(57)【要約】【課題】薄膜化が容易な構成を有しつつ、内部抵抗が十分に低減されており、優れた電極特性を有する、電気化学キャパシタの小型化及び軽量化に有用な電気化学キャパシタ用電極を提供すること。【解決手段】電子伝導性を有する平板状の集電体と、電子伝導性を有する多孔体層と、前記集電体と前記多孔体層との間に配置される電子伝導性を有するアンダーコート層とを有しており、前記アンダーコート層は、導電性粒子と、該導電性粒子に結着可能な第１のバインダーと、該第１のバインダーを溶解可能な第１の液体とを含むアンダーコート層形成用塗布液を前記集電体へ塗布することにより形成されており、前記多孔体層は、電子伝導性を有する多孔体粒子と、前記多孔体粒子を結着可能な第２のバインダーと、該第２のバインダーを溶解及び／又は分散可能な第２の液体とを含む多孔体層形成用塗布液を前記アンダーコート層上に塗布することにより形成されていること、を特徴とする電気化学キャパシタ用電極。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子伝導性を有する平板状の集電体と、電子伝導性を有する多孔体層と、前記集電体と前記多孔体層との間に配置される電子伝導性を有するアンダーコート層とを有しており、
前記アンダーコート層は、導電性粒子と、該導電性粒子に結着可能な第１のバインダーと、該第１のバインダーを溶解可能な第１の液体とを含むアンダーコート層形成用塗布液を前記集電体へ塗布することにより形成されており、
前記多孔体層は、電子伝導性を有する多孔体粒子と、前記多孔体粒子を結着可能な第２のバインダーと、該第２のバインダーを溶解及び／又は分散可能な第２の液体とを含む多孔体層形成用塗布液を前記アンダーコート層上に塗布することにより形成されていること、
を特徴とする電気化学キャパシタ用電極。
【請求項２】
前記多孔体層の厚さが４０〜１４０μｍであることを特徴とする請求項１記載の電気化学キャパシタ用電極。
【請求項３】
前記アンダーコート層の厚さが０．２〜１０μｍであることを特徴とする請求項１又は２記載の電気化学キャパシタ用電極。
【請求項４】
前記導電性粒子の主成分としてカーボンブラックが含有されており、前記アンダーコート層の厚さが０．２〜５μｍであることを特徴とする請求項１又は２記載の電気化学キャパシタ用電極。
【請求項５】
前記導電性粒子の主成分としてカーボンブラックとグラファイトとが含有されており、前記アンダーコート層の厚さが０．２〜１０μｍであることを特徴とする請求項１又は２記載の電気化学キャパシタ用電極。
【請求項６】
前記導電性粒子における前記グラファイトの含有量が、導電性粒子全量を基準として６７質量％以下であることを特徴とする請求項５記載の電気化学キャパシタ用電極。
【請求項７】
前記グラファイトのＢＥＴ比表面積が１０ｍ２／ｇ以上であることを特徴とする請求項５又は６記載の電気化学キャパシタ用電極。
【請求項８】
前記カーボンブラックのＢＥＴ比表面積が５０ｍ２／ｇ以上であることを特徴とする請求項４〜７のうちのいずれか一項に記載の電気化学キャパシタ用電極。
【請求項９】
前記多孔体層及び前記アンダーコート層の少なくとも一方における前記バインダーが、フッ素ゴムからなることを特徴とする請求項１〜８のうちのいずれか一項に記載の電気化学キャパシタ用電極。
【請求項１０】
前記アンダーコート層形成用塗布液及び前記多孔体層形成用塗布液の少なくとも一方の塗布方法が、エクストルージョンラミネーション法により行われることを特徴とする請求項１〜９のうちのいずれか一項に記載の電気化学キャパシタ用電極。
【請求項１１】
電子伝導性を有する平板状の集電体と、電子伝導性を有する多孔体層と、前記集電体と前記多孔体層との間に配置される電子伝導性を有するアンダーコート層とを有する電気化学キャパシタ用電極の製造方法であって、
導電性粒子と、該導電性粒子に結着可能な第１のバインダーと、該第１のバインダーを溶解可能な第１の液体とを含むアンダーコート層形成用塗布液を調製する工程と、
前記アンダーコート層形成用塗布液を前記集電体の面上に塗布し、その後、前記第１の液体を除去する工程と、
電子伝導性を有する多孔体粒子と、前記多孔体粒子を結着可能な第２のバインダーと、該第２のバインダーを溶解及び／又は分散可能な第２の液体とを含む多孔体層形成用塗布液を調製する工程と、
前記多孔体層形成用塗布液を前記アンダーコート層上に塗布し、その後、前記第２の液体を除去する工程と、
を含むことを特徴とする電気化学キャパシタ用電極の製造方法。
【請求項１２】
互いに対向する平板状の第１の電極及び平板状の第２の電極と、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に隣接して配置される平板状のセパレータと、
電解質溶液と、
前記第１の電極、前記第２の電極、前記セパレータ及び前記電解質溶液を密閉した状態で収容するケースと、
を有しており、
前記第１の電極及び前記第２の電極のうちの少なくとも一方が、請求項１〜１０のうちのいずれか一項に記載の電気化学キャパシタ用電極であることを特徴とする電気化学キャパシタ。
【請求項１３】
前記第１の電極及び前記第２の電極の両方が、請求項１〜１０のうちのいずれか一項に記載の電気化学キャパシタ用電極であることを特徴とする請求項１２記載の電気化学キャパシタ。
【請求項１４】
前記セパレータは絶縁性の多孔体からなり、
前記電解質溶液は、少なくともその一部が前記第１の電極、前記第２の電極、及び、前記セパレータの内部に含有されていることを特徴とする請求項１２又は１３記載の電気化学キャパシタ。
【請求項１５】
前記ケースが、可とう性を有し互いに対向する一対のフィルムを含んで形成されていることを特徴とする請求項１２〜１４のうちのいずれか一項に記載の電気化学キャパシタ。
【請求項１６】
互いに対向する平板状の第１の電極及び平板状の第２の電極と、前記第１の電極と前記第２の電極との間に隣接して配置される平板状のセパレータと、電解質溶液と、前記第１の電極、前記第２の電極、前記セパレータ及び前記電解質溶液を密閉した状態で収容するケースと、を有する電気化学キャパシタ用電極の製造方法であって、
前記第１の電極及び前記第２の電極の少なくとも一方を、請求項１１に記載の電気化学キャパシタ用電極の製造方法により製造する工程と、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に隣接して平板状のセパレータを配置する工程と、
前記第１の電極、前記第２の電極、前記セパレータを前記ケースに収容する工程と、
前記電解質溶液を前記ケースに注入する工程と、
前記ケースを密閉する工程と、
を有することを特徴とする電気化学キャパシタの製造方法。
【請求項１７】
前記第１の電極及び前記第２の電極の両方を、請求項１１記載の電気化学キャパシタ用電極の製造方法によって製造することを特徴とする請求項１６記載の電気化学キャパシタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気化学キャパシタ用電極及びそれを用いた電気化学キャパシタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気二重層キャパシタをはじめとする電気化学キャパシタは、小型化、軽量化が容易に可能であるため、例えば、携帯機器（小型電子機器）等の電源のバックアップ用電源、電気自動車やハイブリッド車向けの補助電源等として期待されており、その性能向上のための様々な検討がなされている。
【０００３】
特に、近年の携帯機器等の小型軽量化への要求に応えるために、電気化学キャパシタが搭載されるべき機器において要求される十分な性能を保持したまま、更なる小型軽量化を図り、より小さな設置スペースに設置可能な電気化学キャパシタの開発が要求されている。すなわち、電気化学キャパシタの単位質量当たりのエネルギー密度の向上及び単位体積当りのエネルギー密度の向上が要求されている。
【０００４】
そのため、例えば、合成樹脂の層や金属箔等の金属層を備えた複合包装フィルム（ラミーネートフィルム）を２枚重ね合せてその縁部をヒートシール（熱融着）して作製した軽量のケース（封入袋）を、一対の電極（アノード及びカソード）及び電解質等の電気化学キャパシタの構成要素を封入する外装容器として使用した構成のものが作製されている。
【０００５】
なお、本明細書においては、ケースの材料となる２枚のフィルムのそれぞれのヒートシール（熱融着）される側の面（以下、各フィルムの「内面」という）の縁部の領域を「シール部」という。
【０００６】
また、電気化学キャパシタの小型化及び軽量化を実現するために、電気化学キャパシタ内の電極の小型化及び軽量化も望まれており、電極の単位質量当たりの静電容量や単位体積当たりの静電容量等の電極特性の向上が要求されている。
【０００７】
このような電気化学キャパシタに用いられる電極としては、繊維状の活性炭をフェルト状とし、その片側に集電体（アルミ等）を蒸着又は接着させたものや、粒状の活性炭をテトラフルオロエチレン等のバインダーと混練した後シート状に成形し、その片側に集電体を蒸着又は接着させたもの等が知られている。また、例えば、活性炭等の多孔体及びバインダーからなる混練物をシート状に成形した分極性電極（電極層）を、カーボンブラック及びバインダーからなる中間層を介して集電体に接着させてなる平板状の電気化学キャパシタ用電極が提案されており、電極層と集電体との間の密着性の向上や接触抵抗の低減が図られている（例えば、特許文献１〜４参照）。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−２０８３７３号公報
【特許文献２】
特開２００１−２８４１８４号公報
【特許文献３】
特開２００２−７５８０５号公報
【特許文献４】
特開２００２−５０５４６号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したようなフェルト状及びシート状に成形した活性炭と集電体とを蒸着又は接着させてなる従来の電極では、活性炭と集電体との物理的な密着性の向上や内部抵抗の低減が十分になされておらず、また、電極特性の向上に限界があるため、十分な電極特性を保持したまま、更なる小型化及び軽量化を実現することが困難であった。
