JP6145635B2 - リチウムイオンキャパシタ用電極の製造方法 - Google Patents

リチウムイオンキャパシタ用電極の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6145635B2
JP6145635B2 JP2013082680A JP2013082680A JP6145635B2 JP 6145635 B2 JP6145635 B2 JP 6145635B2 JP 2013082680 A JP2013082680 A JP 2013082680A JP 2013082680 A JP2013082680 A JP 2013082680A JP 6145635 B2 JP6145635 B2 JP 6145635B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
lithium
lithium ion
ion capacitor
negative electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2013082680A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2014207268A (ja
Inventor
卓孝 野口
卓孝 野口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Meidensha Corp
Original Assignee
Meidensha Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Meidensha Corp filed Critical Meidensha Corp
Priority to JP2013082680A priority Critical patent/JP6145635B2/ja
Publication of JP2014207268A publication Critical patent/JP2014207268A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6145635B2 publication Critical patent/JP6145635B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/13Energy storage using capacitors

Landscapes

  • Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
  • Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)

Description

本発明は、リチウムイオンキャパシタ用電極製造方法に関する。
リチウムイオンキャパシタは、正極に活性炭、負極に黒鉛などのリチウムイオンを吸蔵可能な炭素材料を用い、さらにリチウムイオンプレドープ技術を施すことで電気二重層キャパシタの欠点であったエネルギー密度を大幅に向上させる蓄電デバイスである。
キャパシタのエネルギー量は、下記の(1)式により求められることから、エネルギー密度を高めるにはセル電圧を高電圧化するか一般に電極の比表面積に依存する静電容量を高めるしか手段が無い。現状の非水系電気二重層キャパシタは、正極・負極ともに活性炭電極を用いていることからセル電圧は約2.5V程度となる。
Figure 0006145635
リチウムイオンキャパシタは、予め負極にリチウムイオンを吸蔵させて負極電位を下げることでセル電圧を約4Vまで高電圧化することが可能となることから、エネルギー密度は電気二重層キャパシタの3〜4倍が得られることとなる。
予め負極にリチウムイオンを吸蔵させる方法として、例えば、特許文献1に記載の方法がある。これは、正極および負極の集電体にリチウムイオンが通過できる貫通孔を設けた構造とし、その負極とリチウム金属箔とが電気化学的に接触することで負極内にリチウムイオンを吸蔵する方法である。
特許第4015993号(第11頁第11行〜同頁第13行など参照) 特開平8−107048号公報(段落[0047]など参照) 特開2008−305608号公報(段落[0042],[0045],[0057],[0058]、[実施例21]など参照) 特開2008−21901号公報(段落[0019]〜[0033]、[図4]〜[図6]など参照)
上述した特許文献1に記載の方法は、積層構造として構成した大容量リチウムイオンキャパシタへ適用した場合に簡便なプレドープ方法ではあるが、リチウム濃度が各負極で不均一となるため信頼性に欠けるという課題があった。
この手法を改善した方法として、負極に直接リチウム箔または薄膜を接触(転写)した状態でプレドープを行う方法がある(例えば、特許文献2〜4参照)。
