(57)【要約】【課題】  電気二重層キャパシタの内部抵抗を低くしかつその容量密度を高くし、並びにその生産性を良好に保つことのできる電気二重層キャパシタ及び該電気二重層キャパシタの製造方法を提供する。【解決手段】  加工電極４１には、凹凸部４５、４７が形成されている。また、捲回型素子体５３は、カーボンブラックを含む加工電極４１からなる正極５１Ａ及び負極５１Ｂをセパレータ１２で挟み、これを捲き芯により捲き上げて形成されている。そのため、正極５１Ａ及び負極５１Ｂとセパレータ１２との間には、凹凸部４５、４７の高さによる隙間Ｄが形成されている。従って、正極５１Ａ及び負極５１Ｂが電解液の含浸等により膨張しても、電解液が捲回型素子体５３全体に行き渡るようになる。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解液と、該電解液との界面に電気二重層を形成する、カーボンブラックを含む電極からなる正極及び負極と、該正極と該負極との間に配置されたセパレータとがケースに収容された電気二重層キャパシタであって、
前記正極と前記負極の少なくとも一方の電極には突設部又は屈曲部が、前記ケースの底面に対する高さ方向に連続して形成されており、
前記少なくとも一方の電極と前記セパレータとの間には前記突設部又は前記屈曲部の高さによる隙間が形成されていることを特徴とする電気二重層キャパシタ。
【請求項２】
前記正極と前記負極とが前記セパレータを介して複数、交互に積層され、又は長尺帯状の前記正極と前記負極とが前記セパレータを介して捲回され、有底筒型の前記ケースに収容されている請求項１記載の電気二重層キャパシタ。
【請求項３】
前記突設部又は前記屈曲部は、前記少なくとも一方の電極が片面及び／又は両面に変形したものであり、かつ前記高さ方向と垂直な方向に、所定間隔毎に複数個形成されている請求項１又は請求項２記載の電気二重層キャパシタ。
【請求項４】
前記セパレータは、厚みが１０μｍ以上６０μｍ以下であり、空隙率が４０％以上８５％以下であり、かつＪＩＳ  Ｋ３８３２に規定される試験方法による最大孔径が１μｍ以下である請求項１〜３のいずれか１項に記載の電気二重層キャパシタ。
【請求項５】
電解液との界面に電気二重層を形成する、カーボンブラックを含む電極からなる正極及び負極を形成する工程、該正極と該負極の少なくとも一方の電極に突設部又は屈曲部を形成する工程、前記正極と前記負極との間にセパレータを配置して素子を形成する工程、該素子をケースに収容する工程、該素子に電解液を含浸する工程及び少なくとも１回の充電操作をこの順に行い、
前記少なくとも一方の電極と前記セパレータとの間に前記突設部又は前記屈曲部の高さによる隙間を形成することを特徴とする電気二重層キャパシタの製造方法。
【請求項６】
金属集電体上に、炭素質材料を主成分とする、厚みが８０μｍ以上４００μｍ以下の電極シートを接着層を介して接着して前記電極を形成し、
前記金属集電体、前記電極シート及び前記接着層の厚みの和からなる電極の厚みに対し、該電極の厚みと前記突設部又は前記屈曲部の高さとの和が１．０１倍以上１．２０倍以下となるように前記突設部又は前記屈曲部を形成し、
前記突設部又は前記屈曲部を前記ケースの高さ方向と垂直な方向に２０ｍｍ以下の間隔で形成する請求項５記載の電気二重層キャパシタの製造方法。
【請求項７】
前記電解液を含浸する工程及び前記充電操作により、前記電極の厚みが１．１倍以上１．６倍以下に膨張する請求項６記載の電気二重層キャパシタの製造方法。
【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及び該電気二重層キャパシタの製造方法に係わり、特に、電気二重層キャパシタの内部抵抗を低くしかつその容量密度を高くし、並びにその生産性を良好に保つことのできる電気二重層キャパシタ及び該電気二重層キャパシタの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気二重層キャパシタは、充放電サイクルによる長期的信頼性や出力密度の点で優れ、ハイブリッド電気自動車用電源や、非常電源用途に用いられつつある。これらの電源用途では、数百Ｖの高電圧が要求される。
通常、電気二重層キャパシタの単体セルの作動電圧は、比較的低い（〜２．６Ｖ程度）ため、これらの単体セルを数十から数百個直列接続した電気二重層モジュールとして使用される。
この単体セルの構造としては、角型セルや円筒型セル等が一般的である。
【０００３】
角型セルの構造を示す斜視図（一部切断）を図７に示す。
図７に示すように、角型セル２０Ａは、複数の平板状の正極１Ａ及び負極１Ｂによりセパレータ２を挟んだ状態で、交互に積層して角型素子体３を形成し、これを角型ケース５に収容したものである。
また、正極１Ａ及び負極１Ｂからは、平板状のリード部７Ａ、７Ｂがそれぞれ上方に延び、正極と負極とに分けてリード結合部８Ａ、８Ｂに束ねられている。リード結合部８Ａ、８Ｂは、角型ケース５に貫通固定された正極の端子９Ａ及び負極の端子９Ｂと連結固定されている。
【０００４】
一方、円筒型セルの構造を示す斜視図（一部切断）を図８に示す。
図８に示すように、円筒型セル２０Ｂは、一対の長尺帯状の正極１１Ａ及び負極１１Ｂによりセパレータ１２を挟んだ状態で捲き上げて、捲回型素子体１３を形成し、これを円筒ケース１５に納めて構成されている。
また、正極１１Ａ及び負極１１Ｂの上端にはリード１７Ａ、１７Ｂが接続され、これらリード１７Ａ、１７Ｂは、封口絶縁板１６に貫通固定されている正極の端子１９Ａ及び負極の端子１９Ｂにそれぞれ接続されている。
【０００５】
このように構成された各単体セル２０Ａ、２０Ｂは、例えば複数個直列に接続され、電気二重層モジュールを構成するようになっている。
この電気二重層モジュールの構造の一例を示す斜視図を図９に示す。
図９に示すように、電気二重層モジュール２５は、複数個の単体セル２０（円筒型セル２０Ｂによる）を一体的に固定するための堅牢なモジュール構造部材２１と、単体セル２０相互間を直列に電気接続するための多数の接続バスバー部材２３とから構成されている。
【０００６】
なお、電気二重層モジュール２５の別の構造としては、特許文献１に示されているように、正極１１Ａ及び負極１１Ｂを構成する電極等に特徴を設けて、単体セル２０の円筒ケース１５とモジュール構造部材２１と接続バスバー部材２３とを一体化し、電気二重層モジュール２５を軽量かつコンパクト化したものも考えられる。
【０００７】
ところで、このような大容量・大電流充放電用の電気二重層キャパシタでは、さらなる内部抵抗の低下と単位体積あたりの容量（以下、容量密度という。）の増大が望まれている。
そのため、電極の表面積を大きくし、かつセパレータ２、１２の厚みを極力薄くすることが考えられる。
【０００８】
