JP4919226B2 - 電気二重層キャパシタ用分極性電極及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、新規な電気二重層キャパシタ用分極性電極及びその製造方法に関する。

電気二重層キャパシタは、各種キャパシタ中でも容量が大きいため、最近注目されてきている。例えば、キャパシタは電気機器のメモリーバックアップ用として幅広く使われており、近年この用途にも電気二重層キャパシタの利用が促進している。さらに近年では、ハイブリッド車、燃料自動車等の自動車用にも期待されている。

電気二重層キャパシタには、ボタン型、円筒型、角型等といった種類がある。ボタン型は、例えば、活性炭電極層を集電体上に設けた分極性電極を一対として、その電極間にセパレータを配置して電気二重層キャパシタ素子を構成し、電解質とともに金属ケース内に収納し、封口板と両者を絶縁するガスケットで密封することにより製造される。円筒型は、この一対の分極性電極とセパレータを重ね、捲回して電気二重層キャパシタ素子を構成し、この素子に電解液を含浸させてアルミニウムケース中に収納し、封口材を用いて密封することにより製造される。角型も、基本的構造はボタン型や円筒型と同様である。

この電気二重層キャパシタに用いる分極性電極は、一般的には、アルミニウム箔である集電体に、活性炭を塗布することにより製造される。その分極性電極を構成する集電体は、例えば、特許文献１〜３に非水電解質電気二重層キャパシタ用として種々のものが開示されている。特許文献１には、アルミニウム、ステンレス等の金属集電体が開示されている。特許文献２には、ステンレス繊維のマットをステンレス箔に電気溶接した集電体が開示されている。特許文献３には、タンタル、アルミニウム及びチタニウムの少なくとも１種の金属からなる多孔質集電体が開示されている。
特開平11-274012号公報 特開平09-232190号公報 特開平11-150042号公報

ところで、メモリーバックアップ用、自動車用等の用途に用いられる電気二重層キャパシタは、より一層の高容量化等が求められている。つまり、静電容量の向上及び内部抵抗の低減が求められている。これを達成する手段として分極性電極中の活性炭にカーボンブラック、炭素繊維等の導電助剤を添加したり、集電体を金属箔に代えて多孔体（三次元構造）にすることが試みられている。

しかし、導電助剤による試みでは、電気抵抗を下げるために多量の導電助剤を添加すると分極性電極中の活性炭の含有量が減少してしまい、逆にキャパシタの静電容量が小さくなる問題が生じる。

一方、集電体に関しては、多孔体としてスクリーン、パンチングメタル、ラスなどを用いることが試みられているが、構造上は実質的に二次元構造であり、大幅な静電容量の向上は期待できない。

現在、量産可能な三次元構造集電体としては発泡状ニッケルがあり、アルカリ電解質二次電池用の集電体として普及している。しかし、非水電解質を用いる電気二重層キャパシタでは、ニッケルは非水電解質による酸化や腐食を受けるため使用に耐えない。また、ニッケル以外のステンレススチール等では、多孔度が大きい三次元構造の集電体を量産することは現在のところ困難である。

本発明者らは、上記問題点に鑑み、鋭意研究を重ねた結果、特定の構造を有する集電体を採用することにより、上記問題点を解決するに至った。すなわち、本発明は、下記の電気二重層キャパシタ用分極性電極及びそれを用いたキャパシタにかかる。

項１．集電体に活性炭が充填されてなる電気二重層キャパシタ用分極性電極であって、当該集電体が、多孔質不織布にニッケルめっき層及びクロムめっき層を順次積層してなる、ことを特徴とする電気二重層キャパシタ用分極性電極。

