TW201423788A - 鋰離子電容器 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種具有高能量密度、高輸出、及高安全性之鋰離子電容器。本發明之鋰離子電容器之特徵在於：其係於包裝體中收納而包含：電極積層體，其係將於負極集電體上設置有含有碳材料作為負極活性物質之負極活性物質層的負極電極體、包含含有聚乙烯之聚烯烴樹脂之分隔件、及於正極集電體上設置有含有包含碳材料或碳化合物材料中之任一者之正極活性物質之正極活性物質層的正極電極體積層而成；以及非水系電解液，其包含含鋰離子之電解質；且該分隔件之熱收縮率在特定範圍內，與該正極電極體之正極活性物質層之面積或該負極電極體之負極活性物質層之負極面積相比，該分隔件之面積較大，並且該電極面積與該分隔件不重疊之部分之長度與該分隔件之大小存在特定關係。
Description
本發明係關於一種兼具高電容、高輸出、及高安全性之鋰離子電容器。
近年來，就旨在保護地球環境及節約資源之能量有效利用之觀點而言，業界正關注深夜電力儲存系統、基於太陽光發電技術之家用分散型蓄電系統、電動汽車用之蓄電系統等。
於該等蓄電系統中，第一要求事項為所使用之蓄電元件之能量密度較高。作為可應對此種要求之高能量密度蓄電元件之有力候補，正全力推進鋰離子電池之開發。
第二要求事項為輸出特性較高。例如，高效率引擎與蓄電系統之組合(例如油電混合車)、或燃料電池與蓄電系統之組合(例如燃料電池電動汽車)於加速時要求蓄電系統之高輸出放電特性。
目前，作為高輸出蓄電元件，業界開發出電極中使用活性碳之電雙層電容器，耐久性(尤其是循環特性及高溫保存特性)較高，具有0.5~1kW/L左右之輸出特性。該等電雙層電容器被認為是上述要求高輸出之領域中最合適之蓄電元件，但其能量密度僅不過為1~5Wh/L左右，實用化上輸出持續時間成為障礙。
另一方面，目前油電混合車所採用之鎳氫電池實現與電雙層電容器同等之高輸出，且具有160Wh/L左右之能量密度。然而，於更進一步提高其能量密度及輸出之同時，業界亦全力推進用以進一步改善
高溫下之穩定性、提高耐久性的研究。
又，於鋰離子電池中亦推進針對高輸出化之研究。
例如，業界開發出於放電深度(即，表示釋放出元件放電電容之百分之多少電之狀態的值)50%時可獲得超過3kW/L之高輸出之鋰離子電池，但其能量密度為100Wh/L以下，成為抑制鋰離子電池之最大特徵即高能量密度之設計。又，其耐久性(尤其是循環特性及高溫保存特性)較電雙層電容器差。因此，為了具有實用之耐久性，僅可於放電深度小於0~100%範圍之範圍內使用鋰離子電池。因此，實際可使用之電容進一步縮小，而全力推進用以進一步提高耐久性之研究。
作為另一例，業界提出有具有與先前之聚烯烴製微多孔膜同等或低於其之膜電阻並且亦具有高氣孔率(亦稱為「高孔隙率」)、即高輸出特性的聚烯烴(例如聚乙烯等)製微多孔膜、及具備該聚烯烴製微多孔膜之非水電解液系二次電池(以下參照專利文獻1)。
業界強烈要求如上述般兼具高輸出密度、高能量密度、及耐久性之蓄電元件之實用化，但上述現有之蓄電元件有利有弊。因此，業界謀求充分滿足該等技術要求之新穎蓄電元件，近年來積極開發作為有力候補之被稱為鋰離子電容器之蓄電元件。
鋰離子電容器係使用包含含有鋰離子之電解質之非水系電解液之蓄電元件(即非水系鋰型蓄電元件)中之一種，且其係於正極藉由與電雙層電容器相同之由陰離子之吸附、脫附引起之非法拉第反應、於負極藉由與鋰離子電池相同之由鋰離子之吸藏、釋放引起之法拉第反應(Faraday)而進行充放電。
如上所述，於正極、負極兩者藉由非法拉第反應進行充放電的電雙層電容器，雖然輸出特性優異但能量密度較小。另一方面，於正極、負極兩者藉由法拉第反應進行充放電的二次電池即鋰離子電池，雖然能量密度優異但輸出特性較差。鋰離子電容器係於正極藉由非法
拉第反應、於負極藉由法拉第反應進行充放電而謀求同時具備優異輸出特性與較高能量密度的新穎蓄電元件。
作為使用鋰離子電容器之用途，可列舉軌道或營建機具、汽車用蓄電。該等用途中，作動環境嚴酷，故而必須具有優異之溫度特性。具體而言，為於低溫時之高輸入輸出特性、或高溫時之高循環壽命特性。作為此種鋰離子電容器，例如提出有如下者，其特徵在於：其係包含具有正極活性物質層與正極集電體之正極、具有負極活性物質層與負極集電體之負極、介置於正極與負極之間之分隔件、非水系電解液、及包裝體而成者，且正極活性物質層含有活性碳，負極活性物質層含有可吸藏鋰離子之碳材料，該分隔件之膜厚為15μm以上且50μm以下，並且分隔件之溶液電阻為2.5Ωcm2以下(以下參照專利文獻2)。
[專利文獻1]日本專利特開2012-72263號公報
[專利文獻2]日本專利特開2005-39139號公報
於鋰離子電池中，用作分隔件之聚烯烴製微多孔膜係意圖如下功能者：因於電池內所發生之電化學反應失控等原因而於成為該微多孔膜之熔點左右之高溫時使孔阻塞(關閉(shut down))，藉此抑制進一步之電化學反應之進行。然而，於使該電池落至高溫之油中之情形等即便關閉電化學反應而亦無法抑制進一步成為高溫之環境下，該微多孔膜發生熔融變形(熔毀(melt down))而難以防止該電池之負極電極體與正極電極體短路。
相對於此，考慮到鋰離子電容器亦存在能量密度與鋰離子電池
相比而較低之情形，且即便電化學反應失控而亦無需藉由聚烯烴製微多孔膜之關閉功能加以防止，因此，主要一直使用即便於更高溫度下亦不會熔毀之紙分隔件。
然而，本發明者等人發現，即便於鋰離子電容器中，根據條件而亦有可能破裂或著火。並且，認為越推進鋰離子電容器之大容量化、高輸出化，越有必要防止破裂或著火。
因此，本發明所欲解決之課題在於提供一種具有高能量密度、高輸出、及高安全性之鋰離子電容器。
本發明者等人為了解決上述課題進行努力研究並反覆進行實驗，結果發現，藉由於鋰離子電容器中採用滿足特定條件之分隔件，從而可進一步提高於藉由在異常高溫時之初期積極地以熔毀狀態使電極積層體短路而放電，促使進一步成為高溫而包裝體開封，使電解液以氣體之形式噴出之情形時之安全性，可同時具備高能量密度、高輸出、及高安全性，從而完成本發明。
即，本發明如下所述。
[1]一種鋰離子電容器，其特徵在於：其係於包裝體中收納而包含：電極積層體，其係將於負極集電體上設置有含有碳材料作為負極活性物質之負極活性物質層的負極電極體、包含含有聚乙烯之聚烯烴樹脂之分隔件、及於正極集電體上設置有含有包含碳材料或碳化合物材料中之任一者之正極活性物質之正極活性物質層的正極電極體積層而成；以及非水系電解液，其包含含鋰離子之電解質；且將該分隔件於非拘束狀態下歷時1小時保持為100℃時，該分隔件之熱收縮率於第一方向上為3%以上且10%以下，且於與第一方向正交
之第二方向上為2%以上且10%以下，該正極電極體之正極活性物質層之面積或該負極電極體之負極活性物質層之負極面積中之任一較大之電極面積與該分隔件之面積存在(分隔件面積)>(電極面積)之關係，並且於俯視下之與該分隔件之第一方向平行之任意直線上，將該任意直線上之該電極面積與該分隔件重疊之部分之長度設為A，將該電極面積與該分隔件不重疊之部分之長度設為L1、L1'時，將L1、L1'中之任一者最短之任意直線L1或L1'代入下述式(1)中而求出X1，X1=(L1或L1'/(A/2))×100
於俯視下之與該分隔件之第二方向平行之任意直線上，將該任意直線上之該電極面積與該分隔件重疊之部分之長度設為B，將該電極面積與該分隔件不重疊之部分之長度設為L2、L2'時，將L2、L2'中之任一者最短之任意直線之L2或L2'代入下述式(2)中而求出X2，X2=(L2或L2'/(A/2))×100
X1與X2均為0.5以上且8.0以下。
[2]如上述[1]之鋰離子電容器，其中上述分隔件之孔徑為0.01μm~0.1μm，並且孔數為100個/μm2~250個/μm2。
[3]如上述[1]或[2]之鋰離子電容器，其中上述分隔件之以碳酸甲酯乙酯作為探針分子進行測定所算出之布魯格曼(Bruggeman)指數為2.0~3.0。
[4]如上述[1]至[3]中任一項之鋰離子電容器，其中上述分隔件之膜厚為5μm以上且35μm以下，並且孔隙率為30%~75%。
[5]如上述[1]至[4]中任一項之鋰離子電容器，其中上述分隔件包含聚乙烯。
[6]如上述[1]至[5]中任一項之鋰離子電容器，其中靜電電容為1000F以上。
[7]如上述[1]至[6]中任一項之鋰離子電容器，其中上述負極活性物質為複合多孔性材料，其係藉由使活性碳之表面黏附碳材料而形成，並且於將藉由BJH(Barrett-Joyner-Halenda，巴瑞特-喬伊納-海倫德)法所算出之源自直徑20Å以上且500Å以下之孔隙之中孔量設為Vm1(cc/g)，將藉由MP(micropore，微孔)法所算出之源自直徑未達20Å之孔隙之微孔量設為Vm2(cc/g)時，滿足0.010≦Vm1≦0.250、0.001≦Vm2≦0.200、及1.5≦Vm1/Vm2≦20.0。
[8]如上述[1]至[7]中任一項之鋰離子電容器，其中上述正極活性物質為活性碳，其係於將藉由BJH法所算出之源自直徑20Å以上且500Å以下之孔隙之中孔量設為V1(cc/g)，將藉由MP法所算出之源自直徑未達20Å之孔隙之微孔量設為V2(cc/g)時，滿足0.3<V1≦0.8、及0.5≦V2≦1.0，並且藉由BET(Brunauer-Emmett-Teller，布厄特)法所測定之比表面積為1500m2/g以上且3000m2/g以下。
[9]一種鋰離子電容器，其特徵在於：其係於包裝體中收納而包含：電極積層體，其係將於負極集電體上設置有含有碳材料作為負極活性物質之負極活性物質層的負極電極體、包含含有聚乙烯之聚烯烴樹脂之分隔件、及於正極集電體上設置有含有包含碳材料、碳化合物材料中之任一者之正極活性物質之正極活性物質層的正極電極體積層而成；以及非水系電解液，其包含含鋰離子之電解質；且於將該鋰離子電容器在自30℃以下之溫度起以5℃/分鐘進行升溫之環境下進行加熱時，該鋰離子電容器於120℃以上且150℃以下之範
圍內具有短路起始溫度及完全短路溫度，並且該短路起始溫度與該完全短路溫度之差為20℃以下。
本發明之鋰離子電容器兼具高能量密度、高輸出、及高安全性。
1‧‧‧分隔件
2‧‧‧正極電極體之正極活性物質層之面積或負極電極體之負極活性物質層之負極面積中之任一較大之電極
3‧‧‧2之電極上之集電體(未塗佈活性物質層之部位)
A‧‧‧在與分隔件之第一方向平行之任意直線上，該任意直線上之電極面積與分隔件重疊之部分之長度
A1‧‧‧電極寬度
A2‧‧‧電極寬度
L1‧‧‧電極面積與分隔件不重疊之部分之長度
L1'‧‧‧電極面積與分隔件不重疊之部分之長度
L2‧‧‧分隔件自電極所伸出之寬度
L3‧‧‧分隔件自電極所伸出之寬度
L4‧‧‧分隔件自電極所伸出之寬度
圖1係對正極電極體之正極活性物質層之面積或負極電極體之負極活性物質層之負極面積中之任一者即電極面積與分隔件之面積之關係進行說明的概略圖。