【００１０】
また、上記各公報に記載された電極では、電極層を予めシート状に成形しており、このシート状の電極層と集電体とを中間層を介して接着しているため、電極層はシートの形状を維持するだけの機械的強度を満足する厚さが必要となり、電極層の薄膜化を図ることが困難であった。
【００１１】
また、シート状に成形された電極層は、該電極層内における活性炭等の多孔体粒子及びバインダーの分散性が不十分であるため、十分な機械的強度を得るために電極層を厚くしたり、バインダーの使用量を多くしたりする必要があり、そのため、電極の薄膜化が困難であったり、電極の内部抵抗が増大してしまうという問題があった。また、このような電極を電気二重層キャパシタの電極として使用する場合には、電気二重層界面が十分な大きさで形成することができず、優れた電極特性を得ることが困難であった。
【００１２】
更に、中間層とシート状の電極層との接触抵抗が十分に低減されておらず、中間層の存在に起因した電極の内部抵抗の増大を招いていた。
【００１３】
すなわち、上記各公報に記載された電極を用いた電気化学キャパシタでは、該電気化学キャパシタが搭載されるべき機器において要求される十分な性能（キャパシタ特性）を保持したまま、更なる小型化及び軽量化を図ることが困難であり、携帯機器等の小型軽量化への要求に対して十分に応えることができていなかった。
【００１４】
本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、薄膜化が容易な構成を有しつつ、内部抵抗が十分に低減されており、優れた電極特性を有する、電気化学キャパシタの小型化及び軽量化に有用な電気化学キャパシタ用電極及びそれを用いた電気化学キャパシタを提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、特定の成分を含有する電子伝導性を有する多孔体層が特定の成分を含有するアンダーコート層を介して集電体上に積層されており、上記アンダーコート層と上記多孔体層の両方がそれぞれの構成成分を含む塗布液の塗布により形成されていることによって上記目的が達成されることを見出し、本発明に到達した。
【００１６】
すなわち、本発明は、電子伝導性を有する平板状の集電体と、電子伝導性を有する多孔体層と、前記集電体と前記多孔体層との間に配置される電子伝導性を有するアンダーコート層とを有しており、前記アンダーコート層は、導電性粒子と、該導電性粒子に結着可能な第１のバインダーと、該第１のバインダーを溶解可能な第１の液体とを含むアンダーコート層形成用塗布液を前記集電体へ塗布することにより形成されており、前記多孔体層は、電子伝導性を有する多孔体粒子と、前記多孔体粒子を結着可能な第２のバインダーと、該第２のバインダーを溶解及び／又は分散可能な第２の液体とを含む多孔体層形成用塗布液を前記アンダーコート層上に塗布することにより形成されていること、を特徴とする電気化学キャパシタ用電極を提供する。
【００１７】
ここで、上記「アンダーコート層形成用塗布液」とは、導電性粒子と該導電性粒子に結着可能な第１のバインダーと該第１のバインダーを溶解可能な第１の液体とを少なくとも含有する塗布液であって、上記導電性粒子と上記第１のバインダーとが上記第１の液体中で十分に分散されており、且つ、各種塗布方法により集電体に均一に塗布可能な程度の流動性を呈するように調製された塗布液である。
【００１８】
このような物性を備えるために、上記アンダーコート層形成用塗布液は、上記導電性粒子の質量をＸ１、上記第１の液体の質量をＹ１とした場合、Ｙ１／Ｘ１の値が下記式：
４．０≦Ｙ１／Ｘ１≦１９．０
の条件を満たすように調製されていることが好ましい。
【００１９】
上記「多孔体層形成用塗布液」とは、電子伝導性を有する多孔体粒子と該多孔体粒子に結着可能な第２のバインダーと該第２のバインダーを溶解及び／又は分散可能な第２の液体とを少なくとも含有する塗布液であって、上記多孔体粒子と上記第２のバインダーとが上記第２の液体中で十分に分散されており、且つ、各種塗布方法によりアンダーコート層上に均一に塗布可能な程度の流動性を呈するように調製された塗布液である。なお、上記第２の液体は、上記第２のバインダーの一部を溶解させ、一部を分散させることが可能な液体であってもよい。
【００２０】
このような物性を備えるために、上記多孔体層形成用塗布液は、上記多孔体粒子の質量をＸ２、上記第２の液体の質量をＹ２とした場合、Ｙ２／Ｘ２の値が下記式：
２．３≦Ｙ２／Ｘ２≦４．０
の条件を満たすように調製されていることが好ましい。
【００２１】
上記「アンダーコート層」とは、上記アンダーコート層形成用塗布液を集電体に塗布することで形成される、電子伝導性を有する層であって、多孔体層と集電体との物理的且つ電気的な密着性を向上させる役割を果たす層である。そして、このアンダーコート層は、上記の密着性を付与するために電気的密着性を主に付与する導電性粒子と物理的密着性を主に付与する第１のバインダーとを少なくとも含有している。
【００２２】
上記「多孔体層」とは、上記多孔体層形成用塗布液をアンダーコート層上に塗布することで形成される、電子伝導性を有する層であって、電気化学キャパシタの電荷の蓄電と放電に寄与する電子伝導性を有する多孔体粒子と第２のバインダーとを少なくとも含有する層である。
【００２３】
このような構成を有する電気化学キャパシタ用電極は、アンダーコート層と多孔体層とがいずれも塗布によって形成されていることにより、各層が物理的且つ電気的に優れた密着性を有しているとともに、電極の薄膜化（例えば、１００μｍ以下）を容易に行うことができる。
【００２４】
また、アンダーコート層は、上述したようにアンダーコート層形成用塗布液として調製したものを集電体上に塗布して形成されているため、導電性粒子及び第１のバインダーが高分散した状態でアンダーコート層中に均一に存在しており、そのため、物理的及び電気的に優れた密着性を得ることができる。そして、優れた密着性が得られることによって、電極の内部抵抗を十分に低減することができる。
【００２５】
更に、多孔体層は、上述したように多孔体層形成用塗布液として調製したものをアンダーコート層上に塗布して形成されているため、多孔体層とアンダーコート層の界面において各層の一部が互いに混ざり合い、より優れた密着性を得ることができる。また、電子伝導性を有する多孔体粒子及び第２のバインダーが高分散した状態で多孔体層中に均一に存在しており、且つ、第２のバインダーの含有量を十分に低減することが可能であるため、優れた電極特性を得ることができる。特に、電気二重層キャパシタの場合には、二重層界面を十分に確保することができる。そして、このような優れた電極特性を有する電気化学キャパシタ用電極を用いた電気化学キャパシタは、該電気化学キャパシタが搭載されるべき機器において要求される十分な性能を保持したまま、更なる小型化及び軽量化を実現することが可能となる。
【００２６】
本発明はまた、電子伝導性を有する平板状の集電体と、電子伝導性を有する多孔体層と、前記集電体と前記多孔体層との間に配置される電子伝導性を有するアンダーコート層とを有する電気化学キャパシタ用電極の製造方法であって、導電性粒子と、該導電性粒子に結着可能な第１のバインダーと、該第１のバインダーを溶解可能な第１の液体とを含むアンダーコート層形成用塗布液を調製する工程と、前記アンダーコート層形成用塗布液を前記集電体の面上に塗布し、その後、前記第１の液体を除去する工程と、電子伝導性を有する多孔体粒子と、前記多孔体粒子を結着可能な第２のバインダーと、該第２のバインダーを溶解及び／又は分散可能な第２の液体とを含む多孔体層形成用塗布液を調製する工程と、前記多孔体層形成用塗布液を前記アンダーコート層上に塗布し、その後、前記第２の液体を除去する工程と、を含むことを特徴とする上記電気化学キャパシタ用電極の製造方法を提供する。
【００２７】
ここで、上記第１の液体を除去する方法及び上記第２の液体を除去する方法は、自然乾燥によって除去する方法や、ヒーター等を用いて積極的に乾燥させることにより除去する方法等によって行うことができる。そして、上記第１の液体や上記第２の液体は、実用的範囲で除去されていればよく、完全に除去されている必要はない。
【００２８】
かかる製造方法によれば、先に述べた本発明の電気化学キャパシタ用電極を容易且つ確実に製造することが可能となる。
【００２９】
本発明はまた、互いに対向する平板状の第１の電極及び平板状の第２の電極と、前記第１の電極と前記第２の電極との間に隣接して配置される平板状のセパレータと、電解質溶液と、前記第１の電極、前記第２の電極、前記セパレータ及び前記電解質溶液を密閉した状態で収容するケースと、を有しており、前記第１の電極及び前記第２の電極のうちの少なくとも一方が、請求項１〜１０のうちのいずれか一項に記載の電気化学キャパシタ用電極であることを特徴とする電気化学キャパシタを提供する。
【００３０】
ここで、本発明の電気化学キャパシタにおいて、平板状の第１の電極と平板状の第２の電極との間に配置される平板状のセパレータは、その一方の面を第１の電極の第２の電極側の面（以下、「内面」という）に接触した状態で配置されており、かつ、他方の面を第２の電極の第１の電極側の面（以下、「内面」という）に接触した状態で配置されている。すなわち、本発明の電気化学キャパシタにおいては、セパレータは、第１の電極及び第２の電極に対して接触した状態で配置されているが、熱圧着等により接合された状態とはなっていない。
【００３１】
セパレータを熱圧着等により第１の電極及び第２の電極に接合させると、１）両電極中の電気二重層形成に寄与する細孔或は空隙が潰される、２）セパレータ中の電気二重層形成に寄与する細孔も部分的に潰されるため、内部抵抗が大きくなる。特に、小型電子機器に搭載されるキャパシタ容量の小さな小型の電気化学キャパシタでは、内部抵抗（インピーダンス）の僅かな差が顕著に放電特性に影響する。内部抵抗が増大すると、オーム損（ＩＲ損）が大きくなり放電特性が低下する。特に大電流を放電させる場合にオーム損が大きくなり、放電が不可能になる場合がある。そのため、本発明の電気二重層キャパシタでは、セパレータが第１の電極及び第２の電極に対して上述のように接触した状態で配置された構成を採用する。
