(57)【要約】本発明の電気二重層コンデンサの製造方法は、電解液の合成に際して、溶質を溶媒に溶解したモデルを想定し、シミュレーションによって耐電圧を予測し、耐電圧が目標値を超えると予測された電解液のみを選択的に合成し、この電解液の耐電圧を有効に活用するために正極と負極の表面積を調整するものであり、電解液開発における開発時間を大幅に短縮することが出来、かつ、耐電圧の高い電気二重層コンデンサを効率よく開発することができる。
2005027159.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解液、正極および負極を備える電気二重層コンデンサの製造方法であって、
シミュレーションを用いて前記電解液を選択する第一プロセスと、
前記正極および前記負極の表面積を設定する第二プロセスを有し、
前記第一プロセスは、前記電解質を構成するカチオン、アニオンおよび溶媒を選択する第１ステップと、
前記カチオンと前記アニオンからなる会合体の安定状態のエネルギーを算出して第１値を求める第２ステップと、
前記会合体が還元されたときのエネルギーを算出して第２値を求め、かつ、前記会合体が酸化されたときのエネルギーを算出して第３値を求める第３ステップと、
前記第１値から前記第２値を減算して第４値を求め、かつ、前記第３値から前記第１値を減算して第５値を求める第４ステップと、
前記第５値から前記第４値を減算して第６値を求める第５ステップと、
前記第６値が所定の目標値を超えているか否かを判定する第６ステップと、
を有するプロセスであり、
前記第二プロセスは、選択した前記電解質の前記第６値に基づき、前記正極および前記負極の表面積を設定するプロセスであることを特徴とする製造方法。
【請求項２】
前記会合体が前記カチオンと前記アニオンからなる二量体であることを特徴とする請求項１記載の電気二重層コンデンサの製造方法。
【請求項３】
前記第２ステップが、前記カチオン単独、前記アニオン単独および前記会合体毎に、安定状態のエネルギーを算出して前記第１値を求めるステップであり、
前記第３ステップが、前記カチオン単独、前記アニオン単独および前記会合体毎に前記第２値および前記第３値を求めるステップであり、
前記第４ステップが、前記カチオン単独、前記アニオン単独および前記会合体毎に前記第４値と前記第５値を求めるステップであり、
前記第５ステップが、前記第５値のうちの最大の第５から、前記第４値のうちの最小の第４値を減算して前記第６値を求めるステップである
ことを特徴とする請求項１記載の電気二重層コンデンサの製造方法。
【請求項４】
前記会合体が、前記カチオンと前記アニオンからなる二量体および三量体から選ばれる少なくとも一を含むことを特徴とする請求項３記載の製造方法。
【請求項５】
前記三量体が、１分子の前記カチオンと２分子の前記アニオンとからなる三量体、または２分子の前記カチオンと１分子の前記アニオンとからなる三量体であることを特徴とする請求項４記載の製造方法。
【請求項６】
前記正極および前記負極が、ヤシ殻系またはフェノール樹脂系の活性炭を用いて形成されることを特徴とする請求項１記載の製造方法。
【請求項７】
前記正極および前記負極が、原材料と賦活方法の少なくとも一方が異なる活性炭を用いて形成されることを特徴とする請求項１記載の製造方法。
【請求項８】
前記第二プロセスが、前記正極と前記負極が異なる表面積を有するように設定するプロセスであることを特徴とする請求項１記載の製造方法。
【請求項９】
前記正極および前記負極が二種類以上の異なる活性炭の混合物を用いて形成され、
前記第二プロセスが、前記正極と前記負極とを、それぞれ前記活性炭の種類または配合比率の異なる混合物用いて形成することにより、前記表面積を設定するプロセスであることを特徴とする請求項１記載の製造方法。
【請求項１０】
前記正極および前記負極の少なくとも一方が多孔質導電材料からなることを特徴とする請求項１記載の製造方法。
【請求項１１】
前記電気二重層コンデンサが活性炭、導電補助剤およびバインダからなる電極体を有し、
前記第二プロセスが、前記電極体の密度、縦横の長さおよび厚みから選ばれる少なくとも一の値を調整することにより正極および負極の表面積を設定するプロセスであることを特徴とする請求項１記載の製造方法。
【請求項１２】
活性炭を用いて形成される正極および負極並びに電解液を備える電気二重層コンデンサの製造方法であって、
溶質を溶媒に溶解させたモデルにおいて、前記溶質を構成するカチオンとアニオンとからなる複数の異なる会合体の形成と、前記会合体を形成しない単独のカチオンおよび単独のアニオンの形成を想定するステップと、
前記複数の異なる会合体と前記単独のカチオンおよび前記単独のアニオン毎に、安定状態におけるエネルギーを算出して複数の第１値を求めるステップと、
前記複数の異なる会合体と前記単独のカチオンおよび前記単独のアニオンのそれぞれについて、還元のエネルギー及び酸化のエネルギーを算出して複数の第２値、第３値を求めるステップと、
前記複数の異なる会合体と前記単独のカチオンおよび前記単独のアニオン毎に第１値から第２値を減算して複数の第４値を求めると共に、それぞれの第３値から第１値を減算して複数の第５値を求めるステップと、
前記複数の異なる会合体と前記単独のカチオン及び前記単独のアニオンについて求められた前記第４値の中から最大の第４値を選択し、かつ、求められた第５値の中から最小の第５値を選択し、さらに前記最小の第５値から前記最大の第４値を減算して第６値を求めるステップと、
前記第６値が目標値よりも高い電解液を選択するステップと、
選択された前記電解液中に前記正極と負極を浸漬した状態で、正極側耐電圧と負極側耐電圧をそれぞれ測定するステップと、
前記正極側耐電圧と前記負極側耐電圧を加算した値を最大化するように、
前記第６値に基づいて前記正極および前記負極の表面積を設定するステップと
を有する製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、各種電子機器に用いられる電気二重層コンデンサの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  電気二重層コンデンサにおいては、高い耐電圧が要求される。電解液を合成する従来の方法は、より高い耐電圧が得られるように、想定される数多くの溶質と溶媒を組み合わせて電解液を合成するというものである。合成後に、合成した電解液の耐電圧を測定し、この電解液が目標とする耐電圧を満たすものであるか否かを評価していた。このような試行錯誤を繰り返して電解液を合成し、合成した電解液の耐電圧を有効に活用するために正極と負極の電極量を調整することにより、電気二重層コンデンサが製造されていた。【０００３】  従来の技術において問題となるのは、電解液の開発に極めて長い時間を要してしまうということである。すなわち、（１）想定される数多くの溶質及び溶媒の中から、適当な溶質と溶媒を選択し、（２）選択した溶媒を溶質に溶解させて電解液を合成し、（３）合成した電解液の耐電圧を測定するというプロセスを何度も繰り返した後に、漸く目標とする電解液を入手できるというものであった。従って、目標とする電解液を完成するには極めて長い時間を要し、結果として、電気二重層コンデンサの開発が遅れるという原因になっていた。
【発明の開示】
【０００４】  本発明の電気二重層コンデンサ製造方法は、電解液、正極および負極とを備えるコンデンサの製造方法である。電解液の合成のステップは、（１）溶質を溶媒に溶解させたモデルを想定する、（２）溶質を構成するカチオンとアニオンが会合体を形成し、安定状態にあるときの前記会合体の第１エネルギーを算出して第１値を求める、（３）この会合体が還元されたとき及び酸化されたときの、第２、第３エネルギーを算出して第２値、第３値を求める、（４）第１値から第２値を減算して第４値を求めると共に、第３値から第１値を減算して第５値を求める、（５）第５値から第４値を減算して第６値を求める、（６）この第６値が目標値よりも高い電解液を選択する、というものである。さらに、（７）この電解液中に正極、負極を浸漬した状態で、正極側および負極側それぞれにおける、正極側耐電圧と負極側耐電圧を測定する、（８）この正極側耐電圧と負極側耐電圧の測定値を加算した値を最大化し、前記電解液の第６値を有効に活用できるように、正極および負極の表面積を設定する、というステップを含む。本発明の電気二重層コンデンサの製造方法により、電解液の開発時間を短縮することが可能となり、耐電圧特性を最大限有効に活かすことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００５】［図１］図１は本発明の一実施形態に係る電気二重層コンデンサの断面図である。
［図２］図２は本発明の一実施形態に係る電気二重層コンデンサの斜視図である。
［図３］図３は本発明の一実施形態に係る電気二重層コンデンサ要部の斜視図である。
［図４］図４は本発明の一実施形態に係る電気二重層コンデンサ要部の拡大断面図である。
［図５］図５は本発明の一実施形態に係る電気二重層コンデンサ要部のモデル化した図である。
［図６］図６は本発明の一実施形態に係る電気二重層コンデンサ要部のモデル化した図である。
