JP2010034300A

JP2010034300A - 電気二重層キャパシタの分極性電極用炭素材料、その製造方法および電気二重層キャパシタ

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Publication number: JP2010034300A
Application number: JP2008194997A
Authority: JP
Inventors: 嘉則 ▲高▼木; Yoshinori Takagi; Toshiharu Nonaka; 俊晴野中; Tetsuo Shiode; 哲夫塩出; Kunihiko Eguchi; 邦彦江口
Original assignee: JFE Chemical Corp
Current assignee: JFE Chemical Corp
Priority date: 2008-07-29
Filing date: 2008-07-29
Publication date: 2010-02-12

Abstract

【課題】電気二重層キャパシタの低抵抗化を可能にする、活物質が均一にミクロ分散し、かつ活物質間の接触性、十分な結着力、密着性を備えた分極性電極箔を形成する炭素材料およびその製造方法の提供。
【解決手段】多孔質炭素材料と、該多孔質炭素材料に対し０．１〜１０質量％の炭素繊維とを、せん断下に混合し、該炭素繊維を該多孔質炭素材料の表面に付着させて炭素材料を得る。
【選択図】なし

Description

本発明は、電気二重層キャパシタ用分極性電極の活物質となる炭素材料、その製造方法および電気二重層キャパシタに関する。

電気二重層キャパシタは、一対のシート状分極性電極、セパレータ、電解質溶液で構成され、分極性電極界面への電解質の正・負イオンの単純な吸脱着を充放電機構とするエネルギー貯蔵デバイスである。この充放電機構は、電気化学反応を伴わないことから、電気二重層キャパシタは、一般的なエネルギー貯蔵デバイスである二次電池には無い特長、すなわち瞬時充放電特性に優れ、広い温度範囲で安定した充放電特性を示し、かつ繰り返しによる性能低下が少ないという特性を有している。

上記分極性電極の活物質（分極材料）には、通常、高導電性で電気化学的に比較的安定な炭素質材料が使用され、特に、電気二重層キャパシタの静電容量は、分極性電極の表面積と比例的な関係にあるとされるため、炭素質原料に細孔を形成する多孔質化（以下、賦活化）処理を施した多孔質炭素質材料いわゆる活性炭が使用されている。この活性炭からシート状電極を得るには、主に、活性炭を固形バインダとともにシート（プレス）成形する方法、集電材（箔）上に活性炭およびバインダを含むスラリーを塗布する方法がある。前者の方法により、たとえばＰＴＦＥやＰＶＤＦなどのフッ素系バインダを粉末のまま使用してシート成形すれば、１００μｍ以上の厚いシート成形電極を得ることができる。

ところで、近年開発される電子機器、電気自動車などには低抵抗化が求められることから、これら用途における電気二重層キャパシタに対する低抵抗化の要求が増している。電気二重層キャパシタの低抵抗化（内部抵抗の低減化）により、充電速度を速めることができれば、大電力発電への対応も可能となる。このように電気二重層キャパシタの低抵抗化を図るには、活物質である活性炭を薄塗りした塗布電極（電極箔）にすることが有効であり、そのため活性炭の薄塗りが可能なスラリーが多用される。
この場合、均一な電極箔の形成に適した均一なミクロ分散スラリーが求められる。

このスラリーの選択では、分極性電極のセルの耐久性や安全性を高めるために含水率を極力低減させることが必要であるが、有機溶媒スラリーは乾燥を行っても含水率の低減が不十分となることから、水系スラリーが多用される。水系スラリーの場合には、活性炭が表面官能基を多く含むほど水への濡れ性が良好で、スラリー塗布が容易となるが、一方、耐久性や安全性を高めるためには表面官能基を低減する必要があり、当該目的のために活性炭の表面官能基を低減すると活性炭の水への濡れ性が著しく低下して、塗布電極に適した均一なスラリーが得られ難くなる。
また、スラリーの混練を十分に長時間行うと、外観上は問題なく塗布を行えるようにはなるが、活性炭の結着力、密着性が不十分であり、水溶性バインダのミクロ的な分散が不十分であると考えられる。したがって、活性炭表面の水への濡れ性を向上させて、水溶性バインダのミクロ的な分散が十分行われるような対策が必要である。

