(57)【要約】      （修正有）【課題】薄膜化しつつ、蓄電されるエネルギー密度を向上させることができる蓄電体用電極及び電気二重層キャパシタを提供する。【解決手段】平均長さが５０μｍ以上２ｍｍ以下である長尺のカーボンナノチューブとイオン液体とを混練してなるゲル状の混練物からなる蓄電デバイス用電極１及び該電極を用いた電気二重層キャパシタである。ゲル状の混練物は、平均長さが１μｍ以上５０μｍより短い短尺のカーボンナノチューブ、グラフェン及びカーボンナノホーンからなる群より選択される少なくとも１種をさらに含有する。【選択図】図１
2016162993.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平均長さが５０μｍ以上２ｍｍ以下である長尺のカーボンナノチューブとイオン液体とを混練してなるゲル状の混練物からなるシート状物である
ことを特徴とする蓄電デバイス用電極。
【請求項２】
請求項１に記載された蓄電デバイス用電極であって、
前記ゲル状の混練物は、平均長さが１μｍ以上５０μｍより短い短尺のカーボンナノチューブ、グラフェンおよびカーボンナノホーンからなる群より選択される少なくとも１種をさらに含有する
ことを特徴とする蓄電デバイス用電極。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載された蓄電デバイス用電極をセパレータの両側に配置し、さらにこの両側に集電体を配置し、内部に電解液を含浸した
ことを特徴とする電気二重層キャパシタ。
【請求項４】
平均長さが５０μｍ以上２ｍｍ以下である長尺のカーボンナノチューブとイオン液体とを混練してなるゲル状の混練物を生成するゲル状混練物生成工程と、
前記ゲル状の混練物をシート状に加工するシート状加工工程と
を有する、
ことを特徴とする蓄電デバイス用電極の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載された蓄電デバイス用電極の製造方法であって、
前記ゲル状の混練物に、平均長さが１μｍ以上５０μｍより短い短尺のカーボンナノチューブ、グラフェンおよびカーボンナノホーンからなる群より選択される少なくとも１種をさらに混合する
ことを特徴とする蓄電デバイス用電極の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電デバイス用電極およびその製造方法および電気二重層キャパシタに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気二重層キャパシタ（以下、ＥＤＬＣと称す）の基本的なセル構成は、セパレータを介した２枚の分極性電極と電解液からなる。電圧を印加し、電極を分極させると、電解液中のイオンが電荷補償のため電極表面へ引き寄せられ、電極と電解液界面にそれぞれ電荷層が形成される。これを電気二重層（electric double layer）と呼び、正極・負極上での電気二重層形成により、電気二重層キャパシタは電荷を蓄える。
【０００３】
また、電気二重層キャパシタは、電池のようなイオンが関与する反応が無いので、充放電特性が高く、また充放電サイクルによる容量劣化が少ないという利点を有している。
【０００４】
電気二重層キャパシタの用途は、例えばハイブリット自動車用の減速時にエネルギーを回収する回生エネルギーの蓄電への利用が期待される。しかし、電気二重層キャパシタのエネルギー密度は電池と比べて低く、エネルギー密度をさらに向上させる必要がある。電気二重層キャパシタのエネルギー密度を向上できれば、一般的な電気二重層キャパシタが適用できない自動車用アシスト電源として利用可能性など幅広い用途への適用が期待できる。
【０００５】
電気二重層キャパシタのエネルギー密度Ｗは、次の式（１）で表される。
Ｗ＝（１／２）ＣＶ2      ・・・（１）
Ｃ：静電容量、Ｖ：作動電圧
【０００６】
したがって、作動電圧を向上させることは電気二重層キャパシタのエネルギー密度の向上に大きく寄与する。しかし、一般的な電気二重層キャパシタでは、電極材料に活性炭を用い、非水系電解液としてプロピレンカーボネイトなど極性溶媒に、支持電解質にテトラエチルアンネニウムテトラフルオロボレートなどの四級アンモニウム塩を用いることが多く、作動電圧を３．０Ｖ以上にすると、電解液の分解、バインダーなどの分解などの副反応が起こり、抵抗増加、電極形状の崩壊などが起こり、性能が大きく劣化してしまうため、作動電圧を３．０Ｖ以上にすることは困難であった。
