WO2005062320A1 - 電気化学キャパシタ、電気化学キャパシタ用電極の製造方法及び電気化学キャパシタ用電極の製造装置 - Google Patents

電気化学キャパシタ、電気化学キャパシタ用電極の製造方法及び電気化学キャパシタ用電極の製造装置 Download PDF

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polarizable electrode
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electrochemical capacitor
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Kiyonori Hinoki
Yosuke Miyaki
Kazuo Katai
Hideki Tanaka
Tsuyoshi Ichiki
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Definitions

  • Electrochemical capacitor Description Electrochemical capacitor, method for manufacturing electrode for electrochemical capacitor, and apparatus for manufacturing electrode for electrochemical capacitor
  • the present invention relates to an electrochemical capacitor, and more particularly, to an electrochemical capacitor having an electrode provided with an undercoat layer.
  • the present invention relates to a method for manufacturing an electrode for an electrochemical capacitor and an apparatus for manufacturing an electrode for an electrochemical capacitor, and more particularly to a method for manufacturing an electrode for an electrochemical capacitor capable of controlling the formation position of a polarizable electrode layer with high accuracy, and an electrochemical method.
  • the present invention relates to an apparatus for manufacturing a capacitor electrode.
  • Electrochemical capacitors such as electric double layer capacitors can be easily reduced in size and weight.
  • power supplies for backing up power supplies for portable equipment (small electronic equipment), electric vehicles and hybrid vehicles It is expected to be used as an auxiliary power source, etc., and various studies are being made to improve its performance.
  • Electrochemical capacitors usually have a stacked structure in which a separator is sandwiched between electrodes (electrodes for electrochemical capacitors) including a current collector and a polarizable electrode layer formed thereon.
  • electrodes electrodes for electrochemical capacitors
  • a separator When a large capacity is required like a power supply, it is common to employ a structure in which a large number of these electrodes are stacked via a separator (see Patent Documents 1 and 2).
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-250742
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-284 184
  • the area of the polarizable electrode layer should be set as large as possible to increase the capacity of the electrochemical capacitor. preferable.
  • a part of the current collector is sometimes used as an extraction electrode.
  • the extraction electrode may be used. Lack of available area makes assembly of electrochemical capacitors difficult. Therefore, in order to secure as large a capacity as possible without impairing the ease of assembly, it is important to control the position of the polarizable electrode layer on the current collector with high precision. .
  • an electrode used in an electrochemical capacitor may be provided with an undercoat layer as an adhesive layer between the current collector and the polarizable electrode layer in order to increase the adhesive strength between the current collector and the polarizable electrode layer.
  • an undercoat layer a material having high conductivity is generally used to prevent an increase in resistance value. Since the undercoat layer is a layer for adhering the current collector layer and the polarizable electrode layer, the area where the undercoat layer is provided is the same as the area where the polarizable electrode layer is provided, or it must be set wider. There is.
  • an object of the present invention is to provide an electrochemical capacitor in which a short circuit via an undercoat layer is prevented.
  • the electrochemical capacitor of the present invention comprises a current collector, a polarizable electrode layer, and the current collector.
  • First and second electrodes each including an undercoat layer for bonding the polarizable electrode layer, and a separator sandwiched between the first and second electrodes such that the polarizable electrode layers face each other.
  • the ends of the undercoat layer are located on the same or outer side as the ends of the corresponding polarizable electrode layers, respectively, and both are located on the inner side than the ends of the separator. It is characterized by having.
  • the end of the undercoat layer since the end of the undercoat layer is located on the same or outer side as the end of the polarizable electrode layer, an undercoat layer must be provided between the polarizable electrode layer and the current collector. Will exist. Thereby, the possibility that the polarizable electrode layer is peeled off from the current collector is extremely reduced. Moreover, since the end of the undercoat layer is located inside the end of the separator, the undercoat layer included in the first electrode and the undercoat layer included in the second electrode are located between the undercoat layer and the second electrode. Will always have a separator interposed. Thus, the undercoat layers do not come into contact with each other, and the undercoat layer of one electrode does not come into contact with the current collector of the other electrode. As described above, since peeling of the polarizable electrode layer and occurrence of short circuit are effectively prevented, high reliability can be ensured. The above condition is preferably satisfied at all ends (entire outer circumferences) of the first and second electrodes.
  • each of the current collectors has a lead electrode, and the end of the separator is located inside the end of the lead electrode. According to this, the separator does not hinder the connection between the extraction electrode and the external circuit. Also, when a shim is interposed between a plurality of extraction electrodes having the same potential, the shim and the undercoat layer are less likely to interfere with each other, and the shape of the entire electrochemical capacitor can be maintained correctly.
  • the distance between the end of the undercoat layer and the end of the corresponding polarizable electrode layer is 0.5 mm or less. This is because when the above distance exceeds 0.5 mm, the area of the polarizable electrode layer is reduced more than necessary, and as a result, the capacity is reduced.
  • An electrochemical capacitor includes a plurality of separators, and a plurality of first and second electrodes alternately arranged via the separator.
  • the first and second electrodes are a current collector having an extraction electrode, a polarizable electrode layer provided on both surfaces of the current collector, and an undercoat layer for bonding the current collector and the polarizable electrode layer.
  • the end of the undercoat layer is located at the same or outer side as the end of the corresponding polarizable electrode layer, and both are located more inside than the end of the separator. It is characterized by the following. ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to implement
  • a shim is further provided between the plurality of extraction electrodes included in the first electrode and between the plurality of extraction electrodes included in the second electrode. Even when such a shim is provided, in the present invention, the shim and the undercoat layer hardly interfere with each other, and as a result, the shape of the entire electrochemical capacitor can be correctly maintained.
  • an uncoated region is left on at least one end in the width direction of the current collector on the strip-shaped current collector conveyed in the length direction.
  • the feed pack control is performed on the coating process so that the boundary position is a predetermined position, the formation position of the polarizable electrode layer can be controlled with high accuracy. As a result, even when a part of the current collector is used as a lead electrode, it is possible to secure as large a capacity as possible without impairing the ease of assembly.
  • the polarizable electrode layer is applied so that an uncoated area is left at both ends in the width direction of the current collector, and the feedback control is applied to both of the uncoated areas.
  • the widths are substantially matched. According to this, both the uncoated area can be used as a lead electrode so that the current collector and the polarizable electrode layer can be used. Even when the laminated body is punched out, the width of each extraction electrode of the extracted electrode for electrochemical capacitor can be made substantially constant.
  • An apparatus for manufacturing an electrode for an electrochemical capacitor according to the present invention includes a conveying unit configured to convey a belt-shaped current collector in a length direction, and an uncoated region is left at at least one end in a width direction of the current collector.
  • An electrode application unit for applying a polarizable electrode layer having a predetermined width on the current collector; and a detection unit for detecting a boundary position between the application region of the polarizable electrode layer and the uncoated region on the current collector.
  • the electrode applying means applies the polarizable electrode layer on the current collector so that an uncoated area is left at both ends in the width direction of the current collector. According to this, a laminate of the current collector and the polarizable electrode layer can be punched out so that both uncoated regions can be used as extraction electrodes.
  • the apparatus for producing an electrode for an electrochemical capacitor according to the present invention is provided on the upstream side of the electrode coating means, and an uncoated region of the undercoat layer is left at least at one end in the width direction of the current collector.
  • the apparatus further comprises an undercoat applying means for applying an undercoat layer having a predetermined width on the current collector, wherein the undercoat layer has a coating area on the current collector and an undercoat layer.
  • another detecting means for detecting a boundary position with the uncoated area and another driving means for driving the undercoat applying means in a width direction of the current collector.
  • the other driving unit is feedback-controlled based on the detection result of the boundary position by the detecting unit.
  • the electrode coating unit may apply the polarizable electrode layer on the application region of the undercoat layer without applying the polarizable electrode layer to the uncoated region of the undercoat layer.
  • the positional relationship between the polarizable electrode layer and the undercoat layer Can also be controlled with high precision, so that the polarizable electrode layer does not peel off and short-circuit failure does not occur through the undercoat layer.
  • the formation position of the polarizable electrode layer is feedback-controlled based on the detected boundary position, the formation position of the polarizable electrode layer can be controlled with high accuracy. As a result, even when a part of the current collector is used as an extraction electrode, it is possible to secure as large a capacity as possible without impairing the ease of assembly. In addition, when the undercoat layer is used, peeling of the polarizable electrode layer does not occur, and short-circuit failure does not occur through the undercoat layer. [Brief description of drawings]
  • FIG. 1 is an exploded perspective view showing a state before assembly of an electrochemical capacitor 100 according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing a part of an electrochemical capacitor 100 in an enlarged manner.
  • FIG. 3 is a partial cross-sectional view when 0 ⁇ a 1 is not satisfied and 0> a 1 is satisfied.
  • FIG. 4 A partial cross-sectional view when a1 and a2 are not satisfied and a1 ⁇ a2.
  • FIG. 5 is a view for explaining a method of forming an undercoat layer 113, 123 and a polarizing electrode layer 112, 122 on the surface of a current collector sheet 140. .
  • FIG. 6 is a view for explaining a method of extracting an electrode from a current collector sheet 140.
  • FIG. 7 An electrochemical capacitor 200 according to another preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 An electrochemical capacitor 200 according to another preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a partial cross-sectional view of an electrochemical capacitor 200 in a laminated state.
  • FIG. 9 is a view showing a state in which the undercoat layers 2 14 and 2 15 and the shim 2 11 b interfere with each other because of a l> a 2.
  • FIG. 10 is a schematic view showing the structure of a manufacturing apparatus 110 for an electrode for an electrochemical capacitor according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a schematic diagram for explaining a method for preparing a coating solution L1.
  • FIG. 12 is a schematic perspective view showing, in an enlarged manner, the vicinity of an application unit 110.
  • FIG. 13 is a view for explaining a method of cutting out an electrode for electrochemical capacitor 100 from a laminate 100 20.
  • FIG. 13A shows a laminate cut to a predetermined size.
  • FIG. 13 (b) is a schematic plan view of a laminate 10020 from which an electrode for electrochemical capacitor 110 is cut out, and
  • FIG. c) is a schematic plan view of the cut-out electrode 11010 for an electrochemical capacitor.
  • FIG. 14 is a schematic diagram for explaining a method for producing an electrochemical capacitor using the electrode for electrochemical capacitor 100.
  • FIG. 15 Method of cutting out electrodes for electrochemical capacitors by punching out laminates so that both uncoated areas can be used as extraction electrodes
  • FIG. 16 is a schematic diagram for explaining a method of forming an undercoat layer 107 and a polarizable electrode layer 110 18 on the surface of a current collector 110 16.
  • FIG. 17 is a view for explaining a method of extracting an electrode from a laminate 100 20 including an undercoat layer 107.
  • FIG. 18 is a schematic diagram for explaining a method of producing an electrochemical capacitor using the electrode for electrochemical capacitor 1030.
  • FIG. 6 is a partial cross-sectional view showing a state where 0s are stacked.
  • FIG. 20 Substantially disassembly and breakage of an electrochemical capacitor having a plurality of electrodes in which an undercoat layer 107 and a polarizable electrode layer 110 18 are formed on both surfaces of a current collector 110 16 It is a front view
  • FIG. 1 is an exploded perspective view showing a state before assembly of an electrochemical capacitor 100 according to a preferred embodiment of the present invention.
  • the electrochemical capacitor 100 includes a first electrode 110, a second electrode 120, and the first and second electrodes 110, 1 As a main element, a separator 130 sandwiched between 20 is included.
  • the first electrode 110 includes a current collector 111, a polarizing electrode layer 112, and an undercoat layer 113 provided between the current collector 111 and the current collector 111. Is provided with a lead electrode 111a.
  • the second electrode 120 is composed of a current collector 121, a polarizable electrode layer 122, and an undercoat layer 123 provided therebetween, 21 is provided with a lead electrode 1 2 1a.
  • the separator 130 has the first electrode 110 and the second electrode 120 arranged so that the polarizable electrode layer 112 and the polarizable electrode layer 122 face each other. Sandwiched between.
  • the separator 130 is sandwiched between the first and second electrodes 110 and 120, and then housed in a case (not shown), and the case is filled with an electrolyte solution. It is completed by doing.
  • the capacitor functions as a capacitor having the extraction electrode 111a as one terminal and the extraction electrode 121a as the other terminal.
  • the material of the current collectors 111 and 122 is not particularly limited as long as it is a good conductor capable of sufficiently transferring charges to the polarizable electrode layers 112 and 122, respectively.
  • the current collector material used for the electrochemical capacitor of the above for example, aluminum (A 1) can be used.
  • the thickness of the current collectors 111 and 121 is also not particularly limited, but in order to further reduce the size of the electrochemical capacitor, sufficient mechanical strength is required. It is preferable to set as thin as possible within the limit secured.
  • the thickness is preferably set to 20 / im or more and 50 ⁇ or less, and 20 ⁇ m As described above, it is more preferable to set it to 30 ⁇ or less.
  • the polarizable electrode layers 112, 122 are layers formed on 111, 121, respectively, and contribute to charge storage and discharge.
  • the polarizable electrode layers 112, 122 contain at least porous particles having electron conductivity as a constituent material thereof and a binder capable of binding the porous particles.
  • the content of the porous particles in the polarizable electrode layers 112 and 122 is 84 to 92% by mass based on the total amount of the polarizable electrode layers 112 and 122.
  • the content of the binder is preferably 6.5 to 16% by mass based on the total amount of the polarizable electrode layers 112 and 122.
  • the total amount 84 to 92% by weight of the porous particles, 6.5 to 1 6% by weight of the electron conduction of the binder and ⁇ 1. 5 mass 0/0 It is preferable to use a conductive auxiliary agent having a property.
  • the porous particles contained in the polarizable electrode layers 112 and 122 are not particularly limited as long as they are porous particles having electron conductivity that contributes to charge storage and discharge.
  • Activated carbon in the form of activated carbon As these activated carbons, phenol-based activated carbon, coconut palm activated carbon, and the like can be used.
  • the average particle size of the porous particles is preferably 3 to 20 ⁇ , and the BET specific surface area determined from the nitrogen adsorption isotherm using the ⁇ ⁇ ⁇ isotherm is preferably 1500 m 2 / g or less. Above, more preferably 2000 to 2500 m 2 Zg. If such porous particles are used, a high volume capacity can be obtained.
  • the binder contained in the polarizable electrode layers 112 and 122 is not particularly limited as long as it is a binder capable of binding the porous particles.
  • a binder capable of binding the porous particles For example, polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinyl fluoride Liden (PVDF), polyethylene (PE), polypropylene (PP), fluoro rubber, etc. can be used. These Among them, it is particularly preferable to use fluororubber. This is because the use of fluororubber makes it possible to sufficiently bind the porous particles even with a small content, thereby improving the coating strength of the polarizable electrode layers 112, 122. At the same time, the size of the double layer interface is improved, and the volume capacity can be improved.
  • fluorine rubber examples include vinylidene fluoride hexafluoropropylene rubber (VDF-HFP fluorine rubber), vinylidene fluoride hexafluorophenol rubber and propylene-tetrafluoroethylene rubber (VDF- HF P _T FE fluororubber, bilidenefluoride-pentafluoropropylene fluororubber (VDF-PFP fluororubber), bilidenefluoride pentafluoropropylene-tetrafluoroethylene Fluororubber (VDF- PFP- TFE fluororubber), vinylidene funoreolay Doper phnoreolomethinorevinyl ether-tetrafluoroethylene fluororubber (VDF_P FMVE- TFE fluororubber), vinylidene funoreo Lydrochloro Trifnoreo ethylene ethylene rubber (VDF—CTFE fluorine
  • the above-mentioned conductive additive optionally contained in the polarizable electrode layers 112, 122 is used between the current collectors 111, 121 and the polarizable electrode layers 112, 122.
  • the above-mentioned conductive additive optionally contained in the polarizable electrode layers 112, 122 is used between the current collectors 111, 121 and the polarizable electrode layers 112, 122.
  • Examples of the carbon black include acetylene black, keffene black, and furnace black. In the present invention, acetylene black is preferably used.
  • the average particle size of the carbon black preferred properly is 25 to 50 nm, as the BET specific surface area, preferably 50 m 2 Z g or more, more preferably 50 to 14 It is.
  • the thickness of the polarizable electrode layers 112, 122 is preferably 50 to 20 ⁇ from the viewpoint of reducing the size and weight of the electrochemical capacitor 1 ⁇ 0, More preferably, it is 80 to 150 / im.
  • the above-mentioned thickness means the maximum film thickness.
  • the undercoat layers 113, 1.23 are provided between the corresponding current collectors 111, 121 and the polarizable electrode layers 112, 122, respectively. Plays the role of giving As a material for the undercoat layer 113, 123, it is preferable to use a material having high conductivity in order to prevent an increase in resistance value.
  • conductive particles are bound to the conductive particles. It can be composed of possible binders.
  • the content of the conductive particles in the undercoat layer 113, 123 is 50 to 70% by mass based on the total amount of the undercoat layer 113, 123.
  • the content of the binder is 30 to 50% by mass based on the total amount of the undercoat layers 113 and 123.
  • the conductive particles contained in the undercoat layers 113, 123 can sufficiently transfer electric charges between the current collectors 111, 121 and the polarizable electrode layers 112, 122.
