(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに重ね合わせた外装フィルムが、それぞれの外周縁部に沿って形成された接合部によって相互に気密に接合されてなる外装容器と、この外装容器内に収納された、それぞれ集電体に電極層が形成されてなる正極電極シートおよび負極電極シートがセパレータを介して重なるよう配置されてなる電極ユニットと、前記外装容器の内部から当該接合部を介して当該外装容器の外部に突出するよう設けられた正極電極端子および負極電極端子と、前記外装容器内に充填された電解液とを有してなる蓄電デバイスにおいて、
前記正極電極端子は、アルミニウムよりなる端子基体と、この端子基体における前記外装容器の外部に位置する外端部分の表面に形成されたニッケルメッキ被膜とを有してなり、当該ニッケルメッキ被膜の内端縁が、前記接合部内に位置されていることを特徴とする蓄電デバイス。
【請求項２】
前記ニッケルメッキ被膜の内端縁は、前記接合部における幅方向の中央領域内に位置されており、前記接合部の幅をＷとし、前記中央領域の幅をＬとしたとき、比Ｌ／Ｗが０より大きく１より小さいことを特徴とする請求項１に記載の蓄電デバイス。
【請求項３】
前記接合部の外周縁と前記ニッケルメッキ被膜の内端縁との距離が０．５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の蓄電デバイス。
【請求項４】
前記接合部の内周縁と前記ニッケルメッキ被膜の内端縁との距離が１．０ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれがに記載の蓄電デバイス。
【請求項５】
前記接合部の幅が５〜１５ｍｍであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の蓄電デバイス。
【請求項６】
前記負極電極端子の少なくとも表面がニッケルによって形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の蓄電デバイス。
【請求項７】
前記ニッケルメッキ被膜の厚みが１〜３μｍであることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の蓄電デバイス。
【請求項８】
リチウムイオンキャパシタ、電気二重層キャパシタまたはリチウムイオン二次電池であることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の蓄電デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、互いに重ね合わせた２つの外装フィルムが、それぞれの外周縁部に沿って形成された接合部によって相互に気密に接合されてなる外装容器と、この外装容器の内部から外部に突出するよう設けられた電極端子を具えてなる蓄電デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気二重層キャパシタ、リチウムイオン二次電池、リチウムイオンキャパシタなどの蓄電デバイスにおいては、外装容器内に、複数の正極電極シートと複数の負極電極シートとがセパレータを介して交互に積層されてなる電極ユニット、或いは、正極電極シートと負極電極シートとがセパレータを介して積重された状態で捲回されてなる電極ユニットが、電解液と共に収納されている。
この蓄電デバイスにおいて、正極電極シートは、例えばアルミニウムよりなる集電体に正極活物質を含有する電極層が形成されて構成され、負極電極シートは、例えば銅よりなる集電体に負極活物質を含有する電極層が形成されて構成されている。
また、蓄電デバイスにおける外装容器としては、互いに重ね合わせた２つの外装フィルムが、それぞれの外周縁部に沿って形成された接合部によって相互に気密に接合されてなるものが知られている。
そして、このような外装容器を有する蓄電デバイスにおいては、正極電極シートの集電体に電気的に接続された板状の正極電極端子および負極電極シートの集電体に電気的に接続された板状の負極電極端子が、外装容器の内部から当該接合部を介して当該外装容器の外部に突出するよう設けられている。
従来、正極電極端子としては、アルミニウムよりなるもの、アルミニウムよりなる端子基体の表面にニッケルメッキ被膜が形成されてなるものなどが用いられ、負極電極端子としては、銅、ニッケルよりなるものなどが用いられている（特許文献１および特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００５／０３１７７３号パンフレット
【特許文献２】特開２０１０−３７１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような従来の蓄電デバイスにおいては、以下のよう問題がある。
正極電極端子としてアルミニウムよりなるものを用いる場合には、長期間の使用によって、正極電極端子における外装容器の外部に位置する外端部分の表面が酸化するため、電極端子間の電気抵抗値が増大する、という問題がある。
