(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性シートと、その上に備えたイオン透過性化合物及び炭素微粒子ａを質量比２０／８０〜９９／１で含み活性炭ａを含まない皮膜ａと、を有する電気二重層キャパシタ用集電体であって、該イオン透過性化合物がキトサンを架橋させたもの若しくはキチンを架橋させたもので且つ数平均分子量が５万以下のものである、電気二重層キャパシタ用集電体。
【請求項２】
導電性シートが、アルミニウム箔、アルミニウムエッチング箔またはアルミニウムパンチング箔である請求項１に記載の電気二重層キャパシタ用集電体。
【請求項３】
イオン透過性化合物が、有機溶媒に対して膨潤性のない化合物である、請求項１又は２に記載の電気二重層キャパシタ用集電体。
【請求項４】
イオン透過性化合物が、有機溶媒による摩擦剥離試験において剥がれの生じない化合物である請求項１〜３のいずれか一に記載の電気二重層キャパシタ用集電体。
【請求項５】
イオン透過性化合物は、フッ素イオンの透過度が、１×１０-2  Ｓ／ｃｍ以上である請求項１〜４のいずれか一に記載の電気二重層キャパシタ用集電体。
【請求項６】
イオン透過性化合物が、キトサンもしくはキチンを、アクリルアミド、アクリロニトリル、キトサンピロリドンカルボン酸塩、ヒドロキシプロピルキトサン、無水フタル酸、無水マレイン酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、酸無水物、のいずれかで架橋させたものである請求項１〜５のいずれか一に記載の電気二重層キャパシタ用集電体。
【請求項７】
皮膜ａにおける、イオン透過性化合物と炭素微粒子ａとの質量比が４０／６０〜９０／１０である、請求項１〜６のいずれか一に記載の電気二重層キャパシタ用集電体。
【請求項８】
皮膜ａがテープ剥離試験（ＪＩＳ  Ｄ０２０２−１９８８）において剥離しない請求項１〜７のいずれか一に記載の電気二重層キャパシタ用集電体。
【請求項９】
皮膜ａが熱硬化によって得られたものである請求項１〜８のいずれか一に記載の電気二重層キャパシタ用集電体。
【請求項１０】
皮膜ａの厚さが０．１μｍ以上１０μｍ以下である、請求項１〜９のいずれか一に記載の電気二重層キャパシタ用集電体。
【請求項１１】
炭素微粒子ａが針状若しくは棒状である請求項１〜１０のいずれか一に記載の電気二重層キャパシタ用集電体。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一に記載の電気二重層キャパシタ用集電体と、該集電体の皮膜ａの上に備えたバインダー、炭素微粒子ｂ及び活性炭ｂを含む皮膜ｂと、を有する電気二重層キャパシタ用電極。
【請求項１３】
炭素微粒子ｂが針状若しくは棒状である請求項１２に記載の電気二重層キャパシタ用電極。
【請求項１４】
活性炭ｂは、ＢＥＴ比表面積が８００〜２５００ｍ2／ｇである請求項１２又は１３に記載の電気二重層キャパシタ用電極。
【請求項１５】
バインダーがイオン透過性化合物を含む請求項１２〜１４のいずれか一に記載の電気二重層キャパシタ用電極。
【請求項１６】
皮膜ｂの厚さが１０μｍ以上５００μｍ以下である請求項１２〜１５のいずれか一に記載の電気二重層キャパシタ用電極。
【請求項１７】
イオン透過性化合物と炭素微粒子ａとを溶剤に分散又は溶解したものを、導電性シートに塗布し乾燥してイオン透過性化合物及び炭素微粒子ａを質量比２０／８０〜９９／１で含み活性炭ａを含まない皮膜ａを形成する工程を含む電気二重層キャパシタ用集電体の製造方法であって、該イオン透過性化合物がキトサンを架橋させたもの若しくはキチンを架橋させたもので且つ数平均分子量が５万以下のものである、電気二重層キャパシタ用集電体の製造方法。
【請求項１８】
皮膜ａを形成する工程において、乾燥後に熱硬化させることをさらに含む請求項１７に記載の電気二重層キャパシタ用集電体の製造方法。
【請求項１９】
バインダーと炭素微粒子ｂと活性炭ｂとを溶剤に分散又は溶解したものを、請求項１〜１１のいずれか一に記載の電気二重層キャパシタ用集電体の皮膜ａの上に塗布し乾燥して皮膜ｂを形成する工程を含む電気二重層キャパシタ用電極の製造方法。
【請求項２０】
イオン透過性化合物と炭素微粒子ａとを溶剤に分散又は溶解したものを、導電性シートに塗布し乾燥してイオン透過性化合物及び炭素微粒子ａを質量比２０／８０〜９９／１で含み活性炭ａを含まない皮膜ａを形成し、
バインダーと炭素微粒子ｂと活性炭ｂとを溶剤に分散又は溶解したものを、皮膜ａの上に塗布し乾燥して皮膜ｂを形成する工程を含む電気二重層キャパシタ用電極の製造方法であって、該イオン透過性化合物がキトサンを架橋させたもの若しくはキチンを架橋させたもので且つ数平均分子量が５万以下のものである、電気二重層キャパシタ用電極の製造方法。
【請求項２１】
皮膜ａを形成する工程において、乾燥後に熱硬化させることをさらに含む請求項２０に記載の電気二重層キャパシタ用電極の製造方法。
【請求項２２】
請求項１２〜１６のいずれか一に記載の電気二重層キャパシタ用電極と、
セパレータと、電解液と、を備える電気二重層キャパシタ。
【請求項２３】
電気二重層キャパシタが、積層型または巻回型である請求項２２に記載の電気二重層キャパシタ。
【請求項２４】
請求項１２〜１６のいずれか一に記載の電気二重層キャパシタ用電極とセパレータとを重ねる工程、
重ね合わせた電極及びセパレータを電解液に浸漬する工程を含む電気二重層キャパシタの製造方法。
【請求項２５】
請求項２２または２３に記載の電気二重層キャパシタを含む電源システム。
【請求項２６】
請求項２２または２３に記載の電気二重層キャパシタを使用した自動車。
【請求項２７】
請求項２２または２３に記載の電気二重層キャパシタを使用した鉄道。
【請求項２８】
請求項２２または２３に記載の電気二重層キャパシタを使用した船舶。
【請求項２９】
