(57)【要約】【課題】容量密度が一層高められたハイブリッドキャパシタを提供する。【解決手段】正極材料として、全細孔容積に対し、細孔径が３．０ｎｍ以上４．０ｎｍ未満の細孔の容積比率が０体積％超３０体積％未満で、且つ細孔径が４．０ｎｍ以上５０．０ｎｍ未満の細孔の容積比率が３０体積％以上である多孔質炭素と、負極材料として、多孔質アルミニウム箔およびリチウム箔と、前記正極材料と前記負極材料との間に配置されており、有機電解液を含浸したセパレータと、を含むハイブリッドキャパシタであって、前記負極材料は、前記多孔質アルミニウム箔の両面にリチウム箔が積層され、且つ前記多孔質アルミニウム箔の厚さＴAlと前記リチウム箔の総厚さＴLiとの比（ＴLi／ＴAl）が０．５０〜１．５０であるハイブリッドキャパシタ。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極材料として、全細孔容積に対し、細孔径が３．０ｎｍ以上４．０ｎｍ未満の細孔の容積比率が０体積％超３０体積％未満で、且つ細孔径が４．０ｎｍ以上５０．０ｎｍ未満の細孔の容積比率が３０体積％以上である多孔質炭素と、
負極材料として、多孔質アルミニウム箔およびリチウム箔と、
前記正極材料と前記負極材料との間に配置されており、有機電解液を含浸したセパレータと、
を含むハイブリッドキャパシタであって、
前記負極材料は、前記多孔質アルミニウム箔の両面にリチウム箔が積層され、且つ前記多孔質アルミニウム箔の厚さＴAlと前記リチウム箔の総厚さＴLiとの比（ＴLi／ＴAl）が０．５０〜１．５０であることを特徴とするハイブリッドキャパシタ。  
【請求項２】
前記正極材料として、前記全細孔容積に対し、前記細孔径が４．０ｎｍ以上５０．０ｎｍ未満の細孔の容積比率が３０体積％以上７０体積％未満である多孔質炭素を含む請求項１に記載のハイブリッドキャパシタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多孔質炭素を含む正極材料、多孔質アルミニウム箔を含む負極材料、および前記正極材料と前記負極材料との間に配置されるセパレータを備えたハイブリッドキャパシタに関する。
【背景技術】
【０００２】
電力を蓄積するデバイスとしては、リチウムイオン二次電池に代表される二次電池や、電気二重層キャパシタが用いられる。
【０００３】
これらのうちリチウムイオン二次電池は、小型軽量で、容量密度が高いという利点を有している。容量密度は、エネルギー密度と呼ばれることもある。上記二次電池の負極としては、特許文献１に開示されているように、例えば、リチウムアルミニウム合金が用いられる。
【０００４】
これに対し、上記電気二重層キャパシタは、急速充放電が可能であり、二次電池に比べて放電密度が高く長寿命である。放電密度は、出力密度と呼ばれることもある。上記電気二重層キャパシタの電極には、活性炭が用いられる。上記電気二重層キャパシタは、放電密度が高いため、例えば、電気自動車の主電源や補助電源などの小型用途の他、太陽光発電や風力発電などの大型用途にも適用されており、再生可能エネルギーの電力蓄積デバイスとして活用される。しかし、電気二重層キャパシタは、二次電池に比べて容量密度が低いという欠点があった。
【０００５】
ところで近年では、二次電池と電気二重層キャパシタの両方の利点を兼ね備えたハイブリッドキャパシタの研究が盛んに行われている。ハイブリッドキャパシタとは、二次電池で用いられる負極と、電気二重層キャパシタで用いられる正極とを組み合わせて用いた蓄電デバイスである。ハイブリッドキャパシタの代表例であるリチウムイオンキャパシタでは、正極に例えば活性炭、負極に例えばリチウムをドープした炭素材料などが用いられる。リチウムイオンキャパシタの負極では、放電時には、負極を構成するリチウムがリチウムイオンとして速やかに溶出し、充電時には、リチウムイオンが還元されて炭素材料中にリチウムがドープされるが、負極の電位が低いため金属リチウムが析出しやすい。金属リチウムが析出する際には、デンドライト状に成長しやすく、デンドライト状に成長した金属リチウムは、ショートや容量密度の低下をもたらす。
【０００６】
本出願人は、アルミニウムとリチウムの充分な合金化が可能であり、リチウムイオンを用いた二次電池およびハイブリッドキャパシタの両方に適用可能な負極活物質用材料を特許文献２に提案している。この負極活物質用材料は、アルミニウム製またはアルミニウム合金製多孔質体（以下、まとめてアルミニウム製多孔質体と略記することがある。）と、リチウム製物体とがクラッドされた構成を有する。詳細には、これらを所定の雰囲気中で重ね、所定の温度で、例えば圧下率０．１〜２０％の圧力で圧延して得られる。上記負極活物質用材料では、表層部が三次元網目状骨格をなし、かつ表層部の表面開孔率が所定範囲に制御されたアルミニウム製多孔質体を用いて上記のクラッドを行うため、アルミニウム製多孔質体とリチウム製物体との接触面全面に渡って隙間なく強固に密着され、電気的な接触が常に保たれる。そのため、合金化が最後まで継続するという作用効果をもたらす。その結果、例えばアルミニウムとリチウムの合金化時にリチウムが溶解しても電気的な接続が保たれ、合金化反応が促進される。よって、上記負極活性物質用材料を用いることで、電解液中でリチウムとアルミニウムを安価に合金化でき、負極活性物質を製造できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特公平７−１０１６１８号公報