しかしながら、この場合、以下のような構成上の問題を生じるおそれがあった。
例えば、セパレータ２、１２は、電解液の吸液性と保液性の点から、ある程度空隙率を高くする必要がある。なお、空隙率とは、対象物の体積中にボイド（対象物中に存在する気泡の部分）が占める容積の割合をいう。
そのため、空隙率をある程度高く維持しつつ、セパレータ２、１２の厚みを薄くしようとすると、正極１１Ａと負極１１Ｂとの間の絶縁性が不十分となり、正極１１Ａ及び負極１１Ｂがミクロ的にショートし、自己放電しやすくなって、キャパシタの製造歩留まりが低下するおそれがあった。
【０００９】
また、セパレータ２、１２の厚みを薄くしすぎる（例えば、６０μｍ以下）と、セパレータ２、１２の空隙率を高めるのが困難になって、セパレータ２、１２内の電解液の量が少なくなり、正極１１Ａ及び負極１１Ｂに電解液を供給し難くなるおそれがあった。
そして、放電時に正極１１Ａ及び負極１１Ｂへ十分に電解液が供給されないため、十分な量のイオンが正極１１Ａ及び負極１１Ｂの近傍に存在しなくなり、瞬間的な大電流放電による電圧降下が大きくなるおそれがあった。
【００１０】
また、充電時に正極１１Ａ及び負極１１Ｂへ十分に電解液が供給されないので、正極１１Ａ及び負極１１Ｂにおいてイオンの分極が不十分となり、電圧保持性が低下するおそれがあった。さらに、正極１１Ａ及び負極１１Ｂに対する外部の充電印加電圧に必要なだけのイオンの吸着が行われなくなるため、正極１１Ａ及び負極１１Ｂでは、吸着以外の電気化学的な分解反応等が起こって、内部抵抗が増大したり、容量密度が低下するおそれがあった。
【００１１】
さらに、この問題を解決するために、正極１１Ａ及び負極１１Ｂに電解液を十分に供給しようとすれば、その注液に時間を要し、電気二重層キャパシタの生産性に問題を生じるおそれがあった。
電極に電解液を十分に供給する方法としては、電極表面に溝をつけることにより、使用時に想定される電解液のドライアップ分に対応する電解液を電極付近に保持する方法などが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
しかし、この方法ではドライアップ分の電解液を保持するのが限度であり、例えば、セパレータ２、１２の厚みを薄くした場合、セパレータ２、１２内に、イオンの分極に十分な量の電解液を保持できなかった。
【特許文献１】特開２００２−３５３０７８号公報（図４、図６及び図７）
【特許文献２】特開２００１−４４０８１号公報（第６頁、図１及び図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明はこのような従来の課題に鑑みてなされたもので、電気二重層キャパシタの内部抵抗を低くしかつその容量密度を高くし、並びにその生産性を良好に保つことのできる電気二重層キャパシタ及び該電気二重層キャパシタ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】
【００１３】
このため本発明は、電気二重層キャパシタに関し、電解液と、該電解液との界面に電気二重層を形成する、カーボンブラックを含む電極からなる正極及び負極と、該正極と該負極との間に配置されたセパレータとがケースに収容された電気二重層キャパシタであって、前記正極と前記負極の少なくとも一方の電極には突設部又は屈曲部が、前記ケースの底面に対する高さ方向に連続して形成されており、前記少なくとも一方の電極と前記セパレータとの間には前記突設部又は前記屈曲部の高さによる隙間が形成されていることを特徴とする。
【００１４】
電極は、電解液の含浸により、通常含浸前の厚みより膨張する。そのため、電極への電解液の含浸が不十分になり、電気二重層キャパシタの性能が十分に発揮されないおそれがあるが、本発明の電極には、突設部又は屈曲部がケースの底面に対する高さ方向に連続して形成されている。そのため、セパレータと電極との間に突設部又は屈曲部の高さによる隙間が形成され、電極への電解液の含浸経路が確保される。
このことにより、電気二重層キャパシタの内部抵抗を低くしかつその容量密度を高くし、並びにその生産性を良好に保つことができる。
【００１５】
また、本発明は、電気二重層キャパシタに関し、前記正極と前記負極とが前記セパレータを介して複数、交互に積層され、又は長尺帯状の前記正極と前記負極とが前記セパレータを介して捲回され、有底筒型の前記ケースに収容されていることを特徴とする。
【００１６】
このことにより、正極、負極及びセパレータをケースに収容して、大容量の角型又は円筒型電気二重層キャパシタを構成することができる。
【００１７】
さらに、本発明は、電気二重層キャパシタに関し、前記突設部又は前記屈曲部は、前記少なくとも一方の電極が片面及び／又は両面に変形したものであり、かつ前記高さ方向と垂直な方向に、所定間隔毎に複数個形成されていることを特徴とする。
【００１８】
このことにより、電解液が電極全体に含浸しやすくなる。なお、さらに好ましくは、電極の表裏に電解液の供給を行うため、突設部又は屈曲部は、電極の両面にかつ交互に、突設／屈曲するように形成されることが望ましい。
【００１９】
さらに、本発明は、電気二重層キャパシタに関し、前記セパレータは、厚みが１０μｍ以上６０μｍ以下であり、空隙率が４０％以上８５％以下であり、かつＪＩＳ  Ｋ３８３２に規定される試験方法による最大孔径が１μｍ以下であることを特徴とする。
【００２０】
セパレータの厚みが１０μｍ未満であると、セパレータの中に保持できる電解液の量が十分でないため、内部抵抗が上昇するおそれがあり、かつその薄さのため電極間の短絡も生じやすくなってしまう。一方、セパレータの厚みが６０μｍより大きくなると、電極の大容量化の妨げとなるおそれがある。従って、セパレータの厚みは、１０μｍ以上６０μｍ以下であることが好ましい。また、さらに好ましくは、セパレータの厚みは、２０μｍ以上５０μｍ以下であることが望ましい。
【００２１】
また、セパレータの空隙率が８５％より大きくなると、セパレータ自体が電極の膨張に耐えられず、電極間が短絡するおそれがある。一方、セパレータの空隙率が４０％未満になると、セパレータ中の電解液量が少なくなり、内部抵抗が高くなりすぎるおそれがある。従って、セパレータの空隙率は、４０％以上８５％以下であることが好ましい。
なお、本発明の電気二重層キャパシタでは、電解液の含浸及び／又は後述する少なくとも１回の充電操作により電極が膨張し、セパレータが圧迫されて電極中の電解液が搾り出され、さらに内部抵抗が上昇するおそれがある。そのため、さらに好ましくは、セパレータの空隙率は、５０％以上８０％未満であることが望ましい。
【００２２】
さらに、セパレータのＪＩＳ  Ｋ３８３２に規定される最大孔径が１μｍより大きくなると、電極がセパレータを貫通して短絡しやすくなったり、電極中に含まれる金属不純物が析出して微小短絡を起こしたりするおそれがある。従って、最大孔径は、１μｍ以下であることが好ましい。なお、さらに好ましくは、セパレータのＪＩＳ  Ｋ３８３２に規定される平均孔径が０．１μｍ以上０．３μｍ以下である。
