JP2003347165A - キャパシタ用セパレーター - Google Patents
キャパシタ用セパレーターInfo
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- JP2003347165A JP2003347165A JP2002148927A JP2002148927A JP2003347165A JP 2003347165 A JP2003347165 A JP 2003347165A JP 2002148927 A JP2002148927 A JP 2002148927A JP 2002148927 A JP2002148927 A JP 2002148927A JP 2003347165 A JP2003347165 A JP 2003347165A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】電解液保持性に優れ、内部抵抗を低減するキャ
パシタ用セパレーターを提供する。 【解決手段】イオン交換樹脂およびセルロースからなる
ことを特徴とするキャパシタ用セパレーター。イオン交
換樹脂が、多芯海島構造を有することが好ましい。イオ
ン交換樹脂の少なくとも一部がフィブリル化されてなる
ことが好ましい。
パシタ用セパレーターを提供する。 【解決手段】イオン交換樹脂およびセルロースからなる
ことを特徴とするキャパシタ用セパレーター。イオン交
換樹脂が、多芯海島構造を有することが好ましい。イオ
ン交換樹脂の少なくとも一部がフィブリル化されてなる
ことが好ましい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電解液保持性に優
れ、内部抵抗を低減するキャパシタ用セパレーターに関
するものである。
れ、内部抵抗を低減するキャパシタ用セパレーターに関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】キャパシタ用セパレーターに要求される
最も重要な特性として電解液保持性が挙げられる。この
電解液保持性が低い場合には、キャパシタの内部抵抗が
高くなってしまい、その結果、キャパシタの容量不足、
電圧低下、短寿命化などの問題が生じる。
最も重要な特性として電解液保持性が挙げられる。この
電解液保持性が低い場合には、キャパシタの内部抵抗が
高くなってしまい、その結果、キャパシタの容量不足、
電圧低下、短寿命化などの問題が生じる。
【０００３】近年、大容量キャパシタの開発が主流にな
っており、そのためにはキャパシタの内部抵抗をさらに
低くすることが課題である。内部抵抗を低くするために
は、電極材、集電体、電解液などの改良もさることなが
ら、キャパシタ用セパレーターの改良も必要であり、内
部抵抗を低減するキャパシタ用セパレーターが要望され
ている。
っており、そのためにはキャパシタの内部抵抗をさらに
低くすることが課題である。内部抵抗を低くするために
は、電極材、集電体、電解液などの改良もさることなが
ら、キャパシタ用セパレーターの改良も必要であり、内
部抵抗を低減するキャパシタ用セパレーターが要望され
ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来技術に
見られる上記問題点を解決するものである。即ち、本発
明の目的は、電解液保持性に優れ、内部抵抗を低減する
キャパシタ用セパレーターを提供することにある。
見られる上記問題点を解決するものである。即ち、本発
明の目的は、電解液保持性に優れ、内部抵抗を低減する
キャパシタ用セパレーターを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記問題
点を解決するため、電解液保持性を向上させる検討を行
った結果、イオン交換樹脂とセルロースを併用すること
によって電解液保持性に優れ、内部抵抗を低減するキャ
パシタ用セパレーターを実現できることを見出し、本発
明に至ったものである。
点を解決するため、電解液保持性を向上させる検討を行
った結果、イオン交換樹脂とセルロースを併用すること
によって電解液保持性に優れ、内部抵抗を低減するキャ
パシタ用セパレーターを実現できることを見出し、本発
明に至ったものである。
【０００６】即ち本発明は、イオン交換樹脂およびセル
ロースからなることを特徴とするキャパシタ用セパレー
ターである。
ロースからなることを特徴とするキャパシタ用セパレー
ターである。
【０００７】本発明においては、イオン交換樹脂が多芯
海島構造を有することが好ましい。
海島構造を有することが好ましい。
【０００８】本発明においては、イオン交換樹脂の少な
くとも一部がフィブリル化されてなることが好ましい。
