(57)【要約】【課題】抵抗値の低い電気二重層キャパシタ１を提供する。【解決手段】収納容器２の内部に電気化学素子１５を備え、外部端子６０，７０を介して充放電が可能な電気二重層キャパシタ１であって、電気化学素子１５は、一対の電極４２，４４と、一対の電極間４２，４４に配置されたセパレータ４６と、一対の電極４２，４４およびセパレータ４６に含浸された電解液５０と、を備え、一対の電極４２，４４間の体積をＶｅとし、一対の電極４２，４４間に配置されたセパレータ４６の電極間部４６ａにおける空隙の体積をＳｅとして、電極間部空隙率ＲｅをＲｅ＝Ｓｅ／Ｖｅ×１００（％）と定義し、さらに電極間部４６ａの厚さをＬ２（μｍ）として、セパレータ評価指数ＩｅをＩｅ＝Ｌ２／Ｒｅ（μｍ／％）と定義したときに、Ｉｅ≦１．０（μｍ／％）を満たしている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
収納容器の内部に電気化学素子を備え、外部端子を介して充放電が可能な電気化学セルであって、
前記電気化学素子は、一対の電極と、前記一対の電極間に配置されたセパレータと、前記一対の電極および前記セパレータに含浸された電解液と、を備え、
前記一対の電極間の体積をＶｅとし、前記一対の電極間に配置された前記セパレータの電極間部における空隙の体積をＳｅとして、電極間部空隙率ＲｅをＲｅ＝Ｓｅ／Ｖｅ×１００（％）と定義し、
前記電極間部の厚さをＬ２（μｍ）として、セパレータ評価指数ＩｅをＩｅ＝Ｌ２／Ｒｅ（μｍ／％）と定義したときに、
Ｉｅ≦１．０（μｍ／％）
を満たしていることを特徴とする電気化学セル。
【請求項２】
前記セパレータは、ガラス繊維の積層体であることを特徴とする請求項１に記載の電気化学セル。
【請求項３】
前記一対の電極により、前記セパレータに圧縮荷重が付与されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電気化学セル。
【請求項４】
前記電解液が含浸されて膨張した前記一対の電極により、前記セパレータに圧縮荷重が付与されていることを特徴とする請求項３に記載の電気化学セル。
【請求項５】
前記一対の電極のうち少なくとも一方の前記電極には、導電助剤として黒鉛が付与されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の電気化学セル。
【請求項６】
前記電解液は、溶媒としてプロピレンカーボネートおよびエチレンカーボネートを含んでいることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の電気化学セル。
【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やイオンキャパシタ等の電気化学セルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
蓄電デバイスである電気二重層キャパシタは、蓋体と容器本体とで密封された収納容器内に、一対の分極性電極とこの一対の分極性電極の間に介在されたセパレータと、前記一対の分極性電極及びセパレータに含浸された電解液とを備えるものである。このような電気二重層キャパシタは、携帯電話、ＰＤＡ、携帯用ゲーム機等の各種小型電子機器において、メモリのバックアップ用電源や時計機能のバックアップ用電源等として利用されている。この種の電気二重層キャパシタとしては、円盤状のボタン型が多用されている。また、矩形状のチップ型の電気二重層キャパシタも提案されている（例えば、特許文献１および２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２１６９５２号公報
【特許文献２】特開２０１２−６４９２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の電気二重層キャパシタは、一対の電極間の電気抵抗が高く、充放電効率の向上が困難である。そのため、抵抗値の低減が要求されている。
特に環境発電機器に搭載される電気二重層キャパシタには、微小電圧を効率的に蓄電することが求められている。またスマートフォン等の携帯機器に搭載される電気二重層キャパシタには、メイン電池の電流をアシストするための瞬時発電と瞬時放電の性能が求められている。このため、これらの電気二重層キャパシタには、小型化および薄型化に加えて、抵抗値の低減に関する要求が強い。 
【０００５】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、抵抗値の低い電気化学セル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】
【０００６】
上記の問題を解決するために、本発明の電気化学セルは、収納容器の内部に電気化学素子を備え、外部端子を介して充放電が可能な電気化学セルであって、前記電気化学素子は、一対の電極と、前記一対の電極間に配置されたセパレータと、前記一対の電極および前記セパレータに含浸された電解液と、を備え、前記一対の電極間の体積をＶｅとし、前記一対の電極間に配置された前記セパレータの電極間部における空隙の体積をＳｅとして、電極間部空隙率ＲｅをＲｅ＝Ｓｅ／Ｖｅ×１００（％）と定義し、前記電極間部の厚さをＬ２（μｍ）として、セパレータ評価指数ＩｅをＩｅ＝Ｌ２／Ｒｅ（μｍ／％）と定義したときに、Ｉｅ≦１．０（μｍ／％）を満たしていることを特徴とする。
電極間部の厚さＬ２が小さいほど、一対の電極間の距離が小さくなるので、電極間部の抵抗値が小さくなる。また電極間部空隙率Ｒｅが大きいほど、電極間部４６ａに電解液が流入しやすくなってイオン導電性が向上するので、電極間部の抵抗値が小さくなる。そこで、Ｌ２／Ｒｅで定義されるセパレータ評価指数Ｉｅを１．０（μｍ／％）以下とすることにより、電気化学セルの抵抗値を十分に（例えば５０Ω以下に）低減することができる。
【０００７】
またセパレータは、ガラス繊維の積層体であることが望ましい。
繊維径の細いガラス繊維の積層体でセパレータを形成することにより、セパレータの内部に大きな空隙が形成されるので、電極間部空隙率Ｒｅが大きくなる。これにより、セパレータ評価指数Ｉｅが小さくなり、電極間部の抵抗値を低減することができる。
【０００８】
また前記一対の電極により、前記セパレータに圧縮荷重が付与されていることが望ましい。
一対の電極により圧縮荷重が付与されてセパレータが圧縮されると、電極間部の厚さＬ２が小さくなる。これにより、セパレータ評価指数Ｉｅが小さくなり、電気化学セルの抵抗値を低減することができる。
【０００９】
また、前記電解液が含浸されて膨張した前記一対の電極により、前記セパレータに圧縮荷重が付与されていることが望ましい。
この場合、収納容器内で一対の電極が膨張してセパレータを圧縮するので、圧縮されたセパレータを収納容器内に備えた電気化学セルを簡単に製造することができる。
【００１０】
また、前記一対の電極のうち少なくとも一方の前記電極には、導電助剤として黒鉛が付与されていることが望ましい。
この場合、電気化学セルの抵抗値を大幅に低減することができる。
【００１１】
また前記電解液は、溶媒としてプロピレンカーボネートおよびエチレンカーボネートを含んでいることが望ましい。
この場合、誘電率（導電性）の高いプロピレンカーボネートおよびエチレンカーボネートを含むので、電気化学セルの抵抗値を大幅に低減することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の電気化学セルによれば、電極間部の厚さＬ２が小さいほど、一対の電極間の距離が小さくなるので、電極間部の抵抗値が小さくなる。また電極間部空隙率Ｒｅが大きいほど、電極間部４６ａに電解液が流入しやすくなってイオン導電性が向上するので、電極間部の抵抗値が小さくなる。そこで、Ｌ２／Ｒｅで定義されるセパレータ評価指数Ｉｅを１．０（μｍ／％）以下とすることにより、電極間部の抵抗値を十分に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる電気二重層キャパシタの断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態にかかる電気二重層キャパシタの断面図である。
【図３】電極間部の圧縮後の厚さＬ２と電極間部の空隙率Ｒｅとの関係を示すグラフである。
【図４】セパレータ評価指数Ｉｅと抵抗値との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態にかかる電気二重層キャパシタについて、以下に図面を参照して説明する。
