(57)【要約】【課題】複数の貫通孔が形成された集電体を備えることで優れた特性を有すると共に、静電容量にばらつきが生じることがなくて高い生産性の得られる蓄電デバイス用電極およびその製造方法、並びに静電容量にばらつきが生じることがなくて高い生産性の得られるリチウムイオンキャパシタを提供することにある。【解決手段】蓄電デバイス用電極は、貫通孔が複数形成された金属箔よりなる多孔質集電体上の一端側に活物質層が積層されてなる活物質層形成部および活物質層非形成部を有し、前記多孔質集電体において、前記活物質層形成部と、前記活物質層非形成部との境界に対応する部位に第１の非貫通孔形成領域が延設されており、前記第１の非貫通孔形成領域内に前記境界が位置していることを特徴とする。【選択図】図１
2010238680.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫通孔が複数形成された金属箔よりなる多孔質集電体上の一端側に活物質層が積層されており、前記活物質層が形成されてなる活物質層形成部と、前記活物質層形成部に連設する活物質層非形成部とを有する蓄電デバイス用電極であって、
前記多孔質集電体において、前記活物質層形成部と、前記活物質層非形成部との境界に対応する部位に第１の非貫通孔形成領域が延設されており、前記第１の非貫通孔形成領域内に前記境界が位置していることを特徴とする蓄電デバイス用電極。
【請求項２】
多孔質集電体が、前記活物質層が形成されている貫通孔形成領域を介して第１の非貫通孔形成領域に沿伸形成された第２の非貫通孔形成領域を有することを特徴とする請求項１に記載の蓄電デバイス用電極。
【請求項３】
機械的な打ち抜きによって貫通孔が形成されてなる貫通孔形成領域と、非貫通孔形成領域とが交互に列設された金属箔よりなる多孔質集電体材料上に、一の貫通孔形成領域全域と、前記一の貫通孔形成領域を介して隣接形成された非貫通孔形成領域の前記一の貫通孔形成領域を臨む一部の領域とにわたって連続して活物質層を形成することにより積層体を得、前記積層体を、多孔質集電体材料の貫通孔形成領域に活物質層が形成された部位において切断する工程を経ることにより、多孔質集電体の一端側上に活物質層が形成されてなる活物質層形成部および前記活物質層形成部に連設する活物質層非形成部を有し、前記多孔質集電体が、前記活物質層形成部と、前記活物質層非形成部との境界に沿って貫通孔形成領域の間を伸びるよう形成されてなる第１の非貫通孔形成領域を有し、前記第１の非貫通孔形成領域内に前記境界が位置する蓄電デバイス用電極を得ることを特徴とする蓄電デバイス用電極の製造方法。
【請求項４】
機械的な打ち抜きによって貫通孔が形成されてなる貫通孔形成領域と、非貫通孔形成領域とが交互に列設された金属箔よりなる多孔質集電体材料上に、一の非貫通孔形成領域全域と、前記一の非貫通孔形成領域を介して隣接形成された貫通孔形成領域全域と、前記貫通孔形成領域に隣接する非貫通孔形成領域のそれぞれの一部の領域とにわたって連続して活物質層を形成することにより積層体を得、前記積層体を、前記多孔質集電体材料の少なくとも一の前記非貫通孔形成領域の全域に活物質層が形成された部位において切断する工程を経ることにより、多孔質集電体の一端側上に活物質層が形成されてなる活物質層形成部および前記活物質層形成部に連設する活物質層非形成部を有し、前記多孔質集電体が、貫通孔形成領域を介して沿伸形成された第１の非貫通孔形成領域と第２の非貫通孔形成領域とを有し、前記第１の非貫通孔形成領域内に当該境界が位置する蓄電デバイス用電極を得ることを特徴とする蓄電デバイス用電極の製造方法。
【請求項５】
少なくとも正極または負極の一方が、請求項１または請求項２に記載の蓄電デバイス用電極よりなるものであることを特徴とするリチウムイオンキャパシタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電デバイス用電極およびその製造方法、並びにリチウムイオンキャパシタに関し、更に詳しくは、リチウムイオンキャパシタの正極および負極として好適な蓄電デバイス用電極およびその製造方法、並びに当該蓄電デバイス用電極を正極および／または負極として備えたリチウムイオンキャパシタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、リチウムイオンキャパシタとしては、正極と負極とがセパレータを介して巻回または交互に積層されてなる構成の蓄電デバイス要素と有機電解液とを備えてなる構成のものが提案されているが、このような構成のリチウムイオンキャパシタは、高性能が期待されるものの、例えば負極または正極に対向するように、リチウム箔などよりなるリチウムイオン供給源を配置することによって予め負極にリチウムイオンをドーピングさせる必要があり、このドーピング処理に極めて長時間を要することや負極全体にリチウムイオンを均一に担持させることが容易ではないため、実用化が困難とされていた。
【０００３】
而して、近年、リチウムイオンキャパシタとして、正極と負極とがセパレータを介して巻回または交互に積層されてなる構成の蓄電デバイス要素と有機電解液とを備え、当該正極および負極として、各々、表裏面を貫通する貫通孔を複数有する集電体を備えてなる構成のものが提案されている（特許文献１および特許文献２参照。）。
【０００４】
このような構成のリチウムイオンキャパシタにおいては、正極および負極を構成する集電体に複数の貫通孔が設けられているため、リチウムイオンが当該集電体に遮断されることなく、正極および負極の表裏間を移動することができることから、蓄電デバイス要素が、正極と負極とがセパレータを介して巻回または交互に積層されてなる構成を有するものであっても、貫通孔を通じて、リチウムイオン供給源の近傍に位置する負極だけでなく当該リチウムイオン供給源から離れた場所に位置する負極にもリチウムイオンを電気化学的に担持させることが可能となる。
【０００５】
