JP5730321B2

JP5730321B2 - リチウムイオンキャパシタ

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Description

本発明は、リチウムイオンキャパシタに関するものである。

近年、例えば動力用、風力発電装置、無停電電源装置などの種々の分野において、高エネルギー密度および高出力特性を有する蓄電デバイスとして、外装容器内にリチウムイオンキャパシタ要素と電解溶液とが収容されてなるリチウムイオンキャパシタが注目されている（例えば、特許文献１参照。）。特に、高出力を要求される車載用途としての検討が進んでおり、市場からは安全性に関する要求性能が高くなってきている。

特に動力用途においては、事故等の際に外部からの圧力でリチウムイオンキャパシタが変形（折れ曲がり）したり、鋭利なものが突き刺さったりすることなどによって内部短絡が生じるという問題があった。
而して、このような問題を解決するため、外装容器とリチウムイオンキャパシタ要素との間に５００μｍ程度のポリエチレン製の板を配設し、これにより外部圧力による変形を抑制することによって耐久性の向上が図られたリチウムイオンキャパシタが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
しかしながら、このような構成のリチウムイオンキャパシタは、静電容量が小さくて抵抗が大きいため、安全性は得られるものの、市場から要求されている高出力かつ高容量という性能を兼ね備えたものではなかった。

また、リチウムイオンキャパシタにおいては、エネルギー密度および出力特性が高いもの程、内部短絡が生じた場合に大電流が流れ、それに伴って急激な発熱が生じることとなるため、表面温度が高温（１５０℃以上）に達する可能性が高く、例えばリチウムイオンキャパシタの構成部材が溶解するなどのおそれがある。また、複数のリチウムイオンキャパシタを備えた装置（モジュール）においては、表面温度が高温に達したリチウムイオンキャパシタに隣接するリチウムイオンキャパシタにも熱による影響が及び、所望の機能が発揮されなくなるなどのおそれがあった。

特開２００７−６７１０５号公報特開２００８−２４４３７８号公報

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り、その目的は、万が一内部短絡が生じた場合においても表面温度が高温となることを抑制することのできる高い安全性を有し、且つ高容量および高出力特性を有するリチウムイオンキャパシタを提供することにある。

本発明のリチウムイオンキャパシタは、正極電極シートおよび負極電極シートをセパレータを介して重畳形成したリチウムイオンキャパシタ要素と、電解液とが外装容器内に収容されてなるリチウムイオンキャパシタであって、
前記リチウムイオンキャパシタ要素の外面上に、セルロース、レーヨン、ポリエチレンおよびポリプロピレンから選ばれる少なくとも１種よりなる多孔質層が形成されており、
当該リチウムイオンキャパシタの静電容量をＣ〔ｋＦ〕、当該リチウムイオンキャパシタの直流抵抗値をＲ〔ｍΩ〕および前記多孔質層の厚みをＴ〔μｍ〕とするとき、下記の関係式（１）および下記の関係式（２）を満たすことを特徴とする。

関係式（１）：３５≦Ｔ×Ｒ／Ｃ
関係式（２）：０．０１≦Ｒ／Ｃ≦５

本発明のリチウムイオンキャパシタにおいては、前記多孔質層が多孔質シートにより重畳形成されてなることが好ましい。

本発明のリチウムイオンキャパシタにおいては、前記多孔質層が前記セパレータと同一部材によって構成されていることが好ましい。

本発明のリチウムイオンキャパシタにおいては、前記多孔質層の厚みが１２０μｍ以上であることが好ましい。

本発明のリチウムイオンキャパシタにおいては、リチウムイオンキャパシタ要素の外面上に多孔質層が形成されており、この多孔質層の厚みが、当該リチウムイオンキャパシタの静電容量および直流抵抗値との関係において定められることから、万が一内部短絡が生じた場合であっても、大電流が流れることによって生じる急激な発熱に係る熱エネルギーが多孔質層に含浸されている電解液によって吸収されるため、表面温度が高温となることを抑制することができ、しかも、この多孔質層を設けることによる、当該リチウムイオンキャパシタの静電容量の低下および高抵抗化を抑制できる。
従って、本発明のリチウムイオンキャパシタによれば、高容量および高出力特性が得られると共に、内部短絡が生じた場合において表面温度が高温となることが抑制され、因って高い安全性が得られる。

本発明のリチウムイオンキャパシタの構成の一例を示す説明用断面図である。図１のリチウムイオンキャパシタを構成する、その外面上に多孔質層が形成されたリチウムイオンキャパシタ要素の構成を示す説明用断面図である。図２のリチウムイオンキャパシタ要素と多孔質層とを構成する電極積重体の説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は長手方向に切断した断面図である。図２の外面上に多孔質層が形成されたリチウムイオンキャパシタ要素の外観を示す説明図である。負極電極シートの一部を拡大して示す説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は幅方向に切断した断面図である。正極電極シートの一部を拡大して示す説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は幅方向に切断した断面図である。図２の外面上に多孔質層が形成されたリチウムイオンキャパシタ要素を構成するリチウムイオン供給源を示す説明用断面図である。静電容量の測定に係る放電カーブにおける電圧と時間との関係を示すグラフである。

以下、本発明の実施の形態として、本発明のリチウムイオンキャパシタを捲回型リチウムイオンキャパシタ（以下、「捲回型ＬＩＣ」と略して示す。）として実施した場合について詳細に説明する。

図１は、本発明のリチウムイオンキャパシタの構成の一例を示す説明用断面図であり、図２は、図１のリチウムイオンキャパシタを構成する、その外面上に多孔質層が形成されたリチウムイオンキャパシタ要素の構成を示す説明用断面図であり、図３は、図２のリチウムイオンキャパシタ要素と多孔質層とを構成する電極積重体の説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は長手方向に切断した断面図である。
この捲回型ＬＩＣは、金属製の外装容器２０内に、正極電極シート１２および負極電極シート１３をセパレータを介して重畳形成した、具体的には正極電極シート１２および負極電極シート１３がセパレータを介して積層された状態で捲回されてなる円筒状のリチウムイオンキャパシタ要素（以下、「エレメント」ともいう。）１１と、電解液とが収容されてなる構成を有するものである。
ここに、本明細書中において、リチウムイオンキャパシタ要素は、正極電極シートおよび負極電極シートをセパレータを介して重畳形成することによって得られるものであるが、この電極シートによって重畳形成されてなるリチウムイオンキャパシタ要素とは、図１に示されているように正極電極シート１２および負極電極シート１３がセパレータを介して積層された状態で捲回されてなる構造、または正極電極シートおよび負極電極シートがセパレータを介して交互に積層されてなる構造のいずれかの構造を有するものである。

そして、エレメント１１には、その外面上に多孔質層４０が形成されており、当該多孔質層４０は、エレメント１１と外装容器２０との間に介在されている。
ここに、エレメント１１の外面とは、エレメント１１において最外側に位置する電極シートの外面である。
図示の例では、多孔質層４０は、エレメント１１において最外側に位置する電極シート（具体的には負極電極シート１３）の外周面に沿って、当該電極シートの外面を覆うように設けられており、エレメント１１と多孔質層４０とによってキャパシタ要素ユニット１０が形成されている。このキャパシタ要素ユニット１０は、エレメント１１よりなるエレメント部と、多孔質層４０よりなる多孔質層部とにより構成されている。