また、複数の蓄電デバイスを直列に配列して使用するときには、アルミニウムよりなる正極電極端子に、他の蓄電デバイスにおける銅またはニッケルよりなる負極電極端子を溶接するため、充放電時に溶接部分において電触が生じやすく、長期間の使用によって電極端子間の電気抵抗値が増大する、という問題がある。
一方、正極電極端子として、アルミニウムよりなる端子基体の表面にニッケルメッキ被膜が形成されてなるものを用いる場合には、正極電極端子におけるニッケルメッキ被膜の表面に、正極電極シートにおけるアルミニウムよりなる集電体を溶接するため、充放電時に溶接部分において電触が生じやすく、しかも、電触によって電解液中に溶解したニッケルが負極電極シートの集電体に析出し、この析出体が正極電極シートに接触することにより、正極電極シートと負極電極シートとの間に短絡が生じる、という問題がある。【０００５】
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、互いに重ね合わせた２つの外装フィルムが、それぞれの外周縁部に沿って形成された接合部によって相互に気密に接合されてなる外装容器を有する蓄電デバイスにおいて、長期間の使用によっても、電極端子間の電気抵抗値が増大することがなく、しかも、正極電極シートと負極電極シートとの短絡が生じることがない蓄電デバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の蓄電デバイスは、互いに重ね合わせた外装フィルムが、それぞれの外周縁部に沿って形成された接合部によって相互に気密に接合されてなる外装容器と、この外装容器内に収納された、それぞれ集電体に電極層が形成されてなる正極電極シートおよび負極電極シートがセパレータを介して重なるよう配置されてなる電極ユニットと、前記外装容器の内部から当該接合部を介して当該外装容器の外部に突出するよう設けられた正極電極端子および負極電極端子と、前記外装容器内に充填された電解液とを有してなる蓄電デバイスにおいて、
前記正極電極端子は、アルミニウムよりなる端子基体と、この端子基体における前記外装容器の外部に位置する外端部分の表面に形成されたニッケルメッキ被膜とを有してなり、当該ニッケルメッキ被膜の内端縁が、前記接合部内に位置されていることを特徴とする。【０００７】
本発明の蓄電デバイスにおいては、前記ニッケルメッキ被膜の内端縁は、前記接合部における幅方向の中央領域内に位置されており、前記接合部の幅をＷとし、前記中央領域の幅をＬとしたとき、比Ｌ／Ｗが０より大きく１より小さいことが好ましい。
また、前記接合部の外周縁と前記ニッケルメッキ被膜の内端縁との距離が０．５ｍｍ以上であることが好ましい。
また、前記接合部の内周縁と前記ニッケルメッキ被膜の内端縁との距離が１．０ｍｍ以上であることが好ましい。
また、前記接合部の幅が５〜１５ｍｍであることが好ましい。
また、前記負極電極端子の少なくとも表面がニッケルによって形成されていることが好ましい。
また、本発明の蓄電デバイスは、リチウムイオンキャパシタ、電気二重層キャパシタまたはリチウムイオン二次電池として好適である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の蓄電デバイスによれば、正極電極端子における外装容器の外部に位置する外端部分の表面にニッケルメッキ被膜が形成され、このニッケルメッキ被膜の内端縁、すなわち正極電極端子におけるメッキ領域と非メッキ領域との境界線が、外装容器の接合部内に位置されていることにより、端子基体の酸化が生じることがなく、従って、長時間の使用によっても電極端子間の電気抵抗値が増大することを防止することができる。
また、負極電極端子の少なくとも表面をニッケルによって形成することにより、正極電極端子の外端部分の表面と負極電極端子の表面とが同一の材質よりなるため、複数の蓄電デバイスを直列に配列して使用する場合には、充放電時に正極電極端子と他の蓄電デバイスにおける負極電極端子との溶接部分において電触が生じることがなく、従って、長時間の使用によっても電極端子間の電気抵抗値が増大することを防止することができる。
また、正極電極端子における外装容器の内部に位置する部分には、ニッケルメッキ被膜が形成されておらず、アルミニウムよりなる端子基体が露出しているため、負極電極シートの集電体にニッケルが析出することがなく、従って、長時間の使用によっても、正極電極シートと負極電極シートとの短絡を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係るリチウムイオンキャパシタの一例における外観を示す平面図である。
【図２】図１に示すリチウムイオンキャパシタをＸ−Ｘで切断して示す説明用断面図である。
【図３】図１に示すリチウムイオンキャパシタにおける正極電極端子およびその周辺部分を拡大して示す説明用断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の蓄電デバイスについて、リチウムイオンキャパシタとして実施した場合を例に挙げて説明する。
