JPH0791449B2 - 活性炭／ポリアセン系材料複合体とその製造方法、及び電気二重層コンデンサとその複合部品 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電気二重層コンデンサあ
るいは電池に用いられる電極材料とその製造方法、及び
該材料を用いた電気二重層コンデンサと該コンデンサと
の複合部品に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般的な電気二重層コンデンサの素子
（以下、基本素子と称す。）は、図１にその概略を示す
ように、電解質溶液を含浸させた一対の分極性電極１を
電子絶縁性でかつイオン透過性の多孔性セパレ−タ３を
介して配置し、これを電子伝導性でかつイオン不透過性
の集電体２および形状保持のためのガスケット４により
封止した構造になっている。電気二重層コンデンサは、
基本素子の使用最高電圧が電解質溶液の電気分解電圧で
あるため、使用電圧に応じて基本素子を一枚以上積層し
たものよりなる。ところで、電気二重層コンデンサは小
型で大容量のコンデンサとして、マイコン・メモリ等の
バックアップや瞬時の大電流供給用補助電源などに広く
用いられている。そのため、マイコン等を組み込んだ装
置やシステムの小型化・低価格化に伴い、そこに用いら
れる電気二重層コンデンサも小型・低価格で、かつ、瞬
時に大電流を流せるよう等価直列抵抗の小さな電気二重
層コンデンサが強く望まれている。この電気二重層コン
デンサの小型・低価格化を実現するためには、単位体積
あたりの電気二重層容量を増加させ、電気二重層コンデ
ンサの製造工程を簡略化することが非常に重要となって
いる。また、等価直列抵抗を小さくするために、電気二
重層コンデンサを構成する材料の固有抵抗を下げること
が重要である。

【０００３】従来、電気二重層コンデンサの分極性電極
としては、活性炭粉末もしくは活性炭繊維が用いられて
きた。しかしながら、これらの電極材料はかさ密度が小
さく、１つのセル内に充填できる量は小さなものとなっ
ていた。また、これら活性炭粉末、活性炭繊維は、分極
性電極として用いた場合、活性炭粉末同士、または活性
炭繊維同士の接触抵抗が大きいため、電気二重層コンデ
ンサの等価直列抵抗が大きくなるといった欠点があっ
た。一方、ポリアセン系材料は、特開昭５８−１３６６
４９号公報に示されるように、熱硬化性樹脂を非酸化性
雰囲気中で熱処理することにより得られる有用な材料で
ある。このポリアセン系材料はイオンをド―プすること
ができるため、電池の活物質となり、実際に電池が開発
されている。

【０００４】近年、電子部品の小型化が強く要求されて
おり、電気二重層コンデンサの小型化を図るためには、
電極材料の充填密度を向上させることと、単位重量当た
りの容量が大きな材料を開発する必要がある。このため
活性炭を導電性物質で結合する方法等が考えられてき
た。例えば、特開昭６３−２２６０１９号公報に示され
るように、活性炭粉末あるいは活性炭繊維とフェノ−ル
樹脂の混合物を炭化せしめる方法等があった。ところが
フェノ−ル樹脂を完全に炭化せしめるとカ−ボンとなる
ため、活性炭の結合材料としてしか働かず、電極材料の
うち活性炭以外のカ−ボン部は電極として容量発生に寄
与しないものであった。また特開昭６３−２２６０１９
号公報に示されたフェノ―ル樹脂は従来のレゾ―ル型フ
ェノ―ル樹脂であり、大型の活性炭含有のフェノ―ル樹
脂の熱硬化物を得るには不適当なものであった。ところ
が、特公昭６２−３０２１１号公報に示された粒状ない
し粉末状フェノ―ル・ホルムアルデヒド系樹脂は従来の
レゾ―ル型フェノ―ル樹脂に比較して重合度が大きく、
大型の活性炭含有のフェノ―ル樹脂の熱硬化物を得るの
に適した原料である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、電気二
重層コンデンサの分極性材料にはいくつかの容量向上を
目指した発明がなされてきた。しかしながら、ポリアセ
ン系材料だけでは比表面積を大きくするには限界があ
り、電池特性としてはイオンのド―プ・脱ド―プを伴う
ため、電池の内部抵抗が電気二重層コンデンサに比べて
大きくなるといった問題があった。また活性炭をカ−ボ
ンで結合せしめると、カ−ボン部が電極として有効に働
かないという問題があった。本発明は以上述べたような
従来の問題点を解決するためになされたもので、小型で
体積当たりの容量が大きく、等価直列抵抗の低減化され
た電気二重層コンデンサの電極材料を提供すると共に、
該電極材料を用いた電気二重層コンデンサならびに複合
部品を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の第１は、活性炭
粉末と、ポリアセン系材料との複合体であって、該複合
体を構成する炭素原子と水素原子のモル比［Ｈ］／
［Ｃ］が、０．０１≦［Ｈ］／［Ｃ］≦０．２の範囲に
あることを特徴とする活性炭／ポリアセン系材料複合体
である。本発明の第２は、活性炭粉末と粒状ないしは粉
末状フェノール系樹脂との混合物を熱硬化せしめ、非酸
化性雰囲気中で熱処理を行うことを特徴とする活性炭／
ポリアセン系材料複合体の製造方法である。本発明によ
る活性炭／ポリアセン系材料複合体は、電気二重層コン
デンサの分極性電極として用いた場合、活性炭の電気二
重層容量を利用するため急速な充放電ができ、しかもポ
リアセン系材料を用いるため活性炭材料の充填密度を向
上させることができるとともに、さらにポリアセン系材
料の部分が一部容量をもつ。このため、小型で大容量な
電気二重層コンデンサの分極性電極が提供される。本発
明において、［Ｈ］／［Ｃ］の値が０．０１未満である
と、活性炭／ポリアセン全体がカーボン化してしまい、
複合体中のポリアセン部分が容量に対して有効に働かな
くなる。また、［Ｈ］／［Ｃ］の値が０．２を越える
と、フェノール樹脂が完全にポリアセンとなっていない
ため導電性が低く、複合体中のポリアセン部分が容量に
対して有効に働かなくなる。

【０００７】本発明の第３は、活性炭粉末とポリアセン
系材料との複合体で構成されたことを特徴とする活性炭
／ポリアセン系材料複合体厚膜である。本発明の第４
は、活性炭粉末と粒状ないしは粉末状フェノ―ル系樹脂
を有機溶媒に溶解させた溶液の混合物を基板上に成膜し
熱硬化する工程を少なくとも１回以上行い、次いで非酸
化性雰囲気中で熱処理を行うことを特徴とする上記第３
の発明に記載した活性炭／ポリアセン系材料複合体厚膜
の製造方法である。本発明の第５は、活性炭粉末と粒状
ないしは粉末状フェノ―ル系樹脂を有機溶媒に溶解させ
た溶液のペ−スト状混合物をスクリ―ン印刷法により基
板上に成膜し熱硬化せしめ、次いで非酸化性雰囲気中で
熱処理を行うことを特徴とする上記第４の発明に記載し
た活性炭／ポリアセン系材料複合体厚膜の製造方法であ
る。本発明の第６は、活性炭粉末と粒状ないしは粉末状
フェノ―ル系樹脂を有機溶媒に溶解させた溶液の混合液
をスピンコ−ティング法により基板上に成膜し熱硬化せ
しめ、次いで非酸化性雰囲気中で熱処理を行うことを特
徴とする上記第４の発明に記載した活性炭／ポリアセン
系材料複合体厚膜の製造方法である。

【０００８】上記第３〜６の発明は、ブロック状複合体
の場合、厚さを１〜２ｍｍ以下に成型することが困難な
ため小型化が難しく、また集電極の接続方法としては、
機械的な嵌合加工か、あるいは接着剤によるため、接触
抵抗が大きいという事情を考慮してなされたものであ
る。本発明のような手段を備えると、活性炭／ポリアセ
ン系材料複合体を非常に薄く形成することができるの
で、電気二重層コンデンサの電極材料として用いると、
小型化、薄型化が可能である。さらに第４〜６の発明の
方法によれば、成膜と熱硬化の工程を繰り返して膜厚を
変えることにより、電気二重層コンデンサの電極材料と
して用いた時のコンデンサの容量を容易に制御すること
ができる。

【０００９】本発明の第７は、上記第１の発明に記載し
た活性炭／ポリアセン系材料複合体を分極性電極として
用いたことを特徴とする電気二重層コンデンサである。
本発明の第８は、上記第３の発明に記載した活性炭／ポ
リアセン系材料複合体厚膜を分極性電極として用いるこ
とを特徴とする電気二重層コンデンサである。

【００１０】本発明の第９は、上記第１の発明に記載し
た、電解液を含浸させた一対の分極性電極を電子絶縁性
でかつイオン透過性のセパレ−タを介して相対させたこ
とを特徴とする上記第７または第８の発明に記載した電
気二重層コンデンサである。上記第９の発明による電気
二重層コンデンサにおいては、分極性電極として用いる
活性炭／ポリアセン系複合材料は、活性炭の充填密度が
高く、電子伝導性があって結着剤が電気二重層容量を持
つため、従来の分極性電極に比べて単位体積あたりの電
気二重層容量が大きく、固有抵抗が小さい。また、固形
状であるため、分極性電極の挿入工程が簡略化され、電
気二重層コンデンサの低価格化が実現できる。さらに、
セパレ―タを有して分極性電極間の距離を短くしている
ので、等価直列抵抗を小さくすることができる。

【００１１】本発明の第１０は、集電極材料として、導
電性があり、かつ液体透過性のない緻密なカ−ボン材料
またはカ−ボン含有ゴムまたはカ−ボン含有プラスチッ
クを用いたことを特徴とする上記第７の発明に記載した
電気二重層コンデンサである。本発明の第１１は、分極
性電極と集電極とが導電性接着剤を介して電気的に接続
されてなることを特徴とする上記第１０の発明に記載し
た電気二重層コンデンサである。本発明の第１２は、分
極性電極と集電極とが、分極性電極および／または集電
極に形成された嵌合部位を嵌着することにより電気的に
接続されてなることを特徴とする上記第１０の発明に記
載した電気二重層コンデンサである。本発明の第１３
は、集電極材料がカ−ボン含有プラスチックまたはカ−
ボン含有ゴムであり、分極性電極と集電極とが熱圧着に
より電気的に接続されてなることを特徴とする上記第１
０の発明に記載した電気二重層コンデンサである。上記
第１０〜１３の発明による電気二重層コンデンサは、集
電極として安価で導電性があり、耐腐蝕性があるカ−ボ
ン材料を用いているので、等価直列抵抗を低減させ、製
造工程を簡素化できる大容量の電気二重層コンデンサと
することができる。

【００１２】本発明の第１４は、上記第７の発明に記載
した分極性電極を容器内に収容してなる電気二重層コン
デンサであって、容器は熱可塑性樹脂を射出成型するこ
とにより作製し、かつ、集電極または集電極と分極性電
極の一部が容器または容器蓋の一部として一体化された
ことを特徴とする電気二重層コンデンサである。上記第
１４の発明によれば、大量生産が可能で、かつ液漏れの
可能性が低減化された大容量の電気二重層コンデンサと
することができる。

【００１３】本発明の第１５は、集電体、端子電極およ
び接続導体のうちの少なくとも一つに、ホウ化物または
炭化物または窒化物の導電性セラミックスを用いたこと
を特徴とする上記第７または第８の発明に記載した電気
二重層コンデンサである。本発明の第１６は、ホウ化物
として、ＺｒＢ、ＣｒＢ₂，ＨｆＢ₂，ＭｏＢ₂，Ｓｃ
Ｂ₂，ＴａＢ₂，ＴｉＢ₂，ＶＢ₂，ＺｒＢ₂，ＣｒＢ，Ｃ
ｒ₄Ｂ，ＬａＢ₄，Ｍｏ₂Ｂ₅，ＮｂＢ，ＴａＢ，ＶＢ，Ｖ
₃Ｂ₂，Ｗ₂Ｂ₅，ＹＢ₄およびＺｒＢ₁₂のうちの１種以上
を用いたことを特徴とする上記第１５の発明に記載した
電気二重層コンデンサである。本発明の第１７は、炭化
物として、ＨｆＣ，ＮｂＣ，ＴａＣ，ＴｉＣ，ＶＣ，Ｚ
ｒＣ，Ｖ₂Ｃ，Ｃｒ₃Ｃ₂，Ｃｏ₃Ｃ，ＭｏＣ，Ｍｏ₂Ｃ，
ＷＣおよびＷ₂Ｃのうちの１種以上を用いたことを特徴
とする上記第１５の発明に記載した電気二重層コンデン
サである。本発明の第１８は、窒化物として、ＣｒＮ，
ＬａＮ，ＮｂＮ，ＴｉＮ，ＶＮ，ＹＮ，ＺｒＮ，Ｎｂ₂
Ｎ，ＴａＮおよびＴａ₂Ｎのうちの１種以上を用いたこ
とを特徴とする上記第１５の発明に記載した電気二重層
コンデンサである。

