(57)【要約】【課題】  集電抵抗及び作業工数を増大させることなく、積層された各負極集電体上の負極活物質に均一にリチウムイオンをプレドープさせること。【解決手段】  負極ユニット３１と正極ユニット３２とを、内部セパレータ３３１を挟んで交互に積層することにより、内部積層体３を形成する第１工程と、外側負極ユニット４の外側負極活物質４２が内部積層体３の両端面に面するとともに、金属リチウムが内部積層体３の側面に面するように、外側負極ユニット４で内部積層体を覆うことにより、蓄電ユニット２を形成する第２工程と、蓄電ユニット２中の全ての負極集電体３１１及び外側負極集電体４１とを電気的に接続する第３工程と、蓄電ユニット２を非水電解液５中に浸すことにより、金属リチウムを負極活物質３１２及び外側負極活物質４２にプレドープする第４工程と、を含む、蓄電デバイスの製造方法とすること。【選択図】  図１０
2015088605.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状の負極集電体及び前記負極集電体の両面に設けられた負極活物質を有する負極ユニットと、平板状の正極集電体及び前記正極集電体の両面に設けられた正極活物質を有する正極ユニットとを、セパレータを挟んで交互に積層することにより、内部積層体を形成する第１工程と、
第１部分、第２部分及び第３部分がこの順に連なるように形成された平板状の外側負極集電体及び前記第１部分及び前記第３部分の一方面に設けられた外側負極活物質並びに前記第２部分に設けられた金属リチウムを有する外側負極ユニットの前記外側負極活物質が前記内部積層体の両端面に面するとともに、前記金属リチウムが前記内部積層体の側面に面するように、前記外側負極ユニットで前記内部積層体を覆うことにより、前記内部積層体と前記外側負極ユニットとを有する蓄電ユニットを形成する第２工程と、
前記蓄電ユニット中の全ての前記負極集電体及び前記外側負極集電体とを電気的に接続する第３工程と、
前記第３工程にて全ての前記負極集電体及び前記外側負極集電体とが電気的に接続された前記蓄電ユニットを電解液中に浸すことにより、前記金属リチウムを前記負極活物質及び前記外側負極活物質にプレドープする第４工程と、
を含む、蓄電デバイスの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の蓄電デバイスの製造方法において、
前記セパレータは内部セパレータ及び側部セパレータを備え、
前記第１工程は、前記負極ユニットと前記正極ユニットとを前記内部セパレータを挟んで交互に積層するとともに、前記側部セパレータが前記内部積層体の側面を形成するように前記側部セパレータを前記負極ユニットと前記正極ユニットの積層方向に沿って配設することにより、前記内部積層体を形成する工程であり、
前記第２工程は、前記外側負極ユニットの前記外側負極活物質が前記内部積層体の両端面に面するとともに、前記金属リチウムが前記側部セパレータに面するように、前記外側負極ユニットで前記内部積層体を覆うことにより、蓄電ユニットを形成する工程である、蓄電デバイスの製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の蓄電デバイスの製造方法において、
前記セパレータは更に一対の端部セパレータを備え、
前記第１工程は、前記負極ユニットと前記正極ユニットとを前記内部セパレータを挟んで交互に積層し、前記一対の端部セパレータを前記内部積層体の両端面に配設するとともに、前記側部セパレータが前記内部積層体の側面を形成するように前記側部セパレータを前記負極ユニットと前記正極ユニットの積層方向に沿って配設することにより、前記内部積層体を形成する工程であり、
前記第２工程は、前記外側負極ユニットの前記外側負極活物質が前記端部セパレータに面するとともに、前記金属リチウムが前記側部セパレータに面するように、前記外側負極ユニットで前記内部積層体を覆うことにより、蓄電ユニットを形成する工程である、蓄電デバイスの製造方法。
【請求項４】
平板状の負極集電体及び前記負極集電体の両面に設けられた負極活物質を有する負極ユニットと、平板状の正極集電体及び前記正極集電体の両面に設けられた正極活物質を有する正極ユニットと、セパレータとを有し、前記セパレータを挟んで前記負極ユニットと前記正極ユニットとを交互に積層することにより形成された内部積層体と、
第１部分、第２部分及び第３部分がこの順に連なるように形成された平板状の外側負極集電体と、前記第１部分及び前記第２部分の一方面に設けられリチウムイオンがプレドープされた外側負極活物質とを有し、前記外側負極活物質が前記内部積層体の両端面に面するとともに前記第２部分が前記内部積層体の側面に面するように、前記内部積層体を覆う外側負極ユニットと、を備える蓄電ユニットと、
前記蓄電ユニットを内部に収納するケースと、
前記ケースに充填された電解液と、
を備える、蓄電デバイス。
【請求項５】
請求項４に記載の蓄電デバイスにおいて、
前記セパレータは内部セパレータ及び側部セパレータを備え、
前記内部セパレータを挟んで前記負極ユニットと前記正極ユニットとが交互に積層されており、
前記側部セパレータは、前記内部積層体の側面を形成するように前記内部積層体の積層方向に沿って配設されており、
前記第２部分が前記側部セパレータに対面配置されている、蓄電デバイス。
【請求項６】
請求項５に記載の蓄電デバイスにおいて、
前記セパレータは更に端部セパレータを備え、
前記端部セパレータは、前記内部積層体の両端面に配設されており、
前記第１部分及び前記第２部分に設けられた前記外側負極活物質が前記端部セパレータに対面配置されている、蓄電デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電デバイスの製造方法及び蓄電デバイスに関する。本発明は特に、リチウムイオンキャパシタ或いはリチウムイオンをプレドープしたリチウム電池の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
良好な充放電特性及び高いエネルギー密度を兼ね備えた蓄電デバイスとして、リチウムイオンキャパシタが注目されている。リチウムイオンキャパシタは、正極側にて電気二重層の形成による物理的作用により充放電し、負極側にてリチウムの化学反応により充放電する。この場合、エネルギー密度を向上させるために、負極側の負極活物質中にリチウムイオンが予め吸蔵（プレドープ）される。リチウムイオンのプレドープを如何にして均一且つ迅速に行うかについて、様々な提案がなされている。
【０００３】
特許文献１は、正極集電体及び負極集電体に微細孔が形成されたリチウムイオンキャパシタを開示する。これによれば、プレドープ時に電解液中に溶出したリチウムイオンが正極集電体及び負極集電体に形成された微細孔を通って各電極板の積層方向に泳動する。このため積層された負極集電体に設けられる負極活物質中に均一にリチウムイオンがプレドープされる。また、特許文献２に記載のリチウムイオンキャパシタの製造方法は、負極集電体の表面の中央部分以外の部分に負極活物質を塗工するとともに、負極活物質が塗工されていない中央部分に金属リチウムを張り付ける工程を有する。プレドープ時に負極集電体の中央部分に張り付けられた金属リチウムがリチウムイオンとして電解液中に溶出して電解液中を泳動することにより、負極集電体に塗工された負極活物質中にリチウムイオンがプレドープされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４０１５９９３号
【特許文献２】特開２００８−６０１３０号公報
【発明の概要】
【０００５】
（発明が解決しようとする課題）