【００３２】
このような構成を有する電気化学キャパシタは、上述した本発明の電気化学キャパシタ用電極を少なくとも１つ用いているため、該電気化学キャパシタが搭載されるべき機器において要求される十分な性能を保持したまま、更なる小型化及び軽量化が実現され、携帯用の小型電子機器内等の限られた狭い設置スペースにも設置することが可能となる。
【００３３】
本発明は更に、互いに対向する平板状の第１の電極及び平板状の第２の電極と、前記第１の電極と前記第２の電極との間に隣接して配置される平板状のセパレータと、電解質溶液と、前記第１の電極、前記第２の電極、前記セパレータ及び前記電解質溶液を密閉した状態で収容するケースと、を有する電気化学キャパシタ用電極の製造方法であって、前記第１の電極及び前記第２の電極の少なくとも一方を、上記本発明の電気化学キャパシタ用電極の製造方法により製造する工程と、前記第１の電極と前記第２の電極との間に隣接して平板状のセパレータを配置する工程と、前記第１の電極、前記第２の電極、前記セパレータを前記ケースに収容する工程と、前記電解質溶液を前記ケースに注入する工程と、前記ケースを密閉する工程と、を有することを特徴とする電気化学キャパシタの製造方法を提供する。
【００３４】
かかる製造方法によれば、先に述べた本発明の電気化学キャパシタを容易且つ確実に製造することが可能となる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明による電気化学キャパシタ用電極及びその製造方法、並びに該電気化学キャパシタ用電極を用いた電気化学キャパシタ及びその製造方法について、その好適な実施形態について説明する。なお、以下の説明では、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する記載は省略する。
【００３６】
（電気化学キャパシタ用電極）
図１は、本発明の電気化学キャパシタ用電極の模式断面図である。図１に示すように、本発明の電気化学キャパシタ用電極１０は、電子伝導性を有する集電体１６と、該集電体１６上に形成された電子伝導性を有するアンダーコート層１７と、該アンダーコート層１７上に形成された電子伝導性を有する多孔体層１８とからなる。
【００３７】
集電体１６は、アンダーコート層１７を介して多孔体層１８への電荷の移動を十分に行うことができる良導体であれば特に制限されず、公知の電気化学キャパシタ用電極に用いられる集電体を使用することができる。例えば、集電体１６としては、アルミニウム等の金属箔等が挙げられ、金属箔としては、エッチング加工されたものや圧延加工されたもの等が特に制限なく使用可能である。
【００３８】
この集電体１６の厚さは、電極１０の小型化及び軽量化を図る観点から、２０〜５０μｍであることが好ましく、２０〜３０μｍであることがより好ましい。
【００３９】
アンダーコート層１７は、集電体１６と多孔多層１８との間に配置される層であって、電極１０における各層（集電体１６、アンダーコート層１７及び多孔体層１８）の物理的及び電気的な密着性を付与する層であり、その構成材料として導電性粒子と該導電性粒子に結着可能な第１のバインダーとを少なくとも含有している。そして、アンダーコート層１７は、以下のようにして形成される。すなわち、先ず、導電性粒子、第１のバインダー及び該第１のバインダーを溶解可能な第１の液体を含むアンダーコート層形成用塗布液を調製し、次いで、これを集電体１６の面上に塗布し、その後、第１の液体を除去することで形成される。
【００４０】
ここで、例えば図２に示すように、アンダーコート層形成用塗布液Ｌ１は、撹拌子ＳＢ１を入れた容器Ｃ１中に、導電性粒子Ｐ１、第１のバインダーＰ２及び第１の液体Ｓ１を投入し、撹拌することにより調製される。撹拌時間や撹拌時の温度としては特に制限されないが、均一な分散状態とする点で、撹拌時間は１〜５時間程度、撹拌時の温度は２０〜５０℃程度とすることが好ましい。
【００４１】
導電性粒子Ｐ１としては、集電体１６と多孔体層１８との間での電荷の移動が十分に進行可能な電子伝導性を有する粒子であれば特に制限はなく、例えば、電子伝導性を有する炭素材料等からなる粒子が挙げられ、具体的な炭素材料としては、優れた電子伝導性を得る観点から、カーボンブラックを含む炭素材料及びカーボンブラックとグラファイトとを含む炭素材料が好ましく挙げられる。
【００４２】
更に、上記炭素材料としては、優れた電子伝導性を得る観点から、Ｘ線回折によって求まる格子面間隔（ｄ００２）が０．３３５〜０．３３８ｎｍ、結晶子の積み重なり厚さ（Ｌｃ００２）が５０〜８０ｎｍであるものが好ましい。
【００４３】
上記カーボンブラックとしては、例えば、アセチレンブラック、ケッフェンブラック、ファーネスブラック等が挙げられるが、本発明においてはアセチレンブラックが好ましく用いられる。また、上記カーボンブラックの平均粒径としては、好ましくは２５〜５０ｎｍであり、窒素吸着等温線からＢＥＴ等温吸着式を用いて求められるＢＥＴ比表面積としては、好ましくは５０ｍ２／ｇ以上、より好ましくは５０〜１４０ｍ２／ｇである。このようなカーボンブラックを用いることによって、アンダーコート層に優れた電子伝導性を付与することが可能となり、内部抵抗が十分に低減される傾向がある。
【００４４】
上記グラファイトとしては、例えば、天然グラファイト、人造グラファイト、膨張グラファイト等が挙げられるが、本発明においては人造グラファイトが好ましく用いられる。また、上記グラファイトの平均粒径としては、好ましくは４〜６μｍであり、ＢＥＴ比表面積としては、好ましくは１０ｍ２／ｇ以上、より好ましくは１５〜３０ｍ２／ｇである。このようなグラファイトを用いることによって、アンダーコート層に優れた電子伝導性を付与することが可能となり、内部抵抗が十分に低減される傾向があるとともに、アンダーコート層の厚さが厚くなった場合でも内部抵抗の増大を抑制することができる傾向がある。
【００４５】
第１のバインダーＰ２としては、上記導電性粒子Ｐ１に結着可能なバインダーであれば特に制限はなく、例えば、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）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、フッ素ゴム等が挙げられるが、本発明においてはフッ素ゴムが好ましく用いられる。このようなバインダーを用いることにより、少ない配合量であっても導電性粒子Ｐ１を十分に結着することが可能となる傾向があるとともに、電極１０における各層の電気的及び物理的な密着性が向上する傾向がある。
【００４６】
上記フッ素ゴムとしては、例えば、ビニリデンフルオライド−ヘキサフルオロプロピレン系フッ素ゴム（ＶＤＦ−ＨＦＰ系フッ素ゴム）、ビニリデンフルオライド−ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン系フッ素ゴム（ＶＤＦ−ＨＦＰ−ＴＦＥ系フッ素ゴム）、ビニリデンフルオライド−ペンタフルオロプロピレン系フッ素ゴム（ＶＤＦ−ＰＦＰ系フッ素ゴム）、ビニリデンフルオライド−ペンタフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン系フッ素ゴム（ＶＤＦ−ＰＦＰ−ＴＦＥ系フッ素ゴム）、ビニリデンフルオライド−パーフルオロメチルビニルエーテル−テトラフルオロエチレン系フッ素ゴム（ＶＤＦ−ＰＦＭＶＥ−ＴＦＥ系フッ素ゴム）、ビニリデンフルオライド−クロロトリフルオロエチレン系フッ素ゴム（ＶＤＦ−ＣＴＦＥ系フッ素ゴム）等が挙げられるが、ＶＤＦ、ＨＦＰ及びＴＦＥからなる群から選択される少なくとも二種が共重合してなるフッ素ゴムが好ましく、密着性や耐薬品性がより向上する傾向があることから、上記群の三種が共重合してなるＶＤＦ−ＨＦＰ−ＴＦＥ系フッ素ゴムが特に好ましい。
【００４７】
第１の液体Ｓ１としては、上記第１のバインダーＰ２を溶解可能な液体であれば特に制限はなく、例えば、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）やメチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）等のケトン系溶剤等が挙げられる。
【００４８】
アンダーコート層形成用塗布液Ｌ１における導電性粒子Ｐ１及び第１のバインダーＰ２の配合量は、第１の液体Ｓ１を除く固形分全量（すなわち、アンダーコート層全量）を基準として、導電性粒子Ｐ１が好ましくは２０〜９０質量％、より好ましくは５０〜７０質量％、バインダーＰ２が好ましくは１０〜８０質量％、より好ましくは３０〜５０質量％である。導電性粒子Ｐ１の配合量が前記下限値未満である場合には、形成されるアンダーコート層の電子伝導性が低下し、内部抵抗が増大してしまう傾向があり、配合量が前記上限値を超える場合には、相対的に第１のバインダーＰ２の配合量が低下するため、物理的な密着性が低下してしまう傾向がある。
【００４９】
また、アンダーコート層形成用塗布液Ｌ１における第１の液体Ｓ１の配合量は、既に述べたように、導電性粒子Ｐ１の質量をＸ１、第１の液体Ｓ１の質量をＹ１とした場合、Ｙ１／Ｘ１の値が下記式：
４．０≦Ｙ１／Ｘ１≦１９．０
となるような配合量とすることが好ましい。Ｙ１／Ｘ１の値が前記下限値未満である場合には、アンダーコート層形成用塗布液Ｌ１における導電性粒子Ｐ１及び第１のバインダーＰ２の分散性が低下し、内部抵抗の増大や電気的及び物理的な密着性の低下を招く傾向がある。一方、Ｙ１／Ｘ１の値が前記上限値を超える場合には、流動性が高くなり過ぎてしまい、均一な塗布が困難となる傾向がある。すなわち、固形成分濃度が低過ぎるため、一度の塗布作業でアンダーコート層を均一に形成することが困難となり、塗布回数が増えて製造効率が低下してしまう傾向がある。