【０００７】
そこで、電気二重層キャパシタのエネルギー密度の向上を目的として、電気二重層キャパシタ用分極材料としてカーボンナノチューブ（ＣＮＴ：Carbon Nano Tube）を用いた試みがなされている。
【０００８】
特許文献１には、カーボンナノチューブ、活性炭、ハードカーボン、グラファイト、グラフェンおよびカーボンナノホーンからなる群より選択される少なくとも１種の活物質とイオン液体を混練して混練物を生成し、混練物を三次元網目状金属多孔体に含ませてなる蓄電デバイス用電極が開示されている。
【０００９】
一方、カーボンナノチューブをイソプロピルアルコールなどの溶媒に撹拌し、分散させて、多孔質のフィルターでろ過して、シート状にしたカーボンナノチューブ集合体（ＣＮＴペーパー）が種々の電極材として用いられている。
【００１０】
特許文献２には、容量特性に優れた電極を得ることができる高密度カーボンナノチューブ集合体の製造を目的として、所定量のカーボンナノチューブを所定量のイソプロピルアルコール中に混ぜ、撹拌することにより分散溶液を得た後、その溶液を１００ＭＰａ〜２８０ＭＰａで超高圧処理し、得られた高分散溶液をろ過、乾燥することによりシート化し、このシートをさらに０．０１ｔ／ｃｍ2〜１００ｔ／ｃｍ2のプレス圧力で圧延して、高密度化したカーボンナノチューブ集合体を得る技術が開示されている。
【００１１】
この高密度化したカーボンナノチューブシートは、カーボンナノチューブのミクロ凝集の大きさの標準偏差δが１０ｎｍ以下となるように高分散された状態でシート状に堆積したものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】国際公開第２０１３／７３５２６号パンフレット
【特許文献２】特開２０１０−１０５９０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、特許文献１では、混練物を三次元網目状金属多孔体に含ませ保持させているが、強固に保持させるためには金属量を多くしなければならないため、電極中の金属量が増加し、体積当たりのエネルギー密度が低下してしまうという課題があり、さらに、金属量が多くなることで、電極の薄膜化が困難であるという課題もあった。
【００１４】
特許文献２では、カーボンナノチューブのみで自立膜を作成し、バインダーを使用しないことで高電圧化を図っているものの、バインダーを使用しないため、例えば自立膜を電気二重層キャパシタの電極に用いる場合、電解液含浸時、その後の充放電時において、電極が膨張する虞がある。そのため、電極膨張が大きいと、電極体積当たりで発現するエネルギーが減少してしまうという課題があった。
【００１５】
以上のことから、本発明は、前述した問題に鑑み提案されたもので、薄膜化しつつ、蓄電されるエネルギー密度を向上させることができる蓄電デバイス用電極およびこの製造方法および電気二重層キャパシタを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前述した課題を解決する本発明に係る蓄電デバイス用電極は、
平均長さが５０μｍ以上２ｍｍ以下である長尺のカーボンナノチューブとイオン液体とを混練してなるゲル状の混練物からなるシート状物である
ことを特徴とする。
【００１７】
また、
前記ゲル状の混練物は、平均長さが１μｍ以上５０μｍより短い短尺のカーボンナノチューブ、グラフェンおよびカーボンナノホーンからなる群より選択される少なくとも１種をさらに含有する
ことを特徴とする。
【００１８】
前述した課題を解決する本発明に係る電気二重層キャパシタは、
前述した本発明に係る蓄電デバイス用電極をセパレータの両側に配置し、さらにこの両側に集電体を配置し、内部に電解液を含浸した
ことを特徴とする。
【００１９】
前述した課題を解決する本発明に係る蓄電デバイス用電極の製造方法は、
平均長さが５０μｍ以上２ｍｍ以下である長尺のカーボンナノチューブとイオン液体とを混練してなるゲル状の混練物を生成するゲル状混練物生成工程と、
前記ゲル状の混練物をシート状に加工するシート状加工工程と
を有する、
ことを特徴とする。
【００２０】
また、
前記ゲル状の混練物に、平均長さが１μｍ以上５０μｍより短い短尺のカーボンナノチューブ、グラフェンおよびカーボンナノホーンからなる群より選択される少なくとも１種をさらに混合する