【特許文献２】特開２０１２−２２９７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ハイブリッドキャパシタのニーズは益々高くなり、容量密度の更なる向上が望まれている。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、容量密度が一層高められたハイブリッドキャパシタ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ことのできた本発明に係るハイブリッドキャパシタは、正極材料として、全細孔容積に対し、細孔径が３．０ｎｍ以上４．０ｎｍ未満の細孔の容積比率が０体積％超３０体積％未満で、且つ細孔径が４．０ｎｍ以上５０．０ｎｍ未満の細孔の容積比率が３０体積％以上である多孔質炭素と、負極材料として、多孔質アルミニウム箔およびリチウム箔と、前記正極材料と前記負極材料との間に配置されており、有機電解液を含浸したセパレータと、を含むハイブリッドキャパシタである。そして、前記負極材料は、前記多孔質アルミニウム箔の両面にリチウム箔が積層され、且つ前記多孔質アルミニウム箔の厚さＴAlと前記リチウム箔の総厚さＴLiとの比（ＴLi／ＴAl）が０．５０〜１．５０であるところに要旨を有している。
【００１１】
上記正極材料として、前記全細孔容積に対し、前記細孔径が４．０ｎｍ以上５０．０ｎｍ未満の細孔の容積比率は、３０体積％以上７０体積％未満である多孔質炭素を含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明では、正極材料として、全細孔容積に対し、細孔径が３．０ｎｍ以上４．０ｎｍ未満の細孔の容積比率が０体積％超３０体積％未満で、且つ細孔径が４．０ｎｍ以上５０．０ｎｍ未満の細孔の容積比率が３０体積％以上である多孔質炭素と、負極材料として、多孔質アルミニウム箔とリチウム箔を用いたうえで、多孔質アルミニウム箔の両面にリチウム箔を積層し、多孔質アルミニウム箔の厚さとリチウム箔の総厚さとの関係を適切に制御しているため、ハイブリッドキャパシタの容量密度を一層高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、セルの構造を示す模式図である。
【図２】図２は、多孔質アルミニウム箔の厚さＴAlが１１０μｍで、リチウム箔の総厚さＴLiが６０μｍのときにおいて、容積比率Ｖ3.0-4.0と容積比率Ｖ4.0-50.0が容量密度に及ぼす影響を示したグラフである。
【図３】図３は、多孔質アルミニウム箔の厚さＴAlが７５μｍで、リチウム箔の総厚さＴLiが４０μｍのときにおいて、容積比率Ｖ3.0-4.0と容積比率Ｖ4.0-50.0が容量密度に及ぼす影響を示したグラフである。
【図４】図４は、多孔質アルミニウム箔の厚さＴAlが５０μｍで、リチウム箔の総厚さＴLiが４０μｍのときにおいて、容積比率Ｖ3.0-4.0と容積比率Ｖ4.0-50.0が容量密度に及ぼす影響を示したグラフである。
【図５】図５は、多孔質アルミニウム箔の厚さＴAlが４０μｍで、リチウム箔の総厚さＴLiが４０μｍのときにおいて、容積比率Ｖ3.0-4.0と容積比率Ｖ4.0-50.0が容量密度に及ぼす影響を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明者らは、前述した特許文献２に記載の負極材料を開発した後も、ハイブリッドキャパシタの容量密度を一層向上させるために、鋭意検討を重ねてきた。その結果、ハイブリッドキャパシタの正極材料として、全細孔容積に対し、細孔径が３．０ｎｍ以上４．０ｎｍ未満の細孔の容積比率が０体積％超３０体積％未満で、且つ細孔径が４．０ｎｍ以上５０．０ｎｍ未満の細孔の容積比率が３０体積％以上である多孔質炭素を用いれば、正極に、マイナスの電荷を帯びたアニオンを吸着脱着させるだけではなく、プラスの電荷を帯びたカチオンをも吸着脱着させることができ、ハイブリッドキャパシタの容量密度を一層向上できること、また、負極材料は、多孔質アルミニウム箔の両面にリチウム箔を積層し、多孔質アルミニウム箔の厚さＴAlと、リチウム箔の総厚さＴLiとの比（ＴLi／ＴAl）を所定の範囲に制御すれば、ハイブリッドキャパシタの容量密度を一層向上できること、を見出し、本発明を完成した。
【００１５】
以下、本発明のハイブリッドキャパシタについて、詳細に説明する。
【００１６】
本発明に係るハイブリッドキャパシタは、正極材料として、全細孔容積に対し、細孔径が３．０ｎｍ以上４．０ｎｍ未満の細孔の容積比率が０体積％超３０体積％未満で、且つ細孔径が４．０ｎｍ以上５０．０ｎｍ未満の細孔の容積比率が３０体積％以上である多孔質炭素と、負極材料として、多孔質アルミニウム箔およびリチウム箔と、前記正極材料と前記負極材料との間に配置されており、有機電解液を含浸したセパレータと、を含んでいる。そして、前記負極材料は、前記多孔質アルミニウム箔の両面にリチウム箔が積層され、且つ前記多孔質アルミニウム箔の厚さＴAlと前記リチウム箔の総厚さＴLiとの比（ＴLi／ＴAl）が０．５０〜１．５０であることが重要である。
【００１７】
（１）正極材料
まず、正極材料について説明する。本発明のハイブリッドキャパシタでは、正極材料として、全細孔容積に対し、細孔径が３．０ｎｍ以上４．０ｎｍ未満の細孔の容積比率（以下、Ｖ3.0-4.0と表記することがある）が０体積％超３０体積％未満で、且つ細孔径が４．０ｎｍ以上５０．０ｎｍ未満の細孔の容積比率（以下、Ｖ4.0-50.0と表記することがある）が３０体積％以上である多孔質炭素を用いる。これにより、正極に、マイナスの電荷を帯びたアニオンを吸着脱着させるだけではなく、プラスの電荷を帯びたカチオンをも吸着脱着させることができ、ハイブリッドキャパシタの容量密度を一層向上できる。
【００１８】
上記容積比率Ｖ3.0-4.0を３０体積％未満、上記容積比率Ｖ4.0-50.0を３０体積％以上と定めた根拠は、放電時に、アニオンとカチオンが正極に吸着脱着するときの容量に基づいている。即ち、ハイブリッドキャパシタを放電させると、放電電圧が３．８Ｖから３．０Ｖの領域では、正極に吸着していたアニオンが脱離する。一方、放電電圧が３．０Ｖから２．０Ｖの領域では、正極にカチオンが吸着する。放電電圧変化に占めるアニオンおよびカチオンが作用する両領域の比は、電子数で示される容量の比に等しく、約４：６であるため、放電時にアニオンの脱着が関与する容量とカチオンの吸着が関与する容量の比は約４：６となる。そのため、アニオンの吸着脱着に寄与する容積比率Ｖ3.0-4.0を３０体積％未満、カチオンの吸着脱着に寄与する容積比率Ｖ4.0-50.0を３０体積％以上に制御すれば良いことが分かった。
【００１９】
