JP2015191943A - リチウムイオンキャパシタ、蓄電モジュール及びリチウムイオンキャパシタ製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】リチウムイオンキャパシタ、蓄電モジュール及びリチウムイオンキャパシタ製造方法を提供する。【解決手段】それぞれの面が対向するように積層された正極電極体１０、負極電極体２０及びセパレータ３０、並びに、リチウム塩を含む電解液が、外装体内に密閉されたリチウムイオンキャパシタであって、正極電極体１０、負極電極体２０及びセパレータ３０の互いに向かい合った面と平行な面における単位面積である１対向単位面積あたりに存在するリチウム塩量が、０．１４ｍｏｌ／ｍ２以上である。【選択図】図１

Description

本発明は、リチウムイオンキャパシタ、蓄電モジュール及びリチウムイオンキャパシタ製造方法に関する。

リチウムイオンキャパシタは、従来から携帯電話などの電気機器等の電源として使用されている。さらに、近年、リチウムイオンキャパシタは、ハイブリッド自動車、電気自動車及び建設機械などにおける高効率のエネルギー回生を目的として、高出力かつ高耐久性を有する蓄電デバイスとして使用が期待されている。

そのような中で、リチウムイオンキャパシタは、その更なる特性向上、例えばエネルギー密度の向上（高容量化）、出力密度の向上（高出力化）やサイクル特性の向上（サイクル寿命の向上）、高い安全性等が望まれている。

特に、ハイブリッド自動車、電気自動車及び建設機械の使用においては、効率的にエネルギーを回生するために高出力特性を有するリチウムイオンキャパシタが求められている。加えて、長期間充放電サイクルにおいても抵抗上昇が少なく性能の低下が少ないリチウムイオンキャパシタが求められている。

例えば、特許文献１には、負極活物質の面で格子間隔が１００〜５００ｎｍである易黒鉛化性炭素を用いることで、サイクル特性が向上することが開示されている。

特許文献２には、負極活物質である黒鉛の９０％体積累積径と１０％体積累積径との差を７．０μｍ以下にすることで、サイクル特性が向上することが開示されている。

特許文献３には、電解液にイオン液体を含有させることで正極上での溶媒の還元分解を抑制し、サイクル特性が向上することが開示されている。

特開２００９−１３００６６号公報 特開２００８−１０３５９６号公報 特開２０１２−１４２３４０号公報

しかしながら、リチウムイオンキャパシタにおける高負荷での充放電サイクルでは、速い電荷の移動に追従できないリチウムイオンが活物質中に蓄積してしまう場合がある。これにより、電解液中の塩濃度が低下してしまう。その結果、電気伝導度が低下し、抵抗上昇率が増加してしまうおそれがある。

上述の問題に鑑み、開示技術の実施形態の一例は、サイクル特性を向上させたリチウムイオンキャパシタ、蓄電モジュール及びリチウムイオンキャパシタ製造方法を提供することを目的とする。

開示技術の実施形態の一例に係るリチウムイオンキャパシタは、それぞれの面が対向するように積層された正極、負極及びセパレータ、並びに、リチウム塩を含む電解液が、外装体内に密閉されたリチウムイオンキャパシタであって、前記正極、前記負極及び前記セパレータの互いに向かい合った面と平行な面における単位面積である１対向単位面積あたりに存在するリチウム塩量が、０．１４ｍｏｌ／ｍ^２以上である。

開示技術の実施形態の一例によれば、サイクル特性を向上させたリチウムイオンキャパシタ、蓄電モジュール及びリチウムイオンキャパシタ製造方法を提供することができるという効果を奏する。

図１は、実施形態に係るリチウムイオンキャパシタの構造を説明するための模式図である。 図２は、電極積層体の模式図である。 図３は、リチウムイオンキャパシタの側面図である。 図４は、蓄電モジュールの斜視図である。 図５は、リチウムイオンキャパシタの加圧による変形を説明するための図である。 図６は、実施形態に係る蓄電モジュールの製造のフローチャートである。 図７は、計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）と抵抗上昇率及び時定数との関係を表した図である。

以下に、本願の開示するリチウムイオンキャパシタ、蓄電モジュール及びリチウムイオンキャパシタ製造方法の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態により本願の開示するリチウムイオンキャパシタ、蓄電モジュール及びリチウムイオンキャパシタ製造方法が限定されるものではない。

［実施形態］
（実施形態に係るリチウムイオンキャパシタの構成）
図１は、実施形態に係るリチウムイオンキャパシタの構造を説明するための模式図である。本実施形態に係るリチウムイオンキャパシタは、正極電極体１０、負極電極体２０及びセパレータ３０を有している。

（正極側の構成）
正極電極体１０は、正極集電体１１、正極アンカー層１２及び正極活物質層１３を有している。

正極集電体１１は、例えば、厚さ１５μｍのアルミニウム箔である。

（正極アンカー層の作製方法）
正極アンカー層１２は、正極集電対１１と正極活物質層１３との接着強度を高めるために設けられている。ただし、正極アンカー層１２を設けなくてもリチウムイオンキャパシタとして動作可能である。アンカー層が含有する導電性カーボンとしては、導電性を有する物質であればよい。導電性カーボンには、例えば、活性炭、難黒鉛性カーボンや、易黒鉛性カーボンといった炭素質材料を用いることができる。また、導電性カーボンには、例えば、ポリアセン系物質等のアモルファス材料及びケッチェンブラックやアセチレンブラックといったカーボンブラックなどを用いることもできる。さらに、導電性カーボンには、例えば、鱗片状黒鉛、グラフェン、カーボンナノチューブ、フラーレン、カーボンナノフォーン又は繊維状炭素質材料などを用いることができる。

正極アンカー層１２は、以下の手順で作製した。平均粒径５μｍのグラファイト１４．０ｇ、平均粒径４０ｎｍのカーボンブラック７．２ｇ、カルボキシメチルセルロース４．３ｇ、水７４．５ｇを混合して、スラリーを得た。

次いで、得られたスラリーを、正極集電体１１である厚さ１５μｍのアルミニウム箔の片面又は両面に塗布して乾燥させ、平均厚さ５μｍの正極アンカー層１２が付いたアンカー層付きアルミニウム箔を得た。

（正極電極体の作製方法）
正極電極体１０の正極活物質層１３に用いる正極活物質は、例えば活性炭が好ましい。そして、正極活物質は、高負荷での充放電サイクルにおける抵抗上昇を抑制する観点から、以下の３つの条件を満たすことが好ましい。

第１の条件として、ＢＪＨ法で算出されたメソ孔量が、０．１ｃｃ／ｇ以上、且つ０．８ｃｃ／ｇ未満であることが好ましい。すなわち、正極活物質のメソ孔量を「Ｖ１」とすると、０．１≦Ｖ１＜０．８を満たすことが好ましい。ここで、メソ孔量とは、直径が２ｎｍ以上で５０ｎｍ以下の細孔の量である。

第２の条件として、ＭＰ法で算出されたマイクロ孔量が、０．５ｃｃ／ｇ以上、且つ１．２ｃｃ／ｇ未満であることが好ましい。すなわち、正極活物質のマイクロ孔量を「Ｖ２」とすると、０．５≦Ｖ２＜１．２を満たすことが好ましい。ここで、マイクロ孔量とは、直径が２ｎｍ未満である細孔の量である。

第３の条件として、ＢＥＴ法で測定された比表面積が１５００ｍ^２／ｇ以上、且つ３０００ｍ^２／ｇ以下であることが好ましい。

そこで、正極電極体１０の作製手順の一例を以下に説明する。まず、破砕されたヤシ殻炭化物を、小型炭化炉において、窒素中、５００〔℃〕で３時間炭化処理する。処理後に得られた炭化物を賦活炉内へ投入する。さらに、１ｋｇ／ｈの水蒸気を予熱炉で加熱した状態で賦活炉内へ投入し、９００℃まで８時間かけて賦活炉内の温度を昇温した後に、炭化物を取り出す。その後、取り出した炭化物を窒素雰囲気下で冷却し、活性炭を得る。

得られた活性炭を、１０時間水洗浄した後に水切りする。その後、１１５℃に保持された電気乾燥機内で、活性炭を乾燥させた後に、ボールミルで１時間粉砕を行い、正極活物質である活性炭を得る。