請求項２２または２３に記載の電気二重層キャパシタを使用した航空機。
【請求項３０】
請求項２２または２３に記載の電気二重層キャパシタを使用した携帯機器。
【請求項３１】
請求項２２または２３に記載の電気二重層キャパシタを使用した事務機器。
【請求項３２】
請求項２２または２３に記載の電気二重層キャパシタを使用した太陽電池発電システム。
【請求項３３】
請求項２２または２３に記載の電気二重層キャパシタを使用した風力発電システム。
【請求項３４】
請求項２２または２３に記載の電気二重層キャパシタを使用した通信機器。
【請求項３５】
請求項２２または２３に記載の電気二重層キャパシタを使用した電子タグ。
【請求項３６】
イオン透過性化合物と炭素微粒子ａとを溶剤に分散又は溶解してなる、イオン透過性化合物及び炭素微粒子ａを質量比２０／８０〜９９／１で含み活性炭ａを含まない電気二重層キャパシタ用集電体用皮膜ａを得るための塗布組成物であって、
該イオン透過性化合物がキトサンを架橋させたもの若しくはキチンを架橋させたもので且つ数平均分子量が５万以下のものである、塗布組成物。
【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用集電体、電気二重層キャパシタ用電極、及び電気二重層キャパシタ、並びにそれらの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気二重層キャパシタは、急速充放電が可能で、過充放電に強く、化学反応を伴わないために長寿命、広い温度範囲で使用可能であり、また重金属を含まないために環境に優しいなどのバッテリーにはない特性を有している。電気二重層キャパシタはメモリーバックアップ電源等に主に使用されている。さらに、電気二重層キャパシタは太陽電池や燃料電池と組み合わせた電力貯蔵システム、ハイブリットカーのエンジンアシスト等への活用も検討されている。【０００３】
電気二重層キャパシタは、活性炭等を含む合剤をアルミニウム箔などの集電体に積層させてなる一対の分極性電極を、電解質イオンを含む溶液中でセパレータを介して対向させた構造からなっている。電極に直流電圧を印加すると正（＋）側に分極した電極には溶液中の陰イオンが、負（−）側に分極した電極には溶液中の陽イオンが引き寄せられる。これによって電極と溶液との界面に形成された電気二重層を電気エネルギーとして利用することができる。【０００４】
高出力高容量の電気二重層キャパシタを得るためには、キャパシタが有する内部抵抗をできるだけ小さくすることが必要である。キャパシタの内部抵抗は、電解液、分極性電極、集電体やこれらの界面などによって生じることが知られており、例えば、集電体又は電極が有する体積抵抗値を小さくすることで、キャパシタの内部抵抗を小さくする試みが従来から行われてきた。【０００５】
特許文献１には、厚さ１０〜５０μｍのアルミニウム箔、厚さ０．２〜２０μｍの導電層、及び厚さ８０〜５００μｍの電極層がこの順で積層された電気二重層キャパシタ用電極が開示されている。この導電層は導電材として黒鉛粉末及びバインダーとしてポリアミドイミド樹脂を含有する導電性塗料からなるものである。
【特許文献１】特開２００２−２７０４７０号公報
【０００６】
特許文献２には、電極集電体上に比表面積１００〜２５００ｍ2／ｇの炭素材料を含む電極層と、前記電極層より導電性が高くかつ多孔質の高導電層とがこの順で積層されてなる電気二重層キャパシタ用電極が開示されている。電極集電体上に比表面積１００〜２５００ｍ2／ｇの炭素材料を含む電極層をカーボンを含む導電性接着剤を用いて貼り合わせ接合すると記載している。
【特許文献２】特開２００３−３０９０４５号公報
【０００７】
また、特許文献３には、導電剤と熱可塑性樹脂とからなるフィルムと、該フィルム表面に設けられた低電気抵抗層とからなる電気二重層キャパシタ用集電体が開示されている。
【特許文献３】特開２００４−３１４６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記公報に提案されているものを含め、従来の電気二重層キャパシタは、内部インピーダンスが比較的大きく、急速充放電の点で満足できるものではなかった。【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、低インピーダンス且つ高容量で、高い充放電電流で急速充放電ができる、高性能な電気二重層キャパシタを得るための、電気二重層キャパシタ用集電体、電気二重層キャパシタ用電極、並びにそれらの製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、これまで用いられていたバインダー化合物に代わりイオン透過性化合物を活用することで、具体的には、電気二重層キャパシタ用の従来の集電体（アルミニウム箔等）上に、イオン透過性と電気導電性を併せ持った皮膜、より具体的にはイオン透過性化合物と炭素微粒子ａとを含む皮膜ａを形成させることによって、低インピーダンスかつ高容量で急速充放電が可能な電気二重層キャパシタを得ることができることを見出した。
本発明はこの知見に基づきさらに検討することによって完成するに至ったものである。【００１１】
すなわち、本発明は、以下の解決手段を提供する。
〔１〕  導電性シートと、その上に備えたイオン透過性化合物及び炭素微粒子ａを含む皮膜ａと、を有する電気二重層キャパシタ用集電体。
〔２〕  導電性シートが、アルミニウム箔、アルミニウムエッチング箔またはアルミニウムパンチング箔である〔１〕に記載の電気二重層キャパシタ用集電体。
〔３〕  イオン透過性化合物が、有機溶媒に対して膨潤性のない化合物である、〔１〕又は〔２〕に記載の電気二重層キャパシタ用集電体。
〔４〕  イオン透過性化合物が、有機溶媒による摩擦剥離試験において剥がれの生じない化合物である〔１〕〜〔３〕のいずれか一に記載の電気二重層キャパシタ用集電体。