また、本発明に係る捲回型ＬＩＣにおいては、リチウムイオンキャパシタの静電容量をＣ〔ｋＦ〕、リチウムイオンキャパシタの直流抵抗値をＲ〔ｍΩ〕および多孔質層４０の厚みをＴ〔μｍ〕とするとき、下記の関係式（１）および下記の関係式（２）が満たされることが必要とされる。
図示の例では、多孔質層４０の厚みＴとは、エレメント１１の外周面、すなわちエレメント１１において最外側に位置する電極シート（図示の例では負極電極シート１３）の外面からキャパシタ要素ユニット１０の外面との離間距離を示す。

ここに、「リチウムイオンキャパシタの静電容量Ｃ」とは、放電電流をＩｄ〔Ａ〕、放電時間をｔｄ〔ｓ〕、放電終止電圧をＶ２〔Ｖ〕とし、また図８に示されるような放電カーブＤにおける電圧と時間との関係を示すグラフ上において、当該放電カーブＤにおける放電開始からの経過時間（以下、「放電経過時間」ともいう。）が１〔ｓ〕である時点と放電経過時間が３〔ｓ〕である時点との間における近似直線Ｌ１と、放電経過時間が０〔ｓ〕、すなわち放電開始時に係る直線Ｌ２との交点における電圧値をＶ１とするとき、下記の数式（１）で示される値である。

数式（１）：
リチウムイオンキャパシタの静電容量Ｃ〔ｋＦ〕＝（Ｉｄ＋ｔｄ）／［（Ｖ１−Ｖ２）×１０００］

また、「リチウムイオンキャパシタの直流抵抗値Ｒ」は、放電開始電圧をＶ０〔Ｖ〕、放電電流をＩｄ〔Ｖ〕とし、また図８に示されるような放電カーブＤにおける電圧と時間との関係を示すグラフ上において、当該放電カーブＤにおける放電経過時間が１〔ｓ〕である時点と放電経過時間が３〔ｓ〕である時点との間における近似直線Ｌ１と、放電経過時間が０〔ｓ〕、すなわち放電開始時に係る直線Ｌ２との交点における電圧値をＶ１とするとき、下記の数式（２）で示される値である。

数式（２）：
リチウムイオンキャパシタの直流抵抗値Ｒ〔ｍΩ〕＝（Ｖ０−Ｖ１）／Ｉｄ×１０００

リチウムイオンキャパシタにおいて、関係式（１）および関係式（２）が満たされることにより、高容量および高出力特性が得られ、このようなリチウムイオンキャパシタの性能と共に高い安全性が得られる。

関係式（１）における「Ｔ×Ｒ／Ｃ」とは、リチウムイオンキャパシタの性能と安全性との関係を示す値である。
この「Ｔ×Ｒ／Ｃ」は、３５以上とされるが、好ましくは３５〜１０００である。
リチウムイオンキャパシタにおいて「Ｔ×Ｒ／Ｃ」が上記の範囲にあることにより、多孔質層４０において、内部短絡によって発生する熱を気化熱に変換し、それによって表面温度を比較的低温な状態に維持することのできる量の電解液を保液させることができるため、内部短絡の発生に起因して表面温度が高温となることを抑制することができる。

また、関係式（２）における「Ｒ／Ｃ」とは、すなわちリチウムイオンキャパシタにおける静電容量Ｃに対する直流抵抗値Ｒの比であり、リチウムイオンキャパシタの性能を示す値である。この「Ｒ／Ｃ」の値が小さくなる程、リチウムイオンキャパシタは高性能なものとなる。
リチウムイオンキャパシタにおいて「Ｒ／Ｃ」が上記の範囲にあることにより、低抵抗かつ静電容量の大きな高い性能を得ることができる。

多孔質層４０の厚みＴは、リチウムイオンキャパシタの性能、すなわちリチウムイオンキャパシタの静電容量Ｃおよび直流抵抗値Ｒによって異なるが、例えば、通常１２０μｍ以上であり、好ましくは１２０μｍ以上であって１０００μｍ未満である。

多孔質層４０は、電解液、正極活物質あるいは負極活物質に対して耐久性があり、電解液を含浸可能な連通気孔を有する電気伝導性の小さい多孔質シートよりなることが好ましい。
また、多孔質層４０は、厚みＴの調節容易性および形成容易性の観点から、多孔質シートにより重畳形成されてなるもの、すなわち多孔質シートの積層体よりなる構成のものであることが好ましい。
更に、キャパシタ要素ユニット１０の製造容易性の観点からは、多孔質層４０は、エレメント１１を構成するセパレータと同一部材であることが好ましい。すなわち、多孔質層４０はセパレータ形成用部と多孔質層形成用部とを有する部材によって形成されてなるものであることが好ましい。
図示の例では、セパレータと多孔質層４０とが同一部材、具体的には第１の多孔質シート１４によって形成されており、当該多孔質層４０は、第１の多孔質シート１４における多孔質層形成用部よりなる捲回積層体、すなわち第１の多孔質シート１４の多孔質層形成用部がエレメント１１の外周面に捲回されることによって積層されてなる構成を有している。

多孔質層４０を構成する多孔質シートとしては、公知のものを用いることができるが、セルロース（紙）、レーヨン、ポリエチレンおよびポリプロピレンから選ばれる少なくとも１種よりなるものであることが好ましい。これらの中では、セルロースとレーヨンとの混合体、具体的にはセルロース／レーヨン混合不織布が耐久性および経済性の点で好ましい。
また、多孔質層４０を構成する多孔質シートの厚みは、特に限定されないが、多孔質層４０を多孔質シートの捲回積層体によって構成する場合においては、通常、１５〜５０μｍ程度が好ましい。

キャパシタ要素ユニット１０は、帯状の第１の多孔質シート１４の一面に、正極電極シート１２、帯状の第２の多孔質シート１５および負極電極シート１３が、この順で積重されてなる電極積重体１０Ａが、その一端から円筒状に捲回されて構成されている。
ここで、正極電極シート１２および負極電極シート１３は、それぞれの電極層１２ｂ，１３ｂ（図５および図６参照）が第２の多孔質シート１５を介して互いに対向するよう配置されている。
図示の例では、電極積重体１０Ａは負極電極シート１３が内側となるよう捲回されている。また、第１の多孔質シート１４および第２の多孔質シート１５は、正極電極シート１２および負極電極シート１３よりも長尺なものである。また、第１の多孔質シート１４は、セパレータを構成するためのセパレータ形成用部と、多孔質層４０を形成するための多孔質層形成用部とを有しており、セパレータ形成用の第２の多孔質シート１５よりも長尺なものである。この電極積重体１０Ａにおいては、正極電極シート１２は、第１の多孔質シート１４のセパレータ形成用部に係る一端部分１４ａ、およびセパレータ形成用部の他端部分（以下、「セパレータ端部部分」ともいう。）１４ｂから多孔質層形成用部に係る他端部分１４ｃに至るまでの領域を除く一端部分側中央部分に積重され、また、負極電極シート１３は、第２の多孔質シート１５の一端部分１５ａおよび他端部分１５ｂを除く中央部分に積重されている。
本発明において、「正極」とは、放電の際に電流が流出し、充電の際に電流が流入する側の極を意味し、「負極」とは、放電の際に電流が流入し、充電の際に電流が流出する側の極を意味する。

