(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓋と絶縁性材料からなる収容部とを有する容器と、
前記容器内にセパレータを介して対向するように配置された第１電極および第２電極を有する電気二重層キャパシタ素子と、
前記容器内に充填された電解液とを備え、
前記収容部は、
前記収容部の内面上に形成された第１導電層と、
前記第１導電層を覆うように形成された絶縁層と、
前記絶縁層の表面から前記第１導電層に至る開口部と、
前記開口部内を充填するように形成された第２導電層と、
前記絶縁層上および前記第２導電層上に形成されるとともに前記第１電極と電気的に接続される第３導電層とを含み、
前記第３導電層は、
前記絶縁層上および前記第２導電層上に形成された弁作用金属を含む第１層と、
前記第１層上に形成されたカーボンからなる第２層とを有する、電気二重層キャパシタ。
【請求項２】
蓋と絶縁性材料からなる収容部とを有する容器と、
前記容器内にセパレータを介して対向するように配置された第１電極および第２電極を有する電気二重層キャパシタ素子と、
前記容器内に充填された電解液とを備え、
前記収容部は、
前記収容部の内面上に形成された第１導電層と、
前記第１導電層を覆うように形成されたセラミックスからなる絶縁層と、
前記絶縁層の表面から前記第１導電層に至る開口部と、
前記開口部内を充填するように形成された第２導電層と、
前記絶縁層上および前記第２導電層上に形成されるとともに前記第１電極と電気的に接続される第３導電層とを含み、
前記第３導電層は、
前記絶縁層上および前記第２導電層上に形成された線膨張係数が４．５×１０−６／℃〜７．３×１０−６／℃の範囲の材料からなる第１層と、
前記第１層上に形成されたカーボンからなる第２層とを有する、電気二重層キャパシタ。
【請求項３】
前記第１層は、前記絶縁層の構成元素を含む、請求項１または２に記載の電気二重層キャパシタ。
【請求項４】
蓋と絶縁性材料からなる収容部とを有する容器と、
前記容器内にセパレータを介して対向するように配置された第１電極および第２電極を有する電気二重層キャパシタ素子と、
前記容器内に充填された電解液とを備え、
前記収容部は、
前記収容部の内面上に形成された第１導電層と、
前記第１導電層を覆うように形成された絶縁層と、
前記絶縁層の表面から前記第１導電層に至る開口部と、
前記開口部内を充填するように形成された第２導電層と、
前記絶縁層上および前記第２導電層上に形成されるとともに前記第１電極と電気的に接続される第３導電層とを含み、
前記第３導電層は、
前記絶縁層上および前記第２導電層上に形成されるとともに前記絶縁層の構成元素を含む第１層と、
前記第１層上に形成されたカーボンからなる第２層とを有する、電気二重層キャパシタ。
【請求項５】
前記絶縁層は、セラミックスからなり、
前記第１層は、線膨張係数が４．５×１０−６／℃〜７．３×１０−６／℃の範囲の材料からなる、請求項４に記載の電気二重層キャパシタ。
【請求項６】
前記第１層は、スパッタ法により形成される、請求項１〜５のいずれかに記載の電気二重層キャパシタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電気二重層キャパシタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯電話などのプリント基板に表面実装可能なようにされた電気二重層キャパシタが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図３は、従来の電気二重層キャパシタの構造を説明するための断面図である。図３を参照して、従来の電気二重層キャパシタの構造について説明する。
【０００４】
従来の電気二重層キャパシタでは、図３に示すように、蓋１０１ａとアルミナなどのセラミックスで形成された凹状の収容部１０１ｂとからなる密閉された容器１０１の内部に、正極１０２ａおよび負極１０２ｂの間にセパレータ１０２ｃを挟み込んだ電気二重層キャパシタ素子１０２が配置されている。
【０００５】