即ち、本発明では、有機電解液中でほとんど溶媒和していないアニオンを正極に吸着脱着させるだけではなく、多数の溶媒が配位するカチオン（例えば、溶媒和リチウムイオンはイオン半径が０．８ｎｍ以上と推定される）についても正極に吸着脱着させることによって、電気二重層キャパシタよりも容量密度を高めることができる。また、本発明によれば、細孔径が４．０ｎｍ以上５０．０ｎｍ未満の比較的大きな細孔が多いため、その細孔に吸脱着するカチオンが移動しやすくなり、放電速度も高めることができる。具体的には、有機電解液中でほとんど溶媒和していないアニオンは、細孔径が３．０ｎｍ以上４．０ｎｍ未満の細孔に吸着脱着し、多数の溶媒が配位するカチオンは、細孔径が４．０ｎｍ以上５０．０ｎｍ未満の細孔に吸着脱着することが明らかとなった。
【００２０】
上記容積比率Ｖ3.0-4.0は、０体積％超３０体積％未満とする。上記容積比率Ｖ3.0-4.0が、３０体積％以上になると、細孔径が４．０ｎｍ以上５０．０ｎｍ未満の細孔が減少するため、吸脱着できるカチオン量が低下する。その結果、ハイブリッドキャパシタの容量密度が低下する。上記容積比率Ｖ3.0-4.0は、好ましくは２５体積％以下、より好ましくは２０体積％以下である。しかし上記容積比率Ｖ3.0-4.0が５体積％を下回ると、アニオンの吸着脱着が不充分になり、ハイブリッドキャパシタの容量密度が低下することがある。従って上記容積比率Ｖ3.0-4.0は、５体積％以上とすることが好ましく、より好ましくは７体積％以上である。
【００２１】
上記容積比率Ｖ4.0-50.0は３０体積％以上とする。上記容積比率Ｖ4.0-50.0が３０体積％を下回ると正極におけるカチオンの吸着脱着が不充分となり、ハイブリッドキャパシタの容量密度が低下する。上記容積比率Ｖ4.0-50.0は、好ましくは３５体積％以上、より好ましくは４０体積％以上である。上記容積比率Ｖ4.0-50.0の上限は特に限定されないが、上記容積比率Ｖ4.0-50.0が７０体積％を超える多孔質炭素を製造することは困難であるため、上記容積比率Ｖ4.0-50.0の上限は、例えば、７０体積％以下である。上記容積比率Ｖ4.0-50.0は、６５体積％以下であることがより好ましく、更に好ましくは６０体積％以下である。
【００２２】
上記全細孔の合計容積は、特に限定されないが、例えば、０．１５〜０．２３ｃｍ3／ｇであることが好ましい。合計容積が小さすぎると、アニオンおよびカチオンの吸脱着が不充分となり、ハイブリッドキャパシタの容量密度が低下する。一方、合計容積が大きすぎると、正極の機械的強度が低下する。
【００２３】
上記多孔質炭素の素材としては、細孔を有し、電気二重層キャパシタなどの分野で通常用いられるものを適用できる。例えば、活性炭やカーボンナノチューブなどの細孔を有する炭素が挙げられる。但し、グラファイトやグラフェンのように細孔を有しない炭素は、本発明では用いない。
【００２４】
上記多孔質炭素は、ＢＥＴ法に基づいて測定した比表面積が１３００〜２０００ｍ2／ｇであることが好ましい。上記比表面積が１３００ｍ2／ｇを下回ると、多孔質炭素の吸着能力が低くなるため、充分な質量当たりの静電容量（Ｆ／ｇ）が得られない傾向がある。従って上記比表面積は１３００ｍ2／ｇ以上であることが好ましく、より好ましくは１４００ｍ2／ｇ以上、更に好ましくは１５００ｍ2／ｇ以上である。しかし上記比表面積が２０００ｍ2／ｇを超えると、多孔質炭素の密度が低下し過ぎるため、体積当たりの静電容量（Ｆ／ｃｍ3）が低下する。従って上記比表面積は２０００ｍ2／ｇ以下であることが好ましく、より好ましくは１９００ｍ2／ｇ以下である。
【００２５】
上記多孔質炭素は、賦活原料を賦活処理することで製造できる。
【００２６】
上記賦活原料としては、通常の活性炭原料として用いられるものであれば、特に限定されない。例えば、フェノール樹脂、フラン樹脂、レーヨンなどの合成樹脂系原料、または石油コークスなどを炭化処理したものを用いることが好ましい。上記炭化処理は、例えば、不活性ガス雰囲気で加熱することにより行うのがよい。上記炭化処理の温度は、５００℃以上が好ましく、より好ましくは５５０℃以上である。上記温度の上限は、例えば、８５０℃以下が好ましく、より好ましくは８００℃以下である。
【００２７】
上記賦活処理とは、賦活原料の表面に細孔を形成して、細孔容積および比表面積を大きくする処理を意味する。上記賦活処理としては、薬品賦活、ガス賦活のいずれも採用でき、薬品賦活とガス賦活の両方を行ってもよい。上記賦活処理は、不活性ガス雰囲気で行うことが好ましい。不活性ガスとしては、例えば、窒素、アルゴン、ヘリウムなどを用いることができる。
【００２８】
上記ガス賦活を行うときに用いるガスとしては、例えば、水蒸気が挙げられる。水蒸気賦活処理は、賦活原料を所定の温度まで加熱した後、水蒸気を供給して行えばよい。水蒸気賦活処理では、水蒸気のみを供給して行ってもよいし、水蒸気と不活性ガスを混合したものを供給して行ってもよい。賦活反応を効率良く進行させるには、水蒸気と不活性ガスを混合したものを供給することが好ましい。水蒸気と不活性ガスを混合したものを供給する場合は、炭素を酸化し、炭素から一酸化炭素等へのガス化反応を促進するために、混合ガス中の水蒸気分圧を４０ｋＰａ以上とすることが好ましく、より好ましくは５０ｋＰａ以上である。しかし、上記水蒸気分圧が高くなり過ぎると、賦活反応が激しくなり、制御困難になるため、例えば、８０ｋＰａ以下が好ましい。
【００２９】
上記賦活処理を行うときの炉内の温度は、賦活反応を促進させるため、４００℃以上が好ましく、より好ましくは４５０℃以上である。しかし、上記温度が高くなり過ぎると、賦活反応の制御が困難になるため、例えば、１５００℃以下が好ましく、より好ましくは１３００℃以下である。
【００３０】
上記賦活処理を行うときの時間は、均一な賦活処理状態を得るため、例えば、０．５時間以上が好ましく、より好ましくは１．０時間以上である。上記時間を長くしても賦活反応の進行は飽和するため、例えば、１０時間以下が好ましく、より好ましくは５時間以下である。
【００３１】