特許文献2〜4に記載の方法は、各負極に必要量のリチウムを吸蔵できる点で優れているが、負極とリチウム箔が直接接触しているためにリチウムイオンの吸蔵に長時間を要するという課題があった。鋭意研究を進めたところ、負極とリチウム金属箔の間にリチウムイオンを移動させるための電解液が十分量存在しないことに原因があることを発見した。リチウムイオンは、リチウム金属箔の負極との電気化学接触によりリチウムが酸化されることでイオン化していた。そのリチウムイオンは、電解液中で溶媒和された状態で負極に到達することになるため、電解液量の不足はプレドープ時間の増加に繋がっていた。
さらに、負極に黒鉛系炭素材料を用いた場合には、リチウムイオンの吸蔵に伴い負極表面にSEI(Solid Electrolyte interface)と呼ばれる電解液成分の分解に由来した不導体皮膜が生成される。この分解に伴い、H2やCH4をはじめとする炭化水素の気体が発生して負極とリチウム箔界面に停滞することでプレドープの進行を停止させることも分かった。
エキスパンド箔をはじめとする、貫通孔を設けた集電箔上に負極を形成した場合、前述の気体が、貫通穴部分を塞ぐ状態で形成された負極膜に対し作用すると、当該負極膜が気体の圧力に抗することができず気体の圧力に負けて脱落するおそれがあった。特に、特許文献3における転写は、プレス機等を用いて10〜100kgf/cm2の加重で負極にリチウムを圧接させる必要があり、結着剤の配合比を極力低減した高密度化負極へ適用すると電極の脱落が発生するおそれがあった。
以上のことから、本発明は、前述した問題に鑑み提案されたもので、負極にリチウム薄膜を直接接続してプレドープする電極であって、電解液成分の分解に伴って生じるガスによる、脱落の発生およびリチウムイオンの移動の停止を抑制するリチウムイオンキャパシタ用電極を得ることができるリチウムイオンキャパシタ用電極の製造方法提供することを目的としている。
前述した課題を解決する第1の発明に係るリチウムイオンキャパシタ用電極の製造方法は、リチウムイオンキャパシタ用電極を製造する方法であって、複数の突起部が設けられた基板上に真空蒸着法またはエアロゾルデポジション法によりリチウム薄膜を所定の厚さで直接形成し、前記突起部上に形成された前記リチウム薄膜と、両面のそれぞれに電極層が形成された集電体とを接触して配置し、前記突起部上に形成された前記リチウム薄膜を前記集電体に超音波接合により転写することによって、前記電極層の表面に、互いに離間する複数個のリチウム薄膜を形成すことを特徴とする。
前述した課題を解決する第2の発明に係るリチウムイオンキャパシタ用電極の製造方法は、第1の発明に係るリチウムイオンキャパシタ用電極を製造する方法であって、前記複数の突起部が、互いに離間して配置されることを特徴とする。
前述した課題を解決する第3の発明に係るリチウムイオンキャパシタ用電極の製造方法は、第1または第2の発明に係るリチウムイオンキャパシタ用電極の製造方法であって、前記複数の突起部の先端が、平坦であることを特徴とする。
前述した課題を解決する第4の発明に係るリチウムイオンキャパシタ用電極の製造方法は、第1乃至第3の発明の何れか1つに係るリチウムイオンキャパシタ用電極の製造方法であって、前記複数の突起部が、転写後の前記複数個のリチウム薄膜の面積が前記電極層の面積の50〜80%となるように形成されていることを特徴とする。
前述した課題を解決する第5の発明に係るリチウムイオンキャパシタ用電極の製造方法は、第1乃至第4の発明の何れか1つに係るリチウムイオンキャパシタ用電極の製造方法であって、前記複数の突起部が、転写後の前記複数個のリチウム薄膜のそれぞれの面積が0.002cm2〜0.09cm2となるように形成されていることを特徴とする。
本発明に係るリチウムイオンキャパシタ用電極の製造方法によれば、電解液成分の分解に伴って生じるガスによる、脱落の発生およびリチウムイオンの移動の停止を抑制できるリチウムイオンキャパシタ用電極を得ることができる。
本発明に係るリチウムイオンキャパシタ用電極の製造方法によれば、リチウム薄膜の集電体への転写が、超音波接合により行われることにより、リチウム薄膜を電極層の表面に転写するときの加重が、プレス機によりリチウム薄膜を電極層の表面に圧接するときの加重と比べて小さいため、リチウム薄膜自体の形状を損なうことなく転写することができる。その結果、電解液成分の分解に伴って生じるガスによる、脱落の発生およびリチウムイオンの移動の停止を抑制できるリチウムイオンキャパシタ用電極をより確実に得ることができる。
本発明の一実施形態に係るリチウムイオンキャパシタセルの概略を示した構成図である。 本発明の一実施形態に係るリチウムイオンキャパシタ用電極の模式図であって、図2Aに平面を示し、図2Bに側面を示す。 本発明の一実施形態に係るリチウムイオンキャパシタ用電極の製造方法で用いられる高分子樹脂基板の概略を示した構成図であって、図3Aに下面を示し、図3Bに側面を示す。 本発明の一実施形態に係るリチウムイオンキャパシタ用電極の製造方法におけるリチウム薄膜転写工程を説明するための図であって、図4Aに転写前の状態を示し、図4Bに転写時の状態を示し、図4Cに転写後の状態を示す。
本発明に係るリチウムイオンキャパシタ用電極およびその製造方法ならびにリチウムイオンキャパシタセルの一実施形態について、図1〜図4を参照して具体的に説明する。