【００５０】
アンダーコート層１７は、このようなアンダーコート層形成用塗布液Ｌ１を集電体１６の一方の面上に塗布し、その後第１の溶液を除去することによって形成され、その厚さは、０．２〜１０μｍであることが好ましく、０．５〜６μｍであることがより好ましい。厚さが前記下限値未満である場合には、アンダーコート層の塗布ムラが発生しやすくなり、電極１０における各層の電気的及び物理的な密着性の低下や、内部抵抗の増大が発生しやすくなる傾向があり、厚さが前記上限値を超える場合には、電極１０の内部抵抗が増大する傾向がある。
【００５１】
なお、上記アンダーコート層１７の厚さは、以下に説明するように、該アンダーコート層１７の構成材料の一つである導電性粒子Ｐ１の主成分によって、より好ましい範囲が変動する傾向がある。ここで、上記「主成分」とは、導電性粒子Ｐ１中に、該導電性粒子Ｐ１全量を基準として５０質量％以上含有されている成分のことをいう。
【００５２】
上記アンダーコート層１７は、好ましくは上記導電性粒子Ｐ１の主成分がカーボンブラックであり、且つ、アンダーコート層１７の厚さが０．２〜５μｍであり、より好ましくは、厚さが０．５〜３μｍである。
【００５３】
また、上記アンダーコート層１７は、好ましくは上記導電性粒子Ｐ１の主成分がカーボンブラック及びグラファイトであり、且つ、アンダーコート層１７の厚さが０．２〜１０μｍであり、より好ましくは、厚さが３〜６μｍである。ここで、主成分がカーボンブラック及びグラファイトであるとは、カーボンブラックとグラファイトとを足した成分が、導電性粒子Ｐ１中に、該導電性粒子Ｐ１全量を基準として５０質量％以上含有されていることをいう。
【００５４】
このような各構成材料において、厚さが上述の各下限値未満である場合には、アンダーコート層の塗布ムラが発生しやすくなり、電極１０における各層の電気的及び物理的な密着性の低下や、内部抵抗の増大が発生しやすくなる傾向がある。また、厚さが上述の各上限値を超える場合には、電極１０の内部抵抗が増大する傾向がある。
【００５５】
また、上記導電性粒子Ｐ１の主成分として、カーボンブラックとグラファイトとが含有されている場合、上記カーボンブラック及びグラファイトの含有量は、導電性粒子Ｐ１の全量を基準として、カーボンブラックが好ましくは３３質量％以上、より好ましくは５０〜７５質量％であり、グラファイトが好ましくは６７質量％、より好ましくは２５〜５０質量％である。カーボンブラックとグラファイトとがこのような含有量で含有されていることによって、アンダーコート層が上記厚さの範囲内である限りにおいて、電極１０の内部抵抗が十分に低減されるとともに、電極１０の各層の密着性が向上する傾向がある。特に、カーボンブラックが上記含有量で含有されていることによって、アンダーコート層の厚さが上記厚さの範囲内で厚くなった場合でも優れた電子伝導性を付与することができる。
【００５６】
多孔体層１８は、アンダーコート層１７上に形成される電荷の蓄電と放電に寄与する層であり、その構成材料として電子伝導性を有する多孔体粒子と該多孔体粒子に結着可能な第２のバインダーとを少なくとも含有している。そして、多孔体層１８は、以下のようにして形成される。すなわち、先ず、多孔体粒子、第２のバインダー及び該第２のバインダーを溶解可能な第２の液体を少なくとも含む多孔体層形成用塗布液を調製し、次いで、これをアンダーコート層１７上に塗布し、その後、第２の液体を除去することで形成される。なお、多孔体層１８は、より優れた電子伝導性を得るために導電助剤を更に含有していることが好ましい。
【００５７】
ここで、例えば図３に示すように、多孔体層形成用塗布液Ｌ３は、撹拌子ＳＢ２を入れた容器Ｃ２中に、導電性粒子Ｐ３、第２のバインダーＰ４、第２の液体Ｓ２及び必要に応じて導電助剤Ｐ５を投入し、撹拌することにより調製される。撹拌時間や撹拌時の温度としては特に制限されないが、均一な分散状態とする点で、撹拌時間は１〜５時間程度、撹拌時の温度は２０〜５０℃程度とすることが好ましい。
【００５８】
多孔体粒子Ｐ３としては、電荷の蓄電と放電に寄与する電子伝導性を有する多孔体粒子であれば特に制限はなく、例えば、粒状又は繊維状の賦活処理済みの活性炭等が挙げられる。
【００５９】
また、上記多孔体粒子Ｐ３の平均粒径は、好ましくは３〜２０μｍであり、ＢＥＴ比表面積は、好ましくは１５００ｍ２／ｇ以上、より好ましくは２０００〜２５００ｍ２／ｇである。このような多孔体粒子Ｐ３を用いることによって、電極１０は優れた静電容量が得られる傾向がある。
【００６０】
第２のバインダーＰ４としては、上記多孔体粒子Ｐ３に結着可能なバインダーであれば特に制限はなく、例えば、上記第１のバインダーＰ２と同様のバインダーが挙げられ、中でもフッ素ゴムが好ましい。このようなバインダーを用いることにより、少ない配合量であっても多孔体粒子Ｐ３を十分に結着することが可能となる傾向があり、二重層界面の大きさが向上し、電極特性が向上する傾向がある。
【００６１】
上記フッ素ゴムとしては、上記第１のバインダーＰ２において示したものと同様のフッ素ゴムが挙げられ、中でもＶＤＦ、ＨＦＰ及びＴＦＥからなる群から選択される少なくとも二種が共重合してなるフッ素ゴムが好ましく、密着性や耐薬品性がより向上する傾向があることから、上記群の三種が共重合してなるＶＤＦ−ＨＦＰ−ＴＦＥ系フッ素ゴムが特に好ましい。また、アンダーコート層にかかる第１のバインダーＰ２及び多孔体層にかかる第２のバインダーＰ４として、より優れた物理的な密着性が得られる傾向があることから、同一のバインダーを用いることが好ましい。
【００６２】
必要に応じて添加される導電助剤Ｐ５としては、電子伝導性を有する粒子であれば特に制限は無く、例えば、上記導電性粒子Ｐ１として説明したようなカーボンブラックを含む炭素材料及びカーボンブラックとグラファイトとを含む炭素材料が好ましく挙げられ、平均粒径やＢＥＴ比表面積についても上記導電性粒子Ｐ１で説明した範囲のものが好ましく用いられる。また、これらの中でも導電助剤Ｐ５としては、電子伝導性を付与する効果がより確実に得られる傾向があることから、上記平均粒径及び上記ＢＥＴ比表面積の範囲を満たすアセチレンブラックが好ましく用いられる。
【００６３】
第２の液体Ｓ２としては、上記第２のバインダーＰ４を溶解及び／又は分散可能な液体であれば特に制限はなく、上記第１の液体Ｓ１と同様の液体が挙げられる。
【００６４】
多孔体層形成用塗布液Ｌ３における多孔体粒子Ｐ３、第２のバインダーＰ４及び導電助剤Ｐ５の配合量は、第２の液体Ｓ２を除く固形分全量（すなわち、多孔体層全量）を基準として、多孔体粒子Ｐ３が好ましくは７０〜９５質量％、より好ましくは８０〜８７質量％、第２のバインダーＰ４が好ましくは３〜１５質量％、より好ましくは５〜１０質量％、導電助剤Ｐ５が好ましくは２〜１５質量％、より好ましくは５〜１０質量％である。多孔体粒子Ｐ３の配合量が前記下限値未満である場合には、十分な静電容量が得られず、電極特性が低下してしまう傾向があり、前記上限値を超える場合には、相対的に第２のバインダーＰ４の配合量が低下するため、多孔体粒子Ｐ３が十分に結着されず、多孔体層１８及び電極１０全体としての機械的強度が低下する傾向がある。
【００６５】
また、多孔体層形成用塗布液Ｌ３における第２の液体Ｓ２の配合量は、既に述べたように、多孔体粒子Ｐ２の質量をＸ２、第２の液体Ｓ２の質量をＹ２とした場合、Ｙ２／Ｘ２の値が下記式：
２．３≦Ｙ２／Ｘ２≦４．０
となるような配合量とすることが好ましい。Ｙ２／Ｘ２の値が前記下限値未満である場合には、多孔体層形成用塗布液Ｌ３における多孔体粒子Ｐ３及び第２のバインダーＰ４の分散性が低下し、内部抵抗の増大や機械的強度の低下を招く傾向がある。一方、Ｙ２／Ｘ２の値が前記上限値を超える場合には、流動性が高くなり過ぎてしまい、均一な塗布が困難となる傾向がある。すなわち、固形成分濃度が低過ぎるため、一度の塗布作業で多孔体層を均一に形成することが困難となり、塗布回数が増えて製造効率が低下してしまう傾向がある。
【００６６】
多孔体層１８は、このような多孔体層形成用塗布液Ｌ３をアンダーコート層１７上に塗布し、その後第２の溶液を除去することによって形成され、その厚さは、４０〜１４０μｍであることが好ましく、４０〜１００μｍであることがより好ましい。本発明の電気化学キャパシタ用電極１０の構成によれば、多孔体層１８を上記範囲にまで薄膜化することが可能であり、このような厚さとすることによって、電気化学キャパシタ用電極１０を用いて得られた電気化学キャパシタの小型化及び軽量化が可能となる傾向がある。そして、電気化学キャパシタ用電極１０は、既に述べたように、その構成に起因した優れた電極特性を有しているため、小型化及び軽量化された場合であっても電気化学キャパシタ用電極１０が搭載されるべき機器において要求される十分な性能を保持することが可能となる傾向がある。
【００６７】
また、多孔体層１８の空隙体積は、６０〜８０μＬであることが好ましい。多孔体層１８がこのような空隙体積を有することによって、本発明の電気化学キャパシタ用電極１０を用いた電気化学キャパシタにおいて、電解質溶液との接触界面を充分に確保することができる。なお、上記「空隙体積」とは、多孔体層１８の全細孔容積を示す値であるが、多孔体層１８の構成材料となる粒子間に形成される空隙又は微細なクラックが存在する場合には、この空隙の体積及びクラックの体積も加えて算出される値である。この空隙体積は、エタノール含浸法等の既知の方法により求めることができる。
【００６８】
以上説明したような、集電体１６、アンダーコート層１７及び多孔体層１８を積層してなる電気化学キャパシタ用電極１０全体としての厚さは、５０〜２００μｍであることが好ましく、６０〜１２０μｍであることがより好ましい。このような厚さとすることによって、携帯用の小型機器内の限られた狭い設置スペースにも設置可能な電気化学キャパシタを容易に得ることが可能となる。
【００６９】