  • the particles have electron conductivity that can proceed, and examples thereof include particles made of a carbon material having electron conductivity.
  • Specific examples of the carbon material include carbon black and graphite. Is mentioned.
  • Examples of the carbon black include acetylene black, keffen black, furnace black and the like, and among them, acetylene black is preferably used.
  • the average particle size of the carbon black is preferably 25 to 50 nm, and the BET specific surface area is preferably 5 Om 2 Zg or more, more preferably 50 to L 4 Om 2 g.
  • Examples of the graphite include natural graphite, artificial graphite, expanded graphite, and the like.
  • artificial graphite is preferably used.
  • the average particle size of the graphite is preferably 4 to 6 ⁇ ,
  • the BET specific surface area is preferably at least 1 Om 2 Zg, more preferably 15 to 3 Om 2 / g.
  • the binder is not particularly limited as long as it is a material capable of binding the conductive particles, like the binder contained in the polarizable electrode layers 112 and 122.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • PE polyethylene
  • PP polypropylene
  • fluoro rubber etc.
  • fluororubber it is particularly preferable to use fluororubber. This is because if fluorocarbon rubber is used, the conductive particles can be sufficiently bound even with a small content, and furthermore, the current collector 11 or 12 and the polarizable electrode layer 11 1 This is because physical and electrical adhesion with 2 or 122 is improved.
  • the fluororubber the above-mentioned materials preferably exemplified as the binder contained in the polarizable electrode layers 112 and 122 can be used.
  • the thickness of the undercoat layer 113, 123 is set from the viewpoint of making the overall thickness as thin as possible and preventing the resistance of the electrodes 110, 120 from increasing. As long as the polarizable electrode layer 112 or 122 can be sufficiently bonded, it is desirable to be as thin as possible. Specifically, 0. 2 ⁇ or more, it is preferable that the 1 0 / m hereinafter.
  • the separator 130 allows the electrolyte solution to move between the polarizable electrode layers 112 and 122 while physically separating the polarizable electrode layers 112 and 122 from each other.
  • the separator 130 is preferably formed of an insulating porous material. For example, a laminate of a film made of polyethylene, polypropylene, or polyolefin, a stretched film of a mixture of the above resins, or a cell mouth, polyester And a nonwoven fabric made of at least one kind of constituent material selected from the group consisting of polypropylene and polypropylene.
  • the thickness of the separator 130 is not particularly limited, but is preferably at least 200 xm, more preferably at least 30 im and at most 100 ⁇ .
  • an electrolyte solution (aqueous electrolyte solution, an electrolyte solution using an organic solvent) used in a known electrochemical capacitor such as an electric double layer capacitor can be used.
  • the electrolytic solution is electrochemically low in decomposition voltage, so that the withstand voltage of the capacitor is limited to a low level. (Aqueous electrolyte solution).
  • the type of the specific electrolyte solution is not particularly limited, but is preferably selected in consideration of the solubility, dissociation degree of the solute, and the viscosity of the liquid, and has a high conductivity and a high potential window (high decomposition starting voltage) It is particularly desirable to use an electrolyte solution of A typical example is a solution in which a quaternary ammonium salt such as tetraethylammonium tetrafluoroborate is dissolved in an organic solvent such as propylene carbonate, diethylene carbonate, or acetonitrile. . In this case, it is necessary to strictly control the water content.
  • the electrochemical capacitor 100 having such a configuration preferably has an overall thickness (maximum film thickness) of 70 to 250 ⁇ m, and 100 to 180 ⁇ . Is more preferable. With such a thickness, the size and weight of the electrochemical capacitor 100 can be reduced.
  • FIG. 2 is a partial sectional view showing a part of the electrochemical capacitor 100 in an enlarged manner.
  • the distance between the end of the polarizing electrode layer 112 and the end of the undercoat layer 113 is ⁇ a 1 '', Assuming that the distance between the end of the polarizable electrode layer 1 1 2 and the end of the separator 130 is “a 2”, 0 a 1 ⁇ a 2 is set.
  • the distance between the end of 22 and the end of the undercoat layer 1 23 is denoted by “b 1”, and the distance between the end of the polarizable electrode layer 122 and the end of the separator 130 is denoted by “b 2”. ", It is set as 0 ⁇ bl ⁇ b2.
  • a in a1 takes a positive value when the end of the undercoat layer 113 is located outside the end of the polarizable electrode layer 112 (the state shown in FIG. 2).
  • the value of b1 is such that the end of the undercoat layer 123 is closer to the end of the polarizable electrode layer 122.
  • a 2 and b 2 correspond to the case where the end of the separator 130 is located outside the end of the polarizable electrode layer 112 and 122 (the state shown in FIG. 2). Take a positive look at
  • the ends of the undercoat layers 113 and 123 are located on the same or outer sides as the ends of the corresponding polarizable electrode layers 112 and 122, respectively, and both of the ends of the separator 1 It will be located inside the end of 30.
  • the undercoat layers 1 1, 1 2 3 always exist under the polarizable electrode layers 1 1, 1 2 2, the polarizable electrode layers 1 1 2 and 1 2 2 are peeled off. Does not occur.
  • the separator 130 is always interposed between the undercoat layer 113 and the undercoat layer 123, the undercoat layers may come into contact with each other, or the undercoat layer of one electrode and the other may be in contact with each other. No contact with the current collector of the electrode.
  • the separator 130 does not hinder the connection between the 121 a and the external circuit.
  • Fig. 2 shows the extraction electrodes 1 1 a, 1
  • FIG. 3 shows that 0 a 1 is not satisfied and 0> al (that is, the end of the undercoat layer 113 is located inside the end of the polarizable electrode layer 112).
  • such a problem is the same when 0 ⁇ b1 is not satisfied and 0> b1.
  • Fig. 4 shows that a1 and a2 are not satisfied and a1 ⁇ a2.
  • FIG. 4 is a partial cross-sectional view in a case where an end of the separator 130 is located inside an end of the undercoat layer 113. If a 1 ⁇ a 2 is not satisfied, as shown in FIG. 4, the end of the undercoat layer 1 13 directly faces the current collector 12 1 without the interposition of the separator 130. would. For this reason, the undercoat layer 113 may come into contact with the current collector 122 to cause a short circuit, thereby deteriorating the reliability of the product. Although not shown, such a problem is the same when b 1 and b 2 are not satisfied and b 1 ⁇ b 2.
  • the undercoat layer 1 1 There is also a possibility that short circuit may occur due to contact between 3 and the undercoat layer 1 2 3. Since the undercoat layers 113 and 123 have a predetermined thickness, contact between the undercoat layers occurs more easily than contact between the undercoat layer and the current collector. In other words, if a la 2 and b 1 b 2, the reliability of the product is particularly low.
  • the end of the separator 130 is inside the ends of the polarizable electrode layers 112 and 122, the polarizable electrode layer 112 and the polarizable electrode layer 122 are short-circuited. Needless to say, the end of the separator 130 needs to be located outside the ends of the polarizable electrode layers 112 and 122.
  • a1 and b1 are not particularly limited, but are preferably in the range of 0 to 0.5 mm. This is because when the thickness exceeds 0.5 mm, the area of the polarizable electrode layers 1 1, 1 2 and 2 decreases more than necessary, and as a result, the capacity decreases. To do that. On the other hand, considering the coating accuracy, it is possible to set a1 and b1 to 0.5 mm or less, which makes it possible to secure a high capacity.
  • a coating liquid as a material for the undercoat layers 113, 123 and a coating liquid as a material for the polarizable electrode layers 112, 122 are prepared.
  • the coating liquid used as the material of the undercoat layer 113, 123 is charged into the mixing device with the above-described conductive particles, binder, and liquid described below, and stirred.
  • the coating liquid serving as the material for the polarizable electrode layers 112, 122 is charged with the above-described porous particles, the binder 1, the liquid described below, and the above-described conductive auxiliary agent as necessary into a mixing device, Stir.
  • kneading means kneading the materials by stirring the liquid in a relatively high viscosity state
  • diiluting mixing means adding a solvent or the like to the kneaded liquid to relatively mix. It means to mix in a low viscosity state.
  • the operation time and the temperature during the operation are not particularly limited, but the kneading time is about 30 minutes to 2 hours and the temperature during the kneading is about 40 to 80 ° C in order to obtain a uniform dispersion state.
  • the dilution and mixing time is about 1 to 5 hours, and the temperature during the dilution and mixing is about 20 to 50 ° C. This makes it possible to prepare a coating liquid as a material for the undercoat layers 113, 123 and a coating liquid as a material for the polarizable electrode layers 112, 122.
  • the liquid is not particularly limited as long as it can dissolve or disperse the binder.
  • Ketone solvents such as 1 B can be used.
  • the amount of the liquid in the coating liquid is 600 to 600 parts by weight based on the total amount of solids in the coating liquid.
  • the amount is preferably 2000 parts by mass, and in the coating liquid used as the material for the polarizable electrode layers 112, 122, the amount is 200 to 400 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total solid content in the coating solution. Is preferred.
  • the contents of the conductive particles and the binder in the coating liquid used as the material of the undercoat layers 113 and 123 are described above based on the contents of the conductive particles and the binder after the formation of the undercoat layers 113 and 123. It is preferable to set them so as to fall within the specified range.
  • the content of the porous particles and the binder in the coating liquid as the material of the polarizable electrode layers 112 and 122 is determined by the amount of the porous particles and the binder after the polarizable electrode layers 112 and 122 are formed. Is preferably set to fall within the range described above.
  • the current collector sheet 140 is transported in one direction (from left to right in FIG. 5), and the undercoat layer is transferred.
  • the gravure cylinder 150 Is supplied from the gravure cylinder 150, and the coating liquid for the polarizable electrode layer is supplied from the gravure cylinder 160.
  • the gravure cylinder 160 since the gravure cylinder 160 is disposed downstream from the gravure cylinder 150, the undercoat layer 1 13 123 is formed, and the polarizable electrode layers 112, 122 are formed on top of it.
  • various known coating methods can be used without particular limitation. For example, a method such as an etastrusion lamination method, a doctor blade method, a gravure coating method, a reverse coating method, an applicator coating method, and a screen printing method can be employed.
  • the difference between the width W1 of the Daravia cylinder 150 and the width W2 of the gravure cylinder 160 is Oram, Wl—W2 ⁇ More preferably, it is 0.5 mm.
  • Wl—W2 ⁇ More preferably, it is 0.5 mm.
  • the exposed width (corresponding to a1 or b1) of the undercoat layer 113, 123 is at least one of the ends 171, 172. This is because it can be less than 0.5 mm.
  • W4-5 mm is set, the exposed width of the undercoat layers 113, 123 can be made 0.5 mm or less for both ends 171, 172.
  • the width W1 of the Daravia cylinder 150 and the width W2 of the Daravia cylinder 160 is too small, there is a high possibility that the polarizable electrode layers 112, 122 will protrude due to a shift in the application position. Therefore, considering the coating accuracy, it is particularly preferable to set 0.2 mm ⁇ W4-W2 ⁇ 0.5 mm. After the undercoat layers 113 and 123 and the polarizable electrode layers 112 and 122 are formed on the surface of the current collector sheet 140 in this manner, the dashed line 180 shown in FIG. By cutting this along the line, the first electrode 110 or the second electrode 120 shown in FIG. 1 is completed.
  • the separator 130 is housed in a case (not shown), and the case is filled with the electrolyte solution.
  • An electrochemical capacitor 1 ⁇ ⁇ with 1 1 a as one terminal and the extraction electrode 121 a as the other terminal is completed.
  • the polarizable electrode layers 112, 122 are roll-pressed or the like. By compressing 122 and increasing its density, it is possible to achieve such a thinner without reducing the capacity.
  • the electrochemical capacitor 100 having only one pair of polarizable electrode layers has been described above, the electrochemical capacitor to which the present invention can be applied is not limited to this.
  • the effect of the present invention is remarkable when a structure in which is laminated is adopted.
  • FIG. 7 is an exploded cross-sectional view of an electrochemical capacitor 200 according to another preferred embodiment of the present invention.
  • the electrochemical capacitor 200 is A plurality of first and second electrodes 210, 220 arranged in a plurality of electrodes, and a plurality of separators 230 arranged between adjacent electrodes, respectively. Therefore, if the first electrode 210 is an anode, the second electrode 220 is a force sword, and if the first electrode 210 is a force sword, the second electrode 220 is an anode. is there.
  • the first and second electrodes 210, 220 are respectively composed of current collectors 211, 221 and a polarizable electrode layer 211, 2 provided on one surface of the current collector.
  • the current collectors 2 1 1 and 2 2 1 are provided with extraction electrodes 2 1 1 a and 2 2 a, respectively, and the plurality of extraction electrodes 2 1 1 a are arranged so as to face in the same direction.
  • the plurality of extraction electrodes 222 a are arranged so as to face each other in the same direction different from the above direction.
  • the electrochemical capacitor 200 having such a configuration is completed by sandwiching the separator 230 between the adjacent electrodes, and then storing the separator 230 in a case (not shown), and filling the case with an electrolyte solution.
  • a shim 211b electrically connecting these and electrically holding the extraction electrode 211a is inserted.
  • a shim 22b that electrically connects them and mechanically holds the extraction electrode 22a is inserted.
  • the shims 2 l i b and 2 2 1 b have the function of conducting (connecting) between the extraction electrodes and adjusting the height.
  • any material having electrical conductivity and thickness accuracy may be used, and aluminum, stainless steel and the like are preferable.
  • the end of the polarizing electrode layer 2 12 (or 2 13) and the end of the undercoat layer 2 14 (or 2 15) If the distance between the end of the polarizable electrode layer 2 12 (or 2 13) and the end of the separator 230 is ⁇ a 2 '', then 0 ⁇ & 1 and & 2, and similarly, the end of the polarizable electrode layer 2 2 2 (or 2 2 3) and the undercoat
  • the distance between the edge of the layer 2 24 (or 2 25) is defined as “b 1”, and the distance between the edge of the polarizable electrode layer 2 2 (or 2 2 3) and the edge of the separator 2 30. Is set to “b 2”, 0 ⁇ b 1 ⁇ b 2 is set.
  • the ends of the undercoat layers 2 14, 2 15, 2 24, and 2 25 are connected to the ends of the corresponding polarizable electrode layers 2 1, 2 1 3, 2 2, 2 2 3 respectively. , Or both, and both are located inside the end of the separator 230. Therefore, it is possible to effectively prevent the occurrence of a short-circuit, as in the above-described embodiment, even though the number of places where a short-circuit is likely to occur is increased due to the laminated structure.
  • the undercoat layer 2 14 and 2 15 and the shim 2 11 b may interfere with each other, or the undercoat layer Since there is no interference between 224, 225 and the shim 221b, the desired shape can be maintained even when several hundreds of electrodes are laminated via the separator 230, for example. It is possible. On the other hand, for example, if a1> a2, as shown in FIG. 9, the undercoat layers 2 14 and 2 15 and the shim 2 11b may interfere with each other. In this case, when several hundred layers of electrodes are stacked, the entire thickness in this region increases by the thickness of the undercoat layers 214 and 215, and the desired shape cannot be maintained.
  • the present invention can obtain more remarkable effects when employing a structure in which a large number of polarizable electrode layers are stacked.
  • the electrode for an electrochemical capacitor manufactured according to the present invention can be used as an electrode for an electric double layer capacitor, and can be used for various electrochemical capacitors such as a pseudo capacitance capacitor, a shadow capacitor, and a redox capacitor. It can be used as an electrode. (Second embodiment)
  • FIG. 10 is a schematic view showing the structure of an apparatus for manufacturing an electrode for an electrochemical capacitor according to a preferred embodiment of the present invention.
  • the apparatus 600 for manufacturing an electrode for an electrochemical capacitor according to the present embodiment comprises a supply roll 600 around which a belt-shaped current collector 5 16 is wound, at a predetermined speed.
  • a coating section 6100, a drying section 6200, and a roll press section 6330 provided in this order between the first and second sections.
  • the application section 6100, the drying section 6200, and the roll press section 6300 are arranged from the upstream (supply roll 6101).
  • the electrochemical capacitor electrode manufacturing apparatus 600 is provided with a driving unit (driving means) 660 for adjusting the formation position of the coating film L2 in the width direction by the coating unit 610.
  • the operation of the driving unit 660 is controlled by an output signal 650 from the control unit 650.
  • the force “coating L 2” described below is an undried film that is the basis of the polarizable electrode layer 518, and in the present specification and claims, the undried coating and the dried
  • the coating film (polarizable electrode layer) is sometimes simply referred to as “polarizable electrode layer” without distinction.
  • the coating part 6 10 is provided with a coating liquid L 1, which is a material of the polarizable electrode layer 5
  • the coating section 6110 is provided with a knife coater (electrode coating) for coating the coating liquid L1 on the surface of the current collector 516 curved by the knockup mouth 611 and the knockup roll 611.
  • the current collector 516 supplied from the supply roll 601 is conveyed to the coating unit 610 via the guide port 603 and the tension port 604.
  • a coating L2 serving as a source of the polarizable electrode layer 518 is formed on one surface of the current collector 516.
  • the supply roll 601, the winding roll 602, the guide roll 603, and the tension roll 604 constitute a “transporting unit” of the current collector 516.