【００２３】
さらに、本発明は、電気二重層キャパシタの製造方法に関し、電解液との界面に電気二重層を形成する、カーボンブラックを含む電極からなる正極及び負極を形成する工程、該正極と該負極の少なくとも一方の電極に突設部又は屈曲部を形成する工程、前記正極と前記負極との間にセパレータを配置して素子を形成する工程、該素子をケースに収容する工程、該素子に電解液を含浸する工程及び少なくとも１回の充電操作をこの順に行い、前記少なくとも一方の電極と前記セパレータとの間に前記突設部又は前記屈曲部の高さによる隙間を形成することを特徴とする。
【００２４】
このことにより、電極とセパレータとの間に、突設部又は屈曲部の高さによる隙間を形成でき、電極への電解液の含浸経路を確保できるため、内部抵抗が低く、高容量の電気二重層キャパシタを作製できる。
【００２５】
さらに、本発明は、電気二重層キャパシタの製造方法に関し、金属集電体上に、炭素質材料を主成分とする、厚みが８０μｍ以上４００μｍ以下の電極シートを接着層を介して接着して前記電極を形成し、前記金属集電体、前記電極シート及び前記接着層の厚みの和からなる電極の厚みに対し、該電極の厚みと前記突設部又は前記屈曲部の高さとの和が１．０１倍以上１．２０倍以下となるように前記突設部又は前記屈曲部を形成し、前記突設部又は前記屈曲部を前記ケースの高さ方向と垂直な方向に２０ｍｍ以下の間隔で形成することを特徴とする。
【００２６】
電極の大容量化を図るために、電極は炭素質材料を主成分とするものであると好ましい。また、電気伝導性を十分に確保するために、電極シート中にカーボンブラックを含有させる必要がある。
このことにより、電極中に分極に必要な量のイオンを確保することができ、かつ電解液の保持性を向上させることができる。
【００２７】
また、電極シートの厚みが８０μｍ未満であると、突設部又は屈曲部によるセパレータと電極との間の隙間が、電極の厚みに対して広くなりすぎるおそれがある。そのため、電極間の距離が空いてしまい、電気二重層キャパシタの低抵抗化の妨げや、容量密度の低下につながり好ましくない。一方、電極シートの厚みが４００μｍより大きくなると、自身の膨張により、セパレータとの間に形成された隙間が潰れてしまうおそれがある。そのため、電極への電解液の含浸経路が絶たれてしまい、電極への十分な電解液の供給ができなくなるおそれがあり好ましくない。従って、電極シートの厚みは、８０μｍ以上４００μｍ以下であることが好ましい。
【００２８】
さらに、電極の厚みに対し、この電極の厚みと突設部又は屈曲部の高さとの和が１．０１倍未満であると、セパレータと電極との間の隙間が十分でないため、電極への電解液の含浸性が低下するおそれがある。一方、１．２０倍より大きいと、電極間の距離が長くなってしまうため、内部抵抗が高くなり、また容量密度が低下するおそれがある。従って、電極の厚みに対し、この電極の厚みと突設部又は屈曲部の高さとの和は、１．０１倍以上１．２０倍以下であることが好ましい。
【００２９】
また、突設部又は屈曲部の間隔が２０ｍｍより大きいと、電気二重層キャパシタの作製の際に、セパレータと電極との隙間が潰れて、電極に十分な量の電解液を供給できなくなるおそれがある。従って、突設部又は屈曲部が２０ｍｍ以下の間隔で形成されていることが好ましい。さらに好ましくは、この間隔は１５ｍｍ以下が望ましい。
なお、突設部又は屈曲部の間隔が電極の厚み以下であると、突設部又は屈曲部の間に間隔を設ける加工自体が困難になるため、現実的ではない。従って、突設部又は屈曲部は電極の厚みよりも広い間隔で設けることが好ましい。
【００３０】
さらに、本発明は、電気二重層キャパシタの製造方法に関し、前記電解液を含浸する工程及び前記充電操作により、前記電極の厚みが１．１倍以上１．６倍以下に膨張することを特徴とする。
【００３１】
電極の厚みの膨張が１．１倍未満であると、電解液の含浸等の後も電極とセパレータとの間に余分な隙間が空いてしまい、低抵抗化の妨げになるおそれがある。一方、この電極の厚みが１．６倍を超えて膨張すると、電気二重層キャパシタの作製の際に、セパレータと電極との隙間が潰れて、電極に十分な量の電解液を供給できなくなるおそれがある。また、セパレータが電極の膨張に耐えられず、電極間が短絡を起こす原因となる。従って、電解液を含浸する工程及び少なくとも１回の充電操作により、電極の厚みが１．１倍以上１．６倍以下に膨張することが好ましい。また、さらに好ましくは、この膨張は、１．１５倍以上１．５倍以下であることが望ましい。
【発明の効果】
【００３２】
以上説明したように本発明によれば、電極に突設部又は屈曲部を設け、電極とセパレータとの間に隙間が形成されるようにしたので、電気二重層キャパシタの内部抵抗を低くしかつその容量密度を高くし、並びにその生産性を良好に保つことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。本発明の実施形態にかかる電気二重層キャパシタを構成する各部材について説明する。なお、以下の説明においては、円筒型セルに用いられる各部材を例にとって説明する。
電極について説明する。電極の断面図を図１に示す。
図１において、電極３１は、帯状又は短冊状の金属集電箔３３上に、接着層３５を介してその両面に電極シート３７Ａ、３７Ｂが貼り付けられた構成となっている。
【００３４】
この金属集電箔３３は、正極側の電気化学耐食性に優れるものであれば特に限定されないため、アルミニウムやステンレス鋼等の箔、網等が使用されるが、軽量かつ低抵抗であり、薄く圧延したときの強度も十分で電気化学的にも安定であることから、アルミニウムを主体とするものが好適である。
また、金属集電箔３３の厚みは、その強度が許容できる範囲で薄くされ、通常２０〜１００μｍの範囲が好ましい。また、電極シート３７Ａ、３７Ｂとの接合強度の向上、接合抵抗の低減を目的として、化学的、電気化学的又は機械的な表面的エッチング処理が施されても良い。
【００３５】
さらに、金属集電箔３３は、電極シート３７Ａ、３７Ｂが貼り付けられていない図示しない端部帯状部を有しており、この端部帯状部は、外部との電気接合を取るためのものである。従って、セル容量を高めるためには、なるべく端部帯状部が狭い方が好ましく、２〜６ｍｍ程度が望ましい。
【００３６】
電極シート３７Ａ、３７Ｂは、炭素質材料を主成分として、その中にカーボンブラックが含有されている。そして、電気二重層キャパシタは、電極と電解液との界面に形成される電気二重層に電荷を蓄積することを原理としている。