〔５〕  イオン透過性化合物は、フッ素イオンの透過度が、１×１０-2  Ｓ／ｃｍ以上である〔１〕〜〔４〕のいずれか一に記載の電気二重層キャパシタ用集電体。
〔６〕  イオン透過性化合物は、平均分子量が５万以下である〔１〕〜〔５〕のいずれか一に記載の電気二重層キャパシタ用集電体。【００１２】
〔７〕  イオン透過性化合物が、多糖類又は多糖類を架橋させた化合物である〔１〕〜〔６〕のいずれか一に記載の電気二重層キャパシタ用集電体。
〔８〕  イオン透過性化合物が、多糖類をアクリルアミド、アクリロニトリル、キトサンピロリドンカルボン酸塩、ヒドロキシプロピルキトサン、無水フタル酸、無水マレイン酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、酸無水物、のいずれかで架橋させた化合物である〔１〕〜〔６〕のいずれか一に記載の電気二重層キャパシタ用集電体。
〔９〕  多糖類が、キトサンもしくはキチンである〔７〕又は〔８〕に記載の電気二重層キャパシタ用集電体。【００１３】
〔１０〕  皮膜ａがテープ剥離試験（ＪＩＳ  Ｄ０２０２−１９８８）において剥離しない〔１〕〜〔９〕のいずれか一に記載の電気二重層キャパシタ用集電体。
〔１１〕  皮膜ａが熱硬化によって得られたものである〔１〕〜〔１０〕のいずれか一に記載の電気二重層キャパシタ用集電体。
〔１２〕  皮膜ａにさらに活性炭ａが含まれる〔１〕〜〔１１〕のいずれか一に記載の電気二重層キャパシタ用集電体。
〔１３〕  炭素微粒子ａが針状若しくは棒状である〔１〕〜〔１２〕のいずれか一に記載の電気二重層キャパシタ用集電体。【００１４】
〔１４〕  前記〔１〕〜〔１３〕のいずれか一に記載の電気二重層キャパシタ用集電体と、該集電体の皮膜ａの上に備えたバインダー、炭素微粒子ｂ及び活性炭ｂを含む皮膜ｂと、を有する電気二重層キャパシタ用電極。
〔１５〕  炭素微粒子ｂが針状若しくは棒状である〔１４〕に記載の電気二重層キャパシタ用電極。
〔１６〕  活性炭ｂは、ＢＥＴ比表面積が８００〜２５００ｍ2／ｇである〔１４〕又は〔１５〕に記載の電気二重層キャパシタ用電極。
〔１７〕  バインダーがイオン透過性化合物を含む〔１４〕〜（１６）のいずれか一に記載の電気二重層キャパシタ用電極。【００１５】
〔１８〕  イオン透過性化合物と、炭素微粒子ａと、を溶剤に分散又は溶解したものを、導電性シートに塗布し乾燥して皮膜ａを形成する工程を含む電気二重層キャパシタ用集電体の製造方法。
〔１９〕  イオン透過性化合物は、フッ素イオンの透過度が、１×１０-2  Ｓ／ｃｍ以上である〔１８〕に記載の電気二重層キャパシタ用集電体の製造方法。
〔２０〕  イオン透過性化合物は、平均分子量が５万以下である〔１８〕又は〔１９〕に記載の電気二重層キャパシタ用集電体の製造方法。
〔２１〕  イオン透過性化合物が、多糖類又は多糖類を架橋させた化合物である〔１８〕〜〔２０〕のいずれか一に記載の電気二重層キャパシタ用集電体の製造方法。
〔２２〕  イオン透過性化合物が、多糖類をアクリルアミド、アクリロニトリル、キトサンピロリドンカルボン酸塩、ヒドロキシプロピルキトサン、無水フタル酸、無水マレイン酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、酸無水物、のいずれかで架橋させた化合物である〔１８〕〜〔２０〕のいずれか一に記載の電気二重層キャパシタ用集電体の製造方法。
〔２３〕  炭素微粒子ａが針状若しくは棒状である〔１８〕〜〔２２〕のいずれか一に記載の電気二重層キャパシタ用集電体の製造方法。【００１６】
〔２４〕  バインダーと、炭素微粒子ｂと、活性炭ｂと、を溶剤に分散又は溶解したものを、〔１〕〜〔１３〕のいずれか一に記載の電気二重層キャパシタ用集電体の皮膜ａの上に、塗布し乾燥して皮膜ｂを形成する工程を含む電気二重層キャパシタ用電極の製造方法。
〔２５〕  イオン透過性化合物と、炭素微粒子ａと、を溶剤に分散又は溶解したものを、導電性シートに塗布し乾燥して皮膜ａを形成し、
バインダーと、炭素微粒子ｂと、活性炭ｂと、を溶剤に分散又は溶解したものを、皮膜ａの上に塗布し乾燥して皮膜ｂを形成する工程を含む電気二重層キャパシタ用電極の製造方法。
〔２６〕  イオン透過性化合物は、フッ素イオンの透過度が、１×１０-2  Ｓ／ｃｍ以上である〔２５〕に記載の電気二重層キャパシタ用電極の製造方法。
〔２７〕  イオン透過性化合物は、平均分子量が５万以下である〔２５〕又は〔２６〕に記載の電気二重層キャパシタ用電極の製造方法。
〔２８〕  イオン透過性化合物が、多糖類又は多糖類を架橋させた化合物である〔２５〕〜〔２７〕のいずれか一に記載の電気二重層キャパシタ用電極の製造方法。
〔２９〕  イオン透過性化合物が、多糖類をアクリルアミド、アクリロニトリル、キトサンピロリドンカルボン酸塩、ヒドロキシプロピルキトサン、無水フタル酸、無水マレイン酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、酸無水物、のいずれかで架橋させた化合物である〔２５〕〜〔２８〕のいずれか一に記載の電気二重層キャパシタ用電極の製造方法。
〔３０〕  炭素微粒子ａが針状若しくは棒状である〔２５〕〜〔２９〕のいずれか一に記載の電気二重層キャパシタ用電極の製造方法。
〔３１〕  炭素微粒子ｂが針状若しくは棒状である〔２４〕〜〔３０〕のいずれか一に記載の電気二重層キャパシタ用電極の製造方法。
〔３２〕  活性炭ｂは、ＢＥＴ比表面積が８００〜２５００ｍ2／ｇである〔２４〕〜〔３１〕のいずれか一に記載の電気二重層キャパシタ用電極の製造方法。【００１７】
〔３３〕  前記〔１４〕〜〔１７〕のいずれか一に記載の電気二重層キャパシタ用電極と、
セパレータと、電解液と、を備える電気二重層キャパシタ。
〔３４〕  電気二重層キャパシタが、積層型または巻回型である〔３３〕に記載の電気二重層キャパシタ。