［図７］図７は本発明の一実施形態に係る電気二重層コンデンサの製造方法のフローチャートである。
［図８］図８は本発明の一実施形態に係る電気二重層コンデンサの電解液の模式図である。
［図９］図９は本発明の他の実施形態に係る電気二重層コンデンサの電解液の模式図である。
［図１０］図１０は本発明の他の実施形態に係る電気二重層コンデンサの製造方法のフローチャートである。
［図１１］図１１は電気二重層コンデンサの正極と負極の電極体の模式図である。
［図１２］図１２は電気二重層コンデンサの正極と負極の静電容量の模式図である。
【符号の説明】
【０００６】  １  外装ケース
２  素子
３  封止ゴム
４  電解紙
５，６  集電体金属
７Ａ，７Ｂ  活性炭
８  電解液
９  カチオン
１０  アニオン
１１  電源
１０１  負極
１０２  正極
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】  本発明の電気二重層コンデンサの製造方法は、電解液を合成する場合に、シミュレーションによって耐電圧が目標値を超えると予測された電解液のみを実際に合成する方法であって、電解液開発における試行錯誤の繰り返しを削減し、開発時間を大幅に短縮することが出来る。また、開発した電解液の耐電圧を最大限引き出すために正極と負極の表面積を調整することで、高耐電圧な電気二重層コンデンサの製造を極めて効率的に行うことが可能となる。【０００８】  すなわち、実際に想定される溶質と溶媒を無作為に選択し、溶質を溶媒中に溶解させて電解液を試行錯誤的に合成する従来の方法とは異なり、本発明の電気二重層コンデンサの製造方法は、シミュレーションを活用する方法である。具体的には、（１）溶質を溶媒中に溶解させたモデルを想定する、（２）このモデルから耐電圧を算出する、（３）算出した値が目標値よりも高い場合のみ、実際にその溶質を溶媒中に溶解させて電解液を合成する、（４）合成した電解液中に正極と負極をそれぞれ浸漬した状態で、正極側および負極側それぞれにおける、正極側耐電圧と負極側耐電圧を測定する（５）この正極側耐電圧と負極側耐電圧の測定値を加算した値を最大化し、電気二重層コンデンサの耐電圧を有効に活用できるように、正極および負極の表面積を設定する、という方法である。【０００９】  本発明の電気二重層コンデンサの製造方法は、無作為に溶質と溶媒とを組み合わせて電解液を合成する従来の方法に較べると、極めて高い確率で、目標とする耐電圧を有すると予測できる電解液のみを合成することが出来る。さらに、正極および負極の表面積を設定することによって、合成した電解液の耐電圧を最大限有効に活用することが出来る。その結果、高耐電圧を有する電気二重層コンデンサの開発に必要な時間を大幅に短縮することができる。【００１０】  以下、本発明の実施形態を図１から図１０に従って説明する。【００１１】  （第１の実施形態）
図１〜４は電気二重層コンデンサの一例を示したものである。すなわち、電気二重層コンデンサは、外装ケース１内に素子２が封止ゴム３を用いて封入された構成である。図３と図４に示すように、素子２は、帯状の電解紙４の表裏面に帯状の集電体金属５，６を合わせたものを渦巻き状に巻き付けたものであって、集電体金属５，６の電解紙４側には活性炭７Ａ，７Ｂが設けられている。そして、集電体金属５，６間には外装ケース１内に充填された電解液８が存在している。【００１２】  本実施形態においては、前記電解液８をシミュレーションによって選択し、その上で、電解液を実際に合成する。シミュレーションには分子軌道計算を用いることができる。プログラムコードはＭＯＰＡＣ９３（Ｆｕｊｉｔｓｕ  Ｃｏ．，Ｌｔｄ）のやＧＡＵＳＳＩＡＮ９８（Ｇａｕｓｓｉａｎ  Ｉｎｃ．）などの利用が可能である。この手続きを図５以降の図面を用いて説明する。【００１３】  図５は、図４の電気二重層コンデンサをモデル化したものであり、集電体金属５，６間に電解液８が存在することを想定している。図５の状態は集電体金属５，６間に電圧が印加されていない状態であるので、電解液８内のカチオン９とアニオン１０は分散された状態で存在している。【００１４】  図６は集電体金属５，６間に電源１１を接続した状態を示している。このように集電体金属５に電源１１のマイナス極、集電体金属６に電源１１のプラス極がそれぞれ接続されると、集電体金属５の内側に設けられた活性炭７Ａの表面には、カチオン９が活性炭７Ａ表面のマイナス電荷によって引き付けられた状態となる。一方、集電体金属６の内側に設けられた活性炭７Ｂの表面には、アニオン１０が活性炭７Ｂ表面のプラス電荷によって引き付けられた状態となる。【００１５】  以上説明したように、集電体金属５，６間に電圧を印加すると、集電体金属５，６の内側に設けられた活性炭７Ａ，７Ｂの表面には、マイナス電荷によってカチオン９が引き付けられ、プラス電荷によってアニオン１０がそれぞれ引き付けられる結果、この電気二重層コンデンサにエネルギーが蓄積される。カチオン９と前記マイナス電荷との間に、ある一定値ＶＥ以上の電位差が印加されると、集電体金属５の内側に設けられた活性炭７Ａの表面から電子が電解液８へと移動する。また、一定値Ｖ０以上の電位差が印加されると、集電体金属６の内側に設けられた活性炭７Ｂの表面に電解液８から電子が移動することになる。電気二重層コンデンサにおける耐電圧とは、前記ＶＥと前記Ｖ０を加算したＶＷすなわち電位窓の大きさを意味する。【００１６】  電気二重層コンデンサの耐電圧は電解液８によって大きく左右される。従って、高い耐電圧を確保するためには、電解液８としてどんな化学種を選択するかについて検討しなければならない。第１の実施形態においては、図７に示す手続きに従って電解液８を開発した。【００１７】  ステップ７ａは、電解液を選択するステップである。電解液は図８に例示するように、カチオン９とアニオン１０と溶媒１２によって構成されているものとする。図８は、カチオン９がテトラエチルアンモニウム、アニオン１０がテトラフルオロボレート、溶媒１２がプロピレンカーボネートである場合を例示する。こ��らは、電解質の組合せの一例であり、他にも、多様な組合せが可能である。【００１８】  ステップ７ｂは、カチオン９とアニオン１０が溶媒１２中に溶解させたモデルを想定するステップである。第１の実施形態においては、カチオン９とアニオン１０が会合体を形成しているモデルを想定しており、かつ、この会合体が１つのカチオン９と１つのアニオン１０からなる二量体を形成しているものとする。この溶質を溶媒中に溶解させたモデルは、一例として、溶媒を分極性連続体として近似してその連続体の内部に溶質を格納することによって想定することができるが、これに限定することはない。【００１９】  ステップ７ｃは、カチオン９とアニオン１０が会合体を形成して安定状態にある時の会合体の第１エネルギーを、シミュレーションを用いて算出することにより第１値を求めるステップである。【００２０】  ステップ７ｄは、会合体が還元されたときの第２エネルギー及び酸化されたときの第３エネルギーを算出して、それぞれ第２値、第３値を求めるステップである。会合体が還元されたときとは、図６に示した集電体金属５の内側に設けられた活性炭７Ａの表面近くに存在する会合体に、前記活性炭７Ａから電子が移動した状態を意味する。一方、会合体が酸化されたときとは、集電体金属６の内側に設けられた活性炭７Ｂの表面近くに存在する会合体から、前記活性炭７Ｂに電子を移動した状態を意味する。会合体が還元または酸化され、集合体金属５，６に貯えられたマイナス及びプラスの電荷が電解液８中に移動することによって、電気二重層コンデンサに貯えられたエネルギーが放出される。このとき、会合体を形成しているカチオン９とアニオン１０はラジカルに近い状態となり、化学反応を起こしやすく、電解液８が破壊されやすい状態となる。【００２１】  ステップ７ｅは、第４値と第５値を求めるステップである。第１値から第２値を減算して求められる第４値は集電体金属５側で会合体が還元される際のエネルギーの利得を意味する。一方、第３値から第１値を減算して求められる第５値は集電体金属６側で会合体が酸化される際のエネルギーの損失を意味する。【００２２】  ステップ７ｆは、第６値を求めるステップである。第５値から第４値を減算して求められる第６値が予測される電位窓の大きさＶＷ、すなわち電気二重層コンデンサの耐電圧に相当する。【００２３】  ステップ７ｇは判定ステップである。すなわち、算出した第６値を目標値と比較し、目標値よりも高い値である場合に、選択したカチオン９とアニオン１０と溶媒１２からなる電解液が、耐電圧の高い電気二重層コンデンサを製造する場合に適切なものであると判定する。【００２４】  ステップ７ｈは、電解液を合成するステップである。ステップ７ａからステップ７ｇによって特定された化学種を用いて、カチオン９とアニオン１０を溶媒１２中に溶解させて実際に電解液を合成する。【００２５】  ステップ７ｉは、活用ステップである。合成された電解液の耐電圧を測定し、シミュレーションで予測された耐電圧が、実用上問題の無い誤差範囲で得られていることが確認できた場合、この電解液を電気二重層コンデンサの電解液として活用する。