本発明の電気化学キャパシタ用電極１０にかかる、上記アンダーコート層１７及び上記多孔体層１８を形成する方法において、アンダーコート層形成用塗布液Ｌ１及び多孔体層形成用塗布液Ｌ３を塗布する方法としては、従来公知の塗布方法を特に制限なく使用することができ、例えば、エクストルージョンラミネーション法、ドクターブレード法、グラビアコート法、リバースコート法、アプリケーターコート法、スクリーン印刷法等の方法を採用することができる。これらの方法の中でも、本発明においては、構成成分が高分散した状態でより薄く均一に塗布することができる傾向があることから、エクストルージョンラミネーション法による塗布方法を採用することが好ましい。以下、エクストリュージョンラミネーション法による塗布方法を用いて本発明の電気化学キャパシタ用電極１０を製造する方法について説明する。
【００７０】
本発明の電気化学キャパシタ用電極１０は、図４、図５及び図６に示すような装置７０及び装置８０を用いてシート状に形成される。
【００７１】
図４に示す装置７０は、主として、第１のロール７１と、第２のロール７２と、第１のロール７１と第２のロール７２との間に配置される乾燥機７３と、２つの支持ロール７９とから構成されている。第１のロール７１は、円柱状の巻芯７４とテープ状の第１の積層体シート７５とから構成されている。この第１の積層体シート７５の一端は巻芯７４に接続されており、更に第１の積層体シート７５は巻芯７４に巻回されている。更に第１の積層体シート７５は、基体シートＢ１上に金属箔シート１６０（電極１０において集電体１６となるシート）が積層された構成を有している。
【００７２】
また、第２のロール７２は、上記第１の積層体シート７５の他端が接続された円柱状の巻芯７６を有している。更に、第２のロール７２の巻芯７６には当該巻芯７６を回転させるための巻芯駆動用モータ（図示せず）が接続されており、アンダーコート層形成用塗布液Ｌ１を塗布し、更に乾燥機７３中において乾燥処理を施された後の第２の積層体シート７７が所定の速度で巻回されるようになっている。
【００７３】
先ず、巻芯駆動用モータが回転すると、第２のロール７２の巻芯７６が回転し、第１のロール７１の巻芯７４に巻回されている第１の積層体シート７５が第１のロール７１の外部に引き出される。次に、引き出された第１の積層体シート７５の金属箔シート１６０上に、アンダーコート層形成用塗布液Ｌ１を塗布する。これにより、金属箔シート１６０上にはアンダーコート層形成用塗布液Ｌ１からなる塗膜Ｌ２が形成される。次に、巻芯駆動用モータの回転により、塗膜Ｌ２の形成された第１の積層体シート７５は、支持ロール７９により乾燥機７３中に導かれる。乾燥機７３中において、第１の積層体シート７５上の塗膜Ｌ２は乾燥され、塗膜Ｌ２中の第１の液体Ｓ１が除去されて、電極とされたときのアンダーコート層１７の前駆体となる層７８（以下、「第１の前駆体層７８」という）となる。なお、乾燥機７３中における塗膜Ｌ２の乾燥は、塗膜Ｌ２中の第１の液体Ｓ１が十分に除去されるような条件で行われる限りにおいては特に制限はないが、７０〜１３０℃、０．１〜３分間の条件で行われることが好ましい。
【００７４】
そして、巻芯駆動用モータの回転により、第１の積層体シート７５上に第１の前駆体層７８の形成された第２の積層体シート７７は、支持ロール７９により巻芯７６へ導かれて巻芯７６に巻回される。
【００７５】
次に、第２のロール７２に巻回された第２の積層体シート７７を、図５に示すように第１のロール７１の側に設置し、上記の第１の前駆体層７８の形成方法と同様の手順で、第１の前駆体層７８上に多孔体層形成用塗布液Ｌ３を塗布する。これにより、第１の前駆体層７８上には多孔体層形成用塗布液Ｌ３からなる塗膜Ｌ４が形成される。次いで、乾燥機７３中において、第２の積層体シート７７上の塗膜Ｌ４は乾燥され、塗膜Ｌ４中の第２の液体Ｓ２が除去されて、電極とされたときの多孔体層１８の前駆体となる層８８（以下、「第２の前駆体層８８」という）となる。なお、乾燥機７３中における塗膜Ｌ４の乾燥は、塗膜Ｌ４中の第２の液体Ｓ２が十分に除去されるような条件で行われる限りにおいては特に制限はないが、９０〜１３０℃、０．５〜５分間の条件で行われることが好ましい。
【００７６】
そして、第２の積層体シート７７上に第２の前駆体層８８の形成された第３の積層体シート８７は、支持ロール７９により巻芯７６へ導かれて巻芯７６に巻回される。
【００７７】
以上の手順により、第１の積層体シート７５上に第１の前駆体７８が形成され、更にその上に第２の前駆体８８が形成された第３の積層体シート８７が作製される。なお、上記第２の前駆体８８を第１の前駆体層７８上に形成する方法については上記の方法に限定されず、他の方法として、以下に説明する方法が挙げられる。
【００７８】
すなわち、図４に示すように一旦第２の積層体シート７７を第２のロール７２に巻回した後、第１のロール７１の巻芯７４に当該巻芯７４を回転させるための巻芯駆動用モータ（図示せず）を接続し、図４に示す方向と逆の方向に巻芯７４を回転させる。これによって、第２のロール７２に巻回されている第２の積層体シート７７が第２のロール７２の外部に引き出される。次に、引き出された第２の積層体シート７７が乾燥機７３に導入される手前で、該第２の積層体シート７７の第１の前駆体７８上に多孔体層形成用塗布液Ｌ３を塗布して塗膜Ｌ４を形成し、次いで乾燥させて第２の前駆体層８８が形成された第３の積層体シート８７を得る方法がある。
【００７９】
また、更に他の方法として次の方法が挙げられる。すなわち、乾燥機７３を所定の間隔をおいて２台配置し、第１の積層体シート７５上にアンダーコート層形成用塗布液Ｌ１を塗布し、１台目の乾燥機７３にて乾燥して第１の前駆体層７８を形成し、続いて第１の前駆体層７８上に多孔体層形成用塗布液Ｌ３を塗布し、２台目の乾燥機７３にて乾燥して第２の前駆体層８８を形成することで第３の積層体シート８７を得て、これを巻芯７６に巻回させる方法がある。
【００８０】
次に、上述のような各種方法を適宜用いて得られた上記の第３の積層体シート８７と、図６に示す装置８０を使用して電極シート９０を作製する。
【００８１】
図６に示す装置８０は、主として、第１のロール８１と、第２のロール８２と、第１のロール８１と第２のロール８２との間に配置されるロールプレス機８３とから構成されている。第１のロール８１は、円柱状の巻芯８４と先に述べたテープ状の第３の積層体シート８７とから構成されている。この第３の積層体シート８７の一端は巻芯８４に接続されており、更に第３の積層体シート８７は巻芯８４に巻回されている。第３の積層体シート８７は、基体シートＢ１上に金属箔シート１６０が積層された第１の積層体シート７５上に第１の前駆体層７８が積層され、更に第１の前駆体層７８上に第２の前駆体層８８が積層された構成を有している。
【００８２】
また、第２のロール８２は、上記第３の積層体シート８７の他端が接続された円柱状の巻芯８６を有している。更に、第２のロール８２の巻芯８６には当該巻芯８６を回転させるための巻芯駆動用モータ（図示せず）が接続されており、ロールプレス機８３中においてプレス処理を施された後の電極シート９０が所定の速度で巻回されるようになっている。
【００８３】
先ず、巻芯駆動用モータが回転すると、第２のロール８２の巻芯８６が回転し、第１のロール８１の巻芯８４に巻回されている第３の積層体シート８７が第１のロール８１の外部に引き出される。次に、巻芯駆動用モータの回転により、第３の積層体シート９０は、ロールプレス機８３中に導かれる。ロールプレス機８３中には、２つの円柱状のローラ８３Ａとローラ８３Ｂが配置されている。ローラ８３Ａとローラ８３Ｂとは、これらの間に第３の積層体シート８７が挿入されるように配置されており、これらの間に第３の積層体シート８７が挿入される際に、ローラ８３Ａの側面と第３の積層体シート８７の第２の前駆体層８８の外表面が接触し、ローラ８３Ｂの側面と第３の積層体シート８７の基体シートＢ１の外表面（裏面）が接触する状態となり、かつ、所定の温度と圧力で第３の積層体シート８７を押圧できるように設置されている。
【００８４】
また、この円柱状のローラ８３Ａ及びローラ８３Ｂは、それぞれが第３の積層体シート８７の移動方向に従う方向に回転する回転機構が備えられている。更に、この円柱状のローラ８３Ａ及びローラ８３Ｂは、それぞれの底面間の長さが第３の積層体シート８７の幅以上となる大きさを有している。
【００８５】
ロールプレス機８３中において、第３の積層体シート８７上の第１の前駆体層７８及び第２の前駆体層８８は加熱及び加圧処理され、それぞれアンダーコート層１７０（電極１０におけるアンダーコート層１７）及び多孔体層１８０（電極１０における多孔体層１８）となる。そして、巻芯駆動用モータの回転により、第３の積層体シート８７上に多孔体層１８０の形成された電極シート９０は、巻芯８６に巻回される。
【００８６】
なお、装置８０を使用したプレス処理は、上述のように第１の前駆体層７８と第２の前駆体層８８とが積層された後に行ってもよいが、先ず、第１の前駆体層７８が積層された後に行い、次に、第２の前駆体層８８が積層された後に再度行うようにして、それぞれの層が積層される度にプレス処理を行うようにしてもよい。
【００８７】
以上説明したような方法により、基体シートＢ１、金属箔シート１６０、アンダーコート層１７０及び多孔体層１８０がこの順序で積層された電極シート９０が得られ、この電極シート９０を所望の大きさに切断することによって、本発明の電気化学キャパシタ用電極１０が得られる。
【００８８】
（電気化学キャパシタ）
本発明の電気化学キャパシタは、互いに対向する平板状の第１の電極及び平板状の第２の電極を、それぞれアノード及びカソードとして有しており、アノード及びカソードのうちの少なくとも一方が、上述したような本発明の電気化学キャパシタ用電極である。また、アノード及びカソードの両方が本発明の電気化学キャパシタであるとより好ましい。以下、本発明の電気化学キャパシタの好適な実施形態について、アノード及びカソードの両方が本発明の電気化学キャパシタである場合を例として具体的に説明する。なお、図１で示した本発明の電気化学キャパシタ用電極１０は、以下の本発明の電気化学キャパシタにおいて、アノード１０として用いる。
