JP2015035552A - 電気化学デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】異常時における蓄電素子の膨張を抑制し、かつ高容量を実現することが可能な電気化学デバイスを提供する。【解決手段】電気化学デバイスは、蓄電素子を有する。蓄電素子は、表面及び裏面を有する正極集電体と、正極材料からなり表面に積層された第１の厚みＤ１を有する第１の正極電極層１３２と、正極材料からなり裏面に積層され、第１の厚みＤ１より小さい第２の厚みＤ２を有する第２の正極電極層１３３とを有する正極と、負極と、セパレータとを有し、第１の正極電極層１３２が第２の正極電極層１３３より巻回内側となるように巻回された蓄電素子であって、第１の厚み及び前記第２の厚みは、正極の当初の厚みを厚みＡとし、正極に電圧を印加した後の正極の厚みを厚みＢとしたときに、（第１の厚み）／（第２の厚み）がＢ／Ａの二乗より大きいとの関係を有する。【選択図】図６

Description

本発明は、正極、負極及びセパレータが巻回されて構成された蓄電素子を有する電気化学デバイスに関する。

近年、キャパシタ等の電気化学デバイスは、電池の補助機能としての必要性が高まっていることもあり、高容量化が望まれている。電気化学デバイスの高容量化は、デバイス内の空隙を減らすことや、高容量な電極材料を使用することによって実現可能である。しかし、このような場合、過充電時等の異常時に電極の膨張や電解液の分解によりガスが発生する等の影響が顕著となる。

このような問題に対し、例えば、特許文献１では、緩衝機能をもつ絶縁性シートをセパレータとして利用する巻回型の電気二重層キャパシタが提案されている。この電気二重層キャパシタでは、電圧印加時に分極性電極が膨張しても、セパレータによって膨張圧が内部で緩和及び均一化され、電極に歪みが生じることが防止されている。

また、特許文献２では、ガス放出流路が形成された芯体を備える巻回型のリチウム二次電池が提案されている。発生したガスは当該放出流路を通過して電池ケースの外部へ放出され、電池ケース内部が高圧となることが防止されている。

特開２００７−５９５４４号公報 特開２００６−１２０６０６号公報

しかしながら、特許文献１の構成では、セパレータ体積が大きくなるため、エネルギー密度が小さくなり、電極膨張時にセパレータの密度が高くなるため、電気二重層キャパシタの出力が低下するという問題がある。また、特許文献２の構成では、芯体等の構造が複雑であるため、製造コストが大きいという問題がある。

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、異常時における蓄電素子の膨張を抑制し、かつ高容量を実現することが可能な電気化学デバイスを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る電気化学デバイスは、蓄電素子を有する。上記蓄電素子は、表面及び裏面を有する正極集電体と、正極材料からなり上記表面に積層された第１の厚みを有する第１の正極電極層と、上記正極材料からなり上記裏面に積層され、上記第１の厚みより小さい第２の厚みを有する第２の正極電極層とを有する正極と、負極集電体と、負極材料からなり上記負極集電体に積層された負極電極層とを有する負極と、上記正極と上記負極を隔て、電解液を透過させるセパレータとを有し、上記正極、上記負極及び上記セパレータが積層され、上記第１の正極電極層が上記第２の正極電極層より巻回内側となるように巻回された蓄電素子であって、
上記第１の厚み及び上記第２の厚みは、上記正極の当初の厚みを厚みＡとし、上記正極に電圧を印加した後の上記正極の厚みを厚みＢとしたときに、下記［式１］の関係を有する。
（第１の厚み）／（第２の厚み）＞（Ｂ／Ａ）^２ ［式１］

本発明の実施形態に係る電気化学デバイスの斜視図である。 同電気化学デバイスの蓄電素子の斜視図である。 同電気化学デバイスの蓄電素子の拡大断面図である。 同電気化学デバイスの蓄電素子の積層構造を示す模式図である。 同電気化学デバイスの蓄電素子の、正極電極層の厚みを示す模式図である。 同電気化学デバイスの蓄電素子の、正極電極層の膨張の態様を示す模式図である。 比較例に係る電気化学デバイスの蓄電素子の、正極電極層の膨張の態様を示す模式図である。 本発明の実施形態に係る電気化学デバイスにおける、ガス発生時の状態を示す模式図である。 比較例に係る電気化学デバイスにおける、ガス発生時の状態を示す模式図である。 本発明の実施例及び比較例に係るリチウムイオンキャパシタの構造、測定結果及び観察結果を示す表である。

