(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極体と、前記陽極体に対向する陰極体と、セパレータ基材と前記セパレータ基材に被着した導電性高分子とを含み前記陽極体と前記陰極体との間に介在するセパレータとを有する蓄電素子と、
前記蓄電素子に含浸した電解液と、を備え、
前記セパレータは、前記陽極体に対向する第１面を含む第１表層と、前記陰極体に対向する第２面を含む第２表層とを有し、
前記第１表層は、前記導電性高分子が被着していない第１領域を有し、
前記第２表層は、前記導電性高分子が被着した第２領域を有し、
前記第１表層はさらに、前記導電性高分子が被着した第３領域を有し、
前記セパレータの厚さ方向中央から前記第１面までの部分を第１セパレータ半体と定義し、前記セパレータの前記厚さ方向中央から前記第２面までの部分を第２セパレータ半体と定義するとき、
前記第１セパレータ半体に被着した前記導電性高分子の量は、前記第２セパレータ半体に被着した前記導電性高分子の量よりも少ない蓄電デバイス。
【請求項２】
前記第１表層における前記第３領域の、前記陽極体との対向面積は、前記第２表層における前記第２領域の、前記陰極体との対向面積よりも狭い請求項１に記載の蓄電デバイス。
【請求項３】
前記セパレータ基材は、非導電性の繊維を含む紙又は不織布で構成され、前記導電性高分子は、前記非導電性の繊維に被着している請求項１または２に記載の蓄電デバイス。
【請求項４】
前記第２表層は、前記第１表層に比べて、前記非導電性の繊維を高い密度で含む請求項３に記載の蓄電デバイス。
【請求項５】
前記第１表層は、前記第２表層に比べて、前記非導電性の繊維を高い密度で含む請求項３に記載の蓄電デバイス。
【請求項６】
前記セパレータは、前記第１表層と前記第２表層との間に中間層を有し、
前記中間層は、前記導電性高分子が被着した第４領域を有し、
前記第１表層の前記第３領域に被着した前記導電性高分子と前記第２表層の前記第２領域に被着した前記導電性高分子とは、前記中間層の前記第４領域に被着した前記導電性高分子を介して互いに導通している請求項１〜５の何れか一項に記載の蓄電デバイス。
【請求項７】
前記セパレータ基材の前記第１面上に被着した導電性高分子の前記セパレータ基材の単位面積当たりの被着量が、前記第２面上に被着した導電性高分子の前記セパレータ基材の単位面積当たりの被着量より少ない請求項１〜６の何れか一項に記載の蓄電デバイス。
【請求項８】
陽極体と、前記陽極体に対向する陰極体と、セパレータ基材と前記セパレータ基材に被着した導電性高分子とを含み前記陽極体と前記陰極体との間に介在するセパレータとを有する蓄電素子と、
前記蓄電素子に含浸した電解液と、を備え、
前記セパレータは、前記陽極体に対向する第１面を含む第１表層と、前記陰極体に対向する第２面を含む第２表層とを有し、
前記第１表層は前記導電性高分子が被着していない第１領域を有し、前記第２表層は前記導電性高分子が被着した第２領域を有し、
前記セパレータ基材の前記第１面上に被着した導電性高分子の前記セパレータ基材の単位面積当たりの被着量は、前記第２面上に被着した導電性高分子の前記セパレータ基材の単位面積当たりの被着量より少ない蓄電デバイス。
【請求項９】
前記陽極体は、誘電体皮膜を形成した陽極箔で構成され、前記陰極体は、陰極箔で構成され、
前記蓄電素子は、前記陽極箔と前記陰極箔とを前記セパレータを介して巻回して形成されたコンデンサ素子である請求項１〜８の何れか一項に記載の蓄電デバイス。
【請求項１０】
前記陽極体は前記陽極箔に接続された陽極リードを有し、
前記第１表層の前記第１領域は、前記陽極箔と前記陽極リードとの接続箇所に対向する位置に設けられた請求項９に記載の蓄電デバイス。
【請求項１１】
前記第１表層の前記第１領域は、前記陽極箔の巻回方向に沿った端縁に対向する位置に設けられた請求項９または１０に記載の蓄電デバイス。
【請求項１２】
前記第１表層の前記第１領域は、前記陽極箔の巻き始め端縁に対向する位置と前記陽極箔の巻き終わり端縁に対向する位置との少なくとも何れか一方に設けられた請求項９〜１１の何れか一項に記載の蓄電デバイス。
【請求項１３】
前記陽極体の表面には誘電体皮膜が形成され、
前記蓄電素子は、前記陽極体と前記セパレータと前記陰極体とが積層されて形成されたコンデンサ素子である請求項１〜８の何れか一項に記載の蓄電デバイス。
【請求項１４】
前記第１表層の前記第１領域は、前記陽極体の端縁に対向する位置に設けられた請求項１３に記載の蓄電デバイス。
【請求項１５】
第１面と第２面とを有するセパレータ基材に導電性高分子を被着させて、前記第１面側に陽極対向面を有するとともに、前記第２面側に陰極対向面 を有するセパレータを形成するステップと、
陽極を前記セパレータの前記陽極対向面に対向させるとともに、陰極を前記セパレータの陰極対向面に対向させて、蓄電素子を作製するステップと、
前記蓄電素子に電解液を含浸するステップとを備え、
前記セパレータを形成する際には、
前記セパレータ基材の前記第１面と前記第２面の少なくとも一方に導電性高分子の溶液又は分散液である液剤を塗着して、前記液剤を前記セパレータ基材の内部に浸み込ませた後、前記液剤に含まれる溶媒又は分散媒を蒸発させ、
前記第１面に前記液剤を塗着しない非塗着部分を残すと共に、前記第２面に前記液剤を塗着する塗着部分を設け、
前記第１面における前記液剤の塗着領域の面積を、前記第２面における前記液剤の塗着領域の面積よりも小さくする蓄電デバイスの製造方法。
【請求項１６】
前記第１面に前記液剤を印刷により塗着することで前記非塗着部分を形成する請求項１５に記載の蓄電デバイスの製造方法。
【請求項１７】
前記第１面に塗着する前記液剤の量を、前記第２面に塗着する前記液剤の量よりも多くする請求項１５または１６に記載の蓄電デバイスの製造方法。
【請求項１８】
前記第１面から前記セパレータ基材の内部に浸み込ませる前記液剤の量を、前記第２面から前記セパレータ基材の内部に浸み込ませる前記液剤の量よりも多くする請求項１７に記載の蓄電デバイスの製造方法。
【請求項１９】
第１面と第２面とを有するセパレータ基材に導電性高分子を被着させて、前記第１面側に陽極対向面を有するとともに、前記第２面側に陰極対向面 を有するセパレータを形成するステップと、
陽極を前記セパレータの前記陽極対向面に対向させるとともに、陰極を前記セパレータの陰極対向面に対向させて、蓄電素子を作製するステップと、
前記蓄電素子に電解液を含浸するステップとを備え、
前記セパレータを形成する際には、
前記セパレータ基材の前記第１面と前記第２面の少なくとも一方に導電性高分子の溶液又は分散液である液剤を塗着して、前記液剤を前記セパレータ基材の内部に浸み込ませた後、前記液剤に含まれる溶媒又は分散媒を蒸発させ、
前記第１面に前記液剤を塗着しない非塗着部分を残すと共に、前記第２面に前記液剤を塗着する塗着部分を設け、
前記第２面のみに前記液剤を塗着することで前記非塗着部分を形成する蓄電デバイスの製造方法。
【請求項２０】
非導電性の繊維を含む長尺状の紙又は不織布を前記セパレータ基材として用い、誘電体皮膜を形成した長尺状の金属箔を前記陽極として用い、前記蓄電素子を形成する際、前記陽極と前記陰極とを、前記セパレータを介して巻回する請求項１５〜１９の何れか一項に記載の蓄電デバイスの製造方法。
【請求項２１】
前記セパレータを形成する際、前記液剤をインクジェット法により前記セパレータ基材に塗着する請求項１５〜２０の何れか一項に記載の蓄電デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は各種電子機器、産業機器、自動車用機器等に使用される、導電性のセパレータと電解液を併用した蓄電デバイスおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器の高周波化に伴い、蓄電デバイスのひとつである電解コンデンサにおいても高周波領域での等価直列抵抗（以下、ＥＳＲという）特性に優れた大容量の電解コンデンサが求められている。最近では、このような高周波領域におけるＥＳＲを低減するために、電解質として従来の電解液よりも電気伝導度の高い導電性高分子等の固体電解質を用いた固体電解コンデンサが検討され製品化されている。また、その大容量化の要求に対しては、陽極箔と陰極箔との間にセパレータを介在させて巻回したコンデンサ素子の内部に導電性高分子を充填した構成を有する、巻回形固体電解コンデンサが製品化されてきている。【０００３】
