JP2011134930A - 非電気二重層型キャパシタ - Google Patents

Abstract

【課題】高温環境で長時間使用でき、リフロー耐熱性に優れる非電気二重層型キャパシタを提供する。
【解決手段】フィブリル化全芳香族ポリアミド繊維Ａ、平均繊維径０．６〜４．０μｍのガラス繊維Ｂの少なくとも一方を必須成分として含有し、且つ繊度０．０６〜０．５ｄｔｅｘの非フィブリル化繊維Ｃを１種類以上含有する湿式不織布からなるセパレータを具備してなることを特徴とする非電気二重層型キャパシタ。
【選択図】なし

Description

本発明は非電気二重層型キャパシタに関する。

リチウムイオンキャパシタ、レドックスキャパシタ、ハイブリッドキャパシタなどの非電気二重層型キャパシタは、正負極ともに電気二重層型電極を用いる電気二重層キャパシタとは電極の構成が異なり、一般的に電気二重層キャパシタよりも高容量密度である。そのため、これらの非電気二重層型キャパシタは、電気自動車やハイブリッド自動車などの車輌の動力源としての利用が期待されている。これら車輌に使われる場合には、キャパシタの周辺が１００℃以上の高温になることと、キャパシタの容積が大きくなり、キャパシタ自体の発熱量も大きくなることから、キャパシタの耐熱性が重要になる。一方で、これら非電気二重層型キャパシタは表面実装に使われる用途もあり、その場合にはリフロー耐熱性が求められる。このようなキャパシタの耐熱性を実現するためには、セパレータの耐熱性を改善することが有効な手段の１つである。

従来、電気二重層キャパシタに使用されるセパレータとしては、再生セルロースや溶剤紡糸セルロースを主体とする紙製のセパレータ（例えば特許文献１および２参照）、ガラスセパレータなどが挙げられる。紙製のセパレータはリフロー処理時の温度で分解し、キャパシタ特性を劣化させてしまう問題があった。ガラスセパレータは厚みが厚く、キャパシタの薄型化や小型化に限界があった。ガラスセパレータは厚みを薄くすると強度が不十分になりやすく、非電気二重層型キャパシタの製造時に破損や切断しやすい問題があり、巻回型には不向きであった。

特開平１１−１６８０３３号公報 特開２０００−３８３４号公報

本発明の課題は、上記実情を鑑みたものであって、高温環境で長時間使用でき、リフロー耐熱性に優れた非電気二重層型キャパシタを提供することである。

本発明者は、この課題を解決するために鋭意研究を行った結果、耐熱性に優れるセパレータを具備した非電気二重層型キャパシタが高温環境で長時間使用でき、リフロー耐熱性に優れることを見出し、本発明に至ったものである。

即ち、本発明は、フィブリル化全芳香族ポリアミド繊維Ａ、平均繊維径０．６〜４．０μｍのガラス繊維Ｂの少なくとも一方を必須成分として含有し、繊度０．０６〜０．５ｄｔｅｘの非フィブリル化繊維Ｃを１種類以上含有する湿式不織布からなるセパレータを具備してなることを特徴とする非電気二重層型キャパシタである。

本発明においては、非電気二重層型キャパシタがリチウムイオンキャパシタであることが好ましい。

本発明におけるセパレータは、フィブリル化全芳香族ポリアミド繊維Ａ、平均繊維径０．６〜４．０μｍのガラス繊維Ｂの少なくとも一方を必須成分として含有し、繊度０．０６〜０．５ｄｔｅｘの非フィブリル化繊維Ｃを１種類以上含有する湿式不織布からなるため耐熱性に優れており、電極とセパレータを一緒に高温乾燥させる際や非電気二重層型キャパシタのリフロー処理時にセパレータの劣化やセルの変形が生じにくく、非電気二重層型キャパシタは、１００℃以上の高温環境で長時間使用しても内部抵抗の上昇や静電容量維持率の低下が抑制され、リフロー耐熱性に優れる。