【００２６】  以上の方法で作製した電解液に、例えば活��炭で作製した正極と負極を浸漬し、電気二重層コンデンサを作製する。この電気二重層コンデンサの電極間に電圧を印加する場合には、正極側と負極側にかかる電圧がそれぞれ酸化電位Ｖ０と還元電位ＶＲを上回らないように制御する必要が有る。それによって、電解液の酸化還元を防ぎ、電気二重層コンデンサの特性劣化を抑制することが出来る。この条件の下で、電極間に印加できる電圧を最大化するために、正極電圧がＶ０のとき負極電圧がＶＲとなり、電極間電圧がＶ０＋ＶＲになるように、正極と負極の表面積を調整する。以下、その調整方法の一例を示す。【００２７】  電極に活性炭を用いる場合を考える。負極と正極の表面積はそれぞれの活性炭量に比例する。ここで、図１１に示すように、負極１０１の活性炭量をＳ１、正極１０２の活性炭量をＳ２とし、図１２に示すように、負極１０１の静電容量をＣ１、正極１０２の静電容量をＣ２と表す。これら静電容量は活性炭量に比例するだけでなく、電荷蓄積を担う電解液イオンの種類にも依存する。いま、カチオン固有の変数α１とアニオンの固有の変数α２を導入し、Ｃ１＝α１Ｓ１、Ｃ２＝α２Ｓ２と表すものとする。電極間に電圧を印加したとき、負極１０１にＶ１、正極１０２にＶ２の電圧がかかり、負極１０１と正極１０２に蓄積される電荷を共にＱであるとすると、Ｑ＝Ｃ１Ｖ１、Ｑ＝Ｃ２Ｖ２であるから、Ｖ２／Ｖ１＝Ｃ１／Ｃ２＝（α１Ｓ１）／（α２Ｓ２）となる。一般に、以下の関係が成立する。
Ｖ１＋Ｖ２≦Ｖ０＋ＶＲ
上記関係式で、（Ｖ１＋Ｖ２）値と（Ｖ０＋ＶＲ）値が等しい時に、電気二重層コンデンサの特性劣化を抑制できる最大電圧を印加したことになる。この時には、Ｖ１＝Ｖ０、Ｖ２＝ＶＲであることから、ｒは次のように表される。
ｒ≡ＶＲ／Ｖ０＝（α１Ｓ１）／（α２Ｓ２）
正極と負極の活性炭の総量を一定とし、Ｓ０＝Ｓ１＋Ｓ２とし、Ａ＝α１／α２とすると、Ｓ１およびＳ２はそれぞれ以下のように表される。
Ｓ１＝ｒ／（Ａ＋ｒ）Ｓ０
Ｓ２＝Ａ／（Ａ＋ｒ）Ｓ０
Ａ値は、予め負極１０１と正極１０２の電極表面積、すなわち電極量が分かっている電気二重層コンデンサの電極間に電圧を印加したとき、負極１０１と正極１０２にかかる電圧を測定することによって算出することができる。【００２８】  以上の方法で、ある電解液と活性炭電極を組み合わせた電気二重層コンデンサに対し、この電気二重層コンデンサの耐電圧を最大化するように、電極表面積の調整を行うことができる。電極表面積は、活性炭、導電補助剤およびバインダからなる電極体の密度、厚みまたは縦横の長さの何れかを変化させることによって調整することができる。また、活性炭の種類の違い、すなわち活性炭を作る炭素材料の種類や賦活方法の違いによって、活性炭の単位重量当たりの利用可能な表面積が異なる。従って、種類の異なる活性炭を負極と正極に用いることによって、電極表面積を調整することができる。また、二種類以上の異なる活性炭を混合し、正極と負極でその種類と量を変えることによって電極表面積を調整することができる。さらに、活性炭以外にも、種々の多孔質材料を用いて電極を形成し、電極表面積を調整することも可能である。【００２９】  以上のように、実施の形態１を用いて説明した本発明の電気二重層コンデンサの製造方法は、電解液８の開発に際して、従来のように数多くの試行錯誤を繰り返す必要が無いという有利な効果を有する。すなわち、耐電圧の高いことが予測される電解液を前もってシミュレーションで選択し、そしてその選択された数少ない電解液を実際に合成するというものである。このような手続きをとることによって、電解液８の開発時間を大幅に短縮することができる。また、前述のようにカチオン９とアニオン１０を溶媒１２中に溶解させたモデルを想定することによって、電解液の耐電圧を高い精度で予測できる。さらに、これらの電解液の耐電圧を最大限引き出すために、電極表面積の調整を行うステップを有することにより、高耐電圧の電気二重層コンデンサの製造を効率的に行うことが出来る。【００３０】  （第２の実施形態）
図１０を用いて、電気二重層コンデンサの製造方法に関する他の実施の形態を説明する。【００３１】  ステップ１０ａは、電解液を選択するステップである。電解液は図９に例示すように、カチオン９とアニオン１０と溶媒１２によって構成されているものとする。図９は、カチオン９がテトラエチルアンモニウム、アニオン１０がテトラフルオロボレート、溶媒１２がプロピレンカーボネートである場合を例示しているが、これらは一例であり、選択した電解液によって異なってもよい。【００３２】  ステップ１０ｂは、カチオン９とアニオン１０を溶媒１２中に溶解させたモデルを想定するステップである。第２の実施形態においては、カチオン９とアニオン１０が形成する複数の異なる会合体として、１つのカチオン９と１つのアニオン１０からなる二量体Ａと、１つのカチオン９と２つのアニオン１０からなる三量体Ｂと、２つのカチオン９と１つのアニオン１０からなる三量体Ｃを想定すると共に、会合体を形成していない単独のカチオン９であるカチオンＤと、会合体を形成していない単独のアニオン１０であるアニオンＥを想定する。ここで、カチオン９とアニオン１０の会合体として、二量体Ａ、三量体Ｂ及び三量体Ｃ以外にも、存在する可能性のある任意の会合体のモデルを想定しても良い。また逆に、二量体Ａ、三量体Ｂ、三量体Ｃ、カチオンＤ及びアニオンＥの中に、存在する可能性が無いものがある場合にはそのモデルを除外しても良い。溶質を溶媒中に溶解させたモデルとして、一例として、溶媒を分極性連続体と近似して、その連続体の内部に溶質を格納することを想定しているが、同モデルに限定される訳ではない。【００３３】  ステップ１０ｃＡは、二量体Ａが安定状態にあるときこの二量体Ａの第１Ａエネルギーをシミュレーションにより算出して第１Ａ値を求めるステップである。【００３４】  ステップ１０ｄＡは、第２Ａ値、第３Ａ値を求めるステップである。二量体Ａが還元されたときの第２Ａエネルギー及び酸化されたときの第３Ａエネルギーを算出してそれぞれ第２Ａ値、第３Ａ値を求める。この二量体Ａが還元されたときとは、図６に示した集電体金属５の内側に設けられた活性炭７Ａの表面近くに存在する二量体Ａに、前記活性炭７Ａから電子を移動した状態を意味する。一方、この二量体Ａが酸化されたときとは、図６に示した集電体金属６の内側に設けられた活性炭７Ｂの表面近くに存在する二量体Ａから前記活性炭７Ｂに電子が移動した状態を意味する。【００３５】  ステップ１０ｅＡは、第４Ａ値と第５Ａ値を求めるステップである。第１Ａ値から第２Ａ値を減算して求められる第４Ａ値は集電体金属５側で二量体Ａが還元される際のエネルギーの利得を意味する。一方、第３Ａ値から第１Ａ値を減算して求められる第５Ａ値は集電体金属６側で二量体Ａが酸化される際のエネルギーの損失を意味する。【００３６】  ステップ１０ｃＢは、三量体Ｂが安定状態にあるとき、この三量体Ｂの第１Ｂエネルギーをシミュレーションにより算出して第１Ｂ値を求めるステップである。【００３７】  ステップ１０ｄＢは、第２Ｂ値、第３Ｂ値を求めるステップである。三量体Ｂが還元されたときの第２Ｂエネルギー及び、酸化されたときの第３Ｂエネルギーを算出して第���Ｂ値、第３Ｂ値を求める。この三量体Ｂが還元されたときとは、図６に示した集電体金属５の内側に設けられた活性炭７Ａの表面近くに存在する三量体Ｂに、活性炭７Ａから電子が移動した状態を意味する。また、この三量体Ｂが酸化されたときとは、図６に示した集電体金属６の内側に設けられた活性炭７Ｂの表面近くに存在する三量体Ｂから前記活性炭に電子を移動した状態を意味する。【００３８】  ステップ１０ｅＢは、第４Ｂ値と第５Ｂ値を求めるステップである。第１Ｂ値から第２Ｂ値を減算して求められる第４Ｂ値を求められる第４Ｂ値は、集電体金属５側で三量体Ｂが還元される際のエネルギーの利得を意味する。一方、第３Ｂ値から第１Ｂ値を減算して求められる第５Ｂ値は、集電体金属６側で三量体Ｂが酸化される際のエネルギーの損失を意味する。【００３９】  ステップ１０ｃＣは、三量体Ｂが安定状態にあるときのこの三量体Ｃの第１Ｃエネルギーをシミュレーションにより算出して第１Ｃ値を求めるステップである。【００４０】  ステップ１０ｄＣは、第２Ｃ値、第３Ｃ値を求めるステップである。三量体Ｃが還元されたときの第２Ｃエネルギー及び、酸化されたときの第３Ｃエネルギーを算出して、それぞれ第２Ｃ値、第３Ｃ値を求める。この三量体Ｃが還元されたときとは、図６に示した集電体金属５の内側に設けられた活性炭７Ａの表面近くに存在する三量体Ｃに、活性炭７Ａから電子が移動した状態を意味する。また、この三量体Ｃが酸化されたときとは、図６に示した集電体金属６の内側に設けられた活性炭７Ｂの表面近くに存在する三量体Ｃから前記活性炭７Ｂに電子が移動した状態を意味する。【００４１】  ステップ１０ｅＣは、第４Ｃ値と第５Ｃ値を求めるステップである。第１Ｃ値から第２Ｃ値を減算して求められる第４Ｃ値は、集電体金属側で三量体Ｃが還元される際のエネルギーの利得を意味する。第３Ｃ値から第１Ｃ値を減算して求められる第５Ｃ値は、集電体金属６側で三量体Ｃが酸化される際のエネルギーの損失を意味する。