しかしながら、上記のような固体電解コンデンサにおいては、電解質として誘電体酸化皮膜の修復性の乏しい固体電解質のみを用いているため、従来の電解液を用いた電解コンデンサに比べて、漏れ電流の増大や誘電体酸化皮膜欠陥の発生に伴うショート故障などが発生しやすい。そのため、耐電圧の高いコンデンサを構成することが困難である。【０００４】
一方、上記課題を改善する目的で、導電性高分子で形成された固体電解質と電解液の両方を電解質に利用した巻回形の電解コンデンサが提案されている。この電解コンデンサでは、セパレータ基材としてマニラ紙またはクラフト紙等のセパレータ紙、あるいは多孔質フィルムまたは合成繊維不織布などを用いる。このセパレータ基材を、過硫酸塩を酸化剤兼ドーパントとしてモノマーを化学酸化重合した導電性高分子で導電化し、その導電化されたセパレータ（以下、導電性セパレータ）を陽極箔と陰極箔の間に介在させてコンデンサ素子を形成する。このようにして形成したコンデンサ素子に電解液を含浸させて用いている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２８３０８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の導電性セパレータを用いた電解コンデンサは、耐電圧特性を十分に改善できなかった。【０００７】
そこで、本発明は、導電性セパレータを用いた蓄電デバイスにおいて、耐電圧特性を高めた蓄電デバイス及びその製造方法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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の蓄電デバイスは、蓄電素子と電解液とを有する。蓄電素子は陽極体と、この陽極体に対向する陰極体と、陽極体と陰極体との間に介在するセパレータとで構成されている。セパレータは、セパレータ基材と、このセパレータ基材に被着した導電性高分子とを含む。電解液は蓄電素子に含浸している。セパレータは、陽極体に対向する第１面を含む第１表層と、陰極体に対向する第２面を含む第２表層とを有する。そして第１表層は導電性高分子が被着していない第１領域を有し、第２表層は導電性高分子が被着した第２領域を有する。【０００９】
また本発明の蓄電デバイスの製造方法は次のステップを有する。（１）第１面と第２面とを有するセパレータ基材に、導電性高分子を被着させて陽極対向面と陰極対向面とを有するセパレータを形成する。（２）陽極をセパレータの陽極対向面に対向させるとともに、陰極をセパレータの陰極対向面に対向させて、蓄電素子を作製する。（３）蓄電素子に電解液を含浸する。そして、セパレータを形成する際には、セパレータ基材の第１面と第２面の少なくとも一方に導電性高分子の溶液又は分散液である液剤を塗着する。そして、この液剤をセパレータ基材の内部に浸み込ませた後、液剤に含まれる溶媒又は分散媒を蒸発させる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る蓄電デバイス及びその製造方法によれば、耐電圧特性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１、２、３における蓄電デバイスの断面図
【図２】（ａ）図１に示す蓄電デバイスの蓄電素子の斜視図、（ｂ）同蓄電素子における陽極体、陰極体及びセパレータの積層関係を説明するための図
【図３】（ａ）図２に示す蓄電素子の部分断面模式図、（ｂ）同蓄電素子において導電性高分子の被着している領域を示す模式図、（ｃ）同蓄電素子における、巻回する前のセパレータを陽極体側からみた図
【図４】図３に示すセパレータ基材の他の例を示す模式図
【図５】図３に示すセパレータ基材のさらに他の例を示す模式図
【図６】本発明の実施の形態２における蓄電素子の部分断面模式図
【図７】（ａ）本発明の実施の形態３における蓄電素子の部分断面模式図、（ｂ）同蓄電素子において導電性高分子の被着している領域を示す模式図
【図８】本発明の実施の形態３における他の蓄電素子において導電性高分子の被着している領域を示す模式図
【図９】本発明の実施の形態３におけるさらに他の蓄電素子において導電性高分子の被着している領域を示す模式図
【図１０】図７に示すセパレータ基材の他の例を示す模式図
【図１１】図７に示すセパレータ基材のさらに他の例を示す模式図
【図１２】本発明の実施の形態３における蓄電素子において、陽極体である陽極箔とセパレータとの位置関係を示す平面図
【図１３】本発明の実施の形態３における蓄電素子において、陽極箔に接続された陽極リードとセパレータとの位置関係を示す平面図
【図１４】本発明の実施の形態３における他の蓄電素子において、陽極体とセパレータと陰極体の位置関係を示す分解斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお図面では理解しやすいように寸法を変えて示している。
【００１３】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における蓄電デバイスの一例である電解コンデンサの断面図、図２（ａ）は図１に示す蓄電デバイスの蓄電素子であるコンデンサ素子１２の斜視図である。図２（ｂ）は、コンデンサ素子１２における陽極体２１、陰極体２２及びセパレータ２３の積層関係を説明するための図である。図３（ａ）は、図２に示すコンデンサ素子１２において、陽極体２１と陰極体２２との間に介在するセパレータ２３及び電解液１６を説明するための部分断面模式図である。
【００１４】
電解コンデンサは、コンデンサ素子１２と外装体１５と電解液１６とを有する。コンデンサ素子１２は、図２（ａ）に示すように、陽極体２１である陽極箔と、陰極体２２である陰極箔と、陽極体２１と陰極体２２との間に介在したセパレータ２３とを有する。陽極体２１には陽極リード１１Ａが接続され、陰極体２２には陰極リード１１Ｂが接続されている。コンデンサ素子１２は、図２（ｂ）に示すように、陽極体２１とセパレータ２３と陰極体２２とが積層され、積層された状態において一端部から巻回されてコンデンサ素子１２が構成されている。外装体１５は、有底筒状のケース１３と、封口体１４とにより構成され、コンデンサ素子１２と電解液１６とを封じている。
【００１５】
図２、図３を参照しながらコンデンサ素子１２、陽極リード１１Ａ及び陰極リード１１Ｂについて説明する。
【００１６】
陽極体２１は、アルミニウム等の弁金属からなる金属箔２１Ａをエッチング処理することにより粗面化した表面を化成処理することにより形成されている。すなわち、陽極体２１は表面に誘電体酸化皮膜２１Ｂを有する。一方、陰極体２２はアルミニウム等の金属で形成されている。また、陰極体２２は、アルミニウム等の金属の表面に、化成皮膜や、異種金属や非金属の被膜が設けられていてもよい。異種金属や非金属としては、例えば、チタンのような金属やカーボンのような非金属などを挙げることができる。
【００１７】
陽極リード１１Ａ、陰極リード１１Ｂの少なくとも陽極体２１、陰極体２２との接合部分は、陽極体２１、陰極体２２と同じ材料で構成されていることが好ましい。
【００１８】
図２（ｂ）に示すように、帯状の陽極体２１、陰極体２２には、一端が扁平に形成された陽極リード１１Ａ、陰極リード１１Ｂがそれぞれ、超音波溶着や針カシメ等により接合されている。陽極リード１１Ａ、陰極リード１１Ｂの他方の端部はコンデンサ素子１２の同一端面より引出されている。
【００１９】