本実施形態に係るリチウムイオンキャパシタセル10は、図1に示すように、正極11と、負極14と、正極11と負極14の間に配置されるセパレータ18を具備し、負極14、セパレータ18、正極11の順番で積層した構成となっている。正極11、負極14、およびセパレータ18はケース19内に配置され、後述する正極11および負極14の集電体12,15の端部がケース19の外側に引き出されている。ケース19内には、電解液が注入されている。なお、セパレータ18およびケース19ならびに前記電解液の材料としては、従来より知られている既存の材料を適用することが可能である。
正極11は、金属箔からなる集電体12と、この集電体12の表面12aおよび裏面12bのそれぞれに塗布された分極性電極層13,13とを具備する。正極11を構成する集電体12および分極性電極層13の材料としては、従来より知られている既存の材料を適用することが可能である。
負極14は、図1、図2Aおよび図2Bに示すように、複数の貫通孔15cが形成された金属箔からなる集電体15と、この集電体15の表面15aおよび裏面15bのそれぞれに塗布された電極層16,16とを具備する。負極14を構成する集電体15および電極層16の材料としては、従来より知られている既存の材料を適用することが可能である。そして、電極層16の表面16aには、円形状のリチウム薄膜17が複数個(図示例では、片面に5個(縦)×5個(横))離間して設けられている。
複数個のリチウム薄膜17の総面積は、負極面積、具体的には、集電体15の表面15aおよび裏面15bのそれぞれに設けられた電極層16の表面16aの総面積に対して50%以上80%以下の範囲の大きさである。これは、50%より小さいと、負極14にリチウムをプレドープすることができず、所望の性能を発現できないためである。他方、80%より大きいと、電解液成分の分解に伴って生じるガスを円滑に排出できず電極が脱落する可能性が大きくなるためである。また、余分なリチウムが存在することとなり、製造コスト増を招くからである。
さらに、複数個のリチウム薄膜17の個々の面積は、0.002cm2〜0.09cm2の範囲の大きさである。これは、0.002cm2より狭いと、負極14にリチウムをプレドープすることができず、所望の性能を発現できないためである。他方、0.09cm2より広いと、電解液成分の分解に伴って生じるガスを円滑に排出できず電極が脱落する可能性が大きくなるためである。
ここで、上述したリチウムイオンキャパシタ用電極を製造する手順における、リチウム薄膜を負極(電極層の表面)に転写する工程について、図3および図4を参照して説明する。なお、集電体の表面および裏面には、従来と同じ方法で電極層が設けられる。
この工程では、図3に示すような転写用器具(ナノインプリント基板)20を用いて、リチウム薄膜の転写を行っている。転写用器具20は、基板21と、基板21の表面21aに設けられた複数の突起部22(図示例では、5個(縦)×5個(横))とで構成されている。突起部22は、円柱体状に形成されている。複数の突起部22は、同じ高さで形成されている。また、複数の突起部22の上面部22aは、平坦に形成されている。これにより、後述する超音波溶接で、基板21の表面21aに形成したリチウム薄膜を負極の表面(電極層の表面)に確実に転写することができる。なお、複数の突起部22は、例えばナノインプリント法により基板21の表面21aに形成される。
複数の突起部22は互いに離間して配置される。これは、基板21の表面21aに形成したリチウム薄膜を負極に転写するときに、突起部22の上面部22aに対応する箇所以外もリチウム薄膜を転写してしまい、所定の大きさのリチウム薄膜を電極層の表面に形成できない可能性があるためである。
複数の突起部22が、転写後の複数個のリチウム薄膜17の面積が電極層16の面積の50〜80%となるように形成されている。また、複数の突起部22が、転写後の複数個のリチウム薄膜17のそれぞれの面積が0.002〜0.09cm2となるように形成されている。これにより、転写後のリチウム薄膜が所望の大きさとなり、電極の脱落の発生およびリチウムイオンの移動の停止を抑制できるリチウムイオンキャパシタ用電極を得ることができる。
なお,突起部22の上面部22aの形状は、基板21の表面21aにリチウム薄膜を形成することができ、且つリチウム薄膜を負極に転写することができれば良く、円形状に限らず、三角形、四角形、五角形などの多角形状や楕円形状にすることも可能である。
基材21および突起部22の材料としては、表面21aにリチウム薄膜を形成することが可能であり、且つ超音波接合によりリチウム薄膜を電極層の表面に転写可能な材料であれば良く、例えば、ポリプロピレンなどの高分子樹脂が挙げられる。
まず、1つの負極14と、2つの転写用器具20,20を用意する。この負極14は、集電体15の両面15a,15bに電極層16がそれぞれ形成された電極である。転写用器具20は、基板21の表面21aの全体に亘ってリチウム薄膜23が形成されたものである。リチウム薄膜23の形成方法としては、真空蒸着法やエアゾルデポジション法(Aerosol Deposition method:AD法)などが挙げられる。リチウム薄膜23の厚さは、後述する超音波溶接(超音波溶着)により転写可能な大きさであって、例えば、6μmである。
