(57)【要約】      （修正有）【課題】湾曲面を有する電子機器に装着し易く、電極の高い集電効率を確保できるとともに、電極活物質の脱落を抑制でき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１は、正極３、負極４および正極と負極との間に介在するセパレータ５を含む電極群２と、リチウムイオン伝導性の電解質とを含む。正極と、セパレータと、負極とは、積層方向ＤＬに沿って積層されており、電極群は、湾曲部を有し、湾曲部は、積層方向ＤＬに凸となるように円弧状に湾曲しており、正極は、正極集電体と、正極集電体に担持された正極活物質とを含み、負極は、負極集電体と、負極集電体に担持された負極活物質とを含む。正極集電体および負極集電体は、それぞれ、三次元網目状の骨格を有する金属多孔体である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極、負極、および前記正極と前記負極との間に介在するセパレータを含む電極群と、リチウムイオン伝導性の電解質とを含み、
前記正極と、前記セパレータと、前記負極とは、積層方向ＤＬに沿って積層されており、
前記電極群は、湾曲部を有し、
前記湾曲部は、前記積層方向ＤＬに凸となるように円弧状に湾曲しており、
前記正極は、正極集電体と、前記正極集電体に担持された正極活物質とを含み、
前記負極は、負極集電体と、前記負極集電体に担持された負極活物質とを含み、
前記正極集電体および前記負極集電体は、それぞれ、三次元網目状の骨格を有する金属多孔体である、リチウムイオンキャパシタ。
【請求項２】
前記電極群は、ｎ個の前記正極と、（ｎ−１）個〜（ｎ＋１）個の前記負極とを含み、
ｎは１以上の整数であり、
ただし、ｎが１であるとき、前記負極は、ｎ個または（ｎ＋１）個である、請求項１に記載のリチウムイオンキャパシタ。
【請求項３】
ｎは３〜２０の整数である、請求項２に記載のリチウムイオンキャパシタ。
【請求項４】
前記電極群は、前記湾曲部が湾曲した状態で固定されるように、一対の湾曲した板状部材で挟持されている、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】
前記電極群の厚みは、３ｍｍ〜１０ｍｍ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】
前記湾曲部における前記正極および前記負極の曲率半径は、それぞれ、１５ｍｍ〜４０ｍｍ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。
【請求項７】
前記正極および前記負極の厚みは、それぞれ、５０μｍ〜５００μｍである、請求項１〜請求項６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８】
前記骨格は内部に空洞を有する、請求項１〜請求項７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９】
湾曲した周面を有する柱状の本体と、前記周面に前記湾曲部を沿わせて装着された請求項１に記載のリチウムイオンキャパシタとを含む、電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極の積層方向に凸となるように湾曲した形状の電極群を備えるリチウムイオンキャパシタおよびリチウムイオンキャパシタが装着された電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
環境問題がクローズアップされる中、太陽光または風力などのクリーンエネルギーを電力に変換し、電気エネルギーとして蓄電するシステムの開発が盛んに行われている。このような蓄電デバイスとしては、リチウムイオン二次電池、リチウムイオンキャパシタなどが知られている。最近では、瞬時の充放電特性に優れるとともに、高い出力特性が得られ、取り扱い性に優れるといった観点から、リチウムイオンキャパシタなどのキャパシタが注目されている。
【０００３】
リチウムイオンキャパシタは、正極、負極、およびこれらの間に介在するセパレータを含む電極群とリチウムイオン伝導性の電解質とを備える。電極は、金属箔集電体と、集電体上に形成され、かつ電極活物質を含む電極活物質層とを有する。例えば、特許文献１では、アルミニウム箔上に電極活物質層を形成した電極がリチウムイオンキャパシタに使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１５７６０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電子機器の小型化および高性能化に伴って、高エネルギー密度のリチウムイオンキャパシタが求められている。また、リチウムイオンキャパシタを装着した状態の電子機器のサイズが大きくなり過ぎないように、リチウムイオンキャパシタの形状を電子機器の形状に沿わせることが重要となってくる。
【０００６】
しかし、特許文献１のように金属箔集電体を用いた場合、エネルギー密度を大きくするために電極活物質層の厚みを大きくしても、電極の集電効率が低下するため、実際にはエネルギー密度を十分に利用することが難しい。また、湾曲面を有する電子機器の形状に沿わせて厚い電極を湾曲させると、金属箔集電体から電極活物質が脱落し、内部短絡の原因となる。従って、金属箔集電体を用いる場合には、電極活物質層の厚みを小さくする必要がある。
【０００７】
本発明の目的は、湾曲面を有する電子機器に装着し易く、電極活物質の脱落を抑制できるとともに、電極の集電効率が高いリチウムイオンキャパシタおよびリチウムイオンキャパシタを装着した電子機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一局面は、正極、負極、および前記正極と前記負極との間に介在するセパレータを含む電極群と、リチウムイオン伝導性の電解質とを含み、
前記正極と、前記セパレータと、前記負極とは、積層方向ＤＬに沿って積層されており、
前記電極群は、湾曲部を有し、
前記湾曲部は、前記積層方向ＤＬに凸となるように円弧状に湾曲しており、
前記正極は、正極集電体と、前記正極集電体に担持された正極活物質とを含み、
前記負極は、負極集電体と、前記負極集電体に担持された負極活物質とを含み、
前記正極集電体および前記負極集電体は、それぞれ、三次元網目状の骨格を有する金属多孔体である、リチウムイオンキャパシタに関する。
【０００９】
