(57)【要約】【課題】  引張強さと引裂強さに優れ、高遮蔽性と低ＥＳＲを実現できるセパレータ及び該セパレータを用いることによって、内部抵抗、漏れ電流特性に悪影響を与えることなく、生産性を向上させることが可能な電気二重層キャパシタを提供する。【解決手段】  叩解可能な再生セルロース繊維を１０重量％以上含有し、長網または短網で抄紙された繊維層ＡとしてＣＳＦ５０〜０ｍｌ、密度０．２５〜０．７０ｇ/ｃｍ3、厚さ５〜１４５μｍの層とし、円網で抄紙された繊維層ＢとしてＣＳＦ６００〜１０ｍｌ、密度０．１５〜０．５０ｇ/ｃｍ3、厚さ５〜１４５μｍの層との二層構造とし、セパレータ全体で、密度が０．２〜０．６ｇ/ｃｍ3、厚さが１０〜１５０μｍとすることにより、捲回時および積層時にセパレータが破断しない程度の機械的強度を持ち、高遮蔽性と低ＥＳＲを実現し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ができる。【選択図】   なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の分極性電極の間に介在し、電解質を含有した電解液を保持可能なキャパシタ用セパレータであって、
長網または短網抄紙された繊維層Ａと、円網抄紙された繊維層Ｂとからなる二層構造を有し、
前記繊維層Ａ及び繊維層Ｂは、叩解可能な再生セルロース繊維を１０重量％以上含有し、前記二層構造全体の密度が０．２〜０．６ｇ/ｃｍ3、厚さが１０〜１５０μｍであることを特徴とするキャパシタ用セパレータ。
【請求項２】
一対の分極性電極の間に介在し、電解質を含有した電解液を保持可能なキャパシタ用セパレータであって、
長網または短網で抄紙された繊維層Ａと、円網で抄紙された繊維層Ｂとからなる二層構造を有し、
前記繊維層Ａ及び繊維層Ｂは、叩解可能な再生セルロース繊維を１０重量％以上含有し、前記二層構造全体の密度が０．２〜０．６ｇ/ｃｍ3、厚さが２０〜６０μｍであることを特徴とするキャパシタ用セパレータ。
【請求項３】
前記繊維層Ａ及び繊維層Ｂは、叩解可能な再生セルロース繊維を６０重量％以上含有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のキャパシタ用セパレータ。
【請求項４】
前記叩解可能な再生セルロース繊維が、溶剤紡糸レーヨン繊維またはビスコース再生セルロース繊維から選択されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のキャパシタ用セパレータ。
【請求項５】
前記繊維層ＡはＣＳＦ５０〜０ｍｌまで叩解された再生セルロース繊維を含有し、密度０．２５〜０．７０ｇ/ｃｍ3、厚さ５〜１４５μｍであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のキャパシタ用セパレータ。
【請求項６】
前記繊維層ＡはＣＳＦ５０〜０ｍｌまで叩解された再生セルロース繊維を含有し、密度０．２５〜０．７０ｇ/ｃｍ3、厚さ１０〜５０μｍであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のキャパシタ用セパレータ。
【請求項７】
前記繊維層ＢはＣＳＦ６００〜１０ｍｌまで叩解された再生セルロース繊維を含有し、密度０．１５〜０．５０ｇ/ｃｍ3、厚さ５〜１４５μｍであることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のキャパシタ用セパレータ。
【請求項８】
前記繊維層ＢはＣＳＦ６００〜１０ｍｌまで叩解された再生セルロース繊維を含有し、密度０．１５〜０．５０ｇ/ｃｍ3、厚さ１０〜５０μｍであることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のキャパシタ用セパレータ。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれかに記載のキャパシタ用セパレータを用いたことを特徴とするキャパシタ。
【請求項１０】
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であることを特徴とする請求項９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、キャパシタ用セパレータおよび該セパレータを用いたキャパシタに関し、例えば電気二重層キャパシタに好適なキャパシタ用セパレータおよび該セパレータを用いたキャパシタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気二重層キャパシタは、分極性電極と電解液を接触させたときに、分極性電極表面と電解液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とで構成されている。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ている。
【０００３】
この電気二重層キャパシタは電極面積が広く、キャパシタの中では容量が大きいものとして認識されているアルミ電解キャパシタと比較してもはるかに大容量が得られるため、主として家庭用電化製品のメモリーバックアップ用途などに使用されてきた。近年、大容量の電気二重層キャパシタが着目されて、ＯＡ機器や産業機械向けに加え、車両用や太陽光・風力発電など、さまざまな用途にその使用が拡大している。
【０００４】
この電気二重層キャパシタには構造別にコイン型と捲回型と積層型があり、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。
【０００５】
コイン型は、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に電解液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密封形成している。
【０００６】
捲回型は、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ー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、電解液を含浸させた後、金属ケースに収納し封止したものである。
【０００７】
積層型は、電極とセパレータを交互に積層してキャパシタ素子とし、金属ケースまたはラミネートフィルムに収納し、電解液を注液したのち封止したものである。
【０００８】
近年用途が拡大してきている大容量の電気二重層キャパシタとしては、捲回型または積層型構造が採用されている。大容量タイプは車両などの回生エネルギー用または負荷変動の大きい風力・太陽光発電システム向けなどに使用され、この用途では電気二重層キャパシタの特徴である瞬間的な充放電に優れ、長サイクル寿命といった特性が求められる。
【０００９】
そのためには電気二重層キャパシタの低抵抗化が必須となる。内部抵抗が高いと、大電流を短時間で充放電する場合、抵抗による損失で熱が発生し、発生した熱の影響により性能劣化が進行してしまう。電気二重層キャパシタの低抵抗化には電極材料や電解液などの各種部材の改良が活発に行われているが、セパレータとしてはセパレータ自体の低抵抗化の要求が強くなっている。
【００１０】
また、電気二重層キャパシタの用途拡張による市場拡大に伴い、生産性を向上させるため、セパレータには内部抵抗、漏れ電流特性に悪影響を与えることなく、生産性を向上させることが可能な強度のあるセパレータが求められている。
【００１１】
従来の捲回型および積層型電気二重層キャパシタに好適なセパレータとしては、特許文献１に記載された再生セルロース繊維セパレータ、特許文献２に記載された再生セルロース繊維を含む層とポリオレフィン製多孔質膜層を積層した二層セパレータ等がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０００−３８３４号公報