特許文献１に記載のリチウムイオンキャパシタの正極集電体及び負極集電体に形成された微細孔の径は概ね３０μｍ程度であり、またその開口率は概ね３０％程度である。非常に多くの微細孔が集電体に形成されているので、集電体の強度、ひいてはリチウムイオンキャパシタの強度が低下する。また、非常に多くの微細孔が集電体に形成されていることにより、集電体上において直線的な集電経路が形成されず、曲がりくねり且つ幅の狭い集電経路を形成するため、集電時における抵抗が増大する。したがって、内部抵抗の増加によるエネルギー損失が大きい。また、特許文献２に記載の方法によれば、複数の負極集電体が積層している場合、積層した負極集電体のそれぞれに金属リチウムを張り付ける必要があり、作業工数が増大する虞がある。また、負極活物質が本来塗られている場所に金属リチウムを張り付けるため、負極活物質量が減少し、これによってエネルギー密度が低下する虞が有る。
【０００６】
本発明は、集電抵抗及び作業工数を増大させることなく、積層された各負極集電体上の負極活物質に均一にリチウムイオンをプレドープさせることができる蓄電デバイスの製造方法及びそのような蓄電デバイスを提供することを目的とする。
【０００７】
（課題を解決するための手段）
本発明は、平板状の負極集電体及び負極集電体の両面に設けられた負極活物質を有する負極ユニットと、平板状の正極集電体及び正極集電体の両面に設けられた正極活物質を有する正極ユニットとを、セパレータを挟んで交互に積層することにより、内部積層体を形成する第１工程と、第１部分、第２部分及び第３部分がこの順に連なるように形成された平板状の外側負極集電体及び第１部分及び第３部分の一方面に設けられた外側負極活物質並びに第２部分に設けられた金属リチウムを有する外側負極ユニットの外側負極活物質が内部積層体の両端面に面するとともに、金属リチウムが内部積層体の側面に面するように、外側負極ユニットで内部積層体を覆うことにより、内部積層体と外側負極ユニットとを有する蓄電ユニットを形成する第２工程と、蓄電ユニット中の全ての負極集電体及び外側負極集電体とを電気的に接続する第３工程と、第３工程にて全ての負極集電体及び外側負極集電体とが電気的に接続された蓄電ユニットを電解液中に浸すことにより、金属リチウムを負極活物質及び外側負極活物質にプレドープする第４工程と、を含む、蓄電デバイスの製造方法を提供する。
【０００８】
本発明によれば、外側負極ユニットに設けられている金属リチウムが、内部積層体の側面に面するように配置されている。したがって、プレドープ時に電解液中に溶出したリチウムイオンが、内部積層体の側面側から内部積層体を構成する各負極ユニットに進入する。内部積層体の側面には積層した各負極ユニットの端部が望んでいるため、電解液中のリチウムイオンはそれぞれの負極ユニットの端部から各負極ユニットの表面まで容易に進入することができる。このため、各負極集電体に微細孔を形成することなく（すなわち集電抵抗を増加させることなく）各負極集電ユニット及び外側負極ユニットの負極活物質にリチウムイオンを均等にプレドープすることができる。また、外側負極集電体のみに金属リチウムを設けておくだけであるため、全ての負極集電体に金属リチウムを設ける場合と比較して作業性が向上する。よって、集電抵抗及び作業工数を増大させることなく、積層された負極ユニット上の負極活物質に均一にリチウムイオンをプレドープさせることができる。
【０００９】
本発明において、「平板状」とは、厚みが小さく且つ反対方向を向いた２面が形成された形状を意味し、例えばシート状も本発明の平板状に包含される。また、内部積層体の「両端面」とは、内部積層体を構成する負極ユニット及び正極ユニットの積層方向における両端側の面を意味し、内部積層体の「側面」とは、負極ユニット及び正極ユニットの積層方向に沿った表面を意味する。
【００１０】
したがって、内部積層体が直方体状である場合、積層方向における２つの端面（両端面）と積層方向に沿った４つの側面により内部積層体が形作られる。内部積層体が直方体形状である場合、本発明では４つの側面のうち少なくとも一つの側面に外側負極集電体に設けられた金属リチウムが対面配置される。この場合、１つの側面に金属リチウムが対面配置されていてもよいし、２つの側面に金属リチウムが対面配置されていてもよいし、３つの側面に金属リチウムが対面配置されていても良い。ただし、内部積層体の一つの側面には、電気エネルギーを取り出すためのリード部が設けられるので、リード部が設けられている側面以外の側面に金属リチウムが対面配置されているのがよい。
【００１１】
前記セパレータは内部セパレータ及び側部セパレータを備えるのがよい。この場合、第１工程は、負極ユニットと正極ユニットとを内部セパレータを挟んで交互に積層するとともに、側部セパレータが内部積層体の側面を形成するように側部セパレータを負極ユニットと正極ユニットの積層方向に沿って配設して内部積層体を形成する工程であるのがよい。また、第２工程は、外側負極ユニットの外側負極活物質が内部積層体の両端面に面するとともに、金属リチウムが側部セパレータに面するように、外側負極ユニットで内部積層体を覆うことにより、蓄電ユニットを形成する工程であるのがよい。これによれば、電解液中に溶出した金属イオンが、側部セパレータを通過して、積層された各負極ユニットの端部から各負極ユニットの表面に進入する。
【００１２】
また、内部セパレータは側部セパレータに連結されているのがよい。より具体的には、隣接する２つの内部セパレータの一方の端部間の隙間が側部セパレータで塞がれるように内部セパレータが側部セパレータに連結されているとよい。これによれば、隣接する２つの内部セパレータ間に配設される負極ユニット或いは正極ユニットの一方の端部が側部セパレータに覆われることにより、これらの端部が内部積層体の側面から露出することが防止される。このため、外側負極ユニットで内部積層体を覆う際に正極ユニット及び負極ユニットが湾曲して内部積層体の側面から部分的に露出することが防止される。その結果、部分的に露出した部分が接触して正極ユニットと負極ユニットとが短絡することを確実に防止できる。
【００１３】
また、セパレータは更に一対の端部セパレータを備えるのがよい。この場合、第１工程は、負極ユニットと正極ユニットとを内部セパレータを挟んで交互に積層し、一対の端部セパレータを内部積層体の両端面に配設するとともに、側部セパレータが内部積層体の側面を形成するように側部セパレータを負極ユニットと正極ユニットの積層方向に沿って配設することにより、内部積層体を形成する工程であり、第２工程は、外側負極ユニットの外側負極活物質が端部セパレータに面するとともに、金属リチウムが側部セパレータに面するように、外側負極ユニットで内部積層体を覆うことにより、蓄電ユニットを形成する工程であるのがよい。
【００１４】
また、本発明は、平板状の負極集電体及び負極集電体の両面に設けられた負極活物質を有する負極ユニットと、平板状の正極集電体及び正極集電体の両面に設けられた正極活物質を有する正極ユニットと、セパレータとを有し、セパレータを挟んで負極ユニットと正極ユニットとを交互に積層することにより形成された内部積層体と、第１部分、第２部分及び第３部分がこの順に連なるように形成された平板状の外側負極集電体と、第１部分及び第２部分の一方面に設けられリチウムイオンがプレドープされた外側負極活物質とを有し、外側負極活物質が内部積層体の両端面に面するとともに第２部分が内部積層体の側面に面するように、内部積層体を覆う外側負極ユニットと、を備える蓄電ユニットと、蓄電ユニットを内部に収納するケースと、ケースに充填された電解液と、を備える蓄電デバイスを提供する。
【００１５】
この場合、セパレータは内部セパレータ及び側部セパレータを備え、内部セパレータを挟んで負極ユニットと正極ユニットとが交互に積層されており、側部セパレータは、内部積層体の側面を形成するように内部積層体の積層方向に沿って配設されており、第２部分が側部セパレータに対面配置されているとよい。また、セパレータは更に端部セパレータを備え、端部セパレータは、内部積層体の両端面に配設されており、第１部分及び第２部分に設けられた外側負極活物質が端部セパレータに対面配置されているとよい。