  • the material of the current collector 516 is not particularly limited as long as it is a good conductor that can sufficiently transfer charges to the polarizable electrode layer 518.
  • aluminum (A 1) can be used for the current collector material used for the electrode.
  • the thickness of the current collector 5 16 is not particularly limited, but in order to further reduce the size of the electrochemical capacitor, it is preferable to set the thickness as thin as possible as long as the mechanical strength is sufficiently secured. .
  • the thickness is preferably set to 20 ⁇ or more and 50 ⁇ m or less, It is more preferable to set it to / m or less. If the thickness of the current collector 16 made of aluminum (A 1) is set in this range, it is possible to achieve downsizing of the electrochemical capacitor while securing sufficient mechanical strength.
  • the coating liquid L1 is a liquid to be a material of the polarizable electrode layer 518, and can be adjusted by the following method. First, as shown in Fig. 11, the porous particles P1, the binder P2, the liquid S1, and the conductive additive P3 as needed are put into a mixing device C1 provided with a stirring section SB1. Stir.
  • the porous particle P1 is not particularly limited as long as it is a porous particle having electron conductivity that contributes to charge storage and discharge, and examples thereof include granular or fibrous activated carbon.
  • activated carbons phenol-based activated carbon, coconut palm activated carbon, or the like can be used.
  • the average particle diameter of the porous particles is preferably 3 to 20 ⁇ , and the BET specific surface area determined by using a BET isotherm from a nitrogen adsorption isotherm is preferably 150 Om 2 Zg or more, more preferably is a 2000 ⁇ 2 5 00m 2 Zg. By using such porous particles, a high volume capacity can be obtained. Is possible.
  • the binder P2 is not particularly limited as long as it is a binder capable of binding the porous particles P1, and examples thereof include polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), and polyethylene (PE). , Polypropylene (PP), fluorine rubber and the like can be used. Among them, it is particularly preferable to use fluororubber. This is because the use of fluororubber makes it possible to sufficiently bind the porous particles P1 even with a small content, thereby improving the coating strength of the polarizable electrode layer 108 and improving the coating strength. This is because the size of the multilayer interface is improved, and the volume capacity can be improved.
  • fluororubber examples include vinylidenefluorhexafluoropropylene-based fluorororubber (VD F—HFP-based fluororubber), vinylidenefluorenolide hexafenoleo- mouth propylene-tetraphenylolethylene-based fluororubber (VD F-HF P- TFE-based fluoro rubber), vinylidene phenolic fluoropentane fluoro rubber (VDF-PFP-based fluoro rubber), vinylidene phenolic fluoropentane Polyethylene-based fluoro rubber (VDF-PFP-TFE-based fluoro rubber), vinylidenefluoride-perfluoromethylvinyl ethenolate tetraphenylene ethylene-based fluoro rubber (VDF-P FMVE-T FE-based Fluorine rubber), vinylidenefluorine dichloro trifrenole mouth ethylene fluoro rubber (VDF-CTFE fluor
  • the conductive auxiliary agent P 3 is not limited as long as it has an electronic conductivity that can sufficiently transfer the charge between the current collector 5 16 and the polarizable electrode layer 5 18.
  • examples include carbon black.
  • Examples of the car pump rack include acetylene black, keffene black, and furnace black.
  • acetylene black is preferably used.
  • the average particle size of carbon black is 25 to 50 nm, and the BET specific surface area is preferably 5 O m 2 , g or more, more preferably 50 to 140 m 2 Z g.
  • the liquid S 1 is not particularly limited as long as it can dissolve or disperse the binder P 2.
  • a ketone solvent such as methyl ethyl ketone (MEK) or methyl isobutyl ketone (MIBK) may be used. it can.
  • the blending amount of the liquid S1 in the coating liquid L1 is preferably from 200 to 400 parts by mass with respect to the total solid content of 10 to 0 parts by mass in the coating solution L1.
  • the content of the porous particles ⁇ 1 in the coating solution L1 is based on the total amount of the porous particles 11 after forming the polarizable electrode layer 518, based on the total amount of the polarizable electrode layer 518. Is preferably set to be 84 to 92% by mass. Further, the content of the binder ⁇ 2 is such that the content of the binder ⁇ 2 after forming the polarizable electrode layer 518 is 6.5 to 16% by mass based on the total amount of the polarizable electrode layer 518. It is preferable that the setting is made as follows.
  • the porous material particles 1 after the formation of the polarizable electrode layer 518, the porous material particles 1 have 84 to 92 mass based on the total amount of the polarizable electrode layer 518. / 0 , the binder ⁇ 2 is 6.5 to 16% by mass, and the conductive auxiliary agent 3 is preferably 0 to 1.5% ° / 0 .
  • the preparation of the coating liquid L1 preferably includes a kneading operation and / or a dilution mixing operation.
  • kneading means kneading the materials by stirring the liquid in a relatively high viscosity state
  • diluting and mixing means adding a solvent or the like to the kneaded liquid. This means that they are mixed in a relatively low viscosity state.
  • the time and temperature for these operations are not particularly limited, but the kneading time is about 30 minutes to 2 hours and the temperature during kneading is about 40 to 80 ° C in order to obtain a uniform dispersion state.
  • the dilution and mixing time is about 1 to 5 hours, and the temperature during dilution and mixing is preferably about 20 to 50 ° C.
  • the drying section 62 is a section for removing the liquid S1 contained in the coating film L2.
  • the apparatus 600 for manufacturing an electrode for an electrochemical capacitor according to the present embodiment includes two dryers 6 2 1 and 6 2 2 arranged so as to sandwich the current collector 5 16. Liquid contained in coating film L 2 due to heating by 6 2 1 and 6 2 2 S 1 is removed to form the polarizable electrode layer 5 18. As a result, the polarizable electrode layer 518 is formed on the surface of the current collector 516. However, in this state, the density of the polarizable electrode layer 518 is low, and a high volume capacity cannot be obtained in this state.
  • the roll press section 630 is a section for compressing the polarizable electrode layer 618 in order to increase the volume capacity thereof.
  • the first roller 631 disposed on the polarizing electrode layer 518 side and the second roller 631 disposed on the current collector 516 side are disposed.
  • the laminated body 5200 is roll-pressed by the rollers 631 and 632 to compress the polarizable electrode layer 518 included in the laminated body 5220.
  • a concavo-convex pattern is provided on the surface of the first roller 631, which is disposed on the side of the polarizable electrode layer 518, the polarizability passing through the roll press section 630 The concavo-convex pattern is transferred to the surface of the electrode layer 518, whereby the polarizable electrode layer 518 can be effectively compressed.
  • the laminate 520 on which such roll pressing is completed is wound around a take-up roll 602.
  • FIG. 12 is a schematic perspective view showing the vicinity of the application section 610 in an enlarged manner.
  • the knife coater 6 12 included in the application section 6 10 has a width of the current collector 5 16 on a belt-shaped current collector 5 16 conveyed in the longitudinal direction D 1.
  • a coating L2 having a predetermined width serving as a base of the polarizing electrode layer 518 is formed such that the uncoated region 516a is left at both ends in the direction.
  • W 1 and W 2 these relationships are set to W l> W 2, whereby the coating section 6 10
  • a coating film L2 is formed substantially at the center, leaving an uncoated area 516a.
  • the optical sensor 640 disposed downstream of the coating section 6100 detects the boundary position between the coating film L2 and one of the uncoated areas 516a, and an output indicating the detection result is provided.
  • the force signal 641 is supplied to the control unit 650 as described above.
  • Such a boundary detection operation by the optical sensor 640 may be referred to as a “detection step”.
  • the control unit 650 which has received the output signal 640 from the optical sensor 640, controls the driving unit 660 by generating the output signal 655 based on the output signal 640, As a result, feedback is performed so that the boundary position becomes a predetermined position. That is, when the boundary position is deviated from the predetermined position in the direction R shown in FIG. 12, the drive unit 660 changes the position of the knife coater 6 12 to the direction R by 180. ° Shift in the opposite direction L, and conversely, when the above boundary position is shifted from the predetermined position in the direction L shown in FIG. Shift the position in direction R. Thereby, the boundary position is substantially fixed at a predetermined position.
  • Such feedback control is most preferably performed in real time, but can also be performed periodically.
  • the feedback control is performed periodically, it is preferable to determine the control cycle in consideration of the transport speed of the current collector 516, for example, when the current collector 516 transports about lm in the length direction. What is necessary is just to set so that feedback control is performed each time it is performed.
  • the width of the uncoated area 516a is substantially fixed to a desired value.
  • W1 of the current collector 516 and the width W2 of the coating L2 have predetermined values, when the width of the uncoated area 516a is W3, W3
  • the laminated body 520 wound around the take-up roll 50 is cut into a predetermined size, and as shown in FIG.
  • the electrode for electrochemical capacitor 510 is completed as shown in FIG. 13 (c).
  • FIG. 13 (c) if a part of the current collector 5 16 not covered by the polarizable electrode layer 5 18 is taken out at the same time, it can be used as the extraction electrode 5 12 Becomes possible.
  • the polarizable electrode layer 51 is controlled by feedback control.
  • the desired length of the extraction electrode 5 12 corresponding to this is also desired. It becomes possible.
  • at least two electrodes 510 for electrochemical capacitors prepared as shown in FIG. 14 are prepared, and these two electrodes 510 for electrochemical capacitors are used so that the polarizable electrode layers 518 face each other.
  • the separator is housed in a case (not shown), and the case is filled with an electrolyte solution to complete the electrochemical capacitor.
  • the separator 540 is preferably formed of an insulating porous material.
  • an insulating porous material for example, a laminate of a film made of polyethylene, polypropylene, or polyolefin, a stretched film of a mixture of the above resins, or cellulose, A fibrous nonwoven fabric made of at least one kind of constituent material selected from the group consisting of polyester and polypropylene can be used.
  • an electrolyte solution (an aqueous electrolyte solution or an electrolyte solution using an organic solvent) used in a known electrochemical capacitor such as an electric double layer capacitor can be used.
  • the electrolytic solution is electrochemically low in decomposition voltage and the withstand voltage of the capacitor is limited to a low level. Therefore, an electrolytic solution using an organic solvent (a non-aqueous electrolyte solution) is used. ) Is preferable.
  • the type of the specific electrolyte solution is not particularly limited, it is preferable to select in consideration of the solubility of the solute, the degree of dissociation, and the viscosity of the solution, and the electrolyte having a high conductivity and a high potential window (high decomposition starting voltage). Particularly desirable is a solution.
  • a typical example is a solution in which a quaternary ammonium salt such as tetraethylammonium tetrafluoroborate is dissolved in an organic solvent such as propylene carbonate, diethylene carbonate, and acetonitrile. In this case, it is necessary to strictly control the water content.
  • the boundary between the coating film L2 that is the base of the polarizable electrode layer 518 and one uncoated region 516a The position is detected by the optical sensor 640, and the position in the width direction of the knife coater 612 is feedback-controlled based on this, so that the formation position of the polarized electrode layer 518 is controlled with high precision. It is possible to do. As a result, even when a part of the current collector 516 is used as the extraction electrode 521, the assembly can be performed. It is possible to secure as large a capacity as possible without compromising ease of use.
  • the position of the polarizable electrode layer 518 should be controlled by changing the position of the current collector 516 itself by moving the position of the supply roll 601 in the width direction by feedback control. Is also possible. However, it is difficult to make the distance between the supply roll 601 and the application section 6 10 extremely short. Therefore, when the position of the current collector 5 16 itself is changed, the optical sensor 6 4 The response to signal 6 4 1 from 0 will be very poor.
  • the knife coater 612 for forming the polarizer electrode layer 518 is moved in the width direction instead of the current collector 516. The response to the output signal 641 of the current collector is good, and therefore, even if the current collector 516 is conveyed at a high speed, it is possible to control the formation position of the polarizable electrode layer 518 with high accuracy. Become.
  • both uncoated areas 5 16a are substantially matched by feedback control, as shown in FIG. 15, both uncoated areas 5 16a are drawn out as electrodes 5 12. Even when the laminated body 5200 is punched out so that it can be used, the width of each of the extracted electrodes 512 of the electrode 510 for the extracted electrochemical capacitor can be made substantially constant.
  • the effect of the present invention is particularly remarkable when an undercoat layer serving as a bonding layer is provided between the current collector 516 and the polarizable electrode layer 518.
  • the material of the undercoat layer it is preferable to use a material having high conductivity in order to prevent an increase in the resistance value. be able to.
  • the conductive particles include particles made of a carbon material having electron conductivity, and specific examples of the carbon material include carbon black and graphite.
  • Examples of the carbon black include acetylene black, keffen black, furnace black and the like, and among them, acetylene black is preferably used.
  • the average particle size of the carbon black is preferably 25 to 50 nm, and the BET specific surface area is preferably 50 m 2 / g or more, more preferably. Or 50 to 140 m 2 / g.
  • Examples of the graphite include natural graphite, artificial graphite, expanded graphite, and the like.
  • artificial graphite is preferably used.
  • the average particle size of the graphite is preferably 4 to 6 ⁇ , and the BET specific surface area is preferably 1 Om 2 / g or more, more preferably 15 to 3 ⁇ m. It is. By using such a graphite, it becomes possible to impart excellent electron conductivity to the undercoat layer, and the internal resistance tends to be sufficiently reduced.
  • the binder is not particularly limited as long as it is a material capable of binding conductive particles, like the binder contained in the polarizable electrode layer 18.
  • a material capable of binding conductive particles like the binder contained in the polarizable electrode layer 18.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • PVDF polyfluorinated Vinylidene
  • PE polyethylene
  • PP polypropylene
  • fluoro rubber etc.
  • fluororubber it is particularly preferable to use fluororubber. This is because if fluorocarbon rubber is used, it is possible to sufficiently bind the conductive particles even with a small content, and furthermore, the physical and electrical connection between the current collector 5 16 and the polarizable electrode layer 5 18 This is because the electrical adhesion is improved.
  • the fluororubber the above-mentioned materials preferably exemplified as the binder contained in the polarizable electrode layer 518 can be used.
  • FIG. 16 is a schematic diagram
  • the belt-shaped current collector 516 is transported in the longitudinal direction D1 while the knife coater located on the upstream side (undercoat coating means)
  • An undercoat layer 517 is formed by applying a coating liquid for the undercoat layer by 670, and subsequently, a polarizable electrode layer 518 by a knife coater (electrode applying means) 612 located on the downstream side.
  • a polarizable electrode layer 518 is formed on the undercoat layer 517 by applying a coating solution for the varnish.
  • the drying section for drying each coating film is omitted.
  • the coating liquid employed by the undercoat can be prepared by stirring the conductive particles and the binder, which are the materials of the undercoat layer, in the liquid S1 described above. It is preferable that the preparation of the coating solution for the undercoat layer also includes a kneading operation and / or a dilution mixing operation.
  • the boundary between the coated area and the uncoated area of the undercoat layer 517 is detected by the optical sensor (detection means) 680, and the feedback control based on this detects the drive section (drive means) 6 90
  • the position of the coating portion 670 in the width direction is controlled using the optical sensor 640, and the boundary between the coating region and the non-coating region of the polarizing electrode layer 518 is detected by the optical sensor 640, and the drive is performed by feedback control based on this
  • ⁇ 660 By controlling the position in the width direction of the coating section 6 10 using ⁇ 660, it is possible to control the coating positions of the undercoat layer 5 17 and the polarizable electrode layer 5 18 with high precision. .
  • the difference between the coating width W4 of the coating section 51 70 and the coating width W2 of the coating section 6 10 is preferably W4-W2 ⁇ 1.0 mm, and W4-W2 ⁇ 0.5 mm. Is more preferred.
  • W4—W2 ⁇ l.Oram the exposed width of the undercoat layer 5 17 can be set to 0.5 mm or less for at least one of the ends 5 17a and 5 17b. This is because if W4-5 mm is set, the exposed width of the undercoat layer 517 can be set to 0.5 mm or less for both ends 517a and 517b.
  • the exposed width of the undercoat layer 517 be 0.5 mm or less. If the exposed width exceeds 0.5 mm, the area of the polarizable electrode layer 518 is reduced more than necessary. This is because the capacity decreases. On the other hand, if the feedback control according to the present invention is performed, it is sufficiently possible to set the exposure width to 0.5 mm or less. As a result, a high capacity can be secured.
  • FIG. 19 is a partial cross-sectional view showing a state in which the electrodes 5300 for electrochemical capacitors are stacked with a separator 540 interposed therebetween.
  • the distance between the end of the polarizable electrode layer 5 18 and the end of the undercoat layer 5 17 is defined as “a 1”.
  • the value of al can be set to a very small value (preferably 0.5 mm or less). Therefore, it is easy to set 0 ⁇ a1 and a2.
  • the value of a 1 is a positive value when the end of the undercoat layer 517 is located outside the end of the polarizable electrode layer 518 (the state shown in FIG. 19).
  • the value of a 2 takes a positive value when the end of the separator 540 is located outside the end of the polarizable electrode layer 518 (the state shown in FIG. 19).
  • the ends of the undercoat layer 517 are located at the same or outer sides as the ends of the corresponding polarizable electrode layers 518, and both are located inside the ends of the separator 540. Will be located.