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、薄膜化しつつ、蓄電されるエネルギー密度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係る電気二重層キャパシタを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明に係る蓄電デバイス用電極およびその製造方法および電気二重層キャパシタの実施形態を図面に基づいて説明するが、本発明は、図面に基づいて説明する以下の実施形態のみに限定されるものではない。
【００２４】
本発明に係る蓄電デバイス用電極およびその製造方法および電気二重層キャパシタの一つの実施形態を図１に基づいて説明する。
【００２５】
本実施形態に係る電気二重層キャパシタは、図１に示すように、蓄電デバイス用電極である分極性電極１をセパレータ２の両側に配置し、さらにこの両側に集電体３を配置し、この外周を包装部材６で覆い、内部に電解液５を含浸し、集電体３と接触するリード線７，８を包装部材６の外側に引き出したものである。
【００２６】
前記集電体３として、例えば、アルミニウム板（例えば、厚さ：２０μｍ）などを用いることが可能である。
【００２７】
前記セパレータ２は、両側に配置される分極性電極１，１を電気的に分離するものである。前記セパレータ２として、イオン液体と親和性が高く、吸収性の高い材料であり、ゲル状の混練物を表面に塗工し、プレス処理を行ったときに、余剰のイオン液体を吸収できるものであって、例えば、セルロース製のものなどを用いることが可能である。
【００２８】
前記包装部材６として、例えば、アルミニウム箔の一方の面に保護フィルムがラミネートされると共に、その他方の面に溶着フィルムがラミネートされてなるアルミラミネートフィルムなどを用いることが可能である。
【００２９】
前記電解液５として、例えば、電気二重層キャパシタで通常使用される電解液を用いることが可能である。
【００３０】
前記分極性電極１として、例えば、平均長さが５０μｍ以上２ｍｍ以下であり、平均直径が２ｎｍ以上３ｎｍ以下である長尺のカーボンナノチューブと、イオン液体とを混練してなるゲル状の混練物からなるシート状物を用いることが可能である。
【００３１】
前記長尺のカーボンナノチューブとして、例えば、日本ゼオン社製のスパーグロースカーボンナノチューブ  SGCNT（純度：９９．９ｗｔ％、形状：単層ＣＮＴ、比表面積：約１０００ｍ2／ｇ）を用いることが可能である。
【００３２】
前記イオン液体として、アニオンとカチオンとを約１００℃以下の融点を持つように組み合わせたものを用いることが可能である。前記アニオンとして、例えば、ヘキサフルオロホスフェイト（ＰＦ6）、テトラフルオロボレート（ＢＦ4）、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド（ＴＦＳＩ）、トリフルオロメタンスルホナート（ＴＦＳ）またはビス（パーフルオロエチルスルホニル）イミド（ＢＥＴＩ）を用いることができる。前記カチオンとして、例えば、炭素数１〜８のアルキル基を持つイミダゾリウムイオン、炭素数１〜８のアルキル基を持つピリジニウムイオン、炭素数１〜８のアルキル基を持つピペリジニウムイオン、炭素数１〜８のアルキル基を持つピロリジニウムイオンまたは炭素数１〜８のアルキル基を持つスルホニウムイオンを用いることができる。前記イオン液体として、例えば、東洋合成工業社製の１−エチル−３−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート（ＥＭＩＢＦ4）を用いることができる。
【００３３】
また、前記ゲル状の混練物は、平均長さが１μｍ以上５０μｍより短く、平均直径が０．５ｎｍ以上２ｎｍ以下である短尺のカーボンナノチューブ、グラフェンおよびカーボンナノホーンからなる群より選択される少なくとも１種をさらに含有することがより好ましい。
【００３４】
前記短尺のカーボンナノチューブとして、例えば、名城ナノカーボン製などの単層カーボンナノチューブ（純度：９５ｗｔ％以上、形状：単層ＣＮＴ、比表面積：約１４００ｍ2／ｇ）を用いることが可能である。
【００３５】
なお、上述した長尺および短尺のカーボンナノチューブの長さおよび直径は、ＴＥＭ，ＡＦＭ，ラマンスペクトルにおけるラジアルブリージングモードなどにより測定可能である。
【００３６】
前記グラフェンは、例えば、電極材料として通常使用されるものを用いることが可能であり、ＸＧ  Ｓｃｉｅｎｃｅ社製のグラフェンナノプレートレット（製品名：Ｇｒａｄｅ  Ｃ）を用いることが可能である。
