JP2002324736A

JP2002324736A - 電気二重層キャパシタ

Info

Publication number: JP2002324736A
Application number: JP2002048399A
Authority: JP
Inventors: Susumu Nomoto; 進野本; Masakazu Tanahashi; 正和棚橋; Mikiya Shimada; 幹也嶋田; Emiko Igaki; 恵美子井垣
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-02-26
Filing date: 2002-02-25
Publication date: 2002-11-08

Abstract

(57)【要約】【課題】腐食が起きにくい安定な雰囲気を作ることに
よって、耐電圧が高い電気二重層キャパシタを提供す
る。【解決手段】封口体１１により封口されたケース１２
内に封入されたコンデンサ素子１３および電解液（図示
せず）を備え、ケース１２内に、電解液のｐＨの変動を
抑制する固体バッファ１６をさらに備えた電気二重層キ
ャパシタとする。固体バッファ１６としては、酸化物お
よび水酸化物から選ばれる少なくとも一方の化合物を使
用できる。この化合物に含まれる元素は、例えば、Ｂ
ｅ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｓｃ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、
Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｙ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｉ
ｎ、Ｔｅ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｇｄ、Ｄ
ｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｌｕ、ＷおよびＰｂから選ばれ
る少なくとも１つである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、耐電圧が高い電気
二重層キャパシタ（コンデンサ）に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電気二重層キャパシタは、電気エネルギ
ーを貯蔵可能なデバイスであるが、二次電池に比べて寿
命が長く、高信頼性が要求されるバックアップ電源など
に使用されている。将来は、より大型の電気二重層キャ
パシタを電力平準化などに応用することが考案され、期
待が高まっている。電気二重層キャパシタは、一般に二
次電池に比べてエネルギー密度が小さいため、高エネル
ギー密度化を図るための開発が行われている。

【０００３】電気二重層キャパシタのエネルギー密度
は、静電容量に比例し、耐電圧の二乗に比例する。電気
二重層キャパシタの耐電圧は、使用される電解液の耐電
圧、すなわち電気分解が起こる直前の電圧で決定される
が、さまざまな理由により、市販されている電気二重層
キャパシタの耐電圧は、電解分解が起こるよりもかなり
低い電圧に設定されている。その理由の一つが、電解液
中に含まれる微量水分の電気分解である。微量水分が電
気分解されると、陰極近傍ではアルカリが発生し、この
アルカリにより封止部材が侵され、製品の封止性能が損
なわれるという問題が生ずる。特開平１１−２６３２９
号公報には、製品の封止性能の低下を防止するために、
陰極側リード線に接触する封口体の表面に、絶縁性のゴ
ム変性炭化水素樹脂の塗膜層を形成することが提案され
ているが、この塗膜層だけでは高電圧時に発生するアル
カリによる封止性能の低下を抑制することは困難であ
る。従って、この場合もやはり製品の信頼性を確保する
ためには低電圧に設定しなければならず、耐電圧を上げ
ることは困難であった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】電力平準化などエネル
ギー用途での電気二重層キャパシタの使用においては、
バックアップ電源より遙かに大きい容量が要求される。
また、負荷の作動電圧も高いことから、複数の電気二重
層キャパシタを直列に接続する必要が生じる。直列接続
された電気二重層キャパシタの一つにでも問題が発生す
ると、同列全てが使用不能となるから、特に直列接続を
前提する用途では、各キャパシタの耐電圧を上げること
は必須の課題である。そこで、本発明は、耐電圧が高い
電気二重層キャパシタを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の電気二重層キャパシタは、封止部材と、
前記封止部材内に封入された電解液および電気二重層キ
ャパシタ素子とを備えた電気二重層キャパシタであっ
て、前記封止部材内に、前記電解液のｐＨの変動を抑制
する固体バッファを有することを特徴とする。本発明の
電気二重層キャパシタによれば、固体バッファによって
電解液のｐＨが安定化するため、腐食が抑制され、結果
として耐電圧が向上する。また、電解液に溶存すること
なく存在する固体バッファを用いることにより、固体バ
ッファが電気二重層キャパシタの耐電圧以外の特性に影
響を与えることを回避できる。

