JP2012235041A - Positive electrode and lithium-ion capacitor - Google Patents

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浩史 鈴木
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a positive electrode which, when used for a power storage device, allows the power storage device to have high energy density and high capacity, and a lithium-ion capacitor having high energy density and high capacity.SOLUTION: The positive electrode comprises a positive electrode active material layer which has a BET specific surface area of 2400 to 3000 m/g inclusive and an electrode density of 0.41-0.49 g/cm. The lithium-ion capacitor comprises the positive electrode.

Description

本発明は、正極電極およびリチウムイオンキャパシタに関し、更に詳しくは、リチウムイオンキャパシタの正極電極として好適な正極電極、および当該正極電極を備えたリチウムイオンキャパシタに関する。   The present invention relates to a positive electrode and a lithium ion capacitor, and more particularly to a positive electrode suitable as a positive electrode of a lithium ion capacitor and a lithium ion capacitor provided with the positive electrode.

近年、高エネルギー密度および高出力特性を必要とする用途に対応する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。
そして、リチウムイオンキャパシタにおいては、更なる高性能化が要求されていることから、高性能化を図るための種々の提案がなされている(例えば、特許文献1参照。)
In recent years, lithium-ion capacitors have attracted attention as power storage devices that support applications that require high energy density and high output characteristics.
Since lithium ion capacitors are required to have higher performance, various proposals for higher performance have been made (for example, see Patent Document 1).

具体的に、特許文献1には、高エネルギー密度および高出力密度を得ることを目的として、正極電極を構成する正極活物質として、細孔半径1〜40Åの細孔容積が全細孔容積の80%以上であり、かつ全細孔容積が0.4〜1.5cc/gである活性炭粒子を用いることが提案されている。
しかしながら、このような活性炭粒子を正極活物質として用いた正極電極を備えたリチウムイオンキャパシタにおいては、十分な高エネルギー密度化および高容量化を図ることができない、という問題がある。
その理由は、リチウムイオンキャパシタの正極電極は、例えば正極活物質を含有する正極活物質層が集電体上に形成されてなる構成を有し、正極活物質層が正極活物質、結着剤および必要に応じて用いられる導電剤および増粘剤などの添加剤が水性媒体中または有機溶媒中に分散されてなるスラリーを集電体上に塗布する手法によって形成されるものであることから、その製造過程において、正極活物質を構成する活性炭粒子の表面細孔が、結着剤および必要に応じて用いられる増粘剤などの添加剤が入り込むことによって被覆あるいは閉塞され、得られる正極活物質層における活性炭粒子に係る細孔容量が小さくなってしまうからである。
なお、電気二重層キャパシタ用の電極を製造するためのスラリーを調製する過程において、活物質層の耐剥離性を向上させることを目的として、活物質を構成する活性炭などの多孔質体の表面細孔に結着剤が入り込むことを抑制するための手法が提案されているが(特許文献2参照)、高容量化を図ることについては検討がなされていない。
Specifically, in Patent Document 1, for the purpose of obtaining a high energy density and a high output density, as a positive electrode active material constituting the positive electrode, a pore volume having a pore radius of 1 to 40 mm has a total pore volume. It has been proposed to use activated carbon particles that are 80% or more and have a total pore volume of 0.4 to 1.5 cc / g.
However, in a lithium ion capacitor provided with a positive electrode using such activated carbon particles as a positive electrode active material, there is a problem that sufficient energy density and capacity cannot be increased.
The reason is that the positive electrode of the lithium ion capacitor has a structure in which, for example, a positive electrode active material layer containing a positive electrode active material is formed on a current collector, and the positive electrode active material layer is formed of a positive electrode active material and a binder. And, as necessary, additives such as a conductive agent and a thickener are formed by a method in which a slurry in which an additive is dispersed in an aqueous medium or an organic solvent is applied to a current collector, In the manufacturing process, the surface pores of the activated carbon particles constituting the positive electrode active material are covered or blocked by entering a binder and, if necessary, an additive such as a thickener, and the resulting positive electrode active material This is because the pore volume related to the activated carbon particles in the layer becomes small.
In the process of preparing a slurry for producing an electrode for an electric double layer capacitor, the surface fineness of a porous material such as activated carbon constituting the active material is improved for the purpose of improving the peel resistance of the active material layer. Although a method for suppressing the binder from entering the hole has been proposed (see Patent Document 2), no attempt has been made to increase the capacity.

一方、電気二重層キャパシタにおいては、高容量および高容量保持率を得ることを目的として、電極を構成する活物質として、異なるBTE比表面積を有する2種類の活性炭を組み合わせて用いることが提案されている(特許文献3)。   On the other hand, in an electric double layer capacitor, for the purpose of obtaining a high capacity and a high capacity retention rate, it has been proposed to use a combination of two types of activated carbons having different BTE specific surface areas as active materials constituting electrodes. (Patent Document 3).

特開2006−286923号公報JP 2006-286923 A 特許第3511943号Japanese Patent No. 3511943 特開2005−243933号公報JP 2005-243933 A

而して、本発明者らは、リチウムイオンキャパシタにおいて、電極を構成する活物質として、比表面積の大きな活性炭のみを用いることによっては高容量化が図れるものの、正極電極における正極活物質層が嵩高いものとなることに伴ってエネルギー密度が小さくなり、一方、比表面積の小さな活性炭のみを用いることによっては高エネルギー密度化は図れるものの、容量が小さいものとなってしまうことに鑑み、正極電極を構成する正極活物質として、異なるBTE比表面積を有する2種類の活性炭を組み合わせて用いることを検討したが、その結果、単に2種類の活性炭を組み合わせて用いることによっては、更なる高性能化に応じるべく十分な高エネルギー密度化および高容量化を図ることができないことが明らかとなった。   Therefore, the present inventors can increase the capacity by using only activated carbon having a large specific surface area as the active material constituting the electrode in the lithium ion capacitor, but the positive electrode active material layer in the positive electrode is bulky. In view of the fact that the energy density is reduced with the increase in the density, and that the energy density can be increased by using only activated carbon with a small specific surface area, the capacity is reduced. As the positive electrode active material to be configured, it was examined that two types of activated carbons having different BTE specific surface areas were used in combination. As a result, by simply using a combination of two types of activated carbons, further enhancement of performance can be achieved. It became clear that it was not possible to achieve a sufficiently high energy density and capacity.

本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、蓄電デバイスに用いた場合において、当該蓄電デバイスを高エネルギー密度および高容量のものとすることのできる正極電極を提供することにある。
本発明の他の目的は、高エネルギー密度および高容量のリチウムイオンキャパシタを提供することにある。
The present invention has been made on the basis of the circumstances as described above, and the object thereof is a positive electrode capable of making the power storage device have a high energy density and a high capacity when used in the power storage device. Is to provide.
Another object of the present invention is to provide a lithium ion capacitor having a high energy density and a high capacity.

本発明の正極電極は、BET比表面積が2400m2 /g以上であって3000m2 /g以下であり、電極密度が0.41〜0.49g/cm3 である正極活物質層を有することを特徴とする。 The positive electrode of the present invention has a positive electrode active material layer having a BET specific surface area of 2400 m 2 / g or more and 3000 m 2 / g or less and an electrode density of 0.41 to 0.49 g / cm 3. Features.

本発明の正極電極においては、前記正極活物質層は、BET比表面積が2500m2 /gを超え3200m2 /g以下である第1正極活物質と、BET比表面積が1500m2 /g以上であって2000m/g以下である第2正極活物質とを含有してなることが好ましい。 In the positive electrode of the present invention, the positive electrode active material layer has a first positive electrode active material having a BET specific surface area of more than 2500 m 2 / g and not more than 3200 m 2 / g, and a BET specific surface area of 1500 m 2 / g or more. And a second positive electrode active material that is 2000 m 2 / g or less.

本発明のリチウムイオンキャパシタは、上記の正極電極を有することを特徴とする。   The lithium ion capacitor of the present invention has the above positive electrode.

本発明の正極電極によれば、正極活物質層が、特定のBET比表面積を有すると共に特定の密度を有するものであることから、蓄電デバイスの正極電極として用いた場合において、当該蓄電デバイスに高エネルギー密度および高容量が得られる。
このような本発明の正極電極は、リチウムイオンキャパシタに適用した場合において、その効果が顕著となる。
According to the positive electrode of the present invention, since the positive electrode active material layer has a specific BET specific surface area and a specific density, when used as a positive electrode of an electric storage device, Energy density and high capacity are obtained.
Such a positive electrode of the present invention has a remarkable effect when applied to a lithium ion capacitor.

本発明の正極電極においては、正極活物質層を構成する正極活物質として、ぞれぞれ特定のBET比表面積を有する2種類の正極活物質を組み合わせて用いることにより、大きなBET比表面積を有する第1正極活物質の作用によって高容量化が図られると共に、小さなBET比表面積を有する第2正極活物質の作用によって高密度化が図られ、しかも、正極活物質層を、正極活物質、結着剤および必要に応じて導電剤および増粘剤などの添加剤が水性媒体中または有機溶媒中に分散されてなるスラリーから形成する過程において、特に大きなBET比表面積を有する正極活物質の表面細孔内に、結着剤および必要に添加される増粘剤などの添加剤が入り込みにくくなり、また、スラリーの調製工程を制御することによって正極活物質の表面細孔内への結着剤などの侵入を抑制することが可能となり、その結果、正極活物質層における表面細孔が結着剤などによって被覆あるいは閉塞されることに起因する、当該正極活物質の細孔容量の減少が抑制されることから、正極活物質層を所望のBET比表面積および密度を有するものとすることができる。   The positive electrode of the present invention has a large BET specific surface area by combining two types of positive electrode active materials each having a specific BET specific surface area as the positive electrode active material constituting the positive electrode active material layer. The capacity of the positive electrode active material is increased by the action of the first positive electrode active material, and the density of the positive electrode active material is increased by the action of the second positive electrode active material having a small BET specific surface area. In the process of forming the slurry and a slurry in which an additive such as a conductive agent and a thickener, if necessary, is dispersed in an aqueous medium or an organic solvent, the surface fineness of the positive electrode active material having a particularly large BET specific surface area. Additives such as binders and thickeners added as needed are less likely to enter the pores, and the surface of the positive electrode active material can be controlled by controlling the slurry preparation process. As a result, it is possible to suppress the penetration of the binder into the pores, and as a result, the surface pores in the positive electrode active material layer are covered or blocked by the binder or the like. Since the decrease in the pore volume is suppressed, the positive electrode active material layer can have a desired BET specific surface area and density.

本発明のリチウムイオンキャパシタによれば、本発明の正極電極が用いられていることから、高エネルギー密度および高容量が得られる。   According to the lithium ion capacitor of the present invention, since the positive electrode of the present invention is used, high energy density and high capacity can be obtained.

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.

本発明の正極電極は、正極活物質が結着剤によって結着された状態の正極活物質層を有するものであり、当該正極活物質層が、BET比表面積が2400m/g以上であって3000m/g以下であり、電極密度が0.41〜0.49g/cm3 であることを特徴とするものである。
この本発明の正極電極は、リチウムイオンキャパシタの正極電極として好適に用いられ、例えば集電体上における一方の表面あるいは両方の表面に正極活物質層が積層されてなる構成を有する、大容量のリチウムイオンキャパシタに適した構造のものである。
ここに、本明細書中において、「正極電極」とは、放電の際に電流が流れ出る側の電極をいう。
The positive electrode of the present invention has a positive electrode active material layer in a state where the positive electrode active material is bound by a binder, and the positive electrode active material layer has a BET specific surface area of 2400 m 2 / g or more. It is 3000 m < 2 > / g or less, and an electrode density is 0.41-0.49 g / cm < 3 >, It is characterized by the above-mentioned.
This positive electrode of the present invention is suitably used as a positive electrode of a lithium ion capacitor, and has a configuration in which a positive electrode active material layer is laminated on one surface or both surfaces on a current collector, for example. The structure is suitable for a lithium ion capacitor.
Here, in the present specification, the “positive electrode” refers to an electrode on the side from which a current flows during discharge.

以下において、本発明の正極電極をリチウムイオンキャパシタの正極電極として用いる場合について説明する。   Below, the case where the positive electrode of this invention is used as a positive electrode of a lithium ion capacitor is demonstrated.

本発明の正極電極において、正極活物質層のBET比表面積は、2400m/g以上であって3000m/g以下であることが必要とされるが、好ましくは2500〜3000m/gであり、更に好ましくは2600〜3000m/gである。 In positive electrode of the present invention, BET specific surface area of the positive electrode active material layer, it is required a at 2400 m 2 / g or more 3000 m 2 / g or less, preferably the 2500~3000m 2 / g More preferably, it is 2600-3000 m < 2 > / g.

正極活物質層のBET比表面積が過小である場合には、リチウムイオンキャパシタへの適用に際して、リチウムイオンキャパシタの容量が小さくなって内部抵抗が大きくなる。一方、正極活物質層のBET比表面積が過大である場合には、電極密度が小さくなり、それに起因して、リチウムイオンキャパシタへの適用に際して、リチウムイオンキャパシタのエネルギー密度が小さくなる。また、結着剤による正極活物質層の結着状態が不十分なものとなることに起因して電極強度が小さくなり、リチウムイオンキャパシタの製造工程上に困難が生じる。   When the BET specific surface area of the positive electrode active material layer is too small, when applied to a lithium ion capacitor, the capacity of the lithium ion capacitor is reduced and the internal resistance is increased. On the other hand, when the BET specific surface area of the positive electrode active material layer is excessive, the electrode density becomes small, and accordingly, when applied to the lithium ion capacitor, the energy density of the lithium ion capacitor becomes small. In addition, since the binding state of the positive electrode active material layer with the binder becomes insufficient, the electrode strength is reduced, which causes difficulty in the manufacturing process of the lithium ion capacitor.

本発明の正極電極における正極活物質層のBET比表面積は、例えばメノウ乳鉢を用いて正極活物質層を十分に粉砕、具体的には、得られる粉砕体の径が100μm以下となる程度に粉砕することによって得られる正極活物質層粉砕体を減圧条件下において乾燥処理したものをBET比表面積測定試料とし、BET比表面積測定試料0.2gを用いて比表面測定装置(具体的には、例えば「BELSORP−miniII」(日本ベル株式会社製))によって測定される値である。   The BET specific surface area of the positive electrode active material layer in the positive electrode of the present invention is sufficiently pulverized using, for example, an agate mortar, and specifically, pulverized so that the resulting pulverized body has a diameter of 100 μm or less. The positive electrode active material layer pulverized product obtained by drying under reduced pressure conditions is used as a BET specific surface area measurement sample, and a specific surface measurement device (specifically, for example, This is a value measured by “BELSORP-miniII” (manufactured by Nippon Bell Co., Ltd.).

本発明の正極電極において、正極活物質層の密度は、0.41〜0.49g/cm3 であることが必要とされる。 In the positive electrode of the present invention, the density of the positive electrode active material layer is required to be 0.41 to 0.49 g / cm 3 .

正極活物質層の電極密度が過小である場合には、リチウムイオンキャパシタへの適用に際して、リチウムイオンキャパシタのエネルギー密度が小さくなる。一方、正極活物質層の電極密度が過大である場合には、正極活物質層が空隙率の小さいものとなり、リチウムイオンキャパシタへの適用に際しては、正極活物質層内部に電解液が浸透しにくくなることに伴ってリチウムイオンの移動が難しくなって電子の受け渡しが難しくなることに起因してリチウムイオンキャパシタの内部抵抗が大きくなり、また容量保持率が小さくなるおそれがある。   When the electrode density of the positive electrode active material layer is too low, the energy density of the lithium ion capacitor becomes small when applied to the lithium ion capacitor. On the other hand, when the electrode density of the positive electrode active material layer is excessive, the positive electrode active material layer has a low porosity, and when applied to a lithium ion capacitor, the electrolyte does not easily penetrate into the positive electrode active material layer. As a result, the movement of lithium ions becomes difficult and the transfer of electrons becomes difficult, so that the internal resistance of the lithium ion capacitor increases and the capacity retention rate may decrease.