項２．前記多孔質不織布を構成する繊維がポリオレフィン系樹脂繊維である、項１に記載の電極。

項３．前記多孔質不織布を構成する繊維の平均繊維径が10〜50μｍである、項１又は２に記載の電極。

項４．前記ニッケルめっき層の目付量が15〜250g/m²である、項１〜３のいずれかに記載の電極。

項５．前記クロムめっき層の目付量が50〜300g/m²ある、項１〜４のいずれかに記載の電極。

項６．活性炭100重量部に対して導電助剤が0.2〜5重量部含まれている、項１〜５のいずれかに記載の電極。

項７．多孔質不織布に、導電性処理、電解ニッケルめっき処理及びクロムめっき処理を順次行った後、活性炭を充填する工程、を備えた電気二重層キャパシタ用電極の製造方法。

項８．導電性処理が無電解ニッケルめっき処理又はニッケルスパッタリング処理である、項７に記載の製造方法。

本発明の電気二重層キャパシタ用分極性電極は、集電体に活性炭が充填されてなる電気二重層キャパシタ用分極性電極であって、当該集電体が、多孔質不織布にニッケルめっき層及びクロムめっき層を順次積層してなる、ことを特徴とすることを特徴とする。以下、詳細に説明する。

集電体
本発明の集電体は多孔質不織布にニッケルめっき層及びクロムめっき層を順次積層してなる。

本発明で用いる多孔質不織布は限定的でなく、公知又は市販のものを使用することができるが、特に、耐酸化性及び耐電解質性が優れる観点から、ポリオレフィン系樹脂繊維を主成分として構成されていることが好ましい。このようなポリオレフィン系樹脂繊維としては熱可塑性であることが好ましく、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等のオレフィン単独重合体からなる繊維、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−ブテン共重合体、プロピレン−ブテン共重合体等のオレフィン共重合体からなる繊維、これら繊維の混合物が挙げられる。また、オレフィン系樹脂（芯成分）に、当該オレフィン系樹脂と異なる種類のオレフィン系樹脂（鞘成分）が被覆した芯鞘型繊維も挙げられる。

これらの中でも、特にポリプロピレンを芯成分に、ポリエチレンを鞘成分とした芯鞘型繊維が好ましい。この場合、ポリプロピレン樹脂：ポリエチレン樹脂の配合割合（重量比）は、通常20:80〜80:20程度であり、好ましくは40:60〜70:30程度である。

樹脂繊維の平均繊維径は限定的でなく、通常8μm〜60μm程度、好ましくは10μm〜50μm程度とすればよい。平均繊維長も限定的でなく、通常5mm〜100mm程度、好ましくは30mm〜70mm程度とすればよい。

ポリオレフィン系樹脂繊維を構成するポリオレフィン系樹脂の分子量及び密度は特に限定されず、ポリオレフィン系樹脂の種類等に応じて適宜決定すればよい。

不織布の多孔度は限定的でなく、通常85〜98vol％程度であり、好ましくは86〜96vol％程度である。この範囲にすることにより、分極性電極としての強度を保ちつつ不織布状集電体中に活性炭を多く充填することができ、キャパシタの高出力化及び高容量化が可能となる。

不織布の孔径は限定的でなく、通常10μm〜250μm程度、好ましくは15μm〜200μm程度である。本発明の孔径は、バブルポイント法により測定されるものである。

不織布の平均厚みは限定的でなく、製造する電気二重層キャパシタの用途、目的等に応じて適宜決定すればよいが、通常100μm〜700μm程度、好ましくは150μm〜550μm程度とすればよい。

不織布は、後述するめっきに処理に先立って、ニードルパンチ法、水流交絡法等の交絡処理；樹脂繊維の軟化温度付近での熱処理；などの前処理を行ってもよい。この前処理によって、繊維同士の結合が強固になり、不織布の強度を向上させることができる。その結果、活性炭を当該不織布に充填する際に必要な三次元構造を十分に保持することができる。

不織布は、通常、公知の乾式法及び湿式法のいずれかで製造されるが、本発明ではいずれの方法で製造されたものでもかまわない。乾式法としては、例えば、カート法、エアレイ法、メルトブロー法、スパンボンド法等が挙げられる。湿式法は、例えば、単繊維を水中に分散し網状ネット上に漉す方法等が挙げられる。本発明では、目付量及び厚みのばらつきが小さく、厚みが均一な集電体を製造できる観点から、湿式法により得られた不織布を使用することが好ましい。

