(57)【要約】【課題】  本発明は、２次電池並みの高いエネルギー密度を有するとともにキャパシタが本来有する高いパワー密度を有し、両方の特性を両立することができる電気化学デバイスの提供を目的とする。【解決手段】  本発明は、ニオブ、一酸化ニオブ、二酸化ニオブ、五酸化ニオブ及びニオブ化合物のうちのいずれか１種または２種以上を含む粉末粒子と多孔質体の粒子とカーボン粒子及びバインダーを具備してなる集電体層が導電体上に形成された電極体が２つ以上、対になるように設けられ、これらの対になる電極の集電体間に電解液とセパレータが設けられてなることを特徴とする。【選択図】      図１
2005223155.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ニオブ、一酸化ニオブ、二酸化ニオブ、五酸化ニオブ及びニオブ化合物のうちのいずれか１種または２種以上を含む粉末粒子と多孔質体の粒子とカーボン粒子及びバインダーを具備してなる集電体層が導電体上に形成された電極体が２つ以上、対になるように設けられ、これらの対になる電極の集電体間に電解液とセパレータが設けられてなることを特徴とする充放電可能な電気化学デバイス。
【請求項２】
前記ニオブ、一酸化ニオブ、二酸化ニオブ、五酸化ニオブ及びニオブ化合物の粉末粒子の粒径が０.０００５μｍ〜５００μｍの範囲とされてなることを特徴とする請求項１に記載の電気化学デバイス。
【請求項３】
前記多孔質体の粒子が活性炭からなり、メソポーラスあるいはナノポーラス形状とされたことを特徴とする請求項１又は２に記載の電気化学デバイス。
【請求項４】
前記集電体層に、酸化マンガン、酸化コバルト、酸化チタン、酸化ニッケル、窒化モリブデン、酸化バナジウム又は酸化ルテニウム、あるいはそれらのリチウム塩の少なくとも１種が添加されてなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電気化学デバイス。
【請求項５】
ニオブ、一酸化ニオブ、二酸化ニオブ、五酸化ニオブ及びニオブ化合物のうちのいずれか１種または２種以上を含む粉末粒子と多孔質体の粒子とカーボン粒子及びバインダーを具備してなる集電体層が導電体上に形成されたことを特徴とする電極体。
【請求項６】
前記ニオブ、一酸化ニオブ、二酸化ニオブ、五酸化ニオブ及びニオブ化合物の粒子の粒径が０.０００５μｍ〜５００μｍの範囲とされてなることを特徴とする請求項５に記載の電極体。
【請求項７】
前記多孔質体の粒子が活性炭からなり、メソポーラスあるいはナノポーラス形状とされたことを特徴とする請求項６又は７に記載の電極体。
【請求項８】
前記集電体層に、酸化マンガン、酸化コバルト、酸化チタン、酸化ニッケル、窒化モリブデン、酸化バナジウム又は酸化ルテニウムの少なくとも１種が添加されてなることを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の電極体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はリチウム電池などのような高いエネルギー密度を有するとともに放電性能にも優れ、高いパワー密度を備えたキャパシタなどの電気化学デバイスに用いて好適な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年２次電池の需要が電気自動車、ハイブリッドカーなどの用途に広がるにつれて電池の更なる性能向上のために、電解液の低損失化、電極抵抗低減のための例えばコバルト酸リチウムの利用の検討、カーボンやカーボンナノチューブなどの利用の検討、出力リード端子などの構造面からの検討などによる電池出力特性改善策が種々講じられている。
また、放電特性には優れているが、エネルギー密度が電池に比べて著しく低いとされるキャパシタの開発面からは、主として特殊活性炭の開発による電気容量の増大の検討が種々なされており、特に最近では２次電池とコンデンサの両方の特性を得ようとする試みもなされている。（特許文献１参照）
