(57)【要約】【課題】内部抵抗が低減され、且つエネルギー密度に優れるリチウムイオンキャパシタを提供する。【解決手段】リチウムイオンキャパシタは、正極と、負極と、前記正極及び前記負極の間に介在するセパレータと、電解液と、を含み、前記正極は、正極集電体と、正極活物質を含む正極合材層と、を有し、前記正極活物質は、水蒸気賦活法により処理された活性炭を含み、前記正極活物質の目付量が３．０ｍｇ／ｃｍ２〜５．０ｍｇ／ｃｍ２である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極と、負極と、前記正極及び前記負極の間に介在するセパレータと、電解液と、を含み、
前記正極は、正極集電体と、正極活物質を含む正極合材層と、を有し、
前記正極活物質は、水蒸気賦活法により処理された活性炭を含み、
前記正極活物質の目付量が３．０ｍｇ／ｃｍ２〜５．０ｍｇ／ｃｍ２であるリチウムイオンキャパシタ。
【請求項２】
前記水蒸気賦活法により処理された活性炭のＢＥＴ比表面積が、１５００ｍ２／ｇ以上２４００ｍ２／ｇ未満である請求項１に記載のリチウムイオンキャパシタ。
【請求項３】
前記負極は、負極集電体と、負極活物質を含む負極合材層と、を有し、
前記負極活物質は、非晶質炭素を含む請求項１又は請求項２に記載のリチウムイオンキャパシタ。
【請求項４】
前記負極は、リチウムイオンが吸蔵されている請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のリチウムイオンキャパシタ。
【請求項５】
前記正極集電体及び前記負極集電体の少なくとも一方は、複数の貫通孔が形成された穴あき箔である請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のリチウムイオンキャパシタ。
【請求項６】
前記電解液は、環状カーボネート及び鎖状カーボネートの両方を含み、
前記環状カーボネート及び前記鎖状カーボネートの合計量に対する、前記環状カーボネートの含有率は１０体積％〜４０体積％である、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の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】
本発明はリチウムイオンキャパシタに関する。
【背景技術】
【０００２】
大容量キャパシタ（例えば、５００Ｆ以上）として、リチウムイオン二次電池の利点と電気二重層キャパシタの利点とを組み合わせたリチウムイオンキャパシタの開発が近年進められている。リチウムイオンキャパシタは、一般に、正極活物質として活性炭が用いられ、負極活物質としてリチウムイオンを吸蔵及び放出可能な炭素材が用いられる。
【０００３】
リチウムイオンキャパシタは、予め負極板にリチウムイオンが吸蔵されていることにより、負極電位が通常の電気二重層キャパシタ（およそ−１Ｖ〜−１．３５Ｖ）よりも低く保たれる(およそ−３Ｖ)。そのため、セルの使用電圧範囲を高くすることができる（およそ２．２Ｖ〜３．８Ｖ）。また、正極充放電機構として、通常の電気二重層キャパシタで利用される陰イオンの吸着に加えて陽イオンの吸着にも利用できるため、２倍の静電容量を原理的には取り出すことができる。
さらにリチウムイオンキャパシタは、リチウムイオン二次電池に比べて静電容量は小さいものの、内部抵抗が小さく出力特性の点で優れるという利点がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
高いエネルギー密度及び高い出力密度を有し、且つ高負荷での充電放電における容量保持率が高く、耐久性に優れるキャパシタとして、リチウム塩を溶解した非プロトン性有機溶媒電解質溶液を電解液として備え、正極活物質がリチウムイオン及び／又はアニオンをドープ及び脱ドープ可能な物質であり、負極活物質がリチウムイオンをドープ及び脱ドープ可能な物質であり、正極と負極を短絡させた後の正極の電位が２Ｖ（対Ｌｉ／Ｌｉ＋）以下になるように負極及び／又は正極に対してリチウムイオンがドープされ、上記正極における正極層が集電体の両面に同じ厚みにて形成され、かつ正極層の全厚みが１８μｍ〜１０８μｍであり、前記正極活物質の全目付量が１．５ｍｇ／ｃｍ２〜４．０ｍｇ／ｃｍ２であるリチウムイオンキャパシタが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２９４５３９号公報
【特許文献２】特許第４９７１７２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２では、正極活物質としてアルカリ賦活された活性炭が用いられている。この場合、質量当たりの静電容量は大きくなるが、リチウムイオンキャパシタの内部抵抗が増加する傾向にある。また、アルカリ賦活法等の薬品賦活法は、薬品の加熱を伴う賦活設備、及び賦活後の不純物等の洗浄工程が必要となり、生産コストが高くなりやすい。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、内部抵抗が低減され、且つエネルギー密度に優れたリチウムイオンキャパシタを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための手段には、以下の実施態様が含まれる。
【０００８】
＜１＞  正極と、負極と、前記正極及び前記負極の間に介在するセパレータと、電解液と、を含み、
前記正極は、正極集電体と、正極活物質を含む正極合材層と、を有し、
前記正極活物質は、水蒸気賦活法により処理された活性炭を含み、
前記正極活物質の目付量が３．０ｍｇ／ｃｍ２〜５．０ｍｇ／ｃｍ２であるリチウムイオンキャパシタ。
【０００９】
＜２＞  前記水蒸気賦活法により処理された活性炭のＢＥＴ比表面積が、１５００ｍ２／ｇ以上２４００ｍ２／ｇ未満である前記＜１＞に記載のリチウムイオンキャパシタ。
【００１０】
＜３＞  前記負極は、負極集電体と、負極活物質を含む負極合材層と、を有し、
前記負極活物質は、非晶質炭素を含む前記＜１＞又は＜２＞に記載のリチウムイオンキャパシタ。
【００１１】
＜４＞  前記負極は、リチウムイオンが吸蔵されている前記＜１＞〜＜３＞のいずれか１項に記載のリチウムイオンキャパシタ。
【００１２】
＜５＞  前記正極集電体及び前記負極集電体の少なくとも一方は、複数の貫通孔が形成された穴あき箔である前記＜１＞〜＜４＞のいずれか１項に記載のリチウムイオンキャパシタ。
【００１３】
＜６＞  前記電解液は、環状カーボネート及び鎖状カーボネートの両方を含み、