本発明の一実施形態に係る電気化学デバイスは、蓄電素子を有する。上記蓄電素子は、表面及び裏面を有する正極集電体と、正極材料からなり上記表面に積層された第１の厚みを有する第１の正極電極層と、上記正極材からなり上記裏面に積層され、上記第１の厚みより小さい第２の厚みを有する第２の正極電極層とを有する正極と、負極集電体と、負極材料からなり上記負極集電体に積層された負極電極層とを有する負極と、上記正極と上記負極を隔て、電解液を透過させるセパレータとを有し、上記正極、上記負極及び上記セパレータが積層され、上記第１の正極電極層が上記第２の正極電極層より巻回内側となるように巻回された蓄電素子であって、
上記第１の厚み及び上記第２の厚みは、上記正極の当初の厚みを厚みＡとし、上記正極に電圧を印加した後の上記正極の厚みを厚みＢとしたときに、下記［式１］の関係を有する。
（第１の厚み）／（第２の厚み）＞（Ｂ／Ａ）^２ ［式１］

この構成によれば、第１の正極電極層は正極集電体に対して巻回内側となり、第２の正極電極層は正極集電体に対して巻回外側となる。これにより、蓄電素子に電圧が印加された際、第１の正極電極層の膨張は正極集電体によって防止される。第２の正極電極層の膨張は正極集電体によって防止されないが、第２の正極電極層の厚みである第２の厚みは、第１の正極電極層の厚みである第１の厚みより小さいため、第２の正極電極層の膨張による正極の膨張は抑制される。これにより、正極の膨張による蓄電素子の膨張が防止される。さらに、第１の厚みと第２の厚みを、上記［式１］の関係を有する厚みとすることにより、膨張を生じやすい高容量の正極材料を使用することが可能となるため、蓄電素子の容量を高容量化することが可能である。即ち、本発明によれば、蓄電素子の膨張を抑制し、かつ蓄電素子の容量を高容量化することが可能である。

上記厚みＢは、上記正極に上記蓄電素子の設定電圧の１．５倍の電圧を５分間印加したときの上記正極の厚みであり、上記厚みＡの１．１倍より大きくてもよい。

この構成によれば、蓄電素子に設定電圧（製品の使用電圧）の１．５倍の電圧が５分間にわたって印加される異常時においても蓄電素子の膨張を防止することが可能である。

上記正極材料は、活性炭を含み、
上記負極材料は、非分極性であり、リチウムイオンを吸蔵し、放出することが可能な物質を含んでもよい。

この構成によれば、電気化学デバイスは、活性炭を正極活物質とし、リチウムイオンを吸蔵し、放出することが可能な物質を負極活物質とする電気化学デバイス、即ちリチウムイオンキャパシタであるものとすることができる。活性炭は電圧が印加されると膨張する性質を有するが、リチウムイオンを吸蔵し、放出することが可能な物質は一般的に膨張する性質を有しない。このため、リチウムイオンキャパシタにおいては、正極の膨張を防止することにより、蓄電素子の膨張を防止することが可能である。

上記負極集電体は、表面及び裏面を有し、
上記負極電極層は、上記負極材料からなり上記表面に積層された第１の負極電極層と、上記負極材料からなり上記裏面に積層された第２の負極電極層とを含んでもよい。

この構成によれば、負極においても負極集電体の表裏両面に負極材料が積層されているため、正極電極層と負極電極層が常にセパレータを介して対向する。これにより、負極集電体の一面にのみ負極電極層が積層されている場合に比べ、蓄電素子の容量を大きくすることが可能である。

本実施形態に係る電気化学デバイスについて説明する。本実施形態に係る電気化学デバイスハリチウムイオンキャパシタであるものとすることができる。

［電気化学デバイスの構造］
図１は、本実施形態に係る電気化学デバイス１００の斜視図である。同図に示すように電気化学デバイス１００は、蓄電素子１１０が容器１２０に収容されて構成されている。

図２は、蓄電素子１１０の模式図であり、図３は蓄電素子１１０の拡大断面図である。また、図４は、巻回前の蓄電素子１１０の積層構造を示す模式図である。これらの図に示すように、蓄電素子１１０は、正極１３０、負極１４０、第１セパレータ１５０及び第２セパレータ１６０を有し、これらが積層された積層体が巻回芯１７０の回りに巻回されて構成されている。