【特許文献１】特開２００２−１１８０３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら従来の一般的な２次電池では、エネルギー密度は徐々に向上しつつあるが、キャパシタに比べてパワー密度がそれほど高くはなく、逆に、従来の一般的なキャパシタではパワー密度は徐々に向上しつつあるが、エネルギー密度が２次電池に比べてそれほど高くはなく、エネルギー密度とパワー密度の両方を備えることが２次電池あるいはキャパシタのいずれの開発面からも求められている。例えば、２次電池に蓄えることができるエネルギー密度を蓄電するには長い充電時間を要するが、キャパシタの充電時間は２次電池に比べて著しく短い。逆にキャパシタは充電時間は短く、高いパワー密度を有することができるが、エネルギー密度は２次電池に比べて著しく小さいとされている。
【０００４】
従ってエネルギー密度とパワー密度の両方を備え、充電時間も短くて済む電気化学デバイスが登場すれば画期的と目されている。しかしながら従来の一般的な２次電池またはキャパシタにおいて、あるいは、両方の特性を得ようとした前記特許文献１に記載の技術では、電気自動車用途、ハイブリッドカー用途、燃料電池車用途、エネルギー回生電車用途、エネルギー回生エレベーター、エネルギー回生船舶などの電力システムからの諸要求、携帯電話やモバイルパソコン、携帯情報端末などのユビキタス活用面での諸要求に対して、出入力特性、容量特性の両方の面で中途半端な問題があった。
【０００５】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、２次電池並みの高いエネルギー密度を有するとともにキャパシタが本来有する高いパワー密度を有し、両方の特性を両立することができる電気化学デバイスの提供を目的とする。また本発明は充電時間が短く、２次電池並みの高いエネルギー密度とキャパシタが本来有する高いパワー密度を両立することができる電気化学デバイスに好適な電極体の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは前述の技術背景に鑑み、２次電池並みの高いエネルギー密度を有するとともにキャパシタが本来有する高いパワー密度を有するキャパシタの開発を進め、キャパシタを構成する種々の構成部材について検討を重ねた結果、電気二重層コンデンサを備えた構成のキャパシタの構成部品である電極の集電体に着目して研究開発し、この集電体に画期的な構造を見いだし、この構造を備えた電極体を用いることによって、二次電池並みの高いエネルギー密度を具備した上でキャパシタが本来有する高いパワー密度を具備させることに成功し、本願発明に到達したものである。
【０００７】
本発明の電気化学デバイスは前記事情に鑑みてなされたもので、ニオブ、一酸化ニオブ、二酸化ニオブ、五酸化ニオブ及びニオブ化合物のうちのいずれか１種または２種以上を含む粉末と多孔質体の粒子とカーボン粒子及びバインダーを具備してなる集電体層が導電体上に形成された電極体が２つ以上、対になるように設けられ、これらの対になる電極の集電体間に電解液とセパレータが設けられてなることを特徴とする。
本発明の電気化学デバイスは前記事情に鑑みてなされたもので、前記前記ニオブ、一酸化ニオブ、二酸化ニオブ、五酸化ニオブ及びニオブ化合物の粒子の粒径が０.０００５μｍ〜５００μｍの範囲とされてなることを特徴とする。
本発明の電気化学デバイスは前記事情に鑑みてなされたもので、前記多孔質体の粒子が活性炭からなり、メソポーラスあるいはナノポーラス形状とされたことを特徴とする。
【０００８】
本発明の電気化学デバイスは前記事情に鑑みてなされたもので、前記集電体層に酸化マンガン、酸化コバルト、酸化チタン、酸化ニッケル、窒化モリブデン、酸化バナジウム又は酸化ルテニウムの少なくとも１種が添加されてなることを特徴とする。