本発明の正極電極における正極活物質層の電極密度は、乾燥状態の正極活物質層の質量と外形体積とに基づき、正極活物質層の質量を当該正極活物質層の外形体積によって除することによって得られる値である。
ここに、「正極活物質層の外形体積」とは、正極活物質層の縦寸法、横寸法および厚み寸法を測定し、その測定値に基づいて算出される体積である。
The electrode density of the positive electrode active material layer in the positive electrode of the present invention is based on the mass and outer volume of the positive electrode active material layer in a dry state, and the mass of the positive electrode active material layer is divided by the outer volume of the positive electrode active material layer. Is the value obtained by
Here, the “external volume of the positive electrode active material layer” is a volume calculated based on the measurement values obtained by measuring the vertical dimension, the horizontal dimension, and the thickness dimension of the positive electrode active material layer.

本発明の正極電極における正極活物質層を構成する正極活物質は、例えばテトラフルオロボレートのようなリチウムイオンおよび/またはアニオンを可逆的に担持できる物質である。
正極活物質層を構成する正極活物質の好ましい具体例としては、活性炭、および芳香族系縮合ポリマーの熱処理物である、例えば、ポリアセン系物質(以下、「PAS」ともいう。)が挙げられる。
The positive electrode active material constituting the positive electrode active material layer in the positive electrode of the present invention is a substance that can reversibly carry lithium ions and / or anions such as tetrafluoroborate.
Preferable specific examples of the positive electrode active material constituting the positive electrode active material layer include, for example, a polyacene-based material (hereinafter also referred to as “PAS”), which is a heat-treated product of activated carbon and an aromatic condensation polymer.

正極活物質層を構成する正極活物質として用いられる活性炭においては、その平均粒子径D50(50%体積累積径)が2〜12μmであることが好ましく、特に好ましくは2〜8μmである。
平均粒子径D50が過小である場合には、リチウムイオンキャパシタへの適用に際して、リチウムイオンキャパシタの容量保持率が小さくなるおそれがある。その理由は、正極電極における正極活物質層の電極密度が過剰に大きくなることに伴って活性炭粒子間における空隙率が小さくなり、それに起因して電解液の枯渇が生じやすくなるためと推察される。一方、平均粒子径D50が過大である場合には、正極活物質層を形成するために必要とされる電極密度を得ることができないことから正極電極を成形することが困難となり、また、たとえ正極電極を成形できたとしても、リチウムイオンキャパシタへの適用に際して、リチウムイオンキャパシタのエネルギー密度が小さくなるおそれがある。
ここに、活性炭の平均粒子径D50(50%体積累積径)は、例えばX線マイクロトラック法によって測定される。
In the activated carbon used as the positive electrode active material constituting the positive electrode active material layer, the average particle diameter D50 (50% volume cumulative diameter) is preferably 2 to 12 μm, particularly preferably 2 to 8 μm.
When the average particle diameter D50 is too small, the capacity retention rate of the lithium ion capacitor may be reduced when applied to the lithium ion capacitor. The reason for this is presumed that the porosity between the activated carbon particles decreases as the electrode density of the positive electrode active material layer in the positive electrode increases excessively, and therefore the electrolyte is easily depleted. . On the other hand, when the average particle diameter D50 is excessive, it is difficult to form the positive electrode because the electrode density required for forming the positive electrode active material layer cannot be obtained. Even if the electrode can be formed, the energy density of the lithium ion capacitor may decrease when applied to the lithium ion capacitor.
Here, the average particle diameter D50 (50% volume cumulative diameter) of the activated carbon is measured by, for example, the X-ray microtrack method.

また、正極活物質層を構成する正極活物質として用いられる活性炭は、例えば活性炭原料を焼成することによって炭化処理した後、賦活処理し、更に粉砕処理をすることによって得られるものである。   Moreover, activated carbon used as a positive electrode active material constituting the positive electrode active material layer is obtained by, for example, calcination treatment by firing an activated carbon raw material, activation treatment, and further pulverization treatment.

前記活性炭原料としては、例えばフェノール樹脂、石油ピッチ、石油コークス、ヤシガラおよび石炭系コークスなどが用いられる。これらのうちでは、比表面積を大きくすることができることから、フェノール樹脂、石炭系コークスが好ましい。
また、前記賦活処理としては、アルカリ賦活処理および水蒸気賦活処理が好ましい。このアルカリ賦活処理に用いられるアルカリ活性化剤としては、リチウム、ナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属の塩類または水酸化物が好適に用いられ、特に水酸化カリウムが好ましい。
また、前記粉砕処理は、例えばボールミルなどの既知の粉砕機を用いることによって行われる。この粉砕処理によって得られる粉砕体の平均粒子径D50(50%体積累積径)はレーザー回折式マイクロトラック法によって測定される。
As the activated carbon raw material, for example, phenol resin, petroleum pitch, petroleum coke, coconut husk and coal-based coke are used. Of these, phenol resin and coal-based coke are preferred because the specific surface area can be increased.
Moreover, as said activation process, an alkali activation process and a water vapor activation process are preferable. As the alkali activator used for this alkali activation treatment, salts of alkali metals such as lithium, sodium and potassium or hydroxides are preferably used, and potassium hydroxide is particularly preferable.
Moreover, the said grinding | pulverization process is performed by using known crushers, such as a ball mill, for example. The average particle diameter D50 (50% volume cumulative diameter) of the pulverized product obtained by this pulverization treatment is measured by a laser diffraction microtrack method.

本発明の正極電極において、正極活物質層を構成する正極活物質としては、正極活物質層のBET比表面積を所望の範囲に調整するために、2種類以上の物質を組み合わせて用いることが好ましく、特に、BET比表面積が2500m/gを超え3200m/g以下である第1正極活物質と、BET比表面積が1500m/g以上であって2000m/g以下である第2正極活物質とを含む2種以上の物質を組み合わせて用いることが好ましい。 In the positive electrode of the present invention, the positive electrode active material constituting the positive electrode active material layer is preferably used in combination of two or more kinds of materials in order to adjust the BET specific surface area of the positive electrode active material layer to a desired range. In particular, the first positive electrode active material having a BET specific surface area of more than 2500 m 2 / g and not more than 3200 m 2 / g, and the second positive electrode active material having a BET specific surface area of not less than 1500 m 2 / g and not more than 2000 m 2 / g. It is preferable to use a combination of two or more substances including the substance.

正極活物質層を構成する第1正極活物質において、そのBET比表面積は、2500m/gを超え3200m/g以下であることが必要とされるが、好ましくは2600〜3200m/gであり、更に好ましくは2800〜3200m/gである。 In the first positive electrode active material constituting the positive electrode active material layer, the BET specific surface area is required to be more than 2500 m 2 / g and not more than 3200 m 2 / g, preferably 2600 to 3200 m 2 / g. Yes, more preferably 2800-3200 m 2 / g.

第1正極活物質のBET比表面積が過小である場合には、正極活物質層のBET比表面積が小さくなり、リチウムイオンキャパシタへの適用に際して、リチウムイオンキャパシタの容量が小さくなって内部抵抗が高くなる傾向がある。一方、第1正極活物質のBET比表面積が過大である場合には、嵩密度が非常に大きくなり、リチウムイオンキャパシタへの適用に際して、セル体積当たりのエネルギー密度が小さくなり、しかもセルにおいて必要とされる電解液の量が通常よりも多くなるためにセル質量当たりのエネルギー密度も小さくなるおそれがある。なお、BET比表面積が3200m/gを超える正極活物質は、その製造が困難なものであって現実的なものではない。 When the BET specific surface area of the first positive electrode active material is too small, the BET specific surface area of the positive electrode active material layer is small, and when applied to a lithium ion capacitor, the capacity of the lithium ion capacitor is small and the internal resistance is high. Tend to be. On the other hand, when the BET specific surface area of the first positive electrode active material is excessively large, the bulk density becomes very large, and the energy density per cell volume becomes small when applied to a lithium ion capacitor. Since the amount of the electrolytic solution to be applied is larger than usual, the energy density per cell mass may be reduced. A positive electrode active material having a BET specific surface area exceeding 3200 m 2 / g is difficult to manufacture and is not realistic.

正極活物質層を構成する第2正極活物質において、そのBET比表面積は、1500m/g以上であって2000m/g以下であることが必要とされるが、好ましくは1700〜2000m/gであり、更に好ましくは1800〜2000m/gである。 In the second positive electrode active material constituting the positive electrode active material layer, the BET specific surface area, it is required a at 1500 m 2 / g or more 2000 m 2 / g or less, preferably 1700~2000M 2 / g, more preferably 1800 to 2000 m 2 / g.

第2正極活物質のBET比表面積が過小である場合には、正極活物質層のBET比表面積が小さくなり、リチウムイオンキャパシタへの適用に際して、リチウムイオンキャパシタの容量が小さくなって内部抵抗が高くなる傾向がある。一方、第2正極活物質のBET比表面積が過大である場合には、嵩密度が大きくなり、リチウムイオンキャパシタへの適用に際して、十分なエネルギー密度が得られなくなるおそれがある。   When the BET specific surface area of the second positive electrode active material is too small, the BET specific surface area of the positive electrode active material layer is small, and when applied to a lithium ion capacitor, the capacity of the lithium ion capacitor is small and the internal resistance is high. Tend to be. On the other hand, when the BET specific surface area of the second positive electrode active material is excessive, the bulk density increases, and there is a possibility that a sufficient energy density cannot be obtained when applied to a lithium ion capacitor.

また、正極活物質層を構成する正極活物質における第1正極活物質の含有割合が80〜95質量%であり、第2正極活物質の含有割合が5〜20質量%であることが好ましい。
第1正極活物質の含有割合が過小である場合、すなわち第2正極活物質の含有割合が過大であるには、リチウムイオンキャパシタへの適用に際して、十分な容量が得られなくなるおそれがある。一方、第1正極活物質の含有割合が過大である場合、すなわち第2正極活物質の含有割合が過小であるには、正極活物質層の電極密度が著しく小さくなり、リチウムイオンキャパシタへの適用に際して、十分なエネルギー密度が得られなくなるおそれがある。
Moreover, it is preferable that the content rate of the 1st positive electrode active material in the positive electrode active material which comprises a positive electrode active material layer is 80-95 mass%, and the content rate of a 2nd positive electrode active material is 5-20 mass%.
When the content ratio of the first positive electrode active material is excessively small, that is, when the content ratio of the second positive electrode active material is excessively large, a sufficient capacity may not be obtained when applied to a lithium ion capacitor. On the other hand, when the content ratio of the first positive electrode active material is excessive, that is, when the content ratio of the second positive electrode active material is excessively small, the electrode density of the positive electrode active material layer is remarkably decreased, and the application to the lithium ion capacitor is performed. At this time, there is a possibility that a sufficient energy density cannot be obtained.

具体的に、本発明の正極電極における正極活物質層を構成する第1正極活物質および第2正極活物質としては、活性炭を用いることが好ましい。
すなわち、正極活物質層を構成する正極活物質としては、BET比表面積が2500m/gを超え3200m/g以下である活性炭よりなる第1正極活物質と、BET比表面積が1500m/g以上であって2000m/g以下である活性炭よりなる第2正極活物質とを組み合わせて用いることが好ましい。
Specifically, activated carbon is preferably used as the first positive electrode active material and the second positive electrode active material constituting the positive electrode active material layer in the positive electrode of the present invention.
That is, the positive electrode active material constituting the positive electrode active material layer includes a first positive electrode active material made of activated carbon having a BET specific surface area of more than 2500 m 2 / g and not more than 3200 m 2 / g, and a BET specific surface area of 1500 m 2 / g. It is preferable to use in combination with the second positive electrode active material made of activated carbon that is 2000 m 2 / g or less.

第1正極活物質を構成する活性炭においては、平均細孔径が10nm以下であることが好ましく、特に好ましくは0.5nmより大きく10nm以下である。
第1正極活物質を構成する活性炭の平均細孔径が上記の範囲内ある場合には、リチウムイオンキャパシタへの適用に際して、良好な放電特性が得られる。
ここに、活性炭の平均細孔径は、測定対象体としての活性炭0.2gを減圧条件下において乾燥処理したものを測定試料とし、比表面測定装置(具体的には、例えば「BELSORP−miniII」(日本ベル株式会社製))を用いて吸着等温線を求め、BET法によって得られる比表面積および全細孔容積に基づいて、活性炭に形成された細孔の形状をシリンダー状と仮定し、下記数式(1)によって算出される値である。
In the activated carbon constituting the first positive electrode active material, the average pore diameter is preferably 10 nm or less, particularly preferably greater than 0.5 nm and 10 nm or less.
When the average pore diameter of the activated carbon constituting the first positive electrode active material is within the above range, good discharge characteristics can be obtained when applied to a lithium ion capacitor.
Here, the average pore diameter of the activated carbon is obtained by subjecting 0.2 g of activated carbon as a measurement target to a dry treatment under reduced pressure conditions as a measurement sample, and using a specific surface measuring device (specifically, for example, “BELSORP-miniII” ( The adsorption isotherm is obtained using Nippon Bell Co., Ltd.), and based on the specific surface area and total pore volume obtained by the BET method, the pore shape formed in the activated carbon is assumed to be cylindrical, and the following formula This is a value calculated by (1).

数式(1):
平均細孔径=(4×全細孔容量(cm3 /g)/比表面積(m2 /g))×1000
Formula (1):
Average pore diameter = (4 × total pore volume (cm 3 / g) / specific surface area (m 2 / g)) × 1000

また、第1正極活物質を構成する活性炭においては、嵩密度(タップ密度)が0.3g/cm3 以下であることが好ましい。
第1正極活物質を構成する活性炭の嵩密度(タップ密度)が過大である場合には、正極活物質層の吸液量が著しく小さくなり、それに起因して、リチウムイオンキャパシタへの適用に際して、内部抵抗が大きくなるおそれがある。
ここに、嵩密度(タップ密度)の測定方法は、タップデンサー(具体的には、例えば「KYT−4000」(セイシン企業(株)製)を用い、シリンダー容積200ml、タッピング距離50mm、タッピング回数2000回の測定条件で測定される。
Moreover, in the activated carbon which comprises a 1st positive electrode active material, it is preferable that a bulk density (tap density) is 0.3 g / cm < 3 > or less.
When the bulk density (tap density) of the activated carbon constituting the first positive electrode active material is excessive, the amount of liquid absorption of the positive electrode active material layer is remarkably reduced, and thus, when applied to a lithium ion capacitor, Internal resistance may increase.
Here, the measuring method of the bulk density (tap density) is a tap denser (specifically, for example, “KYT-4000” (manufactured by Seishin Enterprise Co., Ltd.), cylinder volume 200 ml, tapping distance 50 mm, tapping frequency 2000. Measured under the measurement conditions.

また、第2正極活物質を構成する第2活性炭においては、平均細孔径が第1正極活物質を構成する活性炭の平均細孔径よりも小さく、具体的には5nm以下であることが好ましく、特に好ましくは2nm未満である。
第1正極活物質を構成する活性炭の平均細孔径が上記の範囲内にある場合には、リチウムイオンキャパシタへの適用に際して、良好な放電特性が得られる。
In the second activated carbon constituting the second positive electrode active material, the average pore diameter is preferably smaller than the average pore diameter of the activated carbon constituting the first positive electrode active material, specifically 5 nm or less. Preferably it is less than 2 nm.
When the average pore diameter of the activated carbon constituting the first positive electrode active material is within the above range, good discharge characteristics can be obtained when applied to a lithium ion capacitor.