また、リチウムイオンキャパシタの正極および負極として用いられる電極は、集電体上の一部分に、例えば活性炭などの活性物質を含有する活物質層が形成された構成を有するものである。
【０００６】
しかしながら、全面に複数の貫通孔が形成されている集電体上の一部分に、活物質およびバインダーが水系媒体中に分散されたスラリーを塗布する手法で活物質層を形成して得られる電極には、複数の貫通孔が全面にランダムに形成されているため、塗布によって形成された活物質層の端部に存在する貫通孔の数が電極によって異なる。そのため、各電極で活物質層の形成面積にばらつきが生じ、これに起因して静電容量にばらつきが生じてしまう、という問題がある。
このような問題は、図８に示すように、複数の貫通孔６２が形成された集電体６１において、活物質層を形成しようとする部分の端部に係る線上に位置する貫通孔６２Ａ、６２Ｂには、スラリーの塗布によってその内部にスラリーが侵入するもの（例えば、図８における貫通孔６２Ａ）とされないもの（例えば、図８における貫通孔６２Ｂ）とが存在することとなるため、この集電体６１上に形成される活物質層６５の縁部６５Ａが直線状とはならないことに起因して生じるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−２８６９１９号公報
【特許文献２】特開２００８−６０４７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、以上の事情に基づいてなされたものであって、その目的は、複数の貫通孔が形成された集電体を備えることで優れた特性を有すると共に、静電容量にばらつきが生じることがなくて高い生産性の得られる蓄電デバイス用電極およびその製造方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、静電容量にばらつきが生じることがなくて高い生産性の得られるリチウムイオンキャパシタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の蓄電デバイス用電極は、貫通孔が複数形成された金属箔よりなる多孔質集電体上の一端側に活物質層が積層されており、前記活物質層が形成されてなる活物質層形成部と、前記活物質層形成部に連設する活物質層非形成部とを有する蓄電デバイス用電極であって、
前記多孔質集電体において、前記活物質層形成部と、前記活物質層非形成部との境界に対応する部位に第１の非貫通孔形成領域が延設されており、前記第１の非貫通孔形成領域内に前記境界が位置していることを特徴とする。
【００１０】
本発明の蓄電デバイス用電極においては、多孔質集電体が、前記活物質層が形成されている貫通孔形成領域を介して第１の非貫通孔形成領域に沿伸形成された第２の非貫通孔形成領域を有することが好ましい。
【００１１】
本発明の蓄電デバイス用電極の製造方法は、機械的な打ち抜きによって貫通孔が形成されてなる貫通孔形成領域と、非貫通孔形成領域とが交互に列設された金属箔よりなる多孔質集電体材料上に、一の貫通孔形成領域全域と、前記一の貫通孔形成領域を介して隣接形成された非貫通孔形成領域の前記一の貫通孔形成領域を臨む一部の領域とにわたって連続して活物質層を形成することにより積層体を得、前記積層体を、多孔質集電体材料の貫通孔形成領域に活物質層が形成された部位において切断する工程を経ることにより、多孔質集電体の一端側上に活物質層が形成されてなる活物質層形成部および前記活物質層形成部に連設する活物質層非形成部を有し、前記多孔質集電体が、前記活物質層形成部と、前記活物質層非形成部との境界に沿って貫通孔形成領域の間を伸びるよう形成されてなる第１の非貫通孔形成領域を有し、前記第１の非貫通孔形成領域内に前記境界が位置する蓄電デバイス用電極を得ることを特徴とする。
【００１２】
本発明の蓄電デバイス用電極の製造方法は、機械的な打ち抜きによって貫通孔が形成されてなる貫通孔形成領域と、非貫通孔形成領域とが交互に列設された金属箔よりなる多孔質集電体材料上に、一の非貫通孔形成領域全域と、前記一の非貫通孔形成領域を介して隣接形成された貫通孔形成領域全域と、前記貫通孔形成領域に隣接する非貫通孔形成領域のそれぞれの一部の領域とにわたって連続して活物質層を形成することにより積層体を得、前記積層体を、前記多孔質集電体材料の少なくとも一の前記非貫通孔形成領域の全域に活物質層が形成された部位において切断する工程を経ることにより、多孔質集電体の一端側上に活物質層が形成されてなる活物質層形成部および前記活物質層形成部に連設する活物質層非形成部を有し、前記多孔質集電体が、貫通孔形成領域を介して沿伸形成された第１の非貫通孔形成領域と第２の非貫通孔形成領域とを有し、前記第１の非貫通孔形成領域内に当該境界が位置する蓄電デバイス用電極を得ることを特徴とする。
【００１３】
本発明のリチウムイオンキャパシタは、少なくとも正極または負極の一方が、前記の蓄電デバイス用電極よりなるものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の蓄電デバイス用電極は、複数の貫通孔が設けられてなる多孔質集電体が、活物質層形成部と活物質層非形成部との境界に対応する位置に延設された第１の非貫通孔形成領域を有し、この第１の非貫通孔形成領域内に活物質層の境界が位置するものである。そのため、多孔質集電体の製造工程において、活物質層形成部と活物質層非形成部との境界を多孔質集電体上における貫通孔の形成されていない非貫通孔形成領域に位置するように形成し、境界を構成する端部を直線状とすることで位置精度を高くすることができる。以上のことから、活物質層の形成面積にばらつきが生じることを防止することができ、その結果、高い歩留りが得られることとなる。
従って、本発明の蓄電デバイス用電極によれば、複数の貫通孔が形成された集電体を備えることで優れた特性を有すると共に、静電容量にばらつきが生じることがないことに基づく高い生産性が得られる。