【００４２】  ステップ１０ｃＤは、カチオンＤが安定状態にあるときのこのカチオンＤの第１Ｄエネルギーをシミュレーションにより算出して第１Ｄ値を求めるステップである。【００４３】  ステップ１０ｄＤは、第２Ｄ値、第３Ｄ値を求めるステップである。カチオンＤが還元されたときの第２Ｄエネルギー及び、酸化されたときの第３Ｄエネルギーを算出して、それぞれ第２Ｄ値、第３Ｄ値を求める。このカチオンＤが還元されたときとは、図６に示した集電体金属５の内側に設けられた活性炭７Ａの表面近くに存在するカチオンＤに、前記活性炭７Ａから電子が移動した状態を意味する。また、またこのカチオンＤが酸化されたときとは、図６に示した集電体金属６の内側に設けられた活性炭７Ｂの表面近くに存在するカチオンＤから前記活性炭７Ｂに電子が移動した状態を意味する。【００４４】  ステップ１０ｅＤは、第４Ｄ値と第５Ｄ値を求めるステップである。第１Ｄ値から第２Ｄ値を減算して求められる第４Ｄ値は、集電体金属５側でカチオンＤが還元される際のエネルギーの利得を意味する。第３Ｄ値から第１Ｄ値を減算して求められる第５Ｄ値は、集電体金属６側でカチオンＤが酸化される際のエネルギーの損失を意味��る。【００４５】  ステップ１０ｃＥは、アニオンＥが安定状態にあるときのこのアニオンＥの第１Ｅエネルギーをシミュレーションにより算出して第１Ｅ値を求めるステップである。【００４６】  ステップ１０ｄＥは、第２Ｅ値、第３Ｅ値を求めるステップである。アニオンＥが還元されたときの第２Ｅエネルギー及び、酸化されたときの第３Ｅエネルギーを算出してそれぞれ第２Ｅ値、第３Ｅ値を求める。すなわち、第２Ｅエネルギーを第２Ｅ値とし、第３Ｅエネルギーを第３Ｅ値とする。このアニオンＥが還元されたときとは、図６に示した集電体金属５の内側に設けられた活性炭７Ａの表面近くに存在するアニオンＥに、前記活性炭７Ａから電子が移動した状態を意味する。また、このアニオンＥが酸化されたときとは、図６に示した集電体金属６の内側に設けられた活性炭７Ｂの表面近くに存在するアニオンＥから前記活性炭７Ｂに電子が移動した状態を意味する。【００４７】  ステップ１０ｅＥは第４Ｅ値と第５Ｅ値を求めるステップである。第１Ｅ値から第２Ｅ値を減算して求められる第４Ｅ値は集電体金属５側でアニオンＥが還元される際のエネルギーの利得を意味する。第３Ｅ値から第１Ｅ値を減算して求められる第５Ｅ値は、集電体金属６側でアニオンＥが酸化される際のエネルギーの損失を意味する。【００４８】  ステップ１０ｆは、第６値を求めるステップである。第４Ａ値、第４Ｂ値、第４Ｃ値、第４Ｄ値及び第４Ｅ値から最大の値を選択して第４値とし、第５Ａ値、第５Ｂ値、第５Ｃ値、第５Ｄ値及び第５Ｅ値から最小の値を選択して第５値とする。選択された第５値から第４値を減算して第６値が求められる。この第６値が予測される電位窓の大きさＶＷすなわち電気二重層コンデンサの耐電圧に相当する。つまり、電解液の中には、会合体、単独のカチオンおよび単独のアニオンなどの物質が混在すると想定しているが、それらの物質中で、最も還元または酸化されやすい物質によって電解液の耐電圧が決定されることになる。【００４９】  以上の手続きにおいて、プラス電荷をもつ三量体ＣやカチオンＤなどが、還元される際のエネルギーの利得が十分大きく、第４Ｃ値や第４Ｄ値などが十分小さくなると考えられる場合には、これら第４Ｃ値や第４Ｄ値などを求める必要はなく、ステップ１０ｆにおいて第４値を決定する際にも考慮しなくても良い。また、マイナス電荷をもつ三量体ＢやアニオンＥなどが、酸化される際のエネルギーの損失が十分大きく、第５Ｂ値や第５Ｅ値などが十分大きくなると考えられる場合には、これら第５Ｂ値や第５Ｅ値などを求める必要はなく、ステップ１０ｆにおいて第５値を決定する際にも考慮しなくても良い。【００５０】  ステップ１０ｇは、判定ステップである。すなわち、算出した第６値を目標値と比較し、目標値よりも高い値である場合に、選択したカチオン９とアニオン１０と溶媒１２からなる電解液が、耐電圧の高い電気二重層コンデンサを製造する場合に適切なものであると判定する。【００５１】  ステップ１０ｈは、電解液を合成するステップである。ステップ１０ａからステップ１０ｇによって特定された化学種を用いて、カチオン９とアニオン１０を溶媒１２中に溶解させて実際に電解液を合成する。【００５２】  ステップ１���ｉは、活用ステップである。合成された電解液の耐電圧を測定し、シミュレーションで予測された耐電圧が、実用上問題の無い誤差範囲で得られていることが確認できた場合、この電解液を電気二重層コンデンサの電解液として活用する。【００５３】  以上の方法で作製した電解液に、例えば活性炭で作製した正極と負極を浸漬し、電気二重層コンデンサを作製する。この電気二重層コンデンサの電極間に電圧を印加する場合には、正極側と負極側にかかる電圧がそれぞれ酸化電位Ｖ０と還元電位ＶＲを上回らないように制御する必要が有る。それによって、電解液の酸化還元を防ぎ、電気二重層コンデンサの特性劣化を抑制することが出来る。この条件の下で、電極間に印加できる電圧を最大化するために、正極電圧がＶ０のとき負極電圧がＶＲとなり、電極間電圧がＶ０＋ＶＲになるように、正極と負極の表面積を調整する。以下、その調整方法の一例を示す。【００５４】  電極に活性炭を用いる場合を考える。負極と正極の表面積はそれぞれの活性炭量に比例する。ここで、図１１に示すように、負極の活性炭量をＳ１、正極の活性炭量をＳ２とし、図１２に示すように、負極の静電容量をＣ１、正極の静電容量をＣ２と表す。これら静電容量は活性炭量に比例するだけでなく、電荷蓄積を担う電解液イオンの種類にも依存する。いま、カチオン固有の変数α１とアニオンの固有の変数α２を導入し、Ｃ１＝α１Ｓ１、Ｃ２＝α２Ｓ２と表すものとする。電極間に電圧を印加したとき、負極にＶ１、正極にＶ２の電圧がかかり、負極と正極に蓄積される電荷を共にＱであるとすると、Ｑ＝Ｃ１Ｖ１、Ｑ＝Ｃ２Ｖ２であるから、Ｖ２／Ｖ１＝Ｃ１／Ｃ２＝（α１Ｓ１）／（α２Ｓ２）となる。一般に、以下の関係が成立する。
Ｖ１＋Ｖ２≦Ｖ０＋ＶＲ
上記関係式で、（Ｖ１＋Ｖ２）値と（Ｖ０＋ＶＲ）値が等しい時に、電気二重層コンデンサの特性劣化を抑制できる最大電圧を印加したことになる。この時には、Ｖ１＝Ｖ０、Ｖ２＝ＶＲであることからｒは次のように表される。
ｒ≡ＶＲ／Ｖ０＝（α１Ｓ１）／（α２Ｓ２）
正極と負極の活性炭の総量を一定とし、Ｓ０＝Ｓ１＋Ｓ２とし、Ａ＝α１／α２とすると、Ｓ１およびＳ２はそれぞれ以下のように表される。
Ｓ１＝ｒ／（Ａ＋ｒ）Ｓ０
Ｓ２＝Ａ／（Ａ＋ｒ）Ｓ０
Ａ値は、予め負極と正極の電極表面積、すなわち電極量が分かっている電気二重層コンデンサの電極間に電圧を印加したとき、負極と正極にかかる電圧を測定することによって特定することができる。【００５５】  以上の方法で、ある電解液と活性炭電極を組み合わせた電気二重層コンデンサに対し、この電気二重層コンデンサの耐電圧を最大化するように、電極表面積の調整を行うことができる。電極表面積の調整方法は実施の形態１と同様であるので説明は省略する。【００５６】  以上のように、実施の形態２を用いて説明した本発明の電気二重層コンデンサの製造方法は、電解液８の開発に際して、従来のように数多くの試行錯誤を繰り返す必要が無いという有利な効果を有する。シミュレーションを用いて、高い耐電圧が予測される電解液を選択し、選択された電解液のみを実際に合成することによって、電解液８の開発時間を大幅に短縮できる。また、前述のようにカチオン９とアニオン１０を溶媒１２中に溶解させたモデルを想定することによって、電解液の耐電圧を高い精度で予測することができる。さらに、これらの電解液の耐電圧を最大限引き出すために、電極表面積の調整を行うことによって、高耐電圧の電気二重層コンデンサの製造を効率的に行うことが可能となる。【００５７】  本実施の形態１および２において、第１値〜第３値等を算出するために用いた第１〜第３エネルギー等は、会合体のトータルエネルギーを表している。本実施の形態では、会合体のトータルエネルギーは、電子の運動エネルギー、電子のポテンシャルエネルギーおよび原子核のポテンシャルエネルギーを含む。さらに、原子核の運動エネルギー等を含めて計算しても良い。また、第４値および第５値は、トータルエネルギーの差分を表すものである。
【産業上の利用可能性】
【００５８】  本発明にかかわる電気二重層コンデンサの製造方法は、電気二重層コンデンサに必要な電解液の開発期間を短縮することが出来る方法であり、かつ電解液の耐電圧特性を最大限に引き出すことが出来る方法である。
【図１】
2005027159.tif 000003
【図２】
2005027159.tif 000004
【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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【手続補正書】
【提出日】平成17年1月24日(2005.1.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解液、正極および負極を備える電気二重層コンデンサの製造方法であって、
シミュレーションを用いて前記電解液を選択する第一プロセスと、