本発明の他の一局面は、湾曲した周面を有する柱状の本体と、前記本体の周面に前記湾曲部を沿わせて装着された上記のリチウムイオンキャパシタとを含む、電子機器に関する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の上記局面に係るリチウムイオンキャパシタによれば、湾曲面を有する電子機器に装着し易く、電極の高い集電効率を確保できるとともに、電極を厚くしてエネルギー密度を大きくしても電極活物質の脱落を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係るリチウムイオンキャパシタを装着した自転車用発電機を模式的に示す斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線による矢視断面図の一部である。
【図３Ａ】金属箔集電体を用いた電極における導電経路を説明するための断面模式図である。
【図３Ｂ】三次元網目状の骨格を有する金属多孔体を集電体として用いた電極における導電経路を説明するための断面模式図である。
【図４】金属多孔体の骨格の一部の構造の一例を示す模式図である。
【図５】図４における骨格の一部の断面を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［発明の実施形態の説明］
最初に、本発明の実施形態の内容を列記して説明する。
本発明の一実施形態は、正極、負極、および正極と負極との間に介在するセパレータを含む電極群と、リチウムイオン伝導性の電解質とを含むリチウムイオンキャパシタに関する。正極と、セパレータと、負極とは、積層方向ＤＬに沿って積層されている。電極群は、湾曲部を有し、湾曲部は、前記積層方向ＤＬに凸となるように円弧状に湾曲している。正極は、正極集電体と、正極集電体に担持された正極活物質とを含み、負極は、負極集電体と、負極集電体に担持された負極活物質とを含む。正極集電体および負極集電体は、それぞれ、三次元網目状の骨格を有する金属多孔体である。
【００１３】
本発明の他の一実施形態は、湾曲した周面を有する柱状の本体と、周面に湾曲部を沿わせて装着された上記のリチウムイオンキャパシタとを含む、電子機器に関する。
【００１４】
電極群が湾曲部を有することで、湾曲した周面などの湾曲面を有する電子機器に沿わせてリチウムイオンキャパシタを装着し易い。また、上記の金属多孔体を、正極および負極の集電体として用いることで、電極活物質が金属多孔体の三次元網目状の骨格内に担持されるため、厚い電極を湾曲させても電極活物質の脱落が抑制される。そのため、電極活物質の脱落による内部短絡の発生が抑制される。よって、湾曲部を有する電極群を含むリチウムイオンキャパシタのエネルギー密度を高め易い。
【００１５】
一般に、リチウムイオンキャパシタでは、高出力を得るために電極に高い導電性が求められる。本実施形態に係るリチウムイオンキャパシタでは、電極内に金属多孔体の金属製の骨格が三次元網目状に張り巡らされているため、高い導電性を確保することができる。また、電極の厚みが大きい場合や電極が湾曲した状態でも、金属箔集電体を用いる場合とは異なり、集電の方向が集電体の面方向に限定されることもない。よって、電極が湾曲している場合には、より高い集電効率を確保することができる。
【００１６】
図３Ａは、金属箔集電体を用いた電極における導電経路を説明するための断面模式図である。図３Ｂは、三次元網目状の骨格を有する金属多孔体を集電体として用いた電極における導電経路を説明するための断面模式図である。図３Ａでは、電極２０は、金属箔集電体２０ａと金属箔集電体２０ａの表面に形成された電極活物質層２０ｂとを含み、厚み方向の断面は円弧状に湾曲している。電極活物質層２０ｂに比べて金属箔集電体２０ａの導電性は格段に高い。従って、湾曲した電極２０の集電経路は、矢印ａ１で表される集電方向、つまり金属箔集電体２０ａの湾曲した面方向に沿って形成されるため、長くなる。
【００１７】
一方、金属多孔体を集電体とする電極３０では、金属製の骨格が三次元網目状に張り巡らされていることで、導電経路は電極３０内全体に形成される。電極３０における集電方向は、矢印ａ２で表されるように直線状である。従って、集電経路はほぼ直線となるため、金属箔集電体２０ａを用いた図３Ａの場合と比べて、短くなる。このように、金属多孔体を用いた電極３０では、集電経路が短くなることによっても、高い集電効率を確保することができる。
【００１８】
なお、積層方向ＤＬとは、シート状の正極とシート状の負極とをシート状のセパレータを介して積層する際の方向であり、湾曲部が形成されていない状態の平坦な電極群において、正極および負極の面方向と直行する方向である。積層方向ＤＬは、湾曲部が形成されていない状態の平坦な電極群において、正極および負極の厚み方向と同じである。
【００１９】
湾曲部は、積層方向ＤＬの一方の向きに凸となるように湾曲しており、他方の向きには凹となっている。湾曲部は、中心軸を通る１つまたは２つの平面に沿ってカットした円筒や楕円筒の一部のような形状を有しており、円筒または楕円筒の中心軸と直交する平面で切断した断面の形状が、円弧状または円弧に類似した形状となっている。なお、便宜上、円弧に類似した形状も円弧状と呼ぶものとする。
【００２０】
電極群は、ｎ個の正極と、（ｎ−１）個〜（ｎ＋１）個の負極とを含み、ｎは１以上の整数であり、ただし、ｎが１であるとき、負極は、ｎ個または（ｎ＋１）個である。このように複数の電極を有する電極群でも、集電体として金属多孔体を用いているため、湾曲部を形成し易い。また、ｎは３〜２０の整数であってもよい。このような場合、高いエネルギー密度を確保し易い。
【００２１】
好ましい実施形態において、電極群は、湾曲部が湾曲した状態で固定されるように、一対の湾曲した板状部材で挟持されている。板状部材を用いることで、電子機器の形状に則した湾曲部を容易に形成することができる。また、電極をセパレータとともに積層してから、板状部材で挟むことで湾曲部を形成することができるため、簡便である。
【００２２】
電極群の厚みは、３ｍｍ〜１０ｍｍであることが好ましい。電極群がこのような厚みを有する場合、高いエネルギー密度を確保し易く、リチウムイオンキャパシタを装着した状態の電子機器のサイズが大きくなるのを防ぎ易い。
【００２３】
湾曲部における正極および負極の曲率半径は、それぞれ、１５ｍｍ〜４０ｍｍであることが好ましい。この場合、自転車用発電機など、湾曲面を有する小型の電子機器に装着し易く、リチウムイオンキャパシタの占めるスペースを低減し易い。
【００２４】
正極および負極の厚みは、それぞれ、５０μｍ〜５００μｍであることが好ましい。この場合、湾曲部を形成し易く、湾曲により過度の応力が電極に加わることを抑制し易い。また、このような厚みを有する場合でも、電極活物質の脱落を抑制することができるとともに、高い集電効率を確保し易い。
