(57)【要約】【課題】信頼性が高くかつ高出力化の達成に好適な構造を有する蓄電デバイスを提供すること。【解決手段】リチウムイオンキャパシタ１０の容器１２には、正極、セパレータ、及び負極を重ね合わせた状態で巻回してなる電極構造体１１が収納されている。容器１２は、両端に開口５０ａ，５０ｂを有する筒状の側面端子部材５０、開口５０ａ，５０ｂを塞ぐ第１蓋端子部材５１及び第２蓋端子部材５２の３つの端子部材を有して構成され、各端子部材５０〜５２は絶縁体５４を介してかしめることで固定されている。容器１２内において、側面端子部材５０にプレドープ用リチウム金属６０が接続され、第１蓋端子部材５１に正極が接続されるとともに第２蓋端子部材５２に負極が接続される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極材を正極集電体に塗布した構造の正極と、負極材を負極集電体に塗布した構造の負極と、前記正極と前記負極との間に介在されるセパレータと、前記正極、前記セパレータ、及び前記負極を重ね合わせた状態で巻回してなる電極構造体を電解液とともに収納する金属製の容器とを備え、あらかじめ前記負極にリチウムイオンをプレドープする蓄電デバイスであって、
前記容器は、両端に開口を有する筒状の側面端子部材、前記開口を塞ぐ第１蓋端子部材及び第２蓋端子部材の３つの端子部材を有して構成され、各端子部材は絶縁体を介してかしめることで固定され、
前記容器内において、前記各端子部材のいずれか１つにプレドープ用リチウム金属が接続され、残り２つの端子部材の一方に前記正極が接続されるとともに他方に前記負極が接続されることを特徴とする蓄電デバイス。
【請求項２】
前記側面端子部材に前記プレドープ用リチウム金属が接続され、前記第１蓋端子部材及び前記第２蓋端子部材のうちの一方に前記正極が接続されるとともに他方に前記負極が接続される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】
前記電極構造体において、前記正極集電体及び前記負極集電体の一部がそれぞれ反対側の端部から延出し、
前記第１蓋端子部材及び前記第２蓋端子部材の内面には、前記正極集電体及び前記負極集電体の延出部分と接続するための突部が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の蓄電デバイス。
【請求項４】
前記側面端子部材の内側に、前記第１蓋端子部材側から前記第２蓋端子部材側に延びる凸条部が設けられ、前記凸条部を避けた位置に前記プレドープ用リチウム金属の貼付部が設けられることを特徴とする請求項２または３に記載の蓄電デバイス。
【請求項５】
炭素材料からなる正極材を正極集電体に塗布した構造の正極と、リチウムの吸蔵及び放出が可能な材料からなる負極材を負極集電体に塗布した構造の負極と、前記正極と前記負極との間に介在されるセパレータと、前記正極、前記セパレータ及び前記負極を重ね合わせた状態で巻回してなる電極構造体をリチウム塩を含んだ電解液とともに収納する金属製の容器とを備え、あらかじめ前記負極にリチウムイオンをプレドープするリチウムイオンキャパシタであって、
前記容器は、両端に開口を有する筒状の側面端子部材、前記開口を塞ぐ第１蓋端子部材及び第２蓋端子部材の３つの端子部材を有して構成され、各端子部材は絶縁体を介してかしめることで固定され、
前記容器内において、前記各端子部材のいずれか１つにプレドープ用リチウム金属が接続され、残り２つの端子部材の一方に前記正極が接続されるとともに他方に前記負極が接続されることを特徴とするリチウムイオンキャパシタ。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の蓄電デバイスを製造する方法であって、
前記プレドープ用リチウム金属が接続された端子部材と前記負極が接続された端子部材とを、前記蓄電デバイスの外部で接続してリチウムイオンのプレドープを行い、プレドープの終了後に、前記両端子部材間の接続を解くようにしたことを特徴とする蓄電デバイスの製造方法。
【請求項７】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の蓄電デバイスを製造する方法であって、
