JP2007180055A - 電気二重層キャパシタ及び電気二重層キャパシタの実装体 - Google Patents

Abstract

【課題】高電圧で充放電を繰り返しても放電容量の減少が少なく、容量維持率の優れた電気二重層キャパシタを提供する。
【解決手段】 前記支持塩にテトラエチルアンモニウム−ヘキサフルオロホスフェート（（Ｃ_２Ｈ_５）_４Ｎ−ＰＦ_６）、テトラエチルアンモニウム−ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド（（Ｃ_２Ｈ_５）_４Ｎ−Ｎ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２）、トリエチルメチルアンモニウム−ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド（ＣＨ_３（Ｃ_２Ｈ_５）_３Ｎ−Ｎ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２）、スピロ−（１、１’）−ビピロリジニウム−テトラフルオロボーレイト（ＳＰＢ−ＢＦ_４）からなる群から選択される少なくとも１種を含み、且つ、前記有機溶媒にプロピレンカーボネート（ＰＣ）を含むことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、セパレータを介して対向配置された分極性電極と電解液とを具える電気二重層キャパシタ及びリフロー半田付けにより回路基板に取り付けられた電気二重層キャパシタの実装体に関する。

コイン型構造を有する電気二重層キャパシタは、一般的に図６に示すような構成が知られている。即ち、活性炭等からなる第１分極性電極（１）と、活性炭等からなる第２分極性電極（２）とをセパレータ（３）を介した状態で対向配置し、前記第１分極性電極（１）に第１集電体（６）を、第２分極性電極（２）に第２集電体（７）をそれぞれ設け、一対の分極性電極（１）、（２）及びセパレータ（３）に電解液を含浸させて、陽極又は陰極缶となる外装ケース（５）と、陰極又は陽極缶となる外装蓋（４）とで構成される収納空間に収納し、前記外装ケース（５）の内周部（５ａ）と前記外装蓋（４）の外周部（４ａ）との間に電気絶縁性を有するガスケット（８）を配置して、前記外装ケース（５）の開口先端部（５ｂ）を内側に湾曲させることにより、前記外装ケース（５）と前記外装蓋（４）とで構成される収納空間を密閉したものである。

前記外装蓋（４）の外周部（４ａ）には、折り返し部（４ｂ）が設けられており、これによりガスケット（８）への圧力が加わり易くなり、密閉性を向上させることができる （例えば、特許文献１参照） 。

前記のような電気二重層キャパシタは、携帯通信機器のメモリ等のバックアップ用電源としてプリント基板等に取り付けられて用いられる。近年、前記携帯通信機器等の電子機器に用いられている回路基板は高性能、多機能、小型化が望まれており、多くの電子部品を基板に実装する必要がある。そこで、基板上の電気二重層キャパシタ等の電子部品を取り付ける部分にクリームはんだを塗布し、該クリームはんだ塗布面に前記電子部品を載置してリフロー炉に導き、該リフロー炉内において２５０℃程度の高温を短時間に加熱してはんだを溶融させ、前記電子部品を基板に接続するリフローはんだ付けの技術が用いられている。

前記電気二重層キャパシタの電解液には、リフローを行ってもほとんど分解しない材料として、支持塩にはテトラエチルアンモニウム−テトラフルオロボーレイト（（Ｃ_２Ｈ_５）_４Ｎ−ＢＦ_４）等が、有機溶媒にはプロピレンカーボネート（ＰＣ）等が広く用いられている。
特開２００５−０６４４３５号公報

ところが、電気二重層キャパシタを高電圧で充放電を繰り返した場合、電解液等が分解し、放電容量が減少して容量保持率が悪化するという問題があった。

本発明は、上記問題を解決するために、セパレータを介して対向配置する少なくとも一対の分極性電極と、支持塩を有機溶媒に溶解させた電解液と、前記一対の分極性電極及び電解液が内在する電極保持容器とを具える電気二重層キャパシタにおいて、前記支持塩にテトラエチルアンモニウム−ヘキサフルオロホスフェート（（Ｃ_２Ｈ_５）_４Ｎ−ＰＦ_６）、テトラエチルアンモニウム−ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド（（Ｃ_２Ｈ_５）_４Ｎ−Ｎ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２）、トリエチルメチルアンモニウム−ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド（ＣＨ_３（Ｃ_２Ｈ_５）_３Ｎ−Ｎ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２）、スピロ−（１、１’）−ビピロリジニウム−テトラフルオロボーレイト（ＳＰＢ−ＢＦ_４）からなる群から選択される少なくとも１種を含み、且つ、前記有機溶媒にプロピレンカーボネート（ＰＣ）を含むものを用いるようにした。