【００２５】
金属多孔体の骨格は内部に空洞を有することが好ましい。この場合、電極群を湾曲させ易い。また、空洞が形成されることで電解質の移動が容易になり、エネルギー密度を高める上でも有利である。
【００２６】
［発明の実施形態の詳細］
本発明の実施形態に係るリチウムイオンキャパシタおよび電子機器の具体例を、適宜図面を参照しつつ以下に説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【００２７】
（リチウムイオンキャパシタ）
（電極群）
リチウムイオンキャパシタに含まれる電極群は、正極と負極とこれらの間に介在するセパレータとを含む。電極群は、積層型電極群である。電極群において、正極と、セパレータと、負極とが、積層方向ＤＬに沿って積層されている。そして、電極群は、積層方向ＤＬに凸となるように円弧状に湾曲した湾曲部を有している。このような湾曲部を有する電極群を用いることで、湾曲面を有する電子機器にリチウムイオンキャパシタを装着し易くなる。
【００２８】
電極群に含まれる正極は、正極集電体と、正極集電体に担持された正極活物質（または正極合剤）とを含む。負極は、負極集電体と、負極集電体に担持された負極活物質（または負極合剤）とを含む。本実施形態では、正極集電体および負極集電体として、それぞれ、三次元網目状の骨格を有する金属多孔体を用いる。金属多孔体の三次元網目状の骨格には、正極活物質や負極活物質が担持（具体的には充填）されるため、上記のような湾曲部を形成しても活物質の脱落が抑制される。このような集電体を用いることで、湾曲により電極に過度の応力が加わることを抑制することもできる。よって、内部短絡の発生を抑制することができ、エネルギー密度の低下を抑制することもできる。
【００２９】
電極群の湾曲部は、正極および負極が湾曲することで形成される。湾曲部における正極および負極の曲率半径はそれぞれ、例えば、１５ｍｍ〜４０ｍｍである。曲率半径は、特にこの範囲に限らず、リチウムイオンキャパシタを装着する機器の湾曲面の形状および／またはサイズなどに応じて適宜決定できる。
【００３０】
なお、ここで言うところの曲率半径とは、正極および負極が湾曲した部分における曲率半径である。円弧状の湾曲部において、最も内側の電極と最も外側の電極とで曲率半径にずれを生じる場合には、最も内側の電極の曲率半径が上記のような範囲を充足する。最も内側の電極は正極および負極のいずれであってもよい。本実施形態に係るリチウムイオンキャパシタは、特に自転車用発電機の側面など、柱状の電子機器の湾曲した周面などの湾曲面に装着するのに適している。柱状の電子機器は、円柱状（楕円柱状、円柱状または楕円柱に類似の形状も含む）であってもよく、円柱状の部分を有するものであってもよい。
【００３１】
湾曲部は、上述のように、中心軸を通る１つまたは２つの平面に沿ってカットした円筒や楕円筒の一部のような形状を有している。このときの湾曲部に対応する角度（中心角α）は、例えば、４５°〜１３５°である。中心角αは、特にこの範囲に限らず、リチウムイオンキャパシタを装着する機器の湾曲面の形状および／またはサイズなどに応じて適宜決定できる。なお、中心角αとは、上記の円筒や楕円筒の中心軸と直交する平面で電極群を切断した切断面において、湾曲部を円弧とする扇型の中心角に相当する。円弧状の湾曲部において、最も内側の電極と最も外側の電極とで中心角αが異なる場合には、最も内側の電極の中心角αが上記のような範囲を充足する。円柱状などの湾曲した柱状の電子機器（または電子機器の本体）の周面にリチウムイオンキャパシタを装着する場合、上記の円筒や楕円筒の中心軸は、円柱状の電子機器（または電子機器の本体）の中心軸Ａと同じと考えてよい。
【００３２】
電極群の厚みは、例えば、３ｍｍ〜１０ｍｍであり、３ｍｍ〜６ｍｍとしてもよい。電極群がこのような厚みを有する場合、高いエネルギー密度を確保し易い。また、リチウムイオンキャパシタを装着した状態の電子機器のサイズが大きくなるのを防ぎ易くなる点で有利である。さらに、湾曲により電極へ過度の応力がかかることを抑制することもできる。
【００３３】
電極群の幅は、リチウムイオンキャパシタを装着する電子機器のサイズにもよるが、電子機器の幅よりも小さいことが好ましい。例えば、電子機器の湾曲面を有する柱状の本体の周面にリチウムイオンキャパシタを装着する場合、リチウムイオンキャパシタが本体の周面より外側に突出しないように、電極群の幅を本体の幅（つまり、柱状の本体の高さ）の、例えば、９５％以下としてもよい。なお、電極群の幅とは、上記の円筒や楕円筒の中心軸（もしくは、電子機器の柱状の本体の中心軸Ａ）に平行な方向の電極群の長さとするものとする。
【００３４】
（正極および負極）
（集電体）
正極集電体の材質（すなわち、金属多孔体を構成する金属）としては、アルミニウムまたはアルミニウム合金などが好ましい。アルミニウム合金としては、例えば、アルミニウム−鉄合金、アルミニウム−銅合金、アルミニウム−マンガン合金、アルミニウム−ケイ素合金、アルミニウム−マグネシウム合金、アルミニウム−マグネシウム−ケイ素合金、アルミニウム−亜鉛合金、アルミニウム−ニッケル合金などが挙げられる。
負極集電体の材質（すなわち、金属多孔体を構成する金属）としては、銅、銅合金、ニッケル、ニッケル合金、ステンレス鋼などが好ましい。
【００３５】
集電体を構成する金属多孔体は、例えば、不織布状の構造や、スポンジ状の構造を有する。このような構造は、空孔および金属製の骨格を有する。例えば、スポンジ状の構造を有する金属多孔体は、空孔および金属製の骨格を有する複数のセルにより構成される。
【００３６】
図４は、圧縮前の段階における集電体の上記セルを模式的に示す。セルの１つは、図４に示すように、例えば、正十二面体として表わすことができる。空孔１０１は、繊維状または棒状の金属部分（繊維部１０２）により区画されており、複数が三次元的に連なっている。セルの骨格は、繊維部１０２が連結することにより形成される。セルには、繊維部１０２により囲まれた略五角形の開口（または窓）１０３が形成されている。隣接するセル同士は、１つの開口１０３を共有することにより、互いに連通している。すなわち、各金属多孔体の骨格は、連続する複数の空孔１０１を区画しながら、網目状のネットワークを形成する繊維部１０２により形成される。このような構造を有する骨格を、三次元網目状の骨格という。
【００３７】
各集電体は、連通孔を有する樹脂製の多孔体（樹脂発泡体、樹脂製の不織布など）を、集電体を構成する金属で被覆することにより形成できる。金属による被覆は、例えば、メッキ処理、気相法（蒸着、プラズマ化学気相蒸着、スパッタリングなど）、金属ペーストの塗布などにより行うことができる。金属による被覆処理により、三次元網目状の骨格が形成される。これらの被覆方法のうち、メッキ処理が好ましい。
