(57)【要約】      （修正有）【課題】リチウム供給源において、部材の有効利用が図れ、低コストの蓄電デバイスの提供。【解決手段】金属箔からなる正極集電体に正極活物質層を形成した正極電極と、金属箔からなる負極集電体に負極活物質層を形成した負極電極と、前記正極電極および前記負極電極にそれぞれ対向して配置されるセパレータと、リチウムイオンを含有する非水系電解液と、前記負極電極へリチウムイオンを供給する、金属箔からなるリチウム集電体の少なくとも一方の主面にリチウム箔を配したリチウム供給源１５において、リチウム集電体１２の少なくとも１つに、切れ込み１４を有する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属箔からなる正極集電体に正極活物質層を形成した正極電極と、金属箔からなる負極集電体に負極活物質層を形成した負極電極と、前記正極電極および前記負極電極にそれぞれ対向して配置されるセパレータと、リチウムイオンを含有する非水系電解液と、前記負極電極へリチウムイオンを供給する、金属箔からなるリチウム集電体の少なくとも一方の主面にリチウム箔を配したリチウム供給源とを備え、
前記セパレータを介して前記正極電極と前記負極電極とを交互に積層した蓄電素子と、前記蓄電素子における前記負極電極の少なくとも１つに対向して配置される前記リチウム供給源と、前記電解液とを外装材にて密閉した蓄電デバイスであって、
前記リチウム集電体の少なくとも１つに、切れ込みを有することを特徴とする蓄電デバイス。
【請求項２】
前記切れ込みは、前記リチウム集電体に、少なくとも１つ設けら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】
前記切れ込みは、１ｍｍ以上１００ｍｍ以下の間隔で連続して設けられること特徴とする請求項１または２に記載煮の蓄電デバイス。
【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、リチウムイオン二次電池などの蓄電デバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
充放電可能な電池機能を有する蓄電デバイスには、電気二重層キャパシタ、リチウムイオン二次電池などがある。また、電気二重層キャパシタの正極電極とリチウムイオン二次電池の負極電極とで構成されたリチウムイオンキャパシタ等のハイブリッドタイプのキャパシタも知られている。
【０００３】
このような蓄電デバイスは、エネルギー源、エネルギー回生用途への適用において、更なる高エネルギー密度化、低抵抗化が求められている。また、これらの蓄電デバイスでは、負極電極にリチウムイオンをドープさせる技術が用いられており、リチウム供給源に対する検討も行われている。このような例として、特許文献１、２のような技術が開示されている。
【０００４】
特許文献１には、貫通孔を有さないニッケル箔のリチウム集電体にリチウム箔を貼り付けたリチウム供給源と、対向して配置された負極電極とを電気化学的接触によりリチウムイオンを負極電極にドープする蓄電デバイスが記載されている。
【０００５】
しかし、特許文献１に記載のドープ技術では、リチウムイオン源に近接して対向している負極電極と、近接していない負極電極での、リチウムイオンの移動距離が違うため、積層された負極電極間のドープの状態が不均一になり、抵抗（ＤＣ−Ｒ）が大きくなるという問題があった。また、ドープに必要な時間も増加し、生産性が低下するという問題があった。
【０００６】
特許文献１の問題を解決する技術として、特許文献２では、ドープの状態の均一化と、ドープに必要な時間を短縮し、生産性を向上させるために、表裏面を貫通する孔を備えた正極集電体及び負極電極集電体を使用し、同じく貫通する孔を備えたステンレス製のリチウム集電体にリチウム箔を貼り付けたリチウム供給源を使用する蓄電デバイスが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−１３５６４８号公報
【特許文献２】特開２０１１−２１６５７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献２では、多数の貫通孔を有する金属材料のリチウム集電体を用いてリチウム供給源を構成するため、リチウム箔にはリチウム集電体に接する部分と、接しない部分が生ずる。負極電極とリチウム供給源を短絡させてリチウムイオンをドープする場合、リチウム集電体と接する部分は電流が流れ易くイオン化が進み易いが、リチウム集電体と接しない部分はイオン化されにくく、リチウム箔の残渣が発生する場合がある。これにより、リチウム箔が不均一に消費されてしまい、高価なリチウムを有効に利用することが困難であるという課題があった。
【０００９】
また、リチウム集電体に貫通孔を形成するためには、煩雑な加工を必要とするため、製造コストが上昇するという課題もあった。
【００１０】
したがって、本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、リチウムの有効利用が図れ、低コストで製造ができる蓄電デバイスの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、リチウム供給源におけるリチウム集電体の少なくとも１つに、切れ込みを有する蓄電デバイスである。
【００１２】
すなわち、金属箔からなる正極集電体に正極活物質層を形成した正極電極と、金属箔からなる負極集電体に負極活物質層を形成した負極電極と、前記正極電極および前記負極電極にそれぞれ対向して配置されるセパレータと、リチウムイオンを含有する非水系電解液と、前記負極電極へリチウムイオンを供給する、金属箔からなるリチウム集電体の少なくとも一方の主面にリチウム箔を配したリチウム供給源とを備え、前記セパレータを介して前記正極電極と前記負極電極とを交互に積層した蓄電素子と、前記蓄電素子における前記負極電極の少なくとも１つに対向して配置される前記リチウム供給源と、前記電解液とを外装材にて密閉した蓄電デバイスであって、前記リチウム集電体の少なくとも１つに、切れ込みを有することを特徴とする。
【００１３】
前記切れ込みは、前記リチウム集電体に、少なくとも１つ設けられることを特徴とする。
【００１４】