図１は、本発明に係るリチウムイオンキャパシタの一例における外観を示す平面図、図２は、図１に示すリチウムイオンキャパシタをＸ−Ｘで切断して示す説明用断面図、図３は、図１に示すリチウムイオンキャパシタにおける正極電極端子およびその周辺部分を拡大して示す説明用断面図である。
このリチウムイオンキャパシタは、互いに重ね合わせた２つの外装フィルム２１，２２が、それぞれの外周縁部に沿って形成された接合部２３によって相互に気密に接合されてなる外装容器２０と、この外装容器２０内に収納された、複数の正極電極シート１１および複数の負極電極シート１２を有する積層型の電極ユニット１０と、外装容器２０の一端および他端に設けられた、それぞれ板状の正極電極端子３０および負極電極端子３５と、外装容器２０内に充填された電解液とを有してなる。
【００１１】
電極ユニット１０は、複数の矩形の正極電極シート１１および複数の矩形の負極電極シート１２がシート状のセパレータ１３を介して交互に積層されて構成されている。
この電極ユニット１０において、正極電極シート１１は、正極集電体１１ａの両面に正極活物質を含有してなる電極層１１ｂが形成されて構成され、負極電極シート１２は、負極集電体１２ａの一面または両面に負極活物質を含有してなる電極層１２ｂが形成されて構成されており、正極電極シート１１および負極電極シート１２は、それぞれの電極層１１ｂ，１２ｂがセパレータ１３を介して互いに対向するよう積層されている。図示の例では、最上層および最下層に係る電極シートが負極電極シート１２とされ、これらの負極電極シート１２の各々は、負極集電体１２ａの一面に電極層１２ｂが形成されて構成されている。そして、 正極集電体１１ａの各々は、正極電極端子３０に電気的に接続され、負極集電体１２ａの各々は、負極電極端子３５に電気的に接続されている。
また、電極ユニット１０の上面には、セパレータ１３を介して膜状のリチウムイオン供給源１５が配置されている。このリチウムイオン供給源１５は、リチウム極集電体１６に圧着または積重されており、このリチウム極集電体１６は、負極電極端子３５に電気的に接続されている。
本発明において、「正極」とは、放電の際に電流が流出し、充電の際に電流が流入する側の極を意味し、「負極」とは、放電の際に電流が流入し、充電の際に電流が流出する側の極を意味する。
【００１２】
正極集電体１１ａおよび負極集電体１２ａ（以下、両者を併せて「電極集電体」ともいう。）は、表裏面を貫通する孔を有する多孔材よりなるものであり、かかる多孔材の形態としては、エキスパンドメタル、パンチングメタル、金属網、発泡体、あるいはエッチングにより貫通孔が形成された多孔質箔等が挙げられる。
電極集電体の孔の形状は、円形、矩形等の多角形、その他適宜の形状に設定することができる。また、電極集電体の厚みは、強度および軽量化の観点から、２０〜５０μｍであることが好ましい。
【００１３】
電極集電体の気孔率は、通常、１０〜７９％、好ましくは２０〜６０％である。ここで、気孔率は、［１−（電極集電体の質量／電極集電体の真比重）／（電極集電体の見かけ体積）］×１００によって算出されるものである。
電極集電体の材質としては、一般に有機電解質電池などの用途で使用されている種々のものを用いることができる。負極集電体１２ａの材質の具体例としては、ステンレス、銅、ニッケル等が挙げられ、正極集電体１１ａの材質のとしては、アルミニウム、ステンレス等が挙げられる。
このような多孔材を電極集電体として用いることにより、リチウム極集電体１６に積層されたリチウムイオン供給源１５から放出されるリチウムイオンが電極集電体の孔を通って自由に各電極間を移動するので、負極電極シート１２および／または正極電極シート１１における電極層１１ｂ，１２ｂにリチウムイオンをドーピングすることができる。
【００１４】
また、本発明においては、電極集電体における少なくとも一部の孔を、脱落しにくい導電性材料を用いて閉塞し、この状態で、電極集電体の一面に、電極層１１ｂ，１２ｂが形成されることが好ましく、これにより、電極の生産性を向上させることができると共に、電極集電体から電極層１１ｂ，１２ｂが脱落することによって生じる蓄電デバイスの信頼性の低下を防止または抑制することができる。
また、電極の厚み（電極集電体および電極層の合計の厚み）を小さくすることにより、一層高い出力密度を得ることができる。
また、電極集電体における孔の形態および数等は、後述する電解液中のリチウムイオンが集電体に遮断されることなく電極の表裏間を移動できるように、また、導電性材料によって閉塞し易いように適宜設定することができる。
【００１５】
負極電極シート１２における電極層１２ｂは、リチウムイオンを可逆的に担持可能な負極活物質を含有してなるものである。