また、第2正極活物質を構成する活性炭においては、嵩密度(タップ密度)が0.3g/cm3 以上であることが好ましい。
第2正極活物質を構成する活性炭の嵩密度(タップ密度)が過小である場合には、形成される正極活物質層に所望の電極密度が得られなくなるおそれがある。
おそれがある。
Moreover, in the activated carbon which comprises a 2nd positive electrode active material, it is preferable that a bulk density (tap density) is 0.3 g / cm < 3 > or more.
When the bulk density (tap density) of the activated carbon constituting the second positive electrode active material is too small, there is a possibility that a desired electrode density cannot be obtained in the formed positive electrode active material layer.
There is a fear.

以上のような第1正極活物質を構成する活性炭および第2の正極活物質を構成する活性炭において、BET比表面積、平均細孔径および嵩密度(タップ密度)は、例えば活性炭原料の種類および賦活処理の種類などによって調整することができ、特に賦活処理としては、アルカリ賦活処理または水蒸気賦活処理が選択される。   In the activated carbon constituting the first positive electrode active material and the activated carbon constituting the second positive electrode active material as described above, the BET specific surface area, average pore diameter and bulk density (tap density) are, for example, the type of activated carbon raw material and the activation treatment. In particular, alkali activation treatment or steam activation treatment is selected as the activation treatment.

本発明における特定正極活物質層を構成する結着剤としては、例えばスチレン・ブタジエンゴム(SBR)等のゴム系バインダー、ポリ四フッ化エチレン、ポリフッ化ビニリデン等の含フッ素系樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン等の炭化水素樹脂、アクリル系重合体など耐酸化性および電解液に対する耐溶解性を有する高分子物質を好適に用いることができる。
なお、後述する正極電極の製造方法において、正極活物質層を形成するために前記の高分子物質よりなる結着剤を用いず、正極活物質と、例えばカルボキシメチルセルロースなどの増粘剤として用いられる、耐酸化性を有さない高分子物質のみを用いた場合には、得られる正極電極は、リチウムイオンキャパシタへの適用に際して、キャパシタセル中において増粘剤が電解液を構成する非プロトン性有機溶媒を吸収して膨潤することに起因して正極活物質層の集電体に対する結着力が不足し、集電体からの正極活物質層の剥落が生じることとなる。
Examples of the binder constituting the specific positive electrode active material layer in the present invention include rubber binders such as styrene / butadiene rubber (SBR), fluorine-containing resins such as polytetrafluoroethylene and polyvinylidene fluoride, polypropylene, and polyethylene. A polymer material having oxidation resistance and resistance to dissolution with respect to an electrolytic solution, such as a hydrocarbon resin such as an acrylic polymer, can be suitably used.
In addition, in the manufacturing method of the positive electrode mentioned later, in order to form a positive electrode active material layer, it does not use the binder consisting of the said polymeric material, but is used as a positive electrode active material and thickeners, such as carboxymethylcellulose, for example. In the case of using only a polymer material that does not have oxidation resistance, the obtained positive electrode is an aprotic organic material in which a thickener constitutes an electrolyte in a capacitor cell when applied to a lithium ion capacitor. Due to the solvent absorbing and swelling, the binding force of the positive electrode active material layer to the current collector is insufficient, and the positive electrode active material layer peels off from the current collector.

また、本発明の正極電極においては、正極活物質層は、正極活物質が結着剤によって結着された状態のものであれば、結着剤によって結着された状態の正極活物質が存在する層部分と共に、例えばカーボンなどよりなる導電層などの正極活物質の存在しない層部分とを有するものであってもよい。   In the positive electrode of the present invention, if the positive electrode active material layer is in a state in which the positive electrode active material is bound by the binder, the positive electrode active material in the state bound by the binder exists. In addition to the layer portion to be formed, a layer portion having no positive electrode active material such as a conductive layer made of carbon or the like may be used.

正極活物質層を構成する導電層の厚みは、正極活物質層全体の厚みに対して5〜20%であることが好ましい。具体的には、通常、1〜20μmであることが好ましい。   The thickness of the conductive layer constituting the positive electrode active material layer is preferably 5 to 20% with respect to the total thickness of the positive electrode active material layer. Specifically, it is usually preferably 1 to 20 μm.

また、本発明の正極電極における正極活物質層の厚みは、30〜350μmであることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the thickness of the positive electrode active material layer in the positive electrode of this invention is 30-350 micrometers.

本発明の正極電極における集電体としては、例えばエキスパンドメタルのように表裏面を貫通する貫通孔を備えたものであれば、一般にリチウム系電池に用いられる種々の材質のものを用いることができる。
具体的な材質としては、例えばアルミニウム、ステンレスなどが挙げられる。
集電体に備えられた貫通孔の形態、数などは特に限定されず、リチウムイオンが集電体に遮断されることなく電極の表裏間を移動できるよう設計されていればよい。
As the current collector in the positive electrode of the present invention, various materials generally used for lithium batteries can be used as long as they have through holes penetrating the front and back surfaces, such as expanded metal. .
Specific examples of the material include aluminum and stainless steel.
The shape and number of through holes provided in the current collector are not particularly limited as long as the lithium ions can be moved between the front and back of the electrode without being blocked by the current collector.

また、正極電極における集電体は、その厚みが特に限定されるものではないが、通常、1〜50μmであればよく、5〜40μmが好ましく、10〜40μmが特に好ましい。   The thickness of the current collector in the positive electrode is not particularly limited, but is usually 1 to 50 μm, preferably 5 to 40 μm, and particularly preferably 10 to 40 μm.

本発明の正極電極は、例えば、正極活物質、結着剤、および必要に応じて使用される導電剤および増粘剤などの添加剤を、水性媒体中に分散させることによってスラリーを調製し、得られたスラリーを、必要に応じて予め導電層などの形成された集電体に塗布する方法や、調製したスラリーを予めシート状に成形し、これを好ましくは導電性接着剤を使用して集電体に貼り付ける方法などを挙げることができる。   The positive electrode of the present invention is prepared by, for example, preparing a slurry by dispersing additives such as a positive electrode active material, a binder, and a conductive agent and a thickener used as necessary in an aqueous medium, A method of applying the obtained slurry to a current collector formed with a conductive layer or the like as necessary, or forming the prepared slurry into a sheet in advance, and preferably using a conductive adhesive The method of sticking to a collector can be mentioned.

本発明の正極電極を製造するための製造過程においては、正極活物質として、第1正極活物質と第2正極活物質とを含む2種以上の物質を組み合わせて用いる場合には、スラリーを調製する過程にて、正極活物質を含有する分散液に結着剤を添加する、具体的には、正極活物質を含有する正極活物質分散液と、結着剤を含有する結着剤分散液とを別々に調製し、正極活物質分散液に対して結着剤分散液を添加することが好ましい。
ここに、正極活物質分散液には、正極活物質と共に、結着剤以外の物質(具体的には、使用される導電剤および増粘剤などの添加剤)が含有されていてもよい。
In the production process for producing the positive electrode of the present invention, a slurry is prepared when a combination of two or more kinds of materials including the first positive electrode active material and the second positive electrode active material is used as the positive electrode active material. In the process, a binder is added to the dispersion containing the positive electrode active material. Specifically, the positive electrode active material dispersion containing the positive electrode active material and the binder dispersion containing the binder. Are preferably prepared separately, and the binder dispersion is added to the positive electrode active material dispersion.
Here, the positive electrode active material dispersion may contain substances other than the binder (specifically, additives such as a conductive agent and a thickener used) together with the positive electrode active material.

このように、正極活物質を含有する分散液に結着剤を添加することにより、第1正極活物質と第2正極活物質とを組み合わせて用いることによって得られる正極活物質層を所望のBTE比表面積を有し、かつ所望の電極密度を有するものとすることができる、すなわち特定正極活物質層を得ることができる。   Thus, the positive electrode active material layer obtained by using a combination of the first positive electrode active material and the second positive electrode active material by adding a binder to the dispersion containing the positive electrode active material is used as a desired BTE. It has a specific surface area and can have a desired electrode density, that is, a specific positive electrode active material layer can be obtained.

また、正極物質分散液に増粘剤が含有される場合においては、正極活物質を含有する分散液(但し、増粘剤は含有されていない)に増粘剤を添加してもよく、また、増粘剤を含有する分散液に正極活物質を添加してもよいが、正極活物質を含有する分散液(但し、増粘剤は含有されていない)に増粘剤を添加することが好ましい。正極活物質を含有する分散液に増粘剤を添加することにより、正極活物質の表面細孔内に結着剤および必要に応じて添加される増粘剤などの添加剤が侵入することを十分に抑制することができ、その結果、リチウムイオンキャパシタへの適用に際して、リチウムイオンキャパシタへの適用した際におけるに際して、より一層の高容量化および内部抵抗の低減化を図ることができる。
また、増粘剤を含有する分散液に正極活物質を添加する場合においては、増粘剤を含有する分散液とは別個に正極活物質を含有する分散液を調製し、その正極活物質を含有する分散液を、増粘剤を含有する分散液に添加することが好ましい。
In the case where a thickener is contained in the positive electrode material dispersion, a thickener may be added to the dispersion containing the positive electrode active material (however, no thickener is contained) The positive electrode active material may be added to the dispersion containing the thickener, but the thickener may be added to the dispersion containing the positive electrode active material (but not containing the thickener). preferable. By adding a thickener to the dispersion containing the positive electrode active material, additives such as a binder and a thickener added as needed penetrate into the surface pores of the positive electrode active material. As a result, when applied to a lithium ion capacitor, when applied to a lithium ion capacitor, the capacity can be further increased and the internal resistance can be further reduced.
In addition, when the positive electrode active material is added to the dispersion containing the thickener, a dispersion containing the positive electrode active material is prepared separately from the dispersion containing the thickener, and the positive electrode active material is It is preferable to add the containing dispersion to the dispersion containing the thickener.

結着剤の使用量は、正極活物質の電気伝導度、形成すべき正極電極の形状などによっても異なるが、正極活物質100質量%に対して1〜15質量%であることが好ましい。   The amount of the binder used varies depending on the electrical conductivity of the positive electrode active material, the shape of the positive electrode to be formed, and the like, but is preferably 1 to 15% by mass with respect to 100% by mass of the positive electrode active material.

正極電極を形成するために必要に応じて使用される導電剤としては、例えばアセチレンブラック、ケッチェンブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック、ランプブラック、グラファイト、金属粉末などが挙げられる。
導電剤の使用量は、正極活物質の電気伝導度、形成すべき正極電極の形状などによっても異なるが、正極活物質100質量部に対して1〜40質量部であることが好ましい。
Examples of the conductive agent used as necessary to form the positive electrode include acetylene black, ketjen black, furnace black, channel black, lamp black, graphite, and metal powder.
The amount of the conductive agent used varies depending on the electrical conductivity of the positive electrode active material, the shape of the positive electrode to be formed, and the like, but is preferably 1 to 40 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the positive electrode active material.

正極電極を形成するために必要に応じて使用される増粘剤としては、例えばカルボキシメチルセルロース(CMC)、ポリエチレンオキシド(PEO)およびポリビニルアルコール(PVA)などが挙げられる。
増粘剤の使用量は、スラリー全体100質量%において1〜10質量%であることが好ましい。
Examples of the thickener used as necessary to form the positive electrode include carboxymethyl cellulose (CMC), polyethylene oxide (PEO), and polyvinyl alcohol (PVA).
It is preferable that the usage-amount of a thickener is 1-10 mass% in 100 mass% of the whole slurry.

以上のような本発明の正極電極によれば、正極活物質層が、特定のBET比表面積を有すると共に特定の電極密度を有するものであることから、リチウムイオンキャパシタに用いた場合において、当該リチウムイオンキャパシタに高エネルギー密度および高容量が得られる。   According to the positive electrode of the present invention as described above, since the positive electrode active material layer has a specific BET specific surface area and a specific electrode density, when used in a lithium ion capacitor, High energy density and high capacity can be obtained in the ion capacitor.

本発明の正極電極においては、正極活物質層を構成する正極活物質として、ぞれぞれ特定のBET比表面積を有する2種類の正極活物質(第1正極活物質および第2正極活物質)を組み合わせて用いることにより、大きなBET比表面積を有する第1正極活物質の作用によって高容量化が図られると共に、小さなBET比表面積を有する第2正極活物質の作用によって高密度化が図られ、しかも、正極活物質層を、正極活物質、結着剤および必要に応じて導電剤および増粘剤などの添加剤が水性媒体中または有機溶媒中に分散されてなるスラリーから形成する過程において、特に大きなBET比表面積を有する第1正極活物質の表面細孔内に、結着剤および必要に添加される増粘剤などの添加剤が入り込みにくくなり、また、スラリーを調製工程を制御することによって正極活物質の表面細孔内への結着剤などの侵入を抑制することが可能となり、その結果、正極活物質層における表面細孔が結着剤などによって被覆あるいは閉塞されることに起因する、当該正極活物質の細孔容量の減少が抑制されることから、正極活物質層が所望のBET比表面積および電極密度を有するものとすることができる。   In the positive electrode of the present invention, two positive electrode active materials each having a specific BET specific surface area (first positive electrode active material and second positive electrode active material) are used as the positive electrode active material constituting the positive electrode active material layer. In combination, the capacity of the first positive electrode active material having a large BET specific surface area can be increased, and the density of the second positive electrode active material having a small BET specific surface area can be increased. Moreover, in the process of forming the positive electrode active material layer from a slurry in which an additive such as a positive electrode active material, a binder and, if necessary, a conductive agent and a thickener is dispersed in an aqueous medium or an organic solvent, Additives such as binders and thickeners added as needed are less likely to enter into the surface pores of the first positive electrode active material having a particularly large BET specific surface area, and a slurry is prepared. By controlling the process, it becomes possible to suppress the penetration of the binder into the surface pores of the positive electrode active material. As a result, the surface pores in the positive electrode active material layer are covered or blocked by the binder or the like. Since the decrease in the pore volume of the positive electrode active material resulting from the above is suppressed, the positive electrode active material layer can have a desired BET specific surface area and electrode density.

本発明の正極電極は、リチウムイオンキャパシタに適用した場合において、その効果が顕著となることから、リチウムイオンキャパシタの正極電極として用いることが好ましいが、リチウムイオンキャパシタ以外の蓄電デバイスに適用することもできる。   When the positive electrode of the present invention is applied to a lithium ion capacitor, the effect becomes remarkable. Therefore, the positive electrode is preferably used as a positive electrode of a lithium ion capacitor, but may be applied to an electricity storage device other than the lithium ion capacitor. it can.

本発明のリチウムイオンキャパシタは、正極電極として本発明の正極電極が備えられてなることを特徴とするものである。
この本発明のリチウムイオンキャパシタは、基本的に、本発明の正極電極および負極電極、並びにリチウムイオンを移送可能な電解質を含有する電解液を備え、リチウムイオンの移動を伴うものであって、当該正極電極が、表裏面を貫通する貫通孔を備えた集電体を備え、正極活物質としてリチウムイオンおよび/またはアニオンを可逆的に担持可能な物質を含有し、また、当該負極電極が、表裏面を貫通する貫通孔を備えた集電体を備え、負極活物質としてリチウムイオンを可逆的に担持可能な物質を含有し、負極電極にリチウムが電気化学的にドーピングされたキャパシタセルよりなるものである。
ここに、本明細書中において、「負極電極」とは放電の際に電流が流れ込む側の電極をいう。なお、「正極電極」とは、前述のように放電の際に電流が流れ出る側の電極である。
The lithium ion capacitor of the present invention is characterized in that the positive electrode of the present invention is provided as a positive electrode.
This lithium ion capacitor of the present invention basically comprises the positive electrode and the negative electrode of the present invention, and an electrolyte containing an electrolyte capable of transporting lithium ions, and is accompanied by the movement of lithium ions, The positive electrode includes a current collector having through holes penetrating the front and back surfaces, contains a substance capable of reversibly supporting lithium ions and / or anions as a positive electrode active material, and the negative electrode is A capacitor cell having a current collector with a through-hole penetrating the back surface, containing a material capable of reversibly carrying lithium ions as a negative electrode active material, and comprising a capacitor cell in which lithium is electrochemically doped on the negative electrode It is.
Here, in this specification, the “negative electrode” refers to an electrode on the side into which a current flows during discharge. The “positive electrode” is an electrode on the side from which a current flows during discharge as described above.