【０００９】
本発明の電極体は前記事情に鑑みてなされたもので、前記ニオブ、一酸化ニオブ、二酸化ニオブ、五酸化ニオブ及びニオブ化合物のうちのいずれか１種または２種以上を含む粉末と多孔質体の粒子とカーボン粒子及びバインダーを具備してなる集電体層が導電体上に形成されたことを特徴とする。
本発明の電極体は、前記ニオブあるいはニオブ酸化物の粒子の粒径が０.０００５μｍ〜５００μｍの範囲とされてなることを特徴とする。
本発明の電極体は、前記多孔質体の粒子が活性炭からなり、メソポーラスあるいはナノポーラス形状とされたことを特徴とする。
本発明の電極体は、前記集電体層に酸化マンガン、酸化コバルト、酸化チタン、酸化ニッケル、窒化モリブデン、酸化バナジウム又は酸化ルテニウムの少なくとも１種が添加されてなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明で用いるニオブあるいはニオブ酸化物の粒子、あるいはその他のニオブ化合物の粒子は、その表面での電解液との反応において、酸素の脱吸収作用を有し、その作用が疑似化学的イオン授受を誘発し（インターカレーション的効果）、この結果として大幅な電気容量増大を生み、蓄電性能と放電効果の著しい向上効果を発揮させる。
また、水素イオンに対してもニオブ及びニオブ酸化物は疑似電気化学的なイオン授受を誘発する作用を奏し、それによっても更なる電気容量の増大をもたらす。
従って本発明では２次電池並みの高いエネルギー密度を有するとともにキャパシタが本来有する高いパワー密度を有し、両方の特性を両立することができる電気化学デバイスを提供することができる。
本発明の電気化学デバイスにおいては、活性炭のみで電気二重層を構成するタイプの従来の電気化学デバイスの蓄電性能と疑似イオン的な授受については殆ど同じ作用を奏するので、出力特性は電気二重層を構成するタイプの従来の電気化学デバイスの性能とほぼ同等であり十分に優れ、安定している。
【００１１】
本発明において活物質を構成するニオブやニオブ酸化物粒子と活性炭などの多孔質体は電気伝導度が良好になるように配置されるのが望ましいので、バインダーとしては伝導性バインダーを用いることが望ましい。
以上、説明したように、本発明によれば、電気二重層キャパシタに近いパワー密度とリチウムイオン二次電池に近いエネルギー密度とを備えた全く新しい電気化学デバイスを得ることができる。これは、電気二重層キャパシタとリチウムイオン二次電池それぞれの欠点を補い、それぞれの長所を活かした電気化学デバイスであり、本発明の工業的、かつ実用的価値大なるものである。 
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、本発明の構成について図面を参照して説明する。
図１は本発明に係る第１の実施形態の電気化学デバイスの分解斜視図、図２はこの形態の電気化学デバイスに備えられた電極体の部分構造とそれにより形成された電気二重層コンデンサの概念構造を示し、図３は同電気化学デバイスの電極体の積層構造を示す。
本発明に係る第１の実施の形態の電気化学デバイスは、本発明を巻き型の電気二重層コンデンサ（電気化学デバイス）に適用した例を示すもので、この形態の電気二重層コンデンサ（電気化学デバイス）Ａは、帯状のセパレータ１、２と帯状の電極体３、４とを交互に重ねたものをロール状に巻き付けてなる本体部５と、これを収容した有底円筒型の収容体６と、収容体６の開口部を閉じるとともに端子電極７、８を備えた蓋体９と、収容体６の内部に満たされた電解液１０を主体として構成されている。
【００１３】
前記セパレータ１、２は電解紙、プラスチックフィルム、ガラスフィルム、マイカなどからなり、絶縁性を示す帯状のものであり、前記収容体６は一方の端部を閉じた有底円筒状の樹脂製あるいは表面絶縁コートした金属などからなる容器であり、前記蓋板９はラバーベーク板や各種絶縁樹脂（ゴム、ベークライト、セラミックス）などの絶縁材料からなる板状体からなり、前記端子電極７、８はアルミや銅などの良導電性の金属材料の導体の必要部分に絶縁耐食コートなどを施して構成されている。
