JPWO2019172119A1 - Power storage device - Google Patents

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Abstract

本開示は、高い難燃性を有する蓄電デバイス(1)を提供する。蓄電デバイス(1)は、正極活物質を備える正極(10)と、負極活物質を備える負極(20)と、アルカリ金属イオンを含む電解液(40)と、内側で前記電解液に接触するとともに電解液(40)を内部に密封する密封体(50)とを有する。正極活物質および負極活物質の少なくともいずれか一方は、アルカリ金属イオンを吸蔵可能および放出可能である。蓄電デバイス(1)は、密封体(50)の内部空間に難燃化機能を発揮する消火剤を更に備える。消火剤は、電解液(40)に対するハンセン溶解度パラメータに基づくRED値が1より大きい。 The present disclosure provides a power storage device (1) having high flame retardancy. The power storage device (1) comes into contact with the positive electrode (10) including the positive electrode active material, the negative electrode (20) containing the negative electrode active material, the electrolytic solution (40) containing alkali metal ions, and the electrolytic solution inside. It has a sealed body (50) that seals the electrolytic solution (40) inside. At least one of the positive electrode active material and the negative electrode active material can occlude and release alkali metal ions. The power storage device (1) further includes a fire extinguishing agent that exhibits a flame-retardant function in the internal space of the sealed body (50). The fire extinguishing agent has a RED value greater than 1 based on the Hansen solubility parameter for the electrolytic solution (40).

Description

本開示は、蓄電デバイスに関する。 The present disclosure relates to a power storage device.

アルカリ金属イオンを吸蔵可能および放出可能な活物質を備える蓄電デバイスは、動作電圧が高いことや、エネルギー密度に優れることなど、優れた特性を示すため広く普及している。そして、蓄電デバイスの安全性を向上させるために、検討が重ねられており、多数の安全性試験が行われている。安全性試験としては、蓄電デバイスの内部短絡を模擬した釘刺し試験や圧壊試験、蓄電デバイスが外部から加熱されることを模擬した加熱試験が挙げられる。 Power storage devices equipped with active materials capable of occluding and releasing alkali metal ions are widely used because they exhibit excellent characteristics such as high operating voltage and excellent energy density. In order to improve the safety of the power storage device, studies have been repeated and many safety tests have been conducted. Examples of the safety test include a nail piercing test and a crushing test simulating an internal short circuit of the power storage device, and a heating test simulating that the power storage device is heated from the outside.

蓄電デバイスが内部短絡を起こした場合や、加熱された場合において、蓄電デバイスが発火することを防止するための技術が提案されている。例えば、特表2013−541131号公報は、蓄電デバイスの周囲に消火剤を配置することで、発火した蓄電デバイスを消火する技術を開示している。 A technique for preventing the power storage device from igniting when the power storage device is internally short-circuited or heated has been proposed. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-541131 discloses a technique for extinguishing an ignited power storage device by arranging a fire extinguishing agent around the power storage device.

しかし、特表2013−541131号公報に記載の技術を用いても、発火した蓄電デバイスを容易に消火できないおそれがあった。例えば、高温の蓄電デバイスが発火して蓄電デバイスの温度がさらに高まる。そのため、蓄電デバイスの有する有機溶媒が気化して周囲に拡散する。この気化した有機溶媒に引火した場合、複数の蓄電デバイスが連鎖的に発火しうる。この様に連鎖的に蓄電デバイスが発火すると、特表2013−541131号公報に記載の技術では容易に消火できない恐れがある。そのため難燃性の高い蓄電デバイスに対する需要が存在している。 However, even if the technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-541131 is used, there is a possibility that the ignited power storage device cannot be easily extinguished. For example, the high temperature power storage device ignites and the temperature of the power storage device further rises. Therefore, the organic solvent contained in the power storage device is vaporized and diffuses to the surroundings. When this vaporized organic solvent ignites, a plurality of power storage devices can ignite in a chain. If the power storage devices ignite in a chained manner in this way, the fire may not be easily extinguished by the technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-541131. Therefore, there is a demand for highly flame-retardant power storage devices.

本開示の1つの特徴は、正極活物質を備える正極と、負極活物質を備える負極と、電解液と、密封体と、消火剤とを有する蓄電デバイスである。電解液は、正極および負極に接触するとともにアルカリ金属イオンを含む。密封体は、内側で電解液に接触するとともに電解液を密封する。正極活物質および負極活物質の少なくともいずれか一方は、アルカリ金属イオンを吸蔵可能および放出可能である。消火剤は、密封体の内部空間に配置されており、難燃化機能を発揮する。消火剤は、電解液に対するハンセン溶解度パラメータに基づくRED値が1より大きい。 One feature of the present disclosure is a power storage device having a positive electrode including a positive electrode active material, a negative electrode including a negative electrode active material, an electrolytic solution, a sealed body, and a fire extinguishing agent. The electrolytic solution comes into contact with the positive electrode and the negative electrode and contains alkali metal ions. The sealed body comes into contact with the electrolytic solution on the inside and seals the electrolytic solution. At least one of the positive electrode active material and the negative electrode active material can occlude and release alkali metal ions. The fire extinguishing agent is arranged in the internal space of the sealed body and exhibits a flame retardant function. The fire extinguishing agent has a RED value greater than 1 based on the Hansen solubility parameter for the electrolytic solution.

上記特徴によると、蓄電デバイスは、消火剤が密封体の内部空間に設けられている。従って、消火剤が蓄電デバイスを難燃化する難燃化機能は、密封体の外部からではなく、内部から発揮できるため、消火剤が蓄電デバイスの難燃性を確実に高めることができる。 According to the above characteristics, in the power storage device, a fire extinguishing agent is provided in the internal space of the sealed body. Therefore, since the flame-retardant function of the fire extinguishing agent to make the power storage device flame-retardant can be exerted not from the outside of the sealed body but from the inside, the fire extinguishing agent can surely enhance the flame-retardant property of the power storage device.

また消火剤は、電解液に対するハンセン溶解度パラメータに基づくRED値が1より大きいため、消火剤の電解液への溶解量は無視できるほど小さい。そのため消火剤は、蓄電デバイス内で安定している。従って消火剤は、蓄電デバイスの難燃性を経時的に安定して高め、かつ、蓄電デバイスの充放電の過程へ大きな影響を及ぼさない。 Further, since the RED value of the fire extinguishing agent based on the Hansen solubility parameter in the electrolytic solution is larger than 1, the amount of the fire extinguishing agent dissolved in the electrolytic solution is negligibly small. Therefore, the fire extinguishing agent is stable in the power storage device. Therefore, the fire extinguishing agent stably increases the flame retardancy of the power storage device over time, and does not significantly affect the charging / discharging process of the power storage device.

本開示の他の特徴は、電解液は、有機溶媒およびイミド系リチウム塩を含む。正極は、集電箔を有する。正極活物質は、電解液に対するハンセン溶解度パラメータに基づくRED値が1より大きいポリマーを含むバインダを介して集電箔に保持されている。したがって、バインダが高温環境においても電解液に対して安定している。そのため蓄電デバイスは、自動車の車室内に設置するために要求される85℃の環境においても容量を維持することができ、且つ内部抵抗の増加が小さい。 Another feature of the present disclosure is that the electrolyte comprises an organic solvent and an imide-based lithium salt. The positive electrode has a current collecting foil. The positive electrode active material is held in the current collector foil via a binder containing a polymer having a RED value greater than 1 based on the Hansen solubility parameter for the electrolytic solution. Therefore, the binder is stable against the electrolytic solution even in a high temperature environment. Therefore, the power storage device can maintain its capacity even in the environment of 85 ° C. required for installation in the passenger compartment of an automobile, and the increase in internal resistance is small.

本開示の他の特徴は、密封体の内側に、正極および負極を囲うように設けられた包囲体が設けられている。消火剤は、包囲体上に設けられている。したがって、消火剤が蓄電デバイスの難燃性を効果的に高めることができる。 Another feature of the present disclosure is that an enclosure provided so as to surround the positive electrode and the negative electrode is provided inside the sealed body. The fire extinguishing agent is provided on the enclosure. Therefore, the fire extinguishing agent can effectively enhance the flame retardancy of the power storage device.

本開示の他の特徴は、リチウムイオンキャパシタである。一般的にリチウムイオンキャパシタの製造方法に含まれるプレドープの工程では、単体のリチウム金属が使用される。単体のリチウムイオンは発火の原因になるため、リチウムイオンキャパシタ内に単体のリチウム金属が残らないようにプレドープの工程が行われている。万が一、リチウムイオンキャパシタ内に単体のリチウム金属が残った場合も、密封体の内部空間に配置された消火剤が難燃化機能を発揮することによりリチウムイオンキャパシタの発火が防止される。また、従来のように金属リチウムが析出しないようプレドープの工程に時間をかける必要がなくなり、プレドープ工程の時間を短縮できる。 Another feature of the present disclosure is a lithium ion capacitor. In the pre-doping step generally included in the method for manufacturing a lithium ion capacitor, a single lithium metal is used. Since elemental lithium ions cause ignition, a predoping process is performed so that no elemental lithium metal remains in the lithium ion capacitor. In the unlikely event that a single lithium metal remains in the lithium-ion capacitor, the fire extinguishing agent placed in the internal space of the sealed body exerts a flame-retardant function to prevent ignition of the lithium-ion capacitor. Further, it is not necessary to spend time in the pre-doping step so that metallic lithium does not precipitate as in the conventional case, and the time in the pre-doping step can be shortened.

第1の実施の形態の蓄電デバイスの分解斜視図である。It is an exploded perspective view of the power storage device of 1st Embodiment. 第1の実施の形態の蓄電デバイスの斜視図である。It is a perspective view of the power storage device of 1st Embodiment. 図2の蓄電デバイスにおけるIII−III線断面の模式的な図である。It is a schematic diagram of the cross section of line III-III in the power storage device of FIG. 第1の実施の形態において、正極板の外観の例を説明する図である。It is a figure explaining the example of the appearance of the positive electrode plate in 1st Embodiment. 図4の正極板におけるV−V線断面図である。FIG. 5 is a sectional view taken along line VV of the positive electrode plate of FIG. 第1の実施の形態において、負極板の外観の例を説明する図である。It is a figure explaining the example of the appearance of the negative electrode plate in 1st Embodiment. 図6の負極板におけるVII−VII線断面図である。FIG. 6 is a sectional view taken along line VII-VII of the negative electrode plate of FIG. 第1の実施の形態において、消火剤を備えるセパレータの外観の例を説明する図である。It is a figure explaining an example of the appearance of the separator provided with a fire extinguishing agent in the 1st Embodiment. 図8のセパレータにおけるIX−IX線断面図である。FIG. 5 is a sectional view taken along line IX-IX of the separator of FIG. 第1の実施の形態において、消火剤を備えるセパレータの他の例の外観を説明する図である。It is a figure explaining the appearance of another example of a separator provided with a fire extinguishing agent in the first embodiment. 第1の実施の形態において、正極の正極板と、負極の負極板と、セパレータと、電解液と、消火剤との位置関係を説明する図である。In the first embodiment, it is a figure explaining the positional relationship between the positive electrode plate of a positive electrode, the negative electrode plate of a negative electrode, a separator, an electrolytic solution, and a fire extinguishing agent. 第1の実施の形態において、蓄電デバイスの製造過程を示すフローチャートの例である。In the first embodiment, it is an example of a flowchart showing a manufacturing process of a power storage device. 第1の実施の形態の蓄電デバイスの製造過程において、正極板作成、および負極板作成のためのロールプレス加工を説明する図である。It is a figure explaining the positive electrode plate production and the roll press processing for producing the negative electrode plate in the manufacturing process of the power storage device of the first embodiment. 第1の実施の形態の蓄電デバイスの製造過程において、プレドープ用電極板の外観の例を説明する図である。It is a figure explaining the example of the appearance of the electrode plate for predoping in the manufacturing process of the power storage device of 1st Embodiment. 図14のプレドープ用電極板におけるXV−XV線断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line XV-XV of the pre-doped electrode plate of FIG. 第1の実施の形態の蓄電デバイスの製造過程において、プレドープ用電極作成のためのロールプレス加工を説明する図である。It is a figure explaining the roll press processing for producing the electrode for predoping in the manufacturing process of the power storage device of 1st Embodiment. 第1の実施の形態の蓄電デバイスの製造過程において、プレドープを行う状態を説明する図である。It is a figure explaining the state which performs predoping in the manufacturing process of the power storage device of 1st Embodiment. 第2の実施の形態の蓄電デバイスの分解斜視図である。It is an exploded perspective view of the power storage device of the second embodiment. 第2の実施の形態の蓄電デバイスの模式的な断面図である。It is a schematic cross-sectional view of the power storage device of the 2nd Embodiment. 第2の実施の形態において、正極板と、負極板と、セパレータと、電解液と、消火剤との位置関係を説明する図である。In the second embodiment, it is a figure explaining the positional relationship of a positive electrode plate, a negative electrode plate, a separator, an electrolytic solution, and a fire extinguishing agent. 第3の実施の形態の蓄電デバイスの模式的な断面図である。It is a schematic cross-sectional view of the power storage device of the 3rd Embodiment. 消火剤の難燃化機能の試験方法を説明する図である。It is a figure explaining the test method of the flame retardant function of a fire extinguishing agent.

[第1の実施の形態]
以下、第1の実施の形態について図1〜図17を用いて説明する。第1の実施の形態における蓄電デバイスは、リチウムイオンキャパシタ1である。図1の分解斜視図に示す様に、リチウムイオンキャパシタ1は、複数の板状の正極板11と、複数の板状の負極板21とを備えている。複数の板状の正極板11と、複数の板状の負極板21とは交互に積層されている。各正極板11は一方向に突出する電極端子接続部12bを備える。各負極板21も、正極板11の電極端子接続部12bが突出する方向と同一の方向に突出する電極端子接続部22bを備えている。図1に示す様に、正極板11の電極端子接続部12bが突出する方向をX軸方向とし、積層される方向をZ軸方向とし、X軸およびZ軸に直交する方向をY軸方向とする。これらのX軸、Y軸、Z軸は互いに直交している。X軸、Y軸、Z軸が記載されているすべての図において、これらの軸方向は同一の方向を示し、以下の説明において方向に関する記述はこれらの軸方向を基準とすることがある。なお、本実施の形態および以下に説明する実施の形態において、付随的な構成については、その図示および詳細な説明を省略する。
[First Embodiment]
Hereinafter, the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 17. The power storage device in the first embodiment is a lithium ion capacitor 1. As shown in the exploded perspective view of FIG. 1, the lithium ion capacitor 1 includes a plurality of plate-shaped positive electrode plates 11 and a plurality of plate-shaped negative electrode plates 21. The plurality of plate-shaped positive electrode plates 11 and the plurality of plate-shaped negative electrode plates 21 are alternately laminated. Each positive electrode plate 11 includes an electrode terminal connecting portion 12b that projects in one direction. Each negative electrode plate 21 also includes an electrode terminal connecting portion 22b that projects in the same direction as the electrode terminal connecting portion 12b of the positive electrode plate 11 projects. As shown in FIG. 1, the direction in which the electrode terminal connection portion 12b of the positive electrode plate 11 protrudes is the X-axis direction, the stacking direction is the Z-axis direction, and the X-axis and the direction orthogonal to the Z-axis are the Y-axis directions. To do. These X-axis, Y-axis, and Z-axis are orthogonal to each other. In all the figures in which the X-axis, Y-axis, and Z-axis are described, these axial directions indicate the same direction, and in the following description, the description regarding the direction may be based on these axial directions. In the present embodiment and the embodiments described below, the illustration and detailed description of incidental configurations will be omitted.

<1.リチウムイオンキャパシタ1の全体構造(図1〜図3)>
リチウムイオンキャパシタ1は、図1に示すように、複数の正極板11と、複数の負極板21と、複数のセパレータ30と、電解液40と、ラミネート部材50とを備えている。ここで、図1に示す様に、正極板11と負極板21とは交互に積層されており、正極板11と負極板21との間それぞれにセパレータ30が挟まれている。電解液40は、この様に積層された、複数の正極板11の一部と、複数の負極板21の一部と、複数のセパレータ30と共に、2つのラミネート部材50(密封体)に包まれてリチウムイオンキャパシタ1内に密封されている。電解液40は、正極板11、負極板21及びラミネート部材50の内側に接触している。詳細は後述するが、セパレータ30は、消火剤32を備えており(図3参照)、消火剤32はリチウムイオンキャパシタ1の難燃性を向上させる。なお、リチウムイオンキャパシタ1は、Z軸方向の最上層と最下層とにセパレータ30を更に有し、各負極板21がセパレータ30で挟まれるように配置してもよい。
<1. Overall structure of lithium ion capacitor 1 (FIGS. 1 to 3)>
As shown in FIG. 1, the lithium ion capacitor 1 includes a plurality of positive electrode plates 11, a plurality of negative electrode plates 21, a plurality of separators 30, an electrolytic solution 40, and a laminating member 50. Here, as shown in FIG. 1, the positive electrode plate 11 and the negative electrode plate 21 are alternately laminated, and the separator 30 is sandwiched between the positive electrode plate 11 and the negative electrode plate 21, respectively. The electrolytic solution 40 is wrapped in two laminated members 50 (sealed body) together with a part of the plurality of positive electrode plates 11, a part of the plurality of negative electrode plates 21, and a plurality of separators 30 laminated in this way. Is sealed in the lithium ion capacitor 1. The electrolytic solution 40 is in contact with the inside of the positive electrode plate 11, the negative electrode plate 21, and the laminating member 50. Although the details will be described later, the separator 30 includes a fire extinguishing agent 32 (see FIG. 3), and the fire extinguishing agent 32 improves the flame retardancy of the lithium ion capacitor 1. The lithium ion capacitor 1 may further have separators 30 in the uppermost layer and the lowermost layer in the Z-axis direction, and may be arranged so that each negative electrode plate 21 is sandwiched between the separators 30.

複数の正極板11の電極端子接続部12bは、同一方向に突出し、正極端子14に導通している。この正極端子14やこれと接続されている複数の正極板11など、正極側の導体部材をまとめて正極10と呼ぶ。複数の負極板21の電極端子接続部22bと、負極端子24とは導通している。負極端子24やこれと接続されている複数の負極板21など、負極側の導体部材をまとめて負極20と呼ぶ。リチウムイオンキャパシタ1は、その内部に上述の構成を備え、その外観を図2に示した。図2に示すリチウムイオンキャパシタ1のIII−III断面を模式的に図3に示す。図3では、わかりやすくするためにリチウムイオンキャパシタ1内における各部材の間に間隔を開けて図示している。しかし、実際には、正極板11と負極板21とセパレータ30とがほとんど隙間無く積層されている。 The electrode terminal connection portions 12b of the plurality of positive electrode plates 11 project in the same direction and conduct with the positive electrode terminals 14. The conductor members on the positive electrode side, such as the positive electrode terminal 14 and the plurality of positive electrode plates 11 connected to the positive electrode terminal 14, are collectively referred to as the positive electrode 10. The electrode terminal connection portions 22b of the plurality of negative electrode plates 21 and the negative electrode terminals 24 are conductive. The conductor members on the negative electrode side, such as the negative electrode terminal 24 and the plurality of negative electrode plates 21 connected to the negative electrode terminal 24, are collectively referred to as the negative electrode 20. The lithium ion capacitor 1 has the above-described configuration inside, and its appearance is shown in FIG. The III-III cross section of the lithium ion capacitor 1 shown in FIG. 2 is schematically shown in FIG. In FIG. 3, a space is provided between each member in the lithium ion capacitor 1 for the sake of clarity. However, in reality, the positive electrode plate 11, the negative electrode plate 21, and the separator 30 are laminated with almost no gap.