ここで、レーザー回折式粒度分布測定装置を用いて上記手順で生成した正極活物質である活性炭の平均粒径を測定した。ここでは、レーザー回折式粒度分布測定装置として、「島津製作所社製のＳＡＬＤ−２０００Ｊ」を用いた。その結果、活性炭１の粒度は４．２μｍであった。

また、細孔分布測定装置で、窒素を吸着材として正極活物質である活性炭の細孔分布を測定した。ここでは、細孔分布測定装置として、ユアサアイオニクス社製の「ＡＵＴＯＳＯＲＢ−１ ＡＳ−１−ＭＰ」を用いた。また、正極活物質である活性炭について比表面積をＢＥＴ１点方により求めた。さらに、正極活物質である活性炭について、脱着側の等温線を用いて、メソ孔量はＢＪＨ法により求め、マイクロ孔量はＭＰ法によりそれぞれ求めた。

その結果、活性炭１のＢＥＴ比表面積は２３６０ｍ^２／ｇ、メソ孔量（Ｖ１）は０．５２ｃｃ／ｇであり、マイクロ孔量（Ｖ２）は０．８８ｃｃ／ｇであった。

これは、好適な正極活物質としての第１条件である０．１≦Ｖ１＜０．８を満たしている。また、好適な正極活物質としての第２条件である０．５≦Ｖ２＜１．２を満たしている。また、好適な正極活物質としての第３条件である比表面積が１５００ｍ^２／ｇ以上、且つ３０００ｍ^２／ｇ以下であることを満たしている。すなわち、ここで説明した手順で作製した正極活物質は、高負荷での充放電サイクルにおける抵抗上昇を抑制する物質として好ましい物質であるといえる。

活性炭１を８０．８質量部、ケッチェンブラックを６．２質量部、PolyVinylidene DiFluoride（ＰＶＤＦ：ポリフッ化ビニデリン）を１０質量部、PolyVinylPyrrolidone（ＰＶＰ：ポリビニルピロリドン）を３．０質量部及びN-MethylPyrrolidone（ＮＭＰ：Ｎ−メチルピロリドン）を混合してスラリーを得た。

次いで、得られたスラリーを片面又は両面アンカー層付きアルミニウム箔のアンカー層面に塗布し、乾燥させ、プレスして、正極活物質層１３の厚さが５５μｍの片面正極電極体及び両面正極集電体である正極電極体１０を得た。以下では、片面正極電極体である正極電極体１０を、「片面正極電極体１０Ａ」といい、両面正極電極体である正極電極体１０を、「両面正極電極体１０Ｂ」という。また、片面正極電極体１０Ａと両面正極電極体１０Ｂとを区別しない場合には、今まで通り正極電極体１０という。

（負極側の構成）
負極２０は、負極集電体２１、負極アンカー層２２及び負極活物質層２３を有している。

負極集電体２１は、例えば、厚さ２０μｍのエキスパンド銅箔である。

（負極アンカー層の作製方法）
負極アンカー層２２は、負極集電体２１と負極活物質層２３との接着強度を高めるために設けられている。ただし、負極アンカー層２２を設けなくてもリチウムイオンキャパシタとして動作可能である。負極アンカー層２２が含有する導電性カーボンとしては、正極アンカー層１２と同様に、導電性を有する物質であればよい。

負極アンカー層２２は、以下の手順で作製した。平均粒径５μｍのグラファイト１４．０ｇ、平均粒径４０ｎｍのカーボンブラック１２．５ｇ、カルボキシメチルセルロース５．４ｇ、及び水１２０ｇを混合して、スラリーを得た。

次いで、得られたスラリーを、負極集電体２１であるエキスパンド銅箔の両面に塗布して乾燥させ、平均厚さ５μｍの負極アンカー層２２が付いたアンカー層付き銅箔を得た。

（負極電極体の作製方法）
負極電極体２０の負極活物質層２３に用いる負極活物質は、例えばリチウムイオンを吸収及び放出可能な物質であることが好ましい。特に、負極活物質としては、グラファイト、難黒鉛化炭素材料（ハードカーボン）、又は活性炭の表面に炭素質材料を被着させた複合多孔質炭素材料が好ましい。そして、負極活物質は、高負荷での充放電サイクルにおける抵抗上昇を抑制する観点から、以下の２つの条件を満たすことが好ましい。

第１の条件として、ＢＪＨ法で算出されたメソ孔量が、０．０１ｃｃ／ｇ以上、且つ０．１０ｃｃ／ｇ未満であることが好ましい。すなわち、正極活物質のメソ孔量を「Ｖｍ１」とすると、０．０１≦Ｖｍ１＜０．１０を満たすことが好ましい。

第２の条件として、ＭＰ法で算出されたマイクロ孔量が、０．０１ｃｃ／ｇ以上、且つ０．３０ｃｃ／ｇ未満であることが好ましい。すなわち、正極活物質のマイクロ孔量を「Ｖｍ２」とすると、０．０１≦Ｖｍ２＜０．３０を満たすことが好ましい。

そこで、負極電極体１０の作製手順の一例を以下に説明する。まず始めに、比較対象として、処理前の市販のヤシ殻炭化物について説明する。市販のヤシ殻炭化物について細孔分布測定装置で、窒素を吸着剤として細孔分布を測定した。ここでは、細孔分布測定装置として、ユアサアイオニクス社製の「ＡＵＴＯＳＯＲＢ−１ ＡＳ−１−ＭＰ」を使用した。また、同じヤシ殻炭化物について比表面積をＢＥＴ１点方により求めた。さらに、同じヤシ殻炭化物について、脱着側の等温線を用いて、メソ孔量はＢＪＨ法により求め、マイクロ孔量はＭＰ法によりそれぞれ求めた。

その結果、市販のヤシ殻炭化物は、ＢＥＴ比評面積が１．７８０ｍ^２／ｇ、メソ孔量が０．１９８ｃｃ／ｇ、マイクロ孔量が０．６９５ｃｃ／ｇ、及び平均細孔径が２１．２Åであった。また、この場合、メソ孔量とマイクロ孔量の比は、０．２９であった。

この市販のヤシ殻炭化物１５０ｇをステンレススチールメッシュ製のかごに入れ、軟化点が５０℃の石炭系ピッチ２７０ｇを入れたステンレス製バットの上に載置し、電気炉内に設置して熱反応を行う。電気炉は、炉内有効寸法が３００ｍｍ×３００ｍｍ×３００ｍｍである。熱処理は窒素雰囲気下で、６００℃まで８時間かけて電気炉内を昇温し、同温度で４時間保持することによって行う。

次に、自然冷却により電気炉内を６０℃まで冷却する。その後、電気炉からヤシ殻炭化物を取り出し、負極活物質である複合多孔性材料を得た。

ここで、上記手順を用いて生成した複合多孔性材料を正極活物質である活性炭と同様に測定した。その結果、復号多孔性材料は、ＢＥＴ比表面積が２６２ｍ^２／ｇ、メソ孔量（Ｖｍ１）が０．１７９８ｃｃ／ｇ、及びマイクロ孔量（Ｖｍ２）が０．０８４３ｃｃ／ｇであった。

これは、好適な負極活物質としての第１条件である０．０１≦Ｖｍ１＜０．１０を満たしている。また、好適な負極活物質としての第２条件である０．０１≦Ｖｍ２＜０．３０を満たしている。すなわち、ここで説明した手順で作製した負極活物質は、高負荷での充放電サイクルにおける抵抗上昇を抑制する物質として好ましい物質であるといえる。

次に、複合多孔性材料を８３．４質量部、アセチレンブラックを８．３質量部、ＰＶＤＦを８．３質量部及びＮＭＰを混合してスラリーを得た。

次いで、得られたスラリーをアンカー層付きエキスパンド銅箔のアンカー層面に塗布し、乾燥させ、プレスして、負極活物質層２３の厚さが６０μｍの両面負極電極体である負極電極体２０を得た。

さらに、得られた両面負極電極体である負極電極体２０の片面に、複合多孔性材料の単位重量あたり７６０ｍＡｈ／ｇに相当するリチウム金属箔を貼り付けた。

（セパレータ）
セパレータ３０は、例えばセルロース等を材料としている。そして、セパレータ３０は、体積、密度及び材料の真密度は既知であり、例えばセパレータ２０の製造メーカからそれらの情報を取得することができる。