【００１４】電気二重層コンデンサはメモリのバックア
ップ用補助電源やモ−タ駆動時の瞬時大電流供給用補助
電源などとして使われている。特に静電容量が１０Ｆ以
上であるような大容量の電気二重層コンデンサは、瞬時
大電流供給用として使用されることが多い。そのため、
電気二重層コンデンサの等価直列抵抗は極力小さくする
必要がある。活性炭／ポリアセン系材料複合体を分極性
電極に用いた電気二重層コンデンサの等価直列抵抗は、
分極性電極，集電体，接続導体，端子電極および電解液
の抵抗と接触抵抗とからなり、それぞれがほぼ均等の割
合で占めている。当初、集電体，端子電極および接続導
体には、電気伝導性があり、耐薬品性に優れ加工の容易
な炭素材料が用いられていた。しかし、炭素材料は、電
気伝導性はあるものの、金属に比べてかなり劣り、機械
的強度もそれほど強くはないという欠点を有する。とこ
ろが、近年、ホウ化物，炭化物，窒化物などのセラミッ
クスで、耐薬品性があり、比抵抗で０．１ｍΩ・ｃｍ以
下と電気伝導性に優れ、曲げ強度が３００ＭＰａ（ＪＩ
Ｓ Ｒ−１６０１）以上と機械的強度が高く、精密加工
も可能という材料が開発された。その例としては、例え
ば電気化学工業株式会社より商品化されている商品名デ
ンカハ−キュロイが挙げられる（ Fine Ceramics Repor
t 8，No.7，pp264-267 ，1990）。これら、ホウ化物，
炭化物，窒化物等の導電性セラミックスは以前より知ら
れていたが、難焼結性であるため、製造には困難を要し
ていた。しかし、低価格で製造でき、かつ放電加工によ
る精密加工の可能なものが開発されたことにより、電気
二重層コンデンサの集電体，端子電極および接続導体の
材料として用いることができる。このような事情から、
上記第１５〜１８の発明では、等価直列抵抗が小さく、
耐衝撃特性および量産性に優れた電気二重層コンデンサ
が提供される。

【００１５】本発明の第１９は、投影断面が正方形また
は長方形を有し、外部端子取り出し用の切り欠き部が形
成された上部開放の容器の凹部に分極性電極を収納して
片側電極となし、該片側電極２個をセパレ−タを挟んで
相対向させ、封止したことを特徴とする上記第７の発明
に記載した電気二重層コンデンサである。本発明の第２
０は、外部端子取り出し用の切り欠き部は、容器の一辺
の中心からずれて形成され、かつ２個の片側電極はセパ
レ−タを挟んで相対向させた時の外部端子の位置が投影
断面上で重ならないように封止されている上記第１９の
発明に記載した電気二重層コンデンサである。本発明の
第２１は、２個の片側電極は、セパレ−タを挟んで相対
向させた位置から、容器の投影断面が正方形である場
合、相互に９０度または１８０度または２７０度回転さ
せた位置に、また容器の投影断面が長方形である場合、
相互に１８０度回転させた位置に封止されている上記第
１９の発明に記載した電気二重層コンデンサである。上
記第１９〜２１の発明によれば、構成する容器の部品点
数を減らすことができ、しかも薄型で外部端子を取り出
しやすい構造の電気二重層コンデンサが提供される。

【００１６】本発明の第２２は、分極性電極は導電性基
板あるいは導電性シ−ト上に形成され、該導電性基板あ
るいは導電性シ−トは集電極として機能する上記第８の
発明に記載した電気二重層コンデンサである。本発明の
第２３は、導電性基板の片面に分極性電極が形成された
片側電極２組の間に、分極性電極を導電性基板あるいは
導電性シ−トの両面に形成したものをセパレ−タを介し
て少なくとも１枚以上挟持してなり、少なくとも２組以
上の電気二重層コンデンサを共通の集電極を介して直列
接続したことを特徴とする上記第２２の発明に記載した
電気二重層コンデンサである。本発明の第２４は、上記
第２２または第２３の発明に記載した電気二重層コンデ
ンサは、プラスチックまたはゴムで形成されたガスケッ
トと導電性基板または導電性シ−トとを接着することに
より封止されてなることを特徴とする電気二重層コンデ
ンサである。本発明の第２５は、上記第２２の発明に記
載した電気二重層コンデンサの製造方法であって、導電
性基板あるいは導電性シ−ト上に少なくとも１個以上の
活性炭／ポリアセン系材料複合体厚膜よりなる分極性電
極のパタ−ンを形成し、該パタ−ンと同じ箇所を切り抜
いたガスケットと前記分極性電極のパタ−ンが形成され
た導電性基板あるいは導電性シ−トとを接着封止したも
の２組を、セパレ−タを介して分極性電極同士が対向す
るように配置し、次いでガスケット同士を接着封止した
後に全体を切断することにより少なくとも１個以上の電
気二重層コンデンサを得ることを特徴とする電気二重層
コンデンサの製造方法である。本発明の第２６は、分極
性電極は耐酸化性のある金属基板上に形成され、一対の
該金属基板上の分極性電極がセパレ−タを介して対向す
ると共に、ガスケットを介して前記金属基板の周辺部が
かしめ封止されてなることを特徴とする上記第２２の発
明に記載した電気二重層コンデンサである。本発明の第
２７は、上記第２６の発明に記載した電気二重層コンデ
ンサの製造方法であって、耐酸化性のある金属基板上
に、スクリ−ン印刷法により少なくとも１個以上の分極
性電極となるパタ−ンを活性炭粉末と熱硬化性樹脂溶液
との混合物で形成し、一度に熱硬化および熱処理するこ
とにより複数個の分極性電極を形成した後、該パタ−ン
にかしめ封止する部分を同心円状にとった大きさに前記
金属基板を打ち抜き、セパレ−タを介して一対の分極性
電極を対向させ、ガスケットを介して金属基板の周辺部
をかしめ封止することを特徴とする電気二重層コンデン
サの製造方法である。

【００１７】上記第２２〜２４の発明による電気二重層
コンデンサでは、分極性電極が活性炭粉末と熱硬化性樹
脂溶液との混合物を基板上に成膜することによる厚膜で
形成されているので、厚さを１〜２ｍｍ以下に成型する
ことが容易で、小型化が可能であると共に、成膜する時
の基板を導電性基板あるいは導電性シ−トとすること
で、集電極として機能させることができる。このため集
電極上で直接複合体厚膜を形成することとなるので両者
は一体化され、接触抵抗が小さくなる。さらに、この導
電性基板あるいは導電性シ−トとガスケットとを接着す
ることで、あるいは、導電性基板を耐酸化性のある金属
で形成し、ガスケットを介して金属基板をかしめ封止す
ることで、簡単に素子の封止が達成される。また、上記
第２５〜２７の発明による電気二重層コンデンサの製造
方法では、一枚の導電性基板または導電性シ−トに、多
数個の複合体厚膜のパタ−ンを形成することで、本発明
による電気二重層コンデンサを量産性よく製造すること
ができる。また、金属基板をかしめ封止した電気二重層
コンデンサは、一枚の金属基板に多数の複合体厚膜のパ
タ−ンを形成し、これらのパタ−ンをかしめ封止用の領
域を含む大きさに打ち抜くことで製造することができ
る。

【００１８】本発明の第２８は、水溶液系電解質を電解
質溶液として用いた電気二重層コンデンサであって、過
電圧を印加した時に放出される発生ガス同士が水になる
反応を触媒する白金族の触媒よりなる触媒栓を安全装置
として設けたことを特徴とする上記第７〜２７のいずれ
かの発明に記載した電気二重層コンデンサである。本発
明の第２９は、水溶液系または有機溶媒系電解質を電解
質溶液として用いた電気二重層コンデンサであって、過
電圧を印加した時に放出される発生ガスおよび電解質溶
液の排出用の安全弁を安全装置として設けたことを特徴
とする上記第７〜２７のいずれかの発明に記載した電気
二重層コンデンサである。本発明の第３０は、水溶液系
電解質を電解質溶液として用いた電気二重層コンデンサ
であって、過電圧を印加した時に放出される発生ガスを
イオン化させて水にする補助電極を安全装置として設け
たことを特徴とする上記第７〜２７のいずれかの発明に
記載した電気二重層コンデンサである。

【００１９】上記第２８〜３０の発明によれば、定格電
圧以上の電圧を印加した場合でも、電槽内の圧力上昇や
爆発による破損等が起きることのない電気二重層コンデ
ンサが提供される。即ち、過電圧を印加した時に、電解
質溶液が電気分解される結果放出される酸素ガスと水素
ガスに対し、安全装置として触媒栓，安全弁または補助
電極を設けることにより、電槽内の圧力の増大を防止
し、安全性を確保する。まず、触媒栓を設けることで、
発生した酸素ガスと水素ガスは触媒によりガス同士が反
応して水に戻される。また、安全弁を設けることで発生
ガスや電解質溶液は外気の流入なしにコンデンサ外部へ
放出される。さらに、補助電極を設けることで、発生ガ
スはイオン化され、水に戻される。このようにして、い
ずれも電槽内の圧力増加が防止され、電槽の破壊等を防
ぐことができる。

【００２０】本発明の第３１は、上記第７〜３０のいず
れかの発明に記載した水溶液系電気二重層コンデンサと
鉛蓄電池とが同一電槽内に封入され、かつ電気的に並列
接続されてなることを特徴とする鉛蓄電池と電気二重層
コンデンサとの複合部品である。図３３は、一般的な公
称電圧１２Ｖの鉛蓄電池の概略を示す部分断面図であ
る。電槽９９内は隔壁により６つのブロックに区切られ
ており、各ブロックには櫛状の陽極板９１と陰極板９２
がセパレ−タ９３とガラスマット９４を挟んで交互に配
置されている（以下、１つのブロックをセルと称す）。
また、セル９１０内は電解質溶液である硫酸により満た
されている。各セル９１０間は隔壁貫通式のセル間接続
導体９６により電気的に直列となるように接続されてお
り、９８ａ，９８ｂの端子により電槽９９外と電気的接
続がとれるようになっている。各セル９１０には、充電
時に発生するガスの排気口と電解液補充のための注液口
を兼ねた液口栓９１１が取り付けられている。図３４
は、分極性電極に固形状の活性炭を用いた一般的な電気
二重層コンデンサの概略を示す部分断面図である。水溶
液系電解質溶液を含浸させた一対の分極性電極９７を接
触しないように相対させ、電槽９９において隔壁により
区切られた１つのブロック内に固定する（以下、セルと
称す）。固形状の分極性電極９７としては、活性炭とフ
ェノ−ル系樹脂との混合物を熱処理することにより得ら
れる活性炭／ポリアセン系複合材料が用いられる。セル
９１０の使用電圧は電解質溶液の電気分解電圧以下であ
るため、使用電圧に応じてセル間接続導体９６により、
セル９１０を電気的に直列接続した構造をもち、端子９
８ａ，９８ｂにより電槽９９外と電気的接続がとれるよ
うになっている。この電気二重層コンデンサは、小型で
大容量のコンデンサとしてメモリなどのバックアップ電
源や瞬時大電流供給用補助電源などとして広く用いられ
ている。ところで、鉛蓄電池において急速な放電（高率
放電）を行うことは寿命の低下につながるため、極力避
けなければならない。しかし、自動車用鉛蓄電池等はエ
ンジン始動時にスタ−タへ電力を供給するなどの高率放
電を行う必要があり、サイクルサ−ビス用鉛蓄電池等に
比べ寿命が非常に短い。これに対し、電気二重層コンデ
ンサは鉛蓄電池ほどの容量はないが、急速な充放電を繰
り返しても、性能や信頼性になんら問題がないというメ
リットを有する。しかし、鉛蓄電池と電気二重層コンデ
ンサを電気的に並列に接続しただけでは体積効率が低下
するという欠点を有する。

【００２１】これに対して、上記第３１の発明によれ
ば、鉛蓄電池と電気二重層コンデンサを電気的に並列接
続し、急速な充放電を電気二重層コンデンサにより行う
ことで鉛蓄電池の長寿命化を計ることができる。また、
電気二重層コンデンサの分極性電極として、単位体積当
たりの電気二重層容量が大きく、比抵抗の小さな材料で
ある、活性炭とフェノ−ル系樹脂の混合物を熱処理して
得られる固形状活性炭、例えば活性炭／ポリアセン系複
合材料を用いているので、小型化が達成できる。従来、
鉛蓄電池と固形状活性炭を分極性電極として用いた電気
二重層コンデンサとを同一電槽内に封入した例はなく、
鉛蓄電池の長寿命化に極めて有効である。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。請求項１，２，７の発明の実施例 実施例１ フェノ−ル系活性炭粉末（比表面積１２００ｍ²／ｇ）
とフェノ−ル樹脂粉末を表１に示す配合比にてボ−ルミ
ルで乾式混合した。フェノ−ル樹脂粉末としては、特公
昭６２−３０２１１号公報に示された粒状ないし粉末状
フェノ−ル・ホルムアルデヒド系樹脂（鐘紡（株）製
商品名ベルパ−ルＳ８９０）を用いた。この樹脂を用い
ることにより活性炭粉末との混合が均一にできるだけで
なく、重合度が従来のレゾ−ル型フェノ−ル樹脂に比べ
て大きいこととメチロ−ル基を有するため大型の活性炭
含有フェノ−ル樹脂の熱硬化物を得ることができる。こ
の混合粉末を１５０℃、１００Ｋｇ／ｃｍ²の圧力で１
５分間金型成形した。これを３５×１０×２ｍｍ³の大
きさに切り出し、電気炉中、Ｎ₂雰囲気下で表１に示す
温度で各２時間熱処理を行った。まず、活性炭／ポリア
セン系材料複合体の元素分析を行い、水素原子と炭素原
子のモル比［Ｈ］／［Ｃ］を求めた。この値と直流四端
子法で求めた導電率の値を表１に示す。次に、得られた
活性炭／ポリアセン系材料複合体を２枚用意し、３０ｗ
ｔ％硫酸中で５〜８時間真空含浸を行い、複合体内部に
電解質溶液を含浸させた。この１対の電極のそれぞれの
上端を金箔で覆い、金属製クリップで挟んでリ−ド線を
とり、３０ｗｔ％硫酸を入れたビ−カ−内で３ｃｍの距
離を隔てて対向させ、簡易電気二重層コンデンサとし
た。この簡易電気二重層コンデンサの両極の間に９００
ｍＶを印加し、１時間定電圧充電を行った。この後、１
０ｍＡで定電流放電させ、電圧が５４０ｍＶから４５０
ｍＶに降下するのに要した時間から、この簡易電気二重
層コンデンサの容量を求めた。容量を規格化するため
に、容量の値を２枚の電極の見かけの体積で割った体積
当たりの容量を表１に示す。また、１ｋＨｚ，１０ｍＡ
の定電流をこの簡易電気二重層コンデンサに流し、その
時両端に現れる電圧から等価直列抵抗を求めた。