前記電極体３、４はいずれも同一の構造体であり、図３に示すようにアルミニウム箔などからなる帯状の導電体１１の表裏面両側に以下に説明する集電体層１２が設けられてなる。
【００１４】
前記集電体層１２は、ニオブ、一酸化ニオブ、二酸化ニオブ、五酸化ニオブあるいはその他のニオブ化合物等からなる粒子と、活性炭などの多孔質体の粒子と、カーボン粒子と、接着剤あるいは溶剤などを含む樹脂のバインダーとを混練して均一に混合した後、導電体１１上に塗布し、乾燥させたものから形成されている。
ここで用いるバインダーとして具体的には、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）やＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）などのフッ素系バインダーやセルロース系バインダー、ゴム系バインダーなどを例示することができる。この集電体層１２の厚さは例えば数１０μｍ〜数１００μｍ程度に形成される。
前記多孔質体の粒子としてはナノポーラスあるいはメソポーラス形状の微細な孔が多数形成されたものであり、その表面積の大きさに起因して蓄電容量の増大に寄与する。
【００１５】
前記バインダーの中に添加されるニオブまたはニオブ酸化物あるいはニオブ化合物（硫化物等）からなる粒子の平均粒径は０.０００５μｍ〜５００μｍ程度の範囲が適切であり、０.１μｍ〜１０μｍの範囲がより好ましい。ニオブまたはニオブ酸化物あるいはニオブ化合物の粒子は５００μｍを超える大きさの粒子になると電極に塗布すること自体が困難となりやすく（塗布層自体が２００〜数１００μｍ程度であるため）、０.０００５μｍ未満の粒子径ではニオブなどの粒子と活性炭の均一分散が困難となり易く、各粒子の結合性、活性炭との接合性のコントロールが難しくなり、ニオブなどの粒子同士で集合を生じたり、バインダーの中に取り込まれたりする可能性が高くなり、エネルギー密度の低下を引き起こすおそれがある。
前記カーボン粒子は多孔質体である活性炭どうしの電気的接触を良好にするために添加する。その粒径は、０.０１〜１０μｍ程度が好ましく、０.０１〜１μｍ程度がより好ましい。
前記集電体層１２には、先に説明した主要物質に加え、更に、酸化マンガン、酸化コバルト、酸化チタン、酸化ニッケル、窒化モリブデン等の添加物の１種または２種以上を必要量添加しても差し支えない。また、これらの添加物質とは別に、酸化バナジウム、酸化ルテニウム、コバルト酸リチウム等の添加物の１種または２種以上を必要量添加しても差し支えない。
【００１６】
前記電解液１０は電気二重層型のコンデンサに一般的に使用されている種類の電解液で差し支えない。例えば、４級アミン塩のポリカーボネート溶液あるいは特開２００２−１１８０３６号に開示されているプロピレンカーボネート溶液など、あるいは、過塩素酸テトラエチルアンモニウム、ホウフッ化テトラエチルアンモニウム等の４級アンモニウム塩等、一般に使用されているものを用いることができる。
【００１７】
また、前記蓋板９に接続された一方の端子電極７は蓋板９で収容体６の開口部を閉じた状態において収容体６の内部において陽極となるべき一方の電極体３に電気的に接続され、他方の端子電極８は収容体６の内部において陰極となるべき他方の電極体４に電気的に接続され、それぞれ外部取出電極としての陽極と陰極とされている。
【００１８】
図１に示す構造の本体部５は前記収容体６の内部に電解液１０を充填した状態において充電された場合は、図２にモデル的に示す電気化学二重層の状態とされる。図２に示す状態では、集電体３、４の表面と電解液１０との界面部分に個々にイオン１６が存在されてその領域に電気二重層１５が形成され、電荷が蓄積されている。ここでの容量は集電体１２に含まれている多孔質体である活性炭の表面積に依存し、耐圧は電解液１０の分解電圧に依存する。