図１に示す第１実施形態の電気二重層キャパシタ１は、いわゆるチップ型のもので、長さ２〜３ｍｍ×幅２〜３ｍｍ×高さ０．２〜１ｍｍの略直方体のものである。電気二重層キャパシタ１は、収納容器２の内部に電気化学素子１５を備えている。電気化学素子１５は、負極側電極４２と正極側電極４４とからなる一対の分極性電極４０がセパレータ４６を介して対向配置され、電解液５０が収納されたものである。そして、分極性電極４０とセパレータ４６には、収納容器２内に収納された電解液５０が含浸されている。
【００１５】
収納容器２は、有底四角筒状の容器本体２０と、容器本体２０の開口部を塞ぐ平板状の封口板である蓋体１０と、容器本体２０の開口部周縁に設けられたシールリング３０とを備え、シールリング３０を介して蓋体１０と容器本体２０とが密封されたものである。収納容器２の壁の厚さは、特に限定されないが、例えば、０．１５〜０．２５ｍｍである。
【００１６】
容器本体２０は、平面視略矩形の平板状の基材２２及び基材２２の一方の面に設けられた中間層２６を備える底壁部２１と、底壁部２１の周縁に立設された四角筒状の側壁部２４とを備えるものである。
中間層２６の略中央には、中間層２６を貫通する導電性の保護層２７が設けられている。
シールリング３０は、容器本体２０の開口部周縁、即ち側壁部２４の上端面２３に、ろう材３２により接合されている。
【００１７】
負極側電極４２は、蓋体１０に電気的に接続されていればよく、例えば導電性樹脂接着剤からなる負極集電体４３により蓋体１０に接着されていることが好ましい。正極側電極４４は、負極集電体４３と同様の正極集電体４５により、保護層２７に電気的に接続されている。なお、導電性樹脂接着剤（結着剤）に熱硬化性樹脂を用いることにより、接着部の耐熱性を向上させることができる。また熱硬化性樹脂と共に、導電性フィラーとして黒鉛およびカーボンブラックを用いることにより、導電性を向上させることができる。
【００１８】
容器本体２０の外部底面及び外部側面には、第一の外部端子６０と第二の外部端子７０とが設けられている。第一の外部端子６０は、ろう材３２と側壁部２４との間に設けられた第一の金属層６２と接続されている。これにより第一の外部端子６０は、第一の金属層６２、ろう材３２、シールリング３０、蓋体１０及び負極集電体４３を介して、負極側電極４２と電気的に接続されている。第二の外部端子７０は、基材２２と中間層２６との間に設けられ保護層２７に接続された第二の金属層７２と接続されている。これにより第二の外部端子７０は、第二の金属層７２、保護層２７及び正極集電体４５を介して正極側電極４４と電気的に接続されている。
【００１９】
（電解液）
電解液５０は、支持塩を非水溶媒に溶解させたものである。非水溶媒は、主溶媒として環状カーボネートを含んでいる。環状カーボネートとして、少なくとも、プロピレンカーボネート（ＰＣ）およびエチレンカーボネート（ＥＣ）を含有している。誘電率（導電率）が高いＰＣおよびＥＣを含有することで、電解液の抵抗値を低減することができる。なお本実施形態の電気二重層キャパシタは、電解液にＰＣおよびＥＣを含有しているため、電極材料として用いる活性炭にもよるが、印加する電圧を３．１Ｖ以下とすることが望ましい。また非水溶媒は、副溶媒として、対称または非対称の鎖状カーボネートを１種類以上含有している。特に、対称の鎖状カーボネートで脂肪族鎖の短いものが好ましい。常温（２５℃）で固体であるエチレンカーボネート（ＭＰ＝約４０℃）は、対称形状の鎖状カーボネート（例えば、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ））と混合することで、室温でも溶液として取り扱うことが出来る。この非水溶媒に適当な支持塩を溶解させた電解液５０は、分極性電極４０及びセパレータ４６に含浸できる。
【００２０】
収納容器２内の電解液５０の量は、特に限定されないが、例えば、下記（ｉ）式で表される空隙率が、好ましくは１０〜３０体積％、より好ましくは１５〜３０体積％となるように決定できる。１０体積％未満であると、電気二重層キャパシタ１は、製造中に、電解液５０の膨張による内圧の変化によって収納容器２が損壊するおそれがある。３０体積％超であると、短期間で放電容量が低下する傾向となる。これは、以下の原因によると考えられる。例えば、３Ｖ超の電圧で充電した場合、電解液５０の支持塩や非水溶媒が分解し、分解生成物が気化して気泡となり、負極側電極４２と正極側電極４４との間（電極間）のセパレータ４６に残存する電解液５０が生成した気泡によって押し出されて減少し、セパレータ４６の表面近傍では電解液５０が著しく減少する。セパレータ４６の表面近傍の電解液５０が著しく減少すると、電極間に形成される液絡の断面積が減少し、電極間には、充放電における電流の集中に伴う過電圧が生じる。この過電圧が支持塩や非水溶媒の分解をさらに促進して、電解液５０が著しく劣化する。そして、負極側電極４２と正極側電極４４の表面近傍において電解液５０の分解に伴って生じる分解成分は、特にセパレータ４６の表面近傍の電極に被膜を形成し、形成された被膜がさらなる抵抗の増大と過電圧の上昇とを促進して、短期間で放電容量を低下させると考えられる。
空隙率は、例えば、後述する注入工程における電解液５０の注入量を調節したり、予め低沸点（２００℃未満）の溶媒や水を電解液５０に配合し、後述する予備加熱工程で前記の低沸点の溶媒を蒸発させたりすることで、調整することができる。
【００２１】
空隙率（体積％）＝［（収納容器の空隙の体積）／（収納容器の容積）］×１００・・・・（ｉ）
上記（ｉ）式中、「収納容器の容積」は、蓋体１０と容器本体２０とで囲われた空間の体積である。「収納容器の空隙の体積」は、収納容器２の内部に生じた空隙３の体積である。
【００２２】
後述するように、本実施形態のセパレータ４６はガラス繊維積層体で形成されている。そのガラス繊維として、繊維径を極細に加工することが可能なガラス等を採用している。極細のガラス繊維の材料として、アルカリガラスまたはホウケイ酸ガラスを用いることができる。このように極細のガラス繊維を用いて抄造した積層体は、非常に高い通気性能を有している。また比表面積が非常に大きくなるので、セパレータに含浸させた電解液が広く外気に暴露された状態になる。そのため、封止時の加熱によって揮発した電解液の蒸気が、効率よく容器の外部に排出され、封止完了後には適量の電解液を収納容器の内部に残存させることができる。
【００２３】
プロピレンカーボネート（ＰＣ）は、下記（ａ）式で表される物質であり、沸点（ｂｐ）２４０℃である。エチレンカーボネート（ＥＣ）は、下記（ｂ）式で表される物質であり、沸点（ｂｐ）２６０℃である。
【００２４】
【化１】
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【００２５】
【化２】
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【００２６】
非水溶媒中の環状カーボネートの含有量は、電気二重層キャパシタ１の製造における予備加熱工程又は密封工程での加熱条件や、使用に際しての加熱条件等を勘案して決定でき、例えば、２５〜９０質量％が好ましく、５０〜８０質量％がより好ましく、５５〜７０質量％がさらに好ましい。２５質量％未満であると、電解液５０は粘度が上昇して流動性が低くなる。このため、例えば、後述する注入工程において、電解液５０の注入量がバラついて電解液５０の残存量が不安定になり、安定した品質の電気二重層キャパシタ１を得られにくくなる。９０質量％超であると、非水溶媒中の支持塩量が不十分となり、電気二重層キャパシタ１の放電容量を十分に確保できないおそれがある。加えて、９０質量％超であると、鎖状カーボネート又は支持塩の含有量が不十分となり、低温環境（−２０℃以下）下での放電容量の確保が困難となる場合がある。
【００２７】
対称または非対称の鎖状カーボネートとは、カーボネートの酸素（Ｏ）に、直鎖状又は分岐鎖状の脂肪族のアルキル基が計２個結合した構造を有するものである。鎖状カーボネートを構成する２つのアルキル基は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。鎖状カーボネートは、電解液５０に求める耐熱性等を勘案して決定でき、例えば、下記（ｃ）式で表されるジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、下記（ｄ）式で表されるエチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）が好ましく、中でも、アルキル基を対称とすることで、室温以上の融点を有し、取り扱いの便利なジメチルカーボネートが好ましい。これらは、１種単独で又は２種以上を適宜組み合わせて用いることができる。１種単独で用いる場合は、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）が好ましい。