【００３７】
前記カーボンナノホーンは、例えば、グラフェンを円錐状に丸めた形状を有しており、
例えば、電極材料として通常使用されるものを用いることが可能であり、日本電気社製のカーボンナノホーン（製品名：開口処理カーボンナノホーン  ＣＮＨOX、純度：８５ｗｔ％−９５ｗｔ％、比表面積：１３００ｍ2／ｇ−１４００ｍ2／ｇ、直径：２ｎｍ−５ｎｍ）を用いることが可能である。
【００３８】
ここで、上述した分極性電極（蓄電デバイス用電極）の製造方法について、以下に説明する。
【００３９】
まず、前記長尺のカーボンナノチューブと前記イオン液体とを、例えば乳鉢内で乳棒を用いて混練する（ゲル状混練物生成工程）。例えば、３０分以上混練することにより、ゲル状ペーストであるゲル状の混練物が得られる。これにより、長尺のカーボンナノチューブ間にイオン液体を存在させることができる。
【００４０】
続いて、前記ゲル状の混練物をシート状に加工する（シート状加工工程）。例えば、前記ゲル状の混練物をダイコータなどの塗工機を用いてアルミニウム箔上またはセパレータ上に膜状に塗工し、このゲル状の混練物の上にセパレータまたはアルミニウム箔を配置し、ロールプレスなどを用いて、所定の電極厚み、電極密度が達成できる条件で、圧延、プレス処理を加える（シート状加工工程）。前記アルミニウム箔として、例えば、表面が滑らから通常のアルミニウム箔、表面が粗化されたエッチング箔やメッシュ、エキスパンドメタル、パンチングメタルなどを用いることが可能であり、前記ゲル状の混練物の保持性が高いため、表面が粗化されたエッチング箔やメッシュ、エキスパンドメタル、パンチングメタルなどを用いることが好ましい。このような処理により、ゲル状の混練物内の余剰のイオン液体がセパレータに吸収除去され、活物質である長尺のカーボンナノチューブの密度の高い蓄電デバイス用電極を得ることができる。
【００４１】
上述した手順で作製された蓄電デバイス用電極によれば、バインダーを用いなくても、電極形態を維持することができ、電解液を含浸させても崩壊することがない。これは、イオン液体によって、良好な分散状態を保った状態で長尺のカーボンナノチューブが絡まることで電極形状を保持できたからであると考えられる。よって、前記蓄電デバイス用電極によれば、三次元網目状金属多孔体を含有しないことから、薄膜化することができる。また、三次元網目状金属多孔体が体積当たりのエネルギー密度を低下させるものであるが、この三次元網目状金属多孔体を含有せず、長尺のカーボンナノチューブ自体が高導電率であり、高比表面積であることから、蓄電されるエネルギー密度を向上させることができる。
【００４２】
また、前記長尺のカーボンナノチューブと前記イオン液体とを混練する前に、前記長尺のカーボンナノチューブと、前記短尺のカーボンナノチューブ、前記グラフェンおよび前記カーボンナノホーンからなる群より選択される少なくとも１種とを、乳鉢内で均一になるよう粉体の状態で混合することが好ましい。前記混合として、より均一に混合できることから、分散処理を行うことがより好ましい。前記分散処理の手段として、例えば、攪拌機、ホモジナイザー、ジェットミル、超音波装置などの分散装置を用いることが好ましく、前記ジェットミルを用いることがより好ましい。剪断応力によりカーボンナノチューブを分散させる方法がより好ましい。
【００４３】
これは、イオン液体によって良好な分散状態を保った状態で、前記長尺のカーボンナノチューブと、前記短尺のカーボンナノチューブ、前記グラフェンおよび前記カーボンナノホーンからなる群より選択される少なくとも１種とが絡まることで電極状態を保持できたからであると考えられる。また、前記短尺のカーボンナノチューブ、前記グラフェンおよび前記カーボンナノホーンからなる群より選択される少なくとも１種を加えることは長尺なカーボンナノチューブ単体を用いた場合よりも、電極成型時の電極密度（体積当たりの炭素量）を大きくできるため、蓄電デバイスである電気二重層キャパシタとしてのエネルギー密度向上に寄与する。
【００４４】
前記長尺のカーボンナノチューブと、前記短尺のカーボンナノチューブ、前記グラフェンおよび前記カーボンナノホーンからなる群より選択される少なくとも１種との混合割合は、重量比で３：７〜１０：０であることが好ましい。これは、前記長尺のカーボンナノチューブの混合割合が３よりも小さいと、電極状態の保持や、前記長尺のカーボンナノチューブによるエネルギー密度の向上に影響を及ぼす可能性があるからである。