（電極積層体の作製）
図２は、電極積層体の模式図である。得られた正極電極体１０及び負極電極体２０を１００ｍｍ×１００ｍｍにカットする。そして、カットした両面正極電極体１０Ｂを１７枚とカットした負極電極体２０を１８枚とを交互に重ね、その両端部に片面正極電極体１０Ａを配置した。さらに、正極電極体１０と負極電極体２０との間に、それぞれセルロース製不織布セパレータであるセパレータ３０を積層する。すなわち、正極電極体１０、負極電極体２０及びセパレータ３０を、計３６枚積層する。

その後、正極電極体１０と負極電極体２０とに電極端子を接続して電極積層体を作製する。

（リチウムイオンキャパシタの組み立て）
図３は、リチウムイオンキャパシタの側面図である。作製した電極積層体をラミネートフィルムからなる外装体４０内に挿入し、外装体内にリチウム塩を含む非プロトン系有機溶媒を含む電解液（「非水系電解液」とも呼ばれる。）を注入した後、外装体４０を密閉し、非水系リチウム型蓄電素子の蓄電セルであるリチウムイオンキャパシタ１を作製する。

（蓄電モジュールの組み立て）
図４は、蓄電モジュールの斜視図である。蓄電モジュール１００は、例えば、複数のリチウムイオンキャパシタ１をまとめて接続して一つの電池としたものである。ここで、リチウムイオンキャパシタ１の接続方法は特に制限は無く、直列に接続してもよいし、並列に接続してもよい。

そして、蓄電モジュール１００は、複数のリチウムイオンキャパシタを固定するために、例えば、エンドプレート１０１でリチウムイオンキャパシタ１を挟む。この時、エンドプレート１０１がリチウムイオンキャパシタを挟み込む力により、図４に示す圧力Ｐがリチウムイオンキャパシタ１に加わる。圧力Ｐの加圧方向は、Ｙ方向である。

ここで、エンドプレート１０１によりリチウムイオンキャパシタ１を挟む方法、すなわち加圧の方法はリチウムイオンキャパシタ１を固定できればどのような方法でもよい。例えば、２枚のエンドプレート１０１の間をバネで接続して、そのバネの応力でリチウムイオンキャパシタ１を加圧してもよい。また、２枚のエンドプレートの間を接続する板を設けて、その板にネジ止めすることでリチウムイオンキャパシタ１を加圧してもよい。

圧力Ｐがリチウムイオンキャパシタ１に加わることで、図５に示すように、リチウムイオンキャパシタ１は圧縮される。図５は、リチウムイオンキャパシタの加圧による変形を説明するための図である。図５の上段は加圧前のリチウムイオンキャパシタ１を表している。また、図５の下段は加圧後のリチウムイオンキャパシタ１を表している。ここでは、加圧前のリチウムイオンキャパシタ１の厚みをＬ１とし、加圧後のリチウムイオンキャパシタの厚みをＬ２としている。この場合、リチウムイオンキャパシタ１の厚みの変化の割合であるセル厚変化率をＧとすると、Ｇ＝Ｌ２／Ｌ１と表される。このセル厚変化率（Ｇ）は、蓄電モジュール１００の組み立て時の加圧力によって変化する。

圧力Ｐは、蓄電モジュール１００の構成にしたがって、予め算出することができる。

（電解液の濃度の算定）
以下では、蓄電モジュールを組み立てた場合に各リチウムイオンキャパシタ１にかかる圧力により、加圧方向に対するリチウムイオンキャパシタ１の変形量から算出される空孔量変化率（以下、単に「空孔量変化率」という。）を「Ｃ」とする。また、正極電極体１０、負極電極体２０及びセパレータ３０の１対向単位面積あたりに存在する空孔量の合計値（以下、単に「空孔量」という。）を「Ａ〔Ｌ／ｍ^２〕」とする。ここで、１対向単位面積とは、正極電極体１０、負極電極体２０及びセパレータ３０のそれぞれ向かい合う面と平行な面における１つの単位面積を指す。言い変えれば、１対向単位面積とは、正極電極体１０、負極電極体２０及びセパレータ３０のそれぞれ向かい合う面により形成される直方体の空間の断面における単位面積１つ分の大きさといえる。さらに、電解液中のリチウム塩濃度を「Ｂ〔Ｌ／ｍ^２〕」とする。

そして、空孔量（Ａ）と電解液中のリチウム塩濃度（Ｂ）との積（Ａ×Ｂ）は、加圧しない場合の正極電極体１０、負極電極体２０及びセパレータ３０の１対向単位面積あたりに存在するリチウム塩量にあたる。以下では、正極電極体１０、負極電極体２０及びセパレータ３０の１対向単位面積あたりに存在するリチウム塩量を、単に「１対向単位面積あたりのリチウム塩量」という。さらに、圧力を加えた場合の、１対向単位面積あたりのリチウム塩量を「Ｉ」とすると、Ｉ＝Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）と表される。

ここで、高負荷での充放電サイクルでは、速い電荷の移動に追従できないリチウムイオンが正極活物質中及び負極活物質中に蓄積してしまう。そのため、電解液中の電気伝導度が低下し、リチウムイオンキャパシタ１の抵抗の上昇を招く。そこで、１対向単位面積あたりのリチウム塩量（Ｉ）を、十分大きな値に保つことで、電解液中のリチウム塩濃度が極端に低下することを防ぎ、充放電サイクルにおける抵抗上昇を抑えることができる。

一方、電解液中のリチウム塩濃度（Ｂ）を極端に高くする、セパレータ３０の厚みを大きくする、電極の嵩密度を低くすることなどによっても、１対向単位面積あたりのリチウム塩量（Ｉ）を大きくすることができる。しかし、電解液の電気伝導度の低下や、電解抵抗液の増加によって、初期の抵抗の指標である時定数が増大してしまう。すなわち、充放電サイクルを行う前から抵抗の大きいリチウムイオンキャパシタとなってしまう。

そこで、本実施例では、１対向単位面積あたりのリチウム塩量（Ｉ）の値を調整して好適な状態になるように、電解液中のリチウム塩濃度（Ｂ）の濃度を決定する。以下に、電解液中のリチウム塩濃度（Ｂ）の決定手順について説明する。

正極空孔量をＤとし、負極空孔量をＥとし、セパレータ空孔量をＦとすると。空孔量（Ａ）は、Ａ＝Ｄ＋Ｅ＋Ｆとして算出できる。

正極空孔量（Ｄ）は、正極活物質層１３の空孔量である正極活物質空孔量をＤ１とし、正極アンカー層１２の空孔量である正極アンカー層空孔量をＤ２とすると、Ｄ＝Ｄ１＋Ｄ２と表される。

正極活物質空孔量（Ｄ１）は、Ｄ１＝｛１−（正極活物質層１３の密度）／（正極活物質層１３の真密度加重平均値）｝×（正極活物質層１３の厚み）と表すことができる。

負極空孔量（Ｅ）は、負極活物質層２３の空孔量である負極活物質空孔量をＥ１とし、負極アンカー層２２の空孔量である負極アンカー層空孔量をＥ２とすると、Ｅ＝Ｅ１＋Ｅ２と表される。

負極活物質空孔量（Ｅ１）は、Ｅ１＝｛１−（負極活物質層２３の密度）／（負極活物質層２３の真密度加重平均値）｝×（負極活物質層１３の厚み）と表すことができる。

ここで、正極活物質層１３及び負極活物質層２３の真密度加重平均値は、それらを構成する要素の真密度の加重平均値として加算可能である。例えば、正極活物質層１３について説明する。正極活物質層１３に含まれる活物質、導電材、バインダー、増粘剤、その他添加剤などの構成要素のそれぞれに対し、電極中の構成比率と材料の真密度との積を算出し、それらを加算することで、正極活物質層１３の真密度加重平均値は算出可能である。これは、負極活物質層２３についても同様である。

また、正極活物質層１３及び負極活物質層２３の厚みとは、加圧前の厚みである。

また、正極アンカー層孔空量（Ｄ２）及び負極アンカー層孔空量（Ｅ２）も、同様に算出することができる。

これらにより、正極孔空量（Ｄ）及び負極孔空量（Ｅ）を算出することができる。

さらに、セパレータ空孔量（Ｆ）は、Ｆ＝｛１−（セパレータ３０の密度）／（セパレータ３０の真密度）｝×（セパレータ３０の厚み）と表すことができる。ここで、セパレータ３０の厚みとは加圧前の厚みである。