【００１６】
本発明によれば、集電抵抗及び作業工数を増大させることなく、均一に負極活物質にリチウムイオンがプレドープした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】
【００１７】
【図１】蓄電デバイスとしてのリチウムイオンキャパシタを示す概略断面図である。
【図２】図１のII−II断面図である。
【図３】図１のIII−III断面図である。
【図４】図１のIV−IV断面図である。
【図５】図４の内部積層体を示す図である。
【図６】負極ユニットを示す図である。
【図７】正極ユニットを示す図である。
【図８】第１実施形態に係る外側負極ユニットを展開して示す図である。
【図９】第１実施形態の第２工程にて形成されたプレドープ前の蓄電ユニットを示す断面図である。
【図１０】第１実施形態の第４工程が完了したリチウムイオンキャパシタを示す断面図である。
【図１１】第２実施形態に係る蓄電ユニットを高さ方向に垂直な断面で切断した断面図である。
【図１２】図１１の内部積層体を示す図である。
【図１３】第２実施形態に係る外側負極ユニットを展開して示す図である。
【図１４】第２実施形態の第２工程にて形成されたプレドープ前の蓄電ユニットを示す断面図である。
【図１５】第２実施形態の第４工程が完了したリチウムイオンキャパシタを示す断面図である。
【図１６】第３実施形態に係る蓄電ユニットを高さ方向に垂直な断面で切断した断面図である。
【図１７】図１６の内部積層体を示す図である。
【図１８】図１６のXVIII−XVIII断面図である。
【図１９】第３実施形態に係る外側負極ユニットを展開して示す図である。
【図２０】第３実施形態の第４工程が完了したリチウムイオンキャパシタを示す断面図である。
【図２１】第３実施形態の第４工程が完了したリチウムイオンキャパシタを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る蓄電デバイスとしてのリチウムイオンキャパシタを示す概略断面図である。図１に示すように、本実施形態に係るリチウムイオンキャパシタ１は、袋状のケース６と、ケース６内に充填された非水電解液５と、非水電解液５に浸された蓄電ユニット２とを備える。なお、以下の説明において、各構成を方向を伴って説明する場合、図１の上下方向を高さ方向と定義し、左右方向を幅方向と定義する。また、図１の紙面に垂直な方向、すなわち高さ方向および幅方向に垂直な方向を前後方向と定義する。
【００１９】
ケース６は、非水電解液５及び蓄電ユニット２を密閉収容できるように構成される。ケース６は本実施形態ではアルミニウム製のソフトケースである。ケース６は、アルミニウムからなる矩形状のラミネートフィルムを二枚重ね、溶着により四方の端辺同士を接合することにより矩形袋状に形成される。ケース６に正極端子６１及び負極端子６２が取付けられている。正極端子６１及び負極端子６２は、ケース６内の密閉状態を維持しつつ先端部分がケース６から突出するように、ケース６に取り付けられる。この端子６１，６２の基端側にケース６内の蓄電ユニット２が電気的に接続される。したがって、正極端子６１と負極端子６２との間に電気負荷を接続することにより、蓄電ユニット２で生じた電気エネルギーが取り出される。
【００２０】
非水電解液５は、電気伝導性を有する非水溶液であり、例えばリチウム塩電解質を有機溶媒に溶解することにより生成される。リチウム塩電解質として例えばＬｉＰＦ６が用いられるがこの限りでない。有機溶媒として例えばエチレンカーボネート（ＥＣ）やジエチルカーボネート（ＤＥＣ）が用いられるがこの限りでない。
【００２１】
図２は図１のII−II断面図、図３は図１のIII−III断面図、図４は図１のIV−IV断面図である。なお、図２及び図３は、リチウムイオンキャパシタ１を幅方向に垂直な平面で切断した断面図であり、図４は、リチウムイオンキャパシタ１を高さ方向に垂直な平面で切断した断面図である。図２〜図４に示すように、蓄電ユニット２は、内部積層体３と外側負極ユニット４とを備える。
【００２２】
図５は、図４に示す内部積層体３のみを示す断面図である。図５に示すように、内部積層体３は、複数の負極ユニット３１と、複数の正極ユニット３２と、セパレータ３３とを備える。セパレータ３３を挟んで複数の負極ユニット３１と複数の正極ユニット３２が前後方向に沿って積層される。本実施形態において内部積層体３は直方体形状を呈する。したがって、内部積層体３は、負極ユニット３１と正極ユニット３２の積層方向（前後方向）の両端面及び積層方向に沿って形成される４側面によって形作られる。
【００２３】
図６は負極ユニット３１を示す図であり、図６（ａ）が負極ユニット３１を前後方向から見た正面図、図６（ｂ）が幅方向から見た側面図である。図６に示すように、負極ユニット３１は、シート状の負極集電体３１１と、負極活物質３１２とを有する。負極集電体３１１は正面から見て略長方形状である。負極集電体３１１には、正面から見て左上部分から突出するように負極リード部Ａが形成される。負極集電体３１１は導電性の良好な材質で形成される。例えば本実施形態では銅箔が負極集電体３１１として用いられる。負極活物質３１２は負極集電体３１１の両面に塗工される。負極リード部Ａには負極活物質３１２は塗工されていない。負極活物質３１２は、リチウムイオンを吸蔵及び放出することができる材料により構成される。負極活物質３１２は、例えば、黒鉛、ハードカーボン、ソフトカーボン、ＣＮＴ（カーボンナノチューブ）等により構成されてもよいが、上述した機能を果たすことができる材料であれば、この限りでないい。
【００２４】
図７は正極ユニット３２を示す図であり、図７（ａ）が正極ユニット３２を前後方向から見た正面図、図７（ｂ）が幅方向から見た側面図である。図７に示すように、正極ユニット３２は、シート状の正極集電体３２１と、正極活物質３２２とを有する。正極集電体３２１は正面から見て略長方形状である。正極集電体３２１には、正面から見て右上部分から突出するように正極リード部Ｂが形成される。正極集電体３２１は導電性の良好な材質で形成される。例えば本実施形態ではアルミニウム箔が正極集電体３２１として用いられる。正極活物質３２２は正極集電体３２１の両面に塗工される。正極リード部Ｂには正極活物質３２２は塗工されていない。正極活物質３２２は、リチウムイオンもしくは電解質アニオンを可逆的に担持可能な材料により構成される。正極活物質３２２は、例えば活性炭により構成されてもよいが、上述した機能を果たすことができる材料であれば、この限りでない。
【００２５】
図５に示すように、内部積層体３のセパレータ３３は、複数の内部セパレータ３３１と、一対の端部セパレータ３３２と、一つの側部セパレータ３３３とを有する。複数の内部セパレータ３３１を挟んで負極ユニット３１と正極ユニット３２が前後方向に沿って交互に積層され、積層方向（前後方向）における内部積層体３の両端面に一対の端部セパレータ３３２，３３２が配設される。また、側部セパレータ３３３は、内部積層体３の側面の一部（図５において左側面）を形成するように積層方向に沿って配設される。
【００２６】
また、図５に示すように、全ての内部セパレータ３３１及び一対の端部セパレータ３３２の幅方向における左方の端部が側部セパレータ３３３に連結される。具体的には、隣接する端部セパレータ３３２と内部セパレータ３３１のそれぞれの左方端に形成される隙間、及び、隣接する２つの内部セパレータ３３１，３３１のそれぞれの左方端に形成される隙間が、側部セパレータ３３３で塞がれるように、全ての内部セパレータ３３１及び一対の端部セパレータ３３２が側部セパレータ３３３に連結されている。したがって、セパレータ３３内には、一方端（図５において左方端）が側部セパレータ３３３で塞がれた空間が積層方向（前後方向）に沿って形成される。この空間内にそれぞれ負極ユニット３１或いは正極ユニット３２が配設される。なお、端部セパレータ３３２とそれに隣接する内部セパレータ３３１との間の空間、すなわち積層方向における両端に位置する空間には、正極ユニット３２が配設される。