【００２８】
【化３】
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【００２９】
【化４】
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【００３０】
非水溶媒中の鎖状カーボネートの含有量は、電気二重層キャパシタ１の製造における予備加熱工程又は密封工程での加熱条件や、使用に際しての加熱条件等を勘案して決定でき、例えば、１０〜８０質量％が好ましく、１０〜５０質量％がより好ましい。１０質量％未満であると、非水溶媒の粘度が著しく上昇して流動性が不十分となり、例えば、後述する注入工程で電解液５０の注入が困難となる。このため、電解液５０の量が不十分となって電気二重層キャパシタ１の性能を十分に確保できず、安定した品質の電気二重層キャパシタ１を得られにくくなる。６０質量％超であると、封止の際に、添加した溶媒が揮発し、残存する電解液の環状カーボネート成分が低減し、電解液５０の量が不十分となって電気二重層キャパシタ１の性能を十分に確保できず、安定した品質の電気二重層キャパシタ１を得られにくくなる。
【００３１】
非水溶媒中の環状カーボネートと鎖状カーボネートとの合計量は、電気二重層キャパシタ１の製造における予備加熱工程又は密封工程での加熱条件や、使用に際しての加熱条件等を勘案して決定でき、例えば、４０〜９０質量％が好ましく、６５〜９０質量％がより好ましく、７５〜８５質量％がさらに好ましい。４０質量％未満であると、電解液５０は粘度が上昇して流動性が低くなる。このため、例えば、後述する注入工程において、電解液５０の注入量がバラついて電解液５０の残存量が不安定になり、安定した品質の電気二重層キャパシタ１を得られにくくなる。９０質量％超であると、非水溶媒中の支持塩量が不十分となり、電気二重層キャパシタ１の放電容量を十分に確保できないおそれがある。加えて、９０質量％超であると、支持塩の含有量が不十分となり、低温環境（−２０℃以下）下での放電容量の確保が困難となる場合がある。
【００３２】
非水溶媒中の環状カーボネートと鎖状カーボネートとの含有比率は、環状カーボネートが多いほど、耐熱性が向上する一方、鎖状カーボネートが少なすぎると、非水溶媒の流動性が不十分となる。従って、電気二重層キャパシタ１の製造における加熱条件や、使用条件等を勘案して決定でき、例えば、環状カーボネート：鎖状カーボネート＝１：９〜９：１（質量比）が好ましく、５：５〜９：１がより好ましく、７：３〜９：１がさらに好ましい。
【００３３】
支持塩は、例えば、４級アンモニウム塩、４級フォスフォニウム塩等が挙げられ、４級アンモニウム塩としては、脂肪鎖のみを有する化合物、脂肪鎖と脂肪環を有する脂環式化合物、もしくは脂肪環のみを有するスピロ化合物が挙げられる。なお、スピロ化合物は、４面体構造の原子１個を２つの環が共有しているものである。
塩を構成する対イオンとしては、ＰＦ６−、ＢＦ４−、Ｎ（ＣＦ３ＳＯ３）２−、Ｃ（ＣＦ３ＳＯ３）３−等が挙げられる。
このような４級アンモニウム塩の内、脂肪鎖のみを有する化合物としては、下記（１）式で表されるトリエチルメチルアンモニウム（ＴＥＭＡ）塩、（２）式で表されるテトラエチルアンモニウム（ＴＥＡ）塩等が挙げられる（式（１）、（２）中、Ｘ−は対イオンを表す）。スピロ化合物としては、例えば、下記（３）式で表される５−アゾニアスピロ［４，４］ノナンテトラフルオロボレート（スピロ−（１，１’）−ビピロリジニウム：ＳＢＰ−ＢＦ４）、（４）式で表される６−アゾニアスピロ［５，５］ウンデカンテトラフルオロボレート、（５）式で表される３−アゾニアスピロ［２，６］ノナンテトラフルオロボレート、（６）式で表される４−アゾニアスピロ［３，５］ノナンテトラフルオロボレート等が挙げられる。また、４級フォスフォニウム塩としては、下記（７）式で表される５−フォスフォニルスピロ［４，４］ノナンテトラフルオロボレートが挙げられる。
支持塩としては、４級アンモニウム塩が好ましく、スピロ化合物がより好ましく、５−アゾニアスピロ［４，４］ノナンテトラフルオロボレートがさらに好ましい。４級アンモニウム塩のスピロ化合物は電気伝導率が高いため、放電容量を増大できる。
【００３４】
【化５】
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【００３５】
【化６】
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【００３６】
【化７】
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【００３７】
【化８】
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【００３８】
【化９】
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【００３９】
【化１０】
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【００４０】
【化１１】
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【００４１】
電解液５０中の支持塩の含有量は、支持塩の種類等を勘案して決定でき、例えば、支持塩をＳＢＰ−ＢＦ４とする場合、後述する注入工程で用いられる電解液５０中の支持塩の含有量は、好ましくは１．０〜３．６ｍｏｌ／ｄｍ３、より好ましくは１．５〜３．６ｍｏｌ／ｄｍ３である。１．０ｍｏｌ／ｄｍ３未満であると、２．９Ｖ超の電圧で充電した場合、電解液５０の劣化が著しくなり、短期間で放電容量が低下しやすくなる。３．６ｍｏｌ／ｄｍ３超とすると、非水溶媒へのＳＢＰ−ＢＦ４の溶解量が飽和し、後述する注入工程において、ノズルの詰まり等の製造上の問題を来たすおそれがある。
また、非水溶媒及び支持塩は、後述する予備加熱工程や密封工程で蒸発する。この際、非水溶媒中の環状カーボネート、鎖状カーボネート、任意溶媒は、支持塩に比べて容易に蒸発するため、最終製品の電気二重層キャパシタ１における電解液５０中の支持塩の含有量が高まる。このため、注入工程で充填される電解液５０中の支持塩の含有量は、非水溶媒の種類等を勘案して、最終製品の電気二重層キャパシタ１における電解液５０中の支持塩の含有量が、好ましくは１．０〜３．６ｍｏｌ／ｄｍ３、より好ましくは１．５〜３．６ｍｏｌ／ｄｍ３となるように調節されていてもよい。
なお、支持塩は、電気二重層キャパシタ１に電圧を印加すると、分解し減少する。このため、高電圧を印加する用途においては、支持塩が過剰（過飽和）な状態にあってもよい。あるいは、後述する予備加熱工程や密封工程の加熱条件によって、収納容器２に密封された電解液５０中の支持塩が、過飽和状態を経た後、溶解できずに一時的に析出した状態であってもよい。この際、電解液５０は、過飽和状態にある支持塩と分解生成物とによって支持塩の溶解度が変化し、支持塩が再溶解し、支持塩の濃度が高められ、低温環境下での高い放電容量を確保できる。このように、支持塩を過飽和状態とすることで、分解した分の支持塩を補給することができる。
【００４２】
電解液５０は、例えば、環状カーボネートと鎖状カーボネートと、必要に応じて任意溶媒とを混合して非水溶媒とし、該非水溶媒に支持塩を添加し攪拌して溶解することで調製できる。
【００４３】
（電極）
負極側電極４２は、例えば、おが屑、椰子殻、ピッチ、コークス、フェノール樹脂等の有機系物質を水蒸気又はアルカリ等を単独もしくは併用した賦活処理にて得られる粉末状の活性炭を、バインダーと共に圧延ロール又はプレス成形したものが挙げられる。また、例えば、フェノール系、レーヨン系、アクリル系、ピッチ系等の繊維を不融化及び炭化賦活処理して活性炭もしくは活性炭素繊維とし、これをフェルト状、繊維状、紙状又は焼結体状にしたものが挙げられる。
負極側電極４２の密度は、特に限定されず、０．１〜０．９ｇ／ｃｍ３が好ましく、０．４０〜０．７５ｇ／ｃｍ３がより好ましい。０．１ｇ／ｃｍ３未満であると負極側電極４２のエネルギー密度が低下すると共に、負極側電極４２が電解液５０の含浸により膨張した際に、電極粒子間の距離が広がり電気抵抗が増加するおそれがある。０．９ｇ／ｃｍ３超であると負極側電極４２を成形する際に、多大な圧力を要するばかりでなく、負極側電極４２への電解液５０の含浸量が著しく低下するためである。
【００４４】
負極側電極４２の活物質である活性炭は、出発材料、炭化処理法又は賦活条件により種々多様な細孔分布と表面状態のものが得られる。このような多様な表面状態及び細孔分布を有する活性炭の中でも、負極側電極４２の活物質に用いる活性炭の比表面積は、１０００ｍ２／ｇ以上が好ましく、１７００ｍ２／ｇ以上がより好ましく、２４００ｍ２／ｇ以上がさらに好ましい。１０００ｍ２／ｇ以上であれば、十分な静電容量を得られる。