塗布電極で低抵抗化を図る方策としては、たとえば、電極活物質としてアルカリ賦活炭を用いた場合に、アルカリ賦活炭および導電助剤（アセチレンブラックなど）の凝集を避ける方法として、水蒸気賦活炭を分散助剤として所定量添加すれば、凝集物による突起のない良好な電極が得られるとの記載がある（特許文献１参照）。また、粒径の異なる水蒸気賦活性炭とアルカリ賦活活性炭と導電助剤（アセチレンブラック）を配合することで粉体の充填性が向上して低抵抗化が達成されるとある（特許文献２参照）。これら技術は、活物質の接触性には寄与するが、結着力の点では不十分で、電極の剥離強度、耐久性に対する効果はほとんど得られない。

特開２００７−３３５４４３号公報特開２００８−０３４７２０号公報

上記に鑑みて、本発明は、電気二重層キャパシタの低抵抗化を可能にするものとして、活物質が均一にミクロ分散し、かつ活物質間の接触性、十分な結着力、密着性を備えた分極性電極箔を形成しうる炭素材料、およびその製造方法、さらにはそれを含む電気二重層キャパシタ用途を提供することを目的とする。

本発明者らは、上述の課題解決に向けて鋭意検討し、活物質である活性炭と、特定量の炭素繊維とをせん断下に混合して、活性炭の表面に炭素繊維をメカノケミカル的に付着すれば、耐久性や安全性の問題を伴う表面官能基付与の方法によらなくても、親水性を付与して水への濡れ性を高めるという活性炭の表面改質を施すことができ、水系スラリーでのバインダとのミクロ分散を可能にし、均質な水系スラリーおよびそれによる活物質のミクロ分散した電極箔の形成を可能にし、かつ活物質間の接触性、十分な結着力、密着性を備えた良好な電極箔を得ることができることを見出した。したがって、本発明では、以下のような態様例を提供することができる。

（１）多孔質炭素材料と、該多孔質炭素材料に対し０．１〜１０質量％の炭素繊維とを、せん断下に混合し、該炭素繊維を該多孔質炭素材料の表面に付着させる、電気二重層キャパシタの分極性電極用炭素材料の製造方法。
（２）多孔質炭素材料と、該多孔質炭素材料表面にせん断力負荷により付着された該多孔質炭素材料に対し０．１〜１０質量％の炭素繊維とからなる電気二重層キャパシタの分極性電極用炭素材料。
上記多孔質炭素材料としては、活性炭が好ましく使用される。
（３）上記炭素材料およびバインダーを含む電気二重層キャパシタの分極性電極用スラリー。スラリーは水系が好ましい。
（４）上記炭素材料を活物質として含む電気二重層キャパシタの分極性電極。
（５）上記スラリーを集電箔上に塗布して得られる（４）の分極性電極。
（６）上記（４）または（５）の分極性電極を含む電気二重層キャパシタ。

本発明では、活性炭の表面に、所定量の炭素繊維をせん断力を掛けてメカノケミカル的に付着させることで、活性炭表面の水への濡れ性が向上して水溶性バインダのミクロ的な分散が十分行わうことができる。この活性炭が表面処理された炭素材料を活物質として含むスラリーを集電箔上に塗布すれば、薄層で、活物質間の結着力、密着性が高い電極箔を得ることができる。これにより、電気二重層キャパシタ性能への効果として、電極密度、体積容量の向上、電極剥離強度の向上、および電気二重層キャパシタ性能で重要な抵抗、耐久性の改良などが達成される。本発明による電気二重層キャパシタ性能への効果としては、具体的に以下に列挙される。
１．電極密度が向上し、体積あたりの出力、エネルギー密度が向上する。
２．剥離強度が向上し、セル組み時の電極の取扱いが容易となる。
３．活性炭の密着性が向上するとともに、添加する炭素繊維の導電性が高いため、二重層キャパシタ性能で重要な低抵抗化が達成される。
４．活性炭の密着性が保持されるため、耐久性も著しく改良される。