<2.リチウムイオンキャパシタ1の各部について(図1、図3〜図10)>
<2−1.正極板11の構造(図1、図3〜図5)>
正極板11は、従来のリチウムイオンキャパシタの正極板を用いることができる。すなわち、正極板11は、薄板状の集電体12と、集電体12に塗工されている正極活物質層13とを備えている。図4に示すように集電体12は、矩形状の集電部12aと、集電部12aの一端(図4の例では、上辺の左端)から突出する電極端子接続部12bとが一体に形成されている。集電部12aは、Z軸方向に貫通する複数の孔12cを有する金属箔である。電極端子接続部12bは集電部12aの孔12cと同様の複数の孔を有してもよいし、有していなくてもよい。そして、図1および図4に示す、電極端子接続部12bのY軸方向の幅は適宜変更できる。その幅は、例えば集電部12aと同じ幅としても良い。また、正極活物質層13は、集電部12aの両面に塗工されているが、塗工されている面はどちらかの片面であってもよい。ここで、集電部12aは、複数の孔12cが形成されているため、電解液40の陽イオンおよび陰イオンが集電部12aを透過できる。
<2. About each part of the lithium ion capacitor 1 (FIGS. 1, 3 to 10)>
<2-1. Structure of the positive electrode plate 11 (FIGS. 1, 3 to 5)>
As the positive electrode plate 11, a conventional positive electrode plate of a lithium ion capacitor can be used. That is, the positive electrode plate 11 includes a thin plate-shaped current collector 12 and a positive electrode active material layer 13 coated on the current collector 12. As shown in FIG. 4, in the current collector 12, the rectangular current collector 12a and the electrode terminal connection portion 12b protruding from one end of the current collector 12a (the left end of the upper side in the example of FIG. 4) are integrally formed. It is formed. The current collector 12a is a metal foil having a plurality of holes 12c penetrating in the Z-axis direction. The electrode terminal connecting portion 12b may or may not have a plurality of holes similar to the holes 12c of the current collecting portion 12a. Then, the width of the electrode terminal connecting portion 12b shown in FIGS. 1 and 4 in the Y-axis direction can be appropriately changed. The width may be the same as that of the current collector 12a, for example. Further, the positive electrode active material layer 13 is coated on both surfaces of the current collector 12a, but the coated surface may be either one surface. Here, since the current collector 12a is formed with a plurality of holes 12c, the cations and anions of the electrolytic solution 40 can pass through the current collector 12a.

集電体12は、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼、銅、ニッケルからなる金属箔を用いることができる。正極活物質層13は、比表面積が大きく導電性の高い正極活物質と、正極活物質層13の電気伝導性を高めるための導電助剤と、正極活物質の結着および正極活物質と集電体12の集電部12aとを結着させるバインダとを含む。正極活物質層13は、さらに増粘剤等の他の成分を含んでも良い。正極活物質は、例えば、活性炭、カーボンナノチューブ、ポリアセン等を用いることができる。導電助剤は、例えば、ケッチェンブラック、アセチレンブラック、グラファイトの微粒子、グラファイトの微細線維を用いることができる。増粘剤は、例えば、カルボキシルメチルセルロース[CMC]を用いることができる。 As the current collector 12, for example, a metal foil made of aluminum, stainless steel, copper, or nickel can be used. The positive electrode active material layer 13 is a collection of a positive electrode active material having a large specific surface area and high conductivity, a conductive auxiliary agent for increasing the electrical conductivity of the positive electrode active material layer 13, and binding of the positive electrode active material and the positive electrode active material. Includes a binder that binds the current collecting unit 12a of the electric body 12 to the current collecting unit 12a. The positive electrode active material layer 13 may further contain other components such as a thickener. As the positive electrode active material, for example, activated carbon, carbon nanotubes, polyacene and the like can be used. As the conductive auxiliary agent, for example, Ketjen black, acetylene black, fine particles of graphite, and fine fibers of graphite can be used. As the thickener, for example, carboxylmethyl cellulose [CMC] can be used.

バインダは、正極を構成する材料を結着するために用いられる。バインダは、接着成分であるポリマーを主成分としている。ポリマーは、ポリフッ化ビニリデン、スチレン−ブタジエンゴム[SBR]、ポリアクリル酸等から選択される。ポリマーは、電解液40に対するハンセン溶解度パラメータ(HSP)に基づくRED値(相対エネルギー差)が1より大きいことが好ましい。電解液40に対するRED値が1より大きいポリマーは、電解液40に溶解しないため、リチウムイオンキャパシタ1を高温環境で長時間使用しても内部抵抗の増加率が小さい。このようなポリマーとして、ポリアクリル酸が挙げられる。ここでのポリアクリル酸とは、未中和のポリアクリル酸だけでなくポリアクリル酸の中和塩及び架橋したものも含む広義の概念である。ポリアクリル酸は、1種のみでも2種以上を組み合わせて用いてもよい。ポリマーを溶解する溶媒としては、水や有機溶媒を用いることができる。溶媒として水を用いる水系バインダは、製造工程での環境負荷を低減することができるため好ましい。ポリアクリル酸は、水を溶媒として水系バインダを構成することができる点でも好適である。なお、ハンセン溶解度パラメータに基づくRED値の詳しい説明は後述する。 Binders are used to bind the materials that make up the positive electrode. The binder is mainly composed of a polymer, which is an adhesive component. The polymer is selected from polyvinylidene fluoride, styrene-butadiene rubber [SBR], polyacrylic acid and the like. The polymer preferably has a RED value (relative energy difference) of more than 1 based on the Hansen solubility parameter (HSP) with respect to the electrolytic solution 40. A polymer having a RED value greater than 1 with respect to the electrolytic solution 40 does not dissolve in the electrolytic solution 40, so that the rate of increase in internal resistance is small even when the lithium ion capacitor 1 is used for a long time in a high temperature environment. Examples of such a polymer include polyacrylic acid. The term "polyacrylic acid" as used herein is a broad concept including not only unneutralized polyacrylic acid but also neutralized salts of polyacrylic acid and crosslinked ones. Polyacrylic acid may be used alone or in combination of two or more. Water or an organic solvent can be used as the solvent for dissolving the polymer. An aqueous binder that uses water as a solvent is preferable because it can reduce the environmental load in the manufacturing process. Polyacrylic acid is also suitable in that it can form an aqueous binder using water as a solvent. A detailed description of the RED value based on the Hansen solubility parameter will be described later.

バインダは、正極活物質に対して1〜10質量%添加するのが好ましい。バインダが1質量%未満であると結着力が不足しやすい。一方バインダが10質量%を超えるとリチウムイオンキャパシタ1の内部抵抗の増加原因となる可能性がある。 The binder is preferably added in an amount of 1 to 10% by mass based on the positive electrode active material. If the binder is less than 1% by mass, the binding force tends to be insufficient. On the other hand, if the binder exceeds 10% by mass, it may cause an increase in the internal resistance of the lithium ion capacitor 1.

<2−2.負極板21の構造(図1、図3、図6、図7)>
負極板21は、従来のリチウムイオンキャパシタの負極板を用いることができる。そして、負極板21は、大まかには上述した正極板11と同様の構造を備えている。つまり負極板21は、薄板状の集電体22と、負極活物質層23とを備えている。負極活物質層23は、リチウムイオンLiを吸蔵可能及び放出可能な負極活物質を備える。そして、後述する様に、負極活物質は、製造時にリチウムイオンLiが吸着される(いわゆるプレドープされる)。
<2-2. Structure of the negative electrode plate 21 (FIGS. 1, FIG. 3, FIG. 6, FIG. 7)>
As the negative electrode plate 21, a conventional negative electrode plate of a lithium ion capacitor can be used. The negative electrode plate 21 has roughly the same structure as the positive electrode plate 11 described above. That is, the negative electrode plate 21 includes a thin plate-shaped current collector 22 and a negative electrode active material layer 23. The negative electrode active material layer 23 includes a negative electrode active material capable of occluding and releasing lithium ion Li +. Then, as will be described later, the negative electrode active material is adsorbed (so-called pre-doped) with lithium ions Li + during production.

図6に示すように集電体22は、矩形状の集電部22aと、集電部22aの一端(図6の例では、上辺の右端)から外側に突出する電極端子接続部22bとが一体に形成されている。集電部22aは、Z軸方向に貫通する複数の孔22cを有する金属箔である(図7参照)。電極端子接続部22bは、集電部22aの孔22cと同様の複数の孔を有してもよく、有していなくてもよい。また、負極活物質層23は、集電部22aの両面に塗工されているが、塗工されている面はどちらかの片面であってもよい。ここで、上述した正極板11と同様に、集電部22aは、複数の孔22cが形成されているため、電解液40の陽イオンおよび陰イオンが集電部22aを透過できる。また図1に示す様に、正極板11の電極端子接続部12bと、負極板21の電極端子接続部22bとは、Z軸方向に互いに間隔を開けた位置に設けられている。そのため、電極端子接続部12bと電極端子接続部22bとが相互に接触することを防止できる。ここで、図1および図6に示す、電極端子接続部22bのY軸方向の幅は適宜変更でき、例えば集電部22aと同じ幅としても良い。 As shown in FIG. 6, the current collector 22 has a rectangular current collector 22a and an electrode terminal connection 22b protruding outward from one end of the current collector 22a (in the example of FIG. 6, the right end of the upper side). It is formed integrally. The current collector 22a is a metal foil having a plurality of holes 22c penetrating in the Z-axis direction (see FIG. 7). The electrode terminal connecting portion 22b may or may not have a plurality of holes similar to the holes 22c of the current collecting portion 22a. Further, the negative electrode active material layer 23 is coated on both surfaces of the current collector 22a, but the coated surface may be either one surface. Here, similarly to the positive electrode plate 11 described above, since the current collector 22a has a plurality of holes 22c formed, the cations and anions of the electrolytic solution 40 can pass through the current collector 22a. Further, as shown in FIG. 1, the electrode terminal connecting portion 12b of the positive electrode plate 11 and the electrode terminal connecting portion 22b of the negative electrode plate 21 are provided at positions spaced apart from each other in the Z-axis direction. Therefore, it is possible to prevent the electrode terminal connecting portion 12b and the electrode terminal connecting portion 22b from coming into contact with each other. Here, the width of the electrode terminal connecting portion 22b shown in FIGS. 1 and 6 in the Y-axis direction can be appropriately changed, and may be the same width as, for example, the current collecting portion 22a.

集電体22は、正極板11の集電体12と同様に、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼、銅からなる金属箔を用いることができる。負極活物質層23は、リチウムイオンLiを吸脱着可能な負極活物質と、負極活物質の結着および負極活物質と集電体22の集電部22aとを結着させるバインダとを含む。負極活物質層23は、負極活物質層23の電気伝導性を高めるための導電助剤や、増粘剤等、他の成分を含んでも良い。負極活物質は、例えば、グラファイトを用いることができる。導電助剤、バインダ、増粘剤は、上述した正極板11と同様の物質を用いることができる。すなわち、導電助剤に、例えば、ケッチェンブラック、アセチレンブラック、グラファイトの微粒子、グラファイトの微細線維を用いることができる。バインダは、例えば、ポリフッ化ビニリデン、スチレン−ブタジエンゴム[SBR]、ポリアクリル酸を用いることができる。増粘剤は、例えば、カルボキシルメチルセルロース[CMC]を用いることができる。As the current collector 22, for example, a metal foil made of aluminum, stainless steel, or copper can be used as in the current collector 12 of the positive electrode plate 11. The negative electrode active material layer 23 includes a negative electrode active material capable of absorbing and removing lithium ion Li + , a binder for binding the negative electrode active material, and a binder for binding the negative electrode active material and the current collecting portion 22a of the current collector 22. .. The negative electrode active material layer 23 may contain other components such as a conductive auxiliary agent for enhancing the electrical conductivity of the negative electrode active material layer 23 and a thickener. As the negative electrode active material, for example, graphite can be used. As the conductive auxiliary agent, the binder, and the thickener, the same substances as those of the positive electrode plate 11 described above can be used. That is, for example, Ketjen black, acetylene black, graphite fine particles, and graphite fine fibers can be used as the conductive auxiliary agent. As the binder, for example, polyvinylidene fluoride, styrene-butadiene rubber [SBR], or polyacrylic acid can be used. As the thickener, for example, carboxylmethyl cellulose [CMC] can be used.

<2−3.セパレータ30の構造(図1、図3、図8〜図10)>
セパレータ30は、板状である(図1、図8参照)。セパレータ30の縦横の長さは、正極板11の集電体12の集電部12aの縦横の長さ、および、負極板21の集電体22の集電部22aの縦横の長さよりも長く設定されている(図1、図4、図6参照)。図9に示す様に、セパレータ30は、正極板11と負極板21の間を隔離するための多孔質でシート状のセパレータシート31と、セパレータシート31の両面に塗工されている消火剤32とを有している。セパレータ30は、電解液40の陽イオンおよび陰イオンが透過できるように構成されている。
<2-3. Structure of separator 30 (FIGS. 1, 3, 8 to 10)>
The separator 30 has a plate shape (see FIGS. 1 and 8). The vertical and horizontal lengths of the separator 30 are longer than the vertical and horizontal lengths of the current collector 12a of the current collector 12 of the positive electrode plate 11 and the vertical and horizontal lengths of the current collector 22a of the current collector 22 of the negative electrode plate 21. It is set (see FIGS. 1, 4, and 6). As shown in FIG. 9, the separator 30 is a porous sheet-like separator sheet 31 for separating between the positive electrode plate 11 and the negative electrode plate 21, and a fire extinguishing agent 32 coated on both sides of the separator sheet 31. And have. The separator 30 is configured so that the cations and anions of the electrolytic solution 40 can permeate.

消火剤32は、セパレータシート31上に塗工されていればよい。つまり消火剤32は、セパレータシート31の片面に塗工されていてもよく、セパレータシート31上に部分的に塗工されていても良い。例えば図10に示す様に、セパレータシート31の中心を除く外側に消火剤32を塗工してもよい。消火剤32は、セパレータシート31の外側の一部に塗工してもよい。消火剤32は、セパレータシート31上に複数の帯状やドット状に塗工してもよい。 The fire extinguishing agent 32 may be coated on the separator sheet 31. That is, the fire extinguishing agent 32 may be coated on one side of the separator sheet 31, or may be partially coated on the separator sheet 31. For example, as shown in FIG. 10, the fire extinguishing agent 32 may be applied to the outside of the separator sheet 31 except for the center. The fire extinguishing agent 32 may be applied to a part of the outside of the separator sheet 31. The fire extinguishing agent 32 may be applied on the separator sheet 31 in a plurality of strips or dots.

セパレータシート31は、従来のリチウムイオンキャパシタのセパレータを用いることができる。セパレータシート31は、例えば、ビスコースレイヨンや天然セルロース等の抄紙、ポリエチレンやポリプロピレン等の不織布などを用いることができる。 As the separator sheet 31, a conventional lithium ion capacitor separator can be used. As the separator sheet 31, for example, papermaking such as viscose rayon or natural cellulose, non-woven fabric such as polyethylene or polypropylene can be used.

消火剤32は、難燃化機能を発揮し、かつ、電解液40に対するハンセン溶解度パラメータ(HSP)に基づくRED値が1より大きい。ハンセン溶解度パラメータは、Charles M Hansen氏により発表され、ある物質がある物質にどのくらい溶けるのかを示す溶解性の指標として知られている。例えば、一般的に水と油は溶け合わないが、これは水と油の「性質」が違うからである。この溶解性に関する物質の「性質」として、ハンセン溶解度パラメータでは、分散項D、極性項P、水素結合項Hの3つの項目を、物質毎に数値で表す。ここで、分散項Dはファンデルワールス力の大きさを表す値である。極性項Pはダイポール・モーメントの大きさを表す値である。水素結合項Hは水素結合の大きさを表す値である。以下では基本的な考えを説明する。このため、水素結合項Hをドナー性とアクセプター性に分割して扱うこと等の説明を省略する。 The fire extinguishing agent 32 exhibits a flame retardant function and has a RED value of more than 1 based on the Hansen solubility parameter (HSP) for the electrolytic solution 40. The Hansen solubility parameter, published by Charles M Hansen, is known as an indicator of the solubility of a substance in a substance. For example, water and oil generally do not dissolve, because the "property" of water and oil is different. As the "property" of the substance related to this solubility, in the Hansen solubility parameter, three items of dispersion term D, polarity term P, and hydrogen bond term H are numerically represented for each substance. Here, the dispersion term D is a value representing the magnitude of the van der Waals force. The polarity term P is a value representing the magnitude of the dipole moment. The hydrogen bond term H is a value representing the size of the hydrogen bond. The basic idea is explained below. Therefore, the description of treating the hydrogen bond term H by dividing it into a donor property and an acceptor property will be omitted.

ハンセン溶解度パラメータ(D,P,H)は、溶解性を検討するために、3次元の直交座標系(ハンセン空間、HSP空間)にプロットされる。例えば、溶液Aおよび固体Bそれぞれハンセン溶解度パラメータは、ハンセン空間上で溶液Aおよび固体Bそれぞれに対応する2つの座標(座標A,座標B)にプロットできる。そして、座標Aと座標Bとの距離Ra(HSP distance, Ra)が短い程、溶液Aと固体Bは互いに似た上記「性質」をもつため溶液Aに固体Bが溶解しやすいと考えることができる。この逆に、この距離Raが長い程、溶液Aと固体Bは互いに似ていない「性質」をもつため、溶液Aに固体Bが溶解しにくいと考えることができる。 The Hansen solubility parameter (D, P, H) is plotted in a three-dimensional Cartesian coordinate system (Hansen space, HSP space) to examine the solubility. For example, the Hansen solubility parameters of solution A and solid B, respectively, can be plotted in the Hansen space at two coordinates (coordinate A, coordinate B) corresponding to solution A and solid B, respectively. Then, it can be considered that the shorter the distance Ra (HSP distance, Ra) between the coordinates A and the coordinates B, the easier it is for the solid B to dissolve in the solution A because the solution A and the solid B have the above-mentioned "property" similar to each other. it can. On the contrary, the longer the distance Ra, the more difficult it is to dissolve the solid B in the solution A because the solution A and the solid B have “property” that are not similar to each other.