〔３５〕  前記〔１４〕〜〔１７〕のいずれか一に記載の電気二重層キャパシタ用電極と、セパレータとを重ね合わせる工程、
重ね合わせた電極及びセパレータを電解液に浸漬する工程を含む電気二重層キャパシタの製造方法。【００１８】
〔３６〕  前記〔３３〕または〔３４）に記載の電気二重層キャパシタを含む電源システム。
〔３７〕  前記〔３３〕または〔３４）に記載の電気二重層キャパシタを使用した自動車。
〔３８〕  前記〔３３〕または〔３４）に記載の電気二重層キャパシタを使用した鉄道。
〔３９〕  前記〔３３〕または〔３４）に記載の電気二重層キャパシタを使用した船舶。
〔４０〕  前記〔３３〕または〔３４）に記載の電気二重層キャパシタを使用した航空機。
〔４１〕  前記〔３３〕または〔３４）に記載の電気二重層キャパシタを使用した携帯機器。
〔４２〕  前記〔３３〕または〔３４）に記載の電気二重層キャパシタを使用した事務機器。
〔４３〕  前記〔３３〕または〔３４）に記載の電気二重層キャパシタを使用した太陽電池発電システム。
〔４４〕  前記〔３３〕または〔３４）に記載の電気二重層キャパシタを使用した風力発電システム。
〔４５〕  前記〔３３〕または〔３４〕に記載の電気二重層キャパシタを使用した通信機器。
〔４６〕  前記〔３３〕または〔３４〕に記載の電気二重層キャパシタを使用した電子タグ。【００１９】
なお、本明細書において「ｘ以上」及び「ｙ以下」と示しているときにはその境界値ｘ及びｙを含む。「ｘ未満」及び「ｙ超」と示しているときはその境界値ｘ及びｙを含まない。また「ｘ〜ｙ」で示された範囲の境界値ｘ及びｙはその範囲に含む。
【発明の効果】
【００２０】
本発明における電気二重層キャパシタ用集電体、該集電体に電極層（皮膜ｂ）を設けた電気二重層キャパシタ用電極を用いた電気二重層キャパシタは、低インピーダンス且つ高容量で、高い充放電電流で急速充放電ができる。
本発明における製造方法によって、上記電気二重層キャパシタ用集電体、電気二重層キャパシタ用電極及び電気二重層キャパシタを容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施例１で得られた電気二重層キャパシタ用集電体の断面構造を示す概念図である。
【図２】実施例２で得られた電気二重層キャパシタ用電極の断面構造を示す概念図である。
【図３】フッ素イオン透過度を測定するために用いたガラスセルを示す図である。
【符号の説明】
【００２２】
１・・・アルミニウム箔、
２・・・皮膜ａ、
３・・・炭素微粒子、
４・・・イオン導電性化合物、
５・・・活性炭ｂ、
６・・・皮膜ｂ（分極性電極層）、
７・・・バインダー
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
〔電気二重層キャパシタ用集電体〕
本発明の好ましい実施態様における電気二重層キャパシタ用集電体は、導電性シートと、その上に備えたイオン透過性化合物及び炭素微粒子ａを含む皮膜ａとを有するものである。【００２４】
本発明の好ましい実施態様における電気二重層キャパシタ用集電体を構成する導電性シートは、孔の開いていない箔だけでなく、パンチングメタル箔や網のような孔の開いた箔などを含む。導電性シートは導電性材料で構成されるものであれば特に制限されず、導電性金属製のものや導電性樹脂製のものが挙げられる。特にアルミニウム製、アルミニウム合金製のものが好ましいものとして挙げられる。アルミニウム箔としてはＡ１０８５材、Ａ３００３材などの箔が通常用いられる。【００２５】
導電性シートは、表面が平滑なものでもよいが、電気的又は化学的なエッチング処理などによって表面が粗面化されたもの（エッチング箔）が好適である。【００２６】
導電性シートは、厚さによって特に制限されないが、通常、５μｍ〜１００μｍのものが好ましい。厚さが薄すぎると機械的強度が不足するようになり、導電性シートの破断などが生じやすくなる。逆に厚さが厚すぎると、電気二重層キャパシタの体積中の導電性シートの占める体積が無駄に大きくなり、キャパシタの体積あたりの電気容量が低くなりやすい。【００２７】
本発明の好ましい実施態様における集電体を構成する皮膜ａは、炭素微粒子ａと、イオン透過性化合物とを含むものである。【００２８】
本発明に用いられる炭素微粒子ａは、炭素を主構成成分とする導電性の微粒子である。炭素微粒子ａとしては、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、気相法炭素繊維、グラファイト（黒鉛）などが好適である。
炭素微粒子ａは、粉体での電気抵抗が１００％の圧粉体で１×１０-1  Ω・ｃｍ以下のものが好ましい。炭素微粒子ａは一種単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。【００２９】
炭素微粒子ａは、その粒子サイズによって特に制限されないが、体積基準の平均粒径が１０ｎｍ〜５０μｍのものが好ましく、１０ｎｍ〜１００ｎｍのものがより好ましい。
炭素微粒子ａは、形状が球状のものであってもよいが、針状若しくは棒状のもの（異方形状のもの）が好ましい。異方形状の炭素微粒子ａは重量あたりの表面積が大きく、導電性シートや後述の活性炭ｂ等との接触面積が大きくなるので、少量の添加量でもアルミニウム箔と活性炭ｂ間の導電性を高くすることができる。異方形状の炭素微粒子ａとしては、カーボンナノチューブやカーボンナノファイバーが挙げられる。カーボンナノチューブやカーボンナノファイバーは繊維径が通常０．００１〜０．５μｍ、好ましくは０．００３〜０．２μｍであり、繊維長が通常１〜１００μｍ、好ましくは１〜３０μｍであるものが導電性向上において好適である。また、金属炭化物や金属窒化物などの導電性微粒子を炭素微粒子ａと併用することができる。【００３０】
本発明に用いられるイオン透過性化合物は、イオンが透過できる性能を有するものであれば特に制限されない。
