高く、製造スピードも速いため、キャパシタの製造コストを抑えることができる。
【０００５】
下記特許文献１には、塗布型電極を用いたキャパシタについて記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−０８０８４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記塗布法において行われるプレス処理は、均一な厚さの分極性電極層を形成してキャパシタの特性を安定化させる、或いは、活物質の密度を高めることで活性炭どうしの結着を促進させて電極の抵抗を下げ、キャパシタのエネルギー密度を向上させる、といった点で、キャパシタの性能を左右する非常に重要なプロセスの一つである。しかし、分極性電極層の均一性を確保するため、或いは活物質の密度を高めるために、プレス処理の圧力を上げすぎると、分極性電極層と集電体の間の接着強度が落ちてしまい、プレス処理後において分極性電極層が集電体から剥離しやすくなる。
【０００８】
分極性電極層に用いられるバインダーの割合を増加させることで、分極性電極層と集電体の接着強度をある程度高めることはできる。しかし、バインダー自体は絶縁物であることが多い。よって、接着強度を高めるために単純にバインダーの割合を増やすと、電極の抵抗が高まることでキャパシタの内部抵抗が高くなり、短時間で充放電できるというキャパシタのメリットが阻害されてしまう。
【０００９】
本発明は上述の課題に鑑み、プレス処理において、分極性電極層の均一性を確保し、活物質の密度を十分に高められる程度の十分な圧力をかけることができ、なおかつ分極性電極層が集電体からはがれるのを防ぐことができる、キャパシタの作製方法を提供することを、目的の一とする。また、本発明は上述の課題に鑑み、分極性電極層と集電体の接着強度を十分に確保しつつ、安定した特性を有し、エネルギー密度を向上させることができるキャパシタの提供を、目的の一とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
集電体上に、カーボンナノファイバーまたはカーボンナノチューブを６０ｗｔ％〜９０ｗｔ％、好ましくは７０ｗｔ％〜８０ｗｔ％の割合で含有するバッファー層を形成した後、該バッファー層上に分極性電極層を形成することで、集電体上に、バッファー層と、分極性電極層とが順に積層された電極を得る。そして、上記電極を２つ用意し、電解液中においてセパレータを間に挟んで分極性電極層が互いに向き合うように対向させることで、キャパシタを形成する。
【００１１】
カーボンナノファイバーは、繊維断面の最長径が１０ｎｍ〜１０００ｎｍ、長さ数μｍ〜数百μｍの繊維状炭素であるものを含む。その断面の形状は、円形、楕円形、矩形または多角形であっても良い。カーボンナノチューブは、繊維断面の最長径が１ｎｍ〜１０ｎｍ、長さ数十ｎｍ〜数μｍの繊維状炭素であるものを含む。その断面の形状は、通常円形である。
【００１２】
具体的に、バッファー層は、カーボンナノファイバーまたはカーボンナノチューブと、バインダーとして機能する樹脂とを混合することで得られる合材を、集電体上に塗布し、乾燥させることで、形成することができる。また、分極性電極層は、活物質である活性炭と、バインダーとして機能する樹脂とを混合することで得られる合材を、上記バッファー層上に塗布し、乾燥させた後、圧力をかけるプレス処理を施すことで、形成することができる。プレス処理を施す際に、加熱処理を並行して行うようにしても良い。
【００１３】
また、上記バッファー層と、分極性電極層とは、各層の導電性を高めるための導電助剤を含んでいても良い。
【００１４】
なお、キャパシタは、電気二重層キャパシタであっても良いし、一対の電極のいずれか一方が電気二重層を構成し、他方が酸化還元反応を使用したハイブリッドキャパシタであっても良い。ハイブリッドキャパシタとして、例えば、正極が電気二重層を構成し、負極がリチウムイオン二次電池を構成している、リチウムイオンキャパシタが含まれる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の一態様では、上記構成により、キャパシタの形成において、分極性電極層の均一性を確保し、活物質の密度を十分に高められる程度の十分な圧力をかけることができ、なおかつ分極性電極層が集電体からはがれるのを防ぐことができる。また、本発明の一態様により、分極性電極層と集電体の接着強度を十分に確保しつつ、安定した特性を有し、エネルギー密度を向上させることができるキャパシタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】電気二重層キャパシタの構成を示す模式図。
【図２】キャパシタの作製方法を示す図。
【図３】リチウムイオンキャパシタの構成を示す模式図。
【図４】積層型キャパシタの構成を示す図。
【図５】コイン型キャパシタの構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下では、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。したがって、本発明は、以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００１８】
（実施の形態１）
図１を用いて、本発明の一態様に係る電気二重層キャパシタの構成について説明する。図１に示すキャパシタは、電極１０１と電極１０２とが、電解液１０３中において、セパレータ１０４を間に挟んで対向している。電極１０１は、集電体１０６と、集電体１０６に接するバッファー層１０７と、バッファー層１０７に接する分極性電極層１０８とを有している。バッファー層１０７は、集電体１０６と分極性電極層１０８の間に設けられている。同様に、電極１０２は、集電体１０９と、集電体１０９に接するバッファー層１１０と、バッファー層１１０に接する分極性電極層１１１とを有している。バッファー層１１０は、集電体１０９と分極性電極層１１１の間に設けられている。また、分極性電極層１０８と分極性電極層１１１とは、互いに向き合っている。
【００１９】