  • the undercoat layer 517 always exists below the polarizable electrode layer 518, the polarizable electrode layer 5 No peeling of 18 occurs.
  • the separator 40 is always interposed between the upper and lower undercoat layers 5 17, the undercoat layers may come into contact with each other or the undercoat layer 5 17 of one electrode and the current collector of the other electrode. There is no contact with 5 16.
  • the undercoat layer 517 is provided between the current collector 516 and the polarizable electrode layer 518, the undercoat layer 517 and the polarizable electrode layer 518 are fed back. If the application position is controlled while controlling, in addition to the effect of the above-described embodiment, it is also possible to effectively prevent the occurrence of short-circuit failure due to the undercoat layer 517.
  • the undercoat layer 517 and the polarizable electrode layer 518 can be accurately aligned, and as a result, a sufficient capacity can be obtained. It is possible to effectively prevent the occurrence of short-circuit failure while securing the same.
  • the knife coat method is used to form the coating film that is the basis of the polarizable electrode layer.
  • the etast lumination lamination method, the doctor blade method, Other methods such as a gravure coating method, a reverse coating method, an applicator coating method, a screen printing method, and a die coating method can be used.
  • the polarizable electrode layer 5 18 is formed such that the uncoated areas 5 16 a remain at both ends in the width direction of the current collector 5 16. However, it is not essential to form the uncoated areas 516a at both ends of the current collector 516, and at least one of them is formed. It is sufficient to form an uncoated area 5 16 a at the end. When the uncoated region 516a is formed only at one end, the optical sensor 640 may detect the boundary position at the end. Further, in the apparatus for manufacturing an electrode for an electrochemical capacitor according to the present invention, as shown in the apparatus shown in FIG. 10, the coating section 610, the drying section 620 and the roll press section 630 are continuously and integrally formed.
  • the configuration is arranged in any of the devices, and an aggregate of two or more devices may be used as long as the above order is secured.
  • the sheet-shaped current collector 516 that has passed through the drying unit 620 may be temporarily wound, and roll-pressed by another device having a roll press unit.
  • the undercoat layer 5 17 is first formed by using the apparatus shown in FIG. 10, and once wound into a roll, the coating film L 2 is formed on the undercoat layer 5 17 by using the same apparatus. It may be formed. Also in this case, the application widths W2 and W4 and the unapplied area widths W and W5 may be controlled as in the above embodiment. Further, the roll press after the application may be performed by another device as described above.
  • the electrode for an electrochemical capacitor manufactured according to the present invention can be used as an electrode for various types of electrochemical capacitors such as a pseudo-capacitance capacitor, a pseudo capacitor, a redox capacitor, etc., in addition to an electrode for an electric double layer capacitor. It is possible to use.
  • an electrochemical capacitor in which a short circuit via an undercoat layer is prevented. Further, it is possible to provide a method for manufacturing an electrode for an electrochemical capacitor and a device for manufacturing an electrode for an electrochemical capacitor, which can control the formation position of the polarizable electrode layer with high accuracy.

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Abstract

集電体１１１，１２１、分極性電極層１１２，１２２集電体と分極性電極層とを接着するアンダーコート層１１３，１２３をそれぞれ含む第１及び第２の電極と、分極性電極層１１２，１２２同士が向き合うように、第１及び第２の電極間に挟まれたセパレータ１３０とを備え、アンダーコート層１１３，１２３の端部は、それぞれ対応する分極性電極層１１２，１２２の端部と同じか外側に位置しており、且つ、いずれもセパレータ１３０の端部よりも内側に位置したことを特徴とする電気化学キャパシタ。これにより、分極性電極層が集電体から剥離が防止され、さらに、アンダーコート層同士が接触、一方の電極のアンダーコート層と他方の電極の集電体とが接触を防ぐことができる。

Description

明細書 電気化学キャパシタ、電気化学キャパシタ用電極の製造方法及び電気化学 キャパシタ用電極の製造装置
[技術分野]
本発明は、 電気化学キャパシタに関し、 特に、 電極にアンダーコート層が 設けられた電気化学キャパシタに関する。 また、 電気化学キャパシタ用電極の製 造方法及び電気化学キャパシタ用電極の製造装置に関し、 特に、 分極性電極層の 形成位置を高精度に制御可能な電気化学キャパシタ用電極の製造方法及び電気化 学キャパシタ用電極の製造装置に関する。
[背景技術]
電気二重層キャパシタをはじめとする電気化学キャパシタは、小型化、軽 量化が容易に可能であるため、 例えば、 携帯機器 （小型電子機器） 等の電源のバ ックアップ用電源、 電気自動車やハイプリッド車向けの補助電源等として期待さ れており、 その性能向上のための様々な検討がなされている。 電気化学キャパシ タは、 通常、 集電体とその上に形成された分極性電極層を含む電極 （電気化学キ ャパシタ用電極） によってセパレータを挟み込んだ積層した構造を有しており、 電気自動車用電源のように大容量が要求される場合には、 セパレータを介してこ れら電極を多数積層した構造を採用すること一般的である（特許文献 1、 2参照）。
[特許文献 1]特開 2001— 250 742号公報
[特許文献 2]特開 2001— 284 1 84号公報
電気化学キャパシタの容量は、電極に含まれる分極性電極層の面積に大き く依存するために、 電気化学キャパシタの容量を増大するためには分極性電極層 の面積をできる限り広く設定することが好ましい。
しかしながら、集電体の一部は引き出し電極等として使用されることがあ り、 この場合、 分極性電極層の面積を広く設定しすぎると、 引き出し電極として 利用可能な面積が不足し、電気化学キャパシタの組み立てが困難となってしまう。 したがって、 組み立ての容易さを損なうことなく、 できる限り大きな容量を確保 するためには、 集電体上における分極性電極層の形成位置を高精度に制御するこ とが重要である。 .
一方、電気化学キャパシタに用いられている電極には、集電体と分極性電 極層との密着強度を高めるため、 これらの間に接着層であるアンダーコート層が 設けられることがある。 このようなアンダーコート層は、 抵抗値の増大を防止す ベく、導電性の高い材料が用いられることが一般的である。アンダーコート層は、 集電体層と分極性電極層を接着するための層であることから、 アンダーコート層 を設ける領域は分極性電極層を設ける領域と同じか、 これにより広く設定する必 要がある。
[発明の開示]
しかしながら、分極性電極層に対してアンダーコート層を設ける領域が広 すぎると、 アンダーコート層の露出部分が大きくなり、 その結果、 隣り合う電極 のアンダーコート層同士が接触したり、 アンダーコート層と隣の集電体層とが接 触し、 ショート不良を招くおそれがあった。 このような問題は、 セパレータを介 して電極を多数積層した構造を採用する場合、 特に重要な問題となる。 したがつ て、 アンダーコート層を用いる場合、 分極性電極層の形成位置はより高精度に制 御する必要がある。
したがって、本発明の目的は、 アンダーコート層を介したショートが防止 された電気化学キャパシタを提供することである。
さらに、本発明の目的は、分極性電極層の形成位置を高精度に制御可能な 電気化学キャパシタ用電極の製造方法及び電気化学キャパシタ用電極の製造装置 を提供することである。
[課題を解決するための手段]
本発明の電気化学キャパシタは、集電体、分極性電極層及び前記集電体と 前記分極性電極層とを接着するアンダーコート層をそれぞれ含む第 1及び第 2の 電極と、 前記分極性電極層同士が向き合うように、 前記第 1及び第 2の電極間に 挟まれたセパレータとを備え、 前記アンダーコート層の端部は、 それぞれ対応す る分極性電極層の端部と同じか外側に位置しており、 且つ、 いずれも前記セパレ 一タの端部よりも内側に位置していることを特徴とする。
本発明によれば、アンダーコート層の端部が分極性電極層の端部と同じか 外側に位置していることから、 分極性電極層と集電体との間には必ずァンダーコ ート層が存在することになる。 これにより、 分極性電極層が集電体から剥離する 可能性が非常に低くなる。 しかも、 アンダーコート層の端部がセパレータの端部 よりも内側に位置していることから、第 1の電極に含まれるアンダーコート層と、 第 2の電極に含まれるアンダーコート層との間には、 必ずセパレータが介在する ことになる。 これにより、 アンダーコート層同士が接触することや、 一方の電極 のアンダーコート層と他方の電極の集電体とが接触することもない。以上により、 分極性電極層の剥離やショートの発生が効果的に防止されることから、 高い信頼 性を確保することが可能となる。 上記の条件は、 第 1及び第 2の電極の全ての端 部 （全外周） において満たされていることが好ましい。
また、前記集電体はいずれも引き出し電極を有しており、前記セパレータ の端部は前記引き出し電極の端部よりも内側に位置していることが好ましい。 こ れによれば、 引き出し電極と外部回路との接続においてセパレータが障害となる ことがない。 また、 同電位となる複数の引き出し電極間にシムを介在させる場合 にも、 シムとアンダーコート層とが干渉しにくくなり、 電気化学キャパシタ全体 の形状を正しく保つことが可能となる。
また、前記アンダーコート層の端部と、対応する分極性電極層の端部との 距離が 0 . 5 mm以下であることが好ましい。 これは、 上記の距離が 0 . 5 mm を超えると分極性電極層の面積が必要以上に減少し、 その結果、 容量が減少する ためである。
本発明の他の側面による電気化学キャパシタは、複数のセパレータと、前 記セパレータを介して交互に配置された複数の第 1及び第 2の電極を備え、 前記 第 1及び第 2の電極は、 引き出し電極を有する集電体、 前記集電体の両面に設け られた分極性電極層及び前記集電体と前記分極性電極層とを接着するアンダーコ 一ト層をそれぞれ含み、 前記アンダーコート層の端部は、 それぞれ対応する分極 性電極層の端部と同じか外側に位置しており、 且つ、 いずれも前記セパレータの 端部よりも内側に位置していることを特徴とする。 本発明によれば、 大容量を実 現しつつ、 分極性電極層の剥離やショートの発生を効果的に防止することが可能 となる。
また、 前記第 1の電極に含まれる複数の引き出し電極間、 並びに、 前記第 2の電極に含まれる複数の引き出し電極間にそれぞれ配置されたシムをさらに備 えていることが好ましい。 このようなシムを備える場合であっても、 本発明では シムとアンダーコート層とが干渉しにくく、 その結果、 電気化学キャパシタ全体 の形状を正しく保つことが可能となる。
さらに、本発明による電気化学キャパシタ用電極の製造方法は、長さ方向 に搬送される帯状の集電体上に、 前記集電体の幅方向における少なくとも一方の 端部に未塗布領域が残されるよう、所定幅の分極性電極層を塗布する塗布工程と、 前記集電体上における前記分極性電極層の塗布領域と前記未塗布領域との境界位 置を検出する検出工程とを備え、 前記検出工程による検出結果に基づき、 前記境 界位置が所定の位置となるよう、 前記塗布工程に対してフィ一ドバック制御を行 うことを特徴とする。
本発明によれば、境界位置が所定の位置となるよう塗布工程に対してフィ 一ドパック制御を行っていることから、 分極性電極層の形成位置を高精度に制御 することが可能となる。 これにより、 集電体の一部を引き出し電極として使用す る場合であっても、 組み立ての容易さを損なうことなく、 できる限り大きな容量 を確保することが可能となる。
また、前記塗布工程では、前記集電体の幅方向における両方の端部に未塗 布領域が残されるよう前記分極性電極層を塗布し、 前記フィードバック制御によ りこれら両方の未塗布領域の幅を実質的に一致させることが好ましい。 これによ れば、 両方の未塗布領域を引き出し電極として使用可能に集電体と分極性電極層 の積層体を打ち抜いた場合でも、 取り出した電気化学キャパシタ用電極の各引き 出し電極の幅を実質的に一定とすることが可能となる。
本発明による電気化学キャパシタ用電極の製造装置は、帯状の集電体を長 さ方向に搬送する搬送手段と、 前記集電体の幅方向における少なくとも一方の端 部に未塗布領域が残されるよう、 前記集電体上に所定幅の分極性電極層を塗布す る電極塗布手段と、 前記集電体上における前記分極性電極層の塗布領域と前記未 塗布領域との境界位置を検出する検出手段と、 前記電極塗布手段を前記集電体の 幅方向に駆動する駆動手段と、 前記検出手段による前記境界位置の検出結果に基 づいて、 前記駆動手段をフィードバック制御する制御手段とを備えることを特徴 とする。 本発明においても、 境界位置が所定の位置となるよう電極塗布手段を駆 動する駆動手段に対してフィードバック制御を行っていることから、 分極性電極 層の形成位置を高精度に制御することが可能となる。