【００１５】
また、本発明の蓄電デバイス用電極は、多孔質集電体に、前記活物質層が形成されている貫通孔形成領域を介して第１の非貫通孔形成領域と第２の非貫通孔形成領域とを沿伸形成することによって活物質層の両端部の各々に対応する部位に非貫通孔形成領域を有する構成となる。このような構成の多孔質集電体を用いることにより、リチウムイオンキャパシタの負極として用いた場合において、長期間にわたって繰り返し充放電することによって生じるおそれのあるリチウム金属の析出を抑制することができる。
【００１６】
本発明の蓄電デバイス用電極の製造方法によれば、多孔質集電体材料として、機械的な打ち抜きによって貫通孔が形成されてなる貫通孔形成領域と、非貫通孔形成領域とが交互に列設されてなる金属箔を用いることにより、前記の本発明の蓄電デバイス用電極を容易に製造することができる。
【００１７】
本発明のリチウムイオンキャパシタによれば、正極および／または負極として、本発明の蓄電デバイス用電極が用いられていることから、静電容量にばらつきが生じなくなり高いキャパシタ特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の蓄電デバイス用電極の構成の一例を示す説明図である。
【図２】図１の蓄電デバイス用電極を製造するために用いられる多孔質集電体材料の構成の一例を示す説明図である。
【図３】図２の多孔質集電体材料上に活物質層が積層されてなる積層体の構成を示す説明図である。
【図４】本発明のリチウムイオンキャパシタの構成の一例を説明するための組立斜視図である。
【図５】本発明の蓄電デバイス用電極の構成の他の例を示す説明図である。
【図６】図５の蓄電デバイス用電極を製造するために用いられる多孔質集電体材料の構成の一例を示す説明図である。
【図７】図６の多孔質集電体材料上に活物質層が積層されてなる積層体の構成を示す説明図である。
【図８】従来のリチウムイオンキャパシタの正極および負極として用いられる蓄電デバイス用電極の構成の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明の蓄電デバイス用電極の構成の一例を示す説明図である。
この蓄電デバイス用電極１０は、例えばリチウムイオンキャパシタの正極および負極として用いられ、機械的な打ち抜きによって貫通孔２４が複数形成された金属箔よりなる多孔質集電体２０と、この多孔質集電体２０の長さ方向（図１の左右方向）における一端２０Ａ側（図１の右端側）に積層された活物質層１２とにより構成されてなるものであり、当該活物質層１２が形成されてなる活物質層形成部１１と、この活物質層形成部１１に連設する、多孔質集電体２０の他端２０Ｂ側（図１の左端側）が露出されてなる状態の活物質層非形成部１３とを有するものである。
図１の例においては、活物質層１２は、多孔質集電体２０の表裏面の各々および貫通孔２４の内部に形成されている。なお、活物質層１２は、多孔質集電体２０の片面のみに形成されていてもよい。
【００２１】
〔集電体〕
本発明の蓄電デバイス用電極１０を構成する多孔質集電体２０は、その全体形状が矩形状であり、機械的な打ち抜きにより、表裏面を貫通する貫通孔２４が複数形成された金属箔よりなるものである。
【００２２】
この多孔質集電体２０において貫通孔２４を形成するための機械的な打ち抜きの具体例としては、例えばピンの往復運動により穴をあけるパンチング方式やプレス方式などの手法、表面上に多数のピンを立てたロールに沿って金属箔を通過させることにより穴をあける回転ロールパンチング方式などの手法などが挙げられる。
【００２３】
そして、多孔質集電体２０には、活物質層形成部１１と、活物質層非形成部１３との境界１４、すなわち活物質層１２の他端側（図１の左端側）の端部に対応する部位に、当該境界１４に沿って伸びるよう、貫通孔２４のまったく形成されていない第１の非貫通孔形成領域２１が帯状に形成されている。この第１の非貫通孔形成領域２１内には、境界１４が位置している。
第１の非貫通孔形成領域２１は、活物質層形成部１１側に位置する、その全域が活物質層１２に覆われてなる貫通孔形成領域（以下、「活物質層形成領域側貫通孔形成領域」と称す。）２３Ａと、活物質層非形成部１３側に位置する、その全域が露出された状態の貫通孔形成領域（以下、「活物質層非形成領域側貫通孔形成領域」と称す。）２３Ｂとの２つの貫通孔形成領域の間に延設されている。
この図の例において、多孔質集電体２０は、一端２０Ａから他端２０Ｂに向かって活物質層形成領域側貫通孔形成領域２３Ａと、第１の非貫通孔形成領域２１と、活物質層非形成領域側貫通孔形成領域２３Ｂとがこの順に列設されてなる構成を有している。
【００２４】
第１の非貫通孔形成領域２１は、その幅Ｄ１が、通常、０．５〜２０ｍｍであり、好ましくは１〜１０ｍｍ、更に好ましくは１〜５ｍｍである。
ここに、第１の非貫通孔形成領域２１の幅Ｄ１は、活物質層形成領域側貫通孔形成領域２３Ａにおける、最も第１の非貫通孔形成領域２１側に形成されている貫通孔（以下、「最端貫通孔２４Ａ」と称す。）と、活物質層非形成領域側貫通孔形成領域２３Ｂにおける、最も第１の非貫通孔形成領域２１側に形成されている貫通孔（以下、「最端貫通孔２４Ｂ」と称す。）との離間距離を示す。
【００２５】
また、第１の非貫通孔形成領域２１において、境界１４と活物質層形成領域側貫通孔形成領域２３Ａに係る最端貫通孔２４Ａとの離間距離Ｒ１は、０．１〜５ｍｍであることが好ましく、一方、境界１４と活物質層側非形成領域貫通孔形成領域２３Ｂに係る最端貫通孔２４Ｂとの離間距離Ｒ２は、０．１〜５ｍｍであることが好ましい。
これらの離間距離Ｒ１および離間距離Ｒ２は、プレドープ性の観点から、離間距離Ｒ１に比して離間距離Ｒ２が大きいことが好ましい。
【００２６】