このキャパシタセルにおけるリチウムイオンのドーピングは、負極電極および正極電極を構成する活物質の種類などを考慮し、このような不具合を生じない量とすることが好ましい。   The doping of lithium ions in the capacitor cell is preferably an amount that does not cause such inconvenience in consideration of the type of active material constituting the negative electrode and the positive electrode.

また、本発明のリチウムイオンキャパシタを構成するキャパシタセルは、特に、負極活物質の単位質量当たりの静電容量が正極活物質の単位質量当たりの静電容量の3倍以上であり、かつ、正極活物質の質量が負極活物質の質量よりも大きく、1.1〜10倍であるものとされることが好ましい。
このようなキャパシタセルによれば、高電圧かつ大容量が達成される。また、正極電極の単位質量当たりの静電容量に対して極めて大きな単位質量当たりの静電容量を有する負極電極を用いたキャパシタセルによれば、高電圧が達成されると同時に、設計上負極電極の電位の変化量を維持したまま負極活物質の質量を減らすことが可能となって正極活物質の充填量を多くすることができるので、当該キャパシタセルが静電容量および容量の大きなものとされる。
ここに、正極活物質の質量が負極活物質の質量の1.1倍未満である場合には、正極電極の容量と負極電極の容量との差が小さくなり、また正極活物質の質量が負極活物質の質量の10倍を超える場合には、キャパシタセルの容量が小さくなるおそれがあると共に、正極電極と負極電極との厚みの差が過剰に大きくなってキャパシタセルの構造上好ましくない。
In addition, the capacitor cell constituting the lithium ion capacitor of the present invention particularly has a capacitance per unit mass of the negative electrode active material of three times or more than a capacitance per unit mass of the positive electrode active material, and the positive electrode The mass of the active material is preferably 1.1 to 10 times greater than the mass of the negative electrode active material.
According to such a capacitor cell, a high voltage and a large capacity are achieved. In addition, according to the capacitor cell using the negative electrode having a capacitance per unit mass that is extremely large relative to the capacitance per unit mass of the positive electrode, a high voltage is achieved, and at the same time, the negative electrode is designed. Since the negative electrode active material can be reduced in mass while maintaining the amount of potential change, the amount of the positive electrode active material can be increased, so that the capacitor cell has a large capacitance and capacity. The
Here, when the mass of the positive electrode active material is less than 1.1 times the mass of the negative electrode active material, the difference between the capacity of the positive electrode and the capacity of the negative electrode is reduced, and the mass of the positive electrode active material is If it exceeds 10 times the mass of the active material, the capacity of the capacitor cell may be reduced, and the difference in thickness between the positive electrode and the negative electrode becomes excessively large, which is not preferable in terms of the structure of the capacitor cell.

なお、本発明において、静電容量および容量は、次のように定義される。
キャパシタセルの静電容量とは、当該キャパシタセルの単位電圧当たりセルに流れる電気量(放電カーブの傾き)を示す(単位:F)。
また、キャパシタセルの単位質量当たりの静電容量とは、キャパシタセルの静電容量に対する正極活物質と負極活物質の合計質量の除で示されるものである(単位:F/g)。
また、正極電極または負極電極の静電容量とは、正極電極あるいは負極電極の単位電圧当たりキャパシタセルに流れる電気量(放電カーブの傾き)を示す(単位:F)。
また、正極電極あるいは負極電極の単位質量当たりの静電容量とは、正極電極あるいは負極電極の静電容量を正極あるいは負極活物質の質量の除で示されるものである(単位:F/g)。
In the present invention, the capacitance and capacitance are defined as follows.
The capacitance of a capacitor cell indicates the amount of electricity (inclination of the discharge curve) flowing through the cell per unit voltage of the capacitor cell (unit: F).
The capacitance per unit mass of the capacitor cell is indicated by the division of the total mass of the positive electrode active material and the negative electrode active material with respect to the capacitance of the capacitor cell (unit: F / g).
The capacitance of the positive electrode or the negative electrode indicates the amount of electricity (inclination of the discharge curve) flowing through the capacitor cell per unit voltage of the positive electrode or the negative electrode (unit: F).
The capacitance per unit mass of the positive electrode or the negative electrode is obtained by dividing the capacitance of the positive electrode or the negative electrode by the mass of the positive electrode or the negative electrode active material (unit: F / g). .

さらに、キャパシタセルの容量とは、キャパシタセルの放電開始電圧と放電終了電圧との差、すなわち電圧変化量とキャパシタセルの静電容量の積である(単位:C)。
なお、1.0Cは1秒間に1.0Aの電流が流れたときの電荷量であるので、本明細書においては換算してmAhと表示する。
また、正極電極の容量とは、放電開始時の正極電極の電位と放電終了時の正極電極の電位の差(正極電極の電位変化量)と正極電極の静電容量の積である(単位:CまたはmAh)。同様に、負極電極の容量とは放電開始時の負極電極の電位と放電終了時の負極電極の電位の差(負極電極の電位変化量)と負極電極の静電容量の積である(単位:CまたはmAh)。
これらキャパシタセルの容量と、正極電極の容量および負極電極の容量は一致する。
Further, the capacity of the capacitor cell is the difference between the discharge start voltage and the discharge end voltage of the capacitor cell, that is, the product of the voltage change amount and the capacitance of the capacitor cell (unit: C).
Since 1.0 C is the amount of charge when a current of 1.0 A flows per second, it is converted into mAh in this specification.
The capacity of the positive electrode is the product of the difference between the potential of the positive electrode at the start of discharge and the potential of the positive electrode at the end of discharge (potential change amount of the positive electrode) and the capacitance of the positive electrode (unit: C or mAh). Similarly, the capacity of the negative electrode is the product of the difference between the potential of the negative electrode at the start of discharge and the potential of the negative electrode at the end of discharge (potential change amount of the negative electrode) and the capacitance of the negative electrode (unit: C or mAh).
The capacities of these capacitor cells coincide with the capacities of the positive electrode and the negative electrode.

本発明のリチウムイオンキャパシタにおいて、負極電極にリチウムをドーピングさせる手段は特に限定されず、例えば、リチウムイオンを供給可能な、金属リチウムなどのリチウムイオン供給源をリチウム極としてキャパシタセル内に配置する方法などを挙げることができる。リチウム極は負極電極に物理的に接触(短絡)させた状態で配置させてもよく、電気化学的にドーピングできる位置に配置させてもよい。
リチウムイオンを電気化学的にドーピングさせる場合は、正極電極および負極電極を構成する集電体が貫通孔を備えるものであるために、キャパシタセルが捲回型セルや積層型セルとして構成されたものであっても、リチウム極を最外周または最外側のキャパシタセルの一部、具体的には例えば1つの正極電極または負極電極に対向する位置にのみ設ければ、電気化学的にすべての負極電極に、スムーズかつ均一にリチウムイオンをドーピングさせることができる。
In the lithium ion capacitor of the present invention, the means for doping lithium into the negative electrode is not particularly limited. For example, a method of arranging a lithium ion supply source such as metal lithium capable of supplying lithium ions in the capacitor cell as a lithium electrode. And so on. The lithium electrode may be placed in physical contact (short circuit) with the negative electrode, or may be placed at a position where it can be electrochemically doped.
When lithium ions are electrochemically doped, the current collector constituting the positive electrode and the negative electrode is provided with through holes, so that the capacitor cell is configured as a wound cell or a stacked cell. Even so, if the lithium electrode is provided only in a part of the outermost or outermost capacitor cell, specifically, for example, at a position facing one positive electrode or negative electrode, all the negative electrodes are electrochemically provided. In addition, lithium ions can be doped smoothly and uniformly.

リチウム極としては、例えば、導電性多孔体からなる集電体上にリチウムイオン供給源が形成されたものを用いることができる。リチウム極の集電体となる導電性多孔体としては、ステンレスメッシュなどのリチウムイオン供給源と反応しない金属多孔体を使用することができる。
また、リチウムイオン供給源から電気化学的にドーピングする場合、リチウムイオン供給源とは、リチウム金属やリチウム−アルミニウム合金などのように、少なくともリチウムを含有し、リチウムイオンを供給することのできる物質をいう。
リチウムイオン供給源の量(リチウム金属などの質量)は、所定の負極電極の容量が得られる量であればよい。
As the lithium electrode, for example, one in which a lithium ion supply source is formed on a current collector made of a conductive porous body can be used. As the conductive porous body serving as the current collector of the lithium electrode, a metal porous body that does not react with a lithium ion supply source such as a stainless steel mesh can be used.
In addition, when electrochemically doping from a lithium ion source, the lithium ion source is a substance containing at least lithium and capable of supplying lithium ions, such as lithium metal and a lithium-aluminum alloy. Say.
The amount of lithium ion supply source (the mass of lithium metal or the like) may be an amount that provides a predetermined negative electrode capacity.

本発明のリチウムイオンキャパシタを構成する負極電極は、例えば集電体上における一方の表面あるいは両方の表面に、負極活物質が結着剤によって結着された状態の負極活物質層が積層されてなる構成を有するものである。   In the negative electrode constituting the lithium ion capacitor of the present invention, for example, a negative electrode active material layer in which a negative electrode active material is bound by a binder is laminated on one surface or both surfaces on a current collector. It has the composition which becomes.

本発明のリチウムイオンキャパシタにおいて、負極活物質は、リチウムイオンを可逆的に担持できる物質である。
負極活物質の好ましい具体例としては、黒鉛(グラファイト)、難黒鉛化炭素(ハードカーボン)などの炭素材料、または、芳香族系縮合ポリマーの熱処理物である、例えば、ポリアセン系物質(PAS)等が好ましい。
In the lithium ion capacitor of the present invention, the negative electrode active material is a material that can reversibly carry lithium ions.
Preferable specific examples of the negative electrode active material include carbon materials such as graphite (hard graphite), non-graphitizable carbon (hard carbon), or heat-treated products of aromatic condensation polymers such as polyacene-based materials (PAS). Is preferred.

負極電極の負極活物質層を構成する結着剤としては、前述の正極電極の正極活物質層を構成する結着剤と同様のものを挙げることができる。   Examples of the binder constituting the negative electrode active material layer of the negative electrode include the same binders as those constituting the positive electrode active material layer of the positive electrode described above.

また、負極電極における負極活物質層の厚みは、20〜250μmであることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the thickness of the negative electrode active material layer in a negative electrode is 20-250 micrometers.

集電体としては、前述の正極電極を構成する集電体と同様に、例えばエキスパンドメタルのように表裏面を貫通する貫通孔を備えたものであれば、一般にリチウム系電池に用いられる種々の材質のものを用いることができる。
具体的な材質としては、例えばステンレス、銅、ニッケルなどが挙げられる。
集電体に備えられた貫通孔の形態、数などは特に限定されず、リチウムイオンが集電体に遮断されることなく電極の表裏間を移動できるよう設計されていればよい。
As the current collector, as in the case of the current collector constituting the positive electrode described above, various types of lithium batteries generally used for lithium-based batteries can be used as long as they have through holes penetrating the front and back surfaces, such as expanded metal. The thing of a material can be used.
Specific examples of the material include stainless steel, copper, and nickel.
The shape and number of through holes provided in the current collector are not particularly limited as long as the lithium ions can be moved between the front and back of the electrode without being blocked by the current collector.

また、負極電極における集電体は、その厚みが特に限定されるものではないが、通常、1〜50μmであればよく、5〜40μmが好ましく、10〜40μmが特に好ましい。   The thickness of the current collector in the negative electrode is not particularly limited, but is usually 1 to 50 μm, preferably 5 to 40 μm, and particularly preferably 10 to 40 μm.

本発明のリチウムイオンキャパシタを構成する負極電極は、負極活物質および結着剤、並びに必要に応じて使用される導電剤から製造される。
具体的には、例えば負極活物質、結着剤、および必要に応じて使用される導電剤および増粘剤などの添加剤を、水系媒体中に分散させてスラリーとし、当該スラリーを集電体に塗布する方法や、上記のスラリーを予めシート状に成形し、これを好ましくは導電性接着剤を使用して集電体に貼り付ける方法などを挙げることができる。
The negative electrode constituting the lithium ion capacitor of the present invention is manufactured from a negative electrode active material, a binder, and a conductive agent used as necessary.
Specifically, for example, a negative electrode active material, a binder, and additives such as a conductive agent and a thickener used as needed are dispersed in an aqueous medium to form a slurry, and the slurry is a current collector And a method in which the slurry is formed into a sheet shape in advance, and this is preferably attached to a current collector using a conductive adhesive.

負極を形成するための結着剤の使用量は、前述の正極電極を形成するための結着剤の使用量と同様の範囲とすることができる。   The amount of the binder used to form the negative electrode can be in the same range as the amount of the binder used to form the positive electrode described above.

負極を形成するために必要に応じて使用される導電剤としては、前述の正極電極を形成するために必要に応じて使用される導電剤と同様のものを挙げることができ、その使用量も同様の範囲とすることができる。   Examples of the conductive agent used as necessary to form the negative electrode include those similar to the conductive agent used as necessary to form the positive electrode described above. A similar range can be used.

負極を形成するために必要に応じて使用される増粘剤としては、前述の正極電極を形成するために必要に応じて使用される増粘剤と同様のものを挙げることができ、その使用量も同様の範囲とすることができる。   Thickeners used as necessary to form the negative electrode can include the same thickeners used as necessary to form the positive electrode described above, and their use The amount can be in the same range.

本発明のリチウムイオンキャパシタにおいては、電解液として、非プロトン性有機溶媒電解質溶液(非プロトン性有機溶媒によるリチウム塩の電解質溶液)が用いられる。   In the lithium ion capacitor of the present invention, an aprotic organic solvent electrolyte solution (lithium salt electrolyte solution using an aprotic organic solvent) is used as the electrolytic solution.

本発明における電解液を構成する非プロトン性有機溶媒としては、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−ブチロラクトン、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、スルホランなどが挙げられる。
これは、単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることもできる。
Examples of the aprotic organic solvent constituting the electrolytic solution in the present invention include ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, γ-butyrolactone, acetonitrile, dimethoxyethane, tetrahydrofuran, dioxolane, methylene chloride, sulfolane. Etc.
This can also be used individually or in combination of 2 or more types.

本発明における電解液を構成する電解質は、リチウムイオンを生成しうる電解質であればよく、種々のものを用いることができる。
前記電解質の具体例としては、例えばLiClO4 、LiAsF6 、LiBF4 、LiPF6 、LiN(C2 5 SO2 2 、LiN(CF3 SO2 2などが挙げられる。
The electrolyte constituting the electrolytic solution in the present invention may be any electrolyte that can generate lithium ions, and various electrolytes can be used.
Specific examples of the electrolyte include LiClO 4 , LiAsF 6 , LiBF 4 , LiPF 6 , LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 and the like.

電解液としての非プロトン性有機溶媒電解質溶液中における電解質の濃度は、低い内部抵抗が得られることから、少なくとも0.1モル/l以上であることが好ましい。
ここに、電解液を構成する非プロトン性有機溶媒電解質溶液は、十分に脱水された状態の電解質と非プロトン性有機溶媒とを混合することによって得られるものである。
The concentration of the electrolyte in the aprotic organic solvent electrolyte solution as the electrolytic solution is preferably at least 0.1 mol / l or more because low internal resistance is obtained.
Here, the aprotic organic solvent electrolyte solution constituting the electrolytic solution is obtained by mixing a sufficiently dehydrated electrolyte and an aprotic organic solvent.