【０００６】固体バッファは、電解液に触れても安定し
て存在できれば特に制限されないが、酸化物および水酸
化物から選ばれる少なくとも一方の化合物が好適であ
る。さらに、固体バッファは、Ｂｅ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｓ
ｃ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、
Ｙ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｔｅ、Ｌａ、Ｃ
ｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔ
ｍ、Ｌｕ、ＷおよびＰｂから選ばれる少なくとも１つの
元素の化合物（酸化物および／または水酸化物）である
ことが好ましい。

【０００７】固体バッファは、封止部材に付着している
ことが好ましい。封止部材が、ケースと、このケースの
開口を封口する封口体とを含む場合は、固体バッファ
を、ケースおよび封口体から選ばれる少なくとも一方に
付着させるとよい。また、ケースの内部から外部へと引
き出されたリードをさらに備えた電気二重層キャパシタ
では、固体バッファがケース内のリードに付着していて
もよい。これらの好ましい例によれば、電解液中に浮遊
した固体バッファが電気二重層キャパシタ素子を構成す
る電極体表面やセパレータに付着し、自己放電特性を低
下させることを回避できる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施形態を説明する。

【０００９】電気二重層キャパシタは、その構造から、
円筒型とコイン型とに大別できる。円筒型電気二重層キ
ャパシタは、一般に、コイン型電気二重層キャパシタと
比べれば高容量・低抵抗という長所があるが、サイズが
大きいという短所がある。

【００１０】円筒型電気二重層キャパシタ１０は、図１
に示すように、円筒形のケース（筐体）１２と、このケ
ース１２内に封入されたコンデンサ素子（キャパシタ素
子）１３および電解液（図示せず）と、ケース１２の開
口を封口する封口体１１とを備えている。コンデンサ素
子１３の陰極箔および陽極箔には、陰極リード１４およ
び陽極リード１５がそれぞれ接続され、両リード１４，
１５は封口体１１を貫通してケース１２外へと引き出さ
れる。

【００１１】コイン型電気二重層キャパシタ２０は、図
２に示すように、陰極ケース２４および陽極ケース２５
から構成されたケース２２と、陰極ケース２４と陽極ケ
ース２５の間に嵌合してケース２２の開口を封口する封
口体２１と、ケース２２内（陰極ケース２４、陽極ケー
ス２５、および封口体２１にて囲まれた空間内）に封入
されたコンデンサ素子２３および電解液（図示せず）と
を備えている。コンデンサ素子２３の陰極および陽極
は、陰極ケース２４および陽極ケース２５にそれぞれ接
続されている。

【００１２】なお、円筒型電気二重層キャパシタ１０で
は、コンデンサ素子１３の電極体として設けられる電極
箔（陰極箔および陽極箔）には、例えば集電体箔（例え
ばＡｌ箔）と分極性電極箔（例えば活性炭層）との積層
体が使用される。これに対し、コイン型電気二重層キャ
パシタ２０では、陰極ケース２４および陽極ケース２５
が集電体箔の役割を兼ね備えることができる。従って、
この場合は、コンデンサ素子２３の電極箔として、分極
性電極箔のみが配置される。コンデンサ素子１３，２３
に設けられるセパレータ（図示せず）としては、ビスコ
ースレーヨンなどを用いることができる。

【００１３】電気二重層キャパシタ１０，２０のケース
１２，２２の内部には、それぞれ、電解液のｐＨを保持
するための固体バッファ１６，２６がさらに封入され
る。ここで、固体バッファとは、電解液のｐＨの変化を
緩和するように作用するものをいう。固体バッファの具
体例としては、例えば、酸化アルミニウムが挙げられ
る。酸化アルミニウムは、電解液がアルカリ性側にシフ
トしようとすると、それ自身は二酸化アルミニウムイオ
ンになって電解液中に溶解し、ｐＨを一定に保持しよう
とする（Ａｌ₂Ｏ₃＋２ＯＨ^-→２ＡｌＯ₂ ^-＋Ｈ₂Ｏ）。水
酸化アルミニウムも同様の作用を有する（Ａｌ（ＯＨ）
₃＋ＯＨ^-→ＡｌＯ₂ ^-＋２Ｈ₂Ｏ）。