前記環状カーボネート及び前記鎖状カーボネートの合計量に対する、前記環状カーボネートの含有率は１０体積％〜４０体積％である、前記＜１＞〜＜５＞のいずれか１項に記載のリチウムイオンキャパシタ。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、内部抵抗が低減され、且つエネルギー密度に優れたリチウムイオンキャパシタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】（ａ）は、リチウムイオンキャパシタの内部構造を示す概略断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＩＢ−ＩＢ線概略断面図である。
【図２】極板群の展開した状態を示す概略図である。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は、正極板及び負極板の一例を概念的に示す断面図である。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は、金属リチウム支持部材の一例を概念的に示す概略図である。
【図５】極板群、正極集電部材及び負極集電部材の組み合わせを示す概略図である。
【図６】リチウムイオンキャパシタの容器を容器蓋で密封する状態を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。但し、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。以下の実施形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合を除き、必須ではない。数値及びその範囲についても同様であり、本発明を制限するものではない。
本明細書において「工程」との語には、他の工程から独立した工程に加え、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の目的が達成されれば、当該工程も含まれる。
本明細書において「〜」を用いて示された数値範囲には、「〜」の前後に記載される数値がそれぞれ最小値及び最大値として含まれる。
本明細書中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本明細書中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本明細書において組成物中の各成分の含有率は、組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計の含有率を意味する。
本明細書において組成物中の各成分の粒子径は、組成物中に各成分に該当する粒子が複数種存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の粒子の混合物についての値を意味する。
本明細書において「層」との語には、当該層が存在する領域を観察したときに、当該領域の全体に形成されている場合に加え、当該領域の一部にのみ形成されている場合も含まれる。
本明細書において「積層」との語は、層を積み重ねることを示し、二以上の層が結合されていてもよく、二以上の層が着脱可能であってもよい。
【００１７】
＜リチウムイオンキャパシタ＞
本実施形態のリチウムイオンキャパシタは、正極と、負極と、前記正極及び前記負極の間に介在するセパレータと、電解液と、を含み、前記正極は、正極集電体と、正極活物質を含む正極合材層と、を有し、前記正極活物質は、水蒸気賦活法により処理された活性炭を含み、前記正極活物質の目付量が３．０ｍｇ／ｃｍ２〜５．０ｍｇ／ｃｍ２である。
正極活物質として、水蒸気賦活法により処理された活性炭（以下、「水蒸気賦活活性炭」ともいう。）を用いると、後述する薬品賦活法により処理された活性炭（以下、「薬品賦活活性炭」ともいう。）を含む場合と比べて、出力特性、信頼性及び低温特性に優れる傾向にある。
【００１８】
水蒸気賦活法は、ガス賦活法の一種であり、ヤシ穀炭、石炭等の炭化された原料を水蒸気と高温で接触反応させて、活性炭を得る方法である。水蒸気賦活法により処理された活性炭は、薬品賦活活性炭に比べ、直径１０Å〜２０Å付近の細孔が形成される割合が少ない傾向にある。なお、直径１０Å〜２０Å付近の細孔の占める割合が、全細孔に対して４０体積％以下の場合には、水蒸気賦活法により処理された活性炭といえる。
活性炭は、細孔の直径が１０Å〜２０Å付近であると、質量当たりの静電容量が大きくなりやすい傾向にある。このメカニズムは明らかではないが、放充電を行った場合、直径５Å〜９Åに溶媒和したアニオン及びカチオンは、直径１０Å〜２０Å付近の細孔に吸着されやすいと推察される。
直径１０Å〜２０Å付近の細孔が形成される割合が少ない水蒸気賦活法により処理された活性炭では、直径５Å〜９Åに溶媒和したアニオン及びカチオンの捕捉力が小さくなりやすく、リチウムイオンキャパシタの内部抵抗が低くなる傾向にある。
さらに、水蒸気賦活法は、活性炭の製造時に洗浄工程を含まなくともよいため、活性炭を安価に製造することができるという利点がある。
【００１９】
なお、薬品賦活法は、塩化亜鉛、リン酸等の薬品に炭素原料を含浸させて、不活性ガス雰囲気中で熱処理し、ついで薬品の脱水、酸化等の反応によって活性炭を得る方法である。薬品賦活法は、アルカリ賦活法とも呼ばれている。
薬品賦活活性炭は、水蒸気賦活法によって処理された活性炭に比べて、直径１０Å〜２０Å付近の細孔が形成される割合が多い傾向にあり、リチウムイオンキャパシタの内部抵抗が高くなる傾向がある。
【００２０】
また、正極活物質の目付量が３．０ｍｇ／ｃｍ２〜５．０ｍｇ／ｃｍ２の範囲内であると、リチウムイオンキャパシタの内部抵抗が低く、エネルギー密度が大きくなる傾向にある。
以下、リチウムイオンキャパシタの正極、負極、電解液、セパレータ、及びその他の構成部材に関して説明する。
【００２１】
＜正極＞
正極（正極板）は、正極集電体と、正極活物質を含む正極合材層と、を有する。
【００２２】
（正極集電体）
正極集電体の材質は、リチウムイオンキャパシタにおいて使用可能なものであれば特に制限されない。具体的には、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼、ニッケルメッキ鋼等の金属材料が挙げられる。これらの中でも、正極集電体の材質としては、エネルギー密度の観点からは、アルミニウムが好ましい。
【００２３】
正極集電体の形状は、特に制限はなく、リチウムイオンキャパシタの形状、大きさ等に応じて選択することができる。金属材料を用いる場合の形状としては、金属箔、金属板等が挙げられる。これらの中でも、金属箔を用いることが好ましい。
金属箔としては、静電容量を大きくする観点から、金属箔をパンチ加工等により複数の貫通孔が形成された穴あき箔が好ましい。
【００２４】
正極集電体の厚さは、特に制限なく、例えば、１μｍ〜１ｍｍが好ましく、３μｍ〜１００μｍがより好ましく、５μｍ〜５０μｍが更に好ましい。正極集電体の厚さが１μｍ以上であると、十分な強度が得られる傾向にあり、１ｍｍ以下であると、可撓性及び加工性に優れる傾向にある。
【００２５】
（正極合材層）