上記水蒸気賦活処理を行うにあたり、賦活処理時間が一定の場合は、水蒸気分圧が高くなるほど、容積比率Ｖ3.0-4.0が大きくなる傾向あり、混合ガス中の水蒸気分圧が一定の場合は、賦活処理時間が長くなるほど、容積比率Ｖ4.0-50.0が大きくなる傾向がある。従って、上記容積比率Ｖ3.0-4.0および上記容積比率Ｖ4.0-50.0を上記範囲に制御するには、賦活処理時間および混合ガス中の水蒸気分圧を調整すればよく、上記混合ガス中の水蒸気分圧を高くする場合は、賦活処理時間を短くし、上記混合ガス中の水蒸気分圧を低くする場合は、賦活処理時間を長くすることが推奨される。
【００３２】
上記賦活処理は、１回だけ行ってもよいし、或いは複数回行ってもよい。
【００３３】
上記多孔質炭素を用いて正極材料を製造する方法は、特に限定されず、常法に従って製造すればよい。
【００３４】
上記正極材料は、上記多孔質炭素に、導電性付与剤、およびバインダーを混練した後、溶媒を添加してペーストを調製し、このペーストを、例えば、アルミニウム箔などの集電板に塗布した後、溶媒を乾燥して除去することによって得られる。
【００３５】
上記導電性付与剤としては、例えば、アセチレンブラックやケッチェンブラックなどが挙げられる。
【００３６】
上記バインダーとしては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデンなどのフッ素系高分子化合物や、カルボキシメチルセルロース、スチレン−ブタジエンゴム、石油ピッチ、フェノール樹脂などが挙げられる。
【００３７】
なお、上記では、集電体を用いて正極材料を製造する方法を説明したが、これに限定されず、集電体を用いずに正極材料を製造することもできる。
【００３８】
（２）負極材料
次に、負極材料について説明する。本発明のハイブリッドキャパシタでは、負極材料としては、多孔質アルミニウム箔の両面にリチウム箔を積層した積層体を用いる。
【００３９】
上記多孔質アルミニウム箔は、上記特許文献２に記載したものを好ましく用いることができる。具体的には、上記多孔質アルミニウム箔としては、上記特許文献２の図１などに示されるように、母体部と、母体部の両面（即ち、表面および裏面）に形成された表層部とから構成されるものを用いることができる。
【００４０】
母体部は、純アルミニウム、またはＳｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｔｉなどの不純物を約０．１原子％以下の範囲で含むアルミニウムから構成される。
【００４１】
表層部は、三次元網目状構造を有し、且つ、多数の細孔を有する。このように表層部は、所謂スポンジ状構造を有する。上記細孔は、後記するアルミニウム箔の前処理条件などによって発生する多数の穴を含んだ場合も含む趣旨である。
【００４２】
上記細孔の平均開口径Ｄは、０．１〜５μｍであることが好ましい。上記細孔の平均開口径Ｄが０．１μｍ未満では、電解液の孔内への浸入が困難となるため、ハイブリッドキャパシタの容量密度が低下することがある。しかし上記細孔の平均開口径Ｄが５μｍを超えると負極材料の比表面積が小さくなるため、ハイブリッドキャパシタの容量密度が低下する虞がある。上記細孔の平均開口径Ｄは、より好ましくは０．５μｍ以上、より好ましくは４μｍ以下である。
【００４３】
上記表層部の平均厚さは、約１〜４０μｍであることが好ましい。
【００４４】
上記特許文献２に記載の方法に基づいて測定される上記表層部の表面開口率は、１０〜８０％であることが好ましい。上記表面開口率が１０％未満では、充電時に負極内のリチウム含有量が増加することによる体積膨張に起因した応力の緩和が不充分である。上記表面開口率は、より好ましくは２０％以上である。一方、上記表面開口率が８０％を超えると、多孔質アルミニウム箔の強度が低下し、電極の機械的強度が低くなる。上記表面開口率は、より好ましくは７０％以下である。
【００４５】
上記構成からなる多孔質アルミニウム箔は、アルミニウム箔を準備し、電解液中でエッチングすることによって得られる。電解液としては、例えば、塩酸、硫酸、水酸化ナトリウムなどを含む水溶液などが用いられる。
【００４６】
エッチング条件は、使用する電解液の種類などによって相違し、所望とする表面開口率が得られるよう、適切に制御すれば良い。エッチングは、おおむね、以下の条件で行うことが推奨される。
（エッチング条件）
電解エッチング時の温度：３５〜５０℃
周波数：５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ
電流密度：１００〜３００ｍＡ／ｃｍ2
エッチング時間：３００〜９００秒間
【００４７】
本発明のハイブリッドキャパシタは、負極材料が、上記多孔質アルミニウム箔の両面にリチウム箔が積層され、且つ前記多孔質アルミニウム箔の厚さＴAlと前記リチウム箔の総厚さＴLiとの比（ＴLi／ＴAl）が０．５０〜１．５０であることが重要である。
【００４８】
上記リチウム箔は、純リチウムを用いることが好ましいが、Ｎａ、Ｋ、Ｏ、Ｎ、Ｃなどの不純物を、おおむね１原子％以下の範囲で含んでも良い。リチウム箔は市販品を用いることができる。
【００４９】
本発明では、多孔質アルミニウム箔の両面にリチウム箔を積層させている。多孔質アルミニウム箔の両面にリチウム箔を積層することにより、負極材料の品質を向上できる。即ち、リチウム箔を、多孔質アルミニウム箔の片面に積層させるよりも、両面に積層させた方が、アルミニウムと、リチウムとの合金化による局部的な体積膨張や電極の変形が緩和され易くなる。その結果、変形に基づく短絡の発生などをより有効に防止できる。
【００５０】
上記多孔質アルミニウム箔の厚さＴAlと、上記リチウム箔の総厚さＴLiとの比（ＴLi／ＴAl）は、０．５０〜１．５０とする。多孔質アルミニウム箔の厚さＴAlとは、負極材料を構成する多孔質アルミニウム箔の厚さ（μｍ）であり、リチウム箔の総厚さＴLiとは、多孔質アルミニウム箔の両面（即ち、表面および裏面）にリチウム箔を積層したときの合計厚さ（μｍ）を意味する。多孔質アルミニウム箔の表面と裏面に積層するリチウム箔の厚さは同じであってもよいし、異なってもよい。