前記のように特殊な電解液を用いることで、電気二重層キャパシタを高電圧で作動させても電解液の分解が少なくなり、放電容量の減少を抑制することが可能となる。

前記支持塩としてテトラエチルアンモニウム−ヘキサフルオロホスフェートを含む場合は、前記有機溶媒にトリエチレングリコールジエチルエーテル（ＴＤＥ）を混合することが好ましく、前記支持塩としてテトラエチルアンモニウム−ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド又は前記トリエチルメチルアンモニウム−ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドを含む場合は、前記有機溶媒にγ−ブチロラクトン（γ−ＧＢＬ）を混合することが好ましく、前記支持塩として前記スピロ−（１、１’）−ビピロリジニウム−テトラフルオロボーレイトを含む場合は、前記有機溶媒にスルホラン（ＳＬ）を混合することが好ましい。

本発明を用いることにより、高電圧で充放電を繰り返しても放電容量の減少が少なく、容量維持率の優れた電気二重層キャパシタを提供することができる。

本発明の一実施例である電気二重層キャパシタは、第１分極性電極と、第２分極性電極とをセパレータを介して状態で対向配置して、そして前記第１分極性電極及び第２分極性電極にそれぞれ集電体を設け、その後、一対の分極性電極及びセパレータに電解液を含浸させて、陽極又は陰極缶となる外装ケースと、陰極又は陽極缶となる外装蓋とで構成される空間に収納し、前記外装ケースの内周部と前記外装蓋の外周部との間に絶縁体のガスケットを配置して、前記外装ケースの開口先端部を内側に湾曲させることにより、前記外装ケースと前記外装蓋で構成される空間を密閉したものである。

前記本発明の電気二重層キャパシタにおいて、分極性電極は、活物質と結着剤とからなる。前記活物質の導電性が低い場合は導電剤を加えてもよい。前記活物質としては、おが屑、椰子殻、ピッチ等を賦活処理を施して得られる粉末状活性炭を用いることができる。また、フェノール系、レーヨン系、アクリル系、ピッチ系等の繊維に不融化及び炭化賦活処理を施した活性炭、又は活性炭素繊維とし、これをフェルト状、繊維状、紙状、又は焼結状にしたものを用いることができる。その他にもカーボンナノチューブ等の炭素材料や金属化合物を用いることができる。結着剤としては、電気二重層キャパシタにおいて一般に使用されている公知のもの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、ポリフッ化ビニリデン、ポリビニルピロリドン、ポリビニルクロリド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフルオロエチレンプロピレン、エチレンープロピレンージエンタポリマー、スチレンブタジエンゴム、カルボキシメチルセルロース、フッ素ゴム等を用いることができる。

前記導電剤としては、電気二重層キャパシタに一般に使用されている公知のものを用いることができ、例えば、鱗片状黒鉛や土状黒鉛等の天然黒鉛、人工黒鉛、カーボンブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、炭素繊維等を用いることができる。

前記セパレータとしては、大きなイオン透過度を持ち、且つ、所定の機械強度を持つような絶縁性の膜として、ガラス繊維、ポリフェニレンサルファイド、ポリエチレンレテフタラート、ポリアミド、ポリイミド等の樹脂を用いることができる。

セパレータの孔径は、一般にキャパシタ用として用いられて範囲のものであれば良く、例えば０．０１〜５μｍのものを用いることができる。セパレータの厚みは一般に用いられているものであれば良く、例えば１０〜１５０μｍのものを用いることができる。

本発明の電解液は支持塩を有機溶媒に溶解させたものであり、前記支持塩としてはテトラエチルアンモニウム−ヘキサフルオロホスフェート、テトラエチルアンモニウム−ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、トリエチルメチルアンモニウム−ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、スピロ−（１、１’）−ビピロリジニウム−テトラフルオロボーレイトの何れか１種類が含まれる。