収容部１０１ｂの内部底面には、タングステンからなる第１導電層１０３が形成されており、さらに、第１導電層１０３を覆うように、アルミナなどのセラミックスからなる絶縁層１０４が形成されている。絶縁層１０４には、絶縁層１０４の表面から第１導電層１０３に至る開口部１０４ａが形成されており、開口部１０４ａ内の第１導電層１０３上にはアルミニウムなどの弁作用金属やカーボンからなる第２導電層１０５が形成されている。絶縁層１０４および第２導電層１０５上には、導電性接着剤１０７が形成されており、導電性接着剤１０７を介して正極１０２ａと第２導電層１０５とが接続されている。また、第１導電層１０３は、収容部１０１ｂの側壁を貫通するとともに、収容部１０１ｂの側面から下面に至る接続端子１０８に接続されている。
【０００６】
負極１０２ｂ上には、導電性接着剤１０９が形成されており、導電性接着剤１０９を介して、負極１０２ｂと蓋１０１ａの下面に形成されている金やニッケルなどからなる第４導電層１１０とが接続されている。また、第４導電層１１０は、蓋１０１ａと収容部１０１ｂとの間に延伸するとともに、収容部１０１ｂの側面から下面に至る接続端子１１１に接続されている。
【０００７】
また、容器１０１の内部には、正極１０２ａおよび負極１０２ｂが十分に浸るように、電解液（図示せず）が注液されている。これにより、従来の電気二重層キャパシタが構成されている。
【０００８】
従来の電気二重層キャパシタでは、タングステンからなる第１導電層１０３は、アノード腐食をおこしやすいので、これを抑制するために、第１導電層１０３は、セラミックからなる絶縁層１０４で被覆されている。また、第１導電層１０３と正極１０２ａとを接続する第２導電層１０５が絶縁層１０４の開口部１０４ａ内に充填されることにより、第１導電層１０３が電解液に対して露出しないようにされている。さらに、従来の電気二重層キャパシタでは、第２導電層１０５は、アノード腐食を起こしにくいアルミニウムなどの弁作用金属やカーボンで構成されている。これらの結果、従来の電気二重層キャパシタでは、３Ｖ程度の高い電圧が正極に印加された場合においても、第２導電層１０５および第１導電層１０３が溶解しにくくされている。
【特許文献１】特開２００５−２１００６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記従来の電気二重層キャパシタにおいても、リフローハンダ付けのプロセスなどで過熱された場合には、アルミニウムなどの弁作用金属やカーボンからなる第２導電層１０５にクラックが生じたり、開口部１０４ａと第２導電層１０５との間に隙間が生じたりすることにより、電解液が上記クラックや隙間に侵入しやすいという不具合があった。この場合、第１導電層１０３において、アノード腐食による接触不良が生じやすいので、上記従来の電気二重層キャパシタの内部抵抗が増加しやすいという問題点があった。
【００１０】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、
この発明の１つの目的は、内部抵抗が増加しにくい電気二重層キャパシタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、この発明の第１の局面による電気二重層キャパシタは、蓋と絶縁性材料からなる収容部とを有する容器と、容器内にセパレータを介して対向するように配置された第１電極および第２電極を有する電気二重層キャパシタ素子と、容器内に充填された電解液とを備え、収容部は、収容部の内面上に形成された第１導電層と、第１導電層を覆うように形成された絶縁層と、絶縁層の表面から第１導電層に至る開口部と、開口部内を充填するように形成された第２導電層と、絶縁層上および第２導電層上に形成されるとともに第１電極と電気的に接続される第３導電層とを含み、第３導電層は、絶縁層上および第２導電層上に形成された弁作用金属を含む第１層と、第１層上に形成されたカーボンからなる第２層とを有する。
【００１２】
この第１の局面による電気二重層キャパシタでは、第３導電層の第１電極側には、カーボンからなる第２層が構成されているので、第３導電層の内部へのアノード腐食の進行を抑制することができる。さらに、第３導電層の絶縁層側には、弁作用金属を含む第１層が形成されているので、第３導電層の表層であるカーボンからなる第２層にクラックが生じたり、剥離したりした場合であっても、第１層には、不動態被膜が形成され、腐食が進行しにくい。