【特許文献２】特開２０１１−３５３７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、特許文献１のように叩解可能な再生セルロース繊維１００重量％でセパレータを構成した場合、繊維間の水素結合が過度に増大することにより引裂強さが急激に低下し、捲回型および積層型の電気二重層キャパシタの製造工程においてセパレータの破断が発生してしまうという問題があった。
【００１４】
これは、以下の理由によると考えられる。叩解可能な再生セルロース繊維の叩解を高度に進めることによって得られた数１０ｎｍ〜数μｍの微細なフィブリルを用いて抄紙されたシートは、非常に緻密な紙層を形成する上に、フィブリルの剛性が高く潰れにくいため密度が高くならず、ＥＳＲ特性に優れたシートとなる。またフィブリルが増加することにより繊維間の水素結合が増大するため、引張強さの値を大きくすることができる。
【００１５】
しかし、その一方で、引裂強さは極わずかの繊維間結合の増大で最大値を与え、さらなる繊維間結合の増大により引裂強さはむしろ急激に低下する。すなわち、繊維間結合による引張強さと引裂強さとは相反の関係にあり、叩解が高度になるほど引張強さは向上するが、引裂強さは低下してしまうことになる。
一方、引裂強さを向上するために叩解を抑えると引張強さだけでなく遮蔽性も低下してしまうため、電気二重層キャパシタの漏れ電流値が大きくなる問題が発生する。
【００１６】
また、特許文献２のように再生セルロース繊維に化学繊維を混抄した層に、ポリオレフィン製多孔質膜層を積層した二層セパレータとすることによって、機械的強度に優れたセパレータが提案されている。しかしながら、ポリオレフィン製多孔質膜はセルロース製セパレータと比較して空隙が少ないことから、電解液のイオン伝導性を阻害し、ＥＳＲが悪化してしまうという問題があった。
【００１７】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、引張強さと引裂強さに優れ、高遮蔽性と低ＥＳＲを実現できるキャパシタ用セパレータを提供、または、該セパレータを用いることによって、内部抵抗、漏れ電流特性に悪影響を与えることなく、生産性を向上させることが可能なキャパシタ、例えば電気二重層キャパシタを提供することを目的として成された発明である。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上述した問題点を解決し、上述した目的を達成する一手段として、本発明に係る一発明の実施の形態例は、例えば以下の構成を備える。
即ち、一対の分極性電極の間に介在し、電解質を含有した電解液を保持可能なキャパシタ用セパレータであって、長網または短網抄紙された繊維層Ａと、円網抄紙された繊維層Ｂとからなる二層構造を有し、前記繊維層Ａ及び繊維層Ｂは、叩解可能な再生セルロース繊維を１０重量％以上含有し、前記二層構造全体の密度が０．２〜０．６ｇ/ｃｍ3、厚さが１０〜１５０μｍであることを特徴とするキャパシタ用セパレータとする。
【００１９】
そして例えば、一対の分極性電極の間に介在し、電解質を含有した電解液を保持可能なキャパシタ用セパレータであって、長網または短網で抄紙された繊維層Ａと、円網で抄紙された繊維層Ｂとからなる二層構造を有し、前記繊維層Ａ及び繊維層Ｂは、叩解可能な再生セルロース繊維を１０重量％以上含有し、前記二層構造全体の密度が０．２〜０．６ｇ/ｃｍ3、厚さが２０〜６０μｍであることを特徴とする。
【００２０】
また例えば、前記繊維層Ａ及び繊維層Ｂは、叩解可能な再生セルロース繊維を６０重量％以上含有することを特徴とする。
更に例えば、前記叩解可能な再生セルロース繊維が、溶剤紡糸レーヨン繊維またはビスコース再生セルロース繊維から選択されることを特徴とする。
【００２１】
また例えば、前記繊維層ＡはＣＳＦ５０〜０ｍｌまで叩解された再生セルロース繊維を含有し、密度０．２５〜０．７０ｇ/ｃｍ3、厚さ５〜１４５μｍであることを特徴とする。
更に例えば、前記繊維層ＡはＣＳＦ５０〜０ｍｌまで叩解された再生セルロース繊維を含有し、密度０．２５〜０．７０ｇ/ｃｍ3、厚さ１０〜５０μｍであることを特徴とする。
【００２２】
また例えば、前記繊維層ＢはＣＳＦ６００〜１０ｍｌまで叩解された再生セルロース繊維を含有し、密度０．１５〜０．５０ｇ/ｃｍ3、厚さ５〜１４５μｍであることを特徴とする。
更に例えば、前記繊維層ＢはＣＳＦ６００〜１０ｍｌまで叩解された再生セルロース繊維を含有し、密度０．１５〜０．５０ｇ/ｃｍ3、厚さ１０〜５０μｍであることを特徴とする。
【００２３】
また例えば、上記のいずれかに記載のキャパシタ用セパレータを用いたキャパシタであることを特徴とする。
そして、たとえば係るキャパシタは、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であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、引張強さと引裂強さの両方に優れ、低ＥＳＲと高遮蔽性を実現できるセパレータを提供できる。また該セパレータを用いることによって、内部抵抗、漏れ電流特性に悪影響を与えることなく、生産性を向上させることが可能なキャパシタ、例えば電気二重層キャパシタを提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、表なども参照して本発明に係る一発明の実施の形態例について詳細に説明する。本実施の形態例は、内部抵抗、漏れ電流特性に悪影響を与えることなく、生産性を向上させることが可能なキャパシタ、電気二重層キャパシタを提供することができる。以下の説明においては、本実施の形態例のセパレータを用いるキャパシタとして電気二重層キャパシタに用いる例について説明するが、他のキャパシタへの採用を排除するものではない。
【００２６】
本実施の形態例及び実施例に示す例のほか種々の材料、構成割合についての試験研究を行った結果、叩解可能な再生セルロース繊維を１０重量％以上含有し、長網または短網で抄紙された繊維層Ａと、円網で抄紙された繊維層Ｂとの二層構造とすることで良好な結果が得られることが判明した。
【００２７】
長網または短網で抄紙された繊維層Ａと、円網で抄紙された繊維層Ｂとを有することにより、相反の関係である引張強さと引裂強さを両立することが可能となり、さらに、繊維材料として叩解可能な再生セルロース繊維の叩解原料を用いることによって、内部抵抗を悪化させることなく、遮蔽性を向上させることが容易となる。
【００２８】
さらに、紙層構造を二層とすることで、内部抵抗を悪化させることなく遮蔽性を高くすることができるため、他の繊維材料を混抄した場合においても、内部抵抗の悪化を抑制しつつ、シートの空孔を防ぐことができる。
【００２９】
本実施の形態例のセパレータを用いた電気二重層キャパシタは、セパレータ部分に有機電解液を含浸保持させ、一対の分極性電極を該セパレータで隔離して電気二重層キャパシタとしている。
【００３０】
〔セパレータの説明〕
本実施の形態例のセパレータは、叩解可能な再生セルロース繊維を叩解して成る原料、或いは他の原料を使用して、長網円網抄紙機、短網円網抄紙機等により、長網又は短網で形成された紙層と円網で形成された紙層とをオンマシンで抄き合わせて二層構造のセパレータを抄造する。また、長網抄紙機と円網抄紙機、短網抄紙機と円網抄紙機にて抄造した二枚のセパレータをオフマシンで貼り合わせてセパレータを製造しても好い。
【００３１】
叩解可能な再生セルロース繊維の叩解原料の含有率は１０重量％以上が好ましく、より好ましくは６０重量％以上が好ましい。叩解可能な再生セルロース繊維の叩解原料の含有率が１０重量％未満であると他の繊維の配合量が多くなることにより、セパレータの遮蔽性が悪化し、電気二重層キャパシタの漏れ電流値が大きくなるおそれがある。