電極層１２ｂを構成する負極活物質としては、例えば黒鉛、難黒鉛化炭素、芳香族系縮合ポリマーの熱処理物であって水素原子／炭素原子の原子数比（以下「Ｈ／Ｃ」と記す。）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（以下、「ＰＡＳ」という。）等を好適に用いることができる。
【００１６】
本発明において、負極活物質は、細孔直径が３ｎｍ以上で細孔容積が０．１０ｍＬ／ｇ以上のものが好ましく、その細孔直径の上限は限定されないが、通常は３〜５０ｎｍの範囲である。また、細孔容積の範囲についても特に限定されないが、通常０．１０〜０．５ｍＬ／ｇであり、好ましくは０．１５〜０．５ｍＬ／ｇである。
【００１７】
本発明に係るリチウムイオンキャパシタにおいて、負極電極シート１２における電極層１２ｂは、上記の炭素材料やＰＡＳ等の負極活物質を含有してなる材料を用いて負極集電体１２ａ上に形成されるが、その方法は特定されず公知の方法を利用することができる。具体的には、負極活物質粉末、バインダーおよび必要に応じて導電性粉末が水系媒体または有機溶媒中に分散されてなるスラリーを調製し、このスラリーを負極集電体１２ａの表面に塗布して乾燥することによって、或いは上記スラリーを予めシート状に成形し、得られる成形体を負極集電体１２ａの表面に貼り付けることによって、電極層１２ｂを形成することができる。
ここで、スラリーの調製に用いられるバインダーとしては、例えばＳＢＲ等のゴム系バインダーや、ポリ四フッ化エチレン、ポリフッ化ビニリデン等のフッ素系樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂が挙げられる。これらの中では、バインダーとしてフッ素系樹脂が好ましく、特にフッ素原子／炭素原子の原子数比（以下、「Ｆ／Ｃ」という。）が０．７５以上で１．５未満であるフッ素系樹脂を用いることが好ましく、Ｆ／Ｃが０．７５以上で１．３未満のフッ素系樹脂が更に好ましい。
バインダーの使用量は、負極活物質の種類や電極形状等により異なるが、負極活物質に対して１〜２０質量％、好ましくは２〜１０質量％である。
また、必要に応じて使用される導電性粉末としては、例えばアセチレンブラック、グラファイト、金属粉末等が挙げられる。この導電性粉末の使用量は、負極活物質の電気伝導度、電極形状等により異なるが、負極活物質に対して２〜４０質量％の割合で用いることが好ましい。
【００１８】
負極集電体１２ａに上記スラリーを塗工することによって、電極層１２ｂを形成する場合には、負極集電体１２ａの塗工面に導電性材料の下地層を形成することが好ましい。負極集電体１２ａの表面にスラリーを直接塗工する場合には、負極集電体１２ａが多孔材であるため、スラリーが負極集電体１２ａの孔から洩れ出したり、あるいは負極集電体１２ａの表面が平滑でないため、均一な厚みを有する電極層１２ｂを形成することが困難となることがある。そして、負極集電体１２ａの表面に下地層を形成することにより、孔が下地層によって塞がれると共に、平滑な塗工面が形成されるので、スラリーを塗工しやすくなると共に、均一な厚みを有する電極層１２ｂを形成することができる。
【００１９】
負極電極シート１２における電極層１２ｂの厚みは、得られるリチウムイオンキャパシタに十分なエネルギー密度を確保されるよう正極電極シート１１における電極層１１ｂの厚みとのバランスで設計されるが、得られるリチウムイオンキャパシタの出力密度、エネルギー密度および工業的生産性等の観点から、負極集電体１２ａの一面に形成される場合では、通常、１５〜１００μｍ、好ましくは２０〜８０μｍである。
【００２０】
正極電極シート１１における電極層１１ｂ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正極活物質を含有してなるものである。
電極層１１ｂを構成する正極活物質としては、例えば活性炭、導電性高分子、芳香族系縮合ポリマーの熱処理物であってＨ／Ｃが０．０５〜０．５０であるポリアセン系骨格構造を有するＰＡＳ等を用いることができる。
正極電極シート１１における電極層１１ｂは、負極電極シート１２における電極層１２ｂと同様の方法によって形成することができる。
【００２１】
セパレータ１３としては、電解液、正極活物質或いは負極活物質に対して耐久性があり、電解液を含浸可能な連通気孔を有する電気伝導性の小さい多孔体等を用いることができる。
セパレータ１３の材質としては、セルロース（紙）、ポリエチレン、ポリプロピレン、セルロース／レーヨン、エンジニアプラスチック・スーパーエンジニアプラスチック等の熱可塑性樹脂、ガラス繊維、その他公知のものを用いることができる。これらの中では、セルロース／レーヨンが耐久性および経済性の点で好ましい。
また、セパレータ１３の厚みは特に限定されないが、通常、２０〜５０μｍ程度が好ましい。
【００２２】
リチウムイオン供給源１５の体積は、負極電極シート１２の電極層１２ａおよび正極電極シート１１の電極層１１ａにドーピングされるリチウムイオンの量を考慮して適宜定められるが、正極電極シート１１と負極電極シート１２とを短絡させた後における正極電極シート１１の電位が２．０Ｖ以下となるように、リチウムイオンがドーピングされる量に設定することが好ましい。