集電体１０６と集電体１０９は、電気伝導率が高く、電解液１０３中において安定である金属材料を用いることが好ましい。例えば、集電体１０６と集電体１０９として、アルミニウム、ニッケル、銅、鉄、タングステン、金、白金、チタンなどの金属材料、これら金属材料を主成分とする合金材料や、ステンレスの他、導電性樹脂などを用いることができる。集電体１０６と集電体１０９とは、上記材料を薄く平らにのばした箔状、シート状或いはフィルム状と呼ばれる形状であることが望ましい。集電体１０６と集電体１０９により、キャパシタの外部に電流を取り出すことができる。
【００２０】
なお、集電体１０６とバッファー層１０７の接着強度を高めるために、バッファー層１０７側における集電体１０６の表面は、エッチング等により微細な凹凸が形成されていても良い。また、集電体１０９とバッファー層１１０の接着強度を高めるために、バッファー層１１０側における集電体１０９の表面は、エッチング等により微細な凹凸が形成されていても良い。
【００２１】
分極性電極層１０８、分極性電極層１１１は、活性炭などの活物質と、活物質どうしを結着させるためのバインダーとして機能する樹脂とが用いられている。分極性電極層１０８、分極性電極層１１１の抵抗を下げるために、導電助剤が添加されていても良い。活性炭は一グラムあたりの比表面積が数百ｍ２〜数千ｍ２と非常に大きいので、分極性電極層１０８、分極性電極層１１１の活物質として用いることで、キャパシタの静電容量を高めることができる。
【００２２】
分極性電極層１０８、分極性電極層１１１に添加される導電助剤は、分極性電極層１０８、分極性電極層１１１の抵抗を下げることができる材料、例えばアセチレンブラック、ケッチェンブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラックなどのカーボンブラック、黒鉛、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバーを用いることができる。また、導電助剤として、アルミニウム、ニッケル、銅、銀などの金属微粒子、金属繊維などを用いることもできる。
【００２３】
バインダーとして機能する樹脂は、活性炭どうしを結着させることができる材料を用いる。例えば、バインダーには、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）などのフッ素系バインダー、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＡＢＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）などのエラストマー系バインダー、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、その他バインダーとして利用されている公知の材料を用いることができる。
【００２４】
バッファー層１０７とバッファー層１１０は、カーボンナノファイバーまたはカーボンナノチューブを６０ｗｔ％〜９０ｗｔ％、好ましくは７０ｗｔ％〜８０ｗｔ％の割合で含有する層である。また、バッファー層１０７とバッファー層１１０は、カーボンナノファイバーまたはカーボンナノチューブの他に、バインダーとして機能する樹脂を含む。バッファー層１０７とバッファー層１１０の抵抗を低くするために、導電助剤が添加されていても良い。
【００２５】
カーボンナノファイバーは、繊維断面の最長径が１０ｎｍ〜１０００ｎｍ、長さ数μｍ〜数百μｍの繊維状炭素であるものを含む。その断面の形状は、円形、楕円形、矩形または多角形であっても良い。カーボンナノチューブは、繊維断面の最長径が１ｎｍ〜１０ｎｍ、長さ数十ｎｍ〜数μｍの繊維状炭素であるものを含む。その断面の形状は、通常円形である。カーボンナノチューブは、単層のシングルウォールナノチューブ（ＳＷＮＴ）、多層のマルチウォールナノチューブ（ＭＷＮＴ）であっても良い。
【００２６】
バインダーとして機能する樹脂は、カーボンナノファイバーまたはカーボンナノチューブどうしを結着させることができる材料を用いる。例えば、バインダーには、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）などのフッ素系バインダー、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＡＢＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）などのエラストマー系バインダー、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、その他バインダーとして利用されている公知の材料を用いることができる。
【００２７】
本発明の一態様では、上記構成を有するバッファー層１０７を用いることで、集電体１０６と分極性電極層１０８の接着強度を高め、分極性電極層１０８が集電体１０６から剥離するのを防ぐことが出来る。また、上記構成を有するバッファー層１１０を用いることで、集電体１０９と分極性電極層１１１の接着強度を高め、分極性電極層１１１が集電体１０９から剥離するのを防ぐことが出来る。
【００２８】
バッファー層１０７とバッファー層１１０に添加される導電助剤は、バッファー層１０７とバッファー層１１０の抵抗を下げることができる材料、例えば、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラックなどのカーボンブラック、黒鉛を用いることができる。また、導電助剤として、アルミニウム、ニッケル、銅、銀などの金属微粒子、金属繊維などを用いることもできる。
【００２９】
セパレータ１０４は、電極１０１と電極１０２の接触を防ぎ、なおかつ電解液１０３中の陽イオンと陰イオンを通過させるイオン導電性を有し、電解液１０３に溶解しにくい素材を用いる。例えば、セパレータ１０４として、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリオレフィン、ビニロン、ポリエステル、ナイロンや芳香族ポリアミドなどのポリアミド、ポリイミド、を含む合成樹脂、レーヨン、キュプラなどの再生セルロース繊維を含むセルロース繊維、マニラ麻、クラフト紙、ガラス繊維などを用いることができる。また上記材料を複数混抄することで得られる織布、不織布を用いることができる。
【００３０】