【００３８】
正極および負極は、それぞれ、後述するように、活物質または電極合剤を集電体に担持させた後、圧縮することにより作製される。各集電体の気孔率は、圧縮前の状態で、例えば、３０体積％〜９９体積％である。気孔率がこのような範囲である場合、活物質または電極合剤の充填率を高めやすく、高容量化の点で有利である。
【００３９】
作製した正極および負極において、それぞれの集電体の気孔率は、例えば、１０体積％〜５０体積％であり、２０体積％〜５０体積％であってもよい。集電体の気孔率がこのような範囲である場合、湾曲部を作製し易く、湾曲の際に過度の応力が加わることを抑制することができる。
【００４０】
なお、集電体の気孔率は、集電体の質量および集電体を構成する金属の密度から集電体に占める金属の体積を求め、この体積が集電体の見かけの体積に占める割合（体積％）を算出することにより求めることができる。作製後の電極における集電体の見かけ体積は、電極の断面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）の画像から複数の箇所（例えば、１０箇所）の電極の厚みを測定し、平均化することにより平均厚みを求め、この平均厚みと、電極の縦および横のサイズとから求めることができる。
【００４１】
三次元網目状の骨格における平均空孔径（連通するセル状の空孔の平均径）は、圧縮前の状態で、例えば、５０μｍ〜１０００μｍであり、１００μｍ〜９００μｍであってもよい。平均空孔径がこのような範囲である場合、活物質または電極合剤を充填し易く、高容量化の点で有利である。
【００４２】
集電体の平均空孔径は、集電体（または電極）の厚み方向と平行な断面のＳＥＭ画像の三次元網目状の骨格部分について、厚み方向と平行な方向（縦）および厚み方向と垂直な方向（横）との１インチ長さ当たりのセル数（空孔の数）をそれぞれ計測して平均値を算出し、平均値の逆数を平均空孔径として求めることができる。
【００４３】
各集電体の比表面積（ＢＥＴ比表面積）は、圧縮前の状態で、例えば、１００ｃｍ２／ｇ〜７００ｃｍ２／ｇであり、好ましくは１００ｃｍ２／ｇ〜６００ｃｍ２／ｇである。比表面積がこのような範囲である場合、活物質または電極合剤を充填し易く、高容量化の点で有利である。
【００４４】
集電体の三次元網目状の骨格は、内部に空洞を有してもよい（つまり、中空であってもよい）。より具体的には、図５に示すように、集電体の骨格を形成する繊維部１０２は、内部に空洞１０２ａを有することが好ましい。空洞１０２ａは幅Ｗｆを有する。図５は圧縮前の段階の骨格を模式的に示す。
【００４５】
集電体の骨格内の空洞は、連通孔状であってもよく、このような骨格は、トンネル状またはチューブ状になっている。中空の骨格を有する集電体は、嵩高い三次元構造を有しながらも、極めて軽量である。集電体が中空の骨格を有する場合、電極を湾曲させ易く、湾曲させる際に過度の応力が加わることも抑制し易い。また、電解質の移動が容易になるので、エネルギー密度を高める上でも有利である。骨格内の空洞は、樹脂製の多孔体を金属で被覆した後、加熱や分解などにより樹脂を除去することにより形成することができる。
【００４６】
骨格内部の空洞の幅Ｗｆは、圧縮前の段階において、平均値で、例えば、０．５μｍ〜５μｍである。空洞の幅Ｗｆがこのような範囲である場合、圧縮後の電極においても空洞をある程度確保し易くなる。よって、湾曲部の形成がさらに容易となるとともに、高いエネルギー密度を確保し易くなる。空洞の幅の平均値は、集電体の厚み方向と平行な断面のＳＥＭ写真において、任意に選択した複数の箇所（例えば、１０箇所）について空洞の幅を計測し、平均化することにより求めることができる。
【００４７】
（正極活物質および正極合剤）
正極では、正極活物質または正極合剤が、正極集電体に担持されている。正極合剤は、正極活物質に加え、導電助剤および／またはバインダを含んでもよい。
【００４８】
正極活物質は、少なくともアニオン（具体的には、電解質に含まれるアニオン）を可逆的に担持する材料を含むことが好ましい。このような材料は、電解質に含まれるアニオンおよびカチオン（リチウムイオンなど）を可逆的に担持する材料であってもよい。少なくともアニオンを可逆的に担持する材料には、少なくともアニオンを吸着および脱離する材料、少なくともアニオンを吸蔵および放出（もしくは挿入および脱離）する材料などが含まれる。前者は、充放電の際に非ファラデー反応を起こす材料であり、後者は、充放電の際にファラデー反応を起こす材料である。
【００４９】
少なくともアニオンを吸着および脱離する材料としては、多孔質炭素材料（第１炭素材料とも言う）が好ましく使用できる。第１炭素材料としては、活性炭が好ましい。
活性炭としては、リチウムイオンキャパシタに使用される公知のものを使用できる。活性炭の原料としては、例えば、木材；ヤシ殻；パルプ廃液；石炭またはその熱分解により得られる石炭系ピッチ；重質油またはその熱分解により得られる石油系ピッチ；フェノール樹脂などが挙げられる。活性炭は、賦活処理されたものであることが好ましい。
【００５０】
活性炭の平均粒径は、特に限定されないが、２０μｍ以下であることが好ましく、３μｍ〜１５μｍであることがより好ましい。活性炭の平均粒径がこのような範囲である場合、集電体に充填し易いため、高密度にすることができ、高容量化の点で有利である。
なお、本明細書中、平均粒径とは、レーザー回折式の粒度分布測定で得られる粒度分布における体積基準のメディアン径（Ｄ５０）を意味する。
【００５１】
活性炭の比表面積（ＢＥＴ比表面積）は、特に限定されないが、８００ｍ２／ｇ〜３０００ｍ２／ｇが好ましく、１５００ｍ２／ｇ〜３０００ｍ２／ｇがさらに好ましい。比表面積がこのような範囲である場合、リチウムイオンキャパシタの静電容量を大きくする上で有利であるとともに、内部抵抗を小さくし易い。また、より高出力が得られ易い。活性炭は、一種を単独で用いてもよく、二種以上（例えば、原料、平均粒径および／または比表面積が異なる二種以上）を組み合わせて使用してもよい。
【００５２】
少なくともアニオンを吸蔵および放出する材料としては、例えば、ナノポーラスカーボン、メソポーラスカーボン、マイクロポーラスカーボンなどの微細孔を有する多孔質炭素材料（第２炭素材料とも言う）が好ましく使用できる。第２炭素材料としては、微細孔のサイズが、例えば、０．１ｎｍ〜１００ｎｍであるナノポーラスカーボンが好ましい。
【００５３】
これらの材料のうち、少なくともアニオンを吸着および脱離する材料、特に活性炭が好ましい。