セパレータ２３は、セパレータ基材２４と、セパレータ基材２４に被着した導電性高分子２５とで構成されている。すなわち、セパレータ２３は導電性セパレータの一種である。なお、図３（ａ）は、繊維状のセパレータ基材２４の断面を示している。セパレータ基材２４には、セルロース、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ナイロン、芳香族ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、レーヨン、ガラス質等、非導電性の繊維を含む紙又は不織布を用いることができる。あるいはセパレータ基材２４として織布を用いてもよい。なお、図３（ａ）は、密度が均一なセパレータ基材２４を示している。
【００２０】
導電性高分子２５としては、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリフラン、ポリアニリン、ポリアセチレン、ポリフェニレン、ポリフェニレンビニレン、ポリアセン、ポリチオフェンビニレンなどが挙げられる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよく、２種以上のモノマーの共重合体でもよい。なお、本明細書では、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリフラン、ポリアニリンなどは、それぞれ、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリフラン、ポリアニリンなどを基本骨格とする高分子を意味する。したがって、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリフラン、ポリアニリンなどには、それぞれの誘導体も含まれ得る。例えば、ポリチオフェンには、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）などが含まれる。
【００２１】
導電性高分子２５は、ドーパントを含んでいてもよい。ドーパントとしては、例えば、ポリビニルスルホン酸、ポリスチレンスルホン酸、ポリアリルスルホン酸、ポリアクリルスルホン酸、ポリメタクリルスルホン酸、ポリ（２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸）、ポリイソプレンスルホン酸、ポリアクリル酸などのアニオンが挙げられる。なかでも、ポリスチレンスルホン酸由来のポリアニオンが好ましい。これらは単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。また、これらは単独モノマーの重合体であってもよく、２種以上のモノマーの共重合体であってもよい。
【００２２】
導電性高分子２５は電解コンデンサの陰極として機能する。なお、導電性高分子２５は、微粒子にしたポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）等を分散媒に分散した分散液やポリアニリン等を溶媒に溶解した溶液などの液剤をセパレータ基材２４に含浸させ、その後、乾燥することで、セパレータ基材２４に被着される。導電性高分子２５は繋がった粒子状あるいは膜状に形成され、セパレータ基材２４を構成する繊維に被着している。セパレータ２３は内部に空隙を有する多孔質であり、その空隙に電解液１６が入り込んでいる。なお、図３は、微粒子状の導電性高分子２５をセパレータ基材２４に被着させた状態を示している。
【００２３】
分散液を用いて導電性高分子２５をセパレータ基材２４に被着させる場合、導電性高分子２５の微粒子の大きさは、直径１μｍ以下であることが好ましい。導電性高分子２５の微粒子の大きさが直径１μｍよりも大きい場合は、セパレータ基材２４の空隙部分に微粒子が充填されにくく、電解コンデンサの低ＥＳＲ化が困難となる。
【００２４】
また分散媒としては、水や低級アルコールなどの低粘度の溶剤が好ましい。分散媒として低粘度の溶剤を用いると、導電性高分子２５のセパレータ基材２４への充填効果が高まる。さらに、分散媒として揮発性が高い溶剤を用いたほうが、コンデンサ素子１２に微粒子の液剤を含浸した後、溶剤を除去しやすいため、液剤の乾燥を容易にできる。
【００２５】
また、分散液に界面活性剤を添加することにより、セパレータ基材２４への導電性高分子２５の充填性をより高めることができる。添加する界面活性剤としては、アニオン性の界面活性剤やカチオン性の界面活性剤、ノンイオン性の界面活性剤などが挙げられる。
【００２６】
なお、セパレータ基材２４としてセルロースを用いる場合、セパレータ基材２４の密度を０．２５ｇ／ｃｍ３以上、０．９５ｇ／ｃｍ３以下にすることが好ましい。
【００２７】
なお、コンデンサ素子１２は、後述するように、セパレータ２３を介して陽極体２１、陰極体２２を積層して構成してもよい。
【００２８】
次に、電解液１６について説明する。電解液１６は、電解コンデンサの陰極として機能する。電解液１６は、セパレータ２３内部の空隙や、陽極体２１のエッチングピットにより形成された孔に入り込んでいる。陽極体２１と陰極体２２との間にセパレータ２３のみを設ける場合、セパレータ基材２４に被着した導電性高分子２５と誘電体酸化皮膜２１Ｂとが殆ど接触しないので、陽極体２１と陰極体２２との間には電解液１６が必要となる。また、電解液１６によりセパレータ基材２４は膨潤するため、陽極体２１及び陰極体２２と、セパレータ２３との密着性を高めることができる。
【００２９】
電解液１６は、溶媒に溶質を溶解して調製されている。溶媒として、アルコール類や、非プロトン性の有機溶媒であるアミド系溶剤、ラクトン類、スルホキシド類等を用いることができる。アルコール類としては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、シクロブタノール、シクロヘキサノール、エチレングリコール、プロプレングリコール、グリセリン、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、メトキシプロピレングリコール、グリコール類の重縮合物などが挙げられる。アミド系溶剤としては、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−エチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド、Ｎ−メチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミドなどが挙げられる。ラクトン類としては、γ−ブチロラクトン、β−ブチロラクトン、α−バレロラクトン、γ−バレロラクトンなどが挙げられる。スルホキシド類としては、スルホラン、３−メチルスルホラン、ジメチルスルホキシドなどが挙げられる。なお、中高圧用の電解コンデンサにおいて、溶媒としては、エチレングリコールを用いることが好ましい。
【００３０】
また、溶質である電解質成分の塩基成分としては、アルキル置換アミジン基を有する化合物、で、イミダゾール化合物、ベンゾイミダゾール化合物、脂環式アミジン化合物（ピリミジン化合物、イミダゾリン化合物）などが挙げられる。また、電解質成分の塩基成分としては、アルキル置換アミジン基を有する化合物の４級アンモニウムを用いることもでき、アルキル置換アミジン基を有する化合物の４級アンモニウムとしては、炭素数１〜１１のアルキル基またはアリールアルキル基で４級化されたイミダゾール化合物、ベンゾイミダゾール化合物、脂環式アミジン化合物（ピリミジン化合物、イミダゾリン化合物）などが挙げられる。また、塩基成分として、アンモニウム、一級アミン（メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミンエチレンジアミン、モノエタノールアミン等）、二級アミン（ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、エチルメチルアミン、ジフェニルアミン、ジエタノールアミン等）、三級アミン(トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）−ウンデセン−７、トリエタノールアミン等)を用いてもよい。なお、中高圧の電解コンデンサにおいて溶質である電解質成分の塩基成分は、アンモニウム、ジエチルアミン、トリエチルアミンを用いることが好ましい。