従って、電気二重層キャパシタの容量を大きくするためには、炭素質材料の比表面積は大きいことが好ましく、比表面積１００〜２５００ｍ2／ｇの炭素質材料を主成分とすることが好ましい。炭素質材料としては、例えば活性炭、カーボンブラック、ポリアセン、カーボンエアロゲル等である。
【００３７】
また、カーボンブラックとしては、特にケッチェンブラック等、吸油量が大きく、導電性が高いものが好ましく用いられる。電極シート３７Ａ、３７Ｂ中のカーボンブラックの含有量は、炭素質材料、バインダとの合量中、５〜３０質量％とすると好ましい。カーボンブラックの含有量が５質量％未満であると、電解液を十分に保持できず、分極に必要な量のイオンを供給できなくなるおそれがある。一方、カーボンブラックの含有量が３０質量％を超えると、電解液の含浸により電極が膨張しすぎるおそれがあり、それぞれ好ましくない。
【００３８】
接着層３５は、金属集電箔３３に電極シート３７Ａ、３７Ｂを貼り付けるために用いられるものである。そのため、十分な接着性と高い導電性とが要求されている。また、接着層３５は、電極３１から水分を除去する際の乾燥にも十分耐えられる耐熱性を必要とするとともに、本発明で使用される電解液に対して安定であり、かつ電気二重層キャパシタが使用される電圧範囲において電気化学的に安定であることが要求されている。
【００３９】
従って、ポリアミドイミド樹脂、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリイミド樹脂等をバインダとし、導電材として黒鉛やカーボンブラックを分散した導電性接着剤が好適に使用される。なお、本発明の電極３１は、金属集電箔３３上に炭素質材料を主成分とする電極材料を塗工することによっても作製できるが、加工の容易性の点から、金属集電箔３３に電極シート３７Ａ、３７Ｂを接着層３５を介して、接着する上記方法がより好ましい。
【００４０】
次に、電解液について説明する。
電気二重層キャパシタに用いられる電解液には、水系電解液と非水系電解液とがある。ここで、水系電解液を用いた場合の単体セルの耐電圧は約０．８Ｖであり、非水系電解液を用いた場合の耐電圧は約２．６Ｖである。電気二重層キャパシタの静電エネルギーは耐電圧の２乗に比例するため、非水系電解液を使用した方が水系電解液を使用するよりも、その静電エネルギーを１０倍以上大きくできる。従って、本発明では、エネルギー密度の点から非水系電解液が好適である。
【００４１】
非水系電解液中に含まれる溶質は、電気伝導性、溶媒に対する溶解度、電気化学的安定性の点で第４級オニウム塩が好ましい。
特に、Ｒ1Ｒ2Ｒ3Ｒ4Ｎ+又はＲ1Ｒ2Ｒ3Ｒ4Ｐ+（ただし、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4はそれぞれ独立に炭素数１〜６のアルキル基）で表される第４級オニウムカチオン、又は環状第４級窒素化合物である、Ｒ1Ｒ2Ｃ3Ｈ3Ｎ2+（ただし、Ｒ1、Ｒ2はそれぞれ独立に炭素数１〜６のアルキル基）で表されるイミダゾリウムカチオン、又はＲ1Ｒ2Ｃ4Ｈ8ＯＮ+（ただし、Ｒ1、Ｒ2はそれぞれ独立に炭素数１〜６のアルキル基）で表されるモルホリニウムカチオンと、ＢＦ4-、ＰＦ6-、ＣＦ3ＳＯ3-、ＡｓＦ6-、Ｎ（ＳＯ2ＣＦ3）2-、ＣｌＯ4-等のアニオンとからなる塩のいずれか１種又は２種以上を混合したものが好ましい。さらに好ましくは、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4のうちの少なくとも１つが異なるアンモニウム塩やＲ1とＲ2とが異なるイミダゾリウム塩であることが望ましい。
【００４２】
また、電気二重層キャパシタの使用温度範囲が、ある程度限定される場合又はその使用温度範囲でイオン導電性を示す場合には、溶媒を含まない塩すなわち溶融塩を使用することができる。例えば、（Ｃ2Ｈ5）（ＣＨ3）Ｃ3Ｈ3Ｎ2Ｎ（ＳＯ2ＣＦ3）2等のイミダゾリウム塩は室温で溶融状態であり、イオン導電性を示すため、これを電解液として構成しても本発明の電気二重層キャパシタとして機能する。
【００４３】
さらに、有機溶媒を使用して溶質を溶解する場合には、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート等の環状カーボネート、アセトニトリル等のニトリル類、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネート等の鎖状カーボネート、スルホラン及びスルホラン誘導体等が好ましい。特に、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、アセトニトリル、スルホラン及びメチルスルホランからなる群から選ばれる１種以上が好ましい。
【００４４】
次に、セパレータについて説明する。
セパレータ１２は、後述する正極５１Ａと負極５１Ｂの間を電気的に絶縁する一方、充放電に伴って起きる正極５１Ａ及び負極５１Ｂと電解液中のイオンの移動を円滑化するものである。
そのため、イオン透過性を有するポリエチレン多孔体フィルム、ポリプロピレン多孔体フィルム、ポリエチレン不織布、ポリプロピレン不織布、ポリエステル不織布、セルロース紙、クラフト紙、レーヨン繊維とサイザル麻繊維混抄シート、マニラ麻シート、ポリエステル繊維シート、ガラス繊維シート等を用いる場合が多い。
【００４５】
また、正極５１Ａ及び負極５１Ｂは電解液を含浸する工程及び少なくとも１回の充電操作により通常膨張するので、セパレータ１２は、この膨張による圧力に耐え得る強度を持ち、かつ電解液を良好に保持し、伸ばされた状態でも破断しないような伸縮性を有するものが好ましい。
電解液を含浸する工程及び少なくとも１回の充電操作により、正極５１Ａ及び負極５１Ｂの厚みが１．２倍以上に膨張する場合には、特に７０〜８５％の高い空隙率を持ち、破断時の伸び率に優れた超高分子量ポリエチレンの多孔体フィルムや無機粒子を充填した超高分子量ポリエチレンの多孔体フィルム、ポリエチレンテレフタレート繊維又はポリブチレンテレフタレートからなるポリエステル不織布や、これらに無機粒子を充填したシート等が特に好ましい。また、正極５１Ａ及び負極５１Ｂの厚みが１．１倍以上１．２倍未満に膨張する場合は、薄膜状であってもＪＩＳ  Ｋ３８３２に規定される最大孔径が１μｍ以下と緻密性に優れたセルロース紙セパレータを用いると好ましい。特に、溶剤紡糸レーヨンを抄造してなるセルロース紙セパレータを用いると好ましい。
【００４６】
次に、加工電極について説明する。加工電極の断面図を図２に示す。なお、図１と同一要素のものについては同一符号を付して説明は省略する。
図２において、加工電極４１Ａは、電極３１に対し、従来と同様の長尺帯状の帯部４３と、凸部４５ａ及び凹部４５ｂを有する突設部とを有するように変形されている。