圖2係用以將本發明之實施形態中之鋰離子電容器與先前之鋰離子電容器之加熱試驗結果進行比較的曲線圖。
圖3係說明邊限(margin)概念的概略圖。
以下，對本發明之實施形態詳細進行說明。
一般而言，鋰離子電容器(以下亦稱為「電容器」)係以正極電極體、分隔件、負極電極體、電解液及包裝體作為主要構成要素，於本發明之實施形態中，使用包含含有聚乙烯之聚烯烴樹脂之分隔件。以下，對各構成要素詳細進行說明。
本發明之電容器所使用之正極電極體係於正極集電體上設置有正極活性物質層者。正極集電體較佳為金屬箔，進而較佳為厚度1~100μm之鋁箔。
正極活性物質層含有正極活性物質與黏結劑，視需要含有導電性填料。作為正極活性物質，可較佳地使用活性碳。
活性碳之種類及其原料並無特別限制，但為了同時具備高電容(即高能量密度)與高輸出特性(即高輸出密度)，較佳為最適當地控制
活性碳之孔隙。具體而言，較佳為如下活性碳，該活性碳係於將藉由BJH法所算出之源自直徑20Å以上且500Å以下之孔隙之中孔量設為V1(cc/g)，將藉由MP法所算出之源自直徑未達20Å之孔隙之微孔量設為V2(cc/g)時，滿足0.3<V1≦0.8、及0.5≦V2≦1.0，並且藉由BET法所測定之比表面積為1500m2/g以上且4000m2/g以下。
就增大於將正極材料組入於蓄電元件時之輸出特性之方面而言，中孔量V1較佳為大於0.3cc/g之值，又，就抑制蓄電元件之電容之降低之方面而言，較佳為0.8cc/g以下。又，上述V1更佳為0.35cc/g以上且0.7cc/g以下，進而較佳為0.4cc/g以上且0.6cc/g以下。
另一方面，為了增大活性碳之比表面積，增加電容，微孔量V2較佳為0.5cc/g以上，又，就抑制活性碳之體積，增加作為電極之密度，而增加每單位體積之電容之方面而言，其較佳為1.0cc/g以下。又，上述V2更佳為0.6cc/g以上且1.0cc/g以下，進而較佳為0.8cc/g以上且1.0cc/g以下。
又，中孔量V1相對於微孔量V2之比(V1/V2)較佳為0.3≦V1/V2≦0.9之範圍。即，就以可一面獲得高電容一面抑制輸出特性之降低之程度增大中孔量相對於微孔量之比率之方面而言，較佳為V1/V2為0.3以上，又，就以可一面獲得高輸出特性一面抑制電容之降低之程度增大微孔量相對於中孔量之比率之方面而言，較佳為V1/V2為0.9以下。又，更佳之V1/V2之範圍為0.4≦V1/V2≦0.7，進而較佳之V1/V2之範圍為0.55≦V1/V2≦0.7。
於本發明中，微孔量及中孔量係藉由如下述般之方法所求出之值。即，於500℃下將試樣真空乾燥一整晚，以氮氣作為吸附質而測定吸附脫附之等溫線。使用此時之脫附側之等溫線，微孔量係藉由MP法算出，中孔量係藉由BJH法算出。
所謂MP法，意指利用「t-繪圖(t-plot)法」(B.C.Lippens,J.H.de
Boer,J.Catalysis,4319(1965))，求出微孔體積、微孔面積、及微孔之分佈之方法，係由M.Mikhail、Brunauer、Bodor所創作之方法(R.S.Mikhail,S.Brunauer,E.E.Bodor,J.Colloid Interface Sci.,26,45(1968))。又，BJH法通常係使用於中孔之分析之計算方法，係由Barrett、Joyner、Halenda等人所主張者(E.P.Barrett,L.G.Joyner and P.Halenda,J.Amer.Chem.Soc.,73,373(1951))。
就使輸出最大之方面而言，活性碳之平均孔徑較佳為17Å以上，更佳為18Å以上，最佳為20Å以上。又，就使電容最大之方面而言，較佳為25Å以下。所謂於本說明書中所記載之平均孔徑，係指對液態氮溫度下之各相對壓力下之氮氣之各平衡吸附量進行測定而獲得每重量之總孔隙體積，用所獲得之每重量之總孔隙體積除以BET比表面積所求得者。
活性碳之BET比表面積較佳為1500m2/g以上且3000m2/g以下，更佳為1500m2/g以上2500m2/g以下。於BET比表面積為1500m2/g以上之情形時，有易獲得良好之能量密度之傾向，另一方面，於BET比表面積為3000m2/g以下之情形時，有無需為了保持電極之強度而大量加入黏合劑，故而每電極體積之性能提高之傾向。
具有如上述般特徵之活性碳例如可使用如下述所說明之原料及處理方法而獲得。
於本發明之實施形態中，可用作活性碳之原料之碳源並無特別限定，例如可列舉：木材、木粉、椰子殼、紙漿製造時之副產物、甘蔗渣、赤糖蜜等植物系原料；泥煤、褐炭(lignite)、褐煤、瀝青煤、無煙煤、石油蒸餾殘渣成分、石油瀝青、焦炭、煤焦油等化石系原料；酚樹脂、氯乙烯樹脂、乙酸乙烯酯樹脂、三聚氰胺樹脂、脲樹脂、間苯二酚樹脂、賽璐珞、環氧樹脂、聚胺基甲酸酯樹脂、聚酯樹脂、聚醯胺樹脂等各種合成樹脂；聚丁烯、聚丁二烯、聚氯丁二烯等
合成橡膠；其他合成木材、合成紙漿等、及該等之碳化物。該等原料中，較佳為椰子殼、木粉等植物系原料、及該等之碳化物，尤佳為椰子殼碳化物。
作為用以將該等原料製成上述活性碳之碳化及活化方式，例如可採用固定床方式、移動床方式、流體床方式、漿料方式、旋轉窯方式等已知之方式。
作為該等原料之碳化方法，可列舉如下方法：使用氮氣、二氧化碳、氦氣、氬氣、氙氣、氖氣、一氧化碳、燃燒排氣等惰性氣體、或以該等惰性氣體作為主成分之與其他氣體之混合氣體，於400~700℃(較佳為450~600℃)左右下歷時30分鐘~10小時左右進行焙燒。
作為藉由上述碳化方法所獲得之碳化物之活化方法，可較佳地使用水蒸氣、二氧化碳、氧氣等活化氣體進行焙燒之氣體活化法。其中，較佳為使用水蒸氣或二氧化碳作為活化氣體之方法。
於該活化方法中，較佳為一面以0.5~3.0kg/h(較佳為0.7~2.0kg/h)之比率供給活化氣體一面將上述碳化物歷時3~12小時(較佳為5~11小時，進而較佳為6~10小時)升溫至800~1000℃而進行活化。
進而，亦可於上述碳化物之活化處理前預先將上述碳化物進行初級活化。於該初級活化中，通常可使用水蒸氣、二氧化碳、氧氣等活化氣體，於未達900℃之溫度下對碳材料進行焙燒而氣體活化。
藉由將上述碳化方法中之焙燒溫度及焙燒時間與上述活化方法中之活化氣體供給量及升溫速度、以及最高活化溫度進行適當組合，而可製造可使用於本發明之實施形態中之具有上述特徵之活性碳。
活性碳之平均粒徑較佳為1~20μm。所謂於本說明書中所記載之平均粒徑，係指於使用粒度分佈測定裝置測定粒度分佈時，將總體積設為100%而求出累積曲線時，該累積曲線成為50%之點之粒徑(即50%徑(中值(Median)徑))。
若上述平均粒徑為1μm以上，則有活性物質層之密度較高，故而每電極體積之電容增大之傾向。另一方面，若平均粒徑為20μm以下，則有易適合於高速充放電之傾向。進而，上述平均粒徑較佳為2~15μm，進而較佳為3~10μm。
作為黏結劑，例如可使用聚偏二氟乙烯(PVdF，Polyvinylidene Fluoride)、聚四氟乙烯(PTFE，polytetrafluorethylene)、氟橡膠、苯乙烯-丁二烯共聚物等。正極活性物質層中之黏結劑之混合量相對於正極活性物質，較佳為3~20質量%、進而較佳為5~15質量%之範圍。
於上述正極活性物質層中，除混合活性碳及黏結劑以外，視需要可混合包含導電性比正極活性物質高之導電性碳質材料而成之導電性填料。作為此種導電性填料，較佳為科琴黑、乙炔黑、氣相沈積碳纖維、石墨、該等之混合物等。正極活性物質層中之導電性填料之混合量相對於正極活性物質，較佳為0~20質量%、進而較佳為1~15質量%之範圍。就高輸入之觀點而言，較佳為將導電性填料混合，但若混合量多於20質量%，則正極活性物質層中之正極活性物質之含量減少，故而每體積之能量密度降低，因而欠佳。正極活性物質層之厚度通常為50~200μm左右。
正極電極體可藉由製作於溶劑中分散有正極活性物質與黏結劑(視需要之導電性填料)而成之糊劑，將該糊劑塗佈於正極集電體上並加以乾燥，視需要進行壓製而獲得。若例示塗佈方法，則可列舉：棒式塗佈法、轉印輥法、T型模法、網版印刷法等，可適當選擇根據糊劑之物性與塗佈厚度之塗佈方法。
本發明之電容器所使用之負極電極體係於負極集電體上設置有負極活性物質層者。負極集電體較佳為金屬箔，進而較佳為厚度1~100μm之銅箔。
負極活性物質層含有負極活性物質與黏結劑，視需要含有導電性填料。負極活性物質為可吸藏釋放鋰離子之碳材料。又，於負極集電體中，除含有該碳材料以外，亦可含有鋰鈦複合氧化物、導電性高分子等吸藏釋放鋰離子之其他材料。作為碳材料，例如可列舉：難石墨化碳、易石墨化碳、複合多孔性材料等。
負極活性物質進而較佳為如下材料，其係使活性碳之表面黏附碳材料而成之複合多孔性材料，且於將該複合多孔性材料中之藉由BJH法所算出之源自直徑20Å以上且500Å以下之孔隙之中孔量設為Vm1(cc/g)，將藉由MP法所算出之源自直徑未達20Å之孔隙之微孔量設為Vm2(cc/g)時，滿足0.010≦Vm1≦0.250、0.001≦Vm2≦0.200、及1.5≦Vm1/Vm2≦20.0。
上述負極活性物質可僅使用1種，或亦可混合2種以上使用。
上述複合多孔性材料例如可藉由於使活性碳與碳材料前驅物共存之狀態下，對該等進行熱處理而獲得。
關於上述複合多孔性材料之原料所使用之活性碳，只要發揮所獲得之複合多孔性材料所需之特性，則用以獲得活性碳之原材料並無特別限制，可使用由石油系、煤系、植物系、高分子系等各種原材料所獲得之市售品。尤佳為使用平均粒徑為1μm以上且15μm以下之活性碳粉末。該平均粒徑更佳為2μm以上且10μm以下。再者，上述平均粒徑之測定方法與上述作為正極活性物質之活性碳之平均粒徑所使用之測定方法相同。
另一方面，所謂上述複合多孔性材料之原料所使用之碳材料前驅物，係可藉由進行熱處理而使活性碳黏附碳材料的固體、液體、或可溶解於溶劑中之有機材料，例如可列舉：瀝青、中間相瀝青碳微球、焦炭、酚樹脂等合成樹脂等。該等碳材料前驅物中，就製造成本上而言，較佳為使用價格較低之瀝青。瀝青被大致區分為石油系瀝青
與煤系瀝青。例如作為石油系瀝青，可例示：原油之蒸餾殘渣、流體化煤裂殘渣(傾析油(Decant oil)等)、源自熱裂解之塔底油、石腦油裂解時所獲得之乙烯焦油等。
於使用上述瀝青之情形時，複合多孔性材料係藉由使瀝青之揮發成分或熱分解成分於活性碳之表面進行熱反應而使該活性碳黏附碳材料，藉此而獲得。於該情形時，於200~500℃左右之溫度下，進行瀝青之揮發成分或熱分解成分黏附於活性碳孔隙內，於400℃以上，進行該黏附成分成為碳材料之反應。熱處理時之峰值溫度係根據所獲得之複合多孔性材料之特性、熱反應模式、熱反應環境等而適當決定，較佳為400℃以上、更佳為450℃~1000℃、進而較佳為500~800℃左右之峰值溫度。又，維持熱處理時之峰值溫度之時間只要為30分鐘~10小時即可，較佳為1小時~7小時，更佳為2小時~5小時。例如認為於500~800℃左右之峰值溫度下歷時2小時~5小時進行熱處理之情形時，黏附於活性碳表面之碳材料成為多環芳香族系烴。