本発明に係るリチウムイオンキャパシタの構造としては、特に、帯状の正極電極と負極電極とをセパレータを介して捲回させる捲回型セル、板状の正極電極と負極電極とをセパレータを介して各3層以上積層された積層型セル、あるいは、板状の正極電極と負極電極とをセパレータを介した各3層以上積層物を外装フィルム内に封入したフィルム型セルなどの大容量のキャパシタセルに適した構造が挙げられる。
これらのキャパシタセルの構造は、国際公開WO00/07255号公報、国際公開WO03/003395号公報、特開2004−266091号公報などにより既知であり、本発明のキャパシタセルも係る既存のセルと同様の構成とすることができる。
As the structure of the lithium ion capacitor according to the present invention, in particular, a wound type cell in which a strip-like positive electrode and a negative electrode are wound through a separator, and a plate-like positive electrode and a negative electrode are provided through a separator. In a large capacity capacitor cell such as a laminated cell in which three or more layers are laminated, or a film type cell in which a laminate of three or more layers each having a plate-like positive electrode and negative electrode interposed via a separator is enclosed in an exterior film. Suitable structures are mentioned.
The structures of these capacitor cells are known from International Publication WO 00/07255, International Publication WO 03/003395, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-266091, etc., and the capacitor cell of the present invention is similar to the existing cell. It can be configured.

本発明のリチウムイオンキャパシタによれば、本発明の正極電極が用いられていることから、高エネルギー密度および高容量が得られる。
このような本発明のリチウムイオンキャパシタは、電気自動車、ハイブリッド電気自動車などの駆動用電源または補助用電源として極めて有効なものである。また、電気自転車、電気車椅子などの駆動用電源、ソーラーエネルギー発電機、風力発電機などのエネルギー蓄電装置、あるいは過程用電気器具の蓄電源などとして好適に用いることができる。
According to the lithium ion capacitor of the present invention, since the positive electrode of the present invention is used, high energy density and high capacity can be obtained.
Such a lithium ion capacitor of the present invention is extremely effective as a driving power source or auxiliary power source for electric vehicles, hybrid electric vehicles, and the like. Further, it can be suitably used as a driving power source for electric bicycles, electric wheelchairs, etc., an energy storage device such as a solar energy generator and a wind power generator, or a storage power source for process electric appliances.

以下、本発明の具体的な実施例について説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Hereinafter, specific examples of the present invention will be described, but the present invention is not limited thereto.

(負極スラリーの調製例1)
先ず、厚さ0.5mmの熱硬化性フェノール樹脂成形板を電気炉中に入れ、窒素雰囲気下で昇温速度10℃/時間で1100℃まで昇温し、温度1100℃で2時間保持することによって熱処理することにより、ハードカーボンを合成した。得られたハードカーボンをディスクミルを用いて平均粒子径3μmまで粉砕することにより、ハードカーボン粉体を得た。
次に、得られたハードカーボン粉体92質量部に対し、アセチレンブラック粉体6質量部、水溶性アクリレート系共重合体バインダー5質量部、カルボキシメチルセルロース4質量部、イオン交換水200質量部を加えて混合撹拌機にて充分混合することにより負極スラリー(以下、「負極スラリー(1)」ともいう。)を得た。
(Preparation Example 1 of Negative Electrode Slurry)
First, a thermosetting phenol resin molded plate having a thickness of 0.5 mm is placed in an electric furnace, heated to 1100 ° C. at a heating rate of 10 ° C./hour in a nitrogen atmosphere, and held at a temperature of 1100 ° C. for 2 hours. Heat carbon was used to synthesize hard carbon. The obtained hard carbon was pulverized to a mean particle size of 3 μm using a disk mill to obtain a hard carbon powder.
Next, 6 parts by mass of acetylene black powder, 5 parts by mass of a water-soluble acrylate copolymer binder, 4 parts by mass of carboxymethylcellulose, and 200 parts by mass of ion-exchanged water are added to 92 parts by mass of the obtained hard carbon powder. The mixture was sufficiently mixed with a mixing stirrer to obtain a negative electrode slurry (hereinafter also referred to as “negative electrode slurry (1)”).

(正極スラリーの調製例1)
先ず、第1正極活物質としてのBET比表面積2900m2 /g、平均細孔径1.1nm、嵩密度(タップ密度)0.23g/cm3 、平均粒子径(平均粒子径D50)4μmの市販の活性炭粉末73.6質量部、第2正極活物質としてのBET比表面積1800m2 /g、平均細孔径0.8nm、嵩密度(タップ密度)0.58g/cm3 、平均粒子径D504μmの市販の活性炭粉末18.4質量部、導電剤としてのアセチレンブラック粉体6質量部、およびイオン交換水120質量部を2軸遊星撹拌機を用いて混合することにより、正極活物質と導電剤とが分散されてなる分散液を得た。
次いで、得られた分散液に、イオン交換水36質量部に溶解させた、増粘剤としてのカルボキシメチルセルロース4質量部を添加し、2軸遊星撹拌機を用いて混合した後、イオン交換水44質量部および水溶性アクリル系共重合体バインダー6質量部を添加し、2軸遊星撹拌機を用いて混合することにより、正極スラリー(以下、「正極スラリー(1)」ともいう。)を得た。
以下、この正極スラリーの調製方法を「調製法A」と称する。
(Preparation example 1 of positive electrode slurry)
First, as a first positive electrode active material, a BET specific surface area of 2900 m 2 / g, an average pore diameter of 1.1 nm, a bulk density (tap density) of 0.23 g / cm 3 , and an average particle diameter (average particle diameter D50) of 4 μm are commercially available. 73.6 parts by mass of activated carbon powder, a BET specific surface area of 1800 m 2 / g as a second positive electrode active material, an average pore diameter of 0.8 nm, a bulk density (tap density) of 0.58 g / cm 3 , and an average particle diameter of D504 μm. The positive electrode active material and the conductive agent are dispersed by mixing 18.4 parts by mass of the activated carbon powder, 6 parts by mass of acetylene black powder as a conductive agent, and 120 parts by mass of ion-exchanged water using a biaxial planetary stirrer. A dispersion was obtained.
Next, 4 parts by mass of carboxymethyl cellulose as a thickener dissolved in 36 parts by mass of ion-exchanged water was added to the obtained dispersion and mixed using a biaxial planetary stirrer. A positive electrode slurry (hereinafter, also referred to as “positive electrode slurry (1)”) was obtained by adding 6 parts by weight of a water-soluble acrylic copolymer binder and mixing with a biaxial planetary stirrer. .
Hereinafter, this method of preparing the positive electrode slurry is referred to as “Preparation Method A”.

(正極スラリーの調製例2)
正極スラリーの調製例1において、第1正極活物質としてのBET比表面積2900m2 /g、嵩密度(タップ密度)0.23g/cm3 の市販の活性炭粉末82.8質量部、第2正極活物質としてのBET比表面積1800m2 /g、嵩密度(タップ密度)0.58g/cm3の市販の活性炭粉末9.2質量部を用いたこと以外は当該正極スラリーの調製例1と同様にして正極スラリー(以下、「正極スラリー(2)」ともいう。)を得た。
(Preparation example 2 of positive electrode slurry)
In Preparation Example 1 of the positive electrode slurry, 82.8 parts by mass of commercially available activated carbon powder having a BET specific surface area of 2900 m 2 / g and a bulk density (tap density) of 0.23 g / cm 3 as the first positive electrode active material, Except for using 9.2 parts by mass of a commercially available activated carbon powder having a BET specific surface area of 1800 m 2 / g and a bulk density (tap density) of 0.58 g / cm 3 as a substance, the same as in Preparation Example 1 of the positive electrode slurry. A positive electrode slurry (hereinafter also referred to as “positive electrode slurry (2)”) was obtained.

(正極スラリーの調製例3)
正極スラリーの調製例1において、第1正極活物質としてのBET比表面積3200m2 /g、嵩密度(タップ密度)0.22g/cm3の市販の活性炭粉末82.8質量部、第2正極活物質としてのBET比表面積1750m2 /g、嵩密度(タップ密度)0.59g/cm3の市販の活性炭粉末9.2質量部を用いたこと以外は当該正極スラリーの調製例1と同様にして正極スラリー(以下、「正極スラリー(3)」ともいう。)を得た。
(Preparation example 3 of positive electrode slurry)
In Preparation Example 1 of the positive electrode slurry, 82.8 parts by mass of commercially available activated carbon powder having a BET specific surface area of 3200 m 2 / g and a bulk density (tap density) of 0.22 g / cm 3 as the first positive electrode active material, Except that 9.2 parts by mass of a commercially available activated carbon powder having a BET specific surface area of 1750 m 2 / g and a bulk density (tap density) of 0.59 g / cm 3 as a substance was used, the same procedure as in Preparation Example 1 of the positive electrode slurry was performed. A positive electrode slurry (hereinafter also referred to as “positive electrode slurry (3)”) was obtained.

(正極スラリーの調製例4)
先ず、イオン交換水196質量部、増粘剤としてのカルボキシメチルセルロース4質量部を2軸遊星撹拌機を用いて混合した後、導電剤としてのアセチレンブラック粉体6質量部を添加し、2軸遊星撹拌機を用いて混合することにより、増粘剤と導電剤とが分散されてなる分散液を得た。
次いで、得られた分散液に、第1正極活物質としてのBET比表面積3200m2 /g、嵩密度(タップ密度)0.22g/cm3 の市販の活性炭粉末82.8質量部、第2正極活物質としてのBET比表面積1750m2 /g、嵩密度(タップ密度)0.59g/cm3の市販の活性炭粉末9.2質量部を添加し、2軸遊星撹拌機を用いて混合した後、イオン交換水4質量部および水溶性アクリル系共重合体バインダー6質量部を添加し、2軸遊星撹拌機を用いて混合することにより、正極スラリー(正極スラリー(4))を得た。
以下、この正極スラリーの調製方法を、「調製法B」と称する。
(Preparation example 4 of positive electrode slurry)
First, 196 parts by mass of ion-exchanged water and 4 parts by mass of carboxymethyl cellulose as a thickener were mixed using a biaxial planetary stirrer, and then 6 parts by mass of acetylene black powder as a conductive agent was added. By mixing using a stirrer, a dispersion liquid in which the thickener and the conductive agent were dispersed was obtained.
Next, 82.8 parts by mass of commercially available activated carbon powder having a BET specific surface area of 3200 m 2 / g and a bulk density (tap density) of 0.22 g / cm 3 as the first positive electrode active material was added to the obtained dispersion, After adding 9.2 parts by mass of a commercial activated carbon powder having a BET specific surface area of 1750 m 2 / g as an active material and a bulk density (tap density) of 0.59 g / cm 3 , and mixing using a biaxial planetary stirrer, 4 parts by mass of ion-exchanged water and 6 parts by mass of a water-soluble acrylic copolymer binder were added and mixed using a biaxial planetary stirrer to obtain a positive electrode slurry (positive electrode slurry (4)).
Hereinafter, this method of preparing the positive electrode slurry is referred to as “Preparation Method B”.

(正極スラリーの調製例5)
正極スラリーの調製例1において、第1正極活物質としてのBET比表面積2700m2 /g、嵩密度(タップ密度)0.23g/cm3の市販の活性炭粉末87.4質量部、第2正極活物質としてのBET比表面積1950m2 /gの市販の活性炭粉末4.6質量部を用いたこと以外は当該正極スラリーの調製例1と同様にして正極スラリー(以下、「正極スラリー(5)」ともいう。)を得た。
(Preparation Example 5 of Positive Electrode Slurry)
In Preparation Example 1 of the positive electrode slurry, 87.4 parts by mass of commercially available activated carbon powder having a BET specific surface area of 2700 m 2 / g and a bulk density (tap density) of 0.23 g / cm 3 as the first positive electrode active material, A positive electrode slurry (hereinafter referred to as “positive electrode slurry (5)”) was prepared in the same manner as Preparation Example 1 of the positive electrode slurry, except that 4.6 parts by mass of a commercially available activated carbon powder having a BET specific surface area of 1950 m 2 / g as a substance was used. Say).

(正極スラリーの調製例6(比較用正極スラリーの調製))
正極電極の製造例1において、正極活物質として、BET比表面積2150m2 /g、嵩密度(タップ密度)0.28g/cm3の市販の活性炭粉末92.0質量部を用いたこと以外は当該正極スラリーの調製例1と同様にして正極スラリー(以下、「正極スラリー(6)」ともいう。)を得た。
(Preparation Example 6 of Positive Electrode Slurry (Preparation of Comparative Positive Electrode Slurry))
In Production Example 1 of the positive electrode, except that 92.0 parts by mass of commercially available activated carbon powder having a BET specific surface area of 2150 m 2 / g and a bulk density (tap density) of 0.28 g / cm 3 was used as the positive electrode active material. A positive electrode slurry (hereinafter also referred to as “positive electrode slurry (6)”) was obtained in the same manner as in Preparation Example 1 of the positive electrode slurry.

(正極スラリーの調製例7(比較用正極スラリーの調製))
正極スラリーの調製例1において、正極活物質として、BET比表面積2900m2 /g、嵩密度(タップ密度)0.23g/cm3の市販の活性炭粉末73.6質量部と、比表面積2150m2 /g、嵩密度(タップ密度)0.28g/cm3の市販の活性炭粉末18.4質量部を用いたこと以外は当該正極スラリーの調製例1と同様にして正極スラリー(以下、「正極スラリー(7)」ともいう。)を得た。
(Preparation Example 7 of Positive Electrode Slurry (Preparation of Comparative Positive Electrode Slurry))
In Preparation Example 1 of positive electrode slurry, as the positive electrode active material, a commercially available activated carbon powder 73.6 parts by weight of the BET specific surface area of 2900 m 2 / g, bulk density (tap density) 0.23 g / cm 3, a specific surface area of 2150m 2 / g, positive electrode slurry (hereinafter referred to as “positive electrode slurry (hereinafter referred to as“ positive electrode slurry ”), except that 18.4 parts by mass of commercially available activated carbon powder having a bulk density (tap density) of 0.28 g / cm 3 was used. 7) ".

(正極スラリーの調製例8(比較用正極スラリーの調製))
正極スラリーの調製例1において、正極活物質として、BET比表面積2900m2 /g、嵩密度(タップ密度)0.23g/cm3の市販の活性炭粉末92.0質量部を用いたこと以外は当該正極スラリーの調製例1と同様にして正極スラリー(以下、「正極スラリー(8)」ともいう。)を得た。
(Preparation Example 8 of Positive Electrode Slurry (Preparation of Comparative Positive Electrode Slurry))
In Preparation Example 1 of the positive electrode slurry, except that 92.0 parts by mass of commercially available activated carbon powder having a BET specific surface area of 2900 m 2 / g and a bulk density (tap density) of 0.23 g / cm 3 was used as the positive electrode active material. A positive electrode slurry (hereinafter also referred to as “positive electrode slurry (8)”) was obtained in the same manner as in Preparation Example 1 of the positive electrode slurry.

(正極スラリーの調製例9(比較用正極スラリーの調製))
正極スラリーの調製例1において、正極活物質として、BET比表面積1800m2 /g、嵩密度(タップ密度)0.58g/cm3の市販の活性炭粉末92.0質量部を用いたこと以外は当該正極スラリーの調製例1と同様にして正極スラリー(以下、「正極スラリー(9)」ともいう。)を得た。
(Preparation Example 9 of Positive Electrode Slurry (Preparation of Comparative Positive Electrode Slurry))
In Preparation Example 1 of the positive electrode slurry, except that 92.0 parts by mass of commercially available activated carbon powder having a BET specific surface area of 1800 m 2 / g and a bulk density (tap density) of 0.58 g / cm 3 was used as the positive electrode active material. A positive electrode slurry (hereinafter also referred to as “positive electrode slurry (9)”) was obtained in the same manner as in Preparation Example 1 of the positive electrode slurry.