前記切れ込みは、１ｍｍ以上１００ｍｍ以下の間隔で連続して設けられることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、蓄電デバイスにおいて、リチウム供給源におけるリチウム集電体の少なくとも１つに、切れ込みを有する。これにより、リチウムの有効利用が図れ、低コストで製造ができる蓄電デバイスの提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の蓄電デバイスを構成するセルを説明する図であり、図１（ａ）は正面図、図１（ｂ）は平面図、図１（ｃ）は底面図、図１（ｄ）および図１（ｅ）は側面図。
【図２】本発明の第１の実施の形態の蓄電デバイスを構成する蓄電素子およびリチウム供給源を説明する断面図。
【図３】本発明の蓄電デバイスにおける蓄電素子を説明する図であり、図３（ａ）は負極電極を説明する正面図、図３（ｂ）は正極電極を説明する正面図、図３（ｃ）はセパレータを説明する正面図。
【図４】本発明のリチウム供給源の構成例１を説明する図であり、図４（ａ）はリチウム箔を説明する正面図、図４（ｂ）はリチウム集電体を説明する正面図。
【図５】本発明のリチウム供給源の構成例２を説明する図であり、図５（ａ）はリチウム箔を説明する正面図、図５（ｂ）はリチウム集電体を説明する正面図。
【図６】本発明のリチウム供給源の構成例３を説明する図であり、図６（ａ）はリチウム箔を説明する正面図、図６（ｂ）はリチウム集電体を説明する正面図。
【図７】本発明のリチウム供給源の構成例４を説明する図であり、図７（ａ）はリチウム箔を説明する正面図、図７（ｂ）はリチウム集電体を説明する正面図。
【図８】本発明のリチウム供給源の構成例５を説明する図であり、図８（ａ）はリチウム箔を説明する正面図、図８（ｂ）はリチウム集電体を説明する正面図。
【図９】本発明のリチウム供給源の構成例６を説明する図であり、図９（ａ）はリチウム箔を説明する正面図、図９（ｂ）はリチウム集電体を説明する正面図。
【図１０】比較例１のリチウム供給源の構成を説明する図であり、図１０（ａ）はリチウム箔を説明する正面図、図１０（ｂ）はリチウム集電体を説明する正面図。
【図１１】比較例２のリチウム供給源の構成を説明する図であり、図１１（ａ）はリチウム箔を説明する正面図、図１１（ｂ）はリチウム集電体を説明する正面図。
【図１２】本発明の第２の実施の形態の蓄電デバイスを構成する蓄電素子およびリチウム供給源を説明する断面図。
【図１３】本発明の第３の実施の形態の蓄電デバイスを構成する蓄電素子およびリチウム供給源を説明する断面図。
【図１４】本発明の第４の実施の形態の蓄電デバイスを構成する蓄電素子およびリチウム供給源を説明する断面図。
【図１５】本発明の第５の実施の形態の蓄電デバイスを構成する蓄電素子およびリチウム供給源を説明する断面図。
【図１６】本発明の第６の実施の形態の蓄電デバイスを構成する蓄電素子およびリチウム供給源を説明する断面図。
【図１７】本発明の第７の実施の形態の蓄電デバイスを構成する蓄電素子およびリチウム供給源を説明する断面図。
【図１８】本発明の第８の実施の形態の蓄電デバイスを構成する蓄電素子およびリチウム供給源を説明する断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１８】
本発明の蓄電デバイスは、セパレータを介して積層された正極電極と、負極電極とを有する蓄電素子を備えている。
【００１９】
さらに、この蓄電素子を収納し、リチウムイオンを供給するリチウムイオン供給源と、正極電極および負極電極にそれぞれ電気的に接続される正極外部端子および負極外部端子を備え、電解液の注入等により、イオン供給源から負極電極にリチウムイオンがドープされ、外装材にて密閉して蓄電デバイスが得られる。
【００２０】
なお、本実施の形態では、蓄電デバイスとしてリチウムイオンキャパシタを例に説明するが、リチウムイオン二次電池にも適用可能である。
【００２１】
図１は、本発明の蓄電デバイスを構成するセルを説明する図であり、図１（ａ）は正面図、図１（ｂ）は平面図、図１（ｃ）は底面図、図１（ｄ）および図１（ｅ）は側面図である。
【００２２】
図１（ａ）〜（ｅ）に示すように、蓄電デバイスを構成するセル４は、内部に収納された蓄電素子１６（破線部）と、蓄電素子１６の負極電極に対向して配置されるリチウムイオン供給源（図示せず）と、注入された電解液（図示せず）と、外装材３によって構成されている。図１（ａ）に示すように、正極外部端子１と負極外部端子２は、外装材３の間からそれぞれ外部に導出している。図１に示すセル４は、前述の電解液の注入により、すでにリチウムイオン供給源から負極電極にリチウムイオンがドープされた状態である。なお、リチウムイオン供給源における負極電極と電気的に接続する外部端子は、すでに外した状態である。通常、このセル４を１つまたは２つ以上備えて蓄電デバイスが構成される。
【００２３】
次に、本発明の蓄電デバイスにおける蓄電素子およびリチウム供給源を説明する。図２は、本発明の第１の実施の形態の蓄電デバイスを構成する蓄電素子およびリチウム供給源を説明する断面図である。
【００２４】
図２に示すように、蓄電素子１６は、外側からセパレータ１１、負極電極層８と負極集電体６からなる負極電極１０、セパレータ１１、正極電極層７と正極集電体５からなる正極電極９の順で積層したものである。なお、セパレータ１１は、外装材（図示せず）における内側の接着層と、蓄電素子１６の外側の負極電極１０との間にも配置される。すなわち、外装材の内部における蓄電素子１６の構成は、セパレータ１１／負極電極１０／セパレータ１１／正極電極９／セパレータ１１／・・／セパレータ１１／正極電極９／セパレータ１１／負極電極１０／セパレータ１１、となっている。
【００２５】
リチウムイオンを供給するリチウム供給源１５は、蓄電素子１６における負極電極１０の少なくとも１つに対向して配置される。図２では、リチウム供給源１５は、蓄電素子１６における２つの外側の負極電極１０に対向して配置されている。なお、リチウム箔１３は、リチウム集電体１２の両面に貼られている。リチウムイオンを含有する非水系溶液等からなる電解液が注入されると、リチウム供給源１５から負極電極層８に、リチウムイオンがドープされる。
【００２６】
つづいて、本発明の蓄電素子の構成する素子である負極電極、正極電極、セパレータを説明する。図３は、本発明の蓄電デバイスにおける蓄電素子を説明する図であり、図３（ａ）は負極電極を説明する正面図、図３（ｂ）は正極電極を説明する正面図、図３（ｃ）はセパレータを説明する正面図である。
【００２７】