支持塩は、前記単独又はその他の電解質を混合しても良い。混合される支持塩としては、公知のものであれば特に限定はない。例えば、テトラエチルアンモニウムテトラフルオロボーレイト、トリエチルメチルアンモニウムテトラフルオロボーレイト、（Ｃ_２Ｈ_５）_４ＰＢＦ_４、（Ｃ_３Ｈ_７）_４ＰＢＦ_４、ＬｉＣｌＯ_４、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＮ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２等が混合可能である。

また、前記有機溶媒としては、少なくともプロピレンカーボネート（ＰＣ）が含まれる。ＰＣは単独又はその他の有機溶媒を混合して良い。混合される有機溶媒としては、公知のものであれば特に限定はない。例えば、環状エステル類、鎖状エステル類、環状エーテル類、鎖状エーテル類等が用いられ、具体的には、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、２メチル‐γ‐ブチロラクトン、アセチル‐γ‐ブチロラクトン、γ‐バレロラクトン、１，２‐ジメトキシエタン、１，２‐エトキシエタン、ジエチルエーテル、ジエチレングリコールジアルキルエーテル、エチレングリコールジアルキルエーテル、ジエチレングリコールジアルキルエーテル、トリエチレングリコールジアルキルエーテル、テトラエチレングリコールジアルキルエーテル、ジプロピルカーボネート、メチルエチルカーボネート、メチルブチルカーボネート、エチルプロピルカーボネート、ブチルプロピルカーボネート、プロピオン酸アルキルエステル、マロン酸ジアルキルエステル、酢酸アルキルエステル、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、アルキルテトラヒドロフラン、ジアルキルテトラヒドロフラン、アルコキシテトラヒドロフラン、ジアルコキシテトラヒドロフラン、アルキル‐１，３‐ジオキソラン、１，４‐ジオキソラン、２‐メチルテトラヒドロフラン、ジメチルスルフォキシド、１，３ジオキソラン、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド、ジオキソラン、アセトニトリル、ニトロメタン、蟻酸メチル、酢酸メチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、リン酸トリエステル、無水マレイン酸、３‐メチルスルホラン等が使用可能である。

本発明の実施例を以下に説明する。
［実験１：支持塩の検討］
（実施例Ａ１〜Ａ６）
本発明における電気二重層キャパシタを下記手順により作製した。

（分極性電極の作製）
活性炭とアセチレンブラックとポリテトラフルオロエチレンとを９０：５：５の重量比になるように混合し、該混合物を直径２ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの円板状に成形した後、１５０℃で２時間真空乾燥させて第１分極性電極及び第２分極性電極を作製した。

（コイン型セルの組立て）
図１に示すように、ステンレス製の外周部（４ａ）に折り返し部を設けていない外装蓋（４）及び外装ケース（５）の底面に集電体として黒鉛粉末と水ガラスとを混合した導電塗料を塗布した後、前記第１分極性電極及び第２分極性電極を載置する。なお、前記外装蓋（４）の厚さは０．２０ｍｍであり、前記外装ケース（５）の厚さは０．１５ｍｍのものを使用した。そして、第２分極性電極の上面に電解液を含んだガラス繊維のセパレータ（３）を載置し、前記外装ケース（５）の内周面にポリエーテルエーテルケトンのガスケット（８）を配置し、その上に第１分極性電極（１）が載置されるように前記外装ケース（５）内に外装蓋（４）を配置し、前記外装ケース（５）の開口先端部（５ｂ）を内側に湾曲させることにより、前記外装ケース（５）と前記外装蓋（４）で構成される収納空間を密閉した。
（使用電解液）
上記電解液としてプロピレンカーボネート（ＰＣ）からなる有機溶媒に、支持塩としてテトラエチルアンモニウム−ヘキサフルオロホスフェート（（Ｃ_２Ｈ_５）_４Ｎ−ＰＦ_６）を溶解させ、電解液中の支持塩濃度が０．８、０．９、１．０、１．１、１．２、１．３ｍｏｌ／Ｌになるように調整したものを用いて、電気二重層キャパシタＡ１〜Ａ６をそれぞれ作製した。

（実施例Ｂ１〜Ｂ６）
上記電解液としてプロピレンカーボネートからなる有機溶媒に、支持塩としてテトラエチルアンモニウム−ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド（（Ｃ_２Ｈ_５）_４Ｎ−Ｎ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２）を溶解させ、電解液中の支持塩濃度が０．８、０．９、１．０、１．１、１．２、１．３ｍｏｌ／Ｌになるように調整したものを用いたこと以外は、実施例Ａ１と同様の方法で電気二重層キャパシタＢ１〜Ｂ６をそれぞれ作製した。