活性炭の細孔容積は、０．４ｃｍ３／ｇ以上が好ましく、０．７ｃｍ３／ｇ以上がより好ましい。細孔容積が０．４ｃｍ３／ｇ以上であれば、十分な静電容量を得られる。
また、活性炭の細孔は、細孔半径１ｎｍ未満の細孔が全細孔中に占める割合（微小細孔割合）である（細孔半径１ｎｍ未満の細孔数）／（全細孔数）で表される値が、好ましくは７５％以下、より好ましくは５０％以下、さらに好ましくは３０％以下である。７５％以下であれば、十分な静電容量を得られるためである。
また、活性炭の細孔は、細孔半径１〜３ｎｍの細孔が全細孔中に占める割合（中細孔割合）である（細孔半径１〜３ｎｍの細孔数）／（全細孔数）で表される値が、好ましくは２０％以上、より好ましくは５０％以上、さらに好ましくは７０％以上である。２０％以上であれば、十分な静電容量を得られ、７０％以上であれば、環状カーボネートを含有する電解液５０との組み合わせにより、２．３Ｖ以上の電圧の連続印加に対する劣化防止性能がさらに向上する。
【００４５】
バインダーとしては、従来公知の物質を用いることができ、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリフッ化ビニリデン−六フッ化プロピレン共重合体（ＰＶＤＦ−ＨＦＰ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリアクリル酸系のポリマー、カルボキシメチルセルロース、ポリイミド等が挙げられ、中でもフッ素系のバインダーが好ましく、ＰＴＦＥやＰＶＤＦが最も好ましい。ＰＴＦＥ、ＰＶＤＦおよびＰＶＤＦ−ＨＦＰのうちいずれか一種類を単独で用いることもできるし、複数種類を任意の割合で混合して同時に用いることもできる。負極側電極４２中のバインダーの含有量は、例えば、２〜１４質量％が好ましく、耐久性の向上と製造中のハンドリング性の向上との観点から、４〜１２質量％がより好ましい。フッ素系のバインダーの配合比は、８質量％以下が好ましい。
【００４６】
負極側電極４２には、導電性付与剤（導電助剤）を添加することができ、導電性付与剤としては、例えば、その製法によって、ファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック等のカーボンブラック等の無定形炭素や、カーボンファイバー（ＣＦ）、カーボンナノホーン（ＣＮＨ）、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、粉末黒鉛等の結晶性の炭素質材料や、ＳＵＳ、Ｔｉ等の耐蝕性の高い金属粉末等が挙げられる。
活性炭と導電助剤との配合比（活性炭／導電助剤）は、９０／４以下が好ましく７０／２４以下がより好ましく、５０／４４以下が特に好ましい。
バインダーの配合比を小さくした場合には、バインダーのＰＴＦＥに十分なせん断をかけてＰＴＦＥを糸状に伸ばし、活性炭の粒子に絡める必要がある。そのため導電助剤としては、十分なせん断をかけた際においてもカーボンブラックのストラクチャー構造を保持することができるカーボンブラックで、特に、中空シェル状の構造を有するオイルファーネスブラックが望ましい。
【００４７】
導電助剤として、結晶性の高い黒鉛と結晶性の低いカーボンブラックとを混合して用いることが望ましい。黒鉛は、粒子径が大きいものの、それ自体の電子伝導性が高い。カーボンブラックは、黒鉛に比べて電子伝導性が低いものの、粒子径が小さい。粒子径の小さいカーボンブラックは、電極材料の隙間に入り込んで、電極全体の抵抗値を下げることができる。そこで、導電助剤として黒鉛とカーボンブラックとを混合して用いることにより、抵抗値を最適化することができる。黒鉛は、２０ｗｔ％以上、６０ｗｔ％以下の添加が望ましい。
カーボンブラックの中では、電極の膨張作用に優れた中空シェル状の構造を有するファーネスブラックを採用することが望ましい。
【００４８】
正極側電極４４は、負極側電極４２と同様のものが挙げられる。
負極側電極４２と正極側電極４４とは、同じであっても異なっていてもよく、支持塩の種類等を勘案して決定できる。ここで、電気二重層キャパシタ１の充電時の印加電圧が高い場合には、支持塩中のカチオンは、負極側電極４２に吸着し、電極表面で分解され、電解液５０中の濃度が低下したものとなる。この支持塩の濃度の低下に伴い、電気二重層キャパシタ１の放電容量が低下する。同様に、支持塩中のアニオンは、正極側電極４４に吸着し、電極表面で分解され、電解液５０中の濃度が低下したものとなる。この支持塩の濃度の低下に伴い、電気二重層キャパシタ１の放電容量が低下する。このため、［負極側電極４２の表面積］／［正極側電極４４の表面積］で表される表面積比は、０．８〜１．２の範囲が好ましく、適時調整される。
【００４９】
（セパレータ）
セパレータ４６は、ホウ珪酸ガラス、アルカリガラス、石英ガラス、鉛ガラス、ソーダ石灰シリカガラス、無アルカリガラス等のガラスの繊維積層体（ガラス繊維積層体）、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン等の樹脂やセルロースからなる不織布、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のマイクロポーラスフィルム等が挙げられる。中でも、ガラス繊維積層体が好ましく、ホウ珪酸ガラス、アルカリガラス、石英ガラスの繊維積層体がより好ましく、アルカリガラスの繊維積層体がさらに好ましい。ガラス繊維積層体は、機械強度に優れると共に、大きなイオン透過度を有するため、内部抵抗を低減して放電容量の向上を図れる。
【００５０】
ガラス繊維積層体は、ガラス繊維同士がバインダーで接着されて、全体として一体化されると共に、空隙が形成されたものであってもよい。ガラス繊維積層体は、ガラス製の繊維（ガラス繊維）とバインダーとの混合物を任意の形状に成形し、例えば、２５〜２５０℃で加熱する熱処理が施されたものでも良い。
バインダーは、水溶性であれば特に限定されず、例えば、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、ポリアクリル酸ナトリウム（ＰＡＳ）、ポリアクリル酸（ＰＡＡ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、変性ポリアクリル樹脂等が挙げられる。バインダーとしてポリアクリル酸を用いる場合、架橋型アクリル酸を用いることが好ましい。なお、バインダーは、親水性を有するものであるが、熱処理後に撥水性を発揮してもよい。
【００５１】
セパレータ４６は、できうる限り不純物を含有しないことが好ましく、特に、カドミウム、マンガン、亜鉛、銅、ニッケル、クロム、鉄等の金属を含有しないことが好ましい。セパレータ４６中の各金属の含有量は、カドミウム１μｇ／ｇ未満、マンガン０．５μｇ／ｇ未満、亜鉛５μｇ／ｇ未満、銅４μｇ／ｇ未満、ニッケル１μｇ／ｇ未満、クロム１μｇ／ｇ未満、鉄２５μｇ／ｇ未満が好ましい。
【００５２】
ガラス繊維積層体を構成するガラス繊維は、繊維径１０μｍ以下の複数の繊維径を有することが好ましく、繊維径１μｍ以下がより好ましい。繊維径が１０μｍ以下であれば、繊維を積層する際に、セパレータ４６内に形成される空隙の個々の大きさを小さくすることができ、毛細管現象による電解液５０のセパレータ４６への含浸がより速やかになる。加えて、セパレータ４６の保液力が高まり、電極間のイオン伝導度を低減できるため、電気二重層キャパシタ１内の抵抗をより低減できる。   
加えて、ガラス繊維積層体を構成するガラス繊維は、繊維径０．５μｍ超１．０μｍ以下のガラス繊維と、繊維径０．５μｍ以下のガラス繊維とが、混在していてもよい。この場合、ガラス繊維は、繊維径０．５μｍ以下のガラス繊維を８０質量％以上含むことが好ましい。繊維径０．５μｍ以下のガラス繊維を８０質量％以上含むことで、電解液５０がセパレータ４６へさらに含浸しやすくなり、かつ電極間の抵抗をさらに低減できる。
ガラス繊維積層体の単位面積あたりの質量（以下、単位質量と言う。）は、２４ｇ／ｍ２以下が好ましく、１６ｇ／ｍ２以下がより好ましい。
【００５３】
セパレータ４６の厚みは、未圧縮の状態で、１０μｍ以上３００μｍ以下であることがのぞましい。特に５０μｍ以上２００μｍ以下が好ましく、１５０μｍ以下がより好ましく、更に好ましくは１００μｍ以下である。なおセパレータ４６の圧縮前の厚さは、電解液を吸って膨張した負極側電極４２および正極側電極４４の厚さ（例えば２００μｍ）以下であることが好ましい。
【００５４】