電解液１０３は、電解質を溶媒に溶かした溶液であり、主に水溶液系と有機系（非水溶液系）とに分類できる。有機系の電解液１０３の溶媒として、例えば、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）、およびビニレンカーボネート（ＶＣ）などの環状カーボネート類、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、メチルプロピルカーボネート（ＭＰＣ）、メチルイソブチルカーボネート（ＭＩＢＣ）、およびジプロピルカーボネート（ＤＰＣ）などの非環状カーボネート類、スルホラン（ＳＬ）、３メチルスルホラン（ＭＳＬ）などのスルホン類、アセトニトリルなどのニトリル類、メタノールなどのアルコール類、ギ酸メチル、酢酸メチル、プロピオン酸メチル、およびプロピオン酸エチルなどの非環状カルボン酸エステル類、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン等の環状エステル類、ジメトキシメタン、１，２−ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、１，２−ジエトキシエタン（ＤＥＥ）、およびエトキシメトキシエタン（ＥＭＥ）等の非環状エーテル類、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン等の環状エーテル類、ジメチルスルホキシド、１，３−ジオキソラン等やリン酸トリメチル、リン酸トリエチル、およびリン酸トリオクチルなどのアルキルリン酸エステルやそのフッ化物があり、これらの一種または二種以上を混合して使用する。
【００３１】
また、電解質に用いるイオン化合物は、陰イオン側に、四フッ化ホウ酸（ＢＦ４）、ヘキサフルオロリン酸（ＰＦ６）、過塩素酸（ＣｌＯ４）、ビストリフルオロメチルスルホニルイミド（（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ）などを用いることができる。そして、陽イオン側には、リチウムの他、トリエチルメチルアンモニウム、テトラメチルアンモニウム（（ＣＨ３）４Ｎ）、テトラエチルアンモニウム（（Ｃ２Ｈ５）４Ｎ）などのアンモニウム類、エチルメチルイミダゾリウムなどのアミジン類などを用いることができる。電解質の濃度は、０．１ｍｏｌ／ｌ〜５ｍｏｌ／ｌ、好ましくは１ｍｏｌ／ｌ〜１．５ｍｏｌ／ｌとする。
【００３２】
電解質とその溶媒は、溶媒内における電解質の溶解度が高く、イオン化しやすい組み合わせであることが望ましく、それを考慮して上記溶媒と電解質の組み合わせを決める。
【００３３】
なお、高分子ポリマーと有機可塑剤を上記溶媒に加えて、電解液をゲル化しておいても良い。
【００３４】
また、溶媒を用いずに液体のままの電解質であるイオン液体を、電解液１０３として用いても良い。イオン液体には、例えば、１−エチル−３−メチルイミダゾールカチオン、四フッ化ホウ酸イオン（ＢＦ４−）、ヘキサフルオロリン酸アニオン（ＰＦ６−）などを用いることができる。
【００３５】
図１では、キャパシタの外部に設けられた充電器１０５が、集電体１０６と集電体１０９に接続されている。充電器１０５は電流源であり、充電器１０５から電極１０１と電極１０２の間に電流を供給することで、電解液１０３中の陰イオンが正極である電極１０１側に、陽イオンが負極である電極１０２側に引き寄せられる。この結果、電極１０１と電解液１０３の界面近傍と、電極１０２と電解液１０３の界面近傍に、それぞれ静電容量を有する電気二重層が形成されることで、キャパシタに電荷が蓄積される。
【００３６】
なお、充電後において電極１０１と電極１０２とが負荷に接続されると、電気二重層に蓄積された電荷が放電されることで、充電器１０５による充電時とは逆の方向に電流が流れる。
【００３７】
なお、本実施の形態では、集電体の片面にのみ分極性電極層を形成しているキャパシタの構成について説明しているが、本発明はこの構成に限定されない。分極性電極層を集電体の両面に形成するようにしても良い。この場合も、分極性電極層と集電体との間に、バッファー層を設ける。
【００３８】
（実施の形態２）
図３を用いて、本発明の一態様に係るリチウムイオンキャパシタの構成について説明する。図３に示すキャパシタは、電極３０１と電極３０２とが、電解液３０３中において、セパレータ３０４を間に挟んで対向している。電極３０１は、集電体３０６と、集電体３０６に接するバッファー層３０７と、バッファー層３０７に接する分極性電極層３０８とを有している。バッファー層３０７は、集電体３０６と分極性電極層３０８の間に設けられている。同様に、電極３０２は、集電体３０９と、集電体３０９に接するバッファー層３１０と、バッファー層３１０に接する分極性電極層３１１とを有している。バッファー層３１０は、集電体３０９と分極性電極層３１１の間に設けられている。また、分極性電極層３０８と分極性電極層３１１とは、互いに向き合っている。
【００３９】
集電体３０６と集電体３０９は、実施の形態１で示した集電体１０６と集電体１０９と同様に、電気伝導率が高く、電解液３０３中において安定である金属材料を用いることが好ましい。例えば、集電体３０６と集電体３０９として、アルミニウム、ニッケル、銅、鉄、タングステン、金、白金、チタンなどの金属材料、これら金属材料を主成分とする合金材料や、ステンレスの他、導電性樹脂などを用いることができる。集電体３０６と集電体３０９とは、上記材料を薄く平らにのばした箔状、シート状或いはフィルム状と呼ばれる形状であることが望ましい。集電体３０６と集電体３０９により、キャパシタの外部に電流を取り出すことができる。
【００４０】
なお、集電体３０６とバッファー層３０７の接着強度を高めるために、バッファー層３０７側における集電体３０６の表面は、エッチング等により微細な凹凸が形成されていても良い。集電体３０９とバッファー層３１０の接着強度を高めるために、バッファー層３１０側における集電体３０９の表面は、エッチング等により微細な凹凸が形成されていても良い。
【００４１】
分極性電極層３０８、分極性電極層３１１は、実施の形態１で示した分極性電極層１０８、分極性電極層１１１と同様に、活性炭などの活物質と、活物質どうしを結着させるためのバインダーとして機能する樹脂とが用いられている。ただし、負極に相当する電極３０２が有する分極性電極層３１１には、リチウムイオンが吸蔵されている。リチウムイオンの吸蔵は、公知のプレドープ処理を用いて行うことができる。プレドープ処理は、例えば、別途用意したリチウムイオンを含む電解液中において、上記電極３０２と、参照電極との間に０．１Ｖ〜数Ｖの電圧を印加することで、行うことができる。或いは、リチウム箔を分極性電極層３１１上に圧着することで短絡させておき、その状態で別途形成しておいた正極である電極３０１と、電解液３０３中においてセパレータ３０４を間に挟んで対向させるセル組を行うことで、プレドープ処理とセル組を並行して行うことができる。