【００２７】
セパレータ３３は負極ユニット３１と正極ユニット３２との接触を防止するために設けられる。セパレータ３３として多孔質基材が好ましく用いられる。セパレータ３３として、例えばポリエチレン、ポリプロピレン等の多孔質フィルム基材等が採用され得るが、上述の機能を果たすものであれば、この限りでない。
【００２８】
図４に示すように、内部積層体３を包むように外側負極ユニット４が設けられる。図８は、内部積層体３を包んでいる外側負極ユニット４を展開して示す図であり、図８（ａ）が正面図、図８（ｂ）が側面図である。図８に示すように、外側負極ユニット４は、シート状の外側負極集電体４１と、外側負極活物質４２とを有する。外側負極集電体４１は、それぞれ長方形状の第１部分４１ａ、第２部分４１ｂ、第３部分４１ｃがこの順に横方向に連なった横長の長方形状を呈する。第１部分４１ａの左上部分及び第３部分４１ｃの右上部分に負極リード部Ａが形成される。第１部分４１ａ及び第３部分４１ｃは、負極ユニット３１の負極集電体３１１と同一の大きさ及び形状を有する。外側負極集電体４１は、負極集電体３１１と同一の材質で形成されているのがよいが、導電性の良好な材質で形成されていれば、この限りでない。
【００２９】
第１部分４１ａ及び第３部分４１ｃの同じ側を向いた一方面に、外側負極活物質４２が塗工される。外側負極活物質４２は、負極集電体３１１に塗工されている負極活物質３１２と同じ材質であるのがよいが、違う材質であってもよい。一方、第１部分４１ａ及び第３部分４１ｃの同じ側を向いた他方面、第２部分４１ｂ及び負極リード部Ａ，Ａには、外側負極活物質４２は塗工されていない。また、第２部分４１ｂのうち、第１部分４１ａ及び第３部分４１ｃの一方面（外側負極活物質４２が塗られた面）と同じ側を向いた面（図８において黒塗りしている部分）には、このリチウムイオンキャパシタ１の製造時に用いる金属リチウム４３が貼り付けられている。金属リチウム４３は、リチウムイオンキャパシタ１の製造過程において非水電解液５中にイオンとして溶出するため、リチウムイオンキャパシタ１の製造が完了したとき、厳密にはプレドープが完了したときには、既に消失している。
【００３０】
図４に良く示すように、外側負極ユニット４は、負極ユニット３１と正極ユニット３２の積層方向（前後方向）における内部積層体３の両端面及び幅方向における内部積層体３の左側面に対面するように、内部積層体３を覆う。この場合において、内部積層体３の前方端面に配設された端部セパレータ３３２に外側負極集電体４１の第１部分４１ａに塗工された外側負極活物質４２が対面接触する。また、内部積層体３の後方端面に配設された端部セパレータ３３２に外側負極集電体４１の第３部分４１ｃに塗工された外側負極活物質４２が対面接触する。さらに、外側負極集電体４１の第２部分４１ｂが、内部積層体３の幅方向における左側面に設けられた側部セパレータ３３３に対面配置する。
【００３１】
内部積層体３の各負極ユニット３１の負極集電体３１１に設けられた負極リード部Ａおよび外側負極ユニット４の外側負極集電体４１に設けられた２つの負極リード部Ａは、図２に示すように、リード線等の負極側導電性接続部材２５で連結される。この負極側導電性接続部材２５が負極端子６２に電気的に接続される。また、内部積層体３の各正極ユニット３２の正極集電体３２１に設けられた正極リード部Ｂが、図３に示すように、リード線等の正極側導電性接続部材２６で連結される。この正極側導電性接続部材２６が正極端子６１に電気的に接続される。なお、負極リード部Ａは、負極側導電性接続部材２５を介さずに、負極端子６２に接合及びリベット締結等により接続されるように構成しても良い。同様に、正極リード部Ｂは、正極側導電性接続部材２６を介さずに、正極端子６１に接合及びリベット締結等により接続されるように構成しても良い。
【００３２】
各負極ユニット３１の負極活物質３１２および外側負極ユニット４の外側負極活物質４２には、予めリチウムイオンが吸蔵（プレドープ）されている。
【００３３】
このような構成のリチウムイオンキャパシタ１においては、負極ユニット３１及び外側負極ユニット４にて、リチウムイオンの電気化学反応により電気エネルギーの充放電が行われ、正極ユニット３２にて、リチウムイオン或いはアニオンの物理的な吸脱着により電気エネルギーの充放電が行われる。
【００３４】
次に、このような構成のリチウムイオンキャパシタ１の製造方法について説明する。
【００３５】
（第１工程）
まず、図５に示すような内部積層体３を形成する。つまり、負極ユニット３１と正極ユニット３２とを内部セパレータ３３１を挟んで交互に積層する。また、一対の端部セパレータ３３２，３３２を、負極ユニット３１と正極ユニット３２との積層体の両端面に配設する。さらに、側部セパレータ３３３が内部積層体３の図５における左側面を形成するように側部セパレータ３３３を積層方向に沿って配設する。このようにして、積層方向における両端面に一対の端部セパレータ３３２，３３２が配置し、左側面に側部セパレータ３３３が配置した内部積層体３が形成される。
【００３６】
（第２工程）
次いで、外側負極集電体４１を用意する。そして、用意した外側負極集電体４１の第１部分４１ａ及び第３部分４１ｃの一方面に外側負極活物質４２を塗工するとともに、第２部分４１ｂの一方面に金属リチウム４３を貼り付けることにより、外側負極ユニット４を形成する。この場合において、金属リチウム４３が確実に外側負極集電体４１の第２部分４１ｂに接触するように、金属リチウム４３を第２部分４１ｂに圧着させるとよい。
【００３７】
次いで、外側負極ユニット４で内部積層体３を覆う。この場合において、内部積層体３中の負極ユニット３１及び正極ユニット３２の積層方向（前後方向）における前方端面に配置された端部セパレータ３３２に外側負極集電体４１の第１部分４１ａに塗工されている外側負極活物質４２が面し、積層方向における後方端面に配置された端部セパレータ３３２に外側負極集電体４１の第３部分４１ｃに塗工されている外側負極活物質４２が面し、内部積層体３の一側面に配設されている側部セパレータ３３３に外側負極集電体４１の第２部分４１ｂに圧着された金属リチウム４３が面するように、内部積層体３を外側負極集電体４１で覆う。これによりプレドープ前の蓄電ユニット２が形成される。図９は第２工程にて形成されたプレドープ前の蓄電ユニット２を示す図である。ここで、図９に示すように、外側負極集電体４１の第２部分４１ｂに設けられた金属リチウム４３は、内部積層体３内の負極ユニット３１及び正極ユニット３２の積層方向（前後方向）の全域に亘って側部セパレータ３３３に対面配置する。
【００３８】
（第３工程）
次に、負極集電体３１１及び外側負極集電体４１の負極リード部Ａを負極側導電性接続部材２５で接続することにより、蓄電ユニット２中の全ての負極集電体３１１及び外側負極集電体４１とを電気的に接続する。また、正極集電体３２１の正極リード部Ｂを正極側導電性接続部材２６で接続することにより、蓄電ユニット２中の全ての正極集電体３２１を電気的に接続する。
【００３９】
続いて、２枚の矩形状のアルミニウム製ラミネートフィルムを用意し、これらを重ね合わせ、重ね合わせたそれぞれのラミネートフィルムの４辺のうちの３辺を溶着により封止することにより、１辺が開口した袋状のケース６を成形する。ケース６の開口部分から蓄電ユニット２をケース６内に入れる。そして、負極側導電性接続部材２５を負極端子６２に接続し、正極側導電性接続部材２６を正極端子６１に接続する。
【００４０】
（第４工程）
その後、ケース６内に非水電解液５を充填する。充填後、ケース６の開口に正極端子６１及び負極端子６２を挟み、その状態で開口部分を溶着により封止する。図１０に第４工程が完了したリチウムイオンキャパシタ１を示す。
【００４１】