（実施例Ｃ１〜Ｃ８）
上記電解液としてプロピレンカーボネートからなる有機溶媒に、支持塩としてトリエチルメチルアンモニウム−ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド（ＣＨ_３（Ｃ_２Ｈ_５）_３Ｎ−Ｎ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２）を溶解させ、電解液中の支持塩濃度が１．２、１．３、１．４、１．５、１．６、１．７、１．８、１．９ｍｏｌ／Ｌになるように調整したものを用いたこと以外は、実施例Ａ１と同様の方法で電気二重層キャパシタＣ１〜Ｃ８をそれぞれ作製した。

（実施例Ｄ１〜Ｄ９）
上記電解液としてプロピレンカーボネートからなる有機溶媒に、支持塩としてスピロ−（１、１’）−ビピロリジニウム−テトラフルオロボーレイト（ＳＰＢ−ＢＦ_４）を解させ、電解液中の支持塩濃度が１．８、２．０、２．２、２．４、２．６、２．８、３．０、３．１、３．２ｍｏｌ／Ｌになるように調整したものを用いたこと以外は、実施例Ａ１と同様の方法で電気二重層キャパシタＤ１〜Ｄ９をそれぞれ作製した。

（比較例Ｘ１）
プロピレンカーボネートからなる有機溶媒に、支持塩としてテトラエチルアンモニウム−テトラフルオロボーレイト（（Ｃ_２Ｈ_５）_４Ｎ−ＢＦ_４）を１．０ｍｏｌ／Ｌ溶解させた電解液を用いた以外は、実施例Ａ１と同様の方法で電気二重層キャパシタＸ１を作製した。

（比較例Ｘ２）
プロピレンカーボネートからなる有機溶媒に、支持塩としてトリエチルメチルアンモニウムテトラフルオロボーレイト（ＣＨ_３（Ｃ_２Ｈ_５）_３Ｎ−ＢＦ_４）を１．５ｍｏｌ／Ｌ溶解させた電解液を用いた以外は、実施例Ａ１と同様の方法で電気二重層キャパシタＸ２を作製した。

（容量維持率の検討）
上記方法で作製した本発明電気二重をリフロー炉に通過させた。リフロー炉の温度プロファイルは、余熱工程として１５０℃を１分間、次に加熱工程として２５０℃を１分間通過させ、２５℃まで自然冷却を行った。そして、各電気二重層キャパシタを２５℃（常温）で０．１ｍＡの定電流で充電終止電圧３．５Ｖまで充電させた後、０．１ｍＡの定電流で放電終止電圧１．０Ｖまで放電させ、これを１サイクルとして２００サイクルまで充放電サイクル試験を行い、各電気二重層キャパシタの容量維持率（［２００サイクル目の放電容量］÷［１サイクル目の放電容量］×１００）を調べた。

また、各電気二重層キャパシタを−２５℃（低温）で０．１ｍＡの定電流で充電終止電圧３．５Ｖまで充電させた後、０．１ｍＡの定電流で放電終止電圧１．０Ｖまで放電させ、これを１サイクルとして１００サイクルまで充放電サイクル試験を行い、各電気二重層キャパシタの容量維持率（［１００サイクル目の放電容量］÷［１サイクル目の放電容量］×１００）を調べた。そして実施例Ａ１〜Ａ６の常温及び低温における測定結果を図２に、実施例Ｂ１〜Ｂ６の常温及び低温における測定結果を図３に、実施例Ｃ１〜Ｃ８の常温及び低温における測定結果を図４に、実施例Ｄ１〜Ｄ９の常温及び低温における測定結果を図５にそれぞれ示す。

また、実施例Ａ５、Ｂ５、Ｃ５、Ｄ３及び比較例Ｘ１、Ｘ２の常温における測定結果を表１に示す。_８

図２より、支持塩としてテトラエチルアンモニウム−ヘキサフルオロホスフェート（（Ｃ_２Ｈ_５）_４Ｎ−ＰＦ_６）を用いた場合、０．９〜１．２ｍｏｌ／Ｌの範囲内においては、常温及び低温おいて優れた容量維持率を示すことが分かる。特に１．０〜１．１ｍｏｌ／Ｌの範囲内においては、更に良好な容量維持率を示した。