積層順は、巻回芯１７０側（巻回内側）から、負極１４０、第１セパレータ１５０、正極１３０、第２セパレータ１６０の順とすることができるが、これに限定されず、正極１３０及び負極１４０がセパレータによって隔てられる順であればよい。

正極１３０は、蓄電素子１１０の正極として機能する。図３及び図４に示すように、正極１３０は、正極集電体１３１、第１正極電極層１３２及び第２正極電極層１３３を有する。

正極集電体１３１は、導電性を有する材料からなり、例えばアルミニウム箔やその表面が化学的、機械的に粗面化されたもの、貫通孔を有するものとすることができる。また、正極集電体１３１には図示しない導線が接続され、容器１２０に設けられた正極端子に接続されているものとすることができる。

第１正極電極層１３２は、正極材料からなり、正極集電体１３１の一面に積層されている。正極材料は、正極活物質を含み、さらにバインダ樹脂や導電助材を含んでもよい。正極活物質は、活性炭であるものとすることができる。図３に示すように、第１正極電極層１３２は、正極１３０が巻回されると第２正極電極層１３３より巻回内側となる。第１正極電極層１３２の厚みについては後述する。

第２正極電極層１３３は、第１正極電極層１３２と同一の正極材料からなり、正極集電体１３１の、第１正極電極層１３２が積層された面の裏面に積層されている。図３に示すように、第２正極電極層１３３は、正極１３０が巻回されると第１正極電極層１３２より巻回外側となる。第２正極電極層１３３の厚みについては後述する。

負極１４０は、蓄電素子１１０の負極として機能する。図３及び図４に示すように、負極１４０は、負極集電体１４１、第１負極電極層１４２及び第２負極電極層１４３を有する。

負極集電体１４１は導電性を有する材料からなり、例えばアルミニウム箔や銅箔及びそれらの表面が化学的、機械的に粗面化されたもの、貫通孔を有するものとすることができる。また、負極集電体１４１には図示しない導線が接続され、容器１２０に設けられた負極端子に接続されているものとすることができる。

第１負極電極層１４２は、負極材料からなり、負極集電体１４１の一面に積層されている。負極材料は、負極活物質を含み、さらにバインダ樹脂や導電助剤を含んでもよい。負極活物質は、非分極性であり、リチウムイオンを吸蔵し、放出することが可能な物質（炭素系材料等）であるものとすることができる。図３に示すように、第１負極電極層１４２は、負極１４０が巻回されると第２負極電極層１４３より巻回内側となる。

第２負極電極層１４３は、第１負極電極層１４２と同一の負極材料からなり、負極集電体１４１の、第１負極電極層１４２層された面の裏面に積層されている。図３に示すように、第２負極電極層１４２は、負極１４０が巻回されると第１負極電極層１４２より巻回外側となる。

なお、第１負極電極層１４２と第２負極電極層１４３はいずれか一方のみが設けられてもよいが、両方が設けられている方が蓄電素子１１０の容量が大きくなり、好適である。

第１セパレータ１５０及び第２セパレータ１６０は、正極１３０と負極１４０を隔て、後述する電解液中に含まれるイオンを透過する。具体的には、第１セパレータ１５０及び第２セパレータ１６０は、織布、不織布、合成樹脂微多孔膜等であるものとすることができる。図４に示すように第１セパレータ１５０は、巻回芯１７０に挟み込まれているものとすることができるが、これに限られない。また、第１セパレータ１５０及び第２セパレータ１６０は連続した一枚のセパレータであってもよい。

容器１２０は、円筒形状を有し、蓄電素子１１０を収容する。容器１２０の上面及び下面は図示しない蓋によって閉塞されるものとすることができ、正極集電体１３１及び負極集電体１４１にそれぞれ接続された正極端子及び負極端子が設けられるものとすることができる。また、当該蓋には、容器１２０の内圧が異常に上昇した際に開放する安全弁が設けられているものとすることができる。

容器１２０内には、蓄電素子１１０と共に電解液が収容されている。電解液は特に限定されず、アニオンとリチウムイオンを含む液体、例えばＬｉＢＦ_４やＬｉＰＦ_６を電解質として、炭酸エステルに電解質を溶解させた液体を利用することが可能である。

［正極電極層の厚みについて］
第１正極電極層１３２及び第２正極電極層１３３の厚みについて説明する。図５は、第１正極電極層１３２及び第２正極電極層１３３の厚みを示す模式図である。同図に示すように、第１正極電極層１３２（巻回内側）の厚みを厚みＤ１とし、第２正極電極層１３３（巻回外側）の厚みを厚みＤ２とすると、厚みＤ１は厚みＤ２より大きい。