くとも一部がフィブリル化されてなることが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明のキャパシタ用セパ
レーターについて詳細に説明する。
レーターについて詳細に説明する。
【００１０】本発明におけるキャパシタとは、対向する
２つの電極間に誘電体または電気二重層を挟んだ形で構
成されてなる蓄電機能を有するものである。誘電体を用
いるものとしては、アルミ電解コンデンサやタンタル電
解コンデンサが挙げられ、電気二重層を用いるものとし
ては、電気二重層キャパシタが挙げられる。電気二重層
キャパシタの電極としては、一対の分極性電極、一方が
分極性電極でもう片方が非分極性電極の組み合わせの何
れでも良い。キャパシタの電解液は、水溶液系、有機電
解液系の何れでも良い。
２つの電極間に誘電体または電気二重層を挟んだ形で構
成されてなる蓄電機能を有するものである。誘電体を用
いるものとしては、アルミ電解コンデンサやタンタル電
解コンデンサが挙げられ、電気二重層を用いるものとし
ては、電気二重層キャパシタが挙げられる。電気二重層
キャパシタの電極としては、一対の分極性電極、一方が
分極性電極でもう片方が非分極性電極の組み合わせの何
れでも良い。キャパシタの電解液は、水溶液系、有機電
解液系の何れでも良い。
【００１１】本発明におけるイオン交換樹脂とは、イオ
ン交換能を有する樹脂を指し、形状としては、粒状、粉
末状、繊維状の何れでも良い。本発明においては、ポリ
スチレン、ポリビニルアルコール、ポリエステル、アク
リル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂
などの樹脂にスルホン酸基、ホスホン酸基、カルボン酸
基などのカチオン交換基、アミノカルボン酸基、アミド
キシム基、ポリアミン基、ジチオカルバミン基、フェノ
ール基、チオール基、イソチウロニウム基などのキレー
ト基、トリメチルアンモニウム基、トリエチルアンモニ
ウム基などのアニオン交換基が導入されてなるイオン交
換樹脂が挙げられる。
ン交換能を有する樹脂を指し、形状としては、粒状、粉
末状、繊維状の何れでも良い。本発明においては、ポリ
スチレン、ポリビニルアルコール、ポリエステル、アク
リル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂
などの樹脂にスルホン酸基、ホスホン酸基、カルボン酸
基などのカチオン交換基、アミノカルボン酸基、アミド
キシム基、ポリアミン基、ジチオカルバミン基、フェノ
ール基、チオール基、イソチウロニウム基などのキレー
ト基、トリメチルアンモニウム基、トリエチルアンモニ
ウム基などのアニオン交換基が導入されてなるイオン交
換樹脂が挙げられる。
【００１２】イオン交換樹脂は、水溶液電解液、有機電
解液の何れとも親和性が高いため、キャパシタ用セパレ
ーターの電解液保持性を向上させる。また、イオン伝導
性を有するため、電解液中のイオン伝導を円滑にする作
用があり、イオン交換樹脂を含有してなるキャパシタ用
セパレーターを用いることによって、内部抵抗の低いキ
ャパシタが得られる。
解液の何れとも親和性が高いため、キャパシタ用セパレ
ーターの電解液保持性を向上させる。また、イオン伝導
性を有するため、電解液中のイオン伝導を円滑にする作
用があり、イオン交換樹脂を含有してなるキャパシタ用
セパレーターを用いることによって、内部抵抗の低いキ
ャパシタが得られる。
【００１３】本発明においては、イオン交換基が導入さ
れる樹脂としては、特に化学的安定性およびイオン交換
基保持性に優れているポリスチレン、ポリエステル、フ
ッ素樹脂が好ましい。また、架橋構造を有する樹脂も好
ましい。イオン交換基としては、イオン交換能に優れる
スルホン酸基が好ましい。カチオン交換基の塩としては
Ｎａが好ましいが、Ｎａに限定されるものではない。
れる樹脂としては、特に化学的安定性およびイオン交換
基保持性に優れているポリスチレン、ポリエステル、フ
ッ素樹脂が好ましい。また、架橋構造を有する樹脂も好
ましい。イオン交換基としては、イオン交換能に優れる
スルホン酸基が好ましい。カチオン交換基の塩としては
Ｎａが好ましいが、Ｎａに限定されるものではない。
【００１４】本発明に用いられるイオン交換樹脂は、多
芯海島構造が好ましい。なぜなら、パルパーやミキサー
などの撹拌機を用いて攪拌することによって、海島構造
の海成分と島成分の一部または全部が分離し、イオン交
換樹脂が細くなり本数が増えるため、キャパシタ用セパ
レーター中のイオン交換樹脂の分布が広く均一になり、
電解液保持性と内部抵抗低減の効果が上がるからであ
る。
芯海島構造が好ましい。なぜなら、パルパーやミキサー
などの撹拌機を用いて攪拌することによって、海島構造