また、溶液Aに対して、溶解する物質と溶解しない物質との境目となる距離Raを相互作用半径R0とする。従って、溶液Aと固体Bについて、距離Raが相互作用半径R0より小さい場合(Ra<R0)は溶液Aに固体Bが溶解すると考えることができる。一方、このRaが相互作用半径R0より大きい場合(R0<Ra)は溶液Aに固体Bが溶解しないと考えることができる。さらに、距離Raを相互作用半径R0で割った値をRED値(=Ra/Ro)とする。すると、RED値が1より小さい場合(RED=Ra/Ro<1)には、Ra<R0となり、溶液Aに固体Bが溶解すると考えることができる。一方、RED値が1より大きい場合(RED=Ra/Ro>1)には、R0<Raとなり、溶液Aに固体Bが溶解しないと考えることができる。この様に、溶液Aおよび固体Bに関するRED値を元に、固体Bが溶液Aに溶けるか否かを判断できる。 Further, the interaction radius R0 is defined as the distance Ra that is the boundary between the soluble substance and the insoluble substance with respect to the solution A. Therefore, for the solution A and the solid B, when the distance Ra is smaller than the interaction radius R0 (Ra <R0), it can be considered that the solid B is dissolved in the solution A. On the other hand, when this Ra is larger than the interaction radius R0 (R0 <Ra), it can be considered that the solid B is not dissolved in the solution A. Further, the value obtained by dividing the distance Ra by the interaction radius R0 is defined as the RED value (= Ra / Ro). Then, when the RED value is smaller than 1 (RED = Ra / Ro <1), Ra <R0, and it can be considered that the solid B is dissolved in the solution A. On the other hand, when the RED value is larger than 1 (RED = Ra / Ro> 1), R0 <Ra, and it can be considered that the solid B is not dissolved in the solution A. In this way, it can be determined whether or not the solid B is soluble in the solution A based on the RED values for the solution A and the solid B.

ここで、本実施の形態では、溶液Aが電解液40に対応し、固体Bが消火剤32に対応する。消火剤32は、電解液40に対するハンセン溶解度パラメータに基づくRED値が1より大きいため、電解液40に溶解しないとみなすことができる。この逆に、電解液40に難溶性を示す消火剤も、ハンセン溶解度パラメータに基づくRED値が1より大きいと考えることができる。 Here, in the present embodiment, the solution A corresponds to the electrolytic solution 40, and the solid B corresponds to the fire extinguishing agent 32. Since the RED value of the fire extinguishing agent 32 based on the Hansen solubility parameter for the electrolytic solution 40 is larger than 1, it can be considered that the fire extinguishing agent 32 does not dissolve in the electrolytic solution 40. On the contrary, it can be considered that the fire extinguishing agent having a poor solubility in the electrolytic solution 40 also has a RED value larger than 1 based on the Hansen solubility parameter.

ハンセン溶解度パラメータおよび相互作用半径R0は、成分の化学構造及び組成比や、実験結果を用いて算出することができる。その場合、Hansen氏らにより開発されたソフトウエアHSPiP(Hansen Solubility Parameters in Practice:HSPを効率よく扱うためのWindows〔登録商標〕用ソフト)を用いて求めることができる。このソフトウエアHSPiPは、2018年3月5日現在 http://www.hansen-solubility.com/から入手可能である。また、複数の溶媒が混合された混合溶媒の場合等に対しても、ハンセン溶解度パラメータ(D,P,H)を算出することができる。 The Hansen solubility parameter and the radius of interaction R0 can be calculated using the chemical structure and composition ratio of the components and the experimental results. In that case, it can be obtained by using the software HSPiP (Hansen Solubility Parameters in Practice: software for Windows [registered trademark] for efficiently handling HSP) developed by Hansen et al. This software HSPiP is available from http://www.hansen-solubility.com/ as of March 5, 2018. In addition, the Hansen solubility parameter (D, P, H) can be calculated even in the case of a mixed solvent in which a plurality of solvents are mixed.

消火剤32は、公知の消火剤のうち、難燃化機能を発揮し、かつ、電解液40に対するハンセン溶解度パラメータに基づくRED値が1より大きい消火剤を用いることができる。このような消火剤32は、例えば、以下に説明する、燃料成分Aと、酸化剤成分Bと、有機塩成分Cとを含む消火剤を用いることができる。この消火剤は、燃料成分Aと酸化剤成分Bの合計100質量部に対して、燃料成分Aを15〜50質量部、酸化剤成分Bを85〜50質量部、有機塩成分Cを7〜1000質量部を含有している。 As the fire extinguishing agent 32, among known fire extinguishing agents, a fire extinguishing agent that exhibits a flame retardant function and has a RED value greater than 1 based on the Hansen solubility parameter for the electrolytic solution 40 can be used. As such a fire extinguishing agent 32, for example, a fire extinguishing agent containing a fuel component A, an oxidizing agent component B, and an organic salt component C, which will be described below, can be used. This fire extinguishing agent contains 15 to 50 parts by mass of fuel component A, 85 to 50 parts by mass of oxidant component B, and 7 to 50 parts by mass of organic salt component C with respect to a total of 100 parts by mass of fuel component A and oxidant component B. Contains 1000 parts by mass.

この消火剤は、加熱されると燃料成分Aおよび酸化剤成分Bが燃焼することで、有機塩成分Cからカリウムラジカルを含むエアロゾルを生成することができる。このエアロゾルに含まれるカリウムラジカルは、消火作用および、発火を抑止する難燃化機能を備える。ここで、この消火剤の難燃化機能とは、発火し始めたときに直ちにカリウムラジカルを生成し、このカリウムラジカルの消火作用により発火を抑止する機能である。なお、燃料成分Aおよび酸化剤成分Bが燃焼する温度は、燃料成分Aと、酸化剤成分Bと、有機塩成分Cとの組成を適宜変更することにより設定することができる。また、この消火剤は、消火作用および、発火を抑止する難燃化機能を備えるカリウムラジカルを生成することができるが、生成するラジカルは、カリウムラジカル以外の消火作用または難燃化機能をそなえるラジカルであってもよい。すなわち、消火剤は、カリウムラジカル以外の消火作用または難燃化機能をそなえるラジカルを生成する消火剤であってもよい。また、消火剤は、上述のように発火を防ぐ難燃化機能を有していればよく、熱分解反応や酸化反応等の発火した際に生じる燃焼の連鎖反応をラジカルトラップによって停止するラジカルを含むエアロゾルを発生するものでなくてもよい。例えば消火剤は、窒素、アルゴン、二酸化炭素等の不活性ガスを生成することによって燃焼の連鎖反応を停止させる難燃化機能を有してもよい。また、事前に不活性ガスを吸蔵し、所定温度で放出可能な吸蔵合金等を用いることもできる。ハロゲン及びリン系難燃剤以外の消火剤は、環境への安全性が高くなる点で好ましい。また、上記の構成で、二酸化炭素以外の不活性ガスを放出する構成とすれば、人に対する安全性を高めることもできる。 When this fire extinguishing agent is heated, the fuel component A and the oxidant component B burn to generate an aerosol containing potassium radicals from the organic salt component C. The potassium radical contained in this aerosol has a fire extinguishing action and a flame retardant function of suppressing ignition. Here, the flame-retardant function of this fire extinguishing agent is a function of immediately generating potassium radicals when they start to ignite, and suppressing ignition by the fire extinguishing action of the potassium radicals. The temperature at which the fuel component A and the oxidant component B burn can be set by appropriately changing the compositions of the fuel component A, the oxidant component B, and the organic salt component C. In addition, this fire extinguishing agent can generate potassium radicals having a fire extinguishing action and a flame-retardant function of suppressing ignition, but the generated radicals are radicals having a fire-extinguishing action or a flame-retardant function other than potassium radicals. May be. That is, the fire extinguishing agent may be a fire extinguishing agent that generates radicals having a fire extinguishing action or a flame retardant function other than potassium radicals. Further, the fire extinguishing agent may have a flame retardant function to prevent ignition as described above, and radicals that stop the chain reaction of combustion that occurs when ignition such as a thermal decomposition reaction or an oxidation reaction is stopped by a radical trap. It does not have to generate the containing aerosol. For example, the fire extinguishing agent may have a flame retardant function of stopping the chain reaction of combustion by generating an inert gas such as nitrogen, argon or carbon dioxide. It is also possible to use a storage alloy or the like that can store the inert gas in advance and release it at a predetermined temperature. Fire extinguishing agents other than halogen and phosphorus flame retardants are preferable because they are highly safe for the environment. Further, if the above configuration is configured to release an inert gas other than carbon dioxide, the safety for humans can be enhanced.

燃料成分Aは、ジシアンジアミド、ニトログアニジン、硝酸グアニジン、尿素、メラミン、メラミンシアヌレート、アビセル、グアガム、カルボキシルメチルセルロースナトリウム、カルボキシルメチルセルロースカリウム、カルボキシルメチルセルロースアンモニウム、ニトロセルロース、アルミニウム、ホウ素、マグネシウム、マグナリウム、ジルコニウム、チタン、水素化チタン、タングステン、ケイ素等である。燃料成分Aは、1種のみを用いてもよいし、2種以上を混合してもよい。 Fuel component A is dicyandiamide, nitroguanidine, guanidine nitrate, urea, melamine, melamine cyanurate, avicell, guagam, sodium carboxylmethylcellulose, potassium carboxylmethylcellulose, ammonium carboxylmethylcellulose, nitrocellulose, aluminum, boron, magnesium, magnalium, zirconium, Titanium, titanium hydride, tungsten, silicon, etc. As the fuel component A, only one type may be used, or two or more types may be mixed.

酸化剤成分Bとしては、無機酸化剤等が挙げられる。無機酸化剤は、硝酸カリウム、硝酸ナトリウム、硝酸ストロンチウム、過塩素酸アンモニウム、過塩素酸カリウム、塩基性硝酸銅、酸化銅(I)、酸化銅(II)、酸化鉄(II)、酸化鉄(III)、三酸化モリブデン等である。酸化剤成分Bは、1種のみを用いてもよいし、2種以上を混合してもよい。 Examples of the oxidizing agent component B include an inorganic oxidizing agent and the like. Inorganic oxidants include potassium nitrate, sodium nitrate, strontium nitrate, ammonium perchlorate, potassium perchlorate, basic copper nitrate, copper (I) oxide, copper (II) oxide, iron (II) oxide, and iron (III) oxide. ), Molybdenum trioxide, etc. As the oxidizing agent component B, only one kind may be used, or two or more kinds may be mixed.

有機塩成分Cとしては、有機カルボン酸カリウム塩等が挙げられる。有機カルボン酸カリウム塩は、酢酸カリウム、プロピオン酸カリウム、クエン酸一カリウム、クエン酸二カリウム、クエン酸三カリウム、エチレンジアミン四酢酸三水素一カリウム、エチレンジアミン四酢酸二水素二カリウム、エチレンジアミン四酢酸一水素三カリウム、エチレンジアミン四酢酸四カリウム、フタル酸水素カリウム、フタル酸二カリウム、シュウ酸水素カリウム、シュウ酸二カリウム等である。有機塩成分Cは、1種のみを用いてもよいし、2種以上を混合してもよい。 Examples of the organic salt component C include an organic carboxylic acid potassium salt and the like. Potassium organic carboxylates include potassium acetate, potassium propionate, monopotassium citrate, dipotassium citrate, tripotassium citrate, monopotassium ethylenediamine tetraacetate, dipotassium dihydrogen tetraacetate ethylenediamine, and monohydrogen tetraacetate ethylenediamine. Tripotassium, tetrapotassium ethylenediamine tetraacetate, potassium hydrogen phthalate, dipotassium phthalate, potassium hydrogen oxalate, dipotassium oxalate and the like. As the organic salt component C, only one kind may be used, or two or more kinds may be mixed.

<2−4.電解液40の組成>
電解液40は、従来のリチウムイオンキャパシタの電解液を用いることができる。すなわち、電解液40は、有機溶媒(非水溶媒)と、電解質とを含む。電解液40には、適宜添加剤を添加してもよい。添加剤としては、例えば、ビニレンカーボネート[VC]が挙げられる。
<2-4. Composition of electrolyte 40>
As the electrolytic solution 40, a conventional electrolytic solution of a lithium ion capacitor can be used. That is, the electrolytic solution 40 contains an organic solvent (non-aqueous solvent) and an electrolyte. Additives may be added to the electrolytic solution 40 as appropriate. Examples of the additive include vinylene carbonate [VC].

有機溶媒として、カーボネート系有機溶媒、ニトリル系有機溶媒、ラクトン系有機溶媒、エーテル系有機溶媒、アルコール系有機溶媒、エステル系有機溶媒、アミド系有機溶媒、スルホン系有機溶媒、ケトン系有機溶媒、芳香族系有機溶媒を例示できる。溶媒は、1種のみを用いてもよいし、2種以上を混合してもよい。有機溶媒は85℃以上の耐熱性を有することが好ましい。 As organic solvents, carbonate-based organic solvents, nitrile-based organic solvents, lactone-based organic solvents, ether-based organic solvents, alcohol-based organic solvents, ester-based organic solvents, amide-based organic solvents, sulfone-based organic solvents, ketone-based organic solvents, fragrances. A group organic solvent can be exemplified. Only one type of solvent may be used, or two or more types may be mixed. The organic solvent preferably has a heat resistance of 85 ° C. or higher.

カーボネート系有機溶媒として、エチレンカーボネート[EC]やプロピレンカーボネート[PC]やフルオロエチレンカーボネート[FEC]などの環状カーボネート、エチルメチルカーボネート[EMC]やジエチルカーボネート[DEC]やジメチルカーボネート[DMC]などの鎖状カーボネートを例示できる。 As carbonate-based organic solvents, cyclic carbonates such as ethylene carbonate [EC], propylene carbonate [PC] and fluoroethylene carbonate [FEC], chains such as ethyl methyl carbonate [EMC], diethyl carbonate [DEC] and dimethyl carbonate [DMC]. A state carbonate can be exemplified.

ここで鎖状カーボネートとして各種の鎖状カーボネートを用いることができるが、電解液の耐熱性向上の観点から、沸点が低く耐熱性に劣るジメチルカーボネート(DMC)を用いないことが好ましい。すなわち有機溶媒中にジメチルカーボネート(DMC)が含まれる場合、ジメチルカーボネート(DMC)が熱分解してジエチルカーボネート(DEC)となり、その際の分解副産物が内部抵抗の増加や耐熱性の悪化を引き起こすことが懸念される(なおこの推察は本開示の技術を限定するものではない)。そしてリチウムイオンキャパシタを高温環境下で使用することを考慮すると、鎖状カーボネートとして、比較的高沸点且つ低粘度のエチルメチルカーボネート(EMC)や、より高沸点のジエチルカーボネート(DEC)を用いることが好ましい。そして耐熱性を向上させる観点から、エチルメチルカーボネート(EMC)とジエチルカーボネート(DEC)を混合して用いることがさらに好ましい。なお有機溶媒中におけるエチルメチルカーボネート(EMC)とジエチルカーボネート(DEC)の比率は特に限定しないが、例えばEMC:DEC=2:1〜1:2の範囲に設定できる。 Here, various chain carbonates can be used as the chain carbonate, but from the viewpoint of improving the heat resistance of the electrolytic solution, it is preferable not to use dimethyl carbonate (DMC) having a low boiling point and inferior heat resistance. That is, when dimethyl carbonate (DMC) is contained in the organic solvent, dimethyl carbonate (DMC) is thermally decomposed into diethyl carbonate (DEC), and the decomposition by-product at that time causes an increase in internal resistance and deterioration of heat resistance. (Note that this speculation does not limit the technology of this disclosure). Considering the use of a lithium ion capacitor in a high temperature environment, it is possible to use ethyl methyl carbonate (EMC) having a relatively high boiling point and low viscosity or diethyl carbonate (DEC) having a higher boiling point as the chain carbonate. preferable. From the viewpoint of improving heat resistance, it is more preferable to use a mixture of ethyl methyl carbonate (EMC) and diethyl carbonate (DEC). The ratio of ethyl methyl carbonate (EMC) to diethyl carbonate (DEC) in the organic solvent is not particularly limited, but can be set in the range of, for example, EMC: DEC = 2: 1 to 1: 2.

また環状カーボネートとして各種の環状カーボネートを用いることができるが、電解液の酸化耐性向上の観点から固体電解液相間(SEI)膜生成能力を備えたエチレンカーボネート(EC)を用いることが好ましい。そして環状カーボネートとして、エチレンカーボネート(EC)と他の環状カーボネート(例えばPC)を混合して用いる場合には、エチレンカーボネート(EC)を、他の環状カーボネート(例えばPC)よりも多く含むことが好ましい。このようにエチレンカーボネート(EC)を相対的に多く含む場合、エチレンカーボネート(EC)が還元分解され、SEI膜が負極表面に生成される。それにより、電解液がリチウム(Li)の電位に直接さらされなくなる。 Although various cyclic carbonates can be used as the cyclic carbonate, it is preferable to use ethylene carbonate (EC) having a solid electrolytic solution phase-to-phase (SEI) film forming ability from the viewpoint of improving the oxidation resistance of the electrolytic solution. When ethylene carbonate (EC) and another cyclic carbonate (for example, PC) are mixed and used as the cyclic carbonate, it is preferable that ethylene carbonate (EC) is contained in a larger amount than the other cyclic carbonate (for example, PC). .. When a relatively large amount of ethylene carbonate (EC) is contained in this way, ethylene carbonate (EC) is reduced and decomposed, and an SEI film is formed on the surface of the negative electrode. As a result, the electrolytic solution is not directly exposed to the potential of lithium (Li).

またニトリル系有機溶媒として、アセトニトリル、アクリロニトリル、アジポニトリル、バレロニトリル、イソブチロ二トリルを例示できる。またラクトン系有機溶媒として、γ‐ブチロラクトン、γ‐バレロラクトンを例示できる。またエーテル系有機溶媒として、テトラヒドロフランやジオキサンなどの環状エーテル、1,2−ジメトキシエタンやジメチルエーテルやトリグライムなどの鎖状エーテルを例示できる。またアルコール系有機溶媒として、エチルアルコール、エチレングリコールを例示できる。またエステル系有機溶媒として、酢酸メチル、酢酸プロピル、リン酸トリメチルなどのリン酸エステル、ジメチルサルフェートなどの硫酸エステル、ジメチルサルファイトなどの亜硫酸エステルを例示できる。アミド系有機溶媒として、N‐メチル‐2‐ピロリドン、エチレンジアミンを例示できる。スルホン系有機溶媒として、ジメチルスルホンなどの鎖状スルホン、3‐スルホレンなどの環状スルホンを例示できる。ケトン系有機溶媒としてメチルエチルケトン、芳香族系有機溶媒としてトルエンを例示できる。そしてカーボネート系有機溶媒を除く上記各種の有機溶媒は、環状カーボネートを混合して用いることが好ましく、特に、保護被膜を生成可能なエチレンカーボネート[EC]と混合して用いることが好ましい。 Further, examples of the nitrile-based organic solvent include acetonitrile, acrylonitrile, adiponitrile, valeronitrile, and isobutyronitril. Further, as the lactone-based organic solvent, γ-butyrolactone and γ-valerolactone can be exemplified. Examples of the ether-based organic solvent include cyclic ethers such as tetrahydrofuran and dioxane, and chain ethers such as 1,2-dimethoxyethane, dimethyl ether and triglime. Further, as the alcohol-based organic solvent, ethyl alcohol and ethylene glycol can be exemplified. Examples of the ester-based organic solvent include phosphate esters such as methyl acetate, propyl acetate and trimethyl phosphate, sulfate esters such as dimethyl sulfate, and sulfite esters such as dimethyl sulfate. Examples of the amide-based organic solvent include N-methyl-2-pyrrolidone and ethylenediamine. Examples of the sulfone-based organic solvent include chain sulfones such as dimethyl sulfone and cyclic sulfones such as 3-sulfolene. Methyl ethyl ketone can be exemplified as the ketone-based organic solvent, and toluene can be exemplified as the aromatic organic solvent. The various organic solvents other than the carbonate-based organic solvent are preferably mixed with a cyclic carbonate, and particularly preferably mixed with an ethylene carbonate [EC] capable of forming a protective film.