即ち、電離したイオンを含む電解液１０に活性炭などの多孔質体の粒子を含む集電体１２が浸されている状態において、電源が接続されていない状態でイオンがばらばらに拡散されていた状態から、端子電極７、８に電源を接続して通電状態にすると、電子が陰極側に移動し、正に帯電した正孔が生成され、この正孔には陰イオンが、電子には陽イオンが引きつけられ、正孔と陰イオン、電子と陽イオンはおよそ数オングストロームという極小の隙間を介して対向し、満充電の一種のコンデンサ状態を維持する。従って先の多孔質体の活性炭の表面積の大きさが有効となり、表面積が大きいほど電荷の蓄積量が増大する。なお、この状態は電源を端子電極７、８から外した状態においても維持され、通常の２次電池と異なり、化学反応を利用することなく電気を電気のまま蓄えた状態となる。
その後、端子電極７、８に電子機器などを接続して放電を行えば、電子が陽極に戻り始め、正孔が無くなってゆき、これに応じてイオンが電解液１０中に再び拡散してゆき、初期状態に戻ることになる。
【００１９】
そして、先に示す構造の電解化学デバイスＡで用いられているニオブまたはニオブ酸化物あるいはニオブ化合物の粒子は、その表面での電解液との反応において、酸素の脱吸収作用を有し、その作用が疑似化学的イオン授受を誘発し（インターカレーション的効果）、この結果として大幅な電気容量増大を生み、蓄電性能と放電効果の著しい向上効果を発揮させる。
また、水素イオンに対してもニオブ及びニオブ酸化物は疑似電気化学的なイオン授受を誘発する作用を奏し、それによっても電気化学デバイスＡの更なる電気容量の増大をもたらす。
【００２０】
従って先の構成の電気化学デバイスＡでは２次電池並みの高いエネルギー密度を有するとともにキャパシタが本来有する高いパワー密度を有し、両方の特性を両立することができる画期的な電気化学デバイスを提供することができる。
先の構成の電気化学デバイスＡにおいては、多孔質体の活性炭の粒子のみで電気二重層を構成するタイプの従来の電気化学デバイスの蓄電性能と疑似イオン的な授受については殆ど同じ作用を奏するので、出力特性は電気二重層を構成するタイプの従来の電気化学デバイスの性能とほぼ同等であり十分に優れ、安定している。その上でニオブまたはニオブ酸化物あるいはニオブ化合物を添加した効果により２次電池並みの高いエネルギー密度を発揮する。また、水素イオンに対してもニオブまたはニオブ酸化物あるいはニオブ化合物は疑似電気化学的なイオン授受を誘発する作用を奏し、それによっても更なる電気容量の増大をもたらす。
更に、先に説明したように電気化学二重層を用いた充放電サイクルでは充放電の全工程に渡り電気化学デバイスＡの各構成材料に変化は一切生じないので、充放電サイクルを繰り返しても化学反応による発熱や劣化が無く、高効率かつ長寿妙な特徴を有し、しかも先の優れた特徴を有する。
従って先の構成の電気化学デバイスＡでは、２次電池並みの高いエネルギー密度を有するとともにキャパシタが本来有する高いパワー密度を有し、両方の特性を両立することができる上に、２次電池と異なり、劣化を生じるおそれが少なく、寿命の面でも優れた画期的な電気化学デバイスを提供することができる。
【００２１】
図４は本発明を積層型の電気化学デバイスに適用した第２の実施の形態を示すもので、この形態の電気化学デバイスＢは先の第１の実施形態で用いた電極体３、あるいは電極体４と同等の断面構造であるが形状が巻き型ではなく、これらを矩形状に形成してなる電極体２０の複数枚と、先の第１の実施形態のセパレータ１、２と同等の構造であるが巻き型ではなく矩形状としたセパレータ２１とを複数枚交互に積層して図示略の箱形の収容体に収容し、積層方向の一方の端部に設けた電極体２０に負極側の端子電極２２を電気的に接続して設け、積層方向の他方の端部に設けた電極体２０に端子電極２３を電気的に接続して設け、図示略の収容体に電解液を充填して構成されたものである。