凸部４５ａは、後述する捲回型素子体５３において、セパレータ１２と帯部４３との間に所定の隙間Ｄを設けるために形成されたものとなっており、加工電極４１Ａを構成する金属集電箔３３、電極シート３７Ａ、３７Ｂ等が一体となって、隙間Ｄだけ隆起している。
【００４７】
一方、凹部４５ｂは、凸部４５ａの形成の際に加工電極４１Ａの構成部材が一体となって隆起したために形成されたものであり、この凹部４５ｂの断面の形状が、所定の半楕円（長径が幅Ｂ、その短径の半分が深さＤ）の周に沿うような形状になっている。
【００４８】
そして、これらの凸部４５ａ及び凹部４５ｂ（以下、両者をまとめて凹凸部４５という）の変形は、加工電極４１Ａの図中紙面手前から奥方向に渡って垂直に連続して全体に行き渡っている。
従って、加工電極４１Ａの凹凸部４５は、例えば、所定の楕円の断面を有する楕円柱状の棒の側面に、電極３１を押し付けることで形成できる。
【００４９】
さらに、凹凸部４５は、図中上方／下方に向けて、互い違いに凸部４５ａ／凹部４５ｂを有するようになっており、その凸部４５ａと凹部４５ｂとの間は、間隔Ａを隔てている。なお、間隔Ａとは隣接する２つの突設部間の距離を指し、凸部４５ａの最も隆起した部分から、この隣の凹部４５ｂの最も窪んだ部分までの図中左右方向の距離に相当する。このことにより、加工電極４１Ａの裏表にセパレータ１２との隙間Ｄが形成され、電解液が加工電極４１Ａに含浸されやすくなっている。
【００５０】
なお、凹部４５ｂの断面の形状は、上述した所定の半楕円の周に沿った形状である場合に限られず、角型の辺に沿った形状であっても良い。また、ケースの底面に対する高さ方向に連続していれば、上述した紙面に垂直な形状に限られず、例えば斜線状の形状であっても良い。
この加工電極の断面図（別例）を図３に示す。なお、図２と同一要素のものについては同一符号を付して説明は省略する。
【００５１】
図３において、加工電極４１Ｂの凹部４７ｂの断面の形状は、所定の二等辺三角形（底辺が幅Ｂ、高さがＤ）の底辺以外の二辺に沿うような形状を有している。さらに、加工電極４１Ｂは、加工電極４１Ａの帯部４３に対応する部分を備えず、凹凸部４７のみで構成されている。
従って、加工電極４１Ｂは、表現の仕方を変えれば、電極３１に対して、（単に）所定の屈曲部を有するように変形したものである、とも言える。そのため、加工電極４１Ｂは、例えば、所定の二等辺三角形を有する角型の硬い板に、電極３１を押し付けることで形成できる。
【００５２】
このことにより、加工電極４１Ｂも、その裏表に対して、セパレータ１２との間で、平均的に隙間Ｄを形成することができる。
なお、以下においては、加工電極４１Ａと加工電極４１Ｂとを共通して加工電極４１という。
【００５３】
次に、捲回型素子体について説明する。捲回型素子体の断面図を図４、図５に示す。なお、図２、図３、図８と同一要素のものについては同一符号を付して説明は省略する。
ここに、図４に示す捲回型素子体の断面図は、図２に示す加工電極４１Ａに対応するものであり、図５に示す捲回型素子体の断面図は、図３に示す加工電極４１Ｂに対応するものである。
図４、図５において、捲回型素子体５３は、従来の長尺帯状の正極１１Ａ及び負極１１Ｂを用いた捲回型素子体１３と異なり、加工電極４１を用いた正極５１Ａ及び負極５１Ｂにより構成されている。なお、加工電極４１は、正極５１Ａ及び負極５１Ｂのいずれか一方だけに用いられても良いが、正極５１Ａ及び負極５１Ｂの両方に用いると、電解液を良好に保持できるため好ましい。
そして、捲回型素子体５３は、正極５１Ａ及び負極５１Ｂをセパレータ１２で挟み、これを図示しない捲き芯により捲き上げて形成されている。
【００５４】
このとき、正極５１Ａ及び負極５１Ｂを構成する加工電極４１は、凹凸部４５、４７の変形が行き渡る方向である「図中紙面手前から奥方向」が、捲回型素子体５３の捲回の軸方向（ケースの底面に対する高さ方向）であるように、凸部４５ａ／凹部４５ｂ、凸部４７ａ／凹部４７ｂの向きである「図中上方／下方」が、捲回の径方向（ケースの底面と平行な方向）となるように、また、凹凸部４５、４７の間隔Ａの方向である「図中左右方向」が、捲回の回転方向（ケースの底面に対する高さ方向と垂直な方向）となるように配置され、捲き上げられている。
従って、正極５１Ａ及び負極５１Ｂとセパレータ１２との間には、捲回型素子体５３の捲回の軸方向に向け連続して全体に渡り、隙間Ｄが形成されている。このことにより、捲回の軸方向全体に渡って電解液の含浸経路が確保される。
【００５５】
次に、円筒型セルについて説明する。円筒型セルの斜視図を図６に示す。なお、図４、図８と同一要素のものについては同一符号を付して説明は省略する。
図６において、図示しないが、円筒型セル６０は、捲回型素子体５３を納めて構成されている。
この捲回型素子体５３は、従来と同様に、円筒ケース１５の底面に対する高さ方向が捲回の軸方向になるように収容されている。
【００５６】
また、この捲回型素子体５３には、正極５１Ａ及び負極５１Ｂの金属集電箔３３の各端部帯状部に対し、それぞれ外部との電気的接合を果たすためのリード１７Ａ、１７Ｂが接合されている。
なお、端部帯状部とリード１７Ａ、１７Ｂとの接合方法には、機械的押し付け、導電性接着剤等のよる導電接着があるが、機械的、電気的に信頼性の高い溶接接合が好ましい。この溶接法には、超音波溶接、ＹＡＧ等のレーザー溶接、電子ビーム溶接法が好適に用いられる。
【００５７】
リード１７Ａ、１７Ｂは、電気伝導性が高く、電気化学的耐食性が高ければ、特に材質は限定されないが、アルミニウムやアルミニウム合金などが好ましい。また、その形状は、特に限定されるものではないが、捲回型素子体５３の端面にて電解液の含浸を阻害しないようにする必要がある。
【００５８】
さらに、リード１７Ａ、１７Ｂには、正極の端子１９Ａ及び負極の端子１９Ｂがそれぞれ接続されている。この正極の端子１９Ａ及び負極の端子１９Ｂは、注液孔６１を有する封口絶縁板６６に貫通固定されており、この封口絶縁板６６に、絶縁性樹脂を介して、気密に取り付けられている。
【００５９】
かかる構成において、電気二重層キャパシタの低抵抗化と高密度化を図るため、前述のように、セパレータ１２の厚みを極力薄くすることが考えられるが、これだけでは、加工電極４１への電解液の供給が不十分になるおそれがあった。
かかる電解液の十分な供給のために、セパレータ１２中に電解液を存在させるだけでなく、加工電極４１の炭素質材料中の細孔内に十分な量の電解液を含浸させることが効果的であることが分かっている。
【００６０】
しかしながら、加工電極４１は通常、電解液の含浸により、その厚みが初期の厚みより膨張する。これは、本発明の実施形態である加工電極４１が電気二重層キャパシタの大容量化を図るために、特に、電極シート３７Ａ、３７Ｂの充填量を高めたり、あるいは、加工電極４１中にカーボンブラックを添加することにより生じやすくなるものである。また、特にケッチェンブラック等の単位体積あたりの電解液保持量の多いカーボンブラックを用いると、かかる膨張を生じやすくなる。