また、図３より、支持塩としてテトラエチルアンモニウム−ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド（（Ｃ_２Ｈ_５）_４Ｎ−Ｎ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２）を用いた場合、０．９〜１．２ｍｏｌ／Ｌの範囲内においては、常温及び低温おいて優れた容量維持率を示すことが分かる。特に１．０〜１．１ｍｏｌ／Ｌの範囲内においては、更に良好な容量維持率を示した。

また、図４より、支持塩としてトリエチルメチルアンモニウム−ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド（ＣＨ_３（Ｃ_２Ｈ_５）_３Ｎ−Ｎ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２）を用いた場合、１．３〜１．８ｍｏｌ／Ｌの範囲内においては、常温及び低温おいて優れた容量維持率を示すことが分かる。特に１．４〜１．６ｍｏｌ／Ｌの範囲内においては、更に良好な容量維持率を示した。

また、図５より、支持塩としてスピロ−（１、１’）−ビピロリジニウム−テトラフルオロボーレイト（ＳＰＢ−ＢＦ_４）を用いた場合、２．０〜３．１ｍｏｌ／Ｌの範囲内においては、常温及び低温おいて優れた容量維持率を示すことが分かる。特に２．２〜３．０ｍｏｌ／Ｌの範囲内においては、更に良好な容量維持率を示した。

更に、表１より電解液の支持塩にテトラエチルアンモニウム−ヘキサフルオロホスフェート、テトラエチルアンモニウム−ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、トリエチルメチルアンモニウム−ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、スピロ−（１、１’）−ビピロリジニウム−テトラフルオロボーレイトを用いた場合、従来から用いられている電解液を使用した比較例の電気二重層キャパシタと比べ、容量維持率が高いことが分かった。
［実験２：ＰＣに混合する有機溶媒の検討］
（実施例Ｅ）
プロピレンカーボネートとトリエチレングリコールジエチルエーテル（ＴＤＥ）とを４：１で混合した有機溶媒に、支持塩としてテトラエチルアンモニウム−ヘキサフルオロホスフェートを１．２ｍｏｌ／Ｌ溶解させた電解液を用いた以外は、実施例Ａ１と同様の方法で電気二重層Ｅキャパシタを作製した。

（実施例Ｆ）
プロピレンカーボネートとγ−ブチロラクトンとを４：１で混合した有機溶媒に、支持塩としてテトラエチルアンモニウム−ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドを１．２ｍｏｌ／Ｌ溶解させた電解液を用いた以外は、実施例Ａ１と同様の方法で電気二重層キャパシタＦを作製した。

（実施例Ｇ）
プロピレンカーボネートとγ−ブチロラクトン（γ−ＧＢＬ）とを４：１で混合した有機溶媒に、支持塩としてトリエチルメチルアンモニウム−ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドを１．６ｍｏｌ／Ｌ溶解させた電解液を用いた以外は、実施例Ａ１と同様の方法で電気二重層キャパシタＧを作製した。

（実施例Ｈ）
プロピレンカーボネートとスルホラン（ＳＬ）とを４：１で混合した有機溶媒に、支持塩としてスピロ−（１、１’）−ビピロリジニウム−テトラフルオロボーレイトを２．２ｍｏｌ／Ｌ溶解させた電解液を用いた以外は、実施例Ａ１と同様の方法で電気二重層キャパシタＨを作製した。

（比較例Ｘ３）
プロピレンカーボネートとトリエチレングリコールジエチルエーテルとを４：１で混合した有機溶媒に、支持塩としてトリエチルメチルアンモニウムテトラフルオロボーレイトを１．５ｍｏｌ／Ｌ溶解させた電解液を用いた以外は、実施例Ａ１と同様の方法で電気二重層キャパシタＸ３を作製した。

（容量維持率の検討）
上記方法で作製した実施例Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ及び比較例電気二重層キャパシタＸ３を、実験１と同様な方法で２５℃（常温）容量維持率を調べた。その結果を表２に示す。