正極活物質中の活性炭の含有量は、８０質量％〜１００質量％であることが好ましく、９０質量％〜１００質量％であってもよい。正極活物質が、活性炭のみを含む場合も好ましい。
【００５４】
導電助剤としては、例えば、カーボンブラック（アセチレンブラック、ケッチェンブラックなど）、酸化ルテニウムなどの導電性の金属化合物、炭素繊維、金属繊維などが挙げられる。導電助剤は、一種を単独でまたは二種以上を組み合わせて使用できる。
導電助剤の量は、正極活物質１００質量部に対して、例えば１質量部〜１５質量部であり、好ましくは１質量部〜１０質量部である。
【００５５】
バインダの種類は特に制限されず、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ：ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｉｄｅｎｅ  ｆｌｕｏｒｉｄｅ）、およびポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素樹脂；ポリビニルクロリドなどの塩素含有ビニル樹脂；ポリオレフィン樹脂；スチレンブタジエンゴムなどのゴム状重合体；ポリビニルピロリドン；ポリビニルアルコール；ポリアミド樹脂；ポリアミドイミド樹脂；ならびに、カルボキシメチルセルロースまたはその塩などを用いることができる。バインダは、一種を単独でまたは二種以上を組み合わせて使用できる。
【００５６】
バインダの量は、正極活物質１００質量部に対して、例えば、１質量部〜２０質量部であり、好ましくは２質量部〜１５質量部である。バインダの量がこのような範囲である場合、集電体からの活物質の脱落を抑制する効果をさらに高めることができる。
【００５７】
（負極活物質および負極合剤）
負極では、負極活物質または負極合剤が、負極集電体に担持されている。負極合剤は、負極活物質に加え、導電助剤および／またはバインダを含んでもよい。
【００５８】
負極活物質としては、リチウムイオンを可逆的に担持する材料が使用される。このような材料としては、充放電の際にファラデー反応を起こす材料、例えば、リチウムイオンを吸蔵および放出（または挿入および脱離）する炭素材料（第３炭素材料とも言う）の他、アルカリ金属チタン酸化物（例えば、スピネル型リチウムチタン酸化物、チタン酸ナトリウムなど）、ケイ素酸化物、ケイ素合金、錫酸化物、錫合金が挙げられる。第３炭素材料としては、易黒鉛化性炭素（ソフトカーボン）、難黒鉛化性炭素（ハードカーボン）、黒鉛（天然黒鉛、人造黒鉛など）などが例示できる。負極活物質は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００５９】
負極活物質のうち、第３炭素材料が好ましく、特に、黒鉛および／またはハードカーボンが好ましい。負極における負極活物質の充填性が高い観点から、第３炭素材料の平均粒径は、１μｍ〜２０μｍであることが好ましい。
【００６０】
導電助剤は、特に制限されず、正極合剤について例示した導電助剤から適宜選択できる。導電助剤は、一種を単独でまたは二種以上を組み合わせて使用できる。負極活物質１００質量部に対する導電助剤の量は、正極合剤について記載した正極活物質１００質量部に対する導電助剤の量の範囲から適宜選択できる。
【００６１】
バインダとしては、正極合剤について例示したものから適宜選択できる。負極活物質１００質量部に対するバインダの量は、正極合剤について記載した正極活物質１００質量部に対するバインダの量の範囲から適宜選択できる。
【００６２】
各電極は、例えば、集電体に、電極活物質（または電極合剤）を担持させ、担持物を厚み方向に圧縮（または圧延）することにより得ることができる。電極活物質または電極合剤は、集電体に塗布または充填することにより担持される。担持物の段階および／または担持物を圧縮した段階などで、乾燥処理してもよい。また、負極としては、負極集電体の表面に、蒸着、スパッタリングなどの気相法で負極活物質の堆積膜を形成することにより得られるものを用いてもよい。
【００６３】
各電極合剤は、通常、電極合剤の構成成分（電極活物質、導電助剤、バインダなど）を含むスラリーの形態で使用される。電極合剤スラリーは、電極合剤の構成成分を、分散媒に分散することにより得られる。分散媒としては、例えば、水、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ：Ｎ−ｍｅｔｈｙｌ−２−ｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ）などの有機溶媒、もしくは水と有機溶媒との混合溶媒などが用いられる。
【００６４】
各電極（正極および負極のそれぞれ）の厚みは、例えば、５０μｍ〜５００μｍ、好ましくは１００μｍ〜３００μｍである。各電極の厚みがこのような範囲である場合、高いエネルギー密度を確保しながらも、湾曲部を形成し易い。
【００６５】
電極群は、ｎ個の正極と（ｎ−１）個〜（ｎ＋１）個の負極とを含むことができる。ここで、ｎは１以上の整数である。ただし、ｎが１のとき、負極は、ｎ個または（ｎ＋１）個である。エネルギー密度を高め易い観点からは、ｎは、２以上の整数であることが好ましく、３〜２０の整数としてもよい。また、ｎがこのような範囲である場合、湾曲により電極に過度の応力がかかることも抑制し易い。
【００６６】
（セパレータ）
セパレータは、多孔質構造を有し、細孔内に電解質を保持することで、イオンを透過させる。セパレータの材質としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン；ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル；ポリアミド；ポリイミド；セルロース；ガラス繊維などを用いることができる。
セパレータの平均孔径は特に制限されず、例えば、０．０１μｍ〜５μｍ程度である。セパレータの厚みは特に制限されず、例えば、１０μｍ〜１００μｍ程度である。
【００６７】
（その他）
湾曲部は、予め湾曲させた正極と予め湾曲させた負極とをセパレータを介して積層させることで形成してもよいが、正極および負極は薄いシート状であるため、特定の形状を保持させ難い。そのため、電極群の湾曲部が湾曲した状態で固定されるように、セルケースや一対の湾曲した板状部材などを用いて湾曲部を形成してもよい。例えば、電極群の湾曲部に対応する形状のセルケースに、正極と負極とを、間にセパレータを介在させつつ収容し、積層させることで、セルケースの形状に応じて湾曲部を形成してもよい。一対の板状部材を用いる場合、一方の板状部材の一方の主面に、正極と負極とを湾曲させて間にセパレータを介在させつつ積層させ、さらに他方の板状部材を載せて、板状部材で挟み込むことで湾曲部を形成してもよい。