【００４２】
なお、分極性電極層３０８、分極性電極層３１１の抵抗を下げるために、導電助剤が添加されていても良い。活性炭は一グラムあたりの比表面積が数百ｍ２〜数千ｍ２と非常に大きいので、分極性電極層３０８、分極性電極層３１１の活物質として用いることで、キャパシタの静電容量を高めることができる。
【００４３】
分極性電極層３０８、分極性電極層３１１に添加される導電助剤は、実施の形態１で示した分極性電極層１０８、分極性電極層１１１と同様に、分極性電極層３０８、分極性電極層３１１の抵抗を下げることができる材料、例えばアセチレンブラック、ケッチェンブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラックなどのカーボンブラック、黒鉛、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバーを用いることができる。また、導電助剤として、アルミニウム、ニッケル、銅、銀などの金属微粒子、金属繊維などを用いることもできる。
【００４４】
バインダーとして機能する樹脂は、活性炭どうしを結着させることができる材料を用いる。例えば、バインダーには、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）などのフッ素系バインダー、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＡＢＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）などのエラストマー系バインダー、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、その他バインダーとして利用されている公知の材料を用いることができる。
【００４５】
バッファー層３０７とバッファー層３１０は、カーボンナノファイバーまたはカーボンナノチューブを６０ｗｔ％〜９０ｗｔ％、好ましくは７０ｗｔ％〜８０ｗｔ％の割合で含有する層である。また、バッファー層３０７とバッファー層３１０は、カーボンナノファイバーまたはカーボンナノチューブの他に、バインダーとして機能する樹脂を含む。バッファー層３０７とバッファー層３１０の抵抗を低くするために、導電助剤が添加されていても良い。
【００４６】
カーボンナノファイバーは、繊維断面の最長径が１０ｎｍ〜１０００ｎｍ、長さ数μｍ〜数百μｍの繊維状炭素であるものを含む。その断面の形状は、円形、楕円形、矩形または多角形であっても良い。カーボンナノチューブは、繊維断面の最長径が１ｎｍ〜１０ｎｍ、長さ数十ｎｍ〜数μｍの繊維状炭素であるものを含む。その断面の形状は、通常円形である。カーボンナノチューブは、単層のシングルウォールナノチューブ（ＳＷＮＴ）、多層のマルチウォールナノチューブ（ＭＷＮＴ）であっても良い。
【００４７】
バインダーとして機能する樹脂は、カーボンナノファイバーまたはカーボンナノチューブどうしを結着させることができる材料を用いる。例えば、バインダーには、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）などのフッ素系バインダー、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＡＢＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）などのエラストマー系バインダー、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、その他バインダーとして利用されている公知の材料を用いることができる。
【００４８】
本発明の一態様では、上記構成を有するバッファー層３０７を用いることで、集電体３０６と分極性電極層３０８の接着強度を高め、分極性電極層３０８が集電体３０６から剥離するのを防ぐことが出来る。また、上記構成を有するバッファー層３１０を用いることで、集電体３０９と分極性電極層３１１の接着強度を高め、分極性電極層３１１が集電体３０９から剥離するのを防ぐことが出来る。
【００４９】
バッファー層３０７とバッファー層３１０に添加される導電助剤は、バッファー層３０７とバッファー層３１０の抵抗を下げることができる材料、例えばアセチレンブラック、ケッチェンブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラックなどのカーボンブラック、黒鉛、を用いることができる。また、導電助剤として、アルミニウム、ニッケル、銅、銀などの金属微粒子、金属繊維などを用いることもできる。
【００５０】
セパレータ３０４は、電極３０１と電極３０２の接触を防ぎ、なおかつ電解液３０３中の陽イオンと陰イオンを通過させるイオン導電性を有し、電解液３０３に溶解しにくい素材を用いる。例えば、セパレータ３０４として、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリオレフィン、ビニロン、ポリエステル、ナイロンや芳香族ポリアミドなどのポリアミド、ポリイミド、を含む合成樹脂、レーヨン、キュプラなどの再生セルロース繊維を含むセルロース繊維、マニラ麻、クラフト紙、ガラス繊維などを用いることができる。また上記材料を複数混抄することで得られる織布、不織布を用いることができる。
【００５１】