本発明の集電体は、上記多孔質不織布表面にニッケルめっき層及びクロムめっき層が順次積層されてなる。このようなニッケルめっき層の上にクロムめっき層が形成されている構造を有するため、本発明の集電体は、良好な耐酸化性及び耐電解質性を有する。

ニッケルめっき層は、公知のニッケルめっき処理により設けられた層である。このようなニッケルめっき処理としては限定的でなく、例えば、電解ニッケルめっき処理、無電解ニッケルめっき処理、ニッケルスパッタリング処理等が挙げられる。ニッケルめっき層は、複数のめっき処理により形成されることにより、複数のニッケルめっき層から構成されていてもよい。

ニッケルめっき層の目付量（付着量）は限定的でないが、導電性、多孔質、強度、経済性、耐食性等の観点から、不織布に対してニッケルめっき層の目付量が、通常15〜250g/m²程度、好ましくは30〜200g/m²程度とすればよい（複数のニッケルめっき層を形成した場合は、合計量を示す）。

電解ニッケルめっき処理は限定的でなく、例えば、公知のニッケル電解めっき浴中で行うことができる。用いるニッケルめっき浴としては、ワット浴、塩化浴、スルファミン酸浴等が挙げられる。

無電解ニッケルめっき処理は、例えば、還元剤として次亜リン酸ナトリウムを含有した硫酸ニッケル水溶液等の公知の無電解ニッケルめっき浴に不織布を浸漬すればよい。また、必要に応じて、めっき浴浸漬前に、不織布を微量のパラジウムイオンを含む活性化液（カニゼン社製）等に浸漬し洗浄してもよい。

ニッケルスパッタリング処理は、ニッケルをターゲットとする限り限定的でなく、常法に従って行えばよい。具体的には、基板ホルダーに多孔質不織布を取り付けた後、不活性ガス（アルゴン等）を導入しながら当該ホルダーとターゲット（ニッケル）との間に直流電圧を印加することにより、イオン化した不活性ガスをニッケルに衝突させ、はじき飛ばされたニッケルを当該不織布表面に堆積させることにより行われる。なお、本発明では、スパッタリング処理は、不織布が溶解しない温度下で行うことが好ましく、具体的には、100〜200℃程度、好ましくは120〜180℃程度で行えばよい。

不織布にニッケルめっき層を形成させる場合、（１）無電解ニッケルめっき処理又はニッケルスパッタリング処理と、（２）電解ニッケルめっき処理とを併用すればよい。すなわち、無電解ニッケルめっき処理又はニッケルスパッタリング処理により第１のニッケルめっき層を設けた後、さらに電解ニッケルめっき処理を施すことにより第２のニッケルめっき層を形成させればよい。これにより、所望量のニッケルめっき層を容易に形成させることができる。

本発明の集電体は、上記ニッケルめっき層上に、クロムめっき層が形成されている。クロムめっき層は、公知のクロムめっき処理により設けられた層である。このようなクロムめっき処理としては限定的でなく、例えば、電解めっき処理、無電解めっき処理、スパッタリング処理等が挙げられる。本発明においては、電解めっき処理で形成されたクロムめっき層が好ましい。

この電解めっき処理に用いる電解めっき浴としては公知又は市販のものを使用でき、例えば、サージェント浴（代表的な組成として、クロム酸CrO₃:250g/l及び硫酸H₂SO₄:2.5g/l）、フッ化浴（代表的な組成として、クロム酸CrO₃:250g/l、及びフッ素成分F:0.6g/l(又はSiF₆:2.5g/l)）等が挙げられる。

クロムめっき層の目付量（付着量）は限定的でないが、上記ニッケルめっき層全面が露出することなくクロムめっき層に被覆されていることが好ましい。例えば、不織布に対して、通常50〜300g/m²程度、好ましくは60〜200g/m²程度とすればよい。この範囲を超えると集電体の多孔度が減少して活性炭の充填量が減少するおそれがあり、またコスト面で不利になる。なお、クロムめっき層が複数のめっき処理により形成することにより、複数のクロムめっき層としてもよい。