【００６８】
簡便性の観点からは、正極および負極を、セパレータを介して積層させて電極群を形成し、電極群を湾曲させることで湾曲部を形成する方法を採用する方が便利である。積層させた電極群を、上記のようなセルケースに収容したり、上記のような一対の板状部材に挟持させたり、電子機器の湾曲面に固定したりすることで、湾曲部を形成することができる。
【００６９】
湾曲部を形成する観点からは、上記のセルケースや板状部材は、湾曲部を確実に形成して、形成した湾曲部の形状が変形しないように、適度な硬度を有することが望ましい。このようなセルケースや板状部材は、ある程度の厚みを有することが好ましい。このような観点から、セルケースや板状部材の厚みは、例えば、０．３ｍｍ〜１ｍｍである。セルケースや板状部材の材質としては、ポリカーボネート樹脂などのプラスチックなどの他、ステンレス鋼、鉄、アルミニウム、アルミニウム合金などの金属が挙げられる。金属製のセルケースや板状部材は、必要に応じて、めっき処理されていてもよい。
【００７０】
（電解質）
電解質は、リチウムイオン伝導性を示し、通常、リチウムイオンおよびアニオンを含んでいる。電解質としては、例えば、非水溶媒（または有機溶媒）にリチウムイオンとアニオンとの塩（アルカリ金属塩）を溶解させた有機電解質の他、リチウムイオンとアニオンとを含むイオン液体などが用いられる。電解質は、リチウムイオン（第１カチオン）以外のカチオン（後述する第２カチオン）をさらに含んでもよい。
【００７１】
本明細書中、イオン液体は、溶融状態の塩（溶融塩）と同義であり、アニオンとカチオン（リチウムイオンなど）とで構成される液状イオン性物質である。
電解質におけるリチウム塩またはリチウムイオンの濃度は、例えば、０．３ｍｏｌ／Ｌ〜５．０ｍｏｌ／Ｌの範囲から適宜選択できる。
【００７２】
有機電解質に含まれる第１アニオン（リチウム塩を構成するアニオン）の種類は特に限定されず、例えば、フッ素含有酸のアニオン（ヘキサフルオロリン酸イオン、テトラフルオロホウ酸イオンなど）、過塩素酸イオン、オキサレート基を有する酸素酸のアニオン［ビス（オキサラト）ボレートイオン（Ｂ（Ｃ２Ｏ４）２−）、トリス（オキサラト）ホスフェートイオン（Ｐ（Ｃ２Ｏ４）３−）など］、フルオロアルカンスルホン酸のアニオン［トリフルオロメタンスルホン酸イオン（ＣＦ３ＳＯ３−）など］、ビススルホニルアミドアニオンなどが挙げられる。有機電解質は、一種の第１アニオンを含んでもよく、二種以上の第１アニオンを含んでもよい。
【００７３】
上記のビススルホニルアミドアニオンとしては、例えば、ビス（フルオロスルホニル）アミドアニオン（ＦＳＡ−：ｂｉｓ（ｆｌｕｏｒｏｓｕｌｆｏｎｙｌ）ａｍｉｄｅ  ａｎｉｏｎ））、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）アミドアニオン（ＴＦＳＡ−：ｂｉｓ（ｔｒｉｆｌｕｏｒｏｍｅｔｈｙｌｓｕｌｆｏｎｙｌ）ａｍｉｄｅ  ａｎｉｏｎ）、（フルオロスルホニル）（パーフルオロアルキルスルホニル）アミドアニオン［（ＦＳＯ２）（ＣＦ３ＳＯ２）Ｎ−など］などが挙げられる。これらの中では、ＦＳＡ−が好ましい。
【００７４】
非水溶媒は、特に限定されず、リチウムイオンキャパシタに使用される公知の非水溶媒が使用できる。非水溶媒は、イオン伝導度の観点から、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネートなどの環状カーボネート；ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネートなどの鎖状カーボネート；γ−ブチロラクトンなどの環状炭酸エステルなどを好ましく用いることができる。非水溶媒は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００７５】
イオン液体は、リチウムイオンとアニオン（第２アニオン）との塩を含む。イオン液体は、リチウムイオン以外の第２カチオン（または第２カチオンと第２アニオンとの溶融塩）をさらに含んでもよい。
第２アニオンとしては、ビススルホニルアミドアニオンを用いることが好ましい。ビススルホニルアミドアニオンとしては、第１アニオンについて例示したものと同様のものから選択できる。イオン液体は、一種の第２アニオンを含んでいてもよく、二種以上の第２アニオンを含んでもよい。
【００７６】
第２カチオンとしては、例えば、リチウムイオン以外の無機カチオン、有機カチオンが挙げられる。無機カチオンとしては、例えば、アルカリ金属イオン（ナトリウムイオン、カリウムイオンなど）、アルカリ土類金属イオン、アンモニウムイオンなどが挙げられる。イオン液体は、一種の第２カチオンを含んでいてもよく、二種以上の第２カチオンを含んでもよい。第２カチオンは、無機カチオンであってもよいが、有機カチオンであることが好ましい。
【００７７】
有機カチオンとしては、脂肪族アミン、脂環族アミンまたは芳香族アミンに由来するカチオン（例えば、第４級アンモニウムカチオンなど）の他、窒素含有へテロ環を有するカチオン（つまり、環状アミンに由来するカチオン）などの窒素含有オニウムカチオン、イオウ含有オニウムカチオン、リン含有オニウムカチオンなどが例示できる。
有機カチオンのうち、特に、第４級アンモニウムカチオンの他、窒素含有ヘテロ環骨格として、ピロリジン、ピリジン、またはイミダゾール骨格を有するカチオンが好ましい。
【００７８】
有機カチオンの具体例としては、テトラエチルアンモニウムカチオン、メチルトリエチルアンモニウムカチオンなどのテトラアルキルアンモニウムカチオン；１−メチル−１−プロピルピロリジニウムカチオン（ＭＰＰＹ＋：１−ｍｅｔｈｙｌ−１−ｐｒｏｐｙｌｐｙｒｒｏｌｉｄｉｎｉｕｍ  ｃａｔｉｏｎ）、１−ブチル−１−メチルピロリジニウムカチオン；１−エチル−３−メチルイミダゾリウムカチオン、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムカチオンなどが挙げられる。
【００７９】
本実施形態に係るリチウムイオンキャパシタは、例えば、湾曲部を有する電極群を形成する工程、電極群および電解質をセルケースに収容する工程を経ることにより製造できる。セルケース内に、電極およびセパレータやこれらを積層した電極群を収容することで湾曲部を形成する場合、電極群をセルケース内に収容した後に、電解質をセルケース内に注液してもよい。
【００８０】