そして、上述したように、セパレータ３０は、体積、密度及び材料の真密度は既知である。そこで、既知の値を用いることでセパレータ空孔量（Ｆ）も算出できる。

このように、正極空孔量（Ｄ）、負極空孔量（Ｅ）、セパレータ空孔量（Ｆ）は、正極電極体１０、負極電極体２０及びセパレータ３０の材料及びサイズが決定すれば求まるものである。作製するリチウムイオンキャパシタ１の容量に応じて、正極電極体１０、不況電極体２０及びセパレータ３０の材料及びサイズを設計することができる。したがって、空孔量（Ａ）は、作製しようとするリチウムイオンキャパシタ１の容量及び抵抗などの仕様を決定した段階で求めることができる。

リチウムキャパシタ１を加圧して電池モジュール１００を作製する場合、加圧の程度に応じてリチウムイオンキャパシタ１が圧縮されるため、正極電極体１０、負極電極体２０及びセパレータ３０に保持される電解液が外装体４０内の余剰部へと押し出される。これにより、１対向単位面積あたりのリチウム塩量（Ｉ）が減少する。

そこで、加圧による１対向単位面積あたりのリチウム塩量（Ｉ）の変化を求めるために、加圧された場合の空孔量変化率を求める。ここで、空孔量変化率をＣとする。空孔量変化率（Ｃ）は、空孔量（Ａ）、セル厚み変化率（Ｇ）及び加圧前のリチウムイオンキャパシタ１の厚み（Ｌ１）から、Ｃ＝Ｇ×Ｌ１／Ａと表すことができる。

上述したように、作製する蓄電モジュール１００の構成が決まれば、リチウムイオンキャパシタ１への加圧力は決定できる。したがって、リチウムイオンキャパシタ１の加圧後の厚み（Ｌ２）も算出することができる。したがって、空孔量変化率（Ｃ）は、作製しようとする蓄電モジュール１００の構成を決定した段階で求めることができる。

ここで、１対向単位面積あたりのリチウム塩量（Ｉ）が、０．１４ｍｏｌ／ｍ^２以上であれば、高負荷での充放電サイクルにおいて、長期間充放電サイクルを実施しても抵抗上昇率を４．０×１０^−６／ｃｙ以下に抑える事ができる。抵抗上昇率が４．０×１０^−６／ｃｙ以下であれば、長期間充放電サイクルを実施後のリチウムイオンキャパシタ１の性能は良好に維持できているといえる。そこで、１対向単位面積あたりのリチウム塩量（Ｉ）が、常に０．１４ｍｏｌ／ｍ^２以上であることが好ましい。

また、１対向単位面積あたりのリチウム塩量（Ｉ）が、０．２０ｍｏｌ／ｍ^２以下であれば、リチウムイオンキャパシタ１の時定数を２．６ｓｅｃ以下に抑える事ができる。時定数が２．６ｓｅｃ以下であれば、リチウムイオンキャパシタ１の使用前の状態の性能は、良好といえる。そこで、１対向単位面積あたりのリチウム塩量（Ｉ）が、常に０．２０ｍｏｌ／ｍ^２以下であることが好ましい。

このように、１対向単位面積あたりのリチウム塩量（Ｉ）は、０．１４ｍｏｌ／ｍ^２以上、且つ０．２０ｍｏｌ／ｍ^２以下となることが好ましい。１対向単位面積あたりのイオン量（Ｉ）がこの範囲に収まることで、充放電サイクルにおける抵抗上昇を抑える事ができ、且つ時定数の上昇も抑える事ができる。すなわち、１対向単位面積あたりのリチウム塩量（Ｉ）は、０．１４≦Ｉ≦０．２０を満たすことが好ましい。

ここで、１対向単位面積あたりのリチウム塩量（Ｉ）は、上述したように、空孔量（Ａ）、電解液中のリチウム塩濃度（Ｂ）及び空孔量変化率（Ｃ）から、Ｉ＝Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）と表される。

また、上述したように、空孔量（Ａ）及び空孔量変化率（Ｃ）は、作製するリチウムイオン１の仕様及び蓄電モジュール１００の構成が決まれば、求めることができる。

さらに、電解液中のリチウム塩濃度（Ｂ）は、リチウムイオンキャパシタの内部抵抗の観点から、１．０ｍｏｌ／Ｌ以上、且つ１．７ｍｏｌ／Ｌ未満であることが好ましい。

そこで、リチウム塩濃度（Ｂ）は、１．０ｍｏｌ／Ｌ以上、且つ１．７ｍｏｌ／Ｌ未満であり、さらに、予め算出した空孔量（Ａ）及び空孔量変化率（Ｃ）に対して、１対向単位面積あたりのリチウム塩量（Ｉ）が０．１４≦Ｉ≦０．２０を満たす値とすることが好ましい。

電解液の電解質としては、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＢＦ_４又はＬｉＣｌＯ_４などのリチウム塩を使用することが好ましい。非プロトン製有機溶媒には、エチルメチルカーボネート、ジメチルカーボネートもしくはジエチルカーボネートのような鎖状炭酸エステル、又は、エチレンカーボネートもしくはプロピレンカーボネートのような環状炭酸エステルからなる単一溶媒又は混合溶媒を用いることができる。

（蓄電モジュールの製造のフロー）
次に、図６を参照して、本実施形態に係る蓄電モジュール１の製造の流れについて説明する。図６は、実施形態に係る蓄電モジュールの製造のフローチャートである。

容量及び抵抗を含む作製するリチウムイオンキャパシタ１の仕様を決定し、決定した仕様にしたがって正極電極体１０、負極電極体２０及びセパレータ３０の材料及びサイズを決定する（ステップＳ１）。

そして、決定した正極電極体１０、負極電極体２０及びセパレータ３０の材料及びサイズにしたがって空孔量（Ａ）を求める（ステップＳ２）。

リチウムイオンキャパシタ１を備えた蓄電モジュール１００の構成を決定し、リチウムイオンキャパシタ１にかかる圧力Ｐを求める。圧力Ｐを用いて、リチウムイオンキャパシタ１の加圧後の厚み（Ｌ２）を求める。そして、空孔量（Ａ）、加圧前の厚み（Ｌ１）及び加圧後の厚み（Ｌ２）から、空孔量変化率（Ｃ）を求める（ステップＳ３）。

そして、求めた空孔量（Ａ）及び空孔量変化率（Ｃ）から、１対向単位面積あたりのリチウム塩量（Ｉ＝Ａ×Ｂ×（１−Ｃ））が０．１４≦Ｉ≦０．２０を満たす値になるように、リチウム塩濃度（Ｂ）を決定する（ステップＳ４）。

決定した材料及びサイズを基に、正極電極体１０及び負極電極体２０を作製する（ステップＳ５）。

作製した、正極電極体１０、セパレータ３０及び負極電極体２０を交互に重ね合わせて、電極製層体を作製する（ステップＳ６）。

電極積層体を外装体４０の中に配置し、求めたリチウム塩濃度（Ｂ）の電解液を注入し、外装体４０を密閉してリチウムイオンキャパシタ１を作製する（ステップＳ７）。

その後、作製したリチウムイオンキャパシタ１を用いて、決定した構成にしたがい蓄電モジュール１００を組み立てる（ステップＳ８）。これにより、１対向単位面積あたりのリチウム塩量（Ｉ）が０．１４≦Ｉ≦０．２０を満たす値になる。

以上に説明したように、本実施形態に係るリチウムイオンキャパシタは、１対向単位面積あたりのリチウム塩量（Ｉ）が０．１４≦Ｉ≦０．２０を満たすように作製されている。

また、以上では、集電体と活物質層との接着強度を高めるため、アンカー層を用いたが、アンカー層を配置しなくても１対向単位面積あたりのリチウム塩量（Ｉ）が０．１４≦Ｉ≦０．２０を満たしていれば、同じ効果を有するリチウムイオンキャパシタを作製できる。

アンカー層が無い場合、正極空孔量（Ｄ）は、正極活物質層空孔量（Ｄ２）と等しくなる。また、負極空孔量（Ｅ）は、正極活物質層空孔量（Ｅ２）と等しくなる。すなわち、アンカー層が無い場合、正極空孔量（Ｄ）＝正極活物質層空孔量（Ｄ２）、及び負極空孔量（Ｅ）＝正極活物質層空孔量（Ｅ２）を用いて、１対向単位面積あたりのリチウム塩量（Ｉ）が求められる。