電解液３０３は、電解質を溶媒に溶かした溶液であり、主に水溶液系と有機系（非水溶液系）とに分類できる。有機系の電解液３０３の溶媒として、例えば、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）、およびビニレンカーボネート（ＶＣ）などの環状カーボネート類、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、メチルプロピルカーボネート（ＭＰＣ）、メチルイソブチルカーボネート（ＭＩＢＣ）、およびジプロピルカーボネート（ＤＰＣ）などの非環状カーボネート類、スルホラン（ＳＬ）、３メチルスルホラン（ＭＳＬ）などのスルホン類、アセトニトリルなどのニトリル類、メタノールなどのアルコール類、ギ酸メチル、酢酸メチル、プロピオン酸メチル、およびプロピオン酸エチルなどの非環状カルボン酸エステル類、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン等の環状エステル類、ジメトキシメタン、１，２−ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、１，２−ジエトキシエタン（ＤＥＥ）、およびエトキシメトキシエタン（ＥＭＥ）等の非環状エーテル類、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン等の環状エーテル類、ジメチルスルホキシド、１，３−ジオキソラン等やリン酸トリメチル、リン酸トリエチル、およびリン酸トリオクチルなどのアルキルリン酸エステルやそのフッ化物があり、これらの一種または二種以上を混合して使用する。
【００５２】
また、電解質に用いるイオン化合物は、リチウム塩、例えば、塩化リチウム（ＬｉＣｌ）、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ４）、四フッ化ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ４）、六フッ化砒酸リチウム（ＬｉＡｓＦ６）、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）、リチウムビストリフルオロメタンスルホンイミド（ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２）等を一種または二種以上を組み合わせて使用することができる。電解質の濃度は、０．１ｍｏｌ／ｌ〜５ｍｏｌ／ｌ、好ましくは１ｍｏｌ／ｌ〜１．５ｍｏｌ／ｌとする。
【００５３】
電解質とその溶媒は、溶媒内における電解質の溶解度が高く、イオン化しやすい組み合わせであることが望ましく、それを考慮して上記溶媒と電解質の組み合わせを決める。
【００５４】
なお、高分子ポリマーと有機可塑剤を上記溶媒に加えて、電解液をゲル化しておいても良い。
【００５５】
図３では、キャパシタの外部に設けられた充電器３０５が、集電体３０６と集電体３０９に接続されている。充電器３０５は電流源であり、充電器３０５から電極３０１と電極３０２の間に電流を供給することで、電解液３０３中の陰イオンが正極である電極３０１側に、陽イオンが負極である電極３０２側に引き寄せられる。この結果、電極３０１と電解液３０３の界面近傍と、電極３０２と電解液３０３の界面近傍に、それぞれ静電容量を有する電気二重層が形成されることで、キャパシタに電荷が蓄積される。さらに、リチウムイオンキャパシタでは、負極である電極３０２の分極性電極層３１１中の炭素と、電解液３０３中のリチウムイオンの化学反応により充電が行われる。具体的には、充電時においてリチウムイオンと炭素の結合が促進される。負極である電極３０２の分極性電極層３１１が有するリチウムイオンによって、負極の静電容量が増大されているので、電気二重層キャパシタに比べてリチウムイオンキャパシタはエネルギー密度が高い。
【００５６】
なお、充電後において電極３０１と電極３０２とが負荷に接続されると、電気二重層に蓄積された電荷が放電されることで、また、電極３０２においてリチウムイオンと炭素の結合が切れることで、充電器３０５による充電時とは逆の方向に電流が流れる。
【００５７】
なお、本実施の形態では、集電体の片面にのみ分極性電極層を形成しているキャパシタの構成について説明しているが、本発明はこの構成に限定されない。分極性電極層を集電体の両面に形成するようにしても良い。この場合も、分極性電極層と集電体との間に、バッファー層を設ける。
【００５８】
本発明は、上記実施の形態と組み合わせて実施することができる。
【００５９】
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様に係るキャパシタが有する、電極の作製方法について説明する。
【００６０】
まず、図２（Ａ）に示すように、集電体２０１上にバッファー層２０２を形成する。
【００６１】
集電体２０１には、実施の形態１において、集電体１０６と集電体１０９の具体例として示したものを用いることができる。本実施の形態では、アルミニウム箔を集電体２０１として用いた。
【００６２】
バッファー層２０２は、実施の形態１で示したとおり、カーボンナノファイバーまたはカーボンナノチューブを６０ｗｔ％〜９０ｗｔ％、好ましくは７０ｗｔ％〜８０ｗｔ％の割合で含有する層である。また、バッファー層２０２は、カーボンナノファイバーまたはカーボンナノチューブの他に、バインダーとして機能する樹脂を含む。
【００６３】
本実施の形態では、気相法炭素繊維である昭和電工株式会社製のＶＧＣＦ（登録商標）を、バインダーとして機能するポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）と、溶媒であるＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）を混ぜ合わせることでスラリー状の混合物である合材とし、集電体２０１上に塗布した。ＶＧＣＦとＰＶＤＦの重量比は、集電体２０１上に塗布する前の、スラリー状の混合物の状態で、それぞれ７１．４ｗｔ％、２８．６ｗｔ％であった。また、カーボンナノファイバーまたはカーボンナノチューブ、及びバインダーで形成される混合物と、溶媒の重量比は、１対４とした。
【００６４】
なお、バッファー層２０２となる合材に用いられる溶媒は、合材を集電体２０１上に均一に塗布するのに十分な流動性が得られる程度の、固形分濃度となるように、その量を調整することが望ましい。また、合材を塗布することで得られる膜は、乾燥前の状態において膜厚５μｍ〜２０μｍとなるように、溶媒の量を調整することが望ましい。
【００６５】
また、溶媒は上記材料に限定されず、カーボンナノファイバーまたはカーボンナノチューブと、バインダーが十分に液中において分散され、化学的に安定であり、なおかつフィルム化が可能な程度の粘度が得られる溶媒であれば良い。例えば、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）の他に、キシレン、水などを用いても良い。
【００６６】