集電体の平均厚みは限定的でなく、通常100μm〜700μm程度、好ましくは150μm〜550μm程度とすればよい。

電気二重層キャパシタ用分極性電極
本発明の電気二重層キャパシタ用分極性電極は、上記集電体に、活性炭が充填されてなる。本発明の分極性電極は、多孔質不織布を集電体の支持体としているため、高強度性及び多孔性を有し、より多くの活性炭を充填することが可能となる。これにより、キャパシタを高容量化させることができる。

活性炭は、電気二重層キャパシタ用に一般的に市販されているものを使用することができる。

活性炭の原料としては、例えば、木材、ヤシ殻、パルプ廃液、石炭、石油重質油、又はそれらを熱分解した石炭・石油系ピッチのほか、フェノール樹脂などの樹脂などが挙げられる。炭化後に賦活するのが一般的であり、賦活法は、ガス賦活法及び薬品賦活法が挙げられる。ガス賦活法は、高温下で水蒸気、炭酸ガス、酸素等と接触反応させることにより活性炭を得る方法である。薬品賦活法は、上記原料に公知の賦活薬品を含浸させ、不活性ガス雰囲気中で加熱することにより、賦活薬品の脱水及び酸化反応を生じさせて活性炭を得る方法である。賦活薬品としては、例えば、塩化亜鉛、水酸化ナトリウム等が挙げられる。

活性炭の粒径は限定的でないが、20μm程度以下が好ましい。比表面積も限定的でなく、800〜3000m²/g程度が好ましい。この範囲とすることにより、キャパシタの容量を大きくでき、内部抵抗を小さくできる。

また、必要に応じて、導電助剤、バインダ等の各種添加剤を含有していてもよい。

導電助剤としては限定的でなく、公知又は市販のものが使用できる。例えば、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、炭素繊維、天然黒鉛（鱗片状黒鉛、土状黒鉛等）、人造黒鉛、酸化ルテニウム等が挙げられる。これらの中でも、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、炭素繊維等が好ましい。これにより、キャパシタの導電性を向上させることができる。導電助剤の含量は限定的でないが、活性炭100重量部に対して0.1〜10重量部程度が好ましく、より好ましくは0.2〜5重量部である。10重量部を超えると静電容量が低下するおそれがある。

バインダとしては限定的でなく、公知又は市販のものが使用できる。例えば、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニルピロリドン、ポリビニルクロリド、ポリオレフィン、スチレンブタジエンゴム、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース等が挙げられる。

バインダの含量は限定的でないが、活性炭100重量部に対して好ましくは0.2〜10重量部、より好ましくは0.5〜5重量部である。この範囲とすることにより、電気抵抗の増加及び放電容量の低下を防ぎながら、結着強度を向上させることができる。

集電体に活性炭を充填する場合の充填量（含有量）は特に制限されず、集電体の厚み、キャパシタの形状等に応じて適宜決定すればよいが、例えば、充填量は、通常13〜40mg/cm²程度、好ましく16〜32 mg/cm²程度とすればよい。

電気二重層キャパシタ
本発明のキャパシタは、本発明の分極性電極２枚を一対とし、これらの分極性電極の間にセパレータを配置し、さらにセパレータに電解液を含浸させたものである。

セパレータは、公知又は市販のものを使用できる。例えば、ポリオレフィン、ポリエチレンレテフタラート、ポリアミド、ポリイミド、セルロース、ガラス繊維等からなる絶縁性膜が好ましい。セパレータの平均孔径は特に限定されず、通常0.01μm〜5μm程度であり、平均厚さは通常10μm〜100μm程度である。