（実施例）
以下、以上で説明した手順を用いて作製したリチウムイオンキャパシタ１の実施例及び比較例との比較結果について説明する。

充放電サイクル試験の条件として、リチウムイオンキャパシタ１の電圧を２．６Ｖに調整し、正極面積あたりの充電量及び放電量を７５０Ｊ／ｍ^２（具体的には、２５０ｋＷ／ｍ^２で３秒間の充電及び放電を実行）、デューティを０．３とした。そして、槽内温度２５℃の恒温槽内で、充電及び放電を繰り返す充放電サイクル試験を行った。

（抵抗上昇率［１０^−６／ｃｙ］）
充放電サイクル試験中、５０サイクル毎にJapan Electronics and Information Technology Industries Association（ＪＥＩＴＡ）規格（ＲＣ−２４６２ 電気電子機器用リチウムイオンキャパシタの電気的特性の試験方法）に基づいて、リチウムイオンキャパシタ１の内部抵抗を測定した。サイクル開始前の抵抗値を基準とし、サイクル数に対して抵抗変化率の直線近似を行い、１サイクルあたりの変化率を抵抗上昇率［１０^−６／ｃｙ］とした。

（時定数［ｓｅｃ］）
ＪＥＩＴＡ規格（ＲＣ−２４６２ 電気電子機器用リチウムイオンキャパシタの電気的特性の試験方法）に基づいて、リチウムイオンキャパシタ１の静電容量［Ｆ］及び内部抵抗［Ω］を測定し、静電容量と内部抵抗の積を時定数［ｓｅｃ］とした。

（加圧力［Ｐａ］）
リチウムイオンキャパシタ１を加圧する際、加圧冶具による加重［Ｎ］を、加圧冶具と接触している部分の面積、つまり比加圧部分の面積［ｍ^２］で除した値を加圧力［Ｐａ］とした。

上述したように、加圧後のリチウム塩量（Ｉ）の値である計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）が、０．１４ｍｏｌ／ｍ^２以上であれば、高負荷での充放電サイクルにおいて、長期間充放電サイクルを実施しても抵抗上昇率を４．０×１０^−６／ｃｙ以下に抑える事ができる。そこで、計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）を、０．１４ｍｏｌ／ｍ^２以上にすることが好ましい。

また、計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）が、０．２０ｍｏｌ／ｍ^２以下であれば、リチウムイオンキャパシタ１の時定数を２．６ｓｅｃ以下に抑える事ができる。そこで、計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）を、０．２０ｍｏｌ／ｍ^２以下にすることが好ましい。

各実施例及び比較例において、計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）、抵抗上昇率及び時定数を求めた結果を表１に示す。

（実施例１）
電解液として、ＬｉＰＦ６が１．２ｍｏｌ／Ｌのエチルメチルカーボネートとエチレンカーボネートとの体積比が４：１である混合溶媒を用い、加圧力を１０ｋＰａとした。セパレータ３０として、密度が０．４０ｇ／ｃｍ^３、厚みが６０μｍのセルロース系のセパレータを用いた。リチウムイオンキャパシタ１の作製に用いた正極電極体１０、負極電極体２０及びセパレータ３０の空孔量は表１に示す通りとした。この場合、計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）は、０．１５４ｍｏｌ／ｍ^２である。また、抵抗上昇率は、２．２×１０^−６／ｃｙである。また、時定数は２．０ｓｅｃである。

このように、実施例１の計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）は、０．１４ｍｏｌ／ｍ^２以上、且つ０．２０ｍｏｌ／ｍ^２以下に収まっている。そして、実施例１では、時定数が２．６ｓｅｃ以下に抑えられ、且つ、長期間充放電サイクルを実施しても抵抗上昇率が４．０×１０^−６／ｃｙ以下に抑えられている。すなわち、実施例１のリチウムイオンキャパシタ１は、使用前の良好な性能を長期間充放電サイクル後にも維持できているといえる。

（実施例２）
実施例２では、加圧力を３０ｋＰａとした以外は、実施例１と同様の条件とした。この場合、計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）は、０．１５０ｍｏｌ／ｍ^２である。また、抵抗上昇率は、２．５×１０^−６／ｃｙである。また、時定数は２．０ｓｅｃである。

このように、加圧力を増加させても、実施例２の計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）は、０．１４ｍｏｌ／ｍ^２以上、且つ０．２０ｍｏｌ／ｍ^２以下に収まっている。そして、実施例２では、時定数が２．６ｓｅｃ以下に抑えられ、且つ、長期間充放電サイクルを実施しても抵抗上昇率が４．０×１０^−６／ｃｙ以下に抑えられている。すなわち、実施例２のリチウムイオンキャパシタ１は、使用前の良好な性能を長期間充放電サイクル後にも維持できているといえる。

（実施例３）
実施例３では、加圧力を５０ｋＰａとした以外は、実施例１と同様の条件とした。この場合、計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）は、０．１４６ｍｏｌ／ｍ^２である。また、抵抗上昇率は、２．３×１０^−６／ｃｙである。また、時定数は２．０ｓｅｃである。

このように、実施例２よりもさらに加圧力を上げても、実施例３の計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）は、０．１４ｍｏｌ／ｍ^２以上、且つ０．２０ｍｏｌ／ｍ^２以下に収まっている。そして、実施例３では、時定数が２．６ｓｅｃ以下に抑えられ、且つ、長期間充放電サイクルを実施しても抵抗上昇率が４．０×１０^−６／ｃｙ以下に抑えられている。すなわち、実施例３のリチウムイオンキャパシタ１は、使用前の良好な性能を長期間充放電サイクル後にも維持できているといえる。

（比較例１）
比較例１では、加圧力を１００ｋＰａとした以外は、実施例１と同様の条件とした。この場合、計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）は、０．１３５ｍｏｌ／ｍ^２である。また、抵抗上昇率は、４．９×１０^−６／ｃｙである。また、時定数は２．０ｓｅｃである。

このように、比較例１の計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）は、０．１４ｍｏｌ／ｍ^２未満になってしまっている。これは、実施例１と比較して加圧力が高すぎるためである。そして、比較例１では、時定数は２．６ｓｅｃ以下に抑えられているが、長期間充放電サイクルを実施した場合、抵抗上昇率が４．０×１０^−６／ｃｙを超えてしまっている。このように、計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）が０．１４ｍｏｌ／ｍ^２未満となる場合、長期間充放電サイクルを実施すると、リチウムイオンキャパシタ１の性能が大幅に低下することが分かる。

（実施例４）
実施例４では、負極アンカー層２２を設けていないこと以外は、実施例２と同様の条件とした。この場合、計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）は、０．１４０ｍｏｌ／ｍ^２である。また、抵抗上昇率は、３．４×１０^−６／ｃｙである。また、時定数は２．０ｓｅｃである。

このように、負極アンカー層２２を設けなくても、実施例４の計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）は、０．１４ｍｏｌ／ｍ^２以上、且つ０．２０ｍｏｌ／ｍ^２以下に収まっている。そして、実施例４では、時定数が２．６ｓｅｃ以下に抑えられ、且つ、長期間充放電サイクルを実施しても抵抗上昇率が４．０×１０^−６／ｃｙ以下に抑えられている。すなわち、実施例４のリチウムイオンキャパシタ１は、使用前の良好な性能を長期間充放電サイクル後にも維持できているといえる。

（実施例５）
実施例５では、電解液としてＬｉＰＦ_６が１．５ｍｏｌ／Ｌのエチルメチルカーボネートとエチレンカーボネートとの体積比が２：１である混合溶媒を用いた。また、セパレータ３０の密度を０．４５ｇ／ｃｍ^３とし、セパレータ３０の厚みを３５μｍとした。それ以外は、実施例２と同様の条件とした。この場合、計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）は、０．１４９ｍｏｌ／ｍ^２である。また、抵抗上昇率は、１．７×１０^−６／ｃｙである。また、時定数は１．７ｓｅｃである。

このように、セパレータが有する空孔量を下げても、リチウム塩濃度を上げることにより、実施例５の計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）は、０．１４ｍｏｌ／ｍ^２以上、且つ０．２０ｍｏｌ／ｍ^２以下に収まっている。そして、実施例５では、時定数が２．６ｓｅｃ以下に抑えられ、且つ、長期間充放電サイクルを実施しても抵抗上昇率が４．０×１０^−６／ｃｙ以下に抑えられている。すなわち、実施例５のリチウムイオンキャパシタ１は、使用前の良好な性能を長期間充放電サイクル後にも維持できているといえる。