【００１４】このようにＯＨ^-の生成によるｐＨの上昇
を抑制できる固体バッファとしては、アルミニウム（Ａ
ｌ）の酸化物および水酸化物に加え、例えば、Ｂｅ、Ｓ
ｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｚ
ｒ、Ｍｏ、Ｉｎ、Ｔｅ、ＷおよびＰｂから選ばれる少な
くとも１つの元素の酸化物および水酸化物が挙げられ
る。これらの化合物は、ｐＨが高いアルカリ性領域にお
いて、ｐＨが高くなるほど溶解度が高くなるという特性
を有している。さらに好適には、アルカリ性領域におい
て高い溶解度を有するＢｅ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｚｎ、
Ｇａ、Ｇｅ、Ｍｏ、Ｉｎ、Ｔｅ、ＷおよびＰｂから選ば
れる少なくとも一つの元素の酸化物および水酸化物が好
ましい。

【００１５】但し、前述の酸化アルミニウム、水酸化ア
ルミニウムの例のように、一般に水酸化物よりも酸化物
のほうが化合物当量あたりのＯＨ^-の消費量は大きく、
その際に発生する水の量が少ないので、水酸化物より酸
化物のほうが望ましいが、固体バッファの量に制限がな
く、また、副次的に発生する水の影響がほとんどない場
合においては、両者の優位性の差は見られない。

【００１６】電解液の酸性化を防ぐために、Ｈ⁺を中和
する固体バッファを用いてもよい。このような作用を有
する固体バッファとしては、酸化イットリウムが挙げら
れる（Ｙ₂Ｏ₃＋６Ｈ⁺→２Ｙ³⁺＋３Ｈ₂Ｏ）。また、水酸
化イットリウムについても同様の働きをする（Ｙ（Ｏ
Ｈ）₃＋３Ｈ⁺→Ｙ³⁺＋３Ｈ₂Ｏ）。ｐＨの低下を緩和で
きる固体バッファとしては、イットリウム（Ｙ）の酸化
物および水酸化物に加え、例えば、Ｂｅ、Ａｌ、Ｓｃ、
Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｚｒ、Ａ
ｇ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｔｅ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐ
ｍ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、ＬｕおよびＰｂか
ら選ばれる少なくとも１つの元素の酸化物および水酸化
物が挙げられる。これらの化合物は、ｐＨが低い酸性領
域において、ｐＨが低くなるほど溶解度が高くなるとい
う特性を有している。電解液が酸性に偏りすぎても、金
属材料などが腐食を起こすことによって耐電圧が低下す
るため、これらの化合物も耐電圧の向上に有効である。

【００１７】なお、ここに列挙していない材料であって
も、上記と同様の作用を奏する化合物であって本発明の
目的を達成できる限り、固体バッファ１６，２６として
使用できる。

【００１８】図１においては、固体バッファ１６が、リ
ード１４，１５、封口体１１およびケース１２に付着し
て配置されており、図２においては、固体バッファ２６
が、封口体２１、陰極ケース２４、および陽極ケース２
５に付着して配置されているが、その配置方法に制限は
ない。固体バッファ１６，２６は、ケース１２，２２内
で電解液と接触可能な部位に配置すればよく、具体的に
は、円筒型電気二重層キャパシタ１０ではリード１４，
１５、封口体１１、およびケース１２から選ばれる少な
くとも１つの部材の表面に付着させるとよく、コイン型
電気二重層キャパシタ２０では陰極ケース２４、陽極ケ
ース２５、および封口体２１から選ばれる少なくとも一
つの部材の表面に付着させるとよい。コンデンサ素子１
３，２３の内部に配置すると、固体バッファ１６，２６
が電気二重層キャパシタの耐電圧以外の特性に影響を与
えるおそれがあるからであり、単に電解液に分散させた
のでは、電解液中に浮遊した固体バッファ１６，２６が
電極体表面やセパレータに付着し、自己放電特性を低下
させる場合があるからである。なお、固体バッファ１
６，２６は、例えば封口体１１，２１を構成するゴムに
予め添加する等により、表面とともに上記各部材（リー
ド１４，１５、封口体１１，２１、ケース１２，２２）
の内部に添加しても構わない。