図３（ａ）に示すように、負極電極１０は、負極電極層８と負極集電体６からなる。負極電極層８は、リチウムイオンを可逆的に吸蔵、脱離可能な活物質を多量に含んでいる。負極集電体６は、一般的には銅や銅合金などの金属箔からなる。負極電極層８は、負極集電体６の片面もしくは両面に塗布等により形成される。なお、負極集電体６は、説明のため、一部分を露出させて描いているが、通常は露出していない。また、負極電極層８にはハッチングを施している。
【００２８】
負極電極１０を作製する他の方法を説明する。まず、予め、活物質となる炭素原料、導電剤、バインダ等を混練した部材を準備する。その混練した部材を圧延し、負極電極層８となるシートを成形する。このシートを負極集電体６に導電性カーボンペースト等を用いて接着する。その後、導電性カーボンペーストを加熱し、乾燥させて負極電極１０を得ることができる。
【００２９】
負極集電体タブ２６は、一般に負極電極層８を形成する負極集電体６の一部を延出させたものであるが、何らかの薄い金属体を負極集電体６に溶接や圧着などの方法により固定したものでもよい。
【００３０】
図３（ｂ）に示すように、正極電極９は、正極電極層７と正極集電体５からなり、このうち正極電極層７は、アニオンまたはカチオンを可逆的に担持可能な活物質を多量に含む層である。正極集電体５は、一般的にはアルミニウムやアルミニウム合金、ステンレス箔などの金属箔からなる。正極電極層７は、正極集電体５の片面もしくは両面に塗布等により形成される。なお、正極集電体５は、説明のため、一部分を露出させて描いているが、通常は露出していない。また、正極電極層７にはハッチングを施している。
【００３１】
正極電極９を作製する他の方法も負極電極１０と同様であり、予め、活物質となる炭素原料、導電剤、バインダ等を混練した部材を準備する。その混練した部材を圧延し、正極電極層７となるシートを成形する。このシートを正極集電体５に導電性カーボンペースト等を用いて接着する。その後、導電性カーボンペーストを加熱し、乾燥させて正極電極９を得ることができる。
【００３２】
正極集電体タブ２５は、一般に正極電極層７を塗布する正極集電体５の一部を延出させたものであるが、何らかの薄い金属体を正極集電体５に溶接や圧着などの方法により固定したものでもよい。
【００３３】
図３（ｃ）に示すように、セパレータ１１は絶縁性の薄板であり、一般に正極電極９、負極電極１０よりもやや大きく構成され、電解液が浸透しやすく保持しやすい素材であることが必要である。
【００３４】
なお、前述の図１に示す正極外部端子１と負極外部端子２は、それぞれ図３に示す正極集電体タブ２５と負極集電体タブ２６とに接合される。接合方法としては、超音波溶接や抵抗溶接やレーザ溶接などが用いられる。
【００３５】
次に、リチウム供給源の構成例を説明する。図４は、本発明のリチウム供給源の構成例１を説明する図であり、図４（ａ）はリチウム箔を説明する正面図、図４（ｂ）はリチウム集電体を説明する正面図である。
【００３６】
図４に示すように、リチウム供給源１５は、リチウム箔１３とリチウム集電体１２からなり、このうちリチウム箔１３は、金属リチウムやリチウム−アルミニウム合金等のように少なくともリチウム元素を含み、リチウムイオンの供給源となる物質からなる。
【００３７】
リチウム集電体１２は、リチウムと反応しない金属を用いることが好ましく、負極集電体と同じ金属箔を用いても良い。材質としては、銅、ニッケルまたはステンレス等が挙げられる。リチウム集電体１２のサイズは、特に限定されるものではないが、負極集電体のサイズと同様のサイズもしくは一回り小さいサイズ（辺長が１〜５ｍｍ小さい）が好ましい。さらにリチウム集電体１２には、ドープを行う場合に外部と電気的に接続するための、リチウム集電体タブ２７を１箇所設けている。
【００３８】
リチウム箔１３の厚みは、リチウムイオンをドープする量によって変更できる。また、取り扱いに支障をきたさない厚みを選定することも必要である。
【００３９】
ここで、本発明では、リチウム集電体１２に、貫通孔を有する金属箔や貫通孔を有さないプレーンの金属箔を用いるのではなく、切れ込み１４が形成された金属箔を用いる。
【００４０】
切れ込み１４とは、リチウム集電体１２の表裏面を貫通する線状の切れ目のことである。切れ目による開口部の大きさとしては、リチウム箔１３との接触面積の減少があっても、問題なくイオン化を行うことができるレベルのもの、また、仮にリチウムの残渣が発生しても、無視できるリチウムの残渣しか発生しないものをいう。
【００４１】
リチウム集電体１２に、切れ込み１４が形成された金属箔を用いることで、貫通孔を有する金属箔と比較して、リチウム箔１３との接触面積が大幅に拡大され、イオン化が均一に行われる。この作用により、リチウム箔が不均一に消費してしまうことを抑制し、高価なリチウムを有効に使用することが可能になる。
【００４２】
また、リチウム集電体１２を、貫通する孔を有する、すなわち多孔体とする煩雑な加工の必要がないため、コストの上昇を低減するという効果も有する。
【００４３】
さらに、イオン化されないリチウムの残渣が、不純物としてセル内に残留することを低減でき、電気特性や信頼性の低下の抑制にもつながる。
【００４４】
さらに、貫通孔を有しないプレーンの金属箔を用いる場合と比較して、リチウムイオンを短時間に負極にドープさせることが可能となり、生産性も向上させることができる。
【００４５】
したがって、本発明は、部材の有効利用が図れ、低コストの蓄電デバイスの提供が可能になる。
【００４６】
切れ込み１４は、１ｍｍ以上１００ｍｍ以下の間隔で連続して形成することが好ましい。切れ込み１４の間隔とは、切れ目と切れ目の間の距離を示す。切れ込み１４の間隔を１ｍｍ未満にすると、均一にイオン化が行えない状態まで、リチウム箔１３との接触面積を減少させる可能性があり、また、製造工程が煩雑になり、コストが上昇する。１００ｍｍ以下であれば、ドープ速度の低下も少なく、かつリチウム箔を均一に消費できる。
【００４７】
切れ込み１４の線種は、連続線、破線等であってもよく、リチウム箔１３が、均一に消費される状態であれば問わない。また、切れ込み１４は、平行線、複数の切れ込み１４が交差するものであってものよい。
【００４８】
次に、リチウム供給源の他の構成例を説明する。
【００４９】
図５は、本発明のリチウム供給源の構成例２を説明する図であり、図５（ａ）はリチウム箔を説明する正面図、図５（ｂ）はリチウム集電体を説明する正面図である。構成例１と異なる部分について説明する。
【００５０】
図５に示すように、構成例２では、リチウム供給源１５のリチウム集電体１２おいて、リチウム箔１３を貼り付ける主面に、破線状の切れ込み２４を形成している。リチウム集電体タブ２７は、構成例１と同様である。
【００５１】
