(57)【要約】      （修正有）【課題】内部抵抗が低く、エネルギー密度および容量維持率の高い蓄電デバイスの提供。【解決手段】貫通孔を有する正極集電体上に正極活物質層が形成された正極と、貫通孔を有する負極集電体上に負極活物質層が形成された負極とが、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を備え、負極および／または正極に対向して配置されたリチウム供給源との電気化学的接触によって、負極および／または正極にリチウムイオンがドープされる蓄電デバイスであって、リチウムイオン供給源と、リチウムイオン供給源から最も離れた電極との距離をｄ１［ｍｍ］、リチウムイオン供給源における負極または正極との対向面の法線上に存在する正極、負極およびセパレータの透気度の総和をｐ１［ｓｅｃ／１００ｍｌ］、リチウムイオン供給源における負極または正極に対向する面の面積をａ［ｍｍ2］としたとき、ａ／（ｄ１×ｐ１）の値が０．０４０〜０．３５０である。【選択図】図１
2014203909.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表裏面に貫通する多数の貫通孔を有する正極集電体上に正極活物質層が形成された正極と、表裏面に貫通する多数の貫通孔を有する負極集電体上に負極活物質層が形成された負極とが、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を備えてなり、前記負極および／または前記正極に対向して配置されたリチウム供給源との電気化学的接触によって、当該負極および／または当該正極にリチウムイオンがドープされる蓄電デバイスであって、
前記リチウムイオン供給源と、前記正極および前記負極のうち当該リチウムイオン供給源から最も離れた電極との距離をｄ１［ｍｍ］、前記リチウムイオン供給源における前記負極または前記正極との対向面の法線上に存在する前記正極、前記負極および前記セパレータの各々の透気度の総和をｐ１［ｓｅｃ／１００ｍｌ］、前記リチウムイオン供給源における前記負極または前記正極に対向する面の面積をａ［ｍｍ2 ］としたとき、ａ／（ｄ１×ｐ１）の値が０．０４０〜０．３５０であることを特徴とする蓄電デバイス。
【請求項２】
表裏面に貫通する多数の貫通孔を有する正極集電体上に正極活物質層が形成された正極と、表裏面に貫通する多数の貫通孔を有する負極集電体上に負極活物質層が形成された負極とが、セパレータを介して積層された状態で捲回された後、扁平成形されてなる電極ユニットを備えてなり、前記電極ユニットの扁平成形された部分の負極および／または正極に対向して配置されたリチウム供給源との電気化学的接触によって、当該負極および／または当該正極にリチウムイオンがドープされる蓄電デバイスであって、
前記リチウムイオン供給源と、前記正極および前記負極のうち当該リチウムイオン供給源から最も離れた電極部分との距離をｄ２［ｍｍ］、前記リチウムイオン供給源における前記負極または前記正極との対向面の法線上に存在する前記正極の部分、前記負極の部分および前記セパレータの部分の各々の透気度の総和をｐ２［ｓｅｃ／１００ｍｌ］、前記リチウムイオン供給源における前記負極または前記正極に対向する面の面積をａ［ｍｍ2 ］としたとき、ａ／（ｄ２×ｐ２）の値が０．０４０〜０．３５０であることを特徴とする蓄電デバイス。
【請求項３】
前記正極活物質層は活性炭を含有す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】
前記正極活物質層の電極密度が０．５３〜０．７０ｇ／ｃｍ3 であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか記載の蓄電デバイス。
【請求項５】
リチウムイオンキャパシタとして構成されてい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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、正極、セパレータおよび負極が積層または捲回されてなる電極ユニットを備えた蓄電デバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、高出力且つ高エネルギー密度の蓄電デバイスとして、リチウムイオン二次電池やリチウムイオンキャパシタ等が注目されている。このような蓄電デバイスを高性能化する技術として、負極または正極における活物質層に予めリチウムイオンをドープ（プレドープ）する技術が知られている。
【０００３】
リチウムイオンのプレドープは、一般に、正極または負極における活物質層とリチウムイオン供給源とを予め電気的に接触させることによって行われる。このようなリチウムイオンのプレドープ法としては、垂直プレドープ法が知られている（特許文献１参照。）。この垂直プレドープ法においては、正極集電体および負極集電体（以下、両者を総称して「電極集電体」ともいう。）の各々に表裏面を貫通する孔を設けることにより、リチウムイオン供給源からのリチウムイオンが電極集電体に遮断されることなく、正極および負極（以下、両者を総称して「電極」ともいう。）の表裏間を移動する。そのため、電極の積層数あるいは電極の捲回数が多い電極ユニットにおいて、電極集電体の貫通孔を通じて、リチウムイオン供給源近傍に配置された電極だけでなくリチウムイオン供給源から離れて配置された電極にもリチウムイオンをドープすることが可能となる。従って、垂直プレドープ法は、他のプレドープ法と比べて簡便であり、迅速かつ均質にリチウムイオンを電極にドープすることが可能であることから、量産性に優れた方法である。
【０００４】
しかしながら、垂直プレドープ法によってリチウムイオンを電極にドープする場合には、以下のような問題があることが判明した。
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、高エネルギー密度化の要請に伴い、活物質層に高密度で活物質を含有させる傾向にある。しかしながら、活物質層の活物質を高密度化すると、当該活物質層に垂直プレドープ法によってリチウムイオンをドープするときには、リチウムイオンの拡散速度が低くなることにより、活物質層に対するリチウムイオンのドープが不均一となる。そのため、得られる蓄電デバイスに対して充放電を繰り返し行うと、容量維持率が低下する、という問題がある。このように、垂直プレドープ法によって、リチウムイオンを電極にドープする場合には、高エネルギー密度および良好なサイクル特性の両方を満足する蓄電デバイスを得ることは困難である。