前記プレドープ用リチウム金属が接続された端子部材にプラスの電圧を印加するとともに前記負極が接続された端子部材にマイナスの電圧を印加してリチウムイオンのプレドープを行い、プレドープの終了後に、前記両端子部材への電圧印加のための接続を解くようにしたことを特徴とする蓄電デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、正極、セパレータ、及び負極を重ね合わせた状態で巻回してなる電極構造体を金属製の容器に収納するリチウムイオンキャパシタなどの蓄電デバイス、及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
太陽光発電や風力発電等の負荷平準化装置、コンピュータ等に代表される電子機器の瞬時電圧低下対策装置、電気自動車やハイブリッドカーのエネルギー回生装置などのような蓄電システムにおいては、エネルギー容量が大きくてかつ急速充放電が可能な蓄電デバイスが必要とされている。従来の鉛蓄電池やその他の二次電池では、大電流の充放電に弱くサイクル寿命が短いため、その蓄電システムに対応することは困難であった。そこで、それらの問題を解決しうる新たな蓄電デバイスとして、近年、非水系の蓄電デバイスが注目されている。
【０００３】
現在、急速充放電や長寿命化が可能な蓄電デバイスとして、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１等参照）。リチウムイオンキャパシタでは、リチウムの吸蔵及び放出が可能な材料からなる負極電極を用い、その負極電極にリチウムイオンをプレドープすることにより、負極電位を下げている。その結果、電池として高い電圧を得ることができ、これによりエネルギー容量も大きくすることができる。
【０００４】
リチウムイオンキャパシタとしては、電極をロール状に巻いて構成する捲回タイプと板状の電極を積層して構成する積層タイプとが知られている。
【０００５】
積層タイプのリチウムイオンキャパシタは、複数枚の正極と複数枚の負極とをセパレータを介して積層してなる電極構造体を備えている。かかる電極構造体は例えば柔らかいアルミラミネート箔からなるバッグ内に収容され、そのバッグ内はリチウムイオンを含んだ有機電解質で満たされている。この積層タイプのリチウムイオンキャパシタでは、リチウムイオンのプレドープを容易に行うことができ、また低抵抗かつ高出力に構成することができる。このため、急速充放電に優れた高出力用途の蓄電モジュール等に用いられている。しかしながら、このリチウムイオンキャパシタでは、複数枚の正極、負極、セパレータを作製し、それらを積層することで電極構造体が製造されているため、その製造コストが高くなるといった問題がある。
【０００６】
一方、捲回タイプのリチウムイオンキャパシタは、１枚の正極と１枚の負極とをセパレータを介して重ね合わせ、それらをロール状に巻くことで電極構造体が製造されている。そして、その電極構造体は、有機電解質で満たされた有底筒状の容器本体内に収納され、その容器本体の開口部は蓋部材で密閉されている。なお、容器を構成する容器本体及び蓋部材は、硬い金属材料を用いて形成される。この捲回タイプのリチウムイオンキャパシタでは、電極構造体が簡単な構造となるため、製造コストが比較的安く抑えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−５９７３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上記捲回タイプのリチウムイオンキャパシタでは、電極構造体を収納する容器内においてリチウム金属と負極とを短絡させてプレドープをする必要がある。また、容器本体と蓋部材との２つの部材により容器が構成される場合、リチウム金属と負極とを短絡させるための構造が複雑となることに加え、リチウム金属を設置するための十分なスペースを確保することができない。このため、リチウムイオンのプレドープを行うことが困難となる。さらに、捲回タイプの電極構造体では、正極や負極が引き出しリードを介して正極端子や負極端子に接続されているが、その接続部が高抵抗となってしまう。また、電極構造体において、引き出しリードの接続部周辺にひずみがおき、リチウム金属が析出しやすくなるため、キャパシタの信頼性が低下してしまう。以上のことから、捲回タイプでは、高出力用途のリチウムイオンキャパシタを実用化することが困難となっていた。