この際には、加工電極４１自身の膨張により、電解液が捲回型素子体５３の内部まで行き渡り難くなって、加工電極４１自体に電解液を供給し難くなりやすい。
【００６１】
さらに、電極シート３７Ａ、３７Ｂに用いる炭素質材料の種類にもよるが、通常少なくとも１回の充電操作によっても、加工電極４１の厚みが膨張する。これは、加工電極４１への電圧印加がドライビングフォースとなり、加工電極４１の炭素質材料細孔中への電解液の吸着が促進されるためである。また、特に炭素質素材として、易黒鉛性のアルカリ賦活活性炭等を用いると、この膨張が生じやすい。
この場合も、電解液が捲回型素子体５３の内部まで供給され難くなって加工電極４１への含浸が不十分となり、電気二重層キャパシタの性能が十分に発揮されない場合がある。
【００６２】
しかしながら、本発明の電気二重層キャパシタでは、セパレータ１２と正極５１Ａ及び負極５１Ｂとの間に所定の隙間Ｄが形成され、正極５１Ａ及び負極５１Ｂ中へ電解液の含浸経路が確保されている。そのため、電解液注入時及びその後の充電操作時に正極５１Ａ及び負極５１Ｂの膨張が生じても、電解液が捲回型素子体５３全体に行き渡るようになる。
【００６３】
従って、放電時であれば、電解液が正極５１Ａ及び負極５１Ｂの近傍に十分存在するため、瞬間的な大電流放電が発生した場合でも電圧降下を最小限にすることができる。また、充電時であっても、電解液が正極５１Ａ及び負極５１Ｂに十分に供給されるため、イオンの分極も十分行われ、電圧保持性を向上させることができる。
さらに、電解液の注液に時間がかからず、電気二重層キャパシタの生産性が良好となる。
【００６４】
なお、正極５１Ａ及び負極５１Ｂの厚みやその膨張の程度等、加工電極４１の凹凸部４５、４７の間隔Ａや深さＤ等、セパレータ１２の厚み、空隙率もしくは最大孔径（定義は後述する）等については、以下の点に注意して、その大きさを決めると良い。
【００６５】
まず、正極５１Ａ及び負極５１Ｂの厚みについて考慮する。
正極５１Ａ及び負極５１Ｂの厚みが薄すぎると、正極５１Ａ及び負極５１Ｂが膨張した後でも、正極５１Ａ及び負極５１Ｂとセパレータ１２との間に余分な隙間が空いてしまうおそれがある。このため、正極５１Ａと負極５１Ｂとの距離が広がって、低抵抗化の妨げとなり、また、容量密度の低下にもつながってしまう。
【００６６】
また、正極５１Ａ及び負極５１Ｂの厚みが厚すぎると、自身の膨張が起こった際に、セパレータ１２と正極５１Ａ及び負極５１Ｂとの間に形成された隙間Ｄが潰れてしまうおそれがある。このため、注液の途中等に、正極５１Ａ及び負極５１Ｂへの電解液の含浸経路が絶たれ、十分な電解液供給ができなくなってしまう。
従って、正極５１Ａ及び負極５１Ｂが膨張した際に、セパレータ１２との間に適度な隙間が空くように、正極５１Ａ及び負極５１Ｂの厚みを決めると良く、特に電極シート３７Ａ、３７Ｂの厚みを８０μｍ以上４００μｍ以下とすると好ましい。
【００６７】
次に、正極５１Ａ及び負極５１Ｂの膨張の程度について考慮する。
正極５１Ａ及び負極５１Ｂの膨張の程度が小さいと、正極５１Ａ及び負極５１Ｂの厚みや加工電極４１の凹凸部４５、４７の深さＤとの関係で、正極５１Ａ及び負極５１Ｂとセパレータ１２との間に余分な隙間が空いてしまうおそれがある。
【００６８】
一方、正極５１Ａ及び負極５１Ｂの膨張の程度が大きいと、セパレータ１２と正極５１Ａ及び負極５１Ｂとの間に形成された隙間Ｄが潰れてしまうおそれがある。また、セパレータ１２が正極５１Ａ及び負極５１Ｂの膨張に耐えられず、正極５１Ａ及び負極５１Ｂがセパレータ１２を突き破って、短絡を起こすおそれがある。そのため、電解液を含浸する工程及び少なくとも１回の充電操作により、正極５１Ａ及び負極５１Ｂの厚みが１．１倍以上１．６倍以下に膨張することが好ましい。
【００６９】
次に、加工電極４１の凹凸部４５、４７の間隔Ａ、幅Ｂについて考慮する。
凹凸部４５、４７の間隔Ａが広すぎると、加工電極４１を捲回型素子体５３として捲き上げた際に、隙間Ｄが潰れてしまい、正極５１Ａ及び負極５１Ｂに十分な量の電解液を供給できなくなるおそれがある。
【００７０】
また、凹凸部４５、４７の間隔Ａとして、正極５１Ａ及び負極５１Ｂの厚み以下の長さにすることは、加工自体が困難になるため、現実的ではない。従って、捲回型素子体５３の作製の際に、加工容易な範囲で、かつ隙間Ｄが潰れないように、凹凸部４５、４７の間隔Ａを決めれば良い。特に、間隔Ａは正極５１Ａ及び負極５１Ｂの厚み以上２０ｍｍ以下とすると好ましい。
【００７１】
さらに、凹凸部４５、４７の幅Ｂは、正極５１Ａ及び負極５１Ｂの厚みと同等以上２倍以下が好ましいが、この範囲を超えていても効果に問題はない。なお、凹凸部４５については、凹部４５ｂを備えずに、凸部４５ａのみで構成されても良い。
【００７２】
次に、凹凸部４５、４７の深さＤについて考慮する。
凹凸部４５、４７の深さＤは、電解液含浸や充電操作により、電極３１が膨張する前の電極のもと厚みに対する見かけ厚みの比で算出できる。なお、電極のもと厚みに対する見かけ厚みの比とは、電極３１に凹凸部４５、４７を形成する前の積み重ね厚みに対する、実際に凹凸部４５、４７を形成した後の加工電極４１の積み重ね厚みの比をいう。
【００７３】
この電極のもと厚みに対する見かけ厚みの比が小さすぎる（すなわち、比が１に近すぎる）と、正極５１Ａ及び負極５１Ｂとセパレータ１２との間にできる隙間Ｄが十分でないため、正極５１Ａ及び負極５１Ｂへの電解液の含浸性を改善する効果が得られないおそれがある。また、この比が大きすぎると、正極５１Ａ及び負極５１Ｂには十分な量の電解液が供給されるが、電解液の含浸や充電操作の後もセパレータ１２との隙間Ｄが大きくなって、内部抵抗が高くなり、容量密度が低くなるおそれがある。そのため、この比を１．０１倍以上１．２０倍以下とすると好ましい。
【００７４】
次に、セパレータ１２の厚みや空隙率について考慮する。
前述のように、セパレータ１２の厚みが薄すぎると、セパレータ１２の中に保持できる電解液の量が十分でないため、内部抵抗が上昇するおそれがある。また、セパレータ１２が薄くなりすぎると、正極５１Ａ及び負極５１Ｂとの間の短絡も生じやすくなってしまう。
また、セパレータ１２の厚みが厚すぎると、正極５１Ａ及び負極５１Ｂの大容量化の妨げになるため、電気二重層キャパシタの容量密度向上が困難になる。
【００７５】
一方、セパレータ１２の空隙率が高すぎると、セパレータ１２が、正極５１Ａ及び負極５１Ｂの膨張に耐えられず、正極５１Ａ及び負極５１Ｂとの間の短絡も生じやすくなってしまう。
また、セパレータ１２の空隙率が低すぎると、セパレータ１２中に含浸される電解液量が少なくなるため、内部抵抗が高くなってしまう。さらに、正極５１Ａ及び負極５１Ｂの膨張によりセパレータ１２が圧迫されて、セパレータ１２内の電解液が搾り出され、さらに内部抵抗が上昇するおそれがある。