【００３２】
尚、再生セルロース繊維には、湿式紡糸法による銅アンモニア再生セルロース繊維、ビスコース再生セルロース繊維、およびＮ−メチルモルフォリン−Ｎ−オキサイドなどの有機溶媒で分子上にセルロースを溶解した溶液を紡糸原液とした溶剤紡糸再生セルロース繊維がある。なかでも叩解可能な再生セルロース繊維としては、ビスコース再生セルロース繊維としてのポリノジックレーヨン、及び溶剤紡糸レーヨン繊維としてのリヨセルが代表的なものとして考えられ、これらの再生セルロース繊維を用いることで容易に繊維層を形成できる。
【００３３】
再生セルロース繊維の叩解により得られるフィブリルの繊維径は細く、繊維間結合力が弱い。このため、繊維同士は交絡点では結着するが、面や線で密着しないために内部抵抗が悪化しない特徴がある。本実施の形態例では、この特徴点が叩解可能な再生セルロース繊維を配合する理由である。しかし、以上の例に限定されるものではなく、叩解可能な再生セルロース繊維であれば何れでも良く、例えば、以下に詳細構成を示すポリノジックレーヨン繊維とリヨセル繊維に限定されるものではない。
【００３４】
叩解原料に混抄する他の繊維としては、電気二重層キャパシタに組み込まれたときの内部抵抗の悪化とショート不良が発生しないことが求められる。そのため、特に限定はないが、ヘンプパルプ、マニラ麻パルプ、エスパルトパルプ、木材クラフトパルプ、コットンパルプ等の天然セルロース繊維を使用することができ、また例えばビニロン、アクリル等の叩解可能な合成繊維、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンスルファイド、ポリエチレンナフタレート、アラミド等の極細繊維を選択しても良い。
【００３５】
二層セパレータの密度としては、０．２０〜０．６０ｇ/ｃｍ3であることが好ましい。セパレータの密度が０．２０ｇ/ｃｍ3未満では、セパレータの引張強さと引裂強さが弱く、捲回あるいは積層時にセパレータが破断するおそれがあるからである。また、セパレータの密度が０．２０ｇ/ｃｍ3未満では、セパレータの遮蔽性が低いため、電気二重層キャパシタに適用した際、漏れ電流値が大きくなるからである。さらに、セパレータの密度が０．６０ｇ/ｃｍ3を超過すると、セパレータの強度は十分であるが、セパレータの空隙が少なくなりイオンの透過性を阻害してしまい、電気二重層キャパシタの内部抵抗が悪化するという問題が生じるからである。
【００３６】
また、二層セパレータの厚さとしては、１０〜１５０μｍであることが好ましく、２０〜６０μｍがより好ましい。セパレータの厚さが１０μｍ未満では、セパレータの引張強さと引裂強さが弱く、捲回あるいは積層時にセパレータが破断するおそれがあるうえに、セパレータの遮蔽性が低いため、漏れ電流値が大きい電気二重層キャパシタになってしまうからである。更に、セパレータの厚さが１５０μｍを超過すると、セパレータの強度は十分であるが、セパレータが厚いことで遮蔽性が高くなり過ぎることから、電気二重層キャパシタの内部抵抗が悪化するという問題が生じるからである。
【００３７】
繊維層Ａの叩解度としては、叩解原料がＣＳＦ５０〜０ｍｌまで叩解されていることが好ましい。ＣＳＦが５０ｍｌより大きいと、セパレータの引張強さが弱く、捲回あるいは積層時にセパレータが破断するおそれがある。また、遮蔽性が十分に取れず、漏れ電流値が大きい電気二重層キャパシタになる。
【００３８】
繊維層Ａの密度としては、０．２５〜０．７０ｇ/ｃｍ3が好ましい。繊維層Ａの密度が０．２５ｇ/ｃｍ3未満では、セパレータの引張強さが弱いため、捲回あるいは積層時にセパレータが破断するおそれがあるうえに、セパレータの遮蔽性が低いため、漏れ電流値が大きい電気二重層キャパシタになってしまうからである。一方、繊維層Ａの密度が０．７０ｇ/ｃｍ3を超過すると、セパレータの空隙が少なくなりイオンの透過性を阻害してしまい、電気二重層キャパシタの内部抵抗が悪化するという問題が生じるからである。
【００３９】
繊維層Ａの厚さとしては、５〜１４５μｍが好ましく、より好ましくは１０〜５０μｍが好ましい。繊維層Ａの厚さが５μｍ未満では、セパレータの引張強さが弱いため、捲回あるいは積層時にセパレータが破断するおそれがあるうえに、セパレータの遮蔽性が低いため、漏れ電流値が大きい電気二重層キャパシタになってしまう。
又、繊維層Ａの厚さが１４５μｍを超過すると、セパレータが厚いことで遮蔽性が高くなり過ぎることから、電気二重層キャパシタの内部抵抗が悪化するという問題が生じる。
【００４０】
繊維層Ｂの叩解度としては、叩解原料がＣＳＦ６００〜１０ｍｌまで叩解されていることが好ましい。ＣＳＦが６００ｍｌよりも大きい場合は未叩解の繊維が多く存在する状態であり、引裂強さを発現させる程度の繊維間結合にまで至らないため、引裂強さの弱いシートになってしまう。ＣＳＦが１０ｍｌ未満の場合は、叩解を進めたことで繊維間の水素結合が過度に増大することにより引裂強さが低くなることから、捲回あるいは積層時にセパレータが破断するおそれが生じてしまい、電気二重層キャパシタ製作時の生産性が低くなってしまう。
【００４１】
繊維層Ｂの密度としては、０．１５〜０．５０ｇ/ｃｍ3が好ましい。繊維層Ｂの密度が０．１５ｇ/ｃｍ3未満では、セパレータの引裂強さが弱いため、捲回あるいは積層時にセパレータが破断するおそれがある。繊維層Ｂの密度が０．５０ｇ/ｃｍ3を超過すると、密度を高くするために叩解を進めたことで繊維間の水素結合が過度に増大することにより引裂強さが低くなってしまうことから、捲回あるいは積層時にセパレータが破断するおそれがあり、電気二重層キャパシタ製作時の生産性が低くなってしまう。
【００４２】
繊維層Ｂの厚さとしては、５〜１４５μｍが好ましく、より好ましくは１０〜５０μｍが好ましい。繊維層Ｂの厚さが５μｍ未満では、セパレータの引裂強さが弱いため、捲回あるいは積層時にセパレータが破断するおそれがある。繊維層Ｂの厚さが１４５μｍを超過すると、セパレータが厚いことで遮蔽性が高くなり過ぎることから、電気二重層キャパシタの内部抵抗が悪化するという問題が生じる。
【００４３】
上記したセパレータの構成により、電気二重層キャパシタの製造工程とキャパシタ特性の双方において良好なセパレータを見出した。すなわち、捲回および積層時に破断なく製造できる程度の引張強さと引裂強さを持ち、電気二重層キャパシタとしての電気特性とを兼ね備えた良好なセパレータである。
【００４４】
〔セパレータの評価方法〕
本実施の形態別のセパレータ及び電気二重層キャパシタの各特性の具体的な測定は、以下の条件及び方法で行う。
【００４５】
〔厚さの測定〕
「ＪＩＳ  Ｃ  ２３００−２  『電気用セルロース紙-第２部：試験方法』  ５．１  厚さ」に規定された方法で測定した。
【００４６】
〔密度の測定〕
「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密度を測定した。
【００４７】
〔引張強さの測定〕
「ＪＩＳ  Ｃ  ２３００−２  『電気用セルロース紙-第２部：試験方法』  ８引張強さ及び伸び」に規定された方法で測定した。
【００４８】
〔引裂強さの測定〕
「ＪＩＳ  Ｃ  ２３００−２  『電気用セルロース紙-第２部：試験方法』  ９引裂強さ」に規定された方法で測定した。試験片を１６枚重ねた状態で測定し、単位はｇｆ・１６枚で表した。
【００４９】
〔ＥＳＲの測定〕
セパレータを３８ｍｍφに打ち抜き、試験片を採取し、所定の電解液に含浸させ、３８ｍｍφの電極間に挟み２０℃、１ｋＨｚの周波数でＬＣＲメーターによって測定し、単位はΩで表わした。
【００５０】
〔気密度の測定〕
ＪＩＳ Ｐ ８１１７に規定された方法に従い、Ｂ型試験器（ガーレーデンソメータ）によって測定した。ただし、気密度が低いセパレータの測定となるため、直径６ｍｍΦの孔径を有するアダプターを使用した。測定は、試験片をアダプターに挟み込み、これをＢ型試験器の測定口部分に固定して１００ｍｌの空気が通過するのに要する時間を測定し、単位はｓｅｃ／１００ｍｌで表わした。