上述複合多孔性材料之製造方法例如可列舉：於含有自碳材料前驅物所揮發之烴氣之惰性環境中對活性碳進行熱處理，而以氣相之形式黏附碳材料之方法。又，亦可為預先將活性碳與碳材料前驅物混合而進行熱處理之方法、或者將溶解於溶劑中之碳材料前驅物塗佈於活性碳並加以乾燥後進行熱處理之方法。
複合多孔性材料係於活性碳之表面黏附有碳材料者，重要的是於活性碳之孔隙內部黏附碳材料後之孔隙分佈，可根據中孔量及微孔量進行規定。於本發明中，尤其重要的是中孔量及微孔量之絕對值且中孔量/微孔量之比率。即，於本發明之一態樣中，較佳為於將上述複合多孔性材料中之藉由BJH法所算出之源自直徑20Å以上且500Å以下之孔隙之中孔量設為Vm1(cc/g)，將藉由MP法所算出之源自直徑未達20Å之孔隙之微孔量設為Vm2(cc/g)時，0.010≦Vm1≦0.250、
0.001≦Vm2≦0.200，並且1.5≦Vm1/Vm2≦20.0。
關於中孔量Vm1，更佳為0.010≦Vm1≦0.225，進而較佳為0.010≦Vm1≦0.200。關於微孔量Vm2，更佳為0.001≦Vm2≦0.150，進而較佳為0.001≦Vm2≦0.100。關於中孔量/微孔量之比率，更佳為1.5≦Vm1/Vm2≦15.0，進而較佳為1.5≦Vm1/Vm2≦10.0。若中孔量Vm1為上限以下(Vm1≦0.250)，則可維持針對於鋰離子之高充放電效率，若中孔量Vm1及微孔量Vm2為下限以上(0.010≦Vm1，0.001≦Vm2)，則可獲得高輸出特性。
又，認為於孔徑較大之中孔內離子傳導性高於微孔，故而為了獲得高輸出特性，需要中孔量，另一方面，於孔徑較小之微孔內難以脫附被認為會對蓄電元件之耐久性造成不良影響之水分等雜質，故而為了獲得高耐久性，必須控制微孔量。因此，重要的是控制中孔量與微孔量之比率，於為下限以上(1.5≦Vm1/Vm2)之情形時，即於與活性碳之中孔相比，碳材料更多地黏附於微孔，使黏附後之複合多孔性材料之中孔量較多而微孔量較少之情形時，獲得高能量密度、高輸出特性並且高耐久性(循環特性、浮動特性等)。於中孔量與微孔量之比率為上限以下(Vm1/Vm2≦20.0)之情形時，獲得高輸出特性。
於本發明中，上述中孔量Vm1及微孔量Vm2之測定方法與上述關於正極活性物質之測定方法相同。
於本發明之一態樣中，如上所述，重要的是使活性碳之表面黏附碳材料後之中孔量/微孔量之比率。為了獲得本發明所規定之孔隙分佈範圍之複合多孔性材料，原料所使用之活性碳之孔隙分佈較為重要。
於作為負極活性物質之複合多孔性材料之形成所使用之活性碳中，較佳為於將藉由BJH法所算出之源自直徑20Å以上且500Å以下之孔隙之中孔量設為V1(cc/g)，將藉由MP法所算出之源自直徑未達20
Å之孔隙之微孔量設為V2(cc/g)時，0.050≦V1≦0.500、0.005≦V2≦1.000且0.2≦V1/V2≦20.0。
關於中孔量V1，更佳為0.050≦V1≦0.350，進而較佳為0.100≦V1≦0.300。關於微孔量V2，更佳為0.005≦V2≦0.850，進而較佳為0.100≦V2≦0.800。關於中孔量/微孔量之比率，更佳為0.22≦V1/V2≦15.0，進而較佳為0.25≦V1/V2≦10.0。於活性碳之中孔量V1為0.500以下之情形及微孔量V2為1.000以下之情形時，為了獲得上述本發明之一態樣之複合多孔性材料之孔隙構造，只要黏附適量之碳材料即可，故而有變得易控制孔隙構造之傾向。另一方面，於活性碳之中孔量V1為0.050以上之情形及微孔量V2為0.005以上之情形、V1/V2為0.2以上之情形、以及V1/V2為20.0以下之情形時，有容易地根據該活性碳之孔隙分佈，獲得上述本發明之一態樣之複合多孔性材料之孔隙構造之傾向。
本發明中之複合多孔性材料之平均粒徑較佳為1μm以上且10μm以下。關於下限，更佳為2μm以上，進而較佳為2.5μm以上。關於上限，更佳為6μm以下，進而較佳為4μm以下。若平均粒徑為1μm以上且10μm以下，則保持良好之耐久性。上述複合多孔性材料之平均粒徑之測定方法與上述正極活性物質之活性碳之平均粒徑所使用之測定方法相同。
於上述複合多孔性材料中，氫原子/碳原子之原子數比(以下亦稱為H/C)較佳為0.05以上且0.35以下，更佳為0.05以上且0.15以下。於H/C為0.35以下之情形時，黏附於活性碳表面之碳材料之結構(典型為多環芳香族系共軛結構)充分發達，故而電容(能量密度)及充放電效率增大，因而較佳。另一方面，於H/C為0.05以上之情形時，不會過度地進行碳化，故而可獲得充分之能量密度。再者，H/C係藉由元素分析裝置而測定。
又，通常上述複合多孔性材料具有源自原料之活性碳之非晶結構並且具有源自所主要黏附之碳材料之晶體結構。為了表現出高輸出特性，較佳為結晶性較低之結構，為了確保於充放電時之可逆性，較佳為結晶性較高之結構，就該等觀點而言，根據X射線廣角繞射法，該複合多孔性材料較佳為(002)面之面間距d002為3.60Å以上且4.00Å以下，且由該波峰之半高寬所獲得之c軸方向之微晶尺寸Lc為8.0Å以上20.0Å以下者，更佳為d002為3.60Å以上且3.75Å以下，且由該波峰之半高寬所獲得c軸方向之微晶尺寸Lc為11.0Å以上且16.0Å以下。
作為黏結劑，例如可使用聚偏二氟乙烯(PVdF)、聚四氟乙烯(PTFE)、氟橡膠、苯乙烯-丁二烯共聚物等。負極活性物質層中之黏結劑之混合量相對於負極活性物質，較佳為3~20質量%、進而較佳為5~15質量%之範圍。
於上述負極活性物質層中，除混合上述可吸藏鋰離子之碳材料及黏結劑以外，視需要可混合包含導電性比負極活性物質高之碳質材料而成之導電性填料。作為該導電性填料，可列舉：乙炔黑、科琴黑、氣相沈積碳纖維、該等之混合物。該導電性填料之混合量相對於負極活性物質，較佳為0~20質量%、進而較佳為1~15質量%之範圍。就高輸入之觀點而言，較佳為將導電性填料混合，但若混合量多於20質量%，則負極活性物質層中之負極活性物質之含量減少，故而每體積之能量密度降低，因而欠佳。
負極電極體可藉由製作溶劑中分散有可吸藏鋰離子之碳材料與黏結劑(視需要之導電性填料)而成之糊劑，將該糊劑塗佈於負極集電體上並加以乾燥，視需要進行壓製而獲得。作為塗佈方法，可使用與正極電極體相同之方法，可適當地選擇根據糊劑之物性與塗佈厚度之塗佈方法。上述負極活性物質層之厚度通常為50~200μm左右。
亦可於本發明之電容器所使用之負極活性物質中預先摻雜鋰。
藉由預先摻雜鋰，可控制電容器之初始效率、電容及輸出特性。摻雜量較佳為負極活性物質所可吸藏之鋰離子之30~100%之範圍，更佳為40~80%之範圍。
關於負極活性物質中預先摻雜鋰離子之方法，於本發明中並無特別限制，可使用公知之方法。例如可列舉如下方法：於將負極活性物質成形為電極後，製作工作電極使用該負極電極體、相對電極使用金屬鋰並組合非水系電解液之電化學電池，而電化學地摻雜鋰離子。又，亦可藉由於該負極電極體上壓接金屬鋰箔，並加入非水系電解液，而於負極活性物質中摻雜鋰離子。
本發明之電容器所使用之分隔件擔任不使正極電極體與負極電極體直接電性接觸之方式絕緣並且於其內部之空隙保持電解液而形成電極間之鋰離子之傳導路徑之角色。於本實施形態中，分隔件包含含有聚乙烯之聚烯烴樹脂，並且於非拘束狀態下將分隔件歷時1小時保持為100℃時，分隔件之熱收縮率係於第一方向上為3%以上且10%以下，並且於與第一方向正交之第二方向上為2%以上且10%以下。分隔件之熱收縮率更佳為於第一方向上為4%以上9%以下，第二方向上為3%以上9%以下，進而較佳為於第一方向上為5%以上且8%以下，第二方向上為3.5%以上且5%以下。
將第一方向設為MD(Machine direction，機械方向)方向(將製成片狀之膜之分隔件捲取在輥上時之前進方向，亦稱為「長邊方向」)，並將第二方向設為TD(Transverse direction，橫向)方向(與MD方向正交之方向，亦稱為「寬度方向」或「短邊方向」)時由於易製造分隔件，故而為較佳之實施態樣(以下，有時將第一方向記作MD、第二方向記作TD)。於本說明書中，所謂「非拘束狀態」意指對象未被固定之狀態，例如意指將片狀之分隔件直接放入烘箱。該熱收縮率
係依據下述實施例中所記載之方法進行測定。
進而，本發明之該正極電極體之正極活性物質層之面積或該負極電極體之負極活性物質層之負極面積中之任一較大之電極面積與該分隔件之面積係(分隔件面積)>(電極面積)，且於俯視下之與該分隔件之第一方向平行之任意直線上，將該任意直線上之該電極面積與該分隔件重疊之部分之長度設為A，將該電極面積與該分隔件不重疊之部分之長度設為L1、L1'時，將L1、L1'中之任一者最短之任意直線之L1或L1'代入下述式(1)中而求出X1，X1=(L1或L1'/(A/2))×100
於俯視下之與該分隔件之第二方向平行之任意直線上，將該任意直線上之該電極面積與該分隔件重疊之部分之長度設為B，將該電極面積與該分隔件不重疊之部分之長度設為L2、L2'時，將L2、L2'中之任一者最短之任意直線之L2或L2'代入下述式(2)中而求出X2，X2=(L2或L2'/(A/2))×100
該X1與X2均為0.5以上且8.0以下。
藉由圖1，對用以求出X1之A、L1、L1'進行說明。1表示分隔件，2表示該正極電極體之正極活性物質層之面積或該負極電極體之負極活性物質層之負極面積中之任一較大者之電極，3表示2之電極上之集電體(未塗佈活性物質層之部位)。針對於X2亦相同。
X1及X2較佳為2.0以上且6.0以下，進而較佳為3.0以上且5.0以下。
藉由圖3，對本發明中之「邊限」之概念進行說明。
(1)著眼點
以分隔件自電極所伸出之寬度(L1、L2、L3、L4)與電極寬度(A1、A2)之比率對邊限進行規定。
寬度最短之邊限部分(L1)最先因加熱而於電極之內側收縮，導致
產生短路。(L1<L3<L2<L4)。因此，設為使寬度最短之邊限部分(L1)對應各種形狀之特定方法。
(2)特定方法
首先，特定出分隔件之方向。分隔件於製造上存在MD方向、TD方向，流通品亦將其分解並進行加熱而可自熱收縮狀態特定出方向。因此，以MD方向、TD方向進行特定。此處，設為MD方向=第一方向，TD方向=第二方向。
繼而，規定邊限。假定與上述所特定之方向平行之任意直線，而特定出電極寬度(A1、A2)、分隔件之伸出寬度(L1、L2、L3、L4)，使用分隔件之伸出寬度最短之L1而規定邊限。
邊限=[L1/(A1/2)]×100(%)
藉由將電極寬度以(A1/2)作為基準，而將「A1與L1、L3」、「A2與L2、L4」之熱收縮之比率均等化。