前記正極および前記負極の表面積を設定する第二プロセスを有し、
前記第一プロセスは、前記電解質を構成するカチオン、アニオンおよび溶媒を選択する第１ステップと、
前記カチオンと前記アニオンからなる会合体の安定状態のエネルギーを算出して第１値を求める第２ステップと、
前記会合体が還元されたときのエネルギーを算出して第２値を求め、かつ、前記会合体が酸化されたときのエネルギーを算出して第３値を求める第３ステップと、
前記第１値から前記第２値を減算して第４値を求め、かつ、前記第３値から前記第１値を減算して第５値を求める第４ステップと、
前記第５値から前記第４値を減算して第６値を求める第５ステップと、
前記第６値が所定の目標値を超えているか否かを判定する第６ステップと、
を有するプロセスであり、
前記第二プロセスは、選択した前記電解質の前記第６値に基づき、前記正極および前記負極の表面積を設定するプロセスであることを特徴とする製造方法。
【請求項２】
前記会合体が前記カチオンと前記アニオンからなる二量体であることを特徴とする請求項１記載の電気二重層コンデンサの製造方法。
【請求項３】
前記第２ステップが、前記カチオン単独、前記アニオン単独および前記会合体毎に、安定状態のエネルギーを算出して前記第１値を求めるステップであり、
前記第３ステップが、前記カチオン単独、前記アニオン単独および前記会合体毎に前記第２値および前記第３値を求めるステップであり、
前記第４ステップが、前記カチオン単独、前記アニオン単独および前記会合体毎に前記第４値と前記第５値を求めるステップであり、
前記第５ステップが、前記第５値のうちの最大の第５から、前記第４値のうちの最小の第４値を減算して前記第６値を求めるステップである
ことを特徴とする請求項１記載の電気二重層コンデンサの製造方法。
【請求項４】
前記会合体が、前記カチオンと前記アニオンからなる二量体および三量体から選ばれる少なくとも一を含むことを特徴とする請求項３記載の製造方法。
【請求項５】
前記三量体が、１分子の前記カチオンと２分子の前記アニオンとからなる三量体、または２分子の前記カチオンと１分子の前記アニオンとからなる三量体であることを特徴とする請求項４記載の製造方法。
【請求項６】
前記正極および前記負極が、ヤシ殻系またはフェノール樹脂系の活性炭を用いて形成されることを特徴とする請求項１記載の製造方法。
【請求項７】
前記正極および前記負極が、原材料と賦活方法の少なくとも一方が異なる活性炭を用いて形成されることを特徴とする請求項１記載の製造方法。
【請求項８】
前記第二プロセスが、前記正極と前記負極が異なる表面積を有するように設定するプロセスであることを特徴とする請求項１記載の製造方法。
【請求項９】
前記正極および前記負極が二種類以上の異なる活性炭の混合物を用いて形成され、
前記第二プロセスが、前記正極と前記負極とを、それぞれ前記活性炭の種類または配合比率の異なる混合物用いて形成することにより、前記表面積を設定するプロセスであることを特徴とする請求項１記載の製造方法。
【請求項１０】
前記正極および前記負極の少なくとも一方が多孔質導電材料からなることを特徴とする請求項１記載の製造方法。
【請求項１１】
前記電気二重層コンデンサが活性炭、導電補助剤およびバインダからなる電極体を有し、
前記第二プロセスが、前記電極体の密度、縦横の長さおよび厚みから選ばれる少なくとも一の値を調整することにより正極および負極の表面積を設定するプロセスであることを特徴とする請求項１記載の製造方法。
【請求項１２】
活性炭を用いて形成される正極および負極並びに電解液を備える電気二重層コンデンサの製造方法であって、
溶質を溶媒に溶解させたモデルにおいて、前記溶質を構成するカチオンとアニオンとからなる複数の異なる会合体の形成と、前記会合体を形成しない単独のカチオンおよび単独のアニオンの形成を想定するステップと、
前記複数の異なる会合体と前記単独のカチオンおよび前記単独のアニオン毎に、安定状態におけるエネルギーを算出して複数の第１値を求めるステップと、
前記複数の異なる会合体と前記単独のカチオンおよび前記単独のアニオンのそれぞれについて、還元のエネルギー及び酸化のエネルギーを算出して複数の第２値、第３値を求めるステップと、
前記複数の異なる会合体と前記単独のカチオンおよび前記単独のアニオン毎に第１値から第２値を減算して複数の第４値を求めると共に、それぞれの第３値から第１値を減算して複数の第５値を求めるステップと、
前記複数の異なる会合体と前記単独のカチオン及び前記単独のアニオンについて求められた前記第４値の中から最大の第４値を選択し、かつ、求められた第５値の中から最小の第５値を選択し、さらに前記最小の第５値から前記最大の第４値を減算して第６値を求めるステップと、
前記第６値が目標値よりも高い電解液を選択するステップと、
選択された前記電解液中に前記正極と負極を浸漬した状態で、正極側耐電圧と負極側耐電圧をそれぞれ測定するステップと、
前記正極側耐電圧と前記負極側耐電圧を加算した値を最大化するように、
前記第６値に基づいて前記正極および前記負極の表面積を設定するステップと
を有する製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】明細書
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種電子機器に用いられる電気二重層コンデンサの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気二重層コンデンサにおいては、高い耐電圧が要求される。電解液を合成する従来の方法は、より高い耐電圧が得られるように、想定される数多くの溶質と溶媒を組み合わせて電解液を合成するというものである。合成後に、合成した電解液の耐電圧を測定し、この電解液が目標とする耐電圧を満たすものであるか否かを評価していた。このような試行錯誤を繰り返して電解液を合成し、合成した電解液の耐電圧を有効に活用するために正極と負極の電極量を調整することにより、電気二重層コンデンサが製造されていた。
【０００３】
従来の技術において問題となるのは、電解液の開発に極めて長い時間を要してしまうということである。すなわち、（１）想定される数多くの溶質及び溶媒の中から、適当な溶質と溶媒を選択し、（２）選択した溶媒を溶質に溶解させて電解液を合成し、（３）合成した電解液の耐電圧を測定するというプロセスを何度も繰り返した後に、漸く目標とする電解液を入手できるというものであった。従って、目標とする電解液を完成するには極めて長い時間を要し、結果として、電気二重層コンデンサの開発が遅れるという原因になっていた。
【発明の開示】
【０００４】
本発明の電気二重層コンデンサ製造方法は、電解液、正極および負極とを備えるコンデンサの製造方法である。電解液の合成のステップは、（１）溶質を溶媒に溶解させたモデルを想定する、（２）溶質を構成するカチオンとアニオンが会合体を形成し、安定状態にあるときの前記会合体の第１エネルギーを算出して第１値を求める、（３）この会合体が還元されたとき及び酸化されたときの、第２、第３エネルギーを算出して第２値、第３値を求める、（４）第１値から第２値を減算して第４値を求めると共に、第３値から第１値を減算して第５値を求める、（５）第５値から第４値を減算して第６値を求める、（６）この第６値が目標値よりも高い電解液を選択する、というものである。さらに、（７）この電解液中に正極、負極を浸漬した状態で、正極側および負極側それぞれにおける、正極側耐電圧と負極側耐電圧を測定する、（８）この正極側耐電圧と負極側耐電圧の測定値を加算した値を最大化し、前記電解液の第６値を有効に活用できるように、正極および負極の表面積を設定する、というステップを含む。本発明の電気二重層コンデンサの製造方法により、電解液の開発時間を短縮することが可能となり、耐電圧特性を最大限有効に活かすことができる。
【発明の効果】
【０００５】
本発明にかかわる電気二重層コンデンサの製造方法は、電気二重層コンデンサに必要な電解液の開発期間を短縮することが出来る方法であり、かつ電解液の耐電圧特性を最大限に引き出すことが出来る方法である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明の電気二重層コンデンサの製造方法は、電解液を合成する場合に、シミュレーションによって耐電圧が目標値を超えると予測された電解液のみを実際に合成する方法であって、電解液開発における試行錯誤の繰り返しを削減し、開発時間を大幅に短縮することが出来る。また、開発した電解液の耐電圧を最大限引き出すために正極と負極の表面積を調整することで、高耐電圧な電気二重層コンデンサの製造を極めて効率的に行うことが可能となる。
【０００７】
すなわち、実際に想定される溶質と溶媒を無作為に選択し、溶質を溶媒中に溶解させて電解液を試行錯誤的に合成する従来の方法とは異なり、本発明の電気二重層コンデンサの製造方法は、シミュレーションを活用する方法である。具体的には、（１）溶質を溶媒中に溶解させたモデルを想定する、（２）このモデルから耐電圧を算出する、（３）算出した値が目標値よりも高い場合のみ、実際にその溶質を溶媒中に溶解させて電解液を合成する、（４）合成した電解液中に正極と負極をそれぞれ浸漬した状態で、正極側および負極側それぞれにおける、正極側耐電圧と負極側耐電圧を測定する（５）この正極側耐電圧と負極側耐電圧の測定値を加算した値を最大化し、電気二重層コンデンサの耐電圧を有効に活用できるように、正極および負極の表面積を設定する、という方法である。