【００２３】表１から明らかなように、熱処理温度が高
くなるにつれて電極材料の抵抗率が小さくなるために、
電気二重層コンデンサの等価直列抵抗の値は小さくなっ
ている。一方、熱処理温度については樹脂と活性炭の混
合比にかかわらず、熱処理温度７００〜８００℃で容量
のピ−クが認められる。容量の値そのものは、用いる樹
脂によって種々異なっていたが、上記の傾向は、樹脂の
種類及び混合比に関係なく認められた。これは、活性炭
の結合剤として働くポリアセン系材料が、低温では抵抗
が高いために電気二重層容量に寄与する活性炭が有効に
働かず、高温ではカ−ボン化するために電極材料として
有効に働かないためである。ポリアセン系材料がどのよ
うな仕組みで電気二重層容量に寄与するかは、現在のと
ころその詳細は不明であるが、この実施例の場合、硫酸
中の水素イオンと硫酸イオンがそれぞれこの活性炭／ポ
リアセン系材料複合体のポリアセン系材料部分にド―
プ、脱ド―プされることによると考えられる。原料の粒
状ないし粉末状フェノ−ル・ホルムアルデヒド系樹脂と
しては、上記の他にユニチカ（株）製、商品名ユニベッ
クスがあり、これもほぼ同じ効果が得られる。また、フ
ェノ−ル・ホルムアルデヒド系樹脂以外に、含窒素フェ
ノ−ル系樹脂、例えばフェノ−ルユリア樹脂、フェノ−
ルメラミン樹脂を用いても同様の結果が得られる。

【００２４】

【表１】 ──────────────────────────────────── 混合比（重量％） 熱処理 ［Ｈ］ コンデンサ特性 No．─────────温度 ─── 抵抗率 ───────── 樹脂 活性炭 （℃） ［Ｃ］ （Ω・cm） 容量 ESR (Ｆ／cm³) (Ω) ──────────────────────────────────── １ 70 30 700 0.070 0.424 2.14 6.53 ２ 70 30 800 0.053 0.0741 1.86 1.87 ３ 70 30 900 0.035 0.0167 0.48 1.88 ４ 70 30 1000 0.022 0.0086 0.56 1.28 ５ 50 50 700 0.086 0.1892 21.4 2.18 ６ 50 50 800 0.061 0.0515 13.5 1.34 ７ 50 50 900 0.038 0.0282 13.0 1.10 ８ 50 50 1000 0.027 0.0143 7.7 1.15 ９ 40 60 600 0.151 0.576 24.4 9.3 １０ 40 60 700 0.103 0.166 39.1 1.99 １１ 40 60 800 0.059 0.0545 44.9 1.24 １２ 40 60 900 0.021 0.0228 33.1 1.05 １３ 40 60 1000 0.019 0.0155 30.2 1.17 １４ 30 70 600 0.196 1.365 36.7 11.6 １５ 30 70 700 0.136 0.203 43.2 2.51 １６ 30 70 800 0.088 0.109 47.0 1.40 ────────────────────────────────────

【００２５】実施例２ 実施例１の表１中、Ｎｏ．１１の試料、即ちフェノ−ル
樹脂／活性炭＝４０／６０（重量比）、熱処理温度８０
０℃の試料を、テトラエチルアンモニウムのホウフッ化
塩（Ｅｔ₄ＮＢＦ₄）を電解質とした１モル／ｌのプロピ
レンカ−ボネ−ト有機電解液を約５時間真空含浸させ
た。２枚の電極のそれぞれの上端を金属製クリップで挟
んでリ−ド線をとり、上述の有機電解液を入れたフラス
コ内で３ｃｍの距離を隔てて対向させ、簡易電気二重層
コンデンサとした。この簡易電気二重層コンデンサの両
極間に１．８Ｖを印加し、１時間定電圧充電を行った。
この後、１０ｍＡで定電流放電させ、電圧が１０８０ｍ
Ｖから９００ｍＶに降下するのに要した時間からこの簡
易電気二重層コンデンサの容量を求めた。単位体積当た
りの容量の値は１０．２Ｆ／ｃｍ³であった。実施例１
と同様にして求めた等価直列抵抗の値は２６Ωであっ
た。真空含浸及び測定はＮ₂を流したグロ−ブボックス
内で行った。

【００２６】実施例３ フェノ−ル系活性炭繊維（日本カイノール社製、比表面
積２０００ｍ²／ｇ）１０ｇに粉末フェノ−ル樹脂１０
ｇをメチルセルソルブ８ｇに溶解させたフェノール樹脂
溶液を含浸させ、１２０℃で硬化させた。この活性炭繊
維／フェノ−ル樹脂複合材料を電気炉にてＮ₂中、８０
０℃で熱処理した。元素分析の結果、［Ｈ］／［Ｃ］の
値は０．０５７であった。得られた活性炭／ポリアセン
系材料複合体を２０×１０×１ｍｍ³に切り出し、実施
例１と同様に３０ｗｔ％硫酸を真空含浸させ、３０ｗｔ
％硫酸中で簡易電気二重層コンデンサを組み立てた。実
施例１と同様の測定方法により求めた、この材料による
単位体積当たりの電気二重層容量は１８．２Ｆ／ｃ
ｍ³、等価直列抵抗の値は１．４Ωであった。

【００２７】実施例４ フェノ−ル系活性炭粉末（比表面積１２００ｍ²／ｇ）
とフェノ−ル樹脂粉末を４０／６０（重量比）の割合で
ボ−ルミルにて乾式混合した。この混合粉末を１５０
℃，１００Ｋｇ／ｃｍ²の圧力で１５分間金型成形し
た。これを３５×１０×２ｍｍ³の大きさに切り出し、
電気炉中、Ｎ₂雰囲気下で８００℃で２時間熱処理し
た。実施例１と同様に３０ｗｔ％硫酸を真空含浸させ、
３０ｗｔ％硫酸中で簡易電気二重層コンデンサを組み立
てた。実施例１と同様の測定方法により求めたこの材料
による単位体積当たりの電気二重層容量は２８．４Ｆ／
ｃｍ³、等価直列抵抗の値は１．１２Ωであった。

【００２８】比較例１ 従来の活性炭粉末を用いた電気二重層コンデンサを試作
した。用いた粉末活性炭は、実施例１、実施例２、実施
例４で用いた粉末活性炭と同じフェノ−ル樹脂系活性炭
であり、比表面積が１２００ｍ²／ｇのものである。こ
れを４０ｗｔ％硫酸と混合し、ペ−ストとした。直径３
０ｍｍの孔を開けた厚み０．５ｍｍの絶縁性ゴムと、厚
み０．２ｍｍの導電性ゴムを貼り合わせ、孔にペ−スト
を塗り込み片側の分極性電極とした。厚み０．１ｍｍの
ポリエチレン製セパレ−タを３２ｍｍ径に切り出し、こ
れと中心を合わせてその両側に分極性電極を対向させ、
全体に３０ｋｇ／ｃｍ²の圧力を印加し、その状態で電
気二重層コンデンサの容量と等価直列抵抗を測定した。
容量の測定方法は、実施例１と同じく、電気二重層コン
デンサの両端に１時間，９００ｍＶで定電圧充電し、１
０ｍＡの定電流放電させ、５４０ｍＶから４５０ｍＶに
電圧が降下するのに要した時間から容量を測定した。圧
力をかけた時のゴムの厚みを測定して活性炭ペ−ストの
占める体積を求め、粉末活性炭と硫酸の混合比から粉末
活性炭の体積を算出した。容量の値を両側の活性炭の体
積で割った単位体積当たりの容量は２６Ｆ／ｃｍ³であ
った。等価直列抵抗の値は０．４Ωであった。比較例１
と実施例１〜４は、電極間距離が違うなどにより単純に
は比較できないが、上記の結果から、本発明によれば単
位体積当たりの容量の向上が見られ、電気二重層コンデ
ンサの小型化を図ることができる。しかも、電極が固体
であるため製造プロセスの簡便化が図れることが期待さ
れる。

【００２９】比較例２ フェノ−ル系活性炭繊維（比表面積２０００ｍ²／ｇ）
１０ｇに水溶性レゾ―ル型フェノ−ル樹脂１０ｇを含浸
させ、１２０℃で硬化させた。この活性炭繊維／フェノ
−ル樹脂複合体は厚み０．６ｍｍのものであり、これを
電気炉にてＮ₂中、１０００℃で熱処理した。これを２
０×１０ｍｍ²の面積で切り出し、実施例１と同様にし
て３０ｗｔ％硫酸を真空含浸させ３０ｗｔ％硫酸中で簡
易電気二重層コンデンサを組み立てた。実施例１と同じ
方法で測定した、この材料による単位体積当たりの容量
は約８Ｆ／ｃｍ³であった。この容量の値は実施例１の
表１中７の場合１３Ｆ／ｃｍ³であることと比較して小
さな値であり、これはレゾ―ル型フェノ−ル樹脂を出発
原料とした場合、緻密な分極性電極を得ることが困難で
あることに起因する。さらにレゾ−ル型のフェノ−ル樹
脂は本発明で用いる粉末状フェノ−ル樹脂と比較して重
合度が小さいことから、レゾ−ル型フェノ−ル樹脂を出
発原料として作製した分極性電極は、機械的強度が弱く
脆いものであった。本比較例は特開昭６３−２２６０１
９号公報で示された方法である。

【００３０】請求項３〜６の発明の実施例 実施例５ フェノ―ル系活性炭粉末とフェノ―ル樹脂粉末の重量比
が表２に示す値になるように混合した。これらの混合粉
にメチルセルソルブを加えることによりフェノ―ル系樹
脂粉末を溶解し、Ｅ型粘度計で測定した粘度が３万〜４
万センチポアズになるようにそれぞれペ―スト状に混合
した。このペ−スト状混合物を３２５メッシュのステン
レス製スクリ−ンを用いて３０×１５ｍｍ²の面積でカ
―ボン基板上に印刷し、オ―ブン中、１５０℃で３０分
間熱硬化させた。これを電気炉中、Ｎ₂雰囲気下で表２
に示す温度で各２時間熱処理を行った。昇降温速度は１
００℃／ｈとした。熱処理後の膜厚は、断面の走査型電
子顕微鏡観察の結果、約２０μｍであった。各厚膜を基
板から剥離し、直流四端子法で求めた抵抗率の値を表２
に示す。また、同じように基板から剥離した各厚膜のＢ
ＥＴ法により測定した表面積を表２に示す。次に、得ら
れたカ―ボン基板上の活性炭／ポリアセン系材料複合体
厚膜を２枚用意し、３０ｗｔ％硫酸水溶液中で１時間真
空含浸を行い、複合体厚膜内部に電解質溶液を含浸させ
た。この一対のカ―ボン基板上の分極性電極を、間に３
０ｗｔ％硫酸水溶液を浸した厚さ１１０μｍのポリエチ
レン製セパレ−タを挟んで電極側が内側になるように貼
り合わせ、外側のカ―ボン基板側にそれぞれ金箔を密着
させ、金属製クリップで挟みリ−ド線をとり、全体を塩
ビ製の板で挟んで固定し簡易電気二重層コンデンサとし
た。この簡易電気二重層コンデンサの両極の間に９００
ｍＶを印加し、１時間定電圧充電を行った。この後、１
ｍＡで定電流放電させ、電圧が５４０ｍＶから４５０ｍ
Ｖに降下するのに要した時間から、この簡易電気二重層
コンデンサの容量を求めた。容量を規格化するために、
容量の値を２枚の電極の見かけの体積で割った体積当た
りの容量を表２に示す。また、１ｋＨｚ、１０ｍＡの定
電流をこの簡易電気二重層コンデンサに流し、その時両
端に現れる電圧から等価直列抵抗を求めた。表２から明
らかなように、等価直列抵抗は活性炭／樹脂の混合比お
よび熱処理温度にあまり依存せず、数十ミリオ―ムと小
さい。また、単位体積当たりの容量は熱処理温度７００
〜９００℃でピ−クを持ち、従来の粉末活性炭を用いた
電気二重層コンデンサの２倍以上の値を示した。水溶性
レゾ―ル型フェノ―ル樹脂を用いても同様のペ―ストを
作製可能であるが、粘度の安定性の点で本実施例で用い
た粉末フェノ―ル樹脂の方が優れている。

【００３１】

【表２】 ──────────────────────────────────── 混合比（重量％） 熱処理 コンデンサ特性 No．──────── 温度 表面積 抵抗率 ───────── 活性炭 樹脂 （℃） (m²/g） （Ω・cm） 容量 ＥＳＲ (F/cm³） (ｍΩ) ──────────────────────────────────── １ 50 50 600 547.7 2.28×10^-1 42.6 48 ２ 50 50 700 577.5 3.34×10^-2 94.4 44 ３ 50 50 800 553.7 2.70×10^-2 85.2 52 ４ 50 50 900 541.6 1.90×10^-2 84.6 68 ５ 50 50 1000 337.9 1.32×10^-2 49.4 37 ６ 60 40 600 729.3 6.03×10^-2 90.7 109 ７ 60 40 700 888.2 3.16×10^-2 143.6 51 ８ 60 40 800 954.9 2.50×10^-2 170.3 42 ９ 60 40 900 792.5 1.78×10^-2 124.7 47 １０ 60 40 1000 740.0 1.58×10^-2 113.4 38 １１ 70 30 600 832.1 2.00×10^-1 142.8 129 １２ 70 30 700 940.7 4.47×10^-2 166.0 63 １３ 70 30 800 999.3 4.79×10^-2 181.2 58 １４ 70 30 900 1010.4 3.12×10^-2 185.3 49 １５ 70 30 1000 911.3 2.24×10^-2 154.4 50 ────────────────────────────────────