以下、本発明を具体的に説明する。
電気二重層キャパシタの静電容量は上記分極性電極の表面積と比例的な関係にあるとされるため、静電容量の大きい電気二重層キャパシタを得るための電極活物質（分極材料）としては、比表面積の大きな多孔質材料が好ましい。このような多孔質材料としては、高導電性かつ電気化学的に比較的安定な炭素質材料である活性炭が使用される。具体的に、電気二重層電極活物質として従来公知の石炭、石炭コークス、ヤシ殻、木粉、樹脂などの炭素質原料に、水蒸気、空気、酸素、ＣＯ_２などの酸化性ガスまたは塩化亜鉛、水酸化カリウムなどの薬品により細孔を形成する多孔質化（以下、賦活化）処理を施した活性炭を、特に制限することなく使用することができる。

本発明で電気二重層キャパシタの分極材料として好ましく使用する活性炭の例として、メソフェーズ小球体から得られる活性炭を製造方法に基づいて以下に例示する。
石炭系タールあるいはピッチ、石油系重質油などのピッチ類を３５０℃程度以上に加熟して生成してくるメソフェーズ小球体を濾過、あるいは遠心分離にて回収し、その後キノリンやタール油などの溶剤を用いて洗浄・乾燥することで、粉体状のメソカーボン小球体が得られる。これに炭化処理を施して、炭化度・結晶性の調整を行う。このときの炭化温度の目安としては５００〜８５０℃、好ましくは６００〜７５０℃の範囲から選択する。

メソカーボン小球体のアルカリ賦活による多孔質化は、一般的に活性炭のアルカリ賦活処理として知られる方法と同様な方法で実施することができる。通常、メソカーボン小球体を、窒素ガス、アルゴンガスなどの不活性ガス雰囲気中、アルカリ金属化合物の存在下、通常、７００〜９００℃で加熱する。この加熱温度が７００℃より低温でも賦活反応は進行するが、酸素含有の官能基が多く残存して性能が低下し、また抵抗値も高くなり本発明の目的である低抵抗化を達しにくくなる。一方、９００℃を超える高温での加熱は、アルカリ金属化合物による装置腐食の問題が発生し、また賦活でできた細孔が逆に収縮する傾向となる。加熱温度は好ましくは７５０〜８５０℃である。
この加熱温度での保持時間は、０〜５時間が適当である。この場合、０時間とは、加熱温度到達と同時に降温を開始することで実現し得る。一方、保持時間が５時間を超えると賦活でできた細孔が逆に収縮する傾向となる。

アルカリ金属化合物の種類は特に限定されず、また１種のみを使用してもよく、複数を組み合わせてもよい。ＫＯＨ、ＮａＯＨ、ＣｓＯＨなどが好ましく使用される。アルカリ金属化合物の使用量は所望する比表面積によっても異なるが、原料メソカーボン小球体に対する質量比で、通常、０．５〜４倍程度であればよい。

アルカリ賦活処理の後、通常、塩酸溶液などで中和を行い、その後イオン交換水などですすぎ洗浄を行い、賦活化された活性炭を得る。
この活性炭は、表面官能基を多く含むことがあるので、本発明では、窒素、アルゴン、水素などの非酸化性ガス雰囲気で、３００℃以上の温度で、より好ましくは４５０℃以上で熟処理して表面官能基を低減したものが好適に用いられる。

本発明において、表面改質の基材となる上記多孔質炭素材料（以下、活性炭とも記す）の表面積は、ＢＥＴ比表面積で７００ｍ^２／ｇ以上、通常、７００〜２５００ｍ^２／ｇであることが望ましい。
また、活性炭の平均粒径は、通常２〜２０μｍであることが好ましい。
ＢＥＴ比表面積および平均粒径は、後述する実施例で説明する方法などにより測定することができる。