電解液は、公知又は市販のものを使用でき、水系電解液及び非水電解液のいずれも使用することができる。水系電解液としては、例えば、水酸化カリウム水溶液、水酸化ナトリウム水溶液等のアルカリ性水溶液が挙げられる。非水系電解液としては、例えば、テトラアルキルホスホニウムテトラフルオロボレートを溶解したプロピレンカーボネート溶液、テトラアルキルアンモニウムテトラフルオロボレートを溶解したプロピレンカーボネート溶液又はスルホラン溶液、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溶解したプロピレンカーボネート溶液などが挙げられる。これらの中でも、本発明では、非水系電解液が好ましい。これにより静電容量を向上させることができる。

電気二重層キャパシタ用分極性電極の製造方法
本発明の電気二重層キャパシタ用分極性電極の製造方法は、多孔質不織布に、導電性処理、電解ニッケルめっき処理及びクロムめっき処理を順次行った後、次いで、活性炭を充填することを特徴とする。

多孔質不織布、電解ニッケルめっき処理及びクロムめっき処理は上述したものと同一のものが挙げられる。

多孔質不織布に行う導電性処理は、多孔質不織布に導電性を有する層を設ける限り限定的でない。導電性を有する層（導電めっき層）を構成する材料としては、例えば、ニッケル、チタン、ステンレススチール等の金属の他、黒鉛等が挙げられる。これらの中でも特にニッケルが好ましい。

導電性処理の具体例としては、例えば、ニッケルを用いる場合は、無電解ニッケルめっき処理、ニッケルスパッタリング処理等が好ましく挙げられる。例えば、チタン、ステンレススチール等の金属、黒鉛等を用いる場合は、これら金属又は黒鉛の微粉末にバインダを加えて得られる混合物を、多孔質不織布に塗着する処理が好ましく挙げられる。この場合のバインダとしては、後述する活物質ペーストと同じものが採用できる。

本発明の導電性処理としては、無電解ニッケルめっき処理又はニッケルスパッタリング処理が好ましく、これらは上述したものと同様である。なお、導電性処理を構成する材料としてニッケルを用いた場合は、導電性処理によって得られためっき層（導電めっき層）及び電解ニッケルめっき処理によって形成されためっき層（電解ニッケルめっき層）からなる二層が、本発明の電気二重層キャパシタ用分極性電極を構成する「ニッケルめっき層」に相当する。

導電性めっき層の目付量は不織布に導電性を付与できる限り限定的でなく、例えば、5g/m²〜12g/m²程度、6g/m²〜9g/m²程度とすればよい。

電解ニッケルめっき処理は、形成されるニッケルめっき層が上述した目付量となるように行えばよく、クロムめっき処理も、形成されるクロムめっき層が上述した目付量となるように行えばよい。

活性炭を集電体に充填する方法としては、例えば、活性炭ペーストを圧入法などの公知の方法などを使用すればよい。

活性炭ペーストは、活性炭及び溶媒を含有していればよく、その配合割合は限定的でない。溶媒としては限定的でなく、例えば、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、水等が挙げられる。特に、バインダとしてポリフッ化ビニリデンを用いる場合は溶媒としてＮ−メチル−２−ピロリドンを用いればよく、バインダとしてポリテトラフルオロエチレン、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース等を用いる場合は溶媒として水を用いればよい。また、必要に応じて、上記電導助剤、バインダ等の添加剤を含有していてもよい。

圧入法としては、例えば、活性炭ペースト中に集電体を浸漬し、必要に応じて減圧する方法、活性炭ペーストを集電体の一方面からポンプ等で加圧しながら充填する方法等が挙げられる。

本発明の分極性電極は、活性炭ペーストを充填した後、必要に応じて乾燥処理を施すことにより、ペースト中の溶媒が除去されてもよい。さらに必要に応じて、活性炭ペーストを充填した後、ローラプレス機等により加圧することにより、圧縮成形されていてもよい。圧縮前後の厚さは限定的でないが、圧縮前の厚さは通常300μm〜1500μm、好ましくは400μm〜1200μmとすればよく、圧縮成形後の厚みは通常150μm〜700μm程度、好ましくは200μm〜600μm程度とすればよい。