第４工程にてケース６内に非水電解液５を充填することにより、蓄電ユニット２が非水電解液５に浸される。これにより、蓄電ユニット２の外側負極集電体４１の第２部分４１ｂに取付けられた金属リチウム４３も非水電解液５に浸される。この金属リチウム４３は、外側負極集電体４１及び負極側導電性接続部材２５を介して各負極集電体３１１に短絡されている。そのため金属リチウム４３は外側負極集電体４１及び各負極集電体３１１に電子を放出するとともに、非水電解液５中にリチウムイオンとして溶出される。
【００４２】
非水電解液５中に溶出されたリチウムイオンは、幅方向に沿って蓄電ユニット２内の外側負極ユニット４の表面を泳動するとともに、側部セパレータ３３３を通過して各負極ユニット３１の表面を幅方向に沿って泳動する。そして、外側負極ユニット４の外側負極活物質４２及び各負極ユニット３１の負極活物質３１２にリチウムイオンが吸蔵される。こうしてプレドープが完了する。プレドープが完了した場合、図４に示すように外側負極ユニット４に設けられていた金属リチウム４３は消失する。
【００４３】
このように、本実施形態によれば、外側負極集電体４１に取付けられた金属リチウム４３が、内部積層体３の側面に対面している。よって、非水電解液５に溶出したリチウムイオンが、内部積層体３にその側面から進入する。内部積層体３の側面には各負極ユニット３１の端部が望んでいる。したがって、リチウムイオンはそれぞれの負極ユニット３１の端部から各負極ユニット３１内に容易に進入し、各負極ユニット３１の表面に沿って泳動することができる。よって、全ての負極ユニット３１に設けられた負極活物質３１２及び外側負極ユニット４に設けられた外側負極活に均一にリチウムイオンをプレドープすることができる。さらに、本実施形態によれば、図９に示すように、第２工程にて、金属リチウム４３が内部積層体３内の負極ユニット３１及び正極ユニット３２の積層方向（前後方向）の全域に亘って側部セパレータ３３３に対面配置するように、外側負極ユニット４で内部積層体３が覆われる。つまり、金属リチウム４３が、側部セパレータ３３３を挟んで内部積層体３の全ての負極ユニット３１の端部に面している。このため非水電解液５に溶出したリチウムイオンは全ての負極ユニット３１に均等に進入し、全ての負極ユニット３１の負極活物質３１２に均等にリチウムイオンをドープすることができる。
【００４４】
また、図５に示すように、全ての内部セパレータ３３１及び端部セパレータ３３２の幅方向における左方の端部が側部セパレータ３３３に連結されている。このため、隣接する内部セパレータ３３１の左方の端部間の隙間、或いは隣接する端部セパレータ３３２と内部セパレータ３３１の左方の端部間の隙間が、側部セパレータ３３３により塞がれる。よって、隣接する２つのセパレータ間に配設される負極ユニット３１或いは正極ユニット３２の左方の端部（外側負極ユニット４に覆われる側の端部）が側部セパレータ３３３に覆われ、これらの端部が内部積層体３の側面から露出することが防止される。その結果、外側負極ユニット４で内部積層体３を覆う際に負極ユニット３１及び正極ユニット３２が湾曲して内部積層体３の側面からこれらの端部が部分的に露出することが防止される。故に、部分的に露出した部分が接触して負極ユニット３１と正極ユニット３２とが短絡することを確実に防止できる。
【００４５】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態に係る蓄電デバイスとしてのリチウムイオンキャパシタの全体構成は、上記第１実施形態で説明した図１に示す構成と同一である。したがって、本実施形態に係るリチウムイオンキャパシタも、蓄電ユニット２と、非水電解液５と、ケース６とを備える。
【００４６】
図１１は、本実施形態に係る蓄電ユニット２を高さ方向に垂直な断面で切断した断面図である。図１１に示すように、本実施形態に係る蓄電ユニット２は、内部積層体３’と外側負極ユニット４’とを有する。外側負極ユニット４’によって内部積層体３’が覆われる。
【００４７】
図１２は、図１１に示す蓄電ユニット２の内部積層体３’を示す図である。図１２に示すように、内部積層体３’は、複数の負極ユニット３１と、複数の正極ユニット３２と、セパレータ３３’とを備える。セパレータ３３’を挟んで複数の負極ユニット３１と複数の正極ユニット３２が前後方向に沿って積層される。本実施形態に係る内部積層体３’は直方体形状を呈し、負極ユニット３１と正極ユニット３２の積層方向（前後方向）の両端面及び積層方向に沿った４側面によって形作られる。負極ユニット３１の構成及び正極ユニット３２の構成は、上記第１実施形態で説明した負極ユニット３１の構成及び正極ユニット３２の構成と同一であるので、その説明は省略する。
【００４８】
内部積層体３’のセパレータ３３’は、複数の内部セパレータ３３１’と、一対の端部セパレータ３３２’と、一対の側部セパレータ（左側部セパレータ３３３Ｌ、右側部セパレータ３３３Ｒ）とを有する。複数の内部セパレータ３３１’を挟んで負極ユニット３１と正極ユニット３２が前後方向に沿って交互に積層され、積層方向（前後方向）における両端に一対の端部セパレータ３３２’，３３２’が配設される。また、左側部セパレータ３３３Ｌは内部積層体３’の４側面のうち図１２の左側面を形成するように積層方向に沿って配設され、右側部セパレータ３３３Ｒは内部積層体３’の４側面のうち図１２の右側面を形成するように積層方向に沿って配設される。全ての内部セパレータ３３１及び端部セパレータ３３２の幅方向における左方の端部が左側部セパレータ３３３Ｌに連結される。したがって、図１２に示すように、セパレータ３３’内に一方の端部が左側部セパレータ３３３Ｌで塞がれた空間が積層方向（前後方向）に沿って形成され、この空間内にそれぞれ負極ユニット３１或いは正極ユニット３２が配設される。なお、端部セパレータ３３２’とそれに隣接する内部セパレータ３３１’との間の空間、すなわち積層方向における両端に位置する空間には、正極ユニット３２が配設される。また、全ての内部セパレータ３３１’及び端部セパレータ３３２’の幅方向における右方の端部は、右側部セパレータ３３３Ｒに連結されていてもよいが、内部積層体３’を形成することが困難である場合は連結していなくても良い。
【００４９】
図１１に示すように、内部積層体３’を包むように外側負極ユニット４’が設けられる。図１３は、外側負極ユニット４’を展開して示す図であり、図１３（ａ）が正面図、図１３（ｂ）が側面図である。図１３に示すように、本実施形態に係る外側負極ユニット４’は、シート状の外側負極集電体４１’と、外側負極活物質４２とを有する。外側負極集電体４１’は、それぞれ長方形状の第１部分４１ａ、第２部分４１ｂ、第３部分４１ｃ、第４部分４１ｄがこの順に図１３の横方向に連なった横長の長方形状を呈する。第１部分４１ａの左上部分及び第３部分４１ｃの右上部分に負極リード部Ａが形成される。第１部分４１ａ及び第３部分４１ｃは、負極ユニット３１の負極集電体３１１と同一の大きさ及び形状を有する（図５参照）。
【００５０】
第１部分４１ａ及び第３部分４１ｃの同じ側を向いた一方面に、外側負極活物質４２が塗工される。一方、第１部分４１ａ及び第３部分４１ｃの同じ側を向いた他方面、第２部分４１ｂ、第４部分４１ｄ及び負極リード部Ａ，Ａには、外側負極活物質４２は塗工されていない。第２部分４１ｂ及び第４部分４１ｄのうち、第１部分４１ａ及び第３部分４１ｃの一方面（外側負極活物質４２が塗られた面）と同じ側を向いた面（図１３において黒塗りしている部分）には、このリチウムイオンキャパシタ１の製造時に用いる金属リチウム４３が貼り付けられている。金属リチウム４３は、リチウムイオンキャパシタ１の製造過程において非水電解液５中にイオンとして溶出するため、リチウムイオンキャパシタ１の製造が完了したとき、厳密にはプレドープが完了したときには、既に消失している。
【００５１】