従って、内部抵抗の上昇を防ぎ、正極５１Ａ及び負極５１Ｂの間の短絡を防止できるようセパレータ１２の厚み、空隙率を設定すると良い。特に、セパレータ１２の厚みを１０μｍ以上６０μｍ以下、空隙率を４０％以上８５％以下とすると好ましい。
【００７６】
さらに、セパレータ１２の最大孔径について考慮する。ここで、最大孔径とは、ＪＩＳ  Ｋ３８３２に規定される試験方法による最大孔径のことをいう。
セパレータ１２の最大孔径が大きくなりすぎると、正極５１Ａ及び負極５１Ｂがセパレータ１２を貫通して短絡しやすくなったり、正極５１Ａ及び負極５１Ｂ中に含まれる金属不純物が析出して微小短絡を起こしたりするおそれがある。そのため、セパレータ１２の最大孔径を１μｍ以下とすると好ましい。
【実施例】
【００７７】
以下、本発明の電気二重層キャパシタの具体的な実施例について説明する。
【００７８】
（実施例１）
電極３１の作製方法について具体的に説明する。
電極３１の作製にあたり、炭素質材料としてフェノール樹脂を原料とする比表面積１８００ｍ2／ｇの水蒸気賦活活性炭粉末を８０質量％、導電材としてカーボンブラックを１０質量％、バインダとしてポリテトラフルオロエチレンを１０質量％からなる混合物を準備した。そして、この混合物に混練助剤としてプロピレングリコールを添加し、これを混練したものを連続的にロール圧延して、厚み２００μｍの長尺状のシートを作製した。
その後、この長尺状のシートを３００℃で連続的に乾燥して混練助剤を除去した後、さらにロール圧延してスリットし、厚み１４０μｍ、幅１００ｍｍの電極シート３７Ａ、３７Ｂを作製した。
【００７９】
この電極シート３７Ａ、３７Ｂは、接着層３５として導電性接着剤を用いて、金属集電箔３３の両面に連続的に接合して作製した。金属集電箔３３としては、厚み４０μｍのアルミニウムを用い、電極シート３７Ａ、３７Ｂを、この金属集電箔３３の幅１００ｍｍの部分に接合した。
そして、これらの電極シート３７Ａ、３７Ｂや金属集電箔３３等は、まとめてロールプレスして一体化し、厚み３２０μｍの長尺帯状の電極３１を作製した。
【００８０】
次に、加工電極４１の作製方法について具体的に説明する。
加工電極４１の作製にあたり、長尺帯状の電極３１に対して、楕円柱状の棒の側面を押し付けることにより、凹凸部４５として、凹部４５ｂの幅Ｂが０．８ｍｍ、深さＤが０．２ｍｍである溝状の窪みを、間隔Ａが約１５ｍｍとなるように裏表互い違いに形成した。このことにより、図２に概略示すような加工電極４１Ａが形成される。
【００８１】
次に、捲回型素子体５３の作成方法について具体的に説明する。
捲回型素子体５３の作製にあたり、加工電極４１を用いた正極５１Ａ及び負極５１Ｂをセパレータ１２で挟み、正極５１Ａ及び負極５１Ｂの幅から、それぞれ左右４ｍｍずつセパレータ１２がはみ出るように幅方向の位置を合わせた。そして、この位置合わせしたものを直径８ミリの捲き芯で捲き取って、直径４０ｍｍ、長さ１０８ｍの捲回型素子体５３を作製した。
【００８２】
ここで、セパレータ１２としては、超高分子量ポリエチレンからなる厚み４０μｍ、空隙率８０％、ＪＩＳ  Ｋ３８３２に規定される試験方法による最大孔径が０．８μｍである多孔体フィルムを１０８ｍｍ幅にスリットしたものを用いた。
【００８３】
次に、円筒型セル６０の作製方法について説明する。
円筒型セル６０の作製にあたり、捲回型素子体５３を高さ１２０ｍｍ、径４１ｍｍ、肉厚０．４ｍｍのアルミニウムの円筒ケース１５に収容した。そして、注液孔６１を有するアルミニウム製の封口絶縁板６６に、正極の端子１９Ａ及び負極の端子１９Ｂを絶縁性樹脂を介して、気密に取り付けた。そして、この正極の端子１９Ａ及び負極の端子１９Ｂにそれぞれのリード１７Ａ、１７Ｂをまとめて超音波溶接した後、封口絶縁板６６を円筒ケース１５に嵌め込み、レーザー溶接し円筒ケース１５を封口した。
【００８４】
その後、封口絶縁板６６の注液孔６１を開けた状態で、９０℃の雰囲気の中、７２時間真空乾燥処理した。上記素子内部を３０Ｐａまで減圧した後、プロピレンカーボネートに１．５ｍｏｌ／ｋｇの（Ｃ2Ｈ5）3（ＣＨ3）ＮＢＦ4を溶解した電解液を、注液孔６１から大気圧で注入した。そして、３０分放置した後、余剰の電解液を取り除き、注液孔６１に安全弁を装填して気密に封止した。
以上により、電気二重層キャパシタとして円筒型セル６０を作製した。
【００８５】
（実施例２）
実施例１の電極３１において、この電極３１を所定の二等辺三角形を有する角型の硬い板に押し付けることにより、裏表互い違いに凹凸部４７を設け、この間隔Ａが１０ｍｍとなるように折り曲げて形成した。このことにより、図３に概略示すような加工電極４１Ｂが形成される。他は、実施例１と同様に作製した。
【００８６】
（実施例３）
実施例１の電極３１において、炭素質材料として石油ピッチを原料とする比表面積８００ｍ2／ｇのアルカリ賦活活性炭粉末を用い、また、セパレータ１２として、ポリエチレンテレフタレートからなる厚み５０μｍ、空隙率６０％、ＪＩＳ  Ｋ３８３２に規定される試験方法による最大孔径が０．９μｍである不織布を用いて構成した他は、実施例１と同様に作製した。
【００８７】
（実施例４）
実施例２の電極３１において、炭素質材料として石油ピッチを原料とする比表面積８００ｍ2／ｇのアルカリ賦活活性炭粉末を用い、また、セパレータ１２として、ポリエチレンテレフタレートからなる厚み５０μｍ、空隙率６０％、ＪＩＳ  Ｋ３８３２に規定される試験方法による最大孔径が０．９μｍである不織布を用いて構成した他は、実施例２と同様に作製した。
【００８８】
（実施例５）
実施例１において、セパレータ１２として、厚み５０μｍ、空隙率５５％、ＪＩＳ  Ｋ３８３２に規定される試験方法による最大孔径が０．７μｍである、溶剤紡糸レーヨン（商品名リヨセル）を抄造してなるセルロース紙を用いて構成した他は、実施例１と同様に作製した。
【００８９】
（実施例６）
実施例１の加工電極４１において、その凹凸部４５を、間隔Ａが３０ｍｍとなるように形成した他は、実施例１と同様に作製した。
【００９０】
（実施例７）
実施例１のセパレータ１２として、ポリエチレンテレフタレートからなる厚み６０μｍ、空隙率８０％、ＪＩＳ  Ｋ３８３２に規定される試験方法による最大孔径が２．５μｍである不織布を用いて構成した他は、実施例１と同様に作製した。
【００９１】
（比較例１）
実施例１の電極３１において、凹凸部４５を形成しなかった他は、実施例１と同様に作製した。
【００９２】
（比較例２）
実施例１の電極３１において、導電材としてカーボンブラックの代わりに黒鉛粉末を用いて構成した他は、実施例１と同様に作製した。
【００９３】
以上の実施例１〜７及び比較例１、２において、それぞれ以下のような測定を行った。