（実施例６）
実施例６では、電解液としてＬｉＰＦ_６が１．７ｍｏｌ／Ｌのエチルメチルカーボネートとエチレンカーボネートとの体積比が２：１である混合溶媒を用いた以外は、実施例５と同様の条件とした。この場合、計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）は、０．１６９ｍｏｌ／ｍ^２である。また、抵抗上昇率は、１．８×１０^−６／ｃｙである。また、時定数は１．８ｓｅｃである。

このように、電解液のリチウム塩濃度を実施例５よりさらに上げても、実施例６の計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）は、０．１４ｍｏｌ／ｍ^２以上、且つ０．２０ｍｏｌ／ｍ^２以下に収まっている。そして、実施例６では、時定数が２．６ｓｅｃ以下に抑えられ、且つ、長期間充放電サイクルを実施しても抵抗上昇率が４．０×１０^−６／ｃｙ以下に抑えられている。すなわち、実施例６のリチウムイオンキャパシタ１は、使用前の良好な性能を長期間充放電サイクル後にも維持できているといえる。

（比較例２）
比較例２では、電解液としてＬｉＰＦ_６が１．２ｍｏｌ／Ｌのエチルメチルカーボネートとエチレンカーボネートとの体積比が２：１である混合溶媒を用いた以外は、実施例５と同様の条件とした。この場合、計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）は、０．１１９ｍｏｌ／ｍ^２である。また、抵抗上昇率は、１０．７×１０^−６／ｃｙである。また、時定数は１．６ｓｅｃである。

このように、比較例２の計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）は、０．１４〔ｍｏｌ／ｍ^２〕未満になってしまっている。これは、実施例５と比較して電解液のリチウム塩濃度が低すぎるためである。そして、比較例２では、時定数は２．６ｓｅｃ以下に抑えられているが、長期間充放電サイクルを実施した場合、抵抗上昇率が４．０×１０^−６／ｃｙを超えてしまっている。このように、電解液のリチウム塩濃度が低く、計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）が０．１４ｍｏｌ／ｍ^２未満となる場合、長期間充放電サイクルを実施すると、リチウムイオンキャパシタ１の性能が大幅に低下することが分かる。

（比較例３）
比較例３では、負極アンカー層２２を設けた以外は、比較例２と同様の条件とした。この場合、計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）は、０．１３０ｍｏｌ／ｍ^２である。また、抵抗上昇率は、７．９×１０^−６／ｃｙである。また、時定数は１．６ｓｅｃである。

このように、比較例３の計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）は、０．１４ｍｏｌ／ｍ^２未満になってしまっている。これは、実施例５と比較して電解液のリチウム塩濃度が低すぎるためである。そして、比較例３では、時定数は２．６ｓｅｃ以下に抑えられているが、長期間充放電サイクルを実施した場合、抵抗上昇率が４．０×１０^−６／ｃｙを超えてしまっている。このように、負極アンカー層を設けて空孔量を多くしても、計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）が０．１４ｍｏｌ／ｍ^２未満となる場合、長期間充放電サイクルを実施すると、リチウムイオンキャパシタ１の性能が大幅に低下することが分かる。

（実施例７）
実施例７では、正極活物質として、メソ孔量（Ｖ１）が０．１６ｃｃ／ｇであり、マイクロ孔量（Ｖ２）が１．０１ｃｃ／ｇである活性炭を用いた。また、電解液としてＬｉＰＦ_６が１．５ｍｏｌ／Ｌのエチルメチルカーボネートとエチレンカーボネートとの体積比が２：１である混合溶媒を用いた。また、セパレータ３０として、密度が０．４０ｇ／ｃｍ^３であり厚みが６０μｍのセパレータを用いた。それ以外は、実施例２と同様の条件とした。この場合、計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）は、０．１６８ｍｏｌ／ｍ^２である。また、抵抗上昇率は、２．７×１０^−６／ｃｙである。また、時定数は２．２ｓｅｃである。

このように、実施例７のように正極活物質を変更しても、電解液のリチウム塩濃度を上げ、さらに、厚みを増やすことで、計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）は、０．１４ｍｏｌ／ｍ^２以上、且つ０．２０ｍｏｌ／ｍ^２以下に収まっている。これにより、実施例７では、時定数が２．６ｓｅｃ以下に抑えられ、且つ、長期間充放電サイクルを実施しても抵抗上昇率が４．０×１０^−６／ｃｙ以下に抑えられている。すなわち、実施例７のリチウムイオンキャパシタ１は、使用前の良好な性能を長期間充放電サイクル後にも維持できているといえる。

（比較例４）
比較例４では、電解液としてＬｉＰＦ_６が１．２ｍｏｌ／Ｌのエチルメチルカーボネートとエチレンカーボネートとの体積比が２：１である混合溶媒を用いた以外は、実施例７と同様の条件とした。この場合、計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）は、０．１３４ｍｏｌ／ｍ^２である。また、抵抗上昇率は、８．７×１０^−６／ｃｙである。また、時定数は２．０ｓｅｃである。

このように、比較例４の計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）は、０．１４ｍｏｌ／ｍ^２未満になってしまっている。これは、実施例７と比較して電解液のリチウム塩濃度が低すぎるためである。そして、比較例４では、時定数は２．６ｓｅｃ以下に抑えられているが、長期間充放電サイクルを実施した場合、抵抗上昇率が４．０×１０^−６／ｃｙを超えてしまっている。このように、電解液のリチウム塩濃度が低く、計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）が０．１４ｍｏｌ／ｍ^２未満となる場合、長期間充放電サイクルを実施すると、リチウムイオンキャパシタ１の性能が大幅に低下することが分かる。

（比較例５）
比較例５では、正極活物質層１３にメソ孔量（Ｖ１）が０．１９ｃｃ／ｇであり、マイクロ孔量（Ｖ２）が０．９５ｃｃ／ｇである活性炭を用いた以外は、比較例４と同様の条件とした。この場合、計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）は、０．１３２ｍｏｌ／ｍ^２である。また、抵抗上昇率は、８．８×１０^−６／ｃｙである。また、時定数は２．３ｓｅｃである。

このように、比較例５の計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）は、０．１４ｍｏｌ／ｍ^２未満になってしまっている。これは、空孔量が少ないためである。そして、比較例５では、時定数は２．６ｓｅｃ以下に抑えられているが、長期間充放電サイクルを実施した場合、抵抗上昇率が４．０×１０^−６／ｃｙを超えてしまっている。このように、空孔量が少ないため、計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）が０．１４ｍｏｌ／ｍ^２未満となる場合、長期間充放電サイクルを実施すると、リチウムイオンキャパシタ１の性能が大幅に低下することが分かる。

（比較例６）
比較例６では、正極活物質層１３にメソ孔量（Ｖ１）が０．１２ｃｃ／ｇであり、マイクロ孔量（Ｖ２）が１．０１ｃｃ／ｇである活性炭を用いた以外は、比較例４と同様の条件とした。この場合、計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）は、０．１３３〔ｍｏｌ／ｍ^２〕である。また、抵抗上昇率は、１０．６×１０^−６／ｃｙである。また、時定数は２．２ｓｅｃである。

このように、比較例６の計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）は、０．１４ｍｏｌ／ｍ^２未満になってしまっている。これは、空孔量が少ないためである。そして、比較例６では、時定数は２．６ｓｅｃ以下に抑えられているが、長期間充放電サイクルを実施した場合、抵抗上昇率が４．０×１０^−６／ｃｙを超えてしまっている。このように、空孔量が少ないため、計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）が０．１４ｍｏｌ／ｍ^２未満となる場合、長期間充放電サイクルを実施すると、リチウムイオンキャパシタ１の性能が大幅に低下することが分かる。

（実施例８）
実施例８では、電解液としてＬｉＰＦ_６が１．５ｍｏｌ／Ｌのエチルメチルカーボネートとエチレンカーボネートとの体積比が２：１である混合溶媒を用いた以外は、実施例１と同様の条件とした。この場合、計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）は、０．１９３ｍｏｌ／ｍ^２である。また、抵抗上昇率は、１．８×１０^−６／ｃｙである。また、時定数は２．３ｓｅｃである。