また、リチウムイオン供給源１５の厚みは、例えば０．１〜０．３ｍｍであり、好ましくは０．１２〜０．２８ｍｍ、より好ましくは０．１５〜０．２５ｍｍである。
【００２３】
リチウム極集電体１６としては、リチウムイオン供給源１５を構成するリチウム金属が圧着しやすく、必要に応じてリチウムイオンが通過するよう、電極集電体と同様な多孔構造のものを用いることが好ましい。また、リチウム極集電体１６の材質は、ステンレス等のリチウムイオン供給源１５と反応しないものを用いることが好ましい。
また、リチウム極集電体１６として、ステンレスメッシュ等の導電性多孔体を用いる場合には、リチウムイオン供給源１５を構成するリチウム金属の少なくとも一部、特に８０質量％以上が、リチウム極集電体１６の孔に埋め込まれていることが好ましく、これにより、リチウムイオンが負極電極シート１２に担持された後も、リチウム金属の消失によって正極電極シート１１および負極電極シート１２の間に生じる隙間が少なくなり、得られるリチウムイオンキャパシタの信頼性をより確実に維持することができる。
また、リチウム極集電体１６の厚みは１０〜２００μｍ程度であることが好ましい。
【００２４】
外装容器２０は、それぞれ矩形のラミネートフィルムよりなる２つの外装フィルム２１，２２が、互いに重ね合わせた状態で、それぞれの外周縁部に沿って相互に気密に接合されることによって接合部２３が形成されて構成されている。図示の例では、一方の外装フィルム２１における中央部分には、絞り加工が施されており、これにより、外装容器２０の内部には、電極ユニット１０が収容される収容空間が形成され、当該収容空間内に電極ユニット１０が収容されると共に、電解液が充填されている。
外装フィルム２１，２２としては、例えばポリプロピレン層よりなる内層と、例えばアルミニウム層よりなる中間層と、例えばナイロンよりなる外層との三層構造よりなるものを用いることができる。
外装フィルム２１，２２の縦横の寸法は、収容される電極ユニット１０の寸法に応じて適宜選択されるが、例えば縦方向の寸法が４０〜２００ｍｍ、横方向の寸法が６０〜３００ｍｍである。
また、接合部２３の幅Ｗは、５〜１５ｍｍであることが好ましい。
【００２５】
この外装容器２０の一端（図１および図２において左端）には、板状の正極電極端子３０が、外装容器２０の内部から接合部２３を介して外装容器２０の外部に突出するよう設けられ、外装容器２０の他端（図１および図２において右端）には、板状の負極電極端子３５が、外装容器２０の内部から接合部２３を介して外装容器２０の外部に突出するよう設けられている。
【００２６】
正極端子電極３０は、アルミニウムよりなる端子基体３１と、この端子基体３１における外装容器２０の外部に位置する外端部分の表面に形成されたニッケルメッキ被膜３２とにより構成されている。このニッケルメッキ被膜３２は、その内端縁３２Ｅが接合部２３内に位置されるよう形成されている。  
仮に、正極電極端子３０を、ニッケルメッキ被膜３２の内端縁３２Ｅが外装容器２０の外部に位置するよう配置した場合には、充放電時にニッケルメッキ被膜３２の内端縁３２Ｅにおいて電触が生じやすく、長期間の使用によって電極端子間の電気抵抗値が増大する、という問題が生じる。一方、正極電極端子３０を、ニッケルメッキ被膜３２の内端縁３２Ｅが外装容器２０の内部に位置するよう配置した場合には、ニッケルメッキ被膜３２の内端縁３２Ｅが電解液と接触するため、充放電時に内端縁３２Ｅにおいて電触が生じやすくなる。しかも、電触によって電解液中に溶解したニッケルが負極電極シート１２の負極集電体１２ａに析出し、この析出体が正極電極シート１１に接触することにより、正極電極シート１１と負極電極シート１２との間に短絡が生じる、という問題が生じる。本発明は、前述した問題に鑑みて、低抵抗で、電触が生じ難い設計を提案するものである。
【００２７】
また、ニッケルメッキ被膜３２の内端縁３２Ｅは、接合部２３における幅方向の中央領域２３ａ内に位置されていることが好ましい。ここで、接合部２３の幅をＷとし、接合部２３の中央領域２３ａの幅をＬとしたとき、比Ｌ／Ｗが０より大きく１より小さいことが好ましく、より好ましくは０．１〜０．９である。
具体的には、外装容器２０の接合部２３の外周縁とニッケルメッキ被膜３２の内端縁３２Ｅとの距離ｄ１が、０．５ｍｍ以上であることが好ましく、より好ましくは１〜１５ｍｍである。但し、距離ｄ１は設計により変更することができる。この距離ｄ１が過小である場合には、長期間使用した際に、接合部２３内に外部から水分が侵入することなどの影響により、ニッケルメッキ被膜３２の内端縁３２Ｅ付近において腐食が生じる恐れがある。
また、外装容器２０の接合部２３の内周縁とニッケルメッキ被膜３２の内端縁３２Ｅとの距離ｄ２は、１．０ｍｍ以上であることが好ましい。但し、距離ｄ２は設計により変更することができる。この距離ｄ２が過小である場合には、接合部２３内への電解液の浸入などによる腐蝕が懸念される。
また、正極電極端子３０の厚みは、例えば０．１〜０．５ｍｍである。また、ニッケルメッキ被膜３２の厚みは、１〜３μｍであることが好ましい。
【００２８】
負極電極端子３５としては、銅、ニッケルなどよりなるもの、銅よりなる端子基体の表面にニッケルメッキ被膜が形成されてなるものなどを用いることができるが、少なくとも表面がニッケルによって形成されているもの、具体的には、負極電極端子３５全体がニッケルよりなるもの、銅よりなる端子基体の表面にニッケルメッキ被膜が形成されてなるものが好ましい。
また、負極電極端子３５の厚みは、例えば０．１〜０．５ｍｍである。
また、負極電極端子３５として、表面にニッケルメッキ被膜が形成されてなるものを用いる場合には、当該ニッケルメッキ被膜の厚みは、１〜３μｍであることが好ましい。
【００２９】
外装容器２０内には、リチウム塩の非プロトン性有機溶媒電解質溶液よりなる電解液が充填されている。
電解質を構成するリチウム塩としては、リチウムイオンを移送可能で、高電圧下においても電気分解を起こさず、リチウムイオンが安定に存在し得るものであればよく、その具体例としては、ＬｉＣｌＯ4 、ＬｉＡｓＦ6 、ＬｉＢＦ4 、ＬｉＰＦ6 、Ｌｉ（Ｃ2 Ｆ5 ＳＯ2 ）2 Ｎなどが挙げられる。
非プロトン性有機溶媒の具体例としては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、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、スルホランなどが挙げられる。これらの非プロトン性有機溶媒は、単独でまたは２種以上を混合して用いることができる。
電解液は、上記の電解質および溶媒を充分に脱水された状態で混合することによって調製されるが、電解液中の電解質の濃度は、電解液による内部抵抗を小さくするために、少なくとも０．１モル／Ｌ以上であることが好ましく、０．５〜１．５モル／Ｌであることが更に好ましい。
【００３０】
上記のリチウムイオンキャパシタは、電極ユニット１０を外装容器２０内に収容すると共に、電極ユニット１０における正極集電体１１ａおよび負極集電体１２ａを正極電極端子３０および負極電極端子３５に電気的に接続し、更に、外装容器２０内に電解液を充填した後、外装容器２０を封止することによって得られる。
そして、このようにして作製されたリチウムイオンキャパシタにおいては、外装容器２０内にリチウムイオンを供給し得る電解液が充填されているため、適宜の期間放置されると、負極電極シート１２および／または正極電極シート１１とリチウムイオン供給源１５との電気化学的接触によって、リチウムイオン供給源１５から放出されたリチウムイオンが負極電極シート１２および／または正極電極シート１１にドーピングされる。
【００３１】
上記のリチウムイオンキャパシタによれば、正極電極端子３０における外装容器２０の外部に位置する外端部分の表面にニッケルメッキ被膜３２が形成され、このニッケルメッキ被膜３２の内端縁３２Ｅ、すなわち正極電極端子３０におけるメッキ領域と非メッキ領域との境界線が、外装容器２０の接合部２３内に位置されていることにより、端子基体３１の酸化が生じることがなく、従って、長時間の使用によっても電極端子間の電気抵抗値が増大することを防止することができる。
また、負極電極端子３５の少なくとも表面をニッケルによって形成することにより、正極電極端子３０の外端部分の表面と負極電極端子３５の表面とが同一の材質よりなるため、複数の蓄電デバイスを直列に配列して使用する場合には、充放電時に正極電極端子３０と他の蓄電デバイスにおける負極電極端子３５との溶接部分において電触が生じることがなく、従って、長時間の使用によっても電極端子間の電気抵抗値が増大することを防止することができる。
また、正極電極端子３０における外装容器２０の内部に位置する部分には、ニッケルメッキ被膜３２が形成されておらず、アルミニウムよりなる端子基体３１が露出しているため、負極電極シート１２の負極集電体１２ａにニッケルが析出することがなく、従って、長時間の使用によっても、正極電極シート１１と負極電極シート１２との短絡を回避することができる。
【００３２】
以上、本発明のリチウムイオンキャパシタの実施の形態について説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されず、種々の変更を加えることが可能である。
例えば正極電極端子３０の表面には、ニッケルメッキ被膜３２の内端縁３２Ｅを含む領域に予め熱圧着性の保護フィルムが設けられ、この保護フィルム上に外装フィルム２１，２２の外周縁部が位置された状態で接合されることによって接合部２３が形成されていてもよい。ここで、保護フィルムとしては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの樹脂フィルムを用いることができる。
また、電極ユニットは、積層型以外の構成のもの、例えば正極電極シートと負極電極シートとがセパレータを介して積重された状態で捲回されてなる捲回型のものであってもよい。