具体的には、厚みＤ１と厚みＤ２は、以下の［式１］で表される関係を有するものとすることができる。

（Ｄ１）／（Ｄ２）＞（Ｂ／Ａ）^２ ［式１］

ここで、Ａは正極１３０の当初の厚み、Ｂは正極１３０に電圧を印加した後の正極１３０の厚みである。厚みＡと厚みＢは、次のようにして求めることができる。まず、集電体に電極層が積層されて構成されている電極を一対作製する。電極層は、第１正極電極層１３２及び第２正極電極層１３３と同一の正極材料からなるものとする。この電極の厚みを厚みＡとする。

この電極を、電極より大きいセパレータを介して対向させ、積層体を形成する。積層体に、電気化学デバイス１００で利用する電解液を添加し、電気二重層コンデンサを作製する。この電気二重層コンデンサを剛直な板で挟み、電極間に電圧を印加する。印加電圧は、蓄電素子１１０の設定電圧の１．５倍とする。例えば蓄電素子１１０の設定電圧が２．５Ｖである場合、３．７５Ｖとすることができる。この電圧を、５分間印加すると、活性炭が膨張し、電極の厚みが大きくなる。電圧を印加した両電極のうち、厚い方の電極の厚みを厚みＢとする。

なお、厚みＢが厚みＡの１．１倍より大きいとき、即ちＢ／Ａが１．１以上の場合に、上記［式１］の関係を有する厚みＤ１と厚みＤ２とすると特に有効である。

［効果について］
第１正極電極層１３２の厚みＤ１と第２正極電極層１３３の厚みＤ２を上記関係とすることにより、次のような効果が得られる。図６は、蓄電素子１１０の巻回断面を示す模式図であり、図６（ａ）は電圧印加前、図６（ｂ）は電圧印加後を示す。図６（ａ）に示すように、第１正極電極層１３２の厚みＤ１は第２正極電極層１３３の厚みＤ２より大きく、上記［式１］を満たすとする。

蓄電素子１１０に電圧が印加されると、第１正極電極層１３２及び第２正極電極層１３３の正極材料に含まれる活性炭が膨張する。ここで、図６（ｂ）に示すように、正極集電体１３１の巻回内側に位置する第１正極電極層１３２の膨張は正極集電体１３１によって防止され、電圧印加後の第１正極電極層１３２の厚みＤ１’は厚みＤ１とほぼ同じである。

これに対し、第２正極電極層１３３の膨張は正極集電体１３１によって防止されず、電圧印加後の第２正極電極層１３３の厚みＤ２’は厚みＤ２より大きくなる。しかしながら、電圧印加前における第２正極電極層１３３の厚みＤ２は第１正極電極層１３２の厚みＤ１に比べて小さいため、第２正極電極層１３３の膨張も小さく、正極１３０としては膨張がほとんど生じない。

具体的には、上記Ｂ／Ａが１．１である場合、第１正極電極層１３２の厚みＤ１’は１．１×１．１より小さく、第２正極電極層１３２の厚みＤ２’は１．1×０．９となる。正極１３０の厚みは、正極１３０の巻回数に応じて積算される。

図７は、比較例に係る電気化学デバイス２００が備える蓄電素子２１０の巻回断面を示す模式図であり、図７（ａ）は電圧印加前、図７（ｂ）は電圧印加後を示す。図７（ａ）に示す蓄電素子２１０は、正極２３０、負極２４０、第１セパレータ２５０、及び第２セパレータ２６０を有する。正極２３０は正極集電体２３１の一面に第１正極電極層２３２が積層され、裏面に第２正極電極層２３３が積層されている。ここで、巻回内側である第１正極電極層２３２の厚みＤ１は、巻回外側である第２正極電極層２３３の厚みＤ２より十分小さいとする。負極２４０は、負極集電体２４１の一面に第１負極電極層２４２が積層され、裏面に第２正極電極層２４３が積層されている。

蓄電素子２１０に電圧が印加されると、第１正極電極層２３２及び第２正極電極層２３３の正極材料に含まれる活性炭が膨張する。ここで、図７（ｂ）に示すように、正極集電体２３１の巻回内側に位置する第１正極電極層２３２の膨張は正極集電体２３１によって防止され、電圧印加後の第１正極電極層２３２の厚みＤ１’は厚みＤ１とほぼ同じである。