若將使用層壓薄膜包裝體之密閉型蓄電元件長時間暴露於大幅度超過電解液之沸點之異常高溫狀態下，則電解液汽化，因壓力而包裝體開封。此種分隔件可於因異常高溫狀態之持續而使電容器內之電解液汽化，因該壓力而包裝體開封之前使電容器短路，故而就可使電容器免於破裂及著火，提高安全性之觀點而言較佳。此處，所謂「破裂」係指於包裝體之開封時電極積層體被破壞，而與電解液一併分散之狀態。
關於鋰離子電池之分隔件，需要於異常高溫時使其關閉，必須儘可能避免因進一步成為高溫而熔毀，使正極電極體與負極電極體短路。因此，一直使用熱收縮率較低而難以熔毀之分隔件。另一方面，關於鋰離子電容器之分隔件，由於認為無需於異常高溫時使其關閉，故而一直使用即便未使其關閉而進一步成為高溫亦不會熔毀之紙分隔件。然而，本發明者發現，即便於鋰離子電容器中，若推進高電容、
高輸出化，則亦有破裂、著火之危險性，為了防止其，有效的是若於異常高溫時關閉，則幾乎同時熔毀之功能。即，發現具有如上述般之熱收縮率且包含含有聚乙烯之聚烯烴樹脂之分隔件藉由於異常高溫時以短時間熔毀，因異常高溫狀態之持續造成包裝體開封時不會破裂及著火而安全地使電容器短路，可提高安全性，故而較佳。
由上所述，若本發明之分隔件之熱收縮率於第一方向上為3%以上、第二方向上為2%以上，則可於異常高溫時以短時間熔毀，不會破裂或著火而可安全地使電容器短路，提高安全性，若於第一方向上為10%以下、第二方向上為10%以下，則於通常使用之溫度範圍內不發生短路而可維持電容器功能。
又，關於X1及X2，若為0.5%以上，則於通常使用之溫度範圍內不發生短路而可維持電容器功能，若為8.0%以下，則可於異常高溫時以短時間熔毀，不產生破裂或著火而可安全地使電容器短路，提高安全性。
於本實施形態中，分隔件較佳為微多孔膜，並且微多孔膜之穿刺強度(絕對強度)較佳為200g以上，更佳為300g以上。於使用微多孔膜作為電容器用之分隔件之情形時，就於電容器所具備之電極材料等尖銳部刺紮微多孔膜時亦可減少針孔或龜裂之產生之觀點而言，較佳為將穿刺強度設為200g以上。作為穿刺強度之上限並無特別限制，較佳為1000g以下。再者，穿刺強度係依據下述實施例中所記載之方法進行測定。
本實施形態之微多孔膜之孔隙率較佳為30%~70%，更佳為55~70%。於使用微多孔膜作為電容器之分隔件之情形時，就追隨高速率時之鋰離子之迅速移動之觀點而言，亦較佳為將孔隙率設為30%以上。另一方面，就提高膜強度之觀點而言，較佳為將孔隙率設為70%以下，於使用微多孔膜作為電容器之分隔件之情形時，就抑制自放電
之觀點而言亦較佳。孔隙率係依據下述實施例中該所記載之方法進行測定。
又，就於用作電容器之分隔件之情形時之輸出之觀點而言，本實施形態之微多孔膜之交流電阻較佳為0.9Ω．cm2以下，更佳為0.6Ω．cm2以下，進而較佳為0.3Ω．cm2以下。微多孔膜之交流電阻係依據下述實施例中該所記載之方法進行測定。
再者，作為形成具備如上述般各種特性之微多孔膜之方法，例如可列舉：使擠出時之聚烯烴之濃度、聚烯烴中之聚乙烯及聚丙烯等各種聚烯烴之調配比率、聚烯烴之分子量、延伸倍率、萃取後之延伸及鬆弛操作最佳化之方法。
又，於分隔件之MD方向及TD方向上之熱收縮率可藉由使熱固定時之延伸溫度、倍率最佳化而進行調整。
又，微多孔膜之態樣可為單層體之態樣亦可為積層體之態樣。
繼而，對本實施形態之微多孔膜之製造方法例示說明。但是，只要所獲得之微多孔膜為上述微多孔膜，則本實施形態之製造方法之聚合物之種類、溶劑之種類、擠出方法、延伸方法、萃取方法、開孔方法、熱固定-熱處理方法等不受任何限定。
就適度地控制透過性及膜強度之物性平衡性之觀點而言，本實施形態之微多孔膜之製造方法較佳為包括：將聚合物與塑化劑、或聚合物與塑化劑及填料進行熔融混練而成形之步驟、延伸步驟、塑化劑(及視需要之填料)萃取步驟、及熱固定步驟。
更具體而言，例如可使用包括下述(1)~(4)之各步驟之微多孔膜之製造方法：(1)混練步驟，其係將聚烯烴與塑化劑、及視需要填料進行混練，形成混練物；(2)全張成形步驟，其係於混練步驟後擠出混練物，成形為單層
或積層有複數層之片狀，並進行冷卻固化；(3)延伸步驟，其係於全張成形步驟後，視需要萃取塑化劑及/或填料，進而將片材(片狀成形體)向一個軸以上之方向延伸；(4)後加工步驟，其係於延伸步驟後，視需要萃取塑化劑及/或填料，進而進行熱處理。
上述(1)之混練步驟中所使用之聚烯烴含有聚乙烯作為必需成分。聚烯烴可為包含1種聚乙烯者，亦可為含有複數種聚烯烴之聚烯烴組合物。
作為聚烯烴，例如可列舉：聚乙烯、聚丙烯、聚-4-甲基-1-戊烯，亦可以將該等摻和2種以上而成之混合物之形式使用。以下，存在將聚乙烯簡稱為「PE」、將聚丙烯簡稱為「PP」之情形。
聚烯烴之黏度平均分子量(Mv)較佳為5萬~300萬，更佳為15萬~200萬。藉由黏度平均分子量為5萬以上，成為可獲得高強度之微多孔膜之傾向而較佳，藉由為300萬以下，成為可獲得容易進行擠出步驟之效果之傾向而較佳。黏度平均分子量係依據下述實施例中該所記載之方法進行測定。
又，聚烯烴之熔點較佳為100~165℃，更佳為110~140℃。藉由熔點為100℃以上，成為於高溫環境下之功能穩定之傾向而較佳，藉由為165℃以下，成為可獲得產生高溫時之熔毀或保險絲效果之傾向而較佳。再者，熔點意指示差掃描熱量(DSC，differential scanning calorimetry)測定中之融解波峰之溫度。又，於聚烯烴係以複數種之混合物之形式使用之情形時之聚烯烴之熔點意指於該混合物之DSC測定中融解波峰面積最大之波峰之溫度。
作為聚烯烴，就可一面抑制孔之阻塞一面於更高溫度下進行熱固定之方面而言，較佳為使用高密度聚乙烯。
此種高密度聚乙烯於聚烯烴中所占之比率較佳為5質量%以上，
更佳為10質量%以上。藉由該比率為5質量%以上，可一面進一步抑制孔之阻塞一面於更高溫度下進行熱固定。另一方面，高密度聚乙烯於聚烯烴中所占之比率較佳為99質量%以下，更佳為95質量%以下。藉由該比率為50質量%以下，微多孔膜不僅具有利用高密度聚乙烯所得之效果而且亦可平衡性良好地一併具有利用其他聚烯烴所得之效果。
又，作為聚烯烴，就提高於使用微多孔膜作為電容器之分隔件之情形時之關閉特性、或提高釘紮試驗之安全性之觀點而言，較佳為使用黏度平均分子量(Mv)為10萬~30萬之聚乙烯。
此種10萬~30萬之聚乙烯於聚烯烴中所占之比率較佳為30質量%以上，更佳為45質量%以上。藉由該比率為30質量%以上，可進一步提高於使用微多孔膜作為電容器之分隔件之情形時之關閉特性、或釘紮試驗之安全性。另一方面，10萬~30萬之聚乙烯於聚烯烴中所占之比率較佳為100質量%以下，更佳為95質量%以下。
作為聚烯烴，就控制熔毀溫度之觀點而言，亦可添加聚丙烯而使用。
此種聚丙烯於聚烯烴中所占之比率較佳為5質量%以上，更佳為8質量%以上。就使高溫下之耐破膜性提高之觀點而言，該比率較佳為5質量%以上。另一方面，聚丙烯於聚烯烴中所占之比率較佳為20質量%以下，更佳為18質量%以下。就實現微多孔膜係不僅具有利用聚丙烯所得之效果而且亦可平衡性良好地一併具有利用其他聚烯烴所得之效果的微多孔膜之觀點而言，該比率較佳為20質量%以下。
作為(1)之混練步驟中所使用之塑化劑，可為先前聚烯烴製微多孔膜所使用者，例如可列舉：如鄰苯二甲酸二辛酯(以下有時簡稱為「DOP」)、鄰苯二甲酸二庚酯、鄰苯二甲酸二丁酯之類的鄰苯二甲酸酯；己二酸酯及甘油酸酯等除鄰苯二甲酸酯以外之有機酸酯；磷酸三辛酯等磷酸酯；液態石蠟；固態蠟；礦物油。該等可單獨使用1種
或組合2種以上使用。該等中，若考慮到與聚乙烯之相溶性，則尤佳為鄰苯二甲酸酯。
又，於(1)之混練步驟中，可將聚烯烴與塑化劑進行混練而形成混練物，亦可將聚烯烴與塑化劑及填料進行混練而形成混練物。作為於後一情形時所使用之填料，亦可使用有機微粒子及無機微粒子中之至少一者。
作為有機微粒子，例如可列舉：改性聚苯乙烯微粒子及改性丙烯酸樹脂粒子。
作為無機微粒子，例如可列舉：氧化鋁、二氧化矽(矽氧化物)、二氧化鈦、氧化鋯、氧化鎂、氧化鈰、氧化釔、氧化鋅及氧化鐵等氧化物系陶瓷；氮化矽、氮化鈦及氮化硼等氮化物系陶瓷；碳化矽、碳酸鈣、硫酸鋁、氫氧化鋁、鈦酸鉀、滑石、高嶺黏土、高嶺石、多水高嶺土、葉蠟石(pyrophyllite)、蒙脫石、絹雲母、雲母、鎂綠泥石、膨潤土、石棉、沸石、矽酸鈣、矽酸鎂、矽藻土、石英砂等陶瓷；玻璃纖維。
(1)之混練步驟中之聚烯烴與塑化劑及視需要所使用之填料之摻和比並無特別限定。就所獲得之微多孔膜之強度與製膜性之方面而言，聚烯烴於混練物中所占之比率較佳為25~50質量%。又，就獲得適合於擠出之黏度之觀點而言，塑化劑於混練物中所占之比率較佳為30~60質量%。就使所獲得之微多孔膜之孔徑之均一性提高之觀點而言，填料於混練物中所占之比率較佳為10質量%以上，就製膜性之方面而言，較佳為40質量%以下。
再者，於混練物中進而視需要亦可混合季戊四醇基-四-[3-(3,5-二第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]等酚系、磷系、硫系等抗氧化劑；硬脂酸鈣、硬脂酸鋅等金屬皂類；紫外線吸收劑；光穩定劑；抗靜電劑；防霧劑；及著色顏料等各種添加劑。
(1)之混練步驟中之混練方法並無特別限制，亦可為先前所使用之方法。例如混練之順序可先使用亨舍而混合機、V型混合機、犁刀混合機及帶型混合機等通常之混合機，而預先將所預混合有聚烯烴、塑化劑及視需要所使用之填料中之一部分而成者進行混合，再與剩餘之原料一併進而進行混練，或亦可將全部原料同時進行混練。
又，使用於混練之裝置亦無特別限制，例如可使用擠出機、捏合機等熔融混練裝置進行混練。
(2)之全張成形步驟例如係將上述混練物經由T型模等而擠出為片狀，使該擠出物與導熱體接觸而冷卻固化之步驟。作為該導熱體，可使用金屬、水、空氣、及塑化劑本身。又，就提高所獲得之片狀成形體之膜強度之觀點、及提高片狀成形體之表面平滑性之觀點而言，較佳為將擠出物夾入於一對輥間而進行冷卻固化。
(3)之延伸步驟係將經全張成形步驟所獲得之片材(片狀成形體)延伸而獲得延伸片材之步驟。作為延伸步驟中之片材之延伸方法，可列舉：利用輥延伸機之MD單軸延伸、利用拉幅機之TD單軸延伸、利用輥延伸機與拉幅機之組合或拉幅機與拉幅機之組合之逐次雙軸延伸、同時利用雙軸拉幅機或膨脹成形之同時雙軸延伸。就獲得更均一之膜之觀點而言，片材之延伸方法較佳為同時雙軸延伸。就膜厚之均一性、以及拉伸伸度、孔隙率及平均孔徑之平衡性之觀點而言，延伸時之總之面倍率較佳為8倍以上，更佳為15倍以上，進而較佳為30倍以上。若總之面倍率為30倍以上，則變得易獲得高強度之微多孔膜。就賦予高透過性與高溫低收縮性之觀點而言，延伸溫度較佳為121℃以上，就膜強度之觀點而言，較佳為135℃以下。
於進行(3)之延伸步驟中之延伸或(4)之後加工步驟中之熱處理之前之萃取係藉由將片材或延伸片材浸漬於萃取溶劑中、或將萃取溶劑噴淋至片材或延伸片材之方法而進行。萃取溶劑較佳為對於聚烯烴為