電解質は、陽イオン(カチオン)であるLiイオンと、陰イオン(アニオン)とのリチウム塩を用いる。電解質として、例えば、過塩素酸リチウム[LiClO]、ヘキサフルオロリン酸リチウム[LiPF]、テトラフルオロホウ酸リチウム[LiBF]、リチウムビス(フルオロスルホニル)イミド[LiN(FSO、LiFSI]、リチウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド[LiN(SOCF、LiTFSI]、リチウムビス(ペンタフルオロエタンスルホニル)イミド[LiN(SOCFCF、LiBETI]を用いることができる。これらのリチウム塩を1種のみを用いても2種以上を用いてもよい。特に、リチウムビス(フルオロスルホニル)イミド、リチウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、リチウムビス(ペンタフルオロエタンスルホニル)イミド等のイミド系リチウム塩(−SO−N−SO−を部分構造に有するリチウム塩)は、85℃以上の耐熱性を備えているため好ましい。As the electrolyte, a lithium salt of a cation (cation) Li ion and an anion (anion) is used. Examples of the electrolyte include lithium perchlorate [LiClO 4 ], lithium hexafluorophosphate [LiPF 6 ], lithium tetrafluoroborate [LiBF 4 ], lithium bis (fluorosulfonyl) imide [LiN (FSO 2 ) 2 , LiFSI. ], Lithium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide [LiN (SO 2 CF 3 ) 2 , LiTFSI], Lithium bis (pentafluoroethanesulfonyl) imide [LiN (SO 2 CF 2 CF 3 ) 2 , LiBETI] can be used. it can. Only one of these lithium salts may be used, or two or more of these lithium salts may be used. In particular, lithium bis (fluorosulfonyl) imide, lithium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide, lithium bis (pentafluoroethane sulfonyl) imide lithium salt such as imide (-SO 2 -N-SO 2 - lithium having the partial structure Salt) is preferable because it has a heat resistance of 85 ° C. or higher.

電解液40中の電解質の濃度は、0.5〜10.0mol/Lが好ましい。電解液40の適切な粘度および、イオン伝導度の観点から、電解液40中の電解質の濃度は、0.5〜2.0mol/Lがより好ましい。電解質の濃度が0.5mol/Lより少ない場合、電解質が解離したイオンの濃度の低下により、電解液40のイオン伝導度が低すぎるため好ましくない。また、電解質の濃度が10.0mol/Lより大きいと電解液40の粘度の増加により電解液40のイオン伝導度が低すぎるため好ましくない。 The concentration of the electrolyte in the electrolytic solution 40 is preferably 0.5 to 10.0 mol / L. From the viewpoint of the appropriate viscosity of the electrolytic solution 40 and the ionic conductivity, the concentration of the electrolyte in the electrolytic solution 40 is more preferably 0.5 to 2.0 mol / L. When the concentration of the electrolyte is less than 0.5 mol / L, the ionic conductivity of the electrolytic solution 40 is too low due to the decrease in the concentration of the ions in which the electrolyte is dissociated, which is not preferable. Further, if the concentration of the electrolyte is larger than 10.0 mol / L, the ionic conductivity of the electrolytic solution 40 is too low due to the increase in the viscosity of the electrolytic solution 40, which is not preferable.

<2−5.ラミネート部材50の構造(図1、図3)>
ラミネート部材50は、図3に示すように、心材シート51、外側シート52、内側シート53を備えている。そして、心材シート51の外側となる面に外側シート52が接着され、心材シート51の内側となる面に内側シート53が接着されている。例えば心材シート51はアルミニウム箔である。外側シート52はナイロンペットフィルム等の樹脂シートである。内側シート53はポリプロピレン等の樹脂シートである。
<2-5. Structure of laminated member 50 (FIGS. 1 and 3)>
As shown in FIG. 3, the laminated member 50 includes a core material sheet 51, an outer sheet 52, and an inner sheet 53. Then, the outer sheet 52 is adhered to the outer surface of the core material sheet 51, and the inner sheet 53 is adhered to the inner surface of the core material sheet 51. For example, the core material sheet 51 is an aluminum foil. The outer sheet 52 is a resin sheet such as a nylon pet film. The inner sheet 53 is a resin sheet such as polypropylene.

<3.リチウムイオンキャパシタ1の充放電の過程について(図3、図11)>
上述した様に、正極板11の集電体12の集電部12aはZ方向に貫通する複数の孔12cを備える。負極板21の集電体22の集電部22aもZ方向に貫通する複数の孔22cを備える。そのため、電解液40の陰イオン及び陽イオンは、正極板11の集電部12aと負極板21の集電部22aとを透過できる。また、セパレータ30も電解液40の陰イオン及び陽イオンが透過できるように構成されている。リチウムイオンキャパシタ1の、正極10の正極板11と、負極20の負極板21と、セパレータ30と、電解液40と、消火剤32との位置関係を図11に模式的に示した。図11に示す様に、正極板11と負極板21とが、消火剤32を備えるセパレータ30を間に挟んでいる。リチウムイオンキャパシタ1は、正極板11の表面では、正極活物質と電解質の陰イオンとで電気二重層を形成し、負極板21では、負極活物質にリチウムイオンLiを吸脱着することで充放電を行う。また、後述する様に、リチウムイオンキャパシタ1の製造時には、負極板21の負極活物質にリチウムイオンLiを吸着させる(プレドープ)。負極活物質にリチウムイオンLiが吸着していることで、正極板11と負極板21との間の電位差が大きくなり、正極板11に形成される電気二重層のエネルギー密度を高めることができる。その結果、リチウムイオンキャパシタ1は、大容量化および高出力化される。
<3. About the charging / discharging process of the lithium ion capacitor 1 (FIGS. 3 and 11)>
As described above, the current collector 12a of the current collector 12 of the positive electrode plate 11 includes a plurality of holes 12c penetrating in the Z direction. The current collector 22a of the current collector 22 of the negative electrode plate 21 also has a plurality of holes 22c penetrating in the Z direction. Therefore, the anions and cations of the electrolytic solution 40 can pass through the current collecting portion 12a of the positive electrode plate 11 and the current collecting portion 22a of the negative electrode plate 21. Further, the separator 30 is also configured so that the anions and cations of the electrolytic solution 40 can permeate. FIG. 11 schematically shows the positional relationship between the positive electrode plate 11 of the positive electrode 10, the negative electrode plate 21 of the negative electrode 20, the separator 30, the electrolytic solution 40, and the fire extinguishing agent 32 of the lithium ion capacitor 1. As shown in FIG. 11, the positive electrode plate 11 and the negative electrode plate 21 sandwich a separator 30 provided with a fire extinguishing agent 32 in between. In the lithium ion capacitor 1, an electric double layer is formed on the surface of the positive electrode plate 11 by the positive electrode active material and the anion of the electrolyte, and the negative electrode plate 21 is filled by adsorbing and desorbing lithium ion Li + on the negative electrode active material. Discharge. Further, as will be described later, at the time of manufacturing the lithium ion capacitor 1, lithium ion Li + is adsorbed on the negative electrode active material of the negative electrode plate 21 (predoping). Since the lithium ion Li + is adsorbed on the negative electrode active material, the potential difference between the positive electrode plate 11 and the negative electrode plate 21 becomes large, and the energy density of the electric double layer formed on the positive electrode plate 11 can be increased. .. As a result, the lithium ion capacitor 1 has a large capacity and a high output.

<4.消火剤の効果について>
一般的に、製造時におけるプレドープの過程では、負極板21の負極活物質にあらかじめリチウムイオンLiを吸着させる。このリチウムイオンLiの供給源は、リチウムイオンキャパシタの電解液の存在する内部空間に配置され、Liに変換されるリチウム金属である。リチウム金属をリチウムイオンLiにする方法は、一般的に、リチウム金属と負極板21とに電圧をかけてリチウム金属をリチウムイオンLiにする電気化学方法と、リチウム金属を電解液に溶解させてリチウムイオンLiにする化学的方法とである。
<4. About the effect of fire extinguishing agent>
Generally, in the process of pre-doping during manufacturing, lithium ion Li + is adsorbed in advance on the negative electrode active material of the negative electrode plate 21. The source of this lithium ion Li + is a lithium metal that is arranged in the internal space where the electrolytic solution of the lithium ion capacitor exists and is converted into Li +. How to lithium metal to the lithium ion Li + is generally dissolved electrochemical method for the lithium metal to the lithium ion Li + by applying a voltage to the lithium metal and the negative electrode plate 21, the lithium metal to the electrolyte It is a chemical method to make lithium ion Li +.

これらのいずれの方法がなされる場合でも、一般的にリチウムイオンキャパシタの製造方法に含まれるプレドープの工程では、単体のリチウム金属が使用される。そして、通常では、リチウムイオンキャパシタ内に単体のリチウム金属が残らないように、プレドープの工程が行われている。しかし、万が一、リチウムイオンキャパシタ内に単体のリチウム金属が残ったときや、リチウムイオンキャパシタに内部短絡が生じるときや、リチウムイオンキャパシタが加熱されたときにおいて、リチウムイオンキャパシタの発火の可能性がある。この様な場合についても、本実施の形態のリチウムイオンキャパシタ1は、難燃化機能を発揮する消火剤32がラミネート部材50(密封体)の内部空間に設けられているため、発火を防止できる。また、従来のように金属リチウムが析出しないようプレドープの工程に時間をかける必要がなくなり、プレドープ工程の時間を短縮できる。 Regardless of which of these methods is used, a simple substance lithium metal is used in the pre-doping step generally included in the method for manufacturing a lithium ion capacitor. Then, usually, a pre-doping step is performed so that a single lithium metal does not remain in the lithium ion capacitor. However, in the unlikely event that a single lithium metal remains in the lithium-ion capacitor, an internal short circuit occurs in the lithium-ion capacitor, or the lithium-ion capacitor is heated, the lithium-ion capacitor may ignite. .. Even in such a case, in the lithium ion capacitor 1 of the present embodiment, since the fire extinguishing agent 32 exhibiting the flame retardant function is provided in the internal space of the laminated member 50 (sealed body), ignition can be prevented. .. Further, it is not necessary to spend time in the pre-doping step so that metallic lithium does not precipitate as in the conventional case, and the time in the pre-doping step can be shortened.

リチウムイオンキャパシタ1(蓄電デバイス)は、消火剤32がラミネート部材50(密封体)の内部空間に設けられている。従って、消火剤32がリチウムイオンキャパシタ1(蓄電デバイス)を難燃化する難燃化機能は、ラミネート部材50(密封体)の外部からではなく、内部から発揮できる。そのため、消火剤32がリチウムイオンキャパシタ1(蓄電デバイス)の難燃性を確実に高めることができる。 In the lithium ion capacitor 1 (storage device), a fire extinguishing agent 32 is provided in the internal space of the laminated member 50 (sealed body). Therefore, the flame-retardant function of the fire extinguishing agent 32 to make the lithium ion capacitor 1 (storage device) flame-retardant can be exhibited not from the outside of the laminated member 50 (sealed body) but from the inside. Therefore, the fire extinguishing agent 32 can surely enhance the flame retardancy of the lithium ion capacitor 1 (storage device).

また、消火剤32は、正極板11(正極)と負極板21(負極)とを隔離するセパレータ30上に設けられている。従って、正極板11(正極)と負極板21(負極)とのショートによる発火を確実に抑えることができ、消火剤32は、より効果的にリチウムイオンキャパシタ1(蓄電デバイス)の難燃性を高め得る。 Further, the fire extinguishing agent 32 is provided on the separator 30 that separates the positive electrode plate 11 (positive electrode) and the negative electrode plate 21 (negative electrode). Therefore, ignition due to a short circuit between the positive electrode plate 11 (positive electrode) and the negative electrode plate 21 (negative electrode) can be reliably suppressed, and the fire extinguishing agent 32 more effectively reduces the flame retardancy of the lithium ion capacitor 1 (storage device). Can be enhanced.

また、消火剤32は、電解液40に対するハンセン溶解度パラメータに基づくRED値が1より大きいため、消火剤32の電解液40への溶解量は無視できるほど小さい。そのため、消火剤32は、安定していると考えることができる。従って、消火剤32は、リチウムイオンキャパシタ1(蓄電デバイス)の難燃性を経時的に安定して高め、かつ、リチウムイオンキャパシタ1(蓄電デバイス)の充放電の過程へ大きな影響を及ぼさない。 Further, since the fire extinguishing agent 32 has a RED value larger than 1 based on the Hansen solubility parameter for the electrolytic solution 40, the amount of the fire extinguishing agent 32 dissolved in the electrolytic solution 40 is negligibly small. Therefore, the fire extinguishing agent 32 can be considered to be stable. Therefore, the fire extinguishing agent 32 stably enhances the flame retardancy of the lithium ion capacitor 1 (storage device) over time, and does not significantly affect the charging / discharging process of the lithium ion capacitor 1 (storage device).

<5.リチウムイオンキャパシタ1の製造方法について(図12〜図17)>
本実施の形態のリチウムイオンキャパシタ1の製造方法を説明する。上述した様に、リチウムイオンLiを負極板21の負極活物質層23に吸着させるプレドープの方法は、一般に電気化学的方法と化学的方法から選択される。電気化学的方法は、リチウム金属と負極板21とに電圧をかけてリチウム金属をリチウムイオンLiにする。化学的方法は、リチウム金属を電解液に溶解させる。以下では、まず、化学的方法でプレドープを行うものとして説明し、その後、電気化学的方法でプレドープを行う場合について説明する。リチウムイオンキャパシタ1は、図12に示す様に製造することができる。
<5. About the manufacturing method of the lithium ion capacitor 1 (FIGS. 12 to 17)>
The manufacturing method of the lithium ion capacitor 1 of this embodiment will be described. As described above, the predoping method for adsorbing lithium ion Li + on the negative electrode active material layer 23 of the negative electrode plate 21 is generally selected from an electrochemical method and a chemical method. In the electrochemical method, a voltage is applied to the lithium metal and the negative electrode plate 21 to convert the lithium metal into lithium ion Li + . The chemical method dissolves the lithium metal in the electrolyte. In the following, first, the case where the predoping is performed by the chemical method will be described, and then the case where the predoping is performed by the electrochemical method will be described. The lithium ion capacitor 1 can be manufactured as shown in FIG.

リチウムイオンキャパシタ1の製造では、まず、正極板11および負極板21を作成する(S1)。正極板11と負極板21の作成の順番はどちらが先でも、並行して行ってもよい。 In the production of the lithium ion capacitor 1, first, the positive electrode plate 11 and the negative electrode plate 21 are produced (S1). The order of producing the positive electrode plate 11 and the negative electrode plate 21 may be either first or in parallel.

正極板11の作成方法について説明する。正極板11は、複数の孔12cが形成された金属薄板状の集電体12と、集電体12の両面又は片面に塗工されている正極活物質層13とを備える。まず、正極活物質層13の材料を準備する。すなわち、上述した、正極活物質と、導電助剤と、バインダと、水や有機溶媒等の溶媒と、および必要に応じて増粘剤等の成分とを、ミキサーを用いて混合したスラリーを調製する。そして、このスラリーを集電体12の材料となる複数の孔が形成された金属薄板の片面もしくは両面に塗工する。次に、スラリーの溶媒を除去するために乾燥し、厚みを均一にするためにプレスする(図13参照)。金属薄板にスラリーを塗工する時に、片面ずつ塗工を行ってもよいし、両面同時に塗工を行ってもよい。 A method for producing the positive electrode plate 11 will be described. The positive electrode plate 11 includes a metal thin plate-shaped current collector 12 in which a plurality of holes 12c are formed, and a positive electrode active material layer 13 coated on both sides or one side of the current collector 12. First, the material for the positive electrode active material layer 13 is prepared. That is, a slurry prepared by mixing the above-mentioned positive electrode active material, a conductive auxiliary agent, a binder, a solvent such as water or an organic solvent, and, if necessary, a component such as a thickener, using a mixer. To do. Then, this slurry is applied to one side or both sides of a thin metal plate having a plurality of holes formed as a material of the current collector 12. The slurry is then dried to remove solvent and pressed to make the thickness uniform (see FIG. 13). When the slurry is applied to the thin metal plate, it may be applied on one side at a time, or on both sides at the same time.

塗工方法としては、例えば、グラビアコート法、バーコート法、スプレーコート法、スピンコート法、エアーナイフコート法、ロールコート法、ブレードコート法、ゲートロールコート法、及びダイコート法などを用いることができる。これらの中でも、ブレードコート法及びダイコート法が好ましい。また、乾燥方法としては、例えば、熱風乾燥炉などで熱乾燥する方法を用いることができる。プレスには、例えば、ロールプレス機を用いることができる。 As the coating method, for example, a gravure coating method, a bar coating method, a spray coating method, a spin coating method, an air knife coating method, a roll coating method, a blade coating method, a gate roll coating method, a die coating method and the like can be used. it can. Among these, the blade coating method and the die coating method are preferable. Further, as a drying method, for example, a method of heat drying in a hot air drying furnace or the like can be used. For the press, for example, a roll press machine can be used.