これに対し、第２正極電極層２３３の膨張は正極集電体２３１によって防止されず、電圧印加後の第２正極電極層２３３の厚みＤ２’は厚みＤ２より大きくなる。ここで、電圧印加前における第２正極電極層２３３の厚みＤ２は第１正極電極層２３２の厚みＤ１に比べて大きいため、第２正極電極層２３３の膨張は蓄電素子１１０（図６参照）の場合より大きく、正極２３０が膨張する。これにより、蓄電素子２１０全体が膨張する。

具体的には、上記Ｂ／Ａが１．１である場合、第１正極電極層２３２の厚みＤ１’は１．１×０．９より小さく、第２正極電極層２３２の厚みＤ２’は１．1×１．１となる。正極２３０の厚みは、正極２３０の巻回数に応じて積算される。

このように、本実施形態に係る蓄電素子１１０は、正極１３０の膨張を防止することができ、これにより正極１３０の膨張による蓄電素子１１０の膨張（径の膨張）が防止される。また、第１正極電極層１３２及び第２正極電極層１３３を構成する正極材料は、高容量な材料ほど厚みＢが厚みＡより大きくなる傾向がある。しかし、本実施形態においては蓄電素子１１０の膨張を防止することが可能であるため、高容量の正極材料を使用することが可能であり、蓄電素子１１０の容量を高容量化することが可能である。

また、上述のように蓄電素子１１０が膨張しないため、電気化学デバイス１００では異常時のガス発生に伴なう破裂音の発生が防止される。図８は、ガス発生時の電気化学デバイス１００の状態を示す模式図である。図８（ａ）に示すように、容器１２０内においてガスが発生すると、ガスは容器１２０に設けられた安全弁（図示せず）から放出される。これにより、図８（ｂ）に示すようにガスが蓄電素子１１０と容器１２０の間を通過し、蓄電素子１１０を挟んで圧力差が発生しない。

これに対し、比較例に係る電気化学デバイス２００においては次のようになる。図９は、ガス発生時の電気化学デバイス２００の状態を示す模式図である。図９（ａ）に示すように、容器２２０内においてガスが発生すると、ガスは容器２２０に設けられた安全弁（図示せず）から放出される。しかし蓄電素子２１０が膨張しているため、ガスは蓄電素子２１０と容器２２０の間を通過することができない。これにより、蓄電素子２１０を挟んで容器２２０内に圧力差が生じる。このため、蓄電素子２１０は当該圧力差によって移動し、容器２２０に衝突することによって破裂音が発生する。

このように、本実施形態に係る電気化学デバイス１００においては、蓄電素子１１０の膨張が生じないため、蓄電素子１１０の膨張に起因する破裂音の発生が防止される。

本発明の実施例及び比較例に係るリチウムイオンキャパシタを作製し、各測定を実施した。図１０は、実施例及び比較例に係るリチウムイオンキャパシタの構造、測定結果及び観察結果を示す表である。

リチウムイオンキャパシタは、以下のように作製した。まず、厚みＡ及び厚みＢを測定した。正極材料（活性炭電極材料）をアルミニウム箔（正極集電体）の表裏両面に積層した電極を一対作成した。このときの電極の厚みを測定し、厚みＡとした。この電極を、電極より大きいセパレータを介して対向させ、積層体を形成した。当該積層体に、電解液を添加し、電気二重層コンデンサを形成した。この電気二重層コンデンサを剛直な板で挟み、電極間に上限電圧を３．８Ｖとして１．５倍の５．７５Ｖの電圧を５分間印加した。電圧印加後の両電極の厚みを測定し、厚い方の電極の厚みを厚みＢとした。

正極材料をアルミニウム箔（正極集電体）の表裏両面に積層し、第１正極電極層及び第２正極電極層を形成した。上記［式１］の関係となるように第１正極電極層及び第２正極電極層の厚みを設定した。当該アルミニウム箔は、エッチングにより貫通孔が形成されている。また、負極材料をＣｕ箔（負極集電体）の表裏両面に積層し、第１負極電極層及び第２負極電極層を形成した。負極についても正極と同様に厚みを設定した。当該Ｃｕ箔には、複数の貫通孔が形成されている。負極については、予めリチウム充電可能なリチウム量を測定し、最大充電できる９０％のリチウム箔（厚み５０μｍ）を負極表面に貼り付けた。