また、前記電極塗布手段は、前記集電体の幅方向における両方の端部に未 塗布領域が残されるよう、 前記集電体上に前記分極性電極層を塗布することが好 ましい。 これによれば、 両方の未塗布領域を引き出し電極として使用可能に集電 体と分極性電極層の積層体を打ち抜くことが可能となる。
また、本発明による電気化学キャパシタ用電極の製造装置は、前記電極塗 布手段の上流側に設けられ、 前記集電体の幅方向における少なくとも一方の端部 にアンダーコート層の未塗布領域が残されるよう、 前記集電体上に所定幅のアン ダーコ一ト層を塗布するアンダーコート塗布手段をさらに備えることが好ましく、 前記集電体上における前記アンダーコート層の塗布領域と前記アンダーコート層 の前記未塗布領域との境界位置を検出する他の検出手段と、 前記アンダーコート 塗布手段を前記集電体の幅方向に駆動する他の駆動手段とをさらに備え、 前記制 御手段は、 前記他の検出手段による前記境界位置の検出結果に基づいて、 前記他 の駆動手段をフィードバック制御することがよりに好ましい。 この場合、 前記電 極塗布手段は、 前記アンダーコート層の未塗布領域に前記分極性電極層を塗布す ることなく、 前記アンダーコート層の塗布領域上に前記分極性電極層を塗布する ことが好ましい。 これによれば、 分極性電極層とアンダーコート層との位置関係 についても高精度に制御することができることから、 分極性電極層に剥がれが生 じることや、アンダーコート層を介してショート不良が発生することもなくなる。
[発明の効果]
このように、本発明によれば、 電気化学キャパシタにおいて、 分極性電極 層の剥離やショートの発生が効果的に防止され、 これにより、 高い信頼性を確保 することが可能となる。 また、 本発明によれば、 検出された境界位置に基づき分 極性電極層の形成位置をフイードバック制御していることから、 分極性電極層の 形成位置を高精度に制御することが可能となる。 これにより、 集電体の一部を引 き出し電極として使用する場合であっても、組み立ての容易さを損なうことなく、 できる限り大きな容量を確保することが可能となる。 また、 アンダーコート層を 用いる場合には、 分極性電極層に剥がれが生じることや、 アンダーコート層を介 してショート不良が発生することがなくなる。 [図面の簡単な説明]
[図 1 ]本発明の好ましい実施形態による電気化学キャパシタ 1 0 0の組 み立て前の状態を示す分解斜視図である。
[図 2 ]電気化学キャパシタ 1 0 0の一部を拡大して示す部分断面図であ る。
[図 3 ] 0≤ a 1が満たされておらず、 0 > a 1となっている場合における 部分断面図である。
[図 4 ] a 1く a 2が満たされておらず、 a 1≥ a 2となっている場合にお ける部分断面図である。
[図 5 ]集電体シ一ト 1 4 0の表面にアンダーコート層 1 1 3 , 1 2 3及び 分極性電極層 1 1 2 , 1 2 2を形成する方法を説明するための図である。
[図 6 ]集電体シ一ト 1 4 0から電極を取り出す方法を説明するための図 である。
[図 7 ]本発明の好ましい他の実施形態による電気化学キャパシタ 2 0 0 の分解断面図である。
[図 8]積層状態における電気化学キャパシタ 2 0 0の部分断面図である。
[図 9] a l > a 2となっているためにアンダーコート層 2 1 4， 2 1 5と シム 2 1 1 bが干渉している状態を示す図である。
[図 1 0]本発明の好ましい実施形態による電気化学キャパシタ用電極の 製造装置 1 1 0 0の構造を示す概略図である。
[図 1 1]塗布液 L 1の調製方法を説明するための模式図である。
[図 1 2]塗布部 1 1 1 0近傍を拡大して示す略斜視図である。
[図 1 3]積層体1 0 2 0から電気化学キャパシタ用電極 1 0 1 0を切り 出す方法を説明するための図であり、 図 1 3 (a) は所定の大きさに切断された 積層体 1 0 2 0の略平面図であり、 図 1 3 (b) は、 電気化学キャパシタ用電極 1 0 1 0が切り出された積層体 1 0 2 0の略平面図であり、 図 1 3 (c) は、 切 り出した電気化学キャパシタ用電極 1 0 1 0の略平面図である。
[図 1 4]電気化学キャパシタ用電極 1 0 1 0を用いて電気化学キャパシ タを作成する方法を説明するための模式図である。
[図 1 5]両方の未塗布領域 1 0 1 6 aを引き出し電極 1 0 1 2として使 用可能に積層体 1 0 2 0を打ち抜くことにより、 電気化学キャパシタ用電極 1 0 1 0を切り出す方法を説明するための図である。
[図 1 6]集電体 1 0 1 6の表面にアンダーコート層 1 0 1 7及び分極性 電極層 1 0 1 8を形成する方法を説明するための模式図である。
[図 1 7]アンダーコート層 1 0 1 7を含む積層体 1 0 2 0から電極を取 り出す方法を説明するための図である。
[図 1 8]電気化学キャパシタ用電極 1 0 3 0を用いて電気化学キャパシ タを作成する方法を説明するための模式図である。
[図 1 9]セパレータ 1 0 4 0を挟んで電気化学キャパシタ用電極 1 0 3
0を積層した状態を示す部分断面図である。
[図 2 0]集電体 1 0 1 6の両面にアンダーコート層 1 0 1 7及び分極性 電極層 1 0 1 8が形成された複数の電極を有する電気化学キャパシタの略分解断 面図である
[発明を実施するための最良の形態]
(第 1の実施例）
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳 細に説明する。
図 1は、本発明の好ましい実施形態による電気化学キャパシタ 1 0 0の組 み立て前の状態を示す分解斜視図である。
図 1に示すように、本実施形態による電気化学キャパシタ 1 0 0は、第 1 の電極 1 1 0と、 第 2の電極 1 2 0と、 これら第 1及び第 2の電極 1 1 0 , 1 2 0間に挟まれたセパレータ 1 3 0とを主要素として含んでいる。 第 1の電極 1 1 0は、 集電体 1 1 1と、 分極性電極層 1 1 2と、 これらの間に設けられたアンダ 一コート層 1 1 3によって構成され、 集電体 1 1 1には引き出し電極 1 1 1 aが 設けられている。 同様に、 第 2の電極 1 2 0は、 集電体 1 2 1と、 分極性電極層 1 2 2と、 これらの間に設けられたアンダーコート層 1 2 3によって構成され、 集電体 1 2 1には引き出し電極 1 2 1 aが設けられている。セパレータ 1 3 0は、 図 1に示すように、 分極性電極層 1 1 2と分極性電極層 1 2 2が向き合うように して、 第 1の電極 1 1 0と第 2の電極 1 2 0によって挟まれる。
本実施形態による電気化学キャパシタ 1 0 0は、セパレータ 1 3 0を第 1 及び第 2の電極 1 1 0， 1 2 0によって挟んだ後、 図示しないケースに収容し、 ケース内に電解質溶液を充填することにより完成する。 これにより、 引き出し電 極 1 1 1 aを一方の端子とし、 引き出し電極 1 2 1 aを他方の端子としたキャパ シタとして機能する。
集電体 1 1 1， 1 2 1は、 それぞれ分極性電極層 1 1 2， 1 2 2への電荷 の移動を十分に行うことができる良導体であればその材料としては特に制限され ず、公知の電気化学キャパシタに用いられる集電体材料、例えばアルミニウム（ A 1 ) を用いることができる。 集電体 1 1 1， 1 2 1の厚さについても特に限定さ れないが、 電気化学キャパシタをより小型化するためには、 機械的強度が十分に 確保される限度においてできる限り薄く設定することが好ましい。 具体的には、 集電体 1 1 1, 1 2 1の材料としてアルミニウム （A 1 ) を用いた場合、 その厚 さを 20 /im以上、 50 μπι以下に設定することが好ましく、 20 ^ m以上、 3 0 μπι以下に設定することがより好ましい。 アルミニウム (A 1 ) からなる集電 体 1 1 1, 1 21の厚さをこの範囲に設定すれば、 十分な機械的強度を確保しつ つ、 電気化学キャパシタの小型化を達成することが可能となる。
分極性電極層 1 1 2， 1 22は、 それぞれ 1 1 1， 1 2 1上に形成される 層であり、 電荷の蓄電と放電に寄与する。 分極性電極層 1 1 2， 1 22は、 その 構成材料として電子伝導性を有する多孔体粒子と、 多孔体粒子を結着可能なバイ ンダ一とを少なくとも含有している。 特に限定されるものではないが、 分極性電 極層 1 1 2 , 1 22における多孔体粒子の含有量は、 分極性電極層 1 1 2， 1 2 2全量を基準として 84〜 92質量％とすることが好ましく、 バインダ一の含有 量は、 分極性電極層 1 1 2， 1 22全量を基準として 6. 5〜1 6質量％とする ことが好ましい。 特に、 分極性電極層 1 1 2， 1 22全量を基準として、 84〜 92質量％の多孔体粒子、 6. 5〜1 6質量％のバインダー及び◦〜 1. 5質量0 /0 の電子伝導性を有する導電助剤からなることが好ましい。
分極性電極層 1 1 2， 1 2 2に含有される多孔体粒子は、電荷の蓄電と放 電に寄与する電子伝導性を有する多孔体粒子であれば特に制限はなく、 例えば、 粒状又は繊維状の賦活処理済みの活性炭等が挙げられる。これら活性炭としては、 フエノール系活性炭や、 椰子ガラ活性炭等を用いることができる。 この多孔体粒 子の平均粒径は、 好ましくは 3〜20 μιηであり、 窒素吸着等温線から Β Ε Τ等 温吸着式を用いて求められる BET比表面積は、 好ましくは 1 500m2/g以 上、 より好ましくは 2000~2500m2Zgである。 このような多孔体粒子 を用いれば、 高い体積容量を得ることが可能となる。
また、 分極性電極層 1 1 2， 1 2 2に含有されるバインダーは、 上記多孔 体粒子を結着可能なバインダーであれば特に制限されず、 例えば、 ポリテトラフ ルォロエチレン （PTFE)、 ポリフッ化ビ-リデン （PVDF)、 ポリエチレン (PE)、 ポリプロピレン （P P)、 フッ素ゴム等を用いることができる。 これら の中でも、 フッ素ゴムを用いることが特に好ましい。 これは、 フッ素ゴムを用い れば少ない含有量であっても多孔体粒子を十分に結着することが可能となり、 こ れにより分極性電極層 1 1 2， 1 22の塗膜強度が向上するとともに、 二重層界 面の大きさが向上し、 体積容量を向上させることができるからである。
フッ素ゴムと しては、 例えば、 ビニリデンフルオラィ ドーへキサフルォロ プロピレン系フッ素ゴム （VD F— HF P系フッ素ゴム）、 ビニリデンフルオラィ ドーへキサフノレオ口プロピレンーテトラフノレォロエチレン系フッ素ゴム （VDF -HF P _T F E系フッ素ゴム）、ビエリデンフルオラィ ド一ペンタフルォロプロ ピレン系フッ素ゴム （VD F— P F P系フッ素ゴム）、 ビユリデンフルオラィ ドー ペンタフルォロプロピレンーテトラフルォロエチレン系フッ素ゴム （VDF— P F P— T F E系フッ素ゴム）、ビニリデンフノレオライ ドーパーフノレオロメチノレビ二 ルエーテル一テトラフルォロエチレン系フッ素ゴム （VD F_ P FMVE— T F E系フッ素ゴム）、ビニリデンフノレオライ ドークロロ トリフノレオ口エチレン系フッ 素ゴム （VDF— CTFE系フッ素ゴム） 等が挙げられるが、 VDF、 HF P及 ぴ TFEからなる群から選択される少なく とも二種が共重合してなるフッ素ゴム が好ましく、 密着性ゃ耐薬品性がより向上する傾向があることから、 上記群の三 種が共重合してなる VDF— HF P— TF E系フッ素ゴムが特に好ましい。
更に、分極性電極層 1 1 2, 1 22に必要に応じて含有される上記導電助 剤は、 集電体 1 1 1， 1 2 1と分極性電極層 1 1 2， 1 22との間での電荷の移 動を十分に進行させることが可能な電子伝導性を有するものであれば特に制限は なく、 例えば、 カーボンブラック等が挙げられる。
上記カーボンブラックとしては、 例えば、 アセチレンブラック、 ケッフエ ンブラック、 ファーネスブラック等が挙げられるが、 本発明においてはァセチレ ンブラックが好ましく用いられる。 カーボンブラックの平均粒径としては、 好ま しくは 25〜50 nmであり、 B E T比表面積としては、 好ましくは 50 m 2Z g以上、 より好ましくは 50〜14
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である。
また、 分極性電極層 1 1 2， 1 22の厚さは、 電気化学キャパシタ 1 ◦ 0 の小型化及び軽量化を図る観点から、 50〜20 Ο μιηであることが好ましく、 80〜1 50 /imであることがより好ましい。 なお、 分極性電極層 1 1 2， 1 2 2の厚さが均一でない場合（例えば、表面にエンボスが形成されている場合）、上 記厚さは最大膜厚を意味するものとする。 分極性電極層 1 1 2， 1 22の厚さを 上記範囲とすることにより、 電気化学キャパシタの小型化及び軽量化が可能とな る。
アンダーコート層 1 1 3， 1.23は、それぞれ対応する集電体 1 1 1又は 1 21と分極性電極層 1 1 2又は 1 22との間に設けられ、 これらに物理的及び 電気的な密着性を付与する役割を果たす。 アンダーコート層 1 1 3, 1 23の材 料としては、 抵抗値の増大を防止すべく導電性の高い材料を用いることが好まし く、 例えば、 導電性粒子と、 該導電性粒子を結着可能なバインダーによって構成 することができる。 この場合、 特に限定されるものではないが、 アンダーコート 層 1 1 3, 1 23における導電性粒子の含有量は、 アンダーコート層 1 1 3, 1 23全量を基準として 50〜70質量％とすることが好ましく、 バインダーの含 有量は、 アンダーコート層 1 1 3， 1 23全量を基準として 30〜 50質量％と することが好ましい。
アンダーコート層 1 1 3， 1 23に含有される導電性粒子は、集電体 1 1 1， 1 2 1と分極性電極層 1 1 2， 1 22との間での電荷の移動が十分に進行可 能な電子伝導性を有する粒子であれば特に制限はなく、 例えば、 電子伝導性を有 する炭素材料等からなる粒子が挙げられ、 具体的な炭素材料としては、 カーボン ブラックやグラフアイト等が挙げられる。
カーボンブラックとしては、例えば、 アセチレンブラック、 ケッフェンブ ラック、 ファーネスブラック等が挙げられ、 中でも、 アセチレンブラックが好ま しく用いられる。 カーボンブラックの平均粒径としては、 好ましくは 25〜50 nmであり、 B ET比表面積としては、 好ましくは 5 Om2Zg以上、 より好ま しくは 50〜； L 4 Om2 gである。
また、 グラフアイトとしては、 例えば、 天然グラフアイ ト、 人造グラファ イト、 膨張グラフアイ ト等が挙げられ、 特に人造グラフアイ トが好ましく用いら れる。 また、 グラフアイトの平均粒径としては、 好ましくは 4〜6 μιηであり、 BET比表面積としては、好ましくは 1 Om2Zg以上、 より好ましくは 1 5〜3 Om2/gである。 このようなグラフアイ トを用いることによって、 アンダーコー ト層 1 1 3， 1 23に優れた電子伝導性を付与することが可能となり、 内部抵抗 が十分に低減される傾向がある。
一方、 バインダーとしては、 分極性電極層 1 1 2， 1 22に含有されるバ ィンダーと同様、導電性粒子を結着可能な材料であれば特に制限されず、例えば、 ポリテトラフルォロエチレン (PTFE)、 ポリフッ化ビ-リデン （PVDF)、 ポリエチレン （PE)、 ポリプロピレン （P P)、 フッ素ゴム等を用いることがで きる。 これらの中でも、 フッ素ゴムを用いることが特に好ましい。 これは、 フッ 素ゴムを用いれば少ない含有量であっても導電性粒子を十分に結着することが可 能となり、 さらに、 集電体 1 1 1又は 1 2 1と分極性電極層 1 1 2又は 1 22と の物理的及ぴ電気的な密着性が向上するからである。 フッ素ゴムとしては、 分極 性電極層 1 1 2， 1 22に含有されるバインダ一として好ましく挙げた上記材料 を用いることができる。
アンダーコート層 1 1 3, 1 23の厚さは、全体の厚みをできる限り薄く し且つ電極 1 10， 1 20の抵抗値の増大を防止する観点から、 集電体 1 1 1又 は 1 21と分極性電極層 1 1 2又は 1 22とを十分に接着可能である限度におい て、 できる限り薄いことが望ましい。 具体的には、 0. 2 μιη以上、 1 0 / m以 下とすることが好ましい。
セパレータ 1 30は、分極性電極層 1 1 2， 1 22間における電解質溶液 の移動を可能としつつ、 これら分極性電極層 1 1 2と分極性電極層 1 22とを物 理的に分離するための膜である。 セパレータ 1 30は絶縁性の多孔体から形成さ れていることが好ましく、 例えば、 ポリエチレン、 ポリプロピレン又はポリオレ フィンからなるフィルムの積層体や上記樹脂の混合物の延伸膜、 或いは、 セル口 ース、 ポリエステル及びポリプロピレンからなる群より選択される少なくとも 1 種の構成材料からなる繊維不織布等を用いることができる。 セパレータ 1 30の 厚さは、 特に限定されるものではないが、 以上、 200 xm以下とする ことが好ましく、 30 im以上、 1 00 μπι以下とすることがより好ましい。 また、電解質溶液としては、公知の電気二重層キャパシタ等の電気化学キ ャパシタに用いられている電解質溶液 （電解質水溶液、 有機溶媒を使用する電解 質溶液） を使用することができる。 ただし、 電気化学キャパシタ 1 0 0が電気二 重層キャパシタである場合、 電解質水溶液は電気化学的に分解電圧が低いためキ ャパシタの耐用電圧が低く制限されるので、 有機溶媒を使用する電解質溶液 （非 水電解質溶液） であることが好ましい。 具体的な電解質溶液の種類は特に限定さ れないが、溶質の溶解度、解離度、液の粘性を考慮して選択することが好ましく、 高導電率でかつ高電位窓 （分解開始電圧が高い） の電解質溶液であることが特に 望ましい。 代表的な例としては、 テトラェチルアンモニゥムテトラフルォロボレ イ トのような 4級アンモニゥム塩を、 プロピレンカーボネート、 ジエチレンカー ポネイ ト、 ァセトニトリル等の有機溶媒に溶解したものが使用される。 なお、 こ の場合、 混入水分を厳重に管理する必要がある。