多孔質集電体２０における活物質層形成領域側貫通孔形成領域２３Ａおよび活物質層非形成領域側貫通孔形成領域２３Ｂには、各々、複数の貫通孔２４が形成されており、これらの複数の貫通孔２４の配置位置に特に制限はないが、千鳥配列であることが好ましい。千鳥配列とすることにより、電極を重畳形成した場合において、各電極へのプレドープ性を向上させることができ、これによって信頼性が向上する。
また、多孔質集電体２０に形成されている貫通孔２４は、どのような形状を有するものであってもよいが、例えば円形状、十文字状、三角形状、角を丸めた三角形状、ひし形状、正方形状、角を丸めた正方形状、長方形状、角を丸めた長方形状、六角形状、楕円形状、円形状などであることが好ましく、特に円形状であることが好ましい。
多孔質集電体２０としては、図１に示すように、複数の貫通孔２４が円形状の形状を有し、千鳥配列で配置されてなる構成のものが好ましい。
【００２７】
多孔質集電体２０における貫通孔２４の寸法は、その開口面積が４ｍｍ2 以下であることが好ましく、更に好ましくは２ｍｍ2 以下であり、特に好ましくは１ｍｍ2 以下である。
貫通孔２４の開口面積が過大である場合には、多孔質集電体２０上に形成した活物質層１２の保持性が低下し、長期信頼性が低下する傾向にある。
【００２８】
また、多孔質集電体２０は、貫通孔形成領域（具体的には、活物質層形成領域側貫通孔形成領域２３Ａおよび活物質層非形成領域側貫通孔形成領域２３Ｂ）における開口率が１０％以上であることが好ましく、更に好ましくは３０％以上であり、特に好ましくは４０％以上である。
開口率が過小である場合には、プレドープ性が低下し、生産性が低下する傾向にある。
【００２９】
多孔質集電体２０を構成する金属箔は、蓄電デバイス用電極１０の使用用途に応じて適宜に選択することができる。
【００３０】
以下、本発明の蓄電デバイス用電極１０をリチウムイオンキャパシタの正極および負極として用いる場合について説明する。
【００３１】
リチウムイオンキャパシタの正極における多孔質集電体２０を構成するための金属箔としては、例えばアルミニウム、ステンレスなどよりなり、その厚みが５〜５０μｍであるものが好ましく、特に７〜３５μｍであるものが好ましい。
正極に係る多孔質集電体２０を構成する金属箔の厚みが５μｍ未満である場合には、多孔質集電体２０自体の強度が不足し、その取扱が困難なものとなるおそれがあり、一方、その厚みが５０μｍを超える場合には、多孔質集電体２０自体の重量が大きくなることに伴って正極の重量が大きくなり、エネルギー密度が低下する傾向にある。
【００３２】
また、リチウムイオンキャパシタの負極における多孔質集電体２０を構成するための金属箔としては、例えば銅、ステンレス、ニッケルなどよりなり、その厚みが５〜４０μｍであるものが好ましく、特に７〜２５μｍであるものが好ましい。
負極に係る多孔質集電体２０を構成する金属箔の厚みが５μｍ未満である場合には、多孔質集電体２０自体の強度が不足し、その取扱が困難なものとなるおそれがあり、一方、その厚みが４０μｍを超える場合には、多孔質集電体２０自体の重量が大きくなることに伴って負極の重量が大きくなり、エネルギー密度が低下する傾向にある。
【００３３】
〔活物質層〕
本発明の蓄電デバイス用電極１０を構成する活物質層１２は、活物質およびバインダー、並びに必要に応じて導電剤を含有してなるものである。
この活物質層１２においては、蓄電デバイス用電極１０の使用用途に応じて、当該蓄電デバイス用電極１０を構成する活物質およびバインダー、並びに必要に応じて用いられる導電剤を適宜に選択することができる。
【００３４】
以下、本発明の蓄電デバイス用電極１０をリチウムイオンキャパシタの正極および負極として用いる場合について、具体的には、リチウムイオンキャパシタの正極を構成するための活物質層（正極活物質層）、およびリチウムイオンキャパシタの負極を構成するための活物質層（負極活物質層）について説明する。
【００３５】
〔正極活物質層〕
（正極活物質）
リチウムイオンキャパシタの正極における正極活物質層を構成するための正極活物質は、リチウムイオンおよび／または、例えばテトラフルオロボレートのようなアニオンを可逆的に担持できる物質である。
このような正極活物質としては、種々のものが挙げられるが、活性炭、および芳香族系縮合ポリマーの熱処理物であって水素原子／炭素原子の原子比が０．５０〜０．０５であるポリアセン系骨格構造を有するポリアセン系有機半導体（ＰＡＳ）などが好ましく挙げられ、特に活性炭が好ましい。
【００３６】
ＰＡＳは、アモルファス構造を有することから、リチウムイオンの挿入・脱離に対して膨潤・収縮といった構造変化を伴わず、このために得られるリチウムイオンキャパシタが優れたサイクル特性を有するものとなる。また、リチウムイオンの挿入・脱離に対して等方的な分子構造（高次構造）であるために、得られるリチウムイオンキャパシタが急速充電および急速放電の実現されたものとなる。
ＰＡＳの前駆体である芳香族系縮合ポリマーは、芳香族炭化水素化合物とアルデヒド類との縮合物であり、芳香族炭化水素化合物としては、例えばフェノール、クレゾール、キシレノールなどのフェノール類；下記一般式（１）で表されるメチレン・ビスフェノール類；ヒドロキシ・ビフェニル類；ヒドロキシナフタレン類などを挙げることができ、これらのうち、特にフェノール類を好適に用いることができる。
【００３７】
【化１】
2010238680.tif 000003
【００３８】
〔上記一般式（１）中、ｘおよびｙは、それぞれ独立に０〜２の整数である。〕
【００３９】
また、芳香族系縮合ポリマ−としては、上記のフェノール性水酸基を有する芳香族炭化水素化合物の一部をフェノール性水酸基を有さない芳香族炭化水素化合物、例えばキシレン、トルエン、アニリンなどで置換した変成芳香族系縮合ポリマー、具体的には例えばフェノールとキシレンとホルムアルデヒドとの縮合物や、メラミン、尿素で置換した変成芳香族系ポリマーなどを用いることもできる。また、フラン樹脂も好適に用いることができる。
【００４０】