【００１９】固体バッファ１６，２６の配置方法は特に
制限はなく、予め作製された固体バッファを固体バッフ
ァ１６，２６として用いてもよいが、後述する実施例の
ように、固体バッファ１６，２６を構成する元素の化合
物を溶質として含む溶液を用いてもよい。この方法で
は、まず、この溶液を上記部材の少なくとも１つの表面
に接触させる。次いで、表面に溶液を接触させた部材を
乾燥（場合によっては加熱）させることにより、上記元
素の酸化物および／または水酸化物を上記部材の表面に
析出させる。この場合、溶質としては、固体バッファ１
６，２６とする化合物自体を用いてもよい。しかし、通
常用いられる溶媒には直接溶解しにくい化合物の場合
は、比較的溶媒に溶けやすい前駆体（例えば硝酸塩）を
溶質として用い、空気中など含酸素雰囲気における加熱
によって部材の表面で前駆体を酸化物に変化させるとよ
い。これらの方法により固体バッファ１６，２６を上記
部材の少なくとも１つの表面に付着させておけば、以
降、従来と同様の組み立て工程により、固体バッファ１
６，２６を有する電気二重層キャパシタ１０，２０を得
ることができる。また、上記のように、溶液と接触させ
た部材を乾燥および／または加熱することによって固体
バッファ１６，２６を配置すれば、固体バッファ１６，
２６を部材表面に均一に配置できるので好ましい。

【００２０】固体バッファ１６，２６の配置方法は、予
め作製された固体バッファを用いる方法またはその前駆
体を含む溶液を用いる方法に限られるわけではない。例
えば、ケース１２，２２、リード１４，１５を構成する
アルミニウムなどの金属上に固体バッファ１６，２６を
置き、これに圧力をかけて固体バッファ１６，２６の一
部または全部を埋め込むことにより、固体バッファ１
６，２６を上記金属に固定してもよい。この場合、予め
金属表面を化学的に処理して粗面化しておけば、固体バ
ッファ１６，２６を強固に固定できる。特に円筒型電気
二重層キャパシタ１０の封口体１１に多用されるゴム系
材料については、上記と同様、表面から固体バッファ１
６を埋め込む方法を適用してもよいが、ゴム系材料は弾
力性が高いため、固体バッファ１６の埋め込みは金属ほ
ど容易ではない。また、ゴム系材料は、金属よりも耐熱
性が低いため、加熱すると変質または劣化することがあ
る。したがって、ゴム系材料には、予めその原料に固体
バッファ１６を混合しておくことが好ましい。コイン型
電気二重層キャパシタ２０の封口体２１に多用される樹
脂材料については、固体バッファ２６を表面から埋め込
む方法の適用は困難ではない。樹脂材料の硬化の際に、
固体バッファ２６を表面近傍に固定する方法を採用して
もよい。

【００２１】固体バッファ１６，２６の量としては、電
解液中に先天的、あるいは後天的に混入される水分量に
対して十分に多いことが望ましく、少なくとも、電界液
中に先天的に混入される水分が全て水酸化物イオンや水
素イオンに変換された場合に、これらのイオンを中和で
きる程度の量であることが望ましい。通常、電気二重層
キャパシタに使用される電解液中の先天的な水分量含有
量は数十ｐｐｍ程度であり、例えば温度６０℃湿度９５
％の環境下で長時間放置すると数百ｐｐｍ程度まで上昇
する。仮に存在する水分が全て水酸化物イオンや水素イ
オンに変換されるとすると、先天的水分量が２０ｐｐｍ
であれば、それを中和するのに最低必要な固体バッファ
の当量数は、電解液１ｇあたり約１×１０^-6である。従
って、酸化アルミニウム（１０２ｇ（１ｍｏｌ）の当量
数２）では約０．０５ｍｇである。また、後天的に混入
される水分量が５００ｐｐｍであれば、それを中和する
のに最低必要な固体バッファの当量数は、電解液１ｇあ
たり約３×１０^-5である。従って、酸化アルミニウム
（１０２ｇ（１ｍｏｌ）の当量数２）では約１．５ｍｇ
である。以上のように、先天的に存在する水分量の大
小、および後天的に混入される水分量の増加割合によっ
て必要量は異なる。上記の例によれば、本実施の形態の
電気二重層キャパシタ１０，２０においては、バッファ
として機能するために必要な固体バッファ１６，２６の
最低量は電解液１ｇあたり０．０５〜１．５ｍｇである
が、これは存在する全ての固体バッファが機能した場合
であり、仮にその１／１０しか有効でない場合には、
０．５〜１５ｍｇ程度必要であると考えられる。但し、
多すぎると固体バッファ１６，２６の存在がデバイスに
悪影響を与える場合もあるので、必要量以上には添加し
ないことが望ましい。