バッファー層２０２となる合材は、具体的には、まずＶＧＣＦとＰＶＤＦを１５分間混合した後、溶媒であるＮＭＰを１５分間混合させることで作製した。混合は、伊藤製作所社製のボールミリング装置にて、メカニカルアロイング法（ＭＡ法）で行った。具体的には、φ５ｍｍのボールと合材の材料とを不活性ガス雰囲気中でミルポット内に封入し、ミルポットを回転数３００ｒｐｍにて回転させることで、合材の作製を行った。
【００６７】
なお、本実施の形態では、バッファー層２０２となる合材の作製にボールミリング装置を用いたが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、合材の作製に、ロールミル装置、ペブルミル装置、サンドミル装置、その他の攪拌装置または捏和装置を用いることができる。
【００６８】
バッファー層２０２となる合材の塗布には、メタルマスクを用いた印刷法、ディップコート法、スプレーコート法、ロールコート法、ドクターブレード法、グラビアコート法、スクリーン印刷法など、公知の塗布法を用いることができる。本実施の形態では、ドクターブレード法を用いて、バッファー層２０２となる合材の、集電体２０１への塗布を行った。
【００６９】
ＶＧＣＦとＰＶＤＦの混合物を集電体２０１上に塗布した後、乾燥させることで、膜厚８μｍのバッファー層２０２を形成した。具体的に、本実施の形態では、大気雰囲気下において１２０℃、３０分間の加熱処理を施すことで、乾燥を行った。
【００７０】
次に、図２（Ｂ）に示すように、分極性電極層を形成するための合材を、バッファー層２０２上に塗布した後、乾燥させることで、分極性電極層２０３を形成した。分極性電極層を形成するための合材は、活物質である活性炭と、バインダーとして機能する樹脂と、溶媒とを混合することで得られるスラリー状の混合物である。上記合材に、導電助剤を加えても良い。
【００７１】
本実施の形態では、活物質である活性炭と、導電助剤であるＶＧＣＦと、バインダーであるＰＶＤＦを、それぞれ８４．１ｗｔ％、７ｗｔ％、８．９ｗｔ％の重量比で混ぜ合わせた混合物に、さらに溶媒としてＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）を加えることで、合材を形成した。活物質、導電助剤及びバインダーで形成される混合物と、溶媒の重量比は、１対４とした。
【００７２】
また、活物質と、導電助剤と、バインダーの重量比は本実施の形態に示した構成に限定されない。例えば、活物質が７０ｗｔ％以上９０ｗｔ％以下、導電助剤が３ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下、バインダーが１０ｗｔ％以上２０ｗｔ％以下とし、なおかつ各構成材料は、その合計が１００ｗｔ％を超えない重量比とする。
【００７３】
なお、分極性電極層を形成するための合材に用いられる溶媒は、合材をバッファー層２０２上に均一に塗布するのに十分な流動性が得られる程度の、固形分濃度となるように、その量を調整することが望ましい。また、合材を塗布することで得られる膜は、乾燥前の状態において膜厚５０μｍ〜３００μｍとなるように、溶媒の量を調整することが望ましい。
【００７４】
また、溶媒は上記材料に限定されず、活物質と、導電助剤と、バインダーが十分に液中において分散され、化学的に安定であり、なおかつフィルム化が可能な程度の粘度が得られる溶媒であれば良い。例えば、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）の他に、キシレン、水などを用いても良い。
【００７５】
分極性電極層を形成するための合材は、具体的には、まず活性炭とＶＧＣＦを１５分間混合した後、ＰＶＤＦを追加して更に１５分間混合し、その後、溶媒であるＮＭＰを１５分間混合させることで作製した。混合は、伊藤製作所社製のボールミリング装置にて、メカニカルアロイング法（ＭＡ法）で行った。具体的には、φ５ｍｍのボールと合材の材料とを不活性ガス雰囲気中でミルポット内に封入し、ミルポットを回転数３００ｒｐｍにて回転させることで、合材の作製を行った。
【００７６】
なお、分極性電極層を形成するための合材の粘度を調節するために、水溶性ポリマーなどの増粘剤が添加されていても良い。この場合、導電助剤と増粘剤を混合した後に、活物質を混合し、次いでバインダーを混合し、最後に溶媒を混合させても良い。導電助剤を先に液体である増粘剤と混合させることで、導電助剤と、導電助剤と粒径の異なる活物質とを、先に混合させる手順の場合よりも、溶媒中において導電助剤をより均一に分散させることができる。よって、導電助剤の量を抑えつつ、抵抗の低い分極性電極層を得ることができる。
【００７７】
なお、本実施の形態では、分極性電極層を形成するための合材の作製にボールミリング装置を用いたが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、合材の作製に、ロールミル装置、ペブルミル装置、サンドミル装置、その他の攪拌装置または捏和装置を用いることができる。
【００７８】
分極性電極層を形成するための合材の塗布には、バッファー層２０２となる合材の塗布と同じ方法を用いることができる。例えば、メタルマスクを用いた印刷法、ディップコート法、スプレーコート法、ロールコート法、ドクターブレード法、グラビアコート法、スクリーン印刷法など、公知の塗布法を用いることができる。本実施の形態では、ドクターブレード法を用いて、分極性電極層を形成するための合材の、バッファー層２０２への塗布を行った。
【００７９】
分極性電極層を形成するための合材をバッファー層２０２上に塗布した後、乾燥させることで、膜厚１５８μｍの分極性電極層２０３を形成した。具体的に、本実施の形態では、大気雰囲気下において１２０℃、３０分間の加熱処理を施すことで、乾燥を行った。
【００８０】
次に、分極性電極層２０３に圧力をかけるプレス処理を施し、活物質である活性炭の密度を向上させ、図２（Ｃ）に示すように、膜厚の均一性が高まった分極性電極層２０４が形成される。プレス処理を施す際に、加熱処理を並行して行うようにしても良い。プレス処理を施すことで、均一な厚さの分極性電極層を形成してキャパシタの特性を安定化させる、或いは、活物質の密度を高めることで活性炭どうしの結着を促進させて電極の抵抗を下げ、キャパシタのエネルギー密度を向上させることができる。
【００８１】