【００５１】
〔セパレータを使用した電気二重層キャパシタの製作〕
電気二重層キャパシタに本実施の形態例のセパレータを適用した例を以下に説明する。
本実施の形態例の電気二重層キャパシタの電極としては、例えば、粉末活性炭を導電助剤としてバインダーを用いてシート化したものや、フェノール繊維を活性炭化して得られた活性炭素繊維などを金属箔表面に形成して用いるが、本実施の形態例で用いる電極として以上の例に限定されるものではなく、適宜同様の電極を用いることができる。
【００５２】
電解液としては、テトラエチルアンモニウムテトラフルオロボレートやトリエチルメチルアンモニウムテトラフルオロボレートなどの第４級アンモニウム塩を電解質とし、プロピレンカーボネートなどの非水系極性溶媒に溶解したものを主に用いる。この電解液を用いた系での耐電圧は２．３〜２．７Ｖ程度である。
【００５３】
〔電気二重層キャパシタの作製方法〕
以下、本実施の形態例のセパレータを用いた電気二重層キャパシタの製造方法を説明する。
一対の分極性電極の間に、所定の幅に裁断されたセパレータを介在させて円柱状に素子巻きしたものに電解液を含浸させた後、有底円筒状のアルミケースに収容し、かつ、アルミケースの開口部をゴム封口体で密封して捲回型の電気二重層キャパシタを製作した。
【００５４】
〔電気二重層キャパシタの評価方法〕
定格電圧２．５Ｖ、定格容量１０Ｆの捲回型電気二重層キャパシタ（１０ｍｍφ×３５ｍｍL）を製作し、キャパシタ特性として静電容量（Ｃ）、内部抵抗（Ｚ）、漏れ電流（ＬＣ）を測定した。
【実施例】
【００５５】
以上に説明した本発明に係る一発明の実施の形態例のセパレータに関する具体的な実施例を説明する。
本実施例のセパレータは、再生セルロースを使用して、長網円網抄紙機および短網円網抄紙機で湿式不織布を製作し、セパレータとしてシート化した。即ち、湿式不織布でセパレータを構成した。
【００５６】
以下の実施例１と実施例２は繊維層Ａを長網円網抄紙機（実施例１）と短網円網抄紙機（実施例２）とに代えて製作した例である。
〔実施例１〕
抄紙原料として、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維を１００重量％用い、長網円網抄紙機でセパレータを製造した。長網で抄紙した繊維層Ａは、ＣＳＦ０ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ１５μｍ、密度０．５０ｇ／ｃｍ3の層であり、円網で抄紙した繊維層Ｂは、ＣＳＦ１００ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ１５μｍ、密度０．２５ｇ／ｃｍ3の層となっている。二層の合計として、厚さ３０μｍ、密度０．３８ｇ／ｃｍ3のセパレータを得た。次にこのセパレータを使用して２．５Ｖ  １０Ｆの電気二重層キャパシタを製作した。
【００５７】
〔実施例２〕
抄紙原料として、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維を１００重量％用い、短網円網抄紙機でセパレータを製造した。短網で抄紙した繊維層Ａは、ＣＳＦ０ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ１５μｍ、密度０．５０ｇ／ｃｍ3の層であり、円網で抄紙した繊維層Ｂは、ＣＳＦ１００ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ１５μｍ、密度０．２５ｇ／ｃｍ3の層となっている。二層の合計として、厚さ３０μｍ、密度０．３８ｇ／ｃｍ3のセパレータを得た。次にこのセパレータを使用して２．５Ｖ  １０Ｆの電気二重層キャパシタを製作した。
【００５８】
次の実施例３乃至実施例５はセパレータ原料の配合を変えた例である。
〔実施例３〕
抄紙原料として、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維１０重量％と天然繊維であるヘンプ９０重量％を混合して用い、長網円網抄紙機でセパレータを製造した。長網で抄紙した繊維層Ａは、ＣＳＦ０ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ１５μｍ、密度０．５０ｇ／ｃｍ3の層であり、円網で抄紙した繊維層Ｂは、ＣＳＦ１００ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ１５μｍ、密度０．２５ｇ／ｃｍ3の層となっている。二層の合計として、厚さ３０μｍ、密度０．３８ｇ／ｃｍ3のセパレータを得た。次にこのセパレータを使用して２．５Ｖ  １０Ｆの電気二重層キャパシタを製作した。
【００５９】
〔実施例４〕
抄紙原料として、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維６０重量％と天然繊維であるヘンプ４０重量％を混合して用い、長網円網抄紙機でセパレータを製造した。長網で抄紙した繊維層Ａは、ＣＳＦ０ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ１５μｍ、密度０．５０ｇ／ｃｍ3の層であり、円網で抄紙した繊維層Ｂは、ＣＳＦ１００ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ１５μｍ、密度０．２５ｇ／ｃｍ3の層となっている。二層の合計として、厚さ３０μｍ、密度０．３８ｇ／ｃｍ3のセパレータを得た。次にこのセパレータを使用して２．５Ｖ  １０Ｆの電気二重層キャパシタを製作した。
【００６０】
〔実施例５〕
抄紙原料として、再生セルロース繊維であるポリノジックレーヨン繊維を１００重量％用い、長網円網抄紙機でセパレータを製造した。長網で抄紙した繊維層Ａは、ＣＳＦ０ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ１５μｍ、密度０．５０ｇ／ｃｍ3の層であり、円網で抄紙した繊維層Ｂは、ＣＳＦ１００ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ１５μｍ、密度０．２５ｇ／ｃｍ3の層となっている。二層の合計として、厚さ３０μｍ、密度０．３８ｇ／ｃｍ3のセパレータを得た。次にこのセパレータを使用して２．５Ｖ  １０Ｆの電気二重層キャパシタを製作した。
【００６１】
実施例６乃至実施例１１は叩解度（ＣＳＦ）を変えてセパレータ密度を変えた例である。
〔実施例６〕
抄紙原料として、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維を１００重量％用い、長網円網抄紙機でセパレータを製造した。長網で抄紙した繊維層Ａは、ＣＳＦ５０ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ１５μｍ、密度０．２６ｇ／ｃｍ3の層であり、円網で抄紙した繊維層Ｂは、ＣＳＦ１００ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ１５μｍ、密度０．２５ｇ／ｃｍ3の層となっている。二層の合計として、厚さ３０μｍ、密度０．２６ｇ／ｃｍ3のセパレータを得た。次にこのセパレータを使用して２．５Ｖ  １０Ｆの電気二重層キャパシタを製作した。
【００６２】
〔実施例７〕