第１の多孔質シート１４の一端部分１４ａと第２の多孔質シート１５の一端部分１５ａとの間には、膜状のリチウム金属よりなるリチウムイオン供給源１６が、正極電極シート１２および負極電極シート１３の各々とは直接接触しないよう、キャパシタ要素ユニット１０のエレメント部（エレメント１１）において略１周捲回された状態で配置されている。また、第１の多孔質シート１４のセパレータ端部部分１４ｂと第２の多孔質シート１５の他端部分１５ｂとの間には、膜状のリチウム金属よりなるリチウムイオン供給源１７が、正極電極シート１２および負極電極シート１３の各々とは直接接触しないよう、キャパシタ要素ユニット１０の多孔質層部（多孔質層４０）において略１周捲回された状態で配置されている。

図４に示すように、キャパシタ要素ユニット１０の外周面、すなわち多孔質層４０を構成する第１の多孔質シート１４の他端部分１４ｃの外面には、キャパシタ要素ユニット１０を固定する、一面に粘着剤層を有する２つのテープ１８が設けられている。
このようなテープ１８を設けることにより、キャパシタ要素ユニット１０を外装容器２０内に収容する作業が容易となり、捲回型ＬＩＣの組立て作業性の向上を図ることができる。

負極電極シート１３は、図５に示すように、帯状の負極集電体１３ａの少なくとも一面に、負極活物質を含有してなる電極層１３ｂが形成されてなるものである。
図示の例では、電極層１３ｂは、負極集電体１３ａにおける蓋部２２に接近して位置する側縁部１３ｅを除く部分の表面を覆うよう形成されており、負極集電体１３ａの側縁部１３ｅの表面が露出した状態とされている。

一方、正極電極シート１２は、図６に示すように、帯状の正極集電体１２ａの少なくとも一面に、正極活物質を含有してなる電極層１２ｂが形成されてなるものである。
図示の例では、電極層１２ｂは、正極集電体１２ａにおける底部２３に接近して位置する側縁部１２ｅを除く部分の表面を覆うよう形成されており、正極集電体１２ａの側縁部１２ｅの表面が露出した状態とされている。

そして、電極積重体１０Ａにおいては、正極電極シート１２は、第１の多孔質シート１４上におけるセパレータ形成用部分に、正極集電体１２ａの側縁部１２ｅが当該第１の多孔質シート１４の他側縁から突出するよう積重され、負極電極シート１３は、第２の多孔質シート１５上に、負極集電体１３ａの側縁部１３ｅが当該第２の多孔質シート１５の一側縁から突出するよう積重されている。

また、キャパシタ要素ユニット１０においては、第１の多孔質シート１４の他側縁から突出する正極集電体１２ａの側縁部１２ｅが、当該キャパシタ要素ユニット１０の他端（図１において下端）において突出して内側に折り曲げられており、一方、第２の多孔質シート１５の一側縁から突出する負極集電体１３ａの側縁部１３ｅが、当該キャパシタ要素ユニット１０の一端（図１において上端）から突出して内側に折り曲げられている。

（集電体）
正極集電体１２ａおよび負極集電体１３ａ（以下、これらを「電極集電体」ともいう。）は、表裏面を貫通する孔を有する多孔材よりなるものである。
電極集電体を構成する多孔材の形態としては、エキスパンドメタル、パンチングメタル、金属網、発泡体、あるいは、エッチングまたは電解エッチングにより貫通孔が形成された多孔質箔などが挙げられる。
電極集電体の孔の形状は、円形、矩形、その他適宜の形状に設定することができる。
また、電極集電体の厚みは、強度および軽量化の観点から、１〜５０μｍであることが好ましい。

電極集電体の気孔率は、通常、１０〜７９％、好ましくは２０〜６０％である。
ここで、気孔率は、下記数式（３）によって算出されるものである。

数式（３）：
気孔率〔％〕＝［１−（電極集電体の質量／電極集電体の真比重）／（電極集電体の見かけ体積）］×１００

このような多孔材を電極集電体として用いることにより、リチウムイオン供給源１６，１７から放出されるリチウムイオンが電極集電体の孔を通って自由に各電極間を移動するので、負極電極シート１３および／または正極電極シート１２における電極層１２ｂ，１３ｂにリチウムイオンをドーピングすることができる。

電極集電体の材質としては、一般に有機電解質電池などの用途で使用されている種々のものを用いることができる。
負極集電体１３ａの材質の具体例としては、ステンレス、銅、ニッケルなどが挙げられる。また、正極集電体１２ａの材質の具体例としては、アルミニウム、ステンレスなどが挙げられる。

（負極電極シートの電極層）
（負極活物質）
負極電極シート１３における電極層１３ｂは、リチウムイオンを可逆的に担持可能な負極活物質を含有してなるものである。
電極層１３ｂを構成する負極活物質としては、例えば黒鉛、難黒鉛化炭素、芳香族系縮合ポリマーの熱処理物であって水素原子／炭素原子の原子数比（以下「Ｈ／Ｃ」と記す。）が０．０５〜１であるポリアセン系骨格構造を有するポリアセン系有機半導体（以下、「ＰＡＳ」ともいう。）などを好適に用いることができる。

本発明において、負極活物質は、細孔直径が３ｎｍ以上で細孔容積が０．１０ｍＬ／ｇ以上のものが好ましく、その細孔直径の上限は限定されないが、通常は３〜５０ｎｍの範囲である。
また、細孔容積の範囲については、通常０．１０〜０．５ｍＬ／ｇであり、好ましくは０．１５〜０．５ｍＬ／ｇである。

（負極電極シートの電極層の形成）
負極電極シート１３における電極層１３ｂは、上記の炭素材料やＰＡＳ等の負極活物質を含有してなる材料を用いて負極集電体１３ａ上に形成されるが、その方法は特定されず公知の方法を利用することができる。
具体的には、負極活物質粉末、バインダーおよび必要に応じて導電性助剤が水系媒体または有機溶媒中に分散されてなるスラリーを調製し、このスラリーを負極集電体１３ａの表面に塗布して乾燥することによって、あるいは上記スラリーを予めシート状に成形し、得られる成形体を負極集電体１３ａの表面に貼り付けることによって、電極層１３ｂを形成することができる。

（バインダー）
スラリーの調製に用いられるバインダーとしては、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や、アクリル系バインダー、ポリ四フッ化エチレン、ポリフッ化ビニリデン等のフッ素系樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂が挙げられる。これらの中では、バインダーとしてフッ素系樹脂が好ましく、特にフッ素原子／炭素原子の原子比（以下、「Ｆ／Ｃ」と記す。）が０．７５以上で１．５未満であるフッ素系樹脂を用いることが好ましく、Ｆ／Ｃが０．７５以上で１．３未満のフッ素系樹脂が更に好ましい。
バインダーの使用量は、負極活物質の種類や電極形状等により異なるが、負極活物質に対して１〜２０質量％、好ましくは２〜１０質量％である。

（導電性助剤）
また、必要に応じて使用される導電性助剤としては、例えばアセチレンブラック、ケッチェンブラック、グラファイト、金属粉末などが挙げられる。
導電性助剤の使用量は、負極活物質の電気伝導度、電極形状等により異なるが、負極活物質に対して２〜４０質量％の割合であることが好ましい。

