(57)【要約】【課題】正極活物質層の厚さを厚くしなくても、容量の向上に寄与する正極活物質層の体積を増大することができると共に、低温レート特性が低下することを抑制できる。【解決手段】  蓄電デバイスは、正極と負極と電解液とセパレータとを含む電極体を含む。電極体は、負極集電体と、負極活物質層と、セパレータと正極とがこの順で積層された正極積層構造単位が２つ以上繰り返し積層された正極集合層と、セパレータと、負極活物質層と、がこの順で積層された積層構造単位を１つ以上含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極集電体層の両面に正極活物質層が形成された正極層と、
負極集電体層の両面に負極活物質層が形成された負極層と、
電解液と、
前記電解液を保持する電解液保持層と、
を含む電極体を備え、
前記電極体は、
前記負極集電体層と、
前記負極活物質層と、
前記電解液保持層と前記正極層とがこの順で積層された正極積層構造単位が２つ以上繰り返し積層された積層構造を有する正極集合層と、
電解液保持層と、
負極活物質層と、
がこの順で積層された積層構造単位を１つ以上含む、
蓄電デバイス。
【請求項２】
請求項１に記載の蓄電デバイスにおいて、
前記正極集合層は、前記正極積層構造単位が２つ繰り返し積層された積層構造を有する、
蓄電デバイス。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の蓄電デバイスにおいて、
前記電極体は、２つ以上の前記積層構造単位が繰り返し積層された積層構造を含む、
蓄電デバイス。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の蓄電デバイスにおいて、
前記電解液保持層は、セパレータである、
蓄電デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、正極、負極及び電解液を備えた蓄電デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気化学キャパシタ等の蓄電デバイスは、例えば、ハイブリッド自動車及び電気自動車等の電源に使用される。蓄電デバイスの特性を向上するために、その構成要素である電極、電解液及びセパレータ等の開発が、活発に進められている
【０００３】
近年では、蓄電デバイスの更なる高容量化が求められている。例えば、蓄電デバイスの電極の正極活物質層の厚さを厚くすることにより、容量（エネルギー密度）を向上することができる。ところが、この場合、正極活物質層内に存在する電解液中の電解液イオン（電解液の構成成分のイオン）の拡散距離が大きくなることにより、電解液イオンの移動によるイオン拡散抵抗（以下、「電解液イオン拡散抵抗」と称呼される。）が増大してしまう。これにより、低温レート特性が低下する問題があった。
【０００４】
これに対して、特許文献１は、電極（集電体及び集電体上に形成された活物質層）に、電極を貫通する切れ目等の透過孔（貫通孔）を形成する技術を開示している。これにより、電解液の正極物質層への浸透性を向上させることによって、電解液イオン拡散抵抗の増大による電池特性の低下を補填する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２３６９４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、容量を向上するために正極活物質層を厚くした場合、電極に透過孔を形成するだけでは、電解液イオンの拡散距離が厚さ増大分大きくなることに起因する電解液イオン拡散抵抗の増大を、抑制することができない。電解液イオン拡散抵抗が増大すると、低温レート特性の低下が生じてしまうので好ましくない。
【０００７】
本発明は上述した課題に対処するためになされた。即ち、本発明の目的の一つは、正極活物質層の厚さを厚くしなくても、容量の向上に寄与する正極活物質層の体積を増大することができると共に、低温レート特性が低下することを抑制できる蓄電デバイス（以下、「本発明蓄電デバイス」と称呼される場合がある。）を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の課題を解決するために、
本発明蓄電デバイスは、
正極集電体層の両面に正極活物質層が形成された正極層と、