【０００９】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、信頼性が高くかつ高出力化の達成に好適な構造を有する蓄電デバイスを提供することにある。また、本発明の別の目的は、上記蓄電デバイスを製造するのに好適な蓄電デバイスの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するための手段［１］〜［７］を以下に列挙する。
【００１１】
［１］正極材を正極集電体に塗布した構造の正極と、負極材を負極集電体に塗布した構造の負極と、前記正極と前記負極との間に介在されるセパレータと、前記正極、前記セパレータ、及び前記負極を重ね合わせた状態で巻回してなる電極構造体を電解液とともに収納する金属製の容器とを備え、あらかじめ前記負極にリチウムイオンをプレドープする蓄電デバイスであって、前記容器は、両端に開口を有する筒状の側面端子部材、前記開口を塞ぐ第１蓋端子部材及び第２蓋端子部材の３つの端子部材を有して構成され、各端子部材は絶縁体を介してかしめることで固定され、前記容器内において、前記各端子部材のいずれか１つにプレドープ用リチウム金属が接続され、残り２つの端子部材の一方に前記正極が接続されるとともに他方に前記負極が接続されることを特徴とする蓄電デバイス。
【００１２】
従って、手段１に記載の発明によると、電極構造体を収納する容器は、側面端子部材、第１蓋端子部材及び第２蓋端子部材の３つの端子部材で構成されている。各端子部材は絶縁体を介してかしめることで固定され、各端子部材が電気的に絶縁されている。そして、各端子部材のいずれか１つにプレドープ用リチウム金属が接続される。また、残りの端子部材には電極構造体の正極及び負極が接続され、それら端子部材が蓄電デバイスの正極端子及び負極端子として機能する。このように構成すると、容器外部で各端子部材を短絡することにより、リチウム金属と負極との接続を容易に行うことができる。このため、従来のように、容器内でリチウム金属と負極とを接続させる必要がなく、そのための構成を省略することができる。その結果、リチウム金属の設置スペースを十分に確保することができる。また、容器が３つの端子部材に分割されているため、電極構造体を歪ませることなく正極及び負極を各端子部材に確実に接続することができ、蓄電デバイスの信頼性を高めることができる。
【００１３】
［２］手段１において、前記側面端子部材に前記プレドープ用リチウム金属が接続され、前記第１蓋端子部材及び前記第２蓋端子部材のうちの一方に前記正極が接続されるとともに他方に前記負極が接続されることを特徴とする蓄電デバイス。
【００１４】
手段２に記載の発明によると、側面端子部材にプレドープ用リチウム金属が接続されるため、リチウム金属の設置スペースを十分に確保することができる。また、容器において、対向配置される第１蓋端子部材及び第２蓋端子部材の一方に正極が接続されるとともに他方に負極が接続されるため、電極構造体を歪ませることなく正極及び負極を各蓋端子部材に確実に接続することができる。
【００１５】
［３］手段２において、前記電極構造体において、前記正極集電体及び前記負極集電体の一部がそれぞれ反対側の端部から延出し、前記第１蓋端子部材及び前記第２蓋端子部材の内面には、前記正極集電体及び前記負極集電体の延出部分と接続するための突部が形成されていることを特徴とする蓄電デバイス。
【００１６】
従って、手段３に記載の発明によると、容器において、対向配置される第１蓋端子部材及び第２蓋端子部材の内面に突部が形成され、その突部に正極集電体及び負極集電体の延出部分が接続される。このようにすると、正極及び負極と各蓋端子部材との接続抵抗を抑えることができ、蓄電デバイスの出力を十分に高めることが可能となる。
【００１７】
［４］手段２または３において、前記側面端子部材の内側に、前記第１蓋端子部材側から前記第２蓋端子部材側に延びる凸条部が設けられ、前記凸条部を避けた位置に前記プレドープ用リチウム金属の貼付部が設けられることを特徴とする蓄電デバイス。
【００１８】
従って、手段４に記載の発明によると、側面端子部材の内側に凸条部が設けられるため、プレドープの終了後にリチウム金属が溶けて無くなった状態でも、電極構造体が凸条部に当接して確実に固定される。従って、蓄電デバイスに振動が加わっても電極構造体が容器内で移動しないため、振動に強い蓄電デバイスを実現することができる。なお、凸条部は、側面端子部材の内面に一体的に形成されるものでもよいし、側面端子部材の内面に配置される固定用治具に形成されるものでもよい。
【００１９】