負極電極シート１３における電極層１３ｂの厚みは、得られる捲回型ＬＩＣに十分なエネルギー密度が確保されるよう正極電極シート１２における電極層１２ｂの厚みとのバランスで設計されるが、得られる捲回型ＬＩＣの出力密度、エネルギー密度および工業的生産性等の観点から、負極集電体１２ａの一面に形成される場合では、通常、１５〜１００μｍ、好ましくは２０〜８０μｍである。

（正極電極シートの電極層）
正極電極シート１２における電極層１２ｂは、リチウムイオンおよび／または例えばテトラフルオロボレートのようなアニオンを可逆的に担持できる正極活物質を含有してなるものである。
電極層１２ｂを構成する正極活物質としては、例えば活性炭、導電性高分子、芳香族系縮合ポリマーの熱処理物であってＨ／Ｃが０．０５〜１であるポリアセン系骨格構造を有するＰＡＳなどを用いることができる。
正極電極シート１２における電極層１２ｂは、負極電極シート１３における電極層１３ｂと同様の方法によって形成することができる。

正極電極シート１２における電極層１２ｂの厚みは、得られる捲回型ＬＩＣに十分なエネルギー密度が確保されるよう負極電極シート１３における電極層１３ｂの厚みとのバランスで設計されるが、得られる捲回型ＬＩＣの出力密度、エネルギー密度および工業的生産性等の観点から、正極集電体１２ａの一面に形成される場合では、通常、４０〜８０μｍ、好ましくは５０〜７０μｍである。

（セパレータ）
セパレータを構成する多孔質シートとしては、電解液、正極活物質あるいは負極活物質に対して耐久性があり、電解液を含浸可能な連通気孔を有する電気伝導性の小さものを用いることができる。
なお、図示の例では、セパレータを構成する多孔質シートのうちの第２の多孔質シート１５は、主としてセパレータを形成するための部材であり、第１の多孔質シート１４は、前述のように、セパレータを形成すると共に多孔質層４０を形成するための兼用部材である。

セパレータを構成する多孔質シートの材質としては、セルロース（紙）、レーヨン、ポリエチレン、ポリプロピレン、その他公知のものを用いることができる。これらの中では、セルロースとレーヨンとの混合体、具体的にはセルロース／レーヨン混合不織布が耐久性および経済性の点で好ましい。
セパレータを構成する多孔質シートの厚みは特に限定されないが、通常、２０〜５０μｍ程度が好ましい。

（リチウムイオン供給源）
図７に示すように、リチウムイオン供給源１６，１７は、金属製の集電体（以下、「リチウム極集電体」ともいう。）１６ａ，１７ａに圧着または積重されていることが好ましい。
このような構成においては、リチウム極集電体１６ａ，１７ａにはリチウム極端子（図示省略）を設けることにより、あるいは、リチウム極集電体１６ａ，１７ａの側縁部が第１の多孔質シート１４および第２の多孔質シート１５の各々の側縁から突出するよう設けられることにより、負極電極端子３５に電気的に接続することかできる。

このリチウム極集電体１６ａ，１７ａとしては、リチウムイオン供給源１６，１７を構成するリチウム金属が蒸着または圧着しやすく、必要に応じてリチウムイオンが通過するよう、電極集電体と同様な多孔構造のものを用いることが好ましい。また、リチウム極集電体１６ａ，１７ａの材質は、ステンレス等のリチウムイオン供給源１６，１７と反応しないものを用いることが好ましく、特に負極集電体と同様の材質のものを用いることが好ましい。リチウム極集電体１６ａ，１７ａとして多孔構造のものを用いることにより、リチウムイオン供給源を多孔質層部に配設することによって当該リチウムイオン供給源を構成するリチウム極集電体を多孔質層４０の構成材として利用することもできる。

また、リチウム極集電体１６ａ，１７ａとして、ステンレスメッシュ等の導電性多孔材を用いる場合には、リチウムイオン供給源１６，１７を構成するリチウム金属の少なくとも一部、特に８０質量％以上が、リチウム極集電体１６ａ，１７ａの孔に埋め込まれていることが好ましい。
また、リチウム極集電体１６ａ，１７ａの厚みは、１０〜２００μｍ程度であることが好ましい。
また、リチウム極集電体１６ａ，１７ａに圧着されるリチウム金属の厚みは、負極電極シート１３および／または正極電極シート１２に予め担持するリチウムイオンの量を考慮して適宜定められるが、通常、１００〜３００μｍ程度が好ましい。

リチウムイオン供給源１６，１７を構成するリチウム金属の量は、正極電極シート１２と負極電極シート１３とが短絡した場合における正極電極シート１２の電位が２．０Ｖ以下となるように、リチウムイオンがドーピングされる量に設定することが好ましい。

（テープ）
テープ１８の基材の材質としては、電解液に対して耐久性を有し、得られる捲回型ＬＩＣに悪影響を与えないものであれば特に限定されない。
また、テープ１８は、厚みが２５〜１００μｍ程度、幅が５〜１０ｍｍ程度のものが、キャパシタ要素ユニット１０を安定して固定することができ、かつ、作業性も向上するので好ましい。
また、テープ１８は、キャパシタ要素ユニット１０の１周以上を捲くよう設けられていても、キャパシタ要素ユニット１０の１周未満を捲くよう設けられていてもよい。

（外装容器：外装体機構）
捲回型ＬＩＣを構成する金属製の外装容器２０は、円筒状の周壁部２１の両端に、それぞれ円板状の蓋部２２および底部２３が一体に形成されて構成されている。
ここで、「一体」とは、溶接等による継ぎ目を介して一体化されている場合を包含するものである。
図示の例では、底部２３は、一体成形によって周壁部２１の他端に連続して一体に形成されており、また蓋部２２は、周壁部２１の一端の周縁に溶接されることによって一体に形成されている。

この外装容器２０には、キャパシタ要素ユニット１０が、周壁部２１、蓋部２２および底部２３によって形成された収容空間内において、当該キャパシタ要素ユニット１０の他端、すなわち正極集電体１２ａの側縁部１２ｅが底部２３側に位置し、当該キャパシタ要素ユニット１０の一端、すなわち負極集電体１３ａの側縁部１３ｅが蓋部２２側に位置するように、当該外装容器２０の軸方向に沿って配置されていると共に、リチウム塩の非プロトン性有機溶媒電解質溶液よりなる電解液が充填されている。

外装容器２０の蓋部２２には、それぞれ凹部３１，３６および凸部３２，３７よりなる正極電極端子３０および負極電極端子３５が、蓋部２２の外面から突出するよう互いに離間して設けられており、この正極電極端子３０および負極電極端子３５の間における蓋部２２の中央部分には、安全弁（図示せず）が形成されている。
具体的には、正極電極端子３０は、蓋部２２に溶接によって固定されて電気的に接続された状態で設けられている。一方、負極電極端子３５は、蓋部２２を厚み方向に貫通して伸びるよう設けられており、蓋部２２を貫通する部分において、負極端子電極３５と蓋部２２との間に絶縁性材料よりなるガスケット３８が設けられており、これにより、負極電極端子３５は蓋部２２と電気的に絶縁された状態とされている。