の海成分と島成分の一部または全部が分離し、イオン交
換樹脂が細くなり本数が増えるため、キャパシタ用セパ
レーター中のイオン交換樹脂の分布が広く均一になり、
電解液保持性と内部抵抗低減の効果が上がるからであ
る。
【００１５】本発明に用いられるイオン交換樹脂は、少
なくとも一部がフィブリル化されてなることが好まし
い。この場合のフィブリルとは、例えば、高圧ホモジナ
イザーを用いて主に繊維軸と平行な方向に分割、微細化
されて製造されたものを指す。高圧ホモジナイザーだけ
でフィブリル化されたものでも良いが、高圧ホモジナイ
ザーとその他の装置、例えばリファイナー、ビーター、
摩砕装置などを組み合わせて処理し、フィブリル化され
たものでも良い。イオン交換樹脂の少なくとも一部がフ
ィブリル化されることによって、キャパシタ用セパレー
ター中のイオン交換樹脂の分布がより均一になるととも
に、キャパシタ用セパレーターの細孔を小さくする効果
もある。
なくとも一部がフィブリル化されてなることが好まし
い。この場合のフィブリルとは、例えば、高圧ホモジナ
イザーを用いて主に繊維軸と平行な方向に分割、微細化
されて製造されたものを指す。高圧ホモジナイザーだけ
でフィブリル化されたものでも良いが、高圧ホモジナイ
ザーとその他の装置、例えばリファイナー、ビーター、
摩砕装置などを組み合わせて処理し、フィブリル化され
たものでも良い。イオン交換樹脂の少なくとも一部がフ
ィブリル化されることによって、キャパシタ用セパレー
ター中のイオン交換樹脂の分布がより均一になるととも
に、キャパシタ用セパレーターの細孔を小さくする効果
もある。
【００１６】本発明に用いられるイオン交換樹脂が粒状
や粉末状の場合は、２０μｍ以下が好ましく、１μｍ以
下がより好ましい。２０μｍより大きいと、キャパシタ
用セパレーターの厚みむらが生じやすく、キャパシタ用
セパレーターから脱落しやすい。粒状のものは、各種粉
砕機などで細かく砕いて用いることが好ましい。繊維状
の場合には、繊維長０．１ｍｍ〜５ｍｍ、繊維径０．１
μｍ〜５０μｍが好ましい。繊維径が０．１μｍより細
いと、イオン交換樹脂の歩留まりが低下しやすく、５０
μｍより太いと、キャパシタ用セパレーターの厚みむら
や地合むらを生じやすい。
や粉末状の場合は、２０μｍ以下が好ましく、１μｍ以
下がより好ましい。２０μｍより大きいと、キャパシタ
用セパレーターの厚みむらが生じやすく、キャパシタ用
セパレーターから脱落しやすい。粒状のものは、各種粉
砕機などで細かく砕いて用いることが好ましい。繊維状
の場合には、繊維長０．１ｍｍ〜５ｍｍ、繊維径０．１
μｍ〜５０μｍが好ましい。繊維径が０．１μｍより細
いと、イオン交換樹脂の歩留まりが低下しやすく、５０
μｍより太いと、キャパシタ用セパレーターの厚みむら
や地合むらを生じやすい。
【００１７】本発明のキャパシタ用セパレーター中のイ
オン交換樹脂の含有量としては、１％以上が好ましく、
３％以上がより好ましい。含有量が１％未満では、イオ
ン交換樹脂の効果が不十分になりやすい。
オン交換樹脂の含有量としては、１％以上が好ましく、
３％以上がより好ましい。含有量が１％未満では、イオ
ン交換樹脂の効果が不十分になりやすい。
【００１８】本発明に用いられるセルロースとしては、
天然セルロース、溶剤紡糸セルロース、これらのパルプ
状物、フィブリル化物（フィブリル化セルロース）、バ
クテリアセルロースなどが挙げられる。フィブリル化セ
ルロースとバクテリアセルロースは、非常に細く短く緻
密なため、ピンホール抑制効果に優れ、キャパシタ用セ
パレーターの突刺強度も強くなるため好ましい。
天然セルロース、溶剤紡糸セルロース、これらのパルプ
状物、フィブリル化物（フィブリル化セルロース）、バ
クテリアセルロースなどが挙げられる。フィブリル化セ
ルロースとバクテリアセルロースは、非常に細く短く緻
密なため、ピンホール抑制効果に優れ、キャパシタ用セ
パレーターの突刺強度も強くなるため好ましい。
【００１９】本発明におけるフィブリル化セルロース
は、リンターをはじめとする各種パルプ、リント、溶剤
紡糸セルロースなどを原料とし、例えば高圧ホモジナイ
ザーを用いて主に繊維軸と平行な方向に分割、微細化さ
れて製造されたもので、少なくとも一部が繊維径１μｍ
以下になっており、平均繊維長が２ｍｍ以下、好ましく
は１ｍｍ以下のものを指す。高圧ホモジナイザーだけで
フィブリル化されたものでも良いが、高圧ホモジナイザ
ーとその他の装置、例えばリファイナー、ビーター、摩
砕装置などを組み合わせて処理し、フィブリル化された
ものでも良い。
は、リンターをはじめとする各種パルプ、リント、溶剤
紡糸セルロースなどを原料とし、例えば高圧ホモジナイ
ザーを用いて主に繊維軸と平行な方向に分割、微細化さ