このようなＰＡＳは以下のように製造することができる。すなわち、芳香族系縮合ポリマーを、非酸化性雰囲気下（真空も含む）中で４００〜８００℃の適当な温度まで徐々に加熱することにより、水素原子／炭素原子の原子比（以下、「Ｈ／Ｃ」と記す。）が０．５〜０．０５、好ましくは０．３５〜０．１０の不溶不融性基体とし、この不溶不融性基体を、非酸化性雰囲気下（真空も含む）中で、３５０〜８００℃の温度まで、好ましくは４００〜７５０℃の適当な温度まで徐々に加熱した後、水あるいは希塩酸などによって充分に洗浄することにより、Ｈ／Ｃが上記範囲にあり、かつ、ＢＥＴ比表面積が例えば６００ｍ2 ／ｇ以上であるＰＡＳを得ることができる。
上記のように得られたＰＡＳは、Ｘ線回折（ＣｕＫα）によって、メイン・ピークの位置は２θで表して２４°以下に存在し、また当該メイン・ピークの他に４１〜４６°の間にブロードな他のピークが存在することが検出されるものである。すなわち、当該ＰＡＳは、芳香族系多環構造が適度に発達したポリアセン系骨格構造を有し、かつアモルファス構造を有するものであり、これにより、リチウムイオンを安定にドーピングすることができると考えられる。
【００４１】
正極活物質としては、広い粒度分布を有するものが好ましく使用され、例えば、５０％体積累積径（Ｄ50）が２μｍ以上であるものが好ましく、より好ましくは２〜５０μｍ、特に好ましくは２〜２０μｍである。
また、正極活物質としては、平均細孔径が１０ｎｍ以下であるものが好ましく、比表面積が６００〜３０００ｍ2 ／ｇであるものが好ましく、より好ましくは１３００〜２５００ｍ2 ／ｇである。
【００４２】
（バインダー）
正極活物質層を形成するためのバインダーとしては、例えば、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）などのゴム系バインダー；ポリ四フッ化エチレン、ポリフッ化ビニリデンなどの含フッ素系樹脂；ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアクリレートなどの熱可塑性樹脂などを用いることができる。
バインダーの使用量は、正極活物質の電気伝導度、形成すべき正極の形状などによっても異なるが、正極活物質１００質量部に対して１〜２０質量部の割合で添加することが好ましく、より好ましくは２〜２０質量部とされる。
【００４３】
（導電剤）
正極活物質層を形成するために必要に要じて使用される導電剤としては、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック、ランプブラック、グラファイト、金属粉末などが挙げられる。
導電剤の使用量は、正極活物質の電気伝導度、形成すべき正極の形状などによっても異なるが、正極活物質１００質量部に対して好ましくは１〜２０質量部、より好ましくは２〜２０質量部とされる。
【００４４】
このような構成の正極活物質層は、その厚みが０．０１〜１ｍｍであることが好ましい。
なお、上記の正極活物質層の厚みとは、正極活物質層が多孔質集電体２０の表裏面の各々に形成されてなる場合においては、その両面における合計の厚みを示す。
【００４５】
〔負極活物質層〕
（負極活物質）
リチウムイオンキャパシタの負極における負極活物質層を構成するための負極活物質は、リチウムイオンを可逆的に担持できる物質である。
このような負極活物質としては、黒鉛、難黒鉛化炭素、ハードカーボン、コークスなどの炭素材料や、上記に正極活物質として記載したポリアセン系有機半導体（ＰＡＳ）などを挙げることができる。負極活物質としては、具体的には、フェノール樹脂などを炭化させ、必要に応じて賦活され、次いで粉砕したものを用いることができる。
【００４６】
負極活物質としては、５０％体積累積径（Ｄ50）が例えば０．５〜３０μｍであるものが好ましく、より好ましくは０．５〜１５μｍ、特に好ましくは０．５〜６μｍである。
また、負極活物質としては、比表面積が０．１〜２０００ｍ2 ／ｇであるものが好ましく、より好ましくは０．１〜１０００ｍ2 ／ｇ、更により好ましくは０．１〜６００ｍ2 ／ｇである。
【００４７】
（バインダー）
正極活物質層を形成するためのバインダーとしては、前述の正極活物質層を形成するためのバインダーと同様のものを挙げることができる。
バインダーの使用量は、負極活物質の電気伝導度、形成すべき負極の形状などによっても異なるが、負極活物質１００質量部に対して１〜２０質量部の割合で添加することが好ましい。
【００４８】
（導電剤）
負極活物質層を形成するために必要に応じて使用される導電剤としては、前述の正極活物質層を形成するために必要に応じて使用される導電剤と同様のものを挙げることができ、その使用量も同様の範囲とすることができる。
【００４９】
このような構成の負極活物質層は、その厚みが０．０１〜１ｍｍであることが好ましい。
なお、上記の負極活物質層の厚みとは、負極活物質層が多孔質集電体２０の表裏面の各々に形成されてなる場合においては、その両面における合計の厚みを示す。
【００５０】
以上のような構成の蓄電デバイス用電極１０の寸法の一例としては、例えば多孔質集電体２０が縦１００ｍｍ、横１５０ｍｍ、厚み０．２ｍｍであり、活物質層１２が縦１００ｍｍ、横１３０ｍｍ、厚み０．１８ｍｍである。
また、多孔質集電体２０は、貫通孔形成領域の開口率が４２％であって貫通孔２４が開口面積０．７９ｍｍ2 の円形状の形状を有し、互いに隣り合う貫通孔の中心間距離が１．５ｍｍとなるように千鳥配列で配置されていると共に、第１の非貫通孔形成領域の幅Ｄ１が２．７ｍｍであり、また離間距離Ｒ１が１ｍｍであって離間距離Ｒ２が１．７ｍｍである。  
【００５１】
〔蓄電デバイス用電極の製造方法〕
本発明の蓄電デバイス用電極１０は、機械的な打ち抜きによって貫通孔が形成されてなる貫通孔形成領域と、非貫通孔形成領域とが交互に列設されてなる長尺な金属箔よりなる多孔質集電体材料を用意し、この多孔質集電体材料上の一部分に活物質層１２を形成することによって積層体を得、その積層体を適宜の部位において切断する工程を経ることによって製造することができる。