正極合材層は、正極集電体上に設けられ、正極活物質を含む。正極合材層は、正極集電体の片面に形成されていても、両面に形成されていてもよい。正極合材層は、必要に応じて、導電材、結着材、増粘材等を含んでいてもよい。
【００２６】
［正極活物質］
正極活物質は、水蒸気賦活活性炭を含む。また、リチウムイオンキャパシタは、正極活物質の目付量が３．０ｍｇ／ｃｍ２〜５．０ｍｇ／ｃｍ２であり、静電容量及び低内部抵抗の観点から、３．５ｍｇ／ｃｍ２〜４．５ｍｇ／ｃｍ２であることが好ましく、３．８ｍｇ／ｃｍ２〜４．３ｍｇ／ｃｍ２であることがより好ましい。正極活物質の目付量が３．０ｍｇ／ｃｍ２以上であると、エネルギー密度の低下が抑えられる傾向にある。正極活物質の目付量が５．０ｍｇ／ｃｍ２以下であると、出力密度が高くなる傾向にある。
【００２７】
本明細書において、正極活物質の目付量は、以下の式により算定されるものである。なお、正極集電体の両面に正極合材層を形成している場合には、両面の正極合材層に含まれる正極活物質を合計した量を全目付量として表す。
【００２８】
目付量（ｍｇ／ｃｍ２）＝（正極合材量−正極集電体質量）×正極活物質比率／正極合材層の面積（両面）
【００２９】
ここで、正極活物質比率とは、正極活物質、結着材、導電材、分散媒等の正極合材層を構成する各材料の総質量に対する正極活物質の質量比率を表す。
【００３０】
本明細書において活性炭とは、導電性を有し、ミクロ孔（直径２ｎｍ未満）及びマクロ孔（直径５０ｎｍ以上）の両方が形成されている炭素を意味する。活性炭は、例えば、炭素原料を賦活することによってミクロ孔とマクロ孔とを形成して作製することができる。
【００３１】
活性炭の原料としては、ヤシ殻、石炭（無煙炭、瀝青炭等）、木粉、ピート炭、竹炭などが挙げられる。これらの中でも、平均細孔径が小さく、不純物の含有量が少ない観点から、ヤシ殻が好ましい。
【００３２】
水蒸気賦活活性炭は、具体的には、例えば、以下の方法により製造することができる。
例えば、炭素原料であるヤシ殻を粉砕及び調粒した後、不活性雰囲気下で炭化処理（乾留）して、ヤシ殻チャーを得る。得られたヤシ殻チャーを、８００℃〜１３００℃、好ましくは８５０℃〜１２００℃、より好ましくは９００℃〜１１００℃で、３０体積％〜１００体積％の水蒸気ガス雰囲気を含む窒素、アルゴン、燃焼排ガス等の不活性ガス中で処理することにより、水蒸気賦活活性炭を得ることができる。
【００３３】
水蒸気賦活活性炭は、賦活前のヤシ殻、ヤシ殻チャー、又は賦活後の活性炭を、塩酸、硝酸、硫酸等の酸水溶液中で洗浄して、炭素中に含まれる金属不純物、灰分等を除去して得てもよい。
【００３４】
水蒸気賦活活性炭は、窒素、アルゴン、ヘリウム、キセノン等の不活性雰囲気下で、５００℃〜２５００℃、好ましくは７００℃〜１５００℃で処理し、不要な表面官能基を除去したものであってもよい。また、炭素の結晶性を発達させて電子伝導性を増加させたものであってもよい。
【００３５】
水蒸気賦活活性炭が粒状である場合、電極の嵩密度の向上及び内部抵抗の低減の観点から、活性炭の平均一次粒子径は、３０μｍ以下であることが好ましく、２μｍ〜１０μｍであることがより好ましい。
【００３６】
水蒸気賦活活性炭のＢＥＴ比表面積は、容量確保の観点から、１５００ｍ２／ｇ以上２４００ｍ２／ｇ未満であることが好ましく、１６００ｍ２／ｇ〜２３００ｍ２／ｇであることがより好ましく、１７００ｍ２／ｇ〜２２００ｍ２／ｇであることが更に好ましい。
水蒸気賦活活性炭の比表面積は、ＢＥＴ法により求められた比表面積（単位ｇあたりの面積）である。
【００３７】
水蒸気賦活活性炭のＢＥＴ比表面積は、ＪＩＳ  Ｚ  ８８３０：２００１に準じて、７７Ｋでの窒素吸着能から測定する。評価装置としては、窒素吸着測定装置（例えば、ＱＵＡＮＴＡＣＨＲＯＭＥ社、ＡＵＴＯＳＯＲＢ−１）等を用いることができる。
ＢＥＴ比表面積の測定を行う際には、試料表面及び構造中に吸着している水分がガス吸着能に影響を及ぼすと考えられることから、まず、加熱による水分除去の前処理を行う。
前処理では、０．０５ｇの測定試料を投入した測定用セルを、真空ポンプで１０Ｐａ以下に減圧した後、１５０℃で加熱し、３時間以上保持した後、減圧した状態を保ったまま常温（２５℃）まで自然冷却する。この前処理を行った後、評価温度を７７Ｋとし、評価圧力範囲を相対圧（飽和蒸気圧に対する平衡圧力）にて１未満として測定する。
【００３８】
静電容量の観点から、正極合材層に含まれる水蒸気賦活活性炭の割合としては、正極合材層の全量に対して７５質量％以上であることが好ましく、７８質量％以上であることがより好ましく、８０質量％以上であることが更に好ましい。
正極合材層の導電性と結着性との観点から、正極合材層に含まれる水蒸気賦活活性炭の割合は、正極合材層の全量に対して９５質量％以下であることが好ましく、９３質量％以下であることがより好ましく、９２質量％以下であることが更に好ましい。
【００３９】
（導電材）
正極合材層は、導電材を含んでいてもよい。導電材としては、リチウムイオンキャパシタにおいて正極活物質として機能するものであれば特に制限はされない。
導電材としては、黒鉛、非晶質炭素、活性炭等の導電性の高い炭素質材料を用いることができる。具体的には、天然黒鉛、人造黒鉛等の黒鉛（グラファイト）、アセチレンブラック等のカーボンブラック、ニードルコークス等の無定形炭素などを用いることができる。中でも、導電材としては、カーボンブラックが好ましく、正極合材組成部の安定性の観点からアセチレンブラック、又は、出力特性の観点からケッチェンブラックがより好ましい。導電材は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００４０】
正極合材層が導電材を含む場合、出力特性の観点から、導電材の含有率は、正極合材層の全量に対して０．５質量％以上であることが好ましく、１質量％以上であることがより好ましく、２質量％以上であることが更に好ましい。
出力特性及び寿命特性の観点から、導電材の含有率は、負極合材層の全量に対しての１０質量％以下であることが好ましく、８質量％以下であることがより好ましく、６質量％以下であることが更に好ましい。
【００４１】
（結着材）
結着材は、リチウムイオンキャパシタにおいて使用可能なものであれば、特に制限はない。例えば、有機高分子の分散物又は溶解物が挙げられる。
【００４２】