先に説明した第１の形態の電極体３、４はアルミニウム箔などからなる帯状の導電体１１の表裏面両側に集電体層１２が設けられた図３に示すものであるので、この形態の電極体２０においても同等の積層構造とされる。
図４に示す構造の電気化学デバイスＢにおいても先に説明した巻き型の電気化学デバイスＡと同等の作用効果、即ち、電気二重層キャパシタに近いパワー密度とリチウムイオン二次電池に近いエネルギー密度とを備えた全く新しい電気化学デバイスを得ることができる。従ってこの形態においても電気二重層キャパシタとリチウムイオン二次電池それぞれの欠点を補い、それぞれの長所を活かした電気化学デバイスを提供できる。
【実施例】
【００２２】
「実施例１」
陽極用の金属箔あるいは陰極用の金属箔として、純度９９％、２０μｍ厚みのアルミニウム箔を６％塩酸溶液にて６０Ｈｚ交流電流により電解エッチング処理を施し、充分洗浄し乾燥させた。（エッチドアルミニウム箔）
陽極用あるいは陰極用の金属箔に対し、平均粒径１.２μｍの一酸化ニオブ粒子と、コバルト酸リチウムの混合物、活性炭粒子（武田薬品商品名：ＫＰ）と、平均粒径１.５μｍのカーボン粒子と、バインダーとしてＰＶＤＦ（ポリビニリデンフルオライト）を重量比で５：４：１：１の割合で混練し、溶媒を添加して先のエッチドアルミニウム箔に塗布し、乾燥、プレスなどの工程を行って金属箔上に１００μｍの厚さの集電体層を形成して電極体とした。
これらの集電体層形成済みの金属箔を電解紙をセパレータとして交互に巻回し、素子を作製し、樹脂製の収容体に収容し、電解液として４級アミン塩のポリカーボネート溶液を収容体に充填し、端子電極を備えた樹脂製の蓋板を収容体の開口部に装着して実施例１の電気二重層コンデンサ（電気化学デバイス）を形成した。得られた電気二重層コンデンサのパワー密度とエネルギー密度を測定した結果を後述の表１に示す。
【００２３】
「実施例２」
先の実施例１の製造工程と同等の工程を施す際、先に用いた集電体に代えて、平均粒径２.５μｍのニオブ粒子と、活性炭粒子（武田薬品商品名：ＫＰ）と、カーボン粒子と、バインダーとしてＰＶＤＦ（ポリビニリデンフルオライト）を重量比で５：５：１：１の割合で混練し、溶媒を添加して先のエッチドアルミニウム箔に１００μｍの厚さになるように塗布し、乾燥、プレスなどの工程を行って金属箔上に集電体層を形成して電極体とした。
これらの電極体を用いて実施例１と同等の工程で電気二重層コンデンサ（電気化学デバイス）を形成した。得られた電気二重層コンデンサのパワー密度とエネルギー密度を測定した結果を後述の表１に示す。
【００２４】
「比較例１」
先の実施例１の工程において、先に用いた集電体に代えて、活性炭粒子（武田薬品商品名：ＫＰ）と、マンガン酸リチウムの混合物、カーボン粒子と、バインダーとしてＰＶＤＦ（ポリビニリデンフルオライト）を重量比で９：１：１の割合で混練し、溶媒を添加して先のエッチドアルミニウム箔に１００μｍの厚さになるように塗布し、乾燥、プレスなどの工程を行って金属箔上に集電体層を形成して電極体とした。
これらの電極体を用いて実施例１と同等の工程で電気二重層コンデンサ（電気化学デバイス）を形成した。得られた電気二重層コンデンサのパワー密度とエネルギー密度を測定した結果を後述の表１に示す。
【００２５】
「比較例２」
先の実施例１の工程において、先に用いた集電体に代えて、コバルト酸リチウムと、カーボン粒子と、グラファイト粒子とバインダーとしてＰＶＤＦ（ポリビニリデンフルオライト）を重量比で９：１：０.２：１の割合で混練し、溶媒を添加して先のエッチドアルミニウム箔に１００μｍの厚さになるように塗布し、乾燥、プレスなどの工程を行って金属箔上に集電体層を形成し、陽極用の電極体とした。また、先の比較例１において製造した電極体を陰極用の電極体として使用した。
これらの陽極用と陰極用の電極体を用いて実施例１と同等の工程で巻き込み、収容体の内部に収容し、電解液を満たして簡易蓄電器を構成し、特性評価に供した。得られた簡易蓄電器のパワー密度とエネルギー密度を測定した結果を後述の表１に示す。