イオン透過性化合物は、イオン透過度の大きいものが好ましい。具体的にはフッ素イオン透過度が１×１０-2  Ｓ／ｃｍ以上を有する化合物が好適である。フッ素イオン透過度は、次のようにして求めることができる。イオン透過性化合物を水又はｎ−メチルピロリドンに溶解し、粘度調整して、基材に塗布し乾燥させ、空気雰囲気下１５０℃で５分間放置して薄膜（イオン透過膜）を得た。薄膜を基材から剥がし、厚さｄ［μｍ］を測定した。図３に示すような、内寸の直径６ｃｍ、深さ７．５ｃｍのガラスセルに温度２５℃、電気伝導度σ0［Ｓ／ｃｍ］の純水２１２ｃｍ3を満たし、前記薄膜でガラスセルを密封した。温度２５℃、濃度０．００５質量％のフッ化水素の水溶液３．１８ｃｍ3（直径４．５ｃｍ、高さ２ｍｍ）を前記薄膜の表面に接触面積１５．９ｃｍ2で６０秒間接触させた。次いで薄膜をガラスセルから取り除き、ガラスセル中の純水の電気伝導度σ1［Ｓ／ｃｍ］を測定した。密封時の純水の電気伝導度σ0と、フッ化水素の水溶液に接触させた後の純水の電気伝導度σ1から、次式により、イオン透過度Ｔ［Ｓ／ｃｍ］を求めた。
Ｔ＝（σ1−σ0）×ｄ／０．１
また、イオン透過性化合物は数平均分子量が５万以下であるものが好ましい。【００３１】
本発明に用いられるイオン透過性化合物は、有機溶媒に対して膨潤性の無い化合物であることが好ましい。また、本発明に用いられるイオン透過性化合物は、有機溶媒による摩擦剥離試験において剥がれの生じない化合物であることが好ましい。電気二重層キャパシタの電解液に有機溶媒を用いることがあるので、電解液によって皮膜が膨潤又は溶解しないことが好ましいからである。【００３２】
なお、有機溶剤に対する膨潤性は、イオン透過性化合物の膜を電解液に用いる有機溶媒（３０℃）に６０分間浸漬し、膨潤したか否かで判断する。
有機溶剤による摩擦剥離試験は、イオン透過性化合物の膜表面を電解液に用いる有機溶媒が浸み込んだ布で、１００ｇ重の力を加えて１０回擦り、膜が剥がれるか否かを観察した。【００３３】
イオン透過性化合物の好適例としては、多糖類、又は多糖類を架橋させたものが挙げられる。
多糖類は、単糖類（炭糖類の置換体及び誘導体を含む）が、グリコシド結合によって多数重合した高分子化合物のことである。加水分解によって多数の単糖類を生ずるものである。通常１０以上の単糖類が重合したものを多糖類という。多糖類は置換基を有していてもよく、例えばアルコール性水酸基がアミノ基で置換された多糖類（アミノ糖）、カルボキシル基やアルキル基で置換されたもの、多糖類を脱アセチル化したものなどが含まれる。多糖類はホモ多糖、ヘテロ多糖のいずれでもよい。【００３４】
多糖類の具体例としては、アガロース、アミロース、アミロペクチン、アラバン、アラビナン、アラガビノガラクタン、アルギン酸、イヌリン、カラギーナン、ガラクタン、ガラクトサミン（コンドロサミン）、グルカン、キシラン、キシログルカン、カルボキシアルキルキチン、キチン、グリコーゲン、グルコマナン、ケラタン硫酸、コロミン酸、コンドロイチン硫酸Ａ、コンドロイチン硫酸Ｂ、コンドロイチン硫酸Ｃ、セルロース、デキストラン、デンプン、ヒアルロン酸、フルクタン、ペクチン酸、ペクチン質、ヘパラン酸、ヘパリン、ヘミセルロース、ペントザン、β−１，４’−マンナン、α−１，６’−マンナン、リケナン、レバン、レンチナン、キトサン等が挙げられる。これらのうち、キチン、キトサンが好ましい。【００３５】
多糖類を架橋させるために用いる架橋剤としては、アクリルアミド、アクリロニトリル、キトサンピロリドンカルボン酸塩、ヒドロキシプロピルキトサン、無水フタル酸、無水マレイン酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、酸無水物のいずれかが好適である。【００３６】
イオン透過性化合物のより具体的な例としては、セルロースのアクリルアミドによる架橋重合体、セルロースのキトサンピロリドンカルボン酸塩による架橋重合体、キトサン、キチン等を架橋剤で架橋したもの、多糖類をアクリル系添加剤や酸無水物で架橋したもの、などが挙げられる。イオン透過性化合物は一種単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。【００３７】
皮膜ａ中に含まれるイオン透過性化合物と炭素微粒子ａとの質量比（＝イオン透過性化合物／炭素微粒子ａ）は、好ましくは２０／８０〜９９／１、より好ましくは４０／６０〜９０／１０である。【００３８】
皮膜ａには、必要に応じて活性炭ａが含まれていてもよい。活性炭ａが皮膜ａに含まれることによって、電気二重層キャパシタの電気容量が高くなる。なお、使用する活性炭ａは後記の活性炭ｂとして挙げたものの中から選択することができる。【００３９】
皮膜ａは、その形成方法によって特に制限されない。例えば、イオン透過性化合物と炭素微粒子ａと、必要に応じて活性炭ａとを溶剤に分散又は溶解して塗布剤を調製し、この塗布剤を導電性シートに塗布し乾燥することによって皮膜ａを形成できる。
塗布方法としては、キャスト法、バーコーター法、ディップ法、印刷法などが挙げられる。これらの方法の内、皮膜の厚さを制御しやすい点からバーコーター法、キャスト法が好適である。【００４０】
塗布剤に用いる溶剤は、イオン透過性化合物と炭素微粒子ａとを分散又は溶解できるものであれば特に制限されない。塗布剤の粘度を調整するために塗布剤の固形分率を１０質量％〜１００質量％になるように溶剤を添加することが好ましい。なお、溶剤は塗布後の乾燥によってほぼ１００％が除去される。【００４１】
そして、乾燥後、塗膜ａを熱硬化させることが好ましい。多糖類又は多糖類を架橋させたものなどからなるイオン透過性化合物には加熱によって硬化するものが含まれている。皮膜ａを熱によってさらに硬化させるために、前述の架橋剤を塗布剤に添加することができる。【００４２】