(正極スラリーの調製例10(比較用正極スラリーの調製))
正極スラリーの調製例1において、正極活物質として、BET比表面積3400m2 /g、嵩密度(タップ密度)0.23g/cm3の市販の活性炭粉末92.0質量部を用いたこと以外は当該正極スラリーの調製例1と同様にして正極スラリー(以下、「正極スラリー(10)」ともいう。)を得た。
(Preparation Example 10 of Positive Electrode Slurry (Preparation of Comparative Positive Electrode Slurry))
In Preparation Example 1 of the positive electrode slurry, except that 92.0 parts by mass of commercially available activated carbon powder having a BET specific surface area of 3400 m 2 / g and a bulk density (tap density) of 0.23 g / cm 3 was used as the positive electrode active material. A positive electrode slurry (hereinafter also referred to as “positive electrode slurry (10)”) was obtained in the same manner as in Preparation Example 1 of the positive electrode slurry.

(負極電極テストサンプルの作製例1)
先ず、集電体として厚さ35μm、気孔率50%の銅製エキスパンドメタル(日本金属工業株式会社製)を用意し、その銅製エキスパンドメタルの両面に、ロールコーターを用いて、負極スラリー(1)を塗工した後、プレス処理することによって集電体上に負極活物質層を形成することにより、負極電極シート(以下、「負極テストサンプル(1)」ともいう。)を作製した。
得られた負極テストサンプル(1)を用いることにより、後述のリチウムイオンキャパシタの製造例によってリチウムイオンキャパシタを作製した。
(Negative electrode test sample production example 1)
First, a copper expanded metal (manufactured by Nippon Metal Industry Co., Ltd.) having a thickness of 35 μm and a porosity of 50% is prepared as a current collector, and a negative electrode slurry (1) is prepared on both sides of the copper expanded metal using a roll coater. After coating, a negative electrode active material layer was formed on the current collector by pressing, thereby preparing a negative electrode sheet (hereinafter also referred to as “negative electrode test sample (1)”).
By using the obtained negative electrode test sample (1), a lithium ion capacitor was produced according to a production example of a lithium ion capacitor described later.

(正極電極テストサンプルの作製例1〜10)
先ず、集電体として厚さ35μm、気孔率50%のアルミニウム製エキスパンドメタル(日本金属工業株式会社製)を用意し、そのアルミニウム製エキスパンドメタルの両面に非水系カーボン系導電塗料「EB−815」(日本アチソン株式会社製)をスプレー方式によってコーティングし、乾燥処理することにより、集電体上に厚み5μmの導電層を形成した。導電層が形成された集電体においては、銅製エキスパンドメタルの貫通孔が導電層によって略閉塞された状態とされていた。
次いで、導電層の形成された集電体の両面に、ロールコーターを用いて、各々、正極スラリー(1)〜正極スラリー(10)を塗工した後、プレス処理することによって集電体に形成された導電層上に正極スラリーよりなる層(以下、「正極スラリー層」ともいう。)を形成することにより、集電体上に導電層と正極スラリー層との積層体よりなる正極活物質層を有する正極電極シート(以下、各々、「正極テストサンプル(1)」〜「正極テストサンプル(10)」ともいう。)を作製した。
得られた正極テストサンプル(1)〜正極テストサンプル(10)を用いることにより、後述のリチウムイオンキャパシタの製造例によってリチウムイオンキャパシタを作製し、また、下記の手法によって正極活物質層のBET比表面積および電極密度を測定した。結果を表1に示す。
正極テストサンプル(10)については、正極活物質に対する結着剤量が不十分であるために正極活物質層を形成することができなかったことから、この正極テストサンプル(10)における正極活物質層のBET比表面積および電極密度を測定することはできなかった。
(Preparation Examples 1 to 10 of a positive electrode test sample)
First, an aluminum expanded metal (manufactured by Nippon Metal Industry Co., Ltd.) having a thickness of 35 μm and a porosity of 50% is prepared as a current collector, and a non-aqueous carbon-based conductive paint “EB-815” is provided on both surfaces of the aluminum expanded metal. A conductive layer having a thickness of 5 μm was formed on the current collector by coating (manufactured by Japan Atchison Co., Ltd.) by a spray method and drying. In the current collector in which the conductive layer is formed, the through hole of the copper expanded metal is in a state of being substantially closed by the conductive layer.
Next, a positive electrode slurry (1) to a positive electrode slurry (10) are respectively applied to both surfaces of the current collector on which the conductive layer is formed using a roll coater, and then pressed to form the current collector. A positive electrode active material layer made of a laminate of a conductive layer and a positive electrode slurry layer is formed on a current collector by forming a layer made of a positive electrode slurry (hereinafter also referred to as “positive electrode slurry layer”) on the conductive layer formed. (Hereinafter, also referred to as “positive electrode test sample (1)” to “positive electrode test sample (10)”).
By using the obtained positive electrode test sample (1) to positive electrode test sample (10), a lithium ion capacitor was produced according to a production example of a lithium ion capacitor described later, and the BET ratio of the positive electrode active material layer was obtained by the following method. The surface area and electrode density were measured. The results are shown in Table 1.
As for the positive electrode test sample (10), the positive electrode active material layer could not be formed because the amount of the binder to the positive electrode active material was insufficient, so the positive electrode active material in this positive electrode test sample (10) The BET specific surface area and electrode density of the layer could not be measured.

(正極電極における正極活物質層の比表面積の測定方法)
先ず、正極テストサンプル(1)〜正極テストサンプル(10)の各々の正極活物質層を削り取り、その削取物をメノウ乳鉢を用い、得られる粉砕体の径が100μm以下となる程度まで粉砕することにより、正極活物質層の構成成分(具体的には、正極スラリー層の構成成分である正極活物質、結着剤、導電剤、増粘剤および導電層)の混合物よりなる粉砕体を得る。
次いで、得られた粉砕体0.2gを採取して試料管に仕込み、温度200℃の条件で24時間かけて減圧乾燥処理した後、その減圧乾燥処理した粉砕体のBET比表面積を、比表面積測定装置「BELSORP−miniII」(日本ベル株式会社製)を用いて測定する。
(Method for measuring the specific surface area of the positive electrode active material layer in the positive electrode)
First, the positive electrode active material layer of each of the positive electrode test sample (1) to the positive electrode test sample (10) is scraped off, and the scraped material is ground using an agate mortar until the diameter of the obtained pulverized body becomes 100 μm or less. Thus, a pulverized body made of a mixture of components of the positive electrode active material layer (specifically, a positive electrode active material, a binder, a conductive agent, a thickener, and a conductive layer, which are components of the positive electrode slurry layer) is obtained. .
Next, 0.2 g of the obtained pulverized body was sampled and charged into a sample tube, dried under reduced pressure over a period of 24 hours at a temperature of 200 ° C., and then the BET specific surface area of the pulverized body subjected to the reduced pressure drying was determined as the specific surface area. Measurement is performed using a measuring apparatus “BELSORP-miniII” (manufactured by Nippon Bell Co., Ltd.)

(正極電極における正極活物質層の電極密度の測定)
正極テストサンプル(1)〜正極テストサンプル(10)の各々から40mm×60mmの縦横寸法の電極密度測定用試料を切り出し、その電極密度測定用試料の質量と外形体積とを測定し、その測定値に基づいて正極活物質層の質量および当該正極活物質層の外形体積とを算出し、得られた正極活物質層の質量値および正極活物質層の外形体積値に基づいて、質量値を外形体積値によって除することにより、電極密度を算出する。
(Measurement of the electrode density of the positive electrode active material layer in the positive electrode)
A sample for measuring electrode density having a vertical and horizontal dimension of 40 mm × 60 mm is cut out from each of the positive electrode test sample (1) to the positive electrode test sample (10), and the mass and the external volume of the electrode density measurement sample are measured. Based on the mass of the positive electrode active material layer and the outer volume of the positive electrode active material layer, the mass value of the positive electrode active material layer and the outer volume of the positive electrode active material layer were calculated. The electrode density is calculated by dividing by the volume value.

〔実施例1:リチウムイオンキャパシタの製造例1〕
(負極容量評価サンプルの作製)
集電体として厚さ18μmの銅箔を用意し、その銅箔の片面に、負極スラリー(1)を、7mg/cm2 (固形分換算)の塗工条件で塗工した後、乾燥処理およびプレス処理を行うことにより、負極電極(以下、「負極容量評価サンプル(1)」ともいう。)を作製した。
[Example 1: Production Example 1 of lithium ion capacitor]
(Preparation of negative electrode capacity evaluation sample)
A copper foil having a thickness of 18 μm was prepared as a current collector, and the negative electrode slurry (1) was applied to one side of the copper foil under a coating condition of 7 mg / cm 2 (in terms of solid content), followed by drying treatment and A negative electrode (hereinafter also referred to as “negative electrode capacity evaluation sample (1)”) was produced by performing a press treatment.

(負極電極の単位質量当たりの静電容量の測定)
先ず、負極容量評価サンプル(1)から1.5cm×2.0cm(面積3.0cm2 )の寸法の静電容量測定用試料を切り出し、静電容量測定用の負極電極とした。その負極電極の対極として、1.5cm×2.0cm(面積3.0cm2 )の寸法を有する、厚み200μmの金属リチウムと用意すると共に、セパレータとして厚み50μmのポリエチレン製不織布を用意し、正極電極の両面にセパレータを介して対極を配置し、また参照極として金属リチウム、電解液としてLiPF6 が濃度1モル/lで溶解されてなるプロピレンカーボネート溶液が用いられてなる構成の模擬セルを作製した。
次いで、得られた模擬セルに対して充填電流1mAで負極活物質質量に対して400mAh/g分のリチウムイオンを充電した後、充電電流1mAの条件でセル電圧(キャパシタの電圧)が1.5Vとなるまで充電を行った。その後、放電開始1分間後の負極電極の電位から、セル電圧(キャパシタの電圧)が0.2V変化する間の放電時間に基づいて負極電極の単位質量当たりの静電容量を求めたところ、661F/gであった。
(Measurement of capacitance per unit mass of negative electrode)
First, a sample for measuring capacitance having a size of 1.5 cm × 2.0 cm (area: 3.0 cm 2 ) was cut out from the negative electrode capacity evaluation sample (1) to obtain a negative electrode for measuring capacitance. As a counter electrode of the negative electrode, a lithium metal having a size of 1.5 cm × 2.0 cm (area 3.0 cm 2 ) and a thickness of 200 μm is prepared, and a non-woven fabric made of polyethylene having a thickness of 50 μm is prepared as a separator. A counter cell was disposed on both sides of the substrate with a separator interposed therebetween, and a simulated cell having a configuration in which a lithium metal as a reference electrode and a propylene carbonate solution in which LiPF 6 was dissolved at a concentration of 1 mol / l was used as an electrolyte solution was produced. .
Subsequently, after charging lithium ions of 400 mAh / g with respect to the mass of the negative electrode active material at a charging current of 1 mA, the cell voltage (capacitor voltage) is 1.5 V under the condition of a charging current of 1 mA. The battery was charged until Thereafter, the electrostatic capacity per unit mass of the negative electrode was calculated from the potential of the negative electrode 1 minute after the start of discharge based on the discharge time during which the cell voltage (capacitor voltage) changed by 0.2 V. / G.

(正極容量評価サンプルの作製)
集電体として厚み20μmのアルミニウム箔を用意してカーボン系導電塗料をコーティングすることによって厚み5μmの導電層を形成し、そのカーボン系導電塗料をコーティングした厚さ30μmのアルミニウム箔の片面に、正極スラリー(1)を、7mg/cm2 (固形分換算)の塗工条件で塗工した後、乾燥処理およびプレス処理を行うことにより、静電容量測定用の正極電極サンプル(以下、「正極容量評価サンプル(1)」ともいう。)を作製した。
(Preparation of positive electrode capacity evaluation sample)
An aluminum foil having a thickness of 20 μm is prepared as a current collector, and a conductive layer having a thickness of 5 μm is formed by coating a carbon-based conductive paint, and a positive electrode is formed on one side of the 30 μm-thick aluminum foil coated with the carbon-based conductive paint. After applying the slurry (1) under coating conditions of 7 mg / cm 2 (in terms of solid content), a drying treatment and a pressing treatment are performed, whereby a positive electrode sample for capacitance measurement (hereinafter referred to as “positive electrode capacity”). An evaluation sample (also referred to as “1”) was prepared.

(正極電極の単位質量当たりの静電容量の測定)
先ず、正極容量評価サンプル(1)から1.5cm×2.0cm(面積3.0cm2 )の寸法の静電容量測定用試料を切り出し、静電容量測定用の正極電極とした。その正極電極の対極として、1.5cm×2.0cm(面積3.0cm2 )の寸法を有する、厚み200μmの金属リチウムと用意すると共に、セパレータとして厚み50μmのポリエチレン製不織布を用意し、正極電極の両面にセパレータを介して対極を配置し、また参照極として金属リチウム、電解液としてLiPF6 が濃度1モル/lで溶解されてなるプロピレンカーボネート溶液が用いられてなる構成の模擬セルを作製した。
次いで、得られた模擬セルについて、充電電流1mAの条件でセル電圧が3.6Vとなるまで充電し、その後定電圧充電を、総充電時間が1時間となるまで行った。その後、放電電流1mAの条件でセル電圧(キャパシタの電圧)が2.5Vとなるまで放電を行った。この放電中におけるセル電圧(キャパシタの電圧)が3.5V〜2.5Vの間の放電時間に基づいて単位質量当たりの静電容量を求めたところ、92F/gであった。
(Measurement of capacitance per unit mass of positive electrode)
First, a sample for measuring capacitance having a size of 1.5 cm × 2.0 cm (area: 3.0 cm 2 ) was cut out from the positive electrode capacity evaluation sample (1) to obtain a positive electrode for measuring capacitance. As a counter electrode of the positive electrode, a lithium metal having a size of 1.5 cm × 2.0 cm (area: 3.0 cm 2 ) and a thickness of 200 μm is prepared, and a polyethylene nonwoven fabric having a thickness of 50 μm is prepared as a separator. A counter cell was disposed on both sides of the substrate with a separator interposed therebetween, and a simulated cell having a configuration in which a lithium metal as a reference electrode and a propylene carbonate solution in which LiPF 6 was dissolved at a concentration of 1 mol / l was used as an electrolyte solution was produced. .
Next, the obtained simulated cell was charged under the condition of a charging current of 1 mA until the cell voltage reached 3.6 V, and then constant voltage charging was performed until the total charging time reached 1 hour. Thereafter, discharging was performed under the condition of a discharge current of 1 mA until the cell voltage (capacitor voltage) reached 2.5V. The capacitance per unit mass was found to be 92 F / g based on the discharge time when the cell voltage (capacitor voltage) was 3.5 V to 2.5 V during this discharge.

〈電極積層体の作製〉
先ず、負極テストサンプル(1)をカットすることにより、6.0cm×7.5cm(面積45cm2 )の寸法を有する電極本体と当該電極本体に連続する端子接続部とを備えた負極電極を11枚作製した。また、正極テストサンプル(1)をカットすることにより、5.8cm×7.3cm(面積42.34cm2 )の寸法を有する電極本体と当該電極本体に連続する端子接続部とを備えた正極電極を10枚作製した。
次いで、10枚の正極電極と、11枚の負極電極とを、厚み35μmのセルロース/レーヨン混合不織布をセパレータとして用い、正極電極における端子溶接部と、負極電極における端子溶接部とがそれぞれ反対側となり、また、正極電極における正極活物質層と負極電極における負極活物質層との対向面が20層となる共に、最下部およびその内側の正極電極と負極電極との間(以下、「最下部内側正負極間」ともいう。)には各2枚のセパレータを配置し、最上部および最下部内側正負極間以外の正極電極と負極電極との間には各1枚のセパレータを配置した状態で積層し、4辺をテープ止めした。その後、得られた積層体を構成する10枚の正極電極における端子溶接部および11枚の負極電極における端子溶接部の各々を、50mm×50mmの寸法を有する、厚さ0.2mmのアルミニウム製正極端子および50mm×50mmの寸法を有する、厚さ0.2mmの銅製負極端子に超音波溶接することにより、電極積層体を作製した。
得られた電極積層体において、正極活物質質量は負極活物質質量の1.4倍であった。
<Preparation of electrode laminate>
First, by cutting the negative electrode test sample (1), a negative electrode provided with an electrode body having a size of 6.0 cm × 7.5 cm (area 45 cm 2 ) and a terminal connection portion continuous to the electrode body was obtained. A sheet was produced. Moreover, the positive electrode provided with the electrode main body which has a dimension of 5.8 cm x 7.3 cm (area 42.34 cm < 2 >), and the terminal connection part which continues to the said electrode main body by cutting a positive electrode test sample (1) 10 sheets were produced.
Next, 10 positive electrodes and 11 negative electrodes were used as separators using a cellulose / rayon mixed nonwoven fabric having a thickness of 35 μm, and the terminal welded portion in the positive electrode and the terminal welded portion in the negative electrode were on opposite sides. Also, there are 20 opposing surfaces of the positive electrode active material layer in the positive electrode and the negative electrode active material layer in the negative electrode, and between the lowermost part and the positive electrode and negative electrode inside thereof (hereinafter referred to as “lowermost inner side”). (Also referred to as “between the positive and negative electrodes”). Each of the two separators is disposed, and one separator is disposed between the positive electrode and the negative electrode other than between the uppermost and lowermost inner positive and negative electrodes. Laminated and taped on 4 sides. Thereafter, each of the terminal welded portion in the 10 positive electrodes and the terminal welded portion in the 11 negative electrodes constituting the obtained laminate was made into an aluminum positive electrode having a size of 50 mm × 50 mm and a thickness of 0.2 mm. The electrode laminate was fabricated by ultrasonic welding to a terminal and a copper negative electrode terminal having a thickness of 50 mm × 50 mm and having a thickness of 0.2 mm.
In the obtained electrode laminate, the positive electrode active material mass was 1.4 times the negative electrode active material mass.

〈リチウムイオンキャパシタの作製〉
先ず、リチウム極として、6.0cm×7.5cm(面積45cm2 )の寸法を有する、厚み80μmのリチウム金属箔(200mAh/g相当)が、厚み80μmの銅メッシュよりなるリチウム極集電体に圧着されてなる構成のものを2枚用意した。その2枚のリチウム極を、電極積層体の最上部および最下部の各々に、最外側に位置する負極電極と完全に対向するようにして各1枚配置し、各リチウム極におけるリチウム極集電体の端子溶接部を銅製負極端子に抵抗溶接することにより、三極積層ユニットを作製した。
次いで、得られた三極積層ユニットに適合した寸法を有する矩形状の外装フィルムを2枚用意し、その2枚の外装フィルムのうちの6.5mm深絞りした一方の外装フィルムの中央部に三極積層ユニットを配置し、この三極積層ユニットに他方の外装フィルムを重ね合わせることによって当該三極積層ユニットを外装フィルムによって覆い三辺を融着した後、電解液(エチレンカーボネート、ジエチルカーボネートおよびプロピレンカーボネートを質量比で3:4:1とした混合溶媒に、LiPF6 を濃度1モル/lで溶解した溶液)を三極積層ユニットに真空含浸させた。その後、残り一辺を融着することにより、フィルム型リチウムキャパシタ(以下、「リチウムイオンキャパシタ(1)」ともいう。)を4個作製した。
なお、得られたリチウムイオンキャパシタの内部に配置されたリチウム金属は負極活物質質量当たり400mAh/g相当である。
<Production of lithium ion capacitor>
First, as a lithium electrode, a lithium metal foil having a dimension of 6.0 cm × 7.5 cm (area 45 cm 2 ) and having a thickness of 80 μm (equivalent to 200 mAh / g) is used as a lithium electrode current collector made of a copper mesh having a thickness of 80 μm. Two sheets having a structure formed by pressure bonding were prepared. The two lithium electrodes are arranged on each of the uppermost and lowermost parts of the electrode stack so as to be completely opposite to the negative electrode located on the outermost side, and the lithium electrode current collector at each lithium electrode is arranged. A three-pole laminated unit was produced by resistance-welding the terminal welded part of the body to a copper negative electrode terminal.
Next, two rectangular exterior films having dimensions suitable for the obtained three-pole laminated unit were prepared, and three of the two exterior films were deeply drawn at the center of one exterior film by 6.5 mm. An electrode laminate unit is disposed, and the other exterior film is overlapped on the three electrode laminate unit. The three electrode laminate unit is covered with the exterior film, and the three sides are fused, and then an electrolyte solution (ethylene carbonate, diethyl carbonate, and propylene). A tripolar unit was vacuum impregnated with a solution of LiPF 6 dissolved at a concentration of 1 mol / l in a mixed solvent of carbonate at a mass ratio of 3: 4: 1. Thereafter, four film type lithium capacitors (hereinafter also referred to as “lithium ion capacitors (1)”) were produced by fusing the remaining one side.
In addition, the lithium metal arrange | positioned inside the obtained lithium ion capacitor is equivalent to 400 mAh / g per negative electrode active material mass.

〈リチウムイオンキャパシタの初期評価〉
作製した4個のリチウムイオンキャパシタ(1)を作製してから20日間放置した後、そのうちの1個のリチウムイオンキャパシタ(1)を分解したところ、リチウム極に係るリチウム金属箔が消失していることが確認された。このことから、作製してから20日間経過後には、負極電極に対して、負極電極の単位質量当たりの静電容量が1021F/g以上となる所期の量のリチウムイオンが負極電極にドーピング(予備充電)されたと判断される。
<Initial evaluation of lithium ion capacitors>
After the four lithium ion capacitors (1) thus prepared were left to stand for 20 days, when one of the lithium ion capacitors (1) was disassembled, the lithium metal foil relating to the lithium electrode disappeared. It was confirmed. Therefore, after 20 days from the production, the negative electrode is doped with an expected amount of lithium ions with a capacitance per unit mass of the negative electrode of 1021 F / g or more with respect to the negative electrode ( Preliminary charging) is determined.

〈リチウムイオンキャパシタの初期容量およびエネルギー密度の測定〉
3個のリチウムイオンキャパシタ(1)の各々に対し、1.5Aの定電流によってセル電圧(キャパシタの電圧)が3.8Vになるまで充電し、その後、3.8Vの定電圧を印加する定電流−定電圧充電を1時間行った。次いで、150mAの定電流によってセル電圧(キャパシタの電圧)が2.2Vになるまで放電した。この操作を1サイクルとして繰り返して行い、10サイクル目の放電におけるキャパシタの容量(初期容量)、エネルギー密度を測定し、3個のリチウムイオンキャパシタ(1)についての平均値を算出した。結果を下記表1に示す。
<Measurement of initial capacity and energy density of lithium ion capacitor>
Each of the three lithium ion capacitors (1) is charged with a constant current of 1.5 A until the cell voltage (capacitor voltage) reaches 3.8 V, and then a constant voltage of 3.8 V is applied. Current-constant voltage charging was performed for 1 hour. Next, the battery was discharged with a constant current of 150 mA until the cell voltage (capacitor voltage) became 2.2V. This operation was repeated as one cycle, and the capacity (initial capacity) and energy density of the capacitor in the discharge at the 10th cycle were measured, and the average value for the three lithium ion capacitors (1) was calculated. The results are shown in Table 1 below.

〈リチウムイオンキャパシタの内部抵抗の測定〉
「ACミリオームハイテスタ3560」(日置電機社製)を用い、3個のリチウムイオンキャパシタ(1)の各々について、温度25℃の環境条件下における1KHzの交流内部抵抗を測定し、3個のリチウムイオンキャパシタ(1)についての平均値を算出した。結果を下記表1に示す。
<Measurement of internal resistance of lithium ion capacitor>
Using an “AC milliohm HiTester 3560” (manufactured by Hioki Electric Co., Ltd.), each of the three lithium ion capacitors (1) was measured for an AC internal resistance of 1 KHz under an environmental condition of a temperature of 25 ° C. The average value for the ion capacitor (1) was calculated. The results are shown in Table 1 below.

〔実施例2:リチウムイオンキャパシタの製造例2〕
リチウムイオンキャパシタの製造例1において、電極積層体の作製にて、正極テストサンプル(1)に代えて正極テストサンプル(2)を用いたこと以外は当該リチウムイオンキャパシタの製造例1と同様にしてリチウムイオンキャパシタ(以下、「リチウムイオンキャパシタ(2)」ともいう。)4個を得た。
得られたリチウムイオンキャパシタ(2)について、リチウムイオンキャパシタの製造例1と同様の手法によってリチウムイオンキャパシタの初期評価を行ったところ、作製してから20日間経過後には、負極電極に対して、負極電極の単位質量当たりの静電容量が1021F/g以上となる所期の量のリチウムイオンが負極電極にドーピング(予備充電)されたと判断された。
また、リチウムイオンキャパシタ(2)について、リチウムイオンキャパシタの製造例1と同様の手法によって初期容量、エネルギー密度および内部抵抗を測定した。結果を表1に示す。
[Example 2: Production Example 2 of lithium ion capacitor]
In Production Example 1 of a lithium ion capacitor, the same procedure as in Production Example 1 of the lithium ion capacitor except that the positive electrode test sample (2) was used instead of the positive electrode test sample (1) in the production of the electrode laminate. Four lithium ion capacitors (hereinafter also referred to as “lithium ion capacitor (2)”) were obtained.
About the obtained lithium ion capacitor (2), when an initial evaluation of the lithium ion capacitor was performed by the same method as in Production Example 1 of the lithium ion capacitor, after 20 days from the production, It was determined that the negative electrode was doped (preliminarily charged) with an intended amount of lithium ions with an electrostatic capacity per unit mass of the negative electrode of 1021 F / g or more.
For the lithium ion capacitor (2), the initial capacity, energy density, and internal resistance were measured by the same method as in Production Example 1 of the lithium ion capacitor. The results are shown in Table 1.

〔実施例3:リチウムイオンキャパシタの製造例3〕
リチウムイオンキャパシタの製造例1において、電極積層体の作製にて、正極テストサンプル(1)に代えて正極テストサンプル(3)を用いたこと以外は当該リチウムイオンキャパシタの製造例1と同様にしてリチウムイオンキャパシタ(以下、「リチウムイオンキャパシタ(3)」ともいう。)4個を得た。
得られたリチウムイオンキャパシタ(3)について、リチウムイオンキャパシタの製造例1と同様の手法によってリチウムイオンキャパシタの初期評価を行ったところ、作製してから20日間経過後には、負極電極に対して、負極電極の単位質量当たりの静電容量が1021F/g以上となる所期の量のリチウムイオンが負極電極にドーピング(予備充電)されたと判断された。
また、リチウムイオンキャパシタ(3)について、リチウムイオンキャパシタの製造例1と同様の手法によって初期容量、エネルギー密度および内部抵抗を測定した。結果を表1に示す。
[Example 3: Production Example 3 of lithium ion capacitor]
In Production Example 1 of a lithium ion capacitor, the same procedure as in Production Example 1 of the lithium ion capacitor except that the positive electrode test sample (3) was used instead of the positive electrode test sample (1) in the production of the electrode laminate. Four lithium ion capacitors (hereinafter also referred to as “lithium ion capacitor (3)”) were obtained.
About the obtained lithium ion capacitor (3), when an initial evaluation of the lithium ion capacitor was performed by the same method as in Production Example 1 of a lithium ion capacitor, after 20 days from the production, It was determined that the negative electrode was doped (preliminarily charged) with an intended amount of lithium ions with an electrostatic capacity per unit mass of the negative electrode of 1021 F / g or more.
For the lithium ion capacitor (3), the initial capacity, energy density, and internal resistance were measured by the same method as in Production Example 1 of the lithium ion capacitor. The results are shown in Table 1.

〔実施例4:リチウムイオンキャパシタの製造例4〕
リチウムイオンキャパシタの製造例1において、電極積層体の作製にて、正極テストサンプル(1)に代えて正極テストサンプル(4)を用いたこと以外は当該リチウムイオンキャパシタの製造例1と同様にしてリチウムイオンキャパシタ(以下、「リチウムイオンキャパシタ(4)」ともいう。)4個を得た。
得られたリチウムイオンキャパシタ(4)について、リチウムイオンキャパシタの製造例1と同様の手法によってリチウムイオンキャパシタの初期評価を行ったところ、作製してから20日間経過後には、負極電極に対して、負極電極の単位質量当たりの静電容量が1021F/g以上となる所期の量のリチウムイオンが負極電極にドーピング(予備充電)されたと判断された。
また、リチウムイオンキャパシタ(4)について、リチウムイオンキャパシタの製造例1と同様の手法によって初期容量、エネルギー密度および内部抵抗を測定した。結果を表1に示す。
[Example 4: Production Example 4 of lithium ion capacitor]
In Production Example 1 of a lithium ion capacitor, the same procedure as in Production Example 1 of the lithium ion capacitor except that the positive electrode test sample (4) was used instead of the positive electrode test sample (1) in the production of the electrode laminate. Four lithium ion capacitors (hereinafter also referred to as “lithium ion capacitor (4)”) were obtained.
About the obtained lithium ion capacitor (4), when an initial evaluation of the lithium ion capacitor was performed by the same method as in Production Example 1 of the lithium ion capacitor, after 20 days from the production, It was determined that the negative electrode was doped (preliminarily charged) with an intended amount of lithium ions with an electrostatic capacity per unit mass of the negative electrode of 1021 F / g or more.
For the lithium ion capacitor (4), the initial capacity, energy density, and internal resistance were measured by the same method as in Production Example 1 of the lithium ion capacitor. The results are shown in Table 1.

〔実施例5:リチウムイオンキャパシタの製造例5〕
リチウムイオンキャパシタの製造例1において、電極積層体の作製にて、正極テストサンプル(1)に代えて正極テストサンプル(5)を用いたこと以外は当該リチウムイオンキャパシタの製造例1と同様にしてリチウムイオンキャパシタ(以下、「リチウムイオンキャパシタ(5)」ともいう。)4個を得た。
得られたリチウムイオンキャパシタ(5)について、リチウムイオンキャパシタの製造例1と同様の手法によってリチウムイオンキャパシタの初期評価を行ったところ、作製してから20日間経過後には、負極電極に対して、負極電極の単位質量当たりの静電容量が1021F/g以上となる所期の量のリチウムイオンが負極電極にドーピング(予備充電)されたと判断された。
また、リチウムイオンキャパシタ(5)について、リチウムイオンキャパシタの製造例1と同様の手法によって初期容量、エネルギー密度および内部抵抗を測定した。結果を表1に示す。
[Example 5: Production Example 5 of lithium ion capacitor]
In Production Example 1 of a lithium ion capacitor, the same procedure as in Production Example 1 of the lithium ion capacitor except that the positive electrode test sample (5) was used instead of the positive electrode test sample (1) in the production of the electrode laminate. Four lithium ion capacitors (hereinafter also referred to as “lithium ion capacitor (5)”) were obtained.
About the obtained lithium ion capacitor (5), when an initial evaluation of the lithium ion capacitor was performed by the same method as in Production Example 1 of the lithium ion capacitor, after 20 days from the production, It was determined that the negative electrode was doped (preliminarily charged) with an intended amount of lithium ions with an electrostatic capacity per unit mass of the negative electrode of 1021 F / g or more.
For the lithium ion capacitor (5), the initial capacity, energy density, and internal resistance were measured by the same method as in Production Example 1 of the lithium ion capacitor. The results are shown in Table 1.