電解液のリチウム塩濃度を上げても、実施例８では、計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）が０．１４ｍｏｌ／ｍ^２以上、且つ０．２０ｍｏｌ／ｍ^２以下に収まっている。これにより、実施例８では、時定数が２．６ｓｅｃ以下に抑えられ、且つ、長期間充放電サイクルを実施しても抵抗上昇率が４．０×１０^−６／ｃｙ以下に抑えられている。すなわち、実施例８のリチウムイオンキャパシタ１は、使用前の良好な性能を長期間充放電サイクル後にも維持できているといえる。

（実施例９）
実施例９では、加圧力を３０ｋＰａとした以外は、実施例８と同様の条件とした。この場合、計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）は、０．１８７ｍｏｌ／ｍ^２である。また、抵抗上昇率は、１．９×１０^−６／ｃｙである。また、時定数は２．３ｓｅｃである。

電解液の加圧力を上げても、実施例９では、計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）が０．１４ｍｏｌ／ｍ^２以上、且つ０．２０ｍｏｌ／ｍ^２以下に収まっている。これにより、実施例９では、時定数が２．６ｓｅｃ以下に抑えられ、且つ、長期間充放電サイクルを実施しても抵抗上昇率が４．０×１０^−６／ｃｙ以下に抑えられている。すなわち、実施例７のリチウムイオンキャパシタ１は、使用前の良好な性能を長期間充放電サイクル後にも維持できているといえる。

（実施例１０）
実施例１０では、電解液としてＬｉＰＦ_６が１．５ｍｏｌ／Ｌのエチルメチルカーボネートとエチレンカーボネートとの体積比が２：１である混合溶媒を用い、加圧力を０ｋＰａとした以外は、実施例１と同様の条件とした。この場合、計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）は、０．１４３ｍｏｌ／ｍ^２である。また、抵抗上昇率は、２．５×１０^−６／ｃｙである。また、時定数は２．１ｓｅｃである。

電解液のリチウム塩濃度を上げ、且つ加圧力を弱めても、実施例１０では、計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）が０．１４ｍｏｌ／ｍ^２以上、且つ０．２０ｍｏｌ／ｍ^２以下に収まっている。これにより、実施例１０では、時定数が２．６ｓｅｃ以下に抑えられ、且つ、長期間充放電サイクルを実施しても抵抗上昇率が４．０×１０^−６／ｃｙ以下に抑えられている。すなわち、実施例７のリチウムイオンキャパシタ１は、使用前の良好な性能を長期間充放電サイクル後にも維持できているといえる。

（実施例１１）
実施例１１では、電解液としてＬｉＰＦ_６が１．３ｍｏｌ／Ｌのエチルメチルカーボネートとエチレンカーボネートとの体積比が２：１である混合溶媒を用いた以外は、実施例１０と同様の条件とした。この場合、計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）は、０．１６９ｍｏｌ／ｍ^２である。また、抵抗上昇率は、１．６×１０^−６／ｃｙである。また、時定数は２．１ｓｅｃである。

電解液のリチウム塩濃度を実施例１０よりさらに上げているが、実施例１１では、計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）が０．１４ｍｏｌ／ｍ^２以上、且つ０．２０ｍｏｌ／ｍ^２以下に収まっている。これにより、実施例１１では、時定数が２．６ｓｅｃ以下に抑えられ、且つ、長期間充放電サイクルを実施しても抵抗上昇率が４．０×１０^−６／ｃｙ以下に抑えられている。すなわち、実施例７のリチウムイオンキャパシタ１は、使用前の良好な性能を長期間充放電サイクル後にも維持できているといえる。

（実施例１２）
実施例１２では、電解液としてＬｉＰＦ_６の１．５ｍｏｌ／Ｌのエチルメチルカーボネートとエチレンカーボネートとの体積比が２：１である混合溶媒を用いた以外は、実施例１０と同様の条件とした。この場合、計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）は、０．１９５ｍｏｌ／ｍ^２である。また、抵抗上昇率は、１．２×１０^−６／ｃｙである。また、時定数は２．３ｓｅｃである。

電解液のリチウム塩濃度を実施例１１よりさらに上げているが、実施例１２では、計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）が０．１４ｍｏｌ／ｍ^２以上、且つ０．２０ｍｏｌ／ｍ^２以下に収まっている。これにより、実施例１２では、時定数が２．６ｓｅｃ以下に抑えられ、且つ、長期間充放電サイクルを実施しても抵抗上昇率が４．０×１０^−６／ｃｙ以下に抑えられている。すなわち、実施例７のリチウムイオンキャパシタ１は、使用前の良好な性能を長期間充放電サイクル後にも維持できているといえる。

（比較例７）
比較例７では、電解液としてＬｉＰＦ_６が１．０ｍｏｌ／Ｌのエチルメチルカーボネートとエチレンカーボネートとの体積比が２：１である混合溶媒を用いた以外は、実施例１０と同様の条件とした。この場合、計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）は、０．１３０ｍｏｌ／ｍ^２である。また、抵抗上昇率は、６．２×１０^−６／ｃｙである。また、時定数は２．２ｓｅｃである。

このように、比較例７の計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）は、０．１４ｍｏｌ／ｍ^２未満になってしまっている。これは、実施例１０と比較して、電解液のリチウム塩濃度を低くしすぎたためである。そして、比較例７では、時定数は２．６ｓｅｃ以下に抑えられているが、長期間充放電サイクルを実施した場合、抵抗上昇率が４．０×１０^−６／ｃｙを超えてしまっている。このように、電解液のリチウム塩濃度が低いため、計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）が０．１４ｍｏｌ／ｍ^２未満となる場合、長期間充放電サイクルを実施すると、リチウムイオンキャパシタ１の性能が大幅に低下することが分かる。

（比較例８）
比較例８では、電解液としてＬｉＰＦ_６が１．７ｍｏｌ／Ｌのエチルメチルカーボネートとエチレンカーボネートとの体積比が２：１である混合溶媒を用いた以外は、実施例１０と同様の条件とした。この場合、計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）は、０．２２１ｍｏｌ／ｍ^２である。また、抵抗上昇率は、１．４×１０^−６／ｃｙである。また、時定数は２．８ｓｅｃである。

このように、比較例７の計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）は、０．２０ｍｏｌ／ｍ^２を超えてしまっている。これは、実施例１０と比較して電解液のリチウム塩濃度を高くしすぎたためである。そして、比較例８では、長期間充放電サイクルを実施した場合、抵抗上昇率は４．０×１０^−６／ｃｙ以下に抑えられているが、時定数は２．６ｓｅｃを超えてしまっている。このように、電解液のリチウム塩濃度が高いため、計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）が０．２０ｍｏｌ／ｍ^２より大きくなる場合、使用前の状態でリチウムイオンキャパシタ１の性能が悪いことが分かる。

（比較例９）
比較例９では、加圧力を３０ｋＰａとした以外は、比較例８と同様の条件とした。この場合、計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）は、０．２１２ｍｏｌ／ｍ^２である。また、抵抗上昇率は、１．６×１０^−６／ｃｙである。また、時定数は２．８ｓｅｃである。

このように、比較例９の計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）は、０．２０ｍｏｌ／ｍ^２より大きくなってしまっている。これは、実施例１０と比較して電解液のリチウム塩濃度が高すぎるため、加圧力を高くしてもリチウム塩の量が減らないからである。そして、比較例９では、長期間充放電サイクルを実施した場合、抵抗上昇率は４．０×１０^−６／ｃｙ以下に抑えられているが、時定数は２．６ｓｅｃを超えてしまっている。このように、電解液のリチウム塩濃度が高いため、計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）が０．２０ｍｏｌ／ｍ^２より大きくなる場合、使用前の状態でリチウムイオンキャパシタ１の性能が悪いことが分かる。

（比較例１０）
比較例１０では、電解液としてＬｉＰＦ_６が２．０ｍｏｌ／Ｌのエチルメチルカーボネートとエチレンカーボネートとの体積比が２：１である混合溶媒を用いた以外は、比較例８と同様の条件とした。この場合、計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）は、０．２６０ｍｏｌ／ｍ^２である。また、抵抗上昇率は、１．８×１０^−６／ｃｙである。また、時定数は３．３ｓｅｃである。