【００３２】実施例６ フェノ―ル系活性炭粉末とフェノ―ル樹脂粉末の重量比
が５０／５０になるようにはかりとり、これらの混合粉
にメチルセルソルブを加えることによりフェノ―ル系樹
脂粉末を溶解し、Ｅ型粘度計で測定した粘度が３万〜４
万センチポアズになるようにペ―スト状に混合した。こ
のペ−スト状混合物を３２５メッシュのステンレス製ス
クリ−ンを用いて３０×１５ｍｍ²の面積でカ―ボン基
板上に印刷し、オ―ブン中、１５０℃で３０分間熱硬化
させ、さらにこの熱硬化膜上に再度スクリ−ン印刷を行
い、同様に熱硬化を行う工程を表３に示す回数行った。
これを電気炉中、Ｎ₂雰囲気下、７００℃で各２時間熱
処理を行った。昇降温速度は１００℃／ｈとした。熱処
理後の厚膜の断面の走査型電子顕微鏡観察より求めた膜
厚を表３に示す。次に、実施例５と同様の方法で簡易電
気二重層コンデンサを試作し、同様の方法で求めた簡易
電気二重層コンデンサの容量、および等価直列抵抗の値
を表３に示す。表３から明らかなように、スクリ−ン印
刷の回数で膜厚を変えることにより、容易にコンデンサ
の容量を制御することができる。

【００３３】

【表３】 ─────────────────────────── コンデンサ特性 No．印刷回数 膜厚 ─────────────── （回） （μｍ） 容量（Ｆ） ＥＳＲ（ｍΩ） ─────────────────────────── １ １ 18.2 1.70 44 ２ ２ 35.8 3.35 49 ３ ３ 49.1 4.25 60 ４ ４ 58.8 5.39 77 ───────────────────────────

【００３４】実施例７ フェノ―ル系活性炭粉末とフェノ―ル樹脂粉末の重量比
が５０／５０になるようにはかりとり、これらの混合粉
にメチルセルソルブを加えることによりフェノ―ル系樹
脂粉末を溶解し、Ｅ型粘度計で測定した粘度が１万セン
チポアズ以下になるようにペ―スト状に混合した。この
混合液を直径５０ｍｍのカ―ボン基板上にスピンコ―テ
ィングし、オ―ブン中、１５０℃で３０分間熱硬化さ
せ、さらにこの熱硬化膜上に再度スピンコ―ティングを
行い、同様に熱硬化を行った。これを電気炉中、Ｎ₂雰
囲気下、７００℃で２時間熱処理を行った。昇降温速度
は１００℃／ｈとした。熱処理後の厚膜の断面の走査型
電子顕微鏡観察より求めた膜厚は１０．２μｍであっ
た。次に、実施例１と同様の方法で簡易電気二重層コン
デンサを試作し、同様の方法で求めた体積当たりの容量
は６０．３Ｆ／ｃｍ³、等価直列抵抗は４０ｍΩであっ
た。

【００３５】実施例８ 実施例５の表２中、No．８の試料を２枚用意し、テトラ
エチルアンモニウムのホウフッ化塩（Ｅｔ₄ＮＢＦ₄）を
電解質とした１モル／ｌのプロピレンカ―ボネイト有機
電解液を約１時間真空含浸を行った。実施例５と同様に
この一対のカ―ボン基板上の分極性電極を、間に上述の
有機電解液に浸した厚さ１１０μｍのポリエチレン製セ
パレ−タを挟んで電極側が内側になるように貼り合わ
せ、外側のカ―ボン基板側にそれぞれ金箔を密着させ、
金属製クリップで挟みリ−ド線をとり、全体を塩ビ製の
板で挟んで固定し簡易電気二重層コンデンサとした。こ
の電気二重層コンデンサの両極間に１．８Ｖを印加し、
１時間定電圧充電を行った。この後、１ｍＡで定電流放
電させ、電圧が１０８０ｍＶから９００ｍＶに降下する
のに要した時間からこの電気二重層コンデンサの容量を
求めた。単位体積当たりの容量の値は１９．０Ｆ／ｃｍ
³であった。実施例５と同様にして求めた等価直列抵抗
の値は４．６Ωであった。なお、活性炭と熱硬化性樹脂
溶液との混合物の成膜方法として、基板の一部をマスク
し、通常の塗料の塗布方法である刷毛あるいはロ―ラで
塗布した後、熱硬化させる方法によっても、実施例５〜
８と同様のコンデンサ特性を示す活性炭／ポリアセン系
材料複合体厚膜を得ることができた。

【００３６】請求項９の発明の実施例 実施例９ フェノ−ル系活性炭粉末（比表面積１２００ｍ²／ｇ）
と粉末状のフェノ−ル系樹脂とを６０／４０（重量比）
の割合でボ−ルミルにより乾式混合し、この混合粉末を
射出成型機にて直径８．５ｍｍ，厚さ１ｍｍのディスク
状になるように成型した。この成型体を窒素雰囲気にお
いて８００℃で熱処理し、活性炭／ポリアセン系複合材
料を得た。昇温速度は１０℃／Ｈである。このとき活性
炭／ポリアセン系複合材料は等方的に７％の収縮をした
ため、大きさは直径７．９ｍｍで、厚さ０．９３ｍｍで
あった。この得られた活性炭／ポリアセン系複合材料を
図１に示す分極性電極１とした。分極性電極１は電解液
である４０ｗｔ％の硫酸中に入れ、この容器を５時間真
空に引くことにより電解液を含浸させた。そして、電解
液を含浸させた分極性電極１を、集電体２とガスケット
４を圧着することにより形成された凹部へ挿入した。集
電体２には、厚さ２００μｍで直径１２．８ｍｍの未加
硫の導電性ブチルゴムを用いた。また、ガスケット４と
しては、厚さ１ｍｍ，直径１２．８ｍｍで、同心円状に
８．０ｍｍの孔をあけた未加硫のブチルゴムを用いた。
集電体２とガスケット４を圧着して形成された凹部に分
極性電極１を挿入したものを分極性電極１が相対するよ
うにセパレ−タ３を介して圧着し、７ｋｇ／ｃｍ²の圧
力を加えた状態で１２０℃，３時間放置して、集電体２
とガスケット４、およびガスケット４間を加硫接着し、
基本素子８を得た。セパレ−タ３には、厚さ１００μｍ
でポリエチレン製の多孔性セパレ−タを使用した。この
基本素子８を６枚積層し、図２に示すように金属ケ−ス
５と絶縁ケ−ス６でかしめ封口して、電極７ａ，７ｂで
外部に端子を取り出すことにより、動作電圧５Ｖの電気
二重層コンデンサを製造した。

【００３７】実施例１０ 図３の分極性電極１１として実施例９と同じものを使用
した。実施例９と同様に、分極性電極１１に電解液を含
浸させ、集電体１２とガスケット１４を圧着して形成さ
れた凹部に挿入した。集電体１２には、直径１２．８ｍ
ｍで厚さ５０μｍのカ−ボンを分散させたポリエチレン
フィルムを、ガスケット１４には、厚さ２ｍｍ，直径１
２．８ｍｍで、同心円状に８．０ｍｍの孔をあけた未加
硫のブチルゴムを用いた。凹部に挿入した分極性電極１
１の上に同心円状に、厚さ１００μｍでポリプロピレン
製の多孔性セパレ−タ１３を配置し、さらにその上に電
解液を含浸させた分極性電極１１を配置した後、集電体
１２により封口し、実施例９と同一条件で加硫接着して
基本素子１８を得た。この基本素子１８を６枚積層し、
図４に示すように金属ケ−ス１５と絶縁ケ−ス１６でか
しめ封口して、電極１７ａ，１７ｂで外部に端子を取り
出すことにより、動作電圧５Ｖの電気二重層コンデンサ
を製造した。

【００３８】実施例１１ 図５の分極性電極２１として、実施例９と同じものを使
用した。この一対の分極性電極２１の片面にそれぞれプ
ラズマ溶射法により２００μｍのアルミニウム層を形成
したものを集電体２２ａ，２２ｂとし、集電体２２ａと
金属ケ−ス２５、および集電体２２ｂと金属ケ−ス２６
をそれぞれ電気溶接した後、電解質として過塩素酸テト
ラブチルアンモニウム、溶媒にプロピレンカ−ボネ−ト
を用いた電解質溶液を含浸させた。そして、ポリプロピ
レン製多孔性セパレ−タ２３を介してこれらを分極性電
極２１が相対するように対向させた後、金属ケ−ス２５
および金属ケ−ス２６の開口周縁部をガスケット２４を
介して封口し、基本素子２７を得た。この基本素子２
７，有底筒状の接続カップ２８および電極２９ａ，２９
ｂをレ−ザ溶接により接続して図６に示すような動作電
圧５Ｖの電気二重層コンデンサを得た。

【００３９】比較例３ 実施例９で用いたフェノ−ル系活性炭粉末を図１に示す
分極性電極１とした。この分極性電極１と電解液である
４０ｗｔ％の硫酸とを混合してペ−スト状とした後、集
電体２とガスケット４を圧着することにより形成された
凹部へ充填した。以下、実施例９と同様にして電気二重
層コンデンサを得た。上記の各実施例，比較例で得た電
気二重層コンデンサにおいて、コンデンサ特性のうち静
電容量と等価直列抵抗および漏れ電流について測定し
た。静電容量の測定は、電気二重層コンデンサに１ｋΩ
の抵抗を直列に接続し、５Ｖの定電圧を印加したときの
時定数より算出した。また、等価直列抵抗は、電気二重
層コンデンサに１ｋＨｚで１０ｍＡの定電流を流し、電
気二重層コンデンサ両端の電圧を測定することにより求
めた。漏れ電流は、電気二重層コンデンサに直列に１０
Ωの抵抗を接続して５Ｖの定電圧を印加した後、３０分
後抵抗両端にかかっている電圧より算出した。表４に各
実施例，比較例で得た電気二重層コンデンサの静電容
量，等価直列抵抗，漏れ電流を示す。また同表に、実施
例９と同じ分極性電極に４０ｗｔ％の硫酸を含浸させ、
４０ｗｔ％の硫酸中で３ｃｍの距離を隔てて固定した一
対の分極性電極を６つ直列に接続した簡易電気二重層コ
ンデンサの特性も併せて示す。実施例９と比較例３との
比較から明らかなように、基本素子の構造を同一とした
とき、分極性電極として活性炭／ポリアセン系複合材料
を用いた実施例９のほうが静電容量・等価直列抵抗とも
に良好な値を示した。また、製造プロセスにおいても、
実施例９のほうが分極性電極が固形状であるため、分極
性電極の挿入工程が簡略化され、電気二重層コンデンサ
の低価格化を実現できた。実施例１０においても実施例
９と同様な効果が確認できた。また、実施例１１では、
電解液として有機系のものを使用しているため等価直列
抵抗が大きいが、耐電圧が大きいため基本素子が２枚で
済み、実施例９より小型化を実現できた。

【００４０】

【表４】 ──────────────────────────────── 静電容量 等価直列抵抗 漏れ電流 基本素子数 （Ｆ） （Ω） （μＡ） ──────────────────────────────── 実施例９ 0.304 4.2 45.0 6 実施例１０ 0.295 4.4 48.2 6 実施例１１ 0.318 12.8 51.1 2 比較例３ 0.198 6.3 49.0 6 ──────────────────────────────── 簡易電気二重層 0.296 8.3 55.4 6 コンデンサ ────────────────────────────────

【００４１】請求項１０〜１３の発明の実施例 実施例１２ 活性炭粉末とフェノ−ル樹脂粉末を重量比で６０対４０
の割合でとり、ボ−ルミルにて乾式混合を行った。この
混合粉末を１５０℃、１００ｋｇ／ｃｍ²で１５分間金
型成型し、１００×７０×６ｍｍ³の大きさの活性炭含
有フェノ−ル樹脂板を得た。この活性炭含有フェノ−ル
樹脂板を電気炉にて窒素雰囲気中、８００℃で２時間熱
処理を行った。昇降温速度は１時間当たり１０℃とし
た。得られたブロック状炭素多孔体は活性炭／ポリアセ
ン系材料複合体であり、その比表面積は窒素吸着による
ＢＥＴ測定により９５０ｍ²／ｇであった。この分極性
電極とカ−ボン製集電極との接続方法を図７にて説明す
る。分極性電極となるブロック状炭素多孔体の上面に機
械加工によりＭ２のネジ穴を開け、この後、４１重量％
硫酸中で真空含浸を行い、Ｍ２のカ−ボン製ネジ３３に
てカ−ボン製集電極３２との電気的接続を行った。電解
液を隔てて相対する一対の分極性電極の組を電気二重層
コンデンサの基本素子とする。この図７に示した分極性
電極２枚と集電極の組み合わせを５組用意し、１枚の分
極性電極と集電極の組２組とともに図８のように配置
し、６室に分けられた塩化ビニル製容器３４に収納する
ことにより、基本素子が６個直列に接続された定格５．
５Ｖの電気二重層コンデンサを作製した。この塩化ビニ
ル製容器の各室には、相対向する分極性電極同士が短絡
しないように短絡防止用突起３５が設けてある。またこ
の容器３４から電解液が漏れないようにシリコンゴム製
パッキン３６をはさんで、塩化ビニル製容器蓋３７にて
封止を行っている。作製された電気二重層コンデンサの
外寸は１０×７×９ｃｍ³である。