続いて、図4Aに示すように、負極14の表面(図4Aにて集電板15の表面15a側に配置される一方の電極層16の表面16a)と転写用器具20の突起部22を対向して配置すると共に、負極14の裏面(図4Aにて集電板15の裏面15b側に配置される他方の電極層16の表面16a)と転写用器具20の突起部22を対向して配置する。これにより、転写用器具20の突起部22が、負極14の電極層16側に向けて配置される。
続いて、一方の転写用器具20、負極14、および他方の転写用器具20一式の両側(図4Aにて上方側および下方側)にステンレス基板(図示せず)を設置する。続いて、図4Bに示すように、これら負極一式を超音波溶接機(図示せず)に取り付け、所定の加重F1、例えば1.2kgf/cm2で超音波接合を行う。これにより、図4Cに示すように、リチウム薄膜23における基板21の突起部22に対応する部分のみが負極14の表面(電極層16の表面16a)に転写され、電極層16の表面16aに互いに離間する複数個のリチウム薄膜17が転写された負極14を得ることができる。
したがって、本実施形態に係るリチウムイオンキャパシタ用電極によれば、集電体15の両面15a,15bのそれぞれに形成された電極層16,16と、電極層16の表面16aに設けられた複数個のリチウム薄膜17とを備え、複数個のリチウム薄膜17が互いに離間していることにより、電極層16の表面16aにて、リチウム薄膜17と接触する部分とリチウム薄膜17と接触しない部分が存在することになる。これにより、電解液成分の分解に伴って生じるガスが、複数個のリチウム薄膜17の間を通って排出されることになる。その結果、前記ガスによる電極の脱落の発生を抑制できる。ガスの付着に起因した電気化学界面の減少によるリチウムイオンの移動の停止を抑制できる。また、電解液不足に起因した電気化学界面の減少によるリチウムイオンの移動の停止も抑制できる。さらに、電極層の表面の全面に亘ってリチウム薄膜を設けたリチウムイオンキャパシタ用電極と比べて、電気化学界面が増加する。その結果、プレドープ時間を短縮できる。
また、リチウムイオンキャパシタ用電極の製造方法によれば、電解液成分の分解に伴って生じるガスによる、脱落の発生およびリチウムイオンの移動の停止を抑制できるリチウムイオンキャパシタ用電極を得ることができる。
転写用器具20の突起部22の作製にナノインプリント法を用いたことで、マイクロメートルオーダーの微細な形状(複数の突起部22の間隔)を得ることができ、リチウム薄膜を転写していない負極の表面積を低減したリチウムイオンキャパシタ用電極を得ることができる。このリチウムイオンキャパシタ用電極によれば、プレドープ時間を短縮できると共に、負極にてリチウムイオンを均一化できる。
転写用器具(ナノインプリント基板)20によりリチウム薄膜を負極に転写するようにしたことで、離型層の付着が無くなりセル特性の信頼性が向上したリチウムイオンキャパシタ用電極を得ることができる。
リチウム薄膜23を電極層16の表面16aに転写するときの加重F1が、プレス機によりリチウム薄膜を電極層の表面に圧接するときの加重と比べて小さく、リチウム薄膜自体の形状を損なうことなく転写することができる。また、転写時の応力による負極の破損を防止できる。
本実施例に係るリチウムイオンキャパシタ用電極およびその製造方法の効果を確認するための確認試験を以下に説明するが、本発明は以下に説明する確認試験のみに限定されるものではない。
<試験体1>
本試験体1に係るリチウムイオンキャパシタ用電極を備えるリチウムイオンキャパシタセルについて、説明する。
(1)正極の作製
正極の構成および配合比は、乾燥重量比率で活性炭(比表面積1590m2/g)87重量部、アセチレンブラック9重量部、カルボキシメチルセルロース(CMC)2重量部、スチレンブタジエンゴム(SBR)(日本ゼオン社製)2重量部となるように固形分濃度31%の水系スラリーを調製して厚さ38μm(気孔率50%)のアルミニウム製エキスパンドメタル(日本金属工業社製)に両面コーターを用いて塗工した。得られた電極を大気中で乾燥後、ロール圧延して最終厚み190μmの正極を得た。
(2)負極の作製
負極の構成および配合比は、乾燥重量比率で球晶黒鉛(JFEケミカル社製)87重量部、気相成長炭素繊維(VGCF;登録商標)9重量部、カルボキシメチルセルロース(CMC)2重量部、スチレンブタジエンゴム(SBR)(日本ゼオン社製)2重量部となるように固形分濃度47%の水系スラリーを調製して厚さ26μm(気孔率55%)の銅製エキスパンドメタル(日本金属工業社製)に両面コーターを用いて塗工した。得られた電極を大気中で乾燥後、ロール圧延して最終厚み70μmの負極を得た。
(3)転写用リチウム薄膜の作製および負極への転写方法
転写用器具(ナノインプリント基板)の基材には4.0×4.0cm2形状のポリプロピレンを用い、ナノインプリント法を利用してリチウム薄膜が製膜される表面に図3に示す形状の突起部(凹凸)を設けた。ナノインプリント法により作製する突起部(凹凸)の表面形状は、特に限定するものではないが、プレドープ進行の最短化およびガス抜けを良好に維持する構造とするには、リチウム薄膜の転写面積が負極面積の50〜80%となる形状であることが望ましい。