また、本発明の蓄電デバイスは、リチウムイオンキャパシタに限定されず、電気二重層キャパシタ、リチウムイオン二次電池として構成することができる。
【実施例】
【００３３】
〈実施例１〉
図１〜図３の構成に従い、以下のようにしてリチウムイオンキャパシタを製造した。
（１）負極電極シートの製造：
気孔率５７％、厚さ３２μｍの銅製エキスパンドメタル（日本金属工業株式会社製）からなる負極集電体の両面に、負極活物質を含有してなるスラリーを、縦型ダイ方式の両面塗工機を用い、塗工幅が１３０ｍｍ、塗工速度が８ｍ／ｍｉｎの塗工条件により、両面合わせた塗布厚みの目標値を８０μｍに設定して両面塗工した後、２００℃で２４時間の条件で減圧乾燥させることにより、負極集電体前駆体の表裏面に電極層を形成した。このようにして得られた、集電体前駆体の一部分に電極層が形成されてなる材料を、電極層が形成されてなる部分（以下、負極電極シートについて「塗工部」ともいう。）が１００ｍｍ×１２８ｍｍ、電極層が形成されてない部分（以下、負極電極シートについて「未塗工部」ともいう。）が１００ｍｍ×１５ｍｍになるように、１００×１４３ｍｍの大きさに切断することにより、負極集電体の両面に電極層が形成されてなる負極電極シートを作製した。【００３４】
（２）正極電極シートの製造：
気孔率４７％、厚さ３８μｍのアルミニウム製エキスパンドメタル（日本金属工業株式会社製）の両面に、導電性塗料を、縦型ダイ方式の両面塗工機を用い、塗工幅が１３０ｍｍ、塗工速度が８ｍ／ｍｉｎの塗工条件により、両面合わせた塗布厚みの目標値を２０μｍに設定して両面塗工した後、２００℃で２４時間の条件で減圧乾燥させることにより、正極集電体前駆体の表裏面に導電層を形成した。
次いで、正極集電体前駆体の表裏面に形成された導電層上に、正極活物質を含有してなるスラリーを、縦型ダイ方式の両面塗工機を用い、塗工速度８ｍ／ｍｉｎの塗工条件により、両面合わせた塗布厚みの目標値を１５０μｍに設定して両面塗工した後、２００℃で２４時間の条件で減圧乾燥させることにより、導電層上に電極層を形成した。
このようにして得られた、正極集電体前駆体の一部分に導電層および電極層が積層されてなる材料を、導電層および正極層が積層されてなる部分（以下、正極電極シートについて「塗工部」ともいう。）が９８ｍｍ×１２６ｍｍ、いずれの層も形成されてない部分（以下、正極電極シートについて「未塗工部」ともいう。）が９８ｍｍ×１５ｍｍとなるように、９８ｍｍ×１４１ｍｍの大きさに切断することにより、正極集電体の両面に電極層が形成されてなる正極電極シートを作製した。【００３５】
（３）セパレータの作製：
縦横の寸法が１０２ｃｍ×１３０ｃｍ、厚みが３５μｍのセルロース／レーヨン混合不織布よりなるセパレータを合計で２２枚作製した。【００３６】
（４）電極ユニットの作製：
先ず、上記の正極電極シート１０枚、負極電極シート１１枚およびセパレータ２２枚を用意し、正極電極シートと負極電極シートとを、それぞれの塗工部は重なるが、それぞれの未塗工部は反対側になり重ならないよう、セパレータ、負極電極シート、セパレータ、正極電極シートの順で積重し、積重体の４辺をテープにより固定することにより、電極ユニットを作製した。
次いで、厚みが１００μｍのリチウム箔を切断し、厚さ４０μｍの銅網に圧着することにより、リチウムイオン供給部材を作製し、このリチウムイオン供給部材を電極ユニットの上側に負極と対向するよう配置した。
そして、作製した電極ユニットの１０枚の正極電極シートの各々の未塗工部に、予めシール部分にシーラントフィルムを熱融着した、幅が５０ｍｍ、長さが５０ｍｍ、厚みが０．２ｍｍのアルミニウム製の正極電極端子を重ねて超音波溶接した。一方、電極ユニットの１１枚の負極電極シートの各々の未塗工部およびリチウムイオン供給部材の各々に、予めシール部分にシーラントフィルムを熱融着した幅が５０ｍｍ、長さが５０ｍｍ、厚みが０．２ｍｍの銅製の負極電極端子を重ねて抵抗溶接した。【００３７】
（５）電極端子の作製：
長さが７０ｍｍ、幅が５０ｍｍ、厚みが０．２ｍｍの板状のアルミニウムよりなる端子基体を作製し、この端子基端における外端部分となる一端部分の全表面に、厚みが２μｍのニッケルメッキ被膜を形成することにより、正極電極端子を作製した。この正極電極端子の外端縁からニッケルメッキ被膜の内端縁までの長さは５３ｍｍである。
また、長さが７０  ｍｍ、幅が５０ｍｍ、厚みが０．２ｍｍの板状の銅よりなる端子基体の全表面に厚みが２μｍのニッケルメッキ被膜が形成されてなる負極電極端子を作製した。【００３８】
（６）リチウムイオンキャパシタの作製：
正極電極端子における内端部分となる他端部分に、電極ユニットにおける各正極集電体の端部を重ね合わせて溶接した。一方、負極電極端子における内端部分となる他端部分に、電極ユニットにおける各負極集電体の端部およびリチウム極集電体の端部を重ね合わせて溶接した。