負極集電体層の両面に負極活物質層が形成された負極層と、
電解液と、
前記電解液を保持する電解液保持層と、
を含む電極体を備え、
前記電極体は、
前記負極集電体層と、
前記負極活物質層と、
前記電解液保持層と前記正極層とがこの順で積層された正極積層構造単位が２つ以上繰り返し積層された積層構造を有する正極集合層と、
電解液保持層と、
負極活物質層と、
がこの順で積層された積層構造単位を１つ以上含む。
【０００９】
本発明蓄電デバイスの一態様において、
前記正極集合層は、前記正極積層構造単位が２つ繰り返し積層された前記積層構造を有する。
【００１０】
本発明蓄電デバイスの一態様において、
前記電極体は、２つ以上の前記積層構造単位が複数繰り返し積層された積層構造を含む。
【００１１】
本発明蓄電デバイスの一態様において、
前記電解液保持層は、セパレータである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、正極活物質層の厚さを厚くしなくても、容量の向上に寄与する正極活物質層の体積を増大することができると共に、低温レート特性が低下することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る蓄電デバイスの構成例を示す斜視図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態に係る蓄電デバイスの構成例を示す概略断面図である。
【図３】図３は、正極の構成例を示す平面図である。
【図４】図４は、図３のI−I’線に沿った断面図である。
【図５】図５は、負極の構成例を示す平面図である。
【図６】図６は、図５のII−II’線に沿った断面図である。
【図７】図７は、積層体の構成例を説明するための概略断面図である。
【図８】図８は、参考例１及び参考例２の構成を示す概略断面図である。
【図９】図９は、正極の厚さと抵抗との関係を示すグラフである。
【図１０】図１０は、実施例１−１及び実施例１−２の蓄電デバイスの構成例を示す概略断面図である。
【図１１】図１１は、比較例１−１〜比較例１−３の蓄電デバイスの構成例を示す概略断面図である。
【図１２】図１２は、比較例２の蓄電デバイスの構成例を示す概略断面図である。
【図１３】図１３は、実施例及び比較例の測定結果をまとめたグラフである。
【図１４】図１４は、実施例及び比較例の測定結果をまとめたグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態（以下、「本実施形態」と称呼される。）に係る蓄電デバイスについて図面を参照しながら説明する。本例において、蓄電デバイスは、電気化学キャパシタ（具体的に述べると、リチウムイオンキャパシタ）である。なお、本明細書において、吸脱着可能とは、可逆的に吸蔵（吸着、挿入）及び脱離（放出）が可能であることを意味する。
【００１５】
図１及び図２は、本実施形態に係る蓄電デバイスの構成を示す。図１及び図２に示されるように、蓄電デバイスは、内部空間を有する外装ケース１１と、外装ケース１１の内部に収容された電解液１２と、積層体１３とを有する。外装ケース１１は、例えば、アルミニウムとポリプロピレンとが積層された袋状のラミネートフィルムである。
【００１６】
（電解液）
電解液１２は、非水電解液であり、電解質塩と非水溶媒とを含む。電解質塩は、非水溶媒に溶解されている。電解液１２は、必要に応じて、電解液１２の特性を向上させるための添加剤を含んでいてもよい。
【００１７】
（電解質塩）
電解質塩としては、例えば、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、Ｌｉ（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ、ＬｉＣｌＯ４、及び、その他のリチウム塩等から選ばれた１種又は２種以上を用いることができる。
【００１８】
（非水溶媒）
非水溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、１，２−ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、アセトニトリル（ＡＮ）、γ―ブチルラクトン（ＧＢＬ）、エチルイソプロピルスルホン（ＥｉＰＳ）、及び、１，１，２，２−テトラフルオロエチル２，２，３，３−テトラフルオロプロピルエーテル（ＨＦＥ）等から選ばれた１種又は２種以上を用いることができる。