また、正極板11の作成は、次の様に行っても良い。スラリーを塗工する集電体12の材料となる金属薄板を、ロール状に巻かれた複数の孔を備える金属薄板とし、この金属薄板にスラリーを塗工する。そして、スラリーを塗工した金属薄板の乾燥とプレスを行い、プレス後に正極板11の大きさ(図4参照)に切り分け、さらに、電極端子接続部12bとなる部分(図4参照)に塗工されている正極活物質層をはぎ落しても良い。また、スラリーを塗工する金属薄板を、ロール状に巻かれた複数の孔を備える金属薄板とし、金属薄板上で集電部12aとなる部分にスラリーを塗工し、ここで電極端子接続部12bとなる部分にはスラリーを塗工しないものとし、プレスの前または後に正極板11の大きさ(図4参照)に切り分けてもよい。また、スラリーを塗工する金属薄板を、スラリーを塗工する前に正極板11の大きさに切り分けてもよい。 Further, the positive electrode plate 11 may be created as follows. The metal thin plate used as the material of the current collector 12 for applying the slurry is a metal thin plate having a plurality of holes wound in a roll shape, and the slurry is applied to the metal thin plate. Then, the thin metal plate coated with the slurry is dried and pressed, and after pressing, it is cut into the size of the positive electrode plate 11 (see FIG. 4), and further coated on the portion to be the electrode terminal connection portion 12b (see FIG. 4). The positive electrode active material layer that has been formed may be peeled off. Further, the metal thin plate to which the slurry is applied is a metal thin plate having a plurality of holes wound in a roll shape, and the slurry is applied to the portion of the metal thin plate to be the current collecting portion 12a, where the electrode terminal connection portion is formed. The portion to be 12b may not be coated with the slurry, and may be cut into the size of the positive electrode plate 11 (see FIG. 4) before or after pressing. Further, the thin metal plate to which the slurry is applied may be cut into the size of the positive electrode plate 11 before the slurry is applied.

負極板21は、上述した様に、大まかには正極板11と同様の構造を備えている。負極板21と正極板11との大きな違いは、負極活物質層23の負極活物質の材質が正極活物質層13の正極活物質の材質と異なることにある。そこで、負極板21は、正極板11と同様に製造することができる。すなわち、まず、上述した、負極活物質層23の材料である、負極活物質と、バインダと、水や有機溶媒等の溶媒と、および必要に応じて導電助剤や増粘剤等の成分とを、ミキサーを用いて混合したスラリーを調製する。そして、このスラリーを集電体22の材料となる複数の孔が形成された金属薄板の片面もしくは両面に塗工する。次に、スラリーの溶媒を除去するために乾燥し、厚みを均一にするためにプレスする(図13参照)。金属薄板にスラリーを塗工する時に、片面ずつ塗工を行ってもよいし、両面同時に塗工を行ってもよい。 As described above, the negative electrode plate 21 has roughly the same structure as the positive electrode plate 11. The major difference between the negative electrode plate 21 and the positive electrode plate 11 is that the material of the negative electrode active material of the negative electrode active material layer 23 is different from the material of the positive electrode active material of the positive electrode active material layer 13. Therefore, the negative electrode plate 21 can be manufactured in the same manner as the positive electrode plate 11. That is, first, the negative electrode active material, which is the material of the negative electrode active material layer 23 described above, a binder, a solvent such as water or an organic solvent, and, if necessary, a component such as a conductive auxiliary agent or a thickener. To prepare a mixed slurry using a mixer. Then, this slurry is applied to one side or both sides of a thin metal plate having a plurality of holes formed as a material for the current collector 22. The slurry is then dried to remove solvent and pressed to make the thickness uniform (see FIG. 13). When the slurry is applied to the thin metal plate, it may be applied on one side at a time, or on both sides at the same time.

次に、消火剤32を所定の形状に加工する(S2)。消火剤32を、セパレータシート31上に塗工する(図3および図9参照)。また、厚みを均一にするためにプレス(図13参照)してもよい。この塗工は、上述した正極板11の集電体12に正極活物質層13を塗工する方法と同様に行うことができる。セパレータシート31の両面に消火剤32を塗工する場合は、片面ずつ塗工を行ってもよいし、両面同時に塗工を行ってもよい。また、プレスは、上述した正極板11のプレスと同様に行うことができる。 Next, the fire extinguishing agent 32 is processed into a predetermined shape (S2). The fire extinguishing agent 32 is applied onto the separator sheet 31 (see FIGS. 3 and 9). Alternatively, a press (see FIG. 13) may be used to make the thickness uniform. This coating can be performed in the same manner as the method of coating the positive electrode active material layer 13 on the current collector 12 of the positive electrode plate 11 described above. When the fire extinguishing agent 32 is applied to both sides of the separator sheet 31, the fire extinguishing agent 32 may be applied one side at a time, or both sides may be applied at the same time. Further, the pressing can be performed in the same manner as the pressing of the positive electrode plate 11 described above.

次に、プレドープに用いるリチウム金属を所定の形状に加工する(S3)。ここでは、その例として、プレドープ用負極板21pを作成する。プレドープ用負極板21pの作成は、負極板21の負極活物質層23上に所定の形状のリチウム金属箔LiS1を配置し(図14、図15参照)、さらにプレスにより負極板21の負極活物質層23とリチウム金属箔LiS1を圧着(図16参照)する。ここで、プレスには、例えば、ロールプレス機を用いてもよい。また、リチウム金属箔LiS1の代わりに粉末状のリチウム金属を用いても良い。また、このS3では、1枚の負極板21を用いるが、S1で1枚の負極板21を作成した後に、このS3を行うことができるので、S1とこのS3を並行して行うこともできる。また、S1で1枚の負極板21を作成した後であれば、S1とS2とS3とを並行して行うことができ、S1とS2とS3とを行う順番は適宜変更できる。 Next, the lithium metal used for predoping is processed into a predetermined shape (S3). Here, as an example, a pre-doped negative electrode plate 21p is created. To prepare the negative electrode plate 21p for pre-doping, a lithium metal foil LiS1 having a predetermined shape is placed on the negative electrode active material layer 23 of the negative electrode plate 21 (see FIGS. 14 and 15), and the negative electrode active material of the negative electrode plate 21 is further pressed. The layer 23 and the lithium metal foil LiS1 are crimped (see FIG. 16). Here, for the press, for example, a roll press machine may be used. Further, powdered lithium metal may be used instead of the lithium metal foil LiS1. Further, in this S3, one negative electrode plate 21 is used, but since this S3 can be performed after creating one negative electrode plate 21 in S1, S1 and this S3 can also be performed in parallel. .. Further, after the one negative electrode plate 21 is produced in S1, S1, S2, and S3 can be performed in parallel, and the order in which S1, S2, and S3 are performed can be appropriately changed.

次に、リチウム金属、複数の正極板11、複数の負極板21、複数のセパレータ30が積層され、また、正極端子14および負極端子24が組付けられた積層体を作成する(S4)。まず、図17に示す様に、複数の正極板11と複数の負極板21とは交互に積層されており、かつ、正極板11と負極板21との間それぞれにセパレータ30が挟まれる様に、プレドープ用負極板21pと、正極板11と、負極板21と、セパレータ30とを積層する。ここで、プレドープ用負極板21pは、Z軸方向最上層に積層する。次に、正極端子14を複数の正極板11へ組付け、さらに、負極端子24をプレドープ用負極板21pおよび複数の負極板21へ組付けることで積層体を作成する。なお、積層体のZ軸方向最上層に更にセパレータ30を配置してもよいし、積層体のZ軸方向最下層に更にセパレータ30を配置してもよい。以上では、プレドープ用負極板21pと、正極板11と、負極板21と、セパレータ30との積層を行った後、正極端子14および負極端子24の組付けを行うものとして説明したが、この積層と組付けとの順番は適宜変更しても良い。例えば、積層と並行して、正極端子14と正極板11との接続と、負極端子24と負極板21との接続を行っても良い。また、プレドープに用いるリチウム金属を所定の形状に加工するS3を、単にリチウム金属箔LiS1を用意する工程とし、S4の工程で作成する積層体にプレドープ用負極板21pを配置する代わりにリチウム金属箔LiS1と1枚の負極板21とを配置してもよい。 Next, a laminated body is prepared in which lithium metal, a plurality of positive electrode plates 11, a plurality of negative electrode plates 21, and a plurality of separators 30 are laminated, and a positive electrode terminal 14 and a negative electrode terminal 24 are assembled (S4). First, as shown in FIG. 17, the plurality of positive electrode plates 11 and the plurality of negative electrode plates 21 are alternately laminated, and the separator 30 is sandwiched between the positive electrode plate 11 and the negative electrode plate 21, respectively. , The pre-doped negative electrode plate 21p, the positive electrode plate 11, the negative electrode plate 21, and the separator 30 are laminated. Here, the pre-doped negative electrode plate 21p is laminated on the uppermost layer in the Z-axis direction. Next, the positive electrode terminals 14 are assembled to the plurality of positive electrode plates 11, and the negative electrode terminals 24 are further assembled to the pre-doped negative electrode plates 21p and the plurality of negative electrode plates 21 to create a laminate. The separator 30 may be further arranged on the uppermost layer in the Z-axis direction of the laminated body, or the separator 30 may be further arranged on the lowermost layer in the Z-axis direction of the laminated body. In the above, it has been described that the positive electrode terminal 14 and the negative electrode terminal 24 are assembled after laminating the pre-doped negative electrode plate 21p, the positive electrode plate 11, the negative electrode plate 21, and the separator 30. The order of assembly and assembly may be changed as appropriate. For example, the positive electrode terminal 14 and the positive electrode plate 11 may be connected and the negative electrode terminal 24 and the negative electrode plate 21 may be connected in parallel with the lamination. Further, S3 for processing the lithium metal used for predoping into a predetermined shape is simply a step of preparing the lithium metal leaf LiS1, and instead of arranging the predoping negative electrode plate 21p on the laminate prepared in the step of S4, the lithium metal foil LiS1 and one negative electrode plate 21 may be arranged.

次に、上記の積層体をラミネート部材50に内包する(S5)。まず、正極端子14の一部及び負極端子24の一部がラミネート部材50の外部に露出する様に、積層体をラミネート部材50に内包し、ラミネート部材50の一部を除いた周辺部分を溶着する。 Next, the above-mentioned laminate is included in the laminate member 50 (S5). First, the laminate is included in the laminate member 50 so that a part of the positive electrode terminal 14 and a part of the negative electrode terminal 24 are exposed to the outside of the laminate member 50, and the peripheral portion excluding a part of the laminate member 50 is welded. To do.

次に、負極活物質層23にリチウムイオンLiを吸着させるプレドープを行う(S6)。まず、あらかじめ調製した電解液40をラミネート部材50の内部空間に注入する。そして、ラミネート部材50を封止し、電解液40を密封する。これにより、プレドープ用負極板21p上のリチウム金属箔LiS1と、複数の負極板21の負極活物質層23と、電解液40とは、ラミネート部材50の内部空間に密封される。電解液40中のリチウムイオンLiは、負極活物質層23に吸着されてゆくと共に、リチウム金属箔LiS1がリチウムイオンLiとなって電解液40に溶解する。上述した様に、正極板11の集電体12の集電部12aは複数の孔12cを備え、負極板21の集電体22の集電部22aは複数の孔22cを備える。そのため、電解液40内のリチウムイオンLiは、正極板11および負極板21を透過できる。さらに、セパレータ30も電解液40内のリチウムイオンLiが透過できる様に構成されている。このため、すべての負極板21の負極活物質層23にリチウムイオンLiを吸着させることができる。ここで、リチウム金属箔LiS1を電解液40に溶解しやすくするために、リチウム金属箔LiS1を電解液40と共に加温してもよい。万が一、加温によりリチウム金属が発火しやすい状態になったとしても、リチウム金属と共に消火剤32がラミネート部材50の内部空間に内包されているため、リチウム金属の発火は抑えられる。Next, pre-doping is performed to adsorb the lithium ion Li + on the negative electrode active material layer 23 (S6). First, the electrolytic solution 40 prepared in advance is injected into the internal space of the laminating member 50. Then, the laminating member 50 is sealed, and the electrolytic solution 40 is sealed. As a result, the lithium metal leaf LiS1 on the pre-doped negative electrode plate 21p, the negative electrode active material layers 23 of the plurality of negative electrode plates 21, and the electrolytic solution 40 are sealed in the internal space of the laminating member 50. The lithium ion Li + in the electrolytic solution 40 is adsorbed on the negative electrode active material layer 23, and the lithium metal leaf LiS1 becomes lithium ion Li + and dissolves in the electrolytic solution 40. As described above, the current collector 12a of the current collector 12 of the positive electrode plate 11 has a plurality of holes 12c, and the current collector 22a of the current collector 22 of the negative electrode plate 21 has a plurality of holes 22c. Therefore, the lithium ion Li + in the electrolytic solution 40 can permeate the positive electrode plate 11 and the negative electrode plate 21. Further, the separator 30 is also configured so that the lithium ion Li + in the electrolytic solution 40 can permeate. Therefore, lithium ion Li + can be adsorbed on the negative electrode active material layer 23 of all the negative electrode plates 21. Here, in order to facilitate the dissolution of the lithium metal leaf LiS1 in the electrolytic solution 40, the lithium metal leaf LiS1 may be heated together with the electrolytic solution 40. Even if the lithium metal becomes liable to ignite due to heating, the ignition of the lithium metal is suppressed because the fire extinguishing agent 32 is contained in the internal space of the laminating member 50 together with the lithium metal.

次に、充放電およびエージングを行う(S7)。充放電およびエージングは、ラミネート部材50から外部に露出している正極端子14および負極端子24を外部の電気回路と接続して行う。一般的に、この充放電の過程では、ガスが発生する。 Next, charging / discharging and aging are performed (S7). Charging / discharging and aging are performed by connecting the positive electrode terminal 14 and the negative electrode terminal 24 exposed to the outside from the laminated member 50 with an external electric circuit. Generally, gas is generated in this charge / discharge process.

次に、ガスをラミネート部材50の外側へ排出する(S8)。まず、密封されたラミネート部材50を開封し、充放電によって発生するガスをラミネート部材50の外側へ排出する。排出するガスは、充放電を行う前にラミネート部材50の内部空間に存在するガスを含んでもよい。 Next, the gas is discharged to the outside of the laminating member 50 (S8). First, the sealed laminate member 50 is opened, and the gas generated by charging / discharging is discharged to the outside of the laminate member 50. The gas to be discharged may include gas existing in the internal space of the laminating member 50 before charging / discharging.

最後に、ラミネート部材50の内部空間を密封する(S9)。これにより、リチウムイオンキャパシタ1の製造が完了する。ここで、必要に応じて他の工程を含めても良い。例えば、リチウムイオンキャパシタ1を検査し、検査が完了した時点を、リチウムイオンキャパシタ1の製造が完了した時点とすることができる。 Finally, the internal space of the laminated member 50 is sealed (S9). This completes the production of the lithium ion capacitor 1. Here, other steps may be included if necessary. For example, the time when the lithium ion capacitor 1 is inspected and the inspection is completed can be the time when the production of the lithium ion capacitor 1 is completed.

<6.リチウムイオンキャパシタ1の製造方法の他の例について>
以上の製造方法では、上述した様に、プレドープは、リチウム金属を電解液に溶解させてリチウムイオンLiにする化学的方法で行った。これに対して、プレドープを電気化学方法で行う場合のリチウムイオンキャパシタ1の製造方法について、以下に説明する。この製造方法は、以下に説明する点を除いて、上述したS1〜S9を含む方法(図12参照)と実質的に同じである。すなわち、上述したプレドープに用いるリチウム金属を所定の形状に加工する工程(S3)では、負極板21の負極活物質層23上にリチウム金属箔LiS1を圧着させたプレドープ用負極板21pを作成した。この方法では、その代わりに、金属箔(例えば銅箔、図示省略)に、電極端子(図示省略)とリチウム金属箔(図示省略)を組付けたプレドープ用電極(図示省略)を作成する。そして、積層体を作成する工程(S4)で、このプレドープ用電極と、複数の正極板11、複数の負極板21、複数のセパレータ30の積層と、正極端子14および負極端子24の組付けとを行う。この積層では、例えば、プレドープ用電極は、Z軸方向の最上層におかれ、このプレドープ用電極と負極板21との間にセパレータ30を挟むことを含める。そして、積層体をラミネート部材50に内包する工程(S5)では、正極端子14の一部と、負極端子24の一部と、およびプレドープ用電極の電極端子の一部とがラミネート部材50の外部に露出する様に、積層体をラミネート部材50に内包する。そして、上述した、プレドープを行う工程(S6)では、上述した様に電解液40を密封した後、プレドープ用電極と、複数の負極板21(すなわち1つの負極20)との間に電圧をかけてリチウム金属をリチウムイオンLiにし、プレドープを行うものとする。また、S1,S2,S7,S8,S9は、上述した様に行う。
<6. About another example of the manufacturing method of the lithium ion capacitor 1>
In the above production method, as described above, predoping was performed by a chemical method in which lithium metal is dissolved in an electrolytic solution to form lithium ions Li +. On the other hand, a method for manufacturing the lithium ion capacitor 1 when the pre-doping is performed by an electrochemical method will be described below. This manufacturing method is substantially the same as the method including S1 to S9 described above (see FIG. 12), except for the points described below. That is, in the step (S3) of processing the lithium metal used for the pre-doping described above into a predetermined shape, a pre-doping negative electrode plate 21p was prepared by crimping the lithium metal leaf LiS1 onto the negative electrode active material layer 23 of the negative electrode plate 21. In this method, instead, a pre-doped electrode (not shown) in which an electrode terminal (not shown) and a lithium metal foil (not shown) are attached to a metal foil (for example, copper foil, not shown) is created. Then, in the step (S4) of creating the laminate, the pre-doped electrode, the plurality of positive electrode plates 11, the plurality of negative electrode plates 21, the plurality of separators 30 are laminated, and the positive electrode terminal 14 and the negative electrode terminal 24 are assembled. I do. In this lamination, for example, the predoping electrode is placed in the uppermost layer in the Z-axis direction, and the separator 30 is sandwiched between the predoping electrode and the negative electrode plate 21. Then, in the step (S5) of including the laminate in the laminate member 50, a part of the positive electrode terminal 14, a part of the negative electrode terminal 24, and a part of the electrode terminals of the predoping electrode are outside the laminate member 50. The laminate is included in the laminate member 50 so as to be exposed to the surface. Then, in the above-mentioned step of performing predoping (S6), after sealing the electrolytic solution 40 as described above, a voltage is applied between the predoping electrode and the plurality of negative electrode plates 21 (that is, one negative electrode 20). The lithium metal is converted to lithium ion Li + and pre-doped. Further, S1, S2, S7, S8, and S9 are performed as described above.

従って、図12を用いて上述したS1〜S9を含む製造方法は、プレドープを化学的方法で行う製造方法と、プレドープを電気化学的方法で行う製造方法とを含む。また、この製造方法は、プレドープを行う前の、積層体をラミネート部材50に内包する工程(S5)で、ラミネート部材50の内部空間に消火剤32がリチウム金属箔LiS1と共に収容される。このため、この内包する工程(S5)の後は、ラミネート部材50の内部空間に消火剤32がリチウム金属箔LiS1と共に収容される。従って、この製造方法(S1〜S9)は、内包する工程(S5)以降の工程で、製造中のリチウムイオンキャパシタの難燃性が高いため、より安全にリチウムイオンキャパシタ1を製造できる製造方法となっている。 Therefore, the production method including S1 to S9 described above using FIG. 12 includes a production method in which predoping is performed by a chemical method and a production method in which predoping is performed by an electrochemical method. Further, in this manufacturing method, the fire extinguishing agent 32 is housed together with the lithium metal leaf LiS1 in the internal space of the laminating member 50 in the step (S5) of encapsulating the laminated body in the laminating member 50 before pre-doping. Therefore, after the encapsulation step (S5), the fire extinguishing agent 32 is housed together with the lithium metal leaf LiS1 in the internal space of the laminating member 50. Therefore, in this manufacturing method (S1 to S9), since the lithium ion capacitor being manufactured has high flame retardancy in the steps after the inclusion step (S5), the lithium ion capacitor 1 can be manufactured more safely. It has become.