［５］炭素材料からなる正極材を正極集電体に塗布した構造の正極と、リチウムの吸蔵及び放出が可能な材料からなる負極材を負極集電体に塗布した構造の負極と、前記正極と前記負極との間に介在されるセパレータと、前記正極、前記セパレータ及び前記負極を重ね合わせた状態で巻回してなる電極構造体をリチウム塩を含んだ電解液とともに収納する金属製の容器とを備え、あらかじめ前記負極にリチウムイオンをプレドープするリチウムイオンキャパシタであって、前記容器は、両端に開口を有する筒状の側面端子部材、前記開口を塞ぐ第１蓋端子部材及び第２蓋端子部材の３つの端子部材を有して構成され、各端子部材は絶縁体を介してかしめることで固定され、前記容器内において、前記各端子部材のいずれか１つにプレドープ用リチウム金属が接続され、残り２つの端子部材の一方に前記正極が接続されるとともに他方に前記負極が接続されることを特徴とするリチウムイオンキャパシタ。
【００２０】
従って、手段５に記載の発明によると、手段１の発明と同様に、リチウム金属と負極との接続を容器外部で容易に行うことができる。このため、従来のように、容器内でリチウム金属と負極とを接続させる必要がなく、そのための構成を省略することができる。その結果、リチウム金属の設置スペースを十分に確保することができる。また、容器が３つの端子部材に分割されているため、電極構造体を歪ませることなく正極及び負極を各端子部材に確実に接続することができ、リチウムイオンキャパシタの信頼性を高めることができる。
【００２１】
［６］手段１乃至４のいずれかに記載の蓄電デバイスを製造する方法であって、前記プレドープ用リチウム金属が接続された端子部材と前記負極が接続された端子部材とを、前記蓄電デバイスの外部で接続してリチウムイオンのプレドープを行い、プレドープの終了後に、前記両端子部材間の接続を解くようにしたことを特徴とする蓄電デバイスの製造方法。
【００２２】
従って、手段６に記載の発明によると、従来のように容器内でリチウム金属と負極とを接続させる必要がなく、プレドープ用リチウム金属と負極との接続を容器外部で行うことができる。この結果、リチウムイオンのプレドープを容易に行うことができる。また、端子部材間の接続を解くことにより、プレドープを終了させることができる。ここで、プレドープ用リチウム金属が接続される端子部材と負極が接続される端子部材とは絶縁体を介して絶縁されているため、容器内でリチウム金属が残ったままであっても、特に問題は生じることがない。
【００２３】
［７］手段１乃至４のいずれかに記載の蓄電デバイスを製造する方法であって、前記プレドープ用リチウム金属が接続された端子部材にプラスの電圧を印加するとともに前記負極が接続された端子部材にマイナスの電圧を印加してリチウムイオンのプレドープを行い、プレドープの終了後に、前記両端子部材への電圧印加のための接続を解くようにしたことを特徴とする蓄電デバイスの製造方法。
【００２４】
従って、手段７に記載の発明によると、プレドープ用リチウム金属が接続された端子部材にプラスの電圧が印加されるとともに負極が接続された端子部材にマイナスの電圧が印加されるので、リチウムイオンのプレドープを効率よく短時間で行うことができる。また、電圧印加のための接続を解くことにより、プレドープを終了させることができる。
【発明の効果】
【００２５】
以上詳述したように、手段１〜７に記載の発明によると、信頼性が高くかつ高出力化の達成に好適な構造を有す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】
【００２６】
【図１】第１の実施の形態のリチウムイオンキャパシタを示す断面図。
【図２】第１の実施の形態のリチウムイオンキャパシタを示す断面図。
【図３】リチウムイオンキャパシタの製造方法を示す説明図。
【図４】リチウムイオンキャパシタの製造方法を示す説明図。
【図５】リチウムイオンキャパシタの製造方法を示す説明図。
【図６】リチウムイオンキャパシタの製造方法を示す説明図。
【図７】第２の実施の形態のリチウムイオンキャパシタを示す断面図。
【図８】別の実施の形態のリチウムイオンキャパシタを示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
［第１の実施の形態］
以下、本発明をリチウムプレドープ型リチウムイオンキャパシタに具体化した第１の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。図１は、リチウムイオンキャパシタの軸方向に切断した断面図であり、図２は、リチウムイオンキャパシタの軸方向と垂直な方向に切断した断面図である。
【００２８】
図１及び図２に示されるように、リチウムイオンキャパシタ１０は、電極構造体１１と、リチウム塩（例えば、ＬｉＰＦ６と表記されるリチウムヘキサフルオロフォスフェート等）を含んだ電解液とともに電極構造体１１を収納する金属製の容器１２とを備えた円筒型の蓄電デバイスである。電極構造体１１は、正極２１と、負極３１と、正極２１と負極３１との間に介在されるセパレータ４１とを備え、正極２１、セパレータ４１及び負極３１を重ね合わせた状態でロール状に巻回してなる。
【００２９】
セパレータ４１は、電解液や電極活物質等に対して耐久性があり、連通気孔を有する非導電性の多孔体等からなる。通常、ガラス繊維、ポリエチレン、ポリプロピレン等、セルロース等からなる不織布あるいは多孔体が用いられる。セパレータ４１の厚さは、キャパシタの内部抵抗を小さくするために薄いほうが好ましいが、電解液の保持量、流通性、強度等を勘案して適宜設定することができる。
【００３０】
正極２１は、炭素材料からなる正極材２２を正極集電体２３上に塗布した構造を有している。正極材２２を形成する炭素材料としては、活性炭が用いられる。この炭素材料は、必要に応じて導電剤及びバインダとともに混練され、成形される。正極集電体２３は、正極材２２を支持しつつ集電を行うための電極シートであって、例えばアルミニウムからなる長い帯状の導電性金属箔を用いて形成されている。本実施の形態では、正極集電体２３の両面に正極材２２が塗布されている。
【００３１】
負極３１は、リチウムイオンの吸蔵及び放出が可能な材料からなる負極材３２を負極集電体３３上に塗布した構造を有している。負極材３２の形成材料としては、黒鉛系炭素、易黒鉛化炭素、難黒鉛化炭素等の炭素材料がある。これらの炭素材料は、可逆性が高い等の性質を有するため、負極材料として好適である。負極材３２用の炭素材料は、必要に応じて導電剤及びバインダとともに混練され、成形される。負極集電体３３は、負極材３２を支持しつつ集電を行うための電極シートであって、例えば銅からなる長い帯状の導電性金属箔を用いて形成されている。本実施の形態では、負極集電体３３の両面に負極材３２が塗布されている。
【００３２】
容器１２は、両端に開口５０ａ，５０ｂを有する円筒状の側面端子部材５０、側面端子部材５０の開口５０ａ，５０ｂを塞ぐ第１蓋端子部材５１及び第２蓋端子部材５２の３つの端子部材を有して構成された円筒型の容器である。各端子部材５０〜５２は、例えばアルミニウムなどの金属材料からなる。容器１２において、各端子部材５０〜５２は、例えばポリプロピレン樹脂からなる絶縁体５４を介してかしめることで固定されている。
【００３３】
第１蓋端子部材５１及び第２蓋端子部材５２の内面には、電極構造体１１と接続するための凸形状の突起５５，５６（突部）が設けられている（図３参照）。詳しくは、電極構造体１１において、正極集電体２３及び負極集電体３３の一部がそれぞれ反対側の端部から延出している。そして、正極集電体２３の延出部分が第１蓋端子部材５１の突起５５と接続され、負極集電体３３の延出部分が第２蓋端子部材５２の突起５６と接続されている。つまり、リチウムイオンキャパシタ１０において、容器１２の第１蓋端子部材５１が正極端子として機能し、第２蓋端子部材５２が負極端子として機能する。また、第２蓋端子部材５２には、電解液注入口５７が設けられており、この電解液注入口５７は樹脂材等にて密閉されている。
【００３４】
側面端子部材５０の内面には、第１蓋端子部材５１側から第２蓋端子部材５２側に延びる複数の凸条部５８が設けられている。本実施の形態では、各凸条部５８は、側面端子部材５０の周方向に等角度間隔（９０°の角度間隔）となる位置に設けられている。そして、側面端子部材５０の内面において、凸条部５８を避けた位置にプレドープ用リチウム金属６０を貼り付ける貼付部６１が設けられている。この貼付部６１に設けられたリチウム金属６０により、負極３１にリチウムイオンがあらかじめプレドープされる。
【００３５】
次に、本実施の形態のリチウムイオンキャパシタ１０の製造方法について説明する。
【００３６】
先ず、正極２１、負極３１及びセパレータ４１を準備する。
【００３７】
正極２１の作製は下記の手順で行う。まず、炭素材料、導電剤及びバインダを含む混合スラリーを用意し、これを正極集電体２３であるアルミニウム箔に塗布して、正極材２２を形成する。ここでは、従来周知の塗工機を用い、正極集電体２３において、正極材２２の塗布を片面ずつ行うことで、正極集電体２３の両面に正極材２２を形成する。正極材２２の乾燥及びプレスを行った後、金型で所定サイズに裁断して、帯状の正極２１とする。