図６は、本発明のリチウム供給源の構成例３を説明する図であり、図６（ａ）はリチウム箔を説明する正面図、図６（ｂ）はリチウム集電体を説明する正面図である。構成例１と異なる部分について説明する。
【００５２】
図６に示すように、構成例３では、リチウム供給源１５のリチウム集電体１２おいて、リチウム箔１３を貼り付ける主面に、短辺に平行に切れ込み３４を形成している。リチウム集電体タブ２７は、構成例１と同様である。
【００５３】
図７は、本発明のリチウム供給源の構成例４を説明する図であり、図７（ａ）はリチウム箔を説明する正面図、図７（ｂ）はリチウム集電体を説明する正面図である。構成例１と異なる部分について説明する。
【００５４】
図７に示すように、構成例４では、リチウム供給源１５のリチウム集電体１２おいて、リチウム箔１３を貼り付ける主面に、リチウム集電体タブ２７の無い一方の短辺に達する切れ込み４４を形成している。リチウム集電体タブ２７は、構成例１と同様である。
【００５５】
図８は、本発明のリチウム供給源の構成例５を説明する図であり、図８（ａ）はリチウム箔を説明する正面図、図８（ｂ）はリチウム集電体を説明する正面図である。構成例１と異なる部分について説明する。
【００５６】
図８に示すように、構成例５では、リチウム供給源１５のリチウム集電体１２おいて、リチウム箔１３を貼り付ける主面に、直交する切れ込み５４を形成している。リチウム集電体タブ２７は、構成例１と同様である。
【００５７】
図９は、本発明のリチウム供給源の構成例６を説明する図であり、図９（ａ）はリチウム箔を説明する正面図、図９（ｂ）はリチウム集電体を説明する正面図である。構成例１と異なる部分について説明する。
【００５８】
図９に示すように、構成例６では、リチウム供給源１５のリチウム集電体１２おいて、リチウム箔１３を貼り付ける主面に、対角線方向で交わるように切れ込み６４を形成している。リチウム集電体タブ２７は、構成例１と同様である。
【００５９】
なお、切れ込みは、刃物で形成することが好ましい。金型等を用いた打ち抜き加工による加工方法を用いると、切れ込みの開口面積が大きくなり、接触面積の減少につながり、リチウム箔を不均一に消費してしまう可能性がある。切れ込みの形成手段の例として、トムソン刃やカッターなどを用いることが可能である。
【００６０】
上記で説明したように、リチウム供給源１５は、所定の切れ込みを形成したリチウム集電体１２の上に裁断したリチウム箔１３をロールプレス等で張り合わせ作製される。なお、リチウム箔１３は、リチウム集電体１２のリチウム集電体タブ２７を除いた面、すなわち主面の少なくとも一方の面に備えられる。
【００６１】
リチウム供給源は、蓄電素子の少なくとも１箇所、例えば外側、あるいは中央部に配置され、その蓄電素子の側面または中を介し、負極電極にリチウムイオンをドープすることで、高容量化が可能となる。
【００６２】
次に、本発明の蓄電デバイスの他の実施の形態を説明する。なお、リチウム供給源における切れ込みの構成は、前述したいずれの構成例を用いてもかまわない。
【００６３】
図１２は、本発明の第２の実施の形態の蓄電デバイスを構成する蓄電素子およびリチウム供給源を説明する断面図である。図２と異なる構成について説明する。
【００６４】
図１２に示すように、第２の実施の形態の蓄電素子１６は、正極電極９と負極電極１０とをセパレータを介して交互に配置し構成する。
【００６５】
リチウム供給源１５は、蓄電素子１６の外面の２つの負極電極１０に対して、リチウム箔１３の面を対向させずに背面を向けて設置する。なお、リチウム供給源１５におけるリチウム箔１３は、リチウム集電体１２の片面にのみ貼り付ける。
【００６６】
図１３は、本発明の第３の実施の形態の蓄電デバイスを構成する蓄電素子およびリチウム供給源を説明する断面図である。図２の配置と異なる構成について説明する。
【００６７】
図１３に示すように、第３の実施の形態の蓄電素子１６は、正極電極９と負極電極１０とをセパレータを介して交互に配置し構成する。
【００６８】
リチウム供給源１５は、蓄電素子１６の外面の２つの負極電極１０に対して、リチウム箔１３の面を対向させて設置する。なお、リチウム供給源１５におけるリチウム箔１３は、リチウム集電体１２の片面にのみ貼り付ける。
【００６９】
図１４は、本発明の第４の実施の形態の蓄電デバイスを構成する蓄電素子およびリチウム供給源を説明する断面図である。図２の配置と異なる構成について説明する。
【００７０】
図１４に示すように、第４の実施の形態の蓄電素子１６は、正極電極９と負極電極１０とをセパレータを介して交互に配置し構成する。
【００７１】
リチウム供給源１５は、蓄電素子１６の外面の１つの負極電極１０に対して、リチウム箔１３の面を対向させて設置する。なお、リチウム供給源１５におけるリチウム箔１３は、リチウム集電体１２の片面にのみ貼り付ける。
【００７２】
図１５は、本発明の第５の実施の形態の蓄電デバイスを構成する蓄電素子およびリチウム供給源を説明する断面図である。図２の配置と異なる構成について説明する。
【００７３】
図１５に示すように、第５の実施の形態の蓄電素子１６は、正極電極９と負極電極１０とをセパレータを介して交互に配置し構成する。
【００７４】
リチウム供給源１５は、負極電極１０に対して、リチウム箔１３の面を対向させ、かつ  蓄電素子１６の積層体の中央部に配置する。なお、リチウム供給源１５におけるリチウム箔１３は、リチウム集電体１２の両面に貼り付ける。
【００７５】
図１６は、本発明の第６の実施の形態の蓄電デバイスを構成する蓄電素子およびリチウム供給源を説明する断面図である。図２の配置と異なる構成について説明する。
【００７６】
図１６に示すように、第６の実施の形態の蓄電素子１６は、正極電極９と負極電極１０とをセパレータを介して交互に配置し構成する。
【００７７】
リチウム供給源１５を３個用いる。まず、リチウム集電体１２の片面のみにリチウム箔１３を貼り付けたものを、蓄電素子１６の外面の２つの負極電極１０に対して、リチウム箔１３の面を対向させずに背面で配置する。また、リチウム集電体１２の両面にリチウム箔１３を貼り付けたものを蓄電素子１６の積層体の中央部に配置する。
【００７８】
図１７は、本発明の第７の実施の形態の蓄電デバイスを構成する蓄電素子およびリチウム供給源を説明する断面図である。図２の配置と異なる構成について説明する。
【００７９】
図１７に示すように、第７の実施の形態の蓄電素子１６は、正極電極９と負極電極１０とをセパレータを介して交互に配置し構成する。
【００８０】