本発明におけるセパレータは、フィブリル化全芳香族ポリアミド繊維Ａ（以下、繊維Ａと表記する場合もある）、平均繊維径０．６〜４．０μｍのガラス繊維Ｂ（以下、繊維Ｂと表記することもある）の少なくとも一方を必須成分として含有し、繊度０．０６〜０．５ｄｔｅｘの非フィブリル化繊維Ｃ（以下、繊維Ｃと表記することもある）を１種類以上含有する湿式不織布からなる。

本発明における繊維Ａとしては、パラ系全芳香族ポリアミド、メタ系全芳香族ポリアミドが挙げられるが、電解液との親和性が良く、電解液中のイオン移動を相対的に妨げにくいパラ系全芳香族ポリアミドの方が好ましい。繊維Ａのフィブリル化の程度は、カナディアンスタンダードフリーネスが０〜２００ｍｌの範囲が好ましい。カナディアンスタンダードフリーネスが２００ｍｌより大きいと、セパレータの厚みむらが生じやすい。

本発明におけるフィブリルとは、主に繊維軸と平行な方向に非常に細かく分割された部分を有する繊維状で、少なくとも一部が繊維径１μｍ以下になっている繊維を指す。リファイナー、ビーター、ミル、摩砕装置、高速の回転刃により剪断力を与える回転刃式ホモジナイザー、高速で回転する円筒形の内刃と固定された外刃との間で剪断力を生じる二重円筒式の高速ホモジナイザー、超音波による衝撃で微細化する超音波破砕器、繊維懸濁液に少なくとも１３ＭＰａの圧力差を与えて小径のオリフィスを通過させて高速度とし、これを衝突させて急減速することにより繊維に剪断力、切断力を加える高圧ホモジナイザー等を用いて製造される。

セパレータが繊維Ａと繊維Ｂを含有せず、平均繊維径０．６μｍ未満のガラス繊維を主に含有する場合は、該ガラス繊維の含有率が多くなるほどセパレータの摩過時や取り扱い時に該ガラス繊維がセパレータから脱落する。平均繊維径４．０μｍ超のガラス繊維を主に含有する場合は、ピンホールができやすく、内部短絡する。本発明におけるセパレータ中の繊維Ａと繊維Ｂの合計含有率は１０〜８５質量％が好ましい。合計含有率が１０質量％未満だと、セパレータの耐熱性が不十分になる場合があり、８５質量％より多いとセパレータの擦過時にセパレータが毛羽立ったり、繊維が脱落しやすくなる。

本発明における非フィブリル化繊維とは、枝分かれしていない有機繊維または無機繊維を指す。具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートおよびそれらの誘導体、芳香族ポリエステル、全芳香族ポリエステルなどのポリエステル、ポリオレフィン、アクリル、ポリアセタール、ポリカーボネート、脂肪族ポリケトン、芳香族ポリケトン、脂肪族ポリアミド、芳香族ポリアミド、全芳香族ポリアミド、ポリイミド、ポリウレタン、ポリフェニレンスルフィド、ポリベンゾイミダゾール、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ポリ（パラ−フェニレンベンゾビスチアゾール）、ポリ（パラ−フェニレン−２，６−ベンゾビスオキサゾール）、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニルなどの樹脂からなる繊維、キュプラレーヨン、溶剤紡糸セルロース、再生セルロース、木材繊維、麻、柔細胞繊維、リンター、天然繊維などの有機繊維、ガラス、アルミナ、シリカ、ジルコニア、炭化珪素、各種セラミックスからなる無機繊維が挙げられる。

これら有機繊維や無機繊維は１種類だけでも良く、２種類以上併用しても良い。これらの有機繊維の中でも、耐溶剤性や耐熱性に優れることから、ポリエステル、全芳香族ポリアミド、ポリイミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルエーテルケトンが好ましい。

芳香族ポリアミドや芳香族ポリエステルなどの芳香族とは、全芳香族とは違って主鎖の一部または全部に例えば脂肪鎖などを有するものを指す。全芳香族ポリアミドは、パラ型、メタ型の何れでも良い。ポリ（パラ−フェニレンベンゾビスチアゾール）はトランス型、シス型の何れでも良い。本発明におけるアクリルとは、アクリロニトリル１００％の重合体からなるもの、アクリロニトリルに対して、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル等の（メタ）アクリル酸誘導体、酢酸ビニルなどを共重合させたものを指す。