【００５１】
なお、本発明のハイブリッドキャパシタに用いる正極材料と負極材料は１組であっても良いし、複数組であってもよい。即ち、正極材料１枚と負極材料１枚から作製された単層セルと比べて、正極材料ｎ枚、負極材料ｎ枚から作製された積層セルの方が、各電極の両面を利用できるため、容量が単層セルの２ｎ−１倍になると考えられる。ｎは自然数である。
【００５２】
上記ＴLi／ＴAlの値が０．５０を下回ると、体積あたりの充放電に関与するリチウムが減少するため、ハイブリッドキャパシタの容量密度が低下する。従って上記ＴLi／ＴAlの値は、０．５０以上とし、好ましくは０．６０以上、より好ましくは０．７０以上とする。しかし上記ＴLi／ＴAlの値が１．５０を超えると、アルミニウム量に対してリチウム量が過剰になる（即ち、Ａｌに対するＬｉの原子比が１超であり、例えばＬｉ濃度が約６０原子％以上になる）ため、アルミニウムとリチウムの合金化後に金属リチウムがそのまま残存し、ハイブリッドキャパシタの容量密度が低下する。更に、残存した金属リチウムを起点として、充電時に金属リチウムがデンドライト状に成長し易くなり、短絡の原因となる。このような観点から、本発明では、上記ＴLi／ＴAlの値を１．５０以下とし、好ましくは１．０以下、より好ましくは０．７０以下とする。
【００５３】
本発明では、上記ＴLi／ＴAlの値が０．５０〜１．５０の範囲を満足したうえで、上記多孔質アルミニウム箔の厚さＴAlは、１０〜１１０μｍであることが好ましい。厚さＴAlが１０μｍを下回ると、電極の機械的強度低くなり、またセルの組み立てが難しくなる。従って上記多孔質アルミニウム箔の厚さＴAlは、好ましくは１０μｍ以上、より好ましくは２０μｍ以上、更に好ましくは３０μｍ以上である。しかし多孔質アルミニウム箔の厚さＴAlが厚くなり過ぎると電極表面に存在するリチウムが減少するため、ハイブリッドキャパシタの容量密度が低下する。従って上記多孔質アルミニウム箔の厚さＴAlは、好ましくは１１０μｍ以下、より好ましくは９０μｍ以下、更に好ましくは８０μｍ以下である。
【００５４】
一方、多孔質アルミニウム箔の片面に積層するリチウム箔の厚さは、１０〜６０μｍであることが好ましい。厚さが１０μｍを下回ると、電極の機械的強度が低くなり、また負極材料を製造し難くなる。従って上記リチウム箔の厚さは、好ましくは１０μｍ以上、より好ましくは２０μｍ以上、更に好ましくは３０μｍ以上である。しかし多孔質アルミニウム箔の片面に積層するリチウム箔が厚くなり過ぎると、アルミニウムとの合金化反応が遅くなるため、リチウムの利用効率が悪くなる。従って上記リチウム箔の厚さは、好ましくは６０μｍ以下、より好ましくは５０μｍ以下、更に好ましくは４０μｍ以下である。
【００５５】
本明細書において多孔質アルミニウム箔の両面にリチウム箔が積層された状態は、下記（Ａ）、（Ｂ）の方法により形成できる。
【００５６】
（Ａ）多孔質アルミニウム箔の両面にリチウム箔を積層した後、加圧しながら加熱することにより、リダクションを伴わない加工を行なう。これを本明細書では圧着と呼ぶ。
【００５７】
（Ｂ）多孔質アルミニウム箔の両面にリチウム箔を積層した後、リダクション０％超１０％以下で圧延する。これを本明細書では圧延と呼ぶ。
【００５８】
本発明では、以下の理由により、上記（Ａ）の圧着が推奨される。即ち、リチウム箔はアルミニウム箔に比べて柔らかく、また融点が低いため、多孔質アルミニウム箔とリチウム箔を重ねて加熱するだけで密着性良く積層させることができる。上記（Ｂ）のように、リダクションを伴う圧延を行えば、多孔質アルミニウム箔とリチウム箔の密着性は更に向上するが、リダクションの程度によっては、リチウム箔の平均厚さにバラツキが生じ易くなる。そのため、「リチウム箔の総厚さＴLiを多孔質アルミニウム箔の厚さＴAlとの関係で適切に制御する」という本発明の構成を実現することが難しくなり、ハイブリッドキャパシタの容量密度低下を招く虞がある。従って本発明では、上記（Ａ）の圧着が最も好ましく、上記（Ｂ）のように圧延する場合は、リダクションの上限を１０％以下とした。なお、リダクションは、圧延前後において、上記リチウム箔と多孔質アルミニウム箔を積層した積層体の厚さをデジタルインジケーターにより測定し、下記式によって算出されるものである。
リダクション（％）＝（圧延前の厚さ−圧延後の厚さ）／（圧延前の厚さ）×１００
【００５９】
上記（Ａ）の圧着では、具体的には、多孔質アルミニウム箔の両面にリチウム箔を重ねた後、圧力をかけながら加熱すればよい。
【００６０】
圧力をかけながら加熱するときの雰囲気について、金属リチウムの長期品質保存という観点から、例えば、露点−４０℃以下のＡｒ、あるいは、空気からなる雰囲気とすることが好ましい。
【００６１】
加熱温度について、密着性向上という観点から、例えば、５０℃以上が好ましく、リチウムの融点である約１８０．５℃以下とすることが好ましく、より好ましくは１５０℃以下である。
【００６２】
加熱時間は、加熱時の雰囲気や温度などによっても変化するが、おおむね、１秒以上、３０秒以下の範囲が好ましい。
【００６３】
上記圧着するときの圧力は、圧着前後で負極材料の厚みが変化せず、リダクションが生じない範囲で行なえば良く、例えば、０ＭＰａ超２０ＭＰａ以下が好ましく、より好ましくは０．０１〜１０ＭＰａである。
【００６４】
一方、上記（Ｂ）の圧延では、具体的には、多孔質アルミニウム箔の両面にリチウム箔を重ねた後、圧延する。圧延は、リダクション０％超１０％以下で行うことが好ましい。前述した理由により、リダクションは小さい程よい。
【００６５】
上記（Ｂ）の圧延では、圧延の前の加熱処理は必ずしも必須でなく、むしろ加熱しないことが推奨される。上記（Ｂ）の圧延では、上記（Ａ）の圧着と異なって、圧延後、更に加熱すると、アルミニウムとリチウムとの合金化反応が急速に進行し、形状が変化する虞があるためである。
【００６６】
（３）セパレータ
セパレータは、正極材料と負極材料の間に設置され、有機電解液を保持すると共に、正極材料と負極材料の短絡を防ぐ機能も果たす。