れて製造されたもので、少なくとも一部が繊維径１μｍ
以下になっており、平均繊維長が２ｍｍ以下、好ましく
は１ｍｍ以下のものを指す。高圧ホモジナイザーだけで
フィブリル化されたものでも良いが、高圧ホモジナイザ
ーとその他の装置、例えばリファイナー、ビーター、摩
砕装置などを組み合わせて処理し、フィブリル化された
ものでも良い。
【００２０】本発明におけるバクテリアセルロースと
は、微生物が産生するバクテリアセルロースのことを指
す。このバクテリアセルロースは、セルロースおよびセ
ルロースを主鎖とするヘテロ多糖を含むものおよびβ−
１、３ β−１、２等のグルカンを含むものである。ヘ
テロ多糖の場合のセルロース以外の構成成分はマンノー
ス、フラクトース、ガラクトース、キシロース、アラビ
ノース、ラムノース、グルクロン酸等の六炭等、五炭等
および有機酸等である。これらの多糖は単一物質で構成
される場合もあるが、２種以上の多糖が水素結合などで
結合して構成されている場合もあり、何れも利用でき
る。
は、微生物が産生するバクテリアセルロースのことを指
す。このバクテリアセルロースは、セルロースおよびセ
ルロースを主鎖とするヘテロ多糖を含むものおよびβ−
１、３ β−１、２等のグルカンを含むものである。ヘ
テロ多糖の場合のセルロース以外の構成成分はマンノー
ス、フラクトース、ガラクトース、キシロース、アラビ
ノース、ラムノース、グルクロン酸等の六炭等、五炭等
および有機酸等である。これらの多糖は単一物質で構成
される場合もあるが、２種以上の多糖が水素結合などで
結合して構成されている場合もあり、何れも利用でき
る。
【００２１】本発明におけるバクテリアセルロースを産
生する微生物としては、アセトバクター・アセチ・サブ
スピーシス・キシリナム（Ａｃｅｔｏｂａｃｔｅｒ ａ
ｃｅｔｉ ｓｕｂｓｐ．ｘｙｌｉｎｕｍ）ＡＴＣＣ １
０８２１、同パストリアン（Ａ．ｐａｓｔｅｕｒｉａ
ｎ）、同ランセンス（Ａ．ｒａｎｃｅｎｓ）、サルシナ
・ベントリクリ（Ｓａｒｃｉｎａ ｖｅｎｔｒｉｃｕｌ
ｉ）、バクテリウム・キシロイデス（Ｂａｃｔｅｒｉｕ
ｍ ｘｙｌｏｉｄｅｓ）、ジュードモナス属細菌、アグ
ロバクテリウム属細菌等でバクテリアセルロースを産生
するものを利用することができるが、これらに限定され
るものではない。
生する微生物としては、アセトバクター・アセチ・サブ
スピーシス・キシリナム（Ａｃｅｔｏｂａｃｔｅｒ ａ
ｃｅｔｉ ｓｕｂｓｐ．ｘｙｌｉｎｕｍ）ＡＴＣＣ １
０８２１、同パストリアン（Ａ．ｐａｓｔｅｕｒｉａ
ｎ）、同ランセンス（Ａ．ｒａｎｃｅｎｓ）、サルシナ
・ベントリクリ（Ｓａｒｃｉｎａ ｖｅｎｔｒｉｃｕｌ
ｉ）、バクテリウム・キシロイデス（Ｂａｃｔｅｒｉｕ
ｍ ｘｙｌｏｉｄｅｓ）、ジュードモナス属細菌、アグ
ロバクテリウム属細菌等でバクテリアセルロースを産生
するものを利用することができるが、これらに限定され
るものではない。
【００２２】これらの微生物を培養してバクテリアセル
ロースを生成蓄積させる方法は、細菌を培養する一般的
方法に従えば良い。すなわち、炭素源、窒素源、無機塩
類、その他必要に応じてアミノ酸、ビタミン等の有機微
量栄養素を含有する通常の栄養培地に微生物を接種し、
静置または穏やかに通気攪拌を行う。
ロースを生成蓄積させる方法は、細菌を培養する一般的
方法に従えば良い。すなわち、炭素源、窒素源、無機塩
類、その他必要に応じてアミノ酸、ビタミン等の有機微
量栄養素を含有する通常の栄養培地に微生物を接種し、
静置または穏やかに通気攪拌を行う。
【００２３】生成蓄積されたバクテリアセルロースを離
解し、水性スラリーとする。離解は回転式の離解機ある
いはミキサー等で容易にできる。このようにして得られ
たバクテリアセルロース離解物は他のセルロースよりも
繊維間の結合能力が非常に高いため、少量混合するだけ
で強度の強いキャパシタ用セパレーターを得ることがで
きる。
解し、水性スラリーとする。離解は回転式の離解機ある
いはミキサー等で容易にできる。このようにして得られ
たバクテリアセルロース離解物は他のセルロースよりも
繊維間の結合能力が非常に高いため、少量混合するだけ
で強度の強いキャパシタ用セパレーターを得ることがで
きる。
【００２４】本発明におけるキャパシタ用セパレーター
は、長網抄紙機、円網抄紙機、傾斜型抄紙機、さらには
２種以上を組み合わせたコンビネーションマシンなどを
用いて湿式抄紙して製造される。
は、長網抄紙機、円網抄紙機、傾斜型抄紙機、さらには
２種以上を組み合わせたコンビネーションマシンなどを
用いて湿式抄紙して製造される。
【００２５】湿式抄紙法は、通常、繊維を固形分濃度が
０．１〜５％程度になるように分散助剤、増粘剤などを
用いて水中に均一に分散してスラリーとし、さらにスラ