本発明におけるセパレータ中の繊維Ｃの含有率は５〜９０質量％が好ましい。５質量％未満だとセパレータの引張強度や突刺強度が不十分になる場合がある。９０質量％より多いと、セパレータにピンホールが発生し、非電気二重層型キャパシタが内部短絡する場合がある。本発明におけるセパレータは、繊維Ａ、Ｂの両方または片方と繊維Ｃを必須成分とするが、繊維Ａ、Ｂ、Ｃの合計含有率は５０〜１００質量％であれば良い。１００質量％未満の場合は繊維Ａ〜Ｃに属さない繊維を複数種含有して良い。例えば、繊度０．５ｄｔｅｘ超の非フィブリル化繊維、繊度０．０６ｄｔｅｘ未満の非フィブリル化繊維、フィブリッド、フィブリル化全芳香族ポリアミド繊維以外のフィブリル化繊維やパルプ状繊維、平均繊維径０．６μｍ未満のガラス繊維、平均繊維径４．０μｍ超のガラス繊維などである。フィブリッドとは、非顆粒状且つ非剛性の繊維状またはフィルム状微小粒子である。フィブリッドは、米国特許第２９９９７８８号明細書や米国特許第３０１８０９１号明細書に明示されているように、ポリマー溶液を貧溶媒（凝固浴）の中へ剪断沈殿させることによって製造することができる。

本発明におけるセパレータが繊度０．０６〜０．５ｄｔｅｘの非フィブリル化繊維を含有せず、繊度０．０６ｄｔｅｘ未満の非フィブリル化繊維を主に含有する場合は、セパレータの摩過時にセパレータ表面が毛羽立ち、繊維が脱落するため、非電気二重層型キャパシタの巻回素子の製造時に支障を来たす。セパレータが繊度０．０６〜０．５ｄｔｅｘの非フィブリル化繊維を含有せず、繊度０．５ｄｔｅｘ超の非フィブリル化繊維を主に含有する場合はセパレータの厚みむらができるため、非電気二重層型キャパシタの特性がセル間でばらつきが大きくなる。

本発明におけるセパレータは、２００℃大気中に３時間曝されたときの収縮率が２．０％以下であることが好ましく、１．０％以下であることがより好ましい。収縮率が２．０％より大きいと、電極とセパレータを一緒に高温乾燥させる際やセルをリフロー処理する際にセパレータの劣化やセルの変形が生じる場合がある。

本発明におけるセパレータは、厚みが９〜１００μｍであることが好ましく、１５〜６０μｍであることがより好ましい。本発明におけるセパレータの密度は０．２３０〜０．７００ｇ／ｃｍ^３であることが好ましく、０．２５０〜０．６００ｇ／ｃｍ^３であることがより好ましい。厚みが９μｍ未満では、取り扱い時や加工時に破れたり、穴があいたりすることがある。１００μｍより厚いと、内部抵抗が高くなる場合がある。密度が０．２３０ｇ／ｃｍ^３未満だと、漏れ電流が大きくなる場合がある。０．７００ｇ／ｃｍ^３より大きいと、内部抵抗が高くなる場合がある。

本発明におけるセパレータは、ガーレー透気度が０．１〜３０．０ｓ／１００ｍｌであることが好ましい。ガーレー透気度が、０．１ｓ／１００ｍｌ未満では、内部短絡する場合がある。３０．０ｓ／１００ｍｌより大きいと、内部抵抗が高くなる場合がある。

本発明におけるセパレータは繊維Ａ、Ｂの両方または何れか片方と繊維Ｃを含有するスラリーを所定濃度に調製し、これを湿式抄紙して製造される。スラリーには繊維Ａ、Ｂ、Ｃに属さない繊維を複数種含有しても良い。湿式抄紙機としては、円網抄紙機、長網抄紙機、傾斜型抄紙機、短網抄紙機、傾斜短網抄紙機、これらのコンビネーション抄紙機などが挙げられる。本発明におけるセパレータは必要に応じて、熱処理、カレンダー処理、熱カレンダー処理などが施される。