有機高分子としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート、ポリイミド、芳香族ポリアミド、セルロース、ニトロセルロース等の樹脂系高分子；ＳＢＲ（スチレン−ブタジエンゴム）、ＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエンゴム）、フッ素ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム等のゴム状高分子；スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体又はその水素添加物、ＥＰＤＭ（エチレン・プロピレン・ジエン三元共重合体）、スチレン・エチレン・ブタジエン・エチレン共重合体、スチレン・イソプレン・スチレンブロック共重合体又はその水素添加物等の熱可塑性エラストマー状高分子；シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエン、ポリ酢酸ビニル、エチレン・酢酸ビニル共重合体、プロピレン・α−オレフィン共重合体等の軟質樹脂状高分子；ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリテトラフルオロエチレン、フッ素化ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン・エチレン共重合体、ポリテトラフルオロエチレン・フッ化ビニリデン共重合体等のフッ素系高分子；アルカリ金属イオン（特にリチウムイオン）のイオン伝導性を有する高分子組成物などが挙げられる。結着材は１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００４３】
［正極合材層の形成方法］
正極集電体上に正極合材を塗工して正極合材層を形成してもよい。正極合材層は、正極活物質を少なくとも含み、必要に応じて結着材、導電材（導電助剤）等を含んでいてもよい。さらに、塗工等の観点から、分散媒、増粘材等を含んでいてもよい。
【００４４】
（分散媒）
分散媒は、リチウムイオンキャパシタにおいて使用可能なものであれば特に制限されず、水系溶媒又は有機系溶媒のいずれであってもよい。
水系溶媒としては、水、アルコールと水との混合溶媒等が挙げられる。
有機系溶媒としては、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、アクリル酸メチル、ジエチルトリアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアミン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、トルエン、アセトン、ジエチルエーテル、ジメチルアセトアミド、ヘキサメチルホスファルアミド、ジメチルスルフォキシド、ベンゼン、キシレン、キノリン、ピリジン、メチルナフタレン、ヘキサン等が挙げられる。特に水系溶媒を用いる場合、増粘材を用いることが好ましい。分散媒は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００４５】
（増粘材）
増粘材は、リチウムイオンキャパシタにおいて使用可能なものであれば特に制限はない。増粘材としては、例えば、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、エチルセルロース、ポリビニルアルコール、酸化スターチ、リン酸化スターチ、カゼイン及びこれらの塩が挙げられる。増粘材は、１種を単独で用いても、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００４６】
［正極合材の調整方法］
正極合材層は、少なくとも正極活物質を含む正極合材の材料を分散媒に溶解又は分散させてスラリーを調製し、このスラリーを正極集電体の片面又は両面に付与し、必要に応じて乾燥、加圧等の工程を経て形成することができる。
【００４７】
＜負極＞
負極（負極板）は、負極集電体と、負極活物質を含む負極合材層と、を有する。
【００４８】
（負極集電体）
負極集電体の材質は、リチウムイオンキャパシタにおいて使用可能なものであれば特に制限されない。具体的には、銅、銅合金、ニッケル、ニッケル合金、ステンレス鋼、ニッケルメッキ鋼等の金属材料が挙げられる。中でも、加工のし易さ及びコストの観点からは、銅が好ましい。
負極集電体の形状は特に制限されず、リチウムイオンキャパシタの形状、大きさ等に応じて選択できる。具体的には、金属箔、金属円柱、金属コイル、金属板等が挙げられる。金属箔としては、静電容量を大きくする観点から、金属箔をパンチ加工等により複数の貫通孔が形成された穴あき箔が好ましい。
【００４９】
負極集電体の厚さは、特に制限なく、例えば、１μｍ〜１ｍｍが好ましく、３μｍ〜１００μｍがより好ましく、５μｍ〜５０μｍが更に好ましい。負極集電体の厚さが１μｍ以上であると、十分な強度が得られる傾向にあり、１ｍｍ以下であると、可撓性及び加工性に優れる傾向にある。
【００５０】
（負極合材層）
負極合材層は、負極集電体上に設けられ、負極活物質を含む。負極合材層は、負極集電体の片面に形成されていても、両面に形成されていてもよい。負極合材層は、必要に応じて、導電材、結着材、増粘材等を含んでいてもよい。
【００５１】
（負極活物質）
負極活物質は、リチウムイオンキャパシタにおいて、負極活物質として機能するものであれば特に制限はない。負極活物質としては、非晶質炭素等が挙げられる。本明細書において非晶質炭素は、結晶構造が乱れた非黒鉛系の炭素を意味する。
【００５２】
非晶質炭素としては、易黒鉛化炭素、難黒鉛化炭素等が挙げられ、いずれを使用してもよい。エネルギー密度の観点から、難黒鉛化炭素が好ましい。
【００５３】
本明細書において易黒鉛化炭素は、Ｘ線広角回折法により得られるＣ軸方向の面間隔（ｄ００２）の値が０．３６ｎｍ未満である非晶質炭素と定義する。
本明細書において難黒鉛化炭素は、Ｘ線広角回折法により得られるＣ軸方向の面間隔（ｄ００２）の値が０．３６ｎｍ以上である非晶質炭素と定義する。
【００５４】
エネルギー密度の観点から、負極合材層に含まれる負極活物質の割合は、負極合材層の全量に対して８０質量％以上であることが好ましく、８２質量％以上であることがより好ましく、８５質量％以上であることが更に好ましい。
出力特性及び寿命特性の観点から、負極合材層に含まれる負極活物質の割合は、負極合材層の全量に対して９８質量％以下であることが好ましく、９７質量％以下であることがより好ましく、９５質量％以下であることが更に好ましい。
【００５５】
（導電材）
負極合材層は、導電材を含んでいてもよい。導電材としては、リチウムイオンキャパシタにおいて負極活物質として機能するものであれば特に制限はされない。導電材としては、例えば、正極合材層で用いられるものとして例示したものが挙げられる。
【００５６】
負極合材層が導電材を含む場合、出力特性の観点から、導電材の含有率は、負極合材層の全量に対して０．５質量％以上であることが好ましく、１質量％以上であることがより好ましく、２質量％以上であることが更に好ましい。
出力特性及び寿命特性の観点から、導電材の含有率は、負極合材層の全量に対しての１０質量％以下であることが好ましく、８質量％以下であることがより好ましく、６質量％以下であることが更に好ましい。
【００５７】
（結着材）