【００３１】
また電解質成分の酸成分としては、脂肪族カルボン酸である飽和カルボン酸、不飽和カルボン酸、芳香族カルボン酸等を用いることができる。脂肪族飽和カルボン酸としては、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバチン酸、１，６−デカンジカルボン酸、５，６−デカンジカルボン酸、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、イソ酪酸、吉草酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、ラウリル酸、ミリスチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸などが挙げられる。脂肪族不飽和カルボン酸としては、マレイン酸、フマル酸、イコタン酸、アクリル酸、メタクリル酸、オレイン酸を含む。芳香族カルボン酸は、フタル酸、サリチル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、安息香酸、レゾルシン酸、ケイ皮酸、ナフトエ酸などが挙げられる。また、これらのカルボン酸以外にもカルボン酸のニトロ誘導体やスルホン酸誘導体、無機酸であるリン酸誘導体やホウ酸誘導体などを電解質の酸成分として用いることができる。電解質成分において、酸成分が塩基成分よりもモル比で多く含まれることが好ましい。この場合、電解液１６の酸性度が増加し、セパレータ２３の脱ドープ反応の抑制に効果を発揮することができる。なお、中高圧の電解コンデンサにおいて溶質である電解質成分の酸成分として、１，６−デカンジカルボン酸、５，６−デカンジカルボン酸等のデカンジカルボン酸、１，７−オクタンジカルボン酸等のオクタンジカルボン酸、アゼライン酸、セバシン酸等の有機酸、あるいは、硼酸、硼酸と多価アルコールより得られる硼酸の多価アルコール錯化合物を用いることが好ましい。
【００３２】
次に外装体１５について説明する。外装体１５は、コンデンサ素子１２より引き出された陽極リード１１Ａ、陰極リード１１Ｂのそれぞれの端部を外部に導出するようにしてコンデンサ素子１２を封じている。
【００３３】
外装体１５は、ケース１３と、封口体１４とを有する。ケース１３はコンデンサ素子１２と電解液１６とを収納している。封口体１４には、陽極リード１１Ａ、陰極リード１１Ｂをそれぞれ挿通させる貫通孔１４Ａ、１４Ｂが設けられている。封口体１４はケース１３の開口部に配置され、ケース１３の外周面を絞り加工部１３Ａで絞ることによって圧縮されることで、ケース１３の開口部を封止している。
【００３４】
なお、コンデンサ素子１２に電解液１６を含浸した後にコンデンサ素子１２をケース１３に収納してもよい。これに限らず、例えば、コンデンサ素子１２をケース１３に収納後にケース１３に電解液１６を注入し封止してもよいし、ケース１３に電解液１６を注入した後にコンデンサ素子１２をケース１３に収納し封止してもよい。
【００３５】
封口体１４には、エチレンプロピレンゴムやイソブチルとイソプレンの共重合体であるブチルゴム等のゴム材料のほか、エポキシ樹脂などの樹脂材料などを用いることができる。
【００３６】
ケース１３は金属製である。軽量化の観点から、ケース１３はアルミニウムで形成することが好ましい。
【００３７】
次に、図２（ｂ）、図３（ａ）、図３（ｂ）及び図３（ｃ）を参照しながらセパレータ２３の構成について詳細に説明する。図３（ｂ）は、コンデンサ素子１２において導電性高分子２５の被着している領域を示す模式図である。なお、同図において電解液は図示されていない。図３（ｃ）は巻回する前のセパレータ２３を陽極体側からみた図である。
【００３８】
図２（ｂ）に示すように、セパレータ２３は紙状の外形を有する。そして、セパレータ２３は、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、陽極体２１に対向する第１面２３１Ａを含む第１表層２３Ａと、陰極体２２に対向する第２面２３２Ａを含む第２表層２３Ｂと、第１表層２３Ａと第２表層２３Ｂとの間の中間層２３Ｃと、を有する。第１表層２３Ａは導電性高分子２５が被着していない第１領域２３１を有し、第２表層２３Ｂは導電性高分子２５が被着した第２領域２３２を有する。なお、第１面２３１Ａ及び第２面２３２Ａは、紙状の形状を有するセパレータ２３の外形を構成する面の一部である。また、陽極体２１の金属箔２１Ａには、前述のとおり、エッチングピットが形成されており、誘電体酸化皮膜２１Ｂはエッチングピットの形状に沿って形成されている。このように、エッチングピットを有する陽極体２１は、箔状の外形を構成する面の一部がセパレータ２３と接触する。
【００３９】
セパレータ２３は以下のようにして形成されている。まずセパレータ基材２４の第２面２３２Ａにのみ、導電性高分子２５の溶液又は分散液である液剤を塗着して、この液剤をセパレータ基材２４の内部に浸み込ませる。その後、液剤に含まれる溶媒又は分散媒を蒸発させる。
【００４０】
第２表層２３Ｂから中間層２３Ｃ、第１表層２３Ａへと液剤が浸透するうちに、セパレータ基材２４に塗着する導電性高分子２５の量が徐々に減少する。その結果、第１表層２３Ａには第１領域２３１が形成され、第２表層２３Ｂには第２領域２３２が形成されている。このように、陽極体２１に近いほど、セパレータ２３において第１面２３１Ａに平行でセパレータ２３の厚み方向に垂直な断面における導電性高分子２５の被着量が少なくなっている。
【００４１】
すなわち、耐電圧に影響の大きい陽極体２１近傍において導電性高分子２５の被着量が少なくなっている。その結果、誘電体酸化皮膜２１Ｂ近傍において、導電性高分子２５よりも誘電体酸化皮膜２１Ｂの修復性の高い電解液１６を配置し易くなる。これにより、誘電体酸化皮膜２１Ｂの修復性が高まるので電解コンデンサの耐電圧特性が向上する。さらに本実施の形態において、第２表層２３Ｂには導電性高分子２５が被着した第２領域２３２が存在する。そのため、セパレータ２３の導電性が高まり、電解コンデンサのＥＳＲが低減される。
【００４２】
上記効果は、電解コンデンサを１００Ｖ以上の高電圧で使用する場合に顕著となる。これは、電解コンデンサを１００Ｖ以上の中高電圧で使用する場合は、それより低い低圧領域で使用する場合と比べて、誘電体酸化皮膜の高い修復効果が求められる。そのため、１００Ｖ以上の中高で使用される電解コンデンサに適用することにより、より効果的である。
【００４３】
なお、第１表層２３Ａは、導電性高分子２５が被着した第３領域２３３を有している。この場合でも、第１表層２３Ａにおける第３領域２３３の陽極体２１との対向面積は、第２表層２３Ｂにおける第２領域２３２の陰極体２２との対向面積よりも狭くなっていることが好ましい。なお、第１表層２３Ａにおける第３領域２３３の陽極体２１との対向面積を求めるには、図３（ｃ）に示すような第１表層２３Ａを光学顕微鏡などにより観察して２次元像を取得する。この２次元像において導電性高分子２５が形成された部分の面積を求めることにより上記対向面積が得られる。第２表層２３Ｂにおける第２領域２３２の陰極体２２との対向面積についても同様に、第２表層２３Ｂを光学顕微鏡などにより観察して２次元像を取得する。この２次元像において導電性高分子２５が形成された部分の面積を求めることにより上記対向面積が得られる。
【００４４】
また、セパレータ２３の厚さ方向中央から第１面２３１Ａまでの部分を第１セパレータ半体２３Ｐと定義し、セパレータ２３の厚さ方向中央から第２面２３２Ａまでの部分を第２セパレータ半体２３Ｎと定義する。このとき、本実施の形態では、第１セパレータ半体２３Ｐに被着した導電性高分子２５の量は、第２セパレータ半体２３Ｎに被着した導電性高分子２５の量よりも少ない。