【００２６】
「表１」
エネルギー密度（ＷＨ／Ｋｇ）    パワー密度（Ｗ／Ｋｇ）
実施例１          ２１.５                        ３５３０
実施例２          ２７.８                        ２７６０
比較例１            ６.５                          ５１０
比較例２            １.２                        ３８００
【００２７】
表１に示す如く本発明の実施例１、２に係る試料はパワー密度（Ｗ／Ｋｇ）においてリチウムイオン２次電池に相当する構成の比較例２の試料と同等、あるいはそれよりも若干低いが一般に知られる鉛蓄電池よりも遙かに優れた特性を示すと同時に、一般的な電気２重層コンデンサに相当するエネルギー密度を有する比較例１の試料に比べて遙かに高い値（３.３倍〜４.３倍）を示した。勿論、エネルギー密度で見ると２次電池に相当する比較例２の試料の１８倍〜２３倍もの高い値を示す。
従って本発明の実施例に係る電気化学デバイスは、パワー密度（Ｗ／Ｋｇ）において一般のリチウムイオン２次電池並の特性を有するとともに、エネルギー密度（ＷＨ／Ｋｇ）において一般の電気二重層コンデンサの数倍以上の特性を発揮する優れた電気化学デバイスであることが立証された。
なお、エネルギー密度において実施例１、２の試料と比較例２の試料を比較した場合、同等のパワー密度を得る場合に、エネルギー密度において１８倍〜２３倍も値が高いと言うことは、換言すると同等のパワー密度を得るための充電時間を１／１８〜１／２３に短縮できるとも解釈できるので、本発明により２次電池と同等のパワー密度を確保できる上に、充電時間の大幅な短縮を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明において先の第１の実施の形態で適用した巻き型の構造の電気化学デバイスは、これまで述べてきたように充放電性能に優れた電気化学デバイスとして、コンデンサの用途、２次電池の用途に好適であり、それらの場合に、パソコン、携帯電話等のメモリバックアップ電源として、ソーラーシステム、ノートパソコン等の補助電源として、自動車ランプ類の電源、自動歯ブラシ、シェーバー等の電池の代換えなどとして広い範囲で有用である。
また、先の第２の実施の形態で適用した積層型の構造の電気化学デバイスは、これまで述べてきたように充放電性能に優れた電気化学デバイスとして、電気自動車、ハイブリッド自動車の回生システム、自動車用バッテリーの補助電源として、パソコン停止時のバックアップ電源として、ノートパソコンのハードディスクの起動補助電源として、道路用発光システム電源として、発電所夜間電源回収補助装置として、その他のパワーエレクトロニクス関連の電源などとして広い範囲で有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は本発明に係る電気化学デバイスの一形態を示す分解斜視図。
【図２】図２は図１に示す電気化学デバイスの電気二重層部分の構成と作用概念を示す構成図。
【図３】図３は集電体層を導電体の表裏両面に備えた電極体の構成図。
【図４】図４は本発明に係る積層型の電気化学デバイスの一形態を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
【００３０】
Ａ…電気化学デバイス、１、２…セパレータ、３、４…電極体、５…本体部、６…収容体、７、８…電極体、９…蓋板、１０…電解液、１１…導電体、１２…多孔質体、１５…電気二重層、１６…イオン。
【図１】
2005223155.tif 000003
【図２】
2005223155.tif 000004
【図３】
2005223155.tif 000005
【図４】
2005223155.tif 000006