【００４５】
予めイオン液体と混合したペーストを高密度化することで、蓄電デバイス用電極の膨張がシート状のカーボンナノチューブ集合体（バッキーペーパ―）の膨張と比較して抑制され、高エネルギー密度を維持できる。
【実施例】
【００４６】
本実施例に係る蓄電デバイス用電極および電気二重層キャパシタの効果を確認するための確認試験を以下に説明するが、本発明は以下に説明する確認試験のみに限定されるものではない。
【００４７】
＜試験体１＞
試験体１では、カーボンナノホーン（日本電気社製のカーボンナノホーン（製品名：開口処理カーボンナノホーン  ＣＮＨOX  純度：８５−９５ｗｔ％、比表面積：１３００ｍ2／ｇ−１４００ｍ2／ｇ、直径：２ｎｍ−５ｎｍ））と長尺のカーボンナノチューブ（日本ゼオン社製のスーパーグロースカーボンナノチューブ  SGCNT（純度：９９．９ｗｔ％、形状：単層ＣＮＴ、比表面積：約１０００ｍ2／ｇ））とを重量比にて７：３の比率で混合し、ジェットミルによる分散処理をした後、混合した粉体をイオン液体（東洋合成工業社製のＥＭＩＢＦ4）との総重量に対して５ｗｔ％加えて混練し、ゲル状の混練物とし、このゲル状の混練物をセルロース系セパレータ上に膜状に塗工し、圧延、プレス処理を行い、余剰のイオン液体をセパレータに吸収させ、これをφ１０ｍｍに打ち抜き得られたものを蓄電デバイス用電極として用いた。
【００４８】
なお、ジェットミルによる分散処理は、二種以上のナノカーボン材料を粉体の状態で混合したものをイソプロピルアルコールなどの有機溶剤に分散し、ジェットミルによる分散処理をした後、乾燥し再度粉体の状態とした。
【００４９】
＜試験体２＞
試験体２では、カーボンナノホーンと長尺のカーボンナノチューブとを重量比で８：２の比率とした以外は試験体１と同様のものを用い、試験体１と同様の手順で作製したものを蓄電デバイス用電極として用いた。
【００５０】
＜試験体３＞
試験体３では、カーボンナノホーンと長尺のカーボンナノチューブとを重量比で９：１の比率とした以外は試験体１と同様のものを用い、試験体１と同様の手順で作製したものを蓄電デバイス用電極として用いた。
【００５１】
＜試験体４＞
試験体４では、カーボンナノホーンと長尺のカーボンナノチューブとを重量比で０：１０の比率とした以外は試験体１と同様のものを用い、試験体１と同様の手順で作製したものを蓄電デバイス用電極として用いた。
【００５２】
＜比較体１＞
比較体１では、ナノカーボン材料をカーボンナノホーンのみとした以外は試験体１と同様のものを用い、試験体１と同様の手順で作製したものを蓄電デバイス用電極として用いた。
【００５３】
＜比較体２＞
比較体２では、ナノカーボン材料をグラフェンのみとした以外は試験体１と同様のものを用い、試験体１と同様の手順で作製したものを蓄電デバイス用電極として用いた。
【００５４】
＜比較体３＞
比較体３では、長尺のカーボンナノチューブとイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）を混合して、ナノカーボン材料を０．１ｗｔ％含む溶液を作製し、これを容器内で撹拌子を用いて３００ｒｐｍで４８時間撹拌し、予備分散を行い、さらに、この溶液に対してジェットミル処理（装置：株式会社常光  ナノジェットパル  ＪＮ５）を行い（吐出圧：８０ＭＰａ、パス回数：５回）、得られた分散液をＰＴＦＥメンブレンフィルター上で吸引ろ過し、フィルター上の回収物を真空下、１８０℃で加熱乾燥することでナノカーボン材料のみからなる自立膜（バッキーペーパ―）を作製し、このナノカーボン材料自立膜をφ１０ｍｍに打ち抜き、厚さ１００μｍに調厚したものを蓄電デバイス用電極として用いた。本比較体３では、セパレータとしてセルロース系セパレータを用い、電解液として１．６８Ｍトリエチルメチルアンモニウム・テトラフルオロボレートをプロピレンカーボネートに溶解してなる溶液（以下、１．６８Ｍ  ＴＥＭＡ・ＢＦ4／ＰＣ溶液と称す）を用いた。
【００５５】
＜比較体４＞
試験体４では、電解液としてＥＭＩＢＦ4を用いた以外は比較体３と同様のものを用い、比較体３と同様の手順で作製したものを蓄電デバイス用電極として用いた。
【００５６】
＜確認試験１＞
上述した試験体１〜４および比較体１，２について、上述した手順にて蓄電デバイス用電極であるシート状の電極を作製した。
【００５７】
＜試験結果＞