この基板上に真空蒸着によりリチウム金属を堆積させることで図4Aに示す形状で厚さ6μmのリチウム薄膜を得た。このリチウム薄膜を形成した転写用器具2個を上記負極の両面(表面および裏面)に各1個ずつ対向配置し、さらにその両面に厚さ5mmのステンレス基板を設置した。これら負極一式を超音波溶接機(MH−2014D、ソノマックジャパン社製)に取り付け、1.2kgf/cm2加重で超音波接合した。これにより、ナノインプリント基板の突起部(凸部)に配置されていたリチウム薄膜が負極の両面(表面および裏面)に転写された。
(4)セルの作製
上記の正極の電極面積が3.8×3.8cm2、リチウム薄膜を転写した負極の電極面積が4.0×4.0cm2となるようにロールカッターで切り出し、それぞれ厚さ0.1mmのアルミニウム製(正極側)および銅製(負極側)の集電端子を超音波溶接により取り付けた。これら電極を図1に示す構造で厚さ35μmのセルロース製セパレータ(TF4035、日本高度紙社製)を介して対向配置させた。その後、集電端子部のみが外部に露出するようにセルをアルミニウムラミネートフィルムで外装してアルミニウムラミネートセルとした。このアルミニウムラミネートセルの一辺を開封して、1MのLiPF6およびエチレンカーボネート(EC)とジエチルカーボネート(DEC)を1対1の割合で混合した電解液をセル中に投入して再度ラミネートフィルムを封止した。プレドープは、電解液注入と同時に開始されており、プレドープ条件を、25℃に設定した恒温槽中で24時間保持することとした。前記プレドープ条件で得られたセルを試験体1とした。
<試験体2>
本試験体2に係るリチウムイオンキャパシタ用電極を備えるリチウムイオンキャパシタセルにつき以下に説明する。
本試験体2は、リチウム薄膜の成膜方法を特許文献3と同様のエアゾルデポジション法に変更したこと以外は上述の試験体1と同様な手順により作製し、電解液の注入を開始してから25℃に設定した恒温槽中で24時間保持して得られたものとした。すなわち、試験体2のプレドープ条件は、上述の試験体1と同じにした。
<比較体1>
比較体1に係るリチウムイオンキャパシタ用電極を備えるリチウムイオンキャパシタセルにつき以下に説明する。
比較体1に係るリチウムイオンキャパシタセルは、平面状ポリプロピレン製基板上に厚さ6μmのリチウム薄膜が製膜された市販の転写用リチウム薄膜を用い、一軸プレス機を利用して100kgf/cm2加重で転写したこと以外は試験体1と同様の手順により作製し、電解液の注入を開始してから25℃に設定した恒温槽中で24時間保持して得られたものとした。すなわち、比較体1のプレドープ条件は、上述の試験体1と同じにした。
<試験方法>
[セルの特性評価]
上述の試験体1、試験体2、比較体1に対し、プレドープ開始から24時間後のセル電圧およびその後、時間率で1C相当定電流で3.8Vまで充電後に解体してリチウムの溶解度合いを確認することで、セルの特性を評価した。さらに、上述の試験体1、試験体2、比較体1のそれぞれが具備する負極を対極にリチウム金属を用いた2極セルに組み直して放電量(0.2C相当定電流)を測定した。また、負極の脱落有無については、負極に接していたセパレータの着色度合を解体時に目視で評価した。この結果を下記の表1に示した。表1にて、着色なしとは負極の脱落が無いことであり、着色ありとは負極の脱落があることになる。
Figure 0006145635
表1に示すように、プレドープ開始から24時間後のセル電圧は、試験体1にて3.27Vとなり、試験体2にて3.20Vとなり、比較体1にて2.42Vとなることが明らかとなった。試験体1および試験体2において、リチウムが溶解していることが確認された。放電量は、試験体1にて324mAh/gとなり、試験体2にて356mAh/gとなり、比較体1にて90mAh/gとなることが明らかとなった。また、試験体1,2にて着色が無いことから負極の脱落が無く、比較体1にて一部着色があることから負極の一部に脱落があることが明らかとなった。
したがって、本実施例に係るリチウムイオンキャパシタ用電極によれば、電解液成分の分解に伴って生じるガスによる、電極の脱落およびリチウムイオンの移動の停止を抑制できることが確認された。
なお、上記では、1回の超音波溶接の作業により、集電板の両面に複数個のリチウム薄膜を転写してリチウムイオンキャパシタ用電極を得るリチウムイオンキャパシタ用電極の製造方法について説明したが、2回以上の複数回の超音波溶接の作業により、集電板の両面に複数個のリチウム薄膜を転写してリチウムイオンキャパシタ用電極を得るリチウムイオンキャパシタ用電極の製造方法とすることも可能である。このような製造方法であっても、上述したリチウムイオンキャパシタ用電極の製造方法と同様な作用効果を奏する。
本発明に係るリチウムイオンキャパシタ用電極製造方法によれば、ガス発生時の電極の脱落、およびリチウムイオンの移動の停止を抑制できるため、電気機器産業や自動車産業などにおいて、極めて有益に利用することができる。
10 リチウムイオンキャパシタセル
11 正極
12 集電体
13 分極性電極層
14 負極
15 集電体
16 電極層
17 リチウム薄膜
18 セパレータ
19 ケース
20 転写用器具(ナノインプリント基板)
21 基板
22 突起部
23 リチウム薄膜
F1 超音波加圧