【０００８】
本発明の電気二重層コンデンサの製造方法は、無作為に溶質と溶媒とを組み合わせて電解液を合成する従来の方法に較べると、極めて高い確率で、目標とする耐電圧を有すると予測できる電解液のみを合成することが出来る。さらに、正極および負極の表面積を設定することによって、合成した電解液の耐電圧を最大限有効に活用することが出来る。その結果、高耐電圧を有する電気二重層コンデンサの開発に必要な時間を大幅に短縮することができる。
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図１から図１０に従って説明する。
【００１０】
（第１の実施形態）
図１〜４は電気二重層コンデンサの一例を示したものである。すなわち、電気二重層コンデンサは、外装ケース１内に素子２が封止ゴム３を用いて封入された構成である。図３と図４に示すように、素子２は、帯状の電解紙４の表裏面に帯状の集電体金属５，６を合わせたものを渦巻き状に巻き付けたものであって、集電体金属５，６の電解紙４側には活性炭７Ａ，７Ｂが設けられている。そして、集電体金属５，６間には外装ケース１内に充填された電解液８が存在している。
【００１１】
本実施形態においては、前記電解液８をシミュレーションによって選択し、その上で、電解液を実際に合成する。シミュレーションには分子軌道計算を用いることができる。プログラムコードはＭＯＰＡＣ９３（Fujitsu Co.,Ltd.）やＧＡＵＳＳＩＡＮ９８（Gaussian Inc.）などの利用が可能である。この手続きを図５以降の図面を用いて説明する。
【００１２】
図５は、図４の電気二重層コンデンサをモデル化したものであり、集電体金属５，６間に電解液８が存在することを想定している。図５の状態は集電体金属５，６間に電圧が印加されていない状態であるので、電解液８内のカチオン９とアニオン１０は分散された状態で存在している。
【００１３】
図６は集電体金属５，６間に電源１１を接続した状態を示している。このように集電体金属５に電源１１のマイナス極、集電体金属６に電源１１のプラス極がそれぞれ接続されると、集電体金属５の内側に設けられた活性炭７Ａの表面には、カチオン９が活性炭７Ａ表面のマイナス電荷によって引き付けられた状態となる。一方、集電体金属６の内側に設けられた活性炭７Ｂの表面には、アニオン１０が活性炭７Ｂ表面のプラス電荷によって引き付けられた状態となる。
【００１４】
以上説明したように、集電体金属５，６間に電圧を印加すると、集電体金属５，６の内側に設けられた活性炭７Ａ，７Ｂの表面には、マイナス電荷によってカチオン９が引き付けられ、プラス電荷によってアニオン１０がそれぞれ引き付けられる結果、この電気二重層コンデンサにエネルギーが蓄積される。カチオン９と前記マイナス電荷との間に、ある一定値ＶE以上の電位差が印加されると、集電体金属５の内側に設けられた活性炭７Ａの表面から電子が電解液８へと移動する。また、一定値Ｖ0以上の電位差が印加されると、集電体金属６の内側に設けられた活性炭７Ｂの表面に電解液８から電子が移動することになる。電気二重層コンデンサにおける耐電圧とは、前記ＶEと前記Ｖ0を加算したＶWすなわち電位窓の大きさを意味する。
【００１５】
電気二重層コンデンサの耐電圧は電解液８によって大きく左右される。従って、高い耐電圧を確保するためには、電解液８としてどんな化学種を選択するかについて検討しなければならない。第１の実施形態においては、図７に示す手続きに従って電解液８を開発した。
【００１６】
ステップ７ａは、電解液を選択するステップである。電解液は図８に例示するように、カチオン９とアニオン１０と溶媒１２によって構成されているものとする。図８は、カチオン９がテトラエチルアンモニウム、アニオン１０がテトラフルオロボレート、溶媒１２がプロピレンカーボネートである場合を例示する。これらは、電解質の組合せの一例であり、他にも、多様な組合せが可能である。
【００１７】
ステップ７ｂは、カチオン９とアニオン１０が溶媒１２中に溶解させたモデルを想定するステップである。第１の実施形態においては、カチオン９とアニオン１０が会合体を形成しているモデルを想定しており、かつ、この会合体が１つのカチオン９と１つのアニオン１０からなる二量体を形成しているものとする。この溶質を溶媒中に溶解させたモデルは、一例として、溶媒を分極性連続体として近似してその連続体の内部に溶質を格納することによって想定することができるが、これに限定することはない。
【００１８】
ステップ７ｃは、カチオン９とアニオン１０が会合体を形成して安定状態にある時の会合体の第１エネルギーを、シミュレーションを用いて算出することにより第１値を求めるステップである。
【００１９】
ステップ７ｄは、会合体が還元されたときの第２エネルギー及び酸化されたときの第３エネルギーを算出して、それぞれ第２値、第３値を求めるステップである。会合体が還元されたときとは、図６に示した集電体金属５の内側に設けられた活性炭７Ａの表面近くに存在する会合体に、前記活性炭７Ａから電子が移動した状態を意味する。一方、会合体が酸化されたときとは、集電体金属６の内側に設けられた活性炭７Ｂの表面近くに存在する会合体から、前記活性炭７Ｂに電子を移動した状態を意味する。会合体が還元または酸化され、集合体金属５，６に貯えられたマイナス及びプラスの電荷が電解液８中に移動することによって、電気二重層コンデンサに貯えられたエネルギーが放出される。このとき、会合体を形成しているカチオン９とアニオン１０はラジカルに近い状態となり、化学反応を起こしやすく、電解液８が破壊されやすい状態となる。
【００２０】
ステップ７ｅは、第４値と第５値を求めるステップである。第１値から第２値を減算して求められる第４値は集電体金属５側で会合体が還元される際のエネルギーの利得を意味する。一方、第３値から第１値を減算して求められる第５値は集電体金属６側で会合体が酸化される際のエネルギーの損失を意味する。
【００２１】
ステップ７ｆは、第６値を求めるステップである。第５値から第４値を減算して求められる第６値が予測される電位窓の大きさＶW、すなわち電気二重層コンデンサの耐電圧に相当する。
【００２２】
ステップ７ｇは判定ステップである。すなわち、算出した第６値を目標値と比較し、目標値よりも高い値である場合に、選択したカチオン９とアニオン１０と溶媒１２からなる電解液が、耐電圧の高い電気二重層コンデンサを製造する場合に適切なものであると判定する。
【００２３】
ステップ７ｈは、電解液を合成するステップである。ステップ７ａからステップ７ｇによって特定された化学種を用いて、カチオン９とアニオン１０を溶媒１２中に溶解させて実際に電解液を合成する。
【００２４】
ステップ７ｉは、活用ステップである。合成された電解液の耐電圧を測定し、シミュレーションで予測された耐電圧が、実用上問題の無い誤差範囲で得られていることが確認できた場合、この電解液を電気二重層コンデンサの電解液として活用する。
【００２５】
以上の方法で作製した電解液に、例えば活性炭で作製した正極と負極を浸漬し、電気二重層コンデンサを作製する。この電気二重層コンデンサの電極間に電圧を印加する場合には、正極側と負極側にかかる電圧がそれぞれ酸化電位Ｖ0と還元電位ＶRを上回らないように制御する必要が有る。それによって、電解液の酸化還元を防ぎ、電気二重層コンデンサの特性劣化を抑制することが出来る。この条件の下で、電極間に印加できる電圧を最大化するために、正極電圧がＶ0のとき負極電圧がＶRとなり、電極間電圧がＶ0＋ＶRになるように、正極と負極の表面積を調整する。以下、その調整方法の一例を示す。
【００２６】
電極に活性炭を用いる場合を考える。負極と正極の表面積はそれぞれの活性炭量に比例する。ここで、図１１に示すように、負極１０１の活性炭量をＳ1、正極１０２の活性炭量をＳ2とし、図１２に示すように、負極１０１の静電容量をＣ1、正極１０２の静電容量をＣ2と表す。これら静電容量は活性炭量に比例するだけでなく、電荷蓄積を担う電解液イオンの種類にも依存する。いま、カチオン固有の変数α1とアニオンの固有の変数α2を導入し、Ｃ1＝α1Ｓ1、Ｃ2＝α2Ｓ2と表すものとする。電極間に電圧を印加したとき、負極１０１にＶ1、正極１０２にＶ2の電圧がかかり、負極１０１と正極１０２に蓄積される電荷を共にＱであるとすると、Ｑ＝Ｃ1Ｖ1、Ｑ＝Ｃ2Ｖ2であるから、Ｖ2／Ｖ1＝Ｃ1／Ｃ2＝（α1Ｓ1）／（α2Ｓ2）となる。一般に、以下の関係が成立する。
【００２７】
Ｖ1＋Ｖ2≦Ｖ0＋ＶR
上記関係式で、（Ｖ1＋Ｖ2）値と（Ｖ0＋ＶR）値が等しい時に、電気二重層コンデンサの特性劣化を抑制できる最大電圧を印加したことになる。この時には、Ｖ1＝Ｖ0、Ｖ2＝ＶRであることから、ｒは次のように表される。
【００２８】
ｒ≡ＶR／Ｖ0＝（α1Ｓ1）／（α2Ｓ2）