【００５２】
以下、本発明の蓄電デバイス用電極１０を製造する方法について、図を用いて具体的に説明する。この製造方法によれば、２個の蓄電デバイス用電極１０が同時に作製されることとなる。
【００５３】
先ず、図２に示すように、機械的な打ち抜きによって貫通孔２４が形成されてなる貫通孔形成領域３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃと、貫通孔２４のまったく形成されていない非貫通孔形成領域３１Ａ、３１Ｂとが交互に列設されてなる構成の矩形状の金属箔よりなる多孔質集電体材料３０を用意する。  
なお、この多孔質集電体材料３０においては、一端（図２における右端）から他端（図２における左端）に向かって貫通孔形成領域３３Ｃ、非貫通孔形成領域３１Ｂ、貫通孔形成領域３３Ｂ、非貫通孔形成領域３１Ａおよび貫通孔形成領域３３Ａがこの順に列設されている。
【００５４】
次いで、多孔質集電体材料３０上に、貫通孔形成領域３３Ｂの全域と、この貫通孔形成領域３３Ｂを介して沿伸形成された非貫通孔形成領域３１Ａ、３１Ｂの各々における貫通孔形成領域３３Ｂを臨む一部の領域に活物質層形成用塗液を、例えば縦型ダイ方式の両面塗工機を用いて塗布して塗膜を形成する。このようにして得られた塗膜を乾燥処理して活物質層１２を形成することによって図３に示すように、多孔質集電体材料３０の活物質層形成対象部分に活物質層１２が積層された構成の積層体４０を得る。
得られた積層体４０は、多孔質集電体材料３０上における、非貫通孔形成領域３１Ｂ内に位置する活物質層形成対象部分の一方の端部３４Ａから貫通孔形成領域３３Ｂを経て非貫通孔形成領域３１Ａ内に位置する活物質層形成対象部分の他方の端部３４Ｂにわたって連続して活物質層１２が形成されてなるものである。
【００５５】
ここに、活物質層形成用塗液としては、活物質、バインダーおよび必要に応じて導電剤が、水系媒体中に分散されてなるスラリーが用いられる。
活物質層形成用塗液を構成する水系媒体としては、例えばイオン交換水、蒸留水などを用いることができる。
【００５６】
そして、得られた積層体４０を、例えばスリッターを用いて、その全域に活物質層１２の形成された、多孔質集電体材料３０の貫通孔形成領域３３Ｂ内に位置する部位、具体的には、積層体４０に中心線（図３においては、一点鎖線によって示す）Ｃに沿って切断することにより、図１によって示される構成を有する２個の蓄電デバイス用電極１０が作製されることとなる。
なお、得られる２個の蓄電デバイス用電極１０のうちの積層体４０の一端側部分（図３の右端側部分）よりなるものにおいては、多孔質集電体材料３０における非貫通孔形成領域３１Ｂによって多孔質集電体２０の第１の非貫通孔形成領域２１が形成されると共に、貫通孔形成領域３３Ｃによって多孔質集電体２０の活物質層非形成領域側貫通孔形成領域２３Ｂ、および貫通孔形成領域３３Ｂの一部分（図３の右部分）によって活物質層形成領域側貫通孔形成領域２３Ａが形成される。一方、積層体４０の他端側部分（図３の左端側部分）は、多孔質集電体材料３０の貫通孔形成領域３１Ａによって多孔質集電体２０の第１の非貫通孔形成領域２１が形成されると共に、貫通孔形成領域３３Ａによって多孔質集電体２０の活物質層非形成領域側貫通孔形成領域２３Ｂ、および貫通孔形成領域３３Ｂの他の一部分（図３の左部分）によって活物質層形成領域側貫通孔形成領域２３Ａが形成される。
【００５７】
以上のような蓄電デバイス用電極１０においては、複数の貫通孔２４が設けられた多孔質集電体２０が、活物質層形成部１１と活物質層非形成部１３との境界１４に対応する部位に、境界１４に沿って伸びるよう形成された帯状の第１の非貫通孔形成領域２１を有し、この第１の非貫通孔形成領域２１内に境界１４が位置するものである。そのため、多孔質集電体２０の製造工程において、活物質層１２を、活物質層形成部１１と活物質層非形成部１３との境界１４を構成する、活物質層１２の端部が第１の非貫通孔形成領域２１に位置するように形成すればよい。そして、第１の非貫通孔形成領域２１には貫通孔２４がまったく形成されていなことから、境界１４を構成する活物質層１２の端部を直線状に形成し、境界１４の位置精度を高くすることができるため、活物質層１２の形成面積にばらつきが生じることを防止することができ、その結果、高い歩留りが得られることとなる。
従って、本発明の蓄電デバイス用電極１０によれば、複数の貫通孔２４が機械的な打ち抜きによって形成された構成の多孔質集電体２０を備えることによって優れた特性を有すると共に、静電容量にばらつきが生じることがないことから、高い生産性および信頼性を得ることができる。
【００５８】
ここに、多孔質集電体２０が複数の貫通孔２４が機械的な打ち抜きによって形成された金属箔であることに起因して得られる優れた特性とは、具体的に、例えばエネルギー密度および高出力などの特性が挙げられる。
このような特性が得られる理由は、多孔質集電体２０が、機械的な打ち抜きによって貫通孔が形成された金属箔よりなるものなので、貫通孔２４を形成するための加工時に金属箔に変形が加えられることがない。そのため、多孔質集電体２０の作製過程で金属ストレスが生じないため、その結果、多孔質集電体２０自体に、貫通孔２４を形成するための加工に供する前の原材料としての金属箔の有する金属強度を保持させることができる。従って、多孔質集電体２０に対する活物質層１２の形成性の自由度が高くなり、高エネルギー密度の設計が可能となるからである。
【００５９】
また、このような構成を有する本発明の蓄電デバイス用電極１０は、多孔質集電体２０の形成材料として、機械的な打ち抜きによって貫通孔２４が形成された貫通孔形成領域３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃと、非貫通孔形成領域３１Ａ、３１Ｂとが交互に列設された金属箔よりなる多孔質集電体材料３０を用いて容易に製造することができる。