不良溶劑且對於塑化劑及填料為良溶劑，且較佳為沸點低於聚烯烴之熔點。作為此種萃取溶劑，例如可列舉：正己烷及環己烷等烴類；二氯甲烷、1,1,1-三氯乙烷及氟碳等鹵代烴；乙醇及異丙醇等醇；丙酮及2-丁酮等酮類；以及鹼性水。萃取溶劑可單獨使用1種或組合2種以上使用。
再者，填料可於全部步驟內之任一步驟中被萃取全部量或一部分，亦可最終殘存於所獲得之微多孔膜上。又，關於萃取順序、方法及次數並無特別限制。
作為(4)之後加工步驟中之熱處理之方法，可列舉使用拉幅機及/或輥延伸機，於特定之溫度下對經延伸步驟所獲得之延伸片材進行延伸及/或鬆弛操作之熱固定方法。所謂鬆弛操作，係沿膜之MD及/或TD以特定之鬆弛率進行之縮小操作。所謂鬆弛率，係用鬆弛操作後之膜之MD尺寸除以操作前之膜之MD尺寸所得之值、或用鬆弛操作後之TD尺寸除以操作前之膜之TD尺寸所得之值，或者於沿MD及TD兩者進行鬆弛之情形時，係MD之鬆弛率與TD之鬆弛率相乘所得之值。就控制熱收縮率或控制膜電阻之觀點而言，上述特定之溫度較佳為130℃以下，更佳為123℃以下。另一方面，就延伸性之觀點而言，上述特定之溫度較佳為115℃以上。又，就熱收縮率及透過性之觀點而言，較佳為利用後加工步驟而將延伸片材沿TD延伸至1.5倍以上，更佳為沿TD延伸至1.8倍以上。另一方面，就安全性之觀點而言，較佳為將延伸片材沿TD延伸至6.0倍以下，就維持膜強度與透過性之平衡性之觀點而言，更加為4.0倍以下。就抑制熱收縮之觀點而言，特定之鬆弛率較佳為0.9倍以下，就防止褶皺產生與氣孔率及透過性之觀點而言，其較佳為0.6倍以上。鬆弛操作可於MD及TD兩個方向上進行，亦可為MD及TD中之僅任一方向上之鬆弛操作。即便為MD及TD中之僅任一方向上之鬆弛操作，不僅於該操作方向而且於另一方向上
亦可降低熱收縮率。
所獲得之微多孔膜之黏度平均分子量較佳為20萬~100萬。若該黏度平均分子量為20萬以上，則易維持膜之強度，若為100萬以下，則成形性優異。
又，就安全性之觀點而言，微多孔膜之膜厚較佳為5μm以上，就高輸出、高電容密度之觀點而言，較佳為35μm以下，更佳為25μm以下。該膜厚係依據下述實施例中所記載之方法進行測定。
又，較佳為微多孔膜之孔徑為0.01μm~0.1μm，並且孔數為100~250個/μm2。關於孔徑，若其為0.01μm以上，則為離子可充分擴散之大小，又，若為0.1μm以下，則可縮小膜表面之粗糙度(roughness)，故而可防止因電極沒入所引起之短路。關於孔數，若其為100個/μm2以上，則可具有離子擴散所需之充分之空隙，又，若為250個/μm2以下，則可保持膜之強度。該孔徑及孔數係依據下述實施例中所記載之方法進行測定。
又，微多孔膜之以碳酸甲酯乙酯作為探針分子進行測定所算出之布魯格曼(Bruggeman)指數較佳為2.0~3.0。所謂布魯格曼(Bruggeman)指數，係使用以碳酸甲酯乙酯作為探針分子並由脈衝磁場梯度核磁共振法(PFG-NMR(Pulse Field Gradient-Nuclear Magnetic Resonance)法)所獲得之擴散係數(D)，根據ε×D=εα×D0(此處，ε表示膜之孔隙率，D0表示自由空間中之擴散係數，α表示布魯格曼(Bruggeman)指數)而算出之與孔隙率無關之表現膜之孔構造之品質的值。因此，布魯格曼(Bruggeman)指數越小，則孔構造之離子擴散會越優異。若該指數為2.0以上，則可保持膜之強度，又，若為3.0以下，則可具有充分適合於離子擴散之孔構造。給指數係依據下述實施例中所記載之方法進行測定。
再者，微多孔膜之製造方法除上述(1)~(4)之各步驟以外，可包
括作為用以獲得積層體之步驟，而將單層體重疊複數片之步驟。又，該製造方法亦可包括對微多孔膜實施電子束照射、電漿照射、界面活性劑塗佈及化學改質等表面處理之步驟。
本發明之電容器可利用如下方法而製作：製作將正極電極體與負極電極體介隔分隔件而積層之電極積層體，於該電極積層體上安裝層壓薄膜等包裝體，藉由設定為分隔件之耐熱溫度以下之溫度之乾燥機進行加熱乾燥，並注入電解液之方法。或亦可為如下方法：預先將上述電極積層體加熱乾燥，其後安裝於包裝體上，並注入電解液之方法；或者於積層前將各電極體及分隔件個別地進行加熱乾燥後製作電極積層體，安裝包裝體並注入電解液之方法。於進行加熱乾燥時，於減壓條件下進行加熱乾燥可縮短乾燥時間，故而更佳。
例如於將上述所說明之包含聚烯烴樹脂之分隔件使用於本發明之電容器之情形時，只要於80℃下進行加熱乾燥即可。藉由設定為此種溫度條件，而利用於注入電解液前之電極積層體之加熱，可在不堵塞分隔件上所開出之孔隙之情況下進行乾燥，可在維持電容器之輸出特性之狀態下提高可靠性。藉由於注液前對電極積層體進行加熱乾燥而提高電容器之可靠性，雖該原因之詳細說明並未明確，但認為其原因在於：可降低正極或負極中所含之水分量。
本發明之鋰離子電容器係於將該鋰離子電容器在自30℃以下之溫度起以5℃/分鐘進行升溫之環境下進行加熱時，在120℃以上且150℃以下之範圍內具有短路起始溫度及完全短路溫度，且該短路起始溫度與該完全短路溫度之差為20℃以下。因此，即便持續此種異常高溫狀態，亦可使電容器在電容器內之電解液汽化，藉由該壓力而包裝體開封之前短路，因此，就使電容器免於破裂及著火，提高安全性之觀點而言較佳。此處所謂之「破裂」，係指於包裝體之開封時電極積層體
被破壞而與電解液一併飛散之狀態。該短路起始溫度與該完全短路溫度之差更佳為15℃以下，進而較佳為10℃以下。
此處，所謂短路起始溫度與完全短路溫度係電容器之表面溫度，例如可藉由利用耐熱性膠帶而貼附於該電容器之主面之中央部之熱電偶進行測定。所謂短路起始溫度，意指於上述加熱條件下電壓曲線突然下降之起始點之溫度，於圖2之實施例1-2中相當於點A。又，所謂完全短路溫度，意指於上述加熱條件下電壓曲線首次成為0之點之溫度，於圖2之實施例1-2中相當於點B。
再者，本發明之電容器亦可使用將正極電將極體與負極電極體介隔分隔件捲繞而成之電極體而製作。此時，所捲繞之正極及負極電極體、以及分隔件成為帶狀，可規定該帶狀之短邊方向上之X1或X2中之僅一者，該任一者只要為0.5以上且8.0以下即可。
又，本發明之電容器較佳為靜電電容為1000F以上且5000F以下。若靜電電容為1000F以上，則電容器所存蓄之電量較大，故而本發明之電容器所具有之可安全地瞬時短路之效果更有效。又，若靜電電容為5000F以下，則可有效率地製作電池。
本發明之電容器所使用之非水系電解液只要為包含含鋰離子之電解質之非水系液體即可。此種非水系液體亦可含有溶劑，作為此種溶劑，例如可使用以碳酸乙二酯(EC，Ethylene Carbonate)、碳酸丙二酯(PC，Propylene Carbonate)為代表之環狀碳酸酯；以碳酸二乙酯(DEC，Diethyl Carbonate)、碳酸二甲酯(DMC，Dimethyl Carbonate)、碳酸乙基甲酯(MEC，Methyl Ethyl Carbonate)為代表之鏈狀碳酸酯；γ-丁內酯(γBL，γ-Butyroladone)等內酯類；以及該等之混合溶劑。
作為溶解於該等溶劑中之鹽，可使用LiBF4、LiPF6等鋰鹽。電解液之鹽濃度較佳為0.5~2.0mol/L之範圍。若為0.5mol/L以上，則充
分存在陰離子，而維持電容器之電容。另一方面，若為2.0mol/L以下，則鹽充分溶解於電解液中，而保持電解液之適當之黏度及傳導度。
於電極積層體中，於正極電極體上電性連接正極端子之一端，於負極電極體上電性連接負極端子之一端。具體而言，於正極集電體之未塗佈正極活性物質層之區域電性連接正極端子，於負極集電體之未塗佈負極活性物質層之區域電性連接負極端子。較佳為正極端子之材質為鋁，負極端子之材質為經鍍鎳之銅。
電極端子通常形成為大致矩形，其一端係與電極積層體之集電體電性連接，另一端係於使用時與外部之負載(放電之情形)或電源(充電之情形)電性連接。為了防止電極端子與構成層壓薄膜之金屬箔之短路，並且提高密封密閉性，較佳之態樣為於成為層壓薄膜包裝體之密封部的電極端子之中央部貼附有聚丙烯等樹脂製之膜。
上述電極積層體與電極端子之電性連接方法例如通常為超音波焊接法，亦可為電阻焊接、雷射焊接等，而並無限定。
又，包裝體所使用之層壓薄膜較佳為積層有金屬箔與樹脂膜之膜，可例示包含外層樹脂膜/金屬箔/內層樹脂膜而成之3層構成者。外層樹脂膜係用以防止因接觸等而使金屬箔受到損傷者，可較佳地使用尼龍或聚酯等之樹脂。金屬箔係用以防止透過水分或氣體者，可較佳地使用銅、鋁、不鏽鋼等之箔。又，內層樹脂膜係用以保護金屬箔免受收納於內部之電解液之腐蝕並且於熱密封時使其熔融而封口者，例如可較佳地使用聚烯烴、酸改性聚烯烴等。
以下，藉由實施例及比較例具體說明本發明之實施形態，但本發明並不限定於該等。再者，分隔件用微多孔膜之各種物性係藉由下述方法進行測定：
為了防止試樣之劣化，將2,6-二第三丁基-4-甲基苯酚以成為0.1質量%之濃度之方式溶解於十氫萘中，將其(以下簡稱為「DHN」)用作試樣用之溶劑。於150℃下，將試樣以成為0.1質量%之濃度之方式溶解於DHN中，獲得試樣溶液。取試樣溶液10mL，藉由坎農-芬斯克(Cannon Fenske)黏度計(SO100)，測定通過135℃下之標線間所需之秒數(t)。又，將DHN加熱至150℃後，取10mL，藉由相同之方法測定通過黏度計之標線間所需之秒數(tB)。使用所獲得之通過秒數t、tB，藉由下述換算式算出極限黏度[η]。
[η]=((1.651t/tB-0.651)0.5-1)/0.0834
根據所求出之[η]，算出黏度平均分子量(Mv)。原料之聚乙烯、原料之聚烯烴組合物及微多孔膜之Mv係藉由下述式而算出。
[η]=6.77×10-4Mv0.67
又，針對於原料之聚丙烯，係藉由下述式算出Mv。
[η]=1.10×10-4Mv0.80
使用東洋精機製造之微型測厚器之KBM(商標)，於23±2℃之環境溫度下測定膜厚。
自微多孔膜切下10cm×10cm見方之試樣，求出該體積(cm3)與質量(g)，根據該等與膜密度(g/cm3)，使用下述式計算孔隙率。
孔隙率=(體積-質量/膜密度)/體積×100
再者，膜密度係將聚乙烯設為0.95、聚丙烯設為0.91，由組成之分率進行計算。再者，作為各種膜密度，亦可使用藉由JIS K-7112之密度梯度管法所求出之密度。
於組入於電容器前之分隔件之情形時，對應MD及TD之各測定方向而切割成100×50mm。將該試樣片於非拘束下於100℃之烘箱中保持1小時後，室溫下測定MD及TD之各長度。
將((加熱前之長度)-(加熱後之長度))×100/加熱前之長度
設為熱收縮率。
於組入電容器之分隔件之情形時，將電容器解體而取出分隔件後，利用電解液溶劑(例如碳酸甲酯乙酯(MEC)等)進行浸漬清洗並自然乾燥。其後，利用與上述記載相同之方式進行試驗，求出熱收縮率。
此處，假設於無法特定分隔件之TD、MD方向之情形時，將藉由上述自然乾燥而熱收縮最劇烈之方向決定為MD方向，將與其垂直之方向決定為TD方向，而設為本發明中之熱收縮率。