このような構成からなる電気化学キャパシタ 1 0 0は、全体としての厚さ (最大膜厚） が 7 0 〜 2 5 0 μ mであることが好ましく、 1 0 0〜 1 8 0 μ πιで あることがより好ましい。 このような厚さとすることによって、 電気化学キャパ シタ 1 0 0の小型化及び軽量化が可能となる。
図 2は、電気化学キャパシタ 1 0 0の一部を拡大して示す部分断面図であ る。
図 2に示すように、本実施形態による電気化学キャパシタ 1 0 0では、分 極性電極層 1 1 2の端部とアンダーコート層 1 1 3の端部との距離を 「 a 1」 と し、 分極性電極層 1 1 2の端部とセパレータ 1 3 0の端部との距離を 「a 2」 と した場合、 0 a 1 < a 2に設定されており、 同様に、 分極性電極層 1 2 2の端 部とアンダーコート層 1 2 3の端部との距離を 「 b 1」 とし、 分極性電極層 1 2 2の端部とセパレータ 1 3 0の端部との距離を 「b 2」 とした場合、 0≤ b l < b 2に設定されている。
ここで、 a 1の ：はアンダーコート層 1 1 3の端部が分極性電極層 1 1 2 の端部よりも外側に位置している場合 （図 2に示す状態） に正の値をとり、 同様 に、 b 1の値はアンダーコート層 1 2 3の端部が分極性電極層 1 2 2の端部より も外側に位置している場合 （図 2に示す状態） に正のィ直をとる。 また、 a 2， b 2のィ直は、 セパレータ 1 3 0の端部が分極性電極層 1 1 2， 1 2 2の端部よりも 外側に位置している場合 （図 2に示す状態） に正のィ直をとる。
したがって、 アンダーコート層 1 1 3， 1 2 3の端部は、 それぞれ対応す る分極性電極層 1 1 2， 1 2 2の端部と同じか外側に位置し、 且つ、 いずれもセ パレータ 1 3 0の端部よりも内側に位置することになる。 これにより、 分極性電 極層 1 1 2, 1 2 2の下部には必ずアンダーコート層 1 1 3, 1 2 3がそれぞれ 存在することから、 分極性電極層 1 1 2， 1 2 2に剥がれが生じることはない。 しかも、 アンダーコート層 1 1 3とアンダーコート層 1 2 3との間には必ずセパ レータ 1 3 0が介在することから、 アンダーコート層同士が接触したり、 一方の 電極のアンダーコート層と他方の電極の集電体とが接触することもない。
また、図 2に示すように、セパレータ 1 3 0の端部は引き出し電極 1 1 1 a , 1 2 1 aの端部よりも内側に位置していることから、引き出し電極 1 1 1 a，
1 2 1 aと外部回路との接続においてセパレータ 1 3 0が障害となることもない。
尚、 図 2は、 電気化学キャパシタ 1 0 0のうち引き出し電極 1 1 1 a， 1
2 1 aが設けられた部分を拡大して示している力 他の部分は図 1に示すように、 集電体 1 1 1 (1 2 1) と分極性電極層 1 1 2 ( 1 2 2) とアンダーコート層 1
1 3 (1 2 3) の端部がいずれも実質的に一致した状態となっている。 つまり、 a 1 = b 1となっている。 但し、 セパレータ 1 3 0との関係においては、 a 1く a 2、 及び、 b 1く b 2が満たされており、 これによつてショートの発生が防止 されている。
ここで、 0≤ a 1 (又は 0≤ b 1) が満たされていない場合の問題点、 並 びに、 a 1く a 2 (又は b 1 < b 2) が満たされていない場合の問題点について 図面を用いて説明する。
図 3は、 0 a 1が満たされておらず、 0 > a lとなっている （つまり、 分極性電極層 1 1 2の端部よりもアンダーコート層 1 1 3の端部が内側に位置し ている） 場合における部分断面図である。 0≤ a 1が満たされていない場合、 図 3に示すように、 分極性電極層 1 1 2の端部が集電体 1 1 1から浮いた状態とな つてしまう。 このため、 分極性電極層 1 1 2の端部において集電体 1 1 1からの 剥離が生じるおそれがあり、 製品の信頼性を損なってしまう。 図示しないが、 こ のような問題は 0≤ b 1が満たされておらず、 0〉 b 1となっている場合も同様 である。
—方、 図 4は、 a 1く a 2が満たされておらず、 a 1≥ a 2となっている
(つまり、 アンダーコート層 1 1 3の端部よりもセパレータ 1 3 0の端部が内側 に位置している）場合の部分断面図である。 a 1 < a 2が満たされていない場合、 図 4に示すように、 セパレータ 1 3 0を介することなくアンダーコート層 1 1 3 の端部が集電体 1 2 1と直接対向する状態となってしまう。 このため、 アンダー コート層 1 1 3と集電体 1 2 1が接触してショートを引き起こす可能性があり、 製品の信頼性を損なってしまう。 図示しないが、 このような問題は b 1く b 2が 満たされておらず、 b 1≥ b 2となっている場合も同様である。 また、 a lく a 2及ぴ b 1く b 2の両方が満たされておらず、 a 1 a 2、 且つ、 b l≥ b 2と なっている場合には、 これに加えてアンダーコート層 1 1 3とアンダーコート層 1 2 3が接触してショートを引き起こす可能性も生じる。 アンダーコート層 1 1 3 , 1 2 3には所定の厚みが存在することから、アンダーコート層同士の接触は、 アンダーコート層と集電体の接触よりも容易に発生する。 つまり、 a l a 2、 且つ、 b 1 b 2となっている場合、 製品の信頼性は特に低くなる。
尚、 図示しないがセパレータ 1 3 0の端部が分極性電極層 1 1 2， 1 2 2 の端部より内側にあると分極性電極層 1 1 2と分極性電極層 1 2 2がショートす るおそれがあり、 セパレータ 1 3 0の端部を分極性電極層 1 1 2, 1 2 2の端部 より外側とする必要があることはいうまでもない。
これらに対し、本実施形態による電気化学キャパシタ 1 00では、 図 2に 示したように、 0≤ a 1 < a 2、且つ O b K b 2に設定されていることから、 図 3や図 4を用いて説明した問題が生じることがなく、 高い信頼性を確保するこ とが可能となる。 a 1及び b 1の具体的な値については特に限定されないが、 0 〜0. 5 mmの範囲内であることが好ましい。 これは、 0. 5 mmを超えると、 分極性電極層 1 1 2, 1 2 2の面積が必要以上に減少し、 その結果、 容量が減少 するためである。 これに対し、 塗布精度を考慮すれば a 1及び b 1を 0. 5mm 以下に設定することは十分に可能であり、 これにより高い容量を確保することが 可能となる。
次に、 電気化学キャパシタ 100の製造方法について説明する。
まず、 アンダーコート層 1 1 3, 1 23の材料となる塗布液、 並びに、 分 極性電極層 1 1 2， 1 22の材料となる塗布液を調製する。
アンダーコート層 1 1 3, 1 23の材料となる塗布液は、上述した導電性 粒子、 バインダー、 後述する液体を混合装置に投入し、 撹拌する。 同様に、 分極 性電極層 1 1 2, 1 22の材料となる塗布液は、 上述した多孔体粒子、 バインダ 一、 後述する液体及び必要に応じて上記の導電助剤を混合装置に投入し、 撹拌す る。 いずれの塗布液を調製する場合も、 混練操作及び/又は希釈混合操作を含む ことが好ましい。 ここで 「混練」 とは、 液が比較的高粘度の状態で撹拌すること により材料を練り合わせることを意味し、 「希釈混合」とは混練された液にさらに 溶剤等を添加して比較的低粘度の状態で混ぜ合わせることを意味する。 これら操 作の時間や操作時の温度としては特に制限されないが、 均一な分散状態とする点 で、 混練時間は 30分〜 2時間程度、 混練時の温度は 40〜 8 0 °C程度とするこ とが好ましく、希釈混合時間は 1〜 5時間程度、希釈混合時の温度は 20〜 50 °C 程度とすることが好ましい。 これにより、 アンダーコート層 1 1 3， 1 23の材 料となる塗布液及び分極性電極層 1 1 2， 1 22の材料となる塗布液を調製する ことができる。
上記液体としては、バインダーを溶解又は分散可能なものであれば特に制 限はなく、例えば、 メチルェチルケトン（ME K)ゃメチルイソブチルケトン（M
1 B ) 等のケトン系溶剤等を用いることができる。
塗布液における液体の配合量は、アンダーコート層 1 1 3, 1 23の材料 となる塗布液においては、 塗布液中の固形分全量 100質量部に対して 600〜
2000質量部とすることが好ましく、 分極性電極層 1 1 2, 1 22の材料とな る塗布液においては、 塗布液中の固形分全量 100質量部に対して 200〜40 0質量部とすることが好ましい。 ァンダーコート層 1 13, 123の材料となる塗布液における導電性粒子 及ぴバインダーの含有量は、 アンダーコート層 1 13, 123を形成した後にお ける導電性粒子及びバインダ一の含有量が先に説明した範囲になるように設定す ることが好ましい。 同様に、 分極性電極層 1 12， 122の材料となる塗布液に おける多孔体粒子及びバインダーの含有量は、 分極性電極層 1 12， 1 22を形 成した後における多孔体粒子及びバインダ一の含有量が先に説明した範囲となる ように設定することが好ましい。
このようにして 2つの塗布液を調製した後、 図 5に示すように、集電体シ ート 140を一方向 （図 5では左方向から右方向） に搬送しながら、 アンダーコ 一ト層用の塗布液をグラビアシリンダー 1 50より供給し、 分極性電極層用の塗 布液をグラビアシリンダー 160より供給する。 このとき、 図 5に示すように、 グラビアシリンダー 150よりもグラビアシリンダー 160の方が下流側に配置 されていることから、 集電体シ一ト 140の表面にはまずアンダーコート層 1 1 3, 123が形成され、 その上に分極性電極層 1 1 2, 122が重ねて形成され ることになる。 塗布方法としては、 公知である種々の塗布方法を特に制限なく使 用することができる。 例えば、 エタストルージョンラミネーシヨン法、 ドクター ブレード法、 グラビアコート法、 リバースコート法、 アプリケーターコート法、 スクリーン印刷法等の方法を採用することができる。
アンダーコート層 1 13， 123を形成するダラビアシリンダー 150の 幅 W4と、 分極性電極層 1 12, 1 22を形成するダラビアシリンダー 160の 幅 W2は、 W4≥W2である必要があり、 また、 塗布時における位置調整の精度 を考慮すれば、 W4 >W2とすることが好ましい。これは、 W4 <W2であると、 積層体の一方の端部 171又は他方の端部 172において必ず分極性電極層 1 1 2, 122がアンダーコート層 1 1 3, 123からはみ出してしまうからであり、 また、 W4==W2であると、 塗布位置に僅かなずれが生じただけで、 いずれかの 端部 1 71, 172において分極性電極層 1 12, 122がはみ出すからである。
伹し、ダラビアシリンダー 1 50の幅 W 1とグラビアシリンダー 160の 幅 W 2との差は、 Oramであることが好ましく、 Wl— W2≤ 0. 5mmであることがより好ましい。 これは、 W4— W2≤ l. Ommに設定 すれば、 アンダーコート層 1 1 3， 1 23の露出幅 （a 1又は b 1に対応） を少 なくとも一方の端部 1 71 , 1 72について 0. 5 mm以下とすることができる からである。 特に、 W4— 5 mmに設定すれば、 アンダーコート層 1 1 3， 1 23の露出幅を両方の端部 1 7 1， 1 72について 0. 5 mm以下とす ることが可能となる。
しかしながら、ダラビアシリンダー 1 50の幅 W 1とダラビアシリンダー 1 60の幅 W2との差が小さすぎると、 塗布位置のずれによって分極性電極層 1 1 2， 1 22がはみ出すおそれが高くなることから、 塗布精度を考慮すれば、 0. 2mm≤W4-W2≤ 0. 5 mmに設定することが特に好ましい。 このようにして、 集電体シ一ト 140の表面にアンダーコート層 1 1 3， 1 23及び分極性電極層 1 12, 1 22を重ねて形成した後、 図 6に示す一点鎖 線 1 80に沿ってこれを切断すれば、 図 1に示した第 1の電極 1 10又は第 2の 電極 1 20が完成する。 そして、 既に説明したように、 第 1及び第 2の電極 1 1 0， 1 20によってセパレータ 1 30を挟んだ後、 図示しないケースに収容しケ ース内に電解質溶液を充填すれば、 引き出し電極 1 1 1 aを一方の端子とし、 引 き出し電極 1 21 aを他方の端子とした電気化学キャパシタ 1◦◦が完成する。
尚、 アンダーコート層 1 1 3, 1 23及び分極性電極層 1 1 2， 1 22が 形成された集電体シート 140を切断する前に、 ロールプレス等により分極性電 極層 1 1 2, 1 22を圧縮し、 その密度を高めておけば、 容量を低下させること なくいつそうの薄型化を達成することが可能となる。
以上、分極性電極層を一対しか持たない電気化学キャパシタ 100につい て説明したが、 本発明の適用が可能な電気化学キャパシタがこれに限定されるも のではなく、 むしろ、 多数の分極性電極層が積層された構造を採用する場合に本 発明の効果は顕著となる。
図 7は、本発明の好ましい他の実施形態による電気化学キャパシタ 200 の分解断面図である。
図 7に示すように、本実施形態による電気化学キャパシタ 200は、交互 に配置された複数の第 1及び第 2の電極 2 1 0， 2 2 0と、 それぞれ隣り合う電 極間に配置された複数のセパレータ 2 3 0によって構成される。 したがって、 第 1の電極 2 1 0をアノードとすれば第 2の電極 2 2 0は力ソードであり、 第 1の 電極 2 1 0を力ソードとすれば第 2の電極 2 2 0はアノードである。 第 1及ぴ第 2の電極 2 1 0， 2 2 0は、 それぞれ集電体 2 1 1， 2 2 1と、 集電体の一方の 面に設けられた分極性電極層 2 1 2， 2 2 2と、 集電体の他方の面に設けられた 分極性電極層 2 1 3 , 2 2 3と、 集電体 2 1 1， 2 2 1と分極性電極層 2 1 2, 2 2 2をそれぞれ接着するアンダーコート層 2 1 4， 2 24と、 集電体 2 1 1， 2 2 1と分極性電極層 2 1 3， 2 2 3をそれぞれ接着するアンダーコート層 2 1 5, 2 2 5によって構成される。 集電体 2 1 1， 2 2 1にはそれぞれ引き出し電 極 2 1 1 a， 2 2 1 aが設けられており、 複数の引き出し電極 2 1 1 aは互いに 同一方向を向くように配置され、 複数の引き出し電極 2 2 1 aは互いに上記方向 とは異なる同一方向を向くように配置されている。
このような構成からなる電気化学キャパシタ 2 0 0は、隣り合う電極間に それぞれセパレータ 2 3 0を挟んだ後、 図示しないケースに収容し、 ケース内に 電解質溶液を充填することによって完成し、 キャパシタとして機能する。 この場 合、 図 8に示すように、 複数の引き出し電極 2 1 1 a間には、 これらを電気的に 接続するとともに引き出し電極 2 1 1 aを機械的に保持するシム 2 1 1 bが挿入 され、 同様に、 複数の引き出し電極 2 2 1 a間には、 これらを電気的に接続する とともに引き出し電極 2 2 1 aを機械的に保持するシム 2 2 1 bが揷入される。 シム 2 l i b , 2 2 1 bは、 引き出し電極間を導通 （接続） させるとともに高さ 調整の機能をもっている。シム 2 1 1 b , 2 2 1 bの材料としては通電性があり、 厚み精度があるものであればよく、 アルミ、 ステンレス等が好ましい。
本実施形態による電気化学キャパシタ 2 0 0でも、図 8に示すように、分 極性電極層 2 1 2 (又は 2 1 3) の端部とアンダーコート層 2 1 4 (又は 2 1 5) の端部との距離を 「a 1」 とし、 分極性電極層 2 1 2 (又は 2 1 3) の端部とセ パレータ 2 3 0の端部との距離を 「 a 2」 とした場合、 0≤ & 1く & 2に設定さ れており、 同様に、 分極性電極層 2 2 2 (又は 2 2 3) の端部とアンダーコート 層 2 24 (又は 2 2 5) の端部との距離を「 b 1」 とし、分極性電極層 2 2 2 (又 は 2 2 3) の端部とセパレータ 2 3 0の端部との距離を 「b 2」 とした場合、 0 ≤ b 1 < b 2に設定されている。
これにより、アンダーコート層 2 1 4， 2 1 5， 2 24, 2 2 5の端部は、 それぞれ対応する分極性電極層 2 1 2, 2 1 3, 2 2 2, 2 2 3の端部と同じか 外側に位置し、 且つ、 いずれもセパレータ 2 3 0の端部よりも内側に位置するこ とになる。 したがって、 積層構造によって短絡の可能性のある箇所が増えている にもかかわらず、 上記実施形態と同様、 ショートの発生を効果的に防止すること が可能となる。
しかも、 a 1及び b 1の値を 0〜0. 5 mmの範囲内に設定すれば、 アン ダーコ一ト層 2 1 4 , 2 1 5とシム 2 1 1 bが干渉したり、 アンダーコート層 2 24， 2 2 5とシム 2 2 1 bが干渉することがないので、 セパレータ 2 3 0を介 して例えば数百層の電極を積層した場合であっても、 所望の形状を保つことが可 能となる。 これに対し、 例えば a 1〉 a 2となっている場合には、 図 9に示すよ うに、アンダーコート層 2 1 4， 2 1 5とシム 2 1 1 bが干渉する可能性があり、 この場合、 数百層の電極を積層するとアンダーコート層 2 1 4， 2 1 5の厚みの 分、 この領域において全体の厚みが増大し、 所望の形状を保つことができなくな つてしまう。