本発明の非電気二重層型キャパシタとしては、リチウムイオンキャパシタ、その他のハイブリッドキャパシタ、レドックスキャパシタが挙げられる。リチウムイオンキャパシタとは、負極活物質がリチウムイオンを可逆的に担持可能な物質であり、正極活物質がリチウムイオンおよび／またはアニオンを可逆的に担持可能な物質であり、予め負極および／または正極にリチウムイオンが担持されてなるキャパシタである。ハイブリッドキャパシタとは、正極と負極の反応機構または電極材料が異なっているキャパシタである。例えば、負極が酸化還元反応で、正極が電気二重層型反応といった具合である。レドックスキャパシタとは、正負極の少なくともどちらか一方の電極で酸化還元反応を利用しており、正負極とも反応に伴う電位平坦性を持たないキャパシタである。電位平坦性を持たないとは、充放電中の電極の電位が一定ではなく連続的に変化することを意味する。

リチウムイオンキャパシタの負極活物質としては、例えば黒鉛、難黒鉛化炭素、ポリアセン系有機半導体、Ｌｉ_４Ｔｉ_５Ｏ_１２などが挙げられる。正極活物質としては、例えばポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリアセチレン、これらの誘導体、活性炭、ポリアセン系有機半導体などが挙げられる。電解液としては、リチウム塩の非プロトン性有機溶媒が用いられる。リチウム塩としては、例えばＬｉＣｌＯ_４、ＬｉＡｓＦ_６、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＰＦ_６、Ｌｉ（Ｃ_２Ｆ_５ＳＯ_２）Ｎなどが挙げられる。非プロトン性有機溶媒としては、例えばプロピレンカーボネート、エ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、アセトニトリル、γ−ブチロラクトン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン、ジメトキシメタン、スルホラン、ジメチルスルホキシド、エチレングリコール、プロピレングリコール、メチルセルソルブ、これらの混合溶媒が挙げられる。

ハイブリッドキャパシタの負極活物質としては、例えば活性炭、黒鉛、ハードカーボン、ポリアセン、Ｌｉ_４Ｔｉ_５Ｏ_１２などの金属酸化物、ｎ型導電性高分子などが挙げられる。正極活物質としては、例えば活性炭、ＭｎＯ_２、ＬｉＣｏＯ_２、酸化ルテニウムなどの金属酸化物、黒鉛、ｐ型導電性高分子などが挙げられる。カーボンブラック、カーボンエーロゲル、カーボンナノチューブ、非多孔性炭素などが挙げられる。

レドックスキャパシタの電極活物質としては、例えば、酸化ルテニウム、酸化イリジウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ニッケル、酸化バナジウム、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化コバルト、酸化鉄などの金属酸化物、これら金属酸化物の複合物、これら金属酸化物の水和物、これら金属酸化物と炭素材料との複合物、窒化モリブデン、窒化モリブデンと金属酸化物との複合物、リチウムイオンをインターカレートできるグラファイトやＬｉ_４Ｔｉ_５Ｏ_１２、ＬｉＦｅＰＯ_４などのリチウム金属酸化物、ポリピロール、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリアセン、これらの誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリキノキサリン誘導体、ポリインドール、サイクリックインドールポリマー、１，５−ジアミノアントラキノン、１，４−ベンゾキノン、グラファイトとこれらキノン系化合物との複合体、金属錯体高分子が挙げられる。電解液としては、例えば、ＫＣｌ水溶液、硫酸水溶液などの水溶液、（Ｃ_２Ｈ_５）_３（ＣＨ_３）ＮＢＦ_４などの塩を溶解させた非プロトン性有機溶媒が挙げられる。