【００６０】
〔リチウムイオンキャパシタ〕
本発明のリチウムイオンキャパシタは、正極および／または負極として本発明の蓄電デバイス用電極１０が備えられてなることを特徴とするものであり、特に、板状の正極と負極とがセパレータを介して各々３層以上積層された積層型セル、帯状に構成した正極と負極とがセパレータを介して積層された積層体を、隣接する正極と負極とが互いに接触しないようセパレータを介して捲回された捲回型セル、または、積層型セルが外装フィルム内に封入されたフィルム型セルなどの大容量を実現するセル構造よりなるものとすることができる。これらのセル構造は、国際公開ＷＯ００／０７２５５号公報、国際公開ＷＯ０３／００３３９５号公報、特開２００４−２６６０９１号公報などに開示されている。
【００６１】
図４は、本発明のリチウムイオンキャパシタの構成の一例を示す組立斜視図である。
このリチウムイオンキャパシタ５０は、正極および負極として、蓄電デバイス用電極１０が用いられているものである。
リチウムイオンキャパシタ５０を構成する蓄電デバイス要素５１は、セパレータを介して複数の略平板状の正極および略平板状の負極が交互に積層され、さらにその上にセパレータを介してリチウム箔を金属製支持体上に貼り付けたリチウム極（リチウムイオン供給源）が積層され、これらの複数の正極が共通の正極リード部材としての、例えばアルミニウム製の正極端子５２Ａに電気的に接続されると共に、複数の負極とリチウム極とが共通の負極リード部材としての、例えば銅製の負極端子５２Ｂに電気的に接続されてなる構成を有しており、正極端子５２Ａおよび負極端子５２Ｂの各々の先端部が突出した状態で、上部外装フィルム５４Ａおよび下部外装フィルム５４Ｂにより挟まれ、周縁部全周を熱融着されることで、外装容器に収容されている。この外装容器の内部の蓄電デバイス要素収容用気密空間に有機電解質を注入することによって、リチウム極と、負極および／または正極との間に電気化学的接触が生じることから、正極および負極の各々を構成する多孔質集電体２０に設けられた貫通孔２４を介してリチウムイオンが移動され、これにより、負極および／または正極に予めリチウムイオンが担持されることとなる。
【００６２】
〔電解質〕
リチウムイオンキャパシタ５０を構成する有機電解液としては、リチウムイオンを移送可能なものであれば特に限定されず、適宜の溶媒中に電解質が溶解されてなるものであり、溶媒としては、例えばエチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、１−フルオロエチレンカーボネート、１−（トリフルオロメチル）エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、γ−ブチロラクトン、アセトニトリル、ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、ジオキソラン、塩化メチレン、スルホラン等の非プロトン性有機溶媒が挙げられ、これらは単独でも、２種類以上を組み合わせて用いることもできる。また、電解質としては、リチウムイオンを生成しうる、例えばＬｉＩ、ＬｉＣＩＯ4 、ＬｉＡｓＦ4 、ＬｉＢＦ4 、ＬｉＰＦ6 、ＬｉＮ（Ｃ2 Ｆ5 ＳＯ2 ）2 、ＬｉＮ（ＣＦ3 ＳＯ2 ）2 、ＬｉＮ（ＦＳＯ2 ）2 などが挙げられる。
【００６３】
以上のようなリチウムイオンキャパシタ５０によれば、正極および／または負極として、本発明の蓄電デバイス用電極１０が用いられていることから、均一かつ容易にリチウムイオンを担持させることができ、かつ蓄電デバイス用電極１０を構成する多孔質集電体２０が複数の貫通孔２４が機械的な打ち抜きによって形成されてなることによって得られる優れた特性、具体的には、エネルギー密度および高出力などの特性を有すると共に、静電容量にばらつきが生じることがないことに基づいて高い生産性および信頼性を得ることができる。
【００６４】
以上、本発明について具体的に説明したが、本発明は以上の例に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
例えば、蓄電デバイス用電極は、図５に示すように、多孔質集電体２５が、活物質層１２を有する活物質層形成部１１と活物質層非形成部１３との境界１４に対応する部位に形成された第１の非貫通孔形成領域２１と共に、活物質層形成領域側貫通孔形成領域２３Ａを介して第１の非貫通孔形成領域２１に沿って伸びるよう沿伸形成された第２の非貫通孔形成領域２６を有するものであってもよい。具体的に、第２の非貫通孔形成領域は、多孔質集電体２５の一端（図５の右端）２５Ａに沿って帯状に延設されている。
この図の例において、多孔質集電体２５は、一端２５Ａから他端２５Ｂに向かって第２の非貫通孔形成領域２６と、活物質層形成領域側貫通孔形成領域２３Ａと、第１の非貫通孔形成領域２１と、活物質層非形成領域側貫通孔形成領域２３Ｂとがこの順に列設されてなる構成を有している。
【００６５】
第２の非貫通孔形成領域２６は、その幅Ｄ２が、通常、２〜５０ｍｍであり、好ましくは２〜４０ｍｍ、更に好ましくは２〜３０ｍｍである。
ここに、第２の非貫通孔形成領域２６の幅Ｄ２は、多孔質集電体２５の一端２５Ａと、活物質層形成領域側貫通孔形成領域２３Ａにおける、最も第２の非貫通孔形成領域２６側に形成されている貫通孔（以下、「最端貫通孔２４Ｃ」と称す。）との離間距離を示す。
【００６６】
このような構成を有する蓄電デバイス用電極１５は、前述の図１に係る蓄電デバイス用電極１０の製造方法と同様の手法によって製造することができる。
【００６７】
以下、蓄電デバイス用電極１５を製造する方法について、図を用いて具体的に説明する。この製造方法によれば、２個の蓄電デバイス用電極１５が同時に作製されることとなる。
【００６８】