板状部材を用いて湾曲部を形成する場合、電極群とこれを挟持する板状部材とを、電解質とともにセルケース内に収容することによりリチウムイオンキャパシタを作製してもよい。この場合、セルケースとしては、樹脂フィルムやアルミニウム箔などの金属箔をラミネートした樹脂フィルムで形成されたものを用いてもよい。例えば、樹脂フィルム製や金属箔をラミネートした樹脂フィルム製の袋状のセルケースに、電極群とこれを挟持する板状部材、および電解質を収容し、密封することによりリチウムイオンキャパシタを作製することができる。
【００８１】
リチウムイオンキャパシタは、正極外部端子および負極外部端子を備えている。正極外部端子は、電極群の正極と、リードを介して電気的に接続されている。負極外部端子は、電極群の負極とリードを介して電気的に接続されている。
【００８２】
本実施形態に係るリチウムイオンキャパシタは、湾曲面を有する電子機器の湾曲面に沿わせて装着するのに適している。このようなリチウムイオンキャパシタは、電子機器に装着する前に、電極群に湾曲部が形成されており、湾曲部に対応した形状に湾曲している。
【００８３】
（電子機器）
本発明の一実施形態には、湾曲面を有する電子機器の本体と、本体の湾曲面に沿わせて装着された上記リチウムイオンキャパシタとを含む電子機器も含まれる。電子機器は、例えば、湾曲した周面を有する柱状の本体と、本体の周面に湾曲部を沿わせて装着されたリチウムイオンキャパシタとを含む。
【００８４】
電子機器は、本体が湾曲面を有する限り特に制限されない。本体は、円柱状に限らず、楕円柱状、円柱または楕円柱に類似の形状などを有していてもよい。楕円柱状、円柱または楕円柱に類似の形状も含めて、「円柱状」と呼ぶ場合がある。
このような電子機器としては、例えば、自転車用発電機などが好ましい。自転車用発電機としては、ローラー発電機、ハブ発電機などが例示される。リチウムイオンキャパシタは、特に、外部からの電力供給が必要とされるハブ発電機の本体に装着するのに適している。
【００８５】
図１は、本実施形態に係るリチウムイオンキャパシタを装着した自転車用発電機を模式的に示す斜視図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線による矢視断面図の一部である。
リチウムイオンキャパシタ１は、自転車用発電機の円柱状の本体１０の曲面状の側面（周面）に沿って装着されている。リチウムイオンキャパシタ１は、電極群２と、図示しない電解質とを備えている。電極群２は、シート状の正極３と、シート状の負極４とが、これらの間にセパレータ５を介在させた状態で積層方向ＤＬに沿って積層された構造を有している。電極群２は、湾曲した一対の板状部材６で挟持されており、この状態で、電解質とともに、樹脂フィルム製の袋状のセルケース７に収容されている。
【００８６】
一対の板状部材６で電極群２が挟持されることで、電極群２には湾曲部２ａが形成される。湾曲部２ａは、積層方向ＤＬに凸となるように、より具体的には、円柱状の本体１０の中心軸Ａを中心として、中心角αを有する円弧状に湾曲している。
なお、図２において、円柱状の本体１０の内部構造は省略している。
【００８７】
図１および図２では、電極群の全体に湾曲部が形成されている例を示したが、本実施形態はこのような場合に限定されない。例えば、電極群の一部に湾曲部が形成されている場合も本実施形態に含まれる。
【実施例】
【００８８】
以下、本発明を実施例および比較例に基づいて具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
実施例１
（１）正極の作製
（ａ）正極集電体の作製
熱硬化性ポリウレタンの発泡体（気孔率：９５体積％、表面１インチ（＝２．５４ｃｍ）長さ当たりの空孔（セル）数：約５０個、縦１００ｍｍ×横３０ｍｍ×厚み１０００μｍ）を準備した。
発泡体を、黒鉛、カーボンブラック（平均粒径Ｄ５０：０．５μｍ）、樹脂バインダ、浸透剤、および消泡剤を含む導電性懸濁液の中に浸漬した後、乾燥することにより、発泡体の表面に導電性層を形成した。なお、懸濁液中の黒鉛およびカーボンブラックの含有量は合計で２５質量％であった。
【００８９】
表面に導電性層を形成した発泡体を、溶融塩アルミニウムメッキ浴中に浸漬して、電流密度３．６Ａ／ｄｍ２の直流電流を９０分間印加することにより、アルミニウム層を形成した。なお、発泡体の見掛け面積当たりのアルミニウム層の質量は、１５０ｇ／ｍ２であった。溶融塩アルミニウムメッキ浴は、３３ｍｏｌ％の１−エチル−３−メチルイミダゾリウムクロライドおよび６７ｍｏｌ％の塩化アルミニウムを含み、温度は４０℃であった。
【００９０】
表面にアルミニウム層が形成された発泡体を、５００℃の塩化リチウム−塩化カリウム共晶溶融塩中に浸漬し、−１Ｖの負電位を３０分間印加することにより、発泡体を分解させた。得られたアルミニウム製の多孔体を、溶融塩から取り出して冷却し、水洗し、乾燥させることにより正極集電体を得た。得られた正極集電体は、発泡体の空孔形状を反映した、空孔が連通した三次元網目状の多孔構造を有し、気孔率は９４体積％であり、平均空孔径は５５０μｍであり、ＢＥＴ比表面積は、３５０ｃｍ２／ｇであり、厚みは１０００μｍであった。また、三次元網目状のアルミニウム製の骨格は、発泡体の除去により形成された連通孔状の空洞を内部に有していた。このようにして集電体を得た。
【００９１】
（ｂ）正極の作製
正極活物質として活性炭粉末（比表面積：２３００ｍ２／ｇ、平均粒径Ｄ５０：約５μｍ）および導電助剤としてアセチレンブラック、バインダとしてＰＶＤＦ（１２質量％濃度でＰＶＤＦを含むＮＭＰ溶液）、および分散媒としてのＮＭＰを、混合機にて混合、攪拌することにより、正極合剤スラリーを調製した。スラリー中の各成分の質量比は、活性炭：アセチレンブラック：ＰＶＤＦ＝８７：３：１０であった。
【００９２】
得られた正極合剤スラリーを、上記工程（ａ）で得られた正極集電体にダイコーターを用いて充填し、充填物を、１００℃で３０分間乾燥した。次いで、乾燥物を、一対のロールを用いて厚み方向に圧縮することにより、厚み１６０μｍの正極を作製した。作製した正極における集電体の気孔率を既述の方法により求めたところ、４１体積％であった。
【００９３】
（２）負極の作製
（ａ）負極集電体の作製
正極集電体の作製で用いたものと同じ熱硬化性ポリウレタンの発泡体の表面に、１ｃｍ２当たりのＣｕ量が２０ｍｇとなるように、スパッタリングによりＣｕ被膜（導電性層）を形成した。
表面に導電性層を形成した発泡体を、硫酸銅メッキ浴中に浸漬して、陰極電流密度２Ａ／ｄｍ２の直流電流を印加することにより、表面にＣｕ層を形成した。硫酸銅メッキ浴は、２５０ｇ／Ｌの硫酸銅、５０ｇ／Ｌの硫酸、および３０ｇ／Ｌの塩化銅を含み、温度は３０℃であった。
【００９４】