[第2の実施の形態]
続いて、第2の実施の形態の蓄電デバイスについて、図18〜図20を用いて説明する。第2の実施の形態係る蓄電デバイスは、リチウムイオンキャパシタ2である。なお、リチウムイオンキャパシタ2が第1の実施の形態に係るリチウムイオンキャパシタ1と実質的に同一の構成を有する場合、その構成には同一の符号を付して説明を省略する。
[Second Embodiment]
Subsequently, the power storage device of the second embodiment will be described with reference to FIGS. 18 to 20. The power storage device according to the second embodiment is a lithium ion capacitor 2. When the lithium ion capacitor 2 has substantially the same configuration as the lithium ion capacitor 1 according to the first embodiment, the same reference numerals are given to the configurations and the description thereof will be omitted.

<1.リチウムイオンキャパシタ2の構造(図18、図19)>
上述した第1の実施の形態では、消火剤32は、セパレータシート31上に設けられていた。しかし、消火剤は、ラミネート部材50(密封体)の内部空間に設けられていればよい。本実施の形態のリチウムイオンキャパシタ2は、第1の実施の形態の消火剤32と同じ成分の消火剤が板状に固められて形成された2つの板状消火剤60を有する(図18参照)。そして、リチウムイオンキャパシタ2は、第1の実施の形態のセパレータシート31に相当するセパレータ130を有する(図19参照)。リチウムイオンキャパシタ2は、積層された複数の正極板11、複数の負極板21、および複数のセパレータ130が、2つの板状消火剤60の間に設けられる(図18および図19参照)。なお、本実施の形態のリチウムイオンキャパシタ2の模式的な断面を示す図19では、わかりやすくするためにリチウムイオンキャパシタ2内における各部材の間に間隔を開けて図示している。しかし、実際には、正極板11と負極板21とセパレータ130とがほとんど隙間無く積層されている。また、板状消火剤60の数は2つに限らず、3つ以上としてもよい。また、1つの板状消火剤60を複数の板状消火剤を積み重ねたものとしてもよい。
<1. Structure of Lithium Ion Capacitor 2 (FIGS. 18 and 19)>
In the first embodiment described above, the fire extinguishing agent 32 was provided on the separator sheet 31. However, the fire extinguishing agent may be provided in the internal space of the laminated member 50 (sealed body). The lithium ion capacitor 2 of the present embodiment has two plate-shaped fire extinguishing agents 60 formed by solidifying a fire extinguishing agent having the same components as the fire extinguishing agent 32 of the first embodiment into a plate shape (see FIG. 18). ). The lithium ion capacitor 2 has a separator 130 corresponding to the separator sheet 31 of the first embodiment (see FIG. 19). In the lithium ion capacitor 2, a plurality of laminated positive electrode plates 11, a plurality of negative electrode plates 21, and a plurality of separators 130 are provided between the two plate-shaped fire extinguishing agents 60 (see FIGS. 18 and 19). In FIG. 19, which shows a schematic cross section of the lithium ion capacitor 2 of the present embodiment, a space is provided between each member in the lithium ion capacitor 2 for easy understanding. However, in reality, the positive electrode plate 11, the negative electrode plate 21, and the separator 130 are laminated with almost no gap. Further, the number of the plate-shaped fire extinguishing agent 60 is not limited to two, and may be three or more. Further, one plate-shaped fire extinguishing agent 60 may be a stack of a plurality of plate-shaped fire extinguishing agents.

<2.リチウムイオンキャパシタ2の充放電の過程について(図19、図20)>
本実施の形態のリチウムイオンキャパシタ2(図19参照)と、第1の実施の形態のリチウムイオンキャパシタ1(図3参照)とで、正極10と負極20との構成は同様である。リチウムイオンキャパシタ2の、正極10の正極板11と、負極20の負極板21と、セパレータ130と、電解液40と、消火剤(板状消火剤60)との位置関係を図20に模式的に示した。図20に示す様に、正極板11と負極板21とが、セパレータ130を間に挟んで配置されている。リチウムイオンキャパシタ2は、リチウムイオンキャパシタ1と同様に、正極板11の表面では、正極活物質と電解液40の陰イオンとで電気二重層を形成し、負極板21では、負極活物質にリチウムイオンLiを吸脱着することで充放電を行う。
<2. About the charge / discharge process of the lithium ion capacitor 2 (FIGS. 19 and 20)>
The configuration of the positive electrode 10 and the negative electrode 20 is the same for the lithium ion capacitor 2 (see FIG. 19) of the present embodiment and the lithium ion capacitor 1 (see FIG. 3) of the first embodiment. FIG. 20 schematically shows the positional relationship between the positive electrode plate 11 of the positive electrode 10, the negative electrode plate 21 of the negative electrode 20, the separator 130, the electrolytic solution 40, and the fire extinguishing agent (plate-shaped fire extinguishing agent 60) of the lithium ion capacitor 2. It was shown to. As shown in FIG. 20, the positive electrode plate 11 and the negative electrode plate 21 are arranged with the separator 130 interposed therebetween. Similar to the lithium ion capacitor 1, the lithium ion capacitor 2 forms an electric double layer on the surface of the positive electrode plate 11 with the positive electrode active material and the anions of the electrolytic solution 40, and in the negative electrode plate 21, lithium is used as the negative electrode active material. Charging and discharging is performed by desorbing and desorbing ion Li +.

<3.リチウムイオンキャパシタ2の消火剤の効果について(図18〜図20)>
本実施の形態のリチウムイオンキャパシタ2は、上述した第1の実施の形態のリチウムイオンキャパシタ1と同様に、板状消火剤60(消火剤)がリチウムイオンキャパシタ2(蓄電デバイス)の充放電の過程へ大きな影響を及ぼすことなく、難燃性が高い。ここで、板状消火剤60(消火剤)は、単独の板状の部品として構成されている。このため、リチウムイオンキャパシタ2(蓄電デバイス)に設ける消火剤の量を容易に調整し得る。
<3. About the effect of the fire extinguishing agent of the lithium ion capacitor 2 (FIGS. 18 to 20)>
In the lithium ion capacitor 2 of the present embodiment, similarly to the lithium ion capacitor 1 of the first embodiment described above, the plate-shaped fire extinguishing agent 60 (fire extinguishing agent) charges and discharges the lithium ion capacitor 2 (storage device). Highly flame-retardant without significantly affecting the process. Here, the plate-shaped fire extinguishing agent 60 (fire extinguishing agent) is configured as a single plate-shaped component. Therefore, the amount of the fire extinguishing agent provided in the lithium ion capacitor 2 (storage device) can be easily adjusted.

<4.リチウムイオンキャパシタ2の製造方法について>
以下に詳細を説明するが、本実施の形態のリチウムイオンキャパシタ2は、上述した第1の実施の形態のS1〜S9を含む製造方法(図12参照)と実質的に同じ製造方法で製造できる。上述した様に、リチウムイオンキャパシタ2(図19参照)は、セパレータ130と板状消火剤60とを備える点において、第1の実施の形態のリチウムイオンキャパシタ1(図3参照)と異なる。そのため本実施の形態のリチウムイオンキャパシタ2の製造方法は、上述した第1の実施の形態のS1〜S9を含む製造方法(図12参照)のうち、消火剤の加工の工程であるS2と、セパレータ130および消火剤が配置される工程であるS4とについて説明する。
<4. About the manufacturing method of lithium ion capacitor 2>
Although the details will be described below, the lithium ion capacitor 2 of the present embodiment can be manufactured by substantially the same manufacturing method as the manufacturing method including S1 to S9 of the first embodiment described above (see FIG. 12). .. As described above, the lithium ion capacitor 2 (see FIG. 19) is different from the lithium ion capacitor 1 (see FIG. 3) of the first embodiment in that the separator 130 and the plate-shaped fire extinguishing agent 60 are provided. Therefore, the method for manufacturing the lithium ion capacitor 2 of the present embodiment includes S2, which is a step of processing the fire extinguishing agent, among the manufacturing methods (see FIG. 12) including S1 to S9 of the first embodiment described above. The separator 130 and S4, which is a step in which the fire extinguishing agent is arranged, will be described.

本実施の形態における消火剤を所定の形状に加工する工程(S2)は、消火剤をプレス成型などで板状にした板状消火剤60を作成する工程である。また、本実施の形態におけるリチウム金属、複数の正極板、複数の負極板、複数のセパレータが積層され、また、正極端子および負極端子が組付けられた積層体を作成する工程(S4)は、セパレータ30の代わりにセパレータ130を積層し、さらに、積層体に2つの板状消火剤60も加えられる。なお、本実施の形態のリチウムイオンキャパシタ2と、第1の実施の形態のリチウムイオンキャパシタ1との差異は、消火剤およびセパレータの形態によるものであって、プレドープに用いるリチウム金属に関するものではない。従って、プレドープが化学的方法で行われる場合と、プレドープが電気化学的に行われる場合との差異は、上記の第1の実施の形態の場合と同様である。 The step (S2) of processing the fire extinguishing agent into a predetermined shape in the present embodiment is a step of producing a plate-shaped fire extinguishing agent 60 in which the fire extinguishing agent is formed into a plate shape by press molding or the like. Further, the step (S4) of creating a laminated body in which the lithium metal, the plurality of positive electrode plates, the plurality of negative electrode plates, and the plurality of separators in the present embodiment are laminated, and the positive electrode terminal and the negative electrode terminal are assembled is performed. The separator 130 is laminated instead of the separator 30, and two plate-shaped fire extinguishing agents 60 are further added to the laminate. The difference between the lithium ion capacitor 2 of the present embodiment and the lithium ion capacitor 1 of the first embodiment is due to the form of the fire extinguishing agent and the separator, and is not related to the lithium metal used for predoping. .. Therefore, the difference between the case where the pre-doping is performed by a chemical method and the case where the pre-doping is performed electrochemically is the same as in the case of the first embodiment described above.

従って、リチウムイオンキャパシタ2の製造方法(S1〜S9)は、積層体をラミネート部材50に内包する工程(S5)以降の工程で、製造中のリチウムイオンキャパシタ(蓄電デバイス)の難燃性を高めることができる。つまり、より安全にリチウムイオンキャパシタ2(蓄電デバイス)を製造できる。 Therefore, the method for manufacturing the lithium ion capacitor 2 (S1 to S9) enhances the flame retardancy of the lithium ion capacitor (storage device) being manufactured in the steps after the step (S5) in which the laminate is included in the laminated member 50. be able to. That is, the lithium ion capacitor 2 (storage device) can be manufactured more safely.

[第3の実施の形態]
第3の実施の形態の蓄電デバイスについて、図21を用いて説明する。第3の実施の形態の蓄電デバイスは、リチウムイオンキャパシタ3である。なお、リチウムイオンキャパシタ3が第1の実施の形態に係るリチウムイオンキャパシタ1と実質的に同一の構成を有する場合、その構成に同一の符号を付して説明を省略する。
[Third Embodiment]
The power storage device of the third embodiment will be described with reference to FIG. The power storage device of the third embodiment is a lithium ion capacitor 3. When the lithium ion capacitor 3 has substantially the same configuration as the lithium ion capacitor 1 according to the first embodiment, the same reference numerals are given to the configurations and the description thereof will be omitted.

<1.リチウムイオンキャパシタ3の構造(図21)>
第1の実施の形態では、消火剤32は、セパレータ30に設けられていた。しかし、消火剤は、ラミネート部材50(密封体)の内部空間に設けられていればよい。本実施の形態のリチウムイオンキャパシタ3の模式的な断面を図21に示した。本実施の形態のリチウムイオンキャパシタ3は、第1の実施の形態のセパレータシート31に相当するセパレータ130を有する(図21参照)。また、リチウムイオンキャパシタ3は、積層された、正極10の複数の正極板11と、負極20の複数の負極板21と、複数のセパレータ130との外周を囲む包囲体70を有する。より詳しくは、包囲体70は、積層された複数の正極板11と複数の負極板21と複数のセパレータ130とを有する積層体の周囲を囲んでおり、積層体のZ軸方向の最上層と最下層とは負極板21である。なお、図21では、わかりやすくするためにリチウムイオンキャパシタ3内における各部材の間に間隔を開けて図示している。しかし、実際には、正極板11と負極板21とセパレータ130とがほとんど隙間無く積層されている。
<1. Structure of Lithium Ion Capacitor 3 (Fig. 21)>
In the first embodiment, the fire extinguishing agent 32 was provided on the separator 30. However, the fire extinguishing agent may be provided in the internal space of the laminated member 50 (sealed body). A schematic cross section of the lithium ion capacitor 3 of the present embodiment is shown in FIG. The lithium ion capacitor 3 of the present embodiment has a separator 130 corresponding to the separator sheet 31 of the first embodiment (see FIG. 21). Further, the lithium ion capacitor 3 has a plurality of laminated positive electrode plates 11 of the positive electrode 10, a plurality of negative electrode plates 21 of the negative electrode 20, and a surrounding body 70 surrounding the outer periphery of the plurality of separators 130. More specifically, the surrounding body 70 surrounds the periphery of the laminated body having the plurality of laminated positive electrode plates 11, the plurality of negative electrode plates 21, and the plurality of separators 130, and the uppermost layer of the laminated body in the Z-axis direction. The bottom layer is the negative electrode plate 21. In addition, in FIG. 21, for the sake of clarity, it is shown with a space between each member in the lithium ion capacitor 3. However, in reality, the positive electrode plate 11, the negative electrode plate 21, and the separator 130 are laminated with almost no gap.

包囲体70は、包囲体芯材71と、その両面に塗工された消火剤72とからなる。包囲体70は、第1の実施の形態のセパレータ30と同様の構成(図8および図9参照)を備える。すなわち、包囲体芯材71は第1の実施の形態のセパレータシート31を長くしたものに相当する。包囲体芯材71に塗工された消火剤72(不図示)は、第1の実施の形態の消火剤32と同じ成分のものを用いることができる。包囲体芯材71は、セパレータシート31と同じく、従来のリチウムイオンキャパシタのセパレータと同じものを用いることができる。例えば、包囲体芯材71は、ビスコースレイヨンや天然セルロース等の抄紙、ポリエチレンやポリプロピレン等の不織布などで構成される。 The surrounding body 70 is composed of a surrounding body core material 71 and a fire extinguishing agent 72 coated on both sides thereof. The enclosure 70 has the same configuration as the separator 30 of the first embodiment (see FIGS. 8 and 9). That is, the surrounding body core material 71 corresponds to a lengthened separator sheet 31 of the first embodiment. As the fire extinguishing agent 72 (not shown) coated on the surrounding body core material 71, the same component as the fire extinguishing agent 32 of the first embodiment can be used. As the enclosure core material 71, the same material as the separator of the conventional lithium ion capacitor can be used as in the separator sheet 31. For example, the enclosure core material 71 is made of papermaking such as viscose rayon or natural cellulose, or non-woven fabric such as polyethylene or polypropylene.

ここで、消火剤72は、包囲体芯材71上に塗工されていればよい。消火剤72は、第1の実施の形態のセパレータシート31上に塗工された消火剤32と同様に、包囲体芯材71の片面に塗工されていてもよく、包囲体芯材71に部分的に塗工されていても良い。例えば、図10のセパレータ30と同様に、包囲体芯材71の中心を除く外側に消火剤72を塗工してもよい。また、消火剤72は、包囲体芯材71の外側の一部に塗工してもよい。消火剤72は、包囲体芯材71上に複数の帯状やドット状に塗工してもよい。 Here, the fire extinguishing agent 72 may be coated on the surrounding body core material 71. The fire extinguishing agent 72 may be coated on one side of the surrounding body core material 71, similarly to the fire extinguishing agent 32 coated on the separator sheet 31 of the first embodiment, and may be applied to the surrounding body core material 71. It may be partially coated. For example, similarly to the separator 30 of FIG. 10, the fire extinguishing agent 72 may be applied to the outside of the enclosure core material 71 except for the center. Further, the fire extinguishing agent 72 may be applied to a part of the outside of the surrounding body core material 71. The fire extinguishing agent 72 may be applied on the surrounding body core material 71 in a plurality of strips or dots.

<2.リチウムイオンキャパシタ3の充放電の過程について(図20、図21)>
本実施の形態のリチウムイオンキャパシタ3(図21参照)と、第1の実施の形態のリチウムイオンキャパシタ1(図3参照)とで、正極10と負極20との構成は同様である。また、リチウムイオンキャパシタ3のセパレータ130は、第1の実施の形態のセパレータシート31と同一である。リチウムイオンキャパシタ3の、正極10の正極板11と、負極20の負極板21と、セパレータ130と、電解液40との位置関係は、模式的には第2の実施の形態に係る位置関係と同様である(図20参照)。正極板11と負極板21とは、セパレータ130を間に挟むように配置されている。リチウムイオンキャパシタ3は、正極板11の表面では、正極活物質と電解液40の陰イオンとで電気二重層を形成し、負極板21では、負極活物質にリチウムイオンLiを吸脱着することで充放電を行う。
<2. About the charging / discharging process of the lithium ion capacitor 3 (FIGS. 20 and 21)>
The configuration of the positive electrode 10 and the negative electrode 20 is the same for the lithium ion capacitor 3 (see FIG. 21) of the present embodiment and the lithium ion capacitor 1 (see FIG. 3) of the first embodiment. Further, the separator 130 of the lithium ion capacitor 3 is the same as the separator sheet 31 of the first embodiment. The positional relationship between the positive electrode plate 11 of the positive electrode 10, the negative electrode plate 21 of the negative electrode 20, the separator 130, and the electrolytic solution 40 of the lithium ion capacitor 3 is schematically the positional relationship according to the second embodiment. The same is true (see FIG. 20). The positive electrode plate 11 and the negative electrode plate 21 are arranged so as to sandwich the separator 130 in between. In the lithium ion capacitor 3, an electric double layer is formed on the surface of the positive electrode plate 11 by the positive electrode active material and the anion of the electrolytic solution 40, and the negative electrode plate 21 absorbs and desorbs lithium ion Li + on the negative electrode active material. Charge and discharge with.