【０００５】
また、高エネルギー密度が得られる蓄電デバイスとして、正極活物質の質量と負極活物質の質量との比率が調整された有機電解質キャパシタが開示されている（特許文献２参照。）。
しかしながら、この有機電解質キャパシタにおいても、高エネルギー密度および良好なサイクル特性の両方を満足するものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２０００／００７２５５号
【特許文献２】国際公開ＷＯ０５／０３１７７３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、高いエネルギー密度を有し、しかも、高い容量維持率が得られる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】
【０００８】
本発明の蓄電デバイスは、表裏面に貫通する多数の貫通孔を有する正極集電体上に正極活物質層が形成された正極と、表裏面に貫通する多数の貫通孔を有する負極集電体上に負極活物質層が形成された負極とが、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を備えてなり、前記負極および／または前記正極に対向して配置されたリチウム供給源との電気化学的接触によって、当該負極および／または当該正極にリチウムイオンがドープされる蓄電デバイスであって、
前記リチウムイオン供給源と、前記正極および前記負極のうち当該リチウムイオン供給源から最も離れた電極との距離をｄ１［ｍｍ］、前記リチウムイオン供給源における前記負極または前記正極との対向面の法線上に存在する前記正極、前記負極および前記セパレータの各々の透気度の総和をｐ１［ｓｅｃ／１００ｍｌ］、前記リチウムイオン供給源における前記負極または前記正極に対向する面の面積をａ［ｍｍ2 ］としたとき、ａ／（ｄ１×ｐ１）の値が０．０４０〜０．３５０であることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の蓄電デバイスは、表裏面に貫通する多数の貫通孔を有する正極集電体上に正極活物質層が形成された正極と、表裏面に貫通する多数の貫通孔を有する負極集電体上に負極活物質層が形成された負極とが、セパレータを介して積層された状態で捲回された後、扁平成形されてなる電極ユニットを備えてなり、前記電極ユニットの扁平成形された部分の負極および／または正極に対向して配置されたリチウム供給源との電気化学的接触によって、当該負極および／または当該正極にリチウムイオンがドープされる蓄電デバイスであって、
前記リチウムイオン供給源と、前記正極および前記負極のうち当該リチウムイオン供給源から最も離れた電極部分との距離をｄ２［ｍｍ］、前記リチウムイオン供給源における前記負極または前記正極との対向面の法線上に存在する前記正極の部分、前記負極の部分および前記セパレータの部分の各々の透気度の総和をｐ２［ｓｅｃ／１００ｍｌ］、前記リチウムイオン供給源における前記負極または前記正極に対向する面の面積をａ［ｍｍ2 ］としたとき、ａ／（ｄ２×ｐ２）の値が０．０４０〜０．３５０であることを特徴とする。
【００１０】
本発明の蓄電デバイスにおいては、前記正極活物質層は活性炭を含有することが好ましい。
また、前記正極活物質層の電極密度が０．５３〜０．７０ｇ／ｃｍ3 であることが好ましい。
また、リチウムイオンキャパシタとして構成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、高いエネルギー密度を有し、しかも、高い容量維持率が得られる蓄電デバイスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る蓄電デバイスの構成を示す説明用断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る蓄電デバイスの構成を示す説明用断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の蓄電デバイスの実施の形態について詳細に説明する。
本明細書において、「ドープ」とは、吸蔵、吸着または挿入を意味し、広く、正極活物質にリチウムイオンおよびアニオンの少なくとも一方が入る現象、あるいは、負極活物質にリチウムイオンが入る現象をいう。また、「脱ドープ」とは、脱離、放出をも意味し、正極活物質からリチウムイオンもしくはアニオンが脱離する現象、または負極活物質からリチウムイオンが脱離する現象をいう。
【００１４】
＜第１の実施の形態＞
〔蓄電デバイスの構造〕
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る蓄電デバイスの構成を示す説明用断面図である。この蓄電デバイス１０は、例えばリチウムイオンキャパシタであって、電極ユニット１１と、電解液と、電極ユニット１１および電解液を収容する外装体２０を有する。
この例の電極ユニット１１は、矩形のシート状の複数の正極１２と矩形のシート状の複数の負極１５とが、矩形のシート状のセパレータＳを介して交互に積層されて構成された積層型のものである。図示の例では、最上層および最下層の電極が負極１５とされている。また、最上層の負極１５の上面および最下層の負極１５の下面には、セパレータＳが配置されている。
【００１５】
正極１２の各々は、金属箔よりなる正極集電体１３と、この正極集電体１３上に形成された正極活物質層１４とにより構成されている。図示の例では、正極活物質層１４は、正極集電体１３の両面に形成されている。一方、負極１５の各々は、金属箔よりなる負極集電体１６と、この負極集電体１６上に形成された負極活物質層１７とにより構成されている。図示の例では、最下層の負極１５および最上層の負極１５においては、負極活物質層１７は、負極集電体１６の一面に形成され、その他の負極１５においては、負極活物質層１７は、負極集電体１６の両面に形成されている。
【００１６】
電極ユニット１１の上面（図示の例では最上層のセパレータＳの上面）には、リチウム金属よりなる板状または箔状のリチウムイオン供給源１８が負極１５に対向するよう配置されている。このリチウムイオン供給源１８上には、リチウム極集電体１９が積層されている。
【００１７】
正極集電体１３の各々は、外装体２０に設けられた正極端子（図示省略）に電気的に接続されている。また、負極集電体１７およびリチウム極集電体１９は、外装体２０に設けられた負極端子（図示省略）に電気的に接続されている。
【００１８】
〔集電体〕
正極集電体１３および負極集電体１６（以下、両者を総称して「電極集電体」という。）としては、表裏面に貫通する貫通孔を有するものが用いられる。電極集電体における貫通孔の形態、数等は特に限定されない。この貫通孔は、リチウムイオン供給源１８から電気化学的に供給されるリチウムイオンおよび電解液中のリチウムイオンが各電極集電体に遮断されることなく、正極１２および負極１５の表裏間を移動できるように形成されていればよい。電極集電体としては、エキスパンドメタルおよびパンチングメタルや、エッチング処理、アッシング処理若しくはプラズマ処理された金属箔などを用いることができる。このような電極集電体を用いることにより、活物質層との接触面積が大きくなるため、接触抵抗を小さくすることが可能となる。
【００１９】
〔正極集電体〕
正極集電体１３を構成する材料としては、アルミニウム、ステンレス鋼等を用いることができ、特にアルミニウムが好ましい。また、正極集電体１３の厚みは特に限定されないが、通常１〜５０μｍであればよく、５〜４０μｍが好ましく、１０〜４０μｍが特に好ましい。
【００２０】
正極集電体１３の貫通孔の孔径は例えば１〜５００μｍであり、５〜３００μｍが好ましく、１０〜３００μｍが特に好ましい。また、正極集電体１３の貫通孔の気孔率（％）は、２０〜５０％であることが好ましく、２０〜４０％であることがより好ましい。ここで、正極集電体１３の気孔率（％）は下記式（１）により求めることができる。
式（１）：気孔率（％）＝〔１−（正極集電体の質量／正極集電体の真比重）／（正極集電体の見かけ体積）〕×１００
【００２１】
〔正極活物質〕  
正極活物質層１４を構成する正極活物質としては、リチウムイオンおよびテトラフルオロボレート等の少なくとも１種のアニオンを可逆的にドープ・脱ドープ可能な物質を用いることができる。正極活物質の具体例としては、活性炭粉末が挙げられる。
正極活物質の比表面積は、１９００ｍ2 ／ｇ〜２８００ｍ2 ／ｇであることが好ましく、さらに、１９５０ｍ2 ／ｇ〜２６００ｍ2 ／ｇであることが好ましい。また、正極活物質の粒度分布は、充填密度の観点から、２〜２０μｍの範囲で広い方が好ましい。また、正極活物質の５０％体積累積径（Ｄ５０）は、２〜１５μｍが好ましく、特に２〜１０μｍが好ましい。正極活物質の比表面積および５０％体積累積径（Ｄ５０）が前記範囲であれば、リチウムイオンキャパシタのエネルギー密度をさらに向上させることができる。ここで、負極活物質の粒度分布および５０％体積累積径（Ｄ５０）は、例えばマイクロトラック法により求められる値である。
【００２２】
〔正極活物質層〕
正極活物質層１４の厚みは、片面の厚みが４０〜１１０μｍであればよく、５０〜９０μｍであることが好ましく、５０〜７０μｍであることがより好ましい。正極活物質層１２の厚みが上記範囲であれば、正極活物質層１４内を移動するイオンの拡散抵抗を小さくするとこができる。これにより、電極ユニット１１全体にわたってプレドープを均一に行うことができると共に、内部抵抗を下げることができる。
【００２３】
正極活物質層１４の電極密度は０．５３〜０．７０ｇ／ｃｍ3 であることが好ましく、０．５３〜０．６５ｇ／ｃｍ3 であることがより好ましい。正極活物質層１４の電極密度が上記範囲であれば、正極活物質層１４全体にわたってプレドープを均一に行うことができると共に、内部抵抗を下げることができる。
正極活物質層１４の電極密度は、蓄電デバイス１０を解体することによって得られた正極１２を洗浄処理して乾燥した後、正極活物質層１４の質量および正極活物質層１４の外形体積（見掛けの体積）を測定し、正極活物質層１４の質量を当該正極活物質層１４の外形体積によって除することによって求められる。ここで、「正極活物質層の外形体積」とは、正極活物質層１４の縦寸法、横寸法および厚み寸法を測定し、その測定値に基づいて算出される体積である。
【００２４】
〔負極集電体〕
負極集電体１６を構成する材料としては、ステンレス鋼、銅、ニッケル等を用いることができる。負極集電体１６の厚みは特に限定されないが、通常１〜５０μｍであればよく、５〜４０μｍであることが好ましく、１０〜３０μｍであることが特に好ましい。
【００２５】
負極集電体１６の貫通孔の孔径は、例えば１０〜５００μｍであり、３０〜４００μｍであることが好ましく、５０〜３００μｍであることが特に好ましい。
また、負極集電体１６の貫通孔の気孔率（％）は、２０〜６０％であることが好ましく、２０〜５０％であることがより好ましい。ここで、負極集電体１６の気孔率（％）は下記式（２）により求めることができる。
式（２）：気孔率（％）＝〔１−（負極集電体の質量／負極集電体の真比重）／（負極集電体の見かけ体積）〕×１００
【００２６】
〔負極活物質〕
負極活物質層１７を構成する負極活物質としては、リチウムイオンを可逆的にドープ・脱ドープ可能である物質を用いることが好ましく、特に黒鉛系粒子が好ましい。黒鉛系粒子としては、人造黒鉛または天然黒鉛よりなる芯粒子の表面がタールもしくはピッチ由来の黒鉛化物質によって被覆されてなる黒鉛系複合粒子を用いることが好ましい。負極活物質として黒鉛系複合粒子を用いることにより、後述する電解液（例えばプロピレンカーボネート）の分解を抑制することができる。
【００２７】
このような黒鉛系複合粒子は、例えば以下の（１）または（２）の方法によって得られる。
（１）黒鉛（グラファイト）よりなる芯粒子の表面をタールやピッチ等によって被覆した後、熱処理を行なうことにより、黒鉛よりなる芯粒子の表面にタールもしくはピッチ由来の黒鉛化物質を複合化する方法（以下、この方法で得られる黒鉛系複合粒子を「黒鉛系複合粒子（１）」と称す。）。
（２）天然黒鉛または人造黒鉛と、低結晶炭素粉末と、バインダとを混合し、８００℃以下で焼成した後粉砕し、９００〜１５００℃で再焼成する方法（以下、この方法で得られる黒鉛系複合粒子を「黒鉛系複合粒子（２）」と称す。）。
上記（２）の方法における低結晶炭素粉末としては、メソフェーズピッチ、生コークス、カルサインコークス等が挙げられる。バインダとしてはバインダピッチ、フェノール樹脂等が挙げられる。
このような黒鉛系複合粒子において、黒鉛よりなる芯粒子の表面におけるタールもしくはピッチ由来の黒鉛化物質による被覆の有無は、ラマンスペクトル、ＸＲＤ等の測定により確認することができる。
【００２８】
負極活物質の５０％体積累積径（Ｄ５０）は、出力向上の点で、１．０〜１０μｍが好ましく、２〜５μｍが好ましい。５０％体積累積径（Ｄ５０）が１．０μｍ未満の黒鉛系複合粒子は、その製造が困難である。一方、５０％体積累積径（Ｄ５０）が１０μｍを超える負極活物質を用いる場合には、内部抵抗が充分に小さい蓄電デバイスを得ることが困難となる。ここで、負極活物質の５０％体積累積径（Ｄ５０）は、例えば、マイクロトラック法により求められる値である。
また、負極活物質の比表面積は、０．１〜２００ｍ2 ／ｇであることが好ましく、より好ましくは０．５〜５０ｍ2 ／ｇである。負極活物質の比表面積が０．１ｍ2 ／ｇ未満である場合には、得られるリチウムイオンキャパシタの抵抗が高くなる。一方、負極活物質の比表面積が２００ｍ2 ／ｇを超える場合には、得られる蓄電デバイス１０の充電時の不可逆容量が高くなる。
【００２９】
〔負極活物質層〕
負極活物質層１７の厚みは、正極活物質層１４の質量とのバランスによって好ましい範囲が異なるが、片面の厚みが１０〜８０μｍであればよく、１０〜６５μｍであることが好ましく、１０〜５０μｍであることがより好ましい。負極活物質層１７の厚みが上記範囲にあれは、負極１５に必要な容量を確保することができる。また、負極活物質層１７内を移動するイオンの拡散抵抗を小さくするとこができ、これにより、内部抵抗を下げることができる。
負極活物質層１７の電極密度は０．６〜１．２ｇ／ｃｍ3 であることが好ましく、０．６５〜１．１５ｇ／ｃｍ3 であることがより好ましい。負極活物質層１７の電極密度は、正極活物質層１４の電極密度と同様にして求めることができる。
【００３０】
〔活物質層の形成方法〕
正極活物質層１４および負極活物質層１７は、電極集電体に、正極活物質または負極活物質を塗布、印刷、射出、噴霧、蒸着または圧着等により付着させることによって形成される。正極活物質層１４および負極活物質層１７の形成方法の具体例としては、下記の（１）および（２）の方法が挙げられる。
（１）活物質粉末（正極活物質または負極活物質）と、バインダと、必要に応じて用いられる導電材およびカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ塩）等の増粘剤と、水または有機溶媒とを混合することにより、スラリーを調製し、このスラリーを電極集電体に塗布する方法。
（２）上記（１）と同様にして調製されたスラリーをシート状に成形し、得られる成形体を電極集電体に貼付する方法。
【００３１】
上記の（１）および（２）の方法において、スラリーの調製に用いられるバインダとしては、例えば、ＳＢＲ等のゴム系バインダ、ポリ四フッ化エチレン、ポリフッ化ビニリデン等をアクリル系樹脂でシード重合させた含フッ素系樹脂、アクリル系樹脂等が挙げられる。
また、スラリーの調製に用いられる導電材としては、例えば、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、グラファイト、金属粉末などが挙げられる。
バインダおよび導電材の各々の添加量は、用いられる活物質の電気伝導度、形成される活物質層の形状等によっても異なるが、いずれも、通常、活物質に対して２〜２０質量％であることが好ましい。
【００３２】
〔セパレータ〕
セパレータＳとしては、ＪＩＳＰ８１１７に準拠した方法により測定された透気度が１〜２００ｓｅｃの範囲内にある材料を好適に用いることができる。具体的には、セパレータＳとしては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、セルロース、ポリオレフィン、セルロース／レーヨンなどから構成される不織布や微多孔質膜等の中から適宜選択したものを用いることができる。これらの中では、ポリエチレン、ポリプロピレンまたはセルロース／レーヨンよりなる不織布が好ましい。
セパレータＳの厚みは、例えば１〜１００μｍであり、５〜５０μｍであることが好ましい。
【００３３】
〔電解液〕
本発明の蓄電デバイスにおいて、リチウムイオンキャパシタを構成する場合には、電解液として、リチウム塩の非プロトン性有機溶媒電解質溶液が好適に用いられる。
【００３４】
〔非プロトン性有機溶媒〕
電解液における非プロトン性有機溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート（以下、「ＥＣ」ともいう。）、プロピレンカーボネート（以下、「ＰＣ」ともいう。）、ブチレンカーボネート等の環状カーボネート、ジメチルカーボネート（以下、「ＤＭＣ」ともいう。）、エチルメチルカーボネート（以下、「ＥＭＣ」ともいう。）、ジエチルカーボネート（以下、「ＤＥＣ」ともいう。）、メチルプロピルカーボネート等の鎖状カーボネート、またはこれらの２種以上を混合した混合溶媒を用いることができる。これらの中では、粘度が低く、解離度が高く、イオン伝導度が高い電解液が得られることから、環状カーボネートと鎖状カーボネートとの混合溶媒が好ましい。このような混合溶媒の具体例としては、ＥＣとＰＣとＤＥＣとの混合溶媒、ＥＣとＤＥＣとの混合溶媒、ＥＣとＥＭＣとＤＭＣとの混合溶媒などが挙げられる。
【００３５】
また、電解液を構成する有機溶媒は、環状カーボネートおよび鎖状カーボネート以外の有機溶媒、例えば、γ−ブチロラクトン等の環状エステル、スルホラン等の環状スルホン、ジオキソラン等の環状エーテル、プロピオン酸エチル等の鎖状カルボン酸エステル、ジメトキシエタン等の鎖状エーテル等を含有するものであってもよい。
【００３６】
〔電解質〕
電解液を構成する電解質であるリチウム塩としては、例えば、ＬｉＣｌＯ4 、ＬｉＡｓＦ3 、ＬｉＢＦ4 、ＬｉＰＦ6 、Ｌｉ（Ｃ2 Ｆ5 ＳＯ2 ）2 、ＬｉＮ（ＣＦ3 ＳＯ2 ）2 などを用いることができる。これらの中では、イオン伝導性が高く、低抵抗であることから、ＬｉＰＦ6 が好ましい。電解液におけるリチウム塩の濃度は、低い内部抵抗が得られることから、０．１ｍｏｌ／Ｌ以上であることが好ましく、０．５〜１．５ｍｏｌ／Ｌであることがより好ましい。
【００３７】
〔リチウムイオン供給源〕
本発明の蓄電デバイス１０において、正極１２および負極１５の少なくとも一方、好ましくは少なくとも負極１５に、リチウムイオンがプレドープされている。正極１２または負極１５にリチウムイオンをプレドープする方法としては、正極１２または負極１５とリチウムイオン供給源１８との電気化学的接触によって、リチウムイオンを正極または負極にドープさせる方法が用いられる。例えば負極１５にリチウムイオンをプレドープする場合には、リチウムイオン供給源１８を負極集電体１６に短絡させた状態で、電極ユニット１１と電解液とを外装体２０内に封入する。これにより、リチウムイオン供給源１８からリチウムイオンが放出されて負極１５における負極活物質層１７にドープされる。
負極にドープされるリチウムイオンの量は、蓄電デバイスに求められる静電容量、内部抵抗や耐久性を考慮して定められる。
【００３８】
〔外装体〕
外装体２０としては、従来使用されている種々の外装体、例えば２つの外装フィルムが、互いに重ね合わせた状態で、それぞれの外周縁部の全周にわたって形成された接合部で接合されたラミネート型の外装体、円筒形または角筒形の缶型のものを用いることができる。
【００３９】
上記の蓄電デバイス１０においては、リチウムイオン供給源１８と、正極１２および負極１５のうちリチウムイオン供給源１８から最も離れた電極（図示の例では、最下層の負極１５）との距離をｄ１［ｍｍ］、リチウムイオン供給源１８における負極１５または正極１２との対向面（図１においてリチウムイオン供給源１８の下面）の法線上に存在する正極１２、負極１５およびセパレータＳの各々の透気度の総和をｐ１［ｓｅｃ／１００ｍｌ］、リチウムイオン供給源１８における負極に対向する面の面積をａ［ｍｍ2 ］としたとき、ａ／（ｄ１×ｐ１）の値が０．０４０〜０．３５０とされる。
ａ／（ｄ１×ｐ１）の値が０．０４０未満である場合には、プレドープが不均質となり、サイクル試験時の容量維持率が悪化する。一方、ａ／（ｄ１×ｐ１）の値が０．３５０を超える場合には、プレドープは均質となるが、エネルギー密度が低下する。
【００４０】
本発明において、透気度の総和ｐ１は、以下のようにして求めることができる。
先ず、蓄電デバイス１０を解体することによって、電極ユニット１１を取り出す。この電極ユニット１１を洗浄処理して乾燥する。次いで、リチウムイオン供給源１８から電極ユニット１１の積層方向に伸びる直線上に存在する正極１２、負極１５およびセパレータＳの各々の透気度を測定する。そして、測定された正極１２、負極１５およびセパレータＳの各々の透気度の総和を求める。
以上において、リチウムイオン供給源１８の配置位置は、リチウム極集電体１９の配置位置によって推定することができる。
正極１２、負極１５およびセパレータＳの各々の透気度は、例えば例えば旭精工株式会社製のデジタル型王研式透気度試験機によって測定することができる。
【００４１】
このような蓄電デバイス１０によれば、リチウムイオン供給源１８における負極１５に対向する面の面積ａが、リチウムイオン供給源１８と最下層の負極１５との距離ｄ１、並びに正極１２、負極１５およびセパレータＳの透気度の総和ｐ１との関係で特定の範囲にあるため、低い内部抵抗および高いエネルギー密度が得られ、しかも、高い容量維持率が得られる。
【００４２】
＜第２の実施の形態＞
図２は、本発明の第２の実施の形態に係る蓄電デバイスの構成を示す説明用断面図である。この蓄電デバイス１０は、例えばリチウムイオンキャパシタであって、電極ユニット１１と、電解液と、電極ユニット１１および電解液を収容する外装体２０とを有する。
この例の電極ユニット１１は、正極１２と負極１５とが、セパレータＳを介して積層された状態で捲回された後、扁平成形されてなる捲回型のものである。具体的には、電極ユニット１１は、帯状の第１のセパレータＳ１と、帯状の負極１５と、帯状の第２のセパレータＳ２と、帯状の正極１２とがこの順で積重されてなる電極積重体が、その一端から捲回されて構成されている。
【００４３】
正極１２の各々は、多数の貫通孔を有する金属箔よりなる帯状の正極集電体と、この正極集電体の両面に形成された正極活物質層とにより構成されている。一方、負極１５の各々は、多数の貫通孔を有する金属箔よりなる帯状の負極集電体と、この負極集電体の両面に形成された負極活物質層とにより構成されている。
電極ユニット１１の扁平成形された部分の上面には、リチウム金属よりなる板状または箔状のリチウムイオン供給源１８が第１のセパレータＳ１を介して負極１５に対向するよう配置されている。このリチウムイオン供給源１８上には、リチウム極集電体１９が積層されている。
正極集電体１３の各々は、外装体２０に設けられた正極端子（図示省略）に電気的に接続されている。また、負極集電体１６およびリチウム極集電体１９は、外装体２０に設けられた負極端子（図示省略）に電気的に接続されている。
【００４４】
正極１２、負極１５、セパレータ（第１のセパレータＳ１および第２のセパレータＳ２）、リチウムイオン供給源１８、電解液および外装体２０の具体的な構成、並びに正極１２または負極１５にリチウムイオンをプレドープする方法は、第１の実施の形態に係る蓄電デバイス１０と同様である。
【００４５】
上記の蓄電デバイス１０においては、リチウムイオン供給源１８と、正極１２および負極１５のうちリチウムイオン供給源１８から最も離れた電極の部分（図示の例では、負極１５における最も下側に位置する部分）との距離をｄ２［ｍｍ］、リチウムイオン供給源１８における負極１５または正極１２との対向面（図１においてリチウムイオン供給源１８の下面）の法線上に存在する正極１２の部分、負極１５の部分、第１のセパレータＳ１の部分および第２のセパレータＳ２の部分の各々の透気度の総和をｐ２［ｓｅｃ／１００ｍｌ］、リチウムイオン供給源１８における負極１５に対向する面の面積をａ［ｍｍ2 ］としたとき、ａ／（ｄ２×ｐ２）の値が０．０４０〜０．３５０とされる。
【００４６】
このような蓄電デバイス１０によれば、リチウムイオン供給源１８における負極１５に対向する面の面積ａが、リチウムイオン供給源１８と当該リチウムイオン供給源１８から最も離れた負極１５の部分との距離ｄ２、並びにリチウムイオン供給源１８から電極ユニット１１の扁平成形された部分における積層方向に伸びる直線上に存在する正極１２の部分、負極１５の部分およびセパレータＳの部分の各々の透気度の総和ｐ２との関係で特定の範囲にあるため、低い内部抵抗および高いエネルギー密度が得られ、しかも、高い容量維持率が得られる。
【００４７】
本発明の蓄電デバイスは、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。
例えば第１の実施の形態および第２の実施の形態において、リチウムイオン供給源１８は、電極ユニット１１の上面および下面の両方に配置されていてもよい。このような蓄電デバイスにおいては、距離ｄ１または距離ｄ２の値は、電極ユニット１１の上面のみリチウムイオン供給源１８が配置された場合と同じである。また、面積ａは、２つのリチウムイオン供給源１８の各々における負極１５に対向する面の面積の和となる。
また、第２の実施の形態において、リチウムイオン供給源１８は、電極ユニット１１の中心に配置されていてもよい。このような蓄電デバイスにおいては、距離ｄ２の値は、リチウムイオン供給源からその上方に最も離れた電極の部分までの距離と、リチウムイオン供給源からその下方に最も離れた電極の部分までの距離との和となる。また、面積ａは、リチウムイオン供給源の両面の各々の面積の和となる。
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以外の有機電解質キャパシタや、リチウムイオン二次電池などの有機電解質電池として実施することもできる。
【実施例】
【００４８】
以下、本発明の蓄電デバイスの具体的な実施例について説明するが、本発明はこれらによって制限されるものではない。
また、以下の実施例および比較例において、正極、負極およびセパレータの透気度、リチウムイオンとこのリチウムイオン供給源から最も離れた電極との距離ｄ１（以下、単に「距離ｄ１」という。）、並びに正極物質層の電極密度は、リチウムイオンキャパシタを解体して取り出した電極ユニットを、ジメトキシエタンに１２時間浸漬した後、２時間真空乾燥してから、以下のようにして測定した。
［透気度］
旭精工株式会社製デジタル型王研式透気度試験機により、電極ユニットにおける正極、負極およびセパレータの各々の透気度を測定した。そして、測定された正極、負極およびセパレータの透気度の値から、リチウムイオン供給源における負極または正極との対向面の法線上に存在する正極、負極およびセパレータの各々の透気度の総和ｐ１（以下、単に「透気度の総和ｐ１」という。）を求めた。
［距離ｄ１］
リチウムイオン供給源と当該リチウムイオン供給源から最も離れた電極との間に存在する全ての電極およびセパレータの各々の厚みを、株式会社ミツトヨ製のデジマチック標準外側マイクロメータを用いて測定した。そして、これらの厚みの合計を、距離ｄ１とみなした。
［正極活物質層の電極密度］
正極を縦横の寸法が４０ｍｍ×６０ｍｍとなるよう切断することにより、電極密度測定用試料を作製した。この電極密度測定用試料の質量と外形体積とを測定し、その測定値に基づいて正極活物質層の質量および正極活物質層の外形体積とを算出した。そして、正極活物質層の質量の値を正極活物質層の外形体積の値によって除することにより、正極活物質層の電極密度を算出した。
【００４９】
〔実施例１：Ｓ１〕
（１）正極の作製
孔径が１μｍ、気孔率が１０％、厚さが３０μｍのアルミニウム製の電解エッチング箔よりなる集電体材料を用意した。この集電体材料の両面に、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１００ｍｍ、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１０μｍに設定して両面塗工した。その後、導電性塗料の塗布膜を、２００℃で２４時間の条件で減圧乾燥させることにより、集電体材料の表裏面に導電層を形成した。ここで、導電性塗料としては、日立化成株式会社製「ヒタゾルＧＡ−７０３」を用いた。
次いで、集電体材料の表裏面に形成された導電層上に、数平均粒径Ｄ５０の値が３μｍの活性炭粒子を含有するスラリーを、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１１０μｍに設定して両面塗工した。次いで、スラリーの塗布膜を、２００℃で２４時間の条件で減圧乾燥させ後、ロールプレス機によって、得られる正極活物質層の電極密度が０．６０ｇ／ｃｍ3 となるようプレスすることにより、導電層上に正極活物質層を形成した。
そして、導電層および正極活物質層が積層された集電体材料を、導電層および正極活物質層が積層された部分（以下、「塗工部」ともいう。）が６０ｍｍ×７０ｍｍ、いずれの層も形成されてない部分（以下、「未塗工部」ともいう。）が６０ｍｍ×１５ｍｍとなるように、６０ｍｍ×８５ｍｍの大きさに切断することにより、正極集電体の両面に導電層および正極活物質層が積層されてなる正極を作製した。
【００５０】
（２）負極の作製
孔径が３００μｍ、気孔率が５５％、厚みが２５μｍの銅製のケミカルエッチング箔からなる集電体材料を用意した。一方、数平均粒径Ｄ５０の値が６μｍの黒鉛の表面をピッチ由来の黒鉛化物質によって被覆されてなる黒鉛系複合粒子（１）と、ＳＢＲバインダ（ＪＳＲ株式会社製：ＴＲＤ２００１）とを含有するスラリーを調製した。そして、上記集電体材料の両面に上記スラリーを、縦型ダイ方式の両面塗工機を用い、塗工幅が６５ｍｍ、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（総厚）の目標値を６５μｍに設定して両面塗工した。次いで、スラリーの塗布膜を、２００℃で２４時間の条件で減圧乾燥させた後、ロールプレス機でプレスすることにより、集電体材料の表裏面に負極活物質層を形成した。
そして、負極活物質層が形成された集電体材料を、負極活物質層が形成された部分（以下、「塗工部」ともいう。）が６５ｍｍ×７２ｍｍ、負極活物質層が形成されてない部分（以下、「未塗工部」ともいう。）が６５ｍｍ×１５ｍｍになるように、６５ｍｍ×８７ｍｍの大きさに切断することにより、負極集電体の両面に負極活物質層が形成された負極を作製した。
【００５１】
（３）セパレータの作製
厚みが３５μｍ、透気度が５０ｓｅｃ／１００ｍｌのセルロース／レーヨン複合材料からなるフィルムを６９ｍｍ×７６ｍｍに切断することにより、セパレータを作製した。
【００５２】
（４）電極ユニットの作製
先ず、正極１１枚、負極１２枚、セパレータ２４枚を用意し、正極と負極とを、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、セパレータ、正極の順で積重した。得られた積重体の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、５９ｍｍ×６６ｍｍの寸法になるように切断することにより、リチウムイオン供給源を作製した。このリチウムイオン供給源を、厚みが２５μｍの銅製エキスパンドメタル（日本金属工業株式会社製）に圧着することにより、リチウム極集電体上にリチウムイオン供給源が圧着されてなるリチウムイオン供給部材（以下、「リチウムイオン供給部材（１）」とする。）を作製した。このリチウムイオン供給部材（１）を電極ユニットの上側にセパレータを介して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、寸法が５０ｍｍ（幅）×５０ｍｍ（長さ）×０．２ｍｍ（厚み）のアルミニウム製の正極端子を重ねて溶接した。一方、電極ユニットの１１枚の負極の各々の未塗工部およびリチウムイオン供給部材（１）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、寸法が５０ｍｍ（幅）×５０ｍｍ（長さ）×０．２ｍｍ（厚み）の銅製の負極端子を重ねて溶接した。
【００５３】
（５）リチウムイオンキャパシタの作製
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、寸法が９０ｍｍ（縦幅）×１１７ｍｍ（横幅）×０．１５ｍｍ（厚み）で、中央部分に７０ｍｍ（縦幅）×９７ｍｍ（横幅）の絞り加工が施された一方の外装フィルム、並びにポリプロピレン層、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９０ｍｍ（縦幅）×１１７ｍｍ（横幅）×０．１５ｍｍ（厚み）の他方の外装フィルムを作製した。
【００５４】
次いで、他方の外装フィルム上に、電極積層ユニットを、その正極端子および負極端子の各々が、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（正極端子および負極端子が突出する２辺を含む）を熱融着した。  一方、非プロトン性有機溶媒として、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートおよびジエチルカーボネート（体積比で３：１：４）の混合溶媒を用い、濃度１．２ｍｏｌ／ＬのＬｉＰＦ6 を含む電解液を調製した。
次いで、一方の外装フィルムおよび他方の外装フィルムの間に、上記電解液を注入した後、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残りの一辺を熱融着した。
以上のようにして、リチウムイオンキャパシタ（以下、「セルＳ１」とする。）を作製した。得られたセルＳ１について、リチウムイオン供給源における負極に対向する面の面積ａ（以下、「対向面積ａ」という。）、距離ｄ１、透気度の総和ｐ１、ａ／（ｄ１×ｐ１）の値、および正極活物質層の電極密度を表１に示す。
【００５５】
〔実施例２：Ｓ２〕
電極ユニットの作製において、正極の数を１８枚、負極の数を１９枚、セパレータの数を３８枚に変更したこと以外は、実施例１と同様にしてリチウムイオンキャパシタ（以下、「セルＳ２」とする。）を作製した。得られたセルＳ２について、対向面積ａ、距離ｄ１、透気度の総和ｐ１、ａ／（ｄ１×ｐ１）の値、および正極活物質層の電極密度を表１に示す。
【００５６】
〔実施例３：Ｓ３〕
電極ユニットの作製において、正極の数を９枚、負極の数を１０枚、セパレータの数を２０枚に変更したこと以外は、実施例１と同様にしてリチウムイオンキャパシタ（以下、「セルＳ３」とする。）を作製した。得られたセルＳ３について、対向面積ａ、距離ｄ１、透気度の総和ｐ１、ａ／（ｄ１×ｐ１）の値、および正極活物質層の電極密度を表１に示す。
【００５７】
〔実施例４：Ｓ４〕
リチウムイオン供給部材（１）の配置において、当該リチウムイオン供給部材（１）を２つ用意し、電極ユニットの上側および下側の各々にセパレータを介して負極と対向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（以下、「セルＳ４」とする。）を作製した。電極ユニットの上側および下側にリチウムイオン供給部材（１）を配置することで、対向面積ａはセルＳ１の２倍となる。得られたセルＳ４について、対向面積ａ、距離ｄ１、透気度の総和ｐ１、ａ／（ｄ１×ｐ１）の値、および正極活物質層の電極密度を表１に示す。
【００５８】
〔実施例５：Ｓ５〕
厚みが２２０μｍのリチウム箔を、３９ｍｍ×４６ｍｍの寸法になるように切断することにより、リチウムイオン供給源を作製した。このリチウムイオン供給源を、厚みが２５μｍの銅製エキスパンドメタル（日本金属工業株式会社製）に圧着することにより、リチウム極集電体上にリチウムイオン供給源が圧着されてなるリチウムイオン供給部材（以下、「リチウムイオン供給部材（２）」とする。）を作製した。そして、リチウムイオン供給部材（１）の代わりにリチウムイオン供給部材（２）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（以下、「セルＳ５」とする。）を作製した。得られたセルＳ５について、対向面積ａ、距離ｄ１、透気度の総和ｐ１、ａ／（ｄ１×ｐ１）の値、および正極活物質層の電極密度を表１に示す。
【００５９】
〔実施例６：Ｓ６〕
正極の作製において、スラリーの塗布膜に対するプレス条件について、得られる正極活物質層の電極密度が０．６８ｇ／ｃｍ3 となるようプレス圧力を変更したこと以外は、実施例１と同様にしてリチウムイオンキャパシタ（以下、「セルＳ６」とする。）を作製した。得られたセルＳ６について、対向面積ａ、距離ｄ１、透気度の総和ｐ１、ａ／（ｄ１×ｐ１）の値、および正極活物質層の電極密度を表１に示す。
【００６０】
〔実施例７：Ｓ７〕
正極の作製において、スラリーの塗布膜に対するプレス条件について、得られる正極活物質層の電極密度が０．５５ｇ／ｃｍ3 となるようプレス圧力を変更したこと以外は、実施例１と同様にしてリチウムイオンキャパシタ（以下、「セルＳ７」とする。）を作製した。得られたセルＳ７について、対向面積ａ、距離ｄ１、透気度の総和ｐ１、ａ／（ｄ１×ｐ１）の値、および正極活物質層の電極密度を表１に示す。
【００６１】
〔実施例８：Ｓ８〕
正極の作製において、スラリーの塗工条件について両面合わせた塗布厚みの目標値を１１０μｍから２００μｍに変更したこと以外は、実施例１と同様にしてリチウムイオンキャパシタ（以下、「セルＳ８」とする。）を作製した。得られたセルＳ８について、対向面積ａ、距離ｄ１、透気度の総和ｐ１、ａ／（ｄ１×ｐ１）の値、および正極活物質層の電極密度を表１に示す。
【００６２】
〔実施例９：Ｓ９〕
正極の作製において、スラリーの塗工条件について両面合わせた塗布厚みの目標値を１１０μｍから１００μｍに変更したこと以外は、実施例１と同様にしてリチウムイオンキャパシタ（以下、「セルＳ９」とする。）を作製した。得られたセルＳ９について、対向面積ａ、距離ｄ１、透気度の総和ｐ１、ａ／（ｄ１×ｐ１）の値、および正極活物質層の電極密度を表１に示す。
【００６３】
〔比較例１：Ｃ１〕
電極ユニットの作製において、正極の数を２４枚、負極の数を２５枚、セパレータの数を５０枚に変更したこと以外は、実施例１と同様にしてリチウムイオンキャパシタ（以下、「セルＣ１」とする。）を作製した。得られたセルＣ１について、対向面積ａ、距離ｄ１、透気度の総和ｐ１、ａ／（ｄ１×ｐ１）の値、および正極活物質層の電極密度を表１に示す。
【００６４】
〔比較例２：Ｃ２〕
電極ユニットの作製において、正極の数を７枚、負極の数を８枚、セパレータの数を１６枚に変更したこと以外は、実施例１と同様にしてリチウムイオンキャパシタ（以下、「セルＣ２」とする。）を作製した。得られたセルＣ２について、対向面積ａ、距離ｄ１、透気度の総和ｐ１、ａ／（ｄ１×ｐ１）の値、および正極活物質層の電極密度を表１に示す。
【００６５】
〔比較例３：Ｃ３〕
厚みが４９０μｍのリチウム箔を、２５ｍｍ×３２ｍｍの寸法になるように切断することにより、リチウムイオン供給源を作製した。このリチウムイオン供給源を、厚みが２５μｍの銅製エキスパンドメタル（日本金属工業株式会社製）に圧着することにより、リチウム極集電体上にリチウムイオン供給源が圧着されてなるリチウムイオン供給部材（以下、「リチウムイオン供給部材（４）」とする。）を作製した。そして、リチウムイオン供給部材（１）の代わりにリチウムイオン供給部材（４）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（以下、「セルＣ３」とする。）を作製した。得られたセルＣ３について、対向面積ａ、距離ｄ１、透気度の総和ｐ１、ａ／（ｄ１×ｐ１）の値、および正極活物質層の電極密度を表１に示す。
【００６６】
〔比較例４：Ｃ４〕
正極の作製において、スラリーの塗布膜に対するプレス条件について、得られる正極活物質層の電極密度が０．７２ｇ／ｃｍ3 となるようプレス圧力を変更したこと以外は、実施例１と同様にしてリチウムイオンキャパシタ（以下、「セルＣ４」とする。）を作製した。得られたセルＣ４について、対向面積ａ、距離ｄ１、透気度の総和ｐ１、ａ／（ｄ１×ｐ１）の値、および正極活物質層の電極密度を表１に示す。
【００６７】
〔比較例５：Ｃ５〕
正極の作製において、スラリーの塗布膜に対するプレス条件について、得られる正極活物質層の電極密度が０．５２ｇ／ｃｍ3 となるようプレス圧力を変更したこと以外は、実施例１と同様にしてリチウムイオンキャパシタ（以下、「セルＣ５」とする。）を作製した。得られたセルＣ５について、対向面積ａ、距離ｄ１、透気度の総和ｐ１、ａ／（ｄ１×ｐ１）の値、および正極活物質層の電極密度を表１に示す。
【００６８】
〔比較例６：Ｃ６〕
正極の作製において、スラリーの塗工条件について両面合わせた塗布厚みの目標値を１１０μｍから２６０μｍに変更したこと以外は、実施例１と同様にしてリチウムイオンキャパシタ（以下、「セルＣ６」とする。）を作製した。得られたセルＣ６について、対向面積ａ、距離ｄ１、透気度の総和ｐ１、ａ／（ｄ１×ｐ１）の値、および正極活物質層の電極密度を表１に示す。
【００６９】
〔比較例７：Ｃ７〕
正極の作製において、スラリーの塗工条件について両面合わせた塗布厚みの目標値を１１０μｍから９０μｍに変更したこと以外は、実施例１と同様にしてリチウムイオンキャパシタ（以下、「セルＣ７」とする。）を作製した。得られたセルＣ７について、対向面積ａ、距離ｄ１、透気度の総和ｐ１、ａ／（ｄ１×ｐ１）の値、および正極活物質層の電極密度を表１に示す。
【００７０】
〈リチウムイオンキャパシタの評価〉
上記のセルＳ１〜セルＳ９およびセルＣ１〜セルＣ７について、以下のようにしてエネルギー密度および容量維持率を測定し、下記の基準により評価を行った。結果を表１に示す。
【００７１】
［エネルギー密度］
作製した各セル（セルＳ１〜Ｓ９およびセルＣ１〜Ｃ７）を１０Ａの電流値で電圧が３．８Ｖとなるまで定電流充電し、その後、３．８Ｖの電圧で３０分定電圧充電した。そして、充電された各セルについて、１０Ａの電流値で電圧が２．２Ｖとなるまで定電流放電した際の容量を測定した。この容量を各セルの有するエネルギーとし、当該容量を各セルの体積で除することにより、エネルギー密度（Ｗｈ／Ｌ）を求めた。
［容量維持率］
作製した各セル（セルＳ１〜Ｓ９およびセルＣ１〜Ｃ７）について、２５℃において１００Ｃの電流密度で１０万回の充放電サイクル試験を行った。そして、１サイクル目の容量に対する１０万回目の容量の比率を容量維持率（％）として求めた。
［評価基準］
下記の（ａ）および（ｂ）の要件の両方が満たされている場合を○、（ａ）および（ｂ）の要件の一方または両方が満たされていない場合を×とした。
（ａ）エネルギー密度の値が、１７Ｗｈ／Ｌ以上の範囲にあること。
（ｂ）容量維持率が、９５％〜１００％の範囲にあること。
【００７２】
【表１】
2014203909.tif 000003
【００７３】
表１の結果から明らかなように、セルＳ１〜Ｓ９によれば、ａ／（ｄ１×ｐ１）の値が０．４０〜０．３５０の範囲にあるため、高いエネルギー密度が得られると共に、高い容量維持率が得られることが確認された。
これに対して、セルＣ１においては、正極および負極の積層数が多く、距離ｄ１が対向面積ａとの関係で相対的に大きいため、全ての負極活物質層に対してリチウムイオンのプレドープが均一に行われず、その結果、高い容量維持率が得られなかった。
また、セルＣ２においては、正極および負極の積層数が少ないため、高いエネルギー密度が得られなかった。
また、セルＣ３においては、対向面積ａが距離ｄ１との関係で相対的に小さいため、全ての負極活物質層に対してリチウムイオンのプレドープが均一に行われず、その結果、高い容量維持率が得られなかった。
また、セルＣ４においては、正極活物質層の電極密度が大きく、透気度の総和ｐ１が対向面積ａとの関係で相対的に大きいため、全ての負極活物質層に対してリチウムイオンのプレドープが均一に行われず、その結果、高い容量維持率が得られなかった。
また、セルＣ５においては、正極活物質層の電極密度が小さいため、高いエネルギー密度が得られなかった。
また、セルＣ６においては、正極活物質層の厚みが大きく、透気度の総和ｐ１が対向面積ａとの関係で相対的に大きいため、全ての負極活物質層に対してリチウムイオンのプレドープが均一に行われず、その結果、高い容量維持率が得られなかった。
また、セルＣ７においては、正極活物質層の厚みが小さいため、高いエネルギー密度が得られなかった。
【００７４】
１０  蓄電デバイス
１１  電極ユニット
１２  正極
１３  正極集電体
１４  正極活物質層
１５  負極
１６  負極集電体
１７  負極活物質層
１８  リチウムイオン供給源
１９  リチウム極集電体
２０  外装体
Ｓ    セパレータ
Ｓ１  第１のセパレータ
Ｓ２  第２のセパレータ
【図１】
2014203909.tif 000004
【図２】
2014203909.tif 000005