正極と負極の活性炭の総量を一定とし、Ｓ0＝Ｓ1＋Ｓ2とし、Ａ＝α1／α2とすると、Ｓ1およびＳ2はそれぞれ以下のように表される。
【００２９】
Ｓ1＝ｒ／（Ａ＋ｒ）Ｓ0
Ｓ2＝Ａ／（Ａ＋ｒ）Ｓ0
Ａ値は、予め負極１０１と正極１０２の電極表面積、すなわち電極量が分かっている電気二重層コンデンサの電極間に電圧を印加したとき、負極１０１と正極１０２にかかる電圧を測定することによって算出することができる。
【００３０】
以上の方法で、ある電解液と活性炭電極を組み合わせた電気二重層コンデンサに対し、この電気二重層コンデンサの耐電圧を最大化するように、電極表面積の調整を行うことができる。電極表面積は、活性炭、導電補助剤およびバインダからなる電極体の密度、厚みまたは縦横の長さの何れかを変化させることによって調整することができる。また、活性炭の種類の違い、すなわち活性炭を作る炭素材料の種類や賦活方法の違いによって、活性炭の単位重量当たりの利用可能な表面積が異なる。従って、種類の異なる活性炭を負極と正極に用いることによって、電極表面積を調整することができる。また、二種類以上の異なる活性炭を混合し、正極と負極でその種類と量を変えることによって電極表面積を調整することができる。さらに、活性炭以外にも、種々の多孔質材料を用いて電極を形成し、電極表面積を調整することも可能である。
【００３１】
以上のように、実施の形態１を用いて説明した本発明の電気二重層コンデンサの製造方法は、電解液８の開発に際して、従来のように数多くの試行錯誤を繰り返す必要が無いという有利な効果を有する。すなわち、耐電圧の高いことが予測される電解液を前もってシミュレーションで選択し、そしてその選択された数少ない電解液を実際に合成するというものである。このような手続きをとることによって、電解液８の開発時間を大幅に短縮することができる。また、前述のようにカチオン９とアニオン１０を溶媒１２中に溶解させたモデルを想定することによって、電解液の耐電圧を高い精度で予測できる。さらに、これらの電解液の耐電圧を最大限引き出すために、電極表面積の調整を行うステップを有することにより、高耐電圧の電気二重層コンデンサの製造を効率的に行うことが出来る。
【００３２】
（第２の実施形態）
図１０を用いて、電気二重層コンデンサの製造方法に関する他の実施の形態を説明する。
【００３３】
ステップ１０ａは、電解液を選択するステップである。電解液は図９に例示すように、カチオン９とアニオン１０と溶媒１２によって構成されているものとする。図９は、カチオン９がテトラエチルアンモニウム、アニオン１０がテトラフルオロボレート、溶媒１２がプロピレンカーボネートである場合を例示しているが、これらは一例であり、選択した電解液によって異なってもよい。
【００３４】
ステップ１０ｂは、カチオン９とアニオン１０を溶媒１２中に溶解させたモデルを想定するステップである。第２の実施形態においては、カチオン９とアニオン１０が形成する複数の異なる会合体として、１つのカチオン９と１つのアニオン１０からなる二量体Ａと、１つのカチオン９と２つのアニオン１０からなる三量体Ｂと、２つのカチオン９と１つのアニオン１０からなる三量体Ｃを想定すると共に、会合体を形成していない単独のカチオン９であるカチオンＤと、会合体を形成していない単独のアニオン１０であるアニオンＥを想定する。ここで、カチオン９とアニオン１０の会合体として、二量体Ａ、三量体Ｂ及び三量体Ｃ以外にも、存在する可能性のある任意の会合体のモデルを想定しても良い。また逆に、二量体Ａ、三量体Ｂ、三量体Ｃ、カチオンＤ及びアニオンＥの中に、存在する可能性が無いものがある場合にはそのモデルを除外しても良い。溶質を溶媒中に溶解させたモデルとして、一例として、溶媒を分極性連続体と近似して、その連続体の内部に溶質を格納することを想定しているが、同モデルに限定される訳ではない。
【００３５】
ステップ１０ｃＡは、二量体Ａが安定状態にあるときこの二量体Ａの第１Ａエネルギーをシミュレーションにより算出して第１Ａ値を求めるステップである。
【００３６】
ステップ１０ｄＡは、第２Ａ値、第３Ａ値を求めるステップである。二量体Ａが還元されたときの第２Ａエネルギー及び酸化されたときの第３Ａエネルギーを算出してそれぞれ第２Ａ値、第３Ａ値を求める。この二量体Ａが還元されたときとは、図６に示した集電体金属５の内側に設けられた活性炭７Ａの表面近くに存在する二量体Ａに、前記活性炭７Ａから電子を移動した状態を意味する。一方、この二量体Ａが酸化されたときとは、図６に示した集電体金属６の内側に設けられた活性炭７Ｂの表面近くに存在する二量体Ａから前記活性炭７Ｂに電子が移動した状態を意味する。
【００３７】
ステップ１０ｅＡは、第４Ａ値と第５Ａ値を求めるステップである。第１Ａ値から第２Ａ値を減算して求められる第４Ａ値は集電体金属５側で二量体Ａが還元される際のエネルギーの利得を意味する。一方、第３Ａ値から第１Ａ値を減算して求められる第５Ａ値は集電体金属６側で二量体Ａが酸化される際のエネルギーの損失を意味する。
【００３８】
ステップ１０ｃＢは、三量体Ｂが安定状態にあるとき、この三量体Ｂの第１Ｂエネルギーをシミュレーションにより算出して第１Ｂ値を求めるステップである。
【００３９】
ステップ１０ｄＢは、第２Ｂ値、第３Ｂ値を求めるステップである。三量体Ｂが還元されたときの第２Ｂエネルギー及び、酸化されたときの第３Ｂエネルギーを算出して第２Ｂ値、第３Ｂ値を求める。この三量体Ｂが還元されたときとは、図６に示した集電体金属５の内側に設けられた活性炭７Ａの表面近くに存在する三量体Ｂに、活性炭７Ａから電子が移動した状態を意味する。また、この三量体Ｂが酸化されたときとは、図６に示した集電体金属６の内側に設けられた活性炭７Ｂの表面近くに存在する三量体Ｂから前記活性炭に電子を移動した状態を意味する。
【００４０】
ステップ１０ｅＢは、第４Ｂ値と第５Ｂ値を求めるステップである。第１Ｂ値から第２Ｂ値を減算して求められる第４Ｂ値を求められる第４Ｂ値は、集電体金属５側で三量体Ｂが還元される際のエネルギーの利得を意味する。一方、第３Ｂ値から第１Ｂ値を減算して求められる第５Ｂ値は、集電体金属６側で三量体Ｂが酸化される際のエネルギーの損失を意味する。
【００４１】
ステップ１０ｃＣは、三量体Ｂが安定状態にあるときのこの三量体Ｃの第１Ｃエネルギーをシミュレーションにより算出して第１Ｃ値を求めるステップである。
【００４２】
ステップ１０ｄＣは、第２Ｃ値、第３Ｃ値を求めるステップである。三量体Ｃが還元されたときの第２Ｃエネルギー及び、酸化されたときの第３Ｃエネルギーを算出して、それぞれ第２Ｃ値、第３Ｃ値を求める。この三量体Ｃが還元されたときとは、図６に示した集電体金属５の内側に設けられた活性炭７Ａの表面近くに存在する三量体Ｃに、活性炭７Ａから電子が移動した状態を意味する。また、この三量体Ｃが酸化されたときとは、図６に示した集電体金属６の内側に設けられた活性炭７Ｂの表面近くに存在する三量体Ｃから前記活性炭７Ｂに電子が移動した状態を意味する。
【００４３】
ステップ１０ｅＣは、第４Ｃ値と第５Ｃ値を求めるステップである。第１Ｃ値から第２Ｃ値を減算して求められる第４Ｃ値は、集電体金属側で三量体Ｃが還元される際のエネルギーの利得を意味する。第３Ｃ値から第１Ｃ値を減算して求められる第５Ｃ値は、集電体金属６側で三量体Ｃが酸化される際のエネルギーの損失を意味する。
【００４４】
ステップ１０ｃＤは、カチオンＤが安定状態にあるときのこのカチオンＤの第１Ｄエネルギーをシミュレーションにより算出して第１Ｄ値を求めるステップである。
【００４５】
ステップ１０ｄＤは、第２Ｄ値、第３Ｄ値を求めるステップである。カチオンＤが還元されたときの第２Ｄエネルギー及び、酸化されたときの第３Ｄエネルギーを算出して、それぞれ第２Ｄ値、第３Ｄ値を求める。このカチオンＤが還元されたときとは、図６に示した集電体金属５の内側に設けられた活性炭７Ａの表面近くに存在するカチオンＤに、前記活性炭７Ａから電子が移動した状態を意味する。また、またこのカチオンＤが酸化されたときとは、図６に示した集電体金属６の内側に設けられた活性炭７Ｂの表面近くに存在するカチオンＤから前記活性炭７Ｂに電子が移動した状態を意味する。
【００４６】
ステップ１０ｅＤは、第４Ｄ値と第５Ｄ値を求めるステップである。第１Ｄ値から第２Ｄ値を減算して求められる第４Ｄ値は、集電体金属５側でカチオンＤが還元される際のエネルギーの利得を意味する。第３Ｄ値から第１Ｄ値を減算して求められる第５Ｄ値は、集電体金属６側でカチオンＤが酸化される際のエネルギーの損失を意味する。
【００４７】
ステップ１０ｃＥは、アニオンＥが安定状態にあるときのこのアニオンＥの第１Ｅエネルギーをシミュレーションにより算出して第１Ｅ値を求めるステップである。
【００４８】
ステップ１０ｄＥは、第２Ｅ値、第３Ｅ値を求めるステップである。アニオンＥが還元されたときの第２Ｅエネルギー及び、酸化されたときの第３Ｅエネルギーを算出してそれぞれ第２Ｅ値、第３Ｅ値を求める。すなわち、第２Ｅエネルギーを第２Ｅ値とし、第３Ｅエネルギーを第３Ｅ値とする。このアニオンＥが還元されたときとは、図６に示した集電体金属５の内側に設けられた活性炭７Ａの表面近くに存在するアニオンＥに、前記活性炭７Ａから電子が移動した状態を意味する。また、このアニオンＥが酸化されたときとは、図６に示した集電体金属６の内側に設けられた活性炭７Ｂの表面近くに存在するアニオンＥから前記活性炭７Ｂに電子が移動した状態を意味する。