<3.リチウムイオンキャパシタ3の消火剤の効果について(図12、図21)>
リチウムイオンキャパシタ3は、第1の実施の形態のリチウムイオンキャパシタ1と同様に、消火剤72がリチウムイオンキャパシタ3(蓄電デバイス)の充放電の過程へ大きな影響を及ぼすことなく、高い難燃性を有する。ここで、リチウムイオンキャパシタ3の消火剤72は、ラミネート部材50(密封体)の内部空間に設けられた包囲体70に設けられており、包囲体70は正極10の正極板11および負極20の負極板21を囲うように配置されている。そのため、消火剤72がリチウムイオンキャパシタ3(蓄電デバイス)の難燃性を効果的に高めることができる。
<3. About the effect of the fire extinguishing agent of the lithium ion capacitor 3 (FIGS. 12 and 21)>
Similar to the lithium ion capacitor 1 of the first embodiment, the lithium ion capacitor 3 has high flame retardancy without the fire extinguishing agent 72 having a great influence on the charging / discharging process of the lithium ion capacitor 3 (storage device). Has. Here, the fire extinguishing agent 72 of the lithium ion capacitor 3 is provided in the surrounding body 70 provided in the internal space of the laminated member 50 (sealed body), and the surrounding body 70 is the positive electrode plate 11 and the negative electrode 20 of the positive electrode 10. It is arranged so as to surround the negative electrode plate 21. Therefore, the fire extinguishing agent 72 can effectively enhance the flame retardancy of the lithium ion capacitor 3 (storage device).

<4.リチウムイオンキャパシタ3の製造方法について(図21)>
本実施の形態のリチウムイオンキャパシタ3は、第1の実施の形態のS1〜S9を含む製造方法(図12参照)と実質的に同じ製造方法で製造できる。リチウムイオンキャパシタ3(図21参照)は、セパレータ130と、消火剤72を備える包囲体70とを備える点において第1の実施の形態のリチウムイオンキャパシタ1(図3参照)と異なる。そのため本実施の形態のリチウムイオンキャパシタ3の製造方法は、上述した第1の実施の形態のS1〜S9を含む製造方法(図12参照)のうち、消火剤の加工の工程であるS2と、セパレータ130および消火剤が配置される工程であるS4とについて説明する。
<4. About the manufacturing method of the lithium ion capacitor 3 (FIG. 21)>
The lithium ion capacitor 3 of the present embodiment can be manufactured by substantially the same manufacturing method as the manufacturing method including S1 to S9 of the first embodiment (see FIG. 12). The lithium ion capacitor 3 (see FIG. 21) differs from the lithium ion capacitor 1 (see FIG. 3) of the first embodiment in that the separator 130 and the enclosure 70 including the fire extinguishing agent 72 are provided. Therefore, the method for manufacturing the lithium ion capacitor 3 of the present embodiment includes S2, which is a step of processing the fire extinguishing agent, among the manufacturing methods (see FIG. 12) including S1 to S9 of the first embodiment described above. The separator 130 and S4, which is a step in which the fire extinguishing agent is arranged, will be described.

消火剤を所定の形状に加工する工程(S2)では、第1の実施の形態のリチウムイオンキャパシタ1のセパレータ30の作成方法と同様に、包囲体70を作成する。より詳しくは、上述したS1の正極板11の集電体12に正極活物質層13を塗工する方法と同様に、包囲体芯材71に消火剤72を塗工する。 In the step (S2) of processing the fire extinguishing agent into a predetermined shape, the enclosure 70 is created in the same manner as in the method of creating the separator 30 of the lithium ion capacitor 1 of the first embodiment. More specifically, the fire extinguishing agent 72 is applied to the surrounding body core material 71 in the same manner as the method of applying the positive electrode active material layer 13 to the current collector 12 of the positive electrode plate 11 of S1 described above.

また、リチウム金属、複数の正極板、複数の負極板、複数のセパレータが積層され、また、正極端子および負極端子が組付けられた積層体を作成する工程(S4)は、組み付けるセパレータ30の代わりにセパレータ130を積層し、さらに、積層体に包囲体70を巻く工程を含める。なお、本実施の形態のリチウムイオンキャパシタ3と、第1の実施の形態のリチウムイオンキャパシタ1との差異は、消火剤およびセパレータの形態によるものであって、プレドープに用いるリチウム金属に関するものではない。従って、プレドープが化学的方法に行われる場合と、プレドープが電気化学的に行われる場合との差異は、上記の第1の実施の形態のリチウムイオンキャパシタ1の製造方法S1〜S9と同様に考えることができる。つまり、プレドープに用いられるリチウム金属箔は、正極板11及び負極板21と同様に包囲体70で囲われる。 Further, in the step (S4) of creating a laminate in which lithium metal, a plurality of positive electrode plates, a plurality of negative electrode plates, and a plurality of separators are laminated, and the positive electrode terminal and the negative electrode terminal are assembled, the step (S4) is instead of the separator 30 to be assembled. Including a step of laminating the separator 130 on the laminated body and winding the surrounding body 70 around the laminated body. The difference between the lithium ion capacitor 3 of the present embodiment and the lithium ion capacitor 1 of the first embodiment is due to the form of the fire extinguishing agent and the separator, and is not related to the lithium metal used for predoping. .. Therefore, the difference between the case where the pre-doping is performed by the chemical method and the case where the pre-doping is performed electrochemically is considered in the same manner as in the methods S1 to S9 for manufacturing the lithium ion capacitor 1 of the first embodiment described above. be able to. That is, the lithium metal foil used for pre-doping is surrounded by the enclosure 70 like the positive electrode plate 11 and the negative electrode plate 21.

従って、この製造方法(S1〜S9)は、積層体をラミネート部材50に内包する工程(S5)以降の工程で、製造中のリチウムイオンキャパシタ3(蓄電デバイス)の難燃性が高い。そのため、より安全にリチウムイオンキャパシタ3(蓄電デバイス)を製造できる。 Therefore, in this manufacturing method (S1 to S9), the flame retardancy of the lithium ion capacitor 3 (storage device) being manufactured is high in the steps after the step (S5) in which the laminate is included in the laminated member 50. Therefore, the lithium ion capacitor 3 (storage device) can be manufactured more safely.

[その他の実施の形態]
本開示の蓄電デバイスは、上記の実施の形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱することなく様々な変更が可能である。
[Other embodiments]
The power storage device of the present disclosure is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present disclosure.

例えば、上記の実施の形態の蓄電デバイスはリチウムイオンキャパシタであるが、本開示の技術は、アルカリ金属イオンを吸蔵及び放出できる材料を用いた種々の蓄電デバイスに適用可能である。アルカリ金属としては、標準電極電位が−3.045Vであるリチウム、標準電極電位が−2.714Vであるナトリウム、標準電極電位が−2.925Vであるカリウム等が挙げられる。これらのアルカリ金属を利用する蓄電デバイスは、標準電極電位差が比較的大きくなるように負極に炭素材、正極にアルカリ金属酸化物等を備える。その具体例としては、リチウムイオン2次電池や、リチウムポリマー2次電池や、ナトリウムイオン2次電池や、カリウムイオン2次電池や、全固体電池等、種々の蓄電デバイスが挙げられる。リチウムイオンキャパシタ以外のアルカリ金属を利用する2次電池においても、長期間の使用等によりアルカリ金属のデンドライトが発生し、短絡発火の原因となる。そのため、本開示の技術はアルカリ金属イオンを利用する種々の蓄電デバイスに対して発火を抑制し、安全に保つことが可能である。 For example, the power storage device of the above embodiment is a lithium ion capacitor, but the technique of the present disclosure can be applied to various power storage devices using a material capable of storing and releasing alkali metal ions. Examples of the alkali metal include lithium having a standard electrode potential of −3.045V, sodium having a standard electrode potential of -2.714V, potassium having a standard electrode potential of -2.925V, and the like. The power storage device using these alkali metals is provided with a carbon material for the negative electrode, an alkali metal oxide or the like for the positive electrode so that the standard electrode potential difference becomes relatively large. Specific examples thereof include various power storage devices such as a lithium ion secondary battery, a lithium polymer secondary battery, a sodium ion secondary battery, a potassium ion secondary battery, and an all-solid-state battery. Even in a secondary battery that uses an alkali metal other than a lithium ion capacitor, dendrites of the alkali metal are generated due to long-term use or the like, which causes short-circuit ignition. Therefore, the technique of the present disclosure can suppress ignition of various power storage devices using alkali metal ions and keep them safe.

また、消火剤を、上記の実施の形態の消火剤32、板状消火剤60、消火剤72の代わりに、粉末状の消火剤とし、電解液40内に分散させることができる。また、第1の実施の形態のリチウムイオンキャパシタ1において、第2の実施の形態の板状消火剤60や、第3の実施の形態の包囲体70もしくは包囲体芯材71を加えてもよい。また、第2の実施の形態のリチウムイオンキャパシタ2において、セパレータ130の代わりに第1の実施の形態のセパレータ30を用いてもよく、第3の実施の形態の包囲体70もしくは包囲体芯材71を加えてもよい。また、第3の実施の形態のリチウムイオンキャパシタ3において、セパレータ130の代わりに第1の実施の形態のセパレータ30を用いてもよく、第2の実施の形態の板状消火剤60を加えても良い。また、第1〜3の実施の形態では、リチウムイオンキャパシタ1〜3は、正極板11と負極板21とセパレータ30と積層した積層型セルであるが、長尺の正極と、長尺の負極と、長尺のセパレータを捲回した捲回型セルとすることができる。 Further, the fire extinguishing agent can be a powdered fire extinguishing agent instead of the fire extinguishing agent 32, the plate-shaped fire extinguishing agent 60, and the fire extinguishing agent 72 of the above-described embodiment, and can be dispersed in the electrolytic solution 40. Further, in the lithium ion capacitor 1 of the first embodiment, the plate-shaped fire extinguishing agent 60 of the second embodiment and the enclosure 70 or the enclosure core material 71 of the third embodiment may be added. .. Further, in the lithium ion capacitor 2 of the second embodiment, the separator 30 of the first embodiment may be used instead of the separator 130, and the enclosure 70 or the enclosure core material of the third embodiment may be used. 71 may be added. Further, in the lithium ion capacitor 3 of the third embodiment, the separator 30 of the first embodiment may be used instead of the separator 130, and the plate-shaped fire extinguishing agent 60 of the second embodiment is added. Is also good. Further, in the first to third embodiments, the lithium ion capacitors 1 to 3 are laminated cells in which the positive electrode plate 11, the negative electrode plate 21, and the separator 30 are laminated, but the long positive electrode and the long negative electrode And, it can be made into a winding type cell in which a long separator is wound.

[実施例]
以下に、実施例を挙げて本開示の技術をさらに具体的に説明するが、本開示の技術はこれら実施例の範囲に限定されるものではない。
[Example]
Hereinafter, the techniques of the present disclosure will be described in more detail with reference to examples, but the techniques of the present disclosure are not limited to the scope of these examples.

<消火剤の難燃化機能の試験(図22)>
燃料成分Aとしてジシアンジアミド15質量%、酸化剤成分Bとして硝酸カリウム77質量%、有機塩成分Cとして酢酸カリウム8質量%を混合し、板状に成形した後に自然乾燥することで板状消火剤103を得た。以下では、リチウム金属箔を集気瓶101内で加熱した場合と、板状消火剤103とリチウム金属箔102とを集気瓶101内で加熱した場合とを比較し、消火剤の効果を調べた。なお、リチウム金属の自然発火温度(発火点)は約180℃であることが知られている。
<Test of flame-retardant function of fire extinguishing agent (Fig. 22)>
A plate-shaped fire extinguishing agent 103 is obtained by mixing 15% by mass of dicyandiamide as a fuel component A, 77% by mass of potassium nitrate as an oxidizing agent component B, and 8% by mass of potassium acetate as an organic salt component C, forming it into a plate shape, and then naturally drying it. Obtained. In the following, the effect of the fire extinguishing agent will be investigated by comparing the case where the lithium metal leaf is heated in the air collecting bottle 101 and the case where the plate-shaped fire extinguishing agent 103 and the lithium metal leaf 102 are heated in the air collecting bottle 101. It was. It is known that the spontaneous combustion temperature (ignition point) of lithium metal is about 180 ° C.

板状消火剤103とリチウム金属箔102とを集気瓶内101で加熱した場合は、図22に示す様に加熱した。すなわち、加熱炉100内に集気瓶101を設置した。そして、板状に押し固めた板状消火剤103と、リチウム金属箔102とを、集気瓶101に入れた。また、リチウム金属箔102の温度を計測できるように、温度計104の温度計測部がリチウム金属箔102に触れるよう温度計104を設置した。そして、加熱炉内の温度を上昇させた。その結果、リチウム金属箔102の温度が280℃にまで上昇しても、リチウム金属箔102は発火しなかった。これは、板状消火剤103の温度が150℃以上になると、消火作用をもつカリウムラジカルを含む白煙(エアロゾル)が生じ、このカリウムラジカルによりリチウム金属箔102の発火が抑制されたためと考えられる。 When the plate-shaped fire extinguishing agent 103 and the lithium metal leaf 102 were heated in the air collecting bottle 101, they were heated as shown in FIG. That is, the air collecting bottle 101 was installed in the heating furnace 100. Then, the plate-shaped fire extinguishing agent 103 compacted into a plate shape and the lithium metal leaf 102 were placed in the air collecting bottle 101. Further, the thermometer 104 was installed so that the temperature measuring unit of the thermometer 104 touched the lithium metal leaf 102 so that the temperature of the lithium metal foil 102 could be measured. Then, the temperature in the heating furnace was raised. As a result, even if the temperature of the lithium metal leaf 102 rose to 280 ° C., the lithium metal leaf 102 did not ignite. It is considered that this is because when the temperature of the plate-shaped fire extinguishing agent 103 becomes 150 ° C. or higher, white smoke (aerosol) containing potassium radicals having a fire extinguishing action is generated, and the ignition of the lithium metal leaf 102 is suppressed by the potassium radicals. ..

次に、リチウム金属箔を集気瓶101内で加熱した場合は、上述した図22に示す状態から、板状消火剤103を除き、加熱炉100内の温度を上昇させた。その結果、リチウム金属箔の温度が182℃の時にリチウム金属箔が発火した。以上の様に、リチウム金属箔の周囲に消火剤が存在する場合は、消火剤によってリチウム金属箔の発火が抑制された。 Next, when the lithium metal leaf was heated in the air collecting bottle 101, the plate-shaped fire extinguishing agent 103 was removed from the state shown in FIG. 22 described above, and the temperature in the heating furnace 100 was raised. As a result, the lithium metal leaf ignited when the temperature of the lithium metal leaf was 182 ° C. As described above, when the fire extinguishing agent was present around the lithium metal leaf, the fire extinguishing agent suppressed the ignition of the lithium metal leaf.

<リチウムイオンキャパシタの作成>
[正極の作成]
まず、正極活物質として粉体の活性炭88質量部、バインダとしてポリアクリル酸(ポリアクリル酸のナトリウム中和塩)6質量部、導電助剤としてアセチレンブラック15質量部、溶媒として水345質量部を用いて正極活物質を含む正極用スラリーAを調製した。
<Creation of lithium ion capacitor>
[Creation of positive electrode]
First, 88 parts by mass of powdered activated carbon as a positive electrode active material, 6 parts by mass of polyacrylic acid (sodium neutralized salt of polyacrylic acid) as a binder, 15 parts by mass of acetylene black as a conductive auxiliary agent, and 345 parts by mass of water as a solvent. To prepare a positive electrode slurry A containing a positive electrode active material.

バインダとしてポリアクリル酸を用いた正極用スラリーAは、以下の手順にて調製した。
(1)全ての材料と水とを、ミキサーa(株式会社シンキー製あわとり練太郎ARE−310)にて混合してプレスラリーを調製した。
(2)(1)で得たプレスラリーを、ミキサーb(プライミクス株式会社製フィルミックス40−L)にて更に混合して中間スラリーを調製した。
(3)(2)で得た中間スラリーを再度ミキサーaで混合して正極用スラリーAを調製した。
The positive electrode slurry A using polyacrylic acid as a binder was prepared by the following procedure.
(1) All the materials and water were mixed with a mixer a (Awatori Rentaro ARE-310 manufactured by Shinky Co., Ltd.) to prepare a pre-slurry.
(2) The pre-slurry obtained in (1) was further mixed with a mixer b (Filmix 40-L manufactured by Primix Corporation) to prepare an intermediate slurry.
(3) The intermediate slurry obtained in (2) was mixed again with the mixer a to prepare a slurry A for a positive electrode.

次に、集電箔として厚み15μmのアルミニウム箔(多孔箔)を用い、正極用スラリーAをそれぞれ集電箔に塗工し、乾燥させて正極Aを作成した。正極用スラリーAの塗布量は、乾燥後の活性炭の質量が3mg/cmとなるように調整した。集電箔への正極用スラリーAの塗工には、ブレードコーターやダイコーターを用いた。Next, an aluminum foil (porous foil) having a thickness of 15 μm was used as the current collector foil, and each of the positive electrode slurry A was applied to the current collector foil and dried to prepare a positive electrode A. The amount of the positive electrode slurry A applied was adjusted so that the mass of the activated carbon after drying was 3 mg / cm 2. A blade coater or a die coater was used for coating the positive electrode slurry A on the current collector foil.

[負極の作成]
まず、負極活物質としてのグラファイト95質量部、バインダとしてのSBR1質量部、増粘材としてのCMC1質量部、溶媒としての水100質量部を混合し、以下の手順にて負極用スラリーを調製した。
(1)バインダを除く材料と水とを、ミキサーaにて混合してプレスラリーを調製した。
(2)(1)で得たプレスラリーを、ミキサーbにて更に混合して中間スラリーを調製した。
(3)(2)で得た中間スラリーにバインダを添加し、ミキサーaにて混合して負極用スラリーを調製した。
[Creation of negative electrode]
First, 95 parts by mass of graphite as a negative electrode active material, 1 part by mass of SBR as a binder, 1 part by mass of CMC as a thickener, and 100 parts by mass of water as a solvent were mixed to prepare a slurry for a negative electrode by the following procedure. ..
(1) A pre-slurry was prepared by mixing the material excluding the binder and water with a mixer a.
(2) The pre-slurry obtained in (1) was further mixed with a mixer b to prepare an intermediate slurry.
(3) A binder was added to the intermediate slurry obtained in (2) and mixed with a mixer a to prepare a slurry for a negative electrode.

次に、集電箔として厚み10μmの銅箔(多孔箔)を用い、負極用スラリーを集電箔に塗工し、乾燥させて負極を作成した。負極用スラリーの塗布量は、乾燥後のグラファイトの質量が3mg/cmとなるように調整した。集電箔への負極用スラリーの塗工には、ブレードコーターを用いた。Next, a copper foil (porous foil) having a thickness of 10 μm was used as the current collector foil, and a slurry for the negative electrode was applied to the current collector foil and dried to prepare a negative electrode. The amount of the negative electrode slurry applied was adjusted so that the mass of graphite after drying was 3 mg / cm 2. A blade coater was used to apply the negative electrode slurry to the current collector foil.

[電解液の調製]
溶媒として、エチレンカーボネート(EC)30vol%、ジメチルカーボネート(DMC)30vol%及びエチルメチルカーボネート(EMC)40vol%の混合溶媒を用いた。混合溶媒にリチウムビス(フルオロスルホニルイミド)(LiFSI)を1mol/L添加して電解液Iを調製した。
[Preparation of electrolyte]
As a solvent, a mixed solvent of ethylene carbonate (EC) 30 vol%, dimethyl carbonate (DMC) 30 vol% and ethyl methyl carbonate (EMC) 40 vol% was used. Lithium bis (fluorosulfonylimide) (LiFSI) was added to the mixed solvent at 1 mol / L to prepare an electrolytic solution I.