本実施の形態では、プレス処理前の分極性電極層２０３の体積に対し、プレス処理後の分極性電極層２０４の体積が、７０％以上８０％以下程度となるように、ローラープレス機を用いて圧力を加えることで、膜厚が９４μｍの分極性電極層２０４を形成した。なお、プレス処理により分極性電極層中の活物質の密度が向上すると、電極の抵抗を下げられるというメリットが得られるが、活物質の密度が高すぎると電解液が分極性電極層中に浸潤しにくくなって、電気二重層が形成されにくくなり、静電容量が低くなってしまう。よって、プレス処理後の分極性電極層２０４における活物質の密度は、０．５ｋｇ／ｃｍ３〜０．８ｋｇ／ｃｍ３程度とするのが望ましい。
【００８２】
また、プレス処理後の、バッファー層２０２におけるＶＧＣＦの重量比は、６０ｗｔ％〜９０ｗｔ％、好ましくは７０ｗｔ％〜８０ｗｔ％となるように、バッファー層２０２を形成するための合材の重量比を決めるようにする。
【００８３】
上記プロセスを用いることで、バッファー層２０２によって、集電体２０１と分極性電極層２０４の接着強度が高められた電極を、形成することができた。
【００８４】
なお、バッファー層として、ＶＧＣＦの代わりに、アセチレンブラック（ＡＢ）を用いて、集電体と分極性電極層の接着強度を調べた。具体的には、ＡＢと、バインダーであるＰＶＤＦと、溶媒であるＮＭＰとを混ぜ合わせることでスラリー状の混合物である合材を形成し、アルミニウムである集電体上に塗布し、乾燥させることで、バッファー層を形成した。ＡＢは、電気化学工業社製の商品名デンカブラック（登録商標）を用いた。ＡＢとＰＶＤＦの重量比は、スラリー状の混合物の状態で、９０対１０、８０対２０、７０対３０の組み合わせで実験を行った。また、ＡＢとＰＶＤＦで形成される混合物と、溶媒の重量比は１対４とした。その後、上述したプロセスに従って分極性電極層を形成し、プレス処理を同様に行ったところ、分極性電極層の密着性が悪く、ＡＢをバッファー層に用いても十分な接着強度が得られないことが分かった。
【００８５】
また、同様に、バッファー層として、ＶＧＣＦの代わりにケッチェンブラック（ＫＢ）を用いて、集電体と分極性電極層の接着強度を調べた。具体的には、ＫＢと、バインダーであるＰＶＤＦと、溶媒であるＮＭＰとを混ぜ合わせることでスラリー状の混合物である合材を形成し、アルミニウムである集電体上に塗布し、乾燥させることで、バッファー層を形成した。ＫＢは、ケッチェン・ブラック・インターナショナル社製の商品名ＥＣＰ６００Ｄを用いた。ＫＢとＰＶＤＦの重量比は、スラリー状の混合物の状態で、９０対１０、８０対２０、７０対３０の組み合わせで実験を行った。また、ＫＢとＰＶＤＦで形成される混合物と、溶媒の重量比は１対４とした。その後、上述したプロセスに従って分極性電極層を形成し、プレス処理を同様に行ったところ、分極性電極層の密着性が悪く、ＫＢをバッファー層に用いても十分な接着強度が得られないことが分かった。
【００８６】
分極性電極層またはバッファー層に用いられるバインダーの割合を増加させることで、分極性電極層と集電体の接着強度を高めることができると考えられる。しかし、バインダー自体は絶縁物であることが多い。よって、接着強度を高めるために単純にバインダーの割合を増やすと、分極性電極層またはバッファー層の抵抗、ひいては電極全体の合成抵抗が高まることで、キャパシタの内部抵抗が高くなり、短時間で充放電できるというキャパシタのメリットが阻害されてしまい、好ましくない。
【００８７】
したがって、炭素を含む材料を単純にバッファー層に用いるだけでは、本発明の一態様による効果を得ることはできない。カーボンナノファイバーまたはカーボンナノチューブを６０ｗｔ％〜９０ｗｔ％、好ましくは７０ｗｔ％〜８０ｗｔ％の割合で含有するバッファー層を形成することが、キャパシタの集電体と分極性電極層の十分な接着強度を確保するのに効果的であることが分かった。
【００８８】
なお、形成した一対の電極を、電解液中においてセパレータを間に挟んで分極性電極層が互いに向き合うように対向させることで、電気二重層キャパシタを形成することができる。
【００８９】
なお、リチウムイオンキャパシタを形成する場合は、負極となる電極の分極性電極層に、リチウムイオンをプレドープする点が上記電極の作製方法と異なっているが、それ以外は上記作製方法を参考にして作製することができる。リチウムイオンキャパシタは、リチウムイオンが負極に添加されているので、電気二重層キャパシタに比べてエネルギー密度を向上させることができる。
【００９０】
具体的に、以下、リチウムイオンキャパシタの負極の作製方法について、簡潔に説明する。まず、本実施の形態では、集電体として銅箔を用いる。リチウムイオンキャパシタの負極の集電体として用いる導電体は、実施の形態２において、集電体３０６、集電体３０９の具体例として示したものを用いることができる。ただし、負極の集電体としてアルミニウム箔よりも銅箔を用いた方が、正極と負極間に電位差が生じるのを防ぎ、リチウムとアルミニウムが合金化するのを防ぐことが出来て好ましい。そして、銅箔である集電体上に、バッファー層、分極性電極層を、上述した作製方法に従って形成することで、負極となる電極を作製する。次に、分極性電極層に、リチウムイオンを吸蔵させるプレドープ処理を行う。プレドープ処理は公知の方法を用いて行えばよい。プレドープ処理は、例えば、リチウムイオンを含む電解液中において、上記電極と、参照電極との間に０．１Ｖ〜数Ｖの電圧を印加することで、行うことができる。或いは、リチウム箔を負極の分極性電極層上に圧着することで短絡させた後、その状態で別途形成しておいた正極と、電解液中においてセパレータを間に挟んで対向させるセル組を行うことで、プレドープ処理とセル組を並行して行うことができる。
【００９１】
本発明の一態様に係る作製方法を用いることで、キャパシタの形成において、分極性電極層の均一性を確保し、活物質の密度を十分に高められる程度の十分な圧力をかけることができ、なおかつ分極性電極層が集電体からはがれるのを防ぐことができる。
【００９２】
なお、本実施の形態では、集電体の片面にのみ分極性電極層を形成しているキャパシタの構成について説明しているが、本発明はこの構成に限定されない。分極性電極層を集電体の両面に形成するようにしても良い。この場合も、分極性電極層と集電体との間に、バッファー層を設ける。
【００９３】
本発明は、上記実施の形態と組み合わせて実施することができる。
【００９４】
（実施の形態４）
本実施の形態では、積層型のキャパシタの構成の一例について、図４を用いて説明する。
【００９５】