比較体１，２では、プレス処理の際に割れ、シート状の電極を作製できないことが確認された。これに対し、試験体１〜４では、シート状の電極を作製できることが確認された。すなわち、下記表１に示す結果が得られた。以上の結果から、電極に長尺のカーボンナノチューブを含有するゲル状の混練物からなることにより、三次元網目状金属多孔体を用いずに、シート状の電極を形成できることが確認された。
【００５８】
【表１】
2016162993.tif 000003
【００５９】
＜確認試験２＞
試験体１〜４および比較体３，４の蓄電デバイス用電極（比較体３，４ではバッキーペーパ―）をφ１０ｍｍに打ち抜き、これをセルロース系セパレータの両側に配置すると共に、さらにその両側に集電体であるアルミニウム箔（厚さ：２０μｍ）を配置し、内部を電解液で満たしたのち、ステンレス製の容器に入れ、封止して作製されたものを電気二重層キャパシタとして以下の評価を行った。
【００６０】
＜電気二重層キャパシタの評価方法＞
内部抵抗の評価では、０Ｖより定電流充電を１Ａ／ｇの電流密度で３．２Ｖまで行い、その後定電圧充電を５分間行った。その後、定電流放電を１Ａ／ｇの電流密度で行った。この試験から得られた時間−電圧曲線における３．２Ｖの９０〜７０％領域で得られる近似直線の切片を放電電流値で除し、さらに電極面積を乗ずることで得た。
【００６１】
また、エネルギー密度の評価では、０Ｖより定電流充電を１Ａ／ｇの電流密度で３．２Ｖまで行い、その後定電圧充電を５分間行った。その後１ｋＷ／Ｌの出力で１．２Ｖまで定電力放電した際のエネルギー量から算出した。なお、体積には電極と集電体の総体積を用いた。
【００６２】
＜電極物性とキャパシタ特性の評価結果＞
試験体１〜４および比較体３，４について下記表２の結果が得られた。初期電極厚さに対して電解液含浸後の電極厚さの増加が、また電解液含浸後の電極厚さに対して充放電試験後の電極厚さの増加が、試験体４が比較体３，４より抑制されていることが明らかとなった。
【００６３】
【表２】
2016162993.tif 000004
【００６４】
したがって、本実施例によれば、予め、イオン液体とカーボンナノチューブを混合することにより、バッキーペーパーで課題となる電解液含浸時の電極膨張を抑制できることが明らかとなった。これは、イオン液体特有のカーボンナノチューブ分散効果によって、バンドル化したカーボンナノチューブ間にもイオン液体が入り込み、電解液含浸時にカーボンナノチューブ間に入り込むイオン液体が減少することによる効果であると考えられる。
【００６５】
また、蓄電デバイス用電極として用いた場合に、電極の薄膜化が困難であるという課題を持つ三次元網目状金属多孔体を用いずに、静電容量およびセル電圧を向上させて、蓄電されるエネルギー密度を向上させることができる。
【００６６】
電極密度を向上させることができ、電気二重層キャパシタのエネルギー密度を向上できる。
【００６７】
蓄電デバイス用電極を自立膜にさせるためのバインダーを用いずに、シート状に形成できるので、蓄電デバイス用電極単位体積中の活物質が高い含有率となり、蓄電デバイス用電極を高容量化できる。
【００６８】
バインダーを用いないことから、電気二重層キャパシタの動作電圧を向上させることができる。
【００６９】
イオン液体で良好に分散された長尺のカーボンナノチューブを用いた蓄電デバイス用電極を形成することができる。
【００７０】
長尺のカーボンナノチューブを混合するだけで形状が安定したシート状の蓄電デバイス用電極を作製することができる。
【００７１】
したがって、本実施例によれば、長尺のカーボンナノチューブとイオン液体とを混練してなるゲル状の混練物からなるシート状物であることにより、薄膜化しつつ、蓄電されるエネルギー密度を向上させることができる。
【００７２】
前記混練物が、短尺のカーボンナノチューブ、グラフェンおよびカーボンナノホーンからなる群より選択される少なくとも１種をさらに含有したものであることにより、薄膜化しつつ、蓄電されるエネルギー密度をさらに向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明によれば、薄膜化しつつ、蓄電されるエネルギー密度を向上させることができるので、自動車や鉄道などの輸送機器や電気機器など様々な産業に利用可能である。
【符号の説明】
【００７４】
１        電極
２        セパレータ
３        集電体
５        電解液
６        包装部材
７，８    リード線
【図１】
2016162993.tif 000005