上記のような活性炭は、表面親水性に劣り、実質的に水への濡れ性がない。
本発明で提供する電気二重層キャパシタの分極性電極の活物質としての炭素材料は、上記のような多孔質炭素材料の表面に所定量の炭素繊維をメカノケミカル的に付着させて、多孔質炭素材料を表面改質したものである。
ここで用いられる炭素繊維の繊維径は、導電性、摺動性、柔軟性などの点から、０．１〜０．２μｍが好ましい。また、繊維長は、小さすぎると活性炭粒子間の導電材としての効果が薄れ、また大きすぎると活性炭の充填性を阻害することになるため、通常、０．１〜１０μｍが好ましい。アスペクト比は、好ましくは１０〜５０である。炭素繊維繊維径、繊維長は、ＳＥＭ観察により測定することができる。

このような炭素繊維としては、具体的に、カーボンナノファイバー、カーボンナノチューブなどが挙げられる。本発明では、特に、気相成長法で製造された炭素繊維が好ましい。気相成長法で製造された炭素繊維は、黒鉛に類似した多層構造となるため、高い導電性をもち、さらに繊維状であることで、さらに基材の活性炭粒子間を架橋するような導電効果も得られる。気相成長法で製造されたカーボンナノファイバー、カーボンナノチューブは、市販品として入手することができる。
上記のような炭素繊維を基材の活性炭に付着させて所望の表面改質効果を得るためには基材の活性炭に対し、少なくとも０．１質量％の炭素繊維を添加することが望ましい。一方、この量が１０質量％を超えると、電極密度および体積あたりの静電容量が低下する傾向がある。このため、基材の活性炭に対し、炭素繊維は０．１〜１０質量％、より好ましくは１〜５質量％の量で用いられる。

本発明では、炭素繊維を基材の活性炭にメカノケミカル的に付着、すなわちせん断を掛けて活性炭の表面に炭素繊維を付着させる。これに用いる装置は特に限定されないが、活性炭と炭素繊維とをせん断下に混合する装置である。具体的には、ボールミル、遊星ボールミル、ビーズミル、加圧ニーダー、二本ロールなどの混練機、らい潰機、摩砕機、ハイブリダイゼーションシステム、メカノマイクロス、メカノフュージョンシステムなどの製品名で市販されているメカノケミカル処理装置またはこれらの方法を組み合わせて用いることができる。
この際、活性炭として粒子径が１０μｍ以上の比較的大きいものを使用し、せん断を掛ける操作と同時に、ボールミル、ビーズミルなどで５μｍ以下に微粉砕を行ってもよい。当該操作で微粉砕を行うことで、電気二重層キャパシタの低抵抗化をさらに進められることがある。

また、たとえばメカノケミカル処理装置を用いた場合には、通常一般の撹拌よりも大きいせん断力とともに圧縮力が同時にかかるが、これら機械的応力は、被処理物質の表面にかけ、本質的に活性炭の粒子骨格は破壊しないこともできる。メカノケミカル処理による平均粒子径の低下率をたとえば２０％以下に抑えるように条件設定することもできる。
より具体的に、上記メカノケミカル処理装置のうちでも回転速度差を利用して剪断および圧縮力を同時に付与する装置が好ましく用いられ、具体的にはたとえば回転するドラム（回転ロータ）と、該ドラムと回転速度の異なる内部部材（インナーピース）と、被処理物の循環機構（たとえば循環用ブレード）とを有するホソカワミクロン（株）製メカノフュージョンシステム（図示せず））を用い、回転ドラムと内部部材との間に供給された被処理物に遠心力を付与しながら、内部部材により回転ドラムとの速度差に起因する圧縮力と剪断力とを同時に繰返し付与することによりメカノケミカル処理することができる。
また固定ドラム（ステーター）と、高速回転する回転ローターの間に被処理物を通すことで固定ドラムとローターとの速度差に起因する圧縮力と剪断力とを被処理物に付与する（株）奈良機械製作所製ハイブリダイゼーションシステム装置を用いてもよい（図示せず）。