【００３８】
負極３１の作製は下記の手順で行う。まず、炭素材料及びバインダを含む混合スラリーを用意し、これを負極集電体３３である銅箔に塗布して、負極材３２を形成する。ここでは、従来周知の塗工機を用いて、負極集電体３３において、負極材３２の塗布を片面ずつ行うことで、負極集電体３３の両面に負極材３２を形成する。そして、負極材３２の乾燥及びプレスを行った後、金型で所定サイズに裁断して、帯状の負極３１とする。
【００３９】
さらに、セパレータ原紙を切断することで帯状のセパレータ４１とする。そして、セパレータ４１をその幅方向に折り曲げた後、正極集電体２３の端部がはみ出した状態となるようそのセパレータ４１の内側に正極２１を挟み込む。さらに、正極２１を挟み込んだセパレータ４１と負極３１とを、正極集電体２３の端部とは反対側から負極集電体３３の端部がはみ出すように重ね合わせ、その状態で正極２１、セパレータ４１及び負極３１を巻回することで電極構造体１１を形成する。この結果、図３に示されるように、電極構造体１１の各端部から正極集電体２３及び負極集電体３３の一部が延出した状態となる。
【００４０】
その後、電極構造体１１における正極集電体２３の延出部分と第１蓋端子部材５１の突起５５とをレーザ溶接等により接続するとともに、負極集電体３３の延出部分と第２蓋端子部材５２の突起５６とをレーザ溶接等により接続する。
【００４１】
また、円筒状に成形された側面端子部材５０を準備し、その内面における貼付部６１にプレドープ用リチウム金属を貼り付ける（図４参照）。そして、各蓋端子部材５１，５２が接続された電極構造体１１を側面端子部材５０内に収納する（図５参照）。またこのとき、側面端子部材５０の内面と各蓋端子部材５１，５２の外面との間にリング状の絶縁体５４を介在させる。そして、側面端子部材５０において各蓋端子部材５１，５２の周辺となる部位を絶縁体５４を介してかしめ、各蓋端子部材５１，５２を側面端子部材５０に固定する。
【００４２】
その後、第２蓋端子部材５２の電解液注入口５７から容器１２内に電解液を注入し、電極構造体１１に電解液を十分含浸させた後、電解液注入口５７に樹脂材を埋めて封止する。なお、電解液注入口５７はレーザ溶接で閉じてもよい。
【００４３】
次に、図６に示されるように、電圧印加装置７０のプラス端子７１を側面端子部材５０に接触させるとともに、マイナス端子７２を第２蓋端子部材５２に接触させる。そして、電圧印加装置７０を作動させ、側面端子部材５０にプラスの電圧を加え、第２蓋端子部材５２にマイナスの電圧を加えることで、負極３１にリチウムイオンをドープする。そして、所定時間の経過後、電圧印加装置７０を停止してプレドープを終了させる。この終了後に、電圧印加装置７０の各端子７１，７２を端子部材５０，５２から取り外してそれらの接続を解く。
【００４４】
以上の工程を経て、本実施の形態のリチウムイオンキャパシタ１０が製造される。
【００４５】
従って、本実施の形態によれば以下の効果を得ることができる。
【００４６】
（１）本実施の形態のリチウムイオンキャパシタ１０では、電極構造体１１を収納する容器１２が側面端子部材５０、第１蓋端子部材５１及び第２蓋端子部材５２の３つの端子部材で構成されている。この容器１２において、各端子部材５０〜５２は絶縁体５４を介してかしめることで固定されており、各端子部材５０〜５２が電気的に絶縁されている。そして、側面端子部材５０にプレドープ用リチウム金属６０が接続される。また、蓋端子部材５１，５２には電極構造体１１の正極２１及び負極３１が接続され、それら蓋端子部材５１，５２がリチウムイオンキャパシタ１０の正極端子及び負極端子として機能する。このように構成すると、リチウム金属６０と負極３１との接続を容器外部で容易に行うことができる。このため、従来のように、容器１２内でリチウム金属６０と負極３１とを接続させる必要がなく、そのための構成を省略することができる。さらに、プレドープ用リチウム金属６０が側面端子部材５０の内面に配置されているので、リチウム金属６０の設置スペースを十分に確保することができる。また、容器１２において、第１蓋端子部材５１に正極２１が接続されるとともに、その第１蓋端子部材５１に対向配置される第２蓋端子部材５２に負極３１が接続される。このようにすると、電極構造体１１を歪ませることなく正極２１及び負極３１を各蓋端子部材５１，５２に確実に接続することができ、リチウムイオンキャパシタ１０の信頼性を高めることができる。