リチウム供給源１５は、負極電極１０に対して、リチウム箔１３の面を対向させ、かつ蓄電素子１６の積層体の中央部に配置する。なお、リチウム供給源１５におけるリチウム箔１３は、リチウム集電体１２の両面に貼り付ける。
【００８１】
図１８は、本発明の第８の実施の形態の蓄電デバイスを構成する蓄電素子およびリチウム供給源を説明する断面図である。図２の配置と異なる構成について説明する。
【００８２】
図１８に示すように、第８の実施の形態の蓄電素子１６は、正極電極９と負極電極１０とをセパレータを介して交互に配置し構成する。
【００８３】
リチウム供給源１５は、第６の実施の形態と同様に３個用いる。まず、リチウム集電体１２の片面のみに貼り付けたものを、蓄電素子１６の外面の２つの負極電極１０に対して、リチウム箔１３の面を対向させずに背面で配置する。蓄電素子１６の積層体の中央部に、配置するリチウム供給源１５は、第６の実施の形態と違って、リチウム箔１３の両面にリチウム集電体１２を貼り付けたものを用いる。
【００８４】
上記のように配置し、負極電極層へリチウムイオンをドープした後は、リチウム供給源を取り出すことが望ましいが、必要なドープ量にあわせたリチウム箔を用い、有効に消費させることができれば、リチウムイオンをドープする時にリチウム集電体タブに接続していた外部端子のみを切断し、リチウム供給源をセル内部へ残しておいてもよい。
【００８５】
負極電極は、蓄電素子の積層体の少なくとも１箇所、例えば外側、あるいは中央部に配置される。積層体に対向、もしくは非対向面すなわち背面に配置されたリチウム供給源から電気化学的手法によりリチウムイオンがドープされる。なお、リチウムイオンをドープする他の方法としては、負極とリチウム供給源を物理的に短絡させる方法が挙げられる。
【００８６】
つまり負極電極と、対向または背面に配置されたリチウム供給源から放射状にリチウムイオンが拡散し、正極電極、負極電極を構成する正極集電体や負極集電体に貫通孔を有する場合は貫通孔を通って積層体の垂直方向にリチウムがドープされる。また正極集電体や負極集電体に孔の開いていない場合は積層体の側面を介して負極電極層にリチウムがドープされる。
【００８７】
次に、蓄電デバイスで使用する他の構成部材について詳細に説明する。
【００８８】
負極電極層の主成分である負極活物質は、リチウムイオンのドープ、脱ドープが可能な、炭素材料を主成分としている。例えば、グラファイト、不定形炭素などの炭素系材料を用いることができる。
【００８９】
負極電極層に用いられる導電剤としては、アセチレンブラック、ケッチェンブラックのようなカーボンブラック、天然黒鉛、熱膨張黒鉛炭素繊維が好ましく、負極電極層の全体の５〜３０重量％程度添加するのが好ましい。
【００９０】
また、負極電極層に用いられるバインダとしては、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、フルオロオレフィン共重合体架橋ポリマー等の含フッ素系樹脂、ポリブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム等のゴム系バインダ、ポリプロピレン、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂などが用いられ、特にポリフッ化ビニリデンが耐熱性、耐薬品性、シート強度の観点から好ましい。負極電極層の全体の３質量％〜２０質量％程度のバインダを含んで作製させるのが好ましい。
【００９１】
正極電極層の主成分である正極活物質は、アニオン、カチオンを可逆的に担持できる炭素材料を用いる。例として、木材、鋸屑、椰子殻、パルプ廃液などの植物系物質、石炭、石油重質油、またはそれらを熱分解して得られる石炭系および石油系ピッチ、石油コークス、カーボンエアロゲル、タールピッチなどの化石燃料系物質、フェノール樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデンなどの合成高分子系物質など各種のものが用いられる。
【００９２】
これらの炭素原料を炭化した後に、ガス賦活法もしくは薬品賦活法によって賦活し、比表面積が７００ｍ２／ｇ〜３０００ｍ２／ｇである炭素系活物質としたものを用いる。この活物質の比表面積は、高容量化の点から、とくに１０００ｍ２／ｇ〜２０００ｍ２／ｇの場合が好ましい。
【００９３】
また、正極電極層に用いられるバインダとしては、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、フルオロオレフィン共重合体架橋ポリマー等の含フッ素系樹脂、スチレン−ブタジエンゴム等のゴム系バインダ、ポリプロピレン、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂などが用いられ、特にポリテトラフルオロエチレンが耐熱性、耐薬品性、作製されるシート状の分極性電極層の強度の観点から好ましい。正極電極層の全体の３質量％〜２０質量％程度のバインダを含んで作製させるのが好ましい。
【００９４】
また、正極電極層に用いられる導電剤としては、アセチレンブラック、ケッチェンブラックなどのカーボンブラック、天然黒鉛、熱膨張黒鉛炭素繊維などから選択される物質を、正極電極層の全体の５質量％〜３０質量％程度添加することが好ましい。
【００９５】
負極集電体には、前述したように銅や銅合金の箔、ニッケル箔、ステンレス箔等が用いられる。また、これらの材質からなる貫通する孔を有するパンチングメタルやエキスパンドメタル等も用いられる。
【００９６】
正極集電体には、前述したようにアルミニウム箔またはステンレス箔等が用いられる。また、これらの材質からなる貫通する孔を有するパンチングメタルやエキスパンドメタル等も用いられる。
【００９７】
電解液には、リチウムイオンを含有する非水系の溶液を使用する。リチウムイオンを含有する非水系の溶液から構成される電解液の溶媒は、例えば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、メチルエチルカーボネート、γ−ブチルラクトン、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、スルホラン等が挙げられる。さらに、これらの溶媒を２種類以上混合した混合溶媒も用いることができる。この中で、少なくともプロピレンカーボネートとエチレンカーボネートいずれかを有することが特性上、好ましい。
【００９８】