抄紙原料として、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維を１００重量％用い、長網円網抄紙機でセパレータを製造した。長網で抄紙した繊維層Ａは、ＣＳＦ５０ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ１５μｍ、密度０．２６ｇ／ｃｍ3の層であり、円網で抄紙した繊維層Ｂは、ＣＳＦ６００ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ１５μｍ、密度０．１７ｇ／ｃｍ3の層となっている。二層の合計として、厚さ３０μｍ、密度０．２２ｇ／ｃｍ3のセパレータを得た。次にこのセパレータを使用して２．５Ｖ  １０Ｆの電気二重層キャパシタを製作した。
【００６３】
〔実施例８〕
抄紙原料として、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維を１００重量％用い、長網円網抄紙機でセパレータを製造した。長網で抄紙した繊維層Ａは、ＣＳＦ５０ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ１５μｍ、密度０．２６ｇ／ｃｍ3の層であり、円網で抄紙した繊維層Ｂは、ＣＳＦ１５ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ１５μｍ、密度０．４５ｇ／ｃｍ3の層となっている。二層の合計として、厚さ３０μｍ、密度０．３６ｇ／ｃｍ3のセパレータを得た。次にこのセパレータを使用して２．５Ｖ  １０Ｆの電気二重層キャパシタを製作した。
【００６４】
〔実施例９〕
抄紙原料として、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維を１００重量％用い、長網円網抄紙機でセパレータを製造した。長網で抄紙した繊維層Ａは、ＣＳＦ０ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ１５μｍ、密度０．６８ｇ／ｃｍ3の層であり、円網で抄紙した繊維層Ｂは、ＣＳＦ１５ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ１５μｍ、密度０．４５ｇ／ｃｍ3の層となっている。二層の合計として、厚さ３０μｍ、密度０．５７ｇ／ｃｍ3のセパレータを得た。次にこのセパレータを使用して２．５Ｖ  １０Ｆの電気二重層キャパシタを製作した。
【００６５】
〔実施例１０〕
抄紙原料として、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維を１００重量％用い、長網円網抄紙機でセパレータを製造した。長網で抄紙した繊維層Ａは、ＣＳＦ０ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ１５μｍ、密度０．５０ｇ／ｃｍ3の層であり、円網で抄紙した繊維層Ｂは、ＣＳＦ６００ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ１５μｍ、密度０．１７ｇ／ｃｍ3の層となっている。二層の合計として、厚さ３０μｍ、密度０．３４ｇ／ｃｍ3のセパレータを得た。次にこのセパレータを使用して２．５Ｖ  １０Ｆの電気二重層キャパシタを製作した。
【００６６】
〔実施例１１〕
抄紙原料として、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維を１００重量％用い、長網円網抄紙機でセパレータを製造した。長網で抄紙した繊維層Ａは、ＣＳＦ０ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ１５μｍ、密度０．５０ｇ／ｃｍ3の層であり、円網で抄紙した繊維層Ｂは、ＣＳＦ１５ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ１５μｍ、密度０．４５ｇ／ｃｍ3の層となっている。二層の合計として、厚さ３０μｍ、密度０．４８ｇ／ｃｍ3のセパレータを得た。次にこのセパレータを使用して２．５Ｖ  １０Ｆの電気二重層キャパシタを製作した。
【００６７】
次の実施例１２乃至実施例１７はセパレータの厚さを変えた場合の例である。
〔実施例１２〕
抄紙原料として、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維を１００重量％用い、長網円網抄紙機でセパレータを製造した。長網で抄紙した繊維層Ａは、ＣＳＦ０ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ５μｍ、密度０．５０ｇ／ｃｍ3の層であり、円網で抄紙した繊維層Ｂは、ＣＳＦ１００ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ５μｍ、密度０．２５ｇ／ｃｍ3の層となっている。二層の合計として、厚さ１０μｍ、密度０．３８ｇ／ｃｍ3のセパレータを得た。次にこのセパレータを使用して２．５Ｖ  １０Ｆの電気二重層キャパシタを製作した。
【００６８】
〔実施例１３〕
抄紙原料として、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維を１００重量％用い、長網円網抄紙機でセパレータを製造した。長網で抄紙した繊維層Ａは、ＣＳＦ０ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ１４５μｍ、密度０．５０ｇ／ｃｍ3の層であり、円網で抄紙した繊維層Ｂは、ＣＳＦ１００ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ５μｍ、密度０．２５ｇ／ｃｍ3の層となっている。二層の合計として、厚さ１５０μｍ、密度０．４９ｇ／ｃｍ3のセパレータを得た。次にこのセパレータを使用して２．５Ｖ  １０Ｆの電気二重層キャパシタを製作した。
【００６９】
〔実施例１４〕
抄紙原料として、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維を１００重量％用い、長網円網抄紙機でセパレータを製造した。長網で抄紙した繊維層Ａは、ＣＳＦ０ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ５μｍ、密度０．５０ｇ／ｃｍ3の層であり、円網で抄紙した繊維層Ｂは、ＣＳＦ１００ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ１４５μｍ、密度０．２５ｇ／ｃｍ3の層となっている。二層の合計として、厚さ１５０μｍ、密度０．２６ｇ／ｃｍ3のセパレータを得た。次にこのセパレータを使用して２．５Ｖ  １０Ｆの電気二重層キャパシタを製作した。
【００７０】
〔実施例１５〕
抄紙原料として、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維を１００重量％用い、長網円網抄紙機でセパレータを製造した。長網で抄紙した繊維層Ａは、ＣＳＦ０ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ１０μｍ、密度０．５０ｇ／ｃｍ3の層であり、円網で抄紙した繊維層Ｂは、ＣＳＦ１００ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ１０μｍ、密度０．２５ｇ／ｃｍ3の層となっている。二層の合計として、厚さ２０μｍ、密度０．３８ｇ／ｃｍ3のセパレータを得た。次にこのセパレータを使用して２．５Ｖ  １０Ｆの電気二重層キャパシタを製作した。
【００７１】
〔実施例１６〕
抄紙原料として、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維を１００重量％用い、長網円網抄紙機でセパレータを製造した。長網で抄紙した繊維層Ａは、ＣＳＦ０ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ１０μｍ、密度０．５０ｇ／ｃｍ3の層であり、円網で抄紙した繊維層Ｂは、ＣＳＦ１００ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ５０μｍ、密度０．２５ｇ／ｃｍ3の層となっている。二層の合計として、厚さ６０μｍ、密度０．２９ｇ／ｃｍ3のセパレータを得た。次にこのセパレータを使用して２．５Ｖ  １０Ｆの電気二重層キャパシタを製作した。
【００７２】
〔実施例１７〕
抄紙原料として、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維を１００重量％用い、長網円網抄紙機でセパレータを製造した。長網で抄紙した繊維層Ａは、ＣＳＦ０ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ５０μｍ、密度０．５０ｇ／ｃｍ3の層であり、円網で抄紙した繊維層Ｂは、ＣＳＦ１００ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ１０μｍ、密度０．２５ｇ／ｃｍ3の層となっている。二層の合計として、厚さ６０μｍ、密度０．４６ｇ／ｃｍ3のセパレータを得た。次にこのセパレータを使用して２．５Ｖ  １０Ｆの電気二重層キャパシタを製作した。
【００７３】
比較例１は実施例３に対応するセパレータ原料の配合を替えた例である。
〔比較例１〕
抄紙原料として、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維５重量％と天然繊維であるヘンプ９５重量％を混合して用い、長網円網抄紙機でセパレータを製造した。長網で抄紙した繊維層Ａは、ＣＳＦ０ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ１５μｍ、密度０．５０ｇ／ｃｍ3の層であり、円網で抄紙した繊維層Ｂは、ＣＳＦ１００ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ１５μｍ、密度０．２５ｇ／ｃｍ3の層となっている。二層の合計として、厚さ３０μｍ、密度０．３８ｇ／ｃｍ3のセパレータを得た。次にこのセパレータを使用して２．５Ｖ  １０Ｆの電気二重層キャパシタを製作した。
【００７４】
比較例２乃至比較例６は、実施例６乃至実施例１１に対応し、叩解度（ＣＳＦ）を変えてセパレータ密度を変えた例である。
〔比較例２〕
抄紙原料として、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維を１００重量％用い、長網円網抄紙機でセパレータを製造した。長網で抄紙した繊維層Ａは、ＣＳＦ１００ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ１５μｍ、密度０．２１ｇ／ｃｍ3の層であり、円網で抄紙した繊維層Ｂは、ＣＳＦ１００ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ１５μｍ、密度０．２５ｇ／ｃｍ3の層となっている。二層の合計として、厚さ３０μｍ、密度０．２３ｇ／ｃｍ3のセパレータを得た。次にこのセパレータを使用して２．５Ｖ  １０Ｆの電気二重層キャパシタの製作を試みたが、素子巻取りにてセパレータの破断が発生し、評価用の電気二重層キャパシタを製作できなかった。
【００７５】
〔比較例３〕
抄紙原料として、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維を１００重量％用い、長網円網抄紙機でセパレータを製造した。長網で抄紙した繊維層Ａは、ＣＳＦ１００ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ１５μｍ、密度０．２１ｇ／ｃｍ3の層であり、円網で抄紙した繊維層Ｂは、ＣＳＦ６５０ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ１５μｍ、密度０．１２ｇ／ｃｍ3の層となっている。二層の合計として、厚さ３０μｍ、密度０．１７ｇ／ｃｍ3のセパレータを得た。次にこのセパレータを使用して２．５Ｖ  １０Ｆの電気二重層キャパシタの製作を試みたが、素子巻取りにてセパレータの破断が発生し、評価用の電気二重層キャパシタを製作できなかった。
【００７６】
〔比較例４〕
抄紙原料として、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維を１００重量％用い、長網円網抄紙機でセパレータを製造した。長網で抄紙した繊維層Ａは、ＣＳＦ０ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ１５μｍ、密度０．８０ｇ／ｃｍ3の層であり、円網で抄紙した繊維層Ｂは、ＣＳＦ１５ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ１５μｍ、密度０．４５ｇ／ｃｍ3の層となっている。二層の合計として、厚さ３０μｍ、密度０．６３ｇ／ｃｍ3のセパレータを得た。次にこのセパレータを使用して２．５Ｖ  １０Ｆの電気二重層キャパシタを製作した。
【００７７】
〔比較例５〕
抄紙原料として、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維を１００重量％用い、長網円網抄紙機でセパレータを製造した。長網で抄紙した繊維層Ａは、ＣＳＦ０ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ１５μｍ、密度０．５０ｇ／ｃｍ3の層であり、円網で抄紙した繊維層Ｂは、ＣＳＦ６５０ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ１５μｍ、密度０．１２ｇ／ｃｍ3の層となっている。二層の合計として、厚さ３０μｍ、密度０．３１ｇ／ｃｍ3のセパレータを得た。次にこのセパレータを使用して２．５Ｖ  １０Ｆの電気二重層キャパシタを製作した。
【００７８】
〔比較例６〕
抄紙原料として、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維を１００重量％用い、長網円網抄紙機でセパレータを製造した。長網で抄紙した繊維層Ａは、ＣＳＦ０ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ１５μｍ、密度０．５０ｇ／ｃｍ3の層であり、円網で抄紙した繊維層Ｂは、ＣＳＦ０ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ１５μｍ、密度０．５３ｇ／ｃｍ3の層となっている。二層の合計として、厚さ３０μｍ、密度０．５２ｇ／ｃｍ3のセパレータを得た。次にこのセパレータを使用して２．５Ｖ  １０Ｆの電気二重層キャパシタを製作した。
【００７９】
比較例７乃至比較例９は、実施例１２乃至実施例１７に対応し、セパレータの厚さを変えた場合の例である。
〔比較例７〕
抄紙原料として、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維を１００重量％用い、長網円網抄紙機でセパレータを製造した。長網で抄紙した繊維層Ａは、ＣＳＦ０ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ３μｍ、密度０．５０ｇ／ｃｍ3の層であり、円網で抄紙した繊維層Ｂは、ＣＳＦ１００ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ３μｍ、密度０．２５ｇ／ｃｍ3の層となっている。二層の合計として、厚さ６μｍ、密度０．３８ｇ／ｃｍ3のセパレータを得た。次にこのセパレータを使用して２．５Ｖ  １０Ｆの電気二重層キャパシタの製作を試みたが、素子巻取りにてセパレータの破断が発生し、評価用の電気二重層キャパシタを製作できなかった。
【００８０】
〔比較例８〕