【００４２】実施例１３ 実施例１２と同じ分極性電極を作製し、ブロック状炭素
多孔体よりなる分極性電極３１の上面に機械加工により
凸部を設けた。この凸部にカ−ボンペ−スト接着剤を塗
布し、別に凹状に機械加工したカ−ボン製集電極３２と
嵌合・接着を行い、分極性電極３１と集電極３２との電
気的接続を行った。この分極性電極３１であるブロック
状炭素多孔体とカ−ボン製集電極３２の接続方法を図９
に示す。同図に示すように、分極性電極３１と集電極３
２とは、嵌合部位により嵌着している。この後、４１重
量％硫酸中で真空含浸を行い、分極性電極３１に電解液
を含浸させた。別に作製しておいた塩化ビニル製容器３
４に収納することにより、図１０のように電気二重層コ
ンデンサの基本素子が６個直列に接続された定格５．５
Ｖの電気二重層コンデンサを作製した。容器形状、容器
の封止方法、外部接続端子については実施例１２と同じ
である。

【００４３】実施例１４ 実施例１２と同じ分極性電極を作製するのに金型に凹部
を設け、活性炭とフェノ−ル樹脂の熱硬化物に凸部を設
けた。これを電気炉にて窒素雰囲気中８００℃にて炭化
して得られたブロック状活性炭３１の上面には凸部があ
り、形状としては図９に示したものと同じである。この
炭化時の昇降温速度は１時間当たり５℃とした。４１重
量％硫酸中で真空含浸を行い、分極性電極３１に電解液
を含浸させた。別に凹状に機械加工したカ−ボン製集電
極３２を図９のように嵌合させ、分極性電極３１と集電
極３２との電気的接続を行った。別に作製しておいた塩
化ビニル製容器３４に収納することにより、図１０のよ
うに電気二重層コンデンサの基本素子が６個直列に接続
された定格５．５Ｖの電気二重層コンデンサを作製し
た。容器形状、容器の封止方法、外部接続端子について
は実施例１２と同じである。

【００４４】実施例１５ 実施例１２と同じ分極性電極を作製した。この片面に導
電性カ−ボン含有ゴム３８を加圧下１８０℃で熱融着さ
せ、２枚の分極性電極３１を導電性カ−ボン含有ゴム３
８にて電気的接続を行った。次に４１重量％硫酸中で真
空含浸を行い、分極性電極３１に電解液を含浸させた。
分極性電極同士を接続した組５組と、１枚の分極性電極
の裏面にのみ導電性カ−ボン含有ゴム３８を熱融着さ
せ、一方の端を端子３９と接続した組２組を図１１のよ
うに配置し、基本素子を６個直列に接続した定格５．５
Ｖの電気二重層コンデンサを作製した。容器形状、容器
の封止方法、外部接続端子については実施例１２と同じ
である。

【００４５】実施例１６ 実施例１２と同じ分極性電極を作製した。この片面に導
電性カ−ボン含有プラスチックフィルム３１０を加圧下
１８０℃で熱融着させ、２枚の分極性電極３１を導電性
カ−ボン含有プラスチックフィルム３１０にて電気的接
続を行った。次に４１重量％硫酸中で真空含浸を行い、
分極性電極３１に電解液を含浸させた。分極性電極同士
を接続した組５組と、１枚の分極性電極の片面にのみ導
電性カ−ボン含有プラスチックフィルム３１０を熱融着
させ、一方の端を端子３９と接続した組２組を図１１の
ように配置し、基本素子を６個直列に接続した定格５．
５Ｖの電気二重層コンデンサを作製した。容器形状、容
器の封止方法、外部接続端子については実施例１２と同
じである。実施例１２〜１６で作製した６つの電気二重
層コンデンサの静電容量と等価直列抵抗の測定を行っ
た。静電容量は５Ｖで２４時間定電圧充電後、１０ｍＡ
で定電流放電させ、電圧の降下が３Ｖから２．５Ｖにな
るのに要した時間から次式（１）に従い算出した。 ここに、Ｃ；静電容量（Ｆ）、Ｉ；放電電流（１０
×１０^-3Ａ）、ｔ；電圧が３Ｖから２．５Ｖに降下する
のに要した時間（秒）、△Ｖ；電圧差（０．５Ｖ）であ
る。等価直列抵抗の測定は、電気二重層コンデンサの両
端に１ｋＨｚ、１０ｍＡの交流電流を印加し、その時の
端子間の電圧を測定することにより求めた。静電容量と
等価直列抵抗の測定結果を次の表５にまとめる。

【００４６】

【表５】

【００４７】なお、金メッキした真ちゅうネジをそれぞ
れの分極性電極にさし、これらに金メッキした銅線を巻
き付けることにより集電極間を電気的に接続したものを
用いて実施例と同様に作製した電気二重層コンデンサの
特性は、静電容量が４６５Ｆ、等価直列抵抗が７．８Ω
であった。

【００４８】請求項１４の発明の実施例 実施例１７ 活性炭粉末とフェノ−ル樹脂粉末を重量比で６０対４０
の割合でボ−ルミルにて乾式混合を行った。この混合粉
末を１５０℃、１００ｋｇ／ｃｍ²で１５分間金型成型
し、１００×７０×６ｍｍ³の大きさの活性炭含有フェ
ノ−ル樹脂板を得た。活性炭含有フェノ−ル樹脂板を電
気炉にて窒素雰囲気中、８００℃で２時間熱処理を行っ
た。昇降温速度は１時間当たり１０℃とした。得られた
ブロック状炭素多孔体は活性炭／ポリアセン系材料複合
体であり、その比表面積は窒素吸着によるＢＥＴ測定に
より９５０ｍ²／ｇであった。この分極性電極とカ−ボ
ン製集電極との接続および封止方法を図１２にて説明す
る。ブロック状炭素多孔体よりなる分極性電極４１の上
面に機械加工により凸部を設けた。この凸部にカ−ボン
ペ−スト接着剤を塗布し、別に凹状に機械加工したカ−
ボン製集電極兼外部端子４２と嵌合・接着を行い、分極
性電極４１と集電極兼外部端子４２との電気的接続を行
った。この分極性電極４１とカ−ボン製集電極兼外部端
子４２が接続されたもの２組を金型内に置き、形締め力
２５トンの射出成型機により射出成型を行って容器蓋４
３を形成した。金型は１個取りの金型を用いた。またこ
の場合、集電極材料と分極性電極の樹脂封止体が得られ
るわけであるから、この射出成型はアウトサ−ト成型で
あるともいえる。用いた熱可塑性樹脂はＡＢＳ樹脂（ア
クリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂）である。
この後、４１重量％硫酸水溶液中で真空含浸を行い、分
極性電極４１に電解液を含浸させた。電解液を隔てて相
対する一対の分極性電極４１の組が電気二重層コンデン
サの基本素子である。別に射出成型により作製されたＡ
ＢＳ製容器４４に収納することにより、図１２に示した
定格１Ｖの電気二重層コンデンサが作製された。ＡＢＳ
製容器４４との一体化は接着剤により行った。また、こ
のＡＢＳ製容器４４には、相対向する分極性電極同士が
短絡しないように短絡防止用突起４５が設けてある。ま
た、後に電解液の注入が行えるように電解液注入口４６
が設けてある。この図１２に示した基本素子１個からな
る定格１Ｖの電気二重層コンデンサの外寸は１２×７×
１．８ｃｍ³であった。

【００４９】実施例１８ 実施例１７と同じ分極性電極１２枚を作製し、それぞれ
の分極性電極となるブロック状炭素多孔体４１の上面に
機械加工により凸部を設けた。この凸部にカ−ボンペ−
スト接着剤を塗布し、別に凹状に機械加工したカ−ボン
製集電極兼外部端子４２と嵌合・接着を行い、電気的に
接続された分極性電極４１と集電極兼外部端子４２との
組み合わせを２組作製した。同様にして電気的に接続さ
れた分極性電極４１と集電極４７の組み合わせを５組作
製した。これらを金型に入れ、形締め力１００トンの射
出成型機により射出成型を行って容器蓋４３を形成し
た。金型は１個取りの金型とした。用いた樹脂は射出成
型用ポリプロピレンである。樹脂により一体化された１
２個の分極性電極４１に４１重量％硫酸水溶液中で真空
含浸を行い、分極性電極４１内へ電解液を含浸させた。
この後、別に射出成型により作製しておいたポリプロピ
レン製容器４４に、電解液を含浸させた分極性電極４１
を収納した。ポリプロピレン製容器４４との接着は接着
剤により行った。このポリプロピレン製容器４４の各室
には、相対向する分極性電極同士が短絡しないように短
絡防止用突起４５が設けてある。作製された基本素子が
６個直列に接続された定格５．５Ｖの一体化された電気
二重層コンデンサを図１３に示す。作製された電気二重
層コンデンサの外寸は１０×７×９ｃｍ³である。

【００５０】実施例１９ 実施例１７と同じ分極性電極１２枚を作製した。板状の
分極性電極の片面にカ−ボンペ−スト接着剤を塗布し、
カ−ボン製集電極兼外部端子４２と接着を行い、電気的
に接続された分極性電極４１と集電極兼外部端子４２と
の組み合わせを２組作製した。同様にして電気的に接続
された分極性電極４１と集電極４７の組み合わせを５組
作製した。これらを金型に入れ、形締め力１００トンの
射出成型機により射出成型を行って容器４４を形成し
た。金型は１個取りの金型とした。用いた樹脂は射出成
型用高密度ポリエチレンである。成型品は図１４に示す
ように、集電極が各室の隔壁を兼ねており、電解液を容
れる容器となる。この高密度ポリエチレン製容器４４の
各室には、相対向する分極性電極同士が短絡しないよう
に短絡防止用突起４５が設けてある。樹脂により一体化
された１２個の分極性電極４１に４１重量％硫酸水溶液
中で真空含浸を行い、分極性電極４１内へ電解液を含浸
させた。この後、別に作製しておいた高密度ポリエチレ
ン製蓋を容器と接着剤により一体化した。本実施例によ
り得られた電気二重層コンデンサは、基本素子が６個直
列に接続された定格５．５Ｖ品である。またこの電気二
重層コンデンサの外寸は１０×７×９ｃｍ³である。実
施例１７〜１９により作製された電気二重層コンデンサ
は、従来の塩化ビニル製容器でシリコンゴムパッキンで
封止したものと、単位体積当たりの容量は同じであっ
た。静電容量の測定は実施例１７では０．９Ｖ、実施例
１８と実施例１９では５Ｖの定電圧で２４時間充電後１
０ｍＡで定電流放電を行い、電圧の降下が実施例１７で
は０．５４Ｖから０．４５Ｖになるのに要した時間、実
施例１８と実施例１９では３Ｖから２．５Ｖになるのに
要した時間から求めた。また交流１ｋＨｚ、１０ｍＡの
定電流で測定した等価直列抵抗は、従来に比べて同じか
若干低減された。具体的な測定結果を次の表６にまとめ
た。

【００５１】

【表６】

【００５２】また、液漏れの可能性を評価するために、
５０℃、３日間の高温放置試験をしたところ、従来の塩
化ビニル製容器でシリコンゴムパッキンで封止した電気
二重層コンデンサでは若干の液面の低下が見られたが、
本発明による電気二重層コンデンサはいずれも液面の低
下は見られなかった。

【００５３】請求項１５〜１８の発明の実施例 実施例２０ 粉末活性炭と粉末状のフェノ−ル系樹脂を６０／４０
（重量比）の割合でとり、ボ−ルミルにより７２時間乾
式混合した。この混合粉を１８０℃で１０分間熱プレス
することで１００ｍｍ×７０ｍｍ×６ｍｍの成形体を作
り、これを非酸化性雰囲気において８００℃で熱処理し
て、活性炭／ポリアセン系複合材料を得た。この活性炭
／ポリアセン系複合材料を図１５の分極性電極５４とし
た。分極性電極５４を導電性接着剤により導電性セラミ
ックスであるＺｒＢ₂の端子電極５１ａ，５１ｂおよび
接続導体５３と接合して電気的接続をとった後、これら
を電解液である３０ｗｔ％の硫酸溶液中に浸し、容器を
真空に引くことで電解液を分極性電極５４内に含浸し
た。端子電極５１ａ，５１ｂ，接続導体５３，電解液を
含浸した分極性電極５４を塩化ビニル製の電槽５５に入
れ、さらに電解液を足して電槽５５内を電解液で満たす
ようにした。そして、塩化ビニル製の蓋を接着剤で接着
することにより電槽５５を密封し、図１５に示す動作電
圧５Ｖの本発明の電気二重層コンデンサを得た。

【００５４】実施例２１ 図１５の端子電極５１ａ，５１ｂおよび接続導体５３を
導電性セラミックスであるＣｒ₃Ｃ₂により作製したほか
は実施例２０と同様にして動作電圧５Ｖの本発明の電気
二重層コンデンサを得た。

【００５５】実施例２２ 図１５の端子電極５１ａ，５１ｂおよび接続導体５３を
導電性セラミックスであるＴｉＮにより作製したほかは
実施例２０と同様にして動作電圧５Ｖの本発明の電気二
重層コンデンサを得た。

【００５６】実施例２３ 電解液を含浸する前の分極性電極５４で導電性セラミッ
クスであるＴｉＮを挟み、導電性接着剤で接着した。導
電性セラミックスの大きさは、分極性電極との接着面に
おいて４方向とも１ｍｍのマ−ジンを持つ大きさであ
る。電槽５５を射出成形により作るとき、分極性電極５
４で挟まれた導電性セラミックスを金型内に配置するこ
とで、図１６に示すような電槽５５の隔壁を導電性セラ
ミックスとするような構造物を作製した。この導電性セ
ラミックスの隔壁は集電体５２として機能し、接続導体
５３としても働く。得られた分極性電極５４と集電体５
２と電槽５５よりなる複合体を３０ｗｔ％の硫酸溶液中
に浸漬し、実施例２０と同様に真空に引くことで分極性
電極５４に電解液を含浸し、さらに電槽内を電解液で満
たした。これにＴｉＮよりなる端子電極５１ａ，５１ｂ
を取り付け、蓋を接着剤で接着することにより電槽５５
を密封し、図１６に示す動作電圧が５Ｖの本発明の電気
二重層コンデンサを得た。実施例２０〜２３で製造した
電気二重層コンデンサについて、コンデンサ特性である
等価直列抵抗と静電容量を測定した。等価直列抵抗は、
電気二重層コンデンサに１ｋＨｚで１０ｍＡの定電流を
流し、電気二重層コンデンサの端子電圧を測定すること
で求めた。また、静電容量は、コンデンサを１００ｍＡ
で定電流放電したとき、端子電圧が充電電圧の６０％か
ら５０％になるまでの時間△ｔを測定することにより求
めた。充電電圧が５Ｖの場合、静電容量Ｃは、