また、分極性電極には、リード端子が具備されていてもよい。リード端子は、溶接を行ったり、接着剤を塗布することにより、取り付ければよい。

本発明の電気二重層キャパシタ用電極によれば、静電容量が大きく、内部抵抗が小さく、さらに耐久性の優れた電気二重層キャパシタを得ることができる。

以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより一層詳述する。なお、本発明は以下の実施例に限定されない。

実施例１
（不織布の作製）
不織布の材料として、ポリプロピレン繊維を芯成分とし、ポリエチレンを鞘成分とした芯鞘型繊維（平均繊維径約15μm、平均繊維長約50ｍｍ、ポリプロピレン成分は70重量％、ポリエチレン成分30重量％）を用いた。この芯鞘型繊維を用いて、湿式法により交絡処理を行い、多孔質不織布を作製した。作製した多孔質不織布の目付量は55g/m²、平均厚さは550μm、多孔度は約95vol％、孔径は15μm〜200μm（バブルポイント法により測定）であった。

（集電体の作製）
この多孔質不織布1m²に、スパッタリング装置（アルバック社製）を用いてスパッタリング処理を行うことにより、ニッケルからなる導電性めっき層を被覆した。目付量は7g/m²とした。スパッタリングは、アルゴン雰囲気下、150℃で行った。

得られた導電性めっき層形成不織布に電解ニッケルめっき処理を行った。電解ニッケルめっき浴は、ワット浴（硫酸ニッケル330g/l、塩化ニッケ50g/l、硼酸40g/l）を使用し、電着条件としては浴温60℃、電流密度30A/dm²で行った。対極には、ニッケル片を入れたチタンバスケットを使用した。電解ニッケルめっき層の目付量を80g/m²とした。これにより、ニッケルめっき層の総目付量は87g/m²となった。

次いで、得られたニッケルめっき層形成不織布にクロムによる電解めっき処理を行うことにより、ニッケルめっき層上にクロムめっき層130 g/m²を形成させ、集電体を得た。めっき浴は、サージェント浴（クロム酸250g/l、硫酸2.5g/l）とした。対極には、銅基体を鉛合金で被覆した電極を使用した。電着条件としては、浴温50℃、電流密度40A/dm²で行った。クロムめっき層を形成した後、水洗及び乾燥した。このときの集電体の平均厚みは450μmであった。

（分極性電極の作製）
活性炭粉末（比表面積約2000m²/ｇ、平均粒径約5μm）100重量部に導電助剤としてケッチェンブラック2重量部、バインダとしてポリフッ化ビニリデン粉末4重量部、溶媒としてＮ−メチルピロリドン15重量部を添加し、混合機で攪拌することにより活性炭ペーストを調製した。

この活性炭ペーストを上記集電体中にポンプを用いて活性炭の含量が24mg/cm²となるように充填した。表面を平滑にした後に80℃で20分間乾燥し、ローラプレスで加圧することにより、本発明の分極性電極を得た。電極の平均厚さは270μmであった。

（試験用コイン型電気二重層キャパシタ）
得られた分極性電極2枚を直径14mmに打ち抜き、これら電極の間にセルロース繊維製セパレータ（厚み40μm、密度0.45ｇ/cm³、多孔度70％）を設置した。この状態で180℃、5時間減圧下で乾燥した。次いで、ステンレススチール製スペーサを用いて、セルケースに収納し、非水系電解液（テトラエチルホスホニウムテトラフルオロボレートを1mol/l溶解したプロピレンカーボネート溶液）を、電極及びセパレータに含浸した。さらに、プロピレン製絶縁ガスケットを介してケース蓋を締めて封口することにより、試験用コイン型電気二重層キャパシタを作製した。作製したキャパシタは、直径が20mm、厚さが3.2mmであった。定格電圧は3.0Vとした。

比較例１
集電体を、発泡状ニッケル（ニッケル量：400g/m²）とした以外は、実施例１と同様に電気二重層キャパシタを作製した。しかし、ニッケルの酸化及び腐食が著しく生じたため、キャパシタとしての特性が得られなかった。