外装容器２０を構成する金属としては、特に限定されず、例えば鉄、アルミニウム等の金属材料を用いることができるが、得られる捲回型ＬＩＣの軽量化の観点からは、アルミニウムが好ましい。
外装容器２０の寸法は、内部に配置されるキャパシタ要素ユニット１０の寸法に応じて設定されるが、例えば全長が１２０〜１５０ｍｍ、内径が３０〜６０ｍｍである。また、外装容器２０の肉厚は、例えば０．３〜１．２ｍｍ、好ましくは０．４〜０．８ｍｍである。
正極電極端子３０としては、アルミニウムよりなるものを好適に用いることができ、一方、負極端子電極３５としては、銅よりなる基体の表面にニッケルがメッキされてなるものを好適に用いることができる。
また、正極電極端子３０および負極電極端子３５の外径は、例えば５〜１２ｍｍである。
また、正極電極端子３０および負極電極端子３５における蓋部２２からの突出高さは、例えば５〜３０ｍｍである。

外装容器２０における蓋部２２に設けられている正極電極端子３０および負極電極端子３５と、キャパシタ要素ユニット１０とは、図１に示されているような構成によって電気的に接続されている。
すなわち、キャパシタ要素ユニット１０の一端には、金属よりなる円板状の負極集電板２６が、負極集電体１３ａの側縁部１３ｅに、例えば熱線溶接（レーザ溶接等）、超音波溶接若しくは抵抗溶接によって溶接されて電気的に接続された状態で、かつ、絶縁性樹脂よりなる絶縁部材２７によって外装容器２０と絶縁された状態で設けられており、この負極集電板２６には、負極リード線２８が電気的に接続され、更にこの負極リード線２８が負極電極端子３５に電気的に接続されている。このようにして、負極集電体１３ａの側縁部１３ｅに、負極集電板２６および負極リード線２８を介して、負極電極端子３５が電気的に接続されている。
また、キャパシタ要素ユニット１０の他端には、金属よりなる円板状の正極集電板２５が、正極集電体１２ａの側縁部１２ｅに、例えば熱線溶接（レーザ溶接等）、超音波溶接もしくは抵抗溶接によって溶接されて電気的に接続された状態で配置され、更に、この正極集電板２５は外装容器２０の底部２３の内面に、例えば熱線溶接（レーザ溶接等）、超音波溶接もしくは抵抗溶接によって溶接されて電気的に接続されている。このようにして、正極集電体１２ａの側縁部１２ｅに、正極集電板２５および外装容器２０を介して、正極電極端子３０が電気的に接続されている。

正極集電板２５としては、アルミニウムよりなるものを用いることができ、負極集電板２６としては、銅よりなる基体の表面にニッケルがメッキされてなるものを用いることができる。
また、正極集電板２５および負極集電板２６の厚みは、例えば０．４〜１．０ｍｍである。

（電解液）
外装容器２０内には、リチウム塩の非プロトン性有機溶媒電解質溶液よりなる電解液が充填されている。
電解質を構成するリチウム塩としては、リチウムイオンを移送可能で、高電圧下においても電気分解を起こさず、リチウムイオンが安定に存在し得るものであればよく、その具体例としては、ＬｉＣｌＯ₄、ＬｉＡｓＦ₆、ＬｉＢＦ₄、ＬｉＰＦ₆、Ｌｉ（Ｃ₂Ｆ₅ＳＯ₂）₂Ｎなどが挙げられる。
非プロトン性有機溶媒の具体例としては、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、γーブチロラクトン、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。これらの非プロトン性有機溶媒は、単独でまたは２種以上を混合して用いることができる。
電解液は、上記の電解質および溶媒を充分に脱水された状態で混合することによって調製されるが、電解液中の電解質の濃度は、電解液による内部抵抗を小さくするために、少なくとも０．１モル／Ｌ以上であることが好ましく、０．５〜１．５モル／Ｌであることが更に好ましい。

このような構成の捲回型ＬＩＣは、外装容器２０内にキャパシタ要素ユニット１０を挿入すると共に、電解液を充填することによって得られる。
そして、このようにして作製された捲回型ＬＩＣにおいては、外装容器２０内にリチウムイオンを移送し得る電解液が充填されているため、適宜の期間放置されると、負極電極シート１３および／または正極電極シート１２とリチウムイオン供給源１６，１７との電気化学的接触によって、リチウムイオン供給源１６、１７から放出されたリチウムイオンが負極電極シート１３および／または正極電極シート１２にドーピングされる。
また、予め第１の多孔質シート１４および第２の多孔質シート１５にリチウムイオン供給源１６，１７を配置した状態で電極積重体１０Ａが捲回されることによって、キャパシタ要素ユニット１０の作製とリチウムイオン供給源１６，１７の配置とを同一の工程で行うことができるため、一層高い生産性が得られる。

このような構成の捲回型ＬＩＣにおいては、エレメント１１の外面に多孔質層４０が形成されており、この多孔質層４０の厚みＴが、当該捲回型ＬＩＣの静電容量Ｃと直流抵抗値Ｒとの関係において定められることから、内部短絡が生じた場合であっても、大電流が流れることによって生じる急激な発熱に係る熱エネルギーが多孔質層４０に含浸されている電解液によって吸収されるため、外装容器２０の表面温度が高温となることを抑制することができ、しかも、この多孔質層４０を、当該捲回型ＬＩＣの静電容量が小さくなり、また高抵抗化するなどの問題を生じさせることなく設けることができる。
従って、捲回型ＬＩＣによれば、高容量および高出力特性が得られると共に、内部短絡が生じた場合において表面温度が加熱されることが抑制される。因って高い安全性が得られる。

また、捲回型ＬＩＣにおいては、多孔質層４０がセパレータと同一部材である第１の多孔質シート１４によって構成されていることにより、エレメント部（エレメント１１）の形成と、多孔質部（多孔質層４０）の形成とを同一工程で行うことができるため、その製造が容易となる。

更に、捲回型ＬＩＣは、複数のリチウムイオンキャパシタを備えた蓄電デバイス装置（モジュール）を構成するものとして好適に用いることができる。このような蓄電デバイス装置においては、複数のリチウムイオンキャパシタのうちの１つに内部短絡が生じた場合であっても、その内部短絡の生じたリチウムイオンキャパシタの表面温度が高温となることが抑制されるため、隣接するリチウムイオンキャパシタに熱による影響が及ぶことを防ぐことができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
例えば、多孔質層は、リチウムイオンキャパシタ要素のセパレータを構成する複数部材（例えば、図１〜図７で示される捲回型ＬＩＣにおいては、第１の多孔質シート１４と第２の多孔質シート１５）によって形成されていてもよく、またセパレータを構成する複数部材のうちの１つの部材のみ、あるいは一部の部材によって形成されていてもよい。
また、多孔質層は、リチウムイオンキャパシタ要素におけるセパレータを構成する部材とは別個の部材、すなわち専用の部材によって形成されていてもよい。

また、リチウムイオンキャパシタは、リチウムイオンキャパシタ要素が、複数の正極電極シートおよび負極電極シートがセパレータを介して交互に積層されてなる構成を有する、いわゆる積層型のものであってもよく、また、外装容器が、互いに重ね合わせられた外装ラミネートフィルムが、それぞれの外周縁部に形成された接合部において相互に気密に接合された構成のものであってもよい。