【００８９】
図７は本発明の電気化学キャパシタの好適な一実施形態を示す正面図である。また、図８は図７に示す電気化学キャパシタの内部をアノード１０の表面の法線方向からみた場合の展開図である。更に、図９は図７に示す電気化学キャパシタを図７のＸ１−Ｘ１線に沿って切断した場合の模式断面図である。また、図１０は図７に示す電気化学キャパシタを図７のＸ２−Ｘ２線に沿って切断した場合の要部を示す模式断面図である。
【００９０】
図７〜図１１に示すように、電気二重層キャパシタ１は、主として、互いに対向する平板状のアノード１０（第１の電極）及び平板状のカソード２０（第２の電極）と、アノード１０とカソード２０との間に隣接して配置される平板状のセパレータ４０と、電解質溶液３０と、これらを密閉した状態で収容するケース５０とを有しており、更に、アノード１０に一方の端部が電気的に接続されると共に他方の端部がケース５０の外部に突出されるアノード用リード１２と、カソード２０に一方の端部が電気的に接続されると共に他方の端部がケース５０の外部に突出されるカソード用リード２２とから構成されている。ここで、「アノード」１０及び「カソード」２０は説明の便宜上、電気化学キャパシタ１の放電時の極性を基準に決定したものである。
【００９１】
そして、電気化学キャパシタ１は、以下に説明する構成を有している。以下、図１及び図７〜図１４に基づいて本実施形態の各構成要素の詳細を説明する。
【００９２】
ケース５０は、互いに対向する第１のフィルム５１及び第２のフィルム５２とを有している。ここで、図８に示すように、本実施形態における第１のフィルム５１及び第２のフィルム５２は連結されている。すなわち、本実施形態におけるケース５０は、一枚の複合包装フィルムからなる矩形状のフィルムを、図８に示す折り曲げ線Ｘ３−Ｘ３において折り曲げ、矩形状のフィルムの対向する１組の縁部同士（図中の第１のフィルム５１の縁部５１Ｂ及び第２のフィルムの縁部５２Ｂ）を重ね合せて接着剤を用いるか又はヒートシールを行うことにより形成されている。
【００９３】
そして、第１のフィルム５１及び第２のフィルム５２は、１枚の矩形状のフィルムを上述のように折り曲げた際にできる互いに対向する面を有する該フィルムの部分をそれぞれ示す。ここで、本明細書において、接合された後の第１のフィルム５１及び第２のフィルム５２のそれぞれの縁部を「シール部」という。
【００９４】
これにより、折り曲げ線Ｘ３−Ｘ３の部分に第１のフィルム５１と第２のフィルム５２とを接合させるためのシール部を設ける必要がなくなるため、ケース５０におけるシール部をより低減することができる。その結果、電気化学キャパシタ１の設置されるべき空間の体積を基準とする体積エネルギー密度をより向上させることができる。なお、上記「体積エネルギー密度」とは、本来、電気化学キャパシタの容器を含む全体積に対する全出力エネルギーの割合で定義されるものである。これに対して、「設置されるべき空間の体積を基準とする体積エネルギー密度」とは、電気化学キャパシタの最大縦、最大横、最大厚さに基づいて求められる見かけ上の体積に対する電気化学キャパシタの全出力エネルギーの割合を意味する。実際に、電気化学キャパシタを小型電子機器に搭載する場合、上述した本来の体積エネルギー密度の向上とともに、設置されるべき空間の体積を基準とする体積エネルギー密度を向上させることが、小型電子機器内の限られたスペースを、デッドスペースを充分に低減した状態で有効利用する観点から重要となる。
【００９５】
そして、本実施形態の場合、図７及び図８に示すように、アノード１０に接続されたアノード用リード１２及びカソード用リード２２のそれぞれの一端が、上述の第１のフィルム５１の縁部５１Ｂと第２のフィルムの縁部５２Ｂとを接合したシール部から外部に突出するように配置されている。
【００９６】
また、第１のフィルム５１及び第２のフィルム５２を構成するフィルムは、可とう性を有するフィルムであることが好ましい。フィルムは軽量であり薄膜化が容易なため、電気化学キャパシタ自体の形状を薄膜状とすることができる。そのため、本来の体積エネルギー密度を容易に向上させることができるとともに、電気化学キャパシタの設置されるべき空間の体積を基準とする体積エネルギー密度も容易に向上させることができる。
【００９７】
このフィルムは可とう性を有するフィルムであることが好ましく、ケースの十分な機械的強度と軽量性を確保しつつ、ケース外部からケース内部への水分や空気の侵入及びケース内部からケース外部への電解質成分の逸散を効果的に防止する観点から、電解質溶液に接触する合成樹脂製の最内部の層と、最内部の層の上方に配置される金属層とを少なくとも有する「複合包装フィルム」であることが好ましい。第１のフィルム５１及び第２のフィルム５２として使用可能な複合包装フィルムとしては、例えば、図１２及び図１３に示す構成の複合包装フィルムが挙げられる。図１２に示す複合包装フィルム５３は、その内面Ｆ５０ａにおいて電解質溶液に接触する合成樹脂製の最内部の層５０ａと、最内部の層５０ａのもう一方の面（外側の面）上に配置される金属層５０ｃと有する。また、図１３に示す複合包装フィルム５４は、図１２に示す複合包装フィルム５３の金属層５０ｃの外側の面に更に合成樹脂製の最外部の層５０ｂが配置された構成を有する。
【００９８】
第１のフィルム５１及び第２のフィルム５２として使用可能な複合包装フィルムは、上述の最内部の層をはじめとする１以上の合成樹脂の層、金属箔等の金属層を備えた２以上の層を有する複合包装材であれば特に限定されないが、上記と同様の効果をより確実に得る観点から、図１３に示した複合包装フィルム５４のように、最内部の層と、最内部の層から最も遠いケース５０の外表面の側に配置される合成樹脂製の最外部の層と、最内部の層と最外部の層との間に配置される少なくとも１つの金属層とを有する３層以上の層から構成されていることがより好ましい。
【００９９】
最内部の層は可とう性を有する層であり、その構成材料は上記の可とう性を発現させることが可能であり、かつ、使用される電解質溶液に対する化学的安定性（化学反応、溶解、膨潤が起こらない特性）、並びに、酸素及び水（空気中の水分）に対する化学的安定性を有している合成樹脂であれば特に限定されないが、更に酸素、水（空気中の水分）及び電解質溶液の成分に対する透過性の低い特性を有している材料が好ましい。例えば、エンジニアリングプラスチック、並びに、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン酸変成物、ポリプロピレン酸変成物、ポリエチレンアイオノマー、ポリプロピレンアイオノマー等の熱可塑性樹脂等が挙げられる。
【０１００】
なお、「エンジニアリングプラスチック」とは、機械部品、電気部品、住宅用材等で使用されるような優れた力学特性と耐熱、耐久性を有しているプラスチックを示し、例えば、ポリアセタール、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリオキシテトラメチレンオキシテレフタロイル（ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド等が挙げられる。
【０１０１】
また、上述した図１３に示した複合包装フィルム５４のように、最内部の層５０ａ以外に、最外部の層５０ｂ等のような合成樹脂製の層を更に設ける場合、この合成樹脂製の層も、上記最内部の層と同様の構成材料を使用してよい。更に、この合成樹脂製の層としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリアミド（ナイロン）等のエンジニアリングプラスチックからなる層を使用してもよい。
【０１０２】
また、ケース５０における全てのシール部のシール方法は、特に限定されないが、生産性の観点から、ヒートシール法であることが好ましい。
【０１０３】
金属層としては、酸素、水（空気中の水分）及び電解質溶液に対する耐腐食性を有する金属材料から形成されている層であることが好ましい。例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、チタン、クロム等からなる金属箔を使用してもよい。
【０１０４】
次に、アノード１０及びカソード２０について説明する。アノード１０としては、図１に示すように上述の本発明の電気化学キャパシタ用電極１０を適用したものである。また、カソード２０としては、図１４に示すように、上述の本発明の電気化学キャパシタ用電極１０と同様の構成を有する電極を適用したものである。ここで、図１４に示したカソード２０は、アノード１０と同様に、集電体２６と、該集電体の一方の面上に形成されたアンダーコート層２７と、該アンダーコート層上に形成された多孔体層２８と、を備える構成を有している。
【０１０５】
なお、本発明の電気化学キャパシタは、アノード及びカソードのうちの少なくとも一方が本発明の電気化学キャパシタ用電極であればよく、例えば、アンダーコート層を介さずに集電体の一方の面上に多孔体層が形成された構成を有する従来公知の電極をアノード又はカソードとして用いてもよい。ただし、十分な電極特性を保持したまま更なる小型化及び軽量化を図る観点から、本実施形態に示したように、アノード及びカソードの両方が本発明の電気化学キャパシタ用電極であることが好ましい。
【０１０６】
アノード１０とカソード２０との間に配置されるセパレータ４０は、絶縁性の多孔体から形成されていることが好ましく、例えば、絶縁性の多孔体としては、ポリエチレン、ポリプロピレン又はポリオレフィンからなるフィルムの積層体や上記樹脂の混合物の延伸膜、或いは、セルロース、ポリエステル及びポリプロピレンからなる群より選択される少なくとも１種の構成材料からなる繊維不織布等が挙げられる。
【０１０７】
ただし、電解質溶液との接触界面を充分に確保する観点から、セパレータ４０中の空隙体積は、多孔体層体積１００μＬの時に５０〜７５μＬであることが好ましい。なお、このセパレータ４０の空隙体積を求める方法も特に限定されず、公知の方法により求めることができる。
【０１０８】