【００４７】
（２）本実施の形態のリチウムイオンキャパシタ１０では、容器１２において、対向配置される第１蓋端子部材５１及び第２蓋端子部材５２の内面に突起５５，５６が形成され、その突起５５，５６に正極集電体２３及び負極集電体３３の延出部分が接続される。このようにすると、正極２１及び負極３１と各蓋端子部材５１，５２との接続抵抗を抑えることができ、リチウムイオンキャパシタ１０の出力を十分に高めることが可能となる。
【００４８】
（３）本実施の形態のリチウムイオンキャパシタ１０では、側面端子部材５０の内側に凸条部５８が設けられるため、プレドープの終了後にリチウム金属６０が溶けて無くなった状態でも、電極構造体１１が凸条部５８に当接して確実に固定される。従って、リチウムイオンキャパシタ１０に振動が加わった場合でも電極構造体１１が容器１２内で移動しないため、振動に強いリチウムイオンキャパシタ１０を実現することができる。
【００４９】
（４）本実施の形態のリチウムイオンキャパシタ１０では、電圧印加装置７０を用いて、側面端子部材５０にプラスの電圧を印加するとともに第２蓋端子部材５２にマイナスの電圧を印加してリチウムイオンのプレドープを行うようにした。この場合、リチウムイオンのプレドープを効率よく短時間で行うことができる。
［第２の実施の形態］
【００５０】
次に、本発明を具体化した第２の実施の形態を図７に基づき説明する。本実施の形態のリチウムイオンキャパシタ１０Ａでは、容器１２において、側面端子部材５０ではなく第２蓋端子部材５２にリチウム金属６０の貼付部６１が設けられるとともに側面端子部材５０が負極端子として機能する点が、上記第１の実施の形態と異なる。なお、容器１２や電極構造体１１は、第１の実施の形態のリチウムイオンキャパシタ１０と同様の構造である。
【００５１】
具体的には、本実施の形態のリチウムイオンキャパシタ１０Ａにおいて、円筒状をなす電極構造体１１の一方の端面（第１蓋端子部材５１側の端面）において、中心部寄りの位置から延出した正極集電体２３の端部がリード端子７５を介して第１蓋端子部材５１に接続され、外周部寄りの位置から延出した負極集電体３３の端部がリード端子７６を介して側面端子部材５０に接続されている。また、第２蓋端子部材５２の内面に設けられた貼付部６１にプレドープ用リチウム金属６０が貼り付けられている。
【００５２】
本実施の形態のリチウムイオンキャパシタ１０Ａを製造する場合、先ず、電極構造体１１の正極集電体２３をリード端子７５を介して第１蓋端子部材５１に接続して、電極構造体１１を側面端子部材５０内に収納する。そして、電極構造体１１の負極集電体３３をリード端子７６を介して側面端子部材５０に接続する。この後、側面端子部材５０の内面と第１蓋端子部材５１の外面との間にリング状の絶縁体５４を介在させる。さらに、側面端子部材５０において第１蓋端子部材５１の周辺となる部位をかしめ、第１蓋端子部材５１を側面端子部材５０に固定する。
【００５３】
そして、第２蓋端子部材５２を組み付ける前に、容器１２（側面端子部材５０及び第１蓋端子部材５１）を乾燥機（図示略）に入れ、容器１２の内面及び電極構造体１１を十分に乾燥させる。その後、側面端子部材５０の開口５０ｂ側から容器１２内に電解液を注入して電極構造体１１に電解液を十分含浸させた後、プレドープ用リチウム金属６０が貼り付けられた第２蓋端子部材５２を側面端子部材５０の開口５０ｂに装着する。このとき、側面端子部材５０の内面と第２蓋端子部材５２の外面との間にリング状の絶縁体５４を介在させ、側面端子部材５０において第２蓋端子部材５２の周辺となる部位をかしめる。この結果、側面端子部材５０に第２蓋端子部材５２が固定されるとともに、容器１２が密閉される。
【００５４】
この後、電圧印加装置７０のプラス端子７１を第２蓋端子部材５２に接触させるとともに、マイナス端子７２を側面端子部材５０に接触させる。そして、電圧印加装置７０を作動させ、第２蓋端子部材５２にプラスの電圧を加え、側面端子部材５０にマイナスの電圧を加えることで、負極３１にリチウムイオンをドープする。そして、所定時間の経過後、電圧印加装置７０を停止してプレドープを終了させ、電圧印加装置７０の各端子７１，７２を端子部材５０，５２から取り外す。
【００５５】
以上の工程を経て、本実施の形態のリチウムイオンキャパシタ１０Ａが製造される。