リー中に水を追加し、固形分濃度を０．１〜０．００１
％に希釈して希薄水性スラリーとし、これを抄紙機を用
いてシート化するものである。
０．１〜５％程度になるように分散助剤、増粘剤などを
用いて水中に均一に分散してスラリーとし、さらにスラ
リー中に水を追加し、固形分濃度を０．１〜０．００１
％に希釈して希薄水性スラリーとし、これを抄紙機を用
いてシート化するものである。
【００２６】本発明におけるキャパシタ用セパレーター
の坪量は、特に制限はないが、５〜５０ｇ／ｍ2が好ま
しく、１０〜３０ｇ／ｍ2がさらに好ましく用いられ
る。
の坪量は、特に制限はないが、５〜５０ｇ／ｍ2が好ま
しく、１０〜３０ｇ／ｍ2がさらに好ましく用いられ
る。
【００２７】本発明におけるキャパシタ用セパレーター
の厚みは、特に制限はないが、キャパシタが小型化でき
ること、収容できる電極面積を大きくでき容量を稼げる
点から薄い方が好ましい。具体的にはキャパシタ組立時
に破断しない程度の強度を持ち、ピンホールが無く、高
い均一性を備える厚みとして１０〜２００μｍが好まし
く用いられ、２０〜１００μｍがより好ましく用いられ
る。１０μｍ未満では、キャパシタの製造時の短絡不良
率が増加するため好ましくない。一方、２００μｍより
厚くなると、キャパシタに収納できる電極面積が減少す
るためキャパシタの容量が低いものになる。キャパシタ
用セパレーターの厚みが所望の厚みより厚いときは、カ
レンダー処理などにより厚みを調整する。
の厚みは、特に制限はないが、キャパシタが小型化でき
ること、収容できる電極面積を大きくでき容量を稼げる
点から薄い方が好ましい。具体的にはキャパシタ組立時
に破断しない程度の強度を持ち、ピンホールが無く、高
い均一性を備える厚みとして１０〜２００μｍが好まし
く用いられ、２０〜１００μｍがより好ましく用いられ
る。１０μｍ未満では、キャパシタの製造時の短絡不良
率が増加するため好ましくない。一方、２００μｍより
厚くなると、キャパシタに収納できる電極面積が減少す
るためキャパシタの容量が低いものになる。キャパシタ
用セパレーターの厚みが所望の厚みより厚いときは、カ
レンダー処理などにより厚みを調整する。
【００２８】
【実施例】以下、実施例により本発明を詳しく説明する
が、本発明の内容は実施例に限定されるものではない。
が、本発明の内容は実施例に限定されるものではない。
【００２９】＜イオン交換樹脂１＞カチオン交換基ＳＯ
3Ｎａを導入してなるポリスチレンを海成分に、１６個
の島成分にポリエチレンを配した多芯海島構造（海／島
＝５０％／５０％）のイオン交換樹脂をイオン交換樹脂
１として用いた。該樹脂は、長さ０．３ｍｍ、径４０μ
ｍ、イオン交換容量３ｍｅｑ／ｇであった。
3Ｎａを導入してなるポリスチレンを海成分に、１６個
の島成分にポリエチレンを配した多芯海島構造（海／島
＝５０％／５０％）のイオン交換樹脂をイオン交換樹脂
１として用いた。該樹脂は、長さ０．３ｍｍ、径４０μ
ｍ、イオン交換容量３ｍｅｑ／ｇであった。
【００３０】＜イオン交換樹脂２＞イオン交換樹脂１を
５％濃度になるようにイオン交換水に分散させ、高圧ホ
モジナイザーを用いて５００ｋｇ／ｃｍ2の圧力で３回
繰り返し処理して少なくとも一部が繊維径１μｍ以下に
フィブリル化されたイオン交換樹脂を作製し、イオン交
樹脂２として用いた。
５％濃度になるようにイオン交換水に分散させ、高圧ホ
モジナイザーを用いて５００ｋｇ／ｃｍ2の圧力で３回
繰り返し処理して少なくとも一部が繊維径１μｍ以下に
フィブリル化されたイオン交換樹脂を作製し、イオン交
樹脂２として用いた。
【００３１】＜イオン交換樹脂３＞フッ素樹脂に、カチ
オン交換基ＳＯ3Ｎａを導入してなるイオン交換樹脂を
イオン交換樹脂３として用いた。該樹脂のイオン交換容
量は１．５ｍｅｑ／ｇであった。
オン交換基ＳＯ3Ｎａを導入してなるイオン交換樹脂を
イオン交換樹脂３として用いた。該樹脂のイオン交換容
量は１．５ｍｅｑ／ｇであった。
【００３２】＜イオン交換樹脂４＞アクリル樹脂にカチ
オン交換基ＣＯＯＨを導入してなるイオン交換樹脂を、
平均粒径が１μｍ以下になるまで細かく砕いてイオン交
換樹脂４として用いた。該樹脂のイオン交換容量は３．
５ｍｅｑ／ｇであった。
オン交換基ＣＯＯＨを導入してなるイオン交換樹脂を、
平均粒径が１μｍ以下になるまで細かく砕いてイオン交
換樹脂４として用いた。該樹脂のイオン交換容量は３．
５ｍｅｑ／ｇであった。
【００３３】＜イオン交換樹脂５＞アニオン交換基のト
リメチルアンモニウム基を導入してなるポリスチレンを
海成分に、イオン交換基を導入していないポリエステル
を１６個の島成分に配した多芯海島構造（海／島＝５０
％／５０％）のイオン交換樹脂をイオン交換樹脂５とし
て用いた。該樹脂は、長さ０．３ｍｍ、径４０μｍ、イ