セパレータを介して負極が正極を覆うような電極面積比及び配置とし、正極及び負極をセパレータを介して巻回した。なお、正極は第１正極電極層が巻回内側となるように、負極は第１負極電極層が巻回内側となるように巻回した。この巻回体に上記厚み測定時に使用した電解液と同種の電解液を添加した。リチウムイオンをドープするため、積層体を剛直な板で挟み込んだまま、２０日間保管した。以上により、たて径１８ｍｍ、高さ４０ｍｍのリチウムイオンキャパシタを作製した。

実施例及び比較例に係るリチウムイオンキャパシタの、正極及び負極の電極層の厚みを図１０に示す。なお、「正極（内）」は巻回内側となる第１正極電極層の厚みであり、「正極（外）」は巻回外側となる第２正極電極層の厚みである。また、「負極（内）」は巻回内側となる第１負極電極層の厚みであり、「負極（外）」は巻回外側となる第２負極電極層の厚みである。

実施例及び比較例に係る各リチウムイオンキャパシタについて、容量を測定すると、図１０に示すように、実施例に係るリチウムイオンキャパシタは高容量が実現された。

実施例及び比較例に係る各リチウムイオンキャパシタについて、電圧を印加し、弁作動の状態を確認した。なお、印加電圧は電極の膨張を試験した電圧と同一である。図１０に示すように、実施例に係るリチウムイオンキャパシタでは弁作動時の発生音は軽微であったが、比較例に係るリチウムイオンキャパシタでは弁作動時に破裂音が発生した。

また、実施例及び比較例に係る各リチウムイオンキャパシタについて、定格電圧と過充電試験のおよそ中間である４．８Ｖを１時間印加し、その後、径を測定した。図１０に示す「４．８Ｖ径変化」は、蓄電素子のたて径１８ｍｍからの変化量（ｍｍ）である。同図に示すように、実施例に係るリチウムイオンキャパシタについては、蓄電素子の径はほとんど変化しなかったが、実施例に係るリチウムイオンキャパシタについては蓄電素子の径が増加し、即ち膨張が生じていた。また、実施例に係るリチウムイオンキャパシタについては、容器の変形はほとんど認められなかった。

以上のように、本発明の実施例に係るリチウムイオンキャパシタについては、高容量化が実現できると共に、蓄電素子の膨張及びそれによる破裂音の発生を防止することが可能であるといえる。

１００…電気化学デバイス
１１０…蓄電素子
１２０…容器
１３０…正極
１３１…正極集電体
１３２…第１正極電極層
１３３…第２正極電極層
１４０…負極
１４１…負極集電体
１４２…第１負極電極層
１４３…第２負極電極層
１５０…第１セパレータ
１６０…第２セパレータ
１７０…巻回芯

Claims (4)

1. 表面及び裏面を有する正極集電体と、正極材料からなり前記表面に積層された第１の厚みを有する第１の正極電極層と、前記正極材料からなり前記裏面に積層され、前記第１の厚みより小さい第２の厚みを有する第２の正極電極層とを有する正極と、
   負極集電体と、負極材料からなり前記負極集電体に積層された負極電極層とを有する負極と、
   前記正極と前記負極を隔て、電解液を透過させるセパレータと
   を有し、前記正極、前記負極及び前記セパレータが積層され、前記第１の正極電極層が前記第２の正極電極層より巻回内側となるように巻回された蓄電素子であって、
   前記第１の厚み及び前記第２の厚みは、前記正極の当初の厚みを厚みＡとし、前記正極に電圧を印加した後の前記正極の厚みを厚みＢとしたときに、下記［式１］の関係を有する
   （第１の厚み）／（第２の厚み）＞（Ｂ／Ａ）^２ ［式１］
   電気化学デバイス。
2. 請求項１に記載の電気化学デバイスであって、
   前記厚みＢは、前記正極に前記蓄電素子の設定電圧の１．５倍の電圧を５分間印加したときの前記正極の厚みであり、前記厚みＡの１．１倍より大きい
   蓄電素子。
3. 請求項１に記載の電気化学デバイスであって、
   前記正極材料は、活性炭を含み
   前記負極材料は、非分極性であり、リチウムイオンを吸蔵し、放出することが可能な物質を含む
   電気化学デバイス。
4. 請求項１に記載の電気化学デバイスであって、
   前記負極集電体は、表面及び裏面を有し、
   前記負極電極層は、前記負極材料からなり前記表面に積層された第１の負極電極層と、前記負極材料からなり前記裏面に積層された第２の負極電極層とを含む
   電気化学デバイス。

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