【００５７】 Ｃ＝Ｉ×△ｔ／△Ｖ ＝ 0.1×△ｔ／(3.0−2.5) [F] となる。

【００５８】表７に各実施例の等価直列抵抗と静電容量
を示す。また、同表に、端子電極および接続導体を炭素
材料により作製した時のコンデンサ特性も併せて示す。
表７より明らかなように、集電体，端子電極，接続導体
を炭素材料から導電性セラミックスにかえることで、静
電容量を損なうことなく、等価直列抵抗を１／２以下に
することができる。これは集電体，端子電極，接続導体
の固有抵抗が小さくなったほかに、接触抵抗なども低下
したものと考えられる。電解液である硫酸に対する耐薬
品性は、ホウ化物系の導電性セラミックスがわずかに容
積減少した他は特に問題はなかった。

【００５９】

【表７】

【００６０】本実施例では、導電性セラミックスとし
て、ＺｒＢ₂，Ｃｒ₃Ｃ₂およびＴｉＮを用いた例につい
て述べたが、ホウ化物のＺｒＢ，ＣｒＢ₂，ＨｆＢ₂，Ｍ
ｏＢ₂，ＳｃＢ₂，ＴａＢ₂，ＴｉＢ₂，ＶＢ₂，ＣｒＢ，
Ｃｒ₄Ｂ，ＬａＢ₄，Ｍｏ₂Ｂ₅，ＮｂＢ，ＴａＢ，ＶＢ，
Ｖ₃Ｂ₂，Ｗ₂Ｂ₅，ＹＢ₄，ＺｒＢ₁₂、炭化物のＨｆＣ，
ＮｂＣ，ＴａＣ，ＴｉＣ，ＶＣ，ＺｒＣ，Ｖ₂Ｃ，Ｃｏ₃
Ｃ，ＭｏＣ，Ｍｏ₂Ｃ，ＷＣ，Ｗ₂Ｃ、窒化物のＣｒＮ，
ＬａＮ，ＮｂＮ，ＶＮ，ＹＮ，ＺｒＮ，Ｎｂ₂Ｎ，Ｔａ
Ｎ，Ｔａ₂Ｎは、それぞれ比抵抗が１ｍΩ・ｃｍ以下で
あることと、これらの結晶構造および格子定数とから、
上記実施例と同様の効果が得られる。従って、集電体，
端子電極，接続導体にホウ化物または炭化物または窒化
物の導電性セラミックスを使用することは、電気二重層
コンデンサの等価直列抵抗を低減することに非常に有効
であることがわかる。

【００６１】請求項１９〜２１の発明の実施例 実施例２４ 活性炭粉末とフェノ−ル樹脂粉末を重量比で６０対４０
の割合でとり、ボ−ルミルにて乾式混合を行った。この
混合粉末を１５０℃、１００ｋｇ／ｃｍ²で１５分間金
型成型し、５０×７０×２ｍｍ³の大きさの活性炭含有
フェノ−ル樹脂板を得た。活性炭含有フェノ−ル樹脂板
を電気炉にて窒素雰囲気中、８００℃で２時間熱処理を
行った。昇降温速度は１時間当たり１０℃とした。得ら
れたブロック状炭素多孔体は活性炭／ポリアセン系材料
複合体であり、その比表面積は窒素吸着のＢＥＴ測定に
より９５０ｍ²／ｇであった。この分極性電極とカ−ボ
ン製集電極との接続および封止方法を図１７にて説明す
る。ブロック状炭素多孔体よりなる分極性電極６１の上
面に機械加工によりくぼみを設けた。このくぼみに導電
性カ−ボンペ−スト接着剤を塗布し、別に機械加工によ
りくぼみを設けたカ−ボン製集電極兼外部端子６３と接
着を行い、分極性電極６１と集電極兼外部端子６３との
電気的接続を行った。この分極性電極６１であるブロッ
ク状炭素多孔体とカ−ボン製集電極兼外部端子６３が接
続されたものに、３０重量％硫酸水溶液中で真空含浸を
行い、分極性電極６１に電解液を含浸させた。これを外
部端子取り出し用に一部切り込みをあけた塩ビ製容器６
２の凹部に収納した。カ−ボン製集電極兼外部端子６３
と、容器６２の外部端子取り出し用の切り欠き部とを塩
ビ製接着剤にて封止し、外部端子６３と容器６２の間か
ら電解液が漏れないようにした。外部端子は容器６２の
一辺の中心からずらした位置から取り出すようにしてい
る。これら片側電極２点をガラス繊維セパレ−タ６４と
シリコンゴム製ガスケット６５を隔てて相対向させ、全
体をネジ止め（図示せず）により封止した。図１８は、
この外部端子の配置を示す本実施例による電気二重層コ
ンデンサの正面図であり、１組の分極性電極６１は、そ
れぞれはすかいに形成されている。この一対の分極性電
極の組が電気二重層コンデンサの基本素子である。この
図１７および図１８に示した基本素子１個からなる定格
１Ｖの電気二重層コンデンサの外寸は８４×６４×６．
５ｍｍ³であった。

【００６２】実施例２５ 図１９は本実施例２５による電気二重層コンデンサの断
面図である。実施例２４と同様にして分極性電極６１と
カ−ボン製集電極兼外部端子６３が導電性カ−ボン接着
剤で接続された組２つを作製した。これを実施例２４と
同様にして３０重量％硫酸水溶液中で真空含浸を行い、
分極性電極６１に電解液を含浸させた。これを塩ビ製容
器６２の凹部に収納した。カ−ボン製集電極兼外部端子
６３と、容器６２の外部端子取り出し用の切り欠き部と
を塩ビ製接着剤にて封止し、外部端子６３と容器６２の
間から電解液が漏れないようにした。外部端子６３は容
器６２の一辺の中心にある。これら片側電極２点をガラ
ス繊維セパレ−タ６４を隔てて相対向させ、一方の片側
電極を１８０度回転させた位置でこれら２つの片側電極
同士を塩ビ製接着剤にて貼り合わせることにより全体を
封止した。図２０は本実施例２５により作製された電気
二重層コンデンサの外部端子６３の配置を示す正面図で
ある。この電気二重層コンデンサの外寸は８４×６４×
６ｍｍ³であった。実施例２４，２５により作製された
電気二重層コンデンサの静電容量と等価直列抵抗の測定
を行った。静電容量の測定は、１Ｖで定電圧充電を１２
時間行った後、１０ｍＡで定電流放電を行った。このと
きのコンデンサの電圧が０．６Ｖから０．５Ｖになるの
に要した時間から求めた。計算式は次式となる。

【００６３】

【００６４】ここに、Ｃは静電容量（Ｆ）、Ｉは放電電
流（Ａ、この場合１０ｍＡ）、△ｔはコンデンサの電圧
が０．６Ｖから０．５Ｖになるのに要した時間（秒）、
△Ｖは０．１Ｖである。また等価直列抵抗は交流１ｋＨ
ｚ、１０ｍＡの定電流を流し、その時のコンデンサの両
端に発生する電圧を測定することにより測定した。測定
結果を次の表８にまとめた。

【００６５】

【表８】

【００６６】なお、下記のようにして製造した図２１に
示すような構造の電気二重層コンデンサの特性は、定格
電圧５．５（Ｖ）、静電容量４８０（Ｆ）、等価直列抵
抗０．１（Ω）であった。その製造方法は、活性炭／ポ
リアセン系材料複合体よりなる分極性電極６１と、カ−
ボン製集電極兼外部端子６３とをそれぞれ階段状に機械
加工し、導電性カ−ボンペ−ストで接続する。これら２
組をセパレ−タを隔てて相対向させ、上部を外部端子６
３を取り出せるように穴を予め開けておいた上蓋容器６
２ｂと組み合わせ、接着剤等で外部端子６３と上蓋容器
６２ｂとの封止を行う。この後、分極性電極６１の部分
を硫酸水溶液中で真空含浸を行い、分極性電極６１に電
解液を含浸させた。これらを容器本体６２ａに収納し、
上蓋容器６２ｂと接着剤で貼り合わせ、全体を封止し
た。この電気二重層コンデンサの外寸は８４×６４×８
ｍｍ³であった。

【００６７】請求項２２〜２７の発明の実施例 実施例２６ フェノ−ル系活性炭粉末とフェノ−ル樹脂粉末の重量比
が５０／５０になるようにはかりとり、これらの混合粉
にメチルセルソルブを加えることによりフェノ−ル系樹
脂粉末を溶解し、Ｅ型粘度計で測定した粘度が３万〜４
万センチポアズになるようにペ−スト状に混合した。こ
のペ−スト状混合物を３２５メッシュのステンレス製ス
クリ−ンを用いて、直径５０ｍｍ、厚さ１ｍｍのＴｉＮ
基板上に直径４０ｍｍの円形に印刷し、オ―ブン中、１
５０℃で３０分間熱硬化させた。次いで電気炉中、Ｎ₂
雰囲気下で７００℃、２時間熱処理を行った。図２２を
用いて本実施例による電気二重層コンデンサの製造方法
を説明する。活性炭／ポリアセン系材料複合体厚膜７１
２が形成されたＴｉＮ基板７１１に、直径５０ｍｍのテ
フロンシ―トから同心円に直径４０ｍｍを切りとったガ
スケット７１４をテフロン用接着剤にて貼り合わせた。
これと、もう１つの活性炭／ポリアセン系材料複合体厚
膜７１２が形成されたＴｉＮ基板７１１とを、３０ｗｔ
％硫酸水溶液中で１時間真空含浸を行い、複合体厚膜７
１２内部に電解質溶液を含浸させた。この１対のＴｉＮ
基板上の分極性電極の間に３０ｗｔ％硫酸水溶液を含浸
させた厚さ１１０μｍのポリエチレン製セパレ−タ７１
３を挟んで電極側が内側になるように配置し、一方のＴ
ｉＮ基板７１１とテフロン製ガスケット７１４をテフロ
ン用接着剤にて貼り合わせ、接着封止を行った。

【００６８】得られた電気二重層コンデンサの両極の間
に９００ｍＶを印加し、１時間定電圧充電を行った。こ
の後、１ｍＡで定電流放電させ、電圧が５４０ｍＶから
４５０ｍＶに降下するのに要した時間から、電気二重層
コンデンサの容量を求めた。また、１ｋＨｚ、１０ｍＡ
の定電流をこの電気二重層コンデンサに流し、その時両
端に現れる電圧から等価直列抵抗を求めた。本実施例に
より作製された電気二重層コンデンサの容量は４．７
Ｆ、等価直列抵抗は０．０１Ωであった。また、この素
子を複数個直列に積層することにより、その積層枚数に
応じた耐圧の電気二重層コンデンサを得ることができ
る。

【００６９】実施例２７ フェノ−ル系活性炭粉末とフェノ−ル樹脂粉末の重量比
が５０／５０になるようにはかりとり、これらの混合粉
にメチルセルソルブを加えることによりフェノ−ル系樹
脂粉末を溶解し、Ｅ型粘度計で測定した粘度が３万〜４
万センチポアズになるようにペ−スト状に混合した。こ
のペ−スト状混合物を３２５メッシュのステンレス製ス
クリ−ンを用いて、図２３（ａ）に示すように、直径５
０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍのカ―ボン基板７２１の片面上
に直径４０ｍｍの円形に印刷し、オ―ブン中、１５０℃
で３０分間熱硬化させて熱硬化膜を形成した。また、図
２３（ｂ）に示すように、直径５０ｍｍ、厚さ５０μｍ
のカ―ボンシ−ト７２３の両面に図２３（ａ）と同様に
して熱硬化膜を形成した。これを電気炉中、Ｎ₂雰囲気
下で７００℃、２時間熱処理を行った。昇降温速度は１
００℃／ｈとした。次に図２３（ａ）の構造の複合体厚
膜７２２が形成されたカ―ボン基板７２１の複合体厚膜
側に、直径５０ｍｍのテフロンシ―トから同心円に直径
４０ｍｍを切りとったガスケットをテフロン用接着剤に
て貼り合わせたものを２組用意した。さらに、図２３
（ｂ）の構造の複合体厚膜７２２が形成されたカ―ボン
シ−ト７２３の片側に、上記と同様にテフロン製ガスケ
ットを接着したものを５組用意した。これらの複合体厚
膜を３０ｗｔ％硫酸水溶液中で１時間真空含浸を行い、
複合体厚膜内部に電解質溶液を含浸させた。

【００７０】次に図２４に示すように、上記で得られた
図２３（ａ）の構造のカ―ボン基板７２１上の分極性電
極たる複合体厚膜７２２を分極性電極が内側になるよう
に両端に配置し、その間に図２３（ｂ）の構造のカ―ボ
ンシ−ト上分極性電極と、３０ｗｔ％硫酸水溶液を浸し
た厚さ１１０μｍのポリエチレン製セパレ−タ７３４を
交互に挟み、テフロン製ガスケット７３５とカ―ボンシ
−ト７２３をテフロン製接着剤にて貼り合わせた。外側
のカ―ボン基板７２１側にそれぞれ金箔を密着させ、金
属製クリップで挟んでリ−ド線をとり、全体を塩ビ製の
板で挟んで固定し、簡易電気二重層コンデンサとした。
この簡易電気二重層コンデンサの両極の間に５．０Ｖを
印加し、１時間定電圧充電を行った。この後、１ｍＡで
定電流放電させ、電圧が３．０Ｖから２．５Ｖに降下す
るのに要した時間から求めたこの簡易電気二重層コンデ
ンサの容量は０．２５Ｆであった。また、１ｋＨｚ、１
０ｍＡの定電流をこの簡易電気二重層コンデンサに流
し、その時両端に現れる電圧から求めた等価直列抵抗の
値は０．２２Ωであった。