セパレータ４６は、負極側電極４２と正極側電極４４との間の電極間部４６ａにおいて圧縮荷重が付与され、圧縮されていることが望ましい。電極間部４６ａの圧縮後の厚みは、好ましくは５〜４０μｍ、より好ましくは１０〜２０μｍである。電極間部４６ａの厚みが５μｍ未満であると、負極側電極４２と正極側電極４４とを分離する機能が損なわれるおそれがある。電極間部４６ａの厚みが４０μｍ超であると、電極間の抵抗が大きくなり、電流−電圧降下（ＩＲ損）が大きくなり、瞬時充電と瞬時放電の性能が低下するおそれがある。
【００５５】
セパレータ４６の電極間部４６ａにおける圧縮後の厚さＬ２と圧縮前の厚さＬ１との比率である圧縮率Ｌ２／Ｌ１は、０．１以上１．０以下が好ましく、０．１５以上０．６以下がより好ましい。０．６を超えると電極間距離が離れて電気抵抗が上昇し、０．１５未満だと電解液の保液量が低下してイオン導電性が低下し、結果として電気抵抗が上昇する。Ｌ２／Ｌ１を０．１５以上０．６以下とすることにより、電極間のイオン導電性が確保されて電気抵抗を低下させることができる。
【００５６】
繊維積層体や不織布、マイクロポーラスフィルム等で形成されたセパレータ４６は、内部に空隙を有している。セパレータ４６の電極間部４６ａの体積をＶｅとし、電極間部４６ａの空隙の体積をＳｅとすれば、電極間部４６ａの空隙率（電極間部空隙率）Ｒｅは、下記（ｉｉ）式で表される。
電極間部空隙率Ｒｅ（体積％）＝［（電極間部の空隙の体積Ｓｅ）／（電極間部の体積Ｖｅ）］×１００・・・・（ｉｉ）
【００５７】
セパレータ４６の電極間部４６ａにおける空隙率（電極間部空隙率Ｒｅ）は、１０〜９０体積％が好ましく、４５〜９０体積％がより好ましく、５０〜９０体積％が更に好ましい。電極間部空隙率Ｒｅが上記範囲内であれば、電極間部４６ａにおける電解液５０の量が十分量となり、放電容量が低下しにくくなると共に、毛細管現象によって電解液５０が電極間部４６ａに適宜補充され、放電容量を長期に維持しやすくなる。
【００５８】
さらに、セパレータ４６の電極間部４６ａにおける圧縮後の厚さＬ２（μｍ）と、上述した電極間部空隙率Ｒｅ（体積％）とにより、セパレータ評価指数Ｉｅを下記（ｉｉｉ）式で定義する。
セパレータ評価指数Ｉｅ（μｍ／％）＝電極間部の厚さＬ２（μｍ）／電極間部空隙率Ｒｅ（体積％）・・・・（ｉｉｉ）
【００５９】
図３は、圧縮前の厚さＬ１等が異なるセパレータＡ〜Ｅについて、電極間部の圧縮後の厚さＬ２と電極間部の空隙率Ｒｅとの関係を示すグラフである。セパレータＡはＬ１＝１００μｍ（Ｘ社製）、セパレータＢはＬ１＝１５０μｍ（Ｘ社製）、セパレータＣはＬ１＝２００μｍ（Ｘ社製）、セパレータＤはＬ１＝１６０μｍ（Ｙ社製）、セパレータＥはＬ１＝２３０μｍ（Ｙ社製）である。一般に、セパレータ４６が圧縮されるほど、空隙の体積が小さくなるので、電極間部空隙率Ｒｅも小さくなっている。また圧縮後の厚さＬ２が同じでも、圧縮率Ｌ２／Ｌ１が１より小さくなるほど空隙の体積が小さくなるので、電極間部空隙率Ｒｅも小さくなっている。また圧縮率が同じでも、セパレータの種類（ガラス繊維径の違い等）により圧縮前の空隙率が異なれば、電極間部空隙率Ｒｅも異なることになる。
【００６０】
ここで、電極間部４６ａの圧縮後の厚さＬ２が小さいほど、電極間部４６ａの距離が小さくなるので、電極間部４６ａの抵抗値が小さくなる。また、電極間部空隙率Ｒｅは電解液の含浸率に相当するので、電極間部空隙率Ｒｅが大きいほど電極間部４６ａに電解液が流入しやすくなってイオン導電性が向上し、電極間部４６ａの抵抗値が小さくなる。そして、電極間部４６ａの圧縮後の厚さＬ２が小さいほど、また電極間部空隙率Ｒｅが大きいほど、セパレータ評価指数Ｉｅは小さくなる。
【００６１】
従来技術の電気二重層キャパシタのセパレータ評価指数Ｉｅは、後述する表１の比較例１および比較例２で代表されるように、１．０以上（μｍ／％）である。そして、従来技術の電気二重層キャパシタの抵抗値は５０Ω以上であり、抵抗値の低減が望まれている。
【００６２】
そこで本実施形態では、セパレータ評価指数Ｉｅが１．０（μｍ／％）以下（または０．７７μｍ／％以下）となるように、電極間部の圧縮後の厚さＬ２や、圧縮率Ｌ２／Ｌ１、セパレータの種類等を設定する。これにより、電気二重層キャパシタの抵抗値を５０Ω以下に抑えることができる。なお、セパレータ評価指数Ｉｅが０．６２μｍ／％以下であれば、抵抗値が４０Ω以下になるので好ましい。またセパレータ評価指数Ｉｅが０．５０μｍ／％以下であれば、抵抗値が３０Ω以下になるのでより好ましい。さらにセパレータ評価指数Ｉｅが０．３５μｍ／％以下であれば、抵抗値が２５Ω以下になるので特に好ましい。
【００６３】
上述したように、電極間部４６ａの圧縮後の厚さＬ２が小さくなるほど、電極間部空隙率Ｒｅも小さくなる関係にある。その結果、セパレータ評価指数Ｉｅは極端に小さくなることがないので、セパレータ評価指数Ｉｅの下限値は特に限定されない。すなわち、電気二重層キャパシタの製造が可能である限り、セパレータ評価指数Ｉｅは小さいほどよい。
ただし、電極間部４６ａの厚さＬ２が極端に小さくなると、電極間を隔離する機能が損なわれる可能性がある。この観点から、セパレータ評価指数Ｉｅは０．３３（μｍ／％）以上であることが好ましい。
【００６４】
セパレータ４６には、電極間部４６ａの外側に広がった部分である外周部４６ｂが形成されている。外周部４６ｂの厚みは、電極間部４６ａの厚みと同じであってもよいし、異なっていてもよい。ただし、電解液５０との接触面積を高め、電極間部４６ａに電解液５０を効率的に補充する観点から、外周部４６ｂの厚みは電極間部４６ａの厚みよりも厚いことが好ましい。なお、外周部４６ｂは蓋体１０から離間していることが望ましい。これにより、蓋体１０に余剰の電解液が接触して蓋体１０が腐食するのを防止することができる。
【００６５】
外周部４６ｂの空隙率（外周部空隙率）Ｒｏは、電極間部空隙率Ｒｅと異なっていることが好ましい。放電容量を長期に維持する観点から、外周部空隙率Ｒｏ／電極間部空隙率Ｒｅで表されるセパレータ粗密度は、１．０超が好ましく、２．２以上がより好ましい。セパレータ粗密度が大きいほど、電極間部４６ａに電解液５０を効率的に補充し、放電容量を長期に維持しやすくできる。セパレータ粗密度の上限値は、特に限定されないが、４以下が好ましく、３以下がより好ましい。上限値を超えると、電極間部４６ａの空隙率が小さくなりすぎて、電極間部４６ａにおける電解液５０の量が不十分となり、放電容量が低下するおそれがある。加えて、上限値を超えると、電極間部４６ａの厚みが薄くなりすぎて、電極間を分離する機能が損なわれるおそれがある。さらに、上限値を超えると、セパレータ４６を圧縮する際の反発力によって、蓋体１０で密封する際に、密封不良が生じるおそれがある。なお、外周部空隙率Ｒｏは、下記（ｉｖ）式で表されるものである。
外周部空隙率Ｒｏ（体積％）＝［（外周部の空隙の体積Ｓｏ）／（外周部の体積Ｖｏ）］×１００・・・・（ｉｖ）
【００６６】
（収納容器）
蓋体１０は、コバール（鉄、ニッケル及びコバルトの合金）や、ニッケルを５０質量％程度含有するニッケル鉄合金等の導電性の金属製の平板に、ニッケルメッキが施されたものである。
シールリング３０は、コバール等にニッケルメッキが施されたもの等が挙げられる。
蓋体１０とシールリング３０とは、接合時の材質の膨張度と、接合後の冷却によって生じる収縮時の応力とにより、封止部が脆弱することを防止するため、同じ線膨張係数を有する材料を用いることが好ましい。同様に、シールリング３０と容器本体２０とは、熱による残留応力によって容器本体２０が損壊するのを防止するため、線膨張係数の近い材質を選択することが好ましい。ここで、例えば、収納容器２の主成分として用いられるアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）は、線膨張係数の代表値（４００℃）が７．１×１０−６Ｋ−１であり、蓋体１０又はシールリング３０の主成分として用いられるコバールは、線膨張係数の代表値が４．９×１０−６Ｋ−１である。
ろう材３２は、金ろう、銀ろう等、従来公知のろう材が挙げられる。
【００６７】
基材２２は、セラミック、ガラス、プラスチック、アルミナ等の絶縁性を有する耐熱材料が挙げられる。
側壁部２４は、基材２２と同様の材質である。側壁部２４は、例えば、グリーンシートを焼成することにより得られる。
中間層２６は、基材２２と同様の材質である。中間層２６は、例えば、側壁部２４と同様にグリーンシートを用い、基材２２に第二の金属層７２を設けた後、第二の金属層７２を覆うようにセラミック、ガラス、アルミナ等のグリーンシートを塗布し、焼成することにより設けることもできる。