上記のようにメカノケミカル処理による平均粒子径の低下率を小さくしたい場合、たとえば回転ドラムと内部部材を備えた装置を用いる場合には、回転ドラムと内部部材との周速度差：５〜５０ｍ／秒、両者間の距離１〜１００ｍｍ、処理時間３分〜９０分の条件下で行なうことができる。また固定ドラム／高速回転ローターを備える装置を用いる場合には、固定ドラムと回転ローターとの周速度差１０〜１００ｍ／秒、処理時間３０秒〜１０分の条件下で行なうことが好ましい。

上記表面改質処理により、活性炭表面の親水性が改善されることは、水への均一分散性により確認することもできる。
本発明では、上記のように炭素繊維の表面付加により表面改質された活性炭を、電気二重層キャパシタの分極性電極用活物質である炭素材料として提供する。この炭素材料は、分極性電極を作製したときに、電極密度０．４〜１．０ｇ／ｃｍ^３、好ましくは０．５〜０．８ｇ／ｃｍ^３、体積当り静電容量２２Ｆ／ｃｍ^３以上、好ましくは２３Ｆ／ｃｍ^３以上、抵抗率３．０Ωｍ以下、好ましくは２．８Ωｍ以下、抵抗上昇率１３０％以下、好ましくは１２５％以下が得られることが望ましい。
抵抗率は、分極抵抗×電極面積／電極厚み（Ωｍ）で表される。この分極抵抗は、放電初期の電圧降下（Ｖ）を電流値（Ａ）で除した値ＡＶ／Ｉ（Ω）で求められる。
また抵抗上昇率は、抵抗上昇％（５０℃−５００ｈ）と表記した場合、初期の性能測定後のキャパシタを、２．７Ｖ−５０℃の環境で５００時間充電を継続した後の抵抗率を初期の抵抗率と同様に測定し、初期値に対する上昇率（％）として求められる。

本発明では、上記のような炭素材料を含む分極性電極、および、これを含む高性能電気二重層キャパシタ、さらには分極性電極用スラリーも提供することができ、これらは、分極性電極の活物質（分極材料）として本発明の炭素材料を用いる以外、一般的な方法に準じて作製することができる。また、本発明の炭素材料から分極性電極を形成する際には、本発明の効果を損なわない範囲において、バインダ、上記活性炭、炭素繊維以外の導電性材料（便宜上、導電剤と記す）、イオン伝導性材料、界面活性剤、高分子化合物などの各種添加材を任意に使用することができる。導電剤のカーボンブラックとしては、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、ファーネスブラック、、サーマルブラックなどを使用することができる。添加剤は、活性炭の炭素繊維付加による表面改質処理前、処理中、処理後、電極作製時などのいずれかにおいて、適宜量使用することができる。

分極性電極は、例えば、上記炭素材料に必要に応じてバインダ、導電剤などを適量添加し、ディスクまたはシート状に成形して多孔質炭素材料を含む活物質層を形成する。
該電極をディスク状または厚いシート状の炭素材料を含む活物質層として形成する場合には、バインダとしてポリテトラフルオロエチレンなどを使用することができる。

厚さが２００μｍ程度までの薄い活物質層を集電材上に形成させるには、スラリー化した活物質をドクターブレードなどにより塗工する方法が好ましい。スラリーに含ませるバインダは、特に制限されず、分極性電極用バインダとして一般に使用されるものを広く使用することができる。
このスラリーにおいて、バインダとして例えばポリフッ化ビニリデンを使用する場合は、これをＮ−メチル−２−ピロリドンなどの有機溶媒に溶解し、これに上記炭素材料、必要により導電剤を添加してスラリー状とし、集電材上に均一に塗工し乾燥することができる。
また、バインダとして例えばスチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）を使用する場合には、これを水に分散させ、これに多孔質炭素材料、必要に応じて導電剤および／またはカルボキシメチルセルローズ（ＣＭＣ）を添加してスラリー状とし、集電材上に均一に塗工し、乾燥することができる。

本発明における分極性電極用スラリーは、最終的に水分残留の少ない電極箔を形成しうる水系スラリーが好ましい。
また、スラリーを塗布・乾燥後、次いで常温または加熱下プレスすることによって活物質層の密度を大きくすることも可能である。