表２より、支持塩としてテトラエチルアンモニウム−ヘキサフルオロホスフェートを用いた場合は、有機溶媒にトリエチレングリコールジエチルエーテルを混合することが好ましく、支持塩としてテトラエチルアンモニウム−ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド又はトリエチルメチルアンモニウム−ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドを用いた場合は、有機溶媒にγ−ブチロラクトンを混合することが好ましく、支持塩としてスピロ−（１、１’）−ビピロリジニウム−テトラフルオロボーレイトを用いた場合は、有機溶媒にスルホランを混合することが好ましいことが分かった。これは、特殊な支持塩を用いることで高電圧に上げても電解液の分解を抑制し、更に特殊な有機溶媒を混合することで抑制効果がより顕著になるためと考えられる。

実施例における電気二重層キャパシタにおいては、外装蓋の開口端部が外装ケースの端面に向かってガスケットに食い込んでいる。そのため、外形が同じ電気二重層キャパシタにおいて、従来品のように外装蓋（４）の外周部（４ａ）には、折り返し部（４ｂ）が設けられているものより大きい分極性電極を配置可能になる。また、前記外装蓋の厚さが、外装ケースの厚さよりも大きく形成しているため密封工程における外装蓋の強度が向上しており、前記折り返し部(４ｂ)が設けられた従来品と同レベルの密閉性を有している。

また、前記外装蓋（４）の開口端部（４ｃ）にガスケット（８）が入り込む凹部（１０）を形成することにより、前記ガスケット（８）への圧力が加わり易くなり密封性を向上させることができる。

更に、ガスケット（８）に使用したポリエーテルエーテルケトンは、ポリフェニレンサルファイド等のその他のガスケット材より前記ステンレス製の外装蓋（４）及び外装ケース（５）の熱膨張率が近く、リフロー工程における高温下においても、その他のガスケット材より高い密着性を得ることができる。

本発明における電気二重層キャパシタは、リフロー工程により回路基板に取り付けした実装体としても高い容量維持率を維持することができる。

尚、前記一実施形態及び各実施例においては、コイン型構造を有する電気二重層キャパシタを例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。

前記実施例の説明は、発明を説明するためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を特定し、或いは範囲を減縮して解すべきではなく、本発明の各部構成は実施例に限らず特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。

本発明における電気二重層キャパシタの縦断面図である。 実施例Ａ１〜Ａ６の常温及び低温における容量維持率を示す図である。 実施例Ｂ１〜Ｂ６の常温及び低温における容量維持率を示す図である。 実施例Ｃ１〜Ｃ８の常温及び低温における容量維持率を示す図である。 実施例Ｄ１〜Ｄ９の常温及び低温における容量維持率を示す図である。 従来の電気二重層キャパシタの縦断面図である。

符号の説明

１ 第１分極性電極
２ 第２分極性電極
３ セパレータ
４ 外装蓋
４ａ 外周部
４ｂ 折り返し部
４ｃ 開口端部
５ 外装ケース
５ａ 内周部
５ｂ 開口先端部
６ 第１集電体
７ 第２集電体
８ ガスケット
１０ 凹部

Claims (17)