Claims (5)

  1. リチウムイオンキャパシタ用電極を製造する方法であって、
    複数の突起部が設けられた基板上に真空蒸着法またはエアロゾルデポジション法によりリチウム薄膜を所定の厚さで直接形成し、
    前記突起部上に形成された前記リチウム薄膜と、両面のそれぞれに電極層が形成された集電体とを接触して配置し、
    前記突起部上に形成された前記リチウム薄膜を前記集電体に超音波接合により転写することによって、前記電極層の表面に、互いに離間する複数個のリチウム薄膜を形成す
    ことを特徴とするリチウムイオンキャパシタ用電極の製造方法。
  2. 請求項1に記載のリチウムイオンキャパシタ用電極の製造方法であって、
    前記複数の突起部は、互いに離間して配置される
    ことを特徴とするリチウムイオンキャパシタ用電極の製造方法。
  3. 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用電極の製造方法であって、
    前記複数の突起部の先端は、平坦である
    ことを特徴とするリチウムイオンキャパシタ用電極の製造方法。
  4. 請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載のリチウムイオンキャパシタ用電極の製造方法であって、
    前記複数の突起部は、転写後の前記複数個のリチウム薄膜の面積が前記電極層の面積の50〜80%となるように形成されている
    ことを特徴とするリチウムイオンキャパシタ用電極の製造方法。
  5. 請求項1乃至請求項4の何れか1項に記載のリチウムイオンキャパシタ用電極の製造方法であって、
    前記複数の突起部は、転写後の前記複数個のリチウム薄膜のそれぞれの面積が0.002cm2〜0.09cm2となるように形成されている
    ことを特徴とするリチウムイオンキャパシタ用電極の製造方法。
JP2013082680A 2013-04-11 2013-04-11 リチウムイオンキャパシタ用電極の製造方法 Expired - Fee Related JP6145635B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013082680A JP6145635B2 (ja) 2013-04-11 2013-04-11 リチウムイオンキャパシタ用電極の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013082680A JP6145635B2 (ja) 2013-04-11 2013-04-11 リチウムイオンキャパシタ用電極の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014207268A JP2014207268A (ja) 2014-10-30
JP6145635B2 true JP6145635B2 (ja) 2017-06-14