再者，於所取出之分隔件為帶狀(於該情形時電極亦成為帶狀，電極體成為被捲繞之狀態)或Z形狀(於該情形時電極成為單片，電極體成為被積層之狀態)且為1片之情形時亦利用相同之方法特定方向，而特定熱收縮率。具體而言，在掌握與邊限之位置關係之基礎上，切割出分隔件之一部分，將藉由自然乾燥而熱收縮最劇烈之方向決定為MD方向，將與其垂直之方向決定為TD方向，而決定帶狀或Z形狀之分隔件之MD方向及TD方向之熱收縮率。但是，僅限於為帶狀且MD方向之長度比TD方向之長度大4倍之情形，不規定MD方向而僅規定TD方向(僅規定X2)。
又，於所取出之分隔件為單片且為多個電極之積層體之情形時，將單片直接使用或者在掌握與邊限之位置關係之基礎上切割出一部分，利用如上述般之方式對各分隔件特定MD方向及TD方向，而決定熱收縮率。
已知毛細管內部之流體係於流體之平均自由行程大於毛細管之孔徑時依隨克努森(Knudsen)流動，於小於毛細管之孔徑時依隨普塞(Poiseuille)流動。因此，假設於測定微多孔膜之透氣度時之空氣流動依隨克努森流動，又，於測定多孔膜之透水度時之水之流動依隨普塞流動。
於該情形時，多孔膜之孔徑d(μm)與曲折度τa(無因次)可根據空氣之透過速度常數Rgas(m3/(m2．sec．Pa))、水之透過速度常數Rliq(m3/(m2．sec．Pa))、空氣之分子速度ν(m/sec)、水之黏度η(Pa．sec)、標準壓力Ps(=101325Pa)、氣孔率ε(%)、膜厚L(μm)，使用下述式而求出。
d=2ν×(Rliq/Rgas)×(16η/3Ps)×106
τa=(d×(ε/100)×ν/(3L×Ps×Rgas))1/2
此處，Rgas係根據透氣度(sec)，使用下述式而求出。
Rgas=0.0001/(透氣度×(6.424×10-4)×(0.01276×101325))
又，Rliq係根據透水度(cm3/(cm2．sec．Pa))，使用下述式而求出。
Rliq=透水度/100
再者，透水度可以下述方式求出。於直徑41mm之不鏽鋼製之透液池中設置預先浸漬於乙醇中之多孔膜，用水清洗該膜之乙醇後，以約50000Pa之差壓使水透過，根據經過120sec時之透水量(cm3)，計算每單位時間．單位壓力．單位面積之透水量，將其設為透水度。
又，ν係根據氣體常數R(=8.314)、絕對溫度T(K)、圓周率π、空氣之平均分子量M(=2.896×10-2kg/mol)，使用下述式而求出。
ν=((8R×T)/(π×M))1/2
進而，孔數B(個/μm2)係根據下述式求出。
B=4×(ε/100)/(π×d2×τa)
使用日本電子公司製造之ECA400，算出以碳酸甲酯乙酯作為探
針分子且由脈衝磁場梯度核磁共振法(PFG-NMR法)所獲得之擴散係數(D)。根據由ln(E/E0)=-D×(γ2δ2g2(△-δ/3))(此處，E表示於各測定點之波峰強度，E0表示未賦予PFG之情形時之波峰強度，γ表示核自旋之磁旋轉比，δ表示PFG照射時間，g表示PFG強度，△表示擴散時間)所獲得之直線關係，於ln(E/E0)為-2以上之區域進行計算。繼而，根據
ε×D=εα×D0
(此處，ε表示膜之孔隙率，D0表示自由空間中之擴散係數，α表示布魯格曼(Bruggeman)指數)而算出布魯格曼(Bruggeman)指數。
於小型碳化爐中，將經粉碎之椰子殼碳化物於氮氣中、500℃下碳化處理3小時。將處理後之該碳化物放入活化爐內，將1kg/h之水蒸氣於經預熱爐加溫之狀態下投入該活化爐內，歷時8小時升溫至900℃後取出，於氮氣環境下進行冷卻，獲得活性碳。對所獲得之活性碳流水清洗10小時後甩掉水。其後，於保持為115℃之電動乾燥機內乾燥10小時後，利用球磨機粉碎1小時，獲得活性碳1。使用島津製作所公司製造之雷射繞射式粒度分佈測定裝置(SALD-2000J)測定平均粒徑，結果為4.2μm。又，利用Yuasa-ionics公司製造之孔隙分佈測定裝置(AUTOSORB-1 AS-1-MP)測定孔隙分佈。其結果為，BET比表面積為2360m2/g，中孔量(V1)為0.52cc/g，微孔量(V2)為0.88cc/g。
將80.8質量份活性碳1、科琴黑6.2質量份及PVDF(聚偏二氟乙烯)10質量份、PVP(聚乙烯吡咯啶酮)3.0質量份、以及NMP(N-甲基吡咯啶酮)混合，獲得漿料。繼而，將所獲得之漿料塗佈於厚度15μm之鋁箔之單面，進行乾燥、壓製，獲得活性物質層之厚度為55μm之單面正極電極體。同樣地，塗佈於鋁箔之兩面上，進行乾燥、壓製，獲得兩面正極電極體。
針對市售之椰子殼活性碳，利用Yuasa-ionics公司製造之孔隙分佈測定裝置(AUTOSORB-1 AS-1-MP)，以氮氣作為吸附質，測定孔隙分佈。比表面積係藉由BET1點法求出。又，如上所述，使用脫附側之等溫線，中孔量藉由BJH法求出，微孔量藉由MP法求出。其結果，BET比表面積為1,780m2/g，中孔量為0.198cc/g，微孔量為0.695cc/g，V1/V2=0.29，平均孔徑為21.2Å。
將該椰子殼活性碳150g放入不鏽鋼鋼絲網製之籠中，置於裝有煤系瀝青(軟化點：50℃)270g之不鏽鋼製槽上，設置於電爐(爐內有效尺寸300mm×300mm×300mm)內，進行熱反應。熱處理係藉由在氮氣環境下以8小時升溫至600℃並於該溫度下保持4小時而實施，繼而，藉由自然冷卻而冷卻至60℃，其後自爐中取出，獲得成為負極材料之複合多孔性材料1。利用與上述活性碳1相同之方式對所獲得之複合多孔性材料1進行測定，結果BET比表面積為262m2/g，中孔量(Vm1)為0.1798cc/g，微孔量(Vm2)為0.0843cc/g，Vm1/Vm2=2.13。
將83.4質量份上述複合多孔性材料1、乙炔黑8.3質量份及PVDF(聚偏二氟乙烯)8.3質量份、以及NMP(N-甲基吡咯啶酮)混合，獲得漿料。繼而，將所獲得之漿料塗佈於延伸銅箔之兩面上，進行乾燥、壓製，獲得負極活性物質層之厚度為60μm之負極電極體。於該兩面負極電極體之單面，貼附相對於每單位重量複合多孔性材料1相當於760mAh/g之鋰金屬箔。
分隔件1
作為純聚合物，以按各自重量比計為50：50之比率準備Mv為25萬及70萬之聚乙烯之均聚物。於上述純聚合物99質量%中添加作為抗氧化劑之季戊四醇基-四-[3-(3,5-二第三丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]1.0質
量%，使用滾筒混合器進行乾摻，藉此獲得聚合物等混合物。於氮氣環境下將所獲得之聚合物等混合物藉由進料機供至體系內經氮氣置換之雙軸擠出機。又，將作為塑化劑之液態石蠟藉由柱塞泵注入擠出機之料缸中。藉由雙軸擠出機進行熔融混練，以使液態石蠟於所擠出之全部混合物中所占之量比成為68質量%(即，聚合物等混合物(PC)之量比為32質量%)之方式調整進料機及泵。熔融混練條件係設為設定溫度200℃、螺桿轉數100rpm、噴出量12kg/h。
繼而，將所獲得之熔融混練物經由T型模擠出至表面溫度控制為40℃之冷卻輥上進行澆鑄，藉此，獲得厚度1600μm之凝膠片材。
繼而，將所獲得之凝膠片材導至同時雙軸拉幅機延伸機，進行雙軸延伸，獲得延伸片材。設定延伸條件係MD之延伸倍率7.0倍、TD之延伸倍率6.1倍、設定溫度121℃。
繼而，將延伸片材導至甲基乙基酮槽，充分浸漬於甲基乙基酮中，自延伸片材萃取去除液態石蠟，其後乾燥去除甲基乙基酮。
繼而，將乾燥去除甲基乙基酮之延伸片材導至TD拉幅機，進行熱固定。將熱固定溫度設為121℃、TD最大倍率設為2.0倍、鬆弛率設為0.90倍。將如此所獲得之微多孔膜分隔件1之各種特性之評價結果及組成一併示於下述表1。
於以1：4質量比混合有碳酸乙二酯(EC)與碳酸甲酯乙酯(MEC)而成之溶劑中，以1mol/l之濃度溶解LiPF6而獲得溶液，將該溶液用作電解液。
將所獲得之單面正極電極體、兩面正極電極體、及兩面負極電極體切割為100mm×100mm。繼而，最上表面與最下表面係使用單面正極電極體，中間部係介隔微多孔膜分隔件1而交替地積層有20片兩
面負極電極體與19片兩面正極電極體，其後，將負極電極體與正極電極體連接於電極端子，製成電極積層體。將該電極積層體插入包含層壓薄膜之包裝體內，於抽出電極端子之端部之狀態下注入上述電解液將該包裝體密封，而組裝鋰離子電容器。此時，X1及X2均為1.0。
進行所製作之電容器之加熱試驗。以2C之電流值充電至4.0V，其後施加4.0V之定電壓進行定電流定電壓充電2小時。繼而，於電容器之一面之中央部利用聚醯亞胺膠帶貼附熱電偶，以金屬板夾住並捲繞電熱帶而用於加熱介質，設置於大氣環境下之恆溫槽內。將該電熱帶之設定升溫速度設為5℃/分鐘，測定電容器之電壓與溫度。短路起始溫度為128℃，完全短路溫度為138℃，超過200℃時電容器未破裂及著火而開封，幾乎未見氣體噴射。
將所製作之電容器藉由在1.5C之電流值下可確保定電壓充電時間為1小時之定電流定電壓充電而充電至3.8V，於同樣之1.5C之電流值下實施定電流放電至2.2V。根據此時之電容與電壓變化，得知本電容器之靜電電容為1200F。
於25℃之環境下對所製作之電容器進行特性評價。以1C之電流量充電至4.0V，其後施加4.0V之定電壓進行定電流定電壓充電2小時。繼而，以1C之電流量放電至2.0V。繼而，進行同上之充電2小時後，以300C之電流值放電至2.0V。300C下之放電電容相對於1C下之放電電容之比率為82%。繼而，於-20℃之環境下進行特性評價。進行與上述相同之充電，以200C之電流量放電至2.0V。-20℃下、200C下之放電電容相對於25℃下、1C下之放電電容之比率為55%。
利用與實施例1-1相同之方式進行製作。
利用與實施例1-1相同之方式進行製作。
利用與實施例1-1相同之方式進行製作。
利用與實施例1-1相同之方式進行製作。
將X1及X2均設為4.0，除此以外，於與實施例1-1相同之條件下組裝鋰離子電容器。
實施所製作之電容器之加熱試驗，結果短路起始溫度為133℃，完全短路溫度為143℃，超過200℃時電容器未破裂及著火而開封，幾乎未見氣體噴射。對所製作之電容器之電壓與溫度進行測定。將試驗結果示於圖2。
於25℃之環境下對所製作之電容器進行特性評價。以1C之電流量充電至4.0V，其後施加4.0V之定電壓進行定電流定電壓充電2小時。繼而，以1C之電流量放電至2.0V。繼而，進行同上之充電2小時後，以300C之電流值放電至2.0V。300C下之放電電容相對於1C下之放電電容之比率為82%。繼而，於-20℃之環境下進行特性評價。進行與上述相同之充電，以200C之電流量放電至2.0V。-20℃下、200C下之放電電容相對於25℃下、1C下之放電電容之比率為55%。
利用與實施例1-1相同之方式進行製作。
利用與實施例1-1相同之方式進行製作。
利用與實施例1-1相同之方式進行製作。