皮膜ａの厚さは、好ましくは０．０１μｍ以上５０μｍ以下、より好ましくは０．１μ以上１０μｍ以下である。厚みが薄すぎると内部抵抗の低下などの所望効果が得られない傾向になる。厚みが厚すぎると電気二重層キャパシタの体積中の皮膜ａの占める体積が無駄に大きくなり、キャパシタの体積あたりの電気容量が低くなりやすい。【００４３】
皮膜ａは、導電性シートに密着し、剥がれないものが好ましく、具体的にはテープ剥離試験（ＪＩＳ  Ｄ０２０２−１９８８）において剥離しないことが好ましい。【００４４】
〔電気二重層キャパシタ用電極〕
本発明の好ましい実施態様における電気二重層キャパシタ用電極は、前記電気二重層キャパシタ用集電体と、該集電体の皮膜ａの上に備えたバインダー、炭素微粒子ｂ及び活性炭ｂを含む皮膜ｂとを有するものである。【００４５】
本発明の好ましい実施態様における電気二重層キャパシタ用電極を構成する皮膜ｂはバインダー、炭素微粒子ｂ及び活性炭ｂを含むものである。
バインダーは、電気二重層キャパシタ用電極に用いられる公知のバインダーである。バインダーとしては、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、スチレンブタジエンラバー等が挙げられる。このバインダーを、Ｎ−メチルピロリドン、キシレン、水などの溶剤に溶解又は分散させ液状にしたものが、後述の活性炭ｂ等との混合に適している。なお、皮膜ｂには前述のイオン透過性化合物を含有していてもよい。【００４６】
活性炭ｂは、電気容量を高くする観点から比表面積の大きいものが好ましい。具体的に活性炭ｂはＢＥＴ比表面積が８００〜２５００ｍ2／ｇのものが好ましい。活性炭ｂは、平均粒径（Ｄ５０）が、１μｍ〜５０μｍのものが好ましい。ここで、活性炭の平均粒径（Ｄ５０）は、マイクロトラック粒度分布計により測定した５０％累積粒子径（μｍ）である。【００４７】
活性炭ｂは、公知のものから採用可能である。例えば、ヤシ殻活性炭、繊維状活性炭などが挙げられる。活性炭は、その賦活方法によっても特に限定されず、水蒸気賦活法、薬品賦活法などによって得たものが採用可能である。なお高容量のキャパシタを得るためには、アルカリ賦活処理を施したもの（アルカリ賦活炭）が好適である。アルカリ賦活炭は、例えば、ヤシ殻、コークス、ポリマー炭化物、難黒鉛化性炭化物、易黒鉛化性炭化物をアルカリ金属化合物の存在下に熱処理することによって得られる。易黒鉛化性炭化物としては、例えば、石油系ピッチ、石炭系ピッチ、及びそれらの有機溶媒可溶成分などのピッチを熱処理して得られるものや、ポリ塩化ビニル系化合物の炭化物が用いられる。アルカリ金属化合物としては水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸カリウムなどが挙げられる。【００４８】
本発明に用いる活性炭ｂは、固め嵩密度（タップ密度）が、０．３ｇ／ｃｍ3〜０．９ｇ／ｃｍ3の範囲内にあるものが好ましい。固め嵩密度が小さすぎると充てん密度が小さくなり電気二重層キャパシタの体積あたりやセルあたりの電気容量が低下傾向になる。固め嵩密度が大きすぎると重量あたりの電気容量が低下し、電解液を保持できる量が減少傾向になるために容量保持率が低下する場合がある。【００４９】
皮膜ｂ中のバインダーと活性炭ｂとの質量比（＝バインダー／活性炭ｂ）は、好ましくは５０／５０〜１／９９、より好ましくは３０／７０〜３／９７である。【００５０】
炭素微粒子ｂとしては、上述の炭素微粒子ａとして例示したものと同じもの、具体的には、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、気相法炭素繊維、グラファイト（黒鉛）などが用いられる。炭素微粒子ｂは皮膜ｂ中に２〜１０質量％の範囲内で含有させることが好ましい。【００５１】
皮膜ｂの厚さは、所望する電気容量に応じて適宜調整できるが、好ましくは１０μｍ以上５００μｍ以下である。【００５２】
皮膜ｂは、その形成方法によって特に制限されない。例えば、バインダーと炭素微粒子ｂと活性炭ｂとを溶剤に分散又は溶解して塗布剤を調製し、この塗布剤を皮膜ａの上に塗布し乾燥することによって皮膜ｂを形成できる。
塗布方法としては、キャスト法、バーコーター法、ディップ法、印刷法などが挙げられるが特に限定されず、公知の方法が採用可能である。これらの方法の内、皮膜の厚さを制御しやすい点からバーコーター法、キャスト法が好適である。【００５３】
塗布剤に用いる溶剤はバインダー、活性炭ｂ及び炭素微粒子ｂを分散又は溶解できるものであれば特に制限されない。塗布剤の粘度を調整するために塗布剤に溶剤を適量添加することが好ましい。なお、溶剤は塗布後の乾燥及び熱処理によってほぼ１００％が除去される。【００５４】
〔電気二重層キャパシタ〕
本発明の好ましい実施態様における電気二重層キャパシタは、前記の電気二重層キャパシタ用電極と、該電極と重ね合わせられたセパレータと、前記電極及びセパレータを浸漬する電解液とを備えるものである。【００５５】
電気二重層キャパシタの電解液としては公知の非水溶媒電解質溶液、水溶性電解質溶液のいずれも使用可能であり、さらに他の電解液の他に、非水系電解質である高分子固体電解質及び高分子ゲル電解質、イオン性液体も使用することができる。
水系（水溶性電解質溶液）のものとしては、硫酸水溶液、硫酸ナトリウム水溶液、水酸化ナトリウム水溶液等が挙げられる。【００５６】
また非水系（非水溶媒電解質溶液）のものとしては、Ｒ1Ｒ2Ｒ3Ｒ4Ｎ+またはＲ1Ｒ2Ｒ3Ｒ4Ｐ+で表されるカチオン（Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3，Ｒ4はそれぞれ独立に炭素数１〜１０のアルキル基またはアリル基である）と、ＢＦ4-、ＰＦ6-、ＣｌＯ4-等のアニオンとからなる４級アンモニウム塩または４級ホスホニウム塩を電解質として用い、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等のカーボネート系非水溶媒を溶媒として用いたものが挙げられる。また、電解質または溶媒は、それぞれ二種類以上を組み合わせて用いることもできる。【００５７】