【００５６】
従って、本実施の形態によれば以下の効果を得ることができる。
【００５７】
（１）本実施の形態のリチウムイオンキャパシタ１０Ａでも、第１の実施の形態と同様に、容器１２内でリチウム金属６０と負極３１とを接続させる必要がなく、そのための構成を省略することができる。その結果、リチウム金属６０の設置スペースを十分に確保することができる。
【００５８】
（２）本実施の形態のリチウムイオンキャパシタ１０Ａでは、リチウム金属６０が第２蓋端子部材５２に貼り付けられている。このようにすると、側面端子部材５０及び第１蓋端子部材５１からなる容器１２内に、電極構造体１１を配置して電解液を注入した後に、第２蓋端子部材５２を装着することでリチウム金属６０を配置させることができる。またこの場合、容器１２に第２蓋端子部材５２（リチウム金属６０）を組み付ける前に、容器１２内の電極構造体１１を十分に乾燥させることができる。この結果、容器１２内に水分が混入することが防止され、キャパシタ性能に優れたリチウムイオンキャパシタ１０Ａを実現することができる。
【００５９】
なお、本発明の各実施の形態は以下のように変更してもよい。
【００６０】
・上記第１の実施の形態では、容器１２内において電極構造体１１を固定する凸条部５８は、側面端子部材５０の内面に一体的に形成されるものであったが、これに限定されるものではない。例えば、図８に示されるリチウムイオンキャパシタ１０Ｂのように、凸条部８１を形成した固定用治具８０を側面端子部材５０の内面に配置してもよい。このようにすれば、リチウムイオンキャパシタ１０Ｂに振動が加わった場合でも電極構造体１１が容器１２内で移動しないため、振動に強いリチウムイオンキャパシタ１０Ｂを実現することができる。
【００６１】
・上記各実施の形態では、リチウムイオンキャパシタ１０，１０Ａ，１０Ｂの外部において、側面端子部材５０及び第２蓋端子部材５２に電圧印加装置７０を接続し、側面端子部材５０及び第２蓋端子部材５２に電圧を印加した状態でリチウムイオンのプレドープを行うように構成したが、これに限定されるものではない。例えば、リチウムイオンキャパシタ１０，１０Ａ，１０Ｂの外部において、短絡用ケーブルを用いて側面端子部材５０と第２蓋端子部材５２とを接続して、リチウムイオンのプレドープを行うように構成してもよい。さらに、リチウムイオンキャパシタ１０，１０Ａ，１０Ｂにおいて、リチウム金属６０が設けられた端子部材と負極３１が接続された端子部材とを容器１２の内部で接続してリチウムイオンのプレドープを行うように構成してもよい。
【００６２】
・上記各実施の形態では、本発明をリチウムイオンキャパシタ１０に具体化したが、リチウムイオン二次電池などの他の蓄電デバイスに具体化してもよい。
【００６３】
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した各実施の形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
【００６４】
（１）手段１において、前記第１蓋端子部材及び前記第２蓋端子部材のうちの一方に前記プレドープ用リチウム金属が接続されることを特徴とする蓄電デバイス。
【００６５】
（２）手段４において、前記凸条部は、前記側面端子部材の内面に一体的に形成されることを特徴とする蓄電デバイス。
【００６６】
（３）手段４において、前記凸条部は、前記側面端子部材の内面に配置される固定用治具に形成されることを特徴とする蓄電デバイス。
【００６７】
（４）手段１において、前記プレドープ用リチウム金属が接続された端子部材と前記負極が接続された端子部材とが前記容器の内部で接続されることを特徴とする蓄電デバイス。
【符号の説明】
【００６８】
１０，１０Ａ，１０Ｂ…蓄電デバイスとしてのリチウムイオンキャパシタ
１１…電極構造体
１２…容器
２１…正極
２２…正極材
２３…正極集電体
３１…負極
３２…負極材
３３…負極集電体
４１…セパレータ
５０…側面端子部材
５０ａ，５０ｂ…開口
５１…第１蓋端子部材
５２…第２蓋端子部材
５４…絶縁体
５５，５６…突部としての突起
５８，８１…凸条部
６０…プレドープ用リチウム金属
６１…貼付部
【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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