以下、本発明の実施例について具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

〈実施例１〉
図２〜図７の構成に基づいて、以下のようにしてエレメントおよび多孔質層を作製した。

（１）負極電極シートの製造：
厚みが０．５ｍｍのフェノール樹脂成形板をシリコニット電気炉中に入れ、窒素雰囲気下で５０℃／時間の速度で５００℃まで昇温し、更に１０℃／時間の速度で６６０℃まで昇温して熱処理することにより、ＰＡＳ板を製造した。得られたＰＡＳ板をディスクミルで粉砕することにより、ＰＡＳ粉体を調製した。このＰＡＳ粉体のＨ／Ｃは０．８であった。
次いで、調製したＰＡＳ粉体１００質量部と、ポリフッ化ビニリデン粉末１０質量部とを、Ｎ−メチルピロリドン８０質量部に添加して溶解・分散することにより、負極用スラリーを調製した。この負極用スラリーを、厚みが３２μｍで気孔率が５０％の銅製エキスパンドメタル（日本金属工業株式会社製）よりなる負極集電体材の両面に、ダイコーターによって間欠塗工して乾燥し、得られた塗膜に対してプレス加工を施すことにより、長さが２８０．０ｃｍ、幅が１１．７ｃｍの電極層を形成した。そして、負極集電体材をカットすることにより、長さが２８０．０ｃｍ、幅が１２．７ｃｍの負極集電体の両面に、長さが２８０．０ｃｍ、幅が１１．７ｃｍの電極層が形成されてなり、負極集電体に電極層が形成されていない幅が１０ｍｍの側縁部を有する負極電極シートを製造した。
得られた負極電極シートの厚み（負極集電体とその両面に形成された電極層との合計の厚み）は、８０μｍであった。

（２）正極電極シートの製造：
比表面積が１９５０ｍ²／ｇの活性炭粉末１００質量部と、アセチレンブラック１０質量部と、アクリル系バインダー６質量部と、カルボキシメチルセルロース４質量部とを、水に添加して分散することにより、正極用スラリーを調製した。
一方、厚さが３５μｍで気孔率が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）よりなる正極集電体材の両面に、非水系のカーボン系導電塗料（日本アチソン株式会社製：ＥＢ−８１５）を、ダイコーターによって間欠塗工して乾燥することにより、長さが２６０ｃｍ、幅が１１．２ｃｍの下地層を形成した。正極集電体とその両面に形成された下地層との合計の厚みは、５２μｍであり、正極集電体材の孔は、下地層によって閉塞されていた。
次いで、調製した正極用スラリーを、正極集電体材に形成された下地層の両面に、ダイコーターによって間欠塗工して乾燥し、得られた塗膜に対してプレス加工を施すことにより、長さが２６０．０ｃｍ、幅が１１．２ｃｍの電極層を形成した。そして、正極集電体材をカットすることにより、長さが２６０．０ｃｍ、幅が１２．２ｃｍの正極集電体の両面に、長さが２６０．０ｃｍ、幅が１１．２ｃｍの電極層が形成されてなり、正極集電体に電極層が形成されていない幅が１０ｍｍの側縁部を有する正極電極シートを製造した。
得られた正極電極シートの厚み（正極集電体とその両面に形成された下地層および電極層との合計の厚み）は、２１０μｍであった。

（３）エレメントおよび多孔質層の作製：
セパレータ形成用の多孔質シートとして、長さが３４０.０ｃｍ、幅が１３．５ｃｍ、厚みが３０μｍのセルロース／レーヨン混合不織布よりなる第１の多孔質シートと第２の多孔質シートとを用意した。
用意した第１の多孔質シートの一端部分の裏面に、長さが５ｃｍ、幅が１０．０ｃｍで、厚みが１７０μｍのリチウム金属箔よりなるリチウムイオン供給源を配置し、これを圧着することによって固定し、このリチウムイオン供給源上に、長さが５ｃｍ、幅が１２．７ｃｍで、厚みが３２μｍで気孔率が５０％の銅製エキスパンドメタルよりなるリチウム極集電体を配置し、これを圧着することによって固定した。また、第１の多孔質シートの他端部分に裏面に、長さが３８ｃｍ、幅が１０．０ｃｍで、厚みが１７０μｍのリチウム金属箔よりなるリチウムイオン供給源を配置し、これを圧着することによって固定し、これらのリチウムイオン供給源上に、長さが３８ｃｍ、幅が１２．７ｃｍで、厚みが３２μｍで気孔率が５０％の銅製エキスパンドメタルよりなるリチウム極集電体を配置し、これを圧着することによって固定した。そして、第１の多孔質シートの表面における２つのリチウムイオン供給源の間の位置に、正極電極シートを、正極集電体の側縁部が第１の多孔質シートの他側縁から突出するよう配置した。その後、この正極電極シート上に、第２の多孔質シートを、正極集電体の側縁部が第２の多孔質シートの他側縁から突出するよう積重し、この第２の多孔質シート上に、負極電極シートを、負極集電体の側縁部が当該第２の多孔質シートの一側縁から突出するよう積重することにより、電極積重体を構成した。ここで、正極電極シートおよび負極電極シートは、それぞれの両面に形成されている電極層のうちの一方の電極層が第２の多孔質シートを介して互いに対向するよう配置した。
この電極積重体を、直径８ｍｍのステンレス製の芯棒に対し、負極電極シートが内側となるよう当該電極積重体の一端から捲回することにより、内径が８ｍｍ、外径が３８ｍｍのエレメントを形成し、更に、このエレメントの外周面に第１の多孔質シートと同様の材質の多孔質層形成用の多孔質シートを幾層にも捲回して厚みが１８０μｍの捲回積層体よりなる多孔質層を形成し、これにより、外面に多孔質層が形成されたエレメント（キャパシタ要素ユニット）を作製した。そして、このキャパシタ要素ユニットの外周面に、一面に粘着剤層を有する、縦横の寸法が５．０ｃｍ×１．０ｃｍで、厚みが３５μｍのポリプロピレンよりなる２つのテープを設けることによって、当該キャパシタ要素ユニットを固定した。

得られたエレメントにおける負極集電体の側縁部を内側に折り曲げ、当該負極集電体の側縁部に、直径が３５ｍｍ、厚みが０．４ｍｍのニッケルメッキが施された銅製の円板状の負極集電板を、抵抗溶接により溶接して電気的に接続した。更に、負極集電板に、長さが２０ｍｍ、幅が１５ｍｍ、厚みが０．４ｍｍの、ニッケルメッキが施された銅製の負極リード線をレーザ溶接により溶接して電気的に接続すると共に、負極集電板に外装容器と絶縁するためのポリプロピレンの絶縁部材を配置した。
また、正極集電体の他側縁部を内側に折り曲げ、当該正極集電体の側縁部に、直径が３５ｍｍ、厚みが０．４ｍｍのアルミニウム製の正極集電板を、抵抗溶接により溶接して電気的に接続した。

（４）捲回ＬＩＣの製造：
外径が４０ｍｍ、内径が３９．２ｍｍ（肉厚が０．４ｍｍ）、全長が１４０ｍｍのアルミニウム製の有底円筒状の外装容器材を用意し、この外装容器材内に、正極集電板および負極集電板が設けられたキャパシタ要素ユニットを配置すると共に、正極集電板を外装容器材の底部の内面に超音波溶接により溶接して電気的に接続した。
一方、直径が４０ｍｍ、厚みが１．２ｍｍのアルミニウム製の円板状の蓋部材に、電解液注入口および電極端子配置用の貫通孔を形成し、この蓋部材の貫通孔に、銅よりなる基体の表面にニッケルメッキが施されてなる、外径が１０ｍｍ、長さが１５ｍｍの凹部を挿入し、当該凹部に銅よりなる基体の表面にニッケルメッキが施されてなる凸部を嵌合することによって負極電極端子を当該蓋部材の一面から突出するよう配置すると共に、当該負極電極端子を、ポリフェニレンサルファイドよりなるガスケットによって蓋部材と絶縁された状態で固定した。また、蓋部材の一面に、アルミニウムよりなる、外径が１０ｍｍ、長さが１５ｍｍの凹部に銅よりなる基体の表面にアルミニウムよりなる凸部が嵌合されてなる正極電極端子を蓋部材の一面から突出するよう配置し、当該正極電極端子の基端を抵抗溶接により溶接して蓋部材に固定することにより、電気的に接続した。
次いで、負極集電板に溶接された負極リード線を、負極電極端子の基端にレーザ溶接により溶接して電気的に接続した後、外装容器部材に蓋部材を溶接によって一体化して蓋部を形成し、更に、その蓋部に形成された電解液注入口から、プロピレンカーボネートに１モル／Ｌの濃度でＬｉＰＦ₆が溶解されてなる電解液を注入し、その後、この電解液注入口を電解液注入口用蓋によって塞ぐことにより、図１に示すような外装容器内にキャパシタ要素ユニットおよび電解液が収容されてなる構成の捲回型ＬＩＣ（以下、「捲回型ＬＩＣ（１）」ともいう。）を製造した。
得られた捲回型ＬＩＣ（１）の静電容量は３.５〔ｋＦ〕であった。

（５）直流抵抗測定
得られた捲回型ＬＩＣ（１）について、外装容器における蓋部と底部との間の電気抵抗値（直流抵抗値（ＤＣ−ＩＲ））を、ＨＩＯＫＩ社製の抵抗測定装置を用いて測定したところ、１〔ｍΩ〕であった。

（６）釘刺し試験測定
得られた捲回型ＬＩＣ（１）について、下記の釘刺し試験条件により、外装容器の管軸が水平となるように配置し、外装容器における底部から蓋部に向かう方向に７０ｍｍ離間した位置に、上方から垂直な方向に釘を刺し、釘を刺した直後に、その釘の刺された位置から底部に向かう方向に６０ｍｍ離間した位置（外装容器における底部から蓋部に向かう方向に１０ｍｍ離間した位置）の表面温度を測定したところ、その表面温度は８４℃であった。

［釘刺し試験条件］
釘径：φ２．５
釘刺し速度：１ｍｍ／ｓ
試験開始電圧：３．８Ｖ
温度測定機器：熱電対

〈実施例２〉
実施例１において、負極集電体の長さを５１０．０ｃｍとし、正極集電体の長さを４８０．０ｃｍとし、正極集電体とその両面に形成された電極層との合計の厚みが１００μｍとなるように電極層の厚みを調整し、また第１の多孔質シートおよび第２の多孔質シートの長さを５３４．０ｃｍとし、更に多孔質層の厚みを１２０μｍとしたこと以外は当該実施例１と同様にして捲回型ＬＩＣ（以下、「捲回型ＬＩＣ（２）」ともいう。）を作製した。
得られた捲回型ＬＩＣ（２）について、実施例１と同様の手法によって静電容量および直流抵抗値を測定し、また実施例１と同様の手法によって釘刺し試験測定を行った。結果を表１に示す。

〈実施例３〉
実施例２において、第１の多孔質シートおよび第２の多孔質シートの長さを５４６．０ｃｍとし、また多孔質層の厚みを１８０μｍとしたこと以外は当該実施例２と同様にして捲回型ＬＩＣ（以下、「捲回型ＬＩＣ（３）」ともいう。）を作製した。
得られた捲回型ＬＩＣ（３）について、実施例１と同様の手法によって静電容量および直流抵抗値を測定し、また実施例１と同様の手法によって釘刺し試験測定を行った。結果を表１に示す。

〈実施例４〉
実施例１において、負極集電体の長さを５５０．０ｃｍとし、正極集電体の長さを５２０．０ｃｍとし、正極集電体とその両面に形成された電極層との合計の厚みが１００μｍとなるように電極層の厚みを調整し、また第１の多孔質シートおよび第２の多孔質シートの長さを５８６．０ｃｍとし、更に多孔質層の厚みを１２０μｍとしたこと以外は当該実施例１と同様にして捲回型ＬＩＣ（以下、「捲回型ＬＩＣ（４）」ともいう。）を作製した。
得られた捲回型ＬＩＣ（４）について、実施例１と同様の手法によって静電容量および直流抵抗値を測定し、また実施例１と同様の手法によって釘刺し試験測定を行った。結果を表１に示す。

〈比較例１〉
実施例１において、第１の多孔質シートおよび第２の多孔質シートの長さを３１６．０ｃｍとし、また多孔質層の厚みを６０μｍとしたこと以外は当該実施例１と同様にして比較用の捲回型ＬＩＣ（以下、「比較用捲回型ＬＩＣ（１）」ともいう。）を作製した。
得られた比較用捲回型ＬＩＣ（１）について、実施例１と同様の手法によって静電容量および直流抵抗値を測定し、また実施例１と同様の手法によって釘刺し試験測定を行った。結果を表１に示す。

〈比較例２〉
実施例１において、第１の多孔質シートおよび第２の多孔質シートの長さを３２８．０ｃｍとし、また多孔質層の厚みを１２０μｍとしたこと以外は当該実施例１と同様にして比較用の捲回型ＬＩＣ（以下、「比較用捲回型ＬＩＣ（２）」ともいう。）を作製した。
得られた比較用捲回型ＬＩＣ（２）について、実施例１と同様の手法によって静電容量および直流抵抗値を測定し、また実施例１と同様の手法によって釘刺し試験測定を行った。結果を表１に示す。

〈比較例３〉
実施例２において、第１の多孔質シートおよび第２の多孔質シートの長さを５２２．０ｃｍとし、また多孔質層の厚みを６０μｍとしたこと以外は当該実施例２と同様にして比較用の捲回型ＬＩＣ（以下、「比較用捲回型ＬＩＣ（３）」ともいう。）を作製した。
得られた比較用捲回型ＬＩＣ（３）について、実施例１と同様の手法によって静電容量および直流抵抗値を測定し、また実施例１と同様の手法によって釘刺し試験測定を行った。結果を表１に示す。

〈比較例４〉
実施例４において、第１の多孔質シートおよび第２の多孔質シートの長さを５６２．０ｃｍ、厚みを４０μｍとし、また多孔質層の厚みを４０μｍとしたこと以外は当該実施例４と同様にして比較用の捲回型ＬＩＣ（以下、「比較用捲回型ＬＩＣ（４）」ともいう。）を作製した。
得られた比較用捲回型ＬＩＣ（４）について、実施例１と同様の手法によって静電容量および直流抵抗値を測定し、また実施例１と同様の手法によって釘刺し試験測定を行った。結果を表１に示す。