オン交換容量２．４ｍｅｑ／ｇであった。
リメチルアンモニウム基を導入してなるポリスチレンを
海成分に、イオン交換基を導入していないポリエステル
を１６個の島成分に配した多芯海島構造（海／島＝５０
％／５０％）のイオン交換樹脂をイオン交換樹脂５とし
て用いた。該樹脂は、長さ０．３ｍｍ、径４０μｍ、イ
オン交換容量２．４ｍｅｑ／ｇであった。
【００３４】＜フィブリル化セルロース１の作製＞リン
ターを初期濃度５％になるように水に分散させ、ダブル
ディスクリファイナーを用いて１０回繰り返し叩解処理
した後、高圧ホモジナイザーを用いて５００ｋｇ／ｃｍ
2の条件で２０回繰り返し処理し、平均繊維長０．４ｍ
ｍで少なくとも一部が繊維径１μｍ以下にフィブリル化
されたフィブリル化セルロース１を作製した。
ターを初期濃度５％になるように水に分散させ、ダブル
ディスクリファイナーを用いて１０回繰り返し叩解処理
した後、高圧ホモジナイザーを用いて５００ｋｇ／ｃｍ
2の条件で２０回繰り返し処理し、平均繊維長０．４ｍ
ｍで少なくとも一部が繊維径１μｍ以下にフィブリル化
されたフィブリル化セルロース１を作製した。
【００３５】実施例１
カナダ標準形濾水度２００ｍｌまで叩解してなる溶剤紡
糸セルロース４５％、カナダ標準形濾水度１００ｍｌの
麻パルプ４５％、イオン交換樹脂１を１０％の配合比で
パルパーを用いてイオン交換水中に分散させ、所定濃度
に希釈して長網抄紙機を用いて抄紙し、坪量１８ｇ／ｍ
2、厚み５０μｍのキャパシタ用セパレーター１を作製
した。
糸セルロース４５％、カナダ標準形濾水度１００ｍｌの
麻パルプ４５％、イオン交換樹脂１を１０％の配合比で
パルパーを用いてイオン交換水中に分散させ、所定濃度
に希釈して長網抄紙機を用いて抄紙し、坪量１８ｇ／ｍ
2、厚み５０μｍのキャパシタ用セパレーター１を作製
した。
【００３６】実施例２
カナダ標準形濾水度２００ｍｌまで叩解してなる溶剤紡
糸セルロース４５％、カナダ標準形濾水度１００ｍｌの
麻パルプ４０％、フィブリル化セルロース１を５％、イ
オン交換樹脂１を１０％の配合比でパルパーを用いてイ
オン交換水中に分散させ、所定濃度に希釈して長網抄紙
機を用いて抄紙し、坪量１５ｇ／ｍ2、厚み４０μｍの
キャパシタ用セパレーター２を作製した。
糸セルロース４５％、カナダ標準形濾水度１００ｍｌの
麻パルプ４０％、フィブリル化セルロース１を５％、イ
オン交換樹脂１を１０％の配合比でパルパーを用いてイ
オン交換水中に分散させ、所定濃度に希釈して長網抄紙
機を用いて抄紙し、坪量１５ｇ／ｍ2、厚み４０μｍの
キャパシタ用セパレーター２を作製した。
【００３７】実施例３
カナダ標準形濾水度２００ｍｌまで叩解してなる溶剤紡
糸セルロース５０％、カナダ標準形濾水度１００ｍｌの
麻パルプ４０％、バクテリアセルロース５％、イオン交
換樹脂２を５％の配合比でパルパーを用いてイオン交換
水中に分散させ、所定濃度に希釈して長網抄紙機を用い
て抄紙し、坪量１５ｇ／ｍ2、厚み４０μｍのキャパシ
タ用セパレーター３を作製した。
糸セルロース５０％、カナダ標準形濾水度１００ｍｌの
麻パルプ４０％、バクテリアセルロース５％、イオン交
換樹脂２を５％の配合比でパルパーを用いてイオン交換
水中に分散させ、所定濃度に希釈して長網抄紙機を用い
て抄紙し、坪量１５ｇ／ｍ2、厚み４０μｍのキャパシ
タ用セパレーター３を作製した。
【００３８】実施例４
カナダ標準形濾水度２００ｍｌまで叩解してなる溶剤紡
糸セルロース４５％、カナダ標準形濾水度１００ｍｌの
麻パルプ４０％、イオン交換樹脂３を１５％の配合比で
パルパーを用いてイオン交換水中に分散させ、所定濃度
に希釈して長網抄紙機を用いて抄紙し、坪量１８ｇ／ｍ
2、厚み５０μｍのキャパシタ用セパレーター４を作製
した。
糸セルロース４５％、カナダ標準形濾水度１００ｍｌの
麻パルプ４０％、イオン交換樹脂３を１５％の配合比で
パルパーを用いてイオン交換水中に分散させ、所定濃度
に希釈して長網抄紙機を用いて抄紙し、坪量１８ｇ／ｍ
2、厚み５０μｍのキャパシタ用セパレーター４を作製
した。
【００３９】実施例５
イオン交換樹脂１の代わりにイオン交換樹脂４を１０％
配合した以外は実施例１と同様にして抄紙し、坪量１８
ｇ／ｍ2、厚み５０μｍのキャパシタ用セパレーター５
を作製した。
配合した以外は実施例１と同様にして抄紙し、坪量１８
ｇ／ｍ2、厚み５０μｍのキャパシタ用セパレーター５
を作製した。
【００４０】実施例６
イオン交換樹脂１の代わりにイオン交換樹脂５を１０％
配合した以外は実施例１と同様にして抄紙し、坪量１８
ｇ／ｍ2、厚み５０μｍのキャパシタ用セパレーター６
を作製した。
配合した以外は実施例１と同様にして抄紙し、坪量１８
ｇ／ｍ2、厚み５０μｍのキャパシタ用セパレーター６
を作製した。
【００４１】比較例１
カナダ標準形濾水度２００ｍｌまで叩解してなる溶剤紡
糸セルロース５０％、カナダ標準形濾水度１００ｍｌの
麻パルプ５０％の配合比でパルパーを用いてイオン交換
水中に分散させ、所定濃度に希釈して長網抄紙機を用い
て抄紙し、坪量１８ｇ／ｍ2、厚み５０μｍのキャパシ
タ用セパレーター７を作製した。
糸セルロース５０％、カナダ標準形濾水度１００ｍｌの
麻パルプ５０％の配合比でパルパーを用いてイオン交換
水中に分散させ、所定濃度に希釈して長網抄紙機を用い
て抄紙し、坪量１８ｇ／ｍ2、厚み５０μｍのキャパシ
タ用セパレーター７を作製した。
【００４２】＜キャパシタ１〜７の作製＞電極活物質と
して平均粒径６μｍの活性炭８５％、導電材としてカー
ボンブラック７％、結着材としてポリテトラフルオロエ
チレン８％を混練して厚み０．２ｍｍのシート状電極を
作製した。これを厚み５０μｍのアルミニウム箔の両面
に導電性接着剤を用いて接着させ、圧延して電極を作製
した。この電極を正極および負極として用いた。キャパ
シタ用セパレーター１〜７を負極と正極の間に介して積
層し、巻回機を用いて渦巻き型に巻回して渦巻き型素子
を作製した。正極側および負極側の最外層には何れもセ
パレーターを配した。この渦巻き型素子をアルミニウム
製ケースに収納した。これを室温まで放冷した後、ケー
スに取り付けられた正極端子および負極端子に正極リー
ドおよび負極リードを溶接した後、電解液注液口を残し
てケースを封口した。この素子を収納したケースごと２
００℃に３時間加熱し乾燥処理した。次いで、このケー
ス内に電解液を注入し、注液口を密栓して電気二重層キ
ャパシタを作製し、これをキャパシタ１〜７とした。電
解液には、プロピレンカーボネートに１．５ｍｏｌ／ｌ
になるように（Ｃ2Ｈ5） 3（ＣＨ3）ＮＢＦ4を溶解させ
たものを用いた。
して平均粒径６μｍの活性炭８５％、導電材としてカー
ボンブラック７％、結着材としてポリテトラフルオロエ
チレン８％を混練して厚み０．２ｍｍのシート状電極を
作製した。これを厚み５０μｍのアルミニウム箔の両面
に導電性接着剤を用いて接着させ、圧延して電極を作製
した。この電極を正極および負極として用いた。キャパ
シタ用セパレーター１〜７を負極と正極の間に介して積
層し、巻回機を用いて渦巻き型に巻回して渦巻き型素子
を作製した。正極側および負極側の最外層には何れもセ
パレーターを配した。この渦巻き型素子をアルミニウム
製ケースに収納した。これを室温まで放冷した後、ケー
スに取り付けられた正極端子および負極端子に正極リー
ドおよび負極リードを溶接した後、電解液注液口を残し
てケースを封口した。この素子を収納したケースごと２
００℃に３時間加熱し乾燥処理した。次いで、このケー
ス内に電解液を注入し、注液口を密栓して電気二重層キ
ャパシタを作製し、これをキャパシタ１〜７とした。電
解液には、プロピレンカーボネートに１．５ｍｏｌ／ｌ
になるように（Ｃ2Ｈ5） 3（ＣＨ3）ＮＢＦ4を溶解させ
たものを用いた。
【００４３】キャパシタ用セパレーター１〜７、キャパ
シタ１〜７について、下記の試験方法により測定し、そ
の結果を下記表に示した。
シタ１〜７について、下記の試験方法により測定し、そ
の結果を下記表に示した。
【００４４】＜突刺強度＞各セパレーター試料の面に直
角に、直径１ｍｍで先端にＲをつけた針を１ｍｍ／ｓの
速度で降ろしていき、セパレーターを貫通したときの荷
重を突刺強度とし、２０カ所の平均値を求めた。
角に、直径１ｍｍで先端にＲをつけた針を１ｍｍ／ｓの
速度で降ろしていき、セパレーターを貫通したときの荷
重を突刺強度とし、２０カ所の平均値を求めた。
【００４５】＜内部抵抗＞キャパシタ１〜７に２０ｍＡ
／ｃｍ2の直流電流を印加して２．５Ｖまで充電した
後、電流印加を止めて１時間経過後のキャパシタ電圧を
測定し、２．５Ｖからの差、すなわち電圧降下を求め、
これを充電電流で除した値を内部抵抗とし、下記表１に
示した。
／ｃｍ2の直流電流を印加して２．５Ｖまで充電した
後、電流印加を止めて１時間経過後のキャパシタ電圧を
測定し、２．５Ｖからの差、すなわち電圧降下を求め、
これを充電電流で除した値を内部抵抗とし、下記表１に
示した。
【００４６】
【表１】
【００４７】評価：表１から明らかなように、実施例１
〜６で作製したキャパシタ用セパレーターは、イオン交
換樹脂およびセルロースからなるため、電解液保持性に
優れ、該セパレーターを具備してなるキャパシタは内部
抵抗が低く優れていた。
〜６で作製したキャパシタ用セパレーターは、イオン交
換樹脂およびセルロースからなるため、電解液保持性に
優れ、該セパレーターを具備してなるキャパシタは内部
抵抗が低く優れていた。
【００４８】実施例３で作製したキャパシタ用セパレー