結着材は、リチウムイオンキャパシタにおいて使用可能なものであれば、特に制限はない。例えば、結着材としては、正極合材層で用いられるものとして例示したものが挙げられる。
【００５８】
［負極合材層の形成方法］
負極集電体上に負極合材を塗工して負極合材層を形成してもよい。負極合材層は、負極活物質を少なくとも含み、必要に応じて結着材、導電材（導電助剤）等を含んでいてもよい。さらに、塗工等の観点から、分散媒、増粘材等を含んでいてもよい。分散媒、増粘材等としては、例えば、正極合材層の形成に用いられるものとして例示したものが挙げられる。
【００５９】
［負極合材の調整方法］
負極合材層は、少なくとも負極活物質を含む負極合材の材料を分散媒に溶解又は分散させてスラリーを調製し、このスラリーを負極集電体の片面又は両面に付与し、必要に応じて乾燥、加圧等の工程を経て形成することができる。
【００６０】
＜電解液＞
電解液としては、例えば、電解質と、電解質を溶解する非水系溶媒とを含むものが挙げられる。電解液は、必要に応じて添加材等を含んでもよい。
【００６１】
電解質は、リチウムイオンキャパシタにおいて使用可能なものであれば特に制限されない。電解質としては、例えば、以下に示す無機リチウム塩、含フッ素有機リチウム塩、及びオキサラトボレート塩が挙げられる。
【００６２】
無機リチウム塩としては、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＳｂＦ６等の無機フッ化物塩、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＢｒＯ４、ＬｉＩＯ４等の過ハロゲン酸塩、ＬｉＡｌＣｌ４等の無機塩化物塩などが挙げられる。
【００６３】
含フッ素有機リチウム塩としては、ＬｉＣＦ３ＳＯ３等のパーフルオロアルカンスルホン酸塩；ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２、ＬｉＮ（ＣＦ３ＣＦ２ＳＯ２）２、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）（Ｃ４Ｆ９ＳＯ２）等のパーフルオロアルカンスルホニルイミド塩；ＬｉＣ（ＣＦ３ＳＯ２）３等のパーフルオロアルカンスルホニルメチド塩；Ｌｉ［ＰＦ５（ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ３）］、Ｌｉ［ＰＦ４（ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ３）２］、Ｌｉ［ＰＦ３（ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ３）３］、Ｌｉ［ＰＦ５（ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ３）］、Ｌｉ［ＰＦ４（ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ３）２］、Ｌｉ［ＰＦ３（ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ３）３］等のフルオロアルキルフッ化リン酸塩などが挙げられる。
【００６４】
オキサラトボレート塩としては、リチウムビス（オキサラト）ボレート、リチウムジフルオロオキサラトボレート等が挙げられる。
【００６５】
電池特性の観点から、電解液としては、無機リチウム塩を含むことが好ましく、無機フッ化物塩を含むことがより好ましく、ＬｉＰＦ６を含むことが更に好ましい。電解質は、１種を単独で用いても、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００６６】
電解液中の電解質の濃度は、特に制限はない。例えば、電解液の電気伝導率を確保する観点から、電解液中の電解質（複数種の電解質の合計）の濃度は、０．５ｍｏｌ／Ｌ以上が好ましく、０．６ｍｏｌ／Ｌ以上がより好ましく、０．７ｍｏｌ／Ｌ以上が更に好ましい。
また、電解液の粘度の上昇を抑制して、電気伝導度の低下を抑制する観点から、電解液中の電解質の濃度は、２ｍｏｌ／Ｌ以下が好ましく、１．８ｍｏｌ／Ｌ以下がより好ましく、１．７ｍｏｌ／Ｌ以下が更に好ましい。
【００６７】
非水溶媒は特に制限されない。非水溶媒としては、例えば、環状カーボネート及び鎖状カーボネートが挙げられる。非水溶媒は、必要に応じて、ビニレンカーボネート（ＶＣ）等の添加材を含んでもよい。電解液が、電解質としてＬｉＰＦ６と、添加材としてＶＣとを含有すると、出力特性及び寿命特性が優れる傾向にある。
【００６８】
環状カーボネートは、下記式（１）で表される環状カーボネートが好ましい。
【００６９】
【化１】
2018056180.tif 000002
式中、Ｒ１は、水素原子、フッ素原子、塩素原子、炭素数１〜３のアルキル基、又はフッ素化された炭素数１〜３のアルキル基を表す。式（１）で表される環状カーボネートとしては、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）等が挙げられる。
【００７０】
鎖状カーボネートは、下記式（２）で表される鎖状カーボネートであることが好ましい。
【００７１】
【化２】
2018056180.tif 000003
【００７２】
式中、Ｒ２及びＲ３は、それぞれ独立に、炭素数１〜３のアルキル基、又はフッ素化されたアルキル基のを表す。中でも、Ｒ２及びＲ３の少なくとも一方が、炭素数１〜３のアルキル基であることが好ましく、メチル基であることがより好ましい。式（２）で表される鎖状カーボネートとしては、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）等が挙げられる。
【００７３】
非水溶媒は、環状カーボネート及び鎖状カーボネートの両方を含むことが好ましい。環状カーボネート及び鎖状カーボネートの両方を含む場合、環状カーボネートと鎖状カーボネートとの体積比（環状カーボネート：鎖状カーボネート）が１０：９０〜７５：２５が好ましく、１５：８５〜５０：５０がより好ましく、２０：８０〜４０：６０が更に好ましい。
環状カーボネートと鎖状カーボネートとの合計量に対する環状カーボネートの含有率が１０体積％以上であると、十分な伝導度が得られるため、出力特性の観点から好ましい。環状カーボネートと鎖状カーボネートとの合計量に対する環状カーボネートの含有率が４０体積％以下であると、電解液の粘度上昇が抑制されるため、出力特性の観点から好ましい。
【００７４】