図１１に良く示すように、外側負極ユニット４’は、負極ユニット３１と正極ユニット３２の積層方向（前後方向）における内部積層体３’の両端面及び幅方向における左右側面に対面するように、内部積層体３’を覆う。この場合において、内部積層体３’の前方端面に配設された端部セパレータ３３２’に外側負極集電体４１’の第１部分４１ａに塗工された外側負極活物質４２が対面接触する。また、内部積層体３’の後方端面に配設された端部セパレータ３３２に外側負極集電体４１’の第３部分４１ｃに塗工された外側負極活物質４２が対面接触する。さらに、外側負極集電体４１’の第２部分４１ｂが、内部積層体３’の幅方向における左側面に設けられた左側部セパレータ３３３Ｌに対面配置し、外側負極集電体４１’の第４部分４１ｄが、内部積層体３’の幅方向における右側面に設けられた右側部セパレータ３３３Ｒに対面配置する。
【００５２】
その他の構成は、上記第１実施形態で同様であるので、その説明は省略する。
【００５３】
次に、本実施形態に係るリチウムイオンキャパシタの製造方法について説明する。
【００５４】
（第１工程）
まず、図１２に示すような内部積層体３’を形成する。つまり、負極ユニット３１と正極ユニット３２とを内部セパレータ３３１’を挟んで交互に積層する。また、一対の端部セパレータ３３２’，３３２’を、負極ユニット３１と正極ユニット３２との積層体の両端面に配設する。さらに、左側部セパレータ３３３Ｌが内部積層体３’の図１２において左側面を形成するように左側部セパレータ３３３Ｌを積層方向に沿って配設し、右側部セパレータ３３３Ｒが内部積層体３’の図１２において右側面を形成するように右側部セパレータ３３３Ｒを積層方向に沿って配設する。このようにして、積層方向における両端面に一対の端部セパレータ３３２，３３２が配置し、左側面に左側部セパレータ３３３Ｌが配置し、右側面に右側部セパレータ３３３Ｒが配置した内部積層体３が形成される。
【００５５】
（第２工程）
次いで、外側負極集電体４１’を用意する。そして、用意した外側負極集電体４１’の第１部分４１ａ及び第３部分４１ｃの一方面に外側負極活物質４２を塗工するとともに、第２部分４１ｂ及び第４部分４１ｄの一方面に金属リチウム４３を貼り付けることにより、外側負極ユニット４’を形成する。この場合において、金属リチウム４３が確実に外側負極集電体４１’の第２部分４１ｂ及び第４部分４１ｄに接触するように、金属リチウム４３を第２部分４１ｂ及び第４部分４１ｄに圧着させるとよい。
【００５６】
次いで、外側負極ユニット４’で内部積層体３’を覆う。この場合において、内部積層体３’中の負極ユニット３１及び正極ユニット３２の積層方向（前後方向）における前方端面に配置された端部セパレータ３３２’に外側負極集電体４１’の第１部分４１ａに塗工されている外側負極活物質４２が面し、積層方向における後方端面に配置された端部セパレータ３３２’に外側負極集電体４１’の第３部分４１ｃに塗工されている外側負極活物質４２が面し、内部積層体３’の左側面に配設されている左側部セパレータ３３３Ｌに外側負極集電体４１’の第２部分４１ｂに圧着された金属リチウム４３が面し、内部積層体３の右側面に配設されている右側部セパレータ３３３Ｒに外側負極集電体４１’の第４部分４１ｄに圧着された金属リチウム４３が面するように、内部積層体３’を外側負極ユニット４’によって覆う。これによりプレドープ前の蓄電ユニット２が形成される。図１４は第２工程にて形成されたプレドープ前の蓄電ユニット２を示す図である。ここで、図１４に示すように、外側負極集電体４１’の第２部分４１ｂ及び第４部分４１ｄに設けられた金属リチウム４３は、内部積層体３内の負極ユニット３１及び正極ユニット３２の積層方向（前後方向）の全域に亘って側部セパレータ３３３（左側部セパレータ３３３Ｌ、右側部セパレータ３３３Ｒ）に対面配置する。
【００５７】
（第３工程）
次に、負極集電体３１１及び外側負極集電体４１’の負極リード部Ａを負極側導電性接続部材２５で接続することにより、蓄電ユニット２中の全ての負極集電体３１１及び外側負極集電体４１’とを電気的に接続する。また、正極集電体３２１の正極リード部Ｂを正極側導電性接続部材２６で接続することにより、蓄電ユニット２中の全ての正極集電体３２１を電気的に接続する。そして、蓄電ユニット２をケース６内に入れ、負極側導電性接続部材２５を負極端子６２に接続し、正極側導電性接続部材２６を正極端子６１に接続する。
【００５８】
（第４工程）
その後、ケース６内に非水電解液５を充填する。充填後、ケース６の開口に正極端子６１及び負極端子６２を挟み、その状態で開口部分を溶着により封止する。図１５に第４工程が完了したリチウムイオンキャパシタを示す。
【００５９】
第４工程にてケース６内に非水電解液５を充填することにより、蓄電ユニット２が非水電解液５に浸される。これにより、蓄電ユニット２の外側負極集電体４１’の第２部分４１ｂ及び第４部分４１ｄに取付けられた金属リチウム４３も非水電解液５に浸される。この金属リチウム４３は、外側負極集電体４１’及び負極側導電性接続部材２５を介して各負極集電体３１１に短絡されている。そのため金属リチウム４３は外側負極集電体４１’及び各負極集電体３１１に電子を放出するとともに、非水電解液５中にリチウムイオンとして溶出される。
【００６０】
外側負極集電体４１’の第２部分４１ｂに設けられた金属リチウム４３から非水電解液５中に溶出されたリチウムイオンは、幅方向に沿って蓄電ユニット２内の外側負極ユニット４’の表面を泳動するとともに、左側部セパレータ３３３Ｌを通過して各負極ユニット３１の表面を幅方向に沿って泳動する。そして、外側負極ユニット４’の外側負極活物質４２及び各負極ユニット３１の負極活物質３１２にリチウムイオンが吸蔵される。また、外側負極集電体４１’の第４部分４１ｄに設けられた金属リチウム４３から非水電解液５中に溶出されたリチウムイオンは、幅方向に沿って蓄電ユニット２内の外側負極ユニット４’の表面を泳動するとともに、右側部セパレータ３３３Ｒを通過して各負極ユニット３１の表面を幅方向に沿って泳動する。そして、外側負極ユニット４’の外側負極活物質４２及び各負極ユニット３１の負極活物質３１２にリチウムイオンが吸蔵される。こうしてプレドープが完了する。プレドープが完了した場合、外側負極ユニット４に設けられていた金属リチウム４３は消失する。
【００６１】
このように、本実施形態によれば、外側負極集電体４１’に取付けられた金属リチウム４３が、内部積層体３’の対向する２側面に対面している。よって、非水電解液５に溶出したリチウムイオンが、内部積層体３’にその対向する２側面から進入する。内部積層体３’の側面には各負極ユニット３１の端部が望んでいる。したがって、リチウムイオンはそれぞれの負極ユニット３１の端部から各負極ユニット３１内に容易に進入し、各負極ユニット３１の表面に沿って泳動することができる。よって、全ての負極ユニット３１に設けられた負極活物質３１２及び外側負極ユニット４’に設けられた外側負極活物質４２に均一にリチウムイオンをプレドープすることができる。さらに、本実施形態によれば、図１４に示すように、第２工程にて、外側負極ユニット４’に設けられた金属リチウム４３が内部積層体３’内の負極ユニット３１及び正極ユニット３２の積層方向（前後方向）の全域に亘って左側部セパレータ３３３Ｌ及び右側部セパレータ３３３Ｒに対面配置するように、外側負極ユニット４’で内部積層体３’が覆われる。つまり、金属リチウム４３が、側部セパレータを挟んで内部積層体３’の全ての負極ユニット３１の端部に面している。このため非水電解液５に溶出したリチウムイオンは全ての負極ユニット３１に均等に進入し、全ての負極ユニット３１の負極活物質３１２に均等にリチウムイオンをドープすることができる。
【００６２】
また、本実施形態によれば、非水電解液５中のリチウムイオンが各負極ユニット３１に対向する２方向から進入するため、効率的にプレドープが進行し、プレドープ時間を短縮できるとともに、一つの負極集電体３１１上の負極活物質３１２内の全領域にむらなくリチウムイオンをプレドープすることができる。