【００２２】なお、電気二重層キャパシタ１０，２０の
リード１４，１５、またはケース１２，２２にはアルミ
ニウムが使用されているのでこれらの部材１４，１５，
１２，２２の表面には自然酸化皮膜が形成されるが、こ
の自然酸化皮膜だけではバッファとして機能しない。例
えば前述したコイン型電気二重層キャパシタ２０の場合
を例に挙げると、電解液中の水分が２０ｐｐｍ、電解液
量１０μｌ、また自然酸化皮膜が形成されるケース２２
の面積を１ｃｍ²とした場合、水分の分解により発生す
るＯＨ^-イオンの当量数は１×１０^-8程度であるが、自
然酸化皮膜としての酸化アルミニウムが吸収できるＯＨ
^-イオンの当量数はその１／１０以下であるからであ
る。

【００２３】電気二重層キャパシタ１０，２０に用いる
封止部材（ケース１２，２２、封口体１１，２１）、リ
ード１４，１５、電解液、コンデンサ素子１３，２３と
しては、従来から用いられてきたものを使用すればよ
く、特に制限はない。ケース１２，２２、リード１４，
１５の材料としてはＡｌなどが、封口体１１，２１の材
料としてはブチルゴム、ポリフェニレンサルファイドな
どが、それぞれ用いられる。また、電解液としては、一
般に有機電解液、例えばプロピレンカーボネート、ガン
マブチルラクトンなどを溶媒とし、テトラエチルアンモ
ニウムテトラフルオロボレート、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などを溶質とした有機
電離液が用いられる。コンデンサ素子１３，２３の構
成、材料については、上記に例示したとおりである。

【００２４】

【実施例】以下、実施例を用いて本発明をさらに詳細に
説明するが、本発明は以下の実施例に制限されるもので
はない。

【００２５】まず、図１に示した円筒型電気二重層キャ
パシタ１０についての実施例を示す。

【００２６】（実施例１）実施例１では、リード１４，
１５の表面に固体バッファ１６を付着させた電気二重層
キャパシタを作製した。まず、濃度が１０質量％の硝酸
アルミニウム水溶液と、アルミニウム製のリード１４，
１５とを用意した。次に、リード１４，１５を硝酸アル
ミニウム水溶液に数秒間浸漬してから引き上げ、８０℃
で１５分保持して乾燥させた。このような浸漬と乾燥と
を、硝酸アルミニウムの重量がほぼ１ｍｇとなるまで繰
り返し、最後に３００℃で１０分間保持して、酸化アル
ミニウムをリード１４，１５の表面に付着させた。

【００２７】一方、活性炭１０ｇ、アセチレンブラック
４ｇをよくかき混ぜ、さらにメチルアルコール４０ｃｍ
³、水１００ｃｍ³を入れてさらにかき混ぜた。これをホ
モジナイザーで攪拌しながらカルボキシメチルセルロー
ス１．２ｇを徐々に加え、活性炭スラリーを作製した。
次に、アルミ箔を、活性炭スラリーに浸し、引き上げた
後、常温で３０分、１０５℃で１時間乾燥させた。引き
続き、このアルミ箔の一部を剥ぎ取って、ここにリード
１４，１５（固体バッファ１６付きのリード１４，１
５）をカシメにより接続した。なお、アルミ箔のサイ
ズ、および分極性電極箔として形成した活性炭層の厚さ
は、組みあがった電気二重層キャパシタの容量がおよそ
１Ｆになるように設計した。こうして得たリード付き活
性炭電極２本を、その間にビスコースレーヨン製セパレ
ータを介して円筒型に巻き付け、さらに１５０℃で約２
４時間乾燥させた後、電気二重層キャパシタ用電解液
（１ｍｏｌ／ｌのテトラエチルアンモニウムテトラフル
オロボレートのプロピレンカーボネート溶液）に浸漬
し、減圧下で含浸して、コンデンサ素子１３を作製し
た。最後に、このコンデンサ素子１３を予めリード１
４，１５用の穴を開けたブチルゴム製の封口体１１に取
り付け、アルミニウム製の円筒形のケース１２に封入
し、実施例１の電気二重層キャパシタを得た。