レドックスキャパシタには、導電助剤としてカーボンブラック、カーボンナノファイバー、カーボンナノチューブなどを用いることが一般的である。

以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。

表１に示した繊維と配合率のスラリーを調製した。繊維Ａとしてフィブリル化全芳香族ポリアミド繊維（帝人テクノプロダクツ製、商品名：トワロン１０９４）をＡ１とした。繊維Ｂとして、平均繊維径０．６μｍのガラス繊維（ＬＡＵＳＣＨＡ製、商品名：Ｂ−０６−Ｆ）をＢ１、平均繊維径４．０μｍのガラス繊維（日本板硝子製、商品名：ＣＭＬＦ１１４）をＢ２とした。繊維Ｃとして、繊度０．０６ｄｔｅｘ、繊維長３ｍｍのポリエステル繊維（帝人ファイバー製、商品名：ＴＰ０４Ｎ）をＣ１、繊度０．１ｄｔｅｘ、繊維長３ｍｍのポリエステル繊維（帝人ファイバー製、商品名：ＴＭ０４ＰＮ）をＣ２、０．５ｄｔｅｘ、繊維長５ｍｍの未延伸ポリエステル繊維（帝人ファイバー製、商品名：ＴＫ０８ＰＮ）をＣ３、繊度０．１ｄｔｅｘ、繊維長３ｍｍのアクリル繊維（三菱レイヨン製、商品名：ボンネル）をＣ４とした。繊維Ａ、Ｂ、Ｃの何れにも属さない繊維Ｄとして、リンターをフィブリル化してなるカナディアンスタンダードフリーネス０ｍｌ、質量加重平均繊維長０．３１ｍｍのフィブリル化天然セルロース繊維をＤ１、繊度１．７ｄｔｅｘ、繊維長５ｍｍの溶剤紡糸セルロース（レンチング社製、商品名：テンセル）をダブルディスクリファイナーにて叩解処理して得られた、質量平均繊維長０．６４ｍｍ、カナディアンスタンダードフリーネス１０ｍｌの溶剤紡糸セルロース繊維をＤ２、カナディアンスタンダードフリーネス６００ｍｌの麻パルプをＤ３とした。繊維Ａ、Ｂ、Ｃの何れにも属さない繊維Ｅとして、繊度０．６ｄｔｅｘ、繊維長５ｍｍのポリエステル繊維（帝人ファイバー製、商品名：ＴＡ０４Ｎ）をＥ１、繊度１．１ｄｔｅｘ、繊維長５ｍｍの芯鞘型熱融着性ポリエステル繊維（帝人ファイバー製、商品名：ＴＪ０４ＣＮ）をＥ２、溶融紡糸して得た繊度０．０５ｄｔｅｘ、繊維長３ｍｍのポリエステル繊維をＥ３とした。繊維Ａ、Ｂ、Ｃの何れにも属さない繊維Ｆとして、平均繊維径６．０μｍ、繊維長６ｍｍのガラス繊維（オーウェンスコーニング製）をＦ１とした。

＜セパレータＡ＞
スラリー１を円網抄紙機と円網抄紙機のコンビネーション抄紙機にて湿式抄紙した後、２００℃に加熱した金属ロールに湿式不織布の両面を接触させて熱処理し、さらにカレンダー処理してセパレータＡを作製した。

＜セパレータＢ、Ｄ、Ｌ、Ｍ、Ｎ＞
スラリー２、４、１２、１３、１４を円網抄紙機にて湿式抄紙した後、カレンダー処理してセパレータＢ、Ｄ、Ｌ、Ｍ、Ｎを作製した。

＜セパレータＥ＞
スラリー５を円網抄紙機と傾斜短網抄紙機のコンビネーション抄紙機にて湿式抄紙した後、カレンダー処理してセパレータＥを作製した。

＜セパレータＦ、Ｇ、Ｈ＞
スラリー６、７、８を円網抄紙機と円網抄紙機のコンビネーション抄紙機にて湿式抄紙してセパレータＦ、Ｇ、Ｈを作製した。

＜セパレータＣ、Ｉ、Ｋ＞
スラリー３、９、１１を円網抄紙機にて湿式抄紙した後、２００℃に加熱した金属ロールに湿式不織布の両面を接触させて熱処理し、さらにカレンダー処理してセパレータＣ、Ｉ、Ｋを作製した。