【００１３】
これらの結果、絶縁層の開口部と第２導電層との界面からの電解液の侵入を抑制することができるので、第１導電層のアノード腐食を抑制することができる。従って、第１電極から第１導電層に至る電気的な経路において、断線や接触不良が生じにくいので、内部抵抗の増加も生じにくい電気二重層キャパシタを得ることができる。
【００１４】
この発明の第２の局面による電気二重層キャパシタは、蓋と絶縁性材料からなる収容部とを有する容器と、容器内にセパレータを介して対向するように配置された第１電極および第２電極を有する電気二重層キャパシタ素子と、容器内に充填された電解液とを備え、収容部は、収容部の内面上に形成された第１導電層と、第１導電層を覆うように形成されたセラミックスからなる絶縁層と、絶縁層の表面から第１導電層に至る開口部と、開口部内を充填するように形成された第２導電層と、絶縁層上および第２導電層上に形成されるとともに第１電極と電気的に接続される第３導電層とを含み、第３導電層は、絶縁層上および第２導電層上に形成された線膨張係数が２×１０−６／℃〜７．３×１０−６／℃の範囲の材料からなる第１層と、第１層上に形成されたカーボンからなる第２層とを有する。なお、本発明において、線膨張係数としては、約０℃から約１００℃の間の平均値を用いる。
【００１５】
この第２の局面による電気二重層キャパシタでは、第３導電層の第１電極側には、カーボンからなる第２層が構成されているので、第３導電層の内部へのアノード腐食の進行を抑制することができる。さらに、第１層の線膨張係数は、セラミックスからなる絶縁層と同等の２×１０−６／℃〜７．３×１０−６／℃であるので、リフローハンダ付けなどの熱処理時において、第１層とセラミックスからなる絶縁層との熱膨張を同等にすることができる。これにより、第３導電層の絶縁層からの剥離を抑制することができる。
【００１６】
これらの結果、絶縁層の開口部と第２導電層との界面からの電解液の侵入を抑制することができるので、第１導電層のアノード腐食を抑制することができる。従って、第１電極から第１導電層に至る電気的な経路において、断線や接触不良が生じにくいので、内部抵抗の増加も生じにくい電気二重層キャパシタを得ることができる。
【００１７】
上記第１および第２の局面による電気二重層キャパシタにおいて、好ましくは、第１層は、前記絶縁層の構成元素を含む。このように構成すれば、第１層と絶縁層との密着性が向上するので、第３導電層の絶縁層からの剥離を抑制することができる。これにより、絶縁層の開口部と第２導電層との界面からの電解液の侵入をさらに抑制することができる。
【００１８】
この発明の第３の局面による電気二重層キャパシタは、蓋と絶縁性材料からなる収容部とを有する容器と、容器内にセパレータを介して対向するように配置された第１電極および第２電極を有する電気二重層キャパシタ素子と、容器内に充填された電解液とを備え、収容部は、収容部の内面上に形成された第１導電層と、第１導電層を覆うように形成された絶縁層と、絶縁層の表面から第１導電層に至る開口部と、開口部内を充填するように形成された第２導電層と、絶縁層上および第２導電層上に形成されるとともに第１電極と電気的に接続される第３導電層とを含み、第３導電層は、絶縁層上および第２導電層上に形成されるとともに絶縁層の構成元素を含む第１層と、第１層上に形成されたカーボンからなる第２層とを有する。
【００１９】
この第３の局面による電気二重層キャパシタでは、第３導電層の第１電極側には、カーボンからなる第２層が構成されているので、第３導電層の内部へのアノード腐食の進行を抑制することができる。さらに、第３導電層の絶縁層側の第１層は、絶縁層の構成元素を含んでいるので、第１層と絶縁層との密着性を向上させることができる。これにより、第３導電層の絶縁層からの剥離を抑制することができる。
【００２０】
これらの結果、絶縁層の開口部と第２導電層との界面からの電解液の侵入を抑制することができるので、第１導電層のアノード腐食を抑制することができる。従って、第１電極から第１導電層に至る電気的な経路において、断線や接触不良が生じにくいので、内部抵抗の増加も生じにくい電気二重層キャパシタを得ることができる。
【００２１】
上記第３の局面による電気二重層キャパシタにおいて、好ましくは、絶縁層は、セラミックスからなり、第１層は、線膨張係数が２×１０−６／℃〜７．３×１０−６／℃の範囲の材料からなる。このように構成すれば、第１層の線膨張係数は、セラミックスと同等の２×１０−６／℃〜７．３×１０−６／℃であるので、リフローハンダ付けなどの熱処理時において、第１層とセラミックスからなる絶縁層との熱膨張を同等にすることができる。これにより、第３導電層の絶縁層からの剥離を抑制することができる。その結果、絶縁層の開口部と第２導電層との界面からの電解液の侵入をさらに抑制することができる。
【００２２】
上記第１〜第３の局面による電気二重層キャパシタにおいて、好ましくは、第１層は、スパッタ法により形成される。このように構成すれば、第１層を緻密な薄膜とすることができるとともに、絶縁層の開口部と第２導電層との界面に対しても均一に被覆した薄膜とすることができる。これにより、絶縁層の開口部と第２導電層との界面からの電解液の侵入をさらに抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【００２４】
（実施例１）
図１は、本発明の実施例１による電気二重層キャパシタの構造を説明するための断面図である。図２は、本発明の実施例１による電気二重層キャパシタの凹状の収容部の上面図である。図１および図２を参照して、以下に、本発明の実施例１による電気二重層キャパシタの構造について説明する。
【００２５】
本発明の実施例１による電気二重層キャパシタでは、図１に示すように、コバール（コバルト：約１７ｗｔ％、ニッケル：約２９ｗｔ％、残り：鉄）からなる蓋１ａとアルミナからなる凹状の収容部１ｂとを有する容器１の内部に、正極２ａおよび負極２ｂの間にガラス繊維からなるセパレータ２ｃを挟み込んだ電気二重層キャパシタ素子２が配置されている。なお、正極２ａおよび負極２ｂは、それぞれ、本発明の「第１電極」および「第２電極」の一例である。
【００２６】
容器１は、一辺が約５ｍｍで、高さが約１．５ｍｍの直方体形状を有しており、収容部１ｂには、一辺が約３．６ｍｍで、深さが約１．１ｍｍの凹部が形成されている。収容部１ｂは、約０．４ｍｍの厚さを有するセラミックグリーシートを複数積層した成形体を焼成することにより形成されている。
【００２７】
正極２ａおよび負極２ｂは、それぞれ、約３ｍｍ角×約０．５ｍｍのサイズを有し、約１０ｗｔ％のアセチレンブラックおよび約１０ｗｔ％のポリテトラフルオロエチレンが混合した活性炭粉末からなる。活性炭粉末の比表面積は約２０００ｍ２／ｇである。
【００２８】
また、図２を参照して、収容部１ｂの内部底面には、約１．５ｍｍの幅を有するタングステンからなる第１導電層３が形成されており、さらに、第１導電層３を覆うように、約５μｍの厚さを有するアルミナからなる絶縁層４が形成されている。第１導電層３は、収容部１ｂを形成する際に、タングステンペーストを塗布された上述のセラミックグリーンシートと同時に焼成されることにより形成される。絶縁層４には、第１導電層３まで貫通する約５００μｍの正方形状の開口部４ａが収容部１ｂの内部底面中央に形成されている。なお、絶縁層４および開口部４ａは、収容部１ｂの内部底面の第１導電層３を覆うとともに、上述の開口部４ａを形成するようにアルミナペーストを塗布し、これを焼成することにより形成される。
【００２９】
開口部４ａ内の第１導電層上には、開口部４ａ内を充填するように、約４．５μｍの厚さを有するニッケルからなる下層５ａと約０．５μｍの厚さを有する第１層５ａ上に形成された金からなる上層５ｂとの積層構造を有する第２導電層５が形成されている。下層５ａおよび上層５ｂは、それぞれ、メッキにより形成される。
【００３０】
絶縁層４上および第２導電層５上には、約１．０μｍの厚さを有するアルミニウムからなる第１層６ａと、第１層６ａを覆うように形成された約０．２μｍの厚さを有するカーボンからなる第２層６ｂとの積層構造を有する第３導電層６が形成されている。なお、アルミニウムは、本発明の「弁作用金属」の一例である。第１層６ａおよび第２層６ｂは、それぞれ、ＤＣスパッタ法により、Ａｒガスでアルミニウムおよび炭素をスパッタすることにより形成される。
【００３１】
第３導電層６上には、炭素粉末と有機バインダーとからなる導電性接着剤７が塗布形成されており、導電性接着剤７を介して正極２ａと第３導電層６とが接続されている。なお、正極２ａの全面と接触するように、第３導電層６および導電性接着剤７は、正極２ａより広い面積を有している。
【００３２】
また、第１導電層３は、収容部１ｂの側壁を貫通するとともに、収容部１ｂの側面から下面にわたって形成されている接続端子８に接続されている。接続端子８は、収容部１ｂ上に約１５μｍの厚さを有するタングステン層、約１０μｍの厚さを有するニッケル層、約０．５μｍの厚さを有する金層がこの順に積層された構造を有している。
【００３３】
負極２ｂ上には、炭素粉末と有機バインダーとからなる導電性接着剤９が塗布形成されており、導電性接着剤９を介して、負極２ｂと蓋１ｂの下面に形成されている約０．５μｍの厚さを有する金からなる第４導電層１０とが接続されている。また、第４導電層１０は、蓋１ａと収容部１ｂとの間に延伸するとともに、収容部１ｂの側面から下面にわたって形成されている接続端子１１に接続されている。接続端子１１は、収容部１ｂ上に約１５μｍの厚さを有するタングステン層、約１０μｍの厚さを有するニッケル層、約０．５μｍの厚さを有する金層がこの順に積層された構造を有している。
【００３４】
また、容器１の内部には、正極２ａおよび負極２ｂが十分に浸るように、溶媒であるプロピレンカーボネートに約１ｍｏｌ／リットルの濃度の（Ｃ２Ｈ５）４ＮＢＦ４を溶解させた電解液（図示せず）が注液されている。また、蓋１ａと収容部１ｂとは、収容部１ｂの開口端の縁部に形成されたシールリング（図示せず）を介してシーム溶接により封口されている。これにより、本発明の実施例１による電気二重層キャパシタが構成されている。
【００３５】
実施例１では、第３導電層６の表層の第２層６ｂは、カーボンで構成されているので、第３導電層６の内部へのアノード腐食の進行を抑制することができる。さらに、第３導電層の第１層６ａは、弁作用金属を含んでいるので、第２層６ｂにクラックが生じたり、剥離したりした場合であっても、第１層６ａには、不動態被膜が形成され、腐食が進行しにくい。その結果、絶縁層４の開口部４ａと第２導電層５との界面からの電解液の侵入を抑制することができるので、第１導電層３のアノード腐食を抑制することができる。従って、正極２ａから第１導電層３に至る電気的な経路において、断線や接触不良が生じにくいので、内部抵抗の増加も生じにくい電気二重層キャパシタを得ることができる。
【００３６】
また、実施例１では、第１層６ａがアルミナからなる絶縁層４の構成元素（アルミニウム）を含んでいるので、第１層６ａと絶縁層４との密着性が向上する。これにより、第３導電層６の絶縁層４からの剥離を抑制することができるので、絶縁層４の開口部４ａと第２導電層５との界面からの電解液の侵入をさらに抑制することができる。
【００３７】
また、実施例１では、第３導電層６のカーボンからなる第２層６ｂが第１層６ａを覆うように形成されているので、第１層６ａのアノード腐食をさらに抑制することができる。
【００３８】
（実施例２）
実施例２として、上記実施例１において、アルミニウムからなる第１層６ａをタングステンで形成した以外は実施例１と同様の構造を有する電気二重層キャパシタを形成した。なお、タングステンは、本発明の「弁作用金属」の一例であり、その線膨張係数（約０℃から約１００℃の間の平均値。以下同じ。）は、約４．５×１０−６／℃である。
【００３９】
（実施例３）
実施例３として、上記実施例１において、アルミニウムからなる第１層６ａをジルコニウムで形成した以外は実施例１と同様の構造を有する電気二重層キャパシタを形成した。なお、ジルコニウムは、本発明の「弁作用金属」の一例であり、その線膨張係数は、約５．９×１０−６／℃である。
【００４０】
（実施例４）
実施例４として、上記実施例１において、アルミニウムからなる第１層６ａをタンタルで形成した以外は実施例１と同様の構造を有する電気二重層キャパシタを形成した。なお、タンタルは、本発明の「弁作用金属」の一例であり、その線膨張係数は、約６．５×１０−６／℃である。
【００４１】
（実施例５）
実施例５として、上記実施例１において、アルミニウムからなる第１層６ａをニオブで形成した以外は実施例１と同様の構造を有する電気二重層キャパシタを形成した。なお、ニオブは、本発明の「弁作用金属」の一例であり、その線膨張係数は、約７．２×１０−６／℃である。
【００４２】
（実施例６）
実施例６として、上記実施例１において、アルミニウムからなる第１層６ａをチタンで形成した以外は実施例１と同様の構造を有する電気二重層キャパシタを形成した。なお、チタンは、本発明の「弁作用金属」の一例であり、その線膨張係数は、約８．９×１０−６／℃である。
【００４３】
実施例２〜６では、さらに、第１層６ａの線膨張係数は、それぞれ、絶縁層４を構成するアルミナの線膨張係数と同程度であるので、リフローハンダ付けプロセスなどの熱処理時において、第３導電層の絶縁層からの剥離をさらに抑制することができる。その結果、絶縁層４の開口部４ａと第２導電層５との界面からの電解液の侵入を抑制することができるので、第１導電層３のアノード腐食を抑制することができる。
【００４４】
（実施例７）
実施例７として、上記実施例１において、アルミニウムからなる第１層６ａをモリブデンで形成した以外は実施例１と同様の構造を有する電気二重層キャパシタを形成した。なお、モリブデンの線膨張係数は、約５．１×１０−６／℃である。
【００４５】
（実施例８）
実施例８として、上記実施例１において、アルミニウムからなる第１層６ａをクロムで形成した以外は実施例１と同様の構造を有する電気二重層キャパシタを形成した。なお、クロムの線膨張係数は、約６．５×１０−６／℃である。
【００４６】
（実施例９）
実施例９として、上記実施例１において、アルミニウムからなる第１層６ａをコバール（コバルト：約１７ｗｔ％、ニッケル：約２９ｗｔ％、残り：鉄）で形成した以外は実施例１と同様の構造を有する電気二重層キャパシタを形成した。なお、コバールの線膨張係数は、約５．０×１０−６／℃である。
【００４７】
実施例７〜９では、第３導電層６の表層の第２層６ｂは、カーボンで構成されているので、第３導電層６の内部へのアノード腐食の進行を抑制することができる。さらに、第１層６ａの線膨張係数は、それぞれ、絶縁層４を構成するアルミナの線膨張係数と同程度であるので、リフローハンダ付けプロセスなどの熱処理時において、第３導電層の絶縁層からの剥離をさらに抑制することができる。その結果、絶縁層４の開口部４ａと第２導電層５との界面からの電解液の侵入を抑制することができるので、第１導電層３のアノード腐食を抑制することができる。
【００４８】
（実施例１０）
実施例１０として、上記実施例１において、アルミニウムからなる第１層６ａをアルミ−クロム合金（クロム：約５０％）で形成した以外は実施例１と同様の構造を有する電気二重層キャパシタを形成した。
【００４９】
実施例１０では、第３導電層６の表層の第２層６ｂは、カーボンで構成されているので、第３導電層６の内部へのアノード腐食の進行を抑制することができる。さらに、第１層６ａがアルミナからなる絶縁層４の構成元素（アルミニウム）を含んでいるので、第１層６ａと絶縁層４との密着性が向上する。これにより、第３導電層６の絶縁層４からの剥離を抑制することができる。その結果、絶縁層４の開口部４ａと第２導電層５との界面からの電解液の侵入を抑制することができるので、第１導電層３のアノード腐食を抑制することができる。
【００５０】
また、実施例１０では、さらに、第１層６ａの線膨張係数は、それぞれ、絶縁層４を構成するアルミナの線膨張係数と同程度であるので、リフローハンダ付けプロセスなどの熱処理時において、第３導電層の絶縁層からの剥離をさらに抑制することができる。その結果、絶縁層４の開口部４ａと第２導電層５との界面からの電解液の侵入を抑制することができるので、第１導電層３のアノード腐食を抑制することができる。
【００５１】
（比較例１）
比較例１として、上記実施例１において、アルミニウムからなる第１層６ａを金で形成した以外は実施例１と同様の構造を有する電気二重層キャパシタを形成した。なお、金の線膨張係数は、約１４．１×１０−６／℃である。
【００５２】
次に、本発明の各実施例による電気二重層キャパシタの効果を確認するために、以下のような評価を行った。
【００５３】
まず、実施例１〜１０および比較例１の電気二重層キャパシタに対して、それぞれ、約１７０℃、約５分の加熱を行った後、約２６０℃、約１分の加熱を３回繰り返す加熱試験を行った。続いて、約３．３Ｖで約２４０時間、連続充電を行った後、約２．０Ｖになるまで、約２ｍＡの定電流で放電を行うことにより放電容量を測定した。さらに、内部抵抗を評価するために、４端子抵抗計により、この長期充放電後の約１ｋＨｚの周波数における等価直列抵抗（ＥＳＲ）を測定した。結果を表１に示す。
【００５４】
【表１】
0004762029.tif 000002
【００５５】
表１に示すように、比較例１では、ＥＳＲが大きく増加するとともに、放電容量が低下しており、電解液が侵入することにより、第１導電層、第２導電層、第１層が腐食するとともに電解液の劣化が生じていると考えられる。これに対して、実施例１〜１０の電気二重層キャパシタでは、いずれも、ＥＳＲが小さく、放電容量が大きい。特に、第１層６ａが、タングステン、ジルコニウム、タンタル、ニオブ、モリブデンおよびクロムからなる場合が好ましいことがわかった。
【００５６】
なお、今回開示された実施例は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施例の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００５７】
たとえば、上記実施例１〜６および１０では、第１層６ａは、弁作用金属単体、または弁作用金属とそれ以外の金属との合金から構成されていたが、本発明はこれに限らず、２種類以上の弁作用金属を含む合金や金属間化合物であってもよく、あるいは、導電性材料であれば、ＺｒＢ２のような弁作用金属と非金属材料との化合物であってもよい。
【００５８】
また、上記実施例では、第３導電層６は、第１層６ａおよび第２層６ｂの２層構造であったが、本発明はこれに限らず、第１層６ａと第２層６ｂとの間にさらに別の層が形成されてもよい。
【００５９】
また、上記実施例では、絶縁層４は、いずれも、アルミナから構成されていたが、本発明はこれに限らず、ジルコニアなどの他のセラミックス材料で形成してもよい。ここで、例えば、絶縁層４をジルコニアで形成した場合には、同じ構成元素を含むように、第１層６ａはジルコニウムを含む材料で構成するのが好ましく、さらに、収容部１ｂもジルコニアで形成するのが好ましい。
【００６０】
また、上記実施例では、第２導電層５は、下層５ａおよび上層５ｂの２層構造であったが、本発明はこれに限らず、単層であってもよく、３層以上であってもよい。
【００６１】
また、上記実施例では、第２導電層５は、第１導電層３および第３導電層６の第１層６ａとは異なる材料で構成していたが、本発明はこれに限らず、第１導電層３または第３導電層６の第１層６ａと同じ材料を用いて形成してもよい。例えば、第２導電層５を第３導電層６の第１層６ａと同じ材料で構成する場合には、開口部４ａ内を充填するように、絶縁層４上に第３導電層６の第１層６ａを形成することにより、第２導電層５と第３導電層６の第１層６ａとを同時に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施例１による電気二重層キャパシタの構造を説明するための断面図である。
【図２】本発明の実施例１による電気二重層キャパシタの凹状の収容部の上面図である。
【図３】従来の電気二重層キャパシタの構造を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１          容器
２          電気二重層キャパシタ素子
３          第１導電層
４          絶縁層
４ａ        開口部
５          第２導電層
６          第３導電層
６ａ        第１層
６ｂ        第２層
７、９      導電性接着剤
１０        第４導電層
８、１１    接続端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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