〈比較例５〉
実施例４において、第１の多孔質シートおよび第２の多孔質シートの長さを５７４．０ｃｍとし、また多孔質層の厚みを８０μｍとしたこと以外は当該実施例４と同様にして比較用の捲回型ＬＩＣ（以下、「比較用捲回型ＬＩＣ（５）」ともいう。）を作製した。
得られた比較用捲回型ＬＩＣ（５）について、実施例１と同様の手法によって静電容量および直流抵抗値を測定し、また実施例１と同様の手法によって釘刺し試験測定を行った。結果を表１に示す。

〈比較例６〉
以下のようにして、比較用の積層型リチウムイオンキャパシタ（以下、「比較用積層型ＬＩＣ（６）」ともいう。）を作製し、得られた比較用積層型ＬＩＣについて、１．５Ａの定電流でセル電圧が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時間行った後、１．５Ａの定電流でセル電圧が２．２Ｖになるまで放電する３．８Ｖ−２．２Ｖのサイクルを繰り返し、１０回目の放電におけるセル静電容量（リチウムイオンキャパシタの静電容量）、内部抵抗（リチウムイオンキャパシタの直流抵抗値）を測定した。また実施例１と同様の手法によって釘刺し試験測定を行った。結果を表１に示す。

（１）負極電極シートの製造：
実施例１に係る（１）負極電極シートの製造と同様の手法により、負極集電体材の両面に電極層を形成し、これを縦横寸法が６．０ｃｍ×７．５ｃｍ（端子溶接部を除く）となるようにカットすることによって負極電極シートを製造した。

（２）正極電極シートの製造：
比表面積２０００ｍ²／ｇの活性炭粉末８５質量部と、アセチレンブラック粉体５質量部と、アクリル系樹脂バインダー６質量部と、カルボキシメチルセルロース４質量部および水２００質量部とを混合することによって正極用のスラリーを調製した。
一方、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）よりなる正極集電体材の両面に、非水系のカーボン系導電塗料（日本アチソン株式会社製：ＥＢ−８１５）をスプレー方式にてコーティングし、乾燥することにより導電層を形成した。正極集電体材とその両面に形成された導電層との合計の厚みは５２μｍであり、正極集電体材に孔は導電層によってほぼ閉塞されていた。
次いで、得られた正極用のスラリーを、正極集電体材に形成された導電層の両面に、ロールコーターを用いてコーティングし、真空乾燥することによって電極層を形成し、これを縦横寸法が５．８ｃｍ×７．３ｃｍ（端子溶接部を除く）となるようにカットすることによって正極電極シートを製造した。得られた正極電極シートにおいて、正極集電体とその両面に形成された導電層および電極層との合計の厚みは１５２μｍであり、電極層の厚みは両面で１００μｍであった。

（３）積層型リチウムイオンキャパシタの製造：
セパレータとして縦横寸法が６．２ｃｍ×７．７ｃｍであって厚みが３５μｍであるセルロース／レーヨン混合不織布を用い、正極電極シートと負極電極シートとを、両方の最外層が負極電極シートによって構成され、対向面が４０層となるように積層し、当該最外層にセパレータを配置してテープで固定すると共に、正極集電体の端子溶接部（２０枚）、負極集電体の端子溶接部（２１枚）をそれぞれ超音波溶接することによって電極積層体を作製した。
得られた電極積層体の上面および下面に、金属リチウム箔を厚さ８０μｍのステンレス網に圧着したリチウム極を各１枚配置すると共に、その上に厚み０．５ｍｍのポリエチレン製板を配置してテープで固定した三極積層ユニットを得た。この三極積層ユニットを、その中央部に絞り加工が施された上部外装フィルム用ラミネートフィルムと下部外装フィルム用ラミネートフィルムとによって挟みこみ、当該ラミネートフィルムの３辺を熱融着した後、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、１モル／Ｌの濃度にＬｉＰＦ₆を溶解した溶液）を真空含浸させた後、残り１辺を減圧下にて熱融着することにより、比較用の積層型リチウムイオンキャパシタ（比較用積層型ＬＩＣ（６））を作製した。

表１中、比較例６においては、「多孔質層の厚みＴ」の欄に、電極積層体上に配設したポリエチレン製板の厚みを括弧を付して示した。

表１の結果から明らかなように、実施例１〜実施例４に係るリチウムイオンキャパシタは、高い静電容量を有すると共に、直流抵抗値が小さいものであることが確認され、しかも釘を刺した後の表面温度が比較的低温であることが確認された。従って、この実施例１〜実施例４に係るリチウムイオンキャパシタは、高い静電容量で低抵抗、かつ、安全性を有するリチウムイオンキャパシタであることが明らかである。
比較例１〜比較例５に係るリチウムイオンキャパシタは、釘を刺した後の表面温度が１５０℃以上の高温となったことから、安全性が低いことが明らかである。また、比較例６に係るリチウムイオンキャパシタは、釘を刺した後の表面温度が比較的低温であるものの、静電容量が低く、高抵抗なリチウムイオンキャパシタであることが明らかである。

１０キャパシタ要素ユニット
１０Ａ電極積重体
１１リチウムイオンキャパシタ要素（エレメント）
１２正極電極シート
１２ａ正極集電体
１２ｂ電極層
１２ｅ側縁部
１３負極電極シート
１３ａ負極集電体
１３ｂ電極層
１３ｅ側縁部
１４第１の多孔質シート
１４ａ一端部分
１４ｂセパレータ形成用部分の他端部分（セパレータ端部部分）
１４ｃ他端部分
１５第２の多孔質シート
１５ａ一端部分
１５ｂ他端部分
１６，１７リチウムイオン供給源
１６ａ，１７ｂ集電体（リチウム極集電体）
１８テープ
２０外装容器
２１周壁部
２２蓋部
２３底部
２５正極集電板
２６負極集電板
２７絶縁部材
２８負極リード線
３０正極電極端子
３１凹部
３２凸部
３５負極電極端子
３６凹部
３７凸部
３８ガスケット
４０多孔質層

Claims

正極電極シートおよび負極電極シートをセパレータを介して重畳形成したリチウムイオンキャパシタ要素と、電解液とが外装容器内に収容されてなるリチウムイオンキャパシタであって、
前記リチウムイオンキャパシタ要素の外面上に、セルロース、レーヨン、ポリエチレンおよびポリプロピレンから選ばれる少なくとも１種よりなる多孔質層が形成されており、
当該リチウムイオンキャパシタの静電容量をＣ〔ｋＦ〕、当該リチウムイオンキャパシタの直流抵抗値をＲ〔ｍΩ〕および前記多孔質層の厚みをＴ〔μｍ〕とするとき、下記の関係式（１）および下記の関係式（２）を満たすことを特徴とするリチウムイオンキャパシタ。
関係式（１）：３５≦Ｔ×Ｒ／Ｃ
関係式（２）：０．０１≦Ｒ／Ｃ≦５
前記多孔質層が多孔質シートにより重畳形成されてな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。
前記多孔質層が前記セパレータと同一部材によって構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のリチウムイオンキャパシタ。
前記多孔質層の厚みが１２０μｍ以上であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のリチウムイオンキャパシタ。