【００１９】
（積層体）
積層体１３は、矩形の平面形状を有する正極２１と、矩形の平面形状を有する負極２２とが、矩形の平面形状を有するセパレータ２３を介して複数積層された構造を有する。更に、積層体１３は、プレドープ用金属リチウム２５を含んでいてもよい。積層体１３は、便宜上、「電極体」とも称呼される。
【００２０】
積層体１３は、電解液１２に含浸され、電解液１２を含む。なお、この積層体１３を構成する電極部材等の積層構造については、後に詳述する。
【００２１】
（正極）
図３及び図４に示されるように、正極２１は、矩形の平面形状を有する正極集電体２１Ａと、正極集電体２１Ａの両主面上に積層された正極活物質層２１Ｂとを備える。
【００２２】
正極活物質層２１Ｂは、正極集電体２１Ａの一部が露出するように正極集電体２１Ａ上に形成されている。正極集電体２１Ａの露出部２１Ｃは、外部に電流を取り出す端子部として機能する。露出部２１Ｃは、正極端子タブ３１に導電性接続部材３３を介して電気的に接続されている。正極端子タブ３１は、蓄電デバイスの正極端子として機能する。
【００２３】
正極集電体２１Ａは、良好な導電性を有する材料（良導体）によって形成される。本例においては、正極集電体２１Ａとして、例えば、多孔質状のアルミニウム箔を用いることができる。
【００２４】
正極活物質層２１Ｂは、正極活物質を含む。なお、正極活物質層２１Ｂは、必要に応じてバインダ（例えば、ＳＢＲ（スチレンブタジエンゴム））を含んでいてもよい。
【００２５】
正極活物質としては、電解質塩アニオンを吸脱着可能（可逆的に吸蔵（吸着）及び脱離（放出）が可能）な材料によって構成される。正極活物質としては、例えば、カーボンナノチューブ、又は、活性炭を用いることができる。なお、正極活物質は、１種で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
【００２６】
（負極）
図５及び図６に示されるように、負極２２は、矩形の平面形状を有する負極集電体２２Ａと、負極集電体２２Ａの両主面上に積層された形成された負極活物質層２２Ｂとを備える。なお、負極集電体２２Ａの一主面上のみに負極活物質層２２Ｂを形成するようにしてもよい。
【００２７】
負極活物質層２２Ｂは、負極集電体２２Ａの一部が露出するように負極集電体２２Ａ上に形成されている。負極集電体２２Ａの露出部２２Ｃは、外部に電流を取り出す端子部として機能する。露出部２２Ｃは、導電性接続部材３４を介して、負極端子タブ３２に電気的に接続されている。負極端子タブ３２は、蓄電デバイスの負極端子として機能する。
【００２８】
負極集電体２２Ａは、良好な導電性を有する材料（良導体）によって形成される。本例においては、負極集電体２２Ａとして、例えば、多孔質状の銅箔を用いることができる。
【００２９】
負極活物質層２２Ｂは、リチウムイオンを吸脱着可能（可逆的に吸蔵（吸着）及び脱離（放出）が可能）な炭素材料と、バインダ（例えば、ＳＢＲ（スチレンブタジエンゴム）等）とを含む。なお、バインダを省略してもよい。炭素材料としては、例えば、カーボンナノチューブ、又は、黒鉛を用いることができる。なお、負極活物質は、１種で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
【００３０】
なお、エネルギー密度を向上させるために、炭素材料中に、リチウムイオンが予め吸蔵（プレドープ）されていてもよい。プレドープを行う場合、積層体１３を組み立て後、積層体１３が電解液１２に浸漬されると、負極２２と短絡したプレドープ用の金属リチウム２５からリチウムイオンが電解液１２中に放出される。そして、プレドープ用の金属リチウム２５が、正極集電体２１Ａ及び負極集電体２２Ａの貫通孔を通り、積層体１３の全体に拡散し、リチウムイオンが炭素材料にドープ（吸蔵）される。なお、プレドープ後は、プレドープ用の金属リチウム２５は消失している。
【００３１】
（セパレータ）
セパレータ２３は、正極２１及び負極２２の短絡を防止するために設けられた絶縁性の多孔質膜である。セパレータ２３は、電解液１２を保持する電解液保持部（「電解液保持層」とも称呼される。）である。セパレータ２３としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン若しくはその他の絶縁性の多孔質フィルム、又は、不織布を用いることができる。
【００３２】
（積層体の構造）
図７を参照しながら、積層体１３の積層構造について詳述する。図７は、積層体１３の概略断面図である。なお、説明の便宜上、導電性接続部材３３及び３４の図示は省略している。
【００３３】
図７に示されるように、積層体１３は、負極集電体２２Ａと、プレドープ用金属リチウム２５と、セパレータ２３と、負極２２とセパレータ２３と正極２１とセパレータ２３と正極２１とセパレータ２３とがこの順で積層された複数の積層単位と、負極活物質層２２Ｂと、負極集電体２２Ａと、負極活物質層２２Ｂとが、この順で積層された積層構造を有する。なお、図７において、ドープ処理用の負極集電体２２Ａとプレドープ用金属リチウム２５を、紙面左側に配置させているが、紙面の右側あるいは紙面の左右両側に配置させてもよい。また、積層体１３は、図７の紙面に対して最も右側に配置した負極活物質層２２Ｂを積層しない構成にしてもよい。
【００３４】
この積層体１３は、積層構造単位Ｓを１つ以上（本例においては、６つ）含む。積層構造単位Ｓは、負極集電体２２Ａ（負極集電体層）と、負極活物質層２２Ｂと、セパレータ２３（電解液保持層）と正極２１（正極層）とがこの順で積層された正極積層構造単位が２つ繰り返し積層された層（「正極集合層」とも称呼される。）と、セパレータ２３と、負極活物質層２２Ｂとが、この順で積層された積層構造からなる。
【００３５】
換言すると、積層構造単位Ｓは、負極集電体２２Ａと負極活物質層２２Ｂとセパレータ２３と正極２１とセパレータ２３と正極２１とセパレータ２３と負極活物質層２２Ｂとが、この順で積層された積層構造からなる。本例において、積層体１３は、積層構造単位Ｓが６つ繰り返し積層された積層構造を含む。
【００３６】
ところで、本願発明者は、例えば、図８に示される参考例１のように、一対の正極２１と負極２２とがセパレータ２３を介して積層された単電池単位を含む蓄電デバイスの高容量化を図るために、参考例２のように正極活物質層２１Ｂを参考例１に比べて厚くすることを検討した。
【００３７】
この場合、図９の線ｐ１に示されるように、正極活物質層２１Ｂ内に存在する電解液中の電解液イオン（電解液１２の構成成分のイオン）の拡散距離が増大することにより、正極活物質層２１Ｂ中の電解液イオン拡散抵抗が増加してしまうことが分かった。このため、参考例２のように正極活物質層２１Ｂを参考例１に比べて厚くした場合、低温レート特性（特にハイレート低温レート特性）が低下してしまうことが分かった。
【００３８】
なお、図９は、−４０℃の環境下で蓄電デバイスを交流インピーダンス法で測定した場合に、電解液イオン拡散抵抗に対応すると考えられるＣｏｌｅ−Ｃｏｌｅプロットに現れる左から３番目の第３円弧の大きさ（直径）を、正極活物質層（正極活物質層２１Ｂの２つ分の厚み）に対してプロットしたグラフである。
【００３９】
これに対して、本蓄電デバイスの積層体１３の積層構造単位Ｓは、一対の負極活物質層２２Ｂの間に、２つの対向する正極２１（４つの正極活物質層２１Ｂ）を備え、更に、この２つの対向する正極２１の間にセパレータ２３（電解液保持部）を備える。
【００４０】
従って、正極活物質層２１Ｂの厚さを増大しないで、４つの正極活物質層２１Ｂの厚さｄ１〜ｄ４の合計（厚さＤ１）が、一対の正極２１及び負極２２を含む単電池単位の正極活物質層２１Ｂの総厚さになり得る。換言すると、正極活物質層２１Ｂの厚さを増大しなくても、単電池単位の容量向上に寄与する正極活物質層２１Ｂの体積を増大することができる。これにより、正極活物質層２１Ｂの厚さを増大しないで、参考例２のように、正極活物質層２１Ｂを厚くした場合と同様に蓄電デバイスを高容量化できる。
【００４１】
更に、正極活物質層２１Ｂの厚さが増大しないので、正極活物質層２１Ｂ内に存在する電解液１２中の電解液イオンの拡散距離が増大することを抑制できる。これにより、参考例２で生じる正極活物質層２１Ｂを厚くした場合の低温レート特性の低下（ハイレート低温レート特性）の低下を抑制することができる。
【００４２】
更に、この積層構造単位Ｓでは、対向する１対の正極２１間に電解液１２を保持したセパレータ２３（電解液保持部）が介在している。従って、電気化学反応に伴い対向する一対の正極２１（セパレータ２３を挟む１対の正極２１）間のセパレータ２３から電解質塩アニオンが泳動することにより、電解質塩アニオンがセパレータ２３を挟む１対の正極２１の各正極活物質層２１Ｂに供給される。これにより、電解液１２から正極活物質層２１Ｂへの電解質塩アニオンの供給が不十分になり抵抗が増大することを抑制できる。
【００４３】
更に、６つの積層構造単位Ｓを含む積層体１３は、セパレータ２３が介在された一対の正極２１及び負極２２（負極集電体２２Ａの片面のみに負極活物質層２２Ｂが形成された負極２２も含む。）からなる単セル単位ＣＬが繰り返し積層された構造を含む。従って、セパレータ２３を挟む１対の正極２１が有する容量をより有効に活用することができる。
【００４４】
更に、６つの積層構造単位Ｓを含む積層体１３は、負極集電体２２Ａの数を正極集電体２１Ａの数より少ない数で構成することができる。従って、例えば、孔開け加工等を施す必要がある比較的高価な負極集電体２２Ａを用いる場合には、コストが高くなることを抑えることができる。
【００４５】
（蓄電デバイス（リチウムイオンキャパシタ）の動作）
上記した構成の蓄電デバイスは、負極２２にて、リチウムの電気化学反応（ファラデー反応）によって電気エネルギーの充放電が行われ、正極２１にて、電解質塩アニオンの吸着及び放出によって電気エネルギーの充放電が行われる。
【００４６】
上記した構成の蓄電デバイスの正極集電体２１Ａと負極集電体２２Ａとの間に所定の電圧を印加した場合、電解液１２中の電解質塩アニオンが正極２１側に吸着（吸蔵）される。一方、負極２２側には、リチウムイオンが吸着（吸蔵）される。これらにより、蓄電デバイスが充電される。
【００４７】
上記した構成の蓄電デバイスの正極集電体２１Ａと負極集電体２２Ａとの間に電力負荷（電気抵抗）を接続した場合、正極活物質から電解液１２内へ電解質塩アニオンが放出されると共に、負極２２（炭素材料）から電解液１２内へリチウムイオンが放出される。これにより、蓄電デバイスが放電される。
【実施例】
【００４８】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されない。
【００４９】
＜実施例１−１＞
次のようにして、実施例１−１の蓄電デバイス（リチウムイオンキャパシタ）を作製した。
【００５０】
（正極の作製）
カルボキシルメチルセルロース（ＣＭＣ）を分散した水溶液に対して、正極活物質としての活性炭と、導電助剤としてのアセチレンブラックと、バインダとしてのＳＢＲとを混合した正極合剤のスラリー溶液（負極合剤スラリー）を調製した。なお、配合比は、活性炭８９重量％、アセチレンブラック５重量％、ＣＭＣ２重量％及びＳＢＲ４重量％となるように調整した。
【００５１】
次に、調製した正極合剤スラリー溶液を、正極集電体２１Ａとしての矩形の一辺の一部から突き出た矩形部分（露出部２１Ｃ）を有するアルミニウム箔（多孔を有する構造（透気度４０秒／１００ｍＬ）、厚さ３０μｍ）の両面（露出部２１Ｃを除く矩形の領域）に塗布した。
【００５２】
その後、乾燥することにより正極合剤スラリーから水を除去したのち、ロールプレスで圧延することにより、露出部２１Ｃ（未塗布部分）を正極端子部とする正極活物質層２１Ｂ付きのアルミニウム箔(即ち、図３及び図４に示した正極２１（１６５ｍｍ×９５ｍｍ）)を得た。
【００５３】
（負極の作製）
カルボキシルメチルセルロース（ＣＭＣ）を分散した水溶液に対して、負極活物質としての黒鉛と、導電助剤としてのアセチレンブラックと、バインダとしてのＳＢＲとを混合した負極合剤のスラリー溶液（負極合剤スラリー）を調製した。なお、配合比は、黒鉛９４重量％、アセチレンブラック２重量％、ＣＭＣ２重量％及びＳＢＲ２重量％となるように調整した。
【００５４】
次に、調製した負極合剤スラリー溶液を、負極集電体２２Ａとしての矩形の一辺の一部から突き出た矩形部分（露出部２２Ｃ）を有する銅箔（多孔を有する構造（開口率１０％）、厚さ１８μｍ）の両面（凸部を除く矩形の領域）に塗布した。
【００５５】
その後、負極合剤スラリー溶液を乾燥することにより水を除去したのち、ロールプレスで圧延することにより、露出部２２Ｃ（未塗布部分）を負極端子部とする厚さ８５μｍの負極活物質層２２Ｂ付きの銅箔（即ち、図５及び図６に示した負極２２（１７５ｍｍ×１００ｍｍ））を得た。
【００５６】
（電解液の調製）
次のようにして、電解液を調製した。まず、非水溶媒として、エチレンカーボネート（ＥＣ）と、プロピレンカーボネート（ＰＣ）と、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）と、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）とを、体積比ＥＣ：ＰＣ：ＥＭＣ：ＤＥＣ＝３０：１０：４６．７：２３．３で、混合することにより、混合溶媒を調製した。次に、電解質塩として六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）を用いて、電解質塩濃度が１．０ｍｏｌ／Ｌになるように、調製した混合溶媒に溶解させた。以上により、電解液を得た。
【００５７】
（蓄電デバイスの組み立て）
次に、作製した２枚の正極２１、１枚の負極２２及びポリプロピレン製の厚さ２０μｍのセパレータ２３を、図１０に示されるように、負極２２／セパレータ２３／正極２１／セパレータ２３／正極２１／セパレータ２３／負極２２の順で重ねた積層体を作製した。なお、この積層体は、１つの積層構造単位Ｓ（負極集電体２２Ｂ／負極活物質層２２Ｂ／セパレータ２３／正極２１／セパレータ２３／正極２１／セパレータ２３／負極活物質層２２Ｂ）を含む。
【００５８】
この積層体の正極活物質層２１Ｂの厚さ（合計厚さ）Ｄ１は、正極活物質層２１Ｂの厚さｄ１、正極活物質層２１Ｂの厚さｄ２、正極活物質層２１Ｂの厚さｄ３及び正極活物質層２１Ｂの厚さｄ４の和である。即ち、正極活物質層２１Ｂの厚さ（合計厚さ）Ｄ１＝正極活物質層２１Ｂの厚さｄ１＋正極活物質層２１Ｂの厚さｄ２＋正極活物質層２１Ｂの厚さｄ３＋正極活物質層２１Ｂの厚さｄ４である。
【００５９】
なお、実施例１−１では、正極合剤スラリー溶液の塗布量等を調整することにより、正極活物質層２１Ｂの厚さ（合計厚さ）Ｄ１が１９５μｍとなるように、正極活物質層２１Ｂの厚さを調整した。
【００６０】
次に、積層体をアルミラミネートフィルムからなる外装体に入れ、その後、電解液を外装体に注入し、積層体を電解液に浸漬した。その後、外装体を封止することにより、実施例１の蓄電デバイス（リチウムイオンキャパシタ）を得た。なお、積層体を外装体に入れる際には、積層体の最外層に負極集電体層２２Ａ（図１０において不図示）と、プレドープ用の金属リチウム２５（図１０において不図示）と、セパレータ２３（図１０において不図示）とを積層させた状態で積層体を挿入した。その後、負極２２と金属リチウム２５とを短絡させることにより、プレドープ処理を行った。
【００６１】
＜実施例２＞
正極活物質層２１Ｂの厚さ（合計厚さ）Ｄ１を１９８μｍに変えたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例２の蓄電デバイスを作製した。
【００６２】
＜比較例１−１＞
正極活物質層２１Ｂの厚さ（合計厚さ）Ｄ１が８０μｍになるように、正極活物質層２１Ｂの厚さを変えたこと以外は、実施例１と同様にして、正極２１を作製した。
【００６３】
蓄電デバイスの組み立て工程において、作製した１枚の正極２１、２枚の負極２２及び２枚のセパレータ２３を、図１１に示されるように、負極２２／セパレータ２３／正極２１／セパレータ２３／負極２２で重ねた積層体を作製した。この積層体は、積層構造単位Ｓを含まない。
【００６４】
なお、この積層体の正極活物質層２１Ｂの厚さ（合計厚さ）Ｄ１は、正極活物質層２１Ｂの厚さｄ１１及び正極活物質層２１Ｂの厚さｄ１２の和である。即ち、正極活物質層２１Ｂの厚さ（合計厚さ）Ｄ１＝正極活物質層２１Ｂの厚さｄ１１＋正極活物質層２１Ｂの厚さｄ１２である。以上のこと以外は、実施例１と同様にして蓄電デバイスを作製した。
【００６５】
＜比較例１−２＞
正極活物質層２１Ｂの厚さ（合計厚さ）Ｄ１が１４９μｍになるように、正極活物質層２１Ｂの厚さを変えたこと以外は、比較例１−１と同様にして、比較例１−２の蓄電デバイスを作製した。
【００６６】
＜比較例１−３＞
正極活物質層２１Ｂの厚さ（合計厚さ）Ｄ１が２４３μｍになるように、正極活物質層２１Ｂの厚さを変えたこと以外は、比較例１−１と同様にして、比較例１−３の蓄電デバイスを作製した。
【００６７】
＜比較例２＞
正極活物質層２１Ｂの厚さ（合計厚さ）Ｄ１が１９８μｍになるように、正極活物質層２１Ｂの厚さを変えたこと以外は、実施例１と同様にして、正極２１を作製した。蓄電デバイスの組み立て工程において、作製した２枚の正極２１、１枚の負極２２及びセパレータ２３を、図１２に示されるように、負極２２／セパレータ２３／正極２１／正極２１／セパレータ２３／負極２２の順で重ねた積層体を作製した。この積層体は、積層構造単位Ｓを含まない。
【００６８】
この積層体の正極活物質層２１Ｂの厚さ（合計厚さ）Ｄ１は、正極活物質層２１Ｂの厚さｄ２１、正極活物質層２１Ｂの厚さｄ２２、正極活物質層２１Ｂの厚さｄ２３及び正極活物質層２１Ｂの厚さｄ２４の和である。即ち、正極活物質層２１Ｂの厚さ（合計厚さ）Ｄ１＝正極活物質層２１Ｂの厚さｄ２１＋正極活物質層２１Ｂの厚さｄ２２＋正極活物質層２１Ｂの厚さｄ２３＋正極活物質層２１Ｂの厚さｄ２４である。以上のこと以外は、実施例１と同様にして、比較例２の蓄電デバイスを作製した。
【００６９】
（評価）
作製した各実施例及び各比較例の蓄電デバイスについて、以下に説明する評価を行った。
【００７０】
（容量測定）
（容量１の測定）
蓄電デバイスを２５℃の温度にて、充電電圧３．８Ｖ、１Ｃの定電流で、ＣＣ−ＣＶ充電（定電流定電圧充電）を３０分間行った。その後、１Ｃの放電電流で２．２Ｖの電圧まで、ＣＣ放電（定電流放電）を行った。これにより、放電容量（以下、「１Ｃ容量（２５℃）」とも称呼される。）を測定した
【００７１】
そして、比較例１−１の容量に対する容量比率（＝「各実施例又は各比較例の１Ｃ容量（２５℃）」÷「比較例１−１の１Ｃ容量（２５℃））を容量１として算出した。
【００７２】
（容量２の測定）
蓄電デバイスを−１０℃の温度にて、充電電圧３．８Ｖ、１Ｃの定電流で、ＣＣ−ＣＶ充電（定電流定電圧充電）を３０分間行った。その後、５Ｃの放電電流で２．２Ｖの電圧まで、ＣＣ放電（定電流放電）を行った。これにより、放電容量（以下、「５Ｃ容量（−１０℃）」とも称呼される。）を測定した。
【００７３】
そして、比較例１−１の容量に対する容量比率（＝「各実施例又は各比較例の５Ｃ容量（−１０℃）」÷「比較例１−１の５Ｃ容量（−１０℃）」）を容量２として算出した。
【００７４】
なお、１Ｃは、理論容量を１時間で放電（または充電しきる）電流値である。５Ｃは、理論容量を０．２時間で放電（または充電しきる）電流値である。
【００７５】
（容量保持率）
（容量保持率１の測定）
蓄電デバイスを−１０℃の温度にて、充電電圧３．８Ｖ、１Ｃの定電流で、ＣＣ−ＣＶ充電（定電流定電圧充電）を３０分間行った。その後、１Ｃの放電電流で２．２Ｖの電圧まで、ＣＣ放電（定電流放電）を行った。これにより、放電容量（以下、「１Ｃ容量（−１０℃）」と称呼される。）を測定した。
【００７６】
そして、各実施例及び各比較例について、下記式（１）により、上述のように測定した「１Ｃ容量（２５℃）」に対する「１Ｃ容量（−１０℃）」の百分率を容量保持率１として算出した。
容量保持率１＝｛「実施例（比較例）Ｘの１Ｃ容量（−１０℃）」÷「前記と同じ実施例（比較例）Ｘの１Ｃ容量（２５℃）」｝×１００％・・・（１）
【００７７】
（容量保持率２の測定）
各実施例及び各比較例について、下記式（２）により、上述のように測定した「１Ｃ容量（２５℃）」に対する「５Ｃ容量（−１０℃）」の百分率を容量保持率２として算出した。
容量保持率２＝｛「実施例（比較例）Ｘの５Ｃ容量（−１０℃）」÷「前記と同じ実施例（比較例）Ｘの１Ｃ容量（２５℃）」｝×１００％・・・（２）
【００７８】
測定結果を表１並びに図１３及び図１４に示す。
【００７９】
【表１】
2020009998.tif 000003
【００８０】
表１、及び図１３及び図１４に示すように、実施例１及び実施例２は、正極活物質層２１Ｂの厚さを増大しなくても、正極活物質層２１Ｂの総体積を増大でき、その結果、容量を向上できた。
【００８１】
更に、表１及び図１３及び図１４に示されるように、実施例１及び実施例２は、正極活物質層２１Ｂの厚さ（合計厚さ）Ｄ１が厚い場合でも、低温レート特性（ハイレート低温特性）の低下を抑制できることが確認できた。なお、図１３及び図１４には、参考値として、比較例のデータに基づき図１１のセル構成であって正極活物質層２１Ｂの厚さ（合計厚さ）Ｄ１が２００μｍである場合の予測値（計算値）を示している。
【００８２】
＜変形例＞
以上、本発明の実施形態及び各実施例について具体的に説明したが、本発明は、上述の実施形態及び各実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
【００８３】