電気二重層キャパシタの単位セルは、一般に上記のようにして得られた分極性電極を一対で使用し、必要に応じて不織布、紙、その他の多孔質材料からなる透液性セパレータを介して対向させ、電解液中に浸潰することにより形成する。なお、一対の分極性電極は、互いに同じであっても異なっていてもよい。
電気二重層キャパシタの使用に当たっては、上記単位セルを単独であるいは複数の単位セルを直列および／または並列に接続して使用する。

電気二重層キャパシタの電解液は、非水溶媒系または水系のいずれも使用可能である。
非水溶媒系電解液は電解質を有機溶媒に溶解したものであり、電解質としては、例えば、（Ｃ_２Ｈ_５）_４ＰＢＦ_４、（Ｃ_３Ｈ_７）_４、ＰＢＦ_４、（Ｃ_２Ｈ_５）_４ＮＢＦ_４、（Ｃ_２Ｈ_５）_３ＣＨ_３ＮＢＦ_４、（Ｃ_３Ｈ_７）_４ＮＢＦ_４、（Ｃ_２Ｈ_５）_４ＰＰＦ_６、（Ｃ_２Ｈ_５）_４ＰＣＦ_３ＳＯ_３、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＣｌＯ_４、ＬｉＣＦ_３ＳＯ_３などを使用することができる。

有機溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーポネート、γ−プチルラクトン、ジメチルスルフォキシド、ジメチルフォルムアミド、アセトニトリル、テトラヒドロフラン、ジメトキシエタンなどを使用することができる。これらこ種以上の混合物も使用することができる。

次に本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
＜炭素材料基材の活性炭の製造＞
平均粒径１０μｍに粗粉砕したメソカーボン小球体を７００℃に炭化した賦活原料に、その３．０倍量（質量比）のＫＯＨを加えて均一に混合し、窒素気流下、８００℃で３時間加熱（賦活化処理）した。８００℃まで昇温する過程では、４５０℃で１時間の保持を行った。
賦活化後は、試料を中和するために塩酸で洗浄し、洗浄液が中性を示すまでイオン交換水で洗浄した後、乾燥して活性炭を得た。その後、当該活性炭を窒素雰囲気中で６００℃−３時間の加熱により表面官能基の低減処理を行った。
上記で得られた活性炭１００質量部に対し、炭素繊維として気相成長炭素（平均繊維径０．１５μｍ，平均繊維長５．０μｍ）（昭和電工製カーボンナノファイバーＶＧＣＦ（登録商標））を２質量部添加し、ホソカワミクロン製メカノフュージョンで周速２０ｍ／ｓで３０分間の摩砕処理を行い、活性炭の表面へＶＧＣＦを付着させた。
このようにして得られた炭素材料を、以下の方法でＢＥＴ比表面積および静電容量の測定を行い、結果を表１に示す。

（１）ＢＥＴ比表面積
炭素材料の比表面積はmicromeritis社製ＡＳＡＰ２４００を使用して、７７ＫにおけるＮ_２吸脱着による吸着等温線をもとにＢＥＴ法により算出した。

（２）静電容量
＜分極性電極の作製＞
上記炭素材料８５ｍｇ、ファーネスブラック１０ｍｇおよびポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）３ｍｇ、カルポキシメチルセルローズ（ＣＭＣ）２ｍｇをイオン交換水中で湿式混合した後、２０μｍのアルミ箔集電体上にドクターブレードを用いて４０μｍの均一な厚さに塗布した。８０℃の恒温器で予備乾燥した後、プレス圧力１５０ＧＰａにて加圧して活性炭をアルミ箔に密着させた。これを、減圧下（１３３．３Ｐａ）、１５０℃で１０時間乾燥した。この電極シートを１６ｍｍφの円板状に２枚打ち抜き、電気二重層キャパシタの静電容量測定用の分極性電極とした。この電極の直径、厚さおよび重畳より密度を算出し、これを電極密度（単位：ｇ／ｃｍ^３）とした。