【００６７】
上記セパレータとしては、キャパシタや二次電池に一般的に用いられるものを用いることができる。
【００６８】
上記有機電解液は、電解質としてリチウムイオンを含有する有機電解液であれば特に限定されない。具体的には、例えばリチウム塩を有機溶媒に溶解した有機電解液が挙げられる。リチウム塩としては、例えばＬｉＢＦ4、ＬｉＰＦ6などが挙げられる。有機溶媒としては、例えば、ジエチルカーボネート（Ｄｉｅｔｈｙｌ  ｃａｒｂｏｎａｔｅ、ＤＥＣ）、ジメチルカーボネート（Ｄｉｍｅｔｈｙｌ  ｃａｒｂｏｎａｔｅ、ＤＭＣ）、ジメトキシエタン（Ｄｉｍｅｔｈｏｘｙｅｔｈａｎｅ、ＤＭＥ）、プロピレンカーボネート（Ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ  ｃａｒｂｏｎａｔｅ、ＰＣ）、エチレンカーボネート（Ｅｔｈｙｌｅｎｅ  ｃａｒｂｏｎａｔｅ、ＥＣ）などが挙げられる。
【００６９】
本発明のハイブリッドキャパシタは、上記正極材料および上記負極材料を、有機電解液に浸漬し、アルミニウムとリチウムとを合金化することによって得られる。多孔質アルミニウム箔の厚さＴAlとリチウム箔の総厚さＴLiを適切に制御することによって、アルミニウム箔の表面に金属リチウムが残存せず、アルミニウムとリチウムを過不足なく、合金化できる。
【００７０】
上記有機電解液に浸漬する時間は、上記アルミニウムとリチウムが充分合金化する程度とすればよい。この時間は、有機電解液の温度などによっても相違するが、例えば、２〜１０時間程度とすることが推奨される。
【００７１】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は下記実施例によって制限を受けるものではなく、前記および後記の趣旨に適合し得る範囲で変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
【実施例】
【００７２】
多孔質アルミニウム箔の両面にリチウム箔を積層した負極材料と、種々の正極材料を用いてハイブリッドキャパシタを製造し、正極材料を構成する多孔質炭素の細孔径が３．０ｎｍ以上４．０ｎｍ未満の細孔の全細孔容積中の容積比率Ｖ3.0-4.0と、細孔径が４．０ｎｍ以上５０．０ｎｍ未満の細孔の全細孔容積中の容積比率Ｖ4.0-50.0が容量密度に及ぼす影響を調べた。
【００７３】
（ａ）正極材料
賦活原料として、フェノール樹脂を炭化したものを１００ｇ準備し、これをロータリーキルンに投入し、窒素ガスの流通下で、９１０℃に加熱した。窒素ガスの平均流通速度は１Ｌ／分とした。加熱時の平均昇温速度は、１０℃／分とした。
【００７４】
９１０℃に達した時点で、ロータリーキルン内に水蒸気と窒素ガスを供給し、水蒸気賦活処理を行い、活性炭を製造した。水蒸気分圧は、５０〜８０ｋＰａとし、水蒸気賦活処理時間は、０．９〜４．５時間とした。水蒸気分圧および水蒸気賦活処理時間を下記表１〜表４に示す。
【００７５】
次に、得られた活性炭０．３ｇを１５０℃に真空加熱した後、窒素吸着装置を用いて吸着等温線を求め、ＢＥＴ法により活性炭の比表面積と全細孔の合計容積を測定した。測定結果を下記表１〜表４に示す。
【００７６】
また、上記ＢＥＴ法による結果に基づいて、全細孔容積に対する、細孔径が３．０ｎｍ以上４．０ｎｍ未満の細孔の容積比率Ｖ3.0-4.0と、細孔径が４．０ｎｍ以上５０．０ｎｍ未満の細孔の容積比率Ｖ4.0-50.0を夫々算出した。算出した結果を下記表１〜表４に併せて示す。また、下記表１〜表４には、容積比率Ｖ3.0-4.0と容積比率Ｖ4.0-50.0の合計量も併せて示した。
【００７７】
次に、得られた活性炭を５０質量％、アセチレンブラックを４５質量％、およびポリフッ化ビニリデン（Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｉｄｅｎｅ  Ｄｉｆｌｕｏｒｉｄｅ；ＰＶＤＦ）を５質量％混合したものにＮ−メチル−２−ピロリドンを添加し、ペースト状にしたものを、集電体である純アルミニウム箔の両面に塗布し、乾燥した後、圧着して正極材料を作製した。活性炭の平均粒子径は２．５μｍであった。
【００７８】
（ｂ）負極材料
多孔質アルミニウム箔を次の手順で製造した。詳細には、純度が９９．９質量％で、厚さが１１０μｍ、７５μｍ、５０μｍ、または４０μｍのアルミニウム箔を準備し、以下の組成の電解液に浸漬し、以下の条件で電解エッチングした。
（電解エッチング条件）
電解液：１０質量％塩酸と０．１質量％硫酸を含む水溶液
電解エッチング時の温度：３８℃
周波数：６０Ｈｚ
電流密度：１８０ｍＡ／ｃｍ2
電解時間（エッチング時間）：５００秒間
【００７９】
上記の電解エッチングを行なった後、イオン交換水で洗浄し、所望とする多孔質アルミニウム箔を得た。
【００８０】
得られた多孔質アルミニウム箔の表面を、走査型電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ；ＳＥＭ）を用いて観察倍率２０００倍で観察し、表層部の表面開口率および細孔の開口径を、前述した特許文献２と同様にして測定した。その結果、いずれの多孔質アルミニウム箔においても、表層部の表面開口率は５０％、細孔の平均開口径Ｄは１μｍであった。
【００８１】
次に、アルゴン雰囲気中で、上記多孔質アルミニウム箔の両面に、純度が９９質量％で、厚さ３０μｍのリチウム箔または厚さ２０μｍのリチウム箔を夫々重ね、０．３ＭＰａ、９０℃で、１秒間加熱して圧着して負極材料を作製した。リチウム箔は、本城金属製のものを用いた。なお、多孔質アルミニウム箔に圧着したリチウム箔の厚さは、表面と裏面で同じにした。
【００８２】
このように圧着して得られた負極材料のＴLiとＴAlとの比（ＴLi／ＴAl）は、以下のとおりである。
【００８３】
厚さＴAlが１１０μｍの多孔質アルミニウム箔と、厚さが３０μｍのリチウム箔（即ち、リチウム箔の総厚さＴLiは６０μｍ）を用いた負極材料については、ＴLiとＴAlとの比（ＴLi／ＴAl）は、０．５５である。この負極材料を用いた結果を表１に示す。
【００８４】