例えば、上述の実施形態及び各実施例において挙げた構成、方法、工程、形状、材料および数値等はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、工程、形状、材料および数値等を用いてもよい。
【００８４】
また、上述の実施形態及び各実施例の構成、方法、工程、形状、材料および数値等は、本発明の主旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。
【００８５】
上述の実施形態において、セパレータ２３に代えて、電解液保持部として、電解液１２を保持したマトリックス高分子化合物（いわゆるゲル状の電解質）を用いてもよい。
【００８６】
これに対して、上述の実施形態において、積層構造単位Ｓは、正極積層構造単位（セパレータ２３／正極２１）を３つ以上含んだ構造であってもよい。例えば、積層構造単位Ｓは、対向する一対の負極活物質層２２Ｂとの間に、正極積層構造単位が３つ繰り返し積層された積層構造であってもよい。即ち、積層構造単位Ｓは、負極集電体層２１Ａ／負極活物質層２２Ｂ／セパレータ２３／正極２１／セパレータ２３／正極２１／セパレータ２３／正極２１／セパレータ２３／負極活物質層２２Ｂであってもよい。
【００８７】
また、例えば、積層構造単位Ｓは、対向する一対の負極活物質層２２Ｂとの間に、正極積層構造単位が４つ以上繰り返し積層された積層構造であってもよい。なお、２つ以上の正極積層構造単位は、便宜上、「正極集合層」とも称呼される。
【００８８】
上述の実施形態において、積層体１３に代えて、例えば、２つの長尺状の正極２１と１つの長尺状の負極２２とを長尺状のセパレータ２３と共に積層（例えば、正極２１／セパレータ２３／負極２２／セパレータ２３／正極２１／セパレータ２３の順に積層）して、巻回した巻回体（電極体）を用いてもよい。この場合、巻回体は、積層構造単位Ｓを巻回体の径方向の内周側から外周側に向かって１又は複数含むようにしてもよい。
【００８９】
上述の実施形態において、積層体１３の電極部材の積層構造は、積層構造単位Ｓを含んでいる限り、種々の積層構造を採用し得る。
【００９０】
上述の実施形態において、積層体１３は、積層構造単位Ｓに代えて他の積層構造単位を１つ以上（例えば、６つ）含んでいてもよい。他の積層構造単位は、負極２２（負極層）と、セパレータ２３（電解液保持層）と正極２１（正極層）とがこの順で積層された正極積層構造単位が２つ繰り返し積層された層（正極集合層）とが、この順で積層された積層構造からなる。積層体１３の電極部材の積層構造は、この他の積層構造単位を１つ以上含んでいる限り、種々の積層構造を採用し得る。なお、他の積層構造単位は、正極積層構造単位（セパレータ２３／正極２１）を３つ以上含んだ構造であってもよい。更に、巻回体においても、他の積層構造単位を巻回体の径方向の内周側から外周側に向かって１又は複数含むようにしてもよい。
【００９１】
上述の実施形態において、蓄電デバイスは、正極活物質に、電解質塩アニオンを吸脱着可能（可逆的に吸蔵（吸着）及び脱離（放出）が可能）な材料を用いている蓄電デバイスであれば、リチウムイオンキャパシタ以外の他の蓄電デバイスであってもよい。蓄電デバイスを複数接続して蓄電モジュールを構成してもよい。
【符号の説明】
【００９２】
１１…外装ケース、１２…電解液、１３…積層体、２１…正極、２１Ａ…正極集電体層、２１Ｂ…正極活物質層、２２…負極、２２Ａ…負極集電体層、２２Ｂ…負極活物質層、２３…セパレータ
【図１】
2020009998.tif 000004
【図２】
2020009998.tif 000005
【図３】
2020009998.tif 000006
【図４】
2020009998.tif 000007
【図５】
2020009998.tif 000008
【図６】
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【図７】
2020009998.tif 000010
【図８】
2020009998.tif 000011
【図９】
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【図１０】
2020009998.tif 000013
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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