1. セパレータを介して対向配置する少なくとも一対の分極性電極と、支持塩を有機溶媒に溶解させた電解液と、前記一対の分極性電極及び電解液が内在する電極保持容器とを具える電気二重層キャパシタにおいて、
   前記支持塩にテトラエチルアンモニウム−ヘキサフルオロホスフェート（（Ｃ_２Ｈ_５）_４Ｎ−ＰＦ_６）、テトラエチルアンモニウム−ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド（（Ｃ_２Ｈ_５）_４Ｎ−Ｎ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２）、トリエチルメチルアンモニウム−ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド（ＣＨ_３（Ｃ_２Ｈ_５）_３Ｎ−Ｎ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２）、スピロ−（１、１’）−ビピロリジニウム−テトラフルオロボーレイト（ＳＰＢ−ＢＦ_４）からなる群から選択される少なくとも１種を含み、且つ、前記有機溶媒にプロピレンカーボネート（ＰＣ）を含むことを特徴とする電気二重層キャパシタ。
2. 前記テトラエチルアンモニウム−ヘキサフルオロホスフェート（（Ｃ_２Ｈ_５）_４Ｎ−ＰＦ_６）の電解液中の濃度が、０．９〜１．２ｍｏｌ／Ｌの範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の電気二重層キャパシタ。
3. 前記テトラエチルアンモニウム−ヘキサフルオロホスフェート（（Ｃ_２Ｈ_５）_４Ｎ−ＰＦ_６）の電解液中の濃度が、１．０〜１．１ｍｏｌ／Ｌの範囲内であることを特徴とする請求項２に記載の電気二重層キャパシタ。
4. 前記テトラエチルアンモニウム−ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド（（Ｃ_２Ｈ_５）_４Ｎ−Ｎ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２）の電解液中の濃度が、０．９〜１．２ｍｏｌ／Ｌの範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の電気二重層キャパシタ。
5. 前記テトラエチルアンモニウム−ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド（（Ｃ_２Ｈ_５）_４Ｎ−Ｎ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２）の電解液中の濃度が、１．０〜１．１ｍｏｌ／Ｌの範囲内であることを特徴とする請求項４に記載の電気二重層キャパシタ。
6. 前記トリエチルメチルアンモニウム−ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド（ＣＨ_３（Ｃ_２Ｈ_５）_３Ｎ−Ｎ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２）の電解液中の濃度が、１．３〜１．８ｍｏｌ／Ｌの範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の電気二重層キャパシタ。
7. 前記トリエチルメチルアンモニウム−ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド（ＣＨ_３（Ｃ_２Ｈ_５）_３Ｎ−Ｎ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２）の電解液中の濃度が、１．４〜１．６ｍｏｌ／Ｌの範囲内であることを特徴とする請求項６に記載の電気二重層キャパシタ。
8. 前記スピロ−（１、１’）−ビピロリジニウム−テトラフルオロボーレイト（ＳＰＢ−ＢＦ_４）の電解液中の濃度が、２．０〜３．１ｍｏｌ／Ｌの範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の電気二重層キャパシタ。
9. 前記スピロ−（１、１’）−ビピロリジニウム−テトラフルオロボーレイト（ＳＰＢ−ＢＦ_４）の電解液中の濃度が、２．２〜３．０ｍｏｌ／Ｌの範囲内であることを特徴とする請求項８に記載の電気二重層キャパシタ。
10. 前記支持塩にテトラエチルアンモニウム−ヘキサフルオロホスフェート（（Ｃ_２Ｈ_５）_４Ｎ−ＰＦ_６）を含み、且つ、前記有機溶媒にトリエチレングリコールジエチルエーテル（ＴＤＥ）を混合したことを特徴とする請求項１に記載の電気二重層キャパシタ。
11. 前記支持塩にテトラエチルアンモニウム−ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド（（Ｃ_２Ｈ_５）_４Ｎ−Ｎ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２）又はトリエチルメチルアンモニウム−ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド（ＣＨ_３（Ｃ_２Ｈ_５）_３Ｎ−Ｎ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２）を含み、且つ、前記有機溶媒にγ−ブチロラクトン（γ−ＧＢＬ）を混合したことを特徴とする請求項１に記載の電気二重層キャパシタ。
12. 前記支持塩にスピロ−（１、１’）−ビピロリジニウム−テトラフルオロボーレイト（ＳＰＢ−ＢＦ_４）を含み、且つ、前記有機溶媒にスルホラン（ＳＬ）を混合したことを特徴とする請求項１に記載の電気二重層キャパシタ。
13. 前記電極保持容器が外装ケースと外装蓋からなり、外装蓋の外周部と前記外装ケースの内周部との間にはガスケットが配置されており、前記外装ケースの開口先端部を内側に湾曲させることにより、外装ケース及び外装蓋で構成された空間が密封されていることを特徴とする請求項１乃至１２に記載の電気二重層キャパシタ。
14. 前記外装蓋の厚さが、外装ケースの厚さよりも大きく、外装蓋の開口端部が外装ケースの端面に向かってガスケットに食い込んでいることを特徴とする請求項１３に記載の電気二重層キャパシタ。
15. 前記外装蓋の開口端部には、前記ガスケットが入り込む凹部が形成されていることを特徴とする請求項１４に記載の電気二重層キャパシタ。
16. 前記ガスケットの主成分がポリエーテルエーテルケトンであることを特徴とする請求項１３乃至１５に記載の電気二重層キャパシタ。
17. 請求項１乃至１６に記載の電気二重層キャパシタをリフロー工程により回路基板に取り付けられたことを特徴とする電気二重層キャパシタの実装体。

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