【００４５】
このように陽極体２１近傍あるいはセパレータ２３における陽極体２１に近い側において導電性高分子２５の被着量を少なくすることによって、電解液１６を効率よく誘電体酸化皮膜２１Ｂ近傍に配置できるので、誘電体酸化皮膜２１Ｂの修復性が高まりコンデンサ素子１２の耐電圧特性がより向上する。
【００４６】
なお、第１表層２３Ａは第３領域２３３を有さず第１領域２３１のみで形成されていてもよい。この場合、第１面２３１Ａには導電性高分子２５は露出していない。このような構成は、さらに耐電圧特性を向上することができ、高耐圧の電解コンデンサに適する。
【００４７】
また第１表層２３Ａに導電性高分子２５が被着した第３領域２３３が設けられ、セパレータ２３が中間層２３Ｃを有する場合、中間層２３Ｃは、導電性高分子２５が被着した第４領域２３４を有することが好ましい。そして、第３領域２３３に被着した導電性高分子２５と第２領域２３２に被着した導電性高分子２５とは、第４領域２３４に被着した導電性高分子２５を介して互いに導通していることが好ましい。導電性高分子２５の微粒子や膜は繋がっていることでＥＳＲ低減の効果を発揮する。そのため、導電性高分子２５はセパレータ２３内で繋がっていることが好ましい。
【００４８】
次に、セパレータ基材の他の態様を図４、図５を参照しながら説明する。図４、図５はセパレータ基材の他の例であるセパレータ基材２４Ａ、２４Ｂを示す模式図である。
【００４９】
図４に示すセパレータ基材２４Ａは、第１基材層１２４Ｐと第２基材層１２４Ｎとを有する。第１基材層１２４Ｐは、セパレータ基材２４Ａの第１面２４１Ａを含み、陽極体２１に隣接して配置される。第２基材層１２４Ｎはセパレータ基材２４Ａの第２面２４２Ａを含み、陰極体２２側に隣接して配置される。第１基材層１２４Ｐは第２基材層１２４Ｎに比べて繊維を高い密度で含む。すなわち、第１基材層１２４Ｐの気密度は第２基材層１２４Ｎの気密度より大きい。尚、第１面２４１Ａ及び第２面２４２Ａは、セパレータ基材２４Ａの外形を構成する面である。
【００５０】
セパレータ基材２４Ａの第２面２４２Ａから導電性高分子２５の溶液又は分散液である液剤を塗着すると、第１基材層１２４Ｐの第１面２４１Ａまで液剤が浸透しにくい。このようなセパレータ基材２４Ａを用いて導電性セパレータを構成することにより、第１表層は、第２表層に比べて、非導電性の繊維を高い密度で含む。そのため、第１表層を構成する第１基材層１２４Ｐにおいて確実に導電性高分子２５が被着していない第１領域が形成される。この構成は、セパレータの陰極側において、セパレータ基材２４Ａに被着する導電性高分子２５の量を多くしたい場合に有効である。具体的には、第１基材層１２４Ｐは第２基材層１２４Ｎに比べて非導電性の繊維を０．１ｇ／ｃｍ３以上高い密度で含むことが好ましい。
【００５１】
また、セパレータ基材２４Ａの第１基材層１２４Ｐの繊維密度を第２基材層１２４Ｎの繊維密度よりも高くすることによって、陽極体２１近傍あるいはセパレータ２３における陽極体２１に近い側において、電解液１６の存在量が減少し誘電体酸化皮膜２１Ｂの修復性が低下する。しかし、セパレータ基材２４Ａの第１基材層１２４Ｐの繊維密度を第２基材層１２４Ｎの繊維密度よりも高くすることによって、セパレータ２３の第１表層に被着する導電性高分子２５の量が、第２表層に被着する導電性高分子２５の量よりも少なくなり、その結果、電解コンデンサの耐電圧に直接的に影響を及ぼす陽極体２１近傍における導電性高分子２５の量が少なくなり、電解コンデンサの耐電圧特性が向上する。
【００５２】
この耐電圧特性の向上効果は、セパレータ２３の第１表層において、導電性高分子２５が被着していない第１領域の有無に関わらず得られるものであるが、第１領域を有すれば耐電圧特性の向上効果はより大きくなる。
【００５３】
なお、セパレータ基材の陽極体２１側の繊維の密度を、陰極体２２側の繊維の密度よりも高いセパレータ基材２４Ａを用いてセパレータ２３とする場合には、上記のようにセパレータ基材２４Ａの第２面２４２Ａから導電性高分子２５の溶液又は分散液である液剤を塗着し、塗着した液剤に含まれる溶媒または分散媒を揮発させて、セパレータ基材２４に導電性高分子２５が被着したセパレータ２３を形成した後に、陽極体２１および陰極体２２と共に巻回して、導電性高分子２５が被着したセパレータ２３を有するコンデンサ素子を形成する方法の他に、例えば、下記の方法を適用してもよい。
【００５４】
詳しく説明すると、まず、素子形成工程として、セパレータ基材２４の繊維密度が高い方の第１基材層１２４Ｐの第１面２４１Ａに陽極体２１を対向させ、セパレータ基材２４の繊維密度が低い方の第２基材層１２４Ｎの第２面２４２Ａに陰極体２２の一方の面を対向させる。さらに陰極体２２の他方の面に、上記陰極体２２の一方の面に対向させたセパレータ基材２４と同じ仕様であるが、別個体となるセパレータ基材２４の第２基材層１２４Ｎの第２面２４２Ａを対向させて重ねて巻回し、導電性高分子２５を含ませる素子を形成する。
【００５５】
次に、液剤含浸工程として、素子形成工程で形成した素子に導電性高分子２５の溶液又は分散液である液剤を含浸し、含浸した液剤に含まれる溶媒或いは分散媒を揮発させて、セパレータ基材２４の略全体に導電性高分子２５が被着したセパレータ２３を形成してコンデンサ素子１２を形成する。このようにすることで、セパレータ基材２４の第１基材層１２４Ｐの繊維密度を第２基材層１２４Ｎの繊維密度よりも高くしているので、セパレータ２３の第１表層に被着する導電性高分子の量が、第２表層に被着する導電性高分子の量よりも少なくなる。
【００５６】
また、図５に示すセパレータ基材２４Ｂを用いてもよい。セパレータ基材２４Ｂは、第１基材層１２４Ａと第２基材層１２４Ｂとの間に中間基材層１２４Ｃを有する。第１基材層１２４Ａは第２基材層１２４Ｂに比べて繊維を高い密度で含む。この場合もセパレータ基材２４Ａと同様に、第１表層は第２表層と比べて非導電性の繊維を高い密度で含み、第１表層を構成する第１基材層１２４Ａに導電性高分子２５が被着していない第１領域が形成される。なお中間基材層１２４Ｃの繊維密度は第２基材層１２４Ｂと比べて、大きくても小さくてもよい。大きくすれば第１基材層１２４Ａにおいて導電性高分子２５の被着量をより少なくでき、より耐電圧特性が向上する。中間基材層１２４Ｃの繊維密度を第２基材層１２４Ｂと比べて、小さくすれば第２基材層１２４Ｂから中間基材層１２４Ｃに液剤が浸透しやすくなり、中間基材層１２４Ｃにおいて導電性高分子２５の被着量が多くなり、セパレータの厚み方向に広く導電性高分子２５が分布するためＥＳＲが低減される。したがって必要とされる特性に応じて中間基材層１２４Ｃの繊維密度を調整すればよい。
【００５７】
なおセパレータ基材２４Ａ、２４Ｂのように厚み方向で繊維密度を変えるには、抄紙の途中で繊維の分散濃度を変えたり、繊維の密度が異なる複数のセパレータ紙を貼り合わせてセパレータ基材を構成したりするなどの方法を適用すればよい。
【００５８】
（実施の形態２）
図６は本発明の実施の形態２における蓄電素子の一例であるコンデンサ素子１２の、陽極体２１と陰極体２２との間に介在するセパレータ２３及び電解液１６を説明するための部分断面模式図である。なお、本実施の形態による蓄電デバイスである電解コンデンサおよびコンデンサ素子１２の基本構造は図１、図２を参照して説明した実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。また同様の構成をなすものには同じ符号を付して説明し、詳細な説明を省略する場合がある。
【００５９】
図２（ｂ）、図６に示すように、セパレータ２３は陽極体２１に対向する第１面２３１Ａと、陰極体２２に対向する第２面２３２Ａとを有するセパレータ基材２４と、このセパレータ基材２４の第１面２３１Ａおよびその近傍と、第２面２３２Ａおよびその近傍とに被着した導電性高分子２５とを備える。第１表層２３Ａは導電性高分子２５が被着していない第１領域２３１を有し、第２表層２３Ｂは導電性高分子２５が被着した第２領域２３２を有する。