セパレータの構成材料は、とくに限定されるものではないが、たとえば、ポリエチレンやポリプロピレンなどの不織布、もしくはビスコースレイヨンや天然セルロースの抄紙などが好適に使用される。セパレータは作製する電気化学デバイスの種別に応じてその構成材料を選定することが好ましい。
【００９９】
外装材は、アルミニウムなどの金属箔とポリオレフィン系フィルムを貼り合わせたラミネートフィルムを使用できる。外装材の内側には熱可塑性樹脂が形成され、熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、酸変性プロピレン、エチレンーメタクリル酸共重合体等が使用できる。
【実施例】
【０１００】
以下に本発明の実施例を図面を用いて詳述する。
【０１０１】
（実施例１）
実施例１では、図２および図４に示すリチウムイオンキャパシタを作製した。
【０１０２】
まず、正極電極を以下のように作製した。正極活物質である比表面積が１５００ｍ２／ｇのフェノール系活性炭の粉末９２質量部と、導電剤として黒鉛８質量部を混合した粉末に対し、バインダとしてスチレン−ブタジエンゴム３質量部、カルボキシルメチルセルロース３質量部、溶媒として水２００質量部を加え、混練してスラリーを得た。
【０１０３】
次いで、エッチング処理により両表面が粗面化された厚さ２０μｍのアルミニウム箔を正極集電体とし、その両面に上記スラリーを均一に塗布した。その後乾燥させて圧延プレスし、正極電極層を得た。また、正極集電体の端面の一部には、正極集電体タブを形成していた。その正極集電体タブの両面には正極電極層が形成されておらず、アルミニウム箔を露出させた状態とした。
【０１０４】
ドライエアーの環境下で、作製した正極電極の正極電極層の面にレーザにて、開孔径０．０５ｍｍの貫通孔を形成した。なお、開口率は、正極電極の面積に対し５％になるようにした。貫通孔の配列は角度６０度の千鳥型とし、正極電極層の両面を貫通する孔を形成した。このときの貫通孔の円心間距離は約０．２１ｍｍであった。
【０１０５】
負極電極は以下のように作製した。負極活物質である難黒鉛化材料粉末８８質量部と、導電剤としてアセチレンブラック６質量部を混合した粉末に対し、バインダとしてスチレン−ブタジエンゴム５質量部、カルボキシルメチルセルロース４質量部、溶媒として水２００質量部を加え、混練してスラリーを得た。
【０１０６】
つづいて、厚さ１０μｍの銅箔を負極集電体とし、その両面に上記スラリーを均一に塗布した。その後乾燥させて圧延プレスし、負極電極層を得た。また、負極電極層の端面の一部には、負極集電体タブを形成していた。その正極集電体タブの両面には負極電極層が形成されておらず、銅箔が露出させた状態とした。
【０１０７】
正極電極と同様に、ドライエアーの環境下で、作製した負極電極の負極電極層の面にレーザにて、開孔径０．０５ｍｍの貫通孔を形成した。開口率は、負極電極の面積に対し５％になるように形成した。貫通孔の配列は角度６０度の千鳥型とし、負極電極層の両面を貫通する孔を形成した。貫通孔の円心間距離は、正極電極と同様に約０．２１ｍｍとした。
【０１０８】
セパレータとして、厚さ３５μｍの天然セルロース材の薄板を使用した。
【０１０９】
次いで、セパレータ、負極電極、セパレータ、正極電極、セパレータの順番で積層し、蓄電素子を得た。この蓄電素子の外面にはそれぞれ必ずセパレータが１枚ずつ配置されるようにした。本実施例では、１試料あたりの積層した正極電極は４０枚、負極電極は４１枚、セパレータは８２枚である。
【０１１０】
正極集電体と負極集電体における集電体タブを除いた寸法は、正極電極層が短辺８８ｍｍ、長辺１２８ｍｍ、負極電極層が短辺９０ｍｍ、長辺１３０ｍｍ、セパレータが短辺９２ｍｍ、長辺１３２ｍｍであった。また、正極集電体と負極集電体における集電体タブは、それぞれの電極の同一短辺から延出し、寸法は、それぞれ１３．５ｍｍ、長辺１８ｍｍであった。
【０１１１】
正極外部端子は、長さ３０ｍｍ、幅１５ｍｍ、厚さ０．２ｍｍのアルミニウム材を使用し、負極外部端子は、長さ３０ｍｍ、幅１５ｍｍ、厚さ０．２ｍｍの銅材にニッケルメッキしたものを使用した。外装材から導出している領域は、長さ１５ｍｍ、幅１５ｍｍであった。外装材と熱接着する面には、酸変性ポリオレフィン樹脂からなるシーラントが施されているものを使用した。
【０１１２】
つづいて、リチウム供給源について説明する。図４に示すように、銅箔からなるリチウム集電体１２において、リチウム箔１３を貼り付ける主面（短辺９０ｍｍ×長辺１３０ｍｍ）における短辺の中央部から、両端に２０ｍｍ間隔で、長辺方向に長さ１２０ｍｍの切れ込み１４を３本設けた。短辺の一部にはリチウム集電体タブ２７を設けた。そのリチウム集電体１２の両主面にリチウム箔１３を貼り合わせてリチウム供給源１５を作製した。なお、リチウム箔１３の面積は、リチウム集電体１２の主面の寸法と同等とした。
【０１１３】
また、図２に示すように、蓄電素子１６は、正極電極９と負極電極１０とをセパレータを介して交互に配置し構成されている。作製したリチウム供給源１５は、蓄電素子１６における２つの外側の負極電極１０に、リチウム集電体１２の両面に貼られたリチウム箔１３の一方の面を対向する方向に配置した。そして、延出している正極集電体タブおよび負極集電体タブとリチウム集電体タブを各々束ね、一括して外部端子の端部にそれぞれ超音波溶接により固定した。
【０１１４】
つづいて、用意しておいた袋状の外装材の内部に、上記の蓄電素子とリチウム供給源を収納し、電解液を注入した。電解液は、六フッ化リン酸リチウムをプロピレンカーボネートとジエチルカーボネートを１対１の割合で混合させた混合溶媒に溶解させ、１．０ｍｏｌ／ｌの濃度に調製したものを使用した。電解液を注入した後に、外装材の残る１辺を、真空雰囲気中にて熱圧着により封止した。
【０１１５】
電解液を注入したことによって、リチウム供給源から負極電極層にリチウムイオンをドープさせた。ドープ量は、負極活物質重量に対し４００ｍＡｈ／ｇとした。リチウムイオンのドープが完了した後、セルの一辺を開封し、余分な電解液を搾り出し、開封した辺を真空雰囲気中にて、再度熱圧着し封止した。以上の方法により、積層型のリチウムイオンキャパシタを得た。この方法により作製したリチウムイオンキャパシタは５０個とした。
【０１１６】
なお、本発明の実施例では、リチウム供給源の外部端子を負極外部端子と一緒に束ねて溶接したが、リチウム供給源の外部端子を負極外部端子と一緒に束ねて溶接せずに独立させて外部に取り出し、外装材にて密閉後に外部からリチウム供給源の外部端子と負極外部端子を短絡させてドープさせる方法でも同じ効果が得られる。また、セル内の蓄電素子の構造が積層構造でなく捲回構造および扁平構造であっても同様の効果が得られる。