このように、本発明は、多数の分極性電極層が積層された構造を採用する 場合において、 より顕著な効果を得ることが可能となる。
本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明した力、本発明の精神 と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者 にとつて明らかである。
例えば、本発明により製造される電気化学キャパシタ用電極は、電気二重 層キャパシタ用の電極として用いることができる他、 擬似容量キャパシタ、 シュ 一ドキャパシタ、 レドックスキャパシタ等の種々の電気化学キャパシタ用の電極 として利用することが可能である。 (第 2実施例）
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳 細に説明する。
図 1 0は、本発明の好ましい実施形態による電気化学キャパシタ用電極の 製造装置の構造を示す概略図である。
図 1 0に示すように、本実施形態による電気化学キャパシタ用電極の製造 装置 6 0 0は、 帯状の集電体 5 1 6が卷回された供給ロール 6 0 1と、 所定の速 度で回転することによつて集電体 5 1 6と分極性電極層 5 1 8の積層体 5 2 0を 巻回する卷き取りロール 6 0 2と、 供給ロール 6 0 1と卷き取りロール 6 0 2と の間にこの順に設けられた塗布部 6 1 0、 乾燥部 6 2 0及ぴロールプレス部 6 3 0とを備えている。 このように、 本実施形態による電気化学キャパシタ用電極の 製造装置 6 0 0では、 塗布部 6 1 0、 乾燥部 6 2 0、 ロールプレス部 6 3 0が上 流 （供給ロール 6 0 1 ) から下流 （卷き取りロール 6 0 2 ) へと順に配置された 構成を有している。 また、 塗布部 6 1 0と乾燥部 6 2 0との間には C C Dセンサ 等の光学センサ （検出手段） 6 4 0が設けられており、 光学センサ 6 4 0の出力 信号 6 4 1は制御部 （制御手段） 6 5 0へと供給される。 さらに、 電気化学キヤ パシタ用電極の製造装置 6 0 0には、 塗布部 6 1 0による塗膜 L 2の幅方向にお ける形成位置を調節する駆動部 （駆動手段） 6 6 0が設けられており、 駆動部 6 6 0の動作は制御部 6 5 0からの出力信号 6 5 1によって制御される。 後述する 力 「塗膜 L 2」 とは、分極性電極層 5 1 8の元となる未乾燥の膜であり、本明細 書及び特許請求の範囲においては、未乾燥の塗膜と乾燥後の塗膜（分極性電極層） を区別することなく、 単に 「分極性電極層」 と呼ぶことがある。
以下、電気化学キャパシタ用電極の製造装置 6 0 0を構成する各要素につ いて詳細に説明する。
塗布部 6 1 0は、分極性電極層 5 1 8の材料である塗布液 L 1を集電体 5
1 6の面上に塗布するための部分であり、 「塗布工程」 を行うための部分である。 塗布部 6 1 0は、 ノ ックアップ口ール 6 1 1と、 ノ ックァップロール 6 1 1によ つて湾曲した集電体 5 1 6の表面に塗布液 L 1を塗布するナイフコータ （電極塗 布手段） 6 1 2とを備えている。 図 1 0に示すように、 供給ロール 60 1より供 給された集電体 5 1 6は、 ガイド口ール 603及ぴテンシヨン口ール 604を経 由して塗布部 6 10へと搬送され、 これにより、 集電体 5 1 6の一方の面上には 分極性電極層 5 1 8の元となる塗膜 L 2が形成される。 本実施形態において、 供 給ローノレ 60 1、 卷き取りロール 602、 ガイドローノレ 603及びテンションロ ール 604は集電体 5 16の 「搬送手段」 を構成している。
ここで、集電体 5 1 6は、分極性電極層 5 1 8への電荷の移動を十分に行 うことができる良導体であればその材料としては特に制限されず、 公知の電気化 学キャパシタ用電極に用いられる集電体材料、 例えばアルミニウム （A 1 ) を用 いることができる。 集電体 5 1 6の厚さについても特に限定されないが、 電気化 学キャパシタをより小型化するためには、 機械的強度が十分に確保される限度に おいてできる限り薄く設定することが好ましい。 具体的には、 集電体 5 1 6の材 料としてアルミニウム （A 1 ) を用いた場合、 その厚さを 20 ηι以上、 50 μ m以下に設定することが好ましく、 20 im以上、 30 //m以下に設定すること がより好ましい。 アルミユウム （A 1 ) からなる集電体 1 6の厚さをこの範囲に 設定すれば、 十分な機械的強度を確保しつつ、 電気化学キャパシタの小型化を達 成することが可能となる。
また、 塗布液 L 1は、 分極性電極層 5 1 8の材料となる液であり、 次の方 法により調整することができる。 まず、 図 1 1に示すように、 撹拌部 SB 1を備 える混合装置 C 1中に、 多孔体粒子 P 1、 バインダー P 2、 液体 S 1及び必要に 応じて導電助剤 P 3を投入し、 撹拌する。
多孔体粒子 P 1は、電荷の蓄電と放電に寄与する電子伝導性を有する多孔 体粒子であれば特に制限はなく、 例えば、 粒状又は繊維状の賦活処理済みの活性 炭等が挙げられる。 これら活性炭としては、 フエノール系活性炭や、 椰子ガラ活 性炭等を用いることができる。 この多孔体粒子の平均粒径は、 好ましくは 3〜2 0 μπιであり、 窒素吸着等温線から BET等温吸着式を用いて求められる BET 比表面積は、 好ましくは 1 50 Om2Zg以上、 より好ましくは 2000~2 5 00m2Zgである。 このような多孔体粒子を用いれば、 高い体積容量を得るこ とが可能となる。
また、 バインダー P 2は、 多孔体粒子 P 1を結着可能なバインダ一であれ ば特に制限されず、 例えば、 ポリテトラフルォロエチレン （PTFE)、 ポリフッ 化ビニリデン （PVDF)、 ポリエチレン （PE)、 ポリプロピレン （P P)、 フッ 素ゴム等を用いることができる。 これらの中でも、 フッ素ゴムを用いることが特 に好ましい。 これは、 フッ素ゴムを用いれば少ない含有量であっても多孔体粒子 P 1を十分に結着することが可能となり、 これにより分極性電極層 10 1 8の塗 膜強度が向上するとともに、 二重層界面の大きさが向上し、 体積容量を向上させ ることができるからである。
フッ素ゴムとしては、例えば、 ビニリデンフルオラィ ドーへキサフルォロ プロピレン系フッ素ゴム （VD F— HF P系フッ素ゴム）、 ビ-リデンフノレオライ ドーへキサフノレオ口プロピレンーテトラフノレォロエチレン系フッ素ゴム (VD F -HF P— T F E系フッ素ゴム）、ビニリデンフノレオライ ドーペンタフノレォロプロ ピレン系フッ素ゴム （VD F— P F P系フッ素ゴム）、 ビニリデンフノレオライ ド一 ペンタフノレォロプロピレンーテ トラフノレォロエチレン系フッ素ゴム （VDF— P F P— T F E系フッ素ゴム）、ビニリデンフルオラィ ド一パーフルォロメチルビ二 ルエーテノレーテトラフノレオ口エチレン系フッ素ゴム （VD F— P FMVE-T F E系フッ素ゴム）、ビニリデンフルオラィ ドークロロ トリフノレオ口エチレン系フッ 素ゴム （VDF— CTFE系フッ素ゴム） 等が挙げられるが、 VDF、 HF P及 び TFEからなる群から選択される少なく とも二種が共重合してなるフッ素ゴム が好ましく、 密着性ゃ耐薬品性がより向上する傾向があることから、 上記群の三 種が共重合してなる VDF—HF P—TF E系フッ素ゴムが特に好ましい。
更に、導電助剤 P 3は、集電体 5 1 6と分極性電極層 5 1 8との間での電 荷の移動を十分に進行させることが可能な電子伝導性を有するものであれば特に 制限はなく、 例えば、 カーボンブラック等が挙げられる。
上記カーポンプラックとしては、 例えば、 アセチレンブラック、 ケッフエ ンブラック、 ファーネスブラック等が挙げられるが、 本発明においてはァセチレ ンブラックが好ましく用いられる。 カーボンブラックの平均粒径としては、 好ま しくは 2 5〜5 0 n mであり、 B E T比表面積としては、 好ましくは 5 O m 2 , g以上、 より好ましくは 5 0〜1 4 0 m 2Z gである。
液体 S 1は、バインダー P 2を溶解又は分散可能なものであれば特に制限 はなく、 例えば、 メチルェチルケトン （M E K) やメチルイソプチルケトン （M I B K) 等のケトン系溶剤等を用いることができる。 また、 塗布液 L 1における 液体 S 1の配合量は、 塗布液 L 1中の固形分全量 1 0' 0質量部に対して 2 0 0〜 4 0 0質量部とすることが好ましい。
塗布液 L 1における多孔体粒子 Ρ 1の含有量は、分極性電極層 5 1 8を形 成した後における多孔体粒子 Ρ 1の含有量が、 分極性電極層 5 1 8全量を基準と して 8 4〜9 2質量％となるよう設定することが好ましい。 また、 バインダー Ρ 2の含有量は、 分極性電極層 5 1 8を形成した後におけるバインダー Ρ 2の含有 量が、 分極性電極層 5 1 8全量を基準として 6 . 5〜 1 6質量％となるよう設定 することが好ましい。 特に、 分極性電極層 5 1 8の形成後において、 分極性電極 層 5 1 8全量を基準として、 多孔体粒子 Ρ 1が 8 4〜9 2質量。 /0、 バインダー Ρ 2が 6 . 5〜 1 6質量％、 導電助剤 Ρ 3が 0〜 1 . 5質量 °/0となるよう設定する ことが好ましい。
塗布液 L 1の調製は、混練操作及び/又は希釈混合操作を含むことが好ま しい。 ここで 「混練」 とは、 液が比較的高粘度の状態で撹拌することにより材料 を練り合わせることを意味し、 「希釈混合」.とは混練された液にさらに溶剤等を添 加して比較的低粘度の状態で混ぜ合わせることを意味する。 これら操作の時間や 操作時の温度としては特に制限されないが、 均一な分散状態とする点で、 混練時 間は 3 0分〜 2時間程度、 混練時の温度は 4 0〜 8 0 °C程度とすることが好まし く、 希釈混合時間は 1〜 5時間程度、 希釈混合時の温度は 2 0〜 5 0 °C程度とす ることが好ましい。
乾燥部 6 2 0は、塗膜 L 2に含まれる液体 S 1を除去するための部分であ る。 本実施形態による電気化学キャパシタ用電極の製造装置 6 0 0では、 集電体 5 1 6を挟むように配置された 2つの乾燥機 6 2 1、 6 2 2によって構成されて おり、 これら乾燥機 6 2 1、 6 2 2による加熱によって塗膜 L 2に含まれる液体 S 1が除去され、 分極性電極層 5 1 8となる。 これにより、 集電体 5 1 6の面上 に分極性電極層 5 1 8が形成された状態となる。 伹し、 この状態では分極性電極 層 5 1 8の密度は低く、このままの状態では高い体積容量を得ることはできない。
ロールプレス部 6 3 0は、分極性電極層 6 1 8の体積容量を高めるべくこ れを圧縮するための部分である。 本実施形態による電気化学キャパシタ用電極の 製造装置 6 0 0では、 分極性電極層 5 1 8側に配置された第 1のローラ 6 3 1と 集電体 5 1 6側に配置された第 2のローラ 6 3 2を備え、 これらローラ 6 3 1、 6 3 2によって積層体 5 2 0をロールプレスし、 積層体 5 2 0に含まれる分極性 電極層 5 1 8を圧縮する。 特に限定されるものではないが、 分極性電極層 5 1 8 側に配置された第 1のローラ 6 3 1の表面に凹凸パターンを設けておけば、 ロー ルプレス部 6 3 0を通過した分極性電極層 5 1 8の表面には凹凸パターンが転写 され、 これにより分極性電極層 5 1 8を効果的に圧縮することが可能となる。
このようなロールプレスが完了した積層体 5 2 0は、巻き取りロール 6 0 2に巻回される。
図 1 2は、 塗布部 6 1 0近傍を拡大して示す略斜視図である。
図 1 2に示すように、塗布部 6 1 0に含まれるナイフコータ 6 1 2は、長 さ方向 D 1に搬送される帯状の集電体 5 1 6上に、 集電体 5 1 6の幅方向におけ る両方の端部に未塗布領域 5 1 6 aが残されるよう、 分極性電極層 5 1 8の元と なる所定幅の塗膜 L 2を形成する。 つまり、 集電体 5 1 6の幅を W 1とし、 塗膜 L 2の幅を W 2とした場合、これらの関係は W l >W 2に設定され、これにより、 塗布部 6 1 0を通過した集電体 5 1 6上には、 未塗布領域 5 1 6 aを残して略中 央部分に塗膜 L 2が形成されることになる。
このとき、塗布部 6 1 0の下流側に配置された光学センサ 6 4 0は、塗膜 L 2と一方の未塗布領域 5 1 6 aの境界位置を検出しており、 検出結果を示す出 力信号 6 4 1は、 上述の通り制御部 6 5 0へと供給される。 光学センサ 6 4 0に よるこのような境界検出動作を 「検出工程」 と呼ぶことがある。
光学センサ 6 4 0からの出力信号 6 4 1を受けた制御部 6 5 0は、出力信 号 6 4 1に基づき出力信号 6 5 1を生成することによって駆動部 6 6 0を制御し、 これにより上記境界位置が予め定められた所定の位置となるようフィードバック する。 つまり、 上記境界位置が予め定められた所定の位置よりも図 1 2に示す方 向 Rにずれている場合には、 駆動部 6 60によってナイフコータ 6 1 2の位置を 上記方向 Rとは 1 80° 反対の方向 Lにずらし、 逆に、 上記境界位置が予め定め られた所定の位置よりも図 1 2に示す方向 Lにずれている場合には、 駆動部 6 6 0によってナイフコータ 6 1 2の位置を方向 Rにずらす。 これによつて、 上記境 界位置は予め定められた所定の位置に実質的に固定される。
このようなフィードバック制御は、リアルタイムに行うことが最も好まし いが、 周期的に行うことも可能である。 フィードバック制御を周期的に行う場合 には、集電体 5 1 6の搬送速度等を考慮して制御周期を決定することが好ましく、 例えば、 集電体 5 1 6が長さ方向に約 lm搬送されるたびにフィードバック制御 が行われるよう設定すればよい。
以上により、分極性電極層 5 1 8の元となる塗膜 L 2の形成位置が高精度 に制御されることから、 未塗布領域 5 1 6 aの幅は所望の値に実質的に固定され ることになる。 ここで、 集電体 5 1 6の幅 W1や塗膜 L 2の幅 W2は予め決まつ た値を有していることから、 未塗布領域 5 1 6 aの幅を W3とした場合、 W3 = (W 1一 W 2) / 2となるようフィードバック制御すれば、 両方の未塗布領域 5 1 6 aの幅を実質的に一致させることが可能となる。
そして、 図 1 3 (a) に示すように、 巻き取りローノレ 502に卷回された 積層体 520を所定の大きさに切断し、 図 1 3 (b) に示すように、 作製する電 気化学キャパシタのスケールに合わせて積層体 520を打ち抜けば、図 1 3 (c) に示すように電気化学キャパシタ用電極 5 1 0が完成する。このとき、図 1 3 (c) に示すように分極性電極層 5 1 8に覆われていない集電体 5 1 6の一部を同時に 取り出せば、 これを引き出し電極 5 1 2として利用することが可能となる。
ここで本実施形態によれば、フィードバック制御により分極性電極層 5 1
8の形成位置が高精度に制御され、 未塗布領域 5 1 6 aの幅 W 3が実質的に固定 されていることから、 これに対応する引き出し電極 5 1 2の長さについても所望 の値とすることが可能となる。 そして、図 1 4に示すように作製した電気化学キャパシタ用電極 5 1 0を 少なくとも 2枚用意し、 分極性電極層 5 1 8が向き合うよう、 これら 2枚の電気 化学キャパシタ用電極 5 1 0によってセパレータ 5 4 0を挟んだ後、 図示しない ケースに収容し、 ケース内に電解質溶液を充填すれば、 電気化学キャパシタが完 成する。
セパレータ 5 4 0としては、絶縁性の多孔体から形成されていることが好 ましく、 例えば、 ポリエチレン、 ポリプロピレン又はポリオレフインからなるフ イルムの積層体や上記樹脂の混合物の延伸膜、 或いは、 セルロース、 ポリエステ ル及びポリプロピレンからなる群より選択される少なくとも 1種の構成材料から なる繊維不織布等を用いることができる。
また電解質溶液としては、公知の電気二重層キャパシタ等の電気化学キヤ パシタに用いられている電解質溶液 （電解質水溶液、 有機溶媒を使用する電解質 溶液） を使用することができる。 ただし、 電気化学キャパシタが電気二重層キヤ パシタである場合、 電解質水溶液は電気化学的に分解電圧が低いためキャパシタ の耐用電圧が低く制限されるので、 有機溶媒を使用する電解質溶液 （非水電解質 溶液）であることが好ましい。具体的な電解質溶液の種類は特に限定されないが、 溶質の溶解度、 解離度、 液の粘性を考慮して選択することが好ましく、 高導電率 でかつ高電位窓（分解開始電圧が高い）の電解質溶液であることが特に望ましい。 代表的な例としては、 テトラェチルアンモニゥムテトラフルォロボレイトのよう な 4級アンモニゥム塩を、 プロピレンカーボネート、 ジエチレンカーポネイト、 ァセトニトリル等の有機溶媒に溶解したものが使用される。 なお、 この場合、 混 入水分を厳重に管理する必要がある。
以上説明したように、本実施形態による電気化学キャパシタ用電極の製造 装置 6 0 0では、 分極性電極層 5 1 8の元となる塗膜 L 2と一方の未塗布領域 5 1 6 aの境界位置を光学センサ 6 4 0によって検出し、 これに基づきナイフコー タ 6 1 2の幅方向における位置をフィ一ドバック制御していることから、 分極性 電極層 5 1 8の形成位置を高精度に制御することが可能となる。 これにより、 集 電体 5 1 6の一部を引き出し電極 5 1 2として使用する場合であっても、 組み立 ての容易さを損なうことなく、 できる限り大きな容量を確保することが可能とな る。