【００６０】
なお、第１面２３１Ａ及び第２面２３２Ａは、セパレータ２３の外形を構成する面の一部である。また、陽極体２１の金属箔２１Ａには、前述のとおり、エッチングピットが形成されており、誘電体酸化皮膜２１Ｂはエッチングピットの形状に沿って形成されている。このように、エッチングピットを有する陽極体２１は、陽極体２１を構成する面の一部がセパレータ２３と接触する。
【００６１】
セパレータ基材２４の第１面２３１Ａ上に被着する導電性高分子２５のセパレータ基材２４の単位面積当たりの被着量は、セパレータ基材２４の第２面２３２Ａ上に被着する導電性高分子２５のセパレータ基材２４の単位面積当たりの被着量よりも少なくなっている。
【００６２】
実施の形態２におけるセパレータ２３の形成方法について説明する。
【００６３】
セパレータ基材２４の一方の面である第２面２３２Ａに導電性高分子２５の溶液又は分散液である液剤を塗着して、この液剤をセパレータ基材２４の第２面２３２Ａからセパレータ基材２４の内部へ浸み込ませる。その後、液剤に含まれる溶媒又は分散媒を蒸発させる。
【００６４】
セパレータ基材２４に塗着された液剤中の溶媒又は分散媒が蒸発した後に、セパレータ基材２４に、導電性高分子２５が被着する。
【００６５】
このとき、セパレータ基材２４の第１面２３１Ａ上に被着する導電性高分子２５の、セパレータ基材２４の単位面積当たりの被着量を、セパレータ基材２４の第２面２３２Ａ上に被着する導電性高分子２５の、セパレータ基材２４の単位面積当たりの被着量よりも少なくするために、例えば、セパレータ基材２４の第２面２３２Ａに塗着する液剤の量、導電性高分子の濃度、塗着回数、セパレータ基材２４の密度などを制御する。
【００６６】
なお、導電性高分子２５をセパレータ基材２４に被着させる方法として、セパレータ基材２４の第１面２３１Ａと第２面２３２Ａとの両方の面から液剤を塗着する方法も適用できる。この場合、セパレータ基材２４の第１面２３１Ａと第２面２３２Ａとから塗着する液剤の量や濃度を制御すればよい。
【００６７】
このように、セパレータ基材２４に導電性高分子２５を被着させることによって、セパレータ２３に導電性が付与され、電解コンデンサのＥＳＲを下げることが出来る。そして、セパレータ基材２４の第１面２３１Ａ上に被着する導電性高分子２５の、セパレータ基材２４の単位面積当たりの被着量を、セパレータ基材２４の第２面２３２Ａ上に被着する導電性高分子２５の、セパレータ基材２４の単位面積当たりの被着量よりも少なくすることで、電解コンデンサの陽極体２１近傍に存在する導電性高分子２５の量、或いは陽極体２１に接触する導電性高分子２５の量が少なくなり、電解コンデンサの耐電圧の向上が図れる。
【００６８】
なお、セパレータ基材２４の第１面２３１Ａ上または第２面２３２Ａ上に被着する導電性高分子２５のセパレータ基材２４の単位面積当たりの被着量は、ＥＤＡＸ（エネルギー分散型Ｘ線分析装置）によって、セパレータ基材２４表面に存在する特定元素（使用する導電性高分子の構成元素により決められる）の分布状態を分析することによって求められる。
【００６９】
（実施の形態３）
図７（ａ）は本発明の実施の形態３における蓄電素子の一例であるコンデンサ素子１２Ａの陽極体２１と陰極体２２との間に介在するセパレータ２３及び電解液１６を説明するための部分断面模式図である。図７（ｂ）はコンデンサ素子１２Ａにおいて導電性高分子２５の被着している領域を示す模式図である。なお、本実施の形態による蓄電デバイスである電解コンデンサおよびコンデンサ素子１２Ａの基本構造は図１、図２を参照して説明した実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。また同様の構成をなすものには同じ符号を付して説明し、詳細な説明を省略する場合がある。
【００７０】
コンデンサ素子１２Ａにおいては、セパレータ２３の第１表層２３Ａの、陽極体２１の端縁２１Ｅに対向する位置に、導電性高分子２５が被着していない第１領域２３１が設けられている。
【００７１】
図７は図１に示すコンデンサ素子１２Ａの縦断面においてセパレータ２３が陽極体２１と陰極体２２とに挟まれた部分を模式的に示している。第１領域２３１は、図２（ｂ）に示す巻回方向に沿った陽極体２１の端縁２１Ｅに対向する位置に設けられている。
【００７２】
陽極体２１を構成する金属箔２１Ａは、表面に誘電体酸化皮膜２１Ｂを有する。陽極体２１は、誘電体酸化皮膜２１Ｂが表面に形成された幅広で帯状の金属箔２１Ａを電解コンデンサの容量に適したサイズに切断して形成されている。そのため、切断後の陽極体２１の切り口部には誘電体酸化皮膜２１Ｂが形成されておらず、金属箔２１Ａが露出している。そこで、切り口部に誘電体酸化皮膜２１Ｂを形成する工程を別途行ったり、電解液１６による修復効果により切り口部に誘電体酸化皮膜２１Ｂを形成したりして、切り口部において露出した金属箔２１Ａに誘電体酸化皮膜２１Ｂを形成する。しかし、このような方法により形成した切り口部の誘電体酸化皮膜２１Ｂは、膜質が悪く、クラックなどの欠陥が生じやすく、電解コンデンサの耐電圧特性に影響する。
【００７３】
本実施の形態のセパレータ２３には、金属箔２１Ａの切り口部に対応する端縁２１Ｅに対向する位置に第１領域２３１が設けられている。このように、セパレータ２３には誘電体酸化皮膜２１Ｂに欠陥が生じやすい端縁２１Ｅに対向する位置に第１領域２３１が形成されているので、電解コンデンサの耐電圧特性が向上する。なお、ＥＳＲを低減するためには、セパレータ基材２４のできるだけ広範囲に導電性高分子２５が被着していることが好ましい。そのため、第１表層２３Ａには、導電性高分子２５が被着した第３領域２３３を設けることが好ましい。
【００７４】
このように、セパレータ２３において、端縁２１Ｅに対向する位置に第１領域２３１を形成し第１表層２３Ａにおけるそれ以外の部分に第３領域２３３を形成するには、セパレータ基材２４の陽極体２１に対向する第１面と陰極体２２に対向する第２面の両方に導電性高分子２５の溶液又は分散液である液剤を塗着する。そして、液剤をセパレータ基材２４の内部に浸み込ませた後、液剤に含まれる溶媒又は分散媒を蒸発させる。その際、液剤をインクジェット法などの印刷によって塗着することで、第１表層２３Ａの所定の位置に第１領域２３１を形成することができる。またセパレータ基材２４の第２面にも液剤を塗着することで第２表層２３Ｂに第２領域２３２を広く形成することができる。すなわち、セパレータ２３を形成する際、セパレータ基材２４の第１面に液剤を塗着しない非塗着部分を残すと共に、セパレータ基材２４の第２面に液剤を塗着する塗着部分を設ける。そしてセパレータ基材２４の第１面に液剤を印刷により塗着することで容易に液剤を塗布する領域を制御することができ、非塗着部分を形成することができる。
【００７５】
なお、印刷方法としては、例えばインクジェット法、グラビアコーター法、スクリーン印刷法などの適宜の方法を採用することができる。その中でもインクジェット法は、液剤を被着させる領域を容易に制御性でき、更に液剤の塗布量の制御性にも優れるため、より好ましい。
【００７６】
このように本実施の形態においても第１表層２３Ａは導電性高分子２５が被着していない第１領域２３１を有し、第２表層２３Ｂは導電性高分子２５が被着した第２領域２３２を有する。
【００７７】
また第１表層２３Ａは、導電性高分子２５が被着した第３領域２３３を有する。そして、第１表層２３Ａにおける第３領域２３３の陽極体２１との対向面積は、第２表層２３Ｂにおける第２領域２３２の陰極体２２との対向面積よりも狭い。これは、セパレータ２３において端縁２１Ｅに対向する位置に第１領域２３１が形成されているためである。第１面２３１Ａにおける液剤の塗着領域の面積を、第２面２３２Ａにおける液剤の塗着領域の面積よりも小さくすることにより、上述の構成を形成することができる。
【００７８】