【０１１７】
（実施例２）
実施例２では、図２の蓄電デバイスを作製した。なお、リチウム供給源は、図４と同様の切れ込みの形状を有し、数量を減らしたものを作製した。すなわち、リチウム集電体おいて、リチウム箔を貼り付ける主面における短辺の中央部に、長辺方向に長さ１２０ｍｍの切れ込みを１本設けたものを作製した。その他の構成や製造方法は、実施例１と同様とした。
【０１１８】
（実施例３）
実施例３では、図２および図５に示す蓄電デバイスを作製した。図５に示すように、リチウム集電体１２おいて、リチウム箔１３を貼り付ける主面における短辺の中央部から、両端に２０ｍｍ間隔で、長辺方向に１本の長さが１２０ｍｍの切れ込み１４を３本設けた。なお、切れ込み２４は、連続したものではなく、切れ込み１４の長さが２ｍｍ、切れ込みがない長さが１ｍｍからなる破線状態で形成させた。短辺の一部にはリチウム集電体タブ２７を設けた。そのリチウム集電体１２の両主面にリチウム箔１３を貼り合わせてリチウム供給源１５を作製した。その他の構成や製造方法は、実施例１と同様とした。
【０１１９】
（実施例４）
実施例４では、図２および図６に示す蓄電デバイスを作製した。図６で示すように、リチウム集電体１２おいて、リチウム箔１３を貼り付ける主面における長辺の中央部から、両端に５ｍｍ間隔で２本、さらに１０ｍｍ間隔で４本、計６本切れ込み３４を設けた。切れ込み３４は、１本の長さが短辺方向に８０ｍｍとした。短辺の一部にはリチウム集電体タブ２７を設けた。そのリチウム集電体１２の両主面にリチウム箔１３を貼り合わせてリチウム供給源１５を作製した。その他の構成や製造方法は、実施例１と同様とした。
【０１２０】
（実施例５）
実施例５では、図２および図７に示す蓄電デバイスを作製した。図７に示すように、リチウム集電体１２おいて、リチウム箔１３を貼り付ける主面における短辺の中央部から、両端に２０ｍｍ間隔で、リチウム集電体タブ２７の無い一方の短辺の端まで達するように長さ１２５ｍｍの切れ込み４４を３本設けた。短辺の一部にはリチウム集電体タブ２７を設けた。そのリチウム集電体１２の両主面にリチウム箔１３を貼り合わせてリチウム供給源１５を作製した。その他の構成や製造方法は、実施例１と同様とした。
【０１２１】
（実施例６）
実施例６では、図２および図８に示す蓄電デバイスを作製した。図８に示すように、リチウム集電体１２おいて、リチウム箔１３を貼り付ける主面における中央部を通り、長さ１２０ｍｍの切れ込み５４を１本と、長さ８０ｍｍの切れ込み５４を１本とを直交させて設けた。短辺の一部にはリチウム集電体タブ２７を設けた。そのリチウム集電体１２の両主面にリチウム箔１３を貼り合わせてリチウム供給源１５を作製した。その他の構成や製造方法は、実施例１と同様とした。
【０１２２】
（実施例７）
実施例７では、図２および図９に示す蓄電デバイスを作製した。図９に示すように、リチウム集電体１２おいて、リチウム箔１３を貼り付ける主面における中央部分で、長さ１３０ｍｍの２本の切れ込み６４が対角線方向で交わるように設けた。短辺の一部にはリチウム集電体タブ２７を設けた。そのリチウム集電体１２の両主面にリチウム箔１３を貼り合わせてリチウム供給源１５を作製した。その他の構成や製造方法は、実施例１と同様とした。
【０１２３】
（実施例８）
実施例８では、図４および図１２に示す蓄電デバイスを作製した。図１２に示すように、実施例８の蓄電素子１６は、正極電極９と負極電極１０とをセパレータを介して交互に配置し構成させた。
【０１２４】
リチウム供給源１５は、蓄電素子１６の外面の２つの負極電極１０に対して、リチウム箔１３の面を対向させずに背面を向けた設置した。なお、リチウム供給源１５におけるリチウム箔１３は、リチウム集電体１２の片面にのみ貼り付けた。また、リチウム箔１３の厚みは、実施例１のリチウム箔１３の厚みの２倍とした。その他の用いた部材、製造条件は、実施例１と同様とした。
【０１２５】
（実施例９）
実施例９では、図４および図１３に示す蓄電デバイスを作製した。図１３に示すように、実施例９の蓄電素子１６は、正極電極９と負極電極１０とをセパレータを介して交互に配置し構成させた。
【０１２６】
リチウム供給源１５は、蓄電素子１６の外面の２つの負極電極１０に対して、リチウム箔１３の面を対向させて設置した。なお、リチウム供給源１５におけるリチウム箔１３は、リチウム集電体１２の片面にのみ貼り付けた。また、実施例８と同様にリチウム箔１３の厚みを実施例１のリチウム箔１３の厚みの２倍とした。その他の用いた部材、製造条件は、実施例１と同様とした。
【０１２７】
（実施例１０）
実施例１０では、図４および図１４に示す蓄電デバイスを作製した。図１４に示すように、実施例１０の蓄電素子１６は、正極電極９と負極電極１０とをセパレータを介して交互に配置し構成させた。
【０１２８】
リチウム供給源１５は、蓄電素子１６の外面の１つの負極電極１０に対して、リチウム箔１３の面を対向させ、かつ外面の一方の負極電極１０にのみ配置した。なお、リチウム供給源１５におけるリチウム箔１３は、リチウム集電体１２の片面にのみ貼り付けた。また、リチウム箔１３の厚みは、実施例１のリチウム箔１３の厚みの４倍とした。その他の用いた部材、製造条件は、実施例１と同様とした。
【０１２９】
（実施例１１）
実施例１１では、図４および図１５に示す蓄電デバイスを作製した。図１５に示すように、実施例１１の蓄電素子１６は、正極電極９と負極電極１０とをセパレータを介して交互に配置し構成させた。
【０１３０】
リチウム供給源１５は、負極電極１０に対して、リチウム箔１３の面を対向させ、かつ蓄電素子１６の積層体の中央部に配置した。なお、リチウム供給源１５におけるリチウム箔１３は、リチウム集電体１２の両面に貼り付けた。また、リチウム箔１３の厚みは、実施例１のリチウム箔１３の厚みの２倍とした。その他の用いた部材、製造条件は、実施例１と同様とした。
【０１３１】
（実施例１２）
実施例１２では、図４および図１６に示す蓄電デバイスを作製した。図１６に示すように、実施例１２の蓄電素子１６は、正極電極９と負極電極１０とをセパレータを介して交互に配置し構成させた。
【０１３２】
実施例１２では、リチウム供給源１５を３個用いた。まず、リチウム集電体１２の片面のみにリチウム箔１３を貼り付けたものを、蓄電素子１６の外面の２つの負極電極１０に対して、リチウム箔１３の面を対向させずに背面で配置した。また、リチウム集電体１２の両面にリチウム箔１３を貼り付けたものを蓄電素子１６の積層体の中央部に配置した。なお、リチウム供給源１５におけるリチウム箔１３の厚みは、実施例１のリチウム箔１３の厚みの１／２とした。その他の用いた部材、製造条件は、実施例１と同様とした。