＜電気二重層キャパシタの作製＞
露点−８０℃以下に管理されているアルゴンが流通しているグローブボックス内において、上記で作製された一組の分極性電極板の間に多孔質ポリエチレン（孔径０．２０μｍ）を挟み込み、宝泉社製の２極式セル（膨張率測定タイプ）に組み込み、電解液を満たしてセルを作製した。
電解液にはプロピレンカーボネートに１Ｍの濃度でエチルメチルイミダゾール・テトラフルオロボレート（（Ｃ_２Ｈ_５）_４ＮＢＦ_４）を溶解したものを使用した。

＜充放電試験＞
充放電試験は、北斗電工社製充放電試験装置（ＨＪ１００１ＳＭ８）を使用して、１０ｍＡ／ｃｍ^２の電流密度で０〜２．５Ｖの充放電電圧で充放電を３サイクル実施した。
静電容量は次のようにして算出した。
上記の充放電試験による放電曲線（放電電圧−放電時間）を作図した。まず、３サイクル目の放電曲線から放電エネルギー（放電電圧×電流の時間積分としたときの合計放電エネルギー（Ｗ・Ｓ））を求め、この放電エネルギーの値から下記式により静電容量を算出した。
静電容量（Ｆ）＝２×放電エネルギー（Ｗ・ｓ）／（放電開始電圧（Ｖ））^２
上記で求めた静電容量を、分極性電極を構成する多孔質炭素材料の質量（正極＋負極、単位：ｇ）で除し、単位重量当たりの静電容量（Ｆ／ｇ）とした。
単位重量当たりの静電容量に、分極性電極の電極密度（ｇ／ｃｍ^３）を乗じた値を単位体積当たりの静電容量（Ｆ／ｃｍ^３）とした。

（実施例２）
実施例１においてメカノフュージョンに代えてビーズミルを使用し、周速７．５ｍ／ｓで３０分処理を行い、この際活性炭の平均粒径を５．０μｍに粉砕した以外は、実施例１と同様に分極性電極を作製した。評価結果を表１に示す。

（実施例３）
実施例１のＶＧＣＦの添加量を２％質量から５％質量に代えた以外は、実施例１と同様に分極性電極を作製した。評価結果を表１に示す。

（比較例１）
実施例１の活性炭素基材（ＶＧＣＦ未添加）をそのまま分極性電極に塗布した以外は、実施例１と同様に分極性電極を作製した。評価結果を表１に示す。
電気二重層キャパシタの抵抗は、５．６Ωｍと高い値であった。

（比較例２）
実施例１のＶＧＣＦの添加量を２質量％から１５質量％に代えた以外は、実施例１と同様に分極性電極を作製した。評価結果を表１に示す。
電気二重層キャパシタの抵抗は、３．２Ωｍと比較的低い値だが、体積容量が１８．０Ｆ／ｃｃと低い値であった。

（比較例３）
実施例１の炭素繊維であるＶＧＣＦを２質量％添加するのみで、メカノフュージョンによる摩砕を行わなかった以外は、実施例１と同様に分極性電極を作製した。評価結果を表１に示す。
電気二重層キャパシタの抵抗は、４．８Ωｍと比較的高い値であった。

（比較例４）
実施例１のＶＧＣＦに代えて、１次粒径が３０ｎｍのアセチレンブラックを添加した以外は、実施例１と同様に分極性電極を作製した。評価結果を表１に示す。

Claims

多孔質炭素材料と、該多孔質炭素材料に対し０．１〜１０質量％の炭素繊維とを、せん断下に混合し、該炭素繊維を該多孔質炭素材料の表面に付着させる、電気二重層キャパシタの分極性電極用炭素材料の製造方法。
多孔質炭素材料と、該多孔質炭素材料表面にせん断力負荷により付着された該多孔質炭素材料に対し０．１〜１０質量％の炭素繊維とからなる電気二重層キャパシタの分極性電極用炭素材料。
請求項２に記載の炭素材料を分極性電極の活物質として含む電気二重層キャパシタ。