【００４９】
ステップ１０ｅＥは第４Ｅ値と第５Ｅ値を求めるステップである。第１Ｅ値から第２Ｅ値を減算して求められる第４Ｅ値は集電体金属５側でアニオンＥが還元される際のエネルギーの利得を意味する。第３Ｅ値から第１Ｅ値を減算して求められる第５Ｅ値は、集電体金属６側でアニオンＥが酸化される際のエネルギーの損失を意味する。
【００５０】
ステップ１０ｆは、第６値を求めるステップである。第４Ａ値、第４Ｂ値、第４Ｃ値、第４Ｄ値及び第４Ｅ値から最大の値を選択して第４値とし、第５Ａ値、第５Ｂ値、第５Ｃ値、第５Ｄ値及び第５Ｅ値から最小の値を選択して第５値とする。選択された第５値から第４値を減算して第６値が求められる。この第６値が予測される電位窓の大きさＶWすなわち電気二重層コンデンサの耐電圧に相当する。つまり、電解液の中には、会合体、単独のカチオンおよび単独のアニオンなどの物質が混在すると想定しているが、それらの物質中で、最も還元または酸化されやすい物質によって電解液の耐電圧が決定されることになる。
【００５１】
以上の手続きにおいて、プラス電荷をもつ三量体ＣやカチオンＤなどが、還元される際のエネルギーの利得が十分大きく、第４Ｃ値や第４Ｄ値などが十分小さくなると考えられる場合には、これら第４Ｃ値や第４Ｄ値などを求める必要はなく、ステップ１０ｆにおいて第４値を決定する際にも考慮しなくても良い。また、マイナス電荷をもつ三量体ＢやアニオンＥなどが、酸化される際のエネルギーの損失が十分大きく、第５Ｂ値や第５Ｅ値などが十分大きくなると考えられる場合には、これら第５Ｂ値や第５Ｅ値などを求める必要はなく、ステップ１０ｆにおいて第５値を決定する際にも考慮しなくても良い。
【００５２】
ステップ１０ｇは、判定ステップである。すなわち、算出した第６値を目標値と比較し、目標値よりも高い値である場合に、選択したカチオン９とアニオン１０と溶媒１２からなる電解液が、耐電圧の高い電気二重層コンデンサを製造する場合に適切なものであると判定する。
【００５３】
ステップ１０ｈは、電解液を合成するステップである。ステップ１０ａからステップ１０ｇによって特定された化学種を用いて、カチオン９とアニオン１０を溶媒１２中に溶解させて実際に電解液を合成する。
【００５４】
ステップ１０ｉは、活用ステップである。合成された電解液の耐電圧を測定し、シミュレーションで予測された耐電圧が、実用上問題の無い誤差範囲で得られていることが確認できた場合、この電解液を電気二重層コンデンサの電解液として活用する。
【００５５】
以上の方法で作製した電解液に、例えば活性炭で作製した正極と負極を浸漬し、電気二重層コンデンサを作製する。この電気二重層コンデンサの電極間に電圧を印加する場合には、正極側と負極側にかかる電圧がそれぞれ酸化電位Ｖ0と還元電位ＶRを上回らないように制御する必要が有る。それによって、電解液の酸化還元を防ぎ、電気二重層コンデンサの特性劣化を抑制することが出来る。この条件の下で、電極間に印加できる電圧を最大化するために、正極電圧がＶ0のとき負極電圧がＶRとなり、電極間電圧がＶ0＋ＶRになるように、正極と負極の表面積を調整する。以下、その調整方法の一例を示す。
【００５６】
電極に活性炭を用いる場合を考える。負極と正極の表面積はそれぞれの活性炭量に比例する。ここで、図１１に示すように、負極の活性炭量をＳ1、正極の活性炭量をＳ2とし、図１２に示すように、負極の静電容量をＣ1、正極の静電容量をＣ2と表す。これら静電容量は活性炭量に比例するだけでなく、電荷蓄積を担う電解液イオンの種類にも依存する。いま、カチオン固有の変数α1とアニオンの固有の変数α2を導入し、Ｃ1＝α1Ｓ1、Ｃ2＝α2Ｓ2と表すものとする。電極間に電圧を印加したとき、負極にＶ1、正極にＶ2の電圧がかかり、負極と正極に蓄積される電荷を共にＱであるとすると、Ｑ＝Ｃ1Ｖ1、Ｑ＝Ｃ2Ｖ2であるから、Ｖ2／Ｖ1＝Ｃ1／Ｃ2＝（α1Ｓ1）／（α2Ｓ2）となる。一般に、以下の関係が成立する。
【００５７】
Ｖ1＋Ｖ2≦Ｖ0＋ＶR
上記関係式で、（Ｖ1＋Ｖ2）値と（Ｖ0＋ＶR）値が等しい時に、電気二重層コンデンサの特性劣化を抑制できる最大電圧を印加したことになる。この時には、Ｖ1＝Ｖ0、Ｖ2＝ＶRであることからｒは次のように表される。
【００５８】
ｒ≡ＶR／Ｖ0＝（α1Ｓ1）／（α2Ｓ2）
正極と負極の活性炭の総量を一定とし、Ｓ0＝Ｓ1＋Ｓ2とし、Ａ＝α1／α2とすると、Ｓ1およびＳ2はそれぞれ以下のように表される。
【００５９】
Ｓ1＝ｒ／（Ａ＋ｒ）Ｓ0
Ｓ2＝Ａ／（Ａ＋ｒ）Ｓ0
Ａ値は、予め負極と正極の電極表面積、すなわち電極量が分かっている電気二重層コンデンサの電極間に電圧を印加したとき、負極と正極にかかる電圧を測定することによって特定することができる。
【００６０】
以上の方法で、ある電解液と活性炭電極を組み合わせた電気二重層コンデンサに対し、この電気二重層コンデンサの耐電圧を最大化するように、電極表面積の調整を行うことができる。電極表面積の調整方法は実施の形態１と同様であるので説明は省略する。
【００６１】
以上のように、実施の形態２を用いて説明した本発明の電気二重層コンデンサの製造方法は、電解液８の開発に際して、従来のように数多くの試行錯誤を繰り返す必要が無いという有利な効果を有する。シミュレーションを用いて、高い耐電圧が予測される電解液を選択し、選択された電解液のみを実際に合成することによって、電解液８の開発時間を大幅に短縮できる。また、前述のようにカチオン９とアニオン１０を溶媒１２中に溶解させたモデルを想定することによって、電解液の耐電圧を高い精度で予測することができる。さらに、これらの電解液の耐電圧を最大限引き出すために、電極表面積の調整を行うことによって、高耐電圧の電気二重層コンデンサの製造を効率的に行うことが可能となる。
【００６２】
本実施の形態１および２において、第１値〜第３値等を算出するために用いた第１〜第３エネルギー等は、会合体のトータルエネルギーを表している。本実施の形態では、会合体のトータルエネルギーは、電子の運動エネルギー、電子のポテンシャルエネルギーおよび原子核のポテンシャルエネルギーを含む。さらに、原子核の運動エネルギー等を含めて計算しても良い。また、第４値および第５値は、トータルエネルギーの差分を表すものである。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明にかかわる電気二重層コンデンサの製造方法は、電気二重層コンデンサに必要な電解液の開発期間を短縮することが出来る方法であり、かつ電解液の耐電圧特性を最大限に引き出すことが出来る方法である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の一実施形態に係る電気二重層コンデンサの断面図
【図２】本発明の一実施形態に係る電気二重層コンデンサの斜視図
【図３】本発明の一実施形態に係る電気二重層コンデンサ要部の斜視図
【図４】本発明の一実施形態に係る電気二重層コンデンサ要部の拡大断面図
【図５】本発明の一実施形態に係る電気二重層コンデンサ要部のモデル化した図
【図６】本発明の一実施形態に係る電気二重層コンデンサ要部のモデル化した図
【図７】本発明の一実施形態に係る電気二重層コンデンサの製造方法のフローチャート
【図８】本発明の一実施形態に係る電気二重層コンデンサの電解液の模式図
【図９】本発明の他の実施形態に係る電気二重層コンデンサの電解液の模式図
【図１０】本発明の他の実施形態に係る電気二重層コンデンサの製造方法のフローチャート
【図１１】電気二重層コンデンサの正極と負極の電極体の模式図
【図１２】電気二重層コンデンサの正極と負極の静電容量の模式図
【符号の説明】
【００６５】
１  外装ケース
２  素子
３  封止ゴム
４  電解紙
５，６  集電体金属
７Ａ，７Ｂ  活性炭
８  電解液
９  カチオン
１０  アニオン
１１  電源
１０１  負極
１０２  正極
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2005027159.tif 000015
【図２】
2005027159.tif 000016
【図３】
2005027159.tif 000017
【図４】
2005027159.tif 000018
【図５】
2005027159.tif 000019
【図６】
2005027159.tif 000020
【図７】
2005027159.tif 000021
【図８】
2005027159.tif 000022
【図９】
2005027159.tif 000023
【図１０】
2005027159.tif 000024
【図１１】
2005027159.tif 000025
【図１２】
2005027159.tif 000026
【国際調査報告】
2005027159.tif 000027
2005027159.tif 000028
2005027159.tif 000029
2005027159.tif 000030