さらに、中間層２３Ｃは、導電性高分子２５が被着した第４領域２３４を有し、第３領域２３３に被着した導電性高分子２５と第２領域２３２に被着した導電性高分子２５とは、第４領域２３４に被着した導電性高分子２５を介して互いに導通している。この効果は実施の形態１と同様である。
【００７９】
次に、図８、図９を参照しながら本実施の形態による他の構成について説明する。図８、図９は本発明の実施の形態３における他のコンデンサ素子１２Ｂ、１２Ｃにおいて導電性高分子２５の被着している領域を示す模式図である。
【００８０】
図８に示すコンデンサ素子１２Ｂでは、図７に示す構成と同様に、セパレータ２３において第１領域２３１が端縁２１Ｅに対向する位置に設けられている。そして第２表層２３Ｂの第１領域２３１に対応する位置に導電性高分子２５が被着していない第５領域２３５が設けられている。このように、第２表層２３Ｂにおける端縁２１Ｅに対向する位置に第５領域２３５を設けるには、第５領域２３５となる位置に導電性高分子２５を含む液剤を塗着しない。この構成では、液剤が第１表層２３Ａにおける端縁２１Ｅに対向する位置に浸透することがより抑制される。したがって、第１表層２３Ａにおける端縁２１Ｅに第１領域２３１を形成することができ、耐電圧特性が向上する。
【００８１】
一方、図９に示すコンデンサ素子１２Ｃではセパレータ２３において端縁２１Ｅに対向する位置に第１領域２３１が設けられているものの、セパレータ基材２４のさらに端縁側にも導電性高分子２５が被着している。すなわち、第１領域２３１を挟むように第３領域２３３が形成されている。セパレータ２３の幅が陽極体２１の幅より大きい場合、このようにセパレータ２３の陽極体２１の端部からはみ出た箇所も導電化することにより、電解コンデンサのＥＳＲをさらに低減することができる。なおこの構成も第１面２３１Ａに導電性高分子２５を含む液剤を印刷により塗着することで形成できる。
【００８２】
なお、図８、図９では中間層２３Ｃを図示していないが、このように中間層２３Ｃがなく、直接に第１表層２３Ａと第２表層２３Ｂとが繋がっていてもよい。また図７（ｂ）に示すように中間層２３Ｃを設ける場合、その領域の幅（すなわち厚さ）は特に限定されない。なお、ＥＳＲをより低減するためには、導電性高分子２５が第１表層２３Ａに多く存在することが好ましい。そのような構成を形成するための構造の一例について図１０、図１１を参照しながら説明する。図１０、図１１は、図７に示すセパレータ基材の他の例を示す模式図である。
【００８３】
図１０に示すセパレータ基材２４Ｃは、第１基材層２２４Ｐと第２基材層２２４Ｎとを有する。第１基材層２２４Ｐは、セパレータ基材２４Ｃの第１面２４１Ａを含み、陽極体２１に隣接して配置される。第２基材層２２４Ｎはセパレータ基材２４Ｃの第２面２４２Ａを含み、陰極体２２側に隣接して配置される。第２基材層２２４Ｎは第１基材層２２４Ｐに比べて非導電性の繊維を高い密度で含む。すなわち、第１基材層２２４Ｐの気密度は第２基材層２２４Ｎの気密度より小さい。
【００８４】
そのため、第２基材層２２４Ｎに比べて第１基材層２２４Ｐは、導電性高分子２５を含む液剤が浸透する間隙を多く含む。したがって、第２表層を構成する第２基材層２２４Ｎに比べて第１表層を構成する第１基材層２２４Ｐに導電性高分子２５を多く含ませることができる。その結果、導電性高分子２５が被着していない第１領域により耐電圧を維持しつつ、ＥＳＲをより低減することができる。この場合、第１面２４１Ａに塗着する液剤の量を、第２面２４２Ａに塗着する液剤の量よりも多くする。具体的には、第２基材層２２４Ｎは第１基材層２２４Ｐに比べて非導電性の繊維を０．１ｇ／ｃｍ３以上高い密度で含むことが好ましい。
【００８５】
あるいは、図１１に示すセパレータ基材２４Ｄを用いてもよい。セパレータ基材２４Ｄは、第１基材層２２４Ａと第２基材層２２４Ｂとの間に中間基材層２２４Ｃを有する。第２基材層２２４Ｂは第１基材層２２４Ａに比べて非導電性の繊維を高い密度で含む。この場合もセパレータ基材２４Ｃと同様に第２表層を構成する第２基材層２２４Ｂに比べて導電性高分子２５を第１表層を構成する第１基材層２２４Ａに多く含ませることができる。
【００８６】
なお中間基材層２２４Ｃの繊維密度は第２基材層２２４Ｂと比べて、大きくても小さくてもよい。大きくすれば中間層を構成する中間基材層２２４Ｃにおける被着量が多くなり、セパレータの厚み方向に広く導電性高分子２５が分布するためＥＳＲが低減される。小さくすれば中間層における被着量が少なくなり、より耐電圧特性が向上する。したがって必要とされる特性に応じて中間基材層２２４Ｃの繊維密度を調整すればよい。
【００８７】
なおセパレータ基材２４Ｃ、２４Ｄのようにセパレータ基材の厚み方向で繊維密度を変えるには、実施の形態１のセパレータ基材２４Ａ、２４Ｂと同様に、抄紙の途中で繊維の分散濃度を変えるなどの方法を適用すればよい。
【００８８】
なお、ここでは第１表層２３Ａとなる層と第２表層２３Ｂとなる層とで密度の異なるセパレータ基材２４Ｃ、２４Ｄを用いて、第１面２３１Ａからセパレータ基材の内部に浸み込ませる液剤の量を、第２面２３２Ａからセパレータ基材の内部に浸み込ませる液剤の量よりも多くしている。しかしながら、セパレータ基材へ浸み込む液剤の量はセパレータ基材の密度だけで決まるものではない。液剤に含まれる導電性高分子２５の濃度や溶媒または分散媒とセパレータ基材の材質との親和性によっても変化する。これらの条件を整えて第１面２４１Ａからセパレータ基材の内部に浸み込ませる液剤の量を、第２面２４２Ａからセパレータ基材の内部に浸み込ませる液剤の量よりも多くすることが好ましい。これによりＥＳＲを低減することができる。
【００８９】
なお、実施の形態１で説明したセパレータ基材２４Ａやセパレータ基材２４Ｂを用いて、第１面２４１Ａに導電性高分子２５を含む液剤を印刷により塗着し、第２面２４２Ａにもこの液剤を塗着してもよい。この場合、第１基材層１２４Ｐ、１２４Ａにおいて非導電性繊維の密度が大きいため、第１面２４１Ａの面方向に液剤が広がりにくい。その結果、第１領域２３１を確実に形成することができ、耐電圧特性が向上する。
【００９０】
次に、第１領域２３１を設ける位置のその他の形態について、図１２〜図１４を参照しながら説明する。図１１に示す構成では、第１領域２３１は、陽極体２１の巻き終わりの端縁２１Ｆに対向する位置に設けられている。あるいは第１領域２３１は、陽極体２１の巻き始めの端縁２１Ｇに対向する位置に設けられていてもよく、その両方に設けられていてもよい。巻き始めの端縁２１Ｆ、巻き終わりの端縁２１Ｇにおいても、図７に示した巻回方向に沿った端縁２１Ｅと同様に誘電体酸化皮膜に欠陥が生じやすい。そのため、巻き始めの端縁２１Ｆ、巻き終わりの端縁２１Ｇに第１領域２３１を形成することで耐電圧特性を向上することができる。なお、セパレータ２３において、巻回方向に沿った端縁２１Ｅの長さは巻き始めの端縁２１Ｆ、巻き終わりの端縁２１Ｇの長さよりも長い。したがって、巻回方向に沿った端縁２１Ｅに対向する位置に第１領域２３１を設けることが好ましく、耐電圧特性を向上させる効果を高めることができる。
【００９１】
図１３に示す構成では、第１領域２３１は、陽極体２１と陽極リード１１Ａとの接続箇所に対向する位置に設けられている。陽極リード１１Ａは、陽極体２１の長手方向の中央部近傍など所定の位置に接続されている。陽極リード１１Ａと陽極体２１とが接続される箇所は、陽極リード１１Ａの厚みに起因する段差が生じ、機械的な応力の影響を受けやすく、陽極体２１と陽極リード１１Ａとの接続箇所近傍の誘電体酸化皮膜にはクラック等の欠陥が生じやすい。また、陽極リード１１Ａと陽極体２１とを接続した後、接続箇所近傍において修復された誘電体酸化皮膜は、クラック等の欠陥が生じやすい。したがってこの箇所に対向する位置に第１領域２３１を形成することは、耐電圧特性の向上に大きく寄与する。なお、陽極リード１１Ａの取り付け箇所はこれに限らず、例えば陽極体２１の巻き始めや巻き終わりの端縁付近で接続されていてもよい。この場合も、陽極リード１１Ａの取り付け箇所に対向する位置に第１領域２３１を設けることで同様の効果を得ることができる。
【００９２】