ターは、少なくとも一部がフィブリル化されたイオン交
換樹脂を含有してなるため、少ない配合量でも電解液保
持性に優れ、内部抵抗低減効果が大きく優れていた。
ターは、少なくとも一部がフィブリル化されたイオン交
換樹脂を含有してなるため、少ない配合量でも電解液保
持性に優れ、内部抵抗低減効果が大きく優れていた。
【００４９】一方、比較例１で作製したキャパシタ用セ
パレーターは、イオン交換樹脂を含有しないため、電解
液保持性が劣っており、該セパレーターを具備してなる
キャパシタは内部抵抗がやや高めであった。
パレーターは、イオン交換樹脂を含有しないため、電解
液保持性が劣っており、該セパレーターを具備してなる
キャパシタは内部抵抗がやや高めであった。
Claims (3)
- 【請求項１】 イオン交換樹脂およびセルロースからな
ることを特徴とするキャパシタ用セパレーター。 - 【請求項２】 イオン交換樹脂が多芯海島構造を有する
ことを特徴とする請求項１記載のキャパシタ用セパレー
ター。 - 【請求項３】 イオン交換樹脂の少なくとも一部がフィ
ブリル化されてなることを特徴とする請求項１または２
に記載のキャパシタ用セパレーター。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002148927A JP4022430B2 (ja) | 2002-05-23 | 2002-05-23 | キャパシタ用セパレーター |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002148927A JP4022430B2 (ja) | 2002-05-23 | 2002-05-23 | キャパシタ用セパレーター |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003347165A true JP2003347165A (ja) | 2003-12-05 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPS63205067A (ja) * | 1987-02-20 | 1988-08-24 | Mitsui Toatsu Chem Inc | 亜鉛／ヨウ素二次電池 |
| JPH0294251A (ja) * | 1988-09-29 | 1990-04-05 | Asahi Glass Co Ltd | アルカリ電池用セパレータ |
| JPH08500706A (ja) * | 1992-09-01 | 1996-01-23 | モトローラ・インコーポレイテッド | 有機金属電極を有する再充電可能な電気エネルギ蓄積装置 |
| JPH08273984A (ja) * | 1995-03-30 | 1996-10-18 | Nippon Koudoshi Kogyo Kk | 電解コンデンサ |
| JPH0963560A (ja) * | 1995-08-23 | 1997-03-07 | Sony Corp | セパレーター及びそれを用いた電池 |
| JPH10140493A (ja) * | 1996-11-11 | 1998-05-26 | Nippon Koudoshi Kogyo Kk | 多孔質高気密度紙及びその製造方法 |
| JPH10204199A (ja) * | 1996-11-19 | 1998-08-04 | Mitsubishi Chem Corp | 多孔質成形体 |
| JP2001068380A (ja) * | 1999-08-27 | 2001-03-16 | Oji Paper Co Ltd | 電気二重層キャパシター用セパレータ及びキャパシター |
| JP2004047914A (ja) * | 2001-07-25 | 2004-02-12 | Mitsubishi Paper Mills Ltd | キャパシタ用セパレーター |
-
2002
- 2002-05-23 JP JP2002148927A patent/JP4022430B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2001068380A (ja) * | 1999-08-27 | 2001-03-16 | Oji Paper Co Ltd | 電気二重層キャパシター用セパレータ及びキャパシター |
| JP2004047914A (ja) * | 2001-07-25 | 2004-02-12 | Mitsubishi Paper Mills Ltd | キャパシタ用セパレーター |
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