次いで、ポリプロピレン層、アルミニウム層およびナイロン層が積層されてなり、寸法が１２５ｍｍ（縦幅）×１６０ｍｍ（横幅）×０．１５ｍｍ（厚み）で、中央部分に、１０２ｍｍ（縦幅）×１３０ｍｍ（横幅）の絞り加工が施された一方の外装フィルムと、ポリプロピレン層、アルミニウム層およびナイロン層が積層されてなり、寸法が１２５ｍｍ（縦幅）×１６０ｍｍ（横幅）×０．１５ｍｍ（厚み）の他方の外装フィルムとを作製した。
次いで、他方の外装フィルム上における中央位置に、電極ユニットを、その正極電極端子および負極電極端子の各々が、他方の外装フィルムの端部から外方に突出するよう配置した。このとき、正極電極端子を、そのニッケルメッキ被膜の内端縁と他方の外装フィルムの外周縁との距離（図３において接合部２３の外周縁とニッケルメッキ被膜３２の内端縁３２Ｅとの距離ｄ１に相当する距離）が約５ｍｍとなるよう配置した。その後、電極ユニットに、一方の外装フィルムを重ね合わせ、一方の外装フィルムおよび他方の外装フィルムの外周縁部における３辺（正極電極端子および負極電極端子が突出する２辺を含む。）に沿って熱融着することにより、幅が１０ｍｍの接合部を形成した。
そして、一方の外装フィルムと他方の外装フィルムとの間に、プロピレンカーボネートに１モル／Ｌの濃度でＬｉＰＦ6 が溶解されてなる電解液を注入すると共に、一方の外装フィルムおよび他方の外装フィルムの外周縁部における未接合の一辺に沿って熱融着することにより、幅が１０ｍｍの接合部を形成して外装容器を作製し、以て、リチウムイオンキャパシタを製造した。
得られたリチウムイオンキャパシタの特性を調べたところ、静電容量が１１００Ｆ、エネルギー密度が２５Ｗｈ／Ｌ、内部抵抗が２．３ｍΩであった。【００３９】
このリチウムイオンキャパシタにおける正極電極端子の外端に、長さが７０ｍｍ、幅が５０ｍｍ、厚みが０．２ｍｍの板状の銅よりなる端子基体の全表面に厚みが２μｍのニッケルメッキ被膜が形成されてなる端子板を超音波溶接し、温度が６０℃、相対湿度が８０％の条件で、１０００時間の高温多湿フロート試験を行ったところ、静電容量および負極電極端子−端子板間の電気抵抗値に変化が認められなかった。【００４０】
〈比較例１〉
正極電極端子として、長さが７０ｍｍ、幅が５０ｍｍ、厚みが０．２ｍｍの板状のアルミニウムよりなるもの（ニッケルメッキ被膜が形成されていないもの）を用いたこと以外は、実施例１と同様にしてリチウムイオンキャパシタを製造した。
得られたリチウムイオンキャパシタの特性を調べたところ、静電容量が１１００Ｆ、エネルギー密度が２５Ｗｈ／Ｌ、内部抵抗が２．３ｍΩであった。
このリチウムイオンキャパシタについて、実施例１と同様にして高温多湿フロート試験を行ったところ、静電容量に変化が認められなかったが、正極電極端子と端子板との溶接部分において電触が生じたため、負極電極端子−端子板間の電気抵抗値が２０％上昇した。【００４１】
〈比較例２〉
正極電極端子を、そのニッケルメッキ被膜の内端縁が外装容器の外部に位置するよう配置したこと以外は、実施例１と同様にしてリチウムイオンキャパシタを製造した。
得られたリチウムイオンキャパシタの特性を調べたところ、静電容量が１１００Ｆ、エネルギー密度が２５Ｗｈ／Ｌ、内部抵抗が２．３ｍΩであった。
このリチウムイオンキャパシタについて、実施例１と同様にして高温多湿フロート試験を行ったところ、静電容量に変化が認められなかったが、正極電極端子におけるニッケルメッキ被膜の内端縁において電触が生じたため、負極電極端子−端子板間の電気抵抗値が１０％上昇した。【００４２】
〈比較例３〉
正極電極端子として、長さが７０ｍｍ、幅が５０ｍｍ、厚みが０．２ｍｍの板状のアルミニウムよりなる端子基体の全表面に厚みが２μｍのニッケルメッキ被膜が形成されてなるものを用いたこと以外は、実施例１と同様にしてリチウムイオンキャパシタを製造した。
得られたリチウムイオンキャパシタの特性を調べたところ、静電容量が１１００Ｆ、エネルギー密度が２５Ｗｈ／Ｌ、内部抵抗が２．３ｍΩであった。
このリチウムイオンキャパシタについて、実施例１と同様にして高温多湿フロート試験を行ったところ、リーク電流が大きいために試験を中断した。そして、リチウムイオンキャパシタを分解して調べたところ、正極電極端子の内端部分におけるニッケルメッキ被膜が溶解し、負極電極シート上にニッケルが析出することによって、正極電極シートと負極電極シートとが短絡していることが確認された。
【符号の説明】
【００４３】
１０  電極ユニット
１１  正極電極シート
１１ａ  正極集電体
１１ｂ  電極層
１２  負極電極シート
１２ａ  負極集電体
１２ｂ  電極層
１３  セパレータ
１５  リチウムイオン供給源
１６  リチウム極集電体
２０  外装容器
２１，２２  外装フィルム
２３  接合部
２３ａ  中央領域
３０  正極電極端子
３１  端子基体
３２  ニッケルメッキ被膜
３２Ｅ  内端縁
３５  負極電極端子
【図１】
0005421454.tif 000002
【図２】
0005421454.tif 000003
【図３】
0005421454.tif 000004