＜セパレータＪ＞
スラリー１０を円網抄紙機と円網抄紙機とのコンビネーション抄紙機を用いて湿式抄紙した後、カレンダー処理してセパレータＪを作製した。

＜セパレータＯ＞
厚み１００μｍのガラスセパレータをセパレータＯとして用いた。

＜リチウムイオンキャパシタ負極＞
難黒鉛化炭素粉末（クレハ製、商品名：カーボトロンＰ）９０質量％、ポリフッ化ビニリデン１０質量％の比率で、Ｎ−メチル−２−ピロリドンに分散させたスラリーを調製した。厚さ３２μｍ（気孔率５７％）の銅製エキスパンドメタルからなる負極集電体の両面に、アプリケータを用いて該スラリーを塗工、乾燥した後に、ロールプレス装置を用いてプレス処理し、厚み９０μｍのリチウムイオンキャパシタ負極を作製した。

＜リチウムイオンキャパシタ正極＞
フェノール樹脂を出発原料とする平均粒径５０．０μｍ、比表面積２０００ｍ^２／ｇの粉末状活性炭８８質量％、平均粒径２００ｎｍのアセチレンブラック４質量％、エチレン−メタクリル酸共重合体からなるアクリル系バインダー５質量％、カルボキシメチルセルロース３質量％の比率で、イオン交換水に分散させたスラリーを調製した。厚み３８μｍ（気孔率４７％）のアルミニウム製エキスパンドメタル集電体の両面に、アプリケータを用いて上記のスラリーを塗工、乾燥した後に、ロールプレス装置を用いてプレス処理し、厚み１７３μｍのリチウムイオンキャパシタ正極を作製した。

実施例１
リチウムイオンキャパシタ負極を５０ｍｍ×６００ｍｍに切りそろえ、リチウムイオンキャパシタ正極を５０ｍｍ×５９０ｍｍに切りそろえ、セパレータＡを５１ｍｍ×６１０ｍｍに切りそろえ、負極と正極の間に介して巻回し、粘着テープで固定して巻回素子を作製した。巻回素子を１５０℃で１０時間真空乾燥し、リチウムイオンキャパシタ素子を作製した。負極活物質質量に対してドープ量が３５０ｍＡｈ／ｇのイオン供給になるような金属リチウムを厚み７０μｍの銅ラスに圧着し、負極と対向するように上記リチウムイオンキャパシタ素子の最外部に１枚配置した。このように金属リチウムを配置したリチウムイオンキャパシタ素子をアルミニウム製収納袋に挿入後、エチレンプロピレンカーボネート５０質量％とジメチルカーボネート５０質量％の混合液に１．５ｍｏｌ／ｌになるようにＬｉＣｌＯ_４を溶解した電解液を注入し、真空封止してリチウムイオンキャパシタ１（ＬＩＣ１）を１００個作製した。

実施例２〜９
セパレータＡの代わりにセパレータＢ〜Ｉを用いた以外は実施例１と同様にしてリチウムイオンキャパシタ２〜９（ＬＩＣ２〜９）を各１００個作製した。

（比較例１〜６）
セパレータＡの代わりにセパレータＪ〜Ｏを用いた以外は実施例１と同様にしてリチウムイオンキャパシタ１０〜１５（ＬＩＣ１０〜１５）を各１００個作製した。

セパレータＡ〜Ｏについて、下記の試験方法により評価を行い、その結果を表２に示した。

＜厚み＞
セパレータＡ〜Ｏの厚みをＪＩＳ Ｃ２１１１に準拠して測定し、平均値を算出した。

＜密度＞
セパレータＡ〜Ｏの密度をＪＩＳ Ｃ２１１１に準拠して測定し、平均値を算出した。

＜収縮率＞
セパレータＡ〜Ｏを２００℃の恒温乾燥機に３時間静置したときの収縮率を測定した。収縮率は、セパレータロールの長手方向と長手方向に直角である巾方向についてそれぞれ３箇所以上測定し、各方向の平均値の大きい方の値を収縮率とした。

ＬＩＣ１〜１５について、下記の試験方法により評価を行い、その結果を表３に示した。

＜製品不良率＞
ＬＩＣ１〜１５の製造時にセパレータ表面の毛羽立ちや繊維脱落が生じて、粘着テープが剥離するなどして巻回素子の作製に支障を来たし、製品不良になった割合を製品不良率とした。