保護層２７は、アルミニウム、タングステン、金、銀等の導電性の金属、又は導電性フィラーである炭素を含有する導電性樹脂等が挙げられ、中でもアルミニウム、導電性樹脂が好ましい。保護層２７は、中間層２６を設ける際に、導電性の金属や導電性樹脂等を任意の位置に、任意の数量を設け、焼結することで設けることができる。
【００６８】
第一の外部端子６０は、ニッケル、金等の導電性の金属の平板又は薄膜であり、例えば、容器本体２０に導体印刷し、焼成することで設けられるものである。第一の外部端子６０の表面には、基板上へ溶着できるように、ニッケル、金、ハンダ等の溶着層が設けられていることが好ましい。この溶着層は、メッキ、蒸着等の気相法により設けることができる。
第二の外部端子７０は、第一の外部端子６０と同様である。
【００６９】
第一の金属層６２は、タングステン、ニッケル、金、銀等の導電性の金属の平板又は薄膜であり、例えば、グリーンシートに前記金属をプリントし、焼成することにより設けられるものである。中でも、第一の金属層６２は、タングステンであることが好ましい。第二の金属層７２は、第一の金属層６２と同様である。
【００７０】
（電気二重層キャパシタの製造方法）
次に、電気二重層キャパシタ１の製造方法を説明する。
まず、中間層２６、保護層２７、第一の外部端子６０、第一の金属層６２、第二の外部端子７０及び第二の金属層７２が設けられた容器本体２０を用意する。容器本体２０の開口部周縁、即ち側壁部２４の上端面２３に、ろう材３２によりシールリング３０を接合する。次いで、シールリング３０とろう材３２と上端面２３とを覆うようにニッケルメッキを施す。ニッケルメッキとしては、例えば、電解ニッケルメッキや無電解ニッケルメッキが挙げられる。
【００７１】
容器本体２０の内底面に、正極集電体４５で正極側電極４４を接着し、接着した正極側電極４４上にセパレータ４６を載置し、容器本体２０内に、任意の量の電解液５０を注入する（注入工程）。電解液５０の注入量は、非水溶媒の種類、電気二重層キャパシタ１の空隙率等を勘案して決定できる。
【００７２】
ここで、セパレータ４６としてガラス繊維積層体を用いる場合、電解液５０を注入する前に、セパレータ４６を加熱してもよい（セパレータ加熱処理）。セパレータ４６を加熱することで、ガラス繊維積層体の表面の吸着水や各種有機物を酸化または揮発によって除去することが出来、電解液５０がセパレータ４６に対してより多量にかつ速やかに含浸できる。
【００７３】
蓋体１０の一方の面に、負極集電体４３で負極側電極４２を接着し、負極側電極４２がセパレータ４６に当接するように、蓋体１０をシールリング３０上に載置する。あるいは、セパレータ４６に当接するように負極側電極４２を載置し、予め負極集電体４３を設けた蓋体１０をシールリング３０上に載置する（電極配置工程）。
【００７４】
正極側電極４４および負極側電極４２は、電解液を吸収して膨張する。膨張した一対の電極４４，４２は、セパレータ４６の両面に圧縮荷重を付与する。これにより、セパレータ４６の電極間部４６ａは圧縮されて厚さが減少する。なお、一対の電極４４，４２からはみ出したセパレータ４６の外周部４６ｂは、ほぼ圧縮前の厚さを保持する。
【００７５】
次いで、蓋体１０とシールリング３０とを部分的に溶融しながら溶着して、非密封体とする。蓋体１０とシールリング３０との部分的な溶接の方法は、例えば、抵抗溶接、レーザー溶接、熱溶接等により、蓋体１０のニッケルメッキと、シールリング３０を覆うニッケルメッキとを部分的に溶着させるものが挙げられ、中でも抵抗溶接が好ましい。「部分的に溶接」とは、蓋体１０とシールリング３０とを、溶接部分が離間したスポット溶接等で溶接することを意味する。
【００７６】
蓋体１０とシールリング３０とを部分的に溶接した非密封体を２００℃以上、９００℃未満で加熱する（予備加熱工程）。予備加熱工程では、水分等の不純物を電解液５０から除去したり、非水溶媒の一部を蒸発させ、電解液５０中の支持塩の濃度を増大させたりできる。加えて、加熱することで電解液５０の粘度を低減し、電解液５０を分極性電極４０又はセパレータ４６へ十分に含浸できる。予備加熱工程における加熱の方法は、特に限定されず、例えば、蓋体１０への通電による方法や、レーザー照射、温風による加熱方法が挙げられ、中でも蓋体１０に通電する方法が好ましい。蓋体１０に通電することで、電解液５０の温度が短時間で上昇し、効率的に電解液５０中の不純物を除去できる。また、蓋体１０への通電は、上述の蓋体１０とシールリング３０との部分的な溶接を兼ねることができるため、電気二重層キャパシタ１の製造効率の向上が図れる。
加熱時間は、非水溶媒の種類や加熱方法等を勘案して決定でき、例えば、１ｍｓｅｃ以上が好ましい。この際、電解液５０は、比較的沸点の高い環状カーボネートを含有するため、容易に電解液５０の全量が揮発したりすることなく、収納容器２内に適量の電解液５０が残る。加えて、予備加熱工程で、低沸点の不純物を除去することで、後述する密封工程やリフローハンダ付けにて、低沸点の不純物が気化して電気二重層キャパシタ１が損壊するのを防止できる。
【００７７】
非密封体の蓋体１０とシールリング３０とを溶接し、蓋体１０と容器本体２０とで収納容器２内を密封する（密封工程）。蓋体１０とシールリング３０との溶接方法は、特に限定されず、例えば、抵抗溶接によるシーム溶接等が挙げられる。シーム溶接では、蓋体１０のニッケルメッキと、シールリング３０を覆うニッケルメッキとが溶着される。
密封工程において、電解液５０は、ニッケルメッキの融点（８００〜１４５５℃）に晒されるものの、比較的沸点の高い環状カーボネートを含有するため、容易に電解液５０の全量が揮発したりすることなく、収納容器２内に適量の電解液５０が残る。加えて、電解液５０の全量が容易に揮発しないため、密封工程中に収納容器２が破損するのを防止できる。
こうして、電解液５０の量が均一な電気二重層キャパシタ１を得ることができる。
【００７８】
（効果）
本実施形態の電気二重層キャパシタは、セパレータ４６の電極間部４６ａの厚さをＬ２（μｍ）とし、電極間部空隙率をＲｅ（％）としたときに、Ｌ２／Ｒｅで定義されるセパレータ評価指数Ｉｅが、１．０（μｍ／％）以下である構成とした。
電極間部４６ａの厚さＬ２が小さいほど、一対の電極間の距離が小さくなるので、電極間部４６ａの抵抗値が小さくなる。また電極間部空隙率Ｒｅが大きいほど、電極間部４６ａに電解液が流入しやすくなってイオン導電性が向上するので、電極間部４６ａの抵抗値が小さくなる。そこで、Ｌ２／Ｒｅで定義されるセパレータ評価指数Ｉｅを１．０（μｍ／％）以下とすることにより、電極間部４６ａの抵抗値を５０Ω以下に低減することができる。好ましくはセパレータ評価指数Ｉｅを０．６５（μｍ／％）以下とすることにより、電極間部４６ａの抵抗値を４０Ω以下に低減することができる。
【００７９】
またセパレータは、ガラス繊維の積層体であり、一対の電極により圧縮荷重が付与されている構成とした。
繊維径の細いガラス繊維の積層体でセパレータを形成することにより、セパレータの内部に大きな空隙が形成されるので、電極間部空隙率Ｒｅが大きくなる。また、一対の電極により圧縮荷重が付与されてセパレータが圧縮されると、電極間部４６ａの厚さＬ２が小さくなる。これらにより、セパレータ評価指数Ｉｅが小さくなり、電極間部の抵抗値を低減することができる。
【００８０】
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。
上述の実施形態の電気二重層キャパシタ１は、チップ型のものであるが、本発明はこれに限定されず、例えば、ボタン型のものであってもよい。
【００８１】
また実施形態の電気二重層キャパシタ１では、第二の金属層７２が中間層２６と基材２２との間に設けられているが、本発明はこれに限定されず、第二の金属層７２が中間層２６上に設けられていてもよい。ただし、電解液５０が第二の金属層７２に直接接触すると電極間を分離する機能が損なわれるおそれがあるため、第二の金属層７２を中間層２６と基材２２との間に設ける等により、電解液５０と接触しないようにすることが好ましい。
【００８２】
上述の実施形態では、予備加熱工程が設けられているが、本発明はこれに限定されず、予備加熱工程が設けられていなくてもよい。ただし、電解液中の不純物等を除去し、高い放電容量を長期に維持する観点から、予備加熱工程を設けることが好ましい。
【００８３】
上述の実施形態では、電極配置工程で、蓋体１０とシールリング３０とを部分的に溶接しているが、本発明はこれに限定されず、蓋体１０をシールリング３０上に載置するだけでもよい。
【００８４】
上述の実施形態では、蓋体１０と容器本体２０との密封が、蓋体１０のニッケルメッキとシールリング３０のニッケルメッキとを溶着させる方法であるが、本発明はこれに限定されず、例えば、蓋体１０とシールリング３０とをろう材により接合してもよい。
【００８５】