電極と重ね合わされるセパレータは、イオンを透過する多孔質セパレータであれば良く、例えば、微孔性ポリエチレンフィルム、微孔性ポリプロピレンフィルム、エチレン不織布、ポリプロピレン不織布、ガラス繊維混抄不織布などが好ましく使用できる。【００５８】
本発明の電気二重層キャパシタは、一対のシート状電極の間にセパレータを介して電解液と共に金属ケースに収納したコイン型、一対の電極をセパレータを介して巻回してなる巻回型、セパレータと電極とを複数積み重ねた積層型などのいずれの構成のものであってもよい。【００５９】
本発明の好ましい実施態様における電気二重層キャパシタは電源システムに適用することができる。また、本発明の電気二重層キャパシタは、自動車、鉄道などの車両用電源システム；船舶用電源システム；航空機用電源システム；携帯電話、携帯情報端末、携帯電子計算機などの携帯電子機器用電源システム；事務機器用電源システム；太陽電池発電システム、風力発電システム、燃料電池システムなどの発電システム用電源システム；通信機器、電子タグなどに適用することができる。
【実施例】
【００６０】
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。【００６１】
（実施例１）
厚さ３０μｍのＡ１０８５材からなるアルミニウム箔を用意した。
イオン透過性化合物として、多糖類であるキトサンを無水ピロメリット酸で架橋したものを用意した。このイオン透過性化合物の数平均分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）の測定により３５０００であった。また、このイオン透過性化合物のイオン透過度は２．０５×１０-2Ｓ／ｃｍ（σ0＝４．５４×１０-6Ｓ／ｃｍ、σ1＝３３．５×１０-6Ｓ／ｃｍ、膜厚ｄ＝７１μｍ）であった。
このイオン透過性化合物と、炭素微粒子ａ（アセチレンブラック：平均粒子径４０ｎｍ）と、水とを、質量比率で４０：４０：２０で混合し練り合わせてペーストを得た。【００６２】
アプリケーター（隙間：１０μｍ）を用いて、キャスト法によりアルミニウム箔に前記のペーストを塗布し、次いで１８０℃の空気中で３分間乾燥させ、アルミニウム箔の上にイオン透過性化合物と炭素微粒子ａを含む皮膜ａを形成し、電気二重層キャパシタ用集電体を得た。
乾燥後の皮膜ａの厚さは５μｍであり、皮膜ａ中の炭素微粒子ａの含有率は６０質量％であった。通常のテスターにて電気伝導度を測定したところ十分な通電があることが確認された。【００６３】
図１は上記で得られた集電体の断面構造を概念的に示した図である。図１に示すように本発明の電気二重層キャパシタ用集電体は、アルミニウム箔（１）の上に皮膜ａ（２）が積層されている。皮膜ａ（２）中には炭素微粒子（３）とイオン透過性化合物（４）が含まれている。【００６４】
（実施例２）
実施例１で得られた集電体上に、下記処方の活性炭、炭素微粒子ｂ、バインダー及び溶剤からなるペーストを塗布し、厚さ２００μｍの活性炭を主成分とする分極性電極層（皮膜ｂ）を形成し、電気二重層キャパシタ用電極を作成した。【００６５】
活性炭：比表面積１５００ｍ2／ｇのアルカリ賦活活性炭    ８５質量部
炭素微粒子ｂ：アセチレンブラック（平均粒子径４０ｎｍ）    ５質量部
バインダー：ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）            １０質量部
溶剤：Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）            ８．５質量部
（活性炭の１０質量％）【００６６】
次に、電気二重層キャパシタ用電極を、評価用キャパシタ容器の大きさに合わせて、直径２０ｍｍφで２枚打ち抜いた。セパレータを間に挟んで２枚の電極を重ね合わせ、評価用キャパシタ容器に収め、有機電解液を該容器に注ぎ入れ、電極等を浸漬させ、最後に容器に蓋をして、評価用の電気二重層キャパシタを作成した。
有機電解液は、溶媒がプロピレンカーボネート、電解質が（Ｃ2Ｈ5）4ＮＢＦ4である富山薬品工業（株）製の商品名ＬＩＰＡＳＴＥ−Ｐ／ＥＡＦＩＮ（１モル／リットル）を使用した。【００６７】
図２は、上記で得られた電極の断面構造を概念的に示した図である。図２に示すように、本発明の電気二重層キャパシタ用電極は、アルミニウム箔（１）の上に皮膜ａ（２）が積層され、その皮膜ａの上に皮膜ｂ（６）がさらに積層されている。皮膜ｂ（６）中には、バインダー（７）、活性炭（５）、及び炭素微粒子ｂ（３）が含まれている。【００６８】
上記で得られた電気二重層キャパシタのインピーダンス及び電気容量を測定した。結果を表１に示した。
インピーダンスの測定は、ＫＩＫＵＳＵＩ社製のインピーダンス測定器（ＰＡＮ１１０−５ＡＭ）を用い、１ｋＨｚの条件で行った。電気容量の測定は、北斗電工（株）製充放電試験装置（ＨＪ−１０１ＳＭ６）を用い、電流密度１．５９ｍＡ／ｃｍ2で０〜２．５Ｖで充放電を行った。２回目の定電流放電時に測定した放電曲線から電気二重層キャパシタのセルあたりの電気容量（Ｆ／セル）を算出した。容量保持率（％）は（２０サイクル目の電気容量）/（２サイクル目の電気容量）×１００として算出した。【００６９】
表１から、本発明の集電体を用いて得られた電気二重層キャパシタはインピーダンスが低く、セルあたりの電気容量が高く、容量保持率も良好であることがわかる。【００７０】
（実施例３）
実施例１で用いた炭素微粒子ａ（アセチレンブラック）を気相法炭素繊維（ＶＧＣＦ（登録商標）  昭和電工社製、繊維長２０μｍ）に換えた他は実施例１と同様にして電気二重層キャパシタ用集電体を得た。この集電体を用いた他は実施例２と同様にして電気二重層キャパシタ用電極、及び電気二重層キャパシタを得た。評価結果を表１に示した。【００７１】