＜内部短絡率＞
ＬＩＣを製造した後にセパレータのピンホールが原因でＬＩＣ１〜１５の各１００個あたりに発生した内部短絡の割合を内部短絡率とした。

＜静電容量維持率＞
ＬＩＣ１〜１５を２５℃、充電電流１Ａで３．８Ｖになるまで定電流充電し、３．８Ｖ到達後、１時間定電圧充電した。充電完了後、放電電流１Ａで２．２Ｖになるまで放電した。この充放電サイクルを繰り返し、１０回目の放電における静電容量を初期静電容量とした。その後、３．８Ｖ、１０５℃にて１０時間の連続充電を行った。充電完了後、放電せずに１０５℃で１時間放置した後、１０５℃で３．８Ｖ−２．２Ｖの充放電サイクルを１回行って静電容量を算出し、初期静電容量に対する割合、即ち静電容量維持率を求め、１００個の平均値を算出した。

＜リフロー耐熱性＞
ＬＩＣ１〜１５を２５０℃に２分間曝した後、室温まで放冷し、さらに１０５℃、充電電流１Ａで３．８Ｖまで定電流充電し、３．８Ｖ到達後、１時間定電圧充電した。充電完了後、１０５℃、放電電流１Ａで放電開始し、放電開始直後の電圧降下より内部抵抗を算出し、１００個の平均値を算出し、リフロー処理前の内部抵抗に対する倍率をリフロー耐熱性とした。この倍率が小さい程、リフロー耐熱性に優れることを意味する。

実施例１〜９で作製したリチウムイオンキャパシタは、フィブリル化全芳香族ポリアミド繊維Ａ、平均繊維径０．６〜４．０μｍのガラス繊維Ｂの少なくとも一方を必須成分として含有し、且つ繊度０．０６〜０．５ｄｔｅｘの非フィブリル化繊維Ｃを１種類以上含有する湿式不織布からなるセパレータを具備してなるため耐熱性に優れており、表３に示した通り、１００℃以上の高温環境でも高い静電容量維持率を示しており、長時間使用できた。またリフロー耐熱性にも優れていた。

比較例１で作製したリチウムイオンキャパシタは、セパレータが繊度０．０６〜０．５ｄｔｅｘの非フィブリル化繊維を含有せず、繊度０．０５ｄｔｅｘの非フィブリル化繊維を主に含有してなるため、リチウムイオンキャパシタの製造時にセパレータ表面が毛羽立ち、繊維が脱落して粘着テープの剥離などが生じ、巻回素子の作製に支障を来たし、製品不良率が高くなった。

比較例２で作製したリチウムイオンキャパシタは、セパレータがフィブリル化全芳香族ポリアミド繊維、平均繊維径０．６〜４．０μｍのガラス繊維の何れも含有しないためピンホールが存在し、全て内部短絡した。

比較例３で作製したリチウムイオンキャパシタは、繊度０．０６〜０．５ｄｔｅｘの非フィブリル化繊維を含有せず、繊度０．５ｄｔｅｘ超の非フィブリル化繊維を主に含有してなるためピンホールが多数存在し、内部短絡率が高かった。

比較例４で作製したリチウムイオンキャパシタは、セパレータがフィブリル化全芳香族ポリアミド繊維、平均繊維径０．６〜４．０μｍのガラス繊維の何れも含有せず、４．０μｍ超のガラス繊維を主に含有してなるためピンホールが多数存在し、全て内部短絡した。

比較例５で作製したリチウムイオンキャパシタは、セルロース１００％からなるセパレータを具備してなるため耐熱性が不十分であり、１００℃以上の高温環境では静電容量維持率が低く、リフロー耐熱性が劣っていた。

比較例６で作製したリチウムイオンキャパシタは、セパレータがガラスセパレータであるため巻回性が悪く、全て製品不良になった。

Claims (2)

1. フィブリル化全芳香族ポリアミド繊維Ａ、平均繊維径０．６〜４．０μｍのガラス繊維Ｂの少なくとも一方を必須成分として含有し、且つ繊度０．０６〜０．５ｄｔｅｘの非フィブリル化繊維Ｃを１種類以上含有する湿式不織布からなるセパレータを具備してなることを特徴とする非電気二重層型キャパシタ。
2. 非電気二重層型キャパシタがリチウムイオンキャパシタである請求項１記載の非電気二重層型キャパシタ。