【０１３３】
（実施例１３）
実施例１３では、図４および図１７に示す蓄電デバイスを作製した。図１７に示すように、実施例１３の蓄電素子１６は、正極電極９と負極電極１０とをセパレータを介して交互に配置し構成させた。
【０１３４】
リチウム供給源１５は、負極電極１０に対して、リチウム箔１３の面を対向させ、かつ蓄電素子１６の積層体の中央部に配置した。なお、リチウム供給源１５におけるリチウム箔１３は、リチウム集電体１２の両面に貼り付けた。また、リチウム供給源１５におけるリチウム箔１３は、実施例１のリチウム箔１３の厚みの４倍とした。その他の用いた部材、製造条件は、実施例１と同様とした。
【０１３５】
（実施例１４）
実施例１４では、図４および図１８に示す蓄電デバイスを作製した。図１８に示すように、実施例１４の蓄電素子１６は、正極電極９と負極電極１０とをセパレータを介して交互に配置し構成させた。
【０１３６】
実施例１４では、実施例１２と同様にリチウム供給源１５を３個用いた。まず、リチウム集電体１２の片面のみに貼り付けたものを、蓄電素子１６の外面の２つの負極電極１０に対して、リチウム箔１３の面を対向させずに背面で配置した。また、リチウム箔１３の両面にリチウム集電体１２を貼り付けたものを、蓄電素子１６の積層体の中央部に、負極電極１０に対して、リチウム箔１３の面を対向させずに背面で配置した。なお、リチウム供給源１５におけるリチウム箔１３の厚みは、実施例１のリチウム箔１３の厚みの１／２とした。その他の用いた部材、製造条件は、実施例１と同様とした。
【０１３７】
（比較例１）
つづいて、比較例におけるリチウム供給源の構成を図面を用いて説明をする。図１０は、比較例１のリチウム供給源の構成を説明する図であり、図１０（ａ）はリチウム箔を説明する正面図、図１０（ｂ）はリチウム集電体を説明する正面図である。比較例１は、図１０に示すように、網目状の貫通孔を有する銅からなるエキスパンドメタルをリチウム集電体１２に使用し、リチウム集電体２２の主面の両側にリチウム箔１３を貼り付けてリチウム供給源１５を作製した。貫通孔の寸法は、開孔長辺を１．３ｍｍ、開孔短辺を０．６５ｍｍとし、開口率５５％とした。
【０１３８】
蓄電素子に対するリチウム供給源の配置は、実施例１と同様とした。その他の用いた部材、製造条件も、実施例１と同様とした。
【０１３９】
（比較例２）
図１１は、比較例２のリチウム供給源の構成を説明する図であり、図１１（ａ）はリチウム箔を説明する正面図、図１１（ｂ）はリチウム集電体を説明する正面図である。比較例２は、図１１に示すように、貫通孔を有さない金属箔をリチウム集電体３２に使用し、リチウム集電体１２の主面の両側にリチウム箔１３を貼り付けてリチウム供給源１５を作製した。
【０１４０】
蓄電素子に対するリチウム供給源の配置は、実施例１と同様とした。その他の用いた部材、製造条件も、実施例１と同様とした。
【０１４１】
蓄電デバイスの評価項目は、リチウム箔の消費状態の観察、直流抵抗（ＤＣ−Ｒ）測定、静電容量測定、および自己放電特性のおよび高温環境下での信頼性試験を実施した。
【０１４２】
リチウム箔の消費状態の観察は、上述した電気特性や信頼性試験の測定を完了した、実施例、比較例のセルを分解し、拡大鏡で観察した。
【０１４３】
ＤＣ−Ｒ測定評価は、蓄電デバイスを充放電装置にて所定の定電圧で１時間充電した後、電流値２０Ｃで放電した際のＤＣ−Ｒを測定した。表１には、各水準５０個の平均値を記載した。
【０１４４】
静電容量測定は、蓄電デバイスを充放電装置にて所定の定電圧で１時間充電した後、電流値２０Ｃで使用下限電圧まで放電した際の電流容量を測定した。表１には、各水準５０個の平均値を記載した。
【０１４５】
自己放電測定評価は、蓄電デバイスを充放電装置にて所定の定電圧で１時間充電した後、端子間を開回路にした状態で、高温槽にて７０℃で７２時間放置した後の端子間電圧を測定した。自己放電の選別規格は、比較例１から抜き取った１０個について測定した電圧平均値−３σの値以上とした。選別規格より小さいものは不良とし、評価数に対する不良数から不良率を算出した。
【０１４６】
信頼性試験は、７０℃の環境下、１００Ｃの負荷をかけて２００万回充放電サイクル試験を実施した。そして、初期のＤＣ−Ｒに対する変化率を算出した。
【０１４７】
上記の方法により、実施例１〜１４、比較例１〜２における各々の試料の条件ごとに、ＤＣ−Ｒ測定評価、容量測定評価、自己放電測定評価、信頼性試験の評価をそれぞれ行った。平均ＤＣ−Ｒ、平均静電容量、自己放電（ＳＤ）不良率、総合不良率、信頼性評価結果（高温負荷サイクル）を表１に示す。
【０１４８】
【表１】
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【０１４９】
本発明における実施例のリチウム箔は、比較例のリチウム箔と比較して、均一にイオン化され、有効に消費されていた。また、セル内におけるリチウムの残渣物については、特に問題となるのものは確認されなかった。
【０１５０】
表１に示すように、本発明における実施例は、比較例と比較して、ＤＣ−Ｒ測定、容量測定、自己放電測定、信頼性の評価において、いずれも良好な結果が得られた。
【０１５１】
以上、実施例を用いて、この発明の実施の形態を説明したが、この発明は、これらの実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更があっても本発明に含まれる。すなわち、当業者であれば、当然なしえるであろう各種変形、修正もまた本発明に含まれる。
【符号の説明】
【０１５２】
１    正極外部端子
２    負極外部端子
３    外装材
４    セル
５    正極集電体
６    負極集電体
７    正極電極層
８    負極電極層
９    正極電極
１０    負極電極
１１    セパレータ
１２、２２、３２    リチウム集電体
１３    リチウム箔
１４、２４、３４、４４、５４、６４    切れ込み
１５    リチウム供給源
１６    蓄電素子
２５    正極集電体タブ
２６    負極集電体タブ
２７    リチウム集電体タブ
【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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