[包囲体の作成]
燃料成分Aとしてジシアンジアミド15質量%、酸化剤成分Bとして硝酸カリウム77質量%、有機塩成分Cとして酢酸カリウム8質量%を混合し、消火剤を調製した。消火剤の電解液Iに対するハンセン溶解度パラメータに基づくRED値を算出したところ、1より大きいことが確認できた。この消火剤を厚さ20μmのセルロースの両面に塗布し、自然乾燥して包囲体を形成した。
[Creating a siege]
A fire extinguishing agent was prepared by mixing 15% by mass of dicyandiamide as the fuel component A, 77% by mass of potassium nitrate as the oxidizing agent component B, and 8% by mass of potassium acetate as the organic salt component C. When the RED value based on the Hansen solubility parameter of the fire extinguishing agent in the electrolytic solution I was calculated, it was confirmed that it was larger than 1. This fire extinguishing agent was applied to both sides of cellulose having a thickness of 20 μm and air-dried to form an enclosure.

[リチウムイオンキャパシタの組立]
試験例1,2のリチウムイオンキャパシタを、次の手順にて作製した。
(1)正極、負極をそれぞれ打ち抜き、60mm×40mmのサイズの長方形とし、40mm×40mmの塗膜を残して長辺の一端側の20mm×40mmの領域の塗膜を剥ぎ落として集電用タブを取り付けた。
(2)厚さ20μmのセルロース製セパレータを間に介した状態で正極と負極の塗膜部分を対向させて積層体を作製した。
(3)(2)で作製した積層体と、リチウムプレドープ用の金属リチウム箔を包囲体で囲み、アルミラミネート箔に内包し、電解液を注入し、封止して試験例1のリチウムイオンキャパシタを作製した。
なお、試験例2のリチウムイオンキャパシタは、上記(3)において消火剤が塗布されていない厚さ20μmのセルロースを包囲体として用いて作成した。
[Assembly of Lithium Ion Capacitor]
The lithium ion capacitors of Test Examples 1 and 2 were produced by the following procedure.
(1) The positive electrode and the negative electrode are punched out to form a rectangle with a size of 60 mm × 40 mm, and the coating film in the 20 mm × 40 mm region on one end side of the long side is peeled off while leaving the coating film of 40 mm × 40 mm to collect the current. Was installed.
(2) A laminated body was prepared by facing the coating film portions of the positive electrode and the negative electrode with a cellulose separator having a thickness of 20 μm interposed therebetween.
(3) The laminate produced in (2) and the metallic lithium foil for lithium predoping are surrounded by an enclosure, encapsulated in an aluminum laminate foil, an electrolytic solution is injected, and sealed to form the lithium ions of Test Example 1. A capacitor was manufactured.
The lithium ion capacitor of Test Example 2 was prepared by using cellulose having a thickness of 20 μm to which the fire extinguishing agent was not applied as an enclosure in (3) above.

<加熱試験>
リチウムイオンキャパシタを加熱炉内で加熱した。その結果、試験例1のリチウムイオンキャパシタは消火剤を備えるため、210℃でも発火しなかった。一方、試験例2のリチウムイオンキャパシタは、消火剤を備えないため183℃で発火した。
<Heating test>
The lithium ion capacitor was heated in a heating furnace. As a result, since the lithium ion capacitor of Test Example 1 was provided with a fire extinguishing agent, it did not ignite even at 210 ° C. On the other hand, the lithium ion capacitor of Test Example 2 did not have a fire extinguishing agent, so it ignited at 183 ° C.

<内部抵抗>
リチウムイオンキャパシタのプレドープ、充放電、エージングを行った。その後、常温(25℃)にて、カットオフ電圧:2.2〜3.8V、測定電流10Cでリチウムイオンキャパシタの内部抵抗を測定し、その内部抵抗比を求めた。内部抵抗比は、試験例2を100%とすると、試験例1は98.1%であった。試験例1と試験例2との間で内部抵抗に有意な差はみられず、消火剤がキャパシタの性能を低下させることがなかった。
<Internal resistance>
The lithium ion capacitor was pre-doped, charged / discharged, and aged. Then, at room temperature (25 ° C.), the internal resistance of the lithium ion capacitor was measured with a cutoff voltage of 2.2 to 3.8 V and a measurement current of 10 C, and the internal resistance ratio was determined. The internal resistance ratio was 98.1% in Test Example 1 assuming that Test Example 2 was 100%. No significant difference was found in the internal resistance between Test Example 1 and Test Example 2, and the fire extinguishing agent did not deteriorate the performance of the capacitor.

<釘刺し試験>
リチウムイオンキャパシタに釘を刺し、発火等の有無を観察すると共に、表面温度を測定した。3mm径の釘を80mm/秒の速度でリチウムイオンキャパシタに刺した。釘を刺した位置は、リチウムイオンキャパシタの高さ方向に平行な面積の大きい面における、2つの対角線が交差する位置である。釘を刺した位置から集電用タブ側と反対側へ10mmの位置の温度を、釘を刺した時点から1時間測定した。
<Nail piercing test>
A nail was pierced into the lithium ion capacitor, the presence or absence of ignition, etc. was observed, and the surface temperature was measured. A 3 mm diameter nail was pierced into the lithium ion capacitor at a speed of 80 mm / sec. The position where the nail is pierced is the position where the two diagonal lines intersect on a surface having a large area parallel to the height direction of the lithium ion capacitor. The temperature at a position 10 mm from the position where the nail was stabbed to the side opposite to the current collecting tab side was measured for 1 hour from the time when the nail was stabbed.

釘刺し試験の結果、試験例1は、表面温度の最高値が146℃であり、発火もしなかった。試験例2は、表面温度の最高値が332℃であり、釘を刺した直後にリチウムイオンキャパシタが爆発した。試験例1のリチウムイオンキャパシタは、消火剤を内包することにより難燃化機能を十分に発揮できた。試験例1は表面温度が146℃でも発火しなかったことから、85℃以上の高温環境でリチウムイオンキャパシタが正常に動作している状態で釘刺し試験や圧壊試験の状態(自動車事故など)に遭遇したとしても、発火しないで、安全な状態を保てると確認できた。 As a result of the nail piercing test, Test Example 1 had a maximum surface temperature of 146 ° C. and did not ignite. In Test Example 2, the maximum surface temperature was 332 ° C., and the lithium ion capacitor exploded immediately after the nail was pierced. The lithium-ion capacitor of Test Example 1 was able to fully exhibit its flame-retardant function by containing a fire extinguishing agent. Since Test Example 1 did not ignite even at a surface temperature of 146 ° C, it was put into a nail piercing test or crushing test (automobile accident, etc.) with the lithium ion capacitor operating normally in a high temperature environment of 85 ° C or higher. Even if I encountered it, I was able to confirm that it could be kept safe without catching fire.

<他のリチウムイオンキャパシタの作成>
リチウムイオンキャパシタの高温耐久性を調べるために、バインダ及び電解液を変更した複数のリチウムイオンキャパシタを以下の手順で作成した。なお、基本的な作成方法は上記試験例1と同じであるため、相違点のみを以下に示す。
<Creation of other lithium-ion capacitors>
In order to investigate the high temperature durability of lithium ion capacitors, a plurality of lithium ion capacitors with different binders and electrolytes were prepared by the following procedure. Since the basic preparation method is the same as that of Test Example 1, only the differences are shown below.

[正極の作成]
下記表1に示される組成にて正極活物質を含む正極用スラリーB及びCを調製した。増粘材としてカルボキシメチルセルロース〔CMC〕を用いた。表1における「SBR」は、スチレン−ブタジエンゴムを示し、「部」は質量部を示し、「%」は質量%を示す。
[Creation of positive electrode]
Slurries B and C for positive electrodes containing a positive electrode active material were prepared with the compositions shown in Table 1 below. Carboxymethyl cellulose [CMC] was used as the thickener. “SBR” in Table 1 indicates styrene-butadiene rubber, “parts” indicates parts by mass, and “%” indicates mass%.

Figure 2019172119
Figure 2019172119

バインダとしてアクリル酸エステル又はSBRを用いた正極用スラリーBとCとは、以下の手順にて調製した。
(1)バインダを除く材料と水とを、ミキサーaにて混合してプレスラリーを調製した。
(2)(1)で得たプレスラリーを、ミキサーbにて更に混合して中間スラリーを調製した。
(3)(2)で得た中間スラリーにバインダを添加し、ミキサーaにて混合して正極用スラリーB又はCを調製した。
Slurries B and C for positive electrodes using acrylic acid ester or SBR as a binder were prepared by the following procedure.
(1) A pre-slurry was prepared by mixing the material excluding the binder and water with a mixer a.
(2) The pre-slurry obtained in (1) was further mixed with a mixer b to prepare an intermediate slurry.
(3) A binder was added to the intermediate slurry obtained in (2) and mixed with a mixer a to prepare a slurry B or C for a positive electrode.

次に、正極用スラリーBをそれぞれ集電箔に塗工し、乾燥させて正極Bを作成した。集電箔は厚み15μmのアルミニウム箔(多孔箔)である。正極用スラリーBの塗布量は、乾燥後の活性炭の質量が3mg/cmとなるように調整した。集電箔への正極用スラリーBの塗工には、ブレードコーターやダイコーターを用いた。同様に、正極用スラリーCを用いて正極Cを作成した。Next, each of the positive electrode slurry B was applied to the current collector foil and dried to prepare a positive electrode B. The current collector foil is an aluminum foil (porous foil) having a thickness of 15 μm. The amount of the positive electrode slurry B applied was adjusted so that the mass of the activated carbon after drying was 3 mg / cm 2. A blade coater or a die coater was used for coating the positive electrode slurry B on the current collector foil. Similarly, the positive electrode C was prepared using the positive electrode slurry C.

[電解液の調製]
エチレンカーボネート(EC)30vol%、ジメチルカーボネート(DMC)30vol%及びエチルメチルカーボネート(EMC)40vol%の混合溶媒に、ヘキサフルオロリン酸リチウム(LiPF6)を添加して電解液Pを調製した。エチレンカーボネート(EC)30vol%、エチルメチルカーボネート(EMC)46.7vol%、ジエチルカーボネート(DEC)23.3vol%、プロピレンカーボネート(PC)10vol%の混合溶媒に、リチウムビス(フルオロスルホニルイミド)(LiFSI)を1mol/L添加して電解液I2を調製した。
[Preparation of electrolyte]
Lithium hexafluorophosphate (LiPF6) was added to a mixed solvent of 30 vol% ethylene carbonate (EC), 30 vol% dimethyl carbonate (DMC) and 40 vol% ethyl methyl carbonate (EMC) to prepare an electrolytic solution P. Lithium bis (fluorosulfonylimide) (LiFSI) in a mixed solvent of ethylene carbonate (EC) 30 vol%, ethyl methyl carbonate (EMC) 46.7 vol%, diethyl carbonate (DEC) 23.3 vol%, propylene carbonate (PC) 10 vol%. ) Was added at 1 mol / L to prepare an electrolytic solution I2.

[リチウムイオンキャパシタの組立]
リチウムイオンキャパシタを、表2に示す正極及び電解液の組み合わせで作製した。表2には、各組合せにおいて、バインダを構成するポリマーの電解液に対するRED値も示す。なお、試験例3〜6のリチウムイオンキャパシタは、消火剤が塗布された包囲体を内包する。
[Assembly of Lithium Ion Capacitor]
A lithium ion capacitor was prepared by combining the positive electrode and the electrolytic solution shown in Table 2. Table 2 also shows the RED value of the polymer constituting the binder with respect to the electrolytic solution in each combination. The lithium ion capacitors of Test Examples 3 to 6 include an enclosure coated with a fire extinguishing agent.

Figure 2019172119
Figure 2019172119

[初期性能の測定]
試験例1,3〜6のリチウムイオンキャパシタのリチウムプレドープ、充放電、エージングを行った。その後、常温(25℃)にて、カットオフ電圧:2.2〜3.8V、測定電流10Cで各リチウムイオンキャパシタの内部抵抗及び放電容量を測定し、その結果を初期性能とした。
[Measurement of initial performance]
Lithium predoping, charging / discharging, and aging of the lithium ion capacitors of Test Examples 1 and 3 to 6 were performed. Then, at room temperature (25 ° C.), the internal resistance and discharge capacity of each lithium ion capacitor were measured with a cutoff voltage of 2.2 to 3.8 V and a measurement current of 10 C, and the result was used as the initial performance.

[耐久試験(85℃フロート試験)]
試験例1,3〜6のリチウムイオンキャパシタを、外部電源を繋いで電圧を3.8Vに保持した状態で85℃の恒温槽内に放置した。その放置時間が、85℃,3.8Vフロート時間に相当する。所定時間経過後、リチウムイオンキャパシタを恒温槽から取り出し、常温に戻した後上記初期性能の測定と同一条件で内部抵抗及び放電容量を測定し、容量維持率(初期の放電容量を100%としたときの放電容量の百分比)と、内部抵抗増加率(初期性能からの内部抵抗の増加率)を算出した。その結果を表3に示す。
[Durability test (85 ° C float test)]
The lithium ion capacitors of Test Examples 1 and 3 to 6 were left in a constant temperature bath at 85 ° C. in a state where an external power source was connected and the voltage was maintained at 3.8 V. The leaving time corresponds to an 85 ° C., 3.8 V float time. After a lapse of a predetermined time, the lithium ion capacitor was taken out from the constant temperature bath, returned to room temperature, and then the internal resistance and the discharge capacity were measured under the same conditions as the above initial performance measurement, and the capacity retention rate (initial discharge capacity was set to 100%). The percentage of the discharge capacity at that time) and the internal resistance increase rate (internal resistance increase rate from the initial performance) were calculated. The results are shown in Table 3.

Figure 2019172119
Figure 2019172119

表3に示されるように、85℃の高温環境に放置した場合、電解質としてイミド系リチウム塩ではないフッ化リン酸リチウムを含む電解液を用いた試験例6では短時間で容量維持率が半減したのに対し、電解質としてイミド系リチウム塩を含む電解液を用いた試験例1,3〜5では容量維持率が長時間高く保たれた。しかし、電解質としてイミド系リチウム塩を含む電解液を用いた場合でも、正極のバインダの構成により、内部抵抗増加率に差異があることが明らかとなった。そこで、正極のバインダを構成するポリマーの電解液に対するRED値(表2参照)を対比したところ、RED値が1以下であるアクリル酸エステルを用いた試験例4やSBRを用いた試験例5では内部抵抗増加率が高いことが判明した。これに対し、試験例1及び3では、電解質としてイミド系リチウム塩を含む電解液を用いるとともに、正極のバインダを構成するポリマーとして、電解液に対するRED値が1より大きいポリアクリル酸を用いている。この場合、正極のバインダを構成するポリマーが電解液に溶解しにくく、85℃の高温環境に放置しても容量維持率が高く保たれるとともに、内部抵抗増加率を小さく抑えられることが明らかになった。 As shown in Table 3, when left in a high temperature environment of 85 ° C., the capacity retention rate is halved in a short time in Test Example 6 using an electrolytic solution containing lithium fluoride phosphate which is not an imide-based lithium salt as an electrolyte. On the other hand, in Test Examples 1 and 3 to 5 in which an electrolytic solution containing an imide-based lithium salt was used as the electrolyte, the capacity retention rate was kept high for a long time. However, it was clarified that even when an electrolytic solution containing an imide-based lithium salt was used as the electrolyte, there was a difference in the internal resistance increase rate depending on the composition of the binder of the positive electrode. Therefore, when the RED values (see Table 2) of the polymer constituting the binder of the positive electrode with respect to the electrolytic solution were compared, in Test Example 4 using an acrylic acid ester having a RED value of 1 or less and Test Example 5 using SBR, It was found that the rate of increase in internal resistance was high. On the other hand, in Test Examples 1 and 3, an electrolytic solution containing an imide-based lithium salt is used as the electrolyte, and polyacrylic acid having a RED value greater than 1 with respect to the electrolytic solution is used as the polymer constituting the binder of the positive electrode. .. In this case, it is clear that the polymer constituting the binder of the positive electrode is difficult to dissolve in the electrolytic solution, the capacity retention rate is kept high even when left in a high temperature environment of 85 ° C., and the internal resistance increase rate can be suppressed to a small value. became.

Claims (4)

正極活物質を備える正極と、
負極活物質を備える負極と、
前記正極および前記負極に接触するとともにアルカリ金属イオンを含む電解液と、
内側で前記電解液に接触するとともに前記電解液を密封する密封体と、
を有し、
前記正極活物質および前記負極活物質の少なくともいずれか一方が、前記アルカリ金属イオンを吸蔵可能および放出可能な蓄電デバイスであって、
前記密封体の内部空間に、難燃化機能を発揮する消火剤を備え、
前記消火剤は、前記電解液に対するハンセン溶解度パラメータに基づくRED値が1より大きい、蓄電デバイス。
Positive electrode with positive electrode active material and positive electrode
Negative electrode with negative electrode active material and
An electrolytic solution that comes into contact with the positive electrode and the negative electrode and contains alkali metal ions,
A sealed body that comes into contact with the electrolytic solution inside and seals the electrolytic solution,
Have,
At least one of the positive electrode active material and the negative electrode active material is a power storage device capable of occluding and releasing the alkali metal ions.
A fire extinguishing agent that exerts a flame-retardant function is provided in the internal space of the sealed body.
The fire extinguishing agent is a power storage device having a RED value greater than 1 based on the Hansen solubility parameter for the electrolytic solution.
請求項1に記載の蓄電デバイスであって、
前記電解液は、有機溶媒およびイミド系リチウム塩を含み、
前記正極は、集電箔を有し、
前記正極活物質は、前記電解液に対するハンセン溶解度パラメータに基づくRED値が1より大きいポリマーを含むバインダを介して前記集電箔に保持されている、蓄電デバイス。
The power storage device according to claim 1.
The electrolytic solution contains an organic solvent and an imide-based lithium salt, and contains an organic solvent and an imide-based lithium salt.
The positive electrode has a current collecting foil and
The positive electrode active material is a power storage device held in the current collector foil via a binder containing a polymer having a RED value greater than 1 based on the Hansen solubility parameter for the electrolytic solution.
請求項1または請求項2に記載の蓄電デバイスであって、
前記密封体の内側に、前記正極および前記負極を囲うように設けられた包囲体が設けられており、
前記消火剤は、前記包囲体上に設けられている、蓄電デバイス。
The power storage device according to claim 1 or 2.
Inside the sealed body, a surrounding body provided so as to surround the positive electrode and the negative electrode is provided.
The fire extinguishing agent is a power storage device provided on the enclosure.
請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の蓄電デバイスであって、
リチウムイオンキャパシタである、蓄電デバイス。
The power storage device according to any one of claims 1 to 3.
A power storage device that is a lithium-ion capacitor.
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