（実施例４）
実施例２で用いた炭素微粒子ｂ（アセチレンブラック）を気相法炭素繊維（ＶＧＣＦ  昭和電工社製、繊維長２０μｍ）に換えた他は実施例２と同様にして電気二重層キャパシタ用電極、及び電気二重層キャパシタを得た。評価結果を表１に示した。【００７２】
（実施例５）
イオン透過性化合物として、多糖類であるキチンを無水マレイン酸で架橋したものを用意した。この数平均分子量はＧＰＣ測定により３００００であった。これを用いて実施例１と同様にしてペーストを作成し、イオン透過性化合物及び炭素微粒子を含む皮膜と、アルミニウム箔とからなる集電体を得た。
そして、この集電体を用いて実施例２と同様の工程により、電気二重層キャパシタを得た。同様に電気容量、容量保持率、内部抵抗、インピーダンスを測定して、結果を表１に示した。【００７３】
（実施例６）
実施例１において、アルミニウム箔の材料をＡ１０８５材からＡ３００３材に変更し、イオン透過性化合物を多糖類であるキトサンをアクリロニトリルで架橋したもの（数平均分子量はＧＰＣ測定により３１０００であった。）に変更した他は実施例１と同様にしてペーストを作成し、イオン透過性化合物及び炭素微粒子を含む皮膜と、アルミニウム箔とからなる集電体を得た。
そして、この集電体を用いて実施例２と同様の工程により、電気二重層キャパシタを得た。同様に電気容量、容量保持率、内部抵抗、インピーダンスを測定して、結果を表１に示した。【００７４】
（実施例７）
実施例１において、イオン透過性化合物を、多糖類であるキトサンを無水トリメリット酸で架橋したもの（この数平均分子量はＧＰＣ測定により２２０００であった。）に変更した他は実施例１と同様にしてペーストを作成し、イオン透過性化合物及び炭素微粒子を含む皮膜と、アルミニウム箔とからなる集電体を得た。
そして、この集電体を用いて実施例２と同様の工程により、電気二重層キャパシタを得た。同様に電気容量、容量保持率、内部抵抗、インピーダンスを測定して、結果を表２に示した。【００７５】
（実施例８）
イオン透過性化合物として、多糖類であるキトサンをアクリロニトリルで架橋したものを用意した。この化合物を０．５μｍの厚さにして成膜してテープ剥離試験を行った。１００マスの全てに剥離は認められなかった。また、この化合物の数平均分子量はＧＰＣ測定により２６０００であった。
このキトサンをアクリロニトリルで架橋したものと、キトサンを無水トリメリット酸で架橋したもの（数平均分子量はＧＰＣ測定により２２０００であった。）とを併せて用いた以外は、実施例１と同様にしてペーストを作成し、イオン透過性化合物及び炭素微粒子を含む皮膜と、アルミニウム箔とからなる集電体を得た。
そして、実施例２と同様の工程により、電気二重層キャパシタを得た。同様に電気容量、容量保持率、内部抵抗、インピーダンスを測定して、結果を表２に示した。【００７６】
（比較例１）
炭素微粒子ａを使用しなかった、すなわち、実施例１で用いたペーストに換えてイオン透過性化合物及び水のみを含有する液を用いた他は実施例１と同様にして、電気二重層キャパシタ用集電体を得た。評価結果を表２に示した。通常のテスターにて電気伝導度を測定したが、電流が流れなかった。【００７７】
（比較例２）
実施例２で用いた集電体を、表面がエッチング処理されたＡ１０８５材からなるアルミ箔に換えた他は実施例２と同様にして電気二重層キャパシタ用電極、及び電気二重層キャパシタを得た。評価結果を表２に示した。【００７８】
（比較例３）
イオン透過性化合物をＰＶＤＦに換えた以外は実施例１及び実施例２と同様にして電気二重層キャパシタを作成した。ＰＶＤＦのイオン透過度は０．８１×１０-2Ｓ／ｃｍ（σ0＝４．５４×１０-6Ｓ／ｃｍ、σ1＝６．４２×１０-6Ｓ／ｃｍ、膜厚ｄ＝４３３μｍ）であった。容量保持率、内部抵抗を実施例２と同じ条件にて測定した。結果を表２に示した。電気二重層キャパシタの製造は可能であったが、プロピレンカーボネートを浸漬させた布で集電体表面をこすると大きく剥離を生じた。比較例３で得られた電気二重層キャパシタは初期特性がたとえ良好であっても、長期間の使用には耐えられないと考えられる。【００７９】
（比較例４）
イオン透過性化合物をＰＶＡ（ポリビニルアルコール）バインダーに換えた以外は実施例１及び実施例２と同様にして電気二重層キャパシタを作成した。容量保持率、内部抵抗を実施例２と同じ条件にて測定した。結果を表２に示した。電気二重層キャパシタの製造は可能であったが、集電体の段階で、比較例３と同様のテープ剥離試験を実施したところ集電体表面が大きく剥離した。比較例４で得られた電気二重層キャパシタは初期の特性がたとえ良好であっても、長期間の使用には耐えられないと考えられる。【００８０】
【表１】
0004499795.tif 000002
【００８１】
【表２】
0004499795.tif 000003
【００８２】
表１及び表２によれば、比較例に比べ、本発明の電気二重層キャパシタ用集電体を用いた電気二重層キャパシタ（実施例）は、どれもインピーダンスが低く、電気容量が大きく、容量保持率にも優れていることがわかる。すなわち、大電流による充放電（急速充放電）が可能であり、従来の電気二重層キャパシタよりも高性能であると結論づけられる。【００８３】
本発明の電気二重層キャパシタが、低インピーダンスで且つ高電気容量になる原理の詳細は判っていないが、皮膜ａ中のイオン透過性化合物及び導電性の炭素微粒子ａが、イオン及び電子の移動をそれぞれ分担し、分極性電極層（皮膜ｂ）と導電性シート（アルミニウム箔）との間のイオン及び電子のやり取りを円滑に行わせるからであると推察される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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