【００６３】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態に係る蓄電デバイスとしてのリチウムイオンキャパシタの全体構成も上記第１実施形態で説明した図１に示す構成と同一である。したがって、本実施形態に係るリチウムイオンキャパシタも、蓄電ユニット２と、非水電解液５と、ケース６とを備える。
【００６４】
図１６は、本実施形態に係る蓄電ユニット２を高さ方向に垂直な断面で切断した断面図である。図１６に示すように、本実施形態に係る蓄電ユニット２は、内部積層体３”と外側負極ユニット４”とを有する。外側負極ユニット４”によって内部積層体３”が覆われる。
【００６５】
図１７は、図１６に示す蓄電ユニット２の内部積層体３”を示す図である。図１６に示すように、内部積層体３”は、複数の負極ユニット３１と、複数の正極ユニット３２と、セパレータ３３”とを備える。セパレータ３３”を挟んで複数の負極ユニット３１と複数の正極ユニット３２が前後方向に沿って積層される。内部積層体３”は直方体形状を呈し、負極ユニット３１と正極ユニット３２の積層方向（前後方向）の両端面及び積層方向に沿った４側面によって形作られる。負極ユニット３１の構成及び正極ユニット３２の構成は、上記第１実施形態で説明した負極ユニット３１の構成及び正極ユニット３２の構成と同一であるので、その説明は省略する。
【００６６】
内部積層体３”のセパレータ３３”は、複数の内部セパレータ３３１”と、一対の端部セパレータ３３２”と、一対の側部セパレータ（左側部セパレータ３３３Ｌ、右側部セパレータ３３３Ｒ）と、後述する下側部セパレータ３３３Ｄとを有する。複数の内部セパレータ３３１”を挟んで負極ユニット３１と正極ユニット３２が前後方向に沿って交互に積層され、積層方向（前後方向）における両端面に一対の端部セパレータ３３２”，３３２”が配設される。また、左側部セパレータ３３３Ｌは内部積層体３”の４側面のうち図１７の左側面を形成するように積層方向に沿ってに配設され、右側部セパレータ３３３Ｒは内部積層体３”の４側面のうち図１７の右側面を形成するように積層方向に沿って配設される。全ての内部セパレータ３３１及び端部セパレータ３３２の幅方向における左方の端部が左側部セパレータ３３３Ｌに連結される。したがって、図１７に示すように、セパレータ３３”内に一方の端部が左側部セパレータ３３３Ｌで塞がれた空間が積層方向（前後方向）に沿って形成され、この空間内にそれぞれ負極ユニット３１或いは正極ユニット３２が配設される。なお、端部セパレータ３３２”とそれに隣接する内部セパレータ３３１”との間の空間、すなわち積層方向における両端に位置する空間には、正極ユニット３２が配設される。また、全ての内部セパレータ３３１”及び端部セパレータ３３２”の幅方向における右方の端部は、右側部セパレータ３３３Ｒに連結されていてもよいが、内部積層体３”を形成することが困難である場合は連結していなくても良い。
【００６７】
図１８は、図１６のXVIII−XVIII断面図である。図１８に示すように、積層方向（前後方向）における内部積層体３”の前方端に配設された端部セパレータ３３２”の高さ方向下方端に、下側部セパレータ３３３Ｄが接続されている。下側部セパレータ３３３Ｄは、内部積層体３”の４側面のうち図１８の下側面に配設される。
【００６８】
図１９は、外側負極ユニット４”を展開して示す図であり、図１９（ａ）が正面図、図１９（ｂ）が側面図である。図１９に示すように、本実施形態に係る外側負極ユニット４”は、シート状の外側負極集電体４１”と、外側負極活物質４２とを有する。外側負極集電体４１”は、それぞれ長方形状の第１部分４１ａ、第２部分４１ｂ、第３部分４１ｃ、第４部分４１ｄ、及び第５部分４１ｅを備える。第１部分４１ａ、第２部分４１ｂ、第３部分４１ｃ及び第４部分４１ｄがこの順に図１９の横方向に連なる。また、第１部分４１ａの図１９において下端に第５部分４１ｅが連なる。第１部分４１ａの左上部分及び第３部分４１ｃの右上部分に負極リード部Ａが形成される。第１部分４１ａ及び第３部分４１ｃは、負極ユニット３１の負極集電体３１１と同一の大きさ及び形状を有する（図５参照）。
【００６９】
第１部分４１ａ及び第３部分４１ｃの同じ側を向いた一方面に、外側負極活物質４２が塗工される。一方、第１部分４１ａ及び第３部分４１ｃの同じ側を向いた他方面、第２部分４１ｂ、第４部分４１ｄ、第５部分４１ｅ及び負極リード部Ａ，Ａには、外側負極活物質４２は塗工されていない。第２部分４１ｂ、第４部分４１ｄ及び第５部分４１ｅのうち、第１部分４１ａ及び第３部分４１ｃの一方面（外側負極活物質４２が塗られた面）と同じ側を向いた面（図１３において黒塗りしている部分）には、このリチウムイオンキャパシタ１の製造時に用いる金属リチウム４３が貼り付けられている。金属リチウム４３は、リチウムイオンキャパシタ１の製造過程において非水電解液５中にイオンとして溶出するため、リチウムイオンキャパシタ１の製造が完了したとき、厳密にはプレドープが完了したときには、既に消失している。
【００７０】
図１６及び図１８からわかるように、外側負極ユニット４”は、負極ユニット３１と正極ユニット３２の積層方向（前後方向）における内部積層体３”の両端面、内部積層体３”の幅方向の左右側面、及び高さ方向の下側面に、それぞれ対面するように、内部積層体３”を覆う。つまり、直方体状の内部積層体３”を形作る６面（２端面及び４側面）のうちの５面（両端面及び３側面）に外側負極ユニット４”が配設される。外側負極ユニット４”に覆われていない側面からは、負極リード部Ａ及び正極リード部Ｂが突出している。この場合において、積層方向（前後方向）における内部積層体３”の前方端面に配設された端部セパレータ３３２”に外側負極集電体４１”の第１部分４１ａに塗工された外側負極活物質４２が対面接触し、後方端面に配設された端部セパレータ３３２”に外側負極集電体４１”の第３部分４１ｃに塗工された外側負極活物質４２が対面接触する。さらに、外側負極集電体４１”の第２部分４１ｂが、内部積層体３”の幅方向における左側面に設けられた左側部セパレータ３３３Ｌに対面配置し、外側負極集電体４１”の第４部分４１ｄが、内部積層体３”の幅方向における右側面に設けられた右側部セパレータ３３３Ｒに対面配置する。さらに、外側負極集電体４１”の第５部分４１ｅが、内部積層体３”の高さ方向における下側面に設けられた下側部セパレータ３３３Ｄに対面配置する。
【００７１】
その他の構成は、上記第１実施形態で同様であるので、その説明は省略する。
【００７２】
次に、本実施形態に係るリチウムイオンキャパシタの製造方法について説明する。
【００７３】
（第１工程）
まず、内部積層体３”を形成する。つまり、負極ユニット３１と正極ユニット３２とを内部セパレータ３３１”を挟んで交互に積層する。また、一対の端部セパレータ３３２”，３３２”を、負極ユニット３１と正極ユニット３２との積層体の積層方向の両端面に配設する。さらに、左側部セパレータ３３３Ｌが内部積層体３”の図１７においてを左側面を形成するように左側部セパレータ３３３Ｌを積層方向に沿って配設し、右側部セパレータ３３３Ｒが内部積層体３”の図１７において右側面を形成するように右側部セパレータ３３３Ｒを積層方向に沿って配設する。さらに、下側部セパレータ３３３Ｄが内部積層体３”の図１８において下側面を形成するように下側部セパレータ３３３Ｄを積層方向に沿って配設する。このようにして、積層方向における両端面に一対の端部セパレータ３３２，３３２が配置し、左側面に左側部セパレータ３３３Ｌが配置し、右側面に右側部セパレータ３３３Ｒが配置し、下側面に下側部セパレータ３３３Ｄが配置した内部積層体３”が形成される。
【００７４】
（第２工程）