利用與實施例1-1相同之方式進行製作。
將X1及X2均設為7.5，除此以外，於與實施例1-1相同之條件下組
裝鋰離子電容器。
實施所製作之電容器之加熱試驗，結果短路起始溫度為133℃，完全短路溫度為149℃，超過200℃時電容器未破裂及著火而開封，幾乎未見氣體噴射。
於25℃之環境下對所製作之電容器進行特性評價。以1C之電流量充電至4.0V，其後施加4.0V之定電壓進行定電流定電壓充電2小時。繼而，以1C之電流量放電至2.0V。繼而，進行同上之充電2小時後，以300C之電流值放電至2.0V。300C下之放電電容相對於1C下之放電電容之比率為82%。繼而，於-20℃之環境下進行特性評價。進行與上述相同之充電，以200C之電流量放電至2.0V。-20℃下、200C下之放電電容相對於25℃下、1C下之放電電容之比率為55%。
利用與實施例1-1相同之方式進行製作。
利用與實施例1-1相同之方式進行製作。
分隔件2
作為純聚合物，準備Mv為25萬之聚乙烯之均聚物。其後，藉由
與實施例1相同之方法製作分隔件2。其中，設定延伸條件為MD之延伸倍率5.0倍、TD之延伸倍率5.0倍、設定溫度121℃。又，將熱固定溫度設為120℃、TD最大倍率設為2.4倍、鬆弛率設為0.85倍。將如此所獲得之微多孔膜分隔件2之各種特性之評價結果與組成等一併示於表1。
利用與實施例1-1相同之方式進行製作。
使用所獲得之微多孔膜分隔件2，於與實施例1-1相同之條件下組裝鋰離子電容器。
實施所製作之電容器之加熱試驗，結果短路起始溫度為131℃，完全短路溫度為143℃，超過200℃時電容器未破裂及著火而開封，幾乎未見氣體噴射。
於25℃之環境下對所製作之電容器進行特性評價。以1C之電流量充電至4.0V，其後施加4.0V之定電壓進行定電流定電壓充電2小時。繼而，以1C之電流量放電至2.0V。繼而，進行同上之充電2小時後，以300C之電流值放電至2.0V。300C下之放電電容相對於1C下之放電電容之比率為81%。繼而，於-20℃之環境下進行特性評價。進行與上述相同之充電，以200C之電流量放電至2.0V。-20℃下之200C下之放電電容相對於25℃下之1C下之放電電容之比率為53%。
利用與實施例1-1相同之方式進行製作。
利用與實施例1-1相同之方式進行製作。
利用與實施例2-1相同之方式進行製作。
利用與實施例1-1相同之方式進行製作。
將X1及X2均設為4.0，除此以外，於與實施例2-1相同之條件下組裝鋰離子電容器。
實施所製作之電容器之加熱試驗，結果短路起始溫度為132℃，完全短路溫度為145℃，超過200℃時電容器未破裂及著火而開封，幾乎未見氣體噴射。
於25℃之環境下對所製作之電容器進行特性評價。以1C之電流量充電至4.0V，其後施加4.0V之定電壓進行定電流定電壓充電2小時。繼而，以1C之電流量放電至2.0V。繼而，進行同上之充電2小時後，以300C之電流值放電至2.0V。300C下之放電電容相對於1C下之放電電容之比率為81%。繼而，於-20℃之環境下進行特性評價。進行與上述相同之充電，以200C之電流量放電至2.0V。-20℃下之200C下之放電電容相對於25℃下之1C下之放電電容之比率為53%。
利用與實施例1-1相同之方式進行製作。
利用與實施例1-1相同之方式進行製作。
利用與實施例2-1相同之方式進行製作。
利用與實施例1-1相同之方式進行製作。
將X1及X2均設為7.5，除此以外，於與實施例2-1相同之條件下組裝鋰離子電容器。
實施所製作之電容器之加熱試驗，結果短路起始溫度為130℃，完全短路溫度為150℃，超過200℃時電容器未破裂及著火而開封，幾乎未見氣體噴射。
於25℃之環境下對所製作之電容器進行特性評價。以1C之電流量充電至4.0V，其後施加4.0V之定電壓進行定電流定電壓充電2小時。繼而，以1C之電流量放電至2.0V。繼而，進行同上之充電2小時後，以300C之電流值放電至2.0V。300℃下之放電電容相對於1C下之放電電容之比率為81%。繼而，於-20℃之環境下進行特性評價。進行與上述相同之充電，以200C之電流量放電至2.0V。-20℃下之200C下之放電電容相對於25℃下之1C下之放電電容之比率為53%。
利用與實施例1-1相同之方式進行製作。
利用與實施例1-1相同之方式進行製作。
分隔件3
藉由與實施例1相同之方法製作分隔件3。其中，熱固定之鬆弛率設為1.0倍(未鬆弛)。將如此所獲得之微多孔膜分隔件3之各種特性之評價結果與組成等一併示於表1。
利用與實施例1-1相同之方式進行製作。
使用所獲得之微多孔膜分隔件3，於與實施例1-1相同之條件下組裝鋰離子電容器。
實施所製作之電容器之加熱試驗，結果短路起始溫度為123℃，完全短路溫度為131℃，超過200℃時電容器未破裂及著火而開封，幾乎未見氣體噴射。
於25℃之環境下對所製作之電容器進行特性評價。以1C之電流量充電至4.0V，其後施加4.0V之定電壓進行定電流定電壓充電2小時。繼而，以1C之電流量放電至2.0V。繼而，進行同上之充電2小時後，以300C之電流值放電至2.0V。300C下之放電電容相對於1C下之放電電容之比率為84%。繼而，於-20℃之環境下進行特性評價。進行與上述相同之充電，以200C之電流量放電至2.0V。-20℃下之200C下之放電電容相對於25℃下之1C下之放電電容之比率為56%。
利用與實施例1-1相同之方式進行製作。
利用與實施例1-1相同之方式進行製作。
利用與實施例3-1相同之方式進行製作。
利用與實施例1-1相同之方式進行製作。
將X1及X2均設為4.0，除此以外，於與實施例3-1相同之條件下組
裝鋰離子電容器。
實施所製作之電容器之加熱試驗，結果短路起始溫度為129℃，完全短路溫度為139℃，超過200℃時電容器未破裂及著火而開封，幾乎未見氣體噴射。
於25℃之環境下對所製作之電容器進行特性評價。以1C之電流量充電至4.0V，其後施加4.0V之定電壓進行定電流定電壓充電2小時。繼而，以1C之電流量放電至2.0V。繼而，進行同上之充電2小時後，以300C之電流值放電至2.0V。300C下之放電電容相對於1C下之放電電容之比率為84%。繼而，於-20℃之環境下進行特性評價。進行與上述相同之充電，以200C之電流量放電至2.0V。-20℃下之200C下之放電電容相對於25℃下之1C下之放電電容之比率為56%。
利用與實施例1-1相同之方式進行製作。
利用與實施例1-1相同之方式進行製作。
利用與實施例3-1相同之方式進行製作。
利用與實施例1-1相同之方式進行製作。
將X1及X2均設為7.5，除此以外，於與實施例3-1相同之條件下組裝鋰離子電容器。
實施所製作之電容器之加熱試驗，結果短路起始溫度為130℃，
完全短路溫度為144℃，超過200℃時電容器未破裂及著火而開封，幾乎未見氣體噴射。
於25℃之環境下對所製作之電容器進行特性評價。以1C之電流量充電至4.0V，其後施加4.0V之定電壓進行定電流定電壓充電2小時。繼而，以1C之電流量放電至2.0V。繼而，進行同上之充電2小時後，以300C之電流值放電至2.0V。300C下之放電電容相對於1C下之放電電容之比率為84%。繼而，於-20℃之環境下進行特性評價。進行與上述相同之充電，以200C之電流量放電至2.0V。-20℃下之200C下之放電電容相對於25℃下之1C下之放電電容之比率為56%。
利用與實施例1-1相同之方式進行製作。
利用與實施例1-1相同之方式進行製作。
利用與實施例1-1相同之方式進行製作。
使用纖維素紙分隔件4(將各種特性之評價結果示於表1)，於與實施例1-2相同之條件下組裝鋰離子電容器。
實施所製作之電容器之加熱試驗，結果即便達到200℃亦未使短路起始而一直保持電力，於超過210℃之時刻電容器未破裂及著火而開封，但確認出較弱之氣體噴射。
於25℃之環境下對所製作之電容器進行特性評價。以1C之電流量充電至4.0V，其後施加4.0V之定電壓進行定電流定電壓充電2小時。繼而，以1C之電流量放電至2.0V。繼而，進行同上之充電2小
時後，以300C之電流值放電至2.0V。300C下之放電電容相對於1C下之放電電容之比率為78%。繼而，於-20℃之環境下進行特性評價。進行與上述相同之充電，以200C之電流量放電至2.0V。-20℃下之200C下之放電電容相對於25℃下之1C下之放電電容之比率為49%。
利用與實施例1-1相同之方式進行製作。
利用與實施例1-1相同之方式進行製作。
分隔件5
作為純聚合物，準備Mv為20萬之聚丙烯之均聚物。其後，藉由與實施例1相同之方法製作分隔件5。其中，設定延伸條件為MD之延伸倍率5.0倍、TD之延伸倍率5.0倍、設定溫度130℃。又，將熱固定溫度設為140℃、TD最大倍率設為1.8倍、鬆弛率設為0.85倍。將如此所獲得之微多孔膜分隔件5之各種特性之評價結果與組成等一併示於下述表1。
利用與實施例1-1相同之方式進行製作。
使用所獲得之微多孔膜分隔件5，進而將X1及X2均設為0.3，除此以外，於與實施例1-1相同之條件下組裝鋰離子電容器。
實施所製作之電容器之加熱試驗，結果短路起始溫度為175℃，其後確認出電壓緩慢下降，但仍未達到完全短路，雖超過200℃時電容器未破裂及著火而包裝體開封，但確認出較強之氣體噴射。
於25℃之環境下對所製作之電容器進行特性評價。以1C之電流量充電至4.0V，其後施加4.0V之定電壓進行定電流定電壓充電2小時。繼而，以1C之電流量放電至2.0V。繼而，進行同上之充電2小時後，以300C之電流值放電至2.0V。300C下之放電電容相對於1C下之放電電容之比率為67%。繼而，於-20℃之環境下進行特性評價。進行與上述相同之充電，以200C之電流量放電至2.0V。-20℃下之200C下之放電電容相對於25℃下之1C下之放電電容之比率為28%。
利用與實施例1-1相同之方式進行製作。
利用與實施例1-1相同之方式進行製作。
利用與比較例2-1相同之方式進行製作。
利用與實施例1-1相同之方式進行製作。
將X1及X2均設設為4.0，除此以外，於與比較例2-1相同之條件下組裝鋰離子電容器。
實施所製作之電容器之加熱試驗，結果短路起始溫度為175℃，其後確認出電壓緩慢下降，但仍未達到完全短路，雖超過200℃時電容器未破裂及著火而包裝體開封，但確認出較強之氣體噴射。
於25℃之環境下對所製作之電容器進行特性評價。以1C之電流量充電至4.0V，其後施加4.0V之定電壓進行定電流定電壓充電2小時。繼而，以1C之電流量放電至2.0V。繼而，進行同上之充電2小
時後，以300C之電流值放電至2.0V。300C下之放電電容相對於1C下之放電電容之比率為67%。繼而，於-20℃之環境下進行特性評價。進行與上述相同之充電，以200C之電流量放電至2.0V。-20℃下之200C下之放電電容相對於25℃下之1C下之放電電容之比率為28%。
利用與實施例1-1相同之方式進行製作。