なお当然ながら、巻回方向、巻き始め、巻き終わりにそれぞれ対応する端縁２１Ｅ、２１Ｆ、２１Ｇおよび陽極リード１１Ａの接続箇所に対向する箇所のうちの２箇所以上に第１領域２３１を形成することが好ましく、全ての箇所に形成することがより好ましい。
【００９３】
次に、図１４に示す構成について説明する。この構成では陽極体２１とセパレータ２３と陰極体２２とが積層されてコンデンサ素子が形成されている。この場合も、第１領域２３１が陽極体２１の端縁２１Ｈに対向する位置に設けられていることで、巻回型のコンデンサ素子１２Ａと同様の効果を奏する。なお、積層型のコンデンサ素子においても陽極リードを接続する箇所に対向する位置に第１領域２３１を形成してもよい。
【００９４】
なお、実施の形態１において、第１表層２３Ａに第３領域２３３がなく、第１領域２３１のみで第１表層２３Ａが形成されている場合も、端縁２１Ｅに対向する位置に第１領域２３１が形成されていることになる。そのため、端縁２１Ｅによる耐電圧特性が向上される。
【００９５】
なお、以上の説明では蓄電デバイスとして電解コンデンサを例に説明したが、本発明は電解コンデンサに限定されることはない。例えば電解液と固体電解質である導電性高分子とを併用する他のデバイスなどに適用することができる。
【実施例】
【００９６】
以下、本発明の具体的な実施例について説明する。【００９７】
（実施例１）
まず、セパレータ基材として天然繊維紙を準備した。ポリエチレンジオキシチオフェンポリスチレンスルホン酸の微粒子が分散媒に分散する分散液を、セパレータ基材の陰極体と対向する側の面となるセパレータ基材の第２面から塗着し、分散媒を揮発させることにより、第２表層の全域に導電性高分子が被着した領域を有するセパレータを形成した。第１表層には、導電性高分子が被着した第３領域が形成されないように分散液の塗布量を調整した。【００９８】
次に、エッチング処理により表面を粗面化した後に陽極酸化処理により誘電体酸化皮膜を形成したアルミニウム箔を陽極体として準備した。また、アルミニウム箔をエッチング処理した陰極体を準備した。【００９９】
そして、上述のセパレータを２枚準備し、セパレータの導電性高分子が被着したセパレータの第１面と陰極体とが対向し、セパレータの導電性高分子が被着していないセパレータの第２面と陽極体とが対向するように、陰極体と陽極体と２枚のセパレータと配置した。そして、陰極体と陽極体と２枚のセパレータとを巻回することによりコンデンサ素子を作製した。【０１００】
続いて、エチレングリコールに１，６−デカンジカルボン酸アンモニウムを溶解して電解液を調製した。そして電解液にコンデンサ素子を減圧条件下で浸漬し、コンデンサ素子の空隙部に電解液を含浸した。【０１０１】
この状態のコンデンサ素子を樹脂加硫ブチルゴムの成形体である封口体と共に有底筒状のアルミニウム製のケースに挿入した後、ケースの開口部をカーリング処理により封止した。【０１０２】
これにより、定格電圧４５０Ｖ、静電容量１０μＦの電解コンデンサを作製した。この電解コンデンサの直径は１０ｍｍ、高さは２０ｍｍである。【０１０３】
（実施例２）
次に、実施例２について以下に説明する。なお、実施例１と同様の部分については説明を省略する。【０１０４】
実施例２においては、分散液の塗布量を実施例１より多くすることにより、図３に示すように、導電性高分子が被着した第２領域を第２表層の全域に形成すると共に、第１表層において導電性高分子が被着しない第１領域と導電性高分子が被着した第３領域とを形成した。このようなセパレータを用いて実施例１と同様に電解コンデンサを作製した。【０１０５】
（比較例１）
次に、比較例１について以下に説明する。なお、実施例１と同様の部分については説明を省略する。【０１０６】
比較例１において、導電性高分子が被着した第２領域を第２表層の全域に形成した。さらに、分散液をセパレータ基材の陰極体と対向する側の面からも塗着し、導電性高分子が被着した第３領域を第１面の全域に形成した。このようなセパレータを用いて実施例１と同様に電解コンデンサを作製した。【０１０７】
（比較例２）
次に、比較例２について以下に説明する。なお、実施例１と同様の部分については説明を省略する。【０１０８】
比較例２において、セパレータ基材に導電性高分子の分散液を塗着せず、第１表層及び第２表層には、導電性高分子が被着した領域を形成していない。このようなセパレータを用いて実施例１と同様に電解コンデンサを作製した。【０１０９】
（評価）
実施例１、２及び比較例１、２の電解コンデンサをそれぞれ２０個作製し、１０個を耐電圧測定に、１０個をＥＳＲ測定に供した。耐電圧は、１０５℃の雰囲気において５ｍＡの定電流を電解コンデンサに流して、絶縁破壊の起きる電圧を測定し、この電圧を耐電圧として評価した。ＥＳＲは、電解コンデンサにエージング処理を行った後、２０℃の環境で、１００ｋＨｚにおいて測定した。これらの結果を表１に示す。なお、表１に記載の耐電圧及びＥＳＲの値は、比較例１を１とした場合の相対値である。【０１１０】
【表１】
0006606666.tif 000002
【０１１１】
実施例１及び実施例２では、従来の導電性セパレータを用いた比較例１よりも耐電圧特性を高めることができた。【０１１２】
実施例２では、実施例１と比較し、第１表層における第１領域が減少したため耐電圧特性は僅かに低下したが、第１表層に第３領域を形成することによりＥＳＲが低減した。【０１１３】
また、電解コンデンサに電解液のみを用いた比較例２と比較し、実施例１及び２では、耐電圧特性を維持しつつ、ＥＳＲを低減できた。
【産業上の利用可能性】
【０１１４】
本発明の蓄電デバイスは耐電圧が高い。そのため、電解コンデンサなど、電解液と固体電解質である導電性高分子とを併用するデバイスに適用できる。
【符号の説明】
【０１１５】
１１Ａ    陽極リード
１１Ｂ    陰極リード
１２，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ    コンデンサ素子
１３    ケース
１３Ａ    絞り加工部
１４    封口体
１４Ａ，１４Ｂ    貫通孔
１５    外装体
１６    電解液
２１    陽極体（陽極箔）
２１Ａ    金属箔
２１Ｂ    誘電体酸化皮膜
２１Ｅ，２１Ｆ，２１Ｇ，２１Ｈ    端縁
２２    陰極体（陰極箔）
２３    セパレータ
２３Ａ    第１表層
２３Ｂ    第２表層
２３Ｃ    中間層
２３Ｐ    第１セパレータ半体
２３Ｎ    第２セパレータ半体
２４，２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ，２４Ｄ    セパレータ基材
２５    導電性高分子
１２４Ａ，２２４Ａ，１２４Ｐ，２２４Ｐ  第１基材層
１２４Ｂ，２２４Ｂ，１２４Ｎ，２２４Ｎ  第２基材層
１２４Ｃ，２２４Ｃ    中間基材層
２３１    第１領域
２３１Ａ，２４１Ａ    第１面
２３２    第２領域
２３２Ａ，２４２Ａ    第２面
２３３    第３領域
２３４    第４領域
２３５    第５領域
【図１】
0006606666.tif 000003
【図２】
0006606666.tif 000004
【図３】
0006606666.tif 000005
【図４】
0006606666.tif 000006
【図５】
0006606666.tif 000007
【図６】
0006606666.tif 000008
【図７】
0006606666.tif 000009
【図８】
0006606666.tif 000010
【図９】
0006606666.tif 000011
【図１０】
0006606666.tif 000012
【図１１】
0006606666.tif 000013
【図１２】
0006606666.tif 000014
【図１３】
0006606666.tif 000015
【図１４】
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