【００２８】（実施例２）実施例２では、ケース１２の
内側表面に固体バッファ１６を付着させた電気二重層キ
ャパシタを作製した。まず、実施例１で用いた硝酸アル
ミニウム水溶液とともに、ケース１２（アルミニウム製
円筒形ケース）を用意した。次に、ケース１２を硝酸ア
ルミニウム水溶液に数秒間浸漬してから引き上げて余分
な液を除去した。さらに、ケース１２を８０℃度雰囲気
で１５分保持して乾燥させた後、ケース１２の外側表面
を水洗いして内部表面のみに硝酸アルミニウムが残存す
るようにした。このような浸漬と乾燥とを、硝酸アルミ
ニウムの重量がほぼ１ｍｇとなるまで繰り返し、最後
に、ケース１２を３００℃で１０分間保持して、固体バ
ッファ１６として酸化アルミニウムをケース内側表面１
２に付着させた。また、別途、固体バッファ１６を付着
させていない一対のリード１４，１５（アルミニウム製
リード）を用意した。このリード１４，１５と、上記の
方法で作製した固体バッファ付きケース１２とを用い、
実施例１と同様にして、実施例２の電気二重層キャパシ
タを作製した。

【００２９】（比較例１）比較例１では、酸化アルミニ
ウムを付着させていないケース１２と一対のリード１
４，１５とを用意した。このリード１４，１５およびケ
ース１２を用い、実施例１と同様にして、比較例１の電
気二重層キャパシタを作製した。

【００３０】実施例１、２および比較例１から得た電気
二重層キャパシタについて、２．３Ｖ、２．５Ｖ、２．
７Ｖの各電圧を印加し、８５℃、相対湿度８５％の雰囲
気に３０００時間放置する耐湿負荷試験を行った。試験
後、各電気二重層キャパシタについて、目視で液漏れの
有無を確認し、さらに分解して陰極リードの腐食の様子
（外観変化）を調査した。評価結果を表１に示す。

【００３１】

【表１】

【００３２】なお、表１の外観変化の欄における「表面
粗面化」とは、腐食の初期段階のことである。

【００３３】次に、図２に示したコイン型電気二重層キ
ャパシタ２０についての実施例を示す。

【００３４】（実施例３）実施例３では、陰極ケース２
４の内面に固体バッファ２６を付着させた電気二重層キ
ャパシタを作製した。まず、濃度が１０質量％の硝酸ア
ルミニウム水溶液とともに、陰極ケース２４（ステンレ
ス製）を用意した。次に、この陰極ケース２４の中央
（電極体が接続される部分）を除く周囲の部分に対し、
硝酸アルミニウム水溶液を筆を用いて塗りつけ、８０℃
で１５分保持して乾燥させた。このような浸漬と乾燥と
を、硝酸アルミニウムの重量がほぼ０．１ｍｇとなるま
で繰り返し、最後に３００℃で１０分間保持して酸化ア
ルミニウムを陰極ケース２４の内面に付着させた。

【００３５】また、電極体については、まず、活性炭、
カーボンブラック、ポリテトラフルオロエチレンを重量
比で８：１：１の比率でミキサーを使って十分に混合し
た。次に、これをめのう乳鉢で引き延ばしながら若干量
の純水を加えてさらに混合した。さらに、これを半径１
６ｍｍの錠剤成形金型に入れて約１．５×１０⁴Ｎの圧
力を加えて成形し、水分を除去するために、真空中にお
いて１５０℃で２４時間の高温真空乾燥を行った。さら
に、これを３ｍｍφの円筒形に打ち抜き、電極体を作製
した。なお、このときの電極体厚みはおよそ６００μｍ
であった。