環状カーボネートと鎖状カーボネートとの好ましい組み合わせの具体例としては、エチレンカーボネート（ＥＣ）とジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）とジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）とメチルエチルカーボネート（ＥＭＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）とジメチルカーボネート（ＤＭＣ）とジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）とジメチルカーボネート（ＤＭＣ）とメチルエチルカーボネート（ＥＭＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）とジエチルカーボネート（ＤＥＣ）とメチルエチルカーボネート（ＥＭＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）とジメチルカーボネート（ＤＭＣ）とジエチルカーボネート（ＤＥＣ）とメチルエチルカーボネート（ＥＭＣ）等が挙げられる。
【００７５】
鎖状カーボネートとしては、対称鎖状カーボネートと非対称鎖状カーボネートとの両方を含むものが好ましい。具体例としては、エチレンカーボネート（ＥＣ）とジメチルカーボネート（ＤＭＣ）とメチルエチルカーボネート（ＥＭＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）とジエチルカーボネート（ＤＥＣ）とメチルエチルカーボネート（ＥＭＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）とジメチルカーボネート（ＤＭＣ）とジエチルカーボネート（ＤＥＣ）とメチルエチルカーボネート（ＥＭＣ）の組み合わせが挙げられる。中でも、非対称鎖状カーボネートがメチルエチルカーボネート（ＥＭＣ）である組み合わせが好ましい。また、対称鎖状カーボネートが、アルキル基の炭素数が１〜２であるジアルキルカーボネートである組み合わせが好ましい。
環状カーボネートと対称鎖状カーボネートと非対称鎖状カーボネートとを組み合わせることにより、出力特性をより向上させることができる。
【００７６】
＜金属リチウム支持部材＞
金属リチウム支持部材の構造は、負極の負極活物質（本実施形態では、非晶質炭素）にリチウムイオンを吸蔵させる機能を果たしうるものであれば特に制限されない。金属リチウム支持部材としては、例えば、金属リチウム箔が２枚の支持体とで挟まれた構造を有していてもよい。支持体の種類としては、特に制限されず、例えば、銅箔と、銅箔、ニッケル箔又はニッケルメッキした銅箔と、の組み合わせが挙げられる。金属リチウム箔を挟んでいる２枚の支持体は、金属リチウム箔と接する部分に複数の貫通孔を有しており、貫通孔によりリチウムイオンの吸蔵が可能となる。
【００７７】
＜リチウムイオンキャパシタの全体構成＞
以下、図面を参照してリチウムイオンキャパシタの全体構成について説明する。なお、ここで説明する構成は一例にすぎず、本実施形態のリチウムイオンキャパシタを何ら制限するものではない。また、各図における部材の大きさ、形状等は概念的なものであり、部材間の大きさの相対的な関係はこれに限定されない。
【００７８】
図１は本実施形態の一例である、円筒状のリチウムイオンキャパシタの内部構造を示す概略断面図である。リチウムイオンキャパシタ１は、正極板と負極板とがセパレータを介して捲回された極板群４と、極板群４の外周に配置された金属リチウム支持部材４１と、軸芯５と、正極集電部材２６と、負極集電部材３６と、が容器３に収容され、容器蓋５１で密閉された構造を有する。容器３の内部は図示しない電解液で満たされている。
【００７９】
図２は極板群を展開した状態を示す概略図である。極板群は、正極板２１と負極板３１とが直接接触しないように、第１のセパレータ６と第２のセパレータ７を介して、軸芯５を中心として渦巻き状に捲回された構造を有している。
【００８０】
図３（ａ）及び（ｂ）は、正極板及び負極板の一例を概念的に示す断面図である。正極板２１は、正極集電体の片面又は両面に正極合材層が形成される領域（塗工部２４）と、正極合材層が形成されない領域（未塗工部２５）とを有しており、塗工部２４には複数の貫通孔が形成されている。
同様に、負極板３１は、負極集電体の片面又は両面に負極合材層が形成される領域（塗工部３４）と、正極合材層が形成されない領域（未塗工部３５）とを有しており、塗工部３４には複数の貫通孔が形成されている。
【００８１】
図２に示すように、正極板２１の未塗工部２５及び負極板３１の未塗工部３５は、軸芯の方向において異なる向きに、それぞれの未塗工部２５及び３５が、第１のセパレータ６及び第２のセパレータ７よりも外側に突出するように配置されている。このように配置することで、正極板２１のみが正極集電部材２６に、負極板３６のみが負極集電部材３６に接触する。極板群４の捲回終端部は、捲き解けを防止するために、粘着テープ等で固定されている。
【００８２】
正極集電部材２６は、アルミニウム（又はアルミニウム合金）からなり、中心部分に円形の孔が形成されたリング形状を有している。この孔は、正極集電部材２６が極板群４の中心からずれないように、軸芯５の上端に嵌る大きさを有している。正極集電部材２６は、極板群４に含まれる正極板２１の未塗工部２５に溶接される。具体的には、極板群４における正極板２１の未塗工部２５が突出している部分に正極集電部材２６を接触させ、レーザ溶接により、未塗工部２５と正極集電部材２６とを溶接する。レーザ溶接のために、正極集電部材２６には、極板群４と接する方向に向かって凸となり、極板群４から離れる方向に向かって開くような形状の溶接用凹部を構成する溝が４本設けられている。これらの溝は、プレス加工によって形成されており、正極集電部材２６の仮想中心点を中心として、放射状に直線的に延びている。正極集電部材２６に溶接された正極端子部２７ｂは、図６に示す容器蓋５１の正極端子部２７ａに溶接されるものである。
【００８３】
図５は極板群と、正極集電部材及び負極集電部材の組み合わせを示す概略図である。極板群４における負極板３１の未塗工部３５が突出している部分には、負極集電部材３６が溶接される。負極集電部材３６は、ニッケル又は銅にニッケルメッキを施した金属材料のいずれかで形成され、中心部分に円形の窪みが形成された円盤形状を有している。この窪みは、軸芯５の下端が嵌る大きさを有している。負極集電部材３６には、正極集電部材２６と同様に、極板群４に向かって凸となり極板群４から離れる方向に向かって開くように溶接用凹部を構成する溝が４本設けられている。これらの溝は、プレス加工によって形成されており、負極集電部材３６の仮想中心点を中心として放射状に直線的に延びている。
【００８４】
正極板２１の未塗工部２５及び負極板３１の未塗工部３５と、正極集電部材２６及び負極集電部材３６との溶接には、レーザ光を用いる。本実施形態では、レーザ光を連続的に発生する直接集光型半導体レーザ装置（ＤＬＬ・図示せず）を用いる。負極集電部材３６を溶接する場合を例にして説明すると、レーザ光を連続的に発生する直接集光型半導体レーザ装置を用いて、レーザ光を負極集電部材３６の溝部に沿って負極集電部材３６の外周側から中心部に向かって連続照射して負極集電部材３６を局部的に溶融し、溶融金属により負極板の銅箔の未塗工部３５と負極集電部材３６とを溶接する。なお、直接集光型半導体レーザ装置の代わりに、ファイバ導光型半導体レーザ装置を用いても同様に良好な溶接結果を得ることができる。