厚さＴAlが７５μｍの多孔質アルミニウム箔と、厚さが２０μｍのリチウム箔（即ち、リチウム箔の総厚さＴLiは４０μｍ）を用いた負極材料については、ＴLiとＴAlとの比（ＴLi／ＴAl）は、０．５３である。この負極材料を用いた結果を表２に示す。
【００８５】
厚さＴAlが５０μｍの多孔質アルミニウム箔と、厚さが２０μｍのリチウム箔（即ち、リチウム箔の総厚さＴLiは４０μｍ）を用いた負極材料については、ＴLiとＴAlとの比（ＴLi／ＴAl）は、０．８０である。この負極材料を用いた結果を表３に示す。
【００８６】
厚さＴAlが４０μｍの多孔質アルミニウム箔と、厚さが２０μｍのリチウム箔（即ち、リチウム箔の総厚さＴLiは４０μｍ）を用いた負極材料については、ＴLiとＴAlとの比（ＴLi／ＴAl）は、１．００である。この負極材料を用いた結果を表４に示す。
【００８７】
（ｃ）セパレータ
セパレータは、宇部興産製の多孔質フィルム「ユーポアＵＰ３０７４（商品名）」を用いた。
【００８８】
（ｄ）セルの製造
有機溶媒として、プロピレンカーボネート（ＰＣ）と、ジメトキシエタン（ＤＭＥ）の混合溶液を調製した。この有機溶媒に電解質としてＬｉＢＦ4を加えて溶解し、電解質の濃度１ｍｏｌ／Ｌの有機電解液を調製した。
【００８９】
このようにして得られた有機電解液と、前述した負極材料と、前述した正極材料とを用い、図１に示すように配置したセルを形成した。
【００９０】
（ｅ）容量密度の測定
次に、上記セルを用い、以下の方法で容量密度を測定した。
【００９１】
まず、セルを形成して５時間後、２５℃の恒温槽に入れ、定電流で電圧が２．０Ｖとなるまで放電させた。次に、同じ恒温槽内で、定電流−定電圧で３．８Ｖとなるまで充電し、その後、定電流で２．０Ｖになるまで放電させ、ハイブリッドキャパシタの容量密度を測定した。これらの結果を下記表１〜表４に示す。
【００９２】
本実験例では、容量密度が１３０００ｍＡｈ／Ｌ以上を合格と評価し、容量密度が１３０００ｍＡｈ／Ｌ未満を不合格と評価した。
【００９３】
また、多孔質アルミニウム箔の厚さＴAlが１１０μｍで、リチウム箔の総厚さＴLiが６０μｍの負極材料を用いた表１について、多孔質炭素の容積比率Ｖ3.0-4.0と容積比率Ｖ4.0-50.0が容量密度に及ぼす影響を示したグラフを図２に示す。なお、下記表１のＮｏ．１１と１２は、活性炭の比表面積が他の例と異なるためプロットしていない。
【００９４】
多孔質アルミニウム箔の厚さＴAlが７５μｍで、リチウム箔の総厚さＴLiが４０μｍの負極材料を用いた表２について、多孔質炭素の容積比率Ｖ3.0-4.0と容積比率Ｖ4.0-50.0が容量密度に及ぼす影響を示したグラフを図３に示す。なお、下記表２のＮｏ．３０と３１は、活性炭の比表面積が他の例と異なるためプロットしていない。
【００９５】
多孔質アルミニウム箔の厚さＴAlが５０μｍで、リチウム箔の総厚さＴLiが４０μｍの負極材料を用いた表３について、多孔質炭素の容積比率Ｖ3.0-4.0と容積比率Ｖ4.0-50.0が容量密度に及ぼす影響を示したグラフを図４に示す。なお、下記表３のＮｏ．４９と５０は、活性炭の比表面積が他の例と異なるためプロットしていない。
【００９６】
多孔質アルミニウム箔の厚さＴAlが４０μｍで、リチウム箔の総厚さＴLiが４０μｍの負極材料を用いた表４について、多孔質炭素の容積比率Ｖ3.0-4.0と容積比率Ｖ4.0-50.0が容量密度に及ぼす影響を示したグラフを図５に示す。なお、下記表４のＮｏ．６８と６９は、活性炭の比表面積が他の例と異なるためプロットしていない。
【００９７】
なお、図２〜図５において、プロット点近くに記載した数値は、表１〜表４に示した容量密度（ｍＡｈ／Ｌ）を示す。
【００９８】
下記表１〜表４、および図２〜図５から次のように考察できる。
【００９９】
表１のＮｏ．１〜１２、表２のＮｏ．２０〜３１、表３のＮｏ．３９〜５０、表４のＮｏ．５８〜６９は、いずれも本発明で規定する要件を満足する発明例であり、ＴLi／ＴAlの値および多孔質炭素の細孔径分布が適切に制御されているため、容量密度がいずれも１３０００ｍＡｈ／Ｌ以上であり、容量密度が非常に高いハイブリッドキャパシタが得られた。これに対し、表１のＮｏ．１３〜１９、表２のＮｏ．３２〜３８、表３のＮｏ．５１〜５７、表４のＮｏ．７０〜７６は、いずれも本発明で規定する要件を満足しない比較例であり、多孔質炭素の細孔径分布が適切に制御されていないため、容量密度は１３０００ｍＡｈ／Ｌ未満となり、容量密度の低下が見られた。詳細には、次の通りである。
【０１００】
まず、表１および図２について考察する。
【０１０１】
Ｎｏ．１〜４、１６を比較すると、活性炭の比表面積が１８００ｍ2／ｇ、容積比率Ｖ3.0-4.0が２５体積％で一定の場合は、容積比率Ｖ4.0-50.0が大きくなるほど、容量密度は高くなる傾向が読み取れる。同様の傾向は、Ｎｏ．５と１８、Ｎｏ．６と７、Ｎｏ．８と１７、Ｎｏ．９と１０を夫々比較しても読み取れる。
【０１０２】
また、Ｎｏ．２、５、６、８、９を比較すると、活性炭の比表面積が１８００ｍ2／ｇ、容積比率Ｖ4.0-50.0が４０体積％で一定の場合は、容積比率Ｖ3.0-4.0が大きくなるほど、容量密度は高くなる傾向が読み取れる。但し、Ｎｏ．１９のように、容積比率Ｖ3.0-4.0が３０体積％以上になると、容量密度が急激に低下することが分かる。同様の傾向は、活性炭の比表面積が１８００ｍ2／ｇ、容積比率Ｖ4.0-50.0が６０体積％で一定であるＮｏ．７と１０を比較しても読み取れる。
【０１０３】
また、Ｎｏ．２、１１、１２を比較すると、容積比率Ｖ3.0-4.0が２５体積％、容積比率Ｖ4.0-50.0が４０体積％で一定の場合は、活性炭の比表面積が大きくなるほど、容積密度が高くなる傾向が読み取れる。
【０１０４】
また、Ｎｏ．８と１９を比較すると、賦活処理時間が３．０時間で一定の場合は、水蒸気分圧が高くなるほど容積比率Ｖ3.0-4.0が大きくなる傾向が読み取れる。同様の傾向は、Ｎｏ．９と１５を比較しても読み取れる。
【０１０５】