【００９４】
（測定１）
電解液を注液する前に、捲回型素子体５３の断面を観察し、正極５１Ａ−セパレータ１２−負極５１Ｂ−セパレータ１２の順に積み重ねられた部分の積み重ね厚みを測定した。
【００９５】
（測定２）
測定１に加えて、電極のもと厚みに対する見かけ厚みの比を算出した。
【００９６】
（測定３）
次に、円筒型セル６０を得た時点での電解液量を測定した。
【００９７】
（測定４）
さらに、測定３に用いたものとは別に作製した円筒型セル６０を分解し、初期膨張率を測定した。
なお、初期膨張率とは、電解液の注液前の正極５１Ａ及び負極５１Ｂの厚みに対する電解液の注液後の正極５１Ａ及び負極５１Ｂの厚みの比率をいう。
【００９８】
（測定５）
次に、測定３、測定４に用いたものとは別に作製した円筒型セル６０を用いて、電圧２．６Ｖにて３０分間定電圧充電した後、電流３０Ａの定電流で電圧１．０Ｖまで放電した。
このとき、電圧２．６Ｖ〜電圧１．０Ｖまでの放電カーブの勾配から、円筒型セル６０全体の容量を求めた。
【００９９】
（測定６）
また、測定５に加えて、放電初期の電圧低下から、内部抵抗を算出した。
【０１００】
（測定７）
さらに、測定６に加え、さらに電圧２．６Ｖで２４時間定電圧充電した後、開路状態で放置し７２時間後の保持電圧を測定した。
【０１０１】
（測定８）
その後、測定７終了後の円筒型セル６０を分解し、正極５１Ａ及び負極５１Ｂの厚みを測定し、その膨張率を測定した。
なお、この膨張率のことを測定４の初期膨張率に対して、充放電後膨張率という。
【０１０２】
以上の測定１〜８の結果として、表１を得た。
【０１０３】
【表１】
2004153259.tif 000003
【０１０４】
表１において、実施例１と比較例１の測定結果から、電極のもと厚みに対する見かけ厚みの比が１．０００である（加工電極４１に凹凸部４５がないもの（従来）と同じである）と、その抵抗が実施例１の抵抗２．２１ｍΩに比べ、比較例１の抵抗５．４２ｍΩとなり、抵抗値が上がってしまうことが分かる。また、保持電圧においても、実施例１の保持電圧２．４４４Ｖに比べ、比較例１の保持電圧０．２２１Ｖとなり、電圧保持特性の低下を引き起こしていることが分かる。比較例１では、正極５１Ａ及び負極５１Ｂとセパレータ１２との間に隙間Ｄが形成されていないため、正極５１Ａ及び負極５１Ｂへの電解液の含浸性が悪くなり、抵抗の上昇や電圧保持性の低下を引き起こしたと考えられる。
【０１０５】
また、実施例１と実施例２の測定結果から、加工電極４１における凹凸部４５、４７の間隔Ａが、１０〜１５ｍｍの範囲であれば、電気二重層キャパシタの特性はいずれも良好であることが分かる。さらに、凹凸部４５、４７の断面の形状が、加工電極４１Ａのような半楕円の形状であっても、加工電極４１Ｂのような角型の形状であっても、いずれも良好であることが分かる。
【０１０６】
一方、実施例６の測定結果から、凹凸部４５の間隔Ａが３０ｍｍであると、実施例１の抵抗２．２１ｍΩに比べ、実施例６の抵抗３．５３ｍΩとなり、抵抗値が上昇しやすいことが分かる。実施例６では、凹凸部４５の間隔Ａが広すぎてしまい、捲回型素子体５３の作製の際に、正極５１Ａ及び負極５１Ｂとセパレータ１２との間の隙間Ｄが潰れ、正極５１Ａ及び負極５１Ｂに十分な量の電解液を供給できなくなり、抵抗の上昇等を引き起こしたと考えられる。
【０１０７】
また、実施例２の凹凸部４７の形状やその間隔Ａ等と、実施例３のセパレータ１２等の形状とを組み合わせた実施例４においても、他の実施例１〜３に比べ、特性に大きな差異が生じないことが分かる。
【０１０８】
一方、実施例７の測定結果から、セパレータ１２の厚みが６０μｍ、空隙率が８０％及び最大孔径２．５μｍであると、実施例１の保持電圧２．４４４Ｖに比べ、実施例７の保持電圧０．５０７Ｖとなり、電圧保持特性が低下しやすいことが分かる。実施例７では、セパレータ１２の最大孔径が大きすぎて、正極５１Ａ及び負極５１Ｂがセパレータ１２を貫通して短絡しやすくなり、また正極５１Ａ及び負極５１Ｂ中に含まれる金属不純物が析出して微小短絡を起こしたため、保持電圧が低下したと考えられる。
【０１０９】
さらに、実施例１と比較例２の測定結果から、電極シート３７Ａ、３７Ｂの導電材として黒鉛粉末を用いると、実施例１の抵抗２．２１ｍΩに比べ、比較例２の抵抗２０．８ｍΩとなり、抵抗値が上がっていることが分かる。また、容量保持電圧においても、実施例１に比べ、著しく低下していることが分かる。
さらに、実施例１の電解液量は１１１ｇであるのに対し、比較例２では７５ｇと著しく減少している。比較例２では、導電材の材質を変えたことで、電極シート３７Ａ、３７Ｂ自体の導電性が低下し、正極５１Ａ及び負極５１Ｂに分極に必要な量の電解液を保持できなくなって、抵抗の上昇や電圧保持性の低下を引き起こしたと考えられる。
【０１１０】
なかでも、実施例１〜５の測定結果から、電極シート３７Ａ、３７Ｂの炭素質材料の比表面積が８００〜１８００ｍ2／ｇで、セパレータ１２の厚みが４０〜５０μｍ、空隙率が６０〜８０％、かつ最大孔径が０．８〜０．９μｍであれば、電気二重層キャパシタの特性はいずれも良好であることが分かる。そのため、実施例１〜５の電気二重層キャパシタは、特に放電容量が１００〜２００００Ｆ、あるいは放電電流が１〜１０００Ａの大容量、大電流を主体とした用途向けの電気二重層キャパシタとして特に好適である。
【０１１１】
なお、本発明の実施例として、円筒型セル６０を用いた電気二重層キャパシタの例を示したが、この実施例は、角型セルを用いた電気二重層キャパシタに応用しても、同様な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】本発明の実施形態である電極の断面図
【図２】本発明の実施形態である加工電極の断面図
【図３】本発明の実施形態である加工電極の断面図（別例）
【図４】本発明の実施形態である捲回型素子体の断面図
【図５】本発明の実施形態である捲回型素子体の断面図（別例）
【図６】本発明の実施形態である円筒型セルの斜視図
【図７】角型セルの構造を示す斜視図（一部切断）
【図８】円筒型セルの構造を示す斜視図（一部切断）
【図９】高圧電源モジュールの構造の一例を示す斜視図
【符号の説明】
【０１１３】
１Ａ、１１Ａ、５１Ａ  正極
１Ｂ、１１Ｂ、５１Ｂ  負極
２、１２  セパレータ
３  角型素子体
１３、５３  捲回型素子体
２０Ａ  角型セル
２０Ｂ、６０  円筒型セル
３１  電極
３３  金属集電箔
３５  接着層
３７Ａ、３７Ｂ  電極シート
４１Ａ、４１Ｂ  加工電極
４５、４７  凹凸部
【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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