【００８５】
図４（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態の金属リチウム支持部材の一例を概念的に示す概略図である。金属リチウム支持部材４１は、金属リチウム箔４２が銅箔（支持体）４３とニッケルメッキした銅箔（支持体）４４とで挟まれた構造を有する。
【００８６】
図１に示すように、正極集電部材と負極集電部材とを溶接した極板群４は、その外周に配置される金属リチウム支持部材４１とともに、ニッケルメッキが施されたスチールからなる容器３に収納される。この状態で、負極集電部材３６の窪みと容器３の底部とは、接合溶接により接合され、電気的に接続する。
【００８７】
ついで、軸芯５の内側の中空部から所定量のエポキシ樹脂を注入する。所定時間経過すると、このエポキシ樹脂が固化して容器の内底部と負極集電部材３６とが固定される。
次に、金属リチウム支持部材４１と容器３の側面部とを抵抗溶接により接合することで、金属リチウム支持部材４１が容器３を介して負極集電部材３６（負極板３１）と電気的に接続する。これにより、負極板３１の負極活物質（非晶質炭素）にリチウムイオンを吸蔵させることができるようになる。
【００８８】
図６は、リチウムイオンキャパシタの容器を容器蓋で密封する状態を概略的に示す図である。正極集電部材２６の外周縁部には、正極集電部材２６と容器３とを電気的に絶縁するための絶縁リング部材６２が取り付けられている。容器３は、開口部近傍に絞り加工が施され、これによって極板群４が容器３内に固定される。
【００８９】
正極集電部材２６の上方には、正極端子を構成する容器蓋５１が配置される。容器蓋５１は、正極集電部材２６の上に配置された蓋本体５２と、この蓋本体５２と組み合わされる蓋キャップ５３とから構成されている。蓋本体５２は、アルミニウムにより形成されている。蓋キャップ５３は、容器３と同様にニッケルメッキが施されたスチールにより形成されている。蓋キャップ５３は、環状の平坦部と、この平坦部の中央部から突出する凸部とを有している。容器蓋５１は、蓋キャップ５３の平坦部の外周部が蓋本体５２の縁部にカーリング加工されて（かしめられて）構成されている。蓋キャップ５３の凸部と蓋本体５２との間には、空隙部が形成されている。
【００９０】
正極集電部材２６の上面には、リボン状のアルミニウム箔を積層して形成された２本の正極端子部２７のうち、１本の正極端子部２７ｂの一端が接合されている。もう１本の正極端子部２７ａは、容器蓋５１を構成する蓋本体５２の外底面に溶接されている。正極端子部２７ａの溶接されていない端部と、正極端子部２７ｂの溶接されていない端部とが接合されて、蓋本体５２と正極板２１とが電気的に接続する。
【００９１】
上記のように、開口部付近に絞り加工が施された容器３には、円環状の段部が形成されている。容器蓋５１は、円環状の段部の上に、容器蓋５１と容器３を電気的に絶縁するための絶縁部材を介して配置される。そして、開口端部は、容器蓋５１に近づくようにカーリング加工（かしめ加工）されている。その結果、カーリング加工された開口端部と段部との間に、容器蓋５１が絶縁部材を介して挟まれた状態で固定される。これにより、リチウムイオンキャパシタ１の内部は密封される。
【００９２】
実際の製造工程では、容器３内に極板群４の全体を浸潤可能な量の電解液（図示せず）を注入した後、開口部に容器蓋５１を配置し、カーリング加工して密封する。電解液としては、例えば、エチレンカーボネート（ＥＣ）とジメチルカーボネート（ＤＭＣ）との混合溶媒中に、電解質として６フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）を溶解した溶液を用いることができる。
【実施例】
【００９３】
以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００９４】
（実施例１）
＜正極板の作製＞
正極合材層を正極集電体の両面に形成して、正極板を作製した。正極集電体として、複数の貫通孔を有する厚さ２０μｍのアルミニウム箔を用いた。
正極活物質として水蒸気賦活活性炭８３質量部と、結着材としてアクリル系樹脂バインダー７質量部と、増粘材としてカルボキシメチルセルロースのナトリウム塩（ダイセルファインケム（株）製、商品名：ＣＭＣダイセル、品番：２２００）５質量部と、導電材としてアセチレンブラック（デンカ（株）製、商品名：デンカブラック（登録商標）ＨＳ−１００）５質量部とを混合し、ついで、分散媒として水系溶媒を添加し、混練して正極合材スラリーを得た。水蒸気賦活活性炭のＢＥＴ比表面積は、窒素吸着測定装置（ＱＵＡＮＴＡＣＨＲＯＭＥ社、ＡＵＴＯＳＯＲＢ−１）を用いて、−７７Ｋにおける窒素の吸着等温線から算出した。水蒸気賦活活性炭のＢＥＴ比表面積は２１００ｍ２／ｇであった。
【００９５】
図３（ａ）に示すように上記アルミニウム箔の両面に、得られた正極合材スラリーを、図２に示すように、アルミニウム箔の幅方向の一端側が未塗工となるようにして塗工し、乾燥後プレスして、アルミニウム箔の両面にそれぞれ厚さ１８μｍの正極合材層を形成して、正極板を得た。正極活物質の目付量は３．５ｍｇ／ｃｍ２であった。なお、アルミニウム箔の複数の貫通孔を有する部分の上に正極合材層が形成されている。
【００９６】
＜負極板の作製＞
負極合材層を負極集電体の両面に形成して、負極板を作製した。負極集電体として、複数の貫通孔を有する厚さ１５μｍの銅箔を用いた。
負極活物質として非晶質炭素（平均面間隔（ｄ００２）＝０．３８ｎｍ）８７質量部と、結着材としてスチレン−ブタジエン共重合体（ＳＢＲ）系エマルション（ＪＳＲ（株）製、商品名：ＴＲＤ２００１）３質量部と、増粘材としてカルボキシメチルセルロースのナトリウム塩（ダイセルファインケム（株）製、商品名：ＣＭＣダイセル、品番：２２００）３質量部と、導電材としてアセチレンブラック（デンカ（株）製、商品名：デンカブラック（登録商標）ＨＳ−１００）７質量部とを混合した。ついで、分散媒としてＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）を添加し、混練して負極合材スラリーを得た。図３（ｂ）に示すように、上記銅箔の両面に、得られた負極合材スラリーを、銅箔の幅方向の一端側が未塗工となるようにして塗工し、乾燥後プレスして、銅箔の両面にそれぞれ厚さ１２μｍの負極合材層を形成して、負極板を得た。なお、銅箔の複数の貫通孔を有する部分の上に負極合材層が形成されている。
【００９７】
＜金属リチウム支持部材の作製＞
負極板の作製に用いた銅箔と同じ複数の貫通孔を有する銅箔を２枚準備し、これら２枚を支持体とした。上記２枚の支持体と、金属リチウム箔と、を所定の寸法に切断した。２枚の支持体において貫通孔が形成された部分が、金属リチウム箔に接触するようにして、金属リチウム箔を２枚の支持体の間に挟み込むことで、金属リチウム支持部材を作製した。
【００９８】
＜極板群の作製＞
正極板と、１枚のセパレータと、負極板と、もう１枚のセパレータとをこの順に重ね、正極板と負極板とが接触しないようにしてポリフェニレンサルファイド製の軸芯を中心に捲回し、巻き解け防止のために外周に位置するセパレータの端部に粘着テープを貼り付けた。正極板、負極板及びセパレータは、極板群の直径が３８ｍｍになるような寸法にそれぞれ切断した。セパレータとしては、セルロース製のものを使用した。
【００９９】
＜リチウムイオンキャパシタの組立＞
極板群の軸芯の両端部に、正極集電部材と負極集電部材をそれぞれ嵌め合わせた。ついで、レーザ溶接により、極板群から突出している正極板の未塗工部と正極集電部材とを接合し、同様にして極板群から突出している負極板の未塗工部と負極集電部材とを接合した。ついで、極板群の外周に金属リチウム支持部材を巻きつけた状態で容器内に挿入し、容器の内底部と負極集電部材とを抵抗溶接により接合した。さらに、軸芯の内側の中空部から所定量のエポキシ樹脂を注入し、所定時間かけて固化させた後、金属リチウム支持部材と容器の側面部を抵抗溶接により接合した。その後、予め正極端子部を溶接した正極集電部材と、容器とを封口するための容器蓋とを接合した。
ついで、軸芯の内側の中空部から所定量の電解液を容器内に注入した。電解液としては、エチレンカーボネート（ＥＣ）１０体積％と、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）５０体積％と、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）４０体積％とを混合した溶媒に、電解質として６フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）を１．０ｍｏｌ／Ｌで溶解した溶液を用いた。
電解液の注入後、容器にガスケットをはめ、正極端子部を折りたたむようにして容器蓋で容器に蓋をし、密封することで、リチウムイオンキャパシタを作製した。
【０１００】
＜負極活物質へのリチウムイオンの吸蔵（リチウムイオンキャパシタの予備充電）＞
作製したリチウムイオンキャパシタの予備充電を行い、負極にリチウムイオンを予め吸蔵した。予備充電は、所定温度に管理された貯蔵室に所定の期間、リチウムイオンキャパシタを放置することで行った。
【０１０１】
［静電容量及び直流内部抵抗の評価］
予備充電後のリチウムイオンキャパシタについて、２５℃の恒温槽内で１０Ａの定電流でリチウムイオンキャパシタのセル電圧が３．８Ｖになるまで充電した後、３．８Ｖの定電圧を印加して、定電流−定電圧による充電を３０分間行った。ついで、１０Ａの定電流でセル電圧が２．２Ｖになるまで放電した。この放電におけるセルの静電容量（Ｆ）と、直流内部抵抗（ｍΩ）とをそれぞれ測定した。測定には、充放電装置（東洋システム(株)製、商品名：ＴＯＳＣＡＴ−３２００）を用いた。評価結果を表１に示す。
【０１０２】
静電容量は、算出開始及び終了時点の電圧と時間から求めた。具体的には、放電電流と放電時間との積算を、放電開始１０秒後の電圧と放電開始３１０秒後の電圧との差分で除することにより求めた。静電容量が大きいほど、リチウムイオンキャパシタはエネルギー密度に優れていることとなる。
【０１０３】
直流内部抵抗は、放電開始１秒後及び２秒後の電圧より近似直線を求め、この近似直線の外挿により放電開始時の電圧降下分を求め、この電圧降下分と放電電流との除算により求めた。直流内部抵抗が低いほど、リチウムイオンキャパシタは出力特性に優れていることとなる。
【０１０４】
[低温特性の評価]
低温特性は、予備充電後のリチウムイオンキャパシタについて、２５℃の恒温槽内で１０Ａの定電流でリチウムイオンキャパシタのセル電圧が３．８Ｖになるまで充電した後、３．８Ｖの定電圧を印加して、定電流−定電圧による充電を３０分間行った。ついで、セルを−２０℃の恒温槽内に１０時間静置した後、１０Ａの定電流でセル電圧が２．２Ｖになるまで放電した。これら放電におけるセルの静電容量を算出した。測定には充放電装置（東洋システム(株)製、商品名：ＴＯＳＣＡＴ−３２００）を用いた。評価結果を表１に示す。
【０１０５】
（実施例２〜４及び比較例１〜２）
正極活物質の目付量を表１に示す量に変更した以外は、実施例１と同様の方法でリチウムイオンキャパシタを作製し、予備充電を行った。このリチウムイオンキャパシタを用いて、実施例１と同様に評価を行った。評価結果を表１に示す。
【０１０６】
（比較例３）
正極活物質として、薬品賦活活性炭を用いた以外は、実施例１と同様の方法でリチウムイオンキャパシタを作製し、このリチウムイオンキャパシタを用いて、実施例１と同様に評価を行った。上記薬品賦活活性炭の比表面積は、２４００ｍ２／ｇであった。評価結果を表１に示す。
【０１０７】
【表１】
2018056180.tif 000004
【０１０８】
表１に示した結果から、実施例１〜４のリチウムイオンキャパシタは、比較例１〜３のリチウムイオンキャパシタと比較して、直流内部抵抗（出力特性）と、−２０℃及び２５℃での静電容量（エネルギー密度）の全ての評価がバランス良く優れていることが確認された。
比較例１のリチウムイオンキャパシタにおいて、−２０℃及び２５℃での静電容量が低い理由は、正極活物質の目付量が少なく正極の静電容量が十分でないためと推測される。
また、比較例２の直流内部抵抗が高い理由は、正極活物質の目付量が多いことで正極合材層の抵抗が増加したためと推測される。比較例３において、−２０℃での静電容量が小さく、且つ直流内部抵抗が高い理由は、薬品賦活活性炭を用いたことで、活性炭の細孔内の溶媒和したアニオン及びカチオンに対する捕捉力が大きくなり、正極合材層の抵抗が増加したためと推測される。
【符号の説明】
【０１０９】
１  リチウムイオンキャパシタ
２  リチウムイオンキャパシタ用極板群ユニット
３  容器
４  極板群
５  軸芯
６  第１のセパレータ
７  第２のセパレータ
２１  正極板
２２  アルミニウム箔（正極集電体）
２３  正極合材層
２４  正極板の塗工部
２５  正極板の未塗工部
２６  正極集電部材
２７  正極端子部
３１  負極板
３２  銅箔（負極集電体）
３３  負極合材層
３４  負極板の塗工部
３５  負極板の未塗工部
３６  負極集電部材
４１  金属リチウム支持部材
４２  金属リチウム箔
４３  銅箔（支持体）
４４  ニッケルメッキした銅箔（支持体）
５１  容器蓋
５２  蓋本体
５３  蓋キャップ
６２  絶縁リング部材
【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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