抄紙原料として、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維を１００重量％用い、長網円網抄紙機でセパレータを製造した。長網で抄紙した繊維層Ａは、ＣＳＦ０ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ１５５μｍ、密度０．５０ｇ／ｃｍ3の層であり、円網で抄紙した繊維層Ｂは、ＣＳＦ１００ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ５μｍ、密度０．２５ｇ／ｃｍ3の層となっている。二層の合計として、厚さ１６０μｍ、密度０．４９ｇ／ｃｍ3のセパレータを得た。次にこのセパレータを使用して２．５Ｖ  １０Ｆの電気二重層キャパシタを製作した。
【００８１】
〔比較例９〕
抄紙原料として、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維を１００重量％用い、長網円網抄紙機でセパレータを製造した。長網で抄紙した繊維層Ａは、ＣＳＦ０ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ５μｍ、密度０．５０ｇ／ｃｍ3の層であり、円網で抄紙した繊維層Ｂは、ＣＳＦ１００ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ１５５μｍ、密度０．２５ｇ／ｃｍ3の層となっている。二層の合計として、厚さ１６０μｍ、密度０．２６ｇ／ｃｍ3のセパレータを得た。次にこのセパレータを使用して２．５Ｖ  １０Ｆの電気二重層キャパシタを製作した。
【００８２】
〔従来例１〕
抄紙原料として、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維を１００重量％用い、長網抄紙機でセパレータを製造した。ＣＳＦ０ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ３０μｍ、密度０．５０ｇ／ｃｍ3のセパレータを得た。次にこのセパレータを使用して２．５Ｖ  １０Ｆの電気二重層キャパシタを製作した。
【００８３】
〔従来例２〕
抄紙原料として、再生セルロース繊維であるリヨセル繊維を８０重量％と化学繊維であるＰＥＴ繊維２０重量％を混合し、ＪＩＳ  Ｐ８２２に規定される標準型手抄き装置で製造した繊維層Ａと、ポリエチレンを原料とし、フィルム製造機にて製造された繊維層Ｂを積層し、二層セパレータを得た。繊維層Ｂは高密度ポリエチレン（比重：０．９６）をＴダイにより溶融押出してフィルム化した後、熱風循環オーブン中で通過過熱処理をし、次いで、ニップロール間で延伸させたものである。長網で抄紙した繊維層Ａは、ＣＳＦ０ｍｌまで叩解した原料で構成された、厚さ１０μｍ、密度０．５０ｇ／ｃｍ3の層であり、フィルム製造機で製造した繊維層Ｂは、厚さ１５μｍ、密度０．５０ｇ／ｃｍ3の層となっている。二層の合計として、厚さ２５μｍ、密度０．５０ｇ／ｃｍ3のセパレータを得た。次にこのセパレータを使用して２．５Ｖ  １０Ｆの電気二重層キャパシタを製作した。
【００８４】
以上の構成よりなる本実施の形態例のセパレータ、比較例１乃至９のセパレータ、従来例１乃至２のセパレータにおける測定結果を表１に示す。表１の捲回型ＥＤＬＣ製造工程セパレータ破断の項目については、セパレータが破断せず巻ける場合を○、セパレータを巻けるが、破断が発生することがある場合を△、セパレータの破断により巻けない場合を×として示している。
【００８５】
【表１】
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【００８６】
表１に示すように、電気二重層キャパシタの素子巻工程において、本実施の形態例のセパレータは、電気二重層キャパシタを作製する際、素子巻取りにてセパレータの破断が発生してしまうなどの不具合は発生しなかった。
また、電気二重層キャパシタの性能も従来のセパレータを使用したものと比較しても良好な結果が得られた。
【００８７】
実施例１、実施例２では、セパレータの抄紙形式によるセパレータ特性および電気二重層キャパシタ特性を比較した。
表１の測定結果に示すように、長網もしくは短網で抄紙した繊維層Ａと、円網で抄紙した繊維層Ｂとの二層構造とすることにより、セパレータの引張強さ１０Ｎ/１５ｍｍ以上、引裂強さ２０ｇｆ・１６枚以上を有しており、電気二重層キャパシタを作製する際、素子巻取りにてセパレータの破断が発生してしまうなどの不具合は発生しなかった。
【００８８】
また、ＥＳＲは実施例１で０．８５５Ω、実施例２で０．８５３Ωと低ＥＳＲながら、気密度は実施例１で１５１ｓeｃ/１００ｍｌ、実施例２で１４７ｓeｃ/１００ｍｌと高い遮蔽性を示しており、電気二重層キャパシタの内部抵抗は実施例１で８１ｍΩ、実施例２で７９ｍΩ、漏れ電流は実施例１で３６９μＡ、実施例２で３７３μＡと低く抑えられている。
【００８９】
実施例３、実施例４と比較例１では、セパレータの原料配合によるセパレータ特性および電気二重層キャパシタ特性を比較した。
表１の測定結果に示すように、リヨセル１０重量％とヘンプ９０重量％を混抄した実施例３では、セパレータの引張強さ２０．６Ｎ/１５ｍｍ、引裂強さ１８９ｇｆ・１６枚と優れた機械的強度を有しており、電気二重層キャパシタを作製する際、素子巻取りにてセパレータの破断が発生してしまうなどの不具合は発生しなかった。ＥＳＲは０．９９８Ωと低ＥＳＲながら、気密度は１０１ｓeｃ/１００ｍｌと高い遮蔽性を示しており、電気二重層キャパシタでは内部抵抗１９３ｍΩ、漏れ電流４４１μＡと低く抑えられている。
【００９０】
リヨセル６０重量％とヘンプ４０重量％を混抄した実施例４では、セパレータの引張強さ１８．６Ｎ/１５ｍｍ、引裂強さ１２４ｇｆ・１６枚と機械的強度は十分に満足していながら、ＥＳＲは０．９５３Ωと低ＥＳＲであり、気密度は１３４ｓeｃ/１００ｍｌと高い遮蔽性を示しており、電気二重層キャパシタは実施例３と比較して内部抵抗１６６ｍΩ、漏れ電流は４１６μＡとなり、内部抵抗と漏れ電流を更に抑制することができている。
【００９１】
一方、セパレータの原料配合をリヨセル５重量％、ヘンプ９５重量％で混抄した比較例１では、引張強さ２１．６Ｎ/１５ｍｍ、引裂強さ２０１ｇｆ・１６枚と優れた機械的強度を有しているが、リヨセルの配合量が少ないことから、気密度が８６ｓeｃ/１００ｍｌと低く、またＥＳＲの悪化要因となる天然繊維の配合量が多いため、ＥＳＲは１．１３６Ωと高くなった。その結果、電気二重層キャパシタの内部抵抗２１７ｍΩ、漏れ電流４６９μＡと高くなり、ショート不良率５％となった。
【００９２】
以上より、セパレータの原料配合は、例えば実施例３に示す通りリヨセル１０重量％以上が好ましく、さらに好ましくは実施例４に示す通り、リヨセル６０重量％以上が好ましいことが判明した。
【００９３】
実施例５では叩解可能な再生セルロース繊維にポリノジックレーヨン繊維を使用し、実施例１と同じ抄紙機で抄紙したが、セパレータの物性や電気二重層キャパシタの性能は実施例１のリヨセル繊維を使用したものと同程度であった。
【００９４】
実施例６乃至実施例１１と比較例２乃至比較例６では、セパレータの叩解度と密度によるセパレータ特性および電気二重層キャパシタ特性を比較した。
表１の測定結果に示すように、繊維層ＡのＣＳＦ５０〜０ｍｌ、および繊維層ＢのＣＳＦ６００〜１０ｍｌで抄紙した実施例６乃至実施例１１においては、繊維層Ａの密度が０．２６〜０．６８ｇ/ｃｍ3、繊維層Ｂの密度が０．１７〜０．４５ｇ/ｃｍ3、合計密度０．２２〜０．５７ｇ/ｃｍ3であり、引張強さ１０Ｎ/１５ｍｍ以上、引裂強さ２０ｇｆ・１６枚以上を有しており、電気二重層キャパシタを作製する際、素子巻取りにてセパレータの破断が発生してしまうなどの不具合は発生しなかった。
【００９５】
また、ＥＳＲは０．７８４〜０.９８８Ωと低ＥＳＲながら、気密度は１０１〜２８７ｓeｃ/１００ｍｌと高い遮蔽性を示しており、電気二重層キャパシタの内部抵抗５６〜１８９ｍΩ、漏れ電流２７３〜４４８μＡと低く抑えられている。