利用與實施例1-1相同之方式進行製作。
利用與比較例2-1相同之方式進行製作。
利用與實施例1-1相同之方式進行製作。
將X1及X2均設為11，除此以外，於與比較例2-1相同之條件下組裝鋰離子電容器。
實施所製作之電容器之加熱試驗，結果短路起始溫度為175℃，其後確認出電壓緩慢下降，但仍未達到完全短路，雖超過200℃時電容器未破裂及著火而包裝體開封，但確認出較強之氣體噴射。
於25℃之環境下對所製作之電容器進行特性評價。以1C之電流量充電至4.0V，其後施加4.0V之定電壓進行定電流定電壓充電2小時。繼而，以1C之電流量放電至2.0V。繼而，進行同上之充電2小時後，以300C之電流值放電至2.0V。300C下之放電電容相對於1C下之放電電容之比率為67%。繼而，於-20℃之環境下進行特性評價。進行與上述相同之充電，以200C之電流量放電至2.0V。-20℃下之
200C下之放電電容相對於25℃下之1C下之放電電容之比率為28%。
利用與實施例1-1相同之方式進行製作。
利用與實施例1-1相同之方式進行製作。
利用與實施例1-1相同之方式進行製作。
利用與實施例1-1相同之方式進行製作。
將X1及X2均設為11，除此以外，於與實施例1-1相同之條件下組裝鋰離子電容器。
實施所製作之電容器之加熱試驗，結果短路起始溫度為140℃，完全短路溫度為175℃，雖超過200℃時電容器未破裂及著火而包裝體開封，但確認出較強之氣體噴射。
於25℃之環境下對所製作之電容器進行特性評價。以1C之電流量充電至4.0V，其後施加4.0V之定電壓進行定電流定電壓充電2小時。繼而，以1C之電流量放電至2.0V。繼而，進行同上之充電2小時後，以300C之電流值放電至2.0V。300C下之放電電容相對於1C下之放電電容之比率為82%。繼而，於-20℃之環境下進行特性評價。進行與上述相同之充電，以200C之電流量放電至2.0V。-20℃下之200C下之放電電容相對於25℃下之1C下之放電電容之比率為55%。
利用與實施例1-1相同之方式進行製作。
利用與實施例1-1相同之方式進行製作。
利用與實施例1-1相同之方式進行製作。
利用與實施例1-1相同之方式進行製作。
將X1及X2均設為0.3，除此以外，於與實施例1-1相同之條件下組裝鋰離子電容器。
實施所製作之電容器之加熱試驗，結果短路起始溫度為95℃，完全短路溫度為109℃，雖超過200℃時電容器未破裂及著火而包裝體開封，但確認出氣體噴射。
於25℃之環境下對所製作之電容器進行特性評價。以1C之電流量充電至4.0V，其後施加4.0V之定電壓進行定電流定電壓充電2小時。繼而，以1C之電流量放電至2.0V。繼而，進行同上之充電2小時後，以300C之電流值放電至2.0V。300C下之放電電容相對於1C下之放電電容之比率為82%。繼而，於-20℃之環境下進行特性評價。進行與上述相同之充電，以200C之電流量放電至2.0V。-20℃下之200C下之放電電容相對於25℃下之1C下之放電電容之比率為55%。
利用與實施例1-1相同之方式進行製作。
利用與實施例1-1相同之方式進行製作。
分隔件6
藉由與實施例1相同之方法製作分隔件6。但是，在雙軸延伸、萃取、乾燥步驟之前結束，未進行熱固定。將如此所獲得之微多孔膜分隔件6之各種特性之評價結果與組成等一併示於表1。
利用與實施例1-1相同之方式進行製作。
使用所獲得之微多孔膜分隔件6，進而將X1及X2均設為0.3，除此以外，於與實施例1-1相同之條件下組裝鋰離子電容器。
實施所製作之電容器之加熱試驗，結果短路起始溫度為91℃，完全短路溫度為105℃，雖超過200℃時電容器未破裂及著火而包裝體開封，但確認出氣體噴射。
於25℃之環境下對所製作之電容器進行特性評價。以1C之電流量充電至4.0V，其後施加4.0V之定電壓進行定電流定電壓充電2小時。繼而，以1C之電流量放電至2.0V。繼而，進行同上之充電2小時後，以300C之電流值放電至2.0V。300C下之放電電容相對於1C下之放電電容之比率為80%。繼而，於-20℃之環境下進行特性評價。進行與上述相同之充電，以200C之電流量放電至2.0V。-20℃下之200C下之放電電容相對於25℃下之1C下之放電電容之比率為50%。
利用與實施例1-1相同之方式進行製作。
利用與實施例1-1相同之方式進行製作。
利用與比較例5-1相同之方式進行製作。
利用與實施例1-1相同之方式進行製作。
將X1及X2均設為4.0，除此以外，於與比較例5-1相同之條件下組裝鋰離子電容器。
實施所製作之電容器之加熱試驗，結果短路起始溫度為93℃，完全短路溫度為107℃，雖超過200℃時電容器未破裂及著火而包裝體開封，但確認出較強之氣體噴射。
於25℃之環境下對所製作之電容器進行特性評價。以1C之電流量充電至4.0V，其後施加4.0V之定電壓進行定電流定電壓充電2小時。繼而，以1C之電流量放電至2.0V。繼而，進行同上之充電2小時後，以300C之電流值放電至2.0V。300C下之放電電容相對於1C下之放電電容之比率為80%。繼而，於-20℃之環境下進行特性評價。進行與上述相同之充電，以200C之電流量放電至2.0V。-20℃下之200C下之放電電容相對於25℃下之1C下之放電電容之比率為50%。
利用與實施例1-1相同之方式進行製作。
利用與實施例1-1相同之方式進行製作。
利用與比較例5-1相同之方式進行製作。
利用與實施例1-1相同之方式進行製作。
將X1及X2均設為11，除此以外，於與比較例5-1相同之條件下組裝鋰離子電容器。
實施所製作之電容器之加熱試驗，結果短路起始溫度為135℃，完全短路溫度為165℃，雖超過200℃時電容器未破裂及著火而包裝體開封，但確認出較強之氣體噴射。
於25℃之環境下對所製作之電容器進行特性評價。以1C之電流量充電至4.0V，其後施加4.0V之定電壓進行定電流定電壓充電2小時。繼而，以1C之電流量放電至2.0V。繼而，進行同上之充電2小時後，以300C之電流值放電至2.0V。300C下之放電電容相對於1C下之放電電容之比率為80%。繼而，於-20℃之環境下進行特性評價。進行與上述相同之充電，以200C之電流量放電至2.0V。-20℃下之200C下之放電電容相對於25℃下之1C下之放電電容之比率為50%。
根據上述實施例及比較例明確可知，本發明之鋰離子電容器藉由於高溫時使用熱收縮率較高之分隔件，從而可藉由其之熔毀，安全且瞬時地短路，於相對較低溫度下消耗電力，藉此，可提供一種無熱失控時之破裂或著火之擔憂之安全之電容器。
本發明之鋰離子電容器可較佳地用作面向混合驅動系統之蓄電元件等。
1‧‧‧分隔件
2‧‧‧正極電極體之正極活性物質層之面積或負極電極體之負極活性物質層之負極面積中之任一較大之電極
3‧‧‧2之電極上之集電體(未塗佈活性物質層之部位)
A‧‧‧在與分隔件之第一方向平行之任意直線上，該任意直線上之電極面積與分隔件重疊之部分之長度
L1‧‧‧電極面積與分隔件不重疊之部分之長度
L1'‧‧‧電極面積與分隔件不重疊之部分之長度
Claims (9)
- 一種鋰離子電容器，其特徵在於：其係於包裝體中收納而包含：電極積層體，其係將於負極集電體上設置有含有碳材料作為負極活性物質之負極活性物質層的負極電極體、包含含有聚乙烯之聚烯烴樹脂之分隔件、及於正極集電體上設置有含有包含碳材料或碳化合物材料中之任一者之正極活性物質之正極活性物質層的正極電極體積層而成；以及非水系電解液，其包含含鋰離子之電解質；且將該分隔件於非拘束狀態下歷時1小時保持為100℃時，該分隔件之熱收縮率於第一方向上為3%以上且10%以下，且於與第一方向正交之第二方向上為2%以上且10%以下，該正極電極體之正極活性物質層之面積或該負極電極體之負極活性物質層之負極面積中之任一較大之電極面積與該分隔件之面積存在(分隔件面積)>(電極面積)之關係，並且於俯視下之與該分隔件之第一方向平行之任意直線上，將該任意直線上之該電極面積與該分隔件重疊之部分之長度設為A，將該電極面積與該分隔件不重疊之部分之長度設為L1、L1'時，將L1、L1'中之任一者最短之任意直線之L1或L1'代入下述式(1)中而求出X1，X1=(L1或L1'/(A/2))×100於俯視下之與該分隔件之第二方向平行之任意直線上，將該任意直線上之該電極面積與該分隔件重疊之部分之長度設為B，將該電極面積與該分隔件不重疊之部分之長度設為L2、L2'時，將L2、L2'中之任一者最短之任意直線之L2或L2'代入下述式(2)而 求出X2，X2=(L2或L2'/(A/2))×100 X1與X2均為0.5以上且8.0以下。
- 如請求項1之鋰離子電容器，其中上述分隔件之孔徑為0.01μm~0.1μm，並且孔數為100個/μm2~250個/μm2。
- 如請求項1或2之鋰離子電容器，其中上述分隔件之以碳酸甲酯乙酯作為探針分子進行測定所算出之布魯格曼(Bruggeman)指數為2.0~3.0。
- 如請求項1至3中任一項之鋰離子電容器，其中上述分隔件之膜厚為5μm以上且35μm以下，並且孔隙率為30%~75%。
- 如請求項1至4中任一項之鋰離子電容器，其中上述分隔件包含聚乙烯。
- 如請求項1至5中任一項之鋰離子電容器，其中靜電電容為1000F以上。
- 如請求項1至6中任一項之鋰離子電容器，其中上述負極活性物質為複合多孔性材料，其係藉由使活性碳之表面黏附碳材料而形成，並且於將藉由BJH法所算出之源自直徑20Å以上且500Å以下之孔隙之中孔量設為Vm1(cc/g)，將藉由MP法所算出之源自直徑未達20Å之孔隙之微孔量設為Vm2(cc/g)時，滿足0.010≦Vm1≦0.250、0.001≦Vm2≦0.200、及1.5≦Vm1/Vm2≦20.0。
- 如請求項1至7中任一項之鋰離子電容器，其中上述正極活性物質為活性碳，其係於將藉由BJH法所算出之源自直徑20Å以上且500Å以下之孔隙之中孔量設為V1(cc/g)，將藉由MP法所算出之源自直徑未達20Å之孔隙之微孔量設為V2(cc/g)時，滿足 0.3<V1≦0.8、及0.5≦V2≦1.0，並且藉由BET法所測定之比表面積為1500m2/g以上且3000m2/g以下。
- 一種鋰離子電容器，其特徵在於：其係於包裝體中收納而包含：電極積層體，其係將於負極集電體上設置有含有碳材料作為負極活性物質之負極活性物質層的負極電極體、包含含有聚乙烯之聚烯烴樹脂的分隔件、及於正極集電體上設置有含有包含碳材料、碳化合物材料中之任一者之正極活性物質之正極活性物質層的正極電極體積層而成；以及非水系電解液，其包含含鋰離子之電解質；且於將該鋰離子電容器在自30℃以下之溫度起以5℃/分鐘進行升溫之環境下進行加熱時，該鋰離子電容器於120℃以上且150℃以下之範圍內具有短路起始溫度及完全短路溫度，並且該短路起始溫度與該完全短路溫度之差為20℃以下。
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