（第２実施形態）
上述の実施形態では、有底四角筒状の容器本体と平板状の蓋体とを備え、容器本体に外部端子が設けられたチップ型のものであるが、本発明はこれに限定されず、例えば、図２に示すチップ型のものであってもよい。
【００８６】
図２に示す第２実施形態の電気二重層キャパシタ１００は、収納容器１０２に、負極側電極４２と正極側電極４４とからなる一対の分極性電極４０がセパレータ４６を介して対向配置され、電解液５０が収納されたものである。そして、分極性電極４０とセパレータ４６には、収納容器１０２内に収納された電解液５０が含浸されている。
【００８７】
収納容器１０２は、有蓋四角筒状の容器本体１１０と、容器本体１１０の開口部を塞ぐ平板状の蓋体１２０と、容器本体１１０の開口部周縁に設けられたシールリング１３０とを備え、シールリング１３０を介して蓋体１２０と容器本体１１０とが密封されたものである。
容器本体１１０は、平面視略矩形の平板状の天壁部１１２と、天壁部１１２の周縁から下方に延設された矩形筒状の側壁部１１４と、側壁部１１４の下端に、側壁部１１４の軸線から離れる方向に延設された鍔部１１６とを備えるものである。
蓋体１２０は、上層１２２と下層１２４とからなる二層構造とされている。上層１２２面の略中央には、平面視略矩形の第一の導体部１４５が設けられ、上層１２２の周縁近傍には、ロ字状の第二の導体部１３２が設けられている。下層１２４には、側面から底面にかけて第一の外部端子１６０と第二の外部端子１７０とが設けられ、上層１２２と下層１２４との間には、蓋体１２０の略中央から周縁に向かって延びる引出導体部１７２が設けられている。第一の外部端子１６０は第一の導体部１３２と接続され、第二の外部端子１７０は引出導体部１７２と接続されている。引出導体部１７２は、上層１２２を貫通するビア導体部１７４により第二の導体部１４５と接続されている。
【００８８】
容器本体１１０の材質は、蓋体１０の材質と同様である。
蓋体１２０の材質は、基材２２の材質と同様である。
シールリング１３０の材質は、シールリング３０の材質と同様である。
第一の外部端子１６０は、第一の外部端子６０と同様であり、第二の外部端子１７０は、第二の外部端子７０と同様である。
第一の導体部１３２は、第一の金属層６２と同様であり、第二の導体部１４５は、正極集電体４５と同様である。
引出導体部１７２は、第二の金属層７２と同様である。
ビア導体部１７４は、保護層２７と同様である。
【００８９】
電気二重層キャパシタ１００のようなチップ型のものとしては、例えば、特開２０１０−１４１０２６号公報に記載の電気化学デバイス等が挙げられる。
図２に示す第２実施形態の電気二重層キャパシタ１００においても、図１に示す第１実施形態の電気二重層キャパシタ１と同様の効果を得ることができる。
【実施例】
【００９０】
以下に実施例を用いて本発明を説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。表１は実施例および比較例の一覧表である。
【００９１】
【表１】
2013243205.tif 000014
【００９２】
（実施例１）
各実施例および各比較例では、図１に示す電気二重層キャパシタと同様の電気二重層キャパシタを次のように作製した。
市販の活性炭（比表面積：１９００ｍ２／ｇ、細孔容積：０．８５ｃｍ３／ｇ、微小細孔割合：４％、中細孔割合：９５％、個数平均粒径：１２μｍ（レーザー式により測定））を厚さ０．２５ｍｍ±０．０５ｍｍのシート状に圧延し、１．７ｍｍ×１．０ｍｍに切断したものを正極側電極及び負極側電極とした。コバールの平板に電解ニッケルメッキを施した蓋体に、負極側電極を導電性接着剤により接着した。セラミックの基材とセラミックの中間層からなる底壁部と、セラミックの側壁部とを備えた容器本体の開口部周縁に、コバールのシールリングを銀ろうにより接合した。容器本体の内底面に、正極側電極を導電性接着剤により接着し、後述するセパレータ（２．２５ｍｍ×１．７２ｍｍ）を正極側電極上に載置した。正極側電極上に容器本体内に電解液２μＬを注入し、負極側電極がセパレータに当接するように蓋体をシールリング上に載置した。次いで、スポット溶接により蓋体とシールリングとを部分的に溶接して非密封体とした。この際、蓋体を２５０℃、５ｍｓｅｃで加熱した（予備加熱工程）。
次いで、抵抗溶接法のシーム溶接により、収納容器を密封し、電気二重層キャパシタを得た。なお、得られた電気二重層キャパシタの空隙率は２５体積％、表面積比＝１．０であった。
【００９３】
セパレータをアルカリガラスのガラス繊維積層体で形成した。実施例１では、ガラス繊維の密度は２．３４５ｇ／ｃｃであり、ガラス繊維積層体の単位質量は１７．０ｇ／ｍ２である。セパレータは、圧縮前の厚みＬ１＝１００μｍから、圧縮後の厚みＬ２＝２３μｍまで圧縮した。圧縮後の電極間部空隙率Ｒｅは６８．７％であり、セパレータ評価指数Ｉｅは０．３３７である。
【００９４】
以上のように作製した電気二重層キャパシタの抵抗値を測定した。抵抗値は、ＫＤＫ製のＬＣＲメーターＫＣ−５９４Ｂ型を用い、Ｒ機能を用い、交流１ＫＨｚにおける値を測定した。表１に示すように、測定された抵抗値は２２Ωであった。
【００９５】
（実施例２）
セパレータをアルカリガラスのガラス繊維積層体で形成した。実施例２では、ガラス繊維の密度は２．３５１ｇ／ｃｃであり、ガラス繊維積層体の単位質量は２２．０ｇ／ｍ２である。セパレータは、圧縮前の厚みＬ１＝１５０μｍから、圧縮後の厚みＬ２＝３０μｍまで圧縮した。圧縮後の電極間部空隙率Ｒｅは６８．８％であり、セパレータ評価指数Ｉｅは０．４３６である。上記以外は実施例１と同様にして、電気二重層キャパシタを作成した。
表１に示すように、測定された抵抗値は２５Ωであった。
【００９６】
（実施例３）
セパレータをアルカリガラスのガラス繊維積層体で形成した。実施例３では、ガラス繊維の密度は２．３４５ｇ／ｃｃであり、ガラス繊維積層体の単位質量は２３．７ｇ／ｍ２である。セパレータは、圧縮前の厚みＬ１＝１５０μｍから、圧縮後の厚みＬ２＝３２μｍまで圧縮した。圧縮後の電極間部空隙率Ｒｅは６８．７％であり、セパレータ評価指数Ｉｅは０．４７０である。上記以外は実施例１と同様にして、電気二重層キャパシタを作成した。
表１に示すように、測定された抵抗値は２６Ωであった。
【００９７】
（実施例４）
セパレータをアルカリガラスのガラス繊維積層体で形成した。実施例４では、ガラス繊維の密度は２．３４９ｇ／ｃｃであり、ガラス繊維積層体の単位質量は２６．０ｇ／ｍ２である。セパレータは、圧縮前の厚みＬ１＝１５０μｍから、圧縮後の厚みＬ２＝３５μｍまで圧縮した。圧縮後の電極間部空隙率Ｒｅは６８．８％であり、セパレータ評価指数Ｉｅは０．５１５である。上記以外は実施例１と同様にして、電気二重層キャパシタを作成した。
表１に示すように、測定された抵抗値は２６Ωであった。
【００９８】
（実施例５）
セパレータをアルカリガラスのガラス繊維積層体で形成した。実施例５では、ガラス繊維の密度は２．３４９ｇ／ｃｃであり、ガラス繊維積層体の単位質量は３１．０ｇ／ｍ２である。セパレータは、圧縮前の厚みＬ１＝２００μｍから、圧縮後の厚みＬ２＝４２μｍまで圧縮した。圧縮後の電極間部空隙率Ｒｅは６８．８％であり、セパレータ評価指数Ｉｅは０．６１５である。上記以外は実施例１と同様にして、電気二重層キャパシタを作成した。
表１に示すように、測定された抵抗値は３１Ωであった。
【００９９】
実施例１〜５では、セパレータをアルカリガラスのガラス繊維積層体で形成し、セパレータ評価指数Ｉｅを１．０μｍ／％以下としたので、抵抗値を５０Ω以下に低減できた。実施例４および５では、セパレータ評価指数Ｉｅを０．６２μｍ／％以下としたので、抵抗値が４０Ω以下となり、好ましいと判定された。実施例２および３では、セパレータ評価指数Ｉｅを０．５０μｍ／％以下としたので、抵抗値が３０Ω以下となり、より好ましいと判定された。実施例１では、セパレータ評価指数Ｉｅを０．３５μｍ／％以下としたので、抵抗値が２５Ω以下となり、特に好ましいと判定された。
【０１００】
（実施例６）
セパレータをホウケイ酸ガラスのガラス繊維積層体で形成した。実施例６では、ガラス繊維の密度は２．３ｇ／ｃｃであり、ガラス繊維積層体の単位質量は２９．３ｇ／ｍ２である。セパレータは、圧縮前の厚みＬ１＝４１μｍから、圧縮後の厚みＬ２＝２０μｍまで圧縮した。圧縮後の電極間部空隙率Ｒｅは５７．４％であり、セパレータ評価指数Ｉｅは０．３５６である。上記以外は実施例１と同様にして、電気二重層キャパシタを作成した。
表１に示すように、測定された抵抗値は２０Ωであった。
【０１０１】
（実施例７）