尚、分極性電極層 5 1 8の形成位置は、 フィードバック制御によって供給 ロール 6 0 1の位置を幅方向に動かすことにより、 集電体 5 1 6自体の位置を変 化させることによって制御することも可能である。 しかしながら、 供給ロール 6 0 1と塗布部 6 1 0までの距離を極端に短くすることは困難であり、 このため、 集電体 5 1 6自体の位置を変化させようとすると、 光学センサ 6 4 0からの出力 信号 6 4 1に対するレスポンスが非常に悪くなつてしまう。 これに対し、 本発明 では、 集電体 5 1 6ではなく、 分極性電極層 5 1 8を形成するためのナイフコー タ 6 1 2を幅方向に動かしていることから、 光学センサ 6 4 0からの出力信号 6 4 1に対するレスポンスが良く、 このため、 集電体 5 1 6の搬送速度が速い場合 であっても分極性電極層 5 1 8の形成位置を高精度に制御することが可能となる。
また、フィードバック制御により両方の未塗布領域 5 1 6 aの幅を実質的 に一致させれば、 図 1 5に示すように、 両方の未塗布領域 5 1 6 aを引き出し電 極 5 1 2として使用可能に積層体 5 2 0を打ち抜いた場合でも、 取り出した電気 化学キャパシタ用電極 5 1 0の各引き出し電極 5 1 2の幅を実質的に一定とする ことが可能となる。
尚、本発明による効果は、集電体 5 1 6と分極性電極層 5 1 8との間に接 着層であるアンダーコート層を設ける場合において特に顕著となる。 アンダーコ 一ト層の材料としては、 抵抗値の増大を防止すべく導電性の高い材料を用いるこ とが好ましく、 例えば、 導電性粒子と、 該導電性粒子を結着可能なバインダーに よって構成することができる。 導電性粒子としては、 電子伝導性を有する炭素材 料等からなる粒子が挙げられ、 具体的な炭素材料としては、 カーボンブラックや グラフアイト等が挙げられる。
カーボンブラックとしては、例えば、 アセチレンブラック、 ケッフェンプ ラック、 ファーネスブラック等が挙げられ、 中でも、 アセチレンブラックが好ま しく用いられる。 カーボンブラックの平均粒径としては、 好ましくは 2 5〜5 0 n mであり、 B E T比表面積としては、 好ましくは 5 0 m 2 / g以上、 より好ま しくは 50〜 140m2/gである。
また、 グラフアイトとしては、 例えば、 天然グラフアイ ト、 人造グラファ ィ ト、 膨張グラフアイト等が挙げられ、 特に人造グラフアイトが好ましく用いら れる。 また、 グラフアイトの平均粒径としては、 好ましくは 4〜6 μπιであり、 BET比表面積としては、好ましくは 1 Om2/g以上、 より好ましくは 1 5〜3
Figure imgf000031_0001
である。 このようなグラフアイトを用いることによって、 アンダーコー ト層に優れた電子伝導性を付与することが可能となり、 内部抵抗が十分に低減さ れる傾向がある。
一方、バインダーとしては、分極性電極層 1 8に含有されるバインダーと 同様、 導電性粒子を結着可能な材料であれば特に制限されず、 例えば、 ポリテト ラフルォロエチレン （PTFE)、 ポリフッ化ビニリデン （PVDF)、 ポリェチ レン （PE)、 ポリプロピレン （P P)、 フッ素ゴム等を用いることができる。 こ れらの中でも、 フッ素ゴムを用いることが特に好ましい。 これは、 フッ素ゴムを 用いれば少ない含有量であっても導電性粒子を十分に結着することが可能となり、 さらに、 集電体 5 1 6と分極性電極層 5 1 8との物理的及び電気的な密着性が向 上するからである。 フッ素ゴムとしては、 分極性電極層 5 1 8に含有されるバイ ンダ一として好ましく挙げた上記材料を用いることができる。
アンダーコート層を設ける場合、模式図である図 1 6に示すように、帯状 の集電体 5 1 6を長さ方向 D 1に搬送しながら、 上流側に位置するナイフコータ (アンダーコート塗布手段） 670によってアンダーコート層用の塗布液を塗布 することによりアンダーコート層 5 1 7を形成し、 続いて、 下流側に位置するナ ィフコータ （電極塗布手段） 6 1 2によって分極性電極層 5 1 8用の塗布液を塗 布することにより、アンダーコート層 5 1 7上に分極性電極層 5 1 8を形成する。 尚、 図 1 6ではそれぞれの塗膜を乾燥させる乾燥部は省略してある。 アンダーコ 一ト雇用の塗布液は、 アンダーコート層の材料である導電性粒子及びバインダー を上述した液体 S 1中で撹拌することによって調製することができる。 アンダー コート層用の塗布液の調製においても、 混練操作及び/又は希釈混合操作を含む ことが好ましい。 このような装置において、アンダーコート層 5 1 7の塗布領域と未塗布領 域の境界を光学センサ （検出手段） 680によって検出し、 これに基づくフィー ドバック制御により、 駆動部 （駆動手段） 6 90を用いて塗布部 6 70の幅方向 における位置を制御するとともに、 分極性電極層 5 1 8の塗布領域と未塗布領域 の境界を光学センサ 640によって検出し、 これに基づくフィードバック制御に より、 駆動^ 660を用いて塗布部 6 1 0の幅方向における位置を制御すれば、 アンダーコート層 5 1 7及ぴ分極性電極層 5 1 8の塗布位置をそれぞれ高精度に 制御することが可能となる。
ここで、アンダーコート層 5 1 7を形成する塗布部 6 70の塗布幅 W4と、 分極性電極層 5 1 8を形成する塗布部 6 1 0の塗布幅 W 2は、 W4≥W 2である 必要があり、 また、 塗布時における位置調整の精度を考慮すれば、 W4 >W2と することが好ましい。 これは、 W4<W2であると、 積層体の一方の端部 5 1 7 a又は他方の端部 5 1 7 bにおいて必ず分極性電極層 5 1 8がアンダーコート層 5 1 7からはみ出してしまうからであり、 また、 W4=W2であると、 アンダー コート層 5 1 7と分極性電極層 5 1 8の形成位置が完全に一致しない限り、 いず れかの端部 5 1 7 a , 5 1 7 bにおいて分極性電極層 5 1 8がはみ出すからであ る。
伹し、塗布部 51 70の塗布幅 W 4と塗布部 6 10の塗布幅 W 2との差は、 W4 -W2≤ 1. Ommであることが好ましく、 W4—W2≤ 0. 5mmである ことがより好ましい。 これは、 W4— W2≤ l. Oramに設定すれば、 アンダー コート層 5 1 7の露出幅を少なくとも一方の端部 5 1 7 a , 5 1 7 bについて 0. 5 mm以下とすることができるからであり、 W4— 5 mmに設定すれ ば、 アンダーコート層 5 1 7の露出幅を両方の端部 5 1 7 a, 5 1 7 bについて 0. 5mm以下とすることができるからである。
アンダーコート層 5 1 7の露出幅を 0. 5 mm以下とすることが好ましい のは、 露出幅が 0. 5mmを超えると分極性電極層 5 1 8の面積が必要以上に減 少し、 その結果、 容量が減少するためである。 これに対し、 本発明によるフィー ドバック制御を行えば露出幅を 0. 5 mm以下に設定することは十分に可能であ り、 これにより高い容量を確保することが可能となる。
尚、アンダーコート層 5 1 7を形成する際のアンダーコート層未塗布領域 の幅 W 5と、 集電体 5 1 6の幅 W 1及びァンダーコート層 5 1 7の塗布幅 W 4と の関係については、 上述した塗膜 L 2の形成におけるフィードバック制御と同様 に、 W 5 = (W l -W 4 ) ノ 2として幅方向両端のアンダーコート層未塗布領域 の幅 W 5を実質的に一致させることが好ましい。
このようにして、帯状の集電体 5 1 6の表面にアンダーコート層 5 1 7及 ぴ分極性電極層 5 1 8を重ねて形成した後、 図 1 7に示す一点鎖線 5 1 9に沿つ てこれを切断すれば、 電気化学キャパシタ用電極が完成する。 そして、 図 1 8に 示すように、 このような電気化学キャパシタ用電極 5 3 0を 2つ用意し、 これら によってセパレータ 5 4 0を挟んだ後、 図示しないケースに収容しケース内に電 解質溶液を充填すれば、 引き出し電極 5 3 2を端子とする電気化学キャパシタが 完成する。
図 1 9は、セパレータ 5 4 0を挟んで上記電気化学キャパシタ用電極 5 3 0を積層した状態を示す部分断面図である。
第 1実施例で説明したように、図 1 9に示すように、分極性電極層 5 1 8 の端部とアンダーコート層 5 1 7の端部との距離を 「 a 1」 とし、 分極性電極層 5 1 8の端部とセパレータ 5 4 0の端部との距離を 「a 2」 とした場合、 a lの 値を非常に小さく （好ましくは 0 . 5 mm以下） に設定することができることか ら、 容易に 0≤ a 1く a 2とすることが可能となる。
ここで、 a 1の値はアンダーコート層 5 1 7の端部が分極性電極層 5 1 8 の端部よりも外側に位置している場合 （図 1 9に示す状態） に正の値をとり、 a 2の値は、 セパレータ 5 4 0の端部が分極性電極層 5 1 8の端部よりも外側に位 置している場合 （図 1 9に示す状態） に正の値をとる。
したがって、アンダーコート層 5 1 7の端部は、それぞれ対応する分極性 電極層 5 1 8の端部と同じか外側に位置し、 且つ、 いずれもセパレータ 5 4 0の, 端部よりも内側に位置することになる。 これにより、 分極性電極層 5 1 8の下部 には必ずアンダーコート層 5 1 7がそれぞれ存在することから、 分極性電極層 5 1 8に剥がれが生じることはない。 しかも、 上下のアンダーコート層 5 1 7間に は必ずセパレータ 4 0が介在することから、アンダーコート層同士が接触したり、 一方の電極のアンダーコート層 5 1 7と他方の電極の集電体 5 1 6とが接触する こともない。
このように、集電体 5 1 6と分極性電極層 5 1 8との間にアンダーコート 層 5 1 7を設ける場合において、 これらアンダーコート層 5 1 7及び分極性電極 層 5 1 8をフィードバック制御しながら塗布位置を制御すれば、 上記実施形態に よる効果に加え、 アンダーコート層 5 1 7によるショート不良の発生を効果的に 防止することも可能となる。
さらに、 本発明による電気化学キャパシタ用電極の製造装置を用いれば、 図 2 0に示す電気化学キャパシタのように、 集電体 5 1 6の両面にアンダーコー ト層 5 1 7及び分極性電極層 5 1 8が形成された電極を作製する場合においても、 上下のアンダーコート層 5 1 7及び分極性電極層 5 1 8の位置合わせを正確に行 うことができ、 その結果、 十分な容量を確保しつつ、 ショート不良の発生を効果 的に防止することが可能となる。
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記 実施形態に限定されるものではない。
例えば、上記実施形態では、分極性電極層の元となる塗膜の形成にナイフ コート法を用いているが、 幅方向における位置制御が可能である限り、 エタスト ルージョンラミネーシヨン法、 ドクターブレード法、 グラビアコート法、 リバ一 スコート法、 アプリケーターコート法、 スクリーン印刷法、 ダイコート法等、 他 の方法を用いることも可能である。
また、上記実施形態では、 図 1 2に示したように集電体 5 1 6の幅方向に おける両方の端部に未塗布領域 5 1 6 aが残されるよう、 分極性電極層 5 1 8の 元となる所定幅の塗膜 L 2を形成しているが、 集電体 5 1 6の両方の端部に未塗 布領域 5 1 6 aを形成することは必須でなく、 少なくとも一方の端部に未塗布領 域 5 1 6 aを形成すれば足りる。 一方の端部にのみ未塗布領域 5 1 6 aを形成し た場合、 光学センサ 6 4 0は、 当該端部における境界位置を検出すればよい。 さらに、本発明による電気化学キャパシタ用電極の製造装置は、図 1 0に 示した装置のように、 塗布部 6 1 0、 乾燥部 6 2 0及びロールプレス部 6 3 0が 連続的且つ一体的に配置された構成である必要はなく、 上記の順が確保される限 り、 2以上の装置の集合体であっても構わない。 例えば、 乾燥部 6 2 0を通過し たシート状の集電体 5 1 6を一旦卷き取り、 ロールプレス部を備える別の装置に よってロールプレスしても構わない。
また、 図 1 0に示す装置を用いてまずアンダーコート層 5 1 7を形成し、 一旦ロール状に卷き取った後、 同じ装置を用いてアンダーコート層 5 1 7上に塗 膜 L 2を形成しても構わない。 この場合も、 塗布幅 W 2及び W 4、 未塗布領域幅 W 及び W 5を上記実施形態のように制御すればよい。 さらに、 塗布後のロール プレスを上記のように別の装置によって行っても構わない。
尚、本発明により製造される電気化学キャパシタ用電極は、電気二重層キ ャパシタ用の電極として用いることができる他、 擬似容量キャパシタ、 シユード キャパシタ、 レドックスキャパシタ等の種々の電気化学キャパシタ用の電極とし て利用することが可能である。
[産業上の利用可能性]
本発明によれば、アンダーコート層を介したショートが防止された電気化 学キャパシタを提供することができる。 さらに、 分極性電極層の形成位置を高精 度に制御可能な電気化学キャパシタ用電極の製造方法及び電気化学キャパシタ用 電極の製造装置を提供することが可能となる。

Claims

請求の範囲
[請求項 1 ] 集電体、 分極性電極層及び前記集電体と前記分極性電極層とを接着 するアンダーコート層をそれぞれ含む第 1及び第 2の電極と、 前記分極性電極層 同士が向き合うように、 前記第 1及び第2の電極間に挟まれたセパレータとを備 、
前記アンダーコート層の端部は、それぞれ対応する分極性電極層の端部と 同じか外側に位置しており、 且つ、 いずれも前記セパレータの端部よりも内側に 位置していることを特徴とする電気化学キャパシタ。
[請求項 2 ] 前記集電体はいずれも引き出し電極を有しており、 前記セパレータ の端部は前記引き出し電極の端部よりも内側に位置していることを特徴とする請 求項 1に記載の電気化学キャパシタ。
[請求項 3 ] 前記アンダーコート層の端部と、 対応する分極性電極層の端部との 距離が 0 . 5 mm以下であることを特徴とする請求項 1に記載の電気化学キャパ シタ。
[請求項 4 ] 前記アンダーコート層の端部と、 対応する分極性電極層の端部との 距離が 0 . 5 mm以下であることを特徴とする請求項 2に記載の電気化学キャパ シタ。
[請求項 5 ] 複数のセパレータと、 前記セパレータを介して交互に配置された複 数の第 1及び第 2の電極を備え、
前記第 1及び第 2の電極は、 引き出し電極を有する集電体、前記集電体の 両面に設けられた分極性電極層及び前記集電体と前記分極性電極層とを接着する アンダーコート層をそれぞれ含み、 前記アンダーコート層の端部は、 それぞれ対 応する分極性電極層の端部と同じか外側に位置しており、 且つ、 いずれも前記セ パレータの端部よりも内側に位置していることを特徴とする電気化学キヤパシタ。
[請求項 6 ] 前記第 1の電極に含まれる複数の引き出し電極間、 並びに、 前記第 2の電極に含まれる複数の引き出し電極間にそれぞれ配置されたシムをさらに備 えていることを特徴とする請求項 5に記載の電気化学キャパシタ。
[請求項 7 ] 長さ方向に搬送される帯状の集電体上に、 前記集電体の幅方向にお ける少なくとも一方の端部に未塗布領域が残されるよう、 所定幅の分極性電極層 を塗布する塗布工程と、
前記集電体上における前記分極性電極層の塗布領域と前記未塗布領域と の境界位置を検出する検出工程とを備え、
前記検出工程による検出結果に基づき、前記境界位置が所定の位置となる よう、 前記塗布工程に対してフィードバック制御を行うことを特徴とする電気化 学キャパシタ用電極の製造方法。
[請求項 8 ] 前記塗布工程では、 前記集電体の幅方向における両方の端部に未塗 布領域が残されるよう前記分極性電極層を塗布し、 前記フィードバック制御によ りこれら両方の未塗布領域の幅を実質的に一致させることを特徴とする請求項 7 に記載の電気化学キャパシタ用電極の製造方法。
[請求項 9 ] 帯状の集電体を長さ方向に搬送する搬送手段と、
前記集電体の幅方向における少なくとも一方の端部に未塗布領域が残さ れるよう、 前記集電体上に所定幅の分極性電極層を塗布する電極塗布手段と、 前記集電体上における前記分極性電極層の塗布領域と前記未塗布領域と の境界位置を検出する検出手段と、
前記電極塗布手段を前記集電体の幅方向に駆動する駆動手段と、
前記検出手段による前記境界位置の検出結果に基づいて、前記駆動手段を フィードバック制御する制御手段とを備えることを特徴とする電気化学キヤパシ タ用電極の製造装置
[請求項 1 0 ] 前記電極塗布手段は、 前記集電体の幅方向における両方の端部に 未塗布領域が残されるよう、 前記集電体上に前記分極性電極層を塗布することを 特徴とする請求項 9に記載の電気化学キャパシタ用電極の製造装置。
[請求項 1 1 ] 前記電極塗布手段の上流側に設けられ、 前記集電体の幅方向にお ける少なくとも一方の端部にアンダーコート層の未塗布領域が残されるよう、 前 記集電体上に所定幅のアンダーコート層を塗布するアンダーコート塗布手段をさ らに備えることを特徴とする請求項 9に記載の電気化学キャパシタ用電極の製造 装置。
[請求項 1 2 ] 前記集電体上における前記アンダーコート層の塗布領域と前記ァ ンダーコート層の前記未塗布領域との境界位置を検出する他の検出手段と、 前記 アンダーコート塗布手段を前記集電体の幅方向に駆動する他の駆動手段とをさら に備え、 前記制御手段は、 前記他の検出手段による前記境界位置の検出結果に基 づいて、 前記他の駆動手段をフィードバック制御することを特徴とする請求項 1 1に記載の電気化学キャパシタ用電極の製造装置。 [請求項 1 3 ] 前記電極塗布手段は、 前記アンダーコート層の未塗布領域に前記 分極性電極層を塗布することなく、 前記アンダーコート層の塗布領域上に前記分 極性電極層を塗布することを特徴とする請求項 1 1に記載の電気化学キャパシタ 用電極の製造装置。
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