図４（Ａ）は、一対の電極とセパレータとで形成されるセルが、積層されている様子を斜視図で示す。電極４０１は正極であり、電極４０２は負極である。電極４０１は、集電体４０３上に、バッファー層を間に挟んで分極性電極層４０４が形成されている。また、電極４０２は、集電体４０５上に、バッファー層を間に挟んで分極性電極層４０６が形成されている。電極４０１と電極４０２は、分極性電極層４０４と分極性電極層４０６が、互いに向き合うように対向している。
【００９６】
また、セパレータ４０７は、全ての電極４０１と電極４０２の間に設けられており、電極４０１と電極４０２が接触するのを防いでいる。
【００９７】
なお、図４（Ａ）は、キャパシタを構成する電極４０１と、電極４０２と、セパレータ４０７の積層順を示すために、電極４０１と、電極４０２と、セパレータ４０７の間隔が空くように配置されている様子を示しているが、実際には図４（Ｂ）に示すように、電極４０１と、電極４０２と、セパレータ４０７とが隣接するように積層されている。そして、電極４０１どうしが電気的に接続され、電極４０２どうしが電気的に接続されることで、複数のキャパシタが並列に接続され、静電容量の高い積層型のキャパシタを得ることができる。
【００９８】
なお、図４（Ｂ）に示すように電極４０１と、電極４０２と、セパレータ４０７とを積層させたら、図４（Ｃ）に示すように、キャパシタ用のケース４０８内において、電解液と共に電極４０１と、電極４０２と、セパレータ４０７とを封入する。ケース４０８は、電極４０１に接続された端子４０９と、電極４０２に接続された端子４１０とを有しており、端子４０９と端子４１０からキャパシタに電流を供給することができる。
【００９９】
なお、本実施の形態では、電極４０１と、電極４０２と、電極４０１と電極４０２の間に挟まれたセパレータ４０７とで形成される単一セルが複数並列に接続されている積層型のキャパシタの構成を例示しているが、本発明はこの構成に限定されない。単一セルが複数直列に接続されている積層型のキャパシタであっても良い。
【０１００】
また、本実施の形態では、集電体の片面にのみ分極性電極層を形成しているキャパシタの構成について説明しているが、本発明はこの構成に限定されない。分極性電極層を集電体の両面に形成するようにしても良い。この場合、隣接するセルどうしが、一対の電極の少なくともいずれか一方が有する集電体を、共有する構成となる。
【０１０１】
本発明は、上記実施の形態と組み合わせて実施することができる。
【０１０２】
（実施の形態５）
本実施の形態では、コイン型のキャパシタの構成の一例について、図５を用いて説明する。
【０１０３】
図５（Ａ）は、コイン型のキャパシタの斜視図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）の破線Ａ１−Ａ２における断面図に相当する。正極端子５０１と負極端子５０２は、キャパシタから電流を取り出すための端子としてだけではなく、重ね合わせることで空隙が形成されるため、キャパシタを納めるための金属ケースとしても機能する。具体的に金属ケースとして、ステンレス、アルミニウムを含む合金などが用いられる。
【０１０４】
また、電極５０３は、集電体５０５と、集電体５０５上のバッファー層５０６と、バッファー層５０６上の分極性電極層５０７とを有する。同様に、電極５０４は、集電体５０８と、集電体５０８上のバッファー層５０９と、バッファー層５０９上の分極性電極層５１０とを有する。電極５０３と電極５０４は、セパレータ５１１を間に挟み、なおかつ分極性電極層５０７と分極性電極層５１０とが向かい合うように対向している。
【０１０５】
なお、集電体５０５は、導電性樹脂などの接着剤を用いて、正極端子５０１と接続されている。また、集電体５０８は、導電性樹脂などの接着剤、ハンダなどを用いて、負極端子５０２と接続されている。
【０１０６】
正極端子５０１と負極端子５０２で形成される空隙の気密性、水密性を高めるために、正極端子５０１と負極端子５０２の隙間にはガスケット５１４と呼ばれる固定用シール材が設けられている。ガスケット５１４には、例えば、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＴ）、塩素化ブチルゴム、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などを用いれば良い。
【０１０７】
そして、正極端子５０１と、負極端子５０２と、ガスケット５１４で形成される空隙内には、電解液５１３が満たされている。
【０１０８】
本発明は、上記実施の形態と組み合わせて実施することができる。
【符号の説明】
【０１０９】
１０１    電極
１０２    電極
１０３    電解液
１０４    セパレータ
１０５    充電器
１０６    集電体
１０７    バッファー層
１０８    分極性電極層
１０９    集電体
１１０    バッファー層
１１１    分極性電極層
２０１    集電体
２０２    バッファー層
２０３    分極性電極層
２０４    分極性電極層
３０１    電極
３０２    電極
３０３    電解液
３０４    セパレータ
３０５    充電器
３０６    集電体
３０７    バッファー層
３０８    分極性電極層
３０９    集電体
３１０    バッファー層
３１１    分極性電極層
４０１    電極
４０２    電極
４０３    集電体
４０４    分極性電極層
４０５    集電体
４０６    分極性電極層
４０７    セパレータ
４０８    ケース
４０９    端子
４１０    端子
５０１    正極端子
５０２    負極端子
５０３    電極
５０４    電極
５０５    集電体
５０６    バッファー層
５０７    分極性電極層
５０８    集電体
５０９    バッファー層
５１０    分極性電極層
５１１    セパレータ
５１３    電解液
５１４    ガスケット
【図１】
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【図２】
2011097036.tif 000004
【図３】
2011097036.tif 000005
【図４】
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【図５】
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