また、カソード２０の集電体２８は、例えばアルミニウムからなるカソード用リード２２の一端に電気的に接続され、カソード用リード２２の他端はケース５０の外部に延びている。一方、アノード１０の集電体１８も、例えば銅又はニッケルからなるアノード用リード導体１２の一端に電気的に接続され、アノード用リード導体１２の他端は封入袋１４の外部に延びている。
【０１０９】
電解質溶液３０はケース５０の内部空間に充填され、その一部は、アノード１０、カソード２０、及び、セパレータ４０の内部に含有されていることが好ましい。
【０１１０】
この電解質溶液３０は、特に限定されず、公知の電気二重層キャパシタに用いられている電解質溶液（電解質水溶液、有機溶媒を使用する電解質溶液）を使用することができる。ただし、電解質水溶液は電気化学的に分解電圧が低いことにより、キャパシタの耐用電圧が低く制限されるので、有機溶媒を使用する電解質溶液（非水電解質溶液）であることが好ましい。
【０１１１】
更に、電解質溶液３０の種類は特に限定されないが、一般的には溶質の溶解度、解離度、液の粘性を考慮して選択され、高導電率でかつ高電位窓（分解開始電圧が高い）の電解質溶液であることが望ましい。例えば、代表的な例としては、テトラエチルアンモニウムテトラフルオロボレイトのような４級アンモニウム塩を、プロピレンカーボネート、ジエチレンカーボネイト、アセトニトリル等の有機溶媒に溶解したものが使用される。なお、この場合、混入水分を厳重に管理する必要がある。
【０１１２】
更に、図７及び図８に示すように、第１のフィルム５１の縁部５１Ｂ及び第２のフィルムの縁部５２Ｂからなる封入袋のシール部に接触するアノード用リード１２の部分の部分には、アノード用リード１２と各フィルムを構成する複合包装フィルム中の金属層との接触を防止するための絶縁体１４が被覆されている。更に、第１のフィルム５１の縁部５１Ｂ及び第２のフィルムの縁部５２Ｂからなる封入袋のシール部に接触するカソード用リード２２の部分には、カソード用リード２２と各フィルムを構成する複合包装フィルム中の金属層との接触を防止するための絶縁体２４が被覆されている。
【０１１３】
これら絶縁体１４及び絶縁体２４の構成は特に限定されないが、例えば、それぞれ合成樹脂から形成されていてもよい。なお、アノード用リード１２及びカソード用リード２２のそれぞれに対する複合包装フィルム中の金属層の接触が充分に防止可能であれば、これら絶縁体１４及び絶縁体２４は配置しない構成としてもよい。
【０１１４】
また、携帯用の小型電子機器内の限られた狭い設置スペースにも設置可能とする観点から、電気二重層キャパシタ１は、その厚さ（電気二重層キャパシタ１全体の厚さ）が０．２〜２．０ｍｍであることが好ましく、０．２〜１．０ｍｍであることがより好ましい。
【０１１５】
更に、携帯用の小型電子機器内の限られた狭い設置スペースにも設置可能とする観点から、アノード１０、セパレータ４０及びカソード２０からなる積層体（第１の電極、セパレータ及び第２の電極からなる積層体）の厚さ（素体６０の厚さ）が、０．１５〜０．４ｍｍであることが好ましく、０．１５〜０．３ｍｍであることがより好ましい。薄膜化が容易に可能な本発明の電気化学キャパシタ用電極をアノード及び／又はカソードとして用いることによって、上記電気二重層キャパシタ１の厚さ及び上記素体６０の厚さを上記範囲にまで薄くすることが容易に可能となる。
【０１１６】
電気二重層キャパシタ１は、キャパシタ容量が１×１０−３〜１０Ｆであることが好ましく、０．０１〜１Ｆであることがより好ましい。これにより、フィルム状でありながら容量の大きい電気二重層キャパシタが得られる。これらは薄い特性を活かし、ＩＣカード、ＩＣタグ等への利用も可能となる。また、玩具等への用途や携帯機器への用途も拡大する。
【０１１７】
次に、上述したケース５０及び電気二重層キャパシタ１の作製方法について説明する。
【０１１８】
素体６０（アノード１０、セパレータ４０及びカソード２０がこの順で順次積層された積層体）の製造方法は特に限定されず、公知の電気化学キャパシタの製造に採用されている公知の薄膜製造技術を用いることができる。
アノード１０及びカソード２０を、先に述べた本発明の電気化学キャパシタ用電極の作製方法に従って作製した後、アノード１０及びカソード２０のそれぞれに対して、アノード用リード導体１２及びカソード用リード２２をそれぞれ電気的に接続する。セパレータ４０をアノード１０とカソード２０との間に接触した状態（非接着状態）で配置し、素体６０を完成する。
【０１１９】
次に、ケース５０の作製方法の一例について説明する。まず、第１のフィルム及び第２のフィルムを先に述べた複合包装フィルムから構成する場合には、ドライラミネ−ション法、ウエットラミネ−ション法、ホットメルトラミネ−ション法、エクストルージョンラミネーション法等の既知の製造方法を用いて作製する。
【０１２０】
例えば、複合包装フィルムを構成する合成樹脂製の層となるフィルム、アルミニウム等からなる金属箔を用意する。金属箔は、例えば金属材料を圧延加工することにより用意することができる。
【０１２１】
次に、好ましくは先に述べた複数の層の構成となるように、合成樹脂製の層となるフィルムの上に接着剤を介して金属箔を貼り合わせる等して複合包装フィルム（多層フィルム）を作製する。そして、複合包装フィルムを所定の大きさに切断し、矩形状のフィルムを１枚用意する。
【０１２２】
次に、先に図８を参照して説明したように、１枚のフィルムを折り曲げて、第１のフィルム５１のシール部５１Ｂ（縁部５１Ｂ）と第２のフィルムのシール部５２Ｂ（縁部５２Ｂ）を、例えば、シール機を用いて所定の加熱条件で所望のシール幅だけヒートシールする。このとき、素体６０をケース５０中に導入するための開口部を確保するために、一部のヒートシールを行わない部分を設けておく。これにより開口部を有した状態のケース５０が得られる。
【０１２３】
そして、開口部を有した状態のケース５０の内部に、アノード用リード導体１２及びカソード用リード２２が電気的に接続された素体６０を挿入する。そして、電解質溶液３０を注入する。続いて、アノード用リード１２、カソード用リード２２の一部をそれぞれケース５０内に挿入した状態で、シール機を用いて、ケース５０の開口部をシールする。このようにしてケース５０及び電気二重層キャパシタ１の作製が完了する。
【０１２４】
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態の説明においては、主として、本発明を電気二重層キャパシタに適用した場合に好適な構成について説明したが、本発明の電気化学キャパシタは電気二重層キャパシタに限定されるものではなく、例えば、シュードキャパシタ、レドックスキャパシタ等の、互いに対向する平板状の第１の電極及び平板状の第２の電極と、第１の電極と第２の電極との間に隣接して配置される平板状のセパレータと、電解質溶液とを有し、これらが密閉した状態でケース内に収容される構成の電気二重層キャパシタに適用可能である。
【０１２５】
【実施例】
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【０１２６】
［実施例１］
（アンダーコート層形成用塗布液の調製）
アセチレンブラック（電気化学工業社製、商品名：デンカブラック、比表面積６７ｍ２／ｇ）６０ｇと、フッ素ゴム（デュポン社製、商品名：Ｖｉｔｏｎ−ＧＦ）４０ｇとをメチルイソブチルケトン（以下、「ＭＩＢＫ」という）２００ｍＬに投入し、プラネタリーミキサーを用いて３０分間混練した。得られた混練物にＭＩＢＫを更に９５０ｍＬ加え１．５時間撹拌することにより、アンダーコート層形成用塗布液を調製した。
【０１２７】
（多孔体層形成用塗布液の調製）
粒状の活性炭（クラレケミカル社製、商品名：ＢＰ−２０、アスペクト比：約１．０）９６０ｇ及びアセチレンブラック（電気化学工業社製、商品名：デンカブラック、比表面積６７ｍ２／ｇ）１２０ｇをプラネタリーミキサーを用いて１５分間混合したものと、フッ素ゴム（デュポン社製、商品名：Ｖｉｔｏｎ−ＧＦ）１２０ｇとをＭＩＢＫ６００ｍＬに投入し、プラネタリーミキサーを用いて３０分間混練した。得られた混練物にＭＩＢＫを更に４０００ｍＬ加え１時間撹拌することにより、多孔体層形成用塗布液を調製した。
【０１２８】
（電極の作製）
上記アンダーコート層形成用塗布液を、図４〜６を用いて説明したようなエクストルージョンラミネーション法によりアルミニウム箔（厚さ：２０μｍ）の一方の面上に均一に塗布し、１００℃の乾燥炉内でＭＩＢＫを除去してアルミニウム箔からなる集電体の一方の面上にアンダーコート層（厚さ：１μｍ）を形成した。次いで、上記多孔体層形成用塗布液を、エクストルージョンラミネーション法によりアンダーコート層上に均一に塗布し、１２０℃の乾燥炉内でＭＩＢＫを除去してアンダーコート層上に多孔体層（厚さ：１２０μｍ）を形成して電極を得た。得られた電極を矩形（大きさ：３０ｍｍ×５６ｍｍ）状を呈するように切断し、更に、１５０℃〜１７５℃の温度で真空乾燥を１２時間以上行うことにより、多孔体層の表面に吸着した水分を除去して、電気化学キャパシタ用電極を作製した。なお、上記電気化学キャパシタ用電極は、アノード用及びカソード用として２つ用意した。
【０１２９】
（電気化学キャパシタの作製）
先ず、作製したアノード及びカソードの電子伝導性の多孔体層の形成されていない側の集電体の面の外縁部にアルミニウム箔からなるリード部（幅２ｍｍ、長さ１０ｍｍ）を配設した。次に、アノード及びカソードを互いに対向させ、その間に再生セルロース不織布からなるセパレータ（３１ｍｍ×５７ｍｍ、厚さ：０．０５ｍｍ、ニッポン高度紙工業製、商品名：ＴＦ４０５０）を配置し、アノード、セパレータ及びカソードがこの順で接触した状態（非接合の状態）で積層された積層体（素体）を形成した。
【０１３０】