次いで、外側負極集電体４１”を用意する。そして、用意した外側負極集電体４１”の第１部分４１ａ及び第３部分４１ｃの一方面に外側負極活物質４２を塗工するとともに、第２部分４１ｂ、第４部分４１ｄ及び第５部分４１ｅの一方面に金属リチウム４３を貼り付けることにより、外側負極ユニット４”を形成する。この場合において、金属リチウム４３が確実に外側負極集電体４１’の第２部分４１ｂ、第４部分４１ｄ及び第５部分４１ｅに接触するように、金属リチウム４３を第２部分４１ｂ、第４部分４１ｄ及び第５部分４１ｅに圧着させるとよい。
【００７５】
次いで、外側負極ユニット４”で内部積層体３”を覆う。この場合において、内部積層体３”中の負極ユニット３１及び正極ユニット３２の積層方向（前後方向）における前方端面に配置された端部セパレータ３３２”に外側負極集電体４１”の第１部分４１ａに塗工されている外側負極活物質４２が面し、積層方向における後方端面に配置された端部セパレータ３３２”に外側負極集電体４１”の第３部分４１ｃに塗工されている外側負極活物質４２が面し、内部積層体３”の左側面に配設されている左側部セパレータ３３３Ｌに外側負極集電体４１”の第２部分４１ｂに圧着された金属リチウム４３が面し、内部積層体３の右側面に配設されている右側部セパレータ３３３Ｒに外側負極集電体４１”の第４部分４１ｄに圧着された金属リチウム４３が面し、さらに内部積層体３”の下側面に配設されている下側部セパレータ３３３Ｄに外側負極集電体４１”の第５部分４１ｅに圧着された金属リチウム４３が面するように、内部積層体３”を外側負極ユニット４”によって覆う。これによりプレドープ前の蓄電ユニット２が形成される。
【００７６】
（第３工程）
次に、負極集電体３１１及び外側負極集電体４１”の負極リード部Ａを負極側導電性接続部材２５で接続することにより、蓄電ユニット２中の全ての負極集電体３１１及び外側負極集電体４１”とを電気的に接続する。また、正極集電体３２１の正極リード部Ｂを正極側導電性接続部材２６で接続することにより、蓄電ユニット２中の全ての正極集電体３２１を電気的に接続する。そして、蓄電ユニット２をケース６内に入れ、負極側導電性接続部材２５を負極端子６２に接続し、正極側導電性接続部材２６を正極端子６１に接続する。
【００７７】
（第４工程）
その後、ケース６内に非水電解液５を充填する。充填後、ケース６の開口に正極端子６１及び負極端子６２を挟み、その状態で開口部分を溶着により封止する。図２０，２１に第４工程が完了したリチウムイオンキャパシタの断面図を示す。
【００７８】
第４工程にてケース６内に非水電解液５を充填することにより、蓄電ユニット２が非水電解液５に浸される。これにより、蓄電ユニット２の外側負極集電体４１”の第２部分４１ｂ、第４部分４１ｄ及び第５部分４１ｅに取付けられた金属リチウム４３も非水電解液５に浸される。この金属リチウム４３は、外側負極集電体４１”及び負極側導電性接続部材２５を介して各負極集電体３１１に短絡されている。そのため金属リチウム４３は外側負極集電体４１”及び各負極集電体３１１に電子を放出するとともに、非水電解液５中にリチウムイオンとして溶出される。
【００７９】
外側負極集電体４１”の第２部分４１ｂに設けられた金属リチウム４３から非水電解液５中に溶出されたリチウムイオンは、幅方向に沿って蓄電ユニット２内の外側負極ユニット４”の表面を泳動するとともに、左側部セパレータ３３３Ｌを通過して各負極ユニット３１の表面を幅方向に沿って泳動する。そして、外側負極ユニット４”の外側負極活物質４２及び各負極ユニット３１の負極活物質３１２にリチウムイオンが吸蔵される。また、外側負極集電体４１”の第４部分４１ｄに設けられた金属リチウム４３から非水電解液５中に溶出されたリチウムイオンは、幅方向に沿って蓄電ユニット２内の外側負極ユニット４”の表面を泳動するとともに、右側部セパレータ３３３Ｒを通過して各負極ユニット３１の表面を幅方向に沿って泳動する。そして、外側負極ユニット４”の外側負極活物質４２及び各負極ユニット３１の負極活物質３１２にリチウムイオンが吸蔵される。さらに、外側負極集電体４１”の第５部分４１ｅに設けられた金属リチウム４３から非水電解液５中に溶出されたリチウムイオンは、高さ方向に沿って蓄電ユニット２内の外側負極ユニット４”の表面を泳動するとともに、下側部セパレータ３３４を通過して各負極ユニット３１の表面を高さ方向に沿って泳動する。そして、外側負極ユニット４”の外側負極活物質４２及び各負極ユニット３１の負極活物質３１２にリチウムイオンが吸蔵される。こうしてプレドープが完了する。プレドープが完了した場合、外側負極ユニット４に設けられていた金属リチウム４３は消失する。
【００８０】
このように、本実施形態によれば、外側負極集電体４１”に取付けられた金属リチウム４３が、内部積層体３”の３側面に対面している。よって、非水電解液５に溶出したリチウムイオンが、内部積層体３”の３側面から内部積層体３”内に進入する。内部積層体３”の側面には各負極ユニット３１の端部が望んでいる。したがって、リチウムイオンはそれぞれの負極ユニット３１の端部から各負極ユニット３１内に容易に進入し、各負極ユニット３１の表面に沿って泳動することができる。よって、全ての負極ユニット３１に設けられた負極活物質３１２及び外側負極ユニット４”に設けられた外側負極活物質４２に均一にリチウムイオンをプレドープすることができる。さらに、本実施形態によれば、図２０，２１に示すように、外側負極ユニット４”に設けられた金属リチウム４３が内部積層体３”内の負極ユニット３１及び正極ユニット３２の積層方向（前後方向）の全域に亘って左側部セパレータ３３３Ｌ、右側部セパレータ３３３Ｒ及び下側部セパレータ３３３Ｄに対面配置するように、外側負極ユニット４”で内部積層体３”が覆われる。つまり、金属リチウム４３が、側部セパレータを挟んで内部積層体３”の全ての負極ユニット３１の端部に面している。このため非水電解液５に溶出したリチウムイオンは全ての負極ユニット３１に均等に進入し、全ての負極ユニット３１の負極活物質３１２に均等にリチウムイオンをドープすることができる。
【００８１】
また、本実施形態によれば、非水電解液５中のリチウムイオンが各負極ユニット３１に３方向から進入するため、より効率的にプレドープが進行し、プレドープ時間をより一層短縮できるとともに、一つの負極集電体３１１上の負極活物質３１２内の全領域にむらなくリチウムイオンをプレドープすることができる。
【００８２】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるべきものではない。例えば、上記各実施形態においては、内部積層体の形状が直方体形状である例について説明したが、多角柱形状であってもよく、また円柱形状であってもよい。すなわち内部積層体が両端面及び側面を有する形状であればよい。また、上記実施形態では蓄電デバイスとしてリチウムイオンキャパシタを例示したが、リチウムイオンがプレドープされたリチウム電池にも本発明を適用することができる。このように、本発明は、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、変形可能である。
【符号の説明】
【００８３】
１…リチウムイオンキャパシタ（蓄電デバイス）、２…蓄電ユニット、３，３’，３”…内部積層体、３１…負極ユニット、３１１…負極集電体、３１２…負極活物質、３２…正極ユニット、３２１…正極集電体、３２２…正極活物質、３３，３３’，３３”…セパレータ、３３１，３３１’，３３１”…内部セパレータ、３３２，３３２’，３３２”…端部セパレータ、３３３…側部セパレータ、３３３Ｄ…下側部セパレータ、３３３Ｌ…左側部セパレータ、３３３Ｒ…右側部セパレータ、４…外側負極ユニット、４１…外側負極集電体、４１ａ…第１部分、４１ｂ…第２部分、４１ｃ…第３部分、４１ｄ…第４部分、４１ｅ…第５部分、４２…外側負極活物質、４３…金属リチウム、５…非水電解液、６…ケース
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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