比較例２
集電体としてアルミニウム箔（厚さ25μm）を用い、実施例１と同様の活性炭ペーストを調製して、集電体の一方面に塗布した。しかし、活性炭がアルミニウム箔に付着しなかった。

したがって、バインダ含量を8重量部に、導電助剤含量を3重量部にした活性炭ペーストを調製し、このペーストをアルミニウム箔の一方面に活性炭含量が8mg/cm²となるように塗布した。次いで、80℃で20分間乾燥し、ローラプレスで加圧成形することにより、比較例２の分極性電極を得た。この電極の厚さはアルミニウム箔も含めて180μmであった。

比較例２の電極を用いた以外は実施例と同様にして、試験用コイン型電気二重層キャパシタを作製した。定格電圧は3.0Vとした。

静電容量試験
実施例１及び比較例２のキャパシタをそれぞれ10個作製し、これら10個の単位面積当たりの静電容量、電極単位体積当たりの静電容量及び内部抵抗の平均値を測定した。この測定結果を表１に示す。

表1から、実施例のキャパシタは比較例のキャパシタよりも単位面積当たりの静電容量が大幅に向上することが分かった。

このことから、本発明の分極性電極を用いると、従来の二次元構造集電体（アルミニウム箔）を用いた分極性電極よりも、電極の長さを大幅に短くできるため、セパレータ等の直接静電容量にしない材料が少なくでき電極単位体積当たりの静電容量の向上が可能になる。また、本発明の分極性電極を用いると、内部抵抗が下がることが分かった。

耐久性試験１
65℃の雰囲気中で3.0Vの電圧を6時間印加してエージングを行った後、25℃にして3.0Vを開始電圧として1mAの電流で放電を行い、初期状態の静電容量及び内部抵抗を測定した。次いで、65℃で2.7Vの電圧を印加しながら2000時間保持した。その後、25℃にして静電容量及び内部抵抗を測定した。この測定結果を表２に示す。

表２で明らかなように、本願は比較例に比べて2500時間経過後も静電容量及
び内部抵抗の変化は小さい。したがって、実施例のキャパシタは、耐久性に優れていることが分かった。

耐久性試験２
実施例及び比較例のキャパシタにおいて、雰囲気温度45℃で0.5〜3.0Ｖの間で1mＡの定電流による充放電サイクルを１万回繰り返し、１万サイクル後の放電容量及び内部抵抗を測定し、初期状態と比較した。その結果、実施例のキャパシタでは、単位面積当たりの静電容量の低下率は約15％、内部抵抗の増加率は18%であった。一方、比較例のキャパシタでは、単位面積当たりの静電容量の低下率は20％、内部抵抗の増加率は21％であった。これらから、実施例のキャパシタは充放電サイクル特性が優れていることが分かった。

Claims (6)

1. 集電体に活性炭が充填されてなる電気二重層キャパシタ用分極性電極であって、
   当該集電体が、多孔質不織布にニッケルめっき層及びクロムめっき層を順次積層してなる、
   ことを特徴とする電気二重層キャパシタ用分極性電極であって、前記クロムめっき層の目付量が50〜300g/m²であり、ニッケルめっき層の目付量が15〜250g/m ² である、電極。
2. 前記多孔質不織布を構成する繊維がポリオレフィン系樹脂繊維である、請求項１に記載の電極。
3. 前記多孔質不織布を構成する繊維の平均繊維径が10〜50μｍである、請求項１又は２に記載の電極。
4. 活性炭100重量部に対して導電助剤が0.2〜5重量部含まれている、請求項１〜３のいずれかに記載の電極。
5. 多孔質不織布に、導電性処理、電解ニッケルめっき処理及びクロムめっき処理を順次行った後、活性炭を充填する工程、を備えた電気二重層キャパシタ用電極の製造方法であって、
   前記クロムめっき層の目付量が50〜300g/m²であり、ニッケルめっき層の目付量が15〜250g/m ² である、製造方法。
6. 導電性処理が無電解ニッケルめっき処理又はニッケルスパッタリング処理である、請求項５に記載の製造方法。