表面にＣｕ層が形成された発泡体を、大気雰囲気下、７００℃で熱処理することにより、発泡体を分解させ、次いで、水素雰囲気下で焼成して表面に形成された酸化被膜を還元することにより、銅製の多孔体（負極集電体）を得た。得られた負極集電体は、発泡体の空孔形状を反映した、空孔が連通した三次元網目状の多孔構造を有しており、気孔率は９２体積％であり、平均空孔径は５５０μｍであり、ＢＥＴ比表面積は２００ｃｍ２／ｇであり、厚みは１０００μｍであった。また、三次元網目状の銅製の骨格は、発泡体の除去により形成された連通孔状の空洞を内部に有していた。
【００９５】
（ｂ）負極の作製
負極活物質としての人造黒鉛粉末（平均粒径Ｄ５０：５μｍ）と、導電助剤としてのアセチレンブラックと、バインダとしてのＰＶＤＦと、分散媒としてのＮＭＰとを混合することにより、負極合剤スラリーを調製した。黒鉛粉末と、アセチレンブラックと、ＰＶＤＦとの質量比は、１００：２６．３：５．３であった。
【００９６】
得られた負極合剤スラリーを、上記工程（ａ）で得られた負極集電体にダイコーターを用いて充填し、充填物を１００℃で６０分乾燥させた。乾燥物を、一対のロールを用いて厚み方向に圧縮することにより、厚み７０μｍの負極を作製した。作製した負極における集電体の気孔率を既述の方法により求めたところ、３０体積％であった。
なお、工程（１）および（２）では、プレドープ後の負極の充電可能な容量が、正極の容量の約１．２倍となるように、正極合剤および負極合剤の充填量を調節した。
【００９７】
（３）リチウム極の作製
集電体としてのパンチング銅箔（厚み：２０μｍ、開口径：５０μｍ、開口率５０％、２ｃｍ×２ｃｍ）の一方の表面に、リチウム箔（厚み：５０μｍ）を圧着することにより、リチウム極を作製した。リチウム極の集電体の他方の表面には、ニッケル製のリードを溶接した。
【００９８】
（４）リチウムイオンキャパシタの作製
上記（１）および（２）で得られた正極および負極を、それぞれ、２９ｍｍ×２５ｍｍのサイズに切り出し、各電極の１辺に集電用のタブを形成した。正極を合計６枚、負極を合計７枚作製した。正極のタブには、アルミニウム製のリードを、負極のタブには、ニッケル製のリードを、それぞれ溶接した。
【００９９】
セルロース製のセパレータ（厚み：３０μｍ）を間に介在させた状態で、負極と正極とを交互に積層することにより、電極群を形成した。電極群の一方の端の負極側に、ガラス繊維製のセパレータを介在させて、さらにリチウム極を積層した。得られた積層物を、一対の湾曲したポリカーボネート製の板状部材で挟んで電極群の湾曲部を形成し、この状態で、アルミニウムラミネートシートで作製されたセルケース内に収容した。板状部材としては、厚みが０．５ｍｍであり、最内層の負極の曲率半径が２２．５ｍｍとなるように湾曲させたものを用いた。なお、積層物は、電極の長さが２５ｍｍである辺が湾曲するように板状部材で挟んだ。湾曲部の円弧の中心角αは６８°であった。
【０１００】
次いで、非水電解質をセルケース内に注入して、正極、負極およびセパレータに含浸させた。最後に真空シーラーにて減圧しながらセルケースを封止した。非水電解質としては、エチレンカーボネートおよびジエチルカーボネートを体積比１：１で含む混合溶媒に、リチウム塩としてＬｉＰＦ６を１．０ｍｏｌ／Ｌの濃度となるように溶解させた溶液を用いた。
【０１０１】
負極のリード線とリチウム極のリード線とを、セルケース外部で電源に接続し、０．２ｍＡ／ｃｍ２の電流で金属リチウムに対して負極の電位が０Ｖになるまで充電することにより、リチウム極から電極群に含まれる負極にリチウムイオンをプレドープした。このようにしてリチウムイオンキャパシタＡ１を作製した。
【０１０２】
そして、自転車用発電機を模した、直径４５ｍｍ、高さ４０ｍｍの金属製の円柱の周面に、リチウムイオンキャパシタＡ１を配置し、粘着テープで固定した。なお、リチウムイオンキャパシタＡ１は、電極の長さが２９ｍｍである辺が円柱の中心軸と平行となるように円柱の周面に配置した。
【０１０３】
（５）評価
リチウムイオンキャパシタＡ１では、リチウムイオンをプレドープした後の電圧が、２．５Ｖ以上であり、内部短絡が発生しておらず、電極活物質の脱落が抑制されていることが確認された。
【０１０４】
実施例２
板状部材として、最内層の負極の曲率半径が１５ｍｍとなるように湾曲させたものを用いたこと以外は、実施例１と同様にして、リチウムイオンキャパシタＡ２を作製し、評価を行った。湾曲部の円弧の中心角αは１０１°であった。リチウムイオンキャパシタＡ２を装着する金属製の円柱としては、直径３０ｍｍ、高さ４０ｍｍのものを用いた。リチウムイオンキャパシタＡ２では、リチウムイオンをプレドープした後の電圧が、２．５Ｖ以上であり、内部短絡が発生しておらず、電極活物質の脱落が抑制されていることが確認された。
【０１０５】
実施例３
板状部材として、最内層の負極の曲率半径が１２．２５ｍｍとなるように湾曲させたものを用いたこと以外は、実施例１と同様にして、リチウムイオンキャパシタＡ３を作製し、評価を行った。湾曲部の円弧の中心角αは１１９°であった。リチウムイオンキャパシタＡ３を装着する金属製の円柱としては、直径２５．５ｍｍ、高さ４０ｍｍのものを用いた。リチウムイオンキャパシタＡ３では、リチウムイオンをプレドープした後の電圧が、２．５Ｖ以上であり、内部短絡が発生しておらず、電極活物質の脱落が抑制されていることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明の一実施形態に係るリチウムイオンキャパシタによれば、高いエネルギー密度を確保できるとともに、電極群が湾曲部を有するため、湾曲面を有する電子機器に装着し易い。特に、自転車用発電機などの湾曲面を有する電子機器に装着させるのに有利である。
【符号の説明】
【０１０７】
１：リチウムイオンキャパシタ
２：電極群
２ａ：湾曲部
３：正極
４：負極
５：セパレータ
６：板状部材
７：セルケース
１０：自転車用発電機の本体
Ａ：自転車用発電機の本体の中心軸
α：湾曲部の中心角
ＤＬ：正極、負極およびセパレータの積層方向
２０：金属箔集電体を用いた電極
２０ａ：金属箔集電体
２０ｂ：電極活物質層
３０：三次元網目状の金属多孔体を集電体として用いた電極
ａ１、ａ２：集電方向
１０１：空孔
１０２：繊維部
１０２ａ：空洞
Ｗｆ：空洞１０２ａの幅
１０３：開口
【図１】
2017098363.tif 000003
【図２】
2017098363.tif 000004
【図３Ａ】
2017098363.tif 000005
【図３Ｂ】
2017098363.tif 000006
【図４】
2017098363.tif 000007
【図５】
2017098363.tif 000008