【００７１】実施例２８ 図２５に示すような構成で電気二重層コンデンサを作製
した。用いたカ―ボン基板７４１は、１００×７０ｍｍ
²、厚さ０．５ｍｍである。これに、実施例２６，２７
と同様のペ−ストと印刷法を用いて２０×２０ｍｍ²の
正方形状の印刷パタ−ンが同時に６つ形成されるように
した。これを実施例２６，２７と同様にオ―ブン中１５
０℃で３０分間熱硬化させ、次いで電気炉中、Ｎ₂雰囲
気下で７００℃、２時間熱処理を行うことにより、複合
体厚膜７４２を形成した。

【００７２】この後、ブチルゴムを印刷パタ−ンとネガ
のパタ−ンに切り出したものをガスケット７４４とし
て、フェノ−ル樹脂系接着剤で基板と密着させた。分極
性電極となる活性炭／ポリアセン系材料複合体厚膜７４
２に電解液となる３０ｗｔ％硫酸水溶液を滴下し、基板
全体を真空にして、電解液を分極性電極に含浸させた。
これと同じものをもう１組用意し、電解液を含浸させた
ガラス繊維セパレ−タ７４３を挟んで全体を一体化させ
た。ブチルゴムのガスケット７４４同士を加硫接着させ
全体を封止した。次いで、これをダイシングソ―を用い
て６つに切り出し、６つの電気二重層コンデンサを得
た。得られた電気二重層コンデンサの断面図を図２６に
示す。本実施例で得られた電気二重層コンデンサの静電
容量、等価直列抵抗を実施例２７と同様にして測定した
ところ、それぞれ１．５Ｆ，０．０３Ωであった。以上
の実施例においては、導電性基板あるいは導電性シ−ト
の材質としてＴｉＮまたはカ―ボンを用いたが、その他
の導電性セラミックスあるいは金属を用いることもでき
る。

【００７３】実施例２９ フェノ−ル系活性炭粉末とフェノ−ル樹脂粉末の重量比
が６０／４０になるようにはかりとり、これらの混合粉
にメチルセルソルブを加えることによりフェノ−ル系樹
脂粉末を溶解し、Ｅ型粘度計で測定した粘度が３万〜４
万センチポアズになるようにペ−スト状に混合した。こ
のペ−ストを用いて３２５メッシュのステンレス製スク
リ−ンによりスクリ−ン印刷を行った。このスクリ−ン
は一度に６個の直径１６ｍｍの円形が印刷できるような
パタ−ンであり、印刷されたパタ−ンを図２７に示す。
耐酸化性のある金属基板７６２としてはステンレス基板
を用いた。金属基板７６２の形状は１００×７０ｍ
ｍ²、厚さ０．３ｍｍである。この印刷された活性炭フ
ェノ−ル樹脂混合物をオ―ブン中、１５０℃で３０分間
熱硬化させ、さらに電気炉中、Ｎ₂雰囲気下で８００℃
で２時間熱処理を行った。昇降温速度は１００℃／ｈと
した。熱処理後の膜厚は、断面を走査型電子顕微鏡観察
した結果、約３０μｍであった。

【００７４】直径１６ｍｍに分極性電極の活性炭／ポリ
アセン系材料複合体厚膜７６１が形成された金属基板７
６２から直径２３ｍｍと１８．５ｍｍの２種類の大きさ
に印刷パタ−ンと同心円状に打ち抜いた。これら２種類
の大きさに打ち抜いたものをそれぞれ周辺部で折り曲
げ、円板を皿状に加工した。次に電解液となる（Ｃ₂Ｈ
_5）4ＮＢＦ₄（テトラエチルアンモニウムテトラフルオ
ロボレ―ト）１ｍｏｌ／ｌの濃度に溶解させたプロピレ
ンカ―ボネイトを分極性電極部分に滴下し、分極性電極
部分に電解液を真空含浸させた。別に電解液を含浸させ
た厚さ１１０μｍのポリエチレン製セパレ−タ７６３を
挟んで電極側が内側になるように向かい合わせた。次い
で、図２８にその断面を示すように、ポリプロピレン製
ガスケット７６４を介して２種類の大きさの金属基板７
６２のかしめ封止を行った。本実施例により得られた電
気二重層コンデンサの寸法は、直径２０ｍｍ、厚さ０．
８ｍｍのコイン形である。

【００７５】次に得られた電気二重層コンデンサの静電
容量と等価直列抵抗を測定した。電気二重層コンデンサ
の両極の間に２．５Ｖを印加し、１時間定電圧充電を行
い、１ｍＡで定電流放電させ、電圧が１．５Ｖから１．
２５Ｖに降下するのに要した時間から、電気二重層コン
デンサの容量を求めた。また、１ｋＨｚ、１０ｍＡの定
電流をこの電気二重層コンデンサに流し、その時の電圧
から等価直列抵抗を求めた。本実施例により作製された
電気二重層コンデンサの容量は０．１Ｆ、等価直列抵抗
は１０Ωであった。なお、本実施例では、金属基板とし
てステンレス基板を用いたが、これ以外にもニッケル、
銅、金等の純金属やインコネル等の合金を用いても同様
な電気二重層コンデンサを製造することができる。

【００７６】請求項２８〜３０の発明の実施例 実施例３０ 図２９は、安全装置８１を設けた電気二重層コンデンサ
の断面図を示す。図２９に示した電気二重層コンデンサ
は定格電圧５Ｖのものである。したがって電槽８３内に
は接続治具８４により、６つの基本セルが直列に接続さ
れており、端子電極８５ａ，８５ｂにより外部回路と接
続できるようになっている。安全装置８１は、電槽８３
内の各基本セルにそれぞれ一つずつ取り付けられてい
る。分極性電極８２には、活性炭／炭素材料複合体を、
また電槽８３にはＡＢＳ樹脂を用いた。安全装置８１と
して白金属の触媒を用いた触媒栓を使用し、電気二重層
コンデンサを作製した。この電気二重層コンデンサを１
０Ｖ印加した状態で１０時間、室温中に放置した。

【００７７】実施例３１ 安全装置８１として安全弁を用いたほかは、実施例３０
と同様にして電気二重層コンデンサを作製した。この電
気二重層コンデンサを１０Ｖ印加した状態で１０時間、
室温中に放置した。

【００７８】実施例３２ 安全装置８１として補助電極を用いたほかは、実施例３
０と同様にして電気二重層コンデンサを作製した。この
電気二重層コンデンサを１０Ｖ印加した状態で１０時
間、室温中に放置した。表９に、各実施例における電気
二重層コンデンサの電圧印加前と印加後の電気的諸特性
ならびに電圧印加後の外観検査の結果を示す。また、安
全装置を取り付けていない電気二重層コンデンサを上記
と同様にして放置した時の結果も併せて示す。各実施例
とも外観に異常はなかったが、実施例３１では電気特性
の低下が見られた。実施例３１の電気特性低下は、電解
質溶液の電気分解によって発生したガスが安全弁の作動
により電気二重層コンデンサ外に放出されたため、電解
質溶液の液量が低下した結果であると考えられる。安全
装置を取り付けていない電気二重層コンデンサでは、電
槽の亀裂などによる破損はなかったが、端子部分等のパ
ッキンに異常があり、電解質溶液の液漏れが見られた。
また、電気特性は静電容量，等価直列抵抗ともに低下し
た。原因は、実施例３１と同様と思われる。この場合、
パッキンが一種の安全弁としての役目をはたしているた
め、電槽に亀裂などは生じなかったが、今後、液漏れ等
の防止のために電気二重層コンデンサの気密性がさらに
向上すると予想され、それと同時に電槽の破損に対する
危険性も大きくなる。以上より、各実施例とも過電圧に
よる電槽やパッキン等の破損等は見られず、高い信頼性
の得られることがわかる。

【００７９】

【表９】 ─────────────────────────────────── 実施例 安全装置 ────────────なし ３０ ３１ ３２ ─────────────────────────────────── 電圧印加前 静電容量（Ｆ） 450.2 456.4 448.9 461.1 等価直列抵抗（Ω） 0.25 0.31 0.27 0.25 ─────────────────────────────────── 静電容量（Ｆ） 430.1 362.8 452.3 350.5 電圧印加後 等価直列抵抗（Ω） 0.31 0.63 0.30 0.58 外観^*) 〇 〇 〇 △ ─────────────────────────────────── ^*) 〇 外観 異常なし △ パッキン等の破損により電槽の気密性に問題あり × 電槽に亀裂等の破損あり

【００８０】請求項３１の発明の実施例 実施例３３ 図３１は、本発明による定格電圧２Ｖの鉛蓄電池・電気
二重層コンデンサ複合部品の一例の横断面図である。電
槽９９内は隔壁により３つのブロックに分割されてお
り、鉛蓄電池のセル９１０ａが１つと電気二重層コンデ
ンサのセル９１０ｂが２つよりなる。セル９１０ａとセ
ル９１０ｂ間はふたの内部に封止された接続導体９５に
より電気的に並列に接続され、接続導体９５は９８ａ，
９８ｂの端子に接続している。鉛蓄電池の陽極板９１、
陰極板９２，セパレ−タ９３，ガラスマット９４，セル
間接続導体９６はペ−スト式の自動車用鉛蓄電池のもの
を使用した。また、電気二重層コンデンサの分極性電極
９７には、活性炭／ポリアセン系複合材料を使用した。
活性炭／ポリアセン系複合材料は、活性炭とフェノ−ル
系樹脂を重量比で６：４の割合に乾式混合し、この混合
物を熱プレスにより成形した後、８００℃で熱処理する
ことにより得た。電槽９９はＡＢＳ樹脂を用いた。

【００８１】実施例３４ 図３２は定格電圧２Ｖの鉛蓄電池・電気二重層コンデン
サ複合部品の別の一例の横断面図である。実施例３３と
比較して、電槽９９内の隔壁による分割形態が違うだけ
でその他は同じである。表１０に各実施例と、従来例で
ある定格電圧２Ｖの鉛蓄電池および電気二重層コンデン
サの評価結果を示す。評価項目は、初期特性として容
量，等価直列抵抗を測定した。また寿命試験としては、
１時間率電流による放電と完全充電を繰り返し、定格容
量が８０％まで低下する充放電サイクルのサイクル数を
測定した。表１０から明らかなように、各実施例は初期
特性においては従来例に比べて問題なく、寿命試験では
従来の鉛蓄電池の寿命をはるかに上回っていることがわ
かる。

【００８２】

【表１０】 ─────────────────────────────── 容量 等価直列抵 サイクル （Ah） 抗（Ω） 寿命（回） ─────────────────────────────── 実施例３３ 29.1 0.21 854 実施例３４ 28.3 0.25 901 ─────────────────────────────── 鉛蓄電池 26.2 0.43 128 電気二重層コンデンサ 0.7 0.11 10000回以上 ───────────────────────────────

【００８３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
単位体積当たりの容量が大きく等価直列抵抗を低減する
ことのできる電気二重層コンデンサの電極材料が得られ
る。また、本発明によれば分極性電極として活性炭／ポ
リアセン系複合材料を使用し、電解液を含浸させた一対
の分極性電極をセパレ−タを介して相対させた構造にす
ることで、小型・低価格で等価直列抵抗の小さな電気二
重層コンデンサを得ることができる。また、集電極材料
として、導電性があり、かつ液体透過性のない緻密なカ
―ボン材料またはカ―ボン含有ゴムまたはカ―ボン含有
プラスチックを用いることにより、等価直列抵抗を低減
することができ、製造工程を簡略化できる電気二重層コ
ンデンサが得られる。また、射出成型を使うことにより
製造工程が簡略化でき、液漏れの可能性が低減された電
気二重層コンデンサが得られる。また、集電体または端
子電極または接続導体の少なくとも一つに、機械的強度
が高く、耐薬品性に優れ、安価なホウ化物または炭化物
または窒化物の導電性セラミックスを使用することによ
り、等価直列抵抗が小さく、耐衝撃性、量産性に優れた
電気二重層コンデンサを得ることができる。また、特定
の収納容器を用いることにより、より薄型で、しかも部
品の種類の少ない電気二重層コンデンサとすることがで
き、製造コストが低減化される。さらに外部端子の位置
をずらすことにより外部との接続が容易になるという効
果を有する。さらに、本発明によれば、活性炭／ポリア
セン系材料複合体厚膜を分極性電極に用いることで、集
電極と一体化した等価直列抵抗の低い、小型、薄型の電
気二重層コンデンサが提供され、また電子部品として量
産可能な製造方法を提供することができる。また、本発
明の電気二重層コンデンサは、触媒栓，安全弁または補
助電極の安全装置を電槽に取り付けることで、信頼性の
高い電気二重層コンデンサとすることができる。また、
本発明によれば、鉛蓄電池と電気二重層コンデンサとを
同一電槽内に封入し、電気的に並列に接続することで、
鉛蓄電池を長寿命化できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電気二重層コンデンサの基本素子の一
例の断面図である。

【図２】図１の基本素子を用いた動作電圧５Ｖの電気二
重層コンデンサの断面図である。

【図３】本発明の電気二重層コンデンサの基本素子の一
例の断面図である。

【図４】図３の基本素子を用いた動作電圧５Ｖの電気二
重層コンデンサの断面図である。

【図５】本発明の電気二重層コンデンサの基本素子の一
例の断面図である。

【図６】図５の基本素子を用いた動作電圧５Ｖの電気二
重層コンデンサの断面図である。

【図７】本発明による電気二重層コンデンサの一例の分
極性電極と集電極材料の接続部の断面図である。

【図８】本発明による電気二重層コンデンサの一例の断
面図である。

【図９】本発明による電気二重層コンデンサの一例の分
極性電極と集電極材料の接続部の断面図である。

【図１０】本発明による電気二重層コンデンサの一例の
断面図である。

【図１１】本発明による電気二重層コンデンサの一例の
断面図である。

【図１２】本発明による電気二重層コンデンサの一例の
縦断面図である。

【図１３】本発明による電気二重層コンデンサの一例の
縦断面図である。

【図１４】本発明による電気二重層コンデンサの別の一
例の横断面図である。

【図１５】本発明による電気二重層コンデンサの一例の
断面図である。

【図１６】本発明による電気二重層コンデンサの一例の
断面図である。

【図１７】本発明による電気二重層コンデンサの一例の
断面図である。

【図１８】本発明による電気二重層コイデンサの一例の
正面図である。

【図１９】本発明による電気二重層コンデンサの一例の
断面図である。

【図２０】本発明による電気二重層コンデンサの一例の
正面図である。

【図２１】通常の電気二重層コンデンサの断面図であ
る。

【図２２】本発明の一実施例の断面図である。

【図２３】本発明の別の一実施例の構成部材の断面図で
ある。

【図２４】図２３の部材を用いた簡易電気二重層コンデ
ンサの一例の断面図である。

【図２５】本発明による電気二重層コンデンサの製造方
法の一例の説明図である。

【図２６】本発明の一実施例の断面図である。

【図２７】本発明による電気二重層コンデンサの製造方
法の一例の説明図である。

【図２８】本発明の一実施例の部分断面図である。

【図２９】本発明の一実施例による電気二重層コンデン
サの断面図である。

【図３０】安全装置のない電気二重層コンデンサの断面
図である。

【図３１】本発明の一実施例の横断面図である。

【図３２】本発明の一実施例の横断面図である。

【図３３】鉛蓄電池を上面より見た部分断面図である。

【図３４】電気二重層コンデンサを上面より見た部分断
面図である。

【符号の説明】

１，１１，２１ 分極性電極 ２，１２，２２
ａ，２２ｂ 集電体 ３，１３，２３ 多孔性セパレ−タ ４，１４，２４
ガスケット ５，１５，２５，２６ 金属ケ−ス ６，１６ 絶縁
ケ−ス ７ａ，７ｂ，１７ａ，１７ｂ，２９ａ，２９ｂ 電極 ８，１８，２７ 基本素子 ２８ 接続カッ
プ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｍ 4/60 (31)優先権主張番号 特願平2 −249962 (32)優先日 平２(1990)９月21日 (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 実願平2 −98522 (32)優先日 平２(1990)９月21日 (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願平2 −249970 (32)優先日 平２(1990)９月21日 (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願平2 −249971 (32)優先日 平２(1990)９月21日 (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願平2 −266498 (32)優先日 平２(1990)10月５日 (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願平2 −266499 (32)優先日 平２(1990)10月５日 (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号 特願平3 −23832 (32)優先日 平３(1991)１月25日 (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (72)発明者 越智 篤 東京都港区芝５丁目７番１号 日本電気株 式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−96529（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−229564（ＪＰ，Ａ)

Claims (31)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 活性炭粉末と、ポリアセン系材料との複
   合体であって、該複合体を構成する炭素原子と水素原子
   のモル比［Ｈ］／［Ｃ］が、０．０１≦［Ｈ］／［Ｃ］
   ≦０．２の範囲にあることを特徴とする活性炭／ポリア
   セン系材料複合体。
2. 【請求項２】 活性炭粉末と粒状ないしは粉末状フェノ
   ール系樹脂との混合物を熱硬化せしめ、非酸化性雰囲気
   中で熱処理を行うことを特徴とする活性炭／ポリアセン
   系材料複合体の製造方法。
3. 【請求項３】 活性炭粉末とポリアセン系材料との複合
   体で構成されたことを特徴とする活性炭／ポリアセン系
   材料複合体厚膜。
4. 【請求項４】 活性炭粉末と粒状ないしは粉末状フェノ
   ―ル系樹脂を有機溶媒に溶解させた溶液の混合物を基板
   上に成膜し熱硬化する工程を少なくとも１回以上行い、
   次いで非酸化性雰囲気中で熱処理を行うことを特徴とす
   る請求項３記載の活性炭／ポリアセン系材料複合体厚膜
   の製造方法。
5. 【請求項５】 活性炭粉末と粒状ないしは粉末状フェノ
   ―ル系樹脂を有機溶媒に溶解させた溶液のペ−スト状混
   合物をスクリ―ン印刷法により基板上に成膜し熱硬化せ
   しめ、次いで非酸化性雰囲気中で熱処理を行うことを特
   徴とする請求項４記載の活性炭／ポリアセン系材料複合
   体厚膜の製造方法。
6. 【請求項６】 活性炭粉末と粒状ないしは粉末状フェノ
   ―ル系樹脂を有機溶媒に溶解させた溶液の混合液をスピ
   ンコ−ティング法により基板上に成膜し熱硬化せしめ、
   次いで非酸化性雰囲気中で熱処理を行うことを特徴とす
   る請求項４記載の活性炭／ポリアセン系材料複合体厚膜
   の製造方法。
7. 【請求項７】 請求項１に記載の活性炭／ポリアセン系
   材料複合体を分極性電極として用いたことを特徴とする
   電気二重層コンデンサ。
8. 【請求項８】 請求項３記載の活性炭／ポリアセン系材
   料複合体厚膜を分極性電極として用いることを特徴とす
   る電気二重層コンデンサ。
9. 【請求項９】 請求項１記載の電解液を含浸させた一対
   の分極性電極を電子絶縁性でかつイオン透過性のセパレ
   −タを介して相対させたことを特徴とする請求項７また
   は８記載の電気二重層コンデンサ。
10. 【請求項１０】 集電極材料として、導電性があり、か
    つ液体透過性のない緻密なカ−ボン材料またはカ−ボン
    含有ゴムまたはカ−ボン含有プラスチックを用いたこと
    を特徴とする請求項７記載の電気二重層コンデンサ。
11. 【請求項１１】 分極性電極と集電極とが導電性接着剤
    を介して電気的に接続されてなることを特徴とする請求
    項１０記載の電気二重層コンデンサ。
12. 【請求項１２】 分極性電極と集電極とが、分極性電極
    および／または集電極に形成された嵌合部位を嵌着する
    ことにより電気的に接続されてなることを特徴とする請
    求項１０記載の電気二重層コンデンサ。
13. 【請求項１３】 集電極材料がカ−ボン含有プラスチッ
    クまたはカ−ボン含有ゴムであり、分極性電極と集電極
    とが熱圧着により電気的に接続されてなることを特徴と
    する請求項１０記載の電気二重層コンデンサ。
14. 【請求項１４】 請求項７記載の分極性電極を容器内に
    収容してなる電気二重層コンデンサであって、容器は熱
    可塑性樹脂を射出成型することにより作製し、かつ、集
    電極または集電極と分極性電極の一部が容器または容器
    蓋の一部として一体化されたことを特徴とする電気二重
    層コンデンサ。
15. 【請求項１５】 集電体、端子電極および接続導体のう
    ちの少なくとも一つに、ホウ化物または炭化物または窒
    化物の導電性セラミックスを用いたことを特徴とする請
    求項７または８記載の電気二重層コンデンサ。
16. 【請求項１６】 ホウ化物として、ＺｒＢ、ＣｒＢ₂，
    ＨｆＢ₂，ＭｏＢ₂，ＳｃＢ₂，ＴａＢ₂，ＴｉＢ₂，Ｖ
    Ｂ₂，ＺｒＢ₂，ＣｒＢ，Ｃｒ₄Ｂ，ＬａＢ₄，Ｍｏ₂Ｂ₅，
    ＮｂＢ，ＴａＢ，ＶＢ，Ｖ₃Ｂ₂，Ｗ₂Ｂ₅，ＹＢ₄および
    ＺｒＢ₁₂のうちの１種以上を用いたことを特徴とする請
    求項１５記載の電気二重層コンデンサ。
17. 【請求項１７】 炭化物として、ＨｆＣ，ＮｂＣ，Ｔａ
    Ｃ，ＴｉＣ，ＶＣ，ＺｒＣ，Ｖ₂Ｃ，Ｃｒ₃Ｃ₂，Ｃｏ
    ₃Ｃ，ＭｏＣ，Ｍｏ₂Ｃ，ＷＣおよびＷ₂Ｃのうちの１種
    以上を用いたことを特徴とする請求項１５記載の電気二
    重層コンデンサ。
18. 【請求項１８】 窒化物として、ＣｒＮ，ＬａＮ，Ｎｂ
    Ｎ，ＴｉＮ，ＶＮ，ＹＮ，ＺｒＮ，Ｎｂ₂Ｎ，ＴａＮお
    よびＴａ₂Ｎのうちの１種以上を用いたことを特徴とす
    る請求項１５記載の電気二重層コンデンサ。
19. 【請求項１９】 投影断面が正方形または長方形を有
    し、外部端子取り出し用の切り欠き部が形成された上部
    開放の容器の凹部に分極性電極を収納して片側電極とな
    し、該片側電極２個をセパレ−タを挟んで相対向させ、
    封止したことを特徴とする請求項７記載の電気二重層コ
    ンデンサ。
20. 【請求項２０】 外部端子取り出し用の切り欠き部は、
    容器の一辺の中心からずれて形成され、かつ２個の片側
    電極はセパレ−タを挟んで相対向させた時の外部端子の
    位置が投影断面上で重ならないように封止されている請
    求項１９記載の電気二重層コンデンサ。
21. 【請求項２１】 ２個の片側電極は、セパレ−タを挟ん
    で相対向させた位置から、容器の投影断面が正方形であ
    る場合、相互に９０度または１８０度または２７０度回
    転させた位置に、また容器の投影断面が長方形である場
    合、相互に１８０度回転させた位置に封止されている請
    求項１９記載の電気二重層コンデンサ。
22. 【請求項２２】 分極性電極は導電性基板あるいは導電
    性シ−ト上に形成され、該導電性基板あるいは導電性シ
    −トは集電極として機能する請求項８記載の電気二重層
    コンデンサ。
23. 【請求項２３】 導電性基板の片面に分極性電極が形成
    された片側電極２組の間に、分極性電極を導電性基板あ
    るいは導電性シ−トの両面に形成したものをセパレ−タ
    を介して少なくとも１枚以上挟持してなり、少なくとも
    ２組以上の電気二重層コンデンサを共通の集電極を介し
    て直列接続したことを特徴とする請求項２２記載の電気
    二重層コンデンサ。
24. 【請求項２４】 請求項２２または２３に記載の電気二
    重層コンデンサは、プラスチックまたはゴムで形成され
    たガスケットと導電性基板または導電性シ−トとを接着
    することにより封止されてなることを特徴とする電気二
    重層コンデンサ。
25. 【請求項２５】 請求項２２記載の電気二重層コンデン
    サの製造方法であって、導電性基板あるいは導電性シ−
    ト上に少なくとも１個以上の活性炭／ポリアセン系材料
    複合体厚膜よりなる分極性電極のパタ−ンを形成し、該
    パタ−ンと同じ箇所を切り抜いたガスケットと前記分極
    性電極のパタ−ンが形成された導電性基板あるいは導電
    性シ−トとを接着封止したもの２組を、セパレ−タを介
    して分極性電極同士が対向するように配置し、次いでガ
    スケット同士を接着封止した後に全体を切断することに
    より少なくとも１個以上の電気二重層コンデンサを得る
    ことを特徴とする電気二重層コンデンサの製造方法。
26. 【請求項２６】 分極性電極は耐酸化性のある金属基板
    上に形成され、一対の該金属基板上の分極性電極がセパ
    レ−タを介して対向すると共に、ガスケットを介して前
    記金属基板の周辺部がかしめ封止されてなることを特徴
    とする請求項２２記載の電気二重層コンデンサ。
27. 【請求項２７】 請求項２６記載の電気二重層コンデン
    サの製造方法であって、耐酸化性のある金属基板上に、
    スクリ−ン印刷法により少なくとも１個以上の分極性電
    極となるパタ−ンを活性炭粉末と熱硬化性樹脂溶液との
    混合物で形成し、一度に熱硬化および熱処理することに
    より複数個の分極性電極を形成した後、該パタ−ンにか
    しめ封止する部分を同心円状にとった大きさに前記金属
    基板を打ち抜き、セパレ−タを介して一対の分極性電極
    を対向させ、ガスケットを介して金属基板の周辺部をか
    しめ封止することを特徴とする電気二重層コンデンサの
    製造方法。
28. 【請求項２８】 水溶液系電解質を電解質溶液として用
    いた電気二重層コンデンサであって、過電圧を印加した
    時に放出される発生ガス同士が水になる反応を触媒する
    白金族の触媒よりなる触媒栓を安全装置として設けたこ
    とを特徴とする請求項７〜２７のいずれかに記載の電気
    二重層コンデンサ。
29. 【請求項２９】 水溶液系電解質を電解質溶液として用
    いた電気二重層コンデンサであって、過電圧を印加した
    時に放出される発生ガスおよび電解質溶液の排出用の安
    全弁を安全装置として設けたことを特徴とする請求項７
    〜２７のいずれかに記載の電気二重層コンデンサ。
30. 【請求項３０】 水溶液系または有機溶媒系電解質を電
    解質溶液として用いた電気二重層コンデンサであって、
    過電圧を印加した時に放出される発生ガスをイオン化さ
    せて水にする補助電極を安全装置として設けたことを特
    徴とする請求項７〜２７のいずれかに記載の電気二重層
    コンデンサ。
31. 【請求項３１】 請求項７〜３０のいずれかに記載の水
    溶液系電気二重層コンデンサと鉛蓄電池とが同一電槽内
    に封入され、かつ電気的に並列接続されてなることを特
    徴とする鉛蓄電池と電気二重層コンデンサとの複合部
    品。