このように、比較例１０の計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）は、０．２０ｍｏｌ／ｍ^２より大きくなってしまっている。これは、実施例１０と比較して電解液のリチウム塩濃度を高くしすぎたためである。そして、比較例１０では、長期間充放電サイクルを実施した場合、抵抗上昇率は４．０×１０^−６／ｃｙ以下に抑えられているが、時定数は２．６ｓｅｃを超えてしまっている。このように、電解液のリチウム塩濃度が高いため、計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）が０．２０ｍｏｌ／ｍ^２より大きくなる場合、使用前の状態でリチウムイオンキャパシタ１の性能が悪いことが分かる。

（比較例１１）
比較例１１では、加圧力を３０ｋＰａとした以外は、比較例１０と同様の条件とした。この場合、計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）は、０．２５０ｍｏｌ／ｍ^２である。また、抵抗上昇率は、２．１×１０^−６／ｃｙである。また、時定数は３．３ｓｅｃである。

このように、比較例１１の計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）は、０．２０ｍｏｌ／ｍ^２より大きくなってしまっている。実施例１０と比較して電解液のリチウム塩濃度が高すぎるため、加圧力を高くしてもリチウム塩の量が低くならないからである。そして、比較例１１では、長期間充放電サイクルを実施した場合、抵抗上昇率は４．０×１０^−６／ｃｙ以下に抑えられているが、時定数は２．６ｓｅｃを超えてしまっている。このように、電解液のリチウム塩濃度が高いため、計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）が０．２０ｍｏｌ／ｍ^２より大きくなる場合、使用前の状態でリチウムイオンキャパシタ１の性能が悪いことが分かる。

（比較例１２）
比較例１２では、電解液としてＬｉＰＦ_６が２．０ｍｏｌ／Ｌのエチルメチルカーボネートとエチレンカーボネートとの体積比が２：１である混合溶媒を用いた以外は、比較例６と同様の条件とした。この場合、計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）は、０．２１２ｍｏｌ／ｍ^２である。また、抵抗上昇率は、２．０×１０^−６／ｃｙである。また、時定数は３．５ｓｅｃである。

このように、比較例１２の計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）は、０．２０ｍｏｌ／ｍ^２より大きくなってしまっている。これは、電解液のリチウム塩濃度が高すぎるためである。そして、比較例１２では、長期間充放電サイクルを実施した場合、抵抗上昇率は４．０×１０^−６／ｃｙ以下に抑えられているが、時定数は２．６ｓｅｃを超えてしまっている。このように、電解液のリチウム塩濃度が高いため、計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）が０．２０ｍｏｌ／ｍ^２より大きくなる場合、使用前の状態でリチウムイオンキャパシタ１の性能が悪いことが分かる。

（比較例１３）
比較例１３では、加圧力を３０ｋＰａとした以外は、比較例１２と同様の条件とした。この場合、計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）は、０．２０３ｍｏｌ／ｍ^２である。また、抵抗上昇率は、２．２×１０^−６／ｃｙである。また、時定数は３．５ｓｅｃである。

このように、比較例１３の計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）は、０．２０ｍｏｌ／ｍ^２より大きくなってしまっている。これは、電解液のリチウム塩濃度が高すぎるため、加圧力を上げてもリチウム塩量が低くならないからである。そして、比較例１３では、長期間充放電サイクルを実施した場合、抵抗上昇率は４．０×１０^−６／ｃｙ以下に抑えられているが、時定数は２．６ｓｅｃを超えてしまっている。このように、電解液のリチウム塩濃度が高いため、計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）が０．２０ｍｏｌ／ｍ^２より大きくなる場合、使用前の状態でリチウムイオンキャパシタ１の性能が悪いことが分かる。

図７は、計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）と抵抗上昇率及び時定数との関係を表した図である。具体的には、図７は、表１の各実施例及び比較例における計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）と抵抗上昇率及び時定数との関係をプロットしたものである。図７の縦軸は、左側が抵抗上昇率を表し、右側が時定数を表している。また、図７の横軸は、計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）の値を表している。そして、図７における菱形の点が、計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）と抵抗上昇率との関係を表し、三角の点が、計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）と時定数との関係を表している。

図７に示すように、計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）が０．１４未満の領域では、充放電サイクル試験中における抵抗上昇率が４．０×１０^−６／ｃｙ以上となってしまう。すなわち、計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）が０．１４未満の場合、長期間充放電サイクルを実施すると、リチウムイオンキャパシタ１の性能が大幅に低下することが分かる。

また、計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）が０．２０より大きい領域では、充放電サイクル試験中における抵抗上昇率を４．０×１０^−６／ｃｙ以下に抑えることができるが、セルの時定数が２．６以上となってしまう。すなわち、計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）が０．２０より大きい場合、使用前の状態からリチウムイオンキャパシタ１の性能が悪いことが分かる。

以上に説明したように、本実施形態に係るリチウムイオンキャパシタは、本実施形態に係るリチウムイオンキャパシタは、正極電極体、負極電極体及びセパレータの１対向辺りのリチウム塩量、すなわち計算値Ａ×Ｂ×（１−Ｃ）が０．１４≦Ｉ≦０．２０を満たす。これにより、時定数を低く抑える事ができ、性能のよいリチウムイオンキャパシタとすることができている。また、長期間使用しても抵抗上昇を抑える事ができ、リチウムイオンキャパシタの性能劣化を低減することが可能となっている。

１ リチウムイオンキャパシタ
１０ 正極電極体
１１ 正極集電体
１２ 正極アンカー層
１３ 正極活物質層
２０ 負極電極体
２１ 負極集電体
２２ 負極アンカー層
２３ 負極活物質層
３０ セパレータ
４０ 外装体
１００ 蓄電モジュール
１０１ エンドプレート

Claims (6)

1. それぞれの面が対向するように積層された正極、負極及びセパレータ、並びに、リチウム塩を含む電解液が、外装体内に密閉されたリチウムイオンキャパシタであって、
   前記正極、前記負極及び前記セパレータの互いに向かい合った面と平行な面における単位面積である１対向単位面積あたりに存在するリチウム塩量が、０．１４ｍｏｌ／ｍ^２以上である
   ことを特徴とするリチウムイオンキャパシタ。
2. 前記正極、前記負極及び前記セパレータの１対向単位面積あたりに存在するリチウム塩量が０．２０ｍｏｌ／ｍ^２以下であることを特徴とする請求項１に記載のリチウムイオンキャパシタ。
3. 前記正極、前記負極及び前記セパレータは前記積層方向に所定の圧力で加圧されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のリチウムイオンキャパシタ。
4. 前記正極、前記負極及び前記セパレータの１対向単位面積あたりに存在するリチウム塩量は、前記正極、前記負極及び前記セパレータの１対向単位面積あたりに存在する空孔の容量を合計した空孔容量合計値と、前記電解液中の前記リチウム塩濃度とを乗算した乗算結果に、加圧された場合の前記正極、前記負極及び前記セパレータが有する空孔量の加圧方向の変化した割合を表す空孔量変化率を１から減算した値であることを特徴とする請求項１又は２に記載のリチウムイオンキャパシタ。
5. それぞれの面が対向するように積層された正極、負極及びセパレータ、並びに、リチウム塩を含む電解液が、外装体内に密閉されたリチウムイオンキャパシタと、
   前記正極、前記負極及び前記セパレータは前記積層方向に所定の圧力で加圧する加圧部材とを備え、
   前記リチウムイオンキャパシタは、前記加圧部材により加圧された状態での、前記正極、前記負極及び前記セパレータの１対向単位面積あたりに存在するリチウム塩量が、０．１４ｍｏｌ／ｍ^２以上である
   ことを特徴とする蓄電モジュール。
6. 容量を基に決定した材料及び大きさを有する、正極、負極及びセパレータを積層し、
   積層された前記正極、前記負極及び前記セパレータに対して積層方向に加える圧力を決定し、
   加圧された状態での、前記正極、前記負極及び前記セパレータの１対向単位面積あたりに存在するリチウム塩量が、０．１４ｍｏｌ／ｍ^２以上となるように前記リチウム塩濃度を決定し、
   前記外装体内に積層された前記正極、前記負極及び前記セパレータを配置し、
   決定したリチウム塩濃度の電解液を注入し、
   前記外装体を密閉し、
   前記決定した圧力を前記密閉した前記外装体に加える
   ことを特徴とするリチウムイオンキャパシタ製造方法。

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