【００３６】次いで、陽極ケース２５の周縁部の内側に
ポリフェニレンサルファイド製の封口体２１を配置し、
同じく陽極ケース２５の内側中央に導電性カーボンペー
ストを塗布し、その上に上記電極体を置いて、この上に
ビスコースレーヨン製セパレータを配置した。一方、固
体バッファ付き陰極ケース２４にも、同様にして、ケー
ス内側中央に導電性カーボンペーストを塗布し、その上
に上記電極体を配置した。これらを１５０℃で２４時間
乾燥させた後、電極体をケースごと電解液（１ｍｏｌ／
ｌ）のテトラエチルアンモニウムテトラフルオロボレー
トのプロピレンカーボネート溶液）に浸漬し、減圧して
含浸させて、コンデンサ素子２３を作製した。最後に、
封口体２１、陰極ケース２４、および陽極ケース２５に
付着した余剰の電解液を払拭し、両ケース２４，２５を
組み合わせてカシメ治具を用いて封止して、実施例３の
電極二重層キャパシタを作製した。

【００３７】（比較例２）比較例２では、酸化アルミニ
ウムを付着させていない陰極ケース２４を用意した。こ
の陰極ケース２４を用い、実施例３と同様にして、比較
例２の電気二重層キャパシタを作製した。

【００３８】実施例３および比較例２から得た電気二重
層キャパシタについて、２．３Ｖ、２．５Ｖ、２．７Ｖ
の各電圧を印加し、７５℃、相対湿度８５％の雰囲気に
３０００時間放置する耐湿負荷試験を行った。試験後、
各電気二重層キャパシタについて、目視で液漏れの有無
を確認し、さらに分解して陰極ケース内側の腐食の様子
（外観変化）を調査した。評価結果を表２に示す。

【００３９】

【表２】

【００４０】

【発明の効果】以上のように、本発明の電気二重層キャ
パシタによれば、固体バッファにより、高い電圧が印加
された状態でも液漏れおよび腐食が抑制された、耐電圧
の高い電気二重層キャパシタを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電気二重層キャパシタの一形態（円
筒型電気二重層キャパシタ）を示す断面図である。

【図２】本発明の電気二重層キャパシタの一形態（コ
イン型電気二重層キャパシタ）を示す断面図である。

【符号の説明】

１０，２０電気二重層キャパシタ１１，２１封口体１２，２２ケース１３，２３コンデンサ素子１４陰極リード１５陽極リード１６，２６固体バッファ２４陰極ケース２５陽極ケース

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者嶋田幹也大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者井垣恵美子大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】封止部材と、前記封止部材内に封入され
た電解液および電気二重層キャパシタ素子とを備えた電
気二重層キャパシタであって、前記封止部材内に、前記
電解液のｐＨの変動を抑制する固体バッファをさらに備
えたことを特徴とする電気二重層キャパシタ。
【請求項２】固体バッファが、酸化物および水酸化物
から選ばれる少なくとも一方の化合物である請求項１に
記載の電気二重層キャパシタ。
【請求項３】固体バッファが、Ｂｅ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｓ
ｃ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、
Ｙ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｔｅ、Ｌａ、Ｃ
ｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔ
ｍ、Ｌｕ、ＷおよびＰｂから選ばれる少なくとも１つの
元素の化合物である請求項１または２に記載の電気二重
層キャパシタ。
【請求項４】元素が、Ｂｅ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｚ
ｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｍｏ、Ｉｎ、Ｔｅ、ＷおよびＰｂから
選ばれる少なくとも１つである請求項３に記載の電気二
重層キャパシタ。
【請求項５】元素が、Ｂｅ、Ａｌ、Ｓｃ、Ｖ、Ｃｒ、
Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ａｇ、Ｃ
ｄ、Ｉｎ、Ｔｅ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｇ
ｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、ＬｕおよびＰｂから選ば
れる少なくとも１つである請求項３に記載の電気二重層
キャパシタ。
【請求項６】前記封止部材がケースおよび前記ケース
の開口を封口する封口体を含み、前記固体バッファが、
前記ケースおよび前記封口体から選ばれる少なくとも一
方に付着している請求項１〜５のいずれか一項に記載の
電気二重層キャパシタ。
【請求項７】前記封止部材の内部から外部へと引き出
されたリードをさらに備え、前記固体バッファが前記封
止部材内の前記リードに付着している請求項１〜６のい
ずれか一項に記載の電気二重層キャパシタ。