〔比較例1:比較用リチウムイオンキャパシタの製造例1〕
リチウムイオンキャパシタの製造例1において、電極積層体の作製にて、正極テストサンプル(1)に代えて正極テストサンプル(6)を用いたこと以外は当該リチウムイオンキャパシタの製造例1と同様にしてリチウムイオンキャパシタ(以下、「比較用リチウムイオンキャパシタ(1)」ともいう。)4個を得た。
得られた比較用リチウムイオンキャパシタ(1)について、リチウムイオンキャパシタの製造例1と同様の手法によってリチウムイオンキャパシタの初期評価を行ったところ、作製してから20日間経過後には、負極電極に対して、負極電極の単位質量当たりの静電容量が1021F/g以上となる所期の量のリチウムイオンが負極電極にドーピング(予備充電)されたと判断された。
また、比較用リチウムイオンキャパシタ(1)について、リチウムイオンキャパシタの製造例1と同様の手法によって初期容量、エネルギー密度および内部抵抗を測定した。結果を表1に示す。
[Comparative Example 1: Production Example 1 for Comparative Lithium Ion Capacitor]
In Production Example 1 of a lithium ion capacitor, the same procedure as in Production Example 1 of the lithium ion capacitor except that the positive electrode test sample (6) was used instead of the positive electrode test sample (1) in the production of the electrode laminate. Four lithium ion capacitors (hereinafter also referred to as “comparative lithium ion capacitor (1)”) were obtained.
With respect to the obtained comparative lithium ion capacitor (1), when an initial evaluation of the lithium ion capacitor was performed by the same method as in Production Example 1 of the lithium ion capacitor, Thus, it was determined that the negative electrode was doped (preliminarily charged) with an expected amount of lithium ions having an electrostatic capacity per unit mass of 1021 F / g or more.
For the comparative lithium ion capacitor (1), the initial capacity, energy density, and internal resistance were measured by the same method as in Production Example 1 of the lithium ion capacitor. The results are shown in Table 1.

〔比較例2:比較用リチウムイオンキャパシタの製造例2〕
リチウムイオンキャパシタの製造例1において、電極積層体の作製にて、正極テストサンプル(1)に代えて正極テストサンプル(7)を用いたこと以外は当該リチウムイオンキャパシタの製造例1と同様にしてリチウムイオンキャパシタ(以下、「比較用リチウムイオンキャパシタ(2)」ともいう。)4個を得た。
得られた比較用リチウムイオンキャパシタ(2)について、リチウムイオンキャパシタの製造例2と同様の手法によってリチウムイオンキャパシタの初期評価を行ったところ、作製してから20日間経過後には、負極電極に対して、負極電極の単位質量当たりの静電容量が1021F/g以上となる所期の量のリチウムイオンが負極電極にドーピング(予備充電)されたと判断された。
また、比較用リチウムイオンキャパシタ(2)について、リチウムイオンキャパシタの製造例2と同様の手法によって初期容量、エネルギー密度および内部抵抗を測定した。結果を表1に示す。
[Comparative example 2: Production example 2 of comparative lithium ion capacitor]
In Production Example 1 of a lithium ion capacitor, the same procedure as in Production Example 1 of the lithium ion capacitor except that the positive electrode test sample (7) was used instead of the positive electrode test sample (1) in the production of the electrode laminate. Four lithium ion capacitors (hereinafter also referred to as “comparative lithium ion capacitor (2)”) were obtained.
With respect to the obtained comparative lithium ion capacitor (2), an initial evaluation of the lithium ion capacitor was performed by the same method as in Production Example 2 of the lithium ion capacitor. Thus, it was determined that the negative electrode was doped (preliminarily charged) with an expected amount of lithium ions having an electrostatic capacity per unit mass of 1021 F / g or more.
For the comparative lithium ion capacitor (2), the initial capacity, energy density, and internal resistance were measured by the same method as in Production Example 2 of the lithium ion capacitor. The results are shown in Table 1.

〔比較例3:比較用リチウムイオンキャパシタの製造例3〕
リチウムイオンキャパシタの製造例1において、電極積層体の作製にて、正極テストサンプル(1)に代えて正極テストサンプル(8)を用いたこと以外は当該リチウムイオンキャパシタの製造例1と同様にしてリチウムイオンキャパシタ(以下、「比較用リチウムイオンキャパシタ(3)」ともいう。)4個を得た。
得られた比較用リチウムイオンキャパシタ(3)について、リチウムイオンキャパシタの製造例1と同様の手法によってリチウムイオンキャパシタの初期評価を行ったところ、作製してから20日間経過後には、負極電極に対して、負極電極の単位質量当たりの静電容量が1021F/g以上となる所期の量のリチウムイオンが負極電極にドーピング(予備充電)されたと判断された。
また、比較用リチウムイオンキャパシタ(3)について、リチウムイオンキャパシタの製造例1と同様の手法によって初期容量、エネルギー密度および内部抵抗を測定した。結果を表1に示す。
[Comparative Example 3: Production Example 3 of Comparative Lithium Ion Capacitor]
In the manufacture example 1 of a lithium ion capacitor, it was carried out similarly to the manufacture example 1 of the said lithium ion capacitor except having used the positive electrode test sample (8) instead of the positive electrode test sample (1) in preparation of an electrode laminated body. Four lithium ion capacitors (hereinafter also referred to as “comparative lithium ion capacitor (3)”) were obtained.
With respect to the obtained comparative lithium ion capacitor (3), when an initial evaluation of the lithium ion capacitor was performed by the same method as in Production Example 1 of the lithium ion capacitor, after the lapse of 20 days from the production, Thus, it was determined that the negative electrode was doped (preliminarily charged) with an expected amount of lithium ions having an electrostatic capacity per unit mass of 1021 F / g or more.
For the comparative lithium ion capacitor (3), the initial capacity, energy density, and internal resistance were measured in the same manner as in Production Example 1 of the lithium ion capacitor. The results are shown in Table 1.

〔比較例4:比較用リチウムイオンキャパシタの製造例4〕
リチウムイオンキャパシタの製造例1において、電極積層体の作製にて、正極テストサンプル(1)に代えて正極テストサンプル(9)を用いたこと以外は当該リチウムイオンキャパシタの製造例1と同様にしてリチウムイオンキャパシタ(以下、「比較用リチウムイオンキャパシタ(4)」ともいう。)4個を得た。
得られた比較用リチウムイオンキャパシタ(4)について、リチウムイオンキャパシタの製造例1と同様の手法によってリチウムイオンキャパシタの初期評価を行ったところ、作製してから20日間経過後には、負極電極に対して、負極電極の単位質量当たりの静電容量が1021F/g以上となる所期の量のリチウムイオンが負極電極にドーピング(予備充電)されたと判断された。
また、比較用リチウムイオンキャパシタ(4)について、リチウムイオンキャパシタの製造例1と同様の手法によって初期容量、エネルギー密度および内部抵抗を測定した。結果を表1に示す。
[Comparative Example 4: Production Example 4 for Comparative Lithium Ion Capacitor]
In Production Example 1 of a lithium ion capacitor, the same procedure as in Production Example 1 of the lithium ion capacitor except that the positive electrode test sample (9) was used instead of the positive electrode test sample (1) in the production of the electrode laminate. Four lithium ion capacitors (hereinafter also referred to as “comparative lithium ion capacitor (4)”) were obtained.
With respect to the obtained comparative lithium ion capacitor (4), when an initial evaluation of the lithium ion capacitor was performed by the same method as in Production Example 1 of the lithium ion capacitor, after 20 days from the production, Thus, it was determined that the negative electrode was doped (preliminarily charged) with an expected amount of lithium ions having an electrostatic capacity per unit mass of 1021 F / g or more.
For the comparative lithium ion capacitor (4), the initial capacity, energy density, and internal resistance were measured in the same manner as in Production Example 1 of the lithium ion capacitor. The results are shown in Table 1.

〔比較例5:比較用リチウムイオンキャパシタの製造例5〕
リチウムイオンキャパシタの製造例1において、電極積層体の作製にて、正極電極テストサンプル(1)に代えて正極テストサンプル(10)を用いたこと以外は当該リチウムイオンキャパシタの製造例1と同様にしてリチウムイオンキャパシタを作製しようとしたところ、正極テストサンプル(10)は正極活物質に対する結着剤量が不十分であるために正極活物質層が形成できておらず、よって形成電極積層体を形成することができなかったことから、正極テストサンプル(10)よりなる正極電極をリチウムイオンキャパシタに適用した場合の特性(リチウムイオンキャパシタにおける初期容量、エネルギー密度および内部抵抗)を測定することはできなかった。
[Comparative Example 5: Production Example 5 for Comparative Lithium Ion Capacitor]
In Production Example 1 of a lithium ion capacitor, the same procedure as in Production Example 1 of the lithium ion capacitor except that the positive electrode test sample (10) was used instead of the positive electrode test sample (1) in the production of the electrode laminate. As a result, the positive electrode test sample (10) was not able to form the positive electrode active material layer because the amount of the binder to the positive electrode active material was insufficient. Since it could not be formed, characteristics (initial capacity, energy density and internal resistance in the lithium ion capacitor) when the positive electrode made of the positive electrode test sample (10) was applied to the lithium ion capacitor could not be measured. There wasn't.

表1において、「高比表面積正極活物質」とは、正極電極の製造例においては、第1正極活物質(BET比表面積が2500m/g以上であって3200m/g以下である正極活物質)を示し、また、比較用正極電極の製造例においては、2種類の正極活物質が用いられている場合にはBET比表面積が大きい方の正極活物質を示し、用いられている正極活物質が1種類のみである場合にはBET比表面積が2000m/g以上である正極活物質を示す。また、「高比表面積正極活物質」に係る「含有割合」とは、正極活物質層を構成する正極活物質の合計100質量%に対する割合(質量)を示す。
また、「低比表面積正極活物質」とは、正極電極の製造例においては、第2正極活物質(BET比表面積が1500m/g以上であって2000m/g以下である正極活物質)を示し、また、比較用正極電極の製造例においては、2種類の正極活物質が用いられている場合にはBET比表面積が小さい方の正極活物質を示し、用いられている正極活物質が1種類のみである場合にはBET比表面積が2000m/g未満である正極活物質を示す。また、「低比表面積正極活物質」に係る「含有割合」とは、正極活物質層を構成する正極活物質の合計100質量%に対する割合(質量)を示す。
In Table 1, the “high specific surface area positive electrode active material” means a first positive electrode active material (a positive electrode active material having a BET specific surface area of 2500 m 2 / g or more and 3200 m 2 / g or less in the production example of the positive electrode. In the production example of the comparative positive electrode, when two types of positive electrode active materials are used, the positive electrode active material having the larger BET specific surface area is shown. When only one kind of material is used, a positive electrode active material having a BET specific surface area of 2000 m 2 / g or more is shown. In addition, the “content ratio” related to the “high specific surface area positive electrode active material” indicates a ratio (mass) with respect to a total of 100 mass% of the positive electrode active material constituting the positive electrode active material layer.
In addition, the “low specific surface area positive electrode active material” means a second positive electrode active material (a positive electrode active material having a BET specific surface area of 1500 m 2 / g or more and 2000 m 2 / g or less) in the production example of the positive electrode. In the production example of the comparative positive electrode, when two types of positive electrode active materials are used, the positive electrode active material having the smaller BET specific surface area is shown. When only one type is used, a positive electrode active material having a BET specific surface area of less than 2000 m 2 / g is shown. Further, the “content ratio” relating to the “low specific surface area positive electrode active material” indicates a ratio (mass) with respect to a total of 100 mass% of the positive electrode active material constituting the positive electrode active material layer.

表1の結果から明らかなように、実施例1〜実施例5に係るリチウムイオンキャパシタは、高セル容量であってエネルギー密度の大きいものであることが確認された。
一方、比較例1に係るリチウムイオンキャパシタにおいては、正極電極がBET比表面積が小さく、電極密度が大きいものであることから、容量およびエネルギー密度が小さく、内部抵抗が大きくなった。
比較例2に係るリチウムイオンキャパシタは、電極密度が小さいものであることから、エネルギー密度が小さくなった。
また、比較例2においては、正極電極の正極活物質層を形成するための正極活物質として、2種類の活性炭を用いたものの、比表面積の小さい方の活性炭のBET比表面積が大きいものであったことから、得られた正極活物質層はBET比表面積が大きくなったが電極密度が小さくなり、その結果、リチウムイオンキャパシタにおいて、容量は大きくなったものの、エネルギー密度が小さくなった。
比較例3に係るリチウムイオンキャパシタは、電極密度が小さいものであることから、エネルギー密度が小さいものとなった。
また、比較例3においては、正極電極の正極活物質層を形成するための正極活物質として、第1正極活物質に係る比表面積の大きい活性炭のみを用いたことから、得られた正極活物質のBET比表面積は大きくなったが電極密度が小さくなり、その結果、リチウムイオンキャパシタにおいて、容量は大きくなったものの、エネルギー密度が小さく、内部抵抗が大きくなった。
比較例4に係るリチウムイオンキャパシタは、正極電極がBET比表面積が小さく、電極密度が大きいものであることから、容量およびエネルギー密度が小さくなった。
また、比較例4においては、正極電極の正極活物質層を形成するための正極活物質として、第2正極活物質に係る比表面積の小さい活性炭のみを用いたことから、得られた正極活物質がBET比表面積が小さくて電極密度が大きいものとなり、その結果、リチウムイオンキャパシタにおいて、内部抵抗は小さくなったものの、容量およびエネルギー密度が小さくなった。
As is clear from the results in Table 1, it was confirmed that the lithium ion capacitors according to Examples 1 to 5 had a high cell capacity and a large energy density.
On the other hand, in the lithium ion capacitor according to Comparative Example 1, since the positive electrode had a small BET specific surface area and a high electrode density, the capacity and energy density were small, and the internal resistance was large.
Since the lithium ion capacitor according to Comparative Example 2 has a small electrode density, the energy density is small.
In Comparative Example 2, although two types of activated carbon were used as the positive electrode active material for forming the positive electrode active material layer of the positive electrode, the activated carbon having the smaller specific surface area had a larger BET specific surface area. As a result, the obtained positive electrode active material layer had a large BET specific surface area but a small electrode density. As a result, the lithium ion capacitor had a large capacity but a small energy density.
The lithium ion capacitor according to Comparative Example 3 has a low energy density because it has a low electrode density.
Moreover, in Comparative Example 3, since only the activated carbon having a large specific surface area related to the first positive electrode active material was used as the positive electrode active material for forming the positive electrode active material layer of the positive electrode, the obtained positive electrode active material Although the BET specific surface area of the lithium ion capacitor increased, the electrode density decreased. As a result, in the lithium ion capacitor, although the capacity increased, the energy density decreased and the internal resistance increased.
The lithium ion capacitor according to Comparative Example 4 had a small capacity and energy density because the positive electrode had a small BET specific surface area and a large electrode density.
Moreover, in Comparative Example 4, since only the activated carbon having a small specific surface area related to the second positive electrode active material was used as the positive electrode active material for forming the positive electrode active material layer of the positive electrode, the obtained positive electrode active material However, the BET specific surface area was small and the electrode density was large. As a result, in the lithium ion capacitor, although the internal resistance was small, the capacity and energy density were small.

Claims (3)

BET比表面積が2400m2 /g以上であって3000m2 /g以下であり、電極密度が0.41〜0.49g/cm3 である正極活物質層を有することを特徴とする正極電極。 A positive electrode having a positive electrode active material layer having a BET specific surface area of 2400 m 2 / g or more and 3000 m 2 / g or less and an electrode density of 0.41 to 0.49 g / cm 3 . 前記正極活物質層は、BET比表面積が2500m2 /gを超え3200m2 /g以下である第1正極活物質と、BET比表面積が1500m2 /g以上であって2000m/g以下である第2正極活物質とを含有してなることを特徴とする請求項1に記載の正極電極。 The positive electrode active material layer has a first positive electrode active material having a BET specific surface area of more than 2500 m 2 / g and not more than 3200 m 2 / g, and a BET specific surface area of not less than 1500 m 2 / g and not more than 2000 m 2 / g. The positive electrode according to claim 1, comprising a second positive electrode active material. 請求項1または請求項2に記載の正極電極を有することを特徴とするリチウムイオンキャパシタ。   A lithium ion capacitor comprising the positive electrode according to claim 1.
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