【００９６】
一方、繊維層ＡのＣＳＦ１００ｍｌで抄紙した比較例２、比較例３では、叩解が抑えられフィブリル量が少なくなったことから、繊維層Ａの密度が０．２１ｇ/ｃｍ3と低く、セパレータの引張強さが６．９Ｎ/１５ｍｍと弱くなったため、素子巻取りにてセパレータの破断が発生し、評価用の電気二重層キャパシタを作製できなかった。
【００９７】
また、繊維層ＡのＣＳＦ０ｍｌ、密度０．８０ｇ/ｃｍ3で抄紙した比較例４では、セパレータの強度は問題ないが、気密度３５６ｓeｃ/１００ｍｌと緻密になりすぎたことで、ＥＳＲが１．１５４Ωとなり、電気二重層キャパシタの内部抵抗は２３７ｍΩと高くなった。この結果から、繊維層Ａの叩解度はＣＳＦ５０〜０ｍｌが好ましく、密度は０．２５〜０．７０ｇ/ｃｍ3が好ましいことが判明した。
【００９８】
また、繊維層ＢのＣＳＦ６５０ｍｌで抄紙した比較例５では、繊維層Ｂの密度は０．１２ｇ/ｃｍ3となり、ＣＳＦ０ｍｌで抄紙した比較例６では、繊維層Ｂの密度は０．５３ｇ/ｃｍ3となったが、叩解の過不足により、引裂強さが比較例５では１４ｇｆ・１６枚、比較例６では１８ｇｆ・１６枚と低くなったことから、電気二重層キャパシタを作製する際、素子巻取りにてセパレータの破断が発生してしまい、素子不良率が５％となった。この結果から、繊維層Ｂの叩解度はＣＳＦ６００〜１０ｍｌが好ましく、密度は０．１５〜０．５０ｇ/ｃｍ3が好ましいことが判明した。
【００９９】
さらに、二層の合計密度としては、比較例３に示すように合計密度０．１７ｇ/ｃｍ3の場合、繊維層Ａと繊維層Ｂの両方の叩解が抑えられることで、引張強さと引裂強さが弱くなることから、素子巻取りにてセパレータの破断が発生し、評価用の電気二重層キャパシタを作製できなかった。また、比較例４に示すように合計密度０．６３ｇ/ｃｍ3の場合、ＥＳＲが高くなることから、電気二重層キャパシタの内部抵抗が悪化する。この結果から、二層の合計密度は０．２０〜０．６０ｇ/ｃｍ3が好ましいことが判明した。
【０１００】
実施例１２乃至実施例１７と比較例７乃至比較例９では、セパレータの厚さによるセパレータ特性および電気二重層キャパシタ特性を比較した。
表１の測定結果に示すように、繊維層Ａの厚さ５μｍ、繊維層Ｂの厚さ５μｍ、合計厚さ１０μｍで抄紙した実施例１２では、セパレータの引張強さ１０Ｎ/１５ｍｍ以上、引裂強さ２０ｇｆ・１６枚以上を有しており、電気二重層キャパシタを作製する際、素子巻取りにてセパレータの破断が発生してしまうなどの不具合は発生しなかった。電気二重層キャパシタでは内部抵抗４５ｍΩ、漏れ電流４３９μＡと低く抑えられている。
【０１０１】
実施例１３では繊維層Ａの厚さ１４５μｍ、繊維層Ｂの厚さ５μｍ、合計厚さ１５０μｍで抄紙したセパレータ、実施例１４では繊維層Ａの厚さ５μｍ、繊維層Ｂの厚さ１４５μｍ、合計厚さ１５０μｍで抄紙したセパレータを得ているが、電気二重層キャパシタの内部抵抗は実施例１３では１９７ｍΩ、実施例１４では１８６ｍΩ、漏れ電流は実施例１３では２６４μＡ、実施例１４では２８６μＡと低く抑えられている。
【０１０２】
繊維層Ａの厚さ１０μｍ、繊維層Ｂの厚さ１０μｍ、合計厚さ２０μｍで抄紙した実施例１５では、実施例１２と比較して、内部抵抗は４２ｍΩと同等で、漏れ電流は４２１μＡとなり、内部抵抗を悪化させることなく漏れ電流を更に抑制することができている。
【０１０３】
繊維層Ａの厚さ１０μｍ、繊維層Ｂの厚さ５０μｍ、合計厚さ６０μｍで抄紙した実施例１６と、繊維層Ａの厚さ５０μｍ、繊維層Ｂの厚さ１０μｍ、合計厚さ６０μｍで抄紙した実施例１７では、実施例１３、実施例１４と比較して、電気二重層キャパシタの内部抵抗は実施例１６で６０ｍΩ、実施例１７で１６７ｍΩ、漏れ電流は実施例１６で３０５μＡ、実施例１７で２９１μＡとなり、漏れ電流は十分抑制しながら、内部抵抗を低下することができている。
【０１０４】
一方、繊維層Ａの厚さ３μｍ、繊維層Ｂの厚さ３μｍ、合計厚さ６μｍで抄紙した比較例７では、厚さが薄いことからセパレータの引張強さ５．９Ｎ/１５ｍｍ、引裂強さ５ｇｆ・１６枚と低くなり、素子巻取りにてセパレータの破断が発生してしまい、評価用の電気二重層キャパシタを作製できなかった。
【０１０５】
また、繊維層Ａの厚さ１５５μｍ、繊維層Ｂの厚さ５μｍ、合計厚さ１６０μｍで抄紙した比較例８と、繊維層Ａの厚さ５μｍ、繊維層Ｂの厚さ１５５μｍ、合計厚さ１６０μｍで抄紙した比較例９では、実施例１３、実施例１４と比較して、セパレータの厚さが厚くなったことにより、気密度は比較例８で３２６ｓeｃ/１００ｍｌ、比較例９で３０７ｓeｃ/１００ｍｌと緻密になりすぎたことで、ＥＳＲは比較例８で１．１２１Ω、比較例９で１．０８６Ωと高くなり、電気二重層キャパシタの内部抵抗は比較例８で２２４ｍΩ、比較例９で２０７ｍΩと悪化した。
【０１０６】
以上の結果から、セパレータの繊維層Ａの厚さは実施例１２乃至実施例１４が示すように５〜１４５μｍが好ましく、実施例１５乃至実施例１７が示すように１０〜５０μｍが好ましいことが判明した。
【０１０７】
また、繊維層Ｂの厚さも同様に、実施例１２乃至実施例１４が示すように５〜１４５μｍが好ましく、実施例１５乃至実施例１７が示すように１０〜５０μｍが好ましいことが判明した。
また、二層の合計としては実施例１２乃至実施例１４が示すように１０〜１５０μｍが好ましく、より好ましくは実施例１５乃至実施例１７が示すように２０〜６０μｍが好ましいことが判明した。
【０１０８】
従来例１はリヨセル１００重量％をＣＳＦ０ｍｌまで叩解し、長網抄紙機で抄紙しているが、引裂強さが９ｇｆ・１６枚と低いため、電気二重層キャパシタを作製する際素子巻取りにてセパレータの破断が発生してしまい、素子不良率が１０％となった。電気二重層キャパシタの性能は、内部抵抗は低く、漏れ電流値は小さく良好であった。
【０１０９】
従来例２のセパレータはリヨセル８０重量％にＰＥＴ２０重量％混合し、ＣＳＦ０ｍｌまで叩解した原料を用いて長網抄紙機で抄紙した層と、ポリエチレンを原料とし、フィルム製造装置で製造されたフィルム層を積層した二層構造であるが、フィルム層が緻密過ぎるため、セパレータの気密度が６７４ｓeｃ/１００ｍｌと高く、電気二重層キャパシタの内部抵抗は４３２ｍΩと悪化した。
【０１１０】
以上から本実施の形態例によれば、叩解可能な再生セルロース繊維を１０重量％以上含有し、長網または短網で抄紙された繊維層ＡとしてＣＳＦ５０〜０ｍｌ、密度０．２５〜０．７０ｇ/ｃｍ3、厚さ５〜１４５μｍの層とし、円網で抄紙された繊維層ＢとしてＣＳＦ６００〜１０ｍｌ、密度０．１５〜０．５０ｇ/ｃｍ3、厚さ５〜１４５μｍの層との二層構造とし、セパレータ全体で、密度が０．２〜０．６ｇ/ｃｍ3、厚さが１０〜１５０μｍとすることにより、捲回時および積層時にセパレータが破断しない程度の機械的強度を持ち、高遮蔽性と低ＥＳＲを実現した電気二重層キャパシタ用セパレータを提供することができる。
【０１１１】
また該セパレータを用いることによって、内部抵抗、漏れ電流特性に悪影響を与えることなく、生産性を向上させることが可能な電気二重層キャパシタを提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１２】
以上の説明は本実施の形態例のセパレータを電気二重層キャパシタについて用いる例を説明し、電気二重層キャパシタの他の構成、製造方法の詳細についての説明は省略したが、上記した捲回および積層型電気二重層キャパシタにおいて、電極材料及び電解液の材料については、特別に限定を必要とすることはなく、種々のものを用いることができる。
【０１１３】
更に、セパレータは、電気二重層キャパシタに適用できるほか、リチウムイオンキャパシタにも適用することが可能である。リチウムイオンキャパシタでも、リチウムイオン電池に用いるセパレータとしても性能が確保できる。