先ず、図６に示すように、機械的な打ち抜きによって貫通孔２４が形成された貫通孔形成領域３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、３３Ｄと、非貫通孔形成領域３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃとが交互に列設された構成の矩形状の金属箔よりなる多孔質集電体材料３５を用意する。  
なお、この多孔質集電体材料３５においては、一端（図６の右端）から他端（図６の左端）に向かって貫通孔形成領域３３Ｄ、非貫通孔形成領域３１Ｃ、貫通孔形成領域３３Ｃ、非貫通孔形成領域３１Ｂ、貫通孔形成領域３３Ｂ、非貫通孔形成領域３１Ａおよび貫通孔形成領域３３Ａがこの順に列設されている。
【００６９】
次いで、多孔質集電体材料３５上に、非貫通孔形成領域３１Ｂおよび貫通孔形成領域３３Ｂ、３３Ｃの各々の全域と、貫通孔形成領域３３Ｂ、３３Ｃの各々に隣接する、非貫通孔形成領域３１Ａ、３１Ｃの各々における、貫通孔形成領域３３Ｂ、３３Ｃを臨む一部の領域とよりなる活物質層形成対象部分全体に対して、活物質層形成用塗液を塗布することによって塗膜を形成する。このようにして得られた塗膜を乾燥処理することで活物質層１２を形成することにより、図７に示すように、多孔質集電体材料３５の活物質層形成対象部分に活物質層１２が積層されてなる構成の積層体４５を得る。
得られた積層体４５は、多孔質集電体材料３５上における、非貫通孔形成領域３１Ｃ内に位置する活物質層形成対象部分の一方の端部３９Ａから貫通孔形成領域３３Ｃ、非貫通孔形成領域３１Ｂおよび貫通孔形成領域３３Ｂを経て非貫通孔形成領域３１Ａ内に位置する活物質層形成対象部分の他方の端部３９Ｂにわたって連続して活物質層１２が形成されてなるものである。
【００７０】
そして、得られた積層体４５を、その全域に活物質層１２が形成された、多孔質集電体材料３５の非貫通孔形成領域３１Ｂ内に位置する部位、具体的には、積層体４５の中心線（図７においては、一点鎖線によって示す）Ｃに沿って切断することにより、図５によって示される構成を有する２個の蓄電デバイス用電極１５が作製されることとなる。
なお、得られる２個の蓄電デバイス用電極１５のうちの積層体４５の一端側部分（図７の右端側部分）よりなるものにおいては、多孔質集電体材料３５における非貫通孔形成領域３１Ｂの一部分（図７の右部分）によって多孔質集電体２５の第２の非貫通孔形成領域２６、非貫通孔形成領域３１Ｃによって第１の非貫通孔形成領域２１が形成されると共に、貫通孔形成領域３３Ｄによって多孔質集電体２５の活物質層非形成領域側貫通孔形成領域２３Ｂ、および貫通孔形成領域３３Ｃによって活物質層形成領域側貫通孔形成領域２３Ａが形成されている。一方、積層体４５の他端部分（図７の左端側部分）よりなるものにおいては、多孔質集電体材料３５における非貫通孔形成領域３１Ｂの他の一部分（図７の左部分）によって多孔質集電体２５の第２の非貫通孔形成領域２１、非貫通孔形成領域３１Ａによって第１の非貫通孔形成領域２１が形成されると共に、貫通孔形成領域３３Ａによって多孔質集電体２５の活物質層側非形成領域貫通孔形成領域２３Ｂ、および貫通孔形成領域３３Ｂによって活物質層形成領域側貫通孔形成領域２３Ａが形成されている。
【００７１】
以上のような蓄電デバイス用電極１５によれば、複数の貫通孔２４が機械的な打ち抜きによって形成された構成の多孔質集電体３５を備えることで優れた特性を有すると共に、静電容量にばらつきが生じないため高い生産性が得られるという効果を有する。更に、多孔質集電体３５を、活物質層１２の両端部の各々に対応する部位に非貫通孔形成領域（具体的に、第１の非貫通孔形成領域２１および第２の非貫通孔形成領域２６）を有する構成とすることにより、リチウムイオンキャパシタの負極として用いた場合において、例えば図８のように、全面に貫通孔６２が形成された集電体６１を備えた電極を用いることで懸念されていた、長期間にわたって繰り返し充放電することによって生じるおそれのあるリチウム金属の析出を抑制することができる、という効果が得られることとなる。
【００７２】
また、リチウムイオンキャパシタは、蓄電デバイス要素が、正極と負極とがセパレータを介して捲回されてなる構造を有するものであってもよい。
【符号の説明】
【００７３】
１０    蓄電デバイス用電極
１１    活物質層形成部
１２    活物質層
１３    活物質層非形成部
１４    境界
１５    蓄電デバイス用電極
２０    多孔質集電体
２０Ａ    一端
２０Ｂ    他端
２１    第１の非貫通孔形成領域
２３Ａ、２３Ｂ    貫通孔形成領域
２４    貫通孔
２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ    最端貫通孔
２５    多孔質集電体
２５Ａ    一端
２５Ｂ    他端
２６    第２の非貫通孔形成領域
３０    多孔質集電体材料
３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ    非貫通孔形成領域
３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、３３Ｄ    貫通孔形成領域
３４Ａ、３４Ｂ    端部
３５    多孔質集電体材料
３９Ａ、３９Ｂ    端部
４０    積層体
４５    積層体
５０    リチウムイオンキャパシタ
５１    蓄電デバイス要素
５２Ａ    正極端子
５２Ｂ    負極端子
５４Ａ    上部外装フィルム
５４Ｂ    下部外装フィルム
６１    集電体
６２、６２Ａ、６２Ｂ    貫通孔
６５    活物質層
６５Ａ    縁部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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