次に、シール部にシーラント材を熱圧着した。次に、上記積層体（素体）を可とう性を有する複合包装フィルムから形成されたケース中へ入れ、シール部同士をヒートシールした。可とう性を有する複合包装フィルムとしては、電解質溶液に接触する合成樹脂製の最内部の層（変性ポリプロピレンからなる層）、アルミニウム箔からなる金属層、ポリアミドからなる層がこの順で順次積層された積層体を使用した。そして、この複合包装フィルムを２枚重ね合せてその縁部をヒートシールして作製した。
【０１３１】
上記ケース内へ電解質溶液（１．２ｍｏｌ／Ｌのホウフッ化トリエチルメチルアンモニウムのプロピレンカーボネート溶液）を注入した後、真空シールすることにより電気化学キャパシタ（電気二重層キャパシタ）の作製を完了した。
【０１３２】
［実施例２］
アルミニウム箔からなる集電体の一方の面上に形成するアンダーコート層の厚さを３μｍとした以外は実施例１と同様にして、電気化学キャパシタ用電極を作製した。また、この電気化学キャパシタ用電極をアノード及びカソードとして用いた以外は実施例１と同様にして、電気化学キャパシタを作製した。
【０１３３】
［実施例３］
多孔体層における粒状の活性炭の代わりに、繊維状の活性炭（クラレケミカル社製、商品名：ＦＲ−２５、アスペクト比：約３）を用いた以外は実施例１と同様にして、電気化学キャパシタ用電極を作製した。また、この電気化学キャパシタ用電極をアノード及びカソードとして用いた以外は実施例１と同様にして、電気化学キャパシタを作製した。
【０１３４】
［実施例４］
多孔体層における粒状の活性炭の代わりに、繊維状の活性炭（クラレケミカル社製、商品名：ＦＲ−２５、アスペクト比：約３）を用い、アルミニウム箔からなる集電体の一方の面上に形成するアンダーコート層の厚さを３μｍとした以外は実施例１と同様にして、電気化学キャパシタ用電極を作製した。また、この電気化学キャパシタ用電極をアノード及びカソードとして用いた以外は実施例１と同様にして、電気化学キャパシタを作製した。
（アンダーコート層形成用塗布液）
［実施例５］
【０１３５】
アセチレンブラック（電気化学工業社製、商品名：デンカブラック、比表面積６７ｍ２／ｇ）４０ｇ及び鱗片状人造グラファイト（ティムカルジャパン社製、商品名：ＫＳ−６、比表面積１５ｍ２／ｇ）３０ｇをプラネタリーミキサーを用いて１５分間混合したものと、フッ素ゴム（デュポン社製、商品名：Ｖｉｔｏｎ−ＧＦ）３０ｇとをＭＩＢＫ１５０ｍＬに投入し、プラネタリーミキサーを用いて３０分間混練した。得られた混練物にＭＩＢＫを更に１０００ｍＬ加え１．５時間撹拌することにより、アンダーコート層形成用塗布液を調製した。
【０１３６】
（多孔体層形成用塗布液の調製）
実施例１と同様にして多孔体層形成用塗布液を調製した。
【０１３７】
（電極の作製）
上記アンダーコート層形成用塗布液及び多孔体層形成用塗布液を用い、アルミニウム箔からなる集電体の一方の面上に形成するアンダーコート層の厚さを５μｍとした以外は実施例１と同様にして、電気化学キャパシタ用電極を作製した。
（
【０１３８】
（電気化学キャパシタの作製）
上記電気化学キャパシタ用電極をアノード及びカソードとして用いた以外は実施例１と同様にして、電気化学キャパシタを作製した。
【０１３９】
［実施例６］
アルミニウム箔からなる集電体の一方の面上に形成するアンダーコート層の厚さを８μｍとした以外は実施例５と同様にして、電気化学キャパシタ用電極及び電気化学キャパシタを作製した。
【０１４０】
［実施例７］
多孔体層における粒状の活性炭の代わりに、繊維状の活性炭（クラレケミカル社製、商品名：ＦＲ−２５）を用い、アルミニウム箔からなる集電体の一方の面上に形成するアンダーコート層の厚さを６μｍとした以外は実施例５と同様にして、電気化学キャパシタ用電極を作製した。また、この電気化学キャパシタ用電極をアノード及びカソードとして用いた以外は実施例５と同様にして、電気化学キャパシタを作製した。
【０１４１】
［比較例１］
（多孔体層形成用塗布液の調製）
実施例１と同様にして多孔体層形成用塗布液を調製した。
【０１４２】
（電極の作製）
上記多孔体層形成用塗布液を、エクストルージョンラミネーション法によりアルミニウム箔（厚さ：２０μｍ）の一方の面上に均一に塗布し、１００℃の乾燥炉内でＭＩＢＫを除去してアルミニウム箔からなる集電体の一方の面上にアンダーコート層（厚さ：７μｍ）を形成して電極を得た。しかしながら、得られた電極は、多孔体層と集電体との物理的な密着性が悪く、容易に剥離してしまうため電極を矩形（大きさ：３０ｍｍ×５６ｍｍ）状に切断することができず、上記電極をアノード及びカソードとして用いた電気化学キャパシタを作製できなかった。
【０１４３】
［比較例２］
多孔体層における粒状の活性炭の代わりに、繊維状の活性炭（クラレケミカル社製、商品名：ＦＲ−２５）を用いた以外は比較例１と同様にして、電極を得た。しかしながら、得られた電極は、多孔体層と集電体との物理的な密着性が悪く、容易に剥離してしまうため電極を矩形（大きさ：３０ｍｍ×５６ｍｍ）状に切断することができず、上記電極をアノード及びカソードとして用いた電気化学キャパシタを作製できなかった。
【０１４４】
［電気化学キャパシタの特性評価試験］
実施例１〜７で作製した電気化学キャパシタの電極特性と内部抵抗とを以下のようにして測定した。なお、得られた測定結果は表１に示した。
【０１４５】
（１）電極特性
先ず、充放電試験装置（北斗電工（株）製、ＨＪ−１０１ＳＭ６）を用いて２．５ｍＡの低電流充電を行い、電気化学キャパシタに電荷が蓄積していくに従って電圧が上昇するのをモニタし、電位が２．５Ｖに達したのち、定電圧充電（緩和充電）に移行し、電流が充電電流の１／１０になった時に充電を終了させた。そして、放電は２．５ｍＡの定電流放電を行い終止電圧を０Ｖとした。この試験後、５ｍＡの電流で充電を行い、電位が２．５Ｖに達した後、定電圧充電に移行し、電流が充電電流の１／１０になった時に充電を終了させた。そして、放電も５ｍＡの定電流放電を行い終止電圧を０Ｖとした。再び充電を開始させ、これを１０回繰り返した。
【０１４６】
上記充放電により得られた放電曲線（放電電圧−放電時間）から放電エネルギー（放電電圧×電流（＝５ｍＡ）の時間積分として合計放電エネルギー［Ｗ・ｓ］を求め、静電容量［Ｆ］＝２×合計放電エネルギー［Ｗ・ｓ］／（放電開始電圧［Ｖ］）２の関係式を用いて静電容量を求め、この静電容量を両極（アノード及びカソード）の質量で除した値を単位質量当たりの静電容量［Ｆ／ｇ］とした。なお、単位質量当たりの静電容量の測定は、測定環境温度２５℃、相対湿度６０％において行った。
【０１４７】
（２）内部抵抗
内部抵抗の測定は以下の手順で行った。すなわち、東陽テクニカのＳＯＬＡＲＴＲＯＮを用いて測定を行い、１ｋＨｚにおける抵抗値を内部抵抗［Ω］として求めた。なお、内部抵抗の測定は、測定環境温度２５℃、相対湿度６０％において行った。
【表１】
2004296863.tif 000003
【０１４８】
以上の結果から、本発明の電気化学キャパシタ用電極（実施例１〜７）は、各層が電気的及び物理的に十分な密着性を持って形成されており、優れた単位質量当たりの静電容量と十分に低い内部抵抗とを有していることが確認された。一方、比較例１及び２の電気化学キャパシタ用電極は、各層の物理的な密着性が不十分であり、電気化学キャパシタ用電極として使用できなかった。
【０１４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、電気的及び物理的に十分な密着性を有しつつ、優れた電極特性と十分に低い内部抵抗とを有する電気化学キャパシタ用電極を提供することができる。そして、このような電気化学キャパシタ用電極は薄膜化が可能な構成を有しており、該電気化学キャパシタ用電極を用いた電気化学キャパシタは、該電気化学キャパシタが搭載されるべき機器において要求される十分な性能を保持したまま、更なる小型化及び軽量化が可能となる。また、本発明の電気化学キャパシタ用電極の製造方法及び電気化学キャパシタの製造方法によれば、上記本発明の電気化学キャパシタ用電極及び電気化学キャパシタを確実に製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電気化学キャパシタ用電極を示す模式断面図である。
【図２】アンダーコート層形成用塗布液を調製する工程を説明するための説明図である。
【図３】多孔体層形成用塗布液を調製する工程を説明するための説明図である。
【図４】アンダーコート層形成用塗布液を用いた電極シートの形成工程を説明するための説明図である。
【図５】多孔体層形成用塗布液を用いた電極シートの形成工程を説明するための説明図である。
【図６】電極シートの形成工程を説明するための説明図である。
【図７】本発明の電気化学キャパシタの好適な一実施形態を示す正面図である。
【図８】図７に示す電気化学キャパシタの内部をアノード１０の表面の法線方向からみた場合の展開図である。
【図９】図７に示す電気化学キャパシタを図７のＸ１−Ｘ１線に沿って切断した場合の模式断面図である。
【図１０】図７に示す電気化学キャパシタを図７のＸ２−Ｘ２線に沿って切断した場合の要部を示す模式断面図である。
【図１１】図７に示す電気化学キャパシタを図７のＹ−Ｙ線に沿って切断した場合の要部を示す模式断面図である。
【図１２】図７に示す電気化学キャパシタのケースの構成材料となるフィルムの基本構成の一例を示す模式断面図である。
【図１３】図７に示す電気化学キャパシタのケースの構成材料となるフィルムの基本構成の別の一例を示す模式断面図である。
【図１４】図７に示す電気化学キャパシタのカソードの基本構成の一例を示す模式断面図である。
【符号の説明】
１…電気化学キャパシタ、１０…電気化学キャパシタ用電極、１２…アノード用リード、１４…接着剤層、１６…集電体、１７…アンダーコート層、１８…多孔体層、２０…カソード、２２…カソード用リード、２６…集電体、２７…アンダーコート層、２８…多孔体層、２４…接着剤層、３０…電解質溶液、４０…セパレータ、５０…ケース、６０…素体。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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