セパレータをホウケイ酸ガラスのガラス繊維積層体で形成した。実施例７では、ガラス繊維の密度は２．３ｇ／ｃｃであり、ガラス繊維積層体の単位質量は２８．２ｇ／ｍ２である。セパレータは、圧縮前の厚みＬ１＝５１μｍから、圧縮後の厚みＬ２＝２６μｍまで圧縮した。圧縮後の電極間部空隙率Ｒｅは５１．９％であり、セパレータ評価指数Ｉｅは０．４９２である。上記以外は実施例１と同様にして、電気二重層キャパシタを作成した。
表１に示すように、測定された抵抗値は２７Ωであった。
【０１０２】
（実施例８）
セパレータをホウケイ酸ガラスのガラス繊維積層体で形成した。実施例８では、ガラス繊維の密度は２．３ｇ／ｃｃであり、ガラス繊維積層体の単位質量は２０．０ｇ／ｍ２である。セパレータは、圧縮前の厚みＬ１＝２７μｍから、圧縮後の厚みＬ２＝１３μｍまで圧縮した。圧縮後の電極間部空隙率Ｒｅは２１．７％であり、セパレータ評価指数Ｉｅは０．６１３である。上記以外は実施例１と同様にして、電気二重層キャパシタを作成した。
表１に示すように、測定された抵抗値は２３Ωであった。
【０１０３】
（実施例９）
セパレータをホウケイ酸ガラスのガラス繊維積層体で形成した。実施例９では、ガラス繊維の密度は２．３ｇ／ｃｃであり、ガラス繊維積層体の単位質量は２４．０ｇ／ｍ２である。セパレータは、圧縮前の厚みＬ１＝４１μｍから、圧縮後の厚みＬ２＝２０μｍまで圧縮した。圧縮後の電極間部空隙率Ｒｅは５７．４％であり、セパレータ評価指数Ｉｅは０．３５６である。上記以外は実施例１と同様にして、電気二重層キャパシタを作成した。
表１に示すように、測定された抵抗値は２０Ωであった。
【０１０４】
実施例６〜９では、セパレータをホウケイ酸ガラスのガラス繊維積層体で形成し、セパレータ評価指数Ｉｅを１．０μｍ／％以下としたので、抵抗値を５０Ω以下に低減できた。実施例８および９では、セパレータ評価指数Ｉｅを０．６２μｍ／％以下としたので、抵抗値が４０Ω以下となり、好ましいと判定された。実施例７では、セパレータ評価指数Ｉｅを０．５０μｍ／％以下としたので、抵抗値が３０Ω以下となり、より好ましいと判定された。実施例６では、セパレータ評価指数Ｉｅを０．３５μｍ／％付近としたので、抵抗値が２５Ω以下となり、特に好ましいと判定された。
【０１０５】
（実施例１０）
セパレータをセルロース積層体で形成した。実施例１０では、セルロースの密度は１．４ｇ／ｃｃであり、セルロース積層体の単位質量は１４．９ｇ／ｍ２である。セパレータは、厚み１９．８μｍのまま圧縮していない。電極間部空隙率Ｒｅは４６．２％であり、セパレータ評価指数Ｉｅは０．４２８である。上記以外は実施例１と同様にして、電気二重層キャパシタを作成した。
表１に示すように、測定された抵抗値は２３Ωであった。
【０１０６】
（実施例１１）
セパレータをセルロース積層体で形成した。実施例１１では、セルロースの密度は１．４ｇ／ｃｃであり、セルロース積層体の単位質量は１８．３ｇ／ｍ２である。セパレータは、厚み２５．４μｍのまま圧縮していない。電極間部空隙率Ｒｅは４８．４％であり、セパレータ評価指数Ｉｅは０．５２４である。上記以外は実施例１と同様にして、電気二重層キャパシタを作成した。
表１に示すように、測定された抵抗値は３２Ωであった。
【０１０７】
（実施例１２）
セパレータをセルロース積層体で形成した。実施例１２では、セルロースの密度は１．４ｇ／ｃｃであり、セルロース積層体の単位質量は２１．３ｇ／ｍ２である。セパレータは、厚み３０．７μｍのまま圧縮していない。電極間部空隙率Ｒｅは５０．４％であり、セパレータ評価指数Ｉｅは０．６０９である。上記以外は実施例１と同様にして、電気二重層キャパシタを作成した。
表１に示すように、測定された抵抗値は３８Ωであった。
【０１０８】
実施例１０〜１２では、セパレータをセルロース積層体で形成し、セパレータ評価指数Ｉｅを１．０μｍ／％以下としたので、抵抗値を５０Ω以下に低減できた。実施例１１，１２では、セパレータ評価指数Ｉｅを０．６２以下としたので、抵抗値が４０Ω以下となり、好ましいと判定された。実施例１０では、セパレータ評価指数Ｉｅを０．５０μｍ／％以下としたので、抵抗値が３０Ω以下となり、より好ましいと判定された。
【０１０９】
（実施例１３）
セパレータをポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のマイクロポーラスフィルムで形成した。セパレータは、厚み２５．０μｍのまま圧縮していない。電極間部空隙率Ｒｅは６１．０％であり、セパレータ評価指数Ｉｅは０．４１０である。上記以外は実施例１と同様にして、電気二重層キャパシタを作成した。
表１に示すように、測定された抵抗値は２５Ωであった。
【０１１０】
（実施例１４）
セパレータをポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のマイクロポーラスフィルムで形成した。セパレータは、厚み５０．０μｍのまま圧縮していない。電極間部空隙率Ｒｅは６５．０％であり、セパレータ評価指数Ｉｅは０．７６９である。上記以外は実施例１と同様にして、電気二重層キャパシタを作成した。
表１に示すように、測定された抵抗値は４８Ωであった。
【０１１１】
実施例１３，１４では、セパレータをポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のマイクロポーラスフィルムで形成し、セパレータ評価指数Ｉｅを１．０μｍ／％以下としたので、抵抗値を５０Ω以下に低減できた。実施例１４では、セパレータ評価指数Ｉｅを０．７７μｍ／％以下としたので、抵抗値が５０Ω以下となり、好ましいと判定された。実施例１３では、セパレータ評価指数Ｉｅを０．５０μｍ／％以下としたので、抵抗値が３０Ω以下となり、より好ましいと判定された。
【０１１２】
（比較例１）
セパレータをホウケイ酸ガラスのガラス繊維積層体で形成した。比較例１では、ガラス繊維の密度は２．３ｇ／ｃｃであり、ガラス繊維積層体の単位質量は４６．０ｇ／ｍ２である。セパレータは、圧縮前の厚みＬ１＝１５０μｍから、圧縮後の厚みＬ２＝７５μｍまで圧縮した。圧縮後の電極間部空隙率Ｒｅは７３．３％であり、セパレータ評価指数Ｉｅは１．０２３である。上記以外は実施例１と同様にして、電気二重層キャパシタを作成した。
表１に示すように、測定された抵抗値は６３Ωであった。
【０１１３】
（比較例２）
セパレータをホウケイ酸ガラスのガラス繊維積層体で形成した。比較例２では、ガラス繊維の密度は２．３ｇ／ｃｃであり、ガラス繊維積層体の単位質量は７０．０ｇ／ｍ２である。セパレータは、圧縮前の厚みＬ１＝２３０μｍから、圧縮後の厚みＬ２＝１１５μｍまで圧縮した。圧縮後の電極間部空隙率Ｒｅは７３．５％であり、セパレータ評価指数Ｉｅは１．５６４である。上記以外は実施例１と同様にして、電気二重層キャパシタを作成した。
表１に示すように、測定された抵抗値は９４Ωであった。
【０１１４】
比較例１，２では、実施例６〜９と同様にセパレータをホウケイ酸ガラスのガラス繊維積層体で形成したが、実施例６〜９とは異なりセパレータ評価指数Ｉｅを１．０μｍ／％以上としたので、抵抗値を５０Ω以下に低減できなかった。その結果、比較例１，２はＮＧと判定された。
【０１１５】
図４は、セパレータ評価指数Ｉｅと抵抗値との関係を示すグラフである。図４では、上述した各実施例および各比較例を、セパレータ評価指数Ｉｅおよび抵抗値に基づいてプロットしている。図４から、セパレータ評価指数Ｉｅを１．０μｍ／％以下（または０．７７μｍ／％以下）とすることで、抵抗値を５０Ω以下に低減できることがわかる。またセパレータ評価指数Ｉｅを０．６２μｍ／％以下とすることで、抵抗値を４０Ω以下に低減できることがわかる。またセパレータ評価指数Ｉｅを０．５０μｍ／％以下とすることで、抵抗値を３０Ω以下に低減できることがわかる。またセパレータ評価指数Ｉｅを０．３５μｍ／％以下とすることで、抵抗値を２５Ω以下に低減できることがわかる。
以上の各実施例および各比較例により、セパレータ評価指数Ｉｅを１．０μｍ／％以下（または０．７７μｍ／％以下、好ましくは０．６２μｍ／％以下、より好ましくは０．５０μｍ／％以下、特に好ましくは０．３５μｍ／％以下）とすることで、抵抗値を低減できることが確認された。
【符号の説明】
【０１１６】
１、１００…電気二重層キャパシタ（電気化学セル）
２、１０２…収納容器
１０、１２０…蓋体
１５…電気化学素子
２０、１１０…容器本体
４０…分極性電極
４２…負極側電極
４４…正極側電極
４６…セパレータ
４６ａ…電極間部
５０…電解液
６０、１６０…第一の外部端子
７０、１７０…第二の外部端子
【図１】
2013243205.tif 000015
【図２】
2013243205.tif 000016
【図３】
2013243205.tif 000017
【図４】
2013243205.tif 000018