また、Ｎｏ．７〜１０、１３を比較すると、水蒸気分圧が５０ｋＰａで一定の場合は、賦活処理時間が長くなるほど容積比率Ｖ4.0-50.0が大きくなる傾向が読み取れる。
【０１０６】
次に、表２および図３について考察する。
【０１０７】
Ｎｏ．２０〜２３、３５を比較すると、活性炭の比表面積が１８００ｍ2／ｇ、容積比率Ｖ3.0-4.0が２５体積％で一定の場合は、容積比率Ｖ4.0-50.0が大きくなるほど、容量密度は高くなる傾向が読み取れる。同様の傾向は、Ｎｏ．２４と３７、Ｎｏ．２５と２６、Ｎｏ．２７と３６、Ｎｏ．２８と２９を夫々比較しても読み取れる。
【０１０８】
また、Ｎｏ．２１、２４、２５、２７、２８を比較すると、活性炭の比表面積が１８００ｍ2／ｇ、容積比率Ｖ4.0-50.0が４０体積％で一定の場合は、容積比率Ｖ3.0-4.0が大きくなるほど、容量密度は高くなる傾向が読み取れる。但し、Ｎｏ．３８のように、容積比率Ｖ3.0-4.0が３０体積％以上になると、容量密度が急激に低下することが分かる。同様の傾向は、活性炭の比表面積が１８００ｍ2／ｇ、容積比率Ｖ4.0-50.0が６０体積％で一定であるＮｏ．２６と２９を比較しても読み取れる。
【０１０９】
また、Ｎｏ．２１、３０、３１を比較すると、容積比率Ｖ3.0-4.0が２５体積％、容積比率Ｖ4.0-50.0が４０体積％で一定の場合は、活性炭の比表面積が大きくなるほど、容積密度が高くなる傾向が読み取れる。
【０１１０】
また、Ｎｏ．２７と３８を比較すると、賦活処理時間が３．０時間で一定の場合は、水蒸気分圧が高くなるほど容積比率Ｖ3.0-4.0が大きくなる傾向が読み取れる。同様の傾向は、Ｎｏ．２８と３４を比較しても読み取れる。
【０１１１】
また、Ｎｏ．２６〜２９、３２を比較すると、水蒸気分圧が５０ｋＰａで一定の場合は、賦活処理時間が長くなるほど容積比率Ｖ4.0-50.0が大きくなる傾向が読み取れる。
【０１１２】
次に、表３および図４について考察する。
【０１１３】
Ｎｏ．３９〜４２、５４を比較すると、活性炭の比表面積が１８００ｍ2／ｇ、容積比率Ｖ3.0-4.0が２５体積％で一定の場合は、容積比率Ｖ4.0-50.0が大きくなるほど、容量密度は高くなる傾向が読み取れる。同様の傾向は、Ｎｏ．４３と５６、Ｎｏ．４４と４５、Ｎｏ．４６と５５、Ｎｏ．４７と４８を夫々比較しても読み取れる。
【０１１４】
また、Ｎｏ．４０、４３、４４、４６、４７を比較すると、活性炭の比表面積が１８００ｍ2／ｇ、容積比率Ｖ4.0-50.0が４０体積％で一定の場合は、容積比率Ｖ3.0-4.0が大きくなるほど、容量密度は高くなる傾向が読み取れる。但し、Ｎｏ．５７のように、容積比率Ｖ3.0-4.0が３０体積％以上になると、容量密度が急激に低下することが分かる。同様の傾向は、活性炭の比表面積が１８００ｍ2／ｇ、容積比率Ｖ4.0-50.0が６０体積％で一定であるＮｏ．４５と４８を比較しても読み取れる。
【０１１５】
また、Ｎｏ．４０、４９、５０を比較すると、容積比率Ｖ3.0-4.0が２５体積％、容積比率Ｖ4.0-50.0が４０体積％で一定の場合は、活性炭の比表面積が大きくなるほど、容積密度が高くなる傾向が読み取れる。
【０１１６】
また、Ｎｏ．４６と５７を比較すると、賦活処理時間が３．０時間で一定の場合は、水蒸気分圧が高くなるほど容積比率Ｖ3.0-4.0が大きくなる傾向が読み取れる。同様の傾向は、Ｎｏ．４７と５３を比較しても読み取れる。
【０１１７】
また、Ｎｏ．４５〜４８、５１を比較すると、水蒸気分圧が５０ｋＰａで一定の場合は、賦活処理時間が長くなるほど容積比率Ｖ4.0-50.0が大きくなる傾向が読み取れる。
【０１１８】
次に、表４および図５について考察する。
【０１１９】
Ｎｏ．５８〜６１、７３を比較すると、活性炭の比表面積が１８００ｍ2／ｇ、容積比率Ｖ3.0-4.0が２５体積％で一定の場合は、容積比率Ｖ4.0-50.0が大きくなるほど、容量密度は高くなる傾向が読み取れる。同様の傾向は、Ｎｏ．６２と７５、Ｎｏ．６３と６４、Ｎｏ．６５と７４、Ｎｏ．６６と６７を夫々比較しても読み取れる。
【０１２０】
また、Ｎｏ．５９、６２、６３、６５、６６を比較すると、活性炭の比表面積が１８００ｍ2／ｇ、容積比率Ｖ4.0-50.0が４０体積％で一定の場合は、容積比率Ｖ3.0-4.0が大きくなるほど、容量密度は高くなる傾向が読み取れる。但し、Ｎｏ．７６のように、容積比率Ｖ3.0-4.0が３０体積％以上になると、容量密度が急激に低下することが分かる。同様の傾向は、活性炭の比表面積が１８００ｍ2／ｇ、容積比率Ｖ4.0-50.0が６０体積％で一定であるＮｏ．６４と６７を比較しても読み取れる。
【０１２１】
また、Ｎｏ．５９、６８、６９を比較すると、容積比率Ｖ3.0-4.0が２５体積％、容積比率Ｖ4.0-50.0が４０体積％で一定の場合は、活性炭の比表面積が大きくなるほど、容積密度が高くなる傾向が読み取れる。
【０１２２】
また、Ｎｏ．６５と７６を比較すると、賦活処理時間が３．０時間で一定の場合は、水蒸気分圧が高くなるほど容積比率Ｖ3.0-4.0が大きくなる傾向が読み取れる。同様の傾向は、Ｎｏ．６６と７２を比較しても読み取れる。
【０１２３】
また、Ｎｏ．６４〜６７、７０を比較すると、水蒸気分圧が５０ｋＰａで一定の場合は、賦活処理時間が長くなるほど容積比率Ｖ4.0-50.0が大きくなる傾向が読み取れる。
【０１２４】
【表１】
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【０１２５】
【表２】
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【０１２６】
【表３】
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【０１２７】
【表４】
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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１】
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