Family

ID=52120633

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013082680A Expired - Fee Related JP6145635B2 (ja) 2013-04-11 2013-04-11 リチウムイオンキャパシタ用電極の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6145635B2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016201437A (ja) * 2015-04-09 2016-12-01 Jmエナジー株式会社 リチウムイオンキャパシタおよびリチウムイオンキャパシタ用負極
CN113997574B (zh) * 2021-11-01 2023-07-18 南京工程学院 一种纤维增强热塑性树脂复合薄板超声波焊接方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0697633A (ja) * 1992-01-23 1994-04-08 Nitto Denko Corp 回路パターンの形成方法
CN1169250C (zh) * 1995-03-06 2004-09-29 宇部兴产株式会社 无水二次电池
JP5151188B2 (ja) * 2006-03-09 2013-02-27 パナソニック株式会社 転写用フィルム、およびそれを用いて形成された電気化学素子用の極板ならびにリチウム二次電池
JP2007328932A (ja) * 2006-06-06 2007-12-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd リチウム二次電池用負極およびこれを用いたリチウム二次電池
WO2010070759A1 (ja) * 2008-12-18 2010-06-24 株式会社島津製作所 光マトリックスデバイスの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014207268A (ja) 2014-10-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7345531B2 (ja) 電極、電気化学セル並びに電極及び電気化学セルの形成方法
KR101326623B1 (ko) 프라이머가 코팅된 양극 집전체 및 이를 포함하는 마그네슘 이차전지
JP5468714B1 (ja) 蓄電デバイスおよびその製造方法
US8821593B2 (en) Method for manufacturing electrode for electrochemical element
TW201530863A (zh) 製備鋰二次電池用隔板之方法,由其所製備之隔板及包含此隔板之鋰二次電池
JP5873605B2 (ja) 非水系二次電池用セパレータおよび非水系二次電池
JP4994205B2 (ja) 電気二重層キャパシタ及びその製造方法
JP2008539559A5 (ja)
WO2008007692A1 (en) Method for pretreating electrochemical capacitor negative electrode, method for manufacturing the electrochemical capacitor negative electrode, and method for manufacturing electrochemical capacitor using the method for manufacturing the electrochemical capacitor negative electrode
TW201037885A (en) Electrode film, electrode, method for manufacturing the electrode, and electrical storage device
JP2013140977A (ja) 電極、その製造方法、及びこれを含む電気化学キャパシタ
TW201322526A (zh) 電裝置用間隔物及使用此間隔物的電裝置
JP2014013693A (ja) リチウムイオン二次電池およびその製造方法
JP5025936B2 (ja) 電子部品用電極−多孔質シート複合体の製造方法
JP5752584B2 (ja) セパレータ
JP2006331759A (ja) 電子部品用セパレータ及びその製造方法
JP3534031B2 (ja) 電池・キャパシタ用電極の製造方法
JP5299721B2 (ja) 電池セパレータの製造方法
JP6145635B2 (ja) リチウムイオンキャパシタ用電極の製造方法
JP6504378B1 (ja) ハイブリッドキャパシタ
JP7092550B2 (ja) 電池における短絡及び/又はリチウムめっきの発生を低減する方法
Luo et al. A multifunctional polyimide nanofiber separator with a self-closing polyamide–polyvinyl alcohol top layer with a Turing structure for high-performance lithium–sulfur batteries
KR101378453B1 (ko) 리튬 이차전지의 제조방법과 이에 의해 제조된 리튬 이차전지
JP2015023001A (ja) 蓄電デバイス用多孔質集電体、電極および蓄電デバイス
JP7010627B2 (ja) 電極、リチウムイオン二次電池

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